Mekanik hareket bilimidir, cisimleri ve onların konumlarını, zamanla değişimlerini inceler. Eğer neyin daha hareketli olduğunu düşünürsek aklımıza bir sürü kelime gelir: enerjik, aktif, hızlı gibi. Bu sözcüklerden bazıları fizikte yerini almıştır ve hepsi, cismin daha hareketli hale geçmesi durumunda artacak şekilde tanımlanmıştır. Bunlardan en temeli ve ilk akla geleni hız olup, kendisinin çok basit bir tanımı vardır: alınan yolun geçen süreye oranı. Peki teorik anlamda bu tanım ne kadar iyidir, uygulamaya ne kadar dökülebilir?
Sabit hızla giden bir trenin hızını ölçmeye çalışalım, bunun için A ve B isimli iki istasyonumuz olsun. Trenin bu iki istasyon arasındaki hareketini inceleyecelim: Hızı ölçmek için iki şeyi bilmemiz lazım: |A-B| mesafesi ve trenin bu mesafeyi alırken harcadığı zaman. Zamanı ölçmek için A ya ve B ye birer saat koymamız lazım, ve tabi bunların eş zamanlı olmaları lazım ki fazla ya da az zaman girmeyelim. Saatlerimizi aynı zamanı gösterecek şekilde A da ayarlayalım ve bir tanesini B ye koyalım. İlk sorulması gereken soru şu: saatler hala eş zamanlı mı? Bunu test etmemiz gereklidir çünkü zamanın farklı yerlerde aynı akmasını varsaymak için hiçbir neden yoktur, ayrıca saat A dan B ye giderken belirli bir hıza ulaşacağından görelilik kuramına göre yavaşlayacaktır ve zaman farklılığı oluşacaktır. Sonuç, A dan bakıldığında B deki saat her zaman belirli bir süre geridir.
Saatleri eş zamanlı hale getirmek için A da saate bakıp B ye koşup hemen saati ayarlayıp geri dönebiliriz. Ama bizim o yolu almamız da bir vakit alacağından tam tersi, farkı artırmaktan bir şeye yaramayız. Daha akıllıca davranıp B ye arkadaşımızı yollarız ve bize göre atıyorum saat tam 13.00 olduğunda lazerle B istasyonuna sinyal gönderebiliriz. Böylece arkadaşımız saati bizim verdiğimiz saate hemen ayarlar. Ama ışık da bir sürede gideceğinden yine başarısız oluruz. Yani saatleri eş anlı hale getirmede büyük bir sorun yaşıyoruz.
Görelilik kuramı bize ışığın en hızlı şey olduğunu söyler. Dolayısıyla saatleri eş anlı hale getirmek için yapılabilecek en verimli şey ışığı kullanmaktır. Fakat dediğimiz gibi bu da bir gecikmeye yol açacaktır. Peki, bu gecikmeyi hesaplasak, eş anlı hale getirirken bu farkı da hesaba koyarız ve saatleri ayarlarız! Çözümü bulduk, fakat bir dakika, biz genel olarak hız ölçmek için saatleri ayarlamaya çalışırken; ışığın hızını ölçmemiz gerekiyor, ki saatleri eş anlı hale getiremeden ışık dahil hiçbir şeyin hızını ölçemeyiz. Evrenin inanılmaz güzel çıkmazlarının içine girmiş bulunmaktayız. Göreliliğe hoş geldiniz!
Kaynaklar: Zaman, Uzay ve Şeyler, B.K.Ridley, Sarmal Yayınevi, 1996 Mart, çeviren: Yeşim Özben
