Işığın Hızı Uzayda Sabit mi?

Evrenin uçsuz bucaksız bir köşesinden diğerine giderken ışığın görünürde sabit hızı değişir mi? Işığın hızı sabit değil de değişken olsaydı kara delikleri, süpernovaları, karanlık madde ve enerjiyi, evrenin kökenini kavrayışımız aynı olur muydu?

Işığın boşluktaki hızı c, önemli bir fiziksel sabit ve tam olarak saniyede 299.792.458 metre. "c" değeri yalnızca gördüğümüz ışığı -gökkuşağının renklerini- kapsamıyor. Bu sabit, elektromanyetik radyasyon, çekim dalgaları ve hareketsiz kütlesi sıfır olan herşey için geçerli. Einstein'ın görelilik kuramında ışık hızı, uzayla zaman ve kütleyle enerji arasındaki dönüşümün ana unsuru.

Sık unutulan şeyse şu: ışığın hızı sabit değil. Yalnızca boşlukta yapabileceğiniz en yüksek hız c. Bir cam parçasından ışığı geçirin, bir yüzme havuzundan, ya da diğer herhangi bir şeyden; ışığın hızı hemen yavaşlayacak.

Peki telekoplarımızla o uzak cisimler arasındaki devasa uzayda durum ne? Uzayda o varsayılan boşluk, tıpkı kozmik bir yüzme havuzu gibi ışığı yavaşlatıyor olamaz mı? Bu, yüzme havuzundan geçerken bükülen ışın gibi evrende yaptığımız gözlemleri etkilemez mi?

Kara Delik Savaşı kitabının yazarı, teorik fizikçi Leonard Susskind bunu şöyle açıklıyor:

Benzeri dalgalanmalar ışığın boş uzayda yayılmasını etkilemez, en azından ışığın hızını düzeltmemiz ya da bize ulaşan bir ışık sinyalini bozacak kadar. Boşluk, kuantum dalgalanmaların hassas bir denge durumudur ve ışığın boşluktaki hızı dediğimiz zaman, ışığın o hassas durumdaki yayılmasını kastederiz.

Işık termal dalgalanmalardan, proton, atom ve elektronlardan, karanlık maddeden, nötrinolardan ve hatta büyük cisimlere eşlik eden uzay-zamanın büküldüğü ceplerden etkilenir.  Nötrinolar seyrek ve bir etkide bulunmak için çok küçüktür. Atom ve elektronların esasen yaptığı da tıpkı atmosferimizin ışığa yaptığı gibi, elektromanyetik radyasyonu saçmaktır.

Unutulmaması gerek diğer şey de yıldızlararası cisimlerin ortalama özgül ağırlığının çok küçük olduğudur. Saçılmanın etkisi küçük de olsa vardır ama bu ışık hızının düzeltimesini gerektirecek kadar değildir.

Karanlık madde ise ışığı çekim alanları yoluyla etkiler. Örneğin, giderek daha hızlı genişleyen evren yüzünden genişleyen galaktik süper kümelerin çekim alanları ışığı bükebilir, sinyali geciktirebilir ve arkaplandaki mikrodalga ışımasını bozar. Astronomlar ve astrofizikçiler gözlemlerinde bu etkileri göz önünde bulundurur ve sonuçlarını ona göre düzeltirler.

Sözün özü, ışığın hızını saptıracak etkenler astronomik gözlemlerde hesaba katılmak zorunda.