Uzayda hızlanan bir uçak ışık hızına ulaşabilir mi?
Klasik fizik perspektifinden, uzaydaki uçağa her zaman sıfırdan büyük bir kuvvet verildiği sürece, uzay aracının kütlesi değişmeden kaldığından, ivmesi her zaman sıfırdan büyüktür:
Bu durumda, uçağın hızı daha hızlı ve daha hızlı hale gelecek ve sonunda ışık hızını er ya da geç aşacak ve ışık hızından çok daha hızlı bir noktaya ulaşacaktır. Ancak görelilik teorisi, ışık hızının hız sınırı olduğunu ve uçağın ışık hızına kadar hızlandırılamayacağını, sadece foton ve gluon gibi statik kütlesi olmayan parçacıkların ışık hızına ulaşabileceğini göstermektedir. Bunun nedeni, Newton'un ikinci hareket yasasındaki kütlenin bir değişken olması ve yalnızca hız, ışık hızından çok daha düşük olduğunda sabit olarak kabul edilebilmesidir:
Aslında, hız ışık hızına yaklaştıkça hareketli kütle m büyük ölçüde artacaktır ve bunun neden olduğu göreceli etki artık göz ardı edilemez. Hareket kütlesi m ve statik kütle m0 aşağıdaki ilişkiye sahiptir:
Buna dayanarak, aşağıdaki göreceli kinetik enerji formülü türetilebilir:
Uçak gibi statik kütleli bir cisim için, hız sonsuza kadar ışık hızına yöneldiğinde, hareket eden kütle ve kinetik enerji sonsuza yönelecektir.Bu nedenle, uçak, ışık hızını aşmak şöyle dursun, herhangi bir ivme olmaksızın ışık hızına ulaşamaz.
Evrenin büyüklüğünü göz önünde bulundurursak, uzaktaki dış gezegenlerin hepsi ışık yılı uzaklıkta ve galaksiler dışı galaksiler yüzbinlerce, hatta on milyarlarca ışık yılı uzaklıkta, o zaman ışık hızında hareket edemezsek, yıldızlar arasında seyahat edemez miyiz? Ne?
aslında değil. Yerel hız, özel görelilik teorisi ile sınırlı olsa da, görelilik teorisinden çok önemli başka çıkarımlar da vardır - ölçek küçültme ve saat yavaş etkisi. Yeryüzündeki gözlemciler için, yüzbinlerce ışıkyılı uzaktaki galaksiler dışındaki galaksilere uçmak, uzay aracının varması için yüz binlerce yıl gerektirir. Bununla birlikte, ışık hızına yeterince yakın bir hıza sahip bir araç için, galaksi dışı bir galaksiye uçmak yalnızca birkaç yıl, hatta birkaç gün sürebilir, çünkü uçuş mesafesi yalnızca birkaç ışıkyılı, hatta birkaç ışık gününe sıkıştırılacaktır. Görelilik teorisi budur. Ve uzay görecelidir.
