Işığın boşluktaki hızı, fiziğin birçok alanında kullanılan önemli bir fiziksel sabittir. Genellikle c sembolüyle gösterilir. Tam değeri saniyede 299.792.458 metredir (saniyede yaklaşık olarak 300.000 km; saatte 1.080.000.000 km olarak ifade edilir). Metrenin uzunluğu bu sabitten ve uluslararası zaman standardından hesaplanmıştır. Özel göreliliğe göre c, evrendeki bütün madde ve bilgilerin hareket edebileceği maksimum hızdır. Bütün kütlesiz parçacıkların ve ilgili alanlardaki değişimlerin boşluktaki hareket hızıdır (ışık ve çekimsel dalgalar gibi elektromanyetik radyasyon dahil). Bu parçacıklar ve dalgalar gözlemcinin eylemsiz referans çerçevesi ya da kaynağın hareketi ne olursa olsun c'de hareket ederler. Görelilik teorisi'nde c, uzay-zaman arasındaki ilişkiyi kurar; aynı zamanda meşhur kütle-enerji eşdeğerliliği formülünde de gözükür E = mc2. Işığın hava veya cam gibi şeffaf maddelerdeki ilerleyiş hızı c'den azdır. Benzer şekilde radyo dalgalarının tel kablolardaki ilerleyişi de c'den yavaştır. Işığın madde içindeki hızı v ile c arasındaki orana o maddenin kırılma endeksi (c) denir (n = c / v). Örneğin, görülebilir ışık için camın kırılma endeksi genellikle 1,5 civarındadır. Yani ışık camın içinde c / 1,5 ≈ 200.000 km/s ile hareket eder. Hangi açıdan bakılırsa bakılsın ışık ve öteki elektromanyetik dalgalar anında yayılıyormuş gibi gözükür ancak, ölçülebilir hızlarının uzun mesafeler ve hassas ölçümlerle ölçülebilir sonuçları vardır. Uzaydaki keşif araçlarıyla iletişim kurarken mesajların Dünya'dan uzay aracına ya da uzay aracından Dünya'ya ulaşması dakikalar ya da saatler alabilir. Yıldızlardan gelen ışık onları yıllar önce terk etmiştir ve bu sayede uzaktaki nesnelere bakarak evrenin tarihini çalışma şansı verir. Işığın ölçülebilir hızı aynı zamanda bilgisayardaki bilgilerin çipler arasında aktarılması gerektiği için bilgisayarların teorik hızını da sınırlar. Işık hızı, uzak mesafeleri yüksek isabetle ölçebilmek için uçuş zamanı ölçümlerinde de kullanılır.
![]() Güneş ışığının, Güneş'in yüzeyinden Dünya'ya olan ortalama mesafeyi geçmesi yaklaşık 8 dakika 17 saniye sürer. | |
Kesin değerler | |
---|---|
metre bölü saniye | 299792458 |
Yaklaşık değerler (üç basamağa kadar) | |
kilometre bölü saat | 1080000000 |
mil bölü saniye | 186000 |
mil bölü saat | 671000000 |
astronomik birim bölü gün | 173 |
parsek bölü yıl | 0,307 |
Işığın yaklaşık seyahat süreleri | |
Mesafe | Zaman |
bir fit | 1,0 ns |
bir metre | 3,3 ns |
sabit yörüngeden Dünya'ya | 119 ms |
Dünya ekvatorunun uzunluğu | 134 ms |
Ay'dan Dünya'ya | 1,3 sn |
Güneş'ten Dünya'ya (1 AU) | 8,3 dk |
bir ışık yılı | 1,0 yıl |
bir parsek | 3,26 yıl |
en yakın yıldızdan Güneş'e (1,3 pc) | 4,2 yıl |
en yakın gökadadan (CMa Dwarf) Dünya'ya | 25.000 yıl |
boydan boya Samanyolu | 100.000 yıl |
Andromeda Gökadası'ndan Dünya'ya | 2,5 milyon yıl |
Ole Rømer ilk olarak 1676'da, Jüpiter'in uydusu Io'nun görünür hareketini inceleyerek, ışığın ölçülebilir bir hızda hareket ettiğini göstermiştir (anlık hareketin aksine). 1865'te James Clerk Maxwell Elektromanyetizma Teorisi'nde ışığın elektromanyetik bir dalga olduğunu ve bu nedenle c hızında hareket ettiğini ileri sürmüştür. 1905'te Albert Einstein ışığın hızının herhangi bir referans çerçevesinde ışık kaynağından bağımsız olduğunu öne sürmüştür ve bu varsayımının sonuçlarını görelilik teorisini öne atıp c parametresini ışık ve elektromanyetizma dışındaki şeylerle alakalı olduğunu göstermiştir.
Yüzyıllar boyunca süren ve giderek daha da kesinleşen ölçümler sonucunda 1975'te ışığın süratinin 299.792.458 m/s olduğu 4 milyarda birlik bir belirsizlikle hesaplanmıştır. 1983 yılında metre, Uluslararası Birimler Sistemiyle ışığın boşlukta 1/299.792.458 saniyede kat ettiği mesafe olarak yeniden tanımlanmıştır. Bunun sonucu olarak, c'nin değeri metrenin tanımı ile net bir şekilde sabitlenmiştir.
Sayısal Değer, Formül ve Birimler
Işık hızı genellikle İngilizce "constant" ("sabit") ya da Latince "celerity" (hızlı, çabuk) kelimesinin ilk harfi olan “c” ile ifade edilir. Geçmişte "V" ışık hızı için alternatif bir sembol olarak kullanılmıştır ve 1865'te James Clerk Maxwell tarafından ortaya atılmıştır. 1856'da Wilhelm Eduard Weber ve Rudolf Kohlrausch c'yi daha sonra ışık hızının √2 katına denk geldiği görülen başka bir sabit için kullanmışlardır. 1894'te Paul Druder c'yi modern anlamıyla tekrar tanımlamıştır. Einstein Görecelik üzerine yazdığı Orijinal Almanca makalelerde V'yi kullanmıştır ama 1907'de o zaman ışık hızı için standart sembol haline gelmiş c'yi kullanmaya başlamıştır.
Bazen c dalgaların herhangi bir maddesel çevredeki hızını ifade etmek için kullanılır ve c0 da ışığın boşluktaki hızını ifade etmek için kullanılır. SI tarafından da kabul edilmiş bu alt indisli ifade diğer alakalı sabitlerle aynı forma sahiptir, μ0 vakum geçirgenliği veya manyetik sabit, ε0 boşluktaki iletkenlik veya elektrik sabiti ve Z0 uzayın direnci için.
1983'ten beri metre Uluslararası Ünite Sistemi'nde ışığın 1/299792458 saniyede kat ettiği mesafe olarak tanımlanmıştır. Bu tanım ışığın boşluktaki hızını kesin olarak 299792458 m/s olarak sabitlemiştir. Boyutsal fiziksel bir sabit olarak c ünite sistemlerinde farklı değerlere sahiptir. Fiziğin c'nin sıkça gözüktüğü görecelik gibi bölümlerinde, doğal ölçüm ünitesi ya da geometrik ölçüm ünitesi olarak c=1 kullanılır. Bu üniterler kullanıldığında c, 1 bölme ve çarpma işlemlerinde etkisiz olduğu için çok gözükmez.
Fizikteki Temel Rolü
Işığın boşluktaki yayılma hızı ışık kaynağının hareketinden de gözlemcinin hareketsiz referans noktasından da bağımsızdır. Işık hızının değişmezliği, 1905'te Maxwell'in Elektromanyetizma Teorisi'nden ve Luminiferous Aether(19. yüzyılda ışık kaynağı olduğu düşünülen teori)'ın varlığına dair bir kanıt olmamasından ilham alarak, Einstein tarafından öne sürülmüştür ve o zamandan bu yana birçok deney tarafından kanıtlanmıştır. Yalnızca iki yönlü ışığın(ışık kaynağın ve ayna gibi) hızının çevreden bağımsız olduğunu onaylamak mümkündür çünkü kaynakla alıcıdaki saatlerin nasıl senkronize edileceğine dair bir yol bulmadan ışığın tek yönlü hızını ölçmek mümkün değildir. Ancak, Einstein senkronizasyonunu saatlere uyguladığımızda tek yönlü ve çift yönlü ışık hızları birbirine eşitlenir. İzafiyet Teorisi bu değişimsizliğin sonuçlarını tüm eylemsiz referans çerçevelerinde fiziğin kanunlarının aynı olduğunu varsayarak inceler. Tek sonuç, c'nin bütün kütlesiz parçacıkların ve dalgaların, ışık dahil, boşluktaki hızıdır..
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTh3THpBd0wweHZjbVZ1ZEhwZlptRmpkRzl5TG5OMlp5OHlNakJ3ZUMxTWIzSmxiblI2WDJaaFkzUnZjaTV6ZG1jdWNHNW4ucG5n.png)
Özel göreliliğin birçok mantığa aykırı ve deneylerle onaylanmış çıkarımları vardır. Bunlara kütle-enerji denkliği (E = mc2),yükseklik kısalması(hareket eden cisimler kısalır) ve zaman genişlemesi (hareket eden saatler daha yavaş işler) dahildir. Boyun kısaldığı ve zamanın genişlediği γ etmeni Lorentz Faktörü olarak bilinir ve γ = (1 − v2/c2)−1/2 ile ifade edilir (v nesnenin hızı). γ ile 1 arasındaki fark günlük hızlar gibi c'den çok daha düşük olan hızlar için (özel göreliliğin Galilean göreliliği tarafından yaklaşıldığı bir durum) göz ardı edilebilir ancak göreceli bir hızla yükselir ve v c'ye yaklaştıkça sonsuzluğa doğru sapar.
Özel göreliliğin sonuçları uzay ve zamanı uzay-zaman olarak bilinen ve matematiksel formülü c parametresini içeren Lorentz değişmezi adlı özel bir simetriyi sağlayan bir yapı olarak kabul edilerek özetlenebilir. (c uzay ve zamanın birimlerine bağlıdır). Lorentz değişmezi modern fizik teorileri için neredeyse evrensel olarak kabul edilmiş bir çıkarımdır. Modern fizikte c hemen hemen her yerde ortaya çıkan, ışıkla alakası olmayan birçok konuda dahi görülen bir parametre haline gelmiştir. Örneğin, genel görelilik c'nin aynı zamanda yer çekiminin ve yer çekimsel dalgaların da hızı olduğunu tahmin etmektedir. Hareketsiz referans çerçevelerinde ışığın hızı sabit ve c'ye eşittir ancak ışığın ölçülebilir mesafedeki hızı mesafenin ve zamanın nasıl tanımlandığına bağlı olarak c'den farklı çıkabilir.
Genel olarak c gibi temel sabitlerin uzay-zamanda değişmediği, yani mekana bağlı olmadığı ve zamanla değişmediği varsayılır. Ancak, değişik teorilerde ışığın hızının zaman içinde değişmiş olabileceği öne sürülmüştür. Bu değişimleri onaylayacak bir kanıt henüz bulunamasa da araştırmalar devam etmektedir. .
Aynı zamanda genel olarak ışığın izotopik olduğu varsayılır. Yani, ne yönde ölçülürse ölçülsün aynı değere sahiptir. Nükleer enerji seviyelerinin yayılan çekirdeklerin ve optik rezonatörlerin fonksiyonu olarak gözlemleri olası iki taraflı eş yönsüzlüğe sıkı bir limit koymaktadır..
Hızın üst limiti
Özel göreliliğe göre m kütleli ve v hızlı bir nesnenin enerjisi γmc2, ile ifade edilir. v 0 olduğunda γ 1'dir ve bu meşhur E = mc2 denklemini sağlar. v c'ye yaklaştıkça γ sonsuza yaklaşır ve kütlesi olan ve ışık hızında hareket eden bir nesneyi hızlandırmak sonsuz ölçüde bir enerji gerektirir. Kütlesi olan nesneler için ışık hızı üst hız limitidir ve fotonlar ışık hızından daha hızlı hareket edemezler. Bu birçok göreceli enerji ve momentum deneylerinde kanıtlanmıştır. .
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTlpTDJJeEwxSmxiR0YwYVhacGRIbGZiMlpmVTJsdGRXeDBZVzVsYVhSNUxuTjJaeTh5TWpCd2VDMVNaV3hoZEdsMmFYUjVYMjltWDFOcGJYVnNkR0Z1WldsMGVTNXpkbWN1Y0c1bi5wbmc=.png)
Daha genel olarak, bilginin ya da enerjinin c'den daha hızlı hareket etmesi imkânsızdır. Bunun bir argümanı, özel göreliliğin eş zamanlılık göreliliği olarak bilinen mantık dışı bir çıkarımını takip eder. Eğer A ve B olayları arasındaki mesafe, aralarındaki zaman aralığının c ile çarpımından büyükse, aralarında A'nın B'yi takip ettiği ya da B'nin A'yı takip ettiği referans çerçeveleri vardır ve bazılarında A ve B eş zamanlıdır. Bunun sonucu olarak, eğer bir şey hareketsiz bir referans çerçevesine göre c'den daha hızlı hareket ediyorsa başka bir çerçeveye göre zamanda geriye doğru hareket ediyor olur ve nedensellik bozulmuş olur. Böyle bir bir referans çerçevesinde bir etki nedeninden önce gerçekleşebilir. Nedenselliğin bu şekilde bozulması henüz kayıtlara geçmemiştir.
Işıktan hızlı deneyler ve gözlemler
Bazı durumlarda enerji, cisimler ya da bilgi ışıktan hızlı hareket ediyormuş gibi gözükse de etmezler. Örneğin; aşağıdaki "ışığın bir çevrede yayılmasında'' bazı dalgaların hızı c'yi geçebilir. Örneğin, x-ray ışınlarının çoğu camdaki faz hızı c'yi geçmektedir ancak faz hızı dalgaların bilgiyi yayma hızını göstermez.
Eğer bir lazer ışını uzaktaki bir nesne üzerinde hızlıca gezdirilir ise, ışık noktasının ilk hareketi ışığın uzaktaki nesneye ulaşma süresi nedeniyle gecikse de, ışık noktası c'den hızlı hareket edebilir. Ancak, yalnızca hareket eden fiziksel varlıklar lazer ve onun yaydığı ışıktır ve lazerden değişik noktalara ışık hızında hareket ederler. Benzer olarak, uzaktaki bir gölge de zamanda bir gecikmeden sonra ışıktan hızlı hareket ettirilebilir. İki durumda da herhangi bir madde, enerji ya da bilgi ışıktan hızlı hareket etmez.
Hareket eden iki referans çerçevesi arasındaki mesafenin değişme oranı c'nin üzerinde bir değere sahip olabilir. Ancak, bu hareketsiz bir çerçeve içinde ölçülen herhangi bir cismin hızını yansıtmaz.
Bazı kuantum etkileri, EPR paradoksunda olduğu gibi, anında, yani c'den hızlı olarak aktarılıyormuş gibi gözükebilir. Bir örnek birbirine girmiş iki parçacığın kuantum durumlarını içermektedir. İki parçacıktan herhangi biri incelenene kadar parçacıklar üst üste gelmiş iki kuantum durumu içinde var olurlar. Eğer parçacıklar ayrılıp birinin kuantum durumu incelenirse ötekinin kuantum durumu anında belirlenmiş olur. Ancak, ilk parçacığın gözlemlendiğinde hangi kuantum durumunu kontrol etmek mümkün olmadığı için bilgi bu yolla yayılamaz.
Işıktan hızlı hızları tahmin eden başka bir kuantum etkisi de'' Hartman Etkisi''dir. Belirli koşullar altında, yapay bir parçacığın bir bariyerden geçmesi için gereken zaman, bariyerin kalınlığı ne olursa olsun, sabittir. Bu, yapay parçacığın geniş bir boşluğu ışıktan hızlı bir şekilde geçmesiyle sonuçlanabilir. Ancak, bu etki kullanılarak herhangi bir bilgi gönderilemez.
Sözde ışıktan hızlı hareket, radyo-galaksilerin göreceli jetleri, yıldızımsı gök cisimleri gibi astronomik nesnelerde gözlemlenebilir. Ancak, bu jetler ışıktan hızlı hareket etmemektedir. Göze ışıktan hızlı gelen hareket cismin ışık hızına yaklaşmasının ve dünyaya düşük bir görüş açısıyla yaklaşmasının sonucudur.
Genişleyen evrenin modellerinde galaksiler ne kadar uzaklarsa birbirlerinden o kadar hızlı uzaklaşırlar. Ayrılma uzaydaki hareketin değil, uzayın genişlemesinin sonucudur. Örneğin, dünyaya uzak olan galaksiler dünyaya olan uzaklarıyla orantısal bir hızla uzaklaşırlar.
Işığın yayılımı
Klasik fizikte ışık elektromanyetik dalga olarak sınıflandırılmıştır. Elektromanyetik alanların klasik hareketi Maxwell denklemleriyle tanımlanmıştır. Bu denklemlerde, elektromanyetik dalgaların boşluktaki yayılma hızı olan c elektrik sabite ve manyetik sabite c = 1/√ε0μ0. Modern kuantum fizikte elektromanyetik alan kuantum elektrodinamik teorisiyle (QED) tanımlanmaktadır. Bu teoride ışık, elektromanyetik alanın temel çıkışı olan fotonlarla tanımlanır. QED'ye göre fotonlar kütlesiz parçacıklardır ve boşlukta ışık hızıyla hareket ederler.QED'nin fotonun kütleye sahip olduğu genişlemeleri de düşünülmüştür. Böyle bir teoride fotonun hızı frekansına bağlı olur ve değişmez c hızı ışığın boşluktaki hızının üst limiti olur. Işığın hızında testlerde herhangi bir değişim gözlenmemiştir ve bu da fotonun kütlesine sıkı bir limit koymaktadır. Elde edilen limit kullanılan modele göre değişebilir.
Işığın hızının frekansına bağlı olarak değişmesinin başka bir sebebi de, kuantum yerçekimindeki bazı teorilerde tahmin edildiği gibi, özel göreliliğin gelişigüzel küçüklükteki durumlarda uygulanamaması olabilir. 2009'da gamma ışını patlaması GB 090510'un gözlemlerinde farklı enerjilerdeki fotonların hızında bir değişme gözlemlenmemiştir, bu da Lorentz değişmezinin en azından Planck Uzunluğu' nun 1.2'ye bölümüne kadar onaylanması demektir.
Ortam İçinde
Bir çevrede ışık genel olarak c'ye eşit bir hızda yayılmaz; daha da fazlası, değişik ışık dalgaları değişik hızlarda ilerleyebilir. Düz bir dalganın (bir frekansla bütün uzayı doldurabilen dalga) tavan ve taban yaparak yayıldığı hıza faz hızı denir. Ölçülebilir bir uzunluğu(ışık nabzı) olan gerçek bir fiziksel işaret farklı bir hızda ilerler. Nabzın en büyük bölümü grup hızında ilerlerken erken kısımları ön hızla ilerler.
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTh5THpJM0wwWnliMjUwWjNKdmRYQndhR0Z6WlM1bmFXWXZNakl3Y0hndFJuSnZiblJuY205MWNIQm9ZWE5sTG1kcFpnPT0uZ2lm.gif)
Faz hızı ışın bir maddede ya da bir maddeden ötekine nasıl ilerlediğini belirlerken önemlidir. Kırılma endeksi olarak temsil edilir. Bir maddenin kırılma endeksi, c' nin maddedeki faz hızına oranı olarak tanımlanır. Bir maddenin kırılma endeksi ışığın frekansına, yoğunluğuna, polarizasyonuna ya da yayılma yönüne bağlı olabilir ama çoğu durumlarda maddeye bağlı bir sabit olarak görülebilir. Havanın kırılma endeksi yaklaşık olarak 1.0003'tür. Bose- Einstein Yoğuşuğu gibi egzotik maddelerde kırılma endeksi sıfıra yakın olabilir, bu da ışığın hızını saniyede yalnızca birkaç metreye kadar düşürebilir. Ancak, bu atomlar arasındaki emilim ve tekrar yayılma gecikmesini temsil eder. Maddedeki ışığın yavaşlamasına aşırı bir örnek olarak; iki bağımsız fizikçi ekibi, ışığı rubidyum elementinin Bose-Einstein yoğunlaşmasından geçirerek "tamamen durma" noktasına getirdiklerini iddia ettiler. Ancak bu deneylerdeki "ışığın durması" tanımı yalnızca ışığın atomun daha kararsız hallerinde depolanması ve daha sonra gelişigüzel bir zamanda tekrar yayılması şeklinde olmuştur. "Durduğu" sürede ışık olmayı bırakmıştır. Bu tür bir davranış, genellikle ışık hızını "yavaşlatan" tüm saydam ortamlar için mikroskobik olarak doğrudur.
Saydam maddelerde kırılma endeksi genelde 1'den büyüktür, yani faz hızı c' den küçüktür. Öteki materyallerde kırılma endeksinin bazı frekanslarda 1'den küçük olması olasıdır; bazı egzotik maddelerde kırılma endeksinin negatif olması dahi olasıdır. Nedenselliğin bozulmaması gereksinimi herhangi bir maddenin dielektrik sabitinin gerçek ve sanal kısımlarının Kremars- Kronig ilişkisiyle bağlı olduğunu ima eder. Pratik olarak, kırılma endeksinin 1'den küçük olduğu maddelerde dalganın emilimi o kadar hızlıdır ki c' den daha hızlı bir sinyal gönderilemez.
Farklı grup ve faz hızları olan bir nabız zaman içinde biter. Bu süreç ayrılım olarak bilinir. Bazı maddeler ışık dalgaları için çok düşük grup hızlarına sahiptir, yavaş ışık olarak adlandırılan ve deneylerle onaylanmış bir fenomen. Tam tersi, c'yi aşan grup hızları, aynı zamanda deneylerde gözlemlenmiştir. Anlık ya da zamanda geriye doğru hareket eden nabızlar için grup hızın sonsuz olması ya da negatif çıkması da mümkün olmalıdır.
Ancak, bu seçeneklerin hiçbiri bilginin c'den daha hızlı aktarılmasını sağlamaz. Erken kısımlarından daha hızlı bir nabızla bilgi yollamak mümkün değildir.
Bir parçacığın bir maddenin içinde o maddenin faz hızından daha hızlı ilerlemesi mümkündür. Yüklü bir parçacık bunu iletken olmayan bir maddenin içinde yaptığı zaman Cherenkov Radyasyonu olarak bilinen bir şok dalgası yayılır. .
Ölçülebilirliğin pratik etkileri
Işık hızı iletişimle alakalıdır: Tek yönlü ve gidiş-geliş gecikmeleri sıfırdan büyüktür. Bu küçükten astronomik ölçülere kadar geçerlidir. Öteki yandan, mesafe ölçümü gibi bazı teknikler ışığın ölçülebilir hızına da bağlı olabilir.
Küçük ölçekler
Süper bilgisayarda, ışık hızı bilgilerin işlemciler arasında ne kadar hızlı yollanabileceğine dair bir sınır oluştumaktadır. Eğer bir işlemci 1 gigahertz'den açılıyorsa bir sinyal bir döngüde maksimum 30 cm ilerleyebilir. Bu yüzden işlemciler iletim gecikmesini minimuma indirmek için birbirilerine yakın konmalıdırlar, bu da soğutma sorunlarına neden olabilir. Eğer saat frekansları yükselmeye devam ederse ışık hızı tekil çiplerin tasarımında bir limit haline gelecektir.
Dünya üzerinde büyük mesafeler
Örneğin, dünyanın 40075 km ve c' nin de 300000 km/s civarında olduğunu düşünürsek bilginin kürenin yarısını gezeceği en kısa süre 67 milisaniyedir. Işık dünyada optik bir iplikte gezerken iletim süresi daha uzundur çünkü kırılma endeksine bağlı olarak ışık optik iplikte %35 civarında daha yavaş hareket eder. Ayrıca düz hatlar global iletişimlerde nadiren kullanılır ve sinyal elektronik düğmeden ya da sinyal üreticiden geçerken yavaşlar.
Uzay uçuşları ve astronomi
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgyTHpZd0wxTndaV1ZrWDI5bVgyeHBaMmgwWDJaeWIyMWZSV0Z5ZEdoZmRHOWZUVzl2Ymk1bmFXWXZNalV3Y0hndFUzQmxaV1JmYjJaZmJHbG5hSFJmWm5KdmJWOUZZWEowYUY5MGIxOU5iMjl1TG1kcFpnPT0uZ2lm.gif)
Benzer şekilde dünya ve uzay araçları arasındaki iletişim de anlık değildir. Kaynakla alıcı arasındaki mesafe arttıkça daha da belirginleşen bir gecikme vardır. Apollo 8 ayın yörüngesine giren ilk insanlı hava aracı olduğunda bu gecikme çok büyüktü: Her sorunun cevabı için yer kontrol istasyonu 3 saniye beklemek zorundaydı. Dünya ve Mars arasındaki gecikme 5-20 dakika arası değişebilir.
NASA Jüpiter'in yörüngesinde dolaşan bir probedan bilgi almak için saatlerce beklemek zorundadır. Bu da bir navigasyon hatası durumunda düzeltmenin zamanında yetişememesi riskini ortaya çıkarmaktadır.
Daha uzaktaki astronomik kaynaklardan ışık ya da farklı sinyaller almak bundan da uzun sürebilir. Uzak nesnelerin ışığın ölçülebilir hızı nedeniyle daha genç gözükmeleri astronomlara yıldızlarsın, galaksilerin hatta evrenin evrimini gözlemleme şansı vermiştir.
Bazen astronomik mesafeler, özellikle popüler bilim yayınlarında ve medyada ışık yılıyla ifade edilir. Işık yılı ışığın bir yılda kat ettiği mesafedir. Yaklaşık olarak bir ışık yılı 10 trilyon km ya da 6 trilyon mildir. Dünyaya güneşten sonraki en yakın yıldız yaklaşık 4,2 ışık yılı uzaklıktadır.
Mesafe ölçümü
Radyo sistemleri bir hedefe olan mesafeyi radyo dalgasının antenden yansıtıldıktan sonra hedeften dönmesinin aldığı zamana göre ölçer. Global pozisyonlama sistemi (GPS) alıcısı GPS uydusuna olan uzaklığını uydulardan gelen sinyallerin süresine göre hesaplar ve uydularla arasındaki mesafeden kendi yerini hesaplar. Lunar Lazer Menzilleme deneyi, radar astronomisi ve Derin Uzay Ağı Ay'a, gezegenlere ve uzay araçlarına olan mesafeleri sinyallerin gidiş-geliş sürelerine göre hesaplarlar.
Yüksek frekanslı alım satım
Işık hızı yüksek frekanslı alım-satımda giderek daha önemli hale gelmektedir. Tüccarlar mallarını birkaç saniye önce teslim ederek dakika avantajı sağlamaya çalışmaktadır. Örneğin; tüccarlar mikrodalga iletişimi optik-fiber iletişime tercih ediyorlar çünkü optik-fiber sinyaller ışıktan %30-40 daha yavaş hareket ederken mikrodalgalar havada ışık hızına yakın hızlarda hareket ederler.
Ölçüm
c'nin değerini belirlemenin farklı yolları vardır. Bir yol, ışığın yayıldığı gerçek hızı hesaplamaktır ki değişik astronomik ve dünya temelli adımlarla yapılabilir. Ancak ε0 ve μ0 gibi fiziksel değerlerin c ile bağlantısı kurularak da hesaplanabilir. Tarihte en isabetli ölçümler, ışığın dalga boyu ve frekansı tek tek hesaplanıp sonuçlar c' ye eşitlenerek elde edilmiştir.
Astronomik ölçümler
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgzTHpjd0wwbHZYMlZqYkdsd2MyVmZjM0JsWldSZmIyWmZiR2xuYUhSZmJXVmhjM1Z5WlcxbGJuUXVjM1puTHpNd01IQjRMVWx2WDJWamJHbHdjMlZmYzNCbFpXUmZiMlpmYkdsbmFIUmZiV1ZoYzNWeVpXMWxiblF1YzNabkxuQnVadz09LnBuZw==.png)
Dış uzay, büyük boyutu ve mükemmele yakın boyutu sayesinde c'yi ölçmek için son derece elverişlidir. Tipik olarak, birisi ışığın belirli bir referans sistemindeki mesafeyi katetmesi için gerek zamanı ölçer. Tarihte bu tip ölçümler, referans uzaklığın dünya temelli birimlerle ne kadar isabetli olarak ölçüldüğüne göre, son derece isabetli olarak yapılabilmiştir. Elde edilen sonuçlar gün başına Astronomik Birimlerle (AU) ifade edilir.
Ole Christensen Romer astronomik ölçümleri kullanarak ışığın miktarsal hızının ilk tahminlerini yapmıştır. Dünyadan ölçüldüğü zaman uyduların gezegenlerin etrafında dönme hızı dünya gezegenlere yaklaşırken, uzaklaşırken ki hızlarından daha fazladır. ışığın gezegenden dünyaya katettiği mesafe, dünya yörüngesinde o gezegene en yakın konumundayken daha kısadır, mesafedeki fark dünyanın Güneş etrafındaki yörüngesinin çapıdır. Uydunun periyodundaki değişim ışığın uzak ya da yakın mesafeyi katetmesindeki zaman farkından oluşmaktadır.
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTg0THpneUwxTnZURjlCWW1WeWNtRjBhVzl1TG5OMlp5OHlNakJ3ZUMxVGIweGZRV0psY25KaGRHbHZiaTV6ZG1jdWNHNW4ucG5n.png)
Bir başka metotsa 18. yüzyılda James Bradley tarafından keşfedilen "ışığın sapması"dır. Bu etki, uzaktaki bir kaynaktan ulaşan ışığın hızına gözlemcinin hızının vektör olarak eklenmesiyle oluşur. Hareketli bir gözlemci ışığı farklı bir noktadan gelirken gözlemler ve kaynağın yerini farklı görür. Dünya Güneş'in etrafında döndükçe dünyanın hızının yönü değiştiği için bu yıldızların hareket ettiği izlenimi verir. Yıldızların konumunun açısal farkından ışığın hızını dünyanın güneş etrafındaki hızı cinsinden yazmak mümkündür. 1729'da Bradley bu metodu kullanarak ışığın dünyanın yörüngedeki hızından 10,210 kat daha hızlı hareket ettiğini öne sürmüştür.
Astronomik Birim
AU yaklaşık olarak dünya ile güneş arasındaki mesafedir. 2012'de net olarak 149 597 870 700 m. olarak yeniden tanımlanmıştır. Daha önce AU SI birimleri ile değil, Güneş tarafından uygulanan yerçekimi kuvvetinin klasik mekanik çerçevesindeki koşullarıyla ifade edilmiştir. Güncel tanım, AU'nun önceki tanımının tavsiye edilen şekilde metre ile ifade edilmiş halini kullanmaktadır. Bu yeniden tanımlama, ışık hızını saniye başına AU'da sabitlemiştir.
Daha önce c' nin tersi saniyede AU olarak ifade edilmiş ve radyo sinyallerinin Güneş Sistemin'deki araçlara ulaştığı zaman kullanılarak hesaplanmıştır. Bu tarz birçok hesaplama birleştirilerek birim uzaklık başına ışık zamanı için en iyi değer elde edilebilir. Örneğin; 2009'da Uluslararası Astronomik Birlik tarafından kabul edilen en iyi tahmin:
- Birim uzaklık başına ışık zamanı: 7002499004783836000♠499.004783836(10) s
- c = 7008299792457999999♠0.00200398880410(4) AU/s = 7002173144632674000♠173.144632674(3) AU/day.
Bu hesaplardaki göreceli hesap hatası milyarda 0,02' dir. Metre belli bir zamanda ışık tarafından katedilen mesafe olarak tanımlandığı için, ışık zamanının önceki AU tanımı ile ölçülmesi eski AU' nun metre ile ölçülmesi olarak yorumlanabilir.[Note 7]
Uçuş zamanı teknikleri
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTlsTDJVNEwwMXBZMmhsYkhOdmJsOXpjR1ZsWkY5dlpsOXNhV2RvZEY5dFpXRnpkWEpsYldWdWRGOHhPVE13TG1wd1p5OHlNakJ3ZUMxTmFXTm9aV3h6YjI1ZmMzQmxaV1JmYjJaZmJHbG5hSFJmYldWaGMzVnlaVzFsYm5SZk1Ua3pNQzVxY0djPS5qcGc=.jpg)
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgyTHpZNEwwWnBlbVZoZFMxcGJuUXVjM1puTHpJeU1IQjRMVVpwZW1WaGRTMXBiblF1YzNabkxuQnVadz09LnBuZw==.png)
Işık hızını ölçmenin bir metodu da ışığın bilinen bir noktadaki bir aynaya gitme ve geri dönme hızının hesaplanmasıdır. Bu Fizeau-Foucault düzeneğinin arkasındaki prensiptir ve Hippolyte Fizeau ve Leon Foucault tarafından geliştirilmiştir.
Fizeu tarafından kullanılan bu düzenek 8 kilometre uzaklıktaki bir aynaya gönderilen bir ışık huzmesinden oluşur. Kaynaktan aynaya giderken huzme dönen dişli bir çarktan geçer. Belli bir dönme hızında huzme giderken bir boşluktan ve dönerken başka bir boşluktan geçer ancak biraz düşük ya da yüksek dönme hızlarında huzme dişlerden birine çarpar ve çarktan geçemez. Dişliyle ayna arasındaki mesafeyi, çarktaki diş sayısını ve dönme hızını bilerek ışığın hızı hesaplanabilir.
Bu günlerde bir nanosaniyeden (ns) az zaman çözünürlüğü olan salınım izlerler sayesinde ışığın hızı bir lazer ya da LED' den gelen ışık nabzının aynadan yansımasının zamanı ile direkt olarak ölçülebilir. Bu metot diğer modern teknikler kadar isabetli değildir anca bazı üniversite fizik sınıflarında laboratuvar deneyi olarak kullanılır..
Elektromanyetik sabitler
C'yi elektromanyetik dalgaların yayılımına bağlı olmadan hesaplamanın bir yolu Maxwell' in teorisinde kullanılan c, ε0 ve μ0 arasındaki ilişkiyi kullanmaktır. ε0 kapasitans ve kapasitörün boyutları hesaplanarak bulunabilir. μ0 ise 4π×10−7 H·m−1 olarak sabittir. 1907'de Rosa ve Dorsey bu metodu kullanarak 299710±22 km/s değerini bulmuşlardır.
Boşluk rezonansı
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTlpTDJJeEwxZGhkbVZ6WDJsdVgwSnZlQzV6ZG1jdk1qSXdjSGd0VjJGMlpYTmZhVzVmUW05NExuTjJaeTV3Ym1jPS5wbmc=.png)
Işık hızını ölçmenin başka bir yolu da elektromanyetik bir dalganın boşluktaki frekansını ve dalga boyunu ayrı ayrı ölçmektir. c' nin değeri c=fλ eşitliği ile bulunabilir. Bir seçenek de boşluk rezonansının rezonans frekansını ölçmektir. Eğer rezonans boşluğunun boyutları biliniyorsa dalganın dalga boyunu bulmak için kullanılabilir. 1946'da Louis Essen ve A.C Gordon-Smith, boyutları bilinen bir mikrodalga boşluğunun mikro dalgalarının normal modlarının farklılıkları için bir frekans bulmuşlardır. Modların dalga boyları boşluğun geometirisi ve elektromanyetik teorisinden bilindiği için ilgili frekansların bilinmesi ışık hızının hesaplanmasına yardımcı olmuştur.
Essen–Gordon-Smith sonucu,299792±9 km/s, optik tekniklerle bulunanlardan çok daha isabetliydi. 1950 yılına kadar Essen tarafından yapılan tekrarlı ölçümler 299792.5±3.0 km/s sonucunu vermiştir.
Bu teknik evde mikrodalga fırın ve marşmelov ya da margarin gibi yemek yardımıyla da gözlemlenebilir: eğer döner masa kaldırılırsa yemek hareket etmez, en hızlı olarak antidotlarda pişer ve erimeye başlar. Böyle iki nokta arasındaki mesafe mikrodalganın dalga boyunun yarısıdır; bu mesafeyi ölçüp dalga boyunu mikrodalga frekansıyla çarparak c genelde 5% den daha az bir hatayla hesaplanabilir.
İnterferometre
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgwTHpSbUwwbHVkR1Z5Wm1WeWIyMWxkR1Z5WDNOdmJDNXpkbWN2TWpJd2NIZ3RTVzUwWlhKbVpYSnZiV1YwWlhKZmMyOXNMbk4yWnk1d2JtYz0ucG5n.png)
İnterferometre elektromanyetik radyasyonun dalga boyunu bularak ışık hızını hesaplamanın başka bir yoludur. Frekansı bilinen uyumlu bir ışık huzmesi iki yolu izlemesi için bölünür ve tekrar birleşir. Etki düzlemini gözlemlerken yolun uzunluğunu ayarlayarak ve yol uzunluğundaki değişimi dikkatlice ölçerek ışığın dalga boyu bulunabilir. Sonra ışık hızı c = λf denklemi ile hesaplanır.
Lazer teknolojisinin gelişmesinden önce uyumlu radyo kaynakları ışık hızının interferometrik ölçümleri için kullanılırdı. Ancak; dalga boylarının interferometrik hesaplanması dalga boyları ile birlikte daha isabetsiz hale gelmeye başladı ve bu yüzden deneyler radyo dalgalarının uzun dalga boyları(~0.4 cm) ile sınırlandı. Netlik kısa dalga boyları ile artırılabilir ama o zaman da ışığın frekansını direkt olarak ölçmek zorlaşır. Bu sorunu çözmenin bir yolu, frekansı hesaplanabilen düşük frekanslı br sinyalle başlayıp bu sinyalden giderek daha yüksek frekanslı sinyaller sentezlemektir. Daha sonra bir lazer frekansa sabitlenip dalga boyu interferometre kullanılarak bulunabilir. 3,5×10-9.
Tarih
<1638 | Galileo, covered lanterns | inconclusive[Note 8] |
<1667 | Accademia del Cimento, covered lanterns | inconclusive[Note 9] |
1675 | Rømer and Huygens, moons of Jupiter | 220000 |
1729 | James Bradley, aberration of light | 301000 |
1849 | Hippolyte Fizeau, toothed wheel | 315000 |
1862 | Léon Foucault, rotating mirror | 298000±500 |
1907 | Rosa and Dorsey, EM constants | 299710±30 |
1926 | Albert A. Michelson, rotating mirror | 299796±4 |
1950 | Essen and Gordon-Smith, cavity resonator | 299792,5±3,0 |
1958 | K.D. Froome, radio interferometry | 299792,50±0,10 |
1972 | Evenson et al., laser interferometry | 299792,4562±0,0011 |
1983 | 17th CGPM, definition of the metre | 299792,458 (exact) |
Modern periyotun erken bölümlerine kadar ışığın anlık mı yoksa son derece hızlı ölçülebilir bir hızla mı hareket ettiği bilinmiyordu. Bu olayın ilk ölçüldüğü olay antik Yunanistan' daydı. Antik Yunanlar, Müslüman ve Avrupalı bilimciler Romer ışık hızının ilk hesaplarını sağlayana kadar bunu tartıştılar. Einstein'ın İzafiyet Teorisi ışık hızının referans çerçevesi ne olursa olsun sabit olduğunu göstermiştir. O zamandan bu yana bilim adamları giderek daha isabetli hale gelen ölçümler yapmışlardır.
Erken Tarih
Empedocles ışığın ölçülebilir hızı olduğunu iddia eden ilk kişiydi. Işığın hareket eden bir şey olduğunu dolayısıyla hareketinin zaman alması gerektiğini öne sürdü. Aristo ise tam tersini öne sürüp "ışığın bir şeyin varlığından oluştuğunu ve hareket etmediğini öne sürmüştür. Euclid ve Ptolemy Empedocles'in ışığın gözlerden emilerek görüşü sağladığı yolundaki teorisini ilerletmişlerdir. Bu teoriye dayanarak Alexandrialı Heron yıldızlar gibi uzak nesneler gözümüzü açtığımız anda görülebildiği için ışığın hızının sonsuz olduğunu ileri sürmüştür. Hindu Vedas'ta bahsedildiği üzere Sayana ışık hızının hesaplanması üzerine yorumlar yapmıştır. Eski İslam filozofları ilk başta Aristo'nun görüşlerine katılmışlardır. 1021'de Alhazen Optik Kitabını yayınlayarak görüş teorisine karşı çıkmış ve ışığın nesnelerden göze geldiğini öne süren ve şimdi kabul edilmiş olan intromisyon teorisini savunmuştur. Bu da Alhazen'i ışığın ölçülebilir hızı olduğunu öne sürmeye yönlendirmiştir. Işığın bir madde olduğunu, yayılmasının bizim hislerimiz tarafından fark edilmese de zaman aldığını söylemiştir. Ayrıca 11. yüzyılda Abu Rayhan al Biruni de ışığın ölçülebilir hızı olduğunu söylemiş ve ışığın sesten çok daha hızlı olduğunu gözlemlemiştir.
13. yüzyılda Roger Bacon filozofik argümanları Alhazen ve Aristo'nun da yazdıklarıyla destekleyerek ışığın havadaki hızının sonsuz oladığını öne sürmüştür. 1270' lerde Witelo ışığın boşlukta sonsuz hızla hareket edip daha yoğun ortamlarda yavaşladığını düşünmüştür.
17. yüzyıl başlarında Johannes Kepler boş uzay herhangi bir engel sunmadığı için ışık hızının sonsuz olduğuna inanmıştır. Rene Descartes eğer ışığın hızı ölçülebilir olsaydır Güneş, Dünya ve Ay'ın bir ay tutulması sırasında düzen dışında olacağını öne sürdü. Böyle bir düzensizlik de gözlemlenmediği için Descartes ışık hızının sonsuz olduğunu varsaydı. Descartes eğer ışığın hızının ölçülebilir olduğu keşfedilirse kendisinin bütün filozofi sisteminin yerle bir olacağını söyledi. Snell Yasası'nın Descartes derivasyonunda ışık hızı anlık olmasına rağmen çevre ne kadar yoğunsa ışık o kadar yavaştır. Fermat da ölçülebilir ışık hızını savunmuştur.
İlk ölçüm girişimleri
1629'da Isaac Beeckman bir kişinin ışık patlamasının bir mil uzaklıktaki bir aynadan yansımasını gözlemlediği bir deney önermiştir. 1638'de Galileo Galilei bir feneri açıp bir mesafedeki algısını gözlemleyeceği ve aradaki gecikmeden ışık hızını ölçebileceği bir deney ortaya atmıştır. Işığın anlık hareket edip etmediğini ayırt edememiştir ancak etmiyorsa dahi inanılmaz hızlı olduğu sonucuna varmıştır. 1667'de Accademia del Cimento Galileo'nun deneyini 1 mil uzaklıktaki bir fenerle uyguladığını ve gecikme gözlemlemediğini söylemiştir. Bu deneydeki gerçek gecikme 11 mikrosaniye civarında olurdu.
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTg0THpobUwxSnZaVzFsY2kxS2RYQnBkR1Z5WDIxdmIyNXpMVk53WldWa1gyOW1YMnhwWjJoMExuTjJaeTh5TWpCd2VDMVNiMlZ0WlhJdFNuVndhWFJsY2w5dGIyOXVjeTFUY0dWbFpGOXZabDlzYVdkb2RDNXpkbWN1Y0c1bi5wbmc=.png)
Işık hızının ilk miktarsal tahmini 1676'da Romer tarafından yapılmıştır. Dünya, Jüpiter'e yaklaşırken Jüpiter'in uydusu Io'nun uzaklaşırken gözüktüğünden daha kısa olduğunu gözlemiş ve ışığın ölçülebilir hızının olduğu sonucuna varmıştır ve Dünya' nın yörüngesinin çapını 22 dakikada geçtiğini tahmin etmiştir. Christian Huygens bu tahmini Dünya'nın yörüngesinin çapının bir tahiniyle birleştirmiş ve ışığın hızını yaklaşık 220000 km/sn olarak bulmuştur.
1704' te yayınladığı kitabı Optics'de Newton Romer'in hesaplarını yazmış ve ışığın Güneş'ten Dünya'ya ulaşma süresini 7 ya da 8 dakika olarak belirtmiştir. Newton Romer'in tutulma gölgelerinin renkli olup olamadığını soruşturmuş ve olmadığını duyunca farklı renklerin aynı hızda hareket ettikleri sonucuna varmıştır. 1729'da James Bradlet yıldızsal sapmayı keşfetti. Buradan yola çıkarak ışığın Dünya'nın yörüngesindeki hareketinden 10210 kere daha hızlı hareket ettiği sonucuna vardı.
Elektromanyetizm ile bağlantılar
19. yüzyılda Hippolyte Fizeau Dünya'daki uçuş zamanlarına dayanarak ışık hızını hesaplamak için bir metot geliştirdi ve 315000 km/sn lik bir değer buldu. Metodu Leon Foucault'un 1862'de 298000 km/s' lik değer bulan metodundan geliştirilmişti.1856'da Wilhelm Eduard Weber ve Rudolf Kohlrausch eletromanyetik ve eletrostatik şarj birimlerini bir Leyden kavanozunun şarjını boşaltarak ölçüp numarasal değerinin ışık hızına çok yakın olduğunu bulmuşlardır. Bir sonraki yıl Gustav Kirchoff dirençsiz bir telde elektrik sinaylinin de bu hızda ilerlediğini bulmuştur. Erken 1860' larda Maxwell üzerinde çalıştığı eletromanyetizma teorisine göre elektromanyetik dalgaların boş uzyda Weber/ Kohraush oranında bulunan hızda hareket ettiğini bulmuştur.
"Luminiferous aether"
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTlqTDJNMkwwVnBibk4wWldsdVgyVnVYMHh2Y21WdWRIb3VhbkJuTHpJeU1IQjRMVVZwYm5OMFpXbHVYMlZ1WDB4dmNtVnVkSG91YW5Cbi5qcGc=.jpg)
Zamanında boş uzayın arka planda Luminiferous aether adlı içinde elektromanyetik alan bulunduran bir nesneyle dolu oluduğu düşünülüyordu. Bazı fizikçiler aether'ı ışığın yayılmasının tercih edilen referans çerçevesi olduğunu düşünmüştür ve dünyanın hareketini bu çevrede ölçülebileceğine inanmıştır. 1880' lerden itibaren bunu tespit etmek için çeşitli deneyler yapılmıştır. Bunların en meşhuru A. A. Michelson ve E. W. Morley tarafından 1887' de yapılmıştır. Tespit edilen hareket her zaman gözlemsel hatadan daha azdı. Modern deneyler ışığın çift yönlü hızının saniyede 6 nanometreye kadar izotopik olduğunu işaret etmektedir. Bu deney nedeniyle Lorentz teçhizatın aether içindeki hareketinin teçhizatın hareketin yönündeki uzunluğunu daraltabileceğini öne sürmüş ve hareket halindeki sistemler için zaman değişkeninin de buna göre değişebileceğini varsaymıştır ve bu da Lorentz değişimi formülüne yol açmıştır. Lorentz' in aether teorisinden yola çıkara Henri Poincare(1900) yerel zamanın aether içinde hareket eden saatler tarafından gösterildiğini göstermiştir. 1904' te Lorentz' in teorilerinin doğrulanması halinde ışık hızının dinamikte sınırlayıcı bir faktör olabileceğini öne sürmüştür. 1905' te Lorentz' in aether teorisini görelilik prensibiyle gözlemsel anlaşmaya getirmiştir.
Özel Görelilik
1905'te Einstein ışığın boşlukta hızlanmayan bir gözlemci tarafından ölçülen hızının kaynaktan ya da gözlemciden bağımsız olduğunu öne sürmüştür. Bunu ve görelilik prensibini kullanarak Özel Görelilik Kuramı' nı ortaya atmıştır. Bu da hareketsiz aether konseptini kullanışsız hale getirmiştir ve uzay ve zaman konseptlerinde devrim yaratmıştır.
C'nin artan doğruluğu ve metre ile saniyenin yeniden tanımlanması
20. yüzyılın ikinci yarısında ışık hızının ölçümünün daha isabetli olması konusunda, ilk önce boşluk rezonansı tekniği ile daha sonra da lazer interferometer teknikleriyle birçok gelişme katedildi bunlara metre ve saniyenin yeni ve daha kesin tanımları da yardımcı oldu. 1950'de Louis Essen hızı boşluk rezonansını kullanarak 299792.5±1 km/s olarak hesapladı. Bu değer 12. Radyo-Bilimsel Genel buluşması tarafından kabul edildi. 1960'ta metre krypton-86 spectral düzleminin belli bir dalga boyuna göre yeniden tanımlandı ve 1967'de saniye caesium-133'ün ince geçiş frekansına göre yeniden tanımlandı.
1972' de lazer interferometre metodu ve yeni tanımlar kullanılarak NBS Boulder, Colorado'da bir grup ışığın boşluktaki hızını 299.792.456,2 ± 1,1 m/s olarak hesapladı. Bu daha önce kabul edilen değerden 100 kat daha belirgin bir değerdi. Geri kalan belirsizlik çoğunlukla metrenin tanımına bağlıdır.
Işık hızını belirgin bir sabit olarak tanımlamak
1983'te 17. CGPM frkans ölçümlerindeki dalga boylarının ve ışık hızı için geçerli değerin bir önceki standarttan daha tekrarlanabilir olduğunu bulmuştur. Saniyenin 1967'deki tanımı sabit bıraktılar, bu nedenle caesium ince frekansı şu an hem metreyi hem de saniyeyi tanımlamaktadır. Bunu yapabilmek için metreyi "ışığın boşlukta saniyenin 1/299792458'inde aldığı mesafe"olarak tanımladılar. Bu tanımın bir sonucu olarak ışığın boşluktaki hızı tam olarak 299792458 m/s'dir ve SI tarafından tanımlanan bir sabit haline gelmiştir. ".
2011'de CGPM bütün temel SI birimlerini "belirgin-sabit formülasyonunu" kullanarak yeniden tanımlamak niyetinde olduğunu belirtmiştir. Bu metrenin yeni ama tamamen denk bir tanımını sunmuştur: "metre, uzunluk birimi, ışığın boşluktaki hızının SI birimi s−1 ile yazılımında 299792458 olan büyüklüktür.
Notlar
Kaynakça
- ^ Larson, Ron; Hostetler, Robert P. (2007). Elementary and Intermediate Algebra: A Combined Course, Student Support Edition (4. resimli bas.). Cengage Learning. s. 197. ISBN . 19 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 22 Kasım 2020.
- ^ Uzan, J-P; Leclercq, B (2008).
- ^ International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) 5 Kasım 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (PDF) (8th ed.), p. 112,
- ^ Gibbs, P (2004) [1997].
- ^ Mendelson, KS (2006).
- ^ See for example:
- ^ Gibbs, P (1997) [1996].
- ^ Uzan, J-P (2003).
- ^ Amelino-Camelia, G (2008).
- ^ Herrmann, S; et al. (2009).
- ^ Lang, KR (1999).
- ^ Fowler, M (March 2008).
- ^ Tolman, RC (2009) [1917].
- ^ Quimby, RS (2006).
- ^ a b c d e f g Gibbs, P (1997).
- ^ Sakurai, JJ (1994).
- ^ Wynne, K (2002).
- ^ Chase, IP.
- ^ Harrison, ER (2003).
- ^ Panofsky, WKH; Phillips, M (1962).
- ^ Amelino-Camelia, G (2009).
- ^ Cromie, William J. (24 Ocak 2001). . Harvard University Gazette. 28 Ekim 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Kasım 2011.
- ^ a b Milonni, PW (2004). "2".
- ^ Cherenkov, Pavel A. (1934).
- ^ Parhami, B (1999).
- ^ "Theoretical vs real-world speed limit of Ping" 2 Eylül 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ Further discussion can be found at "StarChild Question of the Month for March 2000" 29 Ocak 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ "Time is money when it comes to microwaves" 27 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ a b Bradley, J (1729).
- ^ Pitjeva, EV; Standish, EM (2009).
- ^ IAU Working Group on Numerical Standards for Fundamental Astronomy.
- ^ Cooke, J; Martin, M; McCartney, H; Wilf, B (1968).
- ^ Aoki, K; Mitsui, T (2008).
- ^ James, MB; Ormond, RB; Stasch, AJ (1999).
- ^ a b c Essen, L; Gordon-Smith, AC (1948).
- ^ a b Rosa, EB; Dorsey, NE (1907).
- ^ Essen, L (1947).
- ^ a b Essen, L (1950).
- ^ Stauffer, RH (April 1997).
- ^ "BBC Look East at the speed of light" 23 Ağustos 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ Sullivan, DB (2001).
- ^ a b Evenson, KM; et al. (1972).
- ^ "Touchant le mouvement de la lumiere trouvé par M. Rŏmer de l'Académie Royale des Sciences" 21 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (PDF).
- ^ a b Huygens, C (1690).
- ^ Michelson, A. A. (1927).
- ^ Froome, KD (1958).
- ^ "Resolution 1 of the 17th CGPM" 26 Haziran 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ O'Connor, JJ; Robertson, EF.
- ^ Marshall, P (1981).
- ^ Carl Benjamin Boyer, The Rainbow: From Myth to Mathematics (1959)
- ^ O'Connor, JJ; Robertson, EF (November 1997).
- ^ Darrigol, O (2000).
- ^ Galison, P (2003).
- ^ Miller, AI (1981).
- ^ Pais, A (1982).
- ^ "Resolution 2 of the 15th CGPM" 7 Ekim 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ Adams, S (1997).
- ^ Rindler, W (2006).
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Isigin bosluktaki hizi fizigin bircok alaninda kullanilan onemli bir fiziksel sabittir Genellikle c semboluyle gosterilir Tam degeri saniyede 299 792 458 metredir saniyede yaklasik olarak 300 000 km saatte 1 080 000 000 km olarak ifade edilir Metrenin uzunlugu bu sabitten ve uluslararasi zaman standardindan hesaplanmistir Ozel gorelilige gore c evrendeki butun madde ve bilgilerin hareket edebilecegi maksimum hizdir Butun kutlesiz parcaciklarin ve ilgili alanlardaki degisimlerin bosluktaki hareket hizidir isik ve cekimsel dalgalar gibi elektromanyetik radyasyon dahil Bu parcaciklar ve dalgalar gozlemcinin eylemsiz referans cercevesi ya da kaynagin hareketi ne olursa olsun c de hareket ederler Gorelilik teorisi nde c uzay zaman arasindaki iliskiyi kurar ayni zamanda meshur kutle enerji esdegerliligi formulunde de gozukur E mc2 Isigin hava veya cam gibi seffaf maddelerdeki ilerleyis hizi c den azdir Benzer sekilde radyo dalgalarinin tel kablolardaki ilerleyisi de c den yavastir Isigin madde icindeki hizi v ile c arasindaki orana o maddenin kirilma endeksi c denir n c v Ornegin gorulebilir isik icin camin kirilma endeksi genellikle 1 5 civarindadir Yani isik camin icinde c 1 5 200 000 km s ile hareket eder Hangi acidan bakilirsa bakilsin isik ve oteki elektromanyetik dalgalar aninda yayiliyormus gibi gozukur ancak olculebilir hizlarinin uzun mesafeler ve hassas olcumlerle olculebilir sonuclari vardir Uzaydaki kesif araclariyla iletisim kurarken mesajlarin Dunya dan uzay aracina ya da uzay aracindan Dunya ya ulasmasi dakikalar ya da saatler alabilir Yildizlardan gelen isik onlari yillar once terk etmistir ve bu sayede uzaktaki nesnelere bakarak evrenin tarihini calisma sansi verir Isigin olculebilir hizi ayni zamanda bilgisayardaki bilgilerin cipler arasinda aktarilmasi gerektigi icin bilgisayarlarin teorik hizini da sinirlar Isik hizi uzak mesafeleri yuksek isabetle olcebilmek icin ucus zamani olcumlerinde de kullanilir Isik hiziGunes isiginin Gunes in yuzeyinden Dunya ya olan ortalama mesafeyi gecmesi yaklasik 8 dakika 17 saniye surer Kesin degerlermetre bolu saniye299792 458Yaklasik degerler uc basamaga kadar kilometre bolu saat1080 000 000mil bolu saniye186000mil bolu saat671000 000astronomik birim bolu gun173parsek bolu yil0 307Isigin yaklasik seyahat sureleriMesafeZamanbir fit1 0 nsbir metre3 3 nssabit yorungeden Dunya ya119 msDunya ekvatorunun uzunlugu134 msAy dan Dunya ya1 3 snGunes ten Dunya ya 1 AU 8 3 dkbir isik yili1 0 yilbir parsek3 26 yilen yakin yildizdan Gunes e 1 3 pc 4 2 yilen yakin gokadadan CMa Dwarf Dunya ya25 000 yilboydan boya Samanyolu100 000 yilAndromeda Gokadasi ndan Dunya ya2 5 milyon yil Ole Romer ilk olarak 1676 da Jupiter in uydusu Io nun gorunur hareketini inceleyerek isigin olculebilir bir hizda hareket ettigini gostermistir anlik hareketin aksine 1865 te James Clerk Maxwell Elektromanyetizma Teorisi nde isigin elektromanyetik bir dalga oldugunu ve bu nedenle c hizinda hareket ettigini ileri surmustur 1905 te Albert Einstein isigin hizinin herhangi bir referans cercevesinde isik kaynagindan bagimsiz oldugunu one surmustur ve bu varsayiminin sonuclarini gorelilik teorisini one atip c parametresini isik ve elektromanyetizma disindaki seylerle alakali oldugunu gostermistir Yuzyillar boyunca suren ve giderek daha da kesinlesen olcumler sonucunda 1975 te isigin suratinin 299 792 458 m s oldugu 4 milyarda birlik bir belirsizlikle hesaplanmistir 1983 yilinda metre Uluslararasi Birimler Sistemiyle isigin boslukta 1 299 792 458 saniyede kat ettigi mesafe olarak yeniden tanimlanmistir Bunun sonucu olarak c nin degeri metrenin tanimi ile net bir sekilde sabitlenmistir Sayisal Deger Formul ve BirimlerIsik hizi genellikle Ingilizce constant sabit ya da Latince celerity hizli cabuk kelimesinin ilk harfi olan c ile ifade edilir Gecmiste V isik hizi icin alternatif bir sembol olarak kullanilmistir ve 1865 te James Clerk Maxwell tarafindan ortaya atilmistir 1856 da Wilhelm Eduard Weber ve Rudolf Kohlrausch c yi daha sonra isik hizinin 2 katina denk geldigi gorulen baska bir sabit icin kullanmislardir 1894 te Paul Druder c yi modern anlamiyla tekrar tanimlamistir Einstein Gorecelik uzerine yazdigi Orijinal Almanca makalelerde V yi kullanmistir ama 1907 de o zaman isik hizi icin standart sembol haline gelmis c yi kullanmaya baslamistir Bazen c dalgalarin herhangi bir maddesel cevredeki hizini ifade etmek icin kullanilir ve c0 da isigin bosluktaki hizini ifade etmek icin kullanilir SI tarafindan da kabul edilmis bu alt indisli ifade diger alakali sabitlerle ayni forma sahiptir m0 vakum gecirgenligi veya manyetik sabit e0 bosluktaki iletkenlik veya elektrik sabiti ve Z0 uzayin direnci icin 1983 ten beri metre Uluslararasi Unite Sistemi nde isigin 1 299792458 saniyede kat ettigi mesafe olarak tanimlanmistir Bu tanim isigin bosluktaki hizini kesin olarak 299792458 m s olarak sabitlemistir Boyutsal fiziksel bir sabit olarak c unite sistemlerinde farkli degerlere sahiptir Fizigin c nin sikca gozuktugu gorecelik gibi bolumlerinde dogal olcum unitesi ya da geometrik olcum unitesi olarak c 1 kullanilir Bu uniterler kullanildiginda c 1 bolme ve carpma islemlerinde etkisiz oldugu icin cok gozukmez Fizikteki Temel RoluIsigin bosluktaki yayilma hizi isik kaynaginin hareketinden de gozlemcinin hareketsiz referans noktasindan da bagimsizdir Isik hizinin degismezligi 1905 te Maxwell in Elektromanyetizma Teorisi nden ve Luminiferous Aether 19 yuzyilda isik kaynagi oldugu dusunulen teori in varligina dair bir kanit olmamasindan ilham alarak Einstein tarafindan one surulmustur ve o zamandan bu yana bircok deney tarafindan kanitlanmistir Yalnizca iki yonlu isigin isik kaynagin ve ayna gibi hizinin cevreden bagimsiz oldugunu onaylamak mumkundur cunku kaynakla alicidaki saatlerin nasil senkronize edilecegine dair bir yol bulmadan isigin tek yonlu hizini olcmek mumkun degildir Ancak Einstein senkronizasyonunu saatlere uyguladigimizda tek yonlu ve cift yonlu isik hizlari birbirine esitlenir Izafiyet Teorisi bu degisimsizligin sonuclarini tum eylemsiz referans cercevelerinde fizigin kanunlarinin ayni oldugunu varsayarak inceler Tek sonuc c nin butun kutlesiz parcaciklarin ve dalgalarin isik dahil bosluktaki hizidir Lorentz faktoru y nin hiz fonksiyonu 1 de baslar ve hiz c ye yaklastiginda y de sonsuza yaklasir Ozel goreliligin bircok mantiga aykiri ve deneylerle onaylanmis cikarimlari vardir Bunlara kutle enerji denkligi E mc2 yukseklik kisalmasi hareket eden cisimler kisalir ve zaman genislemesi hareket eden saatler daha yavas isler dahildir Boyun kisaldigi ve zamanin genisledigi g etmeni Lorentz Faktoru olarak bilinir ve g 1 v2 c2 1 2 ile ifade edilir v nesnenin hizi g ile 1 arasindaki fark gunluk hizlar gibi c den cok daha dusuk olan hizlar icin ozel goreliligin Galilean goreliligi tarafindan yaklasildigi bir durum goz ardi edilebilir ancak goreceli bir hizla yukselir ve v c ye yaklastikca sonsuzluga dogru sapar Ozel goreliligin sonuclari uzay ve zamani uzay zaman olarak bilinen ve matematiksel formulu c parametresini iceren Lorentz degismezi adli ozel bir simetriyi saglayan bir yapi olarak kabul edilerek ozetlenebilir c uzay ve zamanin birimlerine baglidir Lorentz degismezi modern fizik teorileri icin neredeyse evrensel olarak kabul edilmis bir cikarimdir Modern fizikte c hemen hemen her yerde ortaya cikan isikla alakasi olmayan bircok konuda dahi gorulen bir parametre haline gelmistir Ornegin genel gorelilik c nin ayni zamanda yer cekiminin ve yer cekimsel dalgalarin da hizi oldugunu tahmin etmektedir Hareketsiz referans cercevelerinde isigin hizi sabit ve c ye esittir ancak isigin olculebilir mesafedeki hizi mesafenin ve zamanin nasil tanimlandigina bagli olarak c den farkli cikabilir Genel olarak c gibi temel sabitlerin uzay zamanda degismedigi yani mekana bagli olmadigi ve zamanla degismedigi varsayilir Ancak degisik teorilerde isigin hizinin zaman icinde degismis olabilecegi one surulmustur Bu degisimleri onaylayacak bir kanit henuz bulunamasa da arastirmalar devam etmektedir Ayni zamanda genel olarak isigin izotopik oldugu varsayilir Yani ne yonde olculurse olculsun ayni degere sahiptir Nukleer enerji seviyelerinin yayilan cekirdeklerin ve optik rezonatorlerin fonksiyonu olarak gozlemleri olasi iki tarafli es yonsuzluge siki bir limit koymaktadir Hizin ust limiti Ozel gorelilige gore m kutleli ve v hizli bir nesnenin enerjisi gmc2 ile ifade edilir v 0 oldugunda g 1 dir ve bu meshur E mc2 denklemini saglar v c ye yaklastikca g sonsuza yaklasir ve kutlesi olan ve isik hizinda hareket eden bir nesneyi hizlandirmak sonsuz olcude bir enerji gerektirir Kutlesi olan nesneler icin isik hizi ust hiz limitidir ve fotonlar isik hizindan daha hizli hareket edemezler Bu bircok goreceli enerji ve momentum deneylerinde kanitlanmistir Kirmizi cercevede A olayi B den once gerceklesir Daha genel olarak bilginin ya da enerjinin c den daha hizli hareket etmesi imkansizdir Bunun bir argumani ozel goreliligin es zamanlilik goreliligi olarak bilinen mantik disi bir cikarimini takip eder Eger A ve B olaylari arasindaki mesafe aralarindaki zaman araliginin c ile carpimindan buyukse aralarinda A nin B yi takip ettigi ya da B nin A yi takip ettigi referans cerceveleri vardir ve bazilarinda A ve B es zamanlidir Bunun sonucu olarak eger bir sey hareketsiz bir referans cercevesine gore c den daha hizli hareket ediyorsa baska bir cerceveye gore zamanda geriye dogru hareket ediyor olur ve nedensellik bozulmus olur Boyle bir bir referans cercevesinde bir etki nedeninden once gerceklesebilir Nedenselligin bu sekilde bozulmasi henuz kayitlara gecmemistir Isiktan hizli deneyler ve gozlemlerBazi durumlarda enerji cisimler ya da bilgi isiktan hizli hareket ediyormus gibi gozukse de etmezler Ornegin asagidaki isigin bir cevrede yayilmasinda bazi dalgalarin hizi c yi gecebilir Ornegin x ray isinlarinin cogu camdaki faz hizi c yi gecmektedir ancak faz hizi dalgalarin bilgiyi yayma hizini gostermez Eger bir lazer isini uzaktaki bir nesne uzerinde hizlica gezdirilir ise isik noktasinin ilk hareketi isigin uzaktaki nesneye ulasma suresi nedeniyle gecikse de isik noktasi c den hizli hareket edebilir Ancak yalnizca hareket eden fiziksel varliklar lazer ve onun yaydigi isiktir ve lazerden degisik noktalara isik hizinda hareket ederler Benzer olarak uzaktaki bir golge de zamanda bir gecikmeden sonra isiktan hizli hareket ettirilebilir Iki durumda da herhangi bir madde enerji ya da bilgi isiktan hizli hareket etmez Hareket eden iki referans cercevesi arasindaki mesafenin degisme orani c nin uzerinde bir degere sahip olabilir Ancak bu hareketsiz bir cerceve icinde olculen herhangi bir cismin hizini yansitmaz Bazi kuantum etkileri EPR paradoksunda oldugu gibi aninda yani c den hizli olarak aktariliyormus gibi gozukebilir Bir ornek birbirine girmis iki parcacigin kuantum durumlarini icermektedir Iki parcaciktan herhangi biri incelenene kadar parcaciklar ust uste gelmis iki kuantum durumu icinde var olurlar Eger parcaciklar ayrilip birinin kuantum durumu incelenirse otekinin kuantum durumu aninda belirlenmis olur Ancak ilk parcacigin gozlemlendiginde hangi kuantum durumunu kontrol etmek mumkun olmadigi icin bilgi bu yolla yayilamaz Isiktan hizli hizlari tahmin eden baska bir kuantum etkisi de Hartman Etkisi dir Belirli kosullar altinda yapay bir parcacigin bir bariyerden gecmesi icin gereken zaman bariyerin kalinligi ne olursa olsun sabittir Bu yapay parcacigin genis bir boslugu isiktan hizli bir sekilde gecmesiyle sonuclanabilir Ancak bu etki kullanilarak herhangi bir bilgi gonderilemez Sozde isiktan hizli hareket radyo galaksilerin goreceli jetleri yildizimsi gok cisimleri gibi astronomik nesnelerde gozlemlenebilir Ancak bu jetler isiktan hizli hareket etmemektedir Goze isiktan hizli gelen hareket cismin isik hizina yaklasmasinin ve dunyaya dusuk bir gorus acisiyla yaklasmasinin sonucudur Genisleyen evrenin modellerinde galaksiler ne kadar uzaklarsa birbirlerinden o kadar hizli uzaklasirlar Ayrilma uzaydaki hareketin degil uzayin genislemesinin sonucudur Ornegin dunyaya uzak olan galaksiler dunyaya olan uzaklariyla orantisal bir hizla uzaklasirlar Isigin yayilimiKlasik fizikte isik elektromanyetik dalga olarak siniflandirilmistir Elektromanyetik alanlarin klasik hareketi Maxwell denklemleriyle tanimlanmistir Bu denklemlerde elektromanyetik dalgalarin bosluktaki yayilma hizi olan c elektrik sabite ve manyetik sabite c 1 e0m0 Modern kuantum fizikte elektromanyetik alan kuantum elektrodinamik teorisiyle QED tanimlanmaktadir Bu teoride isik elektromanyetik alanin temel cikisi olan fotonlarla tanimlanir QED ye gore fotonlar kutlesiz parcaciklardir ve boslukta isik hiziyla hareket ederler QED nin fotonun kutleye sahip oldugu genislemeleri de dusunulmustur Boyle bir teoride fotonun hizi frekansina bagli olur ve degismez c hizi isigin bosluktaki hizinin ust limiti olur Isigin hizinda testlerde herhangi bir degisim gozlenmemistir ve bu da fotonun kutlesine siki bir limit koymaktadir Elde edilen limit kullanilan modele gore degisebilir Isigin hizinin frekansina bagli olarak degismesinin baska bir sebebi de kuantum yercekimindeki bazi teorilerde tahmin edildigi gibi ozel goreliligin gelisiguzel kucuklukteki durumlarda uygulanamamasi olabilir 2009 da gamma isini patlamasi GB 090510 un gozlemlerinde farkli enerjilerdeki fotonlarin hizinda bir degisme gozlemlenmemistir bu da Lorentz degismezinin en azindan Planck Uzunlugu nun 1 2 ye bolumune kadar onaylanmasi demektir Ortam Icinde Bir cevrede isik genel olarak c ye esit bir hizda yayilmaz daha da fazlasi degisik isik dalgalari degisik hizlarda ilerleyebilir Duz bir dalganin bir frekansla butun uzayi doldurabilen dalga tavan ve taban yaparak yayildigi hiza faz hizi denir Olculebilir bir uzunlugu isik nabzi olan gercek bir fiziksel isaret farkli bir hizda ilerler Nabzin en buyuk bolumu grup hizinda ilerlerken erken kisimlari on hizla ilerler Mavi nokta dalgalanma hiziyla faz hizi ile hareket eder yesil nokta kabuk hiziyla grup hizi ile hareket eder kirmizi nokta ise titresimin on kismiyla on hizi ile hareket eder Faz hizi isin bir maddede ya da bir maddeden otekine nasil ilerledigini belirlerken onemlidir Kirilma endeksi olarak temsil edilir Bir maddenin kirilma endeksi c nin maddedeki faz hizina orani olarak tanimlanir Bir maddenin kirilma endeksi isigin frekansina yogunluguna polarizasyonuna ya da yayilma yonune bagli olabilir ama cogu durumlarda maddeye bagli bir sabit olarak gorulebilir Havanin kirilma endeksi yaklasik olarak 1 0003 tur Bose Einstein Yogusugu gibi egzotik maddelerde kirilma endeksi sifira yakin olabilir bu da isigin hizini saniyede yalnizca birkac metreye kadar dusurebilir Ancak bu atomlar arasindaki emilim ve tekrar yayilma gecikmesini temsil eder Maddedeki isigin yavaslamasina asiri bir ornek olarak iki bagimsiz fizikci ekibi isigi rubidyum elementinin Bose Einstein yogunlasmasindan gecirerek tamamen durma noktasina getirdiklerini iddia ettiler Ancak bu deneylerdeki isigin durmasi tanimi yalnizca isigin atomun daha kararsiz hallerinde depolanmasi ve daha sonra gelisiguzel bir zamanda tekrar yayilmasi seklinde olmustur Durdugu surede isik olmayi birakmistir Bu tur bir davranis genellikle isik hizini yavaslatan tum saydam ortamlar icin mikroskobik olarak dogrudur Saydam maddelerde kirilma endeksi genelde 1 den buyuktur yani faz hizi c den kucuktur Oteki materyallerde kirilma endeksinin bazi frekanslarda 1 den kucuk olmasi olasidir bazi egzotik maddelerde kirilma endeksinin negatif olmasi dahi olasidir Nedenselligin bozulmamasi gereksinimi herhangi bir maddenin dielektrik sabitinin gercek ve sanal kisimlarinin Kremars Kronig iliskisiyle bagli oldugunu ima eder Pratik olarak kirilma endeksinin 1 den kucuk oldugu maddelerde dalganin emilimi o kadar hizlidir ki c den daha hizli bir sinyal gonderilemez Farkli grup ve faz hizlari olan bir nabiz zaman icinde biter Bu surec ayrilim olarak bilinir Bazi maddeler isik dalgalari icin cok dusuk grup hizlarina sahiptir yavas isik olarak adlandirilan ve deneylerle onaylanmis bir fenomen Tam tersi c yi asan grup hizlari ayni zamanda deneylerde gozlemlenmistir Anlik ya da zamanda geriye dogru hareket eden nabizlar icin grup hizin sonsuz olmasi ya da negatif cikmasi da mumkun olmalidir Ancak bu seceneklerin hicbiri bilginin c den daha hizli aktarilmasini saglamaz Erken kisimlarindan daha hizli bir nabizla bilgi yollamak mumkun degildir Bir parcacigin bir maddenin icinde o maddenin faz hizindan daha hizli ilerlemesi mumkundur Yuklu bir parcacik bunu iletken olmayan bir maddenin icinde yaptigi zaman Cherenkov Radyasyonu olarak bilinen bir sok dalgasi yayilir Olculebilirligin pratik etkileriIsik hizi iletisimle alakalidir Tek yonlu ve gidis gelis gecikmeleri sifirdan buyuktur Bu kucukten astronomik olculere kadar gecerlidir Oteki yandan mesafe olcumu gibi bazi teknikler isigin olculebilir hizina da bagli olabilir Kucuk olcekler Super bilgisayarda isik hizi bilgilerin islemciler arasinda ne kadar hizli yollanabilecegine dair bir sinir olustumaktadir Eger bir islemci 1 gigahertz den aciliyorsa bir sinyal bir dongude maksimum 30 cm ilerleyebilir Bu yuzden islemciler iletim gecikmesini minimuma indirmek icin birbirilerine yakin konmalidirlar bu da sogutma sorunlarina neden olabilir Eger saat frekanslari yukselmeye devam ederse isik hizi tekil ciplerin tasariminda bir limit haline gelecektir Dunya uzerinde buyuk mesafeler Ornegin dunyanin 40075 km ve c nin de 300000 km s civarinda oldugunu dusunursek bilginin kurenin yarisini gezecegi en kisa sure 67 milisaniyedir Isik dunyada optik bir iplikte gezerken iletim suresi daha uzundur cunku kirilma endeksine bagli olarak isik optik iplikte 35 civarinda daha yavas hareket eder Ayrica duz hatlar global iletisimlerde nadiren kullanilir ve sinyal elektronik dugmeden ya da sinyal ureticiden gecerken yavaslar Uzay ucuslari ve astronomi A beam of light is depicted travelling between the Earth and the Moon in the time it takes a light pulse to move between them 1 255 seconds at their mean orbital surface to surface distance The relative sizes and separation of the Earth Moon system are shown to scale Benzer sekilde dunya ve uzay araclari arasindaki iletisim de anlik degildir Kaynakla alici arasindaki mesafe arttikca daha da belirginlesen bir gecikme vardir Apollo 8 ayin yorungesine giren ilk insanli hava araci oldugunda bu gecikme cok buyuktu Her sorunun cevabi icin yer kontrol istasyonu 3 saniye beklemek zorundaydi Dunya ve Mars arasindaki gecikme 5 20 dakika arasi degisebilir NASA Jupiter in yorungesinde dolasan bir probedan bilgi almak icin saatlerce beklemek zorundadir Bu da bir navigasyon hatasi durumunda duzeltmenin zamaninda yetisememesi riskini ortaya cikarmaktadir Daha uzaktaki astronomik kaynaklardan isik ya da farkli sinyaller almak bundan da uzun surebilir Uzak nesnelerin isigin olculebilir hizi nedeniyle daha genc gozukmeleri astronomlara yildizlarsin galaksilerin hatta evrenin evrimini gozlemleme sansi vermistir Bazen astronomik mesafeler ozellikle populer bilim yayinlarinda ve medyada isik yiliyla ifade edilir Isik yili isigin bir yilda kat ettigi mesafedir Yaklasik olarak bir isik yili 10 trilyon km ya da 6 trilyon mildir Dunyaya gunesten sonraki en yakin yildiz yaklasik 4 2 isik yili uzakliktadir Mesafe olcumu Radyo sistemleri bir hedefe olan mesafeyi radyo dalgasinin antenden yansitildiktan sonra hedeften donmesinin aldigi zamana gore olcer Global pozisyonlama sistemi GPS alicisi GPS uydusuna olan uzakligini uydulardan gelen sinyallerin suresine gore hesaplar ve uydularla arasindaki mesafeden kendi yerini hesaplar Lunar Lazer Menzilleme deneyi radar astronomisi ve Derin Uzay Agi Ay a gezegenlere ve uzay araclarina olan mesafeleri sinyallerin gidis gelis surelerine gore hesaplarlar Yuksek frekansli alim satim Isik hizi yuksek frekansli alim satimda giderek daha onemli hale gelmektedir Tuccarlar mallarini birkac saniye once teslim ederek dakika avantaji saglamaya calismaktadir Ornegin tuccarlar mikrodalga iletisimi optik fiber iletisime tercih ediyorlar cunku optik fiber sinyaller isiktan 30 40 daha yavas hareket ederken mikrodalgalar havada isik hizina yakin hizlarda hareket ederler Olcumc nin degerini belirlemenin farkli yollari vardir Bir yol isigin yayildigi gercek hizi hesaplamaktir ki degisik astronomik ve dunya temelli adimlarla yapilabilir Ancak e0 ve m0 gibi fiziksel degerlerin c ile baglantisi kurularak da hesaplanabilir Tarihte en isabetli olcumler isigin dalga boyu ve frekansi tek tek hesaplanip sonuclar c ye esitlenerek elde edilmistir Astronomik olcumler Jupiter in uydusu Io nun tutulmasindan faydalanilarak isik hizinin olcumu Dis uzay buyuk boyutu ve mukemmele yakin boyutu sayesinde c yi olcmek icin son derece elverislidir Tipik olarak birisi isigin belirli bir referans sistemindeki mesafeyi katetmesi icin gerek zamani olcer Tarihte bu tip olcumler referans uzakligin dunya temelli birimlerle ne kadar isabetli olarak olculdugune gore son derece isabetli olarak yapilabilmistir Elde edilen sonuclar gun basina Astronomik Birimlerle AU ifade edilir Ole Christensen Romer astronomik olcumleri kullanarak isigin miktarsal hizinin ilk tahminlerini yapmistir Dunyadan olculdugu zaman uydularin gezegenlerin etrafinda donme hizi dunya gezegenlere yaklasirken uzaklasirken ki hizlarindan daha fazladir isigin gezegenden dunyaya katettigi mesafe dunya yorungesinde o gezegene en yakin konumundayken daha kisadir mesafedeki fark dunyanin Gunes etrafindaki yorungesinin capidir Uydunun periyodundaki degisim isigin uzak ya da yakin mesafeyi katetmesindeki zaman farkindan olusmaktadir Isigin sapmasi Uzak bir kaynaktan gelen isik farkli bir yerden geliyormus gibi gorunur Bunun sebebi isigin hizinin sonlu olmasidir Bir baska metotsa 18 yuzyilda James Bradley tarafindan kesfedilen isigin sapmasi dir Bu etki uzaktaki bir kaynaktan ulasan isigin hizina gozlemcinin hizinin vektor olarak eklenmesiyle olusur Hareketli bir gozlemci isigi farkli bir noktadan gelirken gozlemler ve kaynagin yerini farkli gorur Dunya Gunes in etrafinda dondukce dunyanin hizinin yonu degistigi icin bu yildizlarin hareket ettigi izlenimi verir Yildizlarin konumunun acisal farkindan isigin hizini dunyanin gunes etrafindaki hizi cinsinden yazmak mumkundur 1729 da Bradley bu metodu kullanarak isigin dunyanin yorungedeki hizindan 10 210 kat daha hizli hareket ettigini one surmustur Astronomik Birim AU yaklasik olarak dunya ile gunes arasindaki mesafedir 2012 de net olarak 149 597 870 700 m olarak yeniden tanimlanmistir Daha once AU SI birimleri ile degil Gunes tarafindan uygulanan yercekimi kuvvetinin klasik mekanik cercevesindeki kosullariyla ifade edilmistir Guncel tanim AU nun onceki taniminin tavsiye edilen sekilde metre ile ifade edilmis halini kullanmaktadir Bu yeniden tanimlama isik hizini saniye basina AU da sabitlemistir Daha once c nin tersi saniyede AU olarak ifade edilmis ve radyo sinyallerinin Gunes Sistemin deki araclara ulastigi zaman kullanilarak hesaplanmistir Bu tarz bircok hesaplama birlestirilerek birim uzaklik basina isik zamani icin en iyi deger elde edilebilir Ornegin 2009 da Uluslararasi Astronomik Birlik tarafindan kabul edilen en iyi tahmin Birim uzaklik basina isik zamani 7002499004783836000 499 004783836 10 s c 7008299792457999999 0 00200398880410 4 AU s 7002173144632674000 173 144632674 3 AU day Bu hesaplardaki goreceli hesap hatasi milyarda 0 02 dir Metre belli bir zamanda isik tarafindan katedilen mesafe olarak tanimlandigi icin isik zamaninin onceki AU tanimi ile olculmesi eski AU nun metre ile olculmesi olarak yorumlanabilir Note 7 Ucus zamani teknikleri One of the last and most accurate time of flight measurements Michelson Pease and Pearson s 1930 35 experiment used a rotating mirror and a one mile 1 6 km long vacuum chamber which the light beam traversed 10 times It achieved accuracy of 11 km sFizeau aletinin diyagrami Isik hizini olcmenin bir metodu da isigin bilinen bir noktadaki bir aynaya gitme ve geri donme hizinin hesaplanmasidir Bu Fizeau Foucault duzeneginin arkasindaki prensiptir ve Hippolyte Fizeau ve Leon Foucault tarafindan gelistirilmistir Fizeu tarafindan kullanilan bu duzenek 8 kilometre uzakliktaki bir aynaya gonderilen bir isik huzmesinden olusur Kaynaktan aynaya giderken huzme donen disli bir carktan gecer Belli bir donme hizinda huzme giderken bir bosluktan ve donerken baska bir bosluktan gecer ancak biraz dusuk ya da yuksek donme hizlarinda huzme dislerden birine carpar ve carktan gecemez Disliyle ayna arasindaki mesafeyi carktaki dis sayisini ve donme hizini bilerek isigin hizi hesaplanabilir Bu gunlerde bir nanosaniyeden ns az zaman cozunurlugu olan salinim izlerler sayesinde isigin hizi bir lazer ya da LED den gelen isik nabzinin aynadan yansimasinin zamani ile direkt olarak olculebilir Bu metot diger modern teknikler kadar isabetli degildir anca bazi universite fizik siniflarinda laboratuvar deneyi olarak kullanilir Elektromanyetik sabitler C yi elektromanyetik dalgalarin yayilimina bagli olmadan hesaplamanin bir yolu Maxwell in teorisinde kullanilan c e0 ve m0 arasindaki iliskiyi kullanmaktir e0 kapasitans ve kapasitorun boyutlari hesaplanarak bulunabilir m0 ise 4p 10 7 H m 1 olarak sabittir 1907 de Rosa ve Dorsey bu metodu kullanarak 299710 22 km s degerini bulmuslardir Bosluk rezonansi Bosluktaki duragan elektromanyetik dalgalar Isik hizini olcmenin baska bir yolu da elektromanyetik bir dalganin bosluktaki frekansini ve dalga boyunu ayri ayri olcmektir c nin degeri c fl esitligi ile bulunabilir Bir secenek de bosluk rezonansinin rezonans frekansini olcmektir Eger rezonans boslugunun boyutlari biliniyorsa dalganin dalga boyunu bulmak icin kullanilabilir 1946 da Louis Essen ve A C Gordon Smith boyutlari bilinen bir mikrodalga boslugunun mikro dalgalarinin normal modlarinin farkliliklari icin bir frekans bulmuslardir Modlarin dalga boylari boslugun geometirisi ve elektromanyetik teorisinden bilindigi icin ilgili frekanslarin bilinmesi isik hizinin hesaplanmasina yardimci olmustur Essen Gordon Smith sonucu 299792 9 km s optik tekniklerle bulunanlardan cok daha isabetliydi 1950 yilina kadar Essen tarafindan yapilan tekrarli olcumler 299792 5 3 0 km s sonucunu vermistir Bu teknik evde mikrodalga firin ve marsmelov ya da margarin gibi yemek yardimiyla da gozlemlenebilir eger doner masa kaldirilirsa yemek hareket etmez en hizli olarak antidotlarda piser ve erimeye baslar Boyle iki nokta arasindaki mesafe mikrodalganin dalga boyunun yarisidir bu mesafeyi olcup dalga boyunu mikrodalga frekansiyla carparak c genelde 5 den daha az bir hatayla hesaplanabilir Interferometre An interferometric determination of length Left constructive interference Right destructive interference Interferometre elektromanyetik radyasyonun dalga boyunu bularak isik hizini hesaplamanin baska bir yoludur Frekansi bilinen uyumlu bir isik huzmesi iki yolu izlemesi icin bolunur ve tekrar birlesir Etki duzlemini gozlemlerken yolun uzunlugunu ayarlayarak ve yol uzunlugundaki degisimi dikkatlice olcerek isigin dalga boyu bulunabilir Sonra isik hizi c lf denklemi ile hesaplanir Lazer teknolojisinin gelismesinden once uyumlu radyo kaynaklari isik hizinin interferometrik olcumleri icin kullanilirdi Ancak dalga boylarinin interferometrik hesaplanmasi dalga boylari ile birlikte daha isabetsiz hale gelmeye basladi ve bu yuzden deneyler radyo dalgalarinin uzun dalga boylari 0 4 cm ile sinirlandi Netlik kisa dalga boylari ile artirilabilir ama o zaman da isigin frekansini direkt olarak olcmek zorlasir Bu sorunu cozmenin bir yolu frekansi hesaplanabilen dusuk frekansli br sinyalle baslayip bu sinyalden giderek daha yuksek frekansli sinyaller sentezlemektir Daha sonra bir lazer frekansa sabitlenip dalga boyu interferometre kullanilarak bulunabilir 3 5 10 9 TarihC nin olcum tarihi km s lt 1638 Galileo covered lanterns inconclusive Note 8 lt 1667 Accademia del Cimento covered lanterns inconclusive Note 9 1675 Romer and Huygens moons of Jupiter 2200001729 James Bradley aberration of light 3010001849 Hippolyte Fizeau toothed wheel 3150001862 Leon Foucault rotating mirror 298000 5001907 Rosa and Dorsey EM constants 299710 301926 Albert A Michelson rotating mirror 299796 41950 Essen and Gordon Smith cavity resonator 299792 5 3 01958 K D Froome radio interferometry 299792 50 0 101972 Evenson et al laser interferometry 299792 4562 0 00111983 17th CGPM definition of the metre 299792 458 exact Modern periyotun erken bolumlerine kadar isigin anlik mi yoksa son derece hizli olculebilir bir hizla mi hareket ettigi bilinmiyordu Bu olayin ilk olculdugu olay antik Yunanistan daydi Antik Yunanlar Musluman ve Avrupali bilimciler Romer isik hizinin ilk hesaplarini saglayana kadar bunu tartistilar Einstein in Izafiyet Teorisi isik hizinin referans cercevesi ne olursa olsun sabit oldugunu gostermistir O zamandan bu yana bilim adamlari giderek daha isabetli hale gelen olcumler yapmislardir Erken Tarih Empedocles isigin olculebilir hizi oldugunu iddia eden ilk kisiydi Isigin hareket eden bir sey oldugunu dolayisiyla hareketinin zaman almasi gerektigini one surdu Aristo ise tam tersini one surup isigin bir seyin varligindan olustugunu ve hareket etmedigini one surmustur Euclid ve Ptolemy Empedocles in isigin gozlerden emilerek gorusu sagladigi yolundaki teorisini ilerletmislerdir Bu teoriye dayanarak Alexandriali Heron yildizlar gibi uzak nesneler gozumuzu actigimiz anda gorulebildigi icin isigin hizinin sonsuz oldugunu ileri surmustur Hindu Vedas ta bahsedildigi uzere Sayana isik hizinin hesaplanmasi uzerine yorumlar yapmistir Eski Islam filozoflari ilk basta Aristo nun goruslerine katilmislardir 1021 de Alhazen Optik Kitabini yayinlayarak gorus teorisine karsi cikmis ve isigin nesnelerden goze geldigini one suren ve simdi kabul edilmis olan intromisyon teorisini savunmustur Bu da Alhazen i isigin olculebilir hizi oldugunu one surmeye yonlendirmistir Isigin bir madde oldugunu yayilmasinin bizim hislerimiz tarafindan fark edilmese de zaman aldigini soylemistir Ayrica 11 yuzyilda Abu Rayhan al Biruni de isigin olculebilir hizi oldugunu soylemis ve isigin sesten cok daha hizli oldugunu gozlemlemistir 13 yuzyilda Roger Bacon filozofik argumanlari Alhazen ve Aristo nun da yazdiklariyla destekleyerek isigin havadaki hizinin sonsuz oladigini one surmustur 1270 lerde Witelo isigin boslukta sonsuz hizla hareket edip daha yogun ortamlarda yavasladigini dusunmustur 17 yuzyil baslarinda Johannes Kepler bos uzay herhangi bir engel sunmadigi icin isik hizinin sonsuz olduguna inanmistir Rene Descartes eger isigin hizi olculebilir olsaydir Gunes Dunya ve Ay in bir ay tutulmasi sirasinda duzen disinda olacagini one surdu Boyle bir duzensizlik de gozlemlenmedigi icin Descartes isik hizinin sonsuz oldugunu varsaydi Descartes eger isigin hizinin olculebilir oldugu kesfedilirse kendisinin butun filozofi sisteminin yerle bir olacagini soyledi Snell Yasasi nin Descartes derivasyonunda isik hizi anlik olmasina ragmen cevre ne kadar yogunsa isik o kadar yavastir Fermat da olculebilir isik hizini savunmustur Ilk olcum girisimleri 1629 da Isaac Beeckman bir kisinin isik patlamasinin bir mil uzakliktaki bir aynadan yansimasini gozlemledigi bir deney onermistir 1638 de Galileo Galilei bir feneri acip bir mesafedeki algisini gozlemleyecegi ve aradaki gecikmeden isik hizini olcebilecegi bir deney ortaya atmistir Isigin anlik hareket edip etmedigini ayirt edememistir ancak etmiyorsa dahi inanilmaz hizli oldugu sonucuna varmistir 1667 de Accademia del Cimento Galileo nun deneyini 1 mil uzakliktaki bir fenerle uyguladigini ve gecikme gozlemlemedigini soylemistir Bu deneydeki gercek gecikme 11 mikrosaniye civarinda olurdu Romer in gozlemi Isik hizinin ilk miktarsal tahmini 1676 da Romer tarafindan yapilmistir Dunya Jupiter e yaklasirken Jupiter in uydusu Io nun uzaklasirken gozuktugunden daha kisa oldugunu gozlemis ve isigin olculebilir hizinin oldugu sonucuna varmistir ve Dunya nin yorungesinin capini 22 dakikada gectigini tahmin etmistir Christian Huygens bu tahmini Dunya nin yorungesinin capinin bir tahiniyle birlestirmis ve isigin hizini yaklasik 220000 km sn olarak bulmustur 1704 te yayinladigi kitabi Optics de Newton Romer in hesaplarini yazmis ve isigin Gunes ten Dunya ya ulasma suresini 7 ya da 8 dakika olarak belirtmistir Newton Romer in tutulma golgelerinin renkli olup olamadigini sorusturmus ve olmadigini duyunca farkli renklerin ayni hizda hareket ettikleri sonucuna varmistir 1729 da James Bradlet yildizsal sapmayi kesfetti Buradan yola cikarak isigin Dunya nin yorungesindeki hareketinden 10210 kere daha hizli hareket ettigi sonucuna vardi Elektromanyetizm ile baglantilar 19 yuzyilda Hippolyte Fizeau Dunya daki ucus zamanlarina dayanarak isik hizini hesaplamak icin bir metot gelistirdi ve 315000 km sn lik bir deger buldu Metodu Leon Foucault un 1862 de 298000 km s lik deger bulan metodundan gelistirilmisti 1856 da Wilhelm Eduard Weber ve Rudolf Kohlrausch eletromanyetik ve eletrostatik sarj birimlerini bir Leyden kavanozunun sarjini bosaltarak olcup numarasal degerinin isik hizina cok yakin oldugunu bulmuslardir Bir sonraki yil Gustav Kirchoff direncsiz bir telde elektrik sinaylinin de bu hizda ilerledigini bulmustur Erken 1860 larda Maxwell uzerinde calistigi eletromanyetizma teorisine gore elektromanyetik dalgalarin bos uzyda Weber Kohraush oraninda bulunan hizda hareket ettigini bulmustur Luminiferous aether Hendrik Lorentz sagda ve Albert Einstein Zamaninda bos uzayin arka planda Luminiferous aether adli icinde elektromanyetik alan bulunduran bir nesneyle dolu oludugu dusunuluyordu Bazi fizikciler aether i isigin yayilmasinin tercih edilen referans cercevesi oldugunu dusunmustur ve dunyanin hareketini bu cevrede olculebilecegine inanmistir 1880 lerden itibaren bunu tespit etmek icin cesitli deneyler yapilmistir Bunlarin en meshuru A A Michelson ve E W Morley tarafindan 1887 de yapilmistir Tespit edilen hareket her zaman gozlemsel hatadan daha azdi Modern deneyler isigin cift yonlu hizinin saniyede 6 nanometreye kadar izotopik oldugunu isaret etmektedir Bu deney nedeniyle Lorentz techizatin aether icindeki hareketinin techizatin hareketin yonundeki uzunlugunu daraltabilecegini one surmus ve hareket halindeki sistemler icin zaman degiskeninin de buna gore degisebilecegini varsaymistir ve bu da Lorentz degisimi formulune yol acmistir Lorentz in aether teorisinden yola cikara Henri Poincare 1900 yerel zamanin aether icinde hareket eden saatler tarafindan gosterildigini gostermistir 1904 te Lorentz in teorilerinin dogrulanmasi halinde isik hizinin dinamikte sinirlayici bir faktor olabilecegini one surmustur 1905 te Lorentz in aether teorisini gorelilik prensibiyle gozlemsel anlasmaya getirmistir Ozel Gorelilik 1905 te Einstein isigin boslukta hizlanmayan bir gozlemci tarafindan olculen hizinin kaynaktan ya da gozlemciden bagimsiz oldugunu one surmustur Bunu ve gorelilik prensibini kullanarak Ozel Gorelilik Kurami ni ortaya atmistir Bu da hareketsiz aether konseptini kullanissiz hale getirmistir ve uzay ve zaman konseptlerinde devrim yaratmistir C nin artan dogrulugu ve metre ile saniyenin yeniden tanimlanmasi 20 yuzyilin ikinci yarisinda isik hizinin olcumunun daha isabetli olmasi konusunda ilk once bosluk rezonansi teknigi ile daha sonra da lazer interferometer teknikleriyle bircok gelisme katedildi bunlara metre ve saniyenin yeni ve daha kesin tanimlari da yardimci oldu 1950 de Louis Essen hizi bosluk rezonansini kullanarak 299792 5 1 km s olarak hesapladi Bu deger 12 Radyo Bilimsel Genel bulusmasi tarafindan kabul edildi 1960 ta metre krypton 86 spectral duzleminin belli bir dalga boyuna gore yeniden tanimlandi ve 1967 de saniye caesium 133 un ince gecis frekansina gore yeniden tanimlandi 1972 de lazer interferometre metodu ve yeni tanimlar kullanilarak NBS Boulder Colorado da bir grup isigin bosluktaki hizini 299 792 456 2 1 1 m s olarak hesapladi Bu daha once kabul edilen degerden 100 kat daha belirgin bir degerdi Geri kalan belirsizlik cogunlukla metrenin tanimina baglidir Isik hizini belirgin bir sabit olarak tanimlamak 1983 te 17 CGPM frkans olcumlerindeki dalga boylarinin ve isik hizi icin gecerli degerin bir onceki standarttan daha tekrarlanabilir oldugunu bulmustur Saniyenin 1967 deki tanimi sabit biraktilar bu nedenle caesium ince frekansi su an hem metreyi hem de saniyeyi tanimlamaktadir Bunu yapabilmek icin metreyi isigin boslukta saniyenin 1 299792458 inde aldigi mesafe olarak tanimladilar Bu tanimin bir sonucu olarak isigin bosluktaki hizi tam olarak 299792458 m s dir ve SI tarafindan tanimlanan bir sabit haline gelmistir 2011 de CGPM butun temel SI birimlerini belirgin sabit formulasyonunu kullanarak yeniden tanimlamak niyetinde oldugunu belirtmistir Bu metrenin yeni ama tamamen denk bir tanimini sunmustur metre uzunluk birimi isigin bosluktaki hizinin SI birimi s 1 ile yaziliminda 299792458 olan buyukluktur NotlarKaynakca Larson Ron Hostetler Robert P 2007 Elementary and Intermediate Algebra A Combined Course Student Support Edition 4 resimli bas Cengage Learning s 197 ISBN 978 0 618 75354 3 19 Agustos 2020 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 22 Kasim 2020 Uzan J P Leclercq B 2008 International Bureau of Weights and Measures 2006 The International System of Units SI 5 Kasim 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde PDF 8th ed p 112 ISBN 92 822 2213 6 Gibbs P 2004 1997 Mendelson KS 2006 See for example Gibbs P 1997 1996 Uzan J P 2003 Amelino Camelia G 2008 Herrmann S et al 2009 Lang KR 1999 Fowler M March 2008 Tolman RC 2009 1917 Quimby RS 2006 a b c d e f g Gibbs P 1997 Sakurai JJ 1994 Wynne K 2002 Chase IP Harrison ER 2003 Panofsky WKH Phillips M 1962 Amelino Camelia G 2009 Cromie William J 24 Ocak 2001 Harvard University Gazette 28 Ekim 2011 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 8 Kasim 2011 a b Milonni PW 2004 2 Cherenkov Pavel A 1934 Parhami B 1999 Theoretical vs real world speed limit of Ping 2 Eylul 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde Further discussion can be found at StarChild Question of the Month for March 2000 29 Ocak 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Time is money when it comes to microwaves 27 Mayis 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde a b Bradley J 1729 Pitjeva EV Standish EM 2009 IAU Working Group on Numerical Standards for Fundamental Astronomy Cooke J Martin M McCartney H Wilf B 1968 Aoki K Mitsui T 2008 James MB Ormond RB Stasch AJ 1999 a b c Essen L Gordon Smith AC 1948 a b Rosa EB Dorsey NE 1907 Essen L 1947 a b Essen L 1950 Stauffer RH April 1997 BBC Look East at the speed of light 23 Agustos 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde Sullivan DB 2001 a b Evenson KM et al 1972 Touchant le mouvement de la lumiere trouve par M Rŏmer de l Academie Royale des Sciences 21 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde PDF a b Huygens C 1690 Michelson A A 1927 Froome KD 1958 Resolution 1 of the 17th CGPM 26 Haziran 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde O Connor JJ Robertson EF Marshall P 1981 Carl Benjamin Boyer The Rainbow From Myth to Mathematics 1959 O Connor JJ Robertson EF November 1997 Darrigol O 2000 Galison P 2003 Miller AI 1981 Pais A 1982 Resolution 2 of the 15th CGPM 7 Ekim 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde Adams S 1997 Rindler W 2006