Işık Hızı Nasıl Ölçülür sorusunu insan beynini meşgul eden sorular bölümünde yer alan bir sorudur. Bu soru cevap yazımızda sizler için Işık Hızı Nasıl Ölçülür sorusunu cevaplamaya çalışacağız.
Zamanla dalga ve parçacık özelliklerini gösteren ışığın hızı ölçülebilmiştir. Albert Einstein başta olmak üzere birçok bilim adamının katkılarıyla bu ölçümler gittikçe kesin bir hal almaya başlamıştır.
İlk başarılı ölçüm, 1676’da Olaus Roemer tarafından yapıldı. Dünya-Güneş-Jüpiter geometrisine bağlı olarak, Jüpiter’in uydularının tutulmalarının tahmin edilen zamanları arasında 1000 saniyeye kadar bir fark olabileceğini fark etti. Bunun, bu iki gezegen arasındaki mesafenin değişmesi nedeniyle, ışığın Jüpiter’den Dünya’ya gitmesi için geçen sürenin uzunluğuna bağlı olduğunu doğru bir şekilde tahmin etti. Buna bağlı olarak Roomer, 214.000 km / saniyeye eşdeğer bir c değeri elde etti, ki bu da o dönem için çok iyi bir tahmindir. Çünkü o zamanlar gezegensel mesafeler doğru bir şekilde bilinmiyordu.
Maxwell elektromanyetizma teorisini yayınladıktan sonra, ışığın hızı doğrudan değil fakat boşluğun manyetik geçirgenliğini ve elektrik geçirgenliğini ölçerek dolaylı olarak hesaplamak mümkün hale geldi. Bu ilk kez 1857 yılında Weber ve Kohlrausch tarafından yapılmıştır. Daha sonraki yıllarda da çalışmalar devam edildi. 1907 yılında Rosa ve Dorsey bu şekilde 299.788 km/s elde etmiştir.
Daha sonraki çalışmalar ve deneylerle bu hız daha da kesin hale gelmiştir. Böylece 299.792 km değeri bulunmuştur.
Işığın boşluktaki (vakumdaki) hızı için günümüzde kabul edilen değer saniyede 299.792,5 ± 0,2 km’dir. Bu hız c ile gösterilir ve dalgaboyu ne olursa olsun bütün elektromagnetik dalgalar (örn. radyo dalgaları, ışık, gamma ışınları vb) için aynıdır.
Işık hızını ilk kez 1676’da Danimarkalı astronom Ole Romer ölçtü. Romer, Jüpiter’ in bir uydusunun Jüpiter tarafından örtülmesinin Yer’den gözlemlendiği anlar arasındaki dönemlerde ortaya çıkan değişmeleri izleyerek ışığın Yer yörüngesi çapını yaklaşık 1.000 saniyede geçecek bir hızla yol aldığını belirledi; bu ise saniyede 298.000 km’lik bir hıza karşılık geliyordu. Yıldız ışığının sapıncını keşfeden İngiliz astronom James Bradley sapınç sabiti yöntemiyle ışık hızı için 295.000 km/sn değerini buldu (1728). Işık hızının ölçülmesi için 1849’a değin astronomi gözlemlerine dayanan bu yöntemlerden başkası bilinmiyordu. 1849′ da Fransız fizikçi Hippolyte Fizeau ışık hızını ilk kez laboratuvarda ölçmeyi başardı. Fizeau’nun yönteminde ışık ışınlan bir dişli çarkın iki dişinin arasından geçirilerek çok uzaktaki bir aynaya gönderilir ve yansıyarak geri gelir. Eğer dişli çark hareketsiz ise ya da çok yavaş dönüyorsa, geri gelen ışınlar aynı aralıktan geçer, ama çarkın dönme hızı artırılırsa ışığın aynaya gidip geri dönmesi sırasında aralığın yerine bir diş gelmiş olur ve ışınlar çarktan geçemez. Aynanın uzaklığı, çarktaki diş sayısı ve çarkın dönme hızı bilindiğinden bu deneyle ışık hızı bulunabilir. Fizeau bu yöntemle ışığın hızını bugün kabul edilen değere göre yüzde 4’lük bir hata payıyla belirledi. Sonraları deney daha duyarlı sonuçlar verecek biçimde geliştirildi ve ışık hızının saniyede 299.000 – 301.000 km arasında olduğu saptandı. Dişli çark yerine döner aynalar kullanarak geliştirdikleri düzeneklerle Fransız fizikçi Foucault 1850’de, ABD’li fizikçi Michelson 1927 ve 1935’te çok daha duyarlı sonuçlar elde ettiler. Michelson ölçülen ışık hızının Maxwell‘in elektromagnetik dalgalar için öngörmüş olduğu değere 1/1000’den daha yakın olduğunu göstererek ışığın bir elektromagnetik dalga olduğuna duyulan inancı pekiştirdi. Işığı Kerr elektro-optik etkisinden yararlanarak dişli çark ya da döner aynaya oranla çok daha büyük (örn. 10.000 kat) hızlarda kesintiye uğratmak olanaklıdır. 1951’de bu yöntemle ışık hızı saniyede 299.793,1 km olarak ölçülmüştür.
Yüksek frekanslı radyo dalgaları üzerinde ölçüm yaparak elektromagnetik dalga hızını daha da duyarlı olarak belirlemek olanaklıdır. Özel görelilik kuramının (bak. görelilik) 1905’te ortaya konmasıyla fiziğin temel sabitleri arasına giren ışık hızını çok duyarlı biçimde belirlemek büyük önem taşır.