අයින්ස්ටයින්,.සාපේක්ෂතාවාදය, සහ ආලෝකයේ වේගය
සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය අපට පවසන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණය බලයක් නොව අභ්‍යවකාශයේ වක්‍රය බවයි.
ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් බොහෝ දේ සඳහා ප්‍රසිද්ධ වූ නමුත් ඔහුගේ ප්‍රධානම අදහස හා සොයාගැනීම වන්නේ සාපේක්ෂතාවාදයයි. එය අවකාශය හා වේලාව පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය සදහටම වෙනස් කළේය.
සාපේක්ෂතාවාදය යනු කුමක්ද? කෙටියෙන් කිවහොත්, භෞතික "විද්‍යාවේ නියමයන් සෑම තැනකම එක හා සමානයි" යන මතයයි. විශ්වයේ කෙළවරක සිටින කෙනෙකුගේ ආලෝකයේ හා ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයන්ට අපි පෘථිවියේ සිට කීකරු වීමයි.
භෞතික විද්‍යාවේ විශ්වීයත්වය යන්නෙන් අදහස් වන්නේ (The universality of physics means that history is provincial.)ඉතිහාසය ප්‍රාදේශීය බවයි. විවිධ නරඹන්නන් සිදුවීම් වල වේලාව සහ පරතරය වෙනස් ආකාරයකින් දකිනු ඇත. අපට වසර මිලියනයක් යනු අධිවේගී රොකට්ටුවක පියාසර කරන හෝ කළු කුහරයකට වැටෙන කෙනෙකුට ඇසිපිය හෙළීමකි. ඒ සියල්ල සාපේක්ෂයි.
විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය
 |
General relativity tells us that gravity is not a force,
but a curvature of spacetime.
(Image: © NASA.)
|
අයින්ස්ටයින්ගේ න්‍යාය විශේෂ හා සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය ලෙස බෙදා ඇත. විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය පළමුව පැමිණි අතර එය සෑම කෙනෙකුටම ආලෝකයේ වේගය නියතව පවතී. එය ප්‍රමාණවත් තරම් සරල බවක් පෙනෙන්නට තිබුණත් එය තරමක් ස්පර්ශ කිරීමට අපහසු බවක් පෙන්වයි
1905 දී අයින්ස්ටයින් මෙම නිගමනයට පැමිණියේ පෘථිවිය සූර්යයා වටා භ්‍රමණය වන විට ආලෝකයේ වේගය වෙනස් නොවන බව පර්යේෂණාත්මක සාක්ෂි වලින් පසුවය.
මෙම ප්‍රතිඵලය භෞතික විද්‍යාඤයින්ට පුදුමයට කරුණක් වූයේ වෙනත් බොහෝ දේවල වේගය රඳා පවතින්නේ නිරීක්‍ෂකයා ගමන් කරන දිශාව මත ය. ඔබ ඔබේ මෝටර් රථය දුම්රිය මාර්ගයක් දිගේ ධාවනය කරන්නේ නම්, ඔබ වෙත පැමිණෙන දුම්රියක් ඔබ හැරී එකම දිශාවකට ගමන් කරනවාට වඩා වේගයෙන් ගමන් කරන බවක් පෙනේ.
අයින්ස්ටයින් පැවසුවේ සියලු නිරීක්ෂකයින් ආලෝකයේ වේගය තත්පරයට සැතපුම් 186,000 ක් ලෙස ඔවුන් කොතරම් වේගයෙන් කුමන දිශාවට ගමන් කළත් ගණනය කරනු ඇති බවයි.
මෙම නියමය පිළිබදව විකට නළුවෙකු වන ස්ටීවන් රයිට්ගෙන් ඇසීමට පෙලඹුණි: "ඔබ ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කරන අභ්‍යවකාශ නැවක සිටින අතර ඔබ හෙඩ් ලයිට් සක්‍රිය කරන්නේ නම් කිසිවක් සිදු නොවේද?"
පිළිතුර නම් හෙඩ් ලයිට් සාමාන්‍යයෙන් ක්‍රියාත්මක වන නමුත් අභ්‍යවකාශ යානය තුළ සිටින කෙනෙකුගේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන් පමණි. නැව පියාසර කරන ආකාරය දෙස පිටත සිටගෙන සිටින කෙනෙකුට, හෙඩ් ලයිට් ක්‍රියාත්මක වන බවක් නොපෙනේ: ආලෝකය විහිදුවන නමුත් එය අභ්‍යවකාශ යානයේ වේගයෙන් ම ගමන් කරයි.
මෙම පරස්පර විරෝධී අනුවාදයන් පැන නගින්නේ පාලකයන් සහ ඔරලෝසු - කාලය හා අවකාශය සලකුණු කරන දේවල් - විවිධ නිරීක්ෂකයින් සඳහා සමාන නොවන බැවිනි. අයින්ස්ටයින් පැවසූ පරිදි ආලෝකයේ වේගය නියතව පැවතිය යුතු නම්, කාලය හා අවකාශය නිරපේක්ෂ විය නොහැක. ඒවා ආත්මීය විය යුතුය.
නිදසුනක් ලෙස, ආලෝකයේ වේගය 99.99% ක වේගයෙන් ගමන් කරන අඩි 100 ක් දිග අභ්‍යවකාශ නැවක් ස්ථාවර නිරීක්ෂකයෙකුට අඩියක් දිගින් දිස්වනු ඇත, නමුත් එය යානයේ සිටින අයට සාමාන්‍ය දිග ලෙස පවතිනු ඇත.
සමහර විට වෙහෙසකර වුවත්, කාලය වේගයෙන් ගෙවී යයි. වේගවත් අභ්‍යවකාශ යානයකින් නිවුන් දැරියක් තාරකාවක් වෙතට ගොස් නැවත පැමිණියහොත් ඇය පෘථිවියේ රැඳී සිටි ඇගේ සහෝදරියට වඩා බාල වනු ඇත.
ස්කන්ධය ද වේගය මත රඳා පවතී. වස්තුවක් වේගයෙන් චලනය වන තරමට එය විශාල වේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, කිසිදු අභ්‍යවකාශ යානයකට ආලෝකයේ වේගයට 100% ක් ළඟා විය නොහැක, මන්ද එහි ස්කන්ධය අනන්තය දක්වා වර්ධනය වන බැවිනි.
ස්කන්ධය හා වේගය අතර මෙම සම්බන්ධතාවය බොහෝ විට ස්කන්ධය හා ශක්තිය අතර සම්බන්ධතාවයක් ලෙස ප්‍රකාශ වේ: E = mc ^ 2, මෙහි E ශක්තිය, m ස්කන්ධය සහ c යනු ආලෝකයේ වේගයයි.
සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය
අයින්ස්ටයින් කාලය හා අවකාශය පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය අවුල් කළේ නැත. ත්වරණය ඇතුළත් කරමින් ඔහු සිය න්‍යාය සාමාන්‍යකරණය කිරීමට ගිය අතර මෙය කාලය හා අවකාශයේ හැඩය විකෘති කරන බව සොයා ගත්තේය.
ඉහත උදාහරණය හා සබැදි: අභ්‍යවකාශ යානය එහි තෙරපුම් වෙඩි තැබීමෙන් වේගවත් වන බව සිතන්න. යානයේ සිටින අය පෘථිවියේ සිටින්නාක් මෙන් බිමට ඇලී සිටිනු ඇත. අයින්ස්ටයින් කියා සිටියේ අප ගුරුත්වාකර්ෂණය ලෙස හඳුන්වන බලය වේගවත් යානාවක සිට වෙන් කළ නොහැකි බවයි.
මෙය එතරම්ම විප්ලවීය නොවූ නමුත් අයින්ස්ටයින් සංකීර්ණ ගණිතය සකස් කළ විට (ඔහුට වසර 10 ක් ගතවිය), විශාල වස්තුවක් අසල අවකාශය හා කාලය වක්‍ර වී ඇති බව ඔහු සොයා ගත්තේය. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ලෙස අප අත්විඳින්නේ මෙම වක්‍රයයි.
සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ වක්‍ර ජ්‍යාමිතියව සිතීම දුෂ්කර ය, නමුත් යමෙක් අභ්‍යවකාශ කාලය යම් ආකාරයක රෙදි වර්ගයක් ලෙස සිතන්නේ නම්, දැවැන්ත වස්තුවක් අවට රෙදි විහිදුවීමක් වැනිය. එමඟින් අසල ඇති ඕනෑම දෙයක් සරල රේඛාවක් අනුගමනය නොකරයි.
සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ සමීකරණ මගින් සංසිද්ධි ගණනාවක් පුරෝකථනය කරයි, ඒවායින් බොහොමයක් සනාථ කර ඇත:
- දැවැන්ත වස්තූන් වටා ආලෝකය නැමීම (ගුරුත්වාකර්ෂණ කාච)
- බුධ ග්‍රහයාගේ කක්ෂයේ මන්දගාමී පරිණාමය (perihelion precession)
- භ්‍රමණය වන සිරුරු වටා අවකාශ-කාල රාමුව ඇදගෙන යාම
- ගුරුත්වාකර්ෂණය ඇදගෙන යාමෙන් ආලෝකය දුර්වල වීම (ගුරුත්වාකර්ෂණ රතු මාරුව)
- කොස්මික් බිදදැමීම නිසා (osmic smashups) ඇතිවන ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග (අභ්‍යවකාශ කාල රෙදි වල රැළි)
- ආලෝකය ඇතුළු සෑම දෙයක්ම උගුලට හසු කරන කළු කුහරවල පැවැත්ම
කළු කුහරයක් වටා අභ්‍යවකාශ කාලය උණුසුම් කිරීම අන් සෑම තැනකටම වඩා තීව්‍ර ය. අභ්‍යවකාශයේ යන නිවුන් දරුවන් ගෙන් කෙනෙකු කළු කුහරයකට වැටුනහොත් ඇය හෝ ඔහු ස්පැගටි මෙන් දිගු වනු ඇත.
වසන්ත විතාරණ - අබිරහස් අඩවිය (පරිපාලක)
================================================
උපුටා ගැනීම් සහිතයි ....!!!
දයාබර පාථක සහෘදයිනි ඔබ මෙම වෙබ් අඩවිය හා පළකෙරෙන ළිපි පිළිඹඳව සෑහීමකට පත්වේනම් like කිරීමෙන් හා share කිරීමෙන් මිතුරන් අතරේ බෙදාහැරීමට කාරුණික වන්න...ඔබගේ වටිනා අදහස් දැක්වීමද (''Comment'') අගය කොට සළකමි...ස්තුතියි....
අබිරහස් අඩවිය - Abirahas Adawiya
