අයින්ස්ටයින් සාපේක්ෂතා න්යාය ප්‍රකාශයට පත් කරන විට. සරල වචන වලින් සාපේක්ෂතාවාදය
1905 දී අති දක්ෂ විද්‍යාඥ ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් විසින් සාපේක්ෂතා වාදය ඉදිරිපත් කරන ලදී.
පසුව විද්යාඥයා ඔහුගේ වර්ධනයේ විශේෂ අවස්ථාවක් ගැන කතා කළේය.
අද මෙය සාමාන්යයෙන් හඳුන්වන්නේ විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය හෙවත් STR ලෙසයි. සේවා ස්ථානයේ ඔවුන් ඉගෙන ගන්නවා භෞතික මූලධර්මඒකාකාර සහ රේඛීය චලනය.
විශේෂයෙන්, මෙම න්‍යායේ වැඩි ප්‍රමාණයක් එහි ගමන් මගෙහි කිසිදු බාධාවක් නොමැති නම් ආලෝකය චලනය වන ආකාරය මෙයයි.
SRT හි හදවතේ, අයින්ස්ටයින් මූලික මූලධර්ම දෙකක් ඉදිරිපත් කළේය:
- සාපේක්ෂතා මූලධර්මය. නිශ්චල වස්තූන් සඳහා සහ ඒකාකාරව හා සෘජුකෝණාශ්‍රය ලෙස චලනය වන ශරීර සඳහා ඕනෑම භෞතික නීති සමාන වේ.
- රික්තය තුළ ආලෝකයේ වේගය සියලු නිරීක්ෂකයින් සඳහා සමාන වන අතර 300,000 km/s ට සමාන වේ.
සාපේක්ෂතාවාදයේ න්යාය ප්රායෝගිකව පරීක්ෂා කළ හැකි අතර, අයින්ස්ටයින් පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල ආකාරයෙන් සාක්ෂි ඉදිරිපත් කළේය.
උදාහරණ සමඟ මූලධර්ම දෙස බලමු.
- වස්තූන් දෙකක් නියත වේගයකින් දැඩි ලෙස සරල රේඛාවක ගමන් කරන බව සිතමු. ස්ථාවර ලක්ෂ්‍යයකට සාපේක්ෂව ඔවුන්ගේ චලනයන් සලකා බලනවා වෙනුවට අයින්ස්ටයින් යෝජනා කළේ ඒවා එකිනෙකට සාපේක්ෂව අධ්‍යයනය කිරීමට ය. උදාහරණයක් ලෙස, දුම්රිය දෙකක් සමඟ යාබද පීලි මත ගමන් කරයි විවිධ වේගයන්. එකක ඔබ වාඩි වී සිටින අතර, අනෙක, ඊට පටහැනිව, ඔබේ මිතුරා. ඔබ එය දකින අතර, ඔබේ දර්ශනයට සාපේක්ෂව එහි වේගය රඳා පවතින්නේ දුම්රියවල වේගයේ වෙනස මත පමණක් මිස ඒවා ගමන් කරන වේගය මත නොවේ. අඩුම තරමින් දුම්රිය වේගයෙන් හෝ හැරවීමට පටන් ගන්නා තුරු.
- ඔවුන් සාපේක්ෂතා න්යාය පැහැදිලි කිරීමට කැමතියි අභ්යවකාශ උදාහරණ. මෙය සිදු වන්නේ වැඩිවන වේගය සහ දුර සමඟ බලපෑම් වැඩි වන බැවිනි, විශේෂයෙන් ආලෝකය එහි වේගය වෙනස් නොවන බව සැලකිල්ලට ගනී. ඊට අමතරව, රික්තකයක් තුළ ආලෝකය පැතිරීම වළක්වන්නේ නැත. ඉතින්, දෙවන මූලධර්මය ආලෝකයේ වේගයේ ස්ථාවරත්වය ප්රකාශ කරයි. ඔබ අභ්යවකාශ යානයක විකිරණ ප්‍රභවය ශක්තිමත් කර සක්‍රිය කළහොත්, නෞකාවට කුමක් සිදු වුවද: එයට අධික වේගයෙන් ගමන් කළ හැකිය, චලනය නොවී එල්ලිය හැකිය, නැතහොත් විමෝචකය සමඟ සම්පූර්ණයෙන්ම අතුරුදහන් විය හැකිය, දුම්රිය ස්ථානයේ සිට නිරීක්ෂකයාට ආලෝකය පෙනෙනු ඇත. සියලුම සිදුවීම් සඳහා එකම කාල සීමාවකට පසුව.
සාපේක්ෂතාවාදයේ සාමාන්ය න්යාය.
1907 සිට 1916 දක්වා අයින්ස්ටයින් සාපේක්ෂතාවාදය පිළිබඳ පොදු න්යාය නිර්මාණය කිරීමට කටයුතු කළේය. භෞතික විද්යාවේ මෙම අංශය සාමාන්යයෙන් ද්රව්යමය වස්තූන්ගේ චලනය අධ්‍යයනය කරයි; සාපේක්ෂතාවාදයේ සාමාන්ය න්යාය ගුරුත්වාකර්ෂණ න්යාය සමඟ අවකාශය හා කාලය පිළිබඳ මූලධර්මය ඒකාබද්ධ කර ඒවා අතර පරායත්තතා ඇති කරයි. තවත් නමක් ද හැඳින්වේ: ගුරුත්වාකර්ෂණ ජ්යාමිතික න්යාය. සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය පදනම් වන්නේ විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදයේ නිගමන මතය. මෙම නඩුවේ ගණිතමය ගණනය කිරීම් අතිශයින් සංකීර්ණ වේ.
සූත්‍ර නොමැතිව පැහැදිලි කිරීමට උත්සාහ කරමු.
සාපේක්ෂතාවාදයේ පොදු න්‍යායේ උපකල්පන:
- වස්තූන් සහ ඒවායේ චලනය සලකනු ලබන පරිසරය සිව්මාන වේ;
- සියලුම සිරුරු නියත වේගයකින් වැටේ.
අපි විස්තර වෙත යමු.
එබැවින්, සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයේ දී අයින්ස්ටයින් මාන හතරක් භාවිතා කරයි: ඔහු සුපුරුදු ත්‍රිමාණ අවකාශය කාලය සමඟ අතිරේක කළේය. විද්‍යාඥයන් එහි ප්රතිඵලය වන ව්‍යුහය අවකාශ-කාල සන්තතිය හෝ අවකාශ-කාලය ලෙස හඳුන්වයි. සිව්මාන වස්තූන් චලනය වන විට නොවෙනස්ව පවතින බව තර්ක කරන නමුත් අපට ඒවායේ ත්‍රිමාණ ප්‍රක්ෂේපණය පමණක් වටහා ගත හැකිය. එනම්, ඔබ කොතරම් තදින් පාලකයා නැමුවද, ඔබට පෙනෙන්නේ නොදන්නා 4-මාන ශරීරයක ප්‍රක්ෂේපණ පමණි. අයින්ස්ටයින් අවකාශ-කාල සන්තතිය බෙදිය නොහැකි ලෙස සැලකුවේය.
ගුරුත්වාකර්ෂණය සම්බන්ධයෙන් අයින්ස්ටයින් පහත උපකල්පනය ඉදිරිපත් කළේය: ගුරුත්වාකර්ෂණය යනු අවකාශ කාලයෙහි වක්‍රයයි.
එනම්, අයින්ස්ටයින්ට අනුව, නව නිපැයුම්කරුගේ හිස මත ඇපල් ගෙඩියක් වැටීම ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ප්රතිවිපාකයක් නොව, අවකාශ-කාලයේ බලපෑමට ලක් වූ ස්ථානයේ ස්කන්ධ ශක්තිය පැවතීමේ ප්‍රතිවිපාකයකි. පැතලි උදාහරණයක් භාවිතා කරමින්: කැන්වසයක් ගන්න, ආධාරක හතරක් මත එය දිගු කරන්න, එය මත ශරීරයක් තබන්න, අපි කැන්වසය තුළ දත් දකිමු; කැන්වසයේ වක්‍රතාවයේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස පළමු වස්තුවට සමීපව සිටින සැහැල්ලු සිරුරු පෙරළෙනු ඇත (ආකර්ෂණය නොවේ).
ගුරුත්වාකර්ෂණ වස්තූන් ඉදිරියේ ආලෝක කිරණ නැමෙන බව ඔප්පු වී ඇත. වැඩිවන උන්නතාංශය සමඟ කාල විස්තාරණය ද පර්යේෂණාත්මකව තහවුරු කර ඇත. අයින්ස්ටයින් නිගමනය කළේ දැවැන්ත ශරීරයක් ඉදිරියේ අවකාශ-කාලය වක්‍ර වන අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය යනු 4-මාන අවකාශයේ ඒකාකාර චලිතයේ ත්‍රිමාණ ප්‍රක්ෂේපණයක් පමණක් බවයි. කුඩා සිරුරු විශාල වස්තුවක් දෙසට කැන්වසය මත පෙරළෙන ගමන් පථය සෘජුකෝණාස්‍රය ලෙස පවතී.
දැනට, සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය ගුරුත්වාකර්ෂණ න්‍යායන් අතර ප්‍රමුඛයා වන අතර එය ප්රායෝගිකව භාවිතා කරන්නේ ඉංජිනේරුවන්, තාරකා විද්‍යාඥයින් සහ චන්ද්‍රිකා සංචාලන සංවර්ධකයින් විසිනි. ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් ඇත්ත වශයෙන්ම විද්යාවේ සහ ස්වාභාවික විද්යාවේ සංකල්පයේ විශිෂ්ට පරිවර්තකයෙකි. සාපේක්ෂතාවාදයට අමතරව, ඔහු බ්‍රව්නියානු චලිතය පිළිබඳ න්යාය නිර්මාණය කළේය, ආලෝකයේ ක්වොන්ටම් න්යාය අධ්‍යයනය කළේය, ක්වොන්ටම් සංඛ්‍යාලේඛනවල පදනම් සංවර්ධනයට සහභාගී විය.
අඩවි ද්‍රව්‍ය භාවිතයට අවසර දෙනු ලබන්නේ මූලාශ්රය වෙත සක්‍රිය සබැඳියක් පළ කර ඇත්නම් පමණි.
හැදින්වීම
2. අයින්ස්ටයින්ගේ සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය
නිගමනය
භාවිතා කරන ලද මූලාශ්ර ලැයිස්තුව
හැදින්වීම
19 වන ශතවර්ෂයේ අවසානයේ පවා, බොහෝ විද්‍යාඥයින් ලෝකයේ භෞතික චිත්‍රය මූලික වශයෙන් ගොඩනඟා ඇති අතර අනාගතයේදී එය නොසැලී පවතිනු ඇතැයි යන දෘෂ්ටි කෝණයට නැඹුරු විය - පැහැදිලි කිරීමට ඉතිරිව ඇත්තේ විස්තර පමණි. නමුත් විසිවන සියවසේ මුල් දශකවලදී භෞතික අදහස් රැඩිකල් ලෙස වෙනස් විය. මෙය "කැස්කැඩ්" හි ප්රතිවිපාකයක් විය. විද්යාත්මක සොයාගැනීම්අතිශය කෙටි ඓතිහාසික කාල පරිච්ඡේදයක් ආවරණය කරමින් සාදන ලදී පසුගිය වසරදහනවවන සියවස සහ විසිවන දශකයේ මුල් දශකය, සාමාන්ය මිනිස් අත්දැකීම් අවබෝධයට නොගැලපෙන ඒවායින් බොහොමයක්. කැපී පෙනෙන උදාහරණයක් වන්නේ ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් (1879-1955) විසින් නිර්මාණය කරන ලද සාපේක්ෂතාවාදයයි.
සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලධර්මය මුලින්ම ස්ථාපිත කරන ලද්දේ ගැලීලියෝ විසිනි, නමුත් එහි අවසාන සූත්‍රගත කිරීම ලැබුනේ නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්‍යාවෙන් පමණි.
සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලධර්මය යනු සියලු අවස්ථිති පද්ධතිවල සියලුම යාන්ත්‍රික ක්‍රියාවලීන් එකම ආකාරයකින් සිදු වන බවයි.
ලෝකයේ යාන්ත්‍රික චිත්‍රය ස්වභාවික විද්යාවේ ආධිපත්‍යය දැරූ විට සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලධර්මය කිසිදු සැකයකට භාජනය නොවීය. භෞතික විද්‍යාඥයින් විද්යුත්, චුම්භක සහ දෘශ්‍ය සංසිද්ධීන් බැරෑරුම් ලෙස අධ්‍යයනය කිරීමට පටන් ගත් විට තත්වය නාටකාකාර ලෙස වෙනස් විය. ස්වාභාවික සංසිද්ධි විස්තර කිරීම සඳහා සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්යාවේ ප්‍රමාණවත් නොවීම භෞතික විද්‍යාඥයින්ට පැහැදිලි විය. ප්රශ්නය මතු විය: සාපේක්ෂතා මූලධර්මය විද්යුත් චුම්භක සංසිද්ධි සඳහා ද අදාළ වේද?
ඔහුගේ තර්කයේ ගමන් මග විස්තර කරමින් ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලධර්මයේ විශ්වීයත්වයට පක්ෂව සාක්ෂි දුන් තර්ක දෙකක් පෙන්වා දෙයි:
මෙම මූලධර්මය යාන්ත්‍ර විද්යාවේ ඉතා නිරවද්‍යතාවයකින් ක්‍රියාත්මක වන අතර එබැවින් විද්යුත් ගතික විද්‍යාවේදී එය නිවැරදි වනු ඇතැයි කෙනෙකුට බලාපොරොත්තු විය හැකිය.
ස්වාභාවික සංසිද්ධි විස්තර කිරීම සඳහා අවස්ථිති පද්ධති සමාන නොවේ නම්, ස්වභාවධර්මයේ නීති ඉතා පහසුවෙන් විස්තර කර ඇත්තේ එක් අවස්ථිති පද්ධතියක් තුළ පමණක් යැයි උපකල්පනය කිරීම සාධාරණ ය.
උදාහරණයක් ලෙස, පෘථිවිය තත්පරයට කිලෝමීටර 30 ක වේගයෙන් සූර්යයා වටා ගමන් කිරීම සලකා බලන්න. මෙම නඩුවේදී සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලධර්මය ඉටු නොකළේ නම්, ශරීර චලනය පිළිබඳ නීති පෘථිවියේ දිශාව සහ අවකාශීය දිශානතිය මත රඳා පවතී. එවැනි කිසිවක් නැත, i.e. විවිධ දිශාවන්හි භෞතික අසමානතාවය අනාවරණය වී නොමැත. කෙසේ වෙතත්, මෙහි දී රික්තයේ ආලෝකයේ වේගයේ (300,000 km/s) හොඳින් ස්ථාපිත මූලධර්මය සමඟ සාපේක්ෂතා මූලධර්මයේ නොගැලපීමක් දක්නට ලැබේ.
උභතෝකෝටිකයක් පැන නගී: ආලෝකයේ වේගයේ ස්ථාවරත්වයේ මූලධර්මය හෝ සාපේක්ෂතා මූලධර්මය ප්‍රතික්ෂේප කිරීම. පළමු මූලධර්මය කෙතරම් නිශ්චිතව සහ නොපැහැදිලි ලෙස ස්ථාපිත කර ඇත්ද යත් එය අත්හැරීම පැහැදිලිවම අසාධාරණ වනු ඇත; විද්යුත් චුම්භක ක්‍රියාවලි ක්ෂේත්‍රයේ සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලධර්මය ප්‍රතික්ෂේප කිරීමේදී අඩු දුෂ්කරතා ඇති නොවේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, අයින්ස්ටයින් පෙන්වා දුන් පරිදි:
"ආලෝකය පැතිරීමේ නීතිය සහ සාපේක්ෂතා මූලධර්මය අනුකූල වේ."
අයින්ස්ටයින්ට අනුව සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්යාව "අසාධාරණ උපකල්පන දෙකක්" මත පදනම් වූ නිසා ආලෝකයේ වේගයේ නියත නියමයට සාපේක්ෂතා මූලධර්මයේ පැහැදිලි ප්‍රතිවිරෝධතාව පැන නගී: සිදුවීම් දෙකක් අතර කාල පරතරය චලිත තත්ත්වය මත රඳා නොපවතී. යොමු සිරුරේ සහ දෘඩ සිරුරේ ලක්ෂ්‍ය දෙකක් අතර අවකාශීය දුර යොමු ශරීරයේ චලිත තත්ත්වය මත රඳා නොපවතී. ඔහුගේ න්යාය වර්ධනය කිරීමේදී ඔහුට ගැලීලියානු පරිවර්තනයන් අත්හැරීමටත් ලොරෙන්ට්ස් පරිවර්තනයන් පිළිගැනීමටත් සිදු විය. නිව්ටන්ගේ නිරපේක්ෂ අවකාශය පිළිබඳ සංකල්පය සහ මෙම නිරපේක්ෂ අවකාශයට සාපේක්ෂව ශරීරයේ චලිතය පිළිබඳ අර්ථ දැක්වීමෙන්.
ශරීරයේ සෑම චලනයක්ම නිශ්චිත සමුද්දේශ ශරීරයකට සාපේක්ෂව සිදු වන අතර එම නිසා සියලුම භෞතික ක්‍රියාවලීන් සහ නීති නිශ්චිතව දක්වා ඇති යොමු පද්ධතියකට හෝ ඛණ්ඩාංකවලට අදාළව සකස් කළ යුතුය. එබැවින් නිරපේක්ෂ කාලයක් තිබිය නොහැකි සේම නිරපේක්ෂ දුරක්, දිගක් හෝ දිගුවක් නොමැත.
සාපේක්ෂතාවාදයේ න්‍යායේ නව සංකල්ප සහ මූලධර්ම වසර දෙසීයකට වැඩි කාලයක් විද්යාව ආධිපත්‍යය දැරූ අවකාශය, කාලය සහ චලිතය පිළිබඳ භෞතික හා සාමාන්ය විද්යාත්මක සංකල්ප සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කළේය.
ඉහත සියල්ලම තෝරාගත් මාතෘකාවේ අදාළත්වය සාධාරණීකරණය කරයි.
මෙම කාර්යයේ අරමුණ ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් විසින් සාපේක්ෂතාවාදයේ විශේෂ සහ පොදු න්‍යායන් නිර්මාණය කිරීම පිළිබඳ පුළුල් අධ්‍යයනයක් සහ විශ්ලේෂණයකි.
කෘතිය හැඳින්වීමක්, කොටස් දෙකක්, නිගමනයක් සහ යොමු ලැයිස්තුවකින් සමන්විත වේ. කාර්යයේ මුළු පරිමාව පිටු 16 කි.
1. අයින්ස්ටයින්ගේ විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය
1905 දී ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් නිරපේක්ෂ චලිතය හඳුනා ගැනීමේ නොහැකියාව මත පදනම්ව, සියලු අවස්ථිති විමර්ශන පද්ධති සමාන බව නිගමනය කළේය. ඔහු විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය (STR) ලෙස හැඳින්වෙන අවකාශය හා කාලය පිළිබඳ නව න්‍යායක පදනම වූ වඩාත් වැදගත් උපකල්පන දෙකක් සකස් කළේය:
1. අයින්ස්ටයින්ගේ සාපේක්ෂතා මූලධර්මය - මෙම මූලධර්මය ගැලීලියෝගේ සාපේක්ෂතා මූලධර්මය ඕනෑම දෙයකට සාමාන්‍යකරණය කිරීමකි. භෞතික සංසිද්ධි. එය මෙසේ කියයි: අවස්ථිති සමුද්දේශ රාමු (IRS) හි එකම කොන්දේසි යටතේ සියලුම භෞතික ක්‍රියාවලීන් එකම ආකාරයකින් ඉදිරියට යයි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ සංවෘත ISO තුළ සිදු කරන ලද කිසිදු භෞතික පරීක්‍ෂණයකින් එය විවේකයෙන් සිටිනවාද නැතහොත් ඒකාකාරව සහ සෘජුකෝණාශ්‍රය ලෙස චලනය වන්නේද යන්න තීරණය කළ නොහැකි බවයි. මේ අනුව, සියලුම IFRs සම්පූර්ණයෙන්ම සමාන වන අතර, IFR තේරීම සම්බන්ධයෙන් භෞතික නීති වෙනස් නොවේ (එනම්, මෙම නීති ප්රකාශ කරන සමීකරණ සියලු අවස්ථිති විමර්ශන පද්ධතිවල එකම ස්වරූපයක් ඇත).
2. ආලෝකයේ වේගයේ ස්ථාවරත්වයේ මූලධර්මය - රික්තයක ආලෝකයේ වේගය නියත වන අතර ආලෝකයේ ප්රභවයේ සහ ග්රාහකයාගේ චලනය මත රඳා නොපවතී. එය සෑම දිශාවකටම සහ සියලු අවස්ථිති සමුද්දේශ රාමු තුළ සමාන වේ. රික්තයක ආලෝකයේ වේගය - ස්වභාවධර්මයේ සීමාකාරී වේගය - වඩාත් වැදගත් භෞතික නියතයන්ගෙන් එකකි, ඊනියා ලෝක නියතයන්.
මෙම උපකල්පන පිළිබඳ ගැඹුරු විශ්ලේෂණයකින් පෙනී යන්නේ ඒවා නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්යාවේ පිළිගත් හා ගැලීලියෝගේ පරිවර්තනයන්හි පිළිබිඹු වන අවකාශය හා කාලය පිළිබඳ අදහස්වලට පටහැනි බවයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, මූලධර්මය 1 අනුව, යාන්ත්‍ර විද්යාවේ සහ විද්යුත් ගති විද්යාවේ නීති ඇතුළුව ස්වභාවධර්මයේ සියලුම නීති, එක් විමර්ශන පද්ධතියකින් තවත් යොමු පද්ධතියකට ගමන් කරන විට සිදු කරන ඛණ්ඩාංක හා කාලයෙහි එකම පරිවර්තනයන් සම්බන්ධයෙන් නොවෙනස් විය යුතුය. නිව්ටන්ගේ සමීකරණ මෙම අවශ්‍යතාවය තෘප්තිමත් කරයි, නමුත් මැක්ස්වෙල්ගේ විද්යුත් ගති විද්යාවේ සමීකරණ එසේ නොවේ, i.e. වෙනස් නොවන බවට හැරෙනවා. මෙම තත්ත්වය නිව්ටන්ගේ සමීකරණ සඳහා පැහැදිලි කිරීමක් අවශ්‍ය බව අයින්ස්ටයින් නිගමනය කළේය, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස යාන්ත්‍ර විද්යාවේ සමීකරණ සහ විද්යුත් ගති විද්යාවේ සමීකරණ දෙකම එකම පරිවර්තනවලට අදාළව වෙනස් නොවන ඒවා බවට පත් විය. යාන්ත්‍ර විද්යාවේ නීති අවශ්‍ය වෙනස් කිරීම අයින්ස්ටයින් විසින් සිදු කරන ලදී. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අයින්ස්ටයින්ගේ සාපේක්ෂතා මූලධර්මයට - සාපේක්‍ෂතාවාදී යාන්ත්‍ර විද්‍යාවට අනුකූල යාන්ත්‍ර විද්යාව බිහි විය.
සාපේක්ෂතාවාදයේ න්‍යායේ නිර්මාතෘ සාපේක්ෂතාවාදයේ සාමාන්‍යකරණය වූ මූලධර්මය සකස් කරන ලද අතර එය දැන් ආලෝකයේ චලනය ඇතුළු විද්යුත් චුම්භක සංසිද්ධි දක්වා විහිදේ. මෙම මූලධර්මය පවසන්නේ ලබා දී ඇති සමුද්දේශ රාමුවක් තුළ සිදු කරන ලද කිසිදු භෞතික පරීක්ෂණ (යාන්ත්‍රික, විද්යුත් චුම්භක, ආදිය) විවේක තත්ත්වයන් සහ ඒකාකාර රේඛීය චලිතය අතර වෙනස තහවුරු කළ නොහැකි බවයි. විද්යුත් චුම්භක තරංග සහ ආලෝකය ප්‍රචාරණය සඳහා ප්‍රවේග සම්භාව්‍ය එකතු කිරීම අදාළ නොවේ. සියලුම භෞතික ක්‍රියාවලීන් සඳහා, ආලෝකයේ වේගය අසීමිත වේගයේ ගුණ ඇත. ආලෝකයේ වේගයට සමාන වේගයක් ශරීරයකට ලබා දීම සඳහා අසීමිත ශක්ති ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය වන අතර මෙම වේගයට ළඟා වීමට කිසිදු ශරීරයකට භෞතිකව නොහැකි වන්නේ එබැවිනි. මෙම ප්රතිඵලය ඉලෙක්ට්රෝන මත සිදු කරන ලද මිනුම් මගින් තහවුරු විය. ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයක චාලක ශක්තිය එහි වේගයේ වර්ගයට වඩා වේගයෙන් වර්ධනය වන අතර ආලෝකයේ වේගයට සමාන වේගයක් සඳහා අනන්ත වේ.
ආලෝකයේ වේගය යනු ද්රව්යමය බලපෑම් ප්රචාරය කිරීමේ උපරිම වේගයයි. එය කිසිදු වේගයකින් එකතු කළ නොහැකි අතර සියලු අවස්ථිති පද්ධති සඳහා නියත වේ. පෘථිවියේ චලනය වන සියලුම වස්තූන් ආලෝකයේ වේගයට සාපේක්ෂව ශුන්‍ය වේගයක් ඇත. ඇත්ත වශයෙන්ම, ශබ්දයේ වේගය 340 m/s පමණි. ආලෝකයේ වේගයට සාපේක්ෂව මෙය නිශ්චලතාවයකි.
මෙම මූලධර්ම දෙකෙන් - ආලෝකයේ වේගයේ ස්ථාවරත්වය සහ ගැලීලියෝගේ සාපේක්ෂතාවාදයේ දීර්ඝ මූලධර්මය - විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදයේ සියලු විධිවිධාන ගණිතමය වශයෙන් අනුගමනය කරයි. සියලුම අවස්ථිති පද්ධති සඳහා ආලෝකයේ වේගය නියත නම් සහ ඒවා සියල්ලම සමාන වේ නම්, විවිධ යොමු පද්ධති සඳහා ශරීර දිග, කාල පරතරය, ස්කන්ධය යන භෞතික ප්‍රමාණ වෙනස් වේ. මේ අනුව, චලනය වන පද්ධතියක සිරුරේ දිග ස්ථාවර එකකට සාපේක්ෂව කුඩාම වේ. සූත්රය අනුව:
එහිදී /" යනු ස්ථාවර පද්ධතියකට සාපේක්ෂව V වේගයක් සහිත චලනය වන පද්ධතියක සිරුරක දිග වේ; / යනු ස්ථාවර පද්ධතියක සිරුරක දිග වේ.
යම් කාලයක් සඳහා, ක්රියාවලියක කාලසීමාව, ප්රතිවිරුද්ධය සත්ය වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය වේගවත් වන ස්ථාවර පද්ධතියකට සාපේක්ෂව චලනය වන පද්ධතියක් තුළ කාලය දිගු වන පරිදි සෙමින් ගලා යයි. සූත්රය අනුව:
විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදයේ බලපෑම් ආලෝකයට ආසන්න වේගයකින් අනාවරණය වන බව අපි සිහිපත් කරමු. සැලකිය යුතු වේගයකින් අඩු වේගය SRT හි සැහැල්ලු සූත්‍ර සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්යාවේ සූත්‍ර බවට පරිවර්තනය වේ.
Fig.1. "අයින්ස්ටයින්ගේ දුම්රිය" අත්හදා බැලීම
නිශ්චල පද්ධතියකට සාපේක්ෂව චලනය වන පද්ධතියක කාල ප්‍රවාහය මන්දගාමී වන ආකාරය පැහැදිලිව පෙන්වීමට අයින්ස්ටයින් උත්සාහ කළේය. ආලෝකයේ වේගයට ආසන්න වේගයකින් දුම්රියක් පසුකර යන දුම්රිය වේදිකාවක් ගැන සිතමු (රූපය 1).
වසර සියයකට පෙර, 1915 දී, ඒ වන විටත් භෞතික විද්යාවේ විප්ලවීය සොයාගැනීම් සිදු කර ඇති තරුණ ස්විස් විද්යාඥයෙක්, ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ මූලික වශයෙන් නව අවබෝධයක් යෝජනා කළේය.
1915 දී අයින්ස්ටයින් විසින් සාපේක්ෂතාවාදයේ සාමාන්ය න්යාය ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද අතර එය ගුරුත්වාකර්ෂණය අවකාශ කාලයෙහි මූලික ගුණයක් ලෙස සංලක්ෂිත කරයි. ඔහු එහි පවතින ද්‍රව්‍යයේ ශක්තිය හා චලිතය සහ විකිරණ මත අවකාශ කාලයේ වක්‍රතාවයේ බලපෑම විස්තර කරන සමීකරණ මාලාවක් ඉදිරිපත් කළේය.
වසර සියයකට පසු, සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය (GTR) නවීන විද්යාව ගොඩනැගීම සඳහා පදනම බවට පත් විය, එය විද්‍යාඥයින් විසින් පහර දුන් සියලු පරීක්ෂණවලට ඔරොත්තු දුන්නේය.
නමුත් මෑතක් වන තුරුම න්‍යායේ ස්ථාවරත්වය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ආන්තික තත්වයන් යටතේ අත්හදා බැලීම් කළ නොහැකි විය.
වසර 100ක් තුල සාපේක්ෂතාවාදයේ න්යාය කෙතරම් ප්‍රබල බව ඔප්පු වී ඇත්ද යන්න පුදුම සහගතය. අපි තවමත් භාවිතා කරන්නේ අයින්ස්ටයින් ලියූ දේ!
ක්ලිෆර්ඩ් විල්, න්‍යායාත්මක භෞතික විද්යාඥයා, ෆ්ලොරිඩා විශ්වවිද්‍යාලය
සාමාන්ය සාපේක්‍ෂතාවාදයෙන් ඔබ්බට භෞතික විද්යාව සෙවීමේ තාක්ෂණය දැන් විද්‍යාඥයන්ට තිබේ.
ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ නව බැල්මක්
සාපේක්ෂතාවාදයේ සාමාන්ය න්යාය ගුරුත්වාකර්ෂණය විස්තර කරන්නේ බලයක් ලෙස නොව (එය නිව්ටෝනියානු භෞතික විද්යාවේ පෙනෙන පරිදි), නමුත් වස්තු ස්කන්ධය හේතුවෙන් අවකාශ-කාලයේ වක්‍රයක් ලෙස ය. පෘථිවිය සූර්යයා වටා භ්රමණය වන්නේ තාරකාව ආකර්ෂණය වන නිසා නොව, සූර්යයා අවකාශය-කාලය විකෘති කරන බැවිනි. ඔබ දිගු කරන ලද බ්ලැන්කට්ටුවක් මත බර පන්දු යැවීමේ බෝලයක් තැබුවහොත්, බ්ලැන්කට්ටුවේ හැඩය වෙනස් වේ - ගුරුත්වාකර්ෂණය බොහෝ දුරට එකම ආකාරයකින් අවකාශයට බලපායි.
අයින්ස්ටයින්ගේ න්යාය සමහර පිස්සු සොයාගැනීම් පුරෝකථනය කළේය. නිදසුනක් ලෙස, අභ්යවකාශ-කාලය නැමෙන කළු කුහරවල පැවැත්මේ හැකියාව, ආලෝකයට පවා ඇතුළතින් කිසිවක් ගැලවිය නොහැකි තරමට. න්යාය මත පදනම්ව, විශ්වය ප්‍රසාරණය වෙමින් හා ත්වරණය වෙමින් පවතින බවට අද සාමාන්යයෙන් පිළිගත් මතයට සාක්ෂි හමු විය.
සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය බොහෝ නිරීක්ෂණ මගින් තහවුරු කර ඇත. නිව්ටන්ගේ නියමයන්ට අනුව චලිතය විස්තර කළ නොහැකි බුධ ග්‍රහයාගේ කක්ෂය ගණනය කිරීමට අයින්ස්ටයින් විසින්ම සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය භාවිතා කළේය. අයින්ස්ටයින් ආලෝකය නැමීමට තරම් දැවැන්ත වස්තූන් පවතින බව අනාවැකි පළ කළේය. මෙය තාරකා විද්‍යාඥයින් නිතර මුහුණ දෙන ගුරුත්වාකර්ෂණ කාච සංසිද්ධියකි. උදාහරණයක් ලෙස, ග්‍රහලෝක සඳහා සෙවීම රඳා පවතින්නේ ග්රහලෝකය වටා ගමන් කරන තාරකාවේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය මගින් නැමුණු විකිරණවල සියුම් වෙනස්කම්වල බලපෑම මත ය.
අයින්ස්ටයින්ගේ න්යාය පරීක්ෂා කිරීම
සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය සාමාන්ය ගුරුත්වාකර්ෂණය සඳහා හොඳින් ක්‍රියා කරයි, පෘථිවියේ අත්හදා බැලීම් සහ ග්‍රහලෝක නිරීක්ෂණ මගින් පෙන්නුම් කෙරේ සෞරග්රහ මණ්ඩලය. නමුත් භෞතික විද්යාවේ මායිම් මත පිහිටා ඇති අවකාශයන්හි අතිශයින් ප්‍රබල ක්ෂේත්‍ර තත්වයන් යටතේ එය කිසි විටෙක පරීක්ෂා කර නොමැත.
එවැනි තත්ත්වයන් යටතේ න්යාය පරීක්ෂා කිරීමට වඩාත්ම බලාපොරොත්තු සහගත ක්‍රමය වන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග ලෙස හැඳින්වෙන අවකාශ කාලයෙහි වෙනස්කම් නිරීක්ෂණය කිරීමයි. ඒවා දිස්වන්නේ විශාල සිදුවීම්වල ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, කළු කුහර වැනි දැවැන්ත ශරීර දෙකක් ඒකාබද්ධ කිරීම හෝ විශේෂයෙන් ඝන වස්තූන් - නියුට්‍රෝන තරු.
මෙම විශාලත්වයේ කොස්මික් ගිනිකෙළි සංදර්ශනයකින් පිළිබිඹු වන්නේ අභ්යවකාශ කාලයේ ඇති කුඩාම රැළි පමණි. උදාහරණයක් ලෙස, කළු කුහර දෙකක් අපගේ මන්දාකිනියේ කොතැනක හෝ ගැටී ඒකාබද්ධ වුවහොත්, ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග මගින් පෘථිවියේ මීටරයක් දුරින් පිහිටි වස්තූන් අතර දුර පරමාණුක න්‍යෂ්ටියක විෂ්කම්භයෙන් දහසෙන් එකකින් දිගු කර සම්පීඩනය කළ හැකිය.
එවැනි සිදුවීම් හේතුවෙන් අවකාශ කාලයේ වෙනස්කම් වාර්තා කළ හැකි අත්හදා බැලීම් සිදුවී ඇත.
ඉදිරි වසර දෙක තුළ ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග හඳුනා ගැනීමට හොඳ අවස්ථාවක් තිබේ.
ක්ලිෆර්ඩ් විල්
Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), Richland, Washington සහ Livingston, Louisiana අසල නිරීක්ෂණාගාර සහිත, ද්විත්ව L-හැඩැති අනාවරකවල මිනිත්තු විකෘති කිරීම් හඳුනා ගැනීමට ලේසර් භාවිතා කරයි. අවකාශ කාල තරංග අනාවරක හරහා ගමන් කරන විට, ඒවා අවකාශය දිගු කර සම්පීඩනය කරයි, අනාවරකය මානයන් වෙනස් කරයි. ඒවගේම LIGO එකට ඒවා මැනිය හැකියි.
LIGO 2002 දී දියත් කිරීම් මාලාවක් ආරම්භ කළ නමුත් ප්රතිඵල ලබා ගැනීමට අපොහොසත් විය. 2010 දී වැඩිදියුණු කිරීම් සිදු කරන ලද අතර, සංවිධානයේ අනුප්‍රාප්තිකයා වන උසස් LIGO, මෙම වසරේ නැවත ක්‍රියාත්මක විය යුතුය. සැලසුම් කරන ලද අත්හදා බැලීම් බොහොමයක් සොයා ගැනීම ඉලක්ක කර ඇත ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග.
සාපේක්ෂතා න්යාය පරීක්ෂා කිරීමට තවත් ක්‍රමයක් වන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංගවල ගුණ බැලීමයි. උදාහරණයක් ලෙස, ධ්‍රැවීකරණය කළ වීදුරු හරහා ආලෝකය ගමන් කරන ආකාරයට ඒවා ධ්‍රැවීකරණය කළ හැක. සාපේක්ෂතාවාදයේ න්යාය එවැනි බලපෑමක ලක්ෂණ පුරෝකථනය කරන අතර, ගණනය කිරීම් වලින් යම් අපගමනය න්යාය සැක කිරීමට හේතුවක් විය හැකිය.
ඒකාබද්ධ න්යාය
ක්ලිෆර්ඩ් විල් විශ්වාස කරන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග සොයා ගැනීම අයින්ස්ටයින්ගේ න්යාය ශක්තිමත් කිරීම පමණක් බවයි.
සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය නිවැරදි බව තහවුරු කර ගැනීම සඳහා එහි සාක්ෂි සෙවිය යුතු යැයි මම සිතමි.
මෙම අත්හදා බැලීම් කිසිසේත් අවශ්‍ය වන්නේ ඇයි?
කාර්යයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීමට වඩාත්ම වැදගත් හා දුෂ්කර එකක් නවීන භෞතික විද්යාව- අයින්ස්ටයින්ගේ පර්යේෂණ, එනම් මැක්‍රොකොස්ම් විද්යාව සහ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව, කුඩාම වස්තූන්ගේ යථාර්ථය එකට සම්බන්ධ කරන න්‍යායක් සෙවීම.
මෙම ප්‍රදේශයේ දියුණුව, ක්වොන්ටම් ගුරුත්වාකර්ෂණය, සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයට වෙනස්කම් අවශ්‍ය විය හැකිය. ක්වොන්ටම් ගුරුත්වාකර්ෂණ අත්හදා බැලීම් සිදු කිරීමට නොහැකි තරම් ශක්තියක් අවශ්‍ය විය හැකිය. "නමුත් කවුද දන්නේ," සමහර විට ක්වොන්ටම් විශ්වයේ නොවැදගත්, නමුත් සෙවිය හැකි බලපෑමක් ඇති බව විල් පවසයි.
අයින්ස්ටයින්ගේ න්යාය කාලය හා සම්බන්ධ ලෝක නීති පිළිබඳ අවබෝධය සඳහා පහත සඳහන් උපකල්පන හඳුන්වා දුන්නේය: - නියත වශයෙන්ම නොවේ, i.e. සිදුවීම්වල සමකාලීනත්වය එක් සමුද්දේශ රාමුවක අර්ථය සොයා ගනී. කාලය ගමන් කිරීම මත රඳා පවතී, එබැවින් එය සාපේක්ෂ වේ - අවකාශය සහ කාලය සිව්-මාන ලෝකයක් නිර්මාණය කරයි: විශාල , මන්දගාමී කාලය - ගුරුත්වාකර්ෂණය මත පදනම්ව, වෙනස් විය හැක අඩුවීමේ දිශාව - චලනය වන ශරීරයකට චාලක ශක්තියක් ඇත: එහි ස්කන්ධය අයින්ස්ටයින් නිරපේක්ෂ කාලය පිළිබඳ සංකල්පය අතහැර දමා කාලය සැමවිටම සාපේක්ෂ බව ඔප්පු කළා පමණක් නොවේ. නමුත් යොමු පද්ධතියට අනුව ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ ශරීරයේ වේගය සමඟ එය තදින් සම්බන්ධ කර ඇත. සාපේක්ෂතාවාදයේ න්‍යායට අනුකූලව, කාලයෙහි සාපේක්ෂතාවාදය අවබෝධ කර ගැනීමට 20 වන සියවස ආරම්භයේදී, කාලයෙහි වේගය කෙලින්ම රඳා පවතින්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ මධ්‍යයේ සිට වස්තුවක දුර මත ය. වස්තුවේ චලනය වීමේ වේගය ලෙස. වේගය වැඩි වන තරමට, කාලයෙහි සාපේක්ෂතාව පිළිබඳ පැහැදිලි පැහැදිලි කිරීමක් සඳහා, අපට ලබා දිය හැකිය. පුද්ගලයා ගත කරන කාලය මැනීම සඳහා එක් කවුළුවක් සහ ඔරලෝසුවක් සහිත විශේෂයෙන් සකස් කරන ලද කාමරයක රැඳී සිටියි. දින කිහිපයකට පසු, ඔහු මෙම කාමරයේ කොපමණ කාලයක් රැඳී සිටියේදැයි ඔබ ඔහුගෙන් ඇසුවොත්, ඔහුගේ පිළිතුර රඳා පවතින්නේ හිරු බැස යෑම සහ හිරු උදාව සහ ඔහු නිතරම බැලූ ඔරලෝසු මත ය. නිදසුනක් වශයෙන්, ඔහුගේ ගණනය කිරීම් වලදී, ඔහු දින 3 ක් කාමරයේ රැඳී සිටියද, ඔබ ඔහුට හිරු ව්යාජ බවත්, ඔරලෝසුව කඩිමුඩියේ බවත් පැවසුවහොත්, ඔහුගේ සියලු ගණනය කිරීම් කාලය පිළිබඳ සාපේක්ෂත්වය සම්පූර්ණයෙන්ම අත්විඳිය හැකිය පැහැදිලිවම සිහිනයකින්. සමහර විට පුද්ගලයෙකුට ඔහුගේ සිහිනය පැය ගණනක් පවතින බව පෙනේ, නමුත් ඇත්ත වශයෙන්ම සෑම දෙයක්ම තත්පර කිහිපයකින් සිදු වේ.
1905 දී ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් භෞතික විද්යාවේ නියමයන් විශ්වීය බව යෝජනා කළේය. ඔහු සාපේක්ෂතා න්යාය නිර්මාණය කළේ එලෙසිනි. විද්යාඥයා ඔහුගේ උපකල්පන ඔප්පු කිරීමට වසර දහයක් ගත කළ අතර, එය භෞතික විද්යාවේ නව ශාඛාවක් සඳහා පදනම බවට පත් වූ අතර අවකාශය හා කාලය පිළිබඳ නව අදහස් ලබා දුන්නේය.
ආකර්ෂණය හෝ ගුරුත්වාකර්ෂණය
වස්තූන් දෙකක් නිශ්චිත බලයකින් එකිනෙකා ආකර්ෂණය කරයි. ඒකට කිව්වේ ගුරුත්වාකර්ෂණය කියලා. අයිසැක් නිව්ටන් මෙම උපකල්පනය මත පදනම්ව චලිත නීති තුන සොයා ගත්තේය. කෙසේ වෙතත් ගුරුත්වාකර්ෂණය වස්තුවක ගුණයක් බව ඔහු උපකල්පනය කළේය.
ඇල්බට් අයින්ස්ටයින්, ඔහුගේ සාපේක්ෂතාවාදයේ, භෞතික විද්යාවේ නීති සෑම සමුද්දේශ රාමු තුළම සත්ය බව මත විශ්වාසය තැබුවේය. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අවකාශය හා කාලය එකිනෙකට බැඳී ඇති බව අනාවරණය විය ඒකාබද්ධ පද්ධතිය, "අවකාශ කාලය" හෝ "අඛණ්ඩය" ලෙස හැඳින්වේ. සාපේක්ෂතාවාදයේ න්‍යායේ අත්තිවාරම් දමන ලද අතර එයට උපකල්පන දෙකක් ඇතුළත් විය.
පළමුවැන්න සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලධර්මය වන අතර, එය අවස්ථිති පද්ධතියක් නිශ්චලව හෝ චලනය වන්නේද යන්න පර්යේෂණාත්මකව තීරණය කළ නොහැකි බව පවසයි. දෙවැන්න ආලෝකයේ වේගය වෙනස් නොවන මූලධර්මයයි. රික්තයක ආලෝකයේ වේගය නියත බව ඔහු ඔප්පු කළේය. එක් නිරීක්ෂකයෙකුට නිශ්චිත මොහොතක සිදුවන සිදුවීම් අනෙක් නිරීක්ෂකයින්ට වෙනත් අවස්ථාවලදී සිදු විය හැක. දැවැන්ත වස්තූන් අවකාශ කාලය තුළ විකෘතියක් ඇති කරන බව අයින්ස්ටයින් ද වටහා ගත්තේය.
පර්යේෂණාත්මක දත්ත
නවීන උපකරණවලට අඛණ්ඩ විකෘති කිරීම් හඳුනාගත නොහැකි වුවද, ඒවා වක්රව ඔප්පු කර ඇත.
කළු කුහරයක් වැනි දැවැන්ත වස්තුවක් වටා ආලෝකය නැමී එය කාචයක් මෙන් ක්‍රියා කරයි. තාරකා විද්‍යාඥයින් සාමාන්යයෙන් දැවැන්ත වස්තූන් පිටුපස ඇති තාරකා සහ මන්දාකිණි අධ්‍යයනය කිරීමට මෙම දේපල භාවිතා කරයි.
අයින්ස්ටයින් කුරුසය, පෙගසස් තාරකා මණ්ඩලයේ ක්වේසර්, ගුරුත්වාකර්ෂණ කාච සඳහා විශිෂ්ට උදාහරණයකි. එයට ඇති දුර ආලෝක වර්ෂ බිලියන 8ක් පමණ වේ. පෘථිවියේ සිට, ක්වේසාරයක් දෘශ්‍යමාන වන්නේ එය සහ අපේ ග්රහලෝකය අතර කාචයක් මෙන් ක්‍රියා කරන තවත් මන්දාකිනියක් ඇති බැවිනි.
තවත් උදාහරණයක් වනුයේ බුධ ග්‍රහයාගේ කක්ෂයයි. සූර්යයා වටා ඇති අවකාශ කාලයේ වක්‍රය හේතුවෙන් එය කාලයත් සමඟ වෙනස් වේ. වසර බිලියන කිහිපයකින් පෘථිවිය සහ බුධ ග්‍රහයා ගැටිය හැකි බව විද්‍යාඥයින් සොයාගෙන ඇත.
වස්තුවකින් විද්යුත් චුම්භක විකිරණ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය තුළ තරමක් ප්‍රමාද විය හැක. උදාහරණයක් ලෙස, චලනය වන ප්‍රභවයකින් එන ශබ්දය ග්‍රාහකයට ඇති දුර අනුව වෙනස් වේ. මූලාශ්රය නිරීක්ෂකයා දෙසට ගමන් කරන්නේ නම්, ශබ්ද තරංගවල විස්තාරය අඩු වේ. ඔබ ඉවතට යන විට, විස්තාරය වැඩි වේ. සියලුම සංඛ්යාතවල ආලෝක තරංග සමඟ එකම සංසිද්ධිය සිදු වේ. මෙය redshift ලෙස හැඳින්වේ.
1959 දී රොබට් පවුන්ඩ් සහ ග්ලෙන් රෙබ්කා රතු මාරුව පවතින බව ඔප්පු කිරීමට අත්හදා බැලීමක් සිදු කළහ. ඔවුන් හාවඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ කුළුණ දෙසට විකිරණශීලී යකඩ ගැමා කිරණ “වෙඩි තැබූ” අතර ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ඇති වන විකෘති කිරීම් හේතුවෙන් ග්‍රාහකයේ අංශු දෝලනය වීමේ සංඛ්‍යාතය ගණනය කළ ප්‍රමාණයට වඩා අඩු බව සොයා ගන්නා ලදී.
කළු කුහර දෙකක් අතර ගැටීමෙන් "රැලි" ඇතිවේ යැයි සැලකේ
කවුද හිතුවේ පොඩි තැපැල් සේවකයෙක් වෙනස් වෙයි කියලාඔහුගේ කාලයේ විද්යාවේ පදනම කුමක්ද? නමුත් මෙය සිදු විය! අයින්ස්ටයින්ගේ සාපේක්ෂතාවාදය විශ්වයේ ව්‍යුහය පිළිබඳ සුපුරුදු දැක්ම නැවත සලකා බැලීමට අපට බල කළ අතර විද්යාත්මක දැනුමේ නව ක්ෂේත්‍ර විවෘත කළේය.
බොහෝ විද්යාත්මක සොයාගැනීම් සිදු කරනු ලබන්නේ අත්හදා බැලීම් මගිනි: විද්‍යාඥයින් ඔවුන්ගේ ප්රතිඵල ගැන සහතික වීම සඳහා බොහෝ වාර ගණනක් තම අත්හදා බැලීම් පුනරුච්චාරණය කරයි. කාර්යය සාමාන්යයෙන් විශාල සමාගම්වල විශ්ව විද්යාලවල හෝ පර්යේෂණාගාරවල සිදු කරන ලදී.
ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් එක ප්‍රායෝගික අත්හදා බැලීමකින් තොරව ලෝකයේ විද්යාත්මක චිත්‍රය සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් කළේය. ඔහුගේ එකම මෙවලම් කඩදාසි සහ පෑන වූ අතර ඔහු සිය සියලු අත්හදා බැලීම් ඔහුගේ හිසෙහි සිදු කළේය.
චලනය වන ආලෝකය
(1879-1955) ඔහුගේ සියලු නිගමන පදනම් වූයේ " චින්තන අත්හදා බැලීම" මෙම අත්හදා බැලීම් කළ හැක්කේ පරිකල්පනය තුළ පමණි.
චලනය වන සියලුම ශරීරවල වේගය සාපේක්ෂ වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ සියලුම වස්තූන් චලනය වන හෝ නිශ්චලව පවතිනුයේ වෙනත් වස්තුවකට සාපේක්ෂව පමණි. නිදසුනක් වශයෙන්, පුද්ගලයෙකු, පෘථිවියට සාපේක්ෂව චලනය නොවී, ඒ සමඟම සූර්යයා වටා පෘථිවිය සමඟ භ්රමණය වේ. නැතහොත් පුද්ගලයෙකු පැයට කිලෝමීටර 3 ක වේගයෙන් චලනය වන දිශාවට ගමන් කරන දුම්රියක මැදිරිය දිගේ ගමන් කරන බව කියමු. දුම්රිය පැයට කිලෝමීටර 60 ක වේගයෙන් ගමන් කරයි. භූමියේ සිටින නිශ්චල නිරීක්ෂකයෙකුට සාපේක්ෂව, පුද්ගලයාගේ වේගය පැයට කිලෝමීටර 63 ක් වනු ඇත - පුද්ගලයාගේ වේගය සහ දුම්රියේ වේගය. ඔහු ගමනාගමනයට එරෙහිව ගමන් කරන්නේ නම්, ස්ථාවර නිරීක්ෂකයෙකුට සාපේක්ෂව ඔහුගේ වේගය පැයට කිලෝමීටර 57 කි.
අයින්ස්ටයින් තර්ක කළේ ආලෝකයේ වේගය මේ ආකාරයෙන් සාකච්ඡා කළ නොහැකි බවයි. ආලෝකයේ වේගය සෑම විටම නියත වේ, ආලෝක ප්‍රභවය ඔබ වෙත ළඟා වන්නේද, ඔබෙන් ඉවතට යනවාද, නැතහොත් නිශ්චලව සිටිනවාද යන්න නොසලකා.
වේගවත්, අඩු
ආරම්භයේ සිටම අයින්ස්ටයින් විස්මිත උපකල්පන කිහිපයක් ඉදිරිපත් කළේය. වස්තුවක වේගය ආලෝකයේ වේගයට ළඟා වුවහොත් එහි විශාලත්වය අඩු වන අතර එහි ස්කන්ධය ඊට පටහැනිව වැඩි වන බව ඔහු තර්ක කළේය. කිසිම ශරීරයක් ආලෝකයේ වේගයට සමාන හෝ වැඩි වේගයකට වේගවත් කළ නොහැක.
ඔහුගේ අනෙක් නිගමනය ඊටත් වඩා පුදුම සහගත වූ අතර පරස්පර විරෝධී බවක් පෙනෙන්නට තිබුණි සාමාන්ය දැනීම. නිවුන් දරුවන් දෙදෙනෙකුගෙන් එක් අයෙකු පෘථිවියේ රැඳී සිටින අතර අනෙකා ආලෝකයේ වේගයට ආසන්න වේගයෙන් අභ්‍යවකාශය හරහා ගමන් කළ බව සිතන්න. පෘථිවියේ ආරම්භයේ සිට වසර 70 ක් ගතවී ඇත. අයින්ස්ටයින්ගේ න්‍යායට අනුව, නැවක කාලය මන්දගාමීව ගලා යන අතර, උදාහරණයක් ලෙස, එහි ගත වී ඇත්තේ වසර දහයක් පමණි. පෘථිවියේ රැඳී සිටි නිවුන් දරුවන්ගෙන් එක් අයෙකු දෙවැන්නාට වඩා අවුරුදු හැටක් වැඩිමල් බව පෙනේ. මෙම බලපෑම හැඳින්වෙන්නේ " ද්විත්ව විරුද්ධාභාසය" එය සරලව ඇදහිය නොහැකි ලෙස පෙනේ, නමුත් රසායනාගාර පරීක්ෂණ මගින් ආලෝකයේ වේගයට ආසන්න වේගයකින් කාල ප්‍රසාරණය සැබවින්ම පවතින බව තහවුරු කර ඇත.
නිර්දය නිගමනය
අයින්ස්ටයින්ගේ න්‍යායට සුප්‍රසිද්ධ සූත්‍රයද ඇතුළත් වේ E=mc 2, E යනු ශක්තිය, m යනු ස්කන්ධය සහ c යනු ආලෝකයේ වේගයයි. අයින්ස්ටයින් තර්ක කළේ ස්කන්ධය පිරිසිදු ශක්තියක් බවට පරිවර්තනය කළ හැකි බවයි. මෙම සොයාගැනීම ප්‍රායෝගික ජීවිතයට යොදාගැනීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස පරමාණුක ශක්තිය සහ න්‍යෂ්ටික බෝම්බය මතුවිය.
අයින්ස්ටයින් න්‍යායිකයෙක් විය. ඔහු තම න්‍යායේ නිවැරදි බව ඔප්පු කළ යුතු අත්හදා බැලීම් අන් අයට භාර දුන්නේය. ප්‍රමාණවත් තරම් නිවැරදි මිනුම් උපකරණ ලැබෙන තුරු මෙම බොහෝ අත්හදා බැලීම් කළ නොහැකි විය.
කරුණු සහ සිදුවීම්
- පහත අත්හදා බැලීම සිදු කරන ලදී: ඉතා නිවැරදි ඔරලෝසුවක් සවි කර ඇති ගුවන් යානයක් ගුවන් ගත වී පෘථිවිය වටා වේගයෙන් පියාසර කරමින් එම ස්ථානයේම ගොඩ බැස්සේය. යානයේ තිබූ ඔරලෝසු පෘථිවි ඔරලෝසුවට පිටුපසින් තත්පරයක ඉතා කුඩා කොටසක් විය.
- ඔබ නිදහස් වැටීමේ ත්වරණයකින් වැටෙන සෝපානයක බෝලයක් දැමුවහොත්, පන්දුව වැටෙන්නේ නැත, නමුත් වාතයේ එල්ලෙන බව පෙනේ. මෙය සිදුවන්නේ පන්දුව සහ විදුලි සෝපානය එකම වේගයකින් වැටීම නිසාය.
- අයින්ස්ටයින් ඔප්පු කළේ ගුරුත්වාකර්ෂණය අවකාශ-කාලයේ ජ්යාමිතික ගුණාංගවලට බලපාන බවත්, එය මෙම අවකාශයේ සිරුරු චලනය කෙරෙහි බලපාන බවත්ය. මේ අනුව, එකිනෙකට සමාන්තරව චලනය වීමට පටන් ගන්නා ශරීර දෙකක් අවසානයේ එක් ස්ථානයක දී හමුවනු ඇත.
නැමීමේ කාලය සහ අවකාශය
වසර දහයකට පසු, 1915-1916 දී අයින්ස්ටයින් නව ගුරුත්වාකර්ෂණ න්‍යායක් ගොඩනඟා ගත් අතර, ඔහු එය හැඳින්වූයේ ය. සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය. ත්වරණය (වේගය වෙනස් වීම) ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය මෙන් ම ශරීර මත ක්‍රියා කරන බව ඔහු තර්ක කළේය. ගගනගාමියෙකුට ඔහු ආකර්ෂණය වන්නේද යන්න ඔහුගේ හැඟීම්වලින් තීරණය කළ නොහැක විශාල ග්රහලෝකය, හෝ රොකට්ටුව මන්දගාමී වීමට පටන් ගත්තේය.
නම් අභ්යවකාශ යානයආලෝකයේ වේගයට ආසන්න වේගයක් දක්වා වේගවත් කරයි, එවිට එහි ඇති ඔරලෝසුව මන්දගාමී වේ. නැව වේගයෙන් ගමන් කරන තරමට ඔරලෝසුව මන්දගාමී වේ.
නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ න්‍යායෙන් එහි වෙනස්කම් පෙනෙන්නේ ග්‍රහලෝක හෝ තරු වැනි අතිවිශාල ස්කන්ධයක් සහිත විශ්ව වස්තු අධ්‍යයනය කරන විටය. විශාල ස්කන්ධ සහිත ශරීර අසලින් ගමන් කරන ආලෝක කිරණ නැමීම අත්හදා බැලීම් මගින් තහවුරු කර ඇත. ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන්, ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක් එතරම් ප්‍රබල විය හැකි අතර ඉන් ඔබ්බට ආලෝකයට ගැලවිය නොහැක. මෙම සංසිද්ධිය හැඳින්වෙන්නේ " කළු කුහරය" සමහර තරු පද්ධති තුළ "කළු කුහර" පැහැදිලිවම සොයාගෙන ඇත.
නිව්ටන් තර්ක කළේ සූර්යයා වටා ඇති ග්‍රහලෝකවල කක්ෂ ස්ථාවර බවයි. අයින්ස්ටයින්ගේ න්යාය සූර්යයාගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය සමඟ සම්බන්ධ වූ ග්‍රහලෝකවල කක්ෂවල මන්දගාමී අතිරේක භ්‍රමණයක් පුරෝකථනය කරයි. අනාවැකිය පර්යේෂණාත්මකව තහවුරු කරන ලදී. මෙය සැබවින්ම යුගයේ සොයාගැනීමක් විය. සර් අයිසැක් නිව්ටන්ගේ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය සංශෝධනය විය.
අවි තරඟයේ ආරම්භය
අයින්ස්ටයින්ගේ වැඩ ස්වභාව ධර්මයේ බොහෝ රහස් සඳහා යතුර සපයන ලදී. මූලික අංශු භෞතික විද්යාවේ සිට තාරකා විද්යාව දක්වා - විශ්වයේ ව්‍යුහය පිළිබඳ විද්යාව දක්වා භෞතික විද්යාවේ බොහෝ ශාඛා වර්ධනයට ඔවුන් බලපෑම් කළේය.
අයින්ස්ටයින් ඔහුගේ ජීවිතයේ න්යාය ගැන පමණක් සැලකිලිමත් වූයේ නැත. 1914 දී ඔහු බර්ලිනයේ භෞතික විද්‍යා ආයතනයේ අධ්‍යක්ෂවරයා විය. 1933 දී ජර්මනියේ නාසීන් බලයට පත් වූ විට ඔහුට යුදෙව්වෙකු ලෙස මේ රට හැර යාමට සිදු විය. ඔහු ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයට ගියා.
1939 දී, ඔහු යුද්ධයට විරුද්ධ වුවද, අයින්ස්ටයින් ජනාධිපති රූස්වෙල්ට් වෙත ලිපියක් ලියා අනතුරු ඇඟවූයේ දැවැන්ත විනාශකාරී බලයක් ඇති බෝම්බයක් සෑදිය හැකි බවත්, නාසි ජර්මනිය දැනටමත් එවැනි බෝම්බයක් නිපදවීමට පටන් ගෙන ඇති බවත්ය. වැඩ ආරම්භ කරන්න කියලා ජනාධිපතිතුමා නියෝග කළා. මෙය ආයුධ තරඟයක් ආරම්භ විය.
