ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം

വിക്കിപീഡിയ, ഒരു സ്വതന്ത്ര വിജ്ഞാനകോശം.


ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍‌സ്റ്റൈന്‍‍ മുന്നോട്ട് വച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം, സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം എന്നീ രണ്ട് സിദ്ധാന്തങ്ങളെ പൊതുവായാണ് ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം എന്ന് വിളിക്കുന്നത് (ആംഗലേയം: Theory of relativity). ചുരുക്കരൂപത്തില്‍ അപേക്ഷികത എന്ന് മാത്രമായും പറയാറുണ്ട്.

1905-ലാണ്‌ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍‌സ്റ്റൈന്‍‍ തന്റെ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം (Special Relativity) ആവിഷ്കരിച്ചത്‌. പത്തുവര്‍ഷത്തിനു ശേഷം 1915-ല്‍ അദ്ദേഹം സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം (General Relativity) അവതരിപ്പിച്ചു. നിരീക്ഷണം നടത്തുന്ന രീതിക്കനുസരിച്ച്‌ നിരീക്ഷണ ഫലത്തിലും മാറ്റമുണ്ടാവുന്നുവെന്ന്‌ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം പറയുന്നു. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം മൂലം വസ്തുകള്‍ക്കനുഭവപ്പെടുന്ന ഭാരവും ത്വരണവും വിശദീകരിക്കുകയാണ്‌ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം ചെയ്തത്‌. സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തേക്കാള്‍ രസകരവും അതുപോലെതന്നെ മനസിലാക്കാന്‍ എളുപ്പമുള്ളതുമാണ്‌ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം.

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിലെ ഏറ്റവും വലിയ ഭൗതികശാസ്ത്ര വിപ്ലവമായി ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെ കണക്കാം. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെയും ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെയും വരവോടു കൂടി ശാസ്ത്രത്തിന്റെ കാഴ്ചപ്പാടുകള്‍ തന്നെ ക്ലാസിക്കല്‍ ഭൗതികമെന്നും, ക്വാണ്ടം ഭൗതികമെന്നും രണ്ടായി മാറ്റപ്പെട്ടു. ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം ആളുകള്‍ മനസിലാക്കിയതു കൊണ്ടല്ല അതിന്റെ ദുര്‍ഗ്രാഹ്യത കൊണ്ടാണ്‌ കൂടുതലും അറിയപ്പെട്ടത്‌. ഇന്നും ഈ ലോകത്തില്‍ ഈ സിദ്ധാന്തം പൂര്‍ണമായി മനസിലാക്കിയവര്‍ വിരലിലെണ്ണവുന്നവരേ ഉള്ളു.

ഉള്ളടക്കം

[തിരുത്തുക] വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം

വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം രണ്ട്‌ അടിസ്ഥാന പ്രമാണങ്ങള്‍ മുന്നോട്ടുവയ്കുന്നു.

  1. ചലനം ആപേക്ഷികമാണ്‌. ചലനത്തിന്‌ ഒരു ആധാരം ഉണ്ട്‌.
  2. പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗം സ്ഥിരവും കേവലവുമാണ്‌. പ്രകാശത്തിനാണ്‌ ഏറ്റവും വേഗം.

ഈ രണ്ട് അടിസ്ഥാന പ്രമാണങ്ങളുപയോഗിച്ച്, നിരീക്ഷണം നടത്തുന്ന രീതിക്കനുസരിച്ച്‌ നിരീക്ഷണ ഫലത്തിലും മാറ്റമുണ്ടാവുന്നുവെന്ന്‌ നിരൂപിക്കാനാവും. ഈ അടിസ്ഥാന പ്രമാണങ്ങളിലൂടെ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍‌സ്റ്റൈന്‍‍ കണ്ടെത്തിയ കുറച്ച്‌ നിഗമനങ്ങളുണ്ട്‌. ഗണിതശാസ്ത്രത്തിന്റെ ശക്തമായ പിന്‍ബലം ഇതിനുണ്ട്‌.

[തിരുത്തുക] ദൈര്‍ഘ്യത്തിന്റെ സങ്കോചം

ഏതൊരു വസ്തുവിനും അതിന്റെ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലും ചലനാവസ്ഥയിലും തുല്യ നീളമാണെന്ന്‌ നാം കരുതുന്നു. എന്നാല്‍ ഒരു വസ്തുവിന്റെ പ്രവേഗം കൂടിക്കൂടി ഏകദേശം പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗത്തിനടുത്തെത്തുമ്പോള്‍ അതിന്റെ നീളം വളരെയധികം കുറയുന്നു എന്ന് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം തെളിയിക്കുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം സാധാരണ ഒരു കാര്‍ ഓടുമ്പോഴൂം സംഭവിക്കുന്നുണ്ട്‌, പക്ഷേ കാറിന്റെ പരമാവധി വേഗത പ്രകാശ വേഗതയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോള്‍ വളരെക്കുറവാണെന്നതിനാല്‍ കാറിനുണ്ടാകുന്ന നീളവ്യത്യാസം വളരെ ചെറുതാണ്‌ അതുകൊണ്ട്‌ നാമതറിയുന്നില്ലെന്ന്‌ മാത്രം.

[തിരുത്തുക] സമയ ദീര്‍ഘീകരണം

ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ വിപ്ലവകരമായ മറ്റൊരു കണ്ടെത്തലായിരുന്നു സമയം ആപേക്ഷികമാണെന്നുള്ളത്‌. ഇതു പ്രകാരം നാമോരോരുത്തര്‍ക്കും വത്യസ്ത സമയമാണ്‌ ഉള്ളത്‌. അതായത്‌ പ്രകാശവേഗത്തില്‍ പോകുന്നയാളുടെ സമയം നിശ്ചലമായി നില്‍കുന്ന ആളേക്കാള്‍ പതുക്കയേനീങ്ങൂ.ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്‌ രസകരമായൊരു ഉദാഹരണമുണ്ട്‌,ഇരട്ടകളുടെ വൈരുധ്യം.

[തിരുത്തുക] ഇരട്ടകളുടെ വൈരുധ്യം

സെക്കന്റില്‍ 260,000 കി.മി വേഗത്തില്‍ ഉയര്‍ന്നു പൊങ്ങുന്ന ഒരു റോക്കറ്റ്‌ സങ്കല്‍പ്പിക്കുക. ഇതില്‍ കയറി ഇരട്ടക്കുട്ടികളിലൊരാള്‍ ഒരു പ്രപഞ്ച സര്‍ക്കീട്ടുനടത്തുകയും മറ്റേയാള്‍ നാട്ടില്‍ വിശ്രമിക്കുകയും ചെയ്തെന്നു കരുതുക. നാട്ടില്‍ താമസിച്ചയാള്‍ക്ക്‌ പത്ത്‌ വയസുകൂടുമ്പോള്‍ സഞ്ചാരിക്ക്‌ അഞ്ച്‌ വയസേകൂടുകയുള്ളൂ. ഈ വൈരുധ്യത്തെ ഇരട്ടകളുടെ വൈരുധ്യം എന്നുപറയുന്നു.

[തിരുത്തുക] ദ്രവ്യമാന വ്യത്യാസം

വളരെ വേഗത്തില്‍ പോകുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡത്തിലും വത്യാസം വരുന്നതായി ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു. പ്രവേഗം കൂടുംതോറും പിണ്ഡം കൂടുന്നു. പ്രകാശ വേഗത്തിലെത്തുമ്പോള്‍ പിണ്ഡം അനന്തമാകുന്നു. ഒരിക്കലും പിണ്ഡമുള്ള ഒരു വസ്തുവിന്‌ പ്രകാശ വേഗതയില്‍ സഞ്ചരിക്കാന്‍ കഴിയില്ല എന്ന്‌ പറയുന്നത്‌ ഇതിനാലാണ്‌.

[തിരുത്തുക] ദ്രവ്യോര്‍ജ അദ്വൈതം

E = mc2 എന്ന പ്രസിദ്ധമായ സമവാക്യം രൂപം കൊണ്ടത്‌ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ നിന്നുമാണ്‌. ദ്രവ്യവും ഊര്‍ജവും ഒന്നുതന്നെയാണെന്ന്‌ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ഇതിലൂടെ സ്ഥാപിച്ചെടുത്തു.

ദ്രവ്യവും ഊര്‍ജവും രണ്ടാണെന്നാണ്‌ വളരെക്കാലം മുന്‍പുമുതല്‍ മനുഷ്യന്‍ പരിഗണിച്ചിരുന്നത്‌. ദ്രവ്യം ഊര്‍ജം എന്നിവ തമ്മില്‍ പരസ്പരം മാറ്റാവുന്നതാണെന്ന കേവലസത്യം കണ്ടുപിടിച്ചത്‌ മഹാഭൗതികജ്ഞനായ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ആയിരുന്നു. ഈ മഹാസത്യത്തെ ഗണിതപരമായി പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന സമവാക്യമാണ്‌
E = mc2 ഇവിടെ E എന്നത്‌ ഊര്‍ജം.
m എന്നത്‌ ദ്രവ്യമാനം.
c പ്രകാശത്തിന്റെ ശൂന്യതയിലുള്ള പ്രവേഗം. ശൂന്യതയിലെ പ്രകാശപ്രവേഗം ഔരു വിശ്വൈകസ്ഥിരാങ്കമാണ്‌.

[തിരുത്തുക] ഭൗതികവും ദര്‍ശനവും

ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ദ്രവ്യ-ഊര്‍ജസമവാക്യത്തിന്‌ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തില്‍ മാത്രമല്ല സാംഗത്യമുള്ളത്‌. നമ്മുടെ ചിന്താമണ്ഡലമാകെ കീഴ്മേല്‍മറിക്കുവാന്‍പോന്ന ഒരു പരമസത്യത്തിലേക്കാണ്‌ അത്‌ നമ്മെ നയിക്കുന്നത്‌. രണ്ടു വ്യതിരിക്തങ്ങളായ ഉണ്മകളല്ല ദ്രവ്യവും ഊര്‍ജവും, മറിച്ച്‌ ഏകമായ പരമസത്യത്തിന്റെ ദ്വൈതാവതരണം മാത്രമാണ്‌ അവ എന്ന് ഈ സമവാക്യം നമ്മെ ഉത്ബോധിപ്പിക്കുന്നു.

പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രസാഹിത്യകാരനായ വെളിയനാട്‌ ഗോപാലകൃഷ്ണന്‍ നായര്‍ ഈ സമവാക്യത്തെ തന്റെ ഒരു ശാസ്ത്രകവിതയുടെ തലക്കെട്ടായി തിരഞ്ഞെടുത്തു. അദ്ദേഹം പാടുന്നു:

കനകാക്ഷരങ്ങളെ
വിശ്വൈകസത്യത്തിന്റെ
തനതാം സാക്ഷാത്കാര
ഭാവമാണല്ലോ നിങ്ങള്‍!
നിങ്ങളിലമര്‍ന്നതാ
നില്‍ക്കുന്നു പ്രപഞ്ചത്തിന്‍
ശൃംഖലാപ്രവര്‍ത്തന
തത്വസംഹിതയാകെ;
നിങ്ങള്‍തന്‍ നിയന്ത്രണ
സീമയില്‍ ചരിക്കുന്നി-
തര്‍ക്കചന്ദ്രന്മാര്‍ക്കൊപ്പം
താരകാഗണങ്ങളും
നിങ്ങള്‍താന്‍ ഭരിക്കുന്നു
സൂക്ഷ്മാണുവിന്റെ-
യുള്ളിലെയനസ്യൂത
ചലനഭ്രമണങ്ങള്‍!!


ആപേക്ഷികതയെപ്പറ്റി ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്നെ പറഞ്ഞ ഒരു വാചകമുണ്ട്‌ [തെളിവുകള്‍ ആവശ്യമുണ്ട്]

   
ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം
ഒരു സുന്ദരിയുമായി സംസാരിച്ചിരിക്കുമ്പോള്‍ കടന്നു പോയ ഒരു മണിക്കൂര്‍ ഒരു സെക്കന്റായേ തോന്നൂ. എന്നാല്‍ കത്തി ജ്വലിക്കുന്ന വിറകിനടുത്ത്‌ ഒരു സെക്കന്റ്‌ ഒരു മണിക്കൂറായി തോന്നും ഇതാണ്‌ ആപേക്ഷികത
   
ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം

.

ശാസ്ത്രരംഗത്ത്‌ മാത്രമല്ല മനുഷ്യന്റെ സാംസ്കാരികമായ കാഴ്ചപ്പാടുകളില്‍ പോലും സ്വാധീനം ചെലുത്താന്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്‌ കഴിഞ്ഞു.

ആശയവിനിമയം