විදු නැණ කිරණScience Dissemination Unit

විද්‍යා ප්‍රබන්ධ / විද්‍යා ලිපි
   Print Friendly and PDFPrint Print Friendly and PDFPDF

කාලයයි අවකාශයයි ඔබයි මමයි


අප අවට ඇති ලෝකයේ බොහෝ දේ තිබෙනවා. මින් සමහරක් සෙලවෙනවා, ඒත් එක්කම සමහරක් නිශ්චලව තිබෙනවා. විටෙක වාහන අධික වේගයෙන් ගමන් කරනවා. ඒ දිහා බලා සිටින ඔබ පුටුවක වාඩිවී එක්තැන්ව සිටිනවා. මේ සියළුම චලනය වන හා නිශ්චල ඇති දේ තිබෙන්නේ අවකාශයේ බව අප දන්නවා. කාලය, ඊයේ, අද, හෙට, එය ගෙවී යනවා.

1905 දී අයින්ස්ටයින් සාපේක්ෂතාවය පිළිබඳව ලොවට හඳුන්වාදුන් වාදයෙන් අවකාශය, කාලය හා වස්තූන් පිළිබඳව කියවෙනවා. එය අපගේ එදිනෙදා ජීවිතය හා ලෝකය ගැන කියවෙන අසිරිමත් පැහැදිලි කිරීමක්.

චලිතය සාපේක්ෂයි (සෙලවීම් එකිනෙක අතර සම්බන්ධතාවයක් ඇත)
 
අපි වස්තූන්ගේ චලිතය ගැන පළමුව සලකා බලමු. වේගය; වේගය යනුවෙන් හඳුන්වන්නේ යම් වස්තුවක් කොතරම් ඉක්මනින් චලනය වෙනවාද කියන එකයි. මේ චලනය වන වේගය, කාලය සමග වෙනස් වන්නේ නැත්නම්, අප එම වස්තුව ˝ඒකාකාර වේගයෙන්˝ චලනය වන බව කියනවා. එම වස්තුව ගමන්කල දුර එම ගමන සඳහා ගතවන කාලයෙන් බෙදූ විට වේගය ගණනය කල හැක.

    උදා:
    ඔබ පාසලට යාමට ඇති කිලෝමීටර 4ක දුර පයින් ගමන් කිරීමට සිතා ඒ සඳහා පැයක 2 ක කාලයක් ගත කලහොත් ඔබගේ වේගය වන්නේ (4/2) පැයට කිලෝමීටර 2යි. (මෙහිදී ඔබ ඒකාකාර වේගයෙන් ගමන්කරන බව සලකයි)

මෙහිදී අප අවබෝධ කරගත යුතු වැදගත් දෙයක් තිබෙනවා. ඒ තමා සියළුම වේගයන් සාපේක්ෂ බව. මෙහි තේරැම කුමක්ද? මෙය ඇත්තක්ද? මෙය අවබෝධ කරගැනීම ඉතා පහසුයි.

ඔබත් මමත් බසයක් තුල වාඩිවී සිටින විට බසය කිලෝමීටර 60ක ඒකාකාර වේගයෙන් ගමන් කරනවා යැයි සිතමු. දැන් ඔබගේ වේගය කුමක්ද? මටද ඇත්තේ පැයට කිලෝමීටර 60ක වේගයක්. අප දෙදෙනාම චලනය වෙනවා. නමුත් අප දෙදෙනා එකිනෙකාගෙන් ඈත් වනවාද? ලංවනවාද? නැහැ කොහෙත්ම නැහැ. අප දෙදෙනාම බසයේ වාඩිවී සිටිනවා. අප දෙදෙනාම  චලනය වෙනවා. එහෙත් ඔබ මට සාපේක්ෂව චලනය වන්නේ නැහැ. මට ඔබ චලනය වන බවක් පෙනෙන්නේත් නෑ. ඔබ නිශ්චලව සිටිනවා. ඒ නිසා අපිට කිව හැක්කේ ඔබ මට සාපේක්ෂව චලනය වන්නේ නැති නිසා සාපේක්ෂ චලිතය බින්දුව බවයි. ඒත් අවට පරිසරයට සාපේක්ෂව අප චලනය වෙනවාද? ඔව්. අප බාහිර පරිසරයට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 60 වේගයෙන් චලනය වෙනවානේද?

මෙය අපි තවත් පැහැදිලි කර ගනිමු. අපේ මිත්‍ර බිංදු පාර කෙලවර සිටගෙන අප ගමන් කරන බසය දෙස බලා සිටිනවා. එවිට අපේ වේගය බිංදු සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 60 බව කිව හැකිනේද?
දැන් අපට වේගය සාපේක්ෂ බව පැහැදිලියි. ඒ නිසා අපට සියළුම චලිත සාපේක්ෂ බව පිලි ගත හැකිනේද? එසේ කියන්නෙ කොහොමද?

බසය පොළවට සාපේක්ෂව චලනය වෙනවා. අප බසයේ සිටින විට අපිත් පොළවට සාපේක්ෂව චලනය වෙනවා. නමුත් අප දෙදෙනා එකිනෙකාට සාපේක්ෂව චලනය වන්නේ නෑ. බිංදු පොළවට සාපේක්ෂව චලනය වන්නේ නැහැ. නමුත් අපට සාපේක්ෂව ඔහු බසය ගමන් කරන දිශාවට විරැද්ධ දිශාවට චලනය වෙනවා.
අප චලනය වන වස්තුන්ගේ සාපේක්ෂ වේගය සොයන්නේ කෙසේද?

ඔබ කහ පාට කාරයක පැයට කිලෝ මීටර් 50ක වේගයෙන් ඉදිරියට ගමන් කරනවා. එවිට මා ඔබ යන දිශාවටම පැයට කිලෝමීටර් 50 කින් රතු කාරයකින් ඉදිරියට ගමන් කරනවා. මෙහිදී අපගේ සාපේක්ෂ වේගය ශුන්‍ය(බිංදුව) බව පැහැදිලියි නේද? අප මෙය සොයා ගත්තේ කෙසේද? රතු පාට කාරයේ වේගයෙන් කහ පාට කාරයේ වේගය අඩුකලවිට ලැබෙන පිළිතුරෙන් නේද?

දැන් ඔබ ගමන්කරන කාරය මා ගමන් කරන කාරයේ වේගයට වඩා වැඩි වේගයකින් ගමන් කරනවායැයි සිතන්න. සිතමු එය පැයට කිලෝ මීටර් 70ක වේගයෙන් ගමන් කරනවා කියලා. අපගේ සාපේක්ෂ වේගය කුමක්ද? එය ශූන්‍යද? නැහැ. එය එසේ විය නොහැකියි. ඔබේ වේගය මට වඩා වැඩි නිසා නිසැකවම ඔබ මා පසු කර යාවි. ඒ නිසා අපගේ සාපේක්ෂ වේගය ශූන්‍ය විය නොහැකියි. එසේ නම් ඔබ මා පසු කර යන වේගය කුමක්ද? එය පැයට කිලෝමීටර 70ක් විය හැකිද? නැහැ. පැයට කිලෝමීටර 70ක වේගය වන්නේ පොලවට සාපේක්ෂවයි. එය මට සාපේක්ෂව ඇති වේගය නොවේ. එසේ නම් එය කුමක්ද? මට සාපේක්ෂව ඔබගේ වේගය වන්නේ අප දෙදෙනාගේ වේගයන් අතර වෙනසයි.

එනම් පැයට කිලෝමීටර 70 -  පැයට කිලෝමීටර 50 = පැයට කිලෝමීටර 20

ඒ අනුව ඔබ මට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 20ක වේගයෙන් ඉදිරියට ගමන් කරනවා. මම ඔබට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 20ක වේගයෙන් පසුපසට ගමන් කරන බවත් ඔබට වැටහේවි.

ඔබත් මමත් එකිනෙකට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ඉහත වේගයෙන්ම ගමන් කරනවා නම් අපගේ සාපේක්ෂ වේගය කුමක්ද? පැයට කිලෝමීටර 70ද? නැත්නම් පැයට කිලෝමීටර 50ද? නැත. එම වේගය ඉහත අගයන් වලට වඩා වැඩිවිය යුතුයි. මෙය ඔබට පැහැදිලිද? මෙහිදී සාපේක්ෂ වේගය වන්නෙ අප දෙදෙනාගේ වේගයන්ගෙ එකතුවයි.

පැයට කිලෝමීටර 70 + පැයට කිලෝමීටර 50 = පැයට කිලෝමීටර 120

මෙය ඔබට පැහැදිලියි නේද?

දැන් ඔබට චලනය වන වස්තූන් දෙකක සාපේක්ෂ වේගයන් ගණනය කරන ආකාරය පැහැදිලියි නේද? මෙය අපි සංක්ෂිප්තව කිවහොත් එකම දිශාවට ගමන් කරනවිට වේගයන්ගේ අන්තරයද (වෙනස), විරුද්ධ දිශාවට ගමන් කරනවිට වේගයන්ගෙ එකතුවද මගින් සාපේක්ෂ වේගයන් සොයාගත හැක.

අපි වෙනස් ආකාරයේ උදාහරණයක් ගනිමු. ඔබ චලනය වන දුම්රියක් තුල වාඩිවී සිටිනවා. මා ඔබ ගමන් කරන දෙස බලමින් දුම්රිය පොලෙහි සිටිනවා. දුම්රිය පැයට කිලෝමීටර 50 වේගයෙන් ගමන් කරනවා යයි සිතමු. හරියට චිත්‍රපට දර්ශනයක්මෙන් තවත් මිනිසෙකු දුම්රියේ වහලය උඩ එන්ජිම දෙසට දිවයනවා යැයි සිතන්න. ඔහු එන්ජිම දෙසට දිවයන නිසා දුම්රියට සාපේක්ෂව ඔහුගේ වේගය ශුන්‍ය වන්නේ නෑ.(නමුත් ඔබ සන්සුන්ව දුම්රියේ වාඩිවී සිටින නිසා ඔබගේ වේගය දුම්රියට සාපේක්ෂව ශුන්‍යයි.) එසේනම් ඔහුට දුම්රියට සාපේක්ෂව වේගයක් තියනවා. ඔහු දුම්රියට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 10 වේගයෙන් දුවනවායැයි සිතමු. එවිට ඔහු ඔබට සාපේක්ෂවත් පැයට කිලෝමීටර 10 වේගයෙන් දුවනවා.

දැන් ප්‍රශ්නය වන්නේ දුවන මිනිසාගේ වේගය මට සාපේක්ෂව කොපමණද යන්නයි. මා දුම්රියපළේ සිටින බව ඔබට මතක ඇති. එවිට මිනිසාගේ වේගය මට හා පොලවට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 10 විය නොහැකියි නේද? එසේනම් පැයට කිලෝමීටර 50 වියහැකිද? මේ දෙකම විය නොහැකියි. දුම්රියේ නිෂ්චලව සිටින ඔබ මට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 50 වේගයෙන් ගමන් කරනවා. නමුත් දුම්රියේ දුවන මිනිසා මෙයට අමතරව ඔබට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 10 වේගයෙන් ඉදිරියට දුවනවා. එම නිසා මා හා පොලවට සාපේක්ෂව මිනිසා පැයට කිලෝමීටර 60 (50+10) වේගයෙන් චලනය වනවා. මෙය අපට තවත් ආකාරයකට ඉදිරිපත් කල හැකියි. මිනිසාගේ වේගය දුම්රියට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 10 වන අතර පොලවට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 60 වනවා.

මෙම මිනිසා දුම්රියට සාපේක්ෂව පැයට කිලෝමීටර 10 වේගයෙන් දුම්රියේ පිටුපස දෙසට දුවන්නේ නම් ඔහුගේ වේගය පොළවට සාපේක්ෂව කොපමණද?

ආලෝකයේ වේගය

ආලෝකය; අපි හැමෝම දන්නවා මේ ගැන. ආලෝකය ගමන් කරනවා. ඒක කොහොමද අපි දකින්නෙ. අඳුරැ රැයක එලිමහනට ගිහින් විදුලි ලාම්පුව අහස දෙසට යොමුකර පහන දල්වන්න. ඔබ දුටුවේ කුමක්ද? විදුලි ලාම්පුවෙන් විහිදුනු ආලෝකය ඉහළට ඉහළට තවත් ඉහළට විහිදුනු බව නේද? ඒ කියන්නෙ ආලෝකය ගමන් කරන බවයි. ගමන් කරන සියළුදේටම වාගේ මෙයටත් වේගයක් තියෙන්න ඕනේ. එහෙමනම් මේ ආලෝකයේ වේගය කුමක්ද? ආලෝකය ඉතා වේගයෙන් ගමන් කරනවා. මෙය මැනීම එතරම් ලෙහෙසි පහසු නෑ. නමුත් අතීතයේදි මේ පිලිබඳව විද්‍යාඥයින්ගෙ අවධානය යොමු වුනා. ආලෝකයේ වේගය තත්පරයට කිලෝමීටර ලක්ෂ තුනක් පමණ වන බව සොයා ගත්තා. ඉතාමත් වේගවත් නේද? ආලෝකයට තත්පරයකින් පොලවේ ඉඳන් හඳට ගිය හැකි. වේගවත් ගුවන් යානයක් කොළඹ ඉඳන් යාපනයට යන්නත් පැය කිහිපයක් ගතකරනවා. නමුත් ආලෝකයට මේ දුර ක්ෂණිකව ගමන් කල හැකියි.

අපේ දුම්රියේ ගමන් කරන උදාහරණය මෙතැනටත් ගම්මු. ඔබ දැන් දුම්රියේ ඉදිරිපස බලා වාඩිවී සිටිනවා යයි සිතන්න. මා සිටින්නේ දුම්රිය ස්ථානයේය. ඔබ අතේ තියෙන විදුලි ලාම්පුව ඉදිරිදෙසට හරවා පත්තු කලවිට එහි ආලෝකය ඉදිරියට ගමන්කරනවා හරියටම දුම්රිය උඩ දුවපු මිනිසා වගේ. දැන් ඔබට සාපේක්ෂව ආලෝකයේ වේගය කුමක්ද? එය තත්පරයට කිලෝමීටර ලක්ෂ තුනයි නේද? ඒ කියන්නෙ ඔබට සාපේක්ෂව ලාම්පුවෙන් විහිදෙන ආලෝකයේ වේගය වන්නේ තත්පරයට කිලෝමීටර ලක්ෂ තුනයි. දුම්රියේ ගමන් කරන වේගය පැයට කිලෝමීටර 50 නම් දුම්රිය පලේ සිටින මට සාපේක්ෂව ආලෝකයේ වේගය කීයද? එය තත්පරයට කිලෝමීටර ලක්ෂ තුනට පැයට කිලෝමීටර 50ක් එකතුකල විට හරිනේද? අපට එහෙම හිතුනත් එය එසේ නොවන බව විද්‍යාත්මක පර්යේෂන වලින් ඔප්පු කරලා තියනවා. ආලෝකයේ වේගය ඔබට, දුම්රියට, මට හා පොලවට සාපේක්ෂව එක හා සාමාන බවත් එය තත්පරයට කිලෝමීටර ලක්ෂ තුනක් බවත් ඔප්පු කරතිබෙනවා.

එසේ නම් සාපේක්ෂ වේග මනින විට වේග වල එකතුව හෝ අන්තරය මගින් ආලෝකයේ වේගය ගණනය කල නොහැකියි. මෙයින් පැහැදිලි වන්නේ ආලෝකය සෑම දේකටම සාපේක්ෂව එකම වේගයකින් ගමන් කරන බවයි. එය එසේ සිදුවේද? මෙය සරලව පැහැදිලි කිරීම අපහසුයි. මෙය පර්යේෂන මගින් ඔප්පුකරදී ඇති සත්‍යයකි.

අප අවට පරිසරය ගැන හොදින් දැනගැනීමට විවිධ පරික්ෂණ සිදුකරනවා. එවායේ ප්‍රතිඵල මඟින් "වාද" හා "නියම" ගොඩනඟා ගෙන නොයෙකුත් දේ (අප අවට පරිසරය වැනි) ඉතා සරලව පැහැදිලි කරනවා. මෙවැනි නියමයන් අප පොදුවේ නීති ලෙස හඳුන්වනවා. අවුරුදු සිය ගනනකට පෙර ගැලීලියෝ හා නිව්ටන්, වස්තූන්ගේ චලිතය පිළිබඳව නියමයන් ඉදිරිපත් කලා. මේවා නිව්ටන්ගේ චලිත පිලිබඳ නියම ලෙස හඳුන්වනවා. බොහෝ විට ඔබ පාසලේදී මේ පිලිබඳව ඉගෙන ගෙන ඇති.

නිව්ටන්ගේ චලිතය මඟින් අපගේ එදිනෙදා ජීවිතයේදී දකින වස්තූන්ගේ චලිතය පිළිබඳව මනාව පැහැදිලිකරනවා. උදාහරණයක් ලෙස වාහනයක් ගමන් කිරීම, ග්‍රහයන්ගේ චලිත හා පන්දුවක චලිතය. මෙම නියමයෙන් සාපේක්ෂ වේගය සොයන ආකාරය, එනම් වේගයන්ගෙ එකතුව හෝ අන්තරය මගින් සාපේක්ෂ වේගය ගණනය කරන ආකාරය පෙන්වාදී තිබෙනවා.

නිව්ටන්ගේ සොයාගැනීමෙන් අවුරුදු 200කට පමණ පසු විද්‍යාඥයින් කරන ලද පර්යේෂන වලින් ආලෝකයේ වේගය සොයාගන්නා ලදී. ඒවාගේම එම වේගය සෑම වස්තුවකටම සාපේක්ෂව එකම අගයක් ගන්නා බවත් සොයා ගත්තා. එහි අදහස වන්නෙ කුමක්ද? නිව්ටන්ගේ චලිතය පිලිබඳ නියමයන් ආලෝකයට අනුකූල නොවන බවද? ඔව්. මේ නිසා නව මතයන් ගොඩ නැගුනා. 1905 වසරේදි අයින්ස්ටයින් විසින් නව චලිත නියමයන් ඉදිරිපත් කලා. මෙය මගින් ආලෝකයේ වේගය සෑම වස්තුවකටම සාපේක්ෂව සමාන බව ඔප්පු කලා. මෙම නියමය අයින්ස්ටයින්ගේ සාපේක්ෂතා වාදය(Einetein`s Special Theory of Relativity) ලෙස හැඳින්වේ.

මෙයින් කියවෙන්නේ නිව්ටන් නියමය වැරදි බවද? නෑ. වස්තූන්ගේ චලන වේගය ආලෝකයේ වේගයට වඩා ඉතා අඩුනම් නිව්ටන්ගේ චලිත නියමයන් අදාලවේ. නමුත් වස්තූන්, ආලෝකයේ වේගයට ආසන්න වේගයකින් ගමන් කරන්නේ නම් එම චලිතයන් නිව්ටන්ගේ නියමයන් වලින් පැහැදිලි කල නොහැකි අතර, එය පැහැදිලි කල හැක්කේ සාපේක්ෂතා වාදයෙන් පමනි. එනමුත් වස්තුවේ වේගය කුමක් වුවත් අයින්ස්ටයින්ගේ සාපේක්ෂතා වාදය මගින් එම චලිතයන් පැහැදිලි කිරීමට හැකිය. මෙය ඉතා වැදගත්වේ.
අයින්ස්ටයින් ඉදිරි පත් කර ඇති ආකාරයට අපට ආලෝකයේ වේගයට වඩා වැඩි වේගයකින් ගමන් කිරීමට හැකියාවක් නැත. ඊට ස්වල්පයක් හෝ අඩුවේගයකින් පමනයි ගමන් කල හැක්කේ. යම් වස්තුවක් ආලෝකයේ වේගයට සමාන වේගයකින් ගමන් කරන්නේ නම් එය සැම විටම එම වේගයෙන්ම ගමන් කල යුතුය. එයට වේගය අඩු කර ගැනීමේ හැකියාවක් නැත. ඒ වාගේම ආලෝකයේ වේගයට වඩා අඩු වේගයකින් ගමන් කරන වස්තුවකට කිසි විටක ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කල නොහැකි.

අයින්ස්ටයින්ගේ සාපේක්ෂතා වාදයෙන් වස්තුවක සාපේක්ෂ වේගය සොයන ආකාරය නිව්ටන් නියම වලට වඩා වෙනස්වේ. මෙහිදී වේගයන් එකතු කීරිම මඟින් ගණනය නොකරයි. වස්තුවේ වේගය කුමක් වුවත් සාපේක්ෂ වේගය සොයනවිට ආලෝකයේ වේගයද එම ගණනයට යොදා ගැනේ. වස්තුන්ගේ වේගය ආලෝකයේ වේගයට සාපේක්ෂව ඉතා අඩුනම් ගණනයන් නිව්ටන් නියම වලට සමානකම් දක්වයි.

    ඔබ මෙම ගණනය කිරීම් කෙරෙහි උනන්දුවක් දක්වන්නේ නම් පහත ආකාරයට එම ගණනය කිරීම කරන ආකාරය උගත හැකි.

  • Vb = දුම්රියේ ඇති වස්තුවේ වේගය
  • V  = දුම්රියේ වේගය
  • Vr = පොළවට සාපේක්ෂව දුම්රියේ ඇති වස්තුවේ වේගය
  • අයින්ස්ටයින්ගේ පැහැදිලි කිරීමට අනුව-

    c =    ලෝකයේ වේගය
    දුම්රිය/දුම්රිය තුල ඇති වස්තුවේ වේගය, ආලෝකයේ වේගයට වඩා ඉතා කුඩා වු විට VbV / c2 ඉතා කුඩා අගයක් ගනී. මෙය නොසලකා හැරිය හැකි තරම් කුඩාවේ.
    එවිට  ,
      මෙය නිව්ටන් නියමයට සාමානවේ.

    මෙහිදී Vb= c විට (වස්තුවේ වේගය‚ ආලෝකයේ වේගයට සමාන වුවහොත්) Vr = c වේ. දුම්රියේ ඇති වස්තුවේ වේගය දුම්රියට සාපෙක්ෂවත් පොළවට සාපේක්ෂවත් සාමාන බවයි∙

කාලය හා අවකාශය

නැවතත් අපි අපේ සුපුරුදු දුම්රිය උදාහරණය සලකා බලමු. ඔබ දුම්රිය තුල සිටිනවා. දුම්රිය පැයට කිලෝමීටර 50 ක වේගයෙන් ගමන් කරනවා. මතක තබාගන්න මම දුම්රියපලේ සිට ඔබ දිහා බලා සිටින බව. මෙවර ඔබ අතැති විදුලි ලාම්පුව දල්වා දුම්රියේ වහලය දෙසට යොමුකරනවා.
වහලයේ කණ්නාඩියක් සවිකර ඇතැයි සිතමු. එවිට සිදුවන්නේ කුමක්ද? දුම්රිය තුල සිටින ඔබට, ඉහළට එල්ල කල ආලෝක කදම්බය පරාවර්තනයවී නැවත එල්ල කල ස්ථානයටම පැමිණෙන බව පෙනෙවි. එය පහත ආකාරයට රූපයට නඟමු.

රූපය 1: කදම්බය ඔබට පෙනෙන ආකාරය

මට මෙම සිද්ධීන් පෙනෙන්නේ කෙසේද? ඔබගේ අතින් ආලෝකය නිකුත් වන බව පෙනේ(මෙය පලමු සිද්ධියයි). ඉන් පසු ආලෝකය දුම්රියේ සීලිමේ වදින බව පෙනේ (මෙය දෙවන සිද්ධියයි). අවසාන සිද්ධිය වන්නේ නැවත ආලෝකය ඔබ වෙතට ලඟාවීමයි. මෙම සිද්ධීන් තුන සිදුවන අතරතුරේදීත් දුම්රිය ගමන් කරන බව මතකයිනේද? එසේනම් අපි මෙය රූපයට නඟමු.

රූපය 2: කදම්බය මට පෙනෙන ආකාරය

කාලය = ගමන් කල දුර / ආලෝකයේ වේගය

  • මට පෙනෙන ආකාරයට ආලෝකය වහලයට ලඟාවීමට කොපමණ කාලයක් ගත උනාද?
  • ගමන් කල දුර = PQ
    ආලෝකයේ වේගය = c

  • මට පෙනෙන ආකාරයට ආලෝකය වහලයට ලඟාවීමට ගතවන කාලය:
  • t2 = PQ/ c

    එසේම,
    ඔබට පෙනෙන ආකාරයට ආලෝකය වහලයට ලඟාවීමට ගතවන කාලය:
    t1 = L / c

  • රූප 1 හා 2 ට අනුව,
  • L < PQ,

  • එම නිසා
  • t2 > t1

    ඒ අනුව අප දෙදෙනාට සාපේක්ෂව මෙම සිදුවීම සඳහා ගතවන කාලයන් වෙනස් බව පැහැදිලියිද? මට පෙනෙන ආකාරයට ආලෝකය වහලයට ලඟාවීමට ගතවන කාලය ඔබට වඩා වැඩි නේද?
    මෙය අප තවත් පැහැදිලි කර ගනිමු. අප දෙදෙනා බැඳ සිටින ඔරලෝසු වල වේලාවන් පෙරවරු 10:00ය වනවිට ආලෝක කදම්බය වහල දෙසට යොමුකරනවා. කදම්බය වහලයේ වදින වේලාව 10 යි තත්පර 2යි යි සිතමු (ඇත්ත වශයෙන් මෙය ක්ෂනිකව සිදුවේ). එමනිසා t1= තත්පර 2යි. ඉහත පහදා දීමට අනුව, මට පෙනෙන ආකාරයට ආලෝකය වහලයට වදින වේලාව 10යි තත්පර දෙකකට වඩා වැඩිවිය යුතුයි. එමනිසා t2> තත්පර 2.

    ඔබ ව්‍යාකූල වුවාද? එකිනෙකට සාපේක්ෂව චලනය වන දෙදෙනකුගේ අත් ඔරලෝසුවල වේලාවෙහි වෙනසක් සාමාන්‍යය ජීවිතයේදී අපගේ අවධානයට ලක්වී නෑ. අප එය අත්දකින්නෙත්් නෑ. ඒත් ඇත්තෙන්ම වේලාවේ වෙනසක් ඇතිවෙනවා. මෙය ගණනය කල නොහැකි තරම් කුඩා වෙනසක්. එයට හේතුව බොහෝ චලිතයන්ගේ වේගය, ආලෝකයේ වේගය සමග සැසඳූ විට ඉතා කුඩා වීමයි. නමුත් ආලෝකයේ වේගයට ආසන්න වූ වේගයකින් චලනය වනවානම් මෙම වෙනස පැහැදිලිව දැකගත හැකි.

    මීට සමාන වු දෙයක් වස්තුවේ ප්‍රමාණයටත් ඇතිවෙනවා. උදා. නිශ්චලතාවයේදි මීටර් 1 ක් දිග කම්බියක් චලනය වේයැයි සිතමු. නිශ්චලව සිටින කෙනෙකුට සාපේක්ෂව එහි දිග මීටර් එකට වඩා අඩුවියයුතු බව සාපේක්ෂතා වාදයේ පෙන්වාදී තිබෙනවා, එය පහත දැක්වෙන සමීකරණයට අනුව සිදුවන බවත් එම වාදයෙන් පෙන්වනවා.

    c=     ලෝකයේ වේගය
    v=     දුම්රියේ වේගය
    L=     නිශ්චලතාවයේදි කම්බියේ දිග
    D=    චලනය වනවිට කම්බියේ දිග

    අයින්ස්ටයින්ට අනුව අවකාශය හෝ කාලය නියත නොවේ. නමුත් මේ දෙකෙන්ම සෑදුනු දෙයක් නියත බව ඔහු කියයි. මේ අනුව ඔහුගේ සංකල්පයේ කාලය හා අවකාශය එකට සලකා අවකාශ-කාලය ලෙස නම් කරයි. මෙය තවත් ආකාරයකට කියනවානම් අවකාශය නොමැතිව කාලය පවතින්නේ නෑ. ඒ වාගේම අවකාශයත් කාලය නැතිව පවතින්නේ නෑ. එනම් කාලයත් අවකාශයත් දෙකම එක්වී අවකාශ-කාලය ලෙස පවතී.

    මෙම අවකාශ-කාලය ගැන පැහැදිලි කරන්නට අපි "සිදුවීම් (events)" භාවිතා කරමු. "සිදුවීමක්" ලෙස අප හඳුන්වන්නේ, සිද්ධිය ඇතිවු ස්ථානය හා එය සිදුවු වේලවයි. මෙය තවත් විධියකට සිතමු. ඔබ මාගේ ලිපිනය සොයාගන්නවා. එහෙත් ඔබට මෙය ප්‍රයෝජනවත් වන්නේ එය මාගේ කවදා ලිපිනයද? යන්න ඔබ දන්නේ නම් පමණයි (මගේ මේ ලිපිනයෙන් මේ දැන් මේ අවස්ථාවේ මම පදිංචි වී සිටින තැන හෝ මම ගිය අවුරුද්දේ හෝ එන අවුරැද්දේ එම ලිපිනයේ සිටින බව කිව හැකිද?). මෙහිදී අපට ස්ථානය පමණක් දැනගැනීම ප්‍රමාණවත් නැහැ නේද? අපට කාලයත් වැදගත් වෙනවා නේද? මේ වාගේම යම් "සිදුවීමකදී" එය සිදුවු ස්ථානය (අවකාශය) පමණක් නොව සිදුවු වේලාවද (කාලය) වැදගත් බව ඔබට පැහැදිළියි නේද?

    අපි අවකාශය හා කාලය යන දෙකම එකට ගෙන චලනය වන දෙදෙනකු ගැන සලකා සාපේක්ෂ චලනය ගැන සොයා බලමු. අප නැවතත් සුපුරුදු දුම්රිය උදාහරණයට යමු. ඔබත් බිංදුත් එකිනෙකාට මුහුණලා මීටරයක දුරින් වාඩිවී සිටීයැයි සිතමු. මම දුම්රිය පලේ සිට ඔබ දෙදෙනා දෙස බලා සිටිනවා. ඔබ ලඟ තිබෙන රබර් බෝලයක්, ඔබ බිංදු දෙසට විසි කරනවා. එය බිංදුට තත්පරයකදී ලඟාවෙනවා. මෙම බෝල හුවමාරුවේදි පළමු සිදුවීම (අවකාශ-කාලය) වන්නේ ඔබ විසිකල අවස්ථාවයි. මෙම අවස්ථාවේ සිද්ධිය ඇතිවු ස්ථානය (අවකාශය) ඔබ සිටින ස්ථානයයි. දෙවන අවකාශ-කාලය වන්නේ කුමක්ද? දෙවන සිද්ධිය වන්නේ බිංදුට බෝලයට ලැබුන අවස්ථාවයි. එම සිදුවීම් දෙක අතර දුර, ඔබත් බිංදුත් අතර සාමාන්‍ය දුර ලෙස සිතුවත් එය එසේ නොවේ. දුර වන්නේ අවකාශ-කාල අතර වෙනසයි. මෙය අයින්ස්ටයින් අවකාශ-කාල අන්තරය (space time interval) ලෙස හැදින්වුවා.

    ඔබ දෙදෙනා අතර දුර x නම් හා එම සිද්ධි දෙක ඇතිවීමට ගත වු කාලය t  නම් එම සිද්ධින් දෙක අතර අවකාශ-කාල අන්තරය වන S සමීකරණයකින් දැක්වුවහොත් එය පහත අයුරු වේ.

    c= ආලෝකයේ වේගය

    අවකාශය ත්‍රිමාණ (උඩ-යට, වම-දකුණ, ඉදිරිපස-පිටුපස) බව අපි දන්නවා. අප මෙයට කාලය නම් මානයක් එකතුකර අවකාශ-කාලයට මාන හතරක් ඇති බවට සලකනවා. එසේ නම් අපි ඡීවත් වන්නේ සිව්-මාන අවකාශ-කාලය තුලයි. අපත්, විශ්වයේ තිබෙන සෑම පදාර්ථයක්මත්, සෑම ඡීවියෙක්මත් මෙම සිව්-මාන අවකාශ-කාලයේ ඡීවත් වෙනවා.

    අයිස්ටයින් සාපේක්ෂතා වාදය 1905 දී ලොවට හඳුන්වාදුන්නා. නමුත් ඔහු සාපේක්ෂතා වාදය ලෙස එය හැඳින්වුයේ නැහැ. ඔහු තම සොයාගැනීම් විද්‍යා ප්‍රකාශනයක් ලෙස ("on the electrodynamics of moving bodies˝ යන මාතෘකාව යටතේ) පර්යේෂණ පිළිබඳ පළවන විද්‍යා සඟරාවකට ඉදිරිපත් කලා. ඔහු මෙම සොයාගැනීමෙන් වසර 10 කට පසු ඔහු තවත් වාදයක් ඉදිරිපත් කලා. එය ඔහු සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතා වාදය General Theory of Relativity ලෙස නම් කලා. ඒ වාගේම කලින් ඉදිරිපත් කල වාදය සාපේක්ෂතාවාදය ලෙස නම් කලා. ඔහුගේ සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතා වාදය මගින් නිව්ටන්ගේ ගුරැත්වාකර්ෂන නියම වෙනස් කරනු ලබනවා.

    අයින්ස්ටයින්ගෙ සමකාලයින් මේ පිළිබඳ පර්යේෂණ කරනලද අතර, ඔවුන්ගේ දායකත්වය ඉතා වැදගත් වුවත්, අයින්ස්ටයින්ගේ වාදයේ ඇති පැහැදිලි බව නිසා ඔහුගේ මතය සනාථ වුනා.

    විද්‍යාඥයින් විවිධ වාදයන් හා මතයන් නිබඳව ඉදිරිපත් කරනවා. නිව්ටන්ගේ වාදයන්ගේ ඇති අසම්පර්ණතාවය නිසා අයින්ස්ටයින් මෙය හොදින් අධ්‍යයනය කර සාපේක්ෂතාවාදය ඉදිරිපත් කලා. දැන් සාපෙක්ෂතාවාදයේ ඇති සීමාකාරී තත්වයන් පිළිබඳව විද්‍යාඥයින් සෑහිමකට පත් වන්නේ නෑ. ඒ නිසා අනාගතයේදී මීට වඩා වෙනස් වාදයක් ඉදිරිපත් විය හැකියි. බොහෝ විද්‍යාඥයන් මේ පිළිබඳව ඉතා උද්යෝගයෙන් හා කුතුහලයෙන් පරීක්ෂණ පවත්වනවා.

    අනාගතයේදී නව වාදයන් ඉදිරිපත් වේද? එය කව්රුන් ඉදිරිපත් කරාවිද? ඒ ඔබ විය නොහැකිද? එය කාටනම් කිව හැකිද?

    blog comments powered by Disqus
    2005 - 2011 All Rights Reserved by CATKAN Foundation & Institute of Fundamental Studies-Sri Lanka