கட்டுரைகள்
Typography

இன்றைய தொடர் காலமும் வெளியும் எனும் 4 ஆவது அத்தியாயத்தின் தொடர்ச்சியாகும்.

இத் தொடரும் ஒளியின் இயல்பு மற்றும் காலம், வெளி என்பவை குறித்த மேலதிக தகவல்களுடன் விரிகின்றது. முதல் 4 அத்தியாயங்களையும் வாசிக்காதவர்கள் இந்த கட்டுரையின் இறுதியில் சேர்க்கப் பட்டுள்ள இணைப்புக்களை அழுத்துவதன் மூலம் அங்கு சென்று பார்வையிட முடியும்.

சென்ற தொடரில் ஒரு திணிவு அல்லது அலையில் இருந்து வெளிப்படும் சக்தி, அதன் திணிவு மற்றும் ஒளியின் வேகம் ஆகியவற்றைத் தொடர்பு படுத்தும் ஐன்ஸ்டீனின் பிரபல சமன்பாடான E=mc2 இனை அறிமுகப் படுத்தியிருந்தோம்.

ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு

மேலும் ஒளியை விட அதிக வேகத்தில் பயணிக்கும் திணிவுடைய பொருள் அல்லது அலை பிரபஞ்சத்தில் கிடையாது எனவும் கூறியிருந்தோம். மேலும் இந்த இரு விளக்கங்களின் மூலம் ஒரு பொருளின் இயக்க வேகம் சக்தி அதிகரிக்கும் வீதத்துடன் அதிகரிப்பது மிகக் கடினம் என்றும் இவ்விளைவு ஒளியின் வேகத்துக்கு சமீபமாகப் பயணிக்கும் பொருட்களின் இயக்கத்தில் தெளிவாக விளங்கக் கூடிய ஒன்றாகும் என்றும் கூறியிருந்தோம். இதன் தொடர்ச்சி இனி...



ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமீபமாகப் பயணிக்கும் பொருள்

 

உதாரணமாக, ஒளியின் வேகத்தில் 10% வீத அளவுடைய வேகத்துடன் ஒரு பொருள் பயணித்தால் அப்பொருளின் திணிவு உண்மைத் திணிவின் 0.5% மடங்காக இருக்கும். இதேவேளை ஒளியின் வேகத்தில் 90% வீதப் பங்கு வேகத்துடன் ஒரு பொருள் பயணிக்க எத்தனித்தால் அதன் திணிவு உண்மைத் திணிவின் இரு மடங்கை விட சற்று அதிகமாக இருக்கும். இதன் மூலம் ஒரு பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அண்மித்தால் அதன் திணிவு உடனடியாகப் பல மடங்கு அதிகரிக்கும் என்பது தெளிவாகிறது. அதாவது ஒரு பொருள் தனது வேகத்தை ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமனாக மேலும் அதிகரிப்பதற்கு மிக மிகக் கூடிய சக்தி ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் தேவைப்படும். இறுதியாக இதில் வெளிப்படும் ஆச்சரியமான முடிவு என்னவென்றால் எந்த ஒரு திணிவுடைய பொருளும் ஒளியின் வேகத்தை அண்மிக்க முடியாது என்பதாகும்.

இதற்குக் காரணம் குறித்த பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அடைந்து விட்டால் அதன் திணிவு முடிவிலியாகி (infinite) விடும் சூழ்நிலை தோன்றுவது ஆகும். மேலும் ஐன்ஸ்டீனின் திணிவையும் சக்தியையும் தொடர்பு படுத்தும் E=mc2 எனும் சமன்பாட்டின் படி அப்பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அடைவதற்கு முடிவிலி பெறுமதியான சக்தியும் தேவைப்படுகின்றது.

முடிவிலி கணிதக் குறியீடு

இக் காரணத்தினால் ஒளியின் வேகத்தை விடக் குறைவான வேகத்தில் பயணிக்கும் எந்த ஒரு பொருளினது இயக்கமும் இன்னொன்றைச் சார்ந்து தனது வேகத்தில் வித்தியாசத்தைக் காட்டக் கூடியது என்பதுடன் இது குறித்த கணிப்புக்களை எளிதான சார்புக் கொள்கை மூலம் மேற்கொள்ள முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இன்னொரு புறத்தில் இயற்கையான திணிவைக் (Intrinsic mass) கொண்டிராத சில அலைகள் (Waves, உதாரணம் - ஒளி மற்றும் மின்காந்த அலைகள்) மாத்திரமே ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கக் கூடியன என்பதுடன் இவற்றின் இயக்கத்தை விளக்க ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை (Special Relativity) மற்றும் குவாண்டம் கொள்கை (Quantum Mechanincs) ஆகியவற்றையே பயன்படுத்த முடியும் என்பதும் குறிப்பிடத்தக்கது.


பொதுச் சார்புக் கொள்கை


ஒளி அலையின் கட்டமைப்பு

காலம் மற்றும் வெளி குறித்து நிகழ் காலத்தில் நாம் கொண்டிருக்கும் அபிப்பிராயங்கள் யாவும் தற்கால பௌதிகவியலில் மிக முக்கியமான பகுதியான சார்புக் கொள்கையினாலேயே (Relativity) பரிணாமமடைந்து வந்துள்ளன. நியூட்டனின் காலத்தில் காலம் நிலையானது (Absolute time) எனும் கொள்கை நிலவியது. இதனால் குறித்த ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்துக்குச் செலுத்தப் படும் ஒளியின் கற்றை (துடிப்பு) அது தன் பயணத்துக்கு எடுத்த நேரம்  வெவ்வேறு இடங்களில் அமர்ந்து அதை நோக்கும் அனைத்து பார்வையாளர்களுக்கும் சமன் என்றே காட்டும். எனினும் அந்த ஒளி பயணம் செய்த தூரம் குறித்து இப் பார்வையாளர்களிடையே ஒருமித்த கருத்தை ஏற்படுத்தத் தவறி விடும். இதற்குக் காரணம் வெளி நிலையற்றது (Space is not absolute) எனக் கருதப் பட்டமையாகும்.

அதாவது ஒளி பயணிக்கும் வேகம், பயணம் செய்த தூரத்தை அதற்கு எடுத்த நேரத்தினால் வகுக்கும் போது கிடைக்கும் பெறுமானம் எனக் கருதினால் வெவ்வேறு இடங்களில் இருந்து ஒளியின் வேகத்தை அளக்கும் பார்வையாளர்களுக்கு அது வெவ்வேறு பெறுமானங்களையே காட்டும். மறுபுறத்தில் சார்புக் கொள்கைப் படி, இந்த அனைத்துப் பார்வையாளர்களும் ஒளி எவ்வளவு வேகமாகப் பயணிக்கின்றது என்பதில் ஒருமித்த கருத்தைக் கொண்டு வந்த போதும் அது எவ்வளவு தூரம் பயணித்தது மற்றும் அதற்கு எடுத்த நேரம் எவ்வளவு என்பதில் இசைய மறுத்துள்ளனர். இன்னும் சற்று விளக்கினால் ஒளி பயணித்த தூரம் எதுவோ அதே தான் அதற்கு எடுத்த நேரமும் என்பதை இப் பார்வையாளர்கள் ஏற்க மறுத்தனர். ஆனால் குறித்த இரு புள்ளிகளுக்கு இடையே செல்ல ஒளி செல்ல எடுத்த நேரம் அத்தூரத்தை ஒளியின் வேகத்தினால் வகுக்கக் கிடைக்கும் என்பதை ஏற்றனர்.

பௌதிகவியலில் சார்புக் கொள்கை வலுப்பெற்ற பின் நிலையான நேரம் (Absolute time) எனும் கொள்கை நீங்கியது. மேலும் இதன் அடிப்படையில் ஒளியின் வேகத்தை அளக்க உதவும் ஒவ்வொரு பார்வையாளரும் ஒரு கடிகாரத்தைப் பயன்படுத்தினால் கூட அந்த கடிகாரங்களின் இயல்பினால் அவர்களுக்குச் சமனான பெறுமானம் கிடைக்காது எனக் கூறப்படுகின்றது. இருந்த போதும் விஞ்ஞான உலகில் பொருட்களின் இயக்கம் குறித்த அளவீடுகளை மேற்கொள்வதற்கு காலத்தை அளவிடல் தூரத்தை அளவிடுவதை விட திருத்தமானது எனும் உண்மை ஒளியின் இயல்பு மற்றும் சார்புக் கொள்கையினால் உறுதிப் படுத்தப்பட்டுள்ளது.

இந்த நிதர்சனத்தினால் தான் தூரத்தை அளக்கும் அடிப்படை அலகான ஒரு மீட்டர் பின்வருமாறு வரையறை செய்யப் படுகின்றது. அதாவது ஒரு மீட்டர் என்பது 0.000000003335640952 செக்கனில் ஒளி பயணித்த தூரம் என்பதே இந்த வரைவிலக்கணம்.


1 மீட்டர்

மேலும் சுவிட்சர்லாந்தில் அமைக்கப் பட்டுள்ள உலகில் உள்ள கடிகாரங்களிலேயே மிகத் திருத்தமானதும் அணுசக்தியால் இயங்குவதுமான சீசியம் கடிகாரத்தினால் (Cesium clock) இந்த வரைவிலக்கணம் மேற்கொள்ளப்பட்டது.


Cesium அணுக் கடிகாரம்

2004 ஆம் ஆண்டு இயங்கத் தொடங்கிய இந்த சீசியம் கடிகாரத்தில் 30 மில்லியன் வருடங்களுக்கு ஒரு தடவை தான் ஒரு செக்கன் பிழையாகும் வாய்ப்பு இருப்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

நன்றி - தகவலுதவி: 'A Breif History of Time' - Stephen W.Hawking

 

முன்னைய பதிவுகள் :

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 26 (பிரபஞ்சவியல் 9, பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் 4)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 27 (பிரபஞ்சவியல் 10, பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் 5)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 28 (பிரபஞ்சவியல் 11, பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் 6)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 29 (பிரபஞ்சவியல் 12, பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் 7)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 30 (பிரபஞ்சவியல் 13, பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் 8)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 31 (பிரபஞ்சவியல் 14, காலமும் வெளியும்)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 32 (பிரபஞ்சவியல் 15, காலமும் வெளியும் 2)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 33 (பிரபஞ்சவியல் 16, காலமும் வெளியும் 3)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 34 (பிரபஞ்சவியல் 17, காலமும் வெளியும் 4)

 

- 4 தமிழ் மீடியாவுக்காக: நவன்

BLOG COMMENTS POWERED BY DISQUS

மின்னஞ்சலில் பதிவுகள்

மின்னஞ்சலில் பதிவுகள்