විද්‍යා ප්‍රබන්ධ

නිව්ටන් හා අයින්ස්ටයින් බිග් බැන් මොඩලයට මග පෑදුවේද?

Off

“මට මා පෙනෙන්නේ වෙරළේ ක්‍රීඩා කරන කුඩා දරුවෙක් මෙනි. මට ඉදිරියෙන් ඇත්තේ තවමත් අනාවරණය කල නොහෙන සත්‍යය නමැති අසීමිත සාගරයයි . “- අයිසැක් නිව්ටන්

නිව්ටන් ව අපට මෙහිදී අමතක කල නොහැකියි.. මොකද නිව්ටන් ගේ Universal Law of Gravitation ගුරුත්වාකර්ෂණය පිලිබඳ විශ්වීය නියමය අපට වැදගත් නිසා. මේ නියමය නම් කිසියම් වස්තුන් දෙකක් ( m1, m2) එකිනෙකට ආකර්ෂණය වන්නාවූ බලය F එම වස්තුන් දෙකේ ස්කන්ධයන් වල ගුණය ට අනුලෝමව සමානුපාතික වන අතර එම වස්තුන් දෙක අතර දුරෙහි වර්ගයට (d) ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. මේ පිලිබඳ සමීකරණය අවශ්‍ය අයට පහත විස්තර කර ඇත.

ඇයි මේ නියමය විශ්වය ගැන කතා කරන කොට වැදගත්? මෙහි ගුරුත්ව බලය වලංගු වන්නේ වස්තුන් නිශ්චලව තිබෙන අවස්ථාවක හෝ ආලෝකයේ වේගයට සාපේක්ෂව ඉතාම සෙමින් ගමන් කරන්නේ නම් පමණි. මෙහි වැදගත්ම කාරණය නම් නිව්ටන් අවකාශය (space) (නිරපේක්ෂ) නියතයක් (absolute space) ලෙස සැලකීමයි.

මෙහිදී පළමු ස්කන්ධය m1 අති විශාල නම් (හිරු වැනි) දෙවැනි ස්කන්ධය නොසලකා හරින්නට වුවත් පුළුවන්. නිව්ටන් ගේ යකඩ බෝල (iron ball ) ප්‍රමේයේ කියවෙන්නේ මෙසේයි. දෙවැනි වස්තුවට ඇති දුර r වලට එහායින් තිබෙන වස්තුන් වලට පළමු වස්තුවෙන් කිසිම බලයක් නොයෙදේ. r හෙවත් වස්තුන් දෙක අතර දුර අරය වශයෙන් ගෙන මවා ගන්නා ගෝලිය අවකාශය තුල පමණක් ඒ බලය රඳවා පවතී.

neton2

අපට ඇති විශාල ලෙස පෙනෙන ග්‍රහලෝක හා එහි චන්ද්‍රයන් අතර ඇත්තේ මෙම ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයයි. හිරු වටේ යන ග්‍රහලෝක හිරුට බැඳ තබා ගන්නේද මේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයයි. ගුරුත්ව බලය මෙහිදී ද්‍රව්‍යය මත බලපාන බව ඔබට පෙනෙනු ඇත .

planets

නමුත් පරමාණු පිළිබඳව සැලකීමේදී ගුරුත්ව බලය ගණන් ගැනීමට නොහැකි තරම් කුඩායි.
මෙහිදී බර (weight) සහ ස්කන්ධය(mass) අතර වෙනසත් කල්පනා කරන්න. බර යනු කොපමන තදින් ගුරුත්වයට වස්තුවක් අදින්නට හැකි වේද යන්න මැනීමයි. ස්කන්ධය යනු වස්තුවක කොපමන ද්‍රව්‍ය (matter) තිබේද යන්නයි.
බර මැනීමේදී පෘතුවියේ ගුරුත්ව බලය (Gravity: 9.78 m/s²) සාධකයක් බව ඔබ දන්නවා.
අයින්ස්ටයින් මෙහිදී කල්පනා කලේ ගුරුත්ව බලය නැති විටදී නිව්ටන් ගේ නියමයන්ට අදාල පරීක්ෂණ හා ගණනය කිරීම කරන්නේ කෙසේද කියායි. මෙහිදී අභ්‍යාසයක් වශයෙන් එලවේටරයක කැබින් එක තුල ඔබ සිටින්නේ නම් ඔබ උඩ පැන නිදහසේ වැටෙන විට (freefall) සිදු වන්නේ කුමක්ද කියා සිතන්න. අයින්ස්ටයින් (equivalence principle) තුල්‍යතා නියමය වශයෙන් ගොනු කලේ මෙයයි. ඔබ සිටින එලවේටරය 9.78 m/s² තත්පර වර්ගයට මීටර 9.78 (acceleration) වේගයෙන් යන (අභ්‍යවකාශයේ) රොකට්ටුවක් තුල තිබෙන්නේ යයි සිතන්න. එවිට ඔබ යමක් අත හැරියොත් ඔබට පෙනෙන්නේ එම වස්තුව කැබින් එකේ බිමට වැටෙන බවද එසේ නැතිනම් රොකට්ටුව එම වස්තුව දෙසට එන බවද?
මෙලෙස කල්පනා කිරීමෙන් අයින්ස්ටයින් වටහා ගත්තේ ගුරුත්ව බලයන් ක්‍රියාකරන්නේ කිසියම් රාමුවක් (frame ) මත බවයි. මේ අනුව අයින්ස්ටයින් අවකාශ-කාලය (space-time) නමැති සංකල්පය ඉදිරිපත් කල අතර එය නියත යයි නිගමනය කළේය.
අයින්ස්ටයින් තමන්ගේ සාපේක්ෂතාවාදය පිලිබඳ සාමාන්‍ය නියමය (General theory of relativity) ඉදිරිපත් කලේ නිව්ටන්ගේ පරණ ප්‍රතිපලම “බර-weight ” නොසලකා හැර ලබා ගනිමිනි.

මෙහි වැදගත්ම දෙය වන්නේ මෙම නියමය චලිතයේ (ගමනේ යෙදෙන) මෙන්ම චලිතයේ නොවන (නිසලව පවතින) වස්තුන් වලටද වලංගු වීමයි.

මේ කොටස අවසන් කරන්නට වන්නේ ජෝන් වීලර් ගේ කියමනකින්. “ද්‍රව්‍යය අවකාශයට කොහොමද වක්‍ර වෙන්නේ කියා කියා දෙන අතර , අවකාශය ද්‍රව්‍යයට කෙසේ චලනය වෙන්නයි කියා දෙයි.
“Matter tells space how to curve, and space tells matter how to move.”
මතක තබා ගත යුත්තේ නිව්ව්ටන් අවකාශය (space is absolute) නියත යයි ගෙන තම නියමයන් ඉදිරිපත් කල අතර අයින්ස්ටයින් අවකාශය වෙනස් වෙන බවත් ඒ නිසා අවකාශ-කාලය (Space -Time ) නියත(absolute) ලෙස ගෙන සාපේක්ෂතාවාදය පිලිබඳ නියමයන් ඉදිරිපත් කල බවයි.

ක්වන්ටම් අංශුන් ගැන කතා කරද්දී අවකාශ-කාලය (Space -Time ) ද නියත නොවන අතර අවකාශය හා කාලය නියත ලෙස ගෙන ක්වන්ටම් අංශුවක පිහිටීම ගණනය කල නොහැක.

මීළඟ ලිපියෙන් අවකාශ – කාලය (space-time) පිළිබඳව තවදුරත් සාකච්චා කෙරෙන අතර ඉන්පසු හබල් ගේ නියමයත් සාකච්චා කෙරෙනු ඇත.
අවශ්‍ය නම් කියවන්න :

නිව්ටන්ගේ සමීකරණය ; බලය F α (m1 x m2) / (දුරෙහි වර්ගය)
මේ සමීකරණයට සමාන ලකුණ දැමීමට නම් නියතයක් යෙදිය යුතුය. එම නියතය ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය G නමින් හැඳින්වේ. එවිට එය පහත පරිදි ලිවිය හැකියි.

F = force between the masses, m1 = first mass, m2 = second mass,
d =distance between the centres of the masses.G is the gravitational constant =

newton

වැඩි දුර කියවන්න : http://www.einstein-online.info/spotlights/equivalence_principle

– අජිත් ධර්මකීර්ති

උපුටා ගැනීම – http://kolambagamaya.blogspot.co.uk/

Related Posts

LankaViews

LankaViews

Video wall

‘නෙළුම් යාය’ බ්ලොග් සම්මාන උළෙල