විද්‍යා ප්‍රබන්ධ

අවකාශ-කාලය යනු කුමක්ද හා අයින්ස්ටයින් ගේ ගණන් අවකාශ-කාලය යනු කුමක්ද?

Off

කලින් ලිපියෙන් පැහැදිලි කලේ නිව්ටන් තමන්ගේ නියමය අවකාශය නියතයක් ලෙස ගනිමින් ඉදිරිපත් කල බව. එතකොට අයින්ස්ටයින් ඉන් එහා යමින් අවකාශය හා කාලය එකට නියතයක් ලෙස ගත්තා. මෙය මෙසේ පැහැදිලි කල හැකියි.

දැන් මම ඔබ ඉදිරියේ දේශනයක් කරනවා යයි සිතන්න. මම එක තැනම සිටගෙන සිටියහොත් ඉහත ප්‍රස්ථාරයේ තනි කෙලින් ඉර මගින් මගේ ගමන පිළිඹිබු වේ. එනම් වෙනස් වන්නේ කාලය පමණි. (කාලය ඉදිරියට යන්නේ රේඛියවය. තනි ඉරක් ලෙස). අපි හිතමු මම දැන් ශාලාවේ එහා මෙහා ඇවිදිමින් මේ දේශනය කරනවා කියා. එහිදී සිග් -සැග් ක්‍රමයට ඇති ඉරෙන් මගේ චලිතය පෙන්නුම් කලේ. මෙහි තලය ද්විමාන නිසා (X – Y මාන දෙකක් පමණක් මොනිටරයේ ඇත. සිරසට හා තිරසට ) අපට X-Y-Z ත්‍රිමාණ තලය පෙන්වන්නට නොහැකියි. මේ අවකාශය තුල මගේ ගමනේ path එක නැත්නම් මාර්ගය (පථය) හඳුන්වන්නේ worldline කියලයි. අවකාශ- කාලය වෙනස් වෙනවා කියන්නේ මේ වගේ දෙයකටයි.

spacetime

අයින්ස්ටයින් මහාචාර්ය නලින් ද සිල්වා අදුරුතුමාණන් තරම් ගණන් දැනගෙන හිටියේ නැති නිසා මේ ගැන අහන්න ගියේ හර්මන් මින්කොව්ස්කි නමැති ජර්මන් ගණිතඥයා ලඟට. මින්කොව්ස්කි ගොතින්ගන් විශ්ව විද්‍යාලයේ ගණිත මහාචාර්යවරයායි.

අප දහය පන්තිය තෙක් හෝ සමහරවිට පසුවත් ඉගෙන ගන්නේ එයුක්ලියඩ් ගණිතයයි. එයුක්ලිඩියන් අවකාශයේ පැතලි තලයේ ද්වි-මාන (Euclidean space) අවකාශය හා ත්‍රිමාණ අවකාශය (උස, දිග හා පළල) ගණිතයේදී උපයෝගී කර ගනී. එයට spacelike හෙවත් අවකාශයවගේ (මානයක්) ලක්ෂනයක් ඇති බව කියවේ.

මින්කොව්ස්කි අවකාශයට spacelike ‘අවකාශයවගේ’ මානයට අමතරව timelike ‘කලයවගේ’ මානයද ඇතුලත් වේ. එයුක්ලිදියානු ගණිතය එයුක්ලිඩියන් කාණ්ඩයට අයත් වන අතර මින්කොව්ස්කි අවකාශ-කාලය අයත් වන්නේ පොයින්කෙයර් කාණ්ඩයටයි. (Poincaré group ). මින්කොව්ස්කිගේ මෙම අවකාශ-කාලයේ සිද්ධීන් දෙකක් පරතරය (interval) මේ අවස්ථා තුනින් එකකි. එනම් spacelike (අවකාශයවගේ) timelike (කාලයවගේ) හෝ ආලෝකයවගේ lightlike.

අයින්ස්ටයින් භාවිතා කලේ මෙමෙ මින්කොව්ස්කිගේ අවකාශ-කාලය පිලිබඳ නියමයි.

අයින්ස්ටයින් මෙහිදී භාවිතා කලේ spacetime fabric යන්නයි. මෙය අර සින්දුවක කියන සුරන්ගනිගේ රෙද්ද හෝ ඇයගේ මවගේ රෙද්ද වැන්නක් නොවේ. කසි සළුවක් හිතෙන් මවා ගන්න. එයට ක්‍රිකට් ලෙදර් බෝලයක් හා ටෙනිස් බෝලයක් තැන් දෙකකකින් තබන්න. වැඩ බර වැඩි බෝලය යටට යනු ඇත. බර වැඩි බෝලය සඳහා තව විශාල බෝලයක් භාවිතා කරන්න. බර වැඩි බෝලයේ බලයට නතුවී අනිත් බෝල එක හෝ දෙක එතනට එනු ඇත. පහත පින්තුරය බලන්න.

space_curve

අයින්ටයින් නිව්ටන්ගේ ගුරුත්ව බලය බර හා අවකාශය නමැති දෙක ඉවත් කර ඒ වෙනුවට මින්කොව්ස්කිගේ අවකාශ-කාලය අවකාශවගේ (spacelike ) හා (timelike ) කාලයවගේ මාන වගේ ආදේශ කල විට බොහෝ බර වස්තුන් විසින් space හෙවත් අවකාශය වක්‍ර කරන බව සොයා ගත්තා. මෙය වක්‍ර වන්නේ කාලය සමගයි. කාලයෙන් පිටත නොවේ.

(ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය නැතැයි කියන අය තමන් උඩ පැන්න විට පාවී යන්නේ නැතුව බිමට වැටෙන්නේ ඇයි දැයි පැහැදිලි කරන්න. )

මේ අනුව ආලෝකය මේ විශ්වීය අවකාශ-කාලය මතින් ගමන් කරද්දී වඩා ස්කන්ධයෙන් වැඩි වස්තුන් (මන්දාකිණි , තාරකා, විශාල ග්‍රහලෝක ආදී) ළඟදි ආලෝකය නැවෙන බව (වක්‍ර වෙන බව ) අයින්ස්ටයින් පැවසුවා. සාමාන්‍ය සපෙක්ෂතාවාදය පිලිබඳව ඔප්පු කිරීමට මෙම ආලෝකයේ නැවීම උපයෝගී කරගනු ලැබුවා. ඉන් එකක් නම් මර්කරි (Mercury) ග්‍රහයා ගේ ඔර්බිට් එකේ වෙනස්වීම. එය අවුරුදු 100 කට අංශක 0.159 පමණ වෙනවා මර්කරි හිරුට ළඟම තැනදී. නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වයට අනුව අනික් විශාල ග්‍රහයන් නිසා එසේ වන බව මුලින් සිතුවා. නමුත් එය (ගුරුත්ව බලය නිසා වෙනස් වීම perturbation ) අංශක 0.147ක් බව නිවරදිව ගණනය කල. එතකොට ඉතුරු අංශක 0,012? එය එන්නේ අති විශාල හිරුගේ ස්කන්ධයේ බලපෑම නිසා අවකාශය වක්‍ර වීමෙන්.

පහත පින්තුරය බලන්න. අපට හිරු පිටුපස ඇති තාරකාවක් පෙනෙන්නේ හරි කෙලින්ම තිබෙනවා වගේ. නමුත් අයින්ස්ටයින්ට (සාපෙක්ෂතාවාදයට අනුව ) අනුව එය ඇත්තේ හිරුට පිටුපසින් පැත්තට වෙන්න. ආලෝකය නැමීගෙන එන නිසා අපට පෙනෙන්නේ කෙලින් තිබෙනවා වගේ.

curvedspace

මෙය බ්‍රිතාන්‍ය තාරක විද්‍යාඥ ආතර් එදින්ග්ටන් විසින් 1919 දී නිවැරදියි කියා ඔප්පු කලා. අප්‍රිකාවේ ප්‍රින්සිප නමැති දුපතේදී මැයි මාසයේ තිබු පුර්ණ සුරයග්‍රහණයක් වෙලාවේදී ඔහු තර්කවල පිහිටීම් ලකුණු කර ගත්තා. ඉන්පසු මස හයකට විතර පසු රාත්‍රී කාලයේදී පියවි ඇසට පෙනෙන එම තතරකවලම පිහිටීම් ලකුණු කලා. මෙහිදී සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතා වාදය ඇසුරින් තාරකාවන්ගේ පිහිටීම පිලිබඳ කල ගණනයන් නිවැරදි බව තහවුරු වුනා. Gravitational lensing නමැති හෙවත් ගුරුත්වාකර්ෂණ කාච ක්‍රමයේදී භාවිතා කරන්නෙත් මෙවැනි උපක්‍රමයක්. ඒ පිලිබඳ පහත පින්තුරයෙන් බලන්න. ක්වෙසාර් නමැති දිලිසෙන විශ්ව වස්තුන්ගේ ආලෝක කිරණ මැද තිබෙන විශාල මන්දාකිනියේ බරින් නමි අපේ ඇසට ලඟා වේ.

einstein1069

ගුරුත්වාකර්ෂණ කාච ක්‍රමය පිලිබඳ ඔබ දන්නා ගණිතඥයෙකු වන මහාචාර්ය නලින් ද සිල්වා මහතාත් විද්‍යා ලිපියක් පල කර තිබෙනවා.

අවශ්‍ය නම් එය මෙතනින් බා ගත හැකියි. එතුමාගේ ලිපියේ ගණනය කිරීම කර ඇත්තේ අවකාශ-කාලය ස්ථතික (static ) හා එයුක්ලිඩියනු ලෙස උපකල්පනය කරගෙනයි. (පින්තුරය බලන්න. )

http://www.nature.com/nature/journal/v228/n5277/abs/2281180a0.html

nalinda silva

මේ කොටස උපුටා ගත්තේ මහාචාර්ය නලින් ද සිල්වා මහතා 1970 සසෙක්ස් විශ්ව විද්‍යාලයේ සිටියදී පලකල විද්‍යාත්මක ලිපියකිනි.
මෙය මට යොමුකළ ඇනෝ මහතාට ස්තුතියි.

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

Related Posts

LankaViews

LankaViews

LankaViews

Video wall

‘නෙළුම් යාය’ බ්ලොග් සම්මාන උළෙල