සාපේක්ෂතාවාදය 1 | ස්කන්ධය හා වේගය

සාපේක්ෂතාවාදය..

නම අහපු ගමන්ම ගොඩක් බරපතල මාතෘකාවක් වගේ. ඇත්තටම ඒක එහෙම එකක් තමයි. මොකද සාපේක්ෂතාවාදය සම්පූර්ණයෙන් තේරුම්ගත්ත මිනිස්සු ලෝකෙටම ඉන්නෙ හරි ටිකයි. ඒක ඒ තරම් සංකීර්ණයි. සාපේක්ෂතාවාදය ගැන අන්තර්ජාලයේ හා පොත්පත් වල බොහෝ කරුණු තියෙනවා. ඒත් ගොඩක් අයට ඒවා ග්‍රීක් වගේ. මෙලෝ හසරක් තේරෙන්නෙ නෑ. හේතුව තමයි සාපේක්ෂතාවාදය ගැන මූලික දැනුම නැතිකම. මේ ලිපි පෙලින් මම බලාපොරොත්තු වෙන්නෙ ඔබට ඒ මූලික දැනුම ලබාදෙන්නයි.

සාපේක්ෂතාවාදයේ කියවෙන මූලිකම කරුණක් තමයි "විශ්වයේ නියත එකම දේ රික්තයේදී ආලෝකයේ වේගය පමණයි, අනෙක් සියළු දේ තවත් දෙයකට සාපේක්ෂව ත්වරණය වෙනවා" කියන එක.

අද අපි කතා කරන්න යන්නෙ සාපේක්ෂතාවාදයේ තියෙන සරල සහ මූලික කරුණු කිහිපයක් ගැන. ඇත්තටම මූලික කරුණු ටික කතා කරන්නත් මට ලිපි කිහිපයක් ලියන්න වෙනවා. ඒ තරම් මාතෘකාව දරුණුයි. දරුණු වුණාට මේක ටිකක් ඔළුවට වැදුණම ඇබ්බැහි වෙන ජාතියෙ හරිම interesting subject එකක්. ඒක නිසා බය නැතුව දිගටම කියවන්න.

මේක කියවගෙන යද්දි ඔයාට හිතෙයි අපි මෙච්චර කාලයක් නිව්ටන්ගෙ භෞතික විද්‍යාව කියල ඉගෙනගත්තෙ ලොකු බොරුවක්ද කියලා. කතාව මේකයි.. නිව්ටන් ජීවත් වුණේ 1600 කාලයේ. සියවස් ගණනක් නිව්ටෝනියානු භෞතික විද්‍යාවට අභියෝග කරන්න කෙනෙක් හිටියෙ නෑ. ඒත් 1905 - 1915 වගේ කාලය තුල ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් සාපේක්ෂතාවාදය (මෙය සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය General theory of relativity සහ විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය Special theory of relativity ලෙස කොටස් 2කි) ඉදිරිපත් කරා. ඇත්තටම ඒකෙන් නිව්ටන් කියපුවා බොරු වුණාට වඩා වුණේ නිව්ටන්ට මගහැරුණු තැන් වඩා හොඳින් නිරවුල් වීමක්.

හරි අපි මාතෘකාවට එමුකො..

අපි මෙච්චර කල් ඉගෙනගෙන හිටියෙ වස්තුවක ස්කන්ධයට බලපාන්නෙ ඒ වස්තුව හැදිල තියෙන පදාර්ථ ප්‍රමාණය විතරයි කියලනෙ. එහෙමනෙ නිව්ටන්ගෙ භෞතික විද්‍යාවෙ තියෙන්නෙ. ඒත් එහෙම නෑ.. ස්කන්ධයට තව සාධක බලපානවා. වේගයත් බලපානවා! ඔව් වේගය. හිතන්න ඔයාගෙ ස්කන්ධය කිලෝ 50යි. ඒ කියන්නෙ ඔයා ඉතාම වේගයෙන් ගමන් කරන ගමන් ඔයාගෙ ස්කන්ධය මැන්නොත් කිලෝ 51ක් වෙන්න පුළුවන්ද? බැහැ නේද? නෑ පුළුවන්. ඒක වෙන්නෙ මෙහෙමයි.

වේගයයි ස්කන්ධයයි අතරෙ සම්බන්ධය හොයන්න පොඩි සමීකරණයක් තියෙනවා.

M = v වේගයේදී සාපේක්ෂ ස්කන්ධය
m = නිශ්චලතාවයේදි ස්කන්ධය
C = රික්තයේදී ආලෝකයේ වේගය
v = වස්තුව ගමන් කරන සාපේක්ෂ වේගය

දැන් ඔය සමීකරණයේ v වලට එක එක අගයන් දාල බලන්න M වෙනස් වෙන හැටි. m හා M අතර දැනෙන වෙනසක් වෙන්නෙ v ආලෝකයේ වේගයට ඒ කියන්නෙ C ට ඉතාම ආසන්න වෙද්දියි.

අපි පෘථිවියෙදි පාවිච්චි කරන වේගයන් ආලෝකයේ වේගයත් එක්ක බලද්දි කැලණි පාලම යටින් පොල් ලෙල්ලක් ගියා වගේ දැනෙන්නෙ වත් නැති පොඩි අගයන් නිසා අපි එදිනෙදා පාවිච්චි කරන වේගයන් හමුවේ m හා M අතර දැනෙන වෙනසක් ඇතිවෙන්නෙ නෑ. ඒක නිසා පොඩි වේගයන් එක්ක කරන ගණනය කිරීම් වලදි අයින්ස්ටයින්ගෙ සංකීර්ණ සිද්ධාන්ත වලින් එන උත්තරෙයි නිව්ටන්ගෙ සරල උත්තරෙයි 99.9999999%කට වඩා සමානයි කියන්න පුළුවන්. පෙත්ත එක නම් පොත්තට මොකටද වැඩිපුර ගෙවන්නෙ? ඒකයි අපි එදිනෙදා ගණනය කිරීම් වලට නිව්ටන්ගෙ සමීකරණ භාවිතා කරන්නෙ.

හැබැයි පුතේ v වල අගය ගොඩක් වැඩිවෙද්දි නම් අපිට නිව්ටන්ව ගෙදර යවන්නම වෙනවා. වස්තුවක් ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කරනවා කියල හිතන්න. ඒ කියන්නෙ v=C. දැන් විහිළුවට වගේ ඕක අර සමීකරණයට දාලම බලන්නකො M වලට කීයක් එනවද කියලා..

M අනන්තයක් එනවා නේද? ඒ කියන්නෙ මිලි ග්‍රෑම් එකක වස්තුවක් වුණත් ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කරද්දි  එහි ස්කන්ධය අනන්තයක් වෙනවා!

හැබැයි තව පොඩි අවුලක් තියෙනවා. ඒ තමයි සාපේක්ෂතාවාදයෙදි ස්කන්ධය හා ශක්තිය කියන්නෙ 2ක් නෙමෙයි එකක්. ශක්තිය හා ස්කන්ධය අපිට වෙනස් රාශීන් 2ක් ලෙස විද්‍යාමාන වෙනවා විතරයි. ඇත්තටම ඒ දෙක එකක්. ශක්තිය හා ස්කන්ධය අතර සම්බන්ධය කියවෙන අයින්ස්ටයින්ගෙ සුප්‍රකට E = mc² සමීකරණය මතක ඇතිනෙ?

ඉතින් වස්තුවකට ආලෝකයේ වේගය ලබාගන්න ඒ කියන්නෙ අනන්ත ස්කන්ධයක් ලබාගන්න නම් ඒකට අනන්ත ශක්තියක් සපයන්නත් වෙනවා. ඒක කවදාවත් කරන්න පුළුවන් වැඩක් නෙමෙයිනෙ. මුළු විශ්වයේම ශක්තිය එකතු කරත් ඒකට අනන්තය කියන්න බැහැනෙ. අනන්ත ශක්තියක් කොහෙන් හොයන්නද? ඒක නිසයි අයින්ස්ටයින් කිව්වෙ පදාර්ථයට කවදාවත් ආලෝකයේ වේගය ලබාගන්න බැහැ කියලා..

ඇත්තටම බැරිද???

අතිශය භයානක හොර පාරකින් ගිහින් පදාර්ථයට වෙනත් කාල රාමුවකට සාපේක්ෂව ආලෝකයේ වේගය ඉක්මවන්න පුළුවන්. මේ ක්‍රමය කොච්චර භයානකද කිව්වොත් time paradox අනන්ත සංඛ්‍යාවක් ඇතිවෙලා සමහරවිට මුළු විශ්වයම ක්ෂණයකින් විනාශ වෙලා යන්න වුණත් පුළුවන්.

ඒත් මේක ස්වභාවිකවත් සිදුවෙන ක්‍රියාවලියක්. හැම තත්පරයකින් ට්‍රිලියනයකින් එකකිනුත් ට්‍රිලියනයකින් එකක තරම් කුඩා කාලයකදී විශ්වයේ පරිමාව දෙගුණයක් වෙනවා. ඒ කියන්නෙ විශ්වයේ ඈත කෙළවරේ තියෙන වස්තූන් ආලෝකයේ වේගයට වඩා ඉතාම විශාල වේගයකින් ඈතට ඇදිලා යනවා.. ඒත් ඒක වෙන්න බැහැනෙ.. ඒ කියපුව තේරුම් ගන්න නම් තව ලිපි කිහිපයක් යනකන් ඉවසන්න වෙනවා. මොකද ඊට කලින් ඉගෙනගන්න තව ගොඩාක් දේවල් තියෙනවා.

හැබැයි ඔයාට තවත් සාධාරණ ප්‍රශ්නයක් ඇතිවෙන්න ඕන. ඒ තමයි එතකොට ආලෝකය කොහොමද ආලෝකයේ වේගය ලබාගන්නෙ??

මෙහෙමයි. ආලෝකය කියන්නෙ ෆෝටෝන (photons) කියන කුඩා ශක්ති අංශුවට. මුළු විශ්වය පුරාම ශක්තිය ප්‍රචාරණය කරන ප්‍රධානම මාධ්‍යයක් තමයි මෙයා. ෆෝටෝන කියන කුඩා අංශුවට නිශ්චලතාවයේදි ස්කන්ධයක් ඒ කියන්නෙ m වලට අගයක් නැහැ (ඒක මනින්න ෆෝටෝනයක් නතර කරගත්තෙ කොහොමද කියල නම් අහන්න එපා. ඒක හරියට ඉරේ ස්කන්ධය මනින්න තරාදියක් හොයාගත්තෙ කොහොමද කියල අහනව වගේ ප්‍රශ්නයක්නෙ).

නිශ්චලතාවයේදි ස්කන්ධයක් නැති වුණාට මෙයාට ගම්‍යතාවක් තියෙනවා. ඔය ගම්‍යතාව පාවිච්චි කරල තමයි එයා ආලෝකයේ වේගයෙන් ගමන් කරන්නෙ.

m=0 & p (momentum) has some value here

දැනට මේ ඇති. වේගය කියන සාධකය ස්කන්ධයට විතරක් නෙමෙයි කාලය ඇතුළු තවත් රාශීන් වලට බලපෑම් ඇති කරනවා. ඊළඟ ලිපියෙන් අපි බලමු කාල තරණයක් කරන හැටි.

-Rehan Mendis

(https://diaryofrehan.blogspot.com)

 < PREVIOUS          NEXT >