සාපේක්ෂතාවාදය 4 | වක්‍රව ගමන් කරන ආලෝකය

ආලෝකය ගමන් කරන්නෙ සරල රේඛීය මාර්ගයක නොවෙයි කියල කිව්වොත් විශ්වාස කරනවද? අයින්ස්ටයින් ඕක කිව්වමත් කවුරුත් විශ්වාස කලේ නෑ. ඒත් ඇත්තටම ආලෝකය ගමන් කරන්නෙ සරල රේඛීයව නෙමෙයි. ගුරුත්වය හමුවේ ආලෝකයේ ගමන වක්‍ර වෙන හැටි තමයි අද අපි කතා කරන්නෙ

ගුරුත්වය නිසා අවකාශ කාල තලයේ සිදුවන විපර්යාසය ගැන අපි කලින් ලිපියෙ කතා කරානෙ. අමතක නම් මෙතනින් ඒ ලිපිය බලලම එන්නකො. ඉතින් ආලෝකය, නැතිනම් ෆෝටෝන ගමන් කරන්නෙත් ඔය කාල අවකාශ තලය මතම තමයි (ඇත්තටම 4D විශ්වය 2D හැටියට ගත්තෙ අපේ තේරුම්ගැනීමේ පහසුව තකා පමණක් බව අමතක කරන්න එපා). එතකොට ෆෝටෝන වල ගමනත් හරියට වලවල් තියෙන පාරක යන ජීප් එකක් වගේ. වලක වැටෙනවා, ආපහු පාර මට්ටමට එනවා. ඔය විදියටම ෆෝටෝනත් අභ්‍යාවකාශයේ ගමන් කරන අතරෙ අර ස්කන්ධයෙන් වැඩි වස්තු වල ගුරුත්වය නිසා කාල අවකාශ තලයෙ ඇති කරන එබීම් තුලට වැටෙනවා.

තේරෙන භාෂාවෙන් කිව්වොත් ආලෝකය (ෆෝටෝන), ස්කන්ධයන් වෙතට ආකර්ෂණය වෙනවා!

හැබැයි ඉතින් පොඩි පොඩි ස්කන්ධයන් වලට නම් නෙමෙයි. විශාල තාරකා, කළු කුහර, මන්දාකිණි වගේ ලොකු ස්කන්ධයන්ටයි ෆෝටෝන ආකර්ෂණය වෙන්නෙ.

අයින්ස්ටයින් ඕක කිව්වට මිනිස්සු එක පාරටම විශ්වාස කරන්න කැමති වුණේ නෑ. එයාලට මේක ප්‍රායෝගිකව සනාථ කරන්න අවශ්‍ය වුණා. ඉතින් ලෝකෙ පුරාම විද්‍යාඥයො මේකෙ සත්‍ය අසත්‍යතාවය සොයන්න ගොඩක් වෙහෙසුනා.

අන්තිමට 1919 මැයි 29 වෙනිදා ඇතිවුණ පූර්ණ සූර්යග්‍රහණයක් තමයි අයින්ස්ටයින්ව ගොඩ දැම්මෙ. ඒක වුණේ මෙහෙමයි. පූර්ණ සූර්යග්‍රහණයක් වුණාම සූර්යයාව තනිකරම සඳෙන් වැසී යනවා. මේ සූර්යග්‍රහණය වෙලාවෙදි මේ සඳෙන් වැසුනු සූර්යයාගෙ එක පැත්තකින් තවත් තරුවක් බොහොම කුඩාවට පේන්න ගත්‍තා. ප්‍රශ්නය තමයි ඔය තරුව ඒ වෙලාවෙ එතන තියෙන්න ඕන එකක් නෙමෙයි. ඒක ඒ වෙලාවෙ සූර්යයාට කෙලින්ම පිටුපසින් තියෙන්න ඕන තරුවක්. එහෙම නම් කොහොමද ඒක සූර්යයාට පැත්තකින් පෙනෙන්න ගත්තෙ?

ඇත්තටම වුණ දේ තමයි මේ රූප සටහනේ පෙනෙන්නෙ..

සිද්දවුණේ පෘථිවියෙන් ඉවතට ගමන් කරමින් තිබුණු ආලෝක කිරණයන් (ෆෝටෝන) සූර්යයාගේ ගුරුත්වයට ආකර්ෂණය වෙලා තමන්ගෙ සරල රේඛීය ගමන්මග වෙනස් කරලා සූර්යයා පැත්තට ඇදිල ආපු එක. එදා තමයි ලෝකය අයින්ස්ටයින්ගෙ මතය පරීක්ෂණාත්මකව සනාථ කරගත්තෙ.

හැබැයි ඊට පස්සෙත් ආපහු ඕක පරීක්ෂණාත්මකව ඔප්පු වුණා. අපිට ටිකක් දුරින් එක්‍තරා මන්දාකිණියක් (galaxy) එකක් තියෙනවා. ඒකට පිටිපස්සෙන් කුරුසයක් හැඩයට තරු 4ක් තියෙනවා. මේකට කිව්වෙ Einstein's Quasar (Quasar=Cross) කියලා. ඉතින් හරි නම් මන්දාකිණියට වැහිලා අර තරු 4 අපිට පේන්නෙ නැහැනෙ. නමුත් සිද්දවුණේ වෙන දෙයක්. මන්දාකිණියෙ හතර පැත්තෙන් මේ තරු 4 පෙනෙන්න ගත්තා..

ඒකට බලපෑවෙත් අර කලින් කතාවමයි. තරු වලින් නිකුත් වුණු ආලෝකය මන්දාකිණියෙ ඇති දැවැන්ත ස්කන්ධය නිසා මන්දාකිණිය පැත්තට ඇදෙන්න ගත්තා. ඉතින් එහෙම වක්‍ර වෙලා ආලෝකය තමන්ගෙ මාර්ගය වෙනස් කරගත්ත නිසා තමයි මේ රූපයෙ පෙන්නනව වගේ තරු වල ආලෝකය අපිට ලැබුණෙ.

මේ සංසිද්ධියට කියන්නෙ Gravitational Lensing Effect (ගුරුත්වාකර්ෂණ කාච සංසිද්ධිය) කියලා. ඉතින් දැන් තේරෙන්න ඇතිනෙ විශ්වයේ අපි දකින සමහර දේවල් තනිකරම මායාවක් විතරයි කියලා..

විහිළුවට වගේ ඔය මන්දාකිණිය දෙසට ඇදෙන ෆෝටෝනයකට අර නිව්ටන්ගෙ ගුරුත්වාකර්ෂණ සූත්‍රය දාල බලන්න.

අපි

M කියන්නෙ මන්දාකිණියෙ ස්කන්ධය,
m කියන්නෙ ෆෝටෝනයෙ ස්කන්ධය,
r කියන්නෙ මන්දාකිණිය හා ෆෝටෝනය අතර දුර
G සර්වත්‍ර ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය
සහ
F කියන්නෙ මන්දාකිණිය හා ෆෝටෝනය අතර ඇතිවන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය

කියල සලකමුකො.

හැබැයි අපි දන්නවා ෆෝටෝනයට ස්කන්ධයක් නැහැ, තියෙන්නෙ ගම්‍යතාවක් පමණයි කියලා. ඒ කියන්නෙ m=0

දැන්?

F=GM(0)/r²

F=0

F=0?

එතකොට බලයෙ විශාලත්වය බිංදුවයිද? බලයක් තියෙනවලු, ඒත් හොයල බැලුවම බලයක් නැහැ. බලයෙ විශාලත්වය 0 නම් ෆෝටෝනය මන්දාකිණිය දෙසට අදින බලය මොකක්ද?

උත්තරේ තමයි ගුරුත්වාකර්ෂණය ඔය කිව්වා වගේ බලයක් නොවෙයි කියන එක. ඒක අපි මෙච්චර වෙලා කතා කරා වගේ ස්කන්ධයන් විසින් අවකාශ කාල තලයේ ඇති කරන එබීමක් පමණයි.

හැබැයි ගුරුත්වාකර්ෂණයෙ තරංගමය ස්වභාවයකුත් තියෙනවා. හිතන්නකො විශ්වයෙ කිසි දෙයක් නැති හිස් තැනකට අපි එක පාරට ලොකු නියුට්‍රෝන තරුවක් ගෙනැත් අත අරිනව කියලා (නියුට්‍රෝන තරු ගැන මෙතනින් කියවන්න)

දැන් එක පාරටම කාල අවකාශ තලය මත එබීමක් ඇතිවෙනවා. එතකොට  හරියට නිශ්චල ජල මතුපිටකට ගලක් අත ඇරියම ඇතිවෙන රැලිති වැනි ජල තරංග වගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග වලලු කිහිපයක්ම තරුවේ සිට විශ්වයට මුදාහැරෙනවා. ඒකට කියන්නෙ Gravitational Ripples (ගුරුත්වාකර්ෂණ රැලිති) කියලා.

විශ්වයේ මේ සංසිද්ධිය ඕන තරම් වෙනවා. එකිනෙක වටා පරිභ්‍රමණය වෙන දැවැන්ත ස්කන්ධයන් 2කින් එකක් අනෙක මත කඩා වැටිලා තනි වස්තුවක් නිර්මාණය වෙද්දි වගේම විශාල තරු පුපුරා ගියාමත් මේ රැලිති හටගන්නවා.

බැරිවෙලාවත් අපේ සූර්යයා ක්ෂණයකින් අතුරුදන් වුණොත් මොනව වෙයිද?

නූලක ගැට ගහපු ගලක් කරකවමින් ඉද්දි එක පාරටම ඔය නූල කැඩුණොත් ගල එවෙලෙම සරල රේඛීය මාර්ගයක ගමන් කරන්න පටන්ගන්නවනේ. ඒත් සූර්යයා එක පාරටම නැතිවුණොත් එච්චර වෙලා සූර්යයා වටා පරිභ්‍රමණය වෙවී හිටපු පෘථිවිය නම් ක්ෂණිකව සරල රේඛීය මාර්ගයක ගමන් කරන්න නම් පටන්ගන්නෙ නෑ.

අපි දන්නවා සූර්යයාගෙන් නිකුත් වන ආලෝක කිරණ අපිට ලැබෙන්න විනාඩි 8යි තත්පර 20ක් විතර යනවා. මොකද ආලෝකය ගමන් කරන්නෙත් ආලෝකයේ වේගයෙන්නෙ. මේ කියන ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංගත් ගමන් කරන්නෙ ආලෝකයේ වේගයෙන්මයි. ඒක නිසා පෘථිවිය සරල රේඛීයව ගමන් කරන්න පටන්ගන්නෙ සූර්යයා අතුරුදන් වෙලා හරියටම විනාඩි 8යි තත්පර 20කට විතර පස්සෙයි.

කෙටියෙන්ම කිව්වොත් සූර්යයා නැහැ කියල අපි දැනගන්නෙත් සූර්යයා අතුරුදන් වෙලා විනාඩි 8යි තත්පර 20කට පස්සෙයි.

ගුරුත්වාකර්ෂණ අංශුව

ගුරුත්වාකර්ෂණයෙ අංශුමය ස්වභාවය ගැන කතා කරන්න නම් සාපේක්ෂතාවාදයෙන් පොඩ්ඩක් එලියට ගිහින් අංශුමය භෞතික විද්‍යාව (Particle Physics) පැත්තට යන්න වෙනවා. මේ අංශුවට කියන්නෙ Graviton (ග්‍රැවිටෝන්) කියලා. මේකත් සලකන්නෙ මූලිකාංශුවක් හැටියට. ආලෝකයේ අංශුමය ස්වභාවය ෆෝටෝන වගේ ගුරුත්වාකර්ෂණයේ අංශුමය ස්වභාවය තමයි ග්‍රැවිටෝන් කියන්නෙ.

ග්‍රැවිටෝන් ගැන කතා කරද්දි එහි ප්‍රති අංශුවක් ගැනත් සඳහන් වෙන බව. ඒ කියන්නෙ ග්‍රැවිටෝන් වලට ප්‍රතිවිරුද්ධ ලක්ෂණ පෙන්වන අංශුවකුත් තියෙන්න ඕන කියන එක. එහෙම එකක් තිබුණොත් අර ස්කන්ධයන් විසින් අවකාශ කාල තලයේ පහළට ඇති කරන එබීම් වගේ ඉහළට ඇති කරන එසවීම් එහෙමත් තියෙන්න පුළුවන්. සරලව කිව්වොත් විශ්වයේ සෘණ ස්කන්ධයන් තියෙන්නත් පුළුවන්!

හැබැයි ග්‍රැවිටෝන් කියන්නෙ තාම කල්පිතයක් විතරයි. පරීක්ෂණාත්මකව සනාථ කරගෙන නැහැ. ඒ නිසා අපි ඒ ගැන මීට වඩා කතා නොකර ඉමු.

බොහොම ප්‍රසිද්ධ මතයක් තමයි කළු කුහර වගේ අවකාශ කාල තලය මත ඇතිවුණු විශාල එබීමක් තුලට ගමන් කරොත් විශ්වයේ වෙනත් තැනකින් එළියට එන්න පුළුවන් කියන එක. Wormhole කියල අහල ඇතිනෙ? ඒ ගැන අපි ඊළඟ ලිපියෙන් කතා කරමු.

-Rehan Mendis

(https://diaryofrehan.blogspot.com)

 < PREVIOUS            NEXT >