எல்லாருக்கும் ஒரே நேரம்தானே, ஒரு விநாடி என்பது எல்லோருக்கும் ஒரே அளவுதானே! என்கிற கேள்வி உங்களுக்கு எழுலாம். மாபெரும் விஞ்ஞானியான ஐன்ஸ்டைனோ, “என் நேரமும் உன் நேரமும் ஒன்றல்ல” என்று கூறியிருக்கிறார்.
சிறப்புச் சார்பியலை 1905இல் அறிமுகப்படுத்தி, மனிதர்களின் சிந்தனைப் போக்கையே மாற்றி அமைத்த ஐன்ஸ்டைன், சிறு வயதில் கொஞ்சம் மந்தமான மாணவர். அவருக்கு நண்பர்களும் பெரிதாக இல்லை. தனிமை நிறைய யோசிக்க வைத்தது.
முக்கியமாக ஒளியைப் பற்றி நிறையச் சிந்தித்தார். ஒளிக்கற்றைக்கு இணையாகப் பறந்தால் என்ன, ஒளிக்கற்றை உறைந்து போய்த் தெரியுமா, பிரபஞ்சம் நின்றுவிடுமா என்றெல்லாம் நிறையக் கற்பனை செய்தார்.
கல்லூரியிலும் மின்காந்தவியலை நிறையப் படித்தார். அப்போது, “ஒளியின் வேகம் நிலையானது” எனும் உண்மை, அவர் மனதை இடறிக்கொண்டே இருந்தது.
கார் ஒன்று, வேகம் பல: ஒரு கற்பனை அனுபவத்தைப் பார்க்கலாம். வேகமாக ஓடும் ஒரு காரை சாலையில் நின்றுகொண்டு நீங்கள் பார்க்கிறீர்கள். உங்கள் பார்வையில்,
கார், வேகமாகச் செல்கிறது. அதே காருடன் நீங்கள் சைக்கிளில் இணையாகப் பயணித்தால், முன்பு பார்த்ததைவிட காரின் வேகம் குறைவாக உங்களுக்குத் தோன்றும்.
இதே காரை, நீங்கள், விமானத்தில் பறந்தபடி பார்த்தால், அது கீழே மெதுவாக ஊர்ந்துபோவது போலத் தெரியும். இவ்வாறு ஒரே காரின் வேகம், வெவ்வேறு நிலைகளில், மூன்று விதமாகத் தெரிகிறது.
காரணம், உங்கள் பார்வையில், அந்த காரின் வேகம் என்பது உங்கள் இயக்கத்தைச் சார்ந்த அளவீடு. ஆனால், இதே மூன்று நிலைகளிலும் நீங்கள் ஒளியை (வெற்றிடத்தில்) பார்த்தால், அதன் வேகம் எப்போதும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்.
நின்றாலும், நகர்ந்தாலும், பறந்தாலும் நொடிக்கு 186,282 மைல்கள் வேகத்தில் பயணப்படும் ஒளியின் வேகம் மாறுவதில்லை. இந்த விசித்திர உண்மைதான், ஐன்ஸ்டீனுக்கு, ஒரு அடிப்படை கேள்வியை எழுப்பியது. மற்ற வேகங்கள் பார்வையாளருக்கு ஏற்ப மாறும்போது, ஒளியின் வேகம் மட்டும் ஏன் மாறவில்லை? அனைத்து பார்வையாளர்களுக்கும், ஓளியின் வேகம் நிலையாகத் தெரிவதற்கு எவை மாறுகின்றன?
நேரமும் தூரமும்: தூரத்தை (D) நேரத்தால் (T) வகுத்தால் கிடைப்பதே வேகம் (S) (S=D/T). ஒளியின் வேகம் நிலையாகத் தெரிவதற்காகப் பார்வையாளரின் தூரமும் நேரமும், தம்மை மாற்றியமைத்துக்கொள்கின்றன என்றார் ஐன்ஸ்டீன்.
1905இல் ஐன்ஸ்டைன் இதைக் கூறியபோது, அது இயற்பியலின் சிந்தனைப் போக்கையே மாற்றியது. ஏனென்றால், மரபு இயற்பியலின்படி, இந்தப் பிரபஞ்சத்துக்கு என்று ஒரே கடிகாரம். பிரபஞ்சத்தின் இயக்கத்துக்கும் நேரத்துக்கும் சம்பந்தமில்லை என்பதாகவே வரையறுக்கப்பட்டு இருந்தது.
ஓடும் காரில் ஒரு ஒளிக்கடிகாரம் இருக்கிறது. செங்குத்தாக அமைக்கப்பட்ட இரு கண்ணாடிகளில், ஒளி மேலிருந்து கீழாகவும், பின்னர் கீழிருந்து மேலாகவும் பயணிக்கிறது. ஆனால், கார் முன்னோக்கி நகர்வதால், நகர்ந்துவிட்ட மேலிருக்கும் கண்ணாடிக்கு, கீழிருந்து போகும் ஒளி, குறுக்காகப் பயணிக்கும்.
அப்போது அதன் தூரம் அதிகரிப்பதாக வெளியிலிருக்கும் உங்களுக்குத் தெரிகிறது. தூரம் அதிகரிக்கும்போது நேரத்தை நீட்டித்தால்தானே ஒளியின் வேகம் நிலையாக இருக்கும்? (S=D/T) இதனால், ஓடும் காருக்குள் இருக்கும் கடிகாரம், மெதுவாக ஓடுவதுபோல உங்களுக்குத் தோன்றும்.
அதாவது, நொடிமுள் அசையும் காலம் நீட்டிக்கப்படும் (Time dilation). ஆனால், ஆச்சரியமாக காருக்குள் இருப்பவருக்கு நொடிமுள் சரியாகத்தான் ஓடும். ஆக, நேரமும் தூரமும் பார்வையாளர்களின் இயக்கச் சார்புடையது.
சைக்கிளில் மணிக்கு 10 கி.மீ., வேகத்தில் போகும் நம்மை, 1,07,000 கி.மீ., வேகத்தில் சூரியனைச் சுற்றும் பூமி சுமக்கிறது. சூரியனோ பால்வெளி 8 லட்சம் கி.மீ., வேகத்தில் சுற்றுகிறது. பால்வெளியோ 21 லட்சம் கி.மீ., வேகத்தில் இந்தப் பிரபஞ்சத்துக்குள் சுற்றுகிறது. அனைத்துப் பிரபஞ்சப் பொருள்களின் பார்வையும் இயக்கம் சார்ந்து இருப்பதால், ஒவ்வொரு பார்வையாளருக்கும், அவரவர் இயக்கத்துக்கு ஏற்ப அளவிடப்படும் நேரமும் தூரமும் மாறுபடுகிறது.
அதனால்தான், நியூட்டனிய இயற்பியலில் இந்த பிரபஞ்சத்தில் தனித்தனியாக கருதப்பட்ட, இடத்தையும் காலத்தையும் ஒன்றிணைத்து ‘வெளி–காலம்’ (space-time) என்ற ஒரே கணிதக் கட்டமைப்பாக மாற்றினார் ஐன்ஸ்டைன்.
(தொடர்ந்து தேடுவோம்)
- கட்டுரையாளர்: மென்பொறியியல் தொழில் முனைவோர், அறிவியல் எழுத்தாளர்; - sujaaphoenix@gmail.com