பொது மற்றும் சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடுகள்

பொது மற்றும் சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடுகள்

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன், அவர் உருவாக்கிய சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு மற்றும் பொது சார்பியல் கோட்பாடு ஆகிய இரண்டு புகழ்பெற்ற கோட்பாடுகளின் மூலம், இயற்பியல் வரலாற்றில் மிகவும் செல்வாக்கு மிக்க ஆளுமைகளில் ஒருவராகத் திகழ்கிறார். இந்த இரண்டு கோட்பாடுகளும் வெளி மற்றும் காலம் குறித்த நமது புரிதலில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்தியது மட்டுமல்லாமல், பல நவீன கண்டுபிடிப்புகளுக்கும் தொழில்நுட்பங்களுக்கும் அடித்தளத்தையும் அமைத்தன. இந்தக் கட்டுரையில், இவ்விரு கோட்பாடுகளின் சாராம்சம், அவை எவ்வாறு ஒன்றோடொன்று தொடர்புடையவை, மற்றும் இயற்பியல் மற்றும் அன்றாட வாழ்வில் அவற்றின் தாக்கங்கள் ஆகியவற்றை நாம் ஆராய்வோம்.

சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு

வரலாறு மற்றும் வளர்ச்சி
சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு ஐன்ஸ்டீனால் உருவாக்கப்பட்டது. 1905-ல் "நகரும் பொருட்களின் மின்காந்தவியல் பற்றி" என்ற தலைப்பிலான ஒரு ஆய்வுக் கட்டுரையில். இந்தக் கோட்பாடு அறிமுகப்படுத்தப்படுவதற்கு முன்பு, ஐசக் நியூட்டன் போன்ற புகழ்பெற்ற இயற்பியலாளர்கள் வெளியும் காலமும் முழுமையானவை என்று கருதினர். இருப்பினும், இந்தக் கருதுகோள் எல்லாவற்றையும் விளக்குவதற்குப் போதுமானதல்ல என்பதைப் பல்வேறு சோதனைகளும் நிகழ்வுகளும் சுட்டிக்காட்டத் தொடங்கின. உதாரணமாக, ஒளி பரவும் ஊடகம் என்று நம்பப்படும் 'ஈதரை' மைக்கேல்சன்-மோர்லி சோதனையால் கண்டறிய முடியவில்லை.

அனுமானங்கள் மற்றும் பிரின்சிப் டசார்
சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு பின்வருவனவற்றின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது: இரண்டு முக்கிய அனுமானங்களின் அடிப்படையில்:
1. சார்பியல் கொள்கை: இயற்பியல் விதிகள் அனைத்து நிலைமக் குறிப்பாயங்களிலும் ஒரே மாதிரியாகவே இருக்கும்.
2. ஒளியின் வேகம் மாறிலி: வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம் மாறிலியாகும், அது ஒளிமூலம் அல்லது காண்பவரின் இயக்கத்தைச் சார்ந்தது அல்ல.

இந்த கருதுகோளிலிருந்து, ஐன்ஸ்டீன் பல வியக்கத்தக்க விளைவுகளை வருவித்தார்:
– கால நீட்சி: நிலையாக இருக்கும் ஒரு பார்வையாளருடன் ஒப்பிடும்போது, ​​நகரும் ஒரு பொருளுக்கு நேரம் மெதுவாகச் செல்கிறது. இந்த நிகழ்வானது, உற்றுநோக்கல்கள் உட்பட பல்வேறு சோதனைகள் மூலம் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. அணுத்துகள்கள் இது அதிவேகத்தில் நகர்கிறது.
– நீளச் சுருக்கம்: நிலையான பார்வையாளரைப் பொறுத்து ஒரு பொருள் நகரும்போது அதன் நீளம் குறையும்.
– ஒருங்கமைவின் சார்புத்தன்மை: ஒரு குறிப்பு அமைப்பில் ஒருங்கமைவாக நிகழும் இரண்டு நிகழ்வுகள், முதல் அமைப்பைப் பொறுத்து நகரும் மற்றொரு குறிப்பு அமைப்பில் ஒருங்கமைவாக நிகழ வேண்டிய அவசியமில்லை.

E=m²
சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாட்டின் மிகவும் பிரபலமான முடிவுகளில் ஒன்று E = mc² என்ற சமன்பாடு ஆகும். இது, ஆற்றல் (E) மற்றும் நிறை (m) ஆகியவை சமமானவை என்றும், c² (வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்தின் வர்க்கம்) என்ற மாறிலியால் அவற்றை ஒன்றிலிருந்து மற்றொன்றாக மாற்ற முடியும் என்றும் கூறுகிறது. இந்தச் சமன்பாடு, அணுசக்திக்கான அடிப்படை உட்பட, பல முக்கிய தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது.

பொது சார்பியல் கோட்பாடு

லதார் பெலகாங்
சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாட்டை வகுத்த பிறகு, ஐன்ஸ்டீன் முடுக்கம் மற்றும் ஈர்ப்பு விசையையும் உள்ளடக்கி இக்கோட்பாட்டைப் பொதுமைப்படுத்தும் பணியைத் தொடங்கினார், அது இறுதியாக 1915-ல் பொது சார்பியல் கோட்பாடாக முறைப்படுத்தப்பட்டது.

சமத்துவக் கொள்கை
பொது சார்பியல் கோட்பாட்டின் அடித்தளம் சமநிலைக் கொள்கையாகும். இக்கொள்கை, ஒரு உள்ளூர் குறிப்புச் சட்டகத்தில் புவியீர்ப்பின் விளைவுகளை முடுக்கத்திலிருந்து வேறுபடுத்தி அறிய முடியாது என்று கூறுகிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், பூமியின் மேற்பரப்பில் ஒரு மூடிய அறையில் இருப்பது என்பது, பூமியின் புவியீர்ப்பு விசைக்குச் சமமான முடுக்கத்துடன் முடுக்கிவிடப்படும் ஒரு ராக்கெட்டின் உள்ளே ஒரு மூடிய அறையில் இருப்பதற்குச் சமமாகும்.

வடிவவியலாக வெளி-காலம்
இந்தக் கோட்பாட்டின்படி, ஈர்ப்பு விசை என்பது விவரிக்கப்பட்டுள்ளதைப் போன்ற ஒரு விசை அல்ல. நியூட்டனின் விதிகள் ஆனால் இது, நிறை மற்றும் ஆற்றலால் ஏற்படும் வெளி-காலத்தின் வளைவின் ஒரு வெளிப்பாடாகும். வெளியும் காலமும், வெளி-காலம் எனக் குறிப்பிடப்படும், ஒன்றோடொன்று தொடர்புடைய நான்கு பரிமாணக் கூறுகளாகக் கருதப்படுகின்றன.

பொது சார்பியல் கோட்பாட்டிற்கு அடிப்படையாக விளங்கும் ஐன்ஸ்டீனின் புலச் சமன்பாடுகள், பருப்பொருள் மற்றும் ஆற்றலின் ஆற்றல் மற்றும் உந்தப் பரவல், வெளி-நேரத்தின் வளைவை எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதை விவரிக்கின்றன.

சோதனை உறுதிப்படுத்தல்
பொது சார்பியல் கோட்பாடு, பின்வருவன உட்பட பல சோதனைகள் மற்றும் அவதானிப்புகளால் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது:
– புவியீர்ப்பால் ஒளியின் விலகல்: 1919-ஆம் ஆண்டு ஏற்பட்ட ஒரு முழு சூரிய கிரகணத்தின் போது, ​​சூரியனுக்கு அருகில் செல்லும் நட்சத்திர ஒளியின் விலகலைக் கண்காணித்ததே முதல் சோதனைகளில் ஒன்றாகும்.
– சமநிலைக் கொள்கை: அணு கடிகாரத்தைப் பயன்படுத்தி, நேரத்தின் மீது புவியீர்ப்பு விசையின் விளைவுகளை (ஈர்ப்பு நேர நீட்சி) உற்றுநோக்குதல்.
– ஈர்ப்பு அலைகள்: 2015-ஆம் ஆண்டில், ஐன்ஸ்டீன் கணித்த ஈர்ப்பு அலைகள் இறுதியாக லிகோ ஆய்வகத்தால் கண்டறியப்பட்டன.

இரு கோட்பாடுகளின் தாக்கங்களும் பயன்பாடுகளும்

ஜிபிஎஸ் மற்றும் சார்பியல்
புவி இருப்பிட அமைப்பு (GPS) என்பது சார்பியல் கோட்பாடுகள் இரண்டையும் சார்ந்திருக்கும் நவீன தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும். GPS செயற்கைக்கோள்கள் அதிவேகத்தில் பயணித்து, சுற்றுப்பாதையில் நிலைபெற்றுள்ளன. ஈர்ப்பு புலம் இது பூமியின் மேற்பரப்பை விட வலிமை குறைந்தது. எனவே, இந்த அமைப்பு துல்லியமான தகவல்களை வழங்குவதற்கு, குறிப்பிட்ட மற்றும் பொதுவான நேர நீட்டிப்பு ஆகிய இரண்டிற்குமான திருத்தங்கள் அவசியமாகின்றன.

அண்டவியல்
பொது சார்பியல் கோட்பாடு நவீன அண்டவியலின் அடித்தளமாகும். இது பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பையும் பரிணாம வளர்ச்சியையும் புரிந்துகொள்ள நமக்கு உதவுகிறது. இந்தச் சூழலில், பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கம் போன்ற நிகழ்வுகளை இது விளக்குகிறது. கருந்துளைமற்றும் அண்டப் பின்னணிக் கதிர்வீச்சு. அண்டவியலில் தற்போது பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட பெருவெடிப்பு மாதிரியானது, பொது சார்பியல் கோட்பாட்டைப் பிரபஞ்சத்தின் அளவிற்குப் பயன்படுத்தியதன் விளைவாகும்.

வெளி மற்றும் காலத்தின் தத்துவம்
ஐன்ஸ்டீனின் இரு கோட்பாடுகளும் தத்துவம் மற்றும் வெளி, காலம் பற்றிய கருத்துருக்களில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தின. நியூட்டனின் பார்வையில், வெளியும் காலமும் முழுமையானவையாகவும் சார்பற்றவையாகவும் கருதப்பட்டன; அதேசமயம் சார்பியல் கோட்பாட்டில், அவை நிறை மற்றும் ஆற்றலால் பாதிக்கப்பட்டு, சார்புடையவையாகவும் இயங்குநிலை கொண்டவையாகவும் உள்ளன.

மூடுகிறது

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்பு மற்றும் பொது சார்பியல் கோட்பாடுகள், நாம் உலகத்தைப் புரிந்துகொள்ளும் விதத்தை மாற்றியமைத்துள்ளன. அவை பௌதிக நிகழ்வுகளுக்கு மிகவும் துல்லியமான விளக்கங்களை வழங்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், மனித வாழ்வில் ஆழமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும் புதுமையான அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகளுக்கும் தொழில்நுட்பங்களுக்கும் வழி வகுத்துள்ளன. ஜிபிஎஸ் முதல் அண்டவியல் வரை, இந்தக் கோட்பாடுகளின் தாக்கங்கள் அறிவியல் ஆராய்ச்சி மற்றும் தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளுக்கு இன்றியமையாதவையாகத் திகழ்கின்றன. சிக்கலானவையாகவும் சில சமயங்களில் உள்ளுணர்வுக்கு முரணானவையாகவும் இருந்தாலும், பிரபஞ்சத்தையும் அதிலுள்ள அனைத்தையும் புரிந்துகொள்வதற்கான நமது தேடலில் இந்த இரண்டு கோட்பாடுகளும் இன்றியமையாத அடித்தளங்களாக விளங்குகின்றன.