सापेक्षता का सिद्धांत –
सापेक्षता का सिद्धांत आमतौर पर अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा दो परस्पर संबंधित सिद्धांतों को शामिल करता है। विशेष सापेक्षता और सामान्य सापेक्षता, क्रमशः 1905 और 1915 में प्रस्तावित और प्रकाशित। गुरुत्वाकर्षण की अनुपस्थिति में सभी भौतिक घटनाओं पर विशेष सापेक्षता लागू होती है। सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण के नियम और प्रकृति की अन्य शक्तियों से इसके संबंध की व्याख्या करती है। यह खगोल विज्ञान सहित ब्रह्माण्ड संबंधी और खगोलभौतिकीय क्षेत्र पर लागू होता है।
सिद्धांत ने 20 वीं शताब्दी के दौरान सैद्धांतिक भौतिकी और खगोल विज्ञान को बदल दिया, मुख्य रूप से आइजैक न्यूटन द्वारा बनाए गए यांत्रिकी के 200 साल पुराने सिद्धांत का स्थान ले लिया। इसने अंतरिक्ष और समय की एक एकीकृत इकाई के रूप में 4- आयामी स्पेसटाइम सहित अवधारणाओं को पेश किया, एक साथ सापेक्षता, कीनेमेटिक और गुरुत्वाकर्षण समय फैलाव, और लंबाई संकुचन।
भौतिकी के क्षेत्र में, सापेक्षता ने प्राथमिक कणों के विज्ञान में सुधार किया और परमाणु युग की शुरुआत के साथ-साथ उनकी मूलभूत बातचीत। सापेक्षता के साथ, ब्रह्माण्ड विज्ञान और खगोल भौतिकी ने न्यूट्रॉन सितारों, ब्लैक होल और गुरुत्वाकर्षण तरंगों जैसी असाधारण खगोलीय घटनाओं की भविष्यवाणी की।
विकास और स्वीकृति –
अल्बर्ट आइंस्टीन ने 1905 में विशेष सापेक्षता के सिद्धांत को प्रकाशित किया, जो अल्बर्ट ए. मिशेलसन, हेंड्रिक लॉरेंत्ज़, हेनरी पोनकारे और अन्य द्वारा प्राप्त कई सैद्धांतिक परिणामों और अनुभवजन्य निष्कर्षों पर आधारित है। मैक्स प्लैंक, हरमन मिंकोवस्की और अन्य ने बाद का काम किया।
आइंस्टीन ने 1907 और 1915 के बीच सामान्य सापेक्षता विकसित की, 1915 के बाद कई अन्य लोगों के योगदान के साथ। सामान्य सापेक्षता का अंतिम रूप 1916 में प्रकाशित हुआ था।
शब्द “सापेक्षता का सिद्धांत” प्लैंक द्वारा 1906 में प्रयुक्त अभिव्यक्ति “सापेक्ष सिद्धांत” ( जर्मन ) पर आधारित था, जिसने जोर दिया कि सिद्धांत सापेक्षता के सिद्धांत का उपयोग कैसे करता है। उसी पेपर के चर्चा खंड में, अल्फ्रेड बुचेरर ने पहली बार “सापेक्षता का सिद्धांत” ( जर्मन : ) अभिव्यक्ति का प्रयोग किया।
1920 के दशक तक, भौतिकी समुदाय ने विशेष सापेक्षता को समझा और स्वीकार किया। यह परमाणु भौतिकी, परमाणु भौतिकी और क्वांटम यांत्रिकी के नए क्षेत्रों में सिद्धांतकारों और प्रयोगवादियों के लिए तेजी से एक महत्वपूर्ण और आवश्यक उपकरण बन गया।
विशेष सापेक्षता –
विशेष सापेक्षता दिक्-काल की संरचना का एक सिद्धांत है । इसे आइंस्टीन के 1905 के पेपर “ ऑन द इलेक्ट्रोडायनामिक्स ऑफ मूविंग बॉडीज “ में पेश किया गया था (कई अन्य भौतिकविदों और गणितज्ञों के योगदान के लिए, विशेष सापेक्षता का इतिहास देखें )। विशेष आपेक्षिकता दो अभिधारणाओं पर आधारित है जो शास्त्रीय यांत्रिकी में विरोधाभासी हैं।
1. भौतिकी के नियम सभी पर्यवेक्षकों के लिए एक दूसरे के सापेक्ष संदर्भ के किसी भी जड़त्वीय फ्रेम में समान हैं ( सापेक्षता का सिद्धांत )।
2. निर्वात में प्रकाश की गति सभी पर्यवेक्षकों के लिए समान होती है, भले ही उनकी सापेक्ष गति या प्रकाश स्रोत की गति कुछ भी हो।
परिणामी सिद्धांत शास्त्रीय यांत्रिकी से बेहतर प्रयोग का सामना करता है। उदाहरण के लिए, अभिधारणा 2 माइकलसन-मॉर्ले प्रयोग के परिणामों की व्याख्या करती है । इसके अलावा, सिद्धांत के कई आश्चर्यजनक और प्रतिकूल परिणाम हैं। इनमें से कुछ हैं-
1. एक साथ सापेक्षता : दो घटनाएँ, एक पर्यवेक्षक के लिए एक साथ, दूसरे पर्यवेक्षक के लिए एक साथ नहीं हो सकती हैं यदि पर्यवेक्षक सापेक्ष गति में हैं।
2. समय फैलाव : गतिमान घड़ियों को पर्यवेक्षक की “स्थिर” घड़ी की तुलना में अधिक धीरे-धीरे टिकने के लिए मापा जाता है।
3. लंबाई का संकुचन : वस्तुओं को उस दिशा में छोटा करने के लिए मापा जाता है जिस दिशा में वे पर्यवेक्षक के संबंध में आगे बढ़ रहे हैं।
4. अधिकतम गति परिमित है : कोई भी भौतिक वस्तु, संदेश या क्षेत्र रेखा निर्वात में प्रकाश की गति से तेज गति से यात्रा नहीं कर सकती है।
· गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव केवल प्रकाश की गति से ही अंतरिक्ष में यात्रा कर सकता है, तेज या तुरंत नहीं।
· द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता :
E = mc 2 ,
ऊर्जा और द्रव्यमान समतुल्य और परिवर्तनशील हैं।
· सापेक्ष द्रव्यमान , कुछ शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग किया जाने वाला विचार।
विशिष्ट आपेक्षिकता की पारिभाषिक विशेषता शास्त्रीय यांत्रिकी के गैलिलियन रूपांतरणों को लोरेंत्ज़ रूपांतरणों द्वारा प्रतिस्थापित करना है । ( विद्युत चुंबकत्व के मैक्सवेल के समीकरण देखें ।)
आधुनिक अनुप्रयोग –
केवल सैद्धांतिक अभिरुचि से दूर, सापेक्षतावादी प्रभाव महत्वपूर्ण व्यावहारिक इंजीनियरिंग चिंताएं हैं। उपग्रह-आधारित मापन को सापेक्षतावादी प्रभावों को ध्यान में रखने की आवश्यकता है, क्योंकि प्रत्येक उपग्रह पृथ्वी-बद्ध उपयोगकर्ता के सापेक्ष गति में है और इस प्रकार सापेक्षता के सिद्धांत के तहत संदर्भ के एक अलग फ्रेम में है।
जीपीएस , ग्लोनास और गैलीलियो जैसी ग्लोबल पोजीशनिंग सिस्टम को सटीकता के साथ काम करने के लिए पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के परिणामों जैसे सभी सापेक्ष प्रभावों का ध्यान रखना चाहिए। समय के उच्च-परिशुद्धता मापन में भी यही स्थिति होती है। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी से लेकर कण त्वरक तक के उपकरण काम नहीं करेंगे यदि सापेक्षतावादी विचारों को छोड़ दिया जाए।
स्पर्शोन्मुख समरूपता –
विशेष आपेक्षिकता के लिए दिक्-समय समरूपता समूह पॉइनकेयर समूह है , जो तीन लोरेंत्ज़ बूस्ट, तीन घूर्णन, और चार दिक्-समय अनुवाद का एक दस-आयामी समूह है। यह पूछना तर्कसंगत है कि सामान्य सापेक्षता में क्या समरूपता लागू हो सकती है।
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के सभी स्रोतों से बहुत दूर स्थित पर्यवेक्षकों द्वारा देखे गए स्पेसटाइम की समरूपता पर विचार करने के लिए एक सुगम मामला हो सकता है। असम्बद्ध रूप से सपाट स्पेसटाइम समरूपता के लिए भोली उम्मीद केवल विशेष सापेक्षता के फ्लैट स्पेसटाइम की समरूपता का विस्तार और पुनरुत्पादन करने के लिए हो सकती है, अर्थात। पोंकारे समूह।
1962 में, हर्मन बोंडी , एमजी वैन डेर बर्ग, एडब्ल्यू मेट्ज़नर और रेनर के. सैक्स ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रसार के कारण अनंत पर ऊर्जा के प्रवाह की जांच करने के लिए इस स्पर्शोन्मुख समरूपता समस्या को संबोधित किया । उनका पहला कदम कुछ शारीरिक रूप से समझदार सीमा स्थितियों पर निर्णय लेना था, जो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर प्रकाश-जैसी अनंतता की विशेषता है, यह बताने के लिए कि इसका मतलब यह है कि एक मीट्रिक विषम रूप से सपाट है, कोई प्राथमिकता नहीं हैस्पर्शोन्मुख समरूपता समूह की प्रकृति के बारे में धारणाएँ – यह धारणा भी नहीं कि ऐसा समूह मौजूद है।
फिर डिजाइन करने के बाद जिसे वे सबसे समझदार सीमा की स्थिति मानते हैं, उन्होंने परिणामी स्पर्शोन्मुख समरूपता परिवर्तनों की प्रकृति की जांच की, जो असम्बद्ध रूप से सपाट गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों के लिए उपयुक्त सीमा स्थितियों के रूप को अपरिवर्तनीय छोड़ देते हैं। उन्होंने जो पाया वह यह था कि स्पर्शोन्मुख समरूपता परिवर्तन वास्तव में एक समूह बनाते हैं और इस समूह की संरचना उस विशेष गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र पर निर्भर नहीं करती है जो मौजूद होता है। इसका मतलब यह है कि, उम्मीद के मुताबिक, कम से कम स्थानिक अनंतता पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की गतिशीलता से दिक्-काल की कीनेमेटीक्स को अलग किया जा सकता है।
1962 में हैरान कर देने वाला आश्चर्य परिमित-आयामी प्वाइनकेयर समूह के बजाय एक समृद्ध अनंत-आयामी समूह (तथाकथित बीएमएस समूह) की असिम्प्टोटिक समरूपता समूह के रूप में उनकी खोज थी, जो कि बीएमएस समूह का एक उपसमूह है। न केवल लोरेंत्ज़ ट्रांसफ़ॉर्मेशन एसिम्प्टोटिक समरूपता ट्रांसफ़ॉर्मेशन हैं, ऐसे अतिरिक्त ट्रांसफ़ॉर्मेशन भी हैं जो लोरेंत्ज़ ट्रांसफ़ॉर्मेशन नहीं हैं, बल्कि एसिम्प्टोटिक सिमेट्री ट्रांसफ़ॉर्मेशन हैं। वास्तव में, उन्हें परिवर्तन जनरेटर के रूप में जाना जाने वाला एक अतिरिक्त अनन्तता मिलाअनुवाद । इसका तात्पर्य यह निष्कर्ष निकलता है कि लंबी दूरी पर कमजोर क्षेत्रों के मामले में सामान्य सापेक्षता विशेष सापेक्षता में कम नहीं होती है।
By Chanchal Sailani | November 17, 2022, | Editor at Gurugrah_Blogs.
