६ बैशाख २०८१, बिहिबार

सापेक्षतावादको सिद्धान्त (Theory of Relativity) को विकासक्रम


सापेक्षतावादको सिद्धान्त

सापेक्षतावादको सिद्धान्त भन्ने बितिकै अल्वर्ट आइन्स्टाइनले प्रतिपादन गरेको सापेक्षतावादको सिद्धान्त हाम्रो मानसपटलमा आईहाल्छ । सापेक्षतावादको सिद्धान्त भनेको एक वस्तुको गतिले अर्को वस्तुको गतिमा देखापर्ने असर हो । तर सापेक्षतावादको सिद्धान्तको विकासक्रमलाई विश्लेषण गर्दा न्युटन, ग्यालिलियो र २३ सय वर्ष अगाडिका अरस्तुको समयसम्म फकर्ननुपर्ने हुन्छ ।

वस्तु र प्रकृतिको सन्दर्भमा व्याख्या गर्ने क्रममा अरस्तुले “वस्तुको प्राकृतिक अवस्थाको स्थिति स्थिरतामा रहन्छ र यसलाई कुनै बाहिरी बल दिएमा मात्र यो चल्छ अथवा यो गतिमा जान्छ भन्ने विचार व्यक्त गरेका थिए । अरस्तुले यी कुराहरू बताएर निरपेक्ष स्थिरता र निरपेक्ष गतिको कुरा गरेका थिर्ए । पछि ग्यालिलियो र न्यूटनले अरस्तुको विचार गलत भएको पुष्टि गरिदिए ।

ग्यालिलियोले गणितशास्त्रद्वारा पृथ्वी स्थिर नभई यो सूर्यलाई परिक्रमा गर्ने गतिमा रहेको कुराको प्रमाणित गरिदिए । त्यस्तै, उनले पिसा शहरको ढल्केको धरहरा (लिनिङ टावर) माथि गई गह्रौँ र हलुका दुईवटा वस्तुहरू एकैसाथ खसालेर तिनीहरू एकै समयमा जमीनको सतहमा खस्ने कुराको प्रयोगात्मक ढङ्गले पुष्टि गरिदिए ।

न्यूटनले ग्यालिलियो कै विचारलाई विकसित गरेर विश्व ब्रम्हाण्डमा सबै वस्तुहरू गतिमा रहेको र बाहिरी बलले वस्तुको गतिमा मात्र परिवर्तन ल्याउने कुराको पुष्टि गरे । उनले विश्व ब्रम्हाण्डमा कुनै पनि कुराको निरपेक्ष स्थिरता र निरपेक्ष गति नभएको तथ्य पत्ता लगाए । विश्व ब्रम्हाण्डमा चन्द्रमाले पृथ्वीलाई, पृथ्वीले चन्द्रमालाई समेत लिई सूर्यलाई, सबै ग्रहहरूले आ-आफ्ना उपग्रहहरूलाई साथ लिई सूर्यलाई परिक्रमा गरिरहेका छन् ।

सूर्यले सबै ग्रह, उपग्रह र सौर्य परिवारमा रहेका सबै वस्तुहरूलाई साथ लिई आकाशगंगालाई, तारापुञ्जको केन्द्रलाई परिक्रमा गरिरहेका छन् । यसरी न्यूटनले सापेक्ष विश्राम र सापेक्ष गतिको अवधारणालाई विकसित गरे । उनले गति सम्वन्धि प्रसिद्ध तीन नियमहरू (Newton’s Law of Motion प्रतिपादन गरे । साथै उनले गुरुत्वाकर्षणको सिद्धान्त पनि निर्माण गरे ।

न्यूटनका गतिसम्बन्धी नियमहरू र गुरुत्वाकर्षणको सिद्धान्तले न्यूटनलाई पृथ्वीमा रहेका वस्तुहरूको अवस्था (Position) वा स्थान (Space) पनि निरपेक्ष नभई सापेक्ष हुने टुंगोमा पुयाईसकेको थियो । त्यस्तै न्यूटनले समयलाई पनि निरपेक्ष नै हुने चीजको रूपमा लिएका थिए । निरपेक्ष स्थान र निरपेक्ष समय हुन्छ भन्ने सवालमा अरस्तु र न्यूटन एकै ठाउँमा उभिए । न्यूटनका अनुसार, प्रकाश कुनै स्रोतबाट यसका कणहरू उछिट्टिएर फैलिने प्रक्रियाबाट स्थानान्तरण हुन्छ र यसको गति सबैका लागि समान हुँदैन ।

सन् १६७८ मा अर्को वैज्ञानिक हिगेन्सले प्रकाश कणहरू मार्फत् नभई तरङ्गको रूपमा फैलने विचार व्यक्त गरे । उनको विचार अनुसार, जसरी पोखरीमा ढुंगा हान्दा पानीको सतहमा विभिन्न वृत्तहरू बनाई तरंग फैलिन्छ र जसरी हावाको माधयमबाट ध्वनि तरंग फैलिन्छ, त्यसरी नै अन्तरिक्ष र पृथ्वी लगायत कुनै पनि शून्य ठाउँ इथर (Ether) मार्फत् प्रकाशका तरङ्गहरू फैलिन्छन् ।

हिगन्सका अनुसार इथर एक यस्तो माध्यम हो । जसको तौल, मात्रा (Mass) केही पनि हुँदैन । त्यसैले प्रकाश कुनै पनि शून्य स्थानमा र काँच जस्तो ठोस वस्तुमा समेत जान सकेको हो भन्ने विचार हिगेन्सको थियो । हिगेन्सको विचारलाई मान्ने हो भने ब्रम्हाण्डमा इथर नै एक निरपेक्ष विश्राम (Absolute Rest) मा बसेको बस्तु हो भन्ने कुरालाई स्वीकार्नु पर्ने हुन्छ । त्यस्तै इथरको दाँजोमा कुनै पनि वस्तुको निरपेक्ष गति (Absolute Velocity) निकाल्न सकिन्छ भन्ने कुरा पनि विश्वास गर्नुपर्ने हुन्छ ।

सन् १८६५ मा बेलायतका भौतिकशास्त्री जेम्स क्लर्क म्याक्सवेलले विद्युत चुम्बकीय तरंग (Electromagnetic Wave) पत्ता लगाए । म्याक्स वेलको समयसम्म आइपुग्दा प्रकाश भन्ने कुरा तरङ्गहरू भएर नै फैलिने विचारमा धेरैको मतैक्यता कायम भइसकेको थियो । त्यो तरंग अरू नभई विद्युत चुम्बकीय तरंग नै हो भन्ने सम्मति पनि धेरैको भइसकेको थियो । तर, प्रकाशका तरङ्गहरूको माध्यम भनेर मानिएको इथरको अस्तित्वको बारेमा भने शंका उपशंका हुँदै थियो । यदि इथर हुँदो हो त सूर्यलाई परिक्रमा गर्ने क्रममा पृथ्वी सूर्यको दिशामा चालमा जाँदा निरपेक्ष स्थिरताको स्थितिमा अन्तरिक्षमा रहेको इथरलाई यसले चिरेर गएको हुनुपर्छ र त्यस्तो अवस्थामा इथरको हुरीको कारणले प्रकाशको गति बढ्नुपर्छ ।

त्यस्तै, पृथ्वी सूर्यको विपरीत दिशामा जाँदा प्रकाशको गति घट्नुपर्छ । यी कुराहरूलाई पुष्टि गर्न सन् १८८७ मा अमेरिकी वैज्ञानिकहरू अल्वर्ट माइकन्लसन् र एडवार्ड मोर्लीले उपयुक्त उपकरणको माध्यमबाट फरक-फरक स्थितिमा प्रकाशको गति नाप्ने काम गरे । उनीहरूले जुनसुकै स्थितिमा पनि प्रकाशको गति ओले क्रिस्टेन्सेन रोमरले भने जस्तै एउटै भएको पाए । उनीहरूको परीक्षणलाई अझ सन् १८८७ देखि १९०५ सम्मको समयमा डच भौतिकशास्त्री हेण्डरिक लरेन्टजले पटकपटक दोहोयाएर हेरे र उनले पनि प्रकाशको गति सधैं एउटै भएको पाए । इथरको माधयमबाट प्रकाशका तरङ्ग हरू फैलिँदा पनि सधैं प्रकाशको गति एउटै किन भयो भन्ने सवाल वैज्ञानिकहरूको दिमागमा सुल्झिन नसकेको समस्याको रूपमा रहिरहेको थियो ।

सन् १९०५ मा अल्वर्ट आइन्स्टाइनले यी समस्यालाई बुझ्न निरपेक्ष विश्राममा रहेको इथरको अस्तित्व र निरपेक्ष समयको कुरालाई त्याग्नुपर्ने विषयमा आफ्नो प्रसिद्ध सापेक्षतावादको सिद्धान्तमा प्रकाश पारे । उनले इथरको अस्तित्व नभएको र जसरी अरू विद्युत चुम्बकीय तरङ्गहरूलाई फैलिनुका लागि कुनै माध्यमको जरूरी हुँदैन, त्यसरी नै प्रकाशका तरङ्गहरूलाई पनि कुनै माध्यमको जरूरी नभएको पुष्टि गरिदिए । वैज्ञानिक अल्वर्ट आइन्स्टाइनले प्रतिपादन गरेको “सापेक्षतावादको सिद्धान्त” ले विश्व ब्रम्हाण्ड (Universe) सम्बन्धी त्यतिखेर सम्मको धारणामा नयाँ क्रान्ति नै ल्याइदियो ।

आइन्स्टाइनद्वारा प्रतिपादित सापेक्षतावादको सिद्धान्तले अर्का महान् वैज्ञानिक न्यूटनको दुई सय वर्ष पुरानो भैतिकशास्त्रका सारा नियमहरूलाई अप्रयाप्त र संकीर्ण ठहयायो । त्यस समयसम्म सारा भौतिकशास्त्र न्यूटनका नियमहरूमा आधारित थियो । सापेक्षतावादको सिद्धान्तले भौतिक विज्ञान र खगोल विज्ञानका सिद्धान्तहरू समेत छायाँमा परेका थिए । उनको समीकरण E = mc2  प्राय: सबै विद्वान् मानिसको मन मस्तिष्कमा रहेको हुन्छ । यो सिद्धान्तको प्रयोगबाट नै आणविक ऊर्जा उत्पादन गर्न र आणविक वम बनाउन सकिएको हो । उनको यो सिद्धानत र पाण्डुलिपि अहिले पनि “लाइब्रेरी अफ काँग्रेस” वासिङ्गटन डिसीमा सुरक्षित छ ।

स्रोत : साईन्स एण्ड फ्युचर मासिक (पुरानो)

*गोपाल भण्डारी नेपालपत्रका प्रधान-सम्पादक हुनुहुन्छ ।

यो पनि पढ्नुहोस् 

डीएनए (DNA) र नेपालमा यसको इतिहास


यो समाचार पढेर तपाईको प्रतिक्रिया के छ ?

प्रतिक्रिया दिनुहोस !