අයින්ස්ටයින්ගේ විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදය
අල්බෙර්ට් අයින්ස්ටයින්ගේ ජීවිත කතාව හැමෝම දන්නවනේ
. 1900-1905 කාලයේ අයින්ස්ටයින් රැකියාව කලේ Swiss Patent office එකේ. දවසක් අයින්ස්ටයින් දුම්රියෙන් ගෙදර යන දවසක අයින්ස්ටයින් දකිනවා patent office එක ගව තියෙන ඔරලෝසු කනුව. අයින්ස්ටයින් හිතන දෙයක් තමයි හදිස්සියෙවත් මේ දුම්රිය අලෝකෙයේ වේගයෙන් ගියොත් කවදාවත් ඔරලෝසු කණුවේ තියෙන වෙලාව වෙනස් නොවන බව මොකද ඔරලෝසු කන්වෙන් එන අලෝකය කවදාවත් දුම්රිය පසු කර නොයන නිසා. විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදයේ උපත සිදු උනේ එහෙමයි 
මේ තියෙන්නේ ඒ ඔරලෝසු කනුව
අයින්ස්ටයින් Maxwell equations අධයනය කිරීමේදී අයින්ස්ටයින් නිතරම හිතුන දෙයක් තමයි ආලෝකෙයේ වේගය ඕනෙම සමුද්දේශ රාමුවක නියතයි කියන එක. නමුත් ඒක පරීක්ෂ්නාත්මකව සනාථ වෙලා තිබුන දෙයක් නෙමෙයි ඒ වගේම එක නිවුටෝනියානු විද්යාවටත් පටහැනි දෙයක්.
මේ අතරේ අයින්ස්ටයින්ගේ අවධානය යොමු වෙනවා 1887 සිදුකල Michelson and Morley ගේ පරීක්ෂයක් වෙත. එම පරීක්ෂණයේ අවසාන නිගමනය වෙන්නේ ආලෝකෙයේ වේගය ඕනෙම සමුද්දේශ රාමුවක නියත බව හා ඊතර් සංකල්පය වැරදි බව. නමුත් ඒ පරීක්ෂණය කිසම කෙනෙක් විශ්වස කලේ නෑ ඊට හේතු උනේ ඒ පරීක්ෂණයේ ප්රතිපල නිවුටෝනියානු විද්යාවටත් පටහැනි දෙයක් වෙන නිසා.
නිවුටෝනියානු විද්යාව අනුව සාපේක්ෂතාව නැත්තන් අපි ඕනේ කෙනෙක් දන්න සාපෙක්ෂ් ප්රවේගය ගොඩ නැගෙන්න Galilean Transformation කියන සමීකරණ වලින්.
මේ තියෙන්නේ Galilean Transformation (X අක්ෂය පමණක් සලකා )
ඔකේ පලවෙනි සමීකරණය කාලය විශයෙන් අවකලනය කලාම අපි දන්නා සාපෙක්ෂ් ප්රවේගය සමීකරණය එනවා
ඒ වගේම Galilean Transformation අනුව පේනවා අලෝකෙයේ වේගය නියත නොවන බව.
ඒ නිසා අයින්ස්ටයින් ආලෝකෙයේ වේගය ඕනෙම සමුද්දේශ රාමුවක නියතයි කියන එක උපකල්නයක් ලෙස ගත්තා. විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදයේ තවත් මූලික උපකල්පනයක් තියෙනවා ඒක තමයි භෞතික විද්යාවේ නීති රාමුවෙන් රාමුවට වෙනස් නොවන බව. ඒක සාධාරණ උපකල්පයක්
මේ උපකල්පන අනුව අයින්ස්ටයින්ට Galilean Transformation සදහා සංශෝදනයක් අවශ්ය වෙනවා. නමුත් 1889 දී Hendrik Antoon Lorentz හා George Francis Fitzgerald මේ සංශෝදනය ඉදිරිපත් කරලා තියෙනවා. නමුත් ඔවුන් ඒක ඉදිරිපත් කරන්නේ වෙනත් දෙයක් සදහා. අයින්ස්ටයින් මේ සංශෝදනය Lorentz Transformation නමින් හදුන්ව දෙමින් විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදය ගොඩ නගනවා.
මෙහි 2 වන සමීකරණය අනුව කාලය අවකාශය මත රදපතිනවා
. නමුත් අපේ common sence වලින් උනත් තේරෙනවා කාලය කියන්නේ නිරපේක්ෂ දෙයක් අපිට වෙනස් කල නොහැකි දෙයක් කියල නමුත් එය අවකශය අනුව වෙනස් වෙනවා . අයින්ස්ටයින් කාලය හා අවකාශය සම්බන්ධ කල පළමු ස්ථානය මෙයයි
Lorentz Transformation නිසා ඇතිවන ප්රතිපල 3ක් තියෙනවා.
1. Non Simultaneity- මේකෙන් කියන්නේ දෙදෙනෙක් රාමු 2ක ඉන්නවනම් යම් කිසි සිදුවීමක් සිදු වෙනවනම් එම සිදුවීම එක විටම දෙදෙනාට නොපෙනන බව
උදාහරනයක් වශෙයෙන් පෘතුවියේ ඉන්න කෙනෙක් හා space ship එකක ඉන්න කෙනෙක් සලකමු. පෘතුවියේ සිදුවන සිදුවීමක් දෙදෙනාට එකවිටම නොපෙනේ
2. Length Contraction- මේකෙන් කියන්නේ දෙදෙනෙක් රාමු 2ක ඉන්නවනම් දෙදෙනාම යම් දිගක් එකවිට මැන්නොත් ලැබෙන දිග දෙදෙනාට වෙනස් වන බව
උදාහරනයක් වශෙයෙන් පෘතුවියේ ඉන්න කෙනා හා space ship එකේ ඉන්න කෙනා එක විට දිගක් මැන්නොත් space ship එකේ ඉන්න කෙනාට ලැබෙන්නේ වැඩි දිගකි
3. Time Dilation- මේකෙන් කියන්නේ දෙදෙනෙක් රාමු 2ක ඉන්නවනම් දෙදෙනාම යම් කාලයක් මැන්නොත් එම කාලය වෙනස් වන බව
පෘතුවියේ ඉන්න කෙනා හා space ship එකේ ඉන්න කෙනා කාලයක් මැන්නොත් space ship එකේ ඉන්න කෙනාට ලැබෙන්නේ වැඩි කාලයකි
අද අපි භාවිතා කරන GPS system එකට මූලික වී තිබෙන්නේ Lorentz Transformation මතයි
විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදය තව දුරටත් විහිදී යනවා. ඕනෙම වස්තුවක ස්කන්ධය එම වස්තුව යම් කිසි ප්රවේගයකින් ගමන් කරන විට වැඩි වන බව පහත සමීකරනේයෙන් පෙන්නවා
ඒ වගේම කිසියම් ස්කන්ද්යක් සහිත වස්තුවක් අලෝකෙයේ වේගයෙන් ගමන් කිරීමට නොහැකි බවත් මෙයින් පේනවා
මේ සමීකරණය උපයෝගී කරගෙන තමයි අපි හැමෝම දන්න ශක්තිය හා ස්කන්ධය අතර සම්බන්ධය, E=mc^2 සමීකරණය සොයාගන්නේ. දුන්නක් ඇදීමෙන් පසු ස්කන්ධය එහි මුල් ස්කන්ධයට වඩා වැඩි වන බව, තඹ ගෝලයක් වැනි වස්තුවක් රත් කල පසු එහි ස්කන්ධය වැඩි වන බව නිරීක්ෂණය කරන්න පුලුවන්. හැබැයි එකට atomic balance වගේ භාවිත කරන්න වෙනවා මොකද ඒ වැඩිවීම ඉතා කුඩා නිසා
තරු දිලිසීමට හේතුව, Big Bang එකකින් මේ හැමදෙයක්ම නිර්මාණය උනේ කොහොමද යන ප්රශ්න වලට පිලිතුරු E=mc^2 පෙන්නන්න පුලුවන්. තරු දිලිසිමට හේතුව ස්කන්ධය ශක්තිය බවට පත්වීමත් Big Bang එකකින් හැමදෙයක්ම නිර්මාණය උනේ ශක්තිය ස්කන්ධය බවට පත්වීමෙන්
විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදය නිවැරදි වන්නේ ඒකාකාර ප්රවේගයෙන් ගමන් කරන වස්තු සදහා පමණි. නමුත් ප්රයෝගික ලෝකයේ එවැනි වස්තු නොමැති නිසා අයින්ස්ටයින් තවත් අලුත් වාදයක් ලොවට ඉදිරිපත් කරන ලදි. එය සමාන්ය සාපෙක්ෂ්තාවාදය වේ. එය තරමක් සංකීර්ණ වන අතර විද්යා ලෝකෙයේ පැවතුන විශාල ප්රශ්න ගණනකට පිළිතුර විය. ඒ ගැන පස්සේ කියන්නම්
මගේ පලවෙනි tread එක ඒක නිසා අඩු පාඩු ඇති, එකට සමාවෙන්න
අල්බෙර්ට් අයින්ස්ටයින්ගේ ජීවිත කතාව හැමෝම දන්නවනේ
. 1900-1905 කාලයේ අයින්ස්ටයින් රැකියාව කලේ Swiss Patent office එකේ. දවසක් අයින්ස්ටයින් දුම්රියෙන් ගෙදර යන දවසක අයින්ස්ටයින් දකිනවා patent office එක ගව තියෙන ඔරලෝසු කනුව. අයින්ස්ටයින් හිතන දෙයක් තමයි හදිස්සියෙවත් මේ දුම්රිය අලෝකෙයේ වේගයෙන් ගියොත් කවදාවත් ඔරලෝසු කණුවේ තියෙන වෙලාව වෙනස් නොවන බව මොකද ඔරලෝසු කන්වෙන් එන අලෝකය කවදාවත් දුම්රිය පසු කර නොයන නිසා. විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදයේ උපත සිදු උනේ එහෙමයි මේ තියෙන්නේ ඒ ඔරලෝසු කනුව
අයින්ස්ටයින් Maxwell equations අධයනය කිරීමේදී අයින්ස්ටයින් නිතරම හිතුන දෙයක් තමයි ආලෝකෙයේ වේගය ඕනෙම සමුද්දේශ රාමුවක නියතයි කියන එක. නමුත් ඒක පරීක්ෂ්නාත්මකව සනාථ වෙලා තිබුන දෙයක් නෙමෙයි ඒ වගේම එක නිවුටෝනියානු විද්යාවටත් පටහැනි දෙයක්.
මේ අතරේ අයින්ස්ටයින්ගේ අවධානය යොමු වෙනවා 1887 සිදුකල Michelson and Morley ගේ පරීක්ෂයක් වෙත. එම පරීක්ෂණයේ අවසාන නිගමනය වෙන්නේ ආලෝකෙයේ වේගය ඕනෙම සමුද්දේශ රාමුවක නියත බව හා ඊතර් සංකල්පය වැරදි බව. නමුත් ඒ පරීක්ෂණය කිසම කෙනෙක් විශ්වස කලේ නෑ ඊට හේතු උනේ ඒ පරීක්ෂණයේ ප්රතිපල නිවුටෝනියානු විද්යාවටත් පටහැනි දෙයක් වෙන නිසා.
නිවුටෝනියානු විද්යාව අනුව සාපේක්ෂතාව නැත්තන් අපි ඕනේ කෙනෙක් දන්න සාපෙක්ෂ් ප්රවේගය ගොඩ නැගෙන්න Galilean Transformation කියන සමීකරණ වලින්.
මේ තියෙන්නේ Galilean Transformation (X අක්ෂය පමණක් සලකා )
ඔකේ පලවෙනි සමීකරණය කාලය විශයෙන් අවකලනය කලාම අපි දන්නා සාපෙක්ෂ් ප්රවේගය සමීකරණය එනවා
ඒ වගේම Galilean Transformation අනුව පේනවා අලෝකෙයේ වේගය නියත නොවන බව.
ඒ නිසා අයින්ස්ටයින් ආලෝකෙයේ වේගය ඕනෙම සමුද්දේශ රාමුවක නියතයි කියන එක උපකල්නයක් ලෙස ගත්තා. විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදයේ තවත් මූලික උපකල්පනයක් තියෙනවා ඒක තමයි භෞතික විද්යාවේ නීති රාමුවෙන් රාමුවට වෙනස් නොවන බව. ඒක සාධාරණ උපකල්පයක්
මේ උපකල්පන අනුව අයින්ස්ටයින්ට Galilean Transformation සදහා සංශෝදනයක් අවශ්ය වෙනවා. නමුත් 1889 දී Hendrik Antoon Lorentz හා George Francis Fitzgerald මේ සංශෝදනය ඉදිරිපත් කරලා තියෙනවා. නමුත් ඔවුන් ඒක ඉදිරිපත් කරන්නේ වෙනත් දෙයක් සදහා. අයින්ස්ටයින් මේ සංශෝදනය Lorentz Transformation නමින් හදුන්ව දෙමින් විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදය ගොඩ නගනවා.
මෙහි 2 වන සමීකරණය අනුව කාලය අවකාශය මත රදපතිනවා
. නමුත් අපේ common sence වලින් උනත් තේරෙනවා කාලය කියන්නේ නිරපේක්ෂ දෙයක් අපිට වෙනස් කල නොහැකි දෙයක් කියල නමුත් එය අවකශය අනුව වෙනස් වෙනවා . අයින්ස්ටයින් කාලය හා අවකාශය සම්බන්ධ කල පළමු ස්ථානය මෙයයි Lorentz Transformation නිසා ඇතිවන ප්රතිපල 3ක් තියෙනවා.
1. Non Simultaneity- මේකෙන් කියන්නේ දෙදෙනෙක් රාමු 2ක ඉන්නවනම් යම් කිසි සිදුවීමක් සිදු වෙනවනම් එම සිදුවීම එක විටම දෙදෙනාට නොපෙනන බව
උදාහරනයක් වශෙයෙන් පෘතුවියේ ඉන්න කෙනෙක් හා space ship එකක ඉන්න කෙනෙක් සලකමු. පෘතුවියේ සිදුවන සිදුවීමක් දෙදෙනාට එකවිටම නොපෙනේ
2. Length Contraction- මේකෙන් කියන්නේ දෙදෙනෙක් රාමු 2ක ඉන්නවනම් දෙදෙනාම යම් දිගක් එකවිට මැන්නොත් ලැබෙන දිග දෙදෙනාට වෙනස් වන බව
උදාහරනයක් වශෙයෙන් පෘතුවියේ ඉන්න කෙනා හා space ship එකේ ඉන්න කෙනා එක විට දිගක් මැන්නොත් space ship එකේ ඉන්න කෙනාට ලැබෙන්නේ වැඩි දිගකි
3. Time Dilation- මේකෙන් කියන්නේ දෙදෙනෙක් රාමු 2ක ඉන්නවනම් දෙදෙනාම යම් කාලයක් මැන්නොත් එම කාලය වෙනස් වන බව
පෘතුවියේ ඉන්න කෙනා හා space ship එකේ ඉන්න කෙනා කාලයක් මැන්නොත් space ship එකේ ඉන්න කෙනාට ලැබෙන්නේ වැඩි කාලයකි
අද අපි භාවිතා කරන GPS system එකට මූලික වී තිබෙන්නේ Lorentz Transformation මතයි
විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදය තව දුරටත් විහිදී යනවා. ඕනෙම වස්තුවක ස්කන්ධය එම වස්තුව යම් කිසි ප්රවේගයකින් ගමන් කරන විට වැඩි වන බව පහත සමීකරනේයෙන් පෙන්නවා
ඒ වගේම කිසියම් ස්කන්ද්යක් සහිත වස්තුවක් අලෝකෙයේ වේගයෙන් ගමන් කිරීමට නොහැකි බවත් මෙයින් පේනවා
මේ සමීකරණය උපයෝගී කරගෙන තමයි අපි හැමෝම දන්න ශක්තිය හා ස්කන්ධය අතර සම්බන්ධය, E=mc^2 සමීකරණය සොයාගන්නේ. දුන්නක් ඇදීමෙන් පසු ස්කන්ධය එහි මුල් ස්කන්ධයට වඩා වැඩි වන බව, තඹ ගෝලයක් වැනි වස්තුවක් රත් කල පසු එහි ස්කන්ධය වැඩි වන බව නිරීක්ෂණය කරන්න පුලුවන්. හැබැයි එකට atomic balance වගේ භාවිත කරන්න වෙනවා මොකද ඒ වැඩිවීම ඉතා කුඩා නිසා
තරු දිලිසීමට හේතුව, Big Bang එකකින් මේ හැමදෙයක්ම නිර්මාණය උනේ කොහොමද යන ප්රශ්න වලට පිලිතුරු E=mc^2 පෙන්නන්න පුලුවන්. තරු දිලිසිමට හේතුව ස්කන්ධය ශක්තිය බවට පත්වීමත් Big Bang එකකින් හැමදෙයක්ම නිර්මාණය උනේ ශක්තිය ස්කන්ධය බවට පත්වීමෙන්
විශේෂ සාපෙක්ෂ්තාවාදය නිවැරදි වන්නේ ඒකාකාර ප්රවේගයෙන් ගමන් කරන වස්තු සදහා පමණි. නමුත් ප්රයෝගික ලෝකයේ එවැනි වස්තු නොමැති නිසා අයින්ස්ටයින් තවත් අලුත් වාදයක් ලොවට ඉදිරිපත් කරන ලදි. එය සමාන්ය සාපෙක්ෂ්තාවාදය වේ. එය තරමක් සංකීර්ණ වන අතර විද්යා ලෝකෙයේ පැවතුන විශාල ප්රශ්න ගණනකට පිළිතුර විය. ඒ ගැන පස්සේ කියන්නම්
මගේ පලවෙනි tread එක ඒක නිසා අඩු පාඩු ඇති, එකට සමාවෙන්න
Last edited:
