විශ්මිත විද්‍යාව (1) - ආලෝකයේ වේගය ගැන අප නොදත් දේ

ආලෝකයේ වේගය තත්පරයට කිලෝ මීටර 299 793 (සැතපුම් 186 000) බව අපි දනිමු. එහෙත් ඒ කුමකට සාපේක්ෂවද?

දුම් රියක් අප දෙසට තත්පරයට කි.මි 100 ක වේගයෙන් එනවිට අපත් ඒ දෙසට තත්පරයට කි.මි 10 ක වේගයෙන් දිවුවොත්, දුම් රිය අප වෙතට එන සාපේක්ෂ වේගය කි. මි. 110 වන බව අපි දනිමු.

අපගේ පෘතුවිය තත්පරයට කි.මි  30 ක වේගයෙන් සූර්යයා වටා චලනය වෙයි. සමහර විට සූර්යයා දෙසටත්, අනෙක් අවස්ථා වල ඉන් ඉවතටත් වන විටදී (ඉලිප්සයාකාර චලිතයක් වන බැවින්) සූර්යයා සිට එන ආලෝකය (මෙම වේගයට අපි මෙතැන් සිට c යැයි කියමු.) c+30 සහ c-30 වේද?

අපගේ සූර්යා ( අපත් ඇතුලුව ) ක්ශීරපථ මන්දාකිනිය වටා  තත්පරයට කි.මි  230 ක වේගයෙන් චලනය වෙයි. දැන් ඈත තාරකාවක සිට අපට එන ආලෝකයේ වේගයට කුමක් වේද? ඒ මදිවාට, අපගේ ක්ශීරපථයත් පැයට සැතපුම් 250 000 ක වේගයෙන් ඇන්ඩ්‍රොමීඩා  මන්දාකිනිය දෙසට ගමන් කරයි.

කොටින්ම කීවොත් විශ්වයේ කිසිම දෙයක් එක තැන නතර වී නොසිටී. සැමෝම තවත් යමකට සාපේක්ශව චලනය වෙති. මෙසේ වනවිට ආලෝකයේ වේගයට (c) පමනක් අර ඉහත කී පහසු නිරපේක්ශ අගය ලැබෙන්නේ කෙසේද?

මෙම ගැටලුව මීට අවුරුදු 110 ට ඉහතදීත් පැවතුනි. එකල පිලිගත් මතය වූයේ කම්පන තරංඟ ජලය ඔස්සේ ගමන් කරන්නා සේ, ශබ්ද තරංඟ වාතය ඔස්සේ ගමන් කරන්නා සේ, ආලෝක තරංඟ අවකාශය හරහා අප වෙත එන්නේ ඊතර නම් මාද්‍යයක් ඔස්සේ බවයි. එනම් විශ්වයේ සියල්ල ඇත්තෙ ඊතරය තුලය. එනිසා සියලුම චලිතයන් ඊතරයට සාපේක්ෂව සැලකිය හැක.

එසේම, සාපේක්ෂ ප්‍රවේගය ආලෝකයටද අදාල යැයි සිතන ලදී.

මිචෙල්සන් සහ මෝලි 1887 (Michelson-Morley experiment) දී ඊතරය තුල පෘතුවිය ගමන් කරන වේගය සහ ඊතරයේ අනෙකුත් ලක්ෂණ සෙවීම සඳහා වැදගත් පරීක්ෂණයක් කලෝය. එකිනෙකට වෙනස් දිශා වලට ගමන් කරන ලේසර කිරණ නියමිත ඉලක්කයකට පැමිණෙන කාලය ඇසුරෙන් පෘතුවියේ චලිතය ගැන අදහසක් ගැනීම අරමුන විය. පෘතුවි චලිතය එක දිශාවකට සිදු වන බැවින්, ආලෝකයේ සාපේක්ෂ ප්‍රවේගයේ වන වෙනස මැන ගැනීම මගින් අනෙකුත් නිගමන වලට පැමිනීම අපේක්ෂා කෙරුනි.

නමුත් සැමෝම පුදුම කරමින්, අපේක්ෂිත ආලෝකයේ වේගයන් නොලැබුනි. මෙතැන් සිට වසර 40 ක් පමණ මෙම පරීක්ෂණය සිදු කලද ප්‍රතිපල එකම විය. ඊතරය ගැන සෙවීමට කල මෙම පරීක්ෂණයෙන් අවසානයේ සිදුවූනේ, ඊතරයක් නොමැති බව තහවුරු වීමයි. නමුත් ආලෝකය සඳහා සාපේක්ශ ප්‍රවේගය අදාල නොවන්නේ ඇයි ද යන්න පැහැදිලි කිරීමට 1905 ඇල්බර්ට් අයින්ස්ටයින් (Albert Einstein) විශේෂ සාපේක්ශතාවාදය (special theory of relativity) ඉදිරිපත් කරන තුරු සිටීමට සිදු විය.

අයින්ස්ටයින් අලෝකයේ වේගය රික්තයක් තුලදී නියතයක් වන බවත් එය සියලුම නිරීක්ශකයන්ට එකම අගයක් වන බවත් දැක්වීය. වස්තූන්ගේ සාපේක්ෂ චලිතය මේ අනුව අලෝකයේ වේගයට බලපෑම් නොකරයි. මේ සඳහා අයින්ස්ටයින් උපයෝගී කර ගත්තේ ඔහුට ප්‍රථම මැක්ස්වෙල් (James Clerk Maxwell) සහ ලෝරෙන්ට්ස් (Hendrik Antoon Lorentz) වැන්නන් විසින් ඉදිරිපත් කරන ලද විද්යුත් චුම්බක තරංඟ පිලිබඳව වූ සමීකරණයි.

මෙයින් පසු, වේගයෙන් ගමන් කරන ගුවන් යානා මත සිට (ආලෝකය දෙසටත්, ඉන් ඉවතටත් ගමන් කරන විට ) ඉතා නිවැරදි පරමාණුක ඔරලෝසු ආධාරයෙන් ආලෝකයේ වේගය මැන ඇත. මෙම සියලු පරීක්ෂණ වලින් සියලුම නිරීක්ෂකයන් සඳහා (ඔවුන් කුමන වේග වලින්, කුමන දිශා වලට චලනය වෙමින් සිටියත්) ආලෝකයේ වේගය (රික්තයක් තුල ) සැමවිටම නියතයක් වන බව තහවුරු කෙරී ඇත.

මෙම ප්‍රථිපලය සාමාන්‍ය මිනිස් බුද්ධියට සහ පරිකල්පනයට අනුකූල නොවේ. නමුත්, සැම විටම මිනිස් මනසට පහසුවෙන් වැටහෙන ලෙස පමණක් හැසිරීමට විශ්වය බැඳී නැත.

ආලෝකයේ වේගය ගැන ඇති මෙම ගුණය හඳුනාගත් පසු විශ්වය සම්භන්ධව ඇති සැබෑ ලෙසම පුදුම එලවන සුලු, සහජ මිනිස් පරිකල්පනයට කෙසේ වත් ගෝචර නොවන, ඉතා රසවත් නව සොයා ගැනීම් කිහිපයකට මග විවර වේ. එයිනුත් වඩාත්ම සිත් අලවන ප්‍රහේලිකාරාත්මක සොයා ගැනීමක් ගැන මීලඟ ලිපියෙන් කතා කරමු.