विशेष सापेक्षता है सबसे दृढ़ता से मान्य सिद्धांतों में से एक मानवता ने कभी बनाया है। यह अंतरिक्ष यात्रा और जीपीएस से लेकर हमारे विद्युत पावर ग्रिड तक हर चीज का केंद्र है। सापेक्षता का केंद्र यह तथ्य है कि निर्वात में प्रकाश की गति एक निरपेक्ष स्थिरांक है। समस्या यह है कि यह तथ्य कभी सिद्ध नहीं हुआ है।
जब आइंस्टीन ने सापेक्षता के सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, तो यह स्पष्ट करना था कि प्रकाश की गति हमेशा समान क्यों होती है। 1800 के दशक के उत्तरार्ध में यह सोचा गया था कि चूंकि प्रकाश एक तरंग के रूप में यात्रा करता है, इसलिए इसे किसी प्रकार की अदृश्य सामग्री द्वारा ले जाया जाना चाहिए जिसे ल्यूमिनिफेरस ईथर कहा जाता है। तर्क यह था कि तरंगों को एक माध्यम की आवश्यकता होती है, जैसे हवा में ध्वनि या पानी में पानी की लहरें। लेकिन अगर ईथर मौजूद है, तो प्रकाश की प्रेक्षित गति बदलनी चाहिए क्योंकि पृथ्वी ईथर के माध्यम से चलती है। लेकिन ईथर के बहाव को देखने के लिए माप शून्य हो गए। प्रकाश की गति स्थिर प्रतीत होती थी।
आइंस्टीन ने पाया कि समस्या यह मानने में थी कि अंतरिक्ष और समय निरपेक्ष हैं और प्रकाश की गति भिन्न हो सकती है। यदि इसके बजाय, आपने मान लिया कि प्रकाश की गति निरपेक्ष थी, तो स्थान और समय सापेक्ष गति से प्रभावित होना चाहिए। यह एक क्रांतिकारी विचार है, लेकिन यह प्रकाश की निरंतर गति के हर माप द्वारा समर्थित है।
प्रकाश की गोल-यात्रा गति को कैसे मापें। साभार: विकिपीडिया उपयोगकर्ता कृष्णवेदला
लेकिन कई भौतिकविदों ने बताया है कि जबकि सापेक्षतामान लिया गया हैप्रकाश की निर्वात गति एक सार्वभौमिक स्थिरांक है, यह यह भी दर्शाता है कि गति को कभी भी मापा नहीं जा सकता है। विशेष रूप से, सापेक्षता प्रकाश को बिंदु A से बिंदु B तक जाने में लगने वाले समय को मापने से रोकता है। एक दिशा में प्रकाश की गति को मापने के लिए, आपको प्रत्येक छोर पर एक सिंक्रोनाइज़्ड स्टॉपवॉच की आवश्यकता होगी, लेकिन सापेक्ष गति प्रकाश की गति के सापेक्ष आपकी घड़ियों की दर को प्रभावित करती है। आप प्रकाश की गति को जाने बिना उन्हें सिंक्रनाइज़ नहीं कर सकते, जिसे आप मापे बिना नहीं जान सकते। आप क्या कर सकते हैं ए से बी वापस ए से राउंड ट्रिप के समय को मापने के लिए एक स्टॉपवॉच का उपयोग करें, और प्रकाश की गति का हर माप यही करता है।
चूंकि प्रकाश माप की सभी राउंड-ट्रिप गति एक स्थिर परिणाम देती है, आप समझ सकते हैं कि आप समय को केवल दो से विभाजित कर सकते हैं और इसे एक दिन कह सकते हैं। ठीक यही आइंस्टीन ने किया था। वहग्रहणवहाँ और पीछे का समय एक ही था। हमारे प्रयोग उस धारणा से सहमत हैं, लेकिन वे इस विचार से भी सहमत हैं कि प्रकाश की गति हमसे दूर जाने की गति से दस गुना तेज है। प्रकाश की सभी दिशाओं में एक स्थिर गति नहीं होती है, बस एक स्थिर 'औसत' राउंड-ट्रिप गति होनी चाहिए। सापेक्षता तब भी बनी रहती है जब प्रकाश की गति अनिसोट्रोपिक हो।
अनिसोट्रोपिक प्रकाश वाला एक मिल्ने ब्रह्मांड एक समान दिखाई देगा। श्रेय: विकिपीडिया उपयोगकर्ता बेनआरजी
यदि प्रकाश की गति गति की दिशा के साथ बदलती है, तो हम ब्रह्मांड को एक अलग तरीके से देखेंगे। जब हम दूर की आकाशगंगाओं को देखते हैं तो हम समय को पीछे मुड़कर देखते हैं क्योंकि प्रकाश को हम तक पहुंचने में समय लगता है। यदि दूर का प्रकाश किसी दिशा में हम तक जल्दी पहुँच जाता है, तो हम उस दिशा में ब्रह्मांड को पुराने और अधिक विस्तारित रूप में देखेंगे। जितनी तेज़ रोशनी हम तक पहुँचती है, उतना ही कम 'बैक इन टाइम' हम देखेंगे। चूँकि हम सभी दिशाओं में एक समान ब्रह्मांड देखते हैं, निश्चित रूप से यह दर्शाता है कि प्रकाश की गति स्थिर है।
ठीक है, बिल्कुल नहीं, जैसा कि एक नए अध्ययन से पता चलता है। यह पता चला है कि यदि प्रकाश की गति दिशा के साथ बदलती है, तो लंबाई संकुचन और समय फैलाव भी होता है। टीम ने मिल्ने ब्रह्मांड के नाम से जाने जाने वाले एक साधारण सापेक्ष मॉडल पर अनिसोट्रोपिक प्रकाश के प्रभावों पर विचार किया। यह मूल रूप से एक खिलौना ब्रह्मांड है जो संरचना में अवलोकन के समान है, लेकिन सभी पदार्थ और ऊर्जा के बिना। उन्होंने पाया कि प्रकाश के अनिसोट्रोपिक समय के फैलाव और ब्रह्मांडीय विस्तार में अनिसोट्रोपिक सापेक्षता प्रभाव पैदा करेंगे। ये प्रभाव अलग-अलग प्रकाश गति के अवलोकन योग्य पहलुओं को रद्द कर देंगे। दूसरे शब्दों में, भले ही ब्रह्मांड प्रकाश की विविध गति के कारण अनिसोट्रोपिक था, फिर भी यह सजातीय दिखाई देगा।
तो ऐसा लगता है कि साधारण ब्रह्मांड विज्ञान प्रकाश की गति के बारे में आइंस्टीन की धारणा को साबित करने में सक्षम नहीं है। कभी-कभी विज्ञान में सबसे बुनियादी विचारों को साबित करना सबसे कठिन होता है।
संदर्भ:लुईस, गेरेंट एफ।, और ल्यूक ए बार्न्स। ' द वन-वे स्पीड ऑफ़ लाइट एंड द मिल्ने यूनिवर्स। 'arXiv प्रीप्रिंटarXiv: 2012.12037 (2020)।