श्रेय: अज्ञात कलाकार, सार्वजनिक डोमेन
'क्या फैलाव गणना सही है' कूद समन्वयक आपसे पूछता है कि वह आपके डेस्क पर पहुंचता है। आप अपने सामने कुछ कागज़ों को देखते हैं जिनमें विभिन्न समीकरण होते हैं जिन्हें कुछ निश्चित मूल्यों के साथ लिखा जाता है। सुरक्षा की अपनी भावना के लिए समीकरण अधिक हैं, क्योंकि आपके सामने कंप्यूटर कंसोल वही मान प्रदर्शित करता है जो आपने परिक्रमा की है। आप जम्प कोऑर्डिनेटर की ओर देखते हैं और उत्तर देते हैं,
“संख्या ठोस हैं और यात्रा के लिए संकुचन मूल्य निर्धारित हैं। समीक्षा के लिए उनके खगोल भौतिकी विभाग के लिए हेलिओस II की एक प्रति बोर्ड पर है। उनके क्रायो-इंजीनियरों ने यह सुनिश्चित करने के लिए नैप-ट्यूबों की जांच शुरू कर दी है कि उनके संदर्भ फ्रेम में उनके पास उचित समय है।' जंप कोऑर्डिनेटर सिर हिलाता है और लूनर लॉन्च बेस ब्रावो (एलएलबी ब्रावो) के लॉन्च डायरेक्टर के पास जाता है। वह इस जानकारी को उसे देने के लिए झुक जाता है और वह अपने कंसोल की स्क्रीन को टैप करते हुए सिर हिला देती है।
'हेलिओस II, यह एलएलबी ब्रावो कमांड है,' वह कॉम में भौंकती है, 'यहां सब कुछ सफाई से जांचता है और आप एंड्रोमेडा आकाशगंगा के लिए प्रस्थान के लिए स्पष्ट हैं। सुरक्षित यात्रा करें और मानवता को गौरवान्वित करें।' जब वह कॉम बंद कर देती है तो वह जारी रहती है जैसे कि केवल उसके निकटतम लोगों के लिए, 'क्योंकि जब आप वहां पहुंचेंगे तो मानवता मौजूद नहीं होगी ...' आप गुंबददार व्यूपोर्ट को देखते हैं और एक विशाल चंद्र क्रेटर के किनारे को देखते हैं जो हेलिओस II को बंद कर देता है अंदर चुंबकीय पटरियों पर जो अवसाद के व्यास को चलाते हैं। ट्रैक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लॉन्च सिस्टम का एक हिस्सा है जो अंततः क्रेटर के कटोरे की वक्रता का अनुसरण करता है और बड़े जहाजों को उनके प्रक्षेपवक्र (और चंद्र गुरुत्वाकर्षण कुएं से बाहर) पर जहाज के बिना किसी भी ईंधन को जलाने के लिए विकसित किया गया था। आप देखते हैं कि उलटी गिनती घड़ी होलोग्राफिक रूप से गुंबद के कांच पर प्रदर्शित होती है और शून्य पर टिक जाती है और फिर गायब हो जाती है।
क्रेडिट: फ़्रीज़ो होवेलकैंप/स्टॉकट्रेक छवियां
ध्वनि के बिना, चुंबकीय ट्रैक क्रमिक रूप से अपनी ध्रुवीयता को स्थानांतरित करते हैं, हेलिओस II को क्रेटर की दीवार से ऊपर और अंतरिक्ष में एक उल्लेखनीय वेग से लॉन्च करते हैं। कुछ क्षणों के बाद, आप देखते हैं कि इंजन दूरी में प्रकाश करते हैं और जहाज रॉकेट एंड्रोमेडा में अपने नए घर की ओर बढ़ते हैं।
कमांडर की टिप्पणी तब आपको प्रभावित करती है। हाँ, स्कूल में आपने अध्ययन और परीक्षण करते समय हमेशा समय के फैलाव और लंबाई के संकुचन के विचार के साथ काम किया, लेकिन इसकी वास्तविकता अभी भी एक पंच पैक करती है; जब हेलिओस II का चालक दल अपने भविष्य के गंतव्य पर पहुँचता है, तो मानवता या तो बहुत भिन्न हो सकती है, या बिल्कुल भी मौजूद नहीं हो सकती है। वास्तविकता अपने आप में बहुत अजीब लगती है जब आप वास्तव में अध्ययन करना और लागू करना शुरू करते हैं कि यह कैसे काम करता है। यह धारणा कि एंड्रोमेडा में आने पर ब्रह्मांड में वे कुछ हज़ार मनुष्य ही एकमात्र इंसान हो सकते हैं, कम से कम कहने के लिए चौंकाने वाला है।
यह कैसे संभव है? फैलाव गणना क्या हैं और जब हमारे बहादुर यात्री एंड्रोमेडा पहुंचते हैं तो यह पृथ्वी पर हमारी प्रजातियों से कैसे जुड़ता है? यह संकुचन मूल्य क्या है जिसका उल्लेख किया गया था? ये ऐसे प्रश्न हैं जिनका उत्तर मैं इस लेख में देना चाहूँगा। इस परिचय में मैंने जो प्रदान किया है वह विशेष और सामान्य सापेक्षता के रूप में हम जो जानते हैं उसके प्रभाव पर एक मजेदार लेकिन भूतिया नज़र है।
M31 (द एंड्रोमेडा गैलेक्सी) का रंगीन दृश्य, जिसमें M32 (एक उपग्रह आकाशगंगा) नीचे बाईं ओर दिखाया गया है। क्रेडिट और कॉपीराइट: टेरी हैनकॉक।
यह, निश्चित रूप से, 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में अल्बर्ट आइंस्टीन थे जिन्होंने एक जंगली विचार को पोस्ट किया था: आइजैक न्यूटन गुरुत्वाकर्षण और अंतरिक्ष और समय की प्रकृति के बारे में गलत थे। यह अल्बर्ट आइंस्टीन भी थे जिन्होंने इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया था कि 'प्रकाश क्या है?' ये तीन चीजें जुड़ी हुई प्रतीत नहीं होती हैं, लेकिन एक बार जब आप भौतिकी का अध्ययन करना शुरू कर देते हैं (और निश्चित रूप से इस लेख को पढ़ने के बाद) तो आप मदद नहीं कर सकते हैं, लेकिन देखते हैं कि प्रकाश, समय और गुरुत्वाकर्षण आपस में जुड़े हुए हैं।
1921 में वियना में एक व्याख्यान के दौरान अल्बर्ट आइंस्टीन।
श्रेय: ऑस्ट्रिया का राष्ट्रीय पुस्तकालय/एफ श्मुत्ज़र/सार्वजनिक डोमेन
ब्रह्मांड की प्रकृति, जिस वास्तविकता में आप मौजूद हैं, उस तरह से व्यवहार करता है जो आपके द्वारा विकसित सामान्य ज्ञान की हर धारणा के खिलाफ जाता है।
आइंस्टीन की सापेक्षता की अजीब प्रकृति से निपटने के कई तरीके हैं, और उनमें से अधिकतर कठोर गणितीय उपचारों के साथ दिमागी झुकाव स्पष्टीकरण पर भरोसा करते हैं। मैं मूल विचारों को किसी ऐसी चीज़ तक पहुँचाने का प्रयास करूँगा जिसके लिए व्यापक गणित की आवश्यकता नहीं है, यह प्रदर्शित करने के तरीके के रूप में कि समय फैलाव और लंबाई संकुचन कैसे काम करता है। यह भी ध्यान देने योग्य है, मैं सामान्य सापेक्षता के उपयोग से बचूंगा ताकि ऐसे उदाहरणों के लिए आवश्यक गहन गणित के साथ पकड़ा न जाए। कहा जा रहा है कि, मैं जिन परिदृश्यों का उपयोग कर रहा हूं, वे विशेष सापेक्षता के भीतर मौजूद हैं, क्योंकि आमतौर पर यह वह जगह है जहां अधिकांश भौतिकी के छात्र पहले इन शानदार विचारों का सामना करते हैं।
चर्चा करने वाली पहली बात यह है कि आइंस्टीन ने कुछ ऐसा किया जो मुझे उपरोक्त अवधारणाओं को और समझाने में मदद करेगा। यह वही है जिसे तुल्यता सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। यह जो उबलता है वह यह कहने का एक तरीका है कि किसी का गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान उनके जड़त्वीय द्रव्यमान के समान है, और यह कि पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में द्रव्यमान पर बल एक द्रव्यमान पर बल के समान होता है संदर्भ फ्रेम, जैसे जब आप अपनी कार में त्वरक से टकराते हैं और आपको लगता है कि 'कुछ' आपको पीछे धकेलता है। यह दिखाने का तरीका है कि ये दो अलग-अलग परिदृश्य वास्तव में एक ही हैं:
सबसे पहले, हम संदर्भ के दो फ्रेमों की पहचान करते हैं जिनमें हम प्रयोग करेंगे। ये स्थितियां एक जहाज में खुली जगह और पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण बल के साथ होंगी (गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण 9.8 है)) आपके साथ जहाज में दीवार में एक गेंद और एक छोटा सा छेद है। पहले पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण का अनुभव करने वाले जहाज पर विचार करें। आप अपने आप को जहाज के फर्श पर दबा हुआ महसूस करेंगे और यदि आप गेंद को उठाकर जाने देते हैं, तो आप देखेंगे कि गेंद 9.8 की दर से फर्श पर गिर रही है।.
तुल्यता सिद्धांत के लिए चित्रण।
श्रेय: ई. ओटवेल
यदि आप इस बॉल ड्रॉप प्रयोग को जहाज में दोहराते हैं जो खुली जगह में है, तो गेंद आपके सामने बस 'फ्लोट' करेगी। आइए अब इस जहाज को 9.8 . की दर से 'ऊपर की ओर' गति देंऔर गेंद का निरीक्षण करें। जहाज ऊपर की ओर दौड़ता है और आपके पैरों से मिलता है जिससे आप फर्श पर दब जाते हैं, और यदि आप गेंद को जाने देते हैं, तो आप देखेंगे कि गेंद 'नीचे की ओर' दौड़ती है और फर्श से टकराती है, ठीक उसी तरह जैसे कि जब आपका जहाज जमीन पर था। ग्रह की सतह।
यदि न तो जहाज में कोई खिड़की थी जिससे आप यह निर्धारित नहीं कर सकते थे कि आप खुले स्थान में थे या पृथ्वी पर, तो आपके लिए अपने प्रयोगात्मक परिणामों के आधार पर दो परिदृश्यों के बीच अंतर करने का कोई तरीका नहीं होगा। इसी तरह के एक विचार को ध्यान में रखते हुए, आइंस्टीन ने दावा किया कि गुरुत्वाकर्षण और त्वरण के प्रभाव एक ही थे। गुरुत्वाकर्षण, प्रकाश और समय के बारे में हमारी समझ को आगे बढ़ाने में यह एक महत्वपूर्ण कदम था।
अब हम अपना ध्यान जहाज की दीवार के छोटे से छेद की ओर मोड़ते हैं। बाहर से, एक लेज़र से प्रकाश की एक नाड़ी छिद्र से चमकती है। जब आप खुले स्थान में होते हैं और गति नहीं कर रहे होते हैं, तो प्रकाश की यह किरण पूरे जहाज में एक सीधी रेखा में यात्रा करेगी और छेद के ठीक विपरीत दीवार को प्रभावित करेगी। अब, इस जहाज को 'ऊपर की ओर' गति दें और देखें कि क्या होता है। बॉल ड्रॉप प्रयोग के दौरान जहाज 'ऊपर की ओर' तेज होने के साथ, प्रकाश की किरण दीवार के छेद में प्रवेश करती है। चूंकि फोटॉन (प्रकाश एक तरंग और एक कण दोनों है, और इन कणों को फोटॉन कहा जाता है) जो कि प्रकाश किरण बनाते हैं, पूरे जहाज में एक स्थिर वेग से यात्रा कर रहे हैं, और जहाज 'ऊपर की ओर' गति कर रहा है, दीवार पर जगह जहां फोटॉन प्रभाव नीचे की ओर गिरता हुआ दिखाई देगा, जहां छेद विपरीत दीवार पर है।
त्वरण और गुरुत्वाकर्षण के कारण प्रकाश को झुकते हुए चित्र दिखा रहा है। श्रेय: अज्ञात कलाकार, मैथ्यू गेलटा द्वारा Quora.com पर प्रतिक्रिया के रूप में पोस्ट किया गया
जहाज में आपके लिए, संदर्भ के त्वरित फ्रेम की उपस्थिति में प्रकाश नीचे की ओर झुकता हुआ प्रतीत होगा। अब याद करें कि हमने तुल्यता सिद्धांत और बॉल ड्रॉप प्रयोग के साथ क्या स्थापित किया है। खुले स्थान में जहाज में कोई व्यक्ति 9.8 . की दर से ऊपर की ओर गति कर रहा हैपृथ्वी की सतह पर स्थिर किसी व्यक्ति के समान भौतिकी का अनुभव होगा। तो इसका मतलब यह होगा कि यदि आप खुले स्थान में तेजी से बढ़ रहे जहाज में प्रकाश को झुकते हुए देखते हैं, तो आपको पृथ्वी की सतह पर मौजूद जहाज में प्रकाश के झुकने का भी निरीक्षण करना चाहिए। लेकिन क्या ये सच है? क्या गुरुत्वाकर्षण पिंड की उपस्थिति में प्रकाश वास्तव में झुकता है? संक्षिप्त उत्तर हां है, लेकिन यह स्थापित करने के लिए कि हमें पहले स्थान और समय पर चर्चा क्यों करनी चाहिए, और वे कैसे घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं।
आइंस्टीन वास्तव में अपने समय से परे एक व्यक्ति थे; उसका दिमाग ज्ञात से बाहर निकलने और किसी और के पास जो कुछ भी नहीं था उसकी कल्पना करने में सक्षम था। वह इस विचार पर पहुंचे कि अंतरिक्ष और समय जुड़े हुए हैं (हरमन मिंकोव्स्की, एक शानदार गणितज्ञ और आइंस्टीन के पूर्व प्रोफेसरों में से एक, अंतरिक्ष और समय को एक साथ ज्यामितीय रूप से जोड़ने वाले पहले व्यक्ति थे और इसे स्पेसटाइम कहा जाता था, जिसे बाद में आइंस्टीन ने अपने सिद्धांत को पूरा करने के लिए इस्तेमाल किया) और कि इसका ताना-बाना वही है जो हम गुरुत्वाकर्षण के रूप में मापते हैं। लेकिन इस अद्भुत खोज को समझने में मदद करने के लिए हम इसकी कल्पना कैसे कर सकते हैं? सबसे उपयोगी तरीका है कि मैं स्पेसटाइम की कल्पना करता हूं और यह कैसे इस तरह से इंटरैक्ट करता है जैसे कि प्रकाश का झुकाव पैदा करना अभी तक एक और विचार प्रयोग के साथ है। हमें एक बड़ी, गोलाकार रबर शीट (ट्रैम्पोलिन की तरह), एक भारी गेंद, एक संगमरमर और एक दोस्त की आवश्यकता होगी। अब, कल्पना कीजिए कि रबड़ की शीट किनारों पर कस कर खींची गई है; यह स्पेसटाइम है। उस पर कुछ भी बिना, यह सपाट है। क्या आपका मित्र आपके सामने खड़ा है और फिर संगमरमर को ले जाकर उनकी ओर घुमाओ; एक फोटॉन का प्रतिनिधित्व करने वाला संगमरमर। आपका मित्र जो देखता है वह एक सीधी रेखा में मार्बल लुढ़कता है।
अब, भारी गेंद को शीट के बीच में रखें; गेंद पृथ्वी या सूर्य की तरह एक विशाल पिंड है। आप और आपका मित्र जो देखते हैं वह यह है कि गेंद नीचे चादर में गिर रही है और एक प्रकार का कुआं बना रही है; यह वही है जिसे हम गुरुत्वाकर्षण के रूप में अनुभव करते हैं!
रबर शीट पर गेंदों के साथ गुरुत्वाकर्षण का प्रदर्शन।
क्रेडिट: स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी।
चलिए फिर से अपने दोस्त को मार्बल रोल करते हैं, इस समय को छोड़कर जब गेंद शीट को घुमाती है। यदि आप संगमरमर को पर्याप्त तेजी से रोल करते हैं, तो यह कुएं में डुबकी लगाएगा, आंतरिक कुएं की दीवार के चारों ओर थोड़ा सा रोल करेगा, और फिर कुएं से ऊपर और बाहर निकल जाएगा। इस पर निर्भर करता है कि आपने संगमरमर को कितनी तेजी से लुढ़काया है, या कुआँ कितना गहरा है, यह प्रभावित करेगा कि संगमरमर दूसरी तरफ कहाँ से निकलता है। आपका मित्र यह देखेगा कि आपने प्रारंभ में संगमरमर को कहाँ लुढ़काया था, लेकिन जहाँ यह कुएँ से बाहर निकलता है वह आवश्यक रूप से आपके खड़े होने के विपरीत नहीं होगा। संगमरमर एक नए प्रक्षेपवक्र पर विक्षेपित हो जाएगा। इस दृश्य को ध्यान में रखते हुए, अब आप कुछ हद तक समझ सकते हैं कि गुरुत्वाकर्षण की उपस्थिति में प्रकाश कैसे झुकता हुआ दिखाई देगा! प्रकाश के लिए, यह एक सीधी रेखा में यात्रा कर रहा है, लेकिन यदि स्पेसटाइम स्वयं घुमावदार है तो प्रकाश उस वक्रता का अनुसरण करेगा।
अच्छी तरह से गुरुत्वाकर्षण के कारण प्रकाश झुकना।
श्रेय: भौतिकी स्टैक एक्सचेंज
आप पूछ सकते हैं, 'लेकिन हम पृथ्वी पर प्रकाश के इस झुकाव को कैसे नहीं देख सकते हैं? पृथ्वी बहुत बड़ी है और इसलिए प्रकाश हमारे चारों ओर झुकना चाहिए!' खैर, वास्तव में यह करता है। लेकिन यह इतना छोटा विचलन है कि इस पर किसी का ध्यान नहीं जाता। शीट के साथ प्रस्तुत परिदृश्य पर विचार करें: संगमरमर कितनी तेजी से लुढ़क रहा था, या कुआं कितना गहरा था, इस पर निर्भर करते हुए, यह निर्धारित करेगा कि संगमरमर कुएं से बाहर निकलता है। वास्तव में, प्रकाश बहुत तेजी से यात्रा कर रहा है, और यह मान सभी पर्यवेक्षकों के लिए निश्चित है (कुछ हम जल्द ही कवर करेंगे)। अर्थ यह है कि केवल एक चीज जो यह निर्धारित करती है कि एक पर्यवेक्षक (आपके मित्र की तरह) द्वारा देखा गया प्रकाश कितना विक्षेपित है, यह स्पेसटाइम में कितना गहरा है (जिसे गुरुत्वाकर्षण कुआं कहा जाता है) जिससे प्रकाश इंटरैक्ट करता है। चूंकि प्रकाश बहुत तेज है, इसलिए इस वक्रता को नोटिस करने के लिए आपको एक अविश्वसनीय रूप से गहरे गुरुत्वाकर्षण कुएं की आवश्यकता होगी।
यह ठीक वही है जो आइंस्टीन को तब पता था जब उन्होंने इस विचार को रखा था। वह जानता था कि उस समय उसके पास उपलब्ध तकनीक के साथ प्रकाश मोड़ देखने में सक्षम होने के लिए उसे पृथ्वी की तुलना में बहुत अधिक द्रव्यमान की आवश्यकता होगी। उन्होंने स्वीकार किया कि हमारे सूर्य के पास इतना पर्याप्त द्रव्यमान होगा कि वह इतना गहरा गुरुत्व उत्पन्न कर सके कि प्रकाश का ध्यान देने योग्य विक्षेपण हो सके। और मापी जाने वाली रोशनी की आपूर्ति क्या होगी? दूर के सितारे। लेकिन वास्तव में सूर्य के चारों ओर तारों की छवि बनाने का एकमात्र तरीका पूर्ण सूर्य ग्रहण था। इसके लिए उन्होंने खगोलशास्त्री सर आर्थर एडिंगटन का रुख किया। आइंस्टीन अपने सिद्धांत की भविष्यवाणी और एडिंगटन के लिए वांछित प्रयोगात्मक परीक्षण दोनों को कैसे प्राप्त करने में सक्षम थे, इसकी कहानी अपने आप में उल्लेखनीय थी क्योंकि इस समय के दौरान विश्व युद्ध 1 पूरे जोरों पर था।
सर आर्थर स्टेनली एडिंगटन क्रेडिट: विकिमीडिया कॉमन्स
वह और एडिंगटन दोनों युद्ध (क्रमशः जर्मनी और इंग्लैंड) में प्रतिद्वंद्वी राष्ट्रों में रह रहे थे, जिसका अर्थ है कि दोनों के बीच सीधे संचार असंभव था, एडिंगटन ने अपने कट्टर देशभक्त सहयोगियों और सरकार को एक परीक्षण के लिए एक अभियान को निधि देने के लिए मनाने की कोशिश करने का उल्लेख नहीं किया। दुश्मन ”सिद्धांत। हालांकि, अंत में, आइंस्टीन और एडिंगटन दोनों के अंतर्राष्ट्रीयवादी और शांतिवादी आदर्श प्रबल हुए, और एडिंगटन आइंस्टीन के दावे को साबित करने के लिए आवश्यक प्रयोग करने में सक्षम थे।
इस प्रयोग के लिए सूर्य के द्रव्यमान को हमारे दृष्टिकोण से सूर्य के बहुत करीब से गुजरने वाले तारे के प्रकाश के दृश्य विक्षेपण को दिखाने की आवश्यकता थी और ऐसा करने का एकमात्र तरीका पूर्ण सूर्य ग्रहण था। ग्रहण तंत्र केवल सूर्य से प्रकाश को अवरुद्ध करने के लिए था ताकि एडिंगटन को सूर्य के चारों ओर सितारों की तस्वीरें मिल सकें ताकि यह देखा जा सके कि अंतरिक्ष समय के युद्ध के कारण सूर्य के द्रव्यमान ने अपनी स्पष्ट स्थिति बदल दी है या नहीं।
1919 के ग्रहण के दौरान एडिंगटन द्वारा देखे गए तारे के प्रकाश का झुकना।
क्रेडिट: डिस्कवर मैगज़ीन, जीएफएससी/नासा
यह प्रयोग सफल रहा कि एडिंगटन एंड कंपनी ने देखा कि जो तारे सूर्य के बहुत करीब दिखाई देते हैं, उनकी स्पष्ट स्थिति आइंस्टीन की गणना द्वारा अनुमानित राशि से स्थानांतरित हो जाती है, इस प्रकार यह पुष्टि करता है कि गुरुत्वाकर्षण वास्तव में प्रकाश को मोड़ता है। गुरुत्वाकर्षण और प्रकाश कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, इस बारे में आइंस्टीन अपने विचार में सही थे।
गुरुत्वाकर्षण और अंतरिक्ष-समय पर आइंस्टीन के दृष्टिकोण की कल्पना करने का एक तरीका प्रदान करने के बाद, हम इस लेख की शुरुआत में अपने भविष्य के परिदृश्य से संबंधित मूल प्रश्नों को प्राप्त कर सकते हैं। मैंने फैलाव गणना और संकुचन मूल्यों के बारे में बात की। स्पष्ट प्रश्न है, 'क्या समय और स्थान वास्तव में फैलता और सिकुड़ता है?' यह सब उस अवलोकन से उपजा है जो भौतिकी की दुनिया में मौजूद था जिसे आइंस्टीन ने समेटने के लिए सोचा था। 1900 की शुरुआत तक, भौतिकी में दो बहुत बड़े विचारों का बोलबाला था। ये विचार आइजैक न्यूटन और जेम्स मैक्सवेल से आए थे।
गॉडफ्रे नेलर का 46 साल की उम्र में आइजैक न्यूटन का 1689 का चित्र।
क्रेडिट: आइजैक न्यूटन संस्थान
आइजैक न्यूटन ने गुरुत्वाकर्षण और गति पर अपना सिद्धांत बनाते समय कहा कि समय और स्थान सभी पर्यवेक्षकों के लिए निरपेक्ष और अपरिवर्तनीय थे। अपने सेमिनल पेपर, प्रिंसिपिया मैथमैटिका की शुरुआत में, उन्होंने सभी चीजों के लिए समान रूप से गुजरने के लिए समय को परिभाषित किया और अनिवार्य रूप से इसे मापने के सभी तरीकों के लिए अपरिवर्तनीय होना। इसी तरह, उन्होंने अंतरिक्ष को अचल और अपरिवर्तनीय होने के लिए भी परिभाषित किया; के खिलाफ पदों को मापने के लिए एक निरपेक्ष। बड़े पैमाने पर पिंडों ने गुरुत्वाकर्षण के साथ कैसे बातचीत की, इसके लिए उनके गणितीय उपचार का निर्माण करते समय ये महत्वपूर्ण परिभाषाएँ थीं।
जेम्स मैक्सवेल, जिन्हें अक्सर विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत के पिता के रूप में जाना जाता है और अब तक जीवित रहने वाले सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक दार्शनिकों में से एक, ने गणितीय ढांचा विकसित किया जो वर्णन करता है कि बिजली और चुंबकत्व कैसे व्यवहार करता है। उनके दृष्टिकोण में इन दोनों भौतिक प्रणालियों को उन क्षेत्रों का उपयोग करके मॉडलिंग करना शामिल था जो एक दूसरे के साथ आंतरिक तरीके से बातचीत करते थे, यह दिखाते हुए कि वे दोनों एक ही प्रक्रिया का हिस्सा थे। इन अंतःक्रियाओं के उत्पादों में से एक कुछ ऐसा था जिसे उन्होंने विद्युत चुम्बकीय तरंगें कहा, और उनका अध्ययन करने में उन्होंने कुछ आश्चर्यजनक खोज की। इन तरंगों का वेग ठीक वैसा ही था जैसा हमने प्रकाश की गति को मापा: लगभग 300,000,000(671 मिलियन मील प्रति घंटे)। यह कोई संयोग नहीं था, और बाद में उन्होंने साबित किया कि प्रकाश स्वयं एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है। उनके गणितीय नियमों के काम करने का एक जिज्ञासु परिणाम यह दर्शाता है कि प्रकाश सापेक्ष गति की परवाह किए बिना केवल एक गति से यात्रा करता है। उनके गणित ने अंततः जो आश्चर्यजनक अहसास किया, वह यह था कि भले ही कोई किसी और के सापेक्ष आगे बढ़ रहा हो और प्रकाश उत्सर्जित कर रहा हो, दोनों लोग उस प्रकाश को समान गति के रूप में मापेंगे, जिसका अर्थ है कि आप प्रकाश को 'तेज' नहीं देख पाएंगे क्योंकि उक्त प्रकाश उत्सर्जित करते हुए कोई आपसे तेज गति से आगे बढ़ रहा था।
जेम्स क्लर्क मैक्सवेल
क्रेडिट: पब्लिक डोमेन
यह न्यूटनियन भौतिकी के साथ एक सीधा विरोधाभास था जिसमें कहा गया था कि वस्तुओं के वेगों को उनकी सापेक्ष गति के आधार पर जोड़ा और घटाया जा रहा है। इन दो प्रमुख सिद्धांतों के बीच इस विसंगति के ज्ञात होने के बावजूद, दोनों में सामंजस्य स्थापित करने, या एक को विजेता घोषित करने और दूसरे को पराजित करने के लिए एक तरीका निकालने के लिए एक प्रतिभा की आवश्यकता होगी। इन दो सिद्धांतों के बीच के मुद्दे को स्पष्ट करने के लिए, मैं आइंस्टीन द्वारा विकसित एक विचार प्रयोग का उपयोग करूंगा और विशेष सापेक्षता का वर्णन करने वाले उनके काम में सचित्र होगा।
दो दोस्तों की कल्पना कीजिए, एक का नाम X और दूसरे का Y। Y एक ट्रेन स्टेशन पर गरज के साथ खड़ा है और X ट्रेन में है। ट्रेन तेज गति से स्टेशन के पास आती है, और जैसे ही वह गुजर रही है, दो बिजली के बोल्ट जमीन से टकराते हैं, एक चलती ट्रेन के सामने और दूसरा उसके पीछे (बोल्ट ए और बी क्रमशः)। ये हमले उस क्षण के साथ मेल खाते हैं जब Y और X दोनों एक दूसरे के सामने होते हैं। Y के दृष्टिकोण से, दोनों बिजली के बोल्ट A और B एक ही समय में जमीन से टकराए; समान दूरी तय करने वाले प्रत्येक बोल्ट से प्रकाश एक साथ Y तक पहुंचता है। लेकिन ट्रेन में, एक्स बोल्ट ए की ओर बढ़ रहा है और बोल्ट बी से दूर है। जैसे, बोल्ट ए से प्रकाश की यात्रा करने के लिए कम दूरी है और बोल्ट बी से प्रकाश की यात्रा करने के लिए लंबी दूरी है। इसलिए, X अलग-अलग समय पर बोल्टों को टकराते हुए देखता है। तो कौन सा है? क्या बिजली के बोल्ट एक ही समय में या अलग-अलग समय पर जमीन से टकराए थे?
बिजली और ट्रेन के विचार प्रयोग को दर्शाने वाला चित्रण।
साभार: अज्ञात कलाकार
इस पर ध्यान से विचार करें; हमारे दो परस्पर विरोधी अभिधारणाएं हैं कि समय और स्थान निरपेक्ष (न्यूटन) हैं, और यह कि प्रकाश की गति सापेक्ष गति (मैक्सवेल) की परवाह किए बिना सभी पर्यवेक्षकों के लिए समान गति है। Y दोनों बिजली के बोल्टों के एक साथ होने के समय को मापेगा, क्योंकि उनके हिट होने का समय उनकी घड़ी पर एक विशिष्ट समय पर होगा, जैसे कि शाम 4 बजे और 10 सेकंड। यदि समय और स्थान निरपेक्ष हैं, तो X को बिजली के बोल्ट स्ट्राइक को भी मापना चाहिए क्योंकि दोनों शाम 4 बजे और 10 सेकंड में होते हैं। लेकिन अगर गति की परवाह किए बिना सभी पर्यवेक्षकों के लिए प्रकाश की गति एक निश्चित मान है, तो एक्स को पहले बोल्ट ए स्ट्राइक देखना होगा, जैसे कि 4 बजे और 9 सेकेंड पर, और फिर 4 बजे और 11 सेकेंड पर बोल्ट बी स्ट्राइक दूसरी बार देखना होगा। X के लिए एक ही समय में दोनों बोल्टों का मापन करने के लिए, बोल्ट B के प्रकाश को एक ही समय में X की स्थिति तक पहुँचने के लिए बोल्ट A के प्रकाश की तुलना में तेज़ी से यात्रा करनी होगी। न्यूटन की इस अभिधारणा को बनाए रखने के लिए कि सभी संदर्भ फ्रेमों के लिए समय और स्थान निरपेक्ष हैं, प्रकाश की गति अलग-अलग होनी चाहिए। लेकिन अगर मैक्सवेल की खोज के लिए प्रकाश की गति निश्चित है और सभी संदर्भ फ़्रेमों के लिए समान है, तो इसका मतलब यह होना चाहिए कि समय और स्थान अलग-अलग होना चाहिए।
तो यह टाइटैनिक लड़ाई कौन जीतता है, न्यूटन या मैक्सवेल? इसका उत्तर देने के लिए, आइंस्टीन ने कुछ प्रस्तावित किया (और बाद में साबित किया) जिसे उन्होंने एक साथ सापेक्षता कहा। प्रकाश की गति नियत होने के कारण दोनों प्रेक्षक अपने संदर्भ के फ्रेम में सही थे। Y ने देखा कि बोल्ट एक ही समय में जमीन से टकराते हैं क्योंकि प्रकाश एक निर्धारित वेग पर एक अपरिवर्तनीय दूरी पर Y की स्थिति की यात्रा करता है। हालाँकि, X के दृष्टिकोण से, Y के संबंध में X की गति के कारण बोल्ट अलग-अलग समय पर टकराते हैं। बोल्ट A से प्रकाश पहले X तक पहुँचता है क्योंकि X (ट्रेन) का संदर्भ फ्रेम उस बोल्ट की ओर बढ़ रहा था, और बोल्ट बी से दूर जा रहा है, इस प्रकार बी दूसरे स्थान पर है।
स्विट्जरलैंड के बर्न में यह घंटाघर है जिसने शायद समय की प्रकृति पर आइंस्टीन के विचारों को प्रभावित किया।
क्रेडिट: पब्लिक डोमेन
समकालिकता की सापेक्षता ने दिखाया कि संदर्भ के विभिन्न फ्रेमों का अपना, समय और स्थान का स्वतंत्र माप होता है। संदर्भ के एक फ्रेम में एक साथ होने वाली घटनाएं जरूरी नहीं कि दूसरे में एक साथ हों, चर दो संदर्भ फ्रेम के बीच वेग होने के साथ। यह इस तरह से था कि आइंस्टीन ने दिखाया कि प्रकाश की गति के लिए मैक्सवेल के गणितीय परिणाम (यह सापेक्ष गति की परवाह किए बिना सभी पर्यवेक्षकों के लिए समान है) सही था, और यह कि समय और स्थान का माप अलग-अलग पर्यवेक्षकों के लिए उनके सापेक्ष के आधार पर भिन्न होना चाहिए। एक दूसरे को गति। न्यूटन गिरा दिया गया था।
आइंस्टीन ने अपने विचारों को गणितीय रूप से स्थिर कॉलम से समय हटाकर और संदर्भ के फ्रेम के आधार पर अलग-अलग होने की इजाजत दी, जिसमें माप हो रहे थे। उन्होंने दिखाया कि समय भिन्न हो सकता है और अब इसे पूर्ण नहीं कहा जा सकता है। इसके साथ जो आया वह यह था कि अंतरिक्ष भी अब पूर्ण नहीं था, और संदर्भ के फ्रेम के आधार पर तदनुसार भिन्न हो सकता था। स्थान और समय के इस परिवर्तन के कारण एक वस्तु अन्य वस्तुओं के सापेक्ष कितनी तेजी से आगे बढ़ रही है। संक्षेप में, आइंस्टीन ने जो किया था वह यह दर्शाता था कि ब्रह्मांड के संबंध में 'आराम पर' संदर्भ का कोई पसंदीदा फ्रेम नहीं था जिसके द्वारा सभी मापन किए जा सकते थे; प्रकाश सभी संदर्भ फ़्रेमों में एकमात्र स्थिर था, और इस प्रकार हमें प्रकाश की गति को अपरिवर्तनीय मानते हुए अपने मापन करने की आवश्यकता थी- यह स्थान और समय को अलग-अलग करने के लिए मजबूर करता है।
यह पहली बार में लेने के लिए बहुत कुछ है। बेशक, यह अभी भी मुझे कई बार भ्रमित कर सकता है और मैं एक स्नातक भौतिक विज्ञानी हूं। अंतरिक्ष और समय भिन्न होने के बारे में इन आश्चर्यजनक खुलासे से बहुत सारे विरोधाभास उत्पन्न होते हैं। हालाँकि, इन विरोधाभासों को करीब से देखने और सामान्य सापेक्षता के दायरे में ले जाने पर, जो सिद्धांत है जो स्पेसटाइम के युद्ध के बारे में पहले की सभी बातों का वर्णन करता है, आप वास्तव में देखते हैं कि ये विरोधाभास दूर हो गए हैं। फिर से याद रखें कि मास स्पेसटाइम को विकृत करता है और यह प्रकाश को प्रभावित करता है (पहले से हमारी रबर शीट और बॉलिंग बॉल परिदृश्य)। अंतरिक्ष के इस युद्ध का मतलब यह भी है कि यह समय को विकृत कर सकता है क्योंकि वे घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं।
इस विचार को हमारे दोस्तों Y और X के साथ ऊपर चर्चा की गई चलती संदर्भ फ्रेम में जोड़ने के लिए, हम द्रव्यमान और ऊर्जा को देखते हैं। मास स्पेसटाइम को विकृत करता है, और इसके माध्यम से(यह हम आइंस्टीन के भी ऋणी हैं), हम देखते हैं कि द्रव्यमान और ऊर्जा समान हैं। इसका मतलब यह है कि द्रव्यमान और ऊर्जा दोनों स्पेसटाइम के युद्ध में योगदान कर सकते हैं, या इसके प्रभाव को हम गुरुत्वाकर्षण कहते हैं। जब एक विशाल पिंड गति करता है तो उसे ऊर्जा प्राप्त होती है; जितनी तेजी से आप इसे तेज करते हैं, उतनी ही अधिक ऊर्जा प्राप्त होती है। इसलिए, यह त्वरण स्पेसटाइम के ताना-बाना को जोड़ता है।
द्रव्यमान की उपस्थिति में 3 आयामी स्पेसटाइम युद्धपोत का कलात्मक प्रतिपादन।
स्पेसटाइम का ताना-बाना वह है जो हमारे द्वारा चर्चा किए गए सापेक्षतावादी प्रभावों का कारण बनता है (समय और स्थान अलग-अलग, और प्रकाश विक्षेपण) ये अवधारणाएं सभी जुड़ी हुई हैं और चर्चा करने के लिए काफी जटिल विषय हैं। स्पेसटाइम को गति देने की वास्तविक प्रकृति गणितीय निर्माणों और उन निर्माणों के संदर्भ के फ्रेम से संबंधित है, जिन विषयों का हम यहां प्रयास नहीं करेंगे। हालाँकि, जब आप इन विचारों (कम से कम कहने के लिए अति सरलीकृत) को विभिन्न परिदृश्यों और विरोधाभासों पर लागू करते हैं जो स्वाभाविक रूप से विशेष सापेक्षता से उत्पन्न होते हैं, तो आप सही निष्कर्ष पर पहुंचते हैं और विरोधाभास हल हो जाते हैं।
यदि यह सब आपके लिए बहुत असत्य लगता है, तो पहचानें कि गति या गुरुत्वाकर्षण के आधार पर समय और स्थान में परिवर्तन के सापेक्ष प्रभाव हमारे अधिकांश दैनिक जीवन में चलन में आते हैं। हमारे जीपीएस उपग्रह पृथ्वी की सतह से आपसे या मुझसे कहीं अधिक दूर काम करते हैं। वे भी आपकी या मेरी तुलना में बहुत तेजी से यात्रा कर रहे हैं। GPS के काम करने के लिए, उसे आपकी सटीक स्थिति, आप कहाँ जा रहे हैं, और उन दो मापदंडों के आधार पर उस यात्रा को करने में आपको कितना समय लगेगा, यह जानना होगा। इसका समय आपसे मेल खाने के लिए निर्धारित किया जाना है। यदि हम काम पर सापेक्ष प्रभाव के लिए जिम्मेदार नहीं हैं (उपग्रह की घड़ी अपने वेग और पृथ्वी से दूर होने के कारण आपकी तुलना में एक अलग दर पर टिकती है) तो आपका जीपीएस सटीक नहीं होगा और आप कभी भी वहां नहीं पहुंच पाएंगे जहां आप चाहते थे जाओ!
जीपीएस उपग्रहों को आपकी स्थिति का सटीक अनुमान लगाने के लिए स्पेसटाइम की वक्रता को ध्यान में रखना होगा।
साभार: space.com छवि क्रेडिट: NASA
इन सापेक्षिक गणनाओं को उपग्रह की प्रोग्रामिंग में लागू किया जाता है ताकि यह अनुभव किए जाने वाले समय के प्रवाह में अंतर को ध्यान में रख सके।
यह हमें हमारी प्रारंभिक भविष्य की दृष्टि के साथ कहां छोड़ता है? मैंने जहाज के लिए एक फैलाव गणना के बारे में बात की जो एंड्रोमेडा आकाशगंगा की ओर जा रही थी। मैंने संदर्भ के फ्रेम के आधार पर क्रायो-ट्यूब के लिए लागू किए जा रहे सही समय का उल्लेख किया। वास्तविकता की अजीब वास्तविकता को प्रदर्शित करने के लिए, हम एक सरल, आदर्श स्थिति का उपयोग करेंगे। सरलीकृत से, मेरा मतलब है कि हम विशेष सापेक्षता के नियमों के संबंध में अपना प्रश्न स्थापित करेंगे, और निम्नलिखित दो समीकरणों का उपयोग करेंगे:
लंबाई संकुचन
समय फैलाव
इसलिए, हम गति प्राप्त करने के लिए हेलिओस II के त्वरण पर विचार नहीं करेंगे, इस प्रकार आइंस्टीन के फील्ड समीकरणों द्वारा आवश्यक विशिष्टताओं से बचते हैं जो सामान्य सापेक्षता का वर्णन करते हैं।
सामान्य सापेक्षता के लिए क्षेत्र समीकरण।
क्रेडिट: पब्लिक डोमेन
लेकिन डरो मत, यह वास्तव में युवा भौतिकविदों के लिए समय और स्थान की अजीब प्रकृति को पेश करने का एक सामान्य तरीका है, और ऊपर सूचीबद्ध हमारे समीकरणों के परिणाम तब तक मान्य हैं जब तक वर्णित भौतिक स्थिति सरल (निरंतर वेग) बनी रहती है।
Helios II ने लॉन्च किया है और प्रकाश की गति के लगभग 2.9999999 . के वेग से पहुंचा है(प्रकाश की गति का लगभग 99%)। हम पृथ्वी से हेलिओस II के गंतव्य, एंड्रोमेडा तक की दूरी भी जानते हैं; लगभग 2.5 मिलियन प्रकाश वर्ष। अब हम अपने समीकरणों में जो कुछ भी जानते हैं उसे इनपुट करना शुरू कर सकते हैं। स्पष्टता के लिए, आइए समय समीकरण को तोड़ दें ताकि हम जान सकें कि प्रत्येक मान का क्या अर्थ है:
t = पृथ्वी पर लोगों द्वारा अनुभव किया गया समय
t' = हेलिओस II में अनुभव किया गया समय
v = हेलिओस II का वेग
सी = प्रकाश की गति
हम जो जानते हैं उसे देखते हुए (पृथ्वी पर अनुभव के अनुसार एंड्रोमेडा तक यात्रा में लगने वाला समय, t, और हेलिओस II की गति, v) हम अपने समय समीकरण को उस मूल्य के लिए पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं जिसकी हमें आवश्यकता है; यात्रियों को अपने संदर्भ के फ्रेम से कितने समय तक सोए रहने की आवश्यकता होगी, टी ':
अब हम t और v में प्लग इन कर सकते हैं और देख सकते हैं कि हमारा ब्रह्मांड वास्तव में कितना अजीब है। हमें जो पता चलता है, वह यह है कि भले ही पृथ्वी पर लगभग 2.5 मिलियन वर्ष बीत जाते हैं, हेलिओस II के चालक दल के लिए 655 वर्ष से थोड़ा अधिक समय बीत जाता है। आपने इसे सही पढ़ा: जहाज पर क्रायो-पॉड्स को केवल 655 वर्षों तक चालक दल को सोए रखने के लिए प्रोग्राम किया जाएगा, लेकिन फिर भी पृथ्वी पर वापस मानवता के लिए 2.5 मिलियन वर्ष से अधिक समय बीत जाएगा।
मानव अंतरिक्ष यात्रा का भविष्य हमारे विचार से भिन्न हो सकता है।
क्रेडिट: आधिकारिक स्पेसएक्स तस्वीरें, फ़्लिकर
इसे थोड़ा डूबने दो; हेलिओस II के लिए केवल कुछ सदियों का समय उस समय से आधे से अधिक होगा जब पूरी पृथ्वी हमारे सौर मंडल में वापस मानवता के लिए अस्तित्व में है। लेकिन चीजें और भी अजीब हो जाती हैं।
आप सोच रहे होंगे, “यदि हेलिओस II ने 25 लाख प्रकाशवर्ष की यात्रा की, तो समय कम कैसे हो सकता है? इसका मतलब होगा कि उन्हें प्रकाश की गति से भी तेज यात्रा करनी होगी!' याद रखें, समय और स्थान इस तरह से जुड़े हुए हैं कि इस तरह के अजीबोगरीब परिदृश्य सामने आते हैं। दूसरा समीकरण जिसका ऊपर उल्लेख किया गया था, लंबाई संकुचन समीकरण, अब चलन में है। स्पष्टता के लिए हम उसे भी तोड़ सकते हैं:
l = पृथ्वी से मापी गई एंड्रोमेडा आकाशगंगा से दूरी
l' = हेलिओस II की दूरी एंड्रोमेडा आकाशगंगा से वेग से मापी जाती है
v = हेलिओस II का वेग
सी = प्रकाश की गति
ज्ञात मूल्यों (एल और वी) में प्लगिंग करते समय, हम एक चौंकाने वाले निष्कर्ष पर पहुंचते हैं: हेलिओस II द्वारा तय की गई दूरी केवल 655 प्रकाश वर्ष थी। यानी प्रकाश की गति के करीब चलते हुए, उन्हें उस यात्रा को करने में 655 साल से थोड़ा अधिक समय लगता है। और हाँ, अंतरिक्ष हेलिओस II के लिए भौतिक रूप से अनुबंधित है। यह एक मापी गई घटना है जो म्यूऑन (उपपरमाण्विक कणों) का उपयोग करके भौतिक रूप से सिद्ध हो चुकी है और ऊपरी वायुमंडल में बनने के बाद वे पृथ्वी की सतह पर कैसे पहुंचते हैं।
जैसा कि इस लेख के शीर्षक से पता चलता है, वास्तविकता बहुत अजीब है। यह हमें कुछ दार्शनिक अटकलों की ओर भी ले जाता है। आइए कल्पना करें कि हमारे पास भविष्य के जहाज को प्रकाश की गति (भौतिक बाधाओं को अनदेखा करते हुए) 99.99999% तक तेज करने की तकनीक है।
एंड्रोमेडा जैसे दूर के स्थानों की यात्रा के दिलचस्प परिणाम हो सकते हैं।
क्रेडिट: नासा
वास्तव में, आइए हम यह भी मान लें कि हमारे पास प्रकाश की गति को स्पर्शोन्मुख रूप से देखने की क्षमता है। आप जो पाते हैं वह यह है कि जैसे-जैसे जहाज प्रकाश की गति के करीब पहुंचता है, उस पर अनुभव किया गया समय छोटा और छोटा होता जाता है। 655 वर्ष। 25 साल। 1 वर्ष। 1 महीना। 1 दिन। 1 सेकेंड। पृथ्वी पर किसी के दृष्टिकोण से, कम से कम 2.5 मिलियन वर्ष बीतने चाहिए जब तक कि हमारा सबसे तेज जहाज एंड्रोमेडा आकाशगंगा में नहीं आता। लेकिन जहाज पर, यह जितनी तेजी से जाएगा, हमारे पृथ्वी-बद्ध पर्यवेक्षक के अनुसार धीमा और धीमा समय आगे बढ़ेगा।
इस परिप्रेक्ष्य को अब जहाज पर किसी के लिए पलटें। उनके लिए, समय वैसे ही चल रहा है जैसे उसे चलना चाहिए; उनकी घड़ियां सामान्य रूप से टिक रही हैं, उनकी जैविक प्रक्रियाएं ठीक से काम कर रही हैं, और फिल्मों की लंबाई वैसी ही होगी जैसे कि वे पृथ्वी पर स्थिर हों। लेकिन उनके लिए, ब्रह्मांड स्वयं आकार में सिकुड़ गया है (कम से कम उनसे आगे)। उनका जहाज जितनी तेजी से ब्रह्मांड से होकर गुजरता है, ब्रह्मांड के माध्यम से उनकी यात्रा उतनी ही कम होती जाती है। 655 प्रकाश वर्ष। 25 प्रकाश वर्ष। 1 प्रकाश वर्ष। 100 मील। 10 मील। 1 मील। जहाज पर हमारे चालक दल के लिए, ब्रह्मांड ही उनके सामने ढहता हुआ प्रतीत होता है।
अभी तक मेरे साथ है?
अब, एक पल के लिए कल्पना करें कि आप प्रकाश पुंज की सवारी कर रहे हैं। आप बिग बैंग के दौरान उत्सर्जित एक फोटॉन पर स्थिर हैं। पृथ्वी पर किसी के लिए, वे आपको देखेंगे और यह निष्कर्ष निकालेंगे कि आप 13.8 बिलियन वर्षों से यात्रा कर रहे हैं, खरबों मील की यात्रा कर रहे हैं, अपनी रचना के क्षण से लेकर उस क्षण तक जब तक आप उनकी जिज्ञासु दृष्टि पर नहीं पड़े। लेकिन आपके लिए, फोटॉन के लिए, कोई समय नहीं बीता होगा।
प्रकाश की किरण के साथ सवारी।
श्रेय: प्रकाश के वीडियो सिमुलेशन का स्क्रीनशॉट, एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका, कॉन्टुनिको जेडडीएफ एंटरप्राइजेज,
जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, आप जितनी तेजी से अंतरिक्ष में आगे बढ़ते हैं, आप समय के साथ उतनी ही धीमी गति से आगे बढ़ते हैं, और आपके लिए कम जगह बन जाती है। इसलिए, प्रकाश की गति से, समय बस रुक जाता है, और अंतरिक्ष आपके सामने शून्य लंबाई तक सिकुड़ जाता है। आपके लिए, ब्रह्मांड की अवधारणा का अस्तित्व समाप्त हो जाता है, क्योंकि जिस क्षण आपका फोटॉन बनाया जाता है, उसी क्षण वह अवशोषित हो जाता है।
जब आप सापेक्षता की अवधारणाओं को सीमा तक ले जाते हैं तो यह काफी आश्चर्यजनक रहस्योद्घाटन है। बेशक, यह केवल एक सोचा हुआ प्रयोग है क्योंकि एक फोटॉन के साथ कोई समय या स्थान क्या है, इसके बारे में कोई जानकारी नहीं है, और हम कभी भी प्रकाश की गति नहीं जा सकते हैं। वास्तव में, जिस गति का मैंने पहले अपने उदाहरण में उपयोग किया था, उस तक पहुंचना काफी असंभव लगता है। लेकिन आपको यह दिखाने के लिए कि वास्तविकता कितनी अजीब है, किसी को नियमों का उपयोग उन तरीकों से करना चाहिए जो हमारे दिन-प्रतिदिन के अस्तित्व में अक्सर अनदेखी चीजों को प्रकट करते हैं।
लेकिन मेरे साथ एक पल और विचार करें। मेरे साथ अनंत के किनारे तक यात्रा करें। आइए हम अपने आप को दूर के भविष्य में रखें जहां मानवता ने इन अविश्वसनीय वेगों पर ब्रह्मांड के माध्यम से हमारे जहाजों को स्थानांतरित करने का एक तरीका निकाला है। कल्पना कीजिए कि आप हेलिओस II के चालक दल के सदस्य हैं, जो आपके क्रायो-पॉड में जमे हुए होने के 655 साल बाद जागे हुए हैं। आप अपने क्वार्टर से एलियन स्टारफील्ड को देखेंगे, सोच रहे होंगे कि पृथ्वी पर लोग क्या सोच रहे हैं। धरती। यह सोचकर आप चौंक जाते हैं कि 655 साल बीत चुके हैं। यह चिंतनीय बात है।
हबल स्पेस टेलीस्कोप।
श्रेय: स्टुअर्ट एटकिंसन
आपको याद होगा कि 1348 में यूरोप को तबाह करने वाले बुबोनिक प्लेग से 1991 में हबल टेलीस्कोप के लॉन्च होने के बीच 645 साल का समय था।
लेकिन रुकिए, आपने 655 वर्षों का अनुभव किया है; पृथ्वी पर वापस आने वाले लोगों ने लगभग 2.5 मिलियन वर्षों का अनुभव किया है। 2.5 मिलियन वर्षों की अवधि 2019 में ली गई ब्लैक होल की पहली तस्वीर को पृथ्वी पर दिखाई देने वाले मानवता के पहले ज्ञात पूर्वज (होमो हैबिलिस) के साथ अलग करती है।
2019 में ली गई ब्लैक होल की पहली वास्तविक छवि।
क्रेडिट: इवेंट होराइजन टेलीस्कोप सहयोग
यह अहसास झकझोर देने वाला है। एक तरफ शानदार वेग और अभी तक ज्ञात प्रौद्योगिकियां, यह विचार कि जैसे-जैसे हम बढ़ती गति से ब्रह्मांड में प्रवेश करते हैं, हम न केवल अपने बीच अंतरिक्ष में विशाल दूरी रखते हैं, बल्कि समय में विशाल दूरी भी रखते हैं। यदि हम निकट-प्रकाश-गति यात्रा का पता लगाते हैं, तो जो उभर कर आएगा वह मानवता की जेब होगी, इस तरह से अलग हो जाएगी कि एक दुनिया से प्रस्थान करने वाला कॉलोनी जहाज आ जाएगा और एक नई दुनिया बसाएगा, यह जानते हुए कि जिस कॉलोनी को उन्होंने पीछे छोड़ दिया है वह मौजूद नहीं हो सकता है इसे अब और जानें। हेलिओस II के लिए, पृथ्वी लंबे समय से अपनी यात्रा के बारे में भूल गई है, और इससे भी अधिक दुखद है, मानवता मनुष्य के रूप में बिल्कुल भी नहीं दिख सकती है या व्यवहार नहीं कर सकती है। मानवता अब पृथ्वी पर मौजूद नहीं हो सकती है, शायद हमारे बाद कुछ अज्ञात प्रजातियों के विकसित होने का जीवाश्म रिकॉर्ड बन गया है। पृथ्वी, जैसा कि हेलिओस II का चालक दल इसे याद करता है, चला जाएगा और चालक दल एक ऐसी प्रजाति की प्रतिध्वनि होगी जिसे लंबे समय से हमारे घर की दुनिया ने भुला दिया है।
सापेक्षता की प्रकृति, और वास्तविकता की अजीब वास्तविकता, यह दर्शाती है कि हम जितनी तेज़ी से यात्रा करते हैं, उतना ही हम खुद को एक-दूसरे से अलग कर लेंगे और ब्रह्मांड के पृष्ठभूमि शोर में फीके पड़ जाएंगे; एक ऐसी दुनिया के भटकते भूत जो अंतरिक्ष और समय में बहुत दूर मौजूद थे।
शून्य में शुरू हो रही मानवता...
साभार: बैटलस्टार विकी मीडिया