newskoseli.Com

सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्त

सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तले असमरूप गति र त्यसबाट उत्पन्न भौतिक परिघटनाहरूलाई सूत्रबद्ध गर्दछ ।

सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तको आगमन ः
सापेक्षताको सिद्धान्तको लक्ष्य सम्पूर्ण भौतिक गतिलाई सापेक्षताको धारणा अन्तर्गत ल्याउनु हो । विशेष सापेक्षताको सिद्धान्तले सम्पूर्ण समरूप गतिलाई सापेक्षताको धारणा अन्तर्गत ल्याएको थियो, जसमा प्रकाशको गति पनि सामेल थियो । तर त्यसले असमरूप गतिलाई सापेक्षताको धारणाअन्र्तगत ल्याउन सकेको थिएन । यस्तो असमरूप गतिको एउटा ज्वलन्त उदाहरण थियो–गुरुत्वाकर्षण शक्ति ।

विशेष सापेक्षताको सिद्धान्तको भव्य सफलताको बाबजुद, त्यसले गुरुत्वाकर्षण शक्तिको व्याख्या गर्न नसकेपछि आइन्स्टाइनले सन् १९०६ देखि त्यससम्बन्धी अनुसन्धान गर्न शुरु गरेका थिए । करिब १० वर्षको लामो प्रयत्नपछि उनी त्यसमा सफल भए । र आफ्नो निष्कर्षलाई उनले सन् १९१५ मा ‘सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्त’ (न्भलभचब ित्जभयचथ या च्भबितष्खष्तथ) शीर्षकमा प्रकाशित गरे ।
सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तको खोज गुरुत्वाकर्षण शक्तिलाई सापेक्षताको धारणाअन्र्तगत ल्याउनको लागि गरिएको थियो । त्यसको लागि समरूप गति जस्तै  असमरूप गतिलाई पनि सापेक्षिक सिद्ध गर्नुपथ्र्यो अथवा अर्को शब्दमा विशेष सापेक्षताको सिद्धान्तलाई विस्तार गरेर सामान्य बनाउन पर्दथ्यो । आइन्स्टाइनले त्यही गरे ।
विशेष सापेक्षताको सिद्धान्तको लागि प्रकाशको महत्वपूर्ण भूमिका भएजस्तै सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तको लागि स्थानको महत्वपूर्ण भूमिका छ । त्यसकारण यो सिद्धान्त बुझ्नका लागि सर्वप्रथम स्थानको स्वरूप जान्नु आवश्यक छ ।
शास्त्रीय यान्त्रिकीमा स्थानलाई निरपेक्ष मानिन्थ्यो । त्यहाँ यो वस्तु तथा घटनाहरूको निष्क्रिय संवाहक मात्र थियो ।
स्थान वस्तुसँग सापेक्षिक हुन्छ भन्ने धारणा सर्वप्रथम दार्शनिक तथा गणितीज्ञ रेने डेकार्टले ल्याएका थिए । र अर्का दार्शनिक तथा गणितीज्ञ गटफ्रिड लिब्निजको पनि त्यस्तै धारणा थियो । तर न्युटनको यान्त्रिक सिद्धान्तको चौतर्फी सफलताको परिणामस्वरूप यी अस्पष्ट धारणाहरू ओझेलमा परे । त्यसपछि स्थानसम्बन्धी नयाँ धारणाको लागि एउटा महान घटनाको प्रतिक्षा गर्नुप¥यो जसलाई गणितीय क्षेत्रमा कोपर्निकीय क्रान्ति मानिन्छ । त्यो हो अयुक्लिडीय ज्यामिति (ल्यल(भ्गअष्मिभबल न्भयmभतचथ) कोे खोज । जसरी खगोल विज्ञानमा कोपर्निकसको सूर्य केन्द्रित सिद्धान्तले टोलेमीको पृथ्वीकेन्द्रित सिद्धान्तलाई विस्थापन गरेको थियो, त्यसैगरी गणितमा अयुक्लिडीय ज्यामितिले, युक्लिडको ज्यामितिलाई विस्थापित गर्यो ।
अयुक्लिडिय ज्यामिति आउनुभन्दा पहिले युक्लिडीय ज्यामिति प्रचलनमा थियो । जुन प्राचिन ग्रीसका महान् गणितज्ञ युक्लिडले २००० वर्ष अगाडि स्थापित गरेका थिए । युक्लिडीय ज्यामितिले वस्तुको आकृतिको अध्ययन गर्दथ्यो । त्यसकारण त्यो वस्तुको ज्यामिति थियो । त्यसको लागि स्थानको स्वतन्त्र अस्तित्व थिएन । अथवा स्थान निष्क्रिय तत्व थियो ।
आफ्नो सटिक निगमनीय विधिको कारण युक्लिडको ज्यामिति २००० वर्षसम्म अकाट्य बनिरह्यो । तर उन्नाइसौँ शताब्दीको पूर्वाद्र्धमा एउटा नयाँ मोड आयो । गणितीय जगतमा त्यो नयाँ क्षितिजको उद्घाटन प्रसिद्ध जर्मन गणितज्ञ कार्ल गसले गरेका थिए । र, त्यसलाई निष्कर्षमा पु¥याउने काम प्रसिद्ध रुसी गणितज्ञ निकोलाइ लोबाचेभ्सकीले गरेका थिए । परिणामस्वरूप अयुक्लिडिय ज्यामितिको जन्म भयो ।
युक्लिडिय ज्यामितिको विपरित अयुक्लिडिय ज्यामितिले स्थानको आकृतिको अध्ययन गर्दछ । त्यसकारण यो स्थानको ज्यामिति हो । यसको लागि स्थानको स्वतन्त्र अस्तित्व छ र त्यसले वस्तुको गतिविधिलाई निर्धारण गर्दछ अथवा स्थान र वस्तु अन्तर्सम्बन्धित हुन्छन् ।
अयुक्लिडीय ज्यामितिको यो धारणालाई सापेक्षताको धारणासँग जोड्ने एउटा कडीको काम अर्का प्रसिद्ध जर्मन गणितज्ञ बर्नहार्ट राइम्यानको किर्तिले ग¥यो । राइम्यानको योगदानको आधारमा नै सापेक्षताको धारणालाई विशेषबाट सामान्यमा विस्तार गर्न आइन्स्टाइन सफल भएका थिए ।
यसरी सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तको निर्माण गर्नको लागि आवश्यक सामग्री गणितीय क्षेत्रबाट प्राप्त भएको थियो ।
सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्त अत्यन्त जटिल विषय हो । यसमा प्रयोगशालामा व्यवहारिक परीक्षणको सट्टा चिन्तन तथा गणितीय धारणा तथा विधिको प्रयोग गर्नुुुपर्ने हुन्छ । त्यसकारण आइन्स्टाइनले पनि यसको खोज एउटा वैचारिक प्रयोग (त्जयगनजत भहउभचष्mभलत) को माध्यमबाट गरेका थिए, त्यो प्रयोग यस्तो थियो ः
एउटा अग्लो गगनचुम्बी भवन छ, जसमा तलमाथि गर्नको लागि लिफ्टको व्यवस्था गरिएको छ । मानिलिऊँ लिफ्ट सबभन्दा माथिल्लो तल्लामा पुगेको बेला अकस्मात त्यसको डोरी चुँडियो । अब त्यो लिफ्ट तलतिर खस्न थाल्छ त्यसको गति गुरुत्वाकर्षण बलद्वारा उत्पन्न गतिसँग बराबर हुन्छ । अर्थात् त्यो ९.८ मिटर प्रतिसेकेन्डको दरले बढ्दै जान्छ तर यसरी तीव्र गतिले खसिरहेको लिफ्टको गति त्यसभित्र रहेका मानिसहरूलाई थाहा हँुदैन । त्यसैगरी उनीहरूलाई गुरुत्वाकर्षण बलको पनि अनुभूति हुँदैन । तलतिर खसिरहेको लिफ्टको गति समरूप (ग्लषयचm mयतष्यल) होइन । असमरूप गति हो । अर्थात् प्रवेग हो । जुन ९.८ मिटर प्रतिसेकेन्डको दरले बढ्दै जान्छ । यसरी लिफ्टभित्र असमरूप गति पनि सापेक्षिक बन्दछ र गुरुत्वाकर्षण बल तथा असमरूप गति (प्रवेग) समान बन्दछन् ।
यो वैचारिक प्रयोगबाट आइन्स्टाइनले गुरुत्व पिण्ड (न्चबखष्तबतष्यलब िmबकक) र जडत्व पिण्ड (क्ष्लभचतष्ब िmबकक) को बीचमा समतुलता (भ्त्रगष्खबभिलअभ) पत्ता लगाए । त्यो क्षणलाई उनले आफ्नो जीवनको सर्वाधिक सुखद क्षण भनेका छन्, किनभने त्यसले सापेक्षताको धारणालाई विशेषबाट सामान्यमा विस्तार गर्न ढोका खोलेको थियो ।
सामान्य सापेक्षताका नियमहरू ः
सापेक्षताको विशेष सिद्धान्तजस्तै सामान्य सिद्धान्त पनि दुई नियमहरूम आधारित छन् । ती नियमहरू हुन्ः पहिलो गुरुत्व पिण्ड र जडत्व पिण्डको समतुलताको नियम र गुरुत्वाकर्षण बल र असमरूप गतिको समतुल्यताको नियम ।
गुरुत्व पिण्ड र जडत्व पिण्डको समतुलताको नियमः
यो नियमले के बताउँछ भने गुरुत्व पिण्ड र जडत्व पिण्ड एउटै कुरा हो । त्यसकारण गुरुत्व कुनै बल होइन । यो त जडत्वबाट एउटा उत्पन्न प्रभाव मात्र हो । गुरुत्व बल वस्तुको जडत्व गुणबाटै उत्पन्न हुन्छ । उदाहरणको लागि सिधामार्गमा गुडिरहेको गाडी मोडमा मोडिँदा अकस्मात त्यसमा एउटा स्पर्शरेखिय बल (त्बलनभलतष्ब िायचअभ) उत्पन्न हुन्छ र त्यो गाडी बाहिरतिर ढल्किन्छ । गाडीभित्र बसिरहेका मानिसहरूलाई बाहिरबाट कुनै बलले तानेको अनुभूति हुन्छ, त्यही स्पर्शरेखिय बल नै गुरुत्व बल हो, जुन गुडिरहेको गाडीको जडत्वबाट उत्पन्न हुन्छ ।
गुरुत्वाकर्षण बल र असमरूप गतिको समतुल्यताको नियमः
यो नियमअनुसार गुरुत्व बल र असमरूप गति समान कुरा हुन् । त्यसकारण असमरूप गतिले गुरुत्व बललाई शुन्य बनाउँदछ । उदाहरणको लागि डोरी चुँडिएर तलतिर खसिरहेको लिफ्टमा गुरुत्व बलको अनुभूति हुँदैन । लिफ्टको असमरूप गतिले गुरुत्व बललाई शुन्य बनाइदिन्छ । त्यसैगरी असमरूप गतिबाट गुरुत्व बल पनि उत्पन्न हुन्छ ।
यी दुई नियमहरूको आधारमा सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्त निर्माण भएको छ, जसलाई यसरी व्यक्त गर्न सकिन्छः– प्रकृतिका नियमहरू सबै निर्देशतन्त्रहरूमा (समरूप गति र असमरूप गति दुवैमा) समान हुन्छन् ।
सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तका परिणामहरूः
सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तलाई वैज्ञानिकहरूले मानव बुद्धिको महान् उपलब्धि मानेका छन् । यो सिद्धान्तबाट अत्यन्तै आश्चर्यजनक तथा युगान्तकारी परिणामहरू आएका छन् । तिनीहरूमध्ये केहीको वर्णन यहाँ गरिएको छ ।
प्रकाश बाङ्गिनुः
सामान्यतया प्रकाश सिधा रेखामा हिँड्दछ तर माध्यम परिवर्तन भयो भने प्रकाशको गति परिवर्तन हुन्छ । र त्यो बाङ्गिन्छ । शुन्य स्थानमा प्रकाशको गति समान र उच्चतम हुन्छ र त्यो सदा सिधा रेखामा हिँड्दछ ।
सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तको खोजपछि आइन्स्टाइनले सूर्यको वरिपरि प्रकाश बाङ्गिन्छ भन्ने परिकल्पना अगाडि ल्याए । त्यसको कारण के थियो भने सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तअनुसार पदार्थको उपस्थितिमा स्थान बक्र बन्दछ । फलस्वरूप सूर्यको उपस्थितिमा त्यसको वरिपरि स्थान बक्र बनेको हुन्छ र ग्रहहरू बक्र मार्गमा हिँड्दा सूर्यको वरिपरि घुम्न पुग्दछन् । त्यसै गरी त्यहाँ प्रकाशको मार्ग पनि बक्र बन्दछ र प्रकाश बाङ्गिन्छ ।
    तर यो परिकल्पनाको परीक्षण गर्नको लागि पूर्ण सूर्य ग्रहण, खग्रास सूर्य ग्रहण हुनुपर्दथ्यो । यदि सूर्यको वरिपरि प्रकाश बाङ्गिन्छ भने प्रकाश सिधा रेखामा हिँड्दा  सूर्यले छेकिने गरी रहेका ताराहरू पृथ्वीबाट देखिन्छन् । दिनमा तारा नदेखिने हुँदा यस्तो परीक्षण गर्नको लागि सूर्य ग्रहणको आवश्यकता पर्दछ । अन्ततः त्यो दिन पनि आयो ।
 सन् १९१९ को मे २९ मा पूर्ण सूर्यग्रहण लाग्दै थियो त्यो दृश्य दक्षिण अमेरिका र अफ्रिकाबाट देखिन्थ्यो । वैज्ञानिकहरूले त्यो अवसरको उपयोग गरेर आइन्स्टाइनको निष्कर्षलाई परीक्षण गर्ने योजना बनाए र बेलायतका प्रसिद्ध खगोलशास्त्री आर्थर एडिङ्गटनको नेतृत्वमा वैज्ञानिकहरूको एउटा अन्तर्राष्ट्रिय टोली निर्माण भयो । मौसमले समस्या पार्न सक्छ भनेर त्यो टोलीलाई दुई समुहहरूमा विभाजन गरियो र एउटा समुह दक्षिण अमेरिका र अर्को समुह अफ्रिका गयो । दुवै समूहहरूले आफ्नो काम सम्पन्न गरे र प्राप्त परिणामहरूलाई सन् १९१९ को ६ नोभेम्बरको दिन बेलायतको रोयल सोसाइटीमा एउटा भव्य समारोहबीच प्रस्तुत गरियो । त्यसको भोलीपल्ट प्रसिद्ध टाइम पत्रिकाले यस्ता शिर्षकहरूमा समाचार छाप्योः ‘विज्ञानमा क्रान्ति’, ‘ब्रह्माण्डको नयाँ सिद्धान्त’, ‘न्युटनको सिद्धान्त विस्थापित’, ‘आइन्स्टाइनको विजय’ आदि इत्यादि ।
    यसरी प्रकाश बाङ्गिन्छ भन्ने आइन्स्टाइनको सिद्धान्त प्रमाणित भयो ।
विस्तारशील ब्रह्माण्ड
सापेक्षताको सामानय सिद्धान्तको अर्को महत्वपूर्ण परिणम ब्रह्माण्ड विस्तारशील छ अथवा ब्रह्माण्ड निरन्तर फैलिरहेको छ भन्ने धारणा हो । यो सिद्धान्तको आगमनभन्दा पहिले ब्रह्माण्ड स्थिर छ र यसको आकार तथा परिमाणमा कुनै परिवर्तन हुँदैन भन्ने मान्यता रहेको थियो । तर आइन्स्टाइनले आफ्नो सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तको आधारमा यो ब्रह्माण्ड गतिशील छ र निरनतर फैलिरहेको छ भन्ने धारणा अगाडि सारे ।
यो धारणाको पुुुुुुष्टि पनि खगोलशास्त्रीहरूको अनुसन्धानबाट भयो । सन् १९२९ मा प्रसिद्ध अमेरिकी खगोलशास्त्री एड्विन हब्सलले आफ्नो अबलोकनमा ब्रह्माण्ड विस्तारशील छ भन्ने तथ्य भेट्टाए । त्यसलाई उनले आफ्नो प्रसिद्ध सूत्र  ख् .ज्य ह म द्वारा व्यक्त गरेका छन् । जसलाई हब्बलको नियम भनिन्छ । ब्रह्माण्ड फैलिरहेको छ भन्ने कुराको ‘डप्पलर इफेक्ट’ लाई बनाइएको छ, जसको खोज प्रसिद्ध अस्ट्रियाली वैज्ञानिक क्रिस्चियन डप्पलरले गरेका थिए ।
‘डप्पलर इफेक्ट’ भनेको ब्रह्माण्डको कुनै वस्तुबाट आएको प्रकाशको वर्णपट रातोतिर सरिरहेको छ अथवा निलोतिर सरिरहेको छ भन्ने आधारमा त्यो वस्तु पृथ्वीबाट टाढा गइरहेको छ अथवा नजिक आइरहेको छ भन्ने तथ्य निर्धारण गर्ने प्रकृया हो । यस आधारमा हेर्दा अहिले ब्रह्माण्डको हरेक वस्तुबाट आएको प्रकाशको वर्णपट रातोतिर सरिरहेको पाइएको छ । रातोतिर सर्नुको अर्थ हरेक वस्तु पृथ्वीकाट टाढा गइरहेको छ भन्ने हुन्छ । र यसरी पृथ्वीबाट टाढा गइरहेको छ भन्नुको अर्थ ब्रह्माण्ड फैलिरहेको छ भन्ने हुन्छ ।
‘बिग ब्याङ्ग’ र ‘ब्ल्याक होल’
यो ब्रह्माण्डको उत्पत्ति कसरी भयो र यसको अन्त्य कसरी हुन्छ भन्ने प्रश्नको उत्तरमा वैज्ञानिकहरूले ‘बिग ब्याङ्ग’ र ‘ब्ल्याक होल’ को परिकल्पना प्रस्तुत गरेका छन् । यी परिकल्पना सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तको आधारमा आएका हुन् । सन् १९२० को दशकमा रुसी गणितज्ञ अलेक्जेण्डर फ्राइडम्यान र बेल्जियमका पादरी जर्जेज लामेतरले अलग–अलग रूपमा ‘बिगब्याङ्ग’को प्रारूपा (मोडेल) प्रस्तुत गरे । उनीहरूले प्रस्तुत गरेका प्रारूपहरूले यो ब्रह्माण्डको उत्पत्ति एउटा महाविस्फोटबाट भएको हो भन्ने कुरा दर्शाउँदथे । तर तिनीहरूलाई स्वयं आइन्स्टाइनले महत्व दिएनन् । किनभने आफ्नो सिद्धान्तको निष्कर्षको बाबजुद उनको विश्वास स्थिर ब्रह्माण्डमै थियो । त्यसका लागि उनले ‘ब्रह्माण्डीय अचर’ (ऋयकmययिनष्अब िअयलकतबलत) को परिकल्पना गरेका थिए, जसलाई उनले पछि जीवनको सबभन्दा ठूलो गल्ती भनेका थिए ।
त्यसैगरी बिगब्याङ्गको धारणाको विरुद्धमा वैज्ञानिकहरूले अर्को स्थिर ब्रह्माण्डको धारणा पनि प्रस्तुत गरे । फलस्वरूप बिगब्याङ्गको पक्ष र विपक्षमा वैज्ञानिकहरूको बीचमा ठूलो बहस सुरु भयो । दुवै पक्षसँग ठोस प्रमाण थिएन । त्यसकारण अब ठोस प्रमाणको खोजी हुन थाल्यो । तर अन्ततः प्रमाण बिगब्याङ्गकै पक्षमा भेटियो ।
दुई अमेरिकी वैज्ञानिकहरू आर्नो पेन्जियस र रोबर्ट विल्सनले रेडियो प्रविधिको माध्यमबाट बिगब्याङ्गको लागि ठोस प्रमाण जुटाउने महत्वपूर्ण कार्य गरेका थिए । त्यो थियो, ‘कस्मिक माइक्रोवेभ ब्याकग्राउन्ड’ (ऋःद्य) को खोज । उनीहरूले यो खोज सन् १९६४ मा गरेका थिए ।
कस्मिक माइक्रोवेभ ब्याकग्राउन्ड (ऋयकmष्अ ःष्अचयधबखभ द्यबअपनचयगलम) भनेको बिगब्याङ्गबाट उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय सूक्ष्म तरंग हो, जुन ब्रह्माण्डमा छरिएर रहेको छ । त्यसकारण यो तरङ्ग बिगब्याङ्गको अवशेष हो र यसले विगतमा कुनै बेला बिगब्याङ्गको घटना घटेको थियो भन्ने कुराको संकेत गर्दछ । यसरी यो ब्रह्माण्डको उत्पत्ति (सृष्टि) बिगब्याङ्ग (महाबिस्फोट) बाट भएको थियो भन्ने तथ्यगत रूपमा प्रमाणित भएको छ ।
यो ब्रह्माण्डको उत्पत्ति बिगब्याङ्गबाट भएको थियो र अहिले यो निरन्तर विस्तारको क्रममा छ । तर यसको विस्तार एउटा निश्चित चरणमा पुगेपछि रोकिनेछ र त्यसपछि यो खुम्चिन थाल्नेछ ।
यसरी खुम्चिने क्रममा यो ब्रह्माण्ड एउटा सानो बिन्दुमा परिणत हुनेछ, जसलाई ‘बिग क्रन्च’ अथवा ‘ब्ल्याक होल’ (द्यबिअप जयभि) भनिन्छ । यसलाई ब्ल्याक होल भन्नुको कारण के हो भने यसको गुरुत्वाकर्षण शक्ति अत्यन्त धेरै हुने हुँदा यसबाट प्रकाशसमेत बाहिर निस्किन सक्दैन र यो कालो देखिन्छ ।
सिंगो ब्रह्माण्डको ब्ल्याक होल अहिले देख्न सकिँदैन, किनभने यो भविष्यमा हुने घटना हो । तर ताराहरूको ब्ल्याक होल देख्न सकिन्छ । ब्रह्माण्डमा ताराहरू विस्तारै सेलाएर मृत हुने र ब्ल्याक होलमा परिणत हुने प्रक्रिया निरन्तर चलिरहेको छ । यिनै घटनाहरूको आधारमा सिंगो ब्रह्माण्डको ब्ल्याक होलको परिकल्पना गरिएको छ ।
यो ‘ब्ल्याक होल’ शब्दको निर्माण अमेरिकी वैज्ञानिक जोहन ह्वीलरले गरेका थिए । प्रसिद्ध बेलायती वैज्ञानिक स्टिफेन हकिङ्सले ब्लाक होलको सम्बन्धमा गहन अध्ययन अनुसन्धान गरेर यसबारे धेरै तथ्यहरू पत्ता लगाएका छन् । ब्ल्याक होलको सम्बन्धमा उनको निष्कर्ष यस्तो छः ‘‘ब्ल्याक होलहरू त्यति काला छैनन् ।’’ खगोल विज्ञानमा ब्ल्याक होलको अस्तित्व अब बास्तविक बनिसकेको छ ।
    यसरी सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तले यो संसारको (ब्रह्माण्डको) सृष्टि, स्थिति र प्रलयसम्बन्धी प्रश्नहरूको उत्तर वैज्ञानिक ढंगबाट दिएको छ । त्यसकारण यो एउटा वैज्ञानिक सिद्धान्त मात्र नभएर वर्तमान युगको दर्शन नै बनेको छ ।

मिति परिवर्तन गर्नुहोस् [Date Converter]–


Powered by © nepali date converter

फेसबुकबाट न्युजकोसेलीसँग जोडिनुहोस्–

आजको विनिमय दर