12 November 2019

News Flash

कुतूहल : आइन्स्टाइनचे गुरुत्वाकर्षण

न्यूटनच्या मते ‘निष्क्रिय’ असणारे अंतराळ आइन्स्टाइनने ‘सक्रिय’ केले

आइन्स्टाइनने मांडलेल्या विशिष्ट सापेक्षतावादानुसार ठरावीक गतीने जाणाऱ्या संदर्भ चौकटीत भौतिकशास्त्राचे नियम सारखेच लागू होतात. विशिष्ट सापेक्षतावादाच्या मांडणीनंतर आइन्स्टाइनला आपला सापेक्षतावाद, बदलत्या गतीने म्हणजे त्वरणाच्या (अ‍ॅक्सलरेशन) प्रभावाखालील संदर्भ चौकटीलाही लागू करायचा होता. यामुळे तो सर्वत्र लागू होणारा ‘व्यापक’ सापेक्षतावाद ठरणार होता. यासाठी आइन्स्टाइनने एक तुलना केली. आपण जमिनीवर उभे असताना पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे खाली ओढले जातो. समजा, आपण एका वाढत्या वेगाने जाणाऱ्या (म्हणजे त्वरणाखालील) अंतराळयानात बसलो आहोत. जडत्वामुळे आताही आपल्याला एका दिशेने ढकलले जात असल्याची जाणीव होईल. याचाच अर्थ, गुरुत्वाकर्षण आणि त्वरण या दोहोंचे वस्तूंवर होणारे परिणाम सारखेच आहेत. या निरीक्षणामुळे, आइन्स्टाइनचा व्यापक सापेक्षतावाद आता गुरुत्वाकर्षणाचाच सिद्धांत ठरणार होता.

न्यूटनच्या मते ‘निष्क्रिय’ असणारे अंतराळ आइन्स्टाइनने ‘सक्रिय’ केले. व्यापक सापेक्षतावादानुसार, एखाद्या पदार्थाच्या वस्तुमानानुसार त्याच्या आजूबाजूचे अंतराळ हे स्वत वक्राकार धारण करते. या वक्र अंतराळातून विविध वस्तू, ग्रह, तारे मुक्तपणे मार्गक्रमण करत असतात. न्यूटनच्या सिद्धांतानुसार गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखालील प्रत्येक वस्तूचे मार्गक्रमण हे गुरुत्वाकर्षणाच्या ‘बला’मुळे घडून येते. व्यापक सापेक्षतावादानुसार मात्र हे मार्गक्रमण अंतराळाच्या ‘वक्रते’मुळे घडून येत असते. आइन्स्टाइनने हे मार्गक्रमण दहा सूत्रांच्या स्वरूपात मांडले. त्याने या गणितासाठी ‘टेन्सर कॅलक्युलस’ या त्यावेळी नुकत्याच विकसित झालेल्या गणिती पद्धतीचा आधार घेतला. आइन्स्टाइनने आपला हा सिद्धांत १९१५ साली बर्लिनमधील ‘प्रशियन अकॅडमी ऑफ सायन्सेस’ या संस्थेत सादर केला. विश्वरचनाशास्त्रानुसार सुचवली गेलेली विश्वाची विविध प्रारूपे हीसुद्धा या व्यापक सापेक्षतावादाच्या पायावरच उभी आहेत.

अंतराळाच्या वक्रतेमुळे इतर वस्तूंप्रमाणे, प्रकाशाच्या मार्गावरही परिणाम घडून येत असल्याचे व्यापक सापेक्षतावाद दर्शवतो. तसेच जेव्हा एखाद्या वस्तूपासून प्रकाश उत्सर्जति होतो, तेव्हा त्याला त्या वस्तूच्या गुरुत्वाकर्षणाविरुद्ध प्रवास करायचा असल्याने, त्याची स्वतची ऊर्जा खर्च होते. परिणामी त्या प्रकाशाची लहरलांबी वाढत जाते. व्यापक सापेक्षतावादाने आणखी एक प्रश्न सोडवला तो बुधाच्या कक्षेचा. बुधाच्या कक्षेची दिशा ही हळूहळू बदलत असल्याचे एकोणिसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धातच लक्षात आले होते. न्यूटनच्या गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत याचे उत्तर देऊ शकत नव्हता. व्यापक सापेक्षतावादाला मात्र, बुधाच्या कक्षेच्या दिशेतील हा बदल अभिप्रेतच होता.

– डॉ. राजीव चिटणीस

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org

First Published on June 27, 2019 4:31 am

Web Title: gravity theory of einstein einstein theory of relativity zws 70