ഗോ-കാർട്ടിങ്ങും വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തവും

ഗോ-കാർട്ടിങ്ങും വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തവും

അമ്യുസ്മെന്റ്റ് പാർക്കിലെ ഗോ-കാർട്ടിങ്ങ് റിംഗ് കണ്ടിട്ടില്ലേ. പല ദിശയിൽ, പല വേഗതയിൽ ഓടിക്കൊണ്ടിരിയ്ക്കുന്ന ഒരു പറ്റം ഗോ-കാർട്ടുകൾ. ഇതുപോലെ സഞ്ചരിച്ചുകൊണ്ടിരിയ്ക്കുന്ന പല പല ഫ്രെയിമുകളുടെ ഒരു സഞ്ചയമാണ് പ്രപഞ്ചം. ഭൂമി, ചന്ദ്രൻ, ഗ്രഹങ്ങൾ, നക്ഷത്രങ്ങൾ, താരാപഥങ്ങൾ, എലെക്ട്രോണുകൾ, പ്രോടോണുകൾ അങ്ങനെ അങ്ങനെ എന്തിനെയും ഗോ-കാർട്ടിനോട്‌ ഉപമിയ്ക്കാം. എന്നാൽ ഒരു പ്രശ്നം മാത്രം: ഫ്രെയിമുകൾക്കൊന്നും ത്വരണം അഥവാ ആക്സിലെരേഷൻ ഇല്ല. അതായത് ഏതു രണ്ടു ഗോ-കാർട്ടുകൾ എടുത്താലും അവ തമ്മിൽ ഉള്ള ആപേക്ഷിക പ്രവേഗം (relative velocity) എപ്പോഴും ഒന്നുതന്നെ ആയിരിയ്ക്കും. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഇത്തരം ഒരു ലഘു മാതൃക സങ്കൽപ്പിയ്ക്കുക. ഇതാണ് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിലെ പ്രപഞ്ച മാതൃക.

ഇനി ഓരോ ഗോ-കാർട്ടിലും ജീവിയ്ക്കുന്നവർക്ക് അവരുടെ വാഹനത്തിലെ ദൂരങ്ങളും സമയങ്ങളും അളക്കാൻ സ്വന്തമായി സ്കെയിലുകളും ക്ലോക്കുകളും ഉണ്ട്. ഇവ ഉപയോഗിച്ച് എളുപ്പത്തിൽ തങ്ങളുടെ വാഹനത്തിലെ ഒരു വടിയുടെ നീളമോ വാഹനത്തിൽ നടക്കുന്ന രണ്ടു സംഭവങ്ങൾക്കിടയിൽ ഉള്ള സമയമോ അളക്കാൻ സാധിയ്ക്കും. എന്നാൽ അടുത്തുകൂടെ പോകുന്ന സുഹൃത്തിന്റെ ഗോ-കാർട്ടിലെ ദൂരവും സമയവും അളക്കാൻ ഇതുവെച്ചു പറ്റില്ല. മറ്റേ വാഹനത്തിലെ കാര്യങ്ങൾ നിരീക്ഷിയ്ക്കാനും അളക്കാനും അവിടെ നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശരശ്മികൾ ഉപയോഗിയ്ക്കുക എന്നുള്ളത് മാത്രമാണ് വഴി. അപ്പോൾ പ്രകാശരശ്മികൾ അടിസ്ഥാനമായി പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്ന ഒരു ക്ലോക്കും ഒരു സ്കെയിലും ഉണ്ടാക്കണം.അതായത് മറ്റുള്ള ഗോ-കാർട്ടുകളിൽ നിന്നുള്ള പ്രകാശരശ്മികൾ നിരീക്ഷിച്ചു അത് ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിയ്ക്കുന്ന ഒരു ക്ലോക്കും ഒരു സ്കെയിലും.

ഇനി ആണ് ഒരു രസകമായ കാര്യം വരാൻ പോകുന്നത്. ഏതെങ്കിലും രണ്ടു കാർട്ടുകൾ തമ്മിൽ അവ തമ്മിൽ ഒരു നിശ്ചിത ആപേക്ഷിക വേഗത ഉണ്ടെന്നു കണ്ടല്ലോ. ഇനി മൂന്നാമത് ഒരു കാർട്ട് എടുത്താൽ അതിനു ആദ്യത്തെ രണ്ടു കാർട്ടുകളുമായും വേറെ ഒരു ആപേക്ഷിക വേഗത ആയിരിയ്ക്കും. ഇനി ഒരു കാർട്ടിൽ നിന്നും ഒരു കല്ല്‌ മറ്റേ കാർട്ടിലെയ്ക്ക് എറിഞ്ഞു എന്നു വെയ്ക്കുക. ഈ കല്ല്‌ മറ്റേ രണ്ടു കാർട്ടുകളിലും ഇടിയ്ക്കുന്നത് അവ തമ്മിലുള്ള ആപേക്ഷിക വേഗത്തിനു അനുസൃതമായിരിയ്ക്കുമല്ലോ. അതായത് രണ്ടു കാർട്ടുകൾ തമ്മിൽ വളരെ വലിയ ഒരു ആപേക്ഷിക വേഗത ഉണ്ടെങ്കിൽ കല്ല്‌ വളരെ സ്പീഡിൽ ആയിരിയ്ക്കും ഇടിയ്ക്കുക. എന്നാൽ രണ്ടു കാർട്ടുകളും തമ്മിൽ ഉള്ള ആപേക്ഷിക വേഗത കുറവാണെങ്കിൽ കല്ല്‌ ഇടിയ്ക്കുന്ന സ്പീഡ് കുറവായിരിയ്ക്കും. എന്നാൽ കല്ലിനു പകരം ഒരു ഫോട്ടോൺ ആണ് എറിയുന്നതെങ്കിൽ അത് ഏതു കാർട്ടിലും ഇടിയ്ക്കുന്നത് ഒരേ വേഗതയിൽ ആയിരിയ്ക്കും! അതായതു പ്രകാശം ഏതു രണ്ടു കാർട്ടുകൾക്കിടയ്ക്കും ഒരേ വേഗതയിൽ ആണ് സഞ്ചരിയ്ക്കുക. ഫ്രെയിമുകൾ ഏതു സ്പീഡിൽ പോകുന്നു എന്നൊന്നും ഫോട്ടോണുകൾക്ക് പ്രശ്നമല്ല. അതായത് നേരത്തെ പറഞ്ഞ പ്രപഞ്ച മാതൃകയിൽ എല്ലാ ഫ്രെയുംകൾക്കിടയിലും ഒരേ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിയ്ക്കുന്ന പ്രകാശത്തെക്കൂടി ഉൾപ്പെടുത്തുക.

ഇതാണ് സ്പെഷ്യൽ റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറിയുടെ അടിസ്ഥാനം.

പ്രകാശം ഇങ്ങനെ ഒരു പ്രത്യേക തരത്തിൽ പെരുമാറുമ്പോൾ നേരത്തെ പ്രകാശം അടിസ്ഥാനമാക്കി നമ്മൾ ഉണ്ടാക്കിയെടുത്ത ക്ലോക്കുകളും സ്കെയിലുകളും ഇതിനു വേണ്ടി അഡ്ജസ്റ്റ് ചെയ്യേണ്ടി വരും. അതായത് അവ അളന്നു തരുന്ന ദൂരങ്ങളും സമയങ്ങളും വ്യത്യാസപ്പെടും. ഫ്രെയിമുകൾ തമ്മിലുള്ള ആപേക്ഷിക വേഗതയ്ക്കനുസരിച്ച് ക്ലോക്കുകൾ അളക്കുന്ന സമയവ്യത്യാസം കൂടും, ദൂരം കുറയും. അതായത് ഒരു സാധനം (പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗം) സ്ഥിരമാക്കി നിറുത്താൻ മറ്റു രണ്ടെണ്ണം (സമയവും ദൂരവും) അഡ്ജസ്റ്റ് ചെയ്യുക (കാരണം വേഗം = ദൂരം/സമയം ആണല്ലോ). രണ്ടു ഫ്രെയിമുകൾക്ക് ഇടയ്ക്ക് സമയവും ദൂരവും അളക്കാൻ വേറെ മാർഗങ്ങൾ ഒന്നും ഇല്ലാത്തത് കൊണ്ട് ഈ അഡ്ജസ്റ്റ് ചെയ്യപ്പെട്ട ദൂരത്തെയും സമയത്തെയും ആശ്രയിയ്ക്കുക എന്നെ നമുക്ക് ചെയ്യാനുള്ളൂ.