శాస్త్ర విజ్ఞానము

1. ఒక వ్యవస్థ నుండి చూసినప్పడు ఏకకాలీనం (simultaneous) అయిన రెండు సంఘటనలు మరో వ్యవస్థలో ఏకకాలినం కాకపోవచ్చు.

పై వాక్యం కాస్త విడ్డూరంగా అనిపించవచ్చు. కాని దాన్ని వివరించడానికి ఓ చిన్న ఉదాహరణ తీసుకుందాం. మీరు రైల్లో ప్రయాణిస్తూ భోజనం చేస్తున్నారు. ఇక్కడ రెండు సంఘటనలని తీసుకుందాం. భోజనం మొదట్లో కూర కలుపుకునే సంఘటన, భోజనం చివర్లో పెరుగు కలుపుకునే సంఘటన. మీ దృష్టిలోను, మీ తోటి ప్రయాణీకుల దృష్టిలోను ఈ రెండు సంఘటనలు ఒక్కచోటే జరిగాయి. కాని రైలు బయట నుండి మిమ్మల్ని గమనిస్తున్న పరిశీలకుడి దృష్టిలో కూర కలుపునే సంఘటనకి, పెరుగు కలుపుకునే సంఘటనకి కొన్ని కిలోమీటర్ల ఎడం ఉండొచ్చు. ఈ విషయాన్ని ఈ కింది సూత్రంతో నిర్వచించవచ్చు.

2. ఒక ప్రామాణిక వ్యవస్థలో చూసినప్పుడు రెండు సంఘటనలు ఒకే చోట, రెండు విభిన్న కాలాల వద్ద జరిగినా, మరో ప్రామాణిక వ్యవస్థలో ఆ సంఘటనల మధ్య ఎంతో దూరం ఉండి ఉండొచ్చు.

ఇప్పుడు పైన కాస్త విడ్డూరంగా అనిపించిన వాక్యం 1 ని సర్వసామాన్యంగా తోచిన వాక్యం 2 తో పోల్చుదాం. జాగ్రత్తగా చూస్తే ఈ రెండు వాక్యాలలో చాలా లోతైన పోలిక ఉందని, ’దూరం’, ’కాలం’ అన్నభావనలని తారు మారు చేస్తే ఒక వాక్యం రెండో వాక్యంగా మారిపోతుందని గమనించవచ్చు.

ఐనిస్టయిన్ ప్రతిభ ఇక్కడే మనకి స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. సాంప్రదాయక భౌతిక శాస్త్రంలో ’కాలం; అనేది స్థలానికి, చలనానికి అతీతమైన తత్వంగా, న్యూటన్ మాటల్లో చెప్పాలంటే ’ఏ బాహ్య విషయాలతోను సంబంధం లేకుండా సమంగా ప్రవహించేదిగా’, అభివర్ణించడం జరిగింది. కాని ఈ నవ్య భౌతిక శాస్త్రంలో ’ఆయతనం’ (space), కాలం అనేవి లోతుగా పెనవేసుకున్న రెండు తత్వాలు. సమజాతీయమైన కాలాయతనపు అవిచ్ఛిన్నతలో (homogeneous space-time continuum) కాలం, ఆయతనం అనేవి రెండు పరిచ్ఛేదాలు (cross-sections) మాత్రమే.
సమస్త సంఘటనలూ ఆ కాలాయతనపు అవిచ్ఛిన్నతలోనే జరుగుతాయి. చతుర్మితీయమైన (నాలుగు మితులు గల, four dimensional) కాలాయతనాన్ని, త్రిమితీయమైన (three-dimensional) ఆయతనంగాను, ఏకమితీయమైన కాలంగాను విభజించే పద్ధతి కేవలం యాదృచ్ఛికమైన విషయం. మనం ఏ ప్రామాణిక వ్యవస్థ నుండి దాన్ని చూస్తున్నాం అన్నదాన్ని బట్టి ఆ విభజన ఆధారపడుతుంది.

ఒక వ్యవస్థ నుండి పరిశీలిస్తున్నప్పుడు రెండు సంఘటనల మధ్య దూరం, l, వాటి మధ్య వ్యవధి, t, అయ్యిందని అనుకుందాం. అలాగే మరో వ్యవస్థ నుండి పరిశీలిస్తున్నప్పుడు అవే రెండు సంఘటనల మధ్య దూరం, l’, వాటి మధ్య వ్యవధి, t’, అయ్యిందని అనుకుందాం.
ఇప్పుడు చెయ్యవలసిందల్లా ఒక వ్యవస్థలోని (l,t) లకి, మరో వ్యవస్థలోని (l’,t’) లకి మధ్య సంబంధాన్ని కనుక్కోవడమే.

దీనికి ఉదాహరణగా ఇందాక రైల్లో భోజనానికి సంబంధించిన సంఘటనలని తీసుకుందాం. ఒక వ్యవస్థలో రెండు సంఘటనల మధ్య దూరం లేనట్టు, మరో వ్యవస్థలో ఎంతో దూరం ఉన్నట్టూ కనిపించింది. కాని రెండు వ్యవస్థల్లోను రెండు సంఘటనల మధ్య వ్యవధి (duration) మాత్రం ఒక్కటే.

కాని సాపేక్షతా సిద్ధాంతం ప్రకారం దూరమే కాక, వ్యవధి కూడా మారుతుంది. వ్యవధి ఒక్కొక్క వ్యవస్థలో ఒక్కొక్క విధంగా కనిపిస్తంది. కాంతివేగం శూన్యంలో, అన్ని ప్రామాణిక వ్యవస్థల్లో ఒకే విధంగా ఉండడం వల్లనే ఇలా జరుగుతుంది.

(సశేషం...)