వస్తువుల
మీద కొన్ని భౌతిక లక్షణాలని ఆపాదించడం, ఆ లక్షణాలని మూల్యాంకనం చేసి సంఖ్యాత్మకంగా వ్యక్తం చెయ్యడం – ఇవి సైన్స్ యొక్క ముఖ్య లక్ష్యాలు. ఒక లక్షణం సాపేక్షమా, నిరపేక్షమా అని తెలుసుకోకుండా అలాంటి మూల్యాంకనం చెయ్యడం సాధ్యం కాదు.
ఇంతవరకు
పైన మనం చూసిన సాపేక్షతకి సంబంధించిన చర్చ ప్రాథమికంగా, దైనిక జీవనానికి చెందిన అనుభవాలని ఆధారంగా చేసుకుంటూ సాగింది. కాని భౌతిక శాస్త్రంలో, ముఖ్యంగా “సాపేక్షతా సిద్ధాంతం” లో కేంద్ర చర్చాంశం అయిన “సాపేక్షత” మరింత లోతైన భావన. అది ఎందుకంత విపరీతమైన ప్రాముఖ్యతని సంతరించుకుందో అర్థం కావాలంటే మనం భౌతిక శాస్త్ర చరిత్రలోకి కొంత తొంగి చూడాలి.
సాపేక్షత చరిత్ర
ఆధునిక
భౌతిక శాస్త్రానికి గెలీలియో గెలీలీ పితామహుడు అని చెప్పుకుంటారు. భౌతిక శాస్త్ర చరిత్రలో గెలీలియో సాధించిన ప్రత్యేక విజయం ప్రయోగాత్మక పద్ధతికి పెద్ద పీట వెయ్యడం. గెలీలియోకి పూర్వం శాస్త్ర సమస్యలని ఎక్కువగా వాదన, తర్కం మొదలైన విధానాలని ఉపయోగించి తేల్చుకునేవారు. కాని గెలీలియో ప్రయోగాల సహాయంతో నిజానిజాలు తేల్చుతూ భౌతిక శాస్త్ర విషయంలో అనాదిగా, అరిస్టాటిల్ వంటి వారు బోధించిన తప్పుడు భావనలని కూలదోస్తూ వచ్చాడు.
ముఖ్యంగా
చలనంలో సాపేక్షత విషయంలో గెలీలియో ఎంతో స్పష్టత తెచ్చాడు. చలనంలో సాపేక్షత అనే సమస్య గెలీలియో కాలంలో భౌతిక శాస్త్రంలో ఓ ముఖ్య సమస్యగా వుండేది. దానికి కారణం నికొలాస్ కోపర్నికస్ ప్రతిపాదించిన ‘సూర్య సిద్ధాంతం.’ కోపర్నికస్ కి పూర్వం విశ్వానికి భూమి కేంద్రం అనుకునేవారు. కాని కోపర్నికస్ భూమే కాక ఇతర గ్రహాలన్నీ సూర్యుడు చుట్టూ తిరుగుతాయని ప్రతిపాదించాడు. భూమికి చలనం వుందన్న ఊహ ఆ రోజుల్లో జనానికి మింగుడు పడేది కాదు. ఎందుకంటే భూమి కదులుతుంటే భూమి మీద ఉండే వారికి కుదుపు తెలియాలి కదా? భూమి నిరంతరం భయంకరంగా కంపిస్తూ ఉండాలి అని అనుకునేవారు. కాని అలాంటి భావన తప్పని గెలీలియో వాదించాడు.
గెలీలియో
గెలీలీ
చలనాన్ని
వర్ణించే ప్రయత్నంలో సాపేక్షత ఎలా ప్రవేశిస్తుందో గెలీలియో ఓ చక్కని ఉదాహరణతో వివరించాడు. తాను ఓ ఓడలో ప్రయాణిస్తున్నట్టు ఊహించుకున్నాడు. ఓడ స్థిరమైన వేగం వద్ద ఒకే దిశలో ప్రయాణిస్తోంది. గెలీలియో ఓడలో ఒక గదిలో ఉన్నాడు. బయట నీరు కనిపించదు కనుక, ఓడ సమ వేగంతో కదులుతోంది కనుక, లోపల వుండే వారికి ఓడ కదులుతోందో లేదో తెలీదు. ఓడ నెమ్మదిస్తున్నప్పుడు గాని, వేగం పెరుగుతున్నప్పుడు గాని కుదుపు తెలియడం వల్ల కదలిక తెలుస్తుంది. కాని సమ వేగంతో ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు లోపల వున్న వారికి ఓడ కదులుతున్నట్టు తెలియదు.
ఆ
వ్యవహారం ఏంటో గెలీలియో మాటల్లోనే విందాం.
“ఓ పెద్ద ఓడలో డెక్ కి అడుగు భాగంలో ఓ గదిలో ఓ స్నేహితుడి తో పాటు వెళ్లి
అక్కడ తలుపులు వేసుకుని కూర్చోండి. ఆ గదిలో కొన్ని ఈగలు, సీతాకోకచిలుకలు, ఇతర చిట్టిపొట్టి ఎగిరే ప్రాణులు ఉండేలా ఏర్పాటుచేసుకోండి. అలాగే చేపలు వున్న ఓ నీళ్ళ జాడీ కూడా పెట్టుకోండి. ఓ సీసాకి అడుగున చిన్న రంధ్రం చేసి, అందులో నీళ్లు నింపి, ఆ నీళ్లు బొట్లు బొట్లుగా కింద ఓ పాత్రలో పడేలా సీసాని చూరుకి వేలాడగట్టండి. ఇప్పుడు ఓడ నిశ్చలంగా ఉన్న స్థితిలో ఈ చిన్నారి ప్రాణులన్నీ ఆ గదిలో అటు ఇటు ఎలా మసలుతాయో జాగ్రత్తగా గమనించండి. ఈగలు అన్ని దిశల్లో ఒకే రకంగా మసలుతాయి. చేపలు అన్ని దిక్కుల్లో ఒకే రకంగా కదులుతాయి. నీటి బొట్లు కచ్చితంగా సీసా కింద వున్న పాత్రలో పడతాయి. మీ మిత్రుడికి ఓ బంతి విసరాలి అనుకుంటే దాన్ని
ఏ దిశలోనైనా ఒకే బలంతో విసిర్తే సరిపోతుంది. … ఇవన్నీ జాగ్రత్తగా గమనించాక ఇప్పుడు ఓడ ఒక ప్రత్యేక దిశలో, ప్రత్యేక స్థిర వేగంతో కదులుతోంది అనుకోండి. అప్పుడు ఇందాక మీరు గమనించిన చలనాలన్నీ ఏ మార్పులు లేకుండా ఎప్పట్లాగే జరగడం గమనిస్తారు. వాటిని చూస్తుంటే అసలు ఓడ కదులుతున్నట్టు కూడా తెలీదు.”
గెలీలియో
ఓడ
కనుక
నిశ్చల స్థితికి, సమవేగంతో కదిలే స్థితికి మధ్య తేడా లేదని గెలీలియో గుర్తించాడు. రెండు స్థితులలోను భౌతిక ప్రక్రియలన్నీ ఒకే విధంగా జరుగుతాయి. దీనినే గెలీలియన్ సాపేక్షత (Galilean relativity) అంటారు. అలా నిశ్చలంగా వున్న, లేక సమవేగంతో కదులుతున్న వ్యవస్థలని ‘జడ చట్రాలు (inertial frames) అంటారు.
(ఇంకా
వుంది)
