న్యూటన్
తన కాంతికణ సిద్ధాంతంతో కాంతి యొక్క పరావర్తన వక్రీభవన ధర్మాలని వివరించగలిగాడు. అదే సిద్ధాంతంతో రంగులు ఎలా ఏర్పడతాయో కూడా వివరించగలిగాడు. అయితే కాంతితో న్యూటన్ చేసిన కొన్ని ప్రయోగాలలో కాంతి ఒక కణధారలాగా కాక ఒక తరంగంలా ప్రవర్తిస్తున్నట్టు కనిపించింది. తను అంతవరకు నమ్మిన కాంతి కణ సిద్ధాంతానికి, ఈ ప్రత్యేక ప్రయోగాలకి మధ్య రాజీ ఎలా కుదురుతుందో న్యూటన్ చెప్పలేకపోయాడు.
ఇలా
వుండగా పందొమ్మిదవ శతాబ్దపు చివరి భాగంలో ఇంగ్లండ్ కి చెందిన జేమ్స్
క్లార్క్ మాక్స్ వెల్ అనే సైద్ధాంతిక భౌతిక శాస్త్రవేత్త కాంతి ఒక తరంగం అని ప్రతిపాదిస్తూ ఓ అద్భుతమైన గణిత సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. కాంతి ఒక విద్యుదయస్కాంత తరంగం అని వెల్లడి చేసే ఆ సిద్ధాంతం ద్వార కాంతికి, విద్యుత్తుకి, అయస్కాంత తత్వానికి మధ్య సంబంధం ఏర్పడింది. కాంతి ఒక తరంగం అనుకున్నప్పుడు ఆ తరంగం ప్రసారం అయ్యే మాధ్యం ఏమిటి? అన్న ప్రశ్న ఉత్పన్నమవుతుంది. ఈ సమస్యకి పరిష్కారంగా కొందరు శాస్త్రవేత్తలు ఎప్పుడో మూలనబడ్డ ఈథర్ (ether) అన్న
భావనకి దుమ్ము దులిపి మళ్లీ కొత్త ఊపిరి పోశారు. ఈథర్ అనే అదృశ్యమైన, అస్పర్శమైన యానకంలో కాంతి తరంగం ప్రసారం
అవుతుందని భావించారు. కాంతి ప్రసారానికి మాధ్యమంగానే కాక ఈథర్ కి మరో ముఖ్యమైన ప్రయోజనం కూడా కనిపించింది.
జేమ్స్
క్లార్క్ మాక్స్‍వెల్
విశ్వమంతా
వ్యాపించిన ఈథర్ ని ఓ నిశ్చల నేపథ్యంగా పరిగణిస్తే, ఆ నేపథ్యాన్ని బట్టి చలనాన్ని నిర్వచించడానికి, నిర్ధారించడానికి వీలవుతుందని భావించారు.
ఈథర్
అనే యానకంలో కాంతి ప్రసారం అవుతోంది అనేది వాస్తవమే అయితే కాంతి యొక్క వేగంలో దాని మూలం/జనకం (source) యొక్క
వేగాన్ని బట్టి కొన్ని మార్పులు రావాలి. ఆ మార్పులు ఎలాంటివో అర్థం చేసుకోవాలంటే ఓ చిన్న సారూప్యాన్ని తీసుకుందాం.
ఓ
నిశ్చల సరస్సులో ఓ పడవ V వేగంతో
కదలగలదు అనుకుందాం. అదే పడవ U వేగంతో ప్రవహిస్తున్న నదిలో ప్రయాణిస్తున్నట్టయితే దాని వేగం మారుతుంది. ప్రవాహదిశలో పడవ కదిలితే దాని వేగం V + U అవుతుంది.
ప్రవాహానికి
ఎదురొడ్డి కదిలినట్టయితే దాని వేగం V-U అవుతుంది.
అదే
విధంగా కాంతి మూలం యొక్క వేగం బట్టి కాంతి వేగంలో మార్పులు కనిపిస్తాయా? అయితే కాంతి వేగం విలువ చాలా ఎక్కువ (3 X 108
m) కనుక, కాంతి మూలం యొక్క వేగం కూడా గణనీయంగా ఉంటే తప్ప కాంతి వేగంలో మార్పులు (అసలంటూ వుంటే!) పెద్దగా కనిపించవు. మరి ప్రచండ వేగంతో కదిలే కాంతి మూలాలని సాధించేదెలా?
ఈ
సమస్యకి పరిష్కారంగా ఏకంగా భూమినే వేగంగా కదిలే ఓ కాంతి మూలంగా తీసుకున్నారు ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు.
1887 లో
అమెరికాకి చెందిన ఆల్బర్ట్ మికెల్సన్ మరియి ఎడ్వర్డ్ మార్లే అనే ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు, కాంతి వేగం మీద ఈథర్ యొక్క ప్రభావాన్ని కొలవడానికి పూనుకున్నారు. సూర్యుడి చుట్టూ ప్రదక్షిణ చేసే భూమి సుమారు 30 km/s వేగంతో
అంతరిక్షంలో
కదులుతోంది.
కనుక భూమి మీద ఉన్న ఓ కాంతి మూలం నుండి కాంతి
వెలువడినప్పుడు
భూమి చలనదిశని బట్టి కాంతి వేగం మారాలి. భూమి చలన దిశలోనే కాంతి ప్రసారమైతే దాని వేగం ఎక్కువగా ఉండాలి; భూమి చలన దిశకి వ్యతిరేకంగా ఉంటే కాంతి వేగం కాస్త తగ్గాలి.
కాని
ఆశ్చర్యం ఏంటంటే మికెల్సన్ మార్లే ప్రయోగంలో ఏ దిశలో కొలిచినా కాంతి వేగం ఒకేలా ఉండడం కనిపించింది. కాంతి మూలం కదులుతున్నా దాంట్లోంచి వెలువడే కాంతి వేగం మారకపోవడం ఏంటోఎవరికీ అర్థం కాలేదు.
ఈ
విడ్డూరాన్ని
వివరించడం కోసం 1889 లో
ఐర్లాండ్ కి చెందిన
జార్జ్ ఫిట్ జెరాల్డ్ అనే శాస్త్రవేత్త ఓ
చిత్రమైన ప్రతిపాదన చేశాడు. ఈథరు లోంచి దూసుకుపోతున్న భూమికి అభిముఖంగా వీచే ‘ఈథరు’ గాలి ప్రభావం వల్ల ప్రయోగ పరికరం భూమి కదులుతున్న దిశలో కాస్త కుంచించుకుపోతోంది అని ప్రతిపాదించాడు. ఆ కారణం చేత నిజంగా కాంతి వేగం మారుతున్నా, దాన్ని ప్రయోగ పరికరం గుర్తించలేకపోయింది అంటూ మికెల్సన్ – మార్లే లు చేసిన ప్రయోగం విఫలం కావడానికి కారణం చెప్పాడు.
(ఇంకా
వుంది)
