సాపేక్షత

సాపేక్షత#

సాపేక్షత భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక ప్రాథమిక భావన, దీనిని ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో ప్రతిపాదించారు. ఇది రెండు ప్రధాన సిద్ధాంతాలను కలిగి ఉంటుంది: ప్రత్యేక సాపేక్షత మరియు సాధారణ సాపేక్షత.

1. ప్రత్యేక సాపేక్షత: ఈ సిద్ధాంతాన్ని ఐన్స్టీన్ 1905లో ప్రతిపాదించారు, ఇది రెండు ప్రధాన సూత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మొదటిది సాపేక్షత సూత్రం, ఇది అన్ని జడత్వ ప్రస్తావన చట్రాలలో భౌతిక శాస్త్ర నియమాలు ఒకే విధంగా ఉంటాయని పేర్కొంటుంది. జడత్వ ప్రస్తావన చట్రం అనేది ఒక వస్తువు బలం ద్వారా పనిచేయకపోతే విశ్రాంతిగా ఉండే లేదా స్థిరమైన వేగంతో కదిలే చట్రం. రెండవ సూత్రం కాంతి వేగం యొక్క స్థిరత్వం, ఇది శూన్యంలో కాంతి వేగం కాంతి మూలం లేదా పరిశీలకుని చలనం ఏమైనప్పటికీ ఒకే విధంగా ఉంటుందని పేర్కొంటుంది. ఇది కాల వ్యాకోచనం (కదిలే గడియారాలు నెమ్మదిగా నడుస్తాయి) మరియు పొడవు సంకోచనం (కదిలే వస్తువులు చిన్నవిగా మారతాయి) వంటి కొన్ని అసహజ ఫలితాలకు దారి తీస్తుంది.

   ఉదాహరణ: ఒక అంతరిక్ష నౌక కాంతి వేగానికి దగ్గరగా ప్రయాణిస్తే, అంతరిక్ష నౌక లోపల సమయం భూమిపై ఉన్న సమయం కంటే నెమ్మదిగా గడుస్తుంది. దీనిని కాల వ్యాకోచనం అంటారు. కాబట్టి, అంతరిక్ష నౌక భూమికి తిరిగి వచ్చినప్పుడు ఖగోళ యాత్రికులకు 10 సంవత్సరాలు అనిపిస్తే, భూమిపై 10 సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ సమయం గడిచిపోయిందని వారు కనుగొనవచ్చు.

2. సాధారణ సాపేక్షత: ఈ సిద్ధాంతాన్ని ఐన్స్టీన్ 1915లో ప్రతిపాదించారు, ఇది గురుత్వాకర్షణ యొక్క ఒక సిద్ధాంతం. ఇది ప్రత్యేక సాపేక్షత మరియు న్యూటన్ యొక్క సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ నియమాన్ని సాధారణీకరిస్తుంది, గురుత్వాకర్షణను అంతరిక్షం మరియు సమయం, లేదా అంతరిక్ష-సమయం యొక్క రేఖాగణిత లక్షణంగా ఏకీకృత వివరణను అందిస్తుంది. సాధారణ సాపేక్షతలో, పదార్థం మరియు శక్తి యొక్క ఉనికి అంతరిక్ష-సమయాన్ని “వంచుతుంది”, మరియు ఈ వక్రత దానిలో కదిలే స్వేచ్ఛా కణాలు (మరియు కాంతి) యొక్క మార్గాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

   ఉదాహరణ: ఒక భారీ వస్తువు సమీపంలో, ఒక నక్షత్రం లేదా గ్రహం వంటిది, దాటినప్పుడు కాంతి వంగడం సాధారణ సాపేక్షత యొక్క ఒక అంచనా. 1919 సూర్య గ్రహణ సమయంలో ఇది ప్రసిద్ధిగా నిర్ధారించబడింది, నక్షత్రాలు సూర్యుని సమీపంలో వాటి కాంతి దాటినప్పుడు వాటి స్థానాన్ని మార్చినట్లు కనిపించాయి.

సాపేక్షత అనేక ప్రయోగాలు మరియు పరిశీలనల ద్వారా నిర్ధారించబడింది, మరియు ఇది భౌతిక శాస్త్ర అధ్యయనం మరియు విశ్వం యొక్క అవగాహనకు ముఖ్యమైన చిక్కులను కలిగి ఉంది. ఇది బ్లాక్ హోల్స్ మరియు గురుత్వ తరంగాలు వంటి దృగ్విషయాల అంచనాకు కూడా దారి తీసింది, వీటిని తరువాత గమనించారు.

ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతం#

ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతం భౌతిక శాస్త్రంలో ఒక సిద్ధాంతం, దీనిని ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ 1905లో ప్రతిపాదించారు. ఇది అంతరిక్షం మరియు సమయం గురించి మన అవగాహనను ప్రాథమికంగా మార్చివేసింది. ఈ సిద్ధాంతానికి రెండు ప్రధాన సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి:

1. అన్ని జడత్వ ప్రస్తావన చట్రాలలో భౌతిక శాస్త్ర నియమాలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి. దీని అర్థం విశ్వంలో ఎంచుకున్న జడత్వ ప్రస్తావన చట్రం (స్థిరమైన వేగం యొక్క స్థితి) లేదు. మీరు నిశ్చలంగా నిలబడి ఉన్నా లేదా స్థిరమైన వేగంతో కదులుతున్నా, మీకు భౌతిక శాస్త్ర నియమాలు ఒకే విధంగా కనిపిస్తాయి.

2. శూన్యంలో కాంతి వేగం అన్ని పరిశీలకులకు ఒకే విధంగా ఉంటుంది, వారి చలనం లేదా కాంతి మూలం యొక్క చలనం ఏమైనప్పటికీ. ఈ వేగం సుమారు 299,792 కిలోమీటర్లు ప్రతి సెకనుకు.

ఈ రెండు సిద్ధాంతాలు మన రోజువారీ అనుభవాల నుండి భిన్నమైన కొన్ని చాలా అసహజ ఫలితాలకు దారి తీస్తాయి, కానీ అనేక ప్రయోగాల ద్వారా నిర్ధారించబడ్డాయి.

ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతం యొక్క అత్యంత ప్రసిద్ధ ఫలితాలలో ఒకటి E=mc^2 సమీకరణం. ఈ సమీకరణం మనకు శక్తి (E) మరియు ద్రవ్యరాశి (m) పరస్పరం మార్చుకోగలవని చెబుతుంది; అవి ఒకే వస్తువు యొక్క విభిన్న రూపాలు. ద్రవ్యరాశి ఏదో ఒక విధంగా కోల్పోతే, కోల్పోయిన ద్రవ్యరాశి శక్తిగా మార్చబడుతుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా కూడా. ఉదాహరణకు, అణు ప్రతిచర్యలలో, ఒక చిన్న మొత్తంలో ద్రవ్యరాశి పెద్ద మొత్తంలో శక్తిగా మార్చబడుతుంది, ఇది అణు శక్తి మరియు అణు ఆయుధాల వెనుక ఉన్న సూత్రం.

ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతం యొక్క మరొక పరిణామం కాల వ్యాకోచనం. దీని అర్థం రెండు పరిశీలకులు ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా కదులుతున్నట్లయితే, లేదా వారు విభిన్న గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాలలో ఉంటే, సమయం వేర్వేరు రేట్లలో నడవవచ్చు. ఉదాహరణకు, మీరు భూమి నుండి దూరంగా కాంతి వేగానికి దగ్గరగా ప్రయాణించి తిరిగి వస్తే, మీ కంటే భూమిపై ఎక్కువ సమయం గడిచిపోయిందని మీరు కనుగొంటారు. ఇది వేగంగా కదిలే విమానాలు మరియు ఉపగ్రహాలపై అణు గడియారాలతో చేసిన ప్రయోగాల ద్వారా నిర్ధారించబడింది.

ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతం పొడవు సంకోచనానికి కూడా దారి తీస్తుంది, దీని అర్థం కదలికలో ఉన్న వస్తువు నిశ్చల పరిశీలకునికి కదలిక దిశలో చిన్నదిగా కనిపిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఒక అంతరిక్ష నౌక మీ దగ్గర కాంతి వేగానికి దగ్గరగా ప్రయాణిస్తే, అది విశ్రాంతిగా ఉన్నప్పుడు కంటే మీరు దానిని చిన్నదిగా గ్రహిస్తారు.

ప్రత్యేక సాపేక్షత సిద్ధాంతం అనేక ప్రయోగాల ద్వారా నిర్ధారించబడింది మరియు ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం యొక్క ఒక మూలస్తంభం. ఇది జీపీఎస్ సాంకేతికత, కణ త్వరకాలు మరియు అణు శక్తి వంటి అనేక అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.

సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం#

సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం గురుత్వాకర్షణ యొక్క ఒక సిద్ధాంతం, దీనిని ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ 1907 మరియు 1915 మధ్య అభివృద్ధి చేశారు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ద్రవ్యరాశుల మధ్య గమనించబడిన గురుత్వాకర్షణ ప్రభావం వాటి అంతరిక్ష-సమయం వంగడం నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

ఈ సిద్ధాంతం ప్రత్యేక సాపేక్షత మరియు న్యూటన్ యొక్క సార్వత్రిక గురుత్వాకర్షణ నియమం యొక్క సాధారణీకరణ, గురుత్వాకర్షణను అంతరిక్షం మరియు సమయం, లేదా అంతరిక్ష-సమయం యొక్క రేఖాగణిత లక్షణంగా ఏకీకృత వివరణను అందిస్తుంది. ప్రత్యేకంగా, అంతరిక్ష-సమయం యొక్క వక్రత ఏ పదార్థం మరియు వికిరణం ఉన్నా వాటి శక్తి మరియు మొమెంటంతో నేరుగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.

సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం అనేక భౌతిక చిక్కులను కలిగి ఉంటుంది. వాటిలో కొన్ని:

1. కాల వ్యాకోచనం: గురుత్వాకర్షణ బలంగా ఉన్న చోట సమయం నెమ్మదిగా గడుస్తుంది, మరియు జీపీఎస్ ఉపగ్రహాలపై అణు గడియారాలను క్రమబద్ధీకరించేటప్పుడు దీనిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటారు.

2. కాంతి విక్షేపణ: కాంతి ఒక గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం ద్వారా దాటినప్పుడు దాని మార్గం వంగుతుంది. ఇది మొదటగా 1919 సూర్య గ్రహణ సమయంలో గమనించబడింది, నక్షత్రాలు సూర్యుని సమీపంలో వాటి కాంతి దాటినప్పుడు విభిన్న స్థానాలలో ఉన్నట్లు కనిపించాయి.

3. గురుత్వ తరంగాలు: ఇవి అంతరిక్ష-సమయం యొక్క వక్రతలో అలలుగా ప్రసరించే తరంగాలు, మూలం నుండి బయటికి ప్రయాణిస్తాయి. ఇది 2015లో LIGO ప్రయోగం ద్వారా నిర్ధారించబడింది, అక్కడ వారు విలీనం చేసుకునే బ్లాక్ హోల్స్ జత ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన తరంగాలను గుర్తించారు.

4. బ్లాక్ హోల్స్: ఇవి అంతరిక్షం యొక్క ప్రాంతాలు, ఇక్కడ వక్రత తీవ్రంగా మారుతుంది, మరియు ఏదీ, కాంతి కూడా, దాని నుండి తప్పించుకోలేదు. బ్లాక్ హోల్ యొక్క మొదటి చిత్రం 2019లో ఈవెంట్ హారిజన్ టెలిస్కోప్ ద్వారా సంగ్రహించబడింది.

5. గురుత్వ లెన్సింగ్: భారీ వస్తువులు వాటి చుట్టూ కాంతిని వంచేలా చేస్తాయి. ఇది దూరపు వస్తువులు వక్రంగా కనిపించడానికి, లేదా ఒకే వస్తువు యొక్క బహుళ చిత్రాలు కనిపించడానికి కారణం కావచ్చు. దీనిని ఎక్సోప్లానెట్లను కనుగొనడానికి మరియు డార్క్ మ్యాటర్ ను అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగించారు.

6. విశ్వం యొక్క విస్తరణ: సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం యొక్క సమీకరణాలు విశ్వం విస్తరిస్తోంది లేదా సంకోచిస్తోంది అని అంచనా వేస్తాయి. ఇది ఎడ్విన్ హబుల్ ద్వారా నిర్ధారించబడింది, దూరపు గెలాక్సీలు అన్ని దిశలలో మన నుండి దూరంగా కదులుతున్నాయని కనుగొన్నారు.

సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం యొక్క రెండు స్తంభాలలో ఒకటి (మరొకటి క్వాంటం మెకానిక్స్). ఇది అనేక ప్రయోగాలు మరియు పరిశీలనల ద్వారా నిర్ధారించబడింది, మరియు జీపీఎస్ నావిగేషన్ నుండి బ్లాక్ హోల్స్ మరియు బిగ్ బ్యాంగ్ అధ్యయనం వరకు విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.

సాధారణ సాపేక్షత యొక్క కొన్ని పరిణామాలు :#

సాధారణ సాపేక్షత, దీనిని ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ 1915లో ప్రతిపాదించారు, ఇది గురుత్వాకర్షణ యొక్క ఒక సిద్ధాంతం, ఇది గురుత్వాకర్షణను ద్రవ్యరాశి మరియు శక్తి వలన కలిగే అంతరిక్షం మరియు సమయం యొక్క వక్రతగా వివరిస్తుంది. ఈ సిద్ధాంతానికి అనేక ముఖ్యమైన పరిణామాలు ఉన్నాయి, వాటిలో కొన్ని ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించబడ్డాయి, మరికొన్ని ఇంకా అన్వేషించబడుతున్నాయి. ఇక్కడ కొన్ని కీలక పరిణామాలు ఉన్నాయి:

1. గురుత్వ కాల వ్యాకోచనం: సాధారణ సాపేక్షత ప్రకారం, భారీ వస్తువు ఉనికి సమయాన్ని నెమ్మదిస్తుంది. దీనిని గురుత్వ కాల వ్యాకోచనం అంటారు. ఉదాహరణకు, మీరు భారీ వస్తువుకు దగ్గరగా ఉంటే సమయం నెమ్మదిగా నడుస్తుంది. ఇది హఫెలే-కీటింగ్ ప్రయోగం వంటి ప్రయోగాల ద్వారా నిర్ధారించబడింది, అక్కడ ప్రపంచం చుట్టూ ఎగిరిన అణు గడియారాలు వాటి విభిన్న ఎత్తులు మరియు వేగాల కారణంగా విభిన్న సమయాలను చూపించాయి.

2. గురుత్వ లెన్సింగ్: కాంతి అంతరిక్ష-సమయం యొక్క వక్రతను అనుసరిస్తుంది, కాబట్టి కాంతి భారీ వస్తువు సమీపంలో దాటితే అది వంగుతుంది. దీనిని గురుత్వ లెన్సింగ్ అంటారు. ఈ ప్రభావం అనేక సార్లు గమనించబడింది, చాలా ప్రసిద్ధంగా 1919 సూర్య గ్రహణ సమయంలో, ఇది ఐన్స్టీన్ అంచనాను నిర్ధారించింది మరియు అతన్ని అంతర్జాతీయంగా ప్రసిద్ధి చెందించింది.

3. బ్లాక్ హోల్స్: సాధారణ సాపేక్షత బ్లాక్ హోల్స్ ఉనికిని అంచనా వేస్తుంది, అంతరిక్షం యొక్క ప్రాంతాలు, ఇక్కడ వక్రత చాలా తీవ్రంగా మారుతుంది, మరియు ఏదీ, కాంతి కూడా, దాని నుండి తప్పించుకోలేదు. బ్లాక్ హోల్స్ ఉనికి వివిధ పరిశీలనల ద్వారా నిర్ధారించబడింది, LIGO ద్వారా 2015లో ఢీకొనే బ్లాక్ హోల్స్ నుండి గురుత్వ తరంగాల గుర్తింపు సహా.

4. గురుత్వ తరంగాలు: సాధారణ సాపేక్షత గురుత్వ తరంగాల ఉనికిని కూడా అంచనా వేస్తుంది, వేగవంతమైన ద్రవ్యరాశుల వలన కలిగే అంతరిక్ష-సమయంలో అలలు. ఇవి మొదట పరోక్షంగా బైనరీ పల్సార్ వ్యవస్థను (హల్స్-టేలర్ బైనరీ) గమనించడం ద్వారా నిర్ధారించబడ్డాయి మరియు నేరుగా 2015లో LIGO ద్వారా గుర్తించబడ్డాయి.

5. విశ్వం యొక్క విస్తరణ: సాధారణ సాపేక్షత విశ్వం విస్తరిస్తోంది లేదా సంకోచిస్తోంది అని కూడా అంచనా వేస్తుంది. ఇది 1920లలో ఎడ్విన్ హబుల్ పరిశీలనల ద్వారా నిర్ధారించబడింది, దూరపు గెలాక్సీలు అన్ని దిశలలో మన నుండి దూరంగా కదులుతున్నాయని చూపించింది, విశ్వం విస్తరిస్తోందని సూచిస్తుంది.

6. బుధ గ్రహం కక్ష్య యొక్క పూర్వగామి: బుధ గ్రహం యొక్క కక్ష్య కాలక్రమేణా ముందుకు సాగుతుంది, లేదా మారుతుంది. ఈ పూర్వగామిని న్యూటన్ యొక్క చలనం మరియు గురుత్వాకర్షణ నియమాల ద్వారా పూర్తిగా వివరించలేకపోయారు, కానీ సాధారణ సాపేక్షత దానిని ఖచ్చితంగా వివరిస్తుంది.

7. ఫ్రేమ్-డ్రాగింగ్: ఒక భారీ వస్తువు తిరుగుతుంటే, అది దాని చుట్టూ అంతరిక్ష-సమయాన్ని లాగుతుంది. ఈ ప్రభావం, ఫ్రేమ్-డ్రాగింగ్ అని పిలుస్తారు, గ్రావిటీ ప్రోబ్ బి ప్రయోగం ద్వారా నిర్ధారించబడింది.

ఇవి సాధారణ సాపేక్షత యొక్క అనేక పరిణామాలలో కేవలం కొన్ని. ఈ సిద్ధాంతం అనేక విధాలుగా నిర్ధారించబడింది మరియు ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం యొక్క ఒక మూలస్తంభం. అయినప్పటికీ, ఇది క్వాంటం మెకానిక్స్తో సమన్వయం చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు మరియు విశ్వం యొక్క స్వభావం కోసం దాని చిక్కులను అన్వేషించేటప్పుడు శాస్త్రవేత్తలు కొనసాగుతున్న పరిశోధన యొక్క విషయం కూడా.

ఎంత పెద్దదైనా లేదా చిన్నదైనా, ప్రతిదీ గురుత్వాకర్షణ వలన పడిపోతుంది. కానీ ఏదో ఒక విధంగా, చంద్రుడు ప్రభావితం కాకుండా ఉన్నట్లు అనిపిస్తుంది. మీరు ఎందుకు అని ఆశ్చర్యపడ్డారా?#

గురుత్వాకర్షణ ప్రకృతి యొక్క ఒక ప్రాథమిక బలం, ఇది ద్రవ్యరాశి ఉన్న వస్తువులను ఒకదానికొకటి ఆకర్షించేలా చేస్తుంది. మనం ఏదైనా వదిలిపెట్టినప్పుడు అది నేలపై పడే కారణం ఇదే. భూమి యొక్క గురుత్వాకర్షణ వస్తువులను దాని కేంద్రం వై