ସାଧାରଣ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱ

ସାଧାରଣ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱ (ଇଂରାଜୀରେ General Theory of Relativity), ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ/ମହାକର୍ଷଣର ପ୍ରଭାବ ଉପରେ ପର୍ଯ୍ୟବସିତ ଏକ ଜ୍ୟାମିତିକ ତତ୍ତ୍ୱ । ଏହାକୁ ପ୍ରସିଦ୍ଧ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନୀ ଆଲବର୍ଟ୍ ଆଇନଷ୍ଟାଇନ ୧୯୧୫ ମସିହାରେ ସର୍ବ ପ୍ରଥମେ ପ୍ରକାଶ କରିଥିଲେ । ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନୀମାନଙ୍କ ପାଇଁ ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ/ମହାକର୍ଷଣର ଏକ ଆଧୁନିକ ଉପସ୍ଥାପନା । ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ ଆଇନଷ୍ଟାଇନଙ୍କଦ୍ୱାରା ପୂର୍ବରୁ ପ୍ରକାଶିତ ବିଶେଷ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱ ଏବଂ ପ୍ରଖ୍ୟାତ ବ୍ରିଟିଶ୍ ବୈଜ୍ଞାନିକ ସାର୍ ଆଇଜାକ୍ ନିଉଟନଙ୍କଦ୍ୱାରା ଆବିଷ୍କୃତ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ/ମହାକର୍ଷଣ ନିୟମକୁ ଏକସୂତ୍ରରେ ସଂଯୋଗ କରୁଥିବାରୁ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ଏକ ଅତି ବଳିଷ୍ଠ ତତ୍ତ୍ୱ । ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ ଅନୁସାରେ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ ଏକ ଶକ୍ତି ନୁହେଁ, ବରଂ ଜାଗତିକ ମହାବସ୍ତୁମାନେ ଅବସ୍ଥାନ କରୁଥିବା ସ୍ଥାନ-କାଳର ଏକ ଜ୍ୟାମିତିକ ପ୍ରକୃତି ବା ପ୍ରବୃତ୍ତି । ଅତ୍ୟଧିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱବିଶିଷ୍ଟ ଏକ ମହାବସ୍ତୁଦ୍ୱାରା ସ୍ଥାନ-କାଳର ପ୍ରକୃତି ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇଥାଏ । ସେମାନଙ୍କ ପ୍ରଭାବରେ ସ୍ଥାନ-କାଳର ପଟ୍ଟରେ/ପୃଷ୍ଠରେ ବକ୍ରାକୃତି ଦେଖାଯାଏ ।

ସାଧାରଣ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱରେ ଅସ୍ଥିର ସମୟ/କାଳର ଗଣନା, ସ୍ଥାନ/ବ୍ୟୋମର ଜ୍ୟାମିତି, ମୁକ୍ତ ପତନଶୀଳ ବସ୍ତୁର ଗତି ଓ ତ୍ୱରଣ, ମହାକାଶରେ ଆଲୋକର ଗତିପଥ ଏବଂ ତତ୍ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଅନେକ ତଥ୍ୟ ଉପସ୍ଥାପିତ ହୋଇଛି । ପାରମ୍ପରିକ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନଦ୍ୱାରା ଉପସ୍ଥାପିତ ଅନୁରୂପ ବିଷୟ ଓ ତଥ୍ୟମାନଙ୍କଠାରୁ ଏହା ଅବଶ୍ୟ ଯଥେଷ୍ଟ ଭିନ୍ନ । ଏହାର କେତେକ ଉଦାହରଣ ହେଲେ ମହାକର୍ଷଣୀୟ ପ୍ରସାରିତ ସମୟ, ମହାକର୍ଷଣ ପ୍ରଭାବରେ ଆଲୋକର ଲୋହିତାଭିମୁଖୀ ଅପସାରଣ, ମହାକର୍ଷଣୀୟ ବିଳମ୍ବ, ମହାକର୍ଷଣୀୟ ଲେନ୍ସିଂ (ମହାକର୍ଷଣଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇ ସୁଦୂର ଏକ ନକ୍ଷତ୍ରରୁ ଆସୁଥିବା ଆଲୋକର ପଥ ବକ୍ରାକୃତି ହେବା) । ସାଧାରଣ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱ ସମ୍ବନ୍ଧିତ ସମସ୍ତ ବୈଜ୍ଞାନିକ ପରୀକ୍ଷା ଏବଂ ଅନୁଶୀଳନରୁ ଅଦ୍ୟାବଧି ମିଳିଥିବା ତଥ୍ୟ, ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ ପ୍ରୟୋଗରେ କରାଯାଇଥିବା କେତେକ ପରିକଳ୍ପନାର ସତ୍ୟତା ପ୍ରମାଣ କରେ । ସାଧାରଣ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱ ମହାକର୍ଷଣ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଏକମାତ୍ର ତତ୍ତ୍ୱ ନୁହେଁ; ଅଥଚ ଏହା ଅତି ସରଳ ଓ ସମସ୍ତ ବୈଜ୍ଞାନିକ ନିରୀକ୍ଷଣର ସମର୍ଥନପ୍ରାପ୍ତ । କିନ୍ତୁ ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନ (Quantum Physics) ଓ ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ ମଧ୍ୟରେ ଅନେକ ମତାନ୍ତର ଦେଖାଯାଏ । ଆଧୁନିକ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନର ଏହି ଦୁଇ ଭିନ୍ନ ସିଦ୍ଧାନ୍ତର ମିଶ୍ରଣରେ କିପରି ମହାକର୍ଷଣ ସମ୍ପର୍କୀୟ ଏକ ଓ ଅଦ୍ୱୈତ ତତ୍ତ୍ୱର ପରିପ୍ରକାଶ ହେବ, ତାହା ଏକ ବୃହତ୍ ପ୍ରଶ୍ନବାଚୀ ।

ଆଇନଷ୍ଟାଇନଙ୍କ ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ ଖଗୋଳୀୟ ଭୌତିକ ବିଜ୍ଞାନରେ ଅନେକ ନୂତନ ପୃଷ୍ଠା ଉନ୍ମୋଚନ କରିଛି । ତନ୍ମଧ୍ୟରୁ "କୃଷ୍ଣଗର୍ତ୍ତ" ଅନ୍ୟତମ । କୃଷ୍ଣଗର୍ତ୍ତ ମହାକାଶର ଏକ ଜାଗତିକ ମହାବସ୍ତୁ, ଯାହାର ଉପସ୍ଥିତି ଯୋଗୁଁ ସ୍ଥାନ-କାଳର ସଂରଚନା ସମ୍ପୂର୍ଣଭାବେ ବିକୃତ ହୋଇଯାଏ । ଏହି ବିକୃତିର ମାତ୍ରା ଏତେ ଅଧିକ ଯେ, ଆଲୋକର ବେଗ ମଧ୍ୟ ଏହି ବିକୃତି (ମହାକର୍ଷଣ ଶକ୍ତି)କୁ ଅତିକ୍ରମ କରିପାରେ ନାହିଁ । ଆଲୋକ କୌଣସି ଏକ ବସ୍ତୁଠାରୁ ଆମ ଆଖି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଆସିଲେ ଆମେ ସେହି ବସ୍ତୁକୁ ଦେଖିବାରେ ସମର୍ଥ ହେଉ । ଏହି କାରଣରୁ କୃଷ୍ଣଗର୍ତ୍ତ ମହାକାଶରେ ଥିବା ଏକ ଅଦୃଶ୍ୟ ଛିଦ୍ର ଭଳି । ମହାକର୍ଷଣ ପ୍ରଭାବରେ ଆଲୋକର ଗତିପଥରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇଥାଏ । ଏହାକୁ ଭୌତିକ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଭାଷାରେ ମହାକର୍ଷଣୀୟ ଲେନ୍ସିଂ (Gravitational Lensing) କୁହାଯାଏ । ଏହି ପ୍ରଭାବରେ ଏକ ସୁଦୂର ମହାକାଶୀୟ ବସ୍ତୁର ଏକାଧିକ ପ୍ରତିବିମ୍ବ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥାଏ । ଆହୁରି ମଧ୍ୟ, ସାଧାରଣ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱ, ମହାକର୍ଷଣୀୟ ତରଙ୍ଗର ଅବସ୍ଥିତି ସମ୍ପର୍କରେ ସୂଚନା ଦିଏ; ଯାହା ବର୍ତ୍ତମାନ ସତ୍ୟ ବୋଲି ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଛି । ତା' ସହିତ, ସାଧାରଣ ଆପେକ୍ଷିକ ତତ୍ତ୍ୱକୁ ଆଧାର କରି ନିରନ୍ତର ବୃଦ୍ଧିଶୀଳ ବ୍ରହ୍ମାଂଣ୍ଡର ପରିକଳ୍ପନା ମଧ୍ୟ ହୋଇଛି । ଆମ ବ୍ରହ୍ମାଣ୍ଡର ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆକାର ନାହିଁ ଓ ଏହା ପ୍ରତି ମୁହୂର୍ତ୍ତରେ ବଢ଼ି ବଢ଼ି ଚାଲିଛି । ଅର୍ଥାତ୍ ଗ୍ରହ ଓ ନକ୍ଷତ୍ରମାନେ ପରସ୍ପରଠାରୁ ଦୂରକୁ ଯାଉଛନ୍ତି ।

ମହାକର୍ଷଣ - ନିଉଟନ୍ ବନାମ ଆଇନ୍ ଷ୍ଟାଇନ୍

ନିଉଟନଙ୍କ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ

ନିଉଟନଙ୍କ ଅନୁସାରେ କୌଣସି ବସ୍ତୁର ଗତି ତା'ର ପାରିପାର୍ଶ୍ୱିକ ବଳଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇଥାଏ । ବଳର ପ୍ରଭାବରେ ବସ୍ତୁ ସ୍ଥିତାବସ୍ଥାରୁ ଗତିଶୀଳ ହୁଏ ଓ ଏହାର ଗତିପଥ ଏକ ସରଳରେଖା ହୋଇଥାଏ । ବସ୍ତୁର ତ୍ୱରଣ ଓ ବସ୍ତୁତ୍ୱର ଗୁଣନଫଳ ଏହି ବଳର ଆନୁମାନିକ ମାପ ସହିତ ସମାନ । ନିଉଟନଙ୍କ ଅନୁସାରେ ମୁକ୍ତ ଭାବେ ପତନ ହେଉଥିବା ବସ୍ତୁର ଗତିପଥ ତା'ର ସ୍ଥିତି ଓ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ବେଗ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ । ବସ୍ତୁର ବସ୍ତୁତ୍ୱର ଏହା ଉପରେ କୌଣସି ପ୍ରଭାବ ନାହିଁ ।

 F =     G*m1*m2 / (d1*d1)       

ଏଠାରେ F ମହାକର୍ଷଣ ବଳକୁ ସୂଚାଏ । m1 ସୂର୍ଯ୍ୟର ବସ୍ତୁତ୍ୱ, m2 ପୃଥିବୀର ବସ୍ତୁତ୍ୱ, d1 ଦୁହିଁଙ୍କ ବସ୍ତୁତ୍ୱ କେନ୍ଦ୍ର ମଧ୍ୟବର୍ତ୍ତୀ ଦୂରତା. G ମହାକର୍ଷଣ ସ୍ଥିରାଙ୍କ ।

ପାରମ୍ପରିକ ବିଜ୍ଞାନ ଅନୁସାରେ ଆମେ ଏକ ଦଉଡିରେ ଏକ ଗୋଲାକୁ ବାନ୍ଧି ଆମ ଚାରିପଟେ ବୁଲାଇବା ତାହେଲେ ଦଉଡିରେ ସୃଷ୍ଟ ବଳ ଗୋଲାକୁ ଧରିରଖେ ଓ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଗତିପଥରେ ବୁଲାଉଥାଏ । ସେହି ବଳ ମହାକର୍ଷଣ ବଳ ସହିତ ତୁଳନୀୟ ।

ଆଇନ୍ ଷ୍ଟାଇନଙ୍କ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ

ଆଇନ୍ ଷ୍ଟାଇନଙ୍କ ଅନୁସାରେ ସ୍ଥାନ-କାଳକୁ ଯଦି ଏକ ସମାନ୍ତରାଳ ଭାବେ ଧରିଥିବା କପଡ଼ା ସହ ତୁଳନା କରାଯିବ ଓ ଏହାର ମଝିରେ ତରଭୁଜ ପରି ଏକ ବସ୍ତୁକୁ ରଖାଯିବ, ତରଭୁଜର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଯୋଗୁଁ କପଡ଼ାରେ ଏକ ଖାଲୁଆ ଜାଗା ସୃଷ୍ଟି ହେବ । ବର୍ତ୍ତମାନ କୌଣସି ଏକ ଛୋଟ ଗୋଲକକୁ ତରଭୁଜଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟ ଏହି ଫନେଲ୍ ଆକୃତି ବିଶିଷ୍ଟ ଖାଲୁଆ ଜାଗାର ଉପର ପାଖରେ ରଖିଲେ ତାହା ଆପେଆପେ ତରଭୁଜଦ୍ୱାରା ଆକର୍ଷିତ ହେବ । ଯଦି ଛୋଟ ଗୋଲକଟିକୁ ତରଭୁଜ ଚାରିପଟେ ଏକ ଅଣ୍ଡାକୃତି ପଥରେ ଗଡେଇ ଦିଆଯାଏ, ଏହା କିଛି ସମୟ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଆକର୍ଷିତ ହୋଇ ବୁଲିବ । ଏହି ଉଦାହରଣରେ ତରଭୁଜଟି ସୂର୍ଯ୍ୟ, ଗୋଲକଟି ପୃଥିବୀ ସହ ତୁଳନୀୟ ।

ତେବେ ସମସ୍ତ ଗ୍ରହ ସୂର୍ଯ୍ୟ ଚାରିପଟେ ନିରନ୍ତର କାହିଁକି ବୁଲନ୍ତି? ତାହାର କାରଣ ହେଲା ସୂର୍ଯ୍ୟ ମଧ୍ୟ ସ୍ଥିର ନୁହେଁ । ସୂର୍ଯ୍ୟ ନିଜେ ଆକାଶଗଙ୍ଗାର କେନ୍ଦ୍ର ଚାରିପଟେ ବୁଲୁଥାଏ । ଏଥିପାଇଁ ଗ୍ରହମାନେ ସୂର୍ଯ୍ୟଦ୍ୱାରା ହୋଇଥିବା ସ୍ଥାନ-କାଳର ବିକୃତି ମଧ୍ୟରେ ବଦ୍ଧ ରହି ସୂର୍ଯ୍ୟ ଚାରିପଟେ ବୁଲୁଥାନ୍ତି । ତେଣୁ ମହାକର୍ଷଣ ଏକ ବଳ ନୁହେଁ, ବରଂ ସ୍ଥାନ-କାଳର ସଂରଚନାରେ ସୃଷ୍ଟ ଏକ ବିକୃତି ।

ଆଧାର