அறிவியல் விவாதம் : ஒளியின் வேகம் மாறுமா?

வணக்கம் நண்பர்களே,

சகோதரர் கிருஷ்ணாவின் அருமையான ஐன்ஸ்டினின் சார்பியல் கொள்கை பற்றிய அறிவியல் பதிவில் நடைபெற்ற விவாதம் சார்ந்து , நாம் தேடிய விடயங்களே இப்பதிவு.

சகோ கிருஷ்னாவின் பதிவு

http://aagayam.blogspot.com/2014/04/einstein-generalrelativity.html

வழக்கம் போல் சகோ வவ்வாலும், மாப்ளே தாசும் அவரவர் வாதங்களை எடுத்து வைத்தார்கள். சகோ வவ்வாலின் கருத்துக்கள் ஆவண.

சிவப்பில் உள்ளது சகோ வவ்வாலின் கருத்துகள் அப்படியே கொடுத்து இருக்கிறேன். கருப்பில்(நமக்கு பிடித்த கலரு!!!) உள்ளது நமது  எளிமையான‌(??)

சுருக்கம்

1.ஒளியின் வேகம் நிலையானது அல்ல ,ஒவ்வொரு ரெபரென்ஸ் ஃபிரேமிலும் மாறுபடுகிறது. [ஒளியின் வேகம் சூழல் பொறுத்து மாறலாம்]

2.http://www.pbs.org/wgbh/nova/blogs/physics/2012/01/the-chandrasekhar-limit-the-threshold-that-makes-life-possible/

பிரபஞ்சம் தோன்ற சூப்பர் நோவா வெடிப்பு தேவை என்பதும் ,அதனை நிர்ணயிக்க "சந்திராஸ் லிமிட்" உதவுகின்றது என்பதும் புரியும்.

பிரபஞ்சம் தொடர்ந்து விரிவடையுமா, இல்லை ஒரு எல்லையில் விரிவு நின்று விடுமா, அல்லது மீண்டும் சுருங்கி சிங்குலாரிட்டி ஏற்பட்டு "பிக் பாங்க்' ஏற்படுமா என்பதை நிர்ணயிக்க பிரபஞ்சத்தின் நிறை மற்றும் ஈர்ப்பு விசை ஆகியவற்றை ஒப்பிடுகிரார்கள், அதற்கும் சந்திராஸ் லிமிட் அடிப்படையிலேயே கணக்கீடு செய்கிறார்கள்.

# ரெட் ஷிப்ட் விடயத்தில் நேரடியாக அதனைக்கண்டுப்பிடித்தவர் சந்திர சேகர் என்பதாக சொல்லிவிட்டேன் ,அதனைக்கண்டுப்பிடிக்க அச்சாரமிட்ட டாப்லர் முதல் ஃபிரைட்மேன் வரையில் பலரும் ரெட் ஷிப்ட் என்பதை உறுதிப்படுத்தியுள்ளார்கள்.

ஹப்பிள் ஆய்வும் அதனை உறுதிப்படுத்தி பிரபஞ்சம் விரிவதை சொல்லியுள்ளது.[அறிவியலாளர் சந்திரசேகரின் கண்டுபிடிப்பான சந்திரா எல்லை என்பது, ஹூபிலின் ஆய்வுக்கு தூண்டுதல், அதுவே பிரபஞ்ச விரிவடைதலின் எல்லையை  அளவிடவும் உதவுகிறது.]

3.a)பிரபஞ்சத்தின் நிறையும் , ஈர்ப்பு விசையும் சம நிலை ஆனால் ,விரிவடைந்த பிரபஞ்சம் அப்படியே நின்றுவிடும்.

b) நிறை ஈர்ப்பு விசையை விட அதிகம் ஆனால் ,தொடர்ந்து விரிவடையும்.

c) நிறையை விட ஈர்ப்பு விசை அதிகம் ஆனால் சுருங்கி ,சிங்குலாரிட்டி ஏற்படும். அதன் பின் மீண்டும் பெரு வெடிப்பு.
இதற்கு அடிப்படையாக இருப்பது சந்திராஸ் லிமிட் கண்டுப்பிடிப்பே.

[பேரண்டம் விரிவடையும்/சுருங்கும் காரணி பிரப்ஞ்சத்தின் நிறை மற்றும் ,ஈர்ப்பு விசை சார்ந்தது.]

சரி மாப்ளே என்ன சொல்கிறார்?

வழக்கம் போல் எதிர் கருத்தாளரிடம் ஆதாரம் கேட்பார், கொடுக்கும் சுட்டிகளில் உள்ள விடயங்களுக்கு மேலதிக தகவல், என மார்க்கரீதியாக மார்க்கமாக விவாதம் செய்கிறார்.

இப்பதிவில் முதல் கருத்து (ஓளியின் வேகம் மாறுமா?)மீது மட்டுமே நாம்  அலசுகிறோம். மற்ற விடயங்களை((சந்திரசேகர் எல்லை(chandra’s limit), பேரண்டம் விரிதலின் எல்லை வரையறுப்பு) அடுத்தடுத்த‌ பதிவுகளில் பார்ப்போம். உண்மையில் சகோ கிருஷ்னாவின் பதிவில் , பின்னூட்ட விவாதங்களில் இவைக்கான பதில்கள் கொடுக்கப்பட்டு விட்டன. இருந்தாலும் நாமும் கொஞ்சம் அறிந்தவற்றைப் பகிர்வோம்.

மாப்ளே தாசு அவரின் கருத்தை சொல்லாவிட்டாலும், அவரின் கருத்து ஒளியின் வேகம் ஒரு மாறிலி என்னும் திரு ஐன்ஸ்டினின் சிறப்பு சார்பியலை(special relativity) வழிமொழிகிறார் என்பதை நாம் எளிதில் புரிய முடியும்.

அவர் இஸ்க்கான் ஆத்திகர் என்பதால் அறிவியலையும் அதே நோக்கில் அணுகி, ஐன்ஸ்டினின் (சிறப்பு சார்பியல்) கொள்கையே இறுதியானது என அடம் பிடிப்பதில் வியப்பு இல்லை. நான் அப்படியும் சொல்ல்வில்லை என்றும், சொன்னதற்கு ஆதாரம் கேட்பார் எனவும் அறிவேன். எதையுமே குறிப்பாக சொல்லாமல், அடுத்தவர் சொல்லும் விடயங்கள் மீது மட்டும் சந்தேகம் தெறிக்கும் கேள்வி கேட்பது யார் வேண்டுமானாலும் செய்யக் கூடிய விடயம்தான்.

ஒரு புதிய அறிவியல் கொள்கை அத‌ற்கு முந்தைய பல  கொள்கைகளை மீறாமலும், சில கொள்கைகளை விட பரிசோதனைக்கு பொருந்துகிறது,சான்றுகளை உண்மையாக்குகிறது என்ற சூழலில் மட்டுமே ஏற்கப் படுகிறது. ஆகவே அறிவியலில் எந்தக் கொள்கையும் நிரந்தரமானது என சொல்லவே முடியாது. அறிவியல் என்பது சான்றுகளுக்கு பொருந்தும் (கணித) மாதிரி அமைத்தல்(mathematical model fitting) என்பதை விளங்க வேண்டும்.ஒரு நிகழ்விற்கு பல காரணிகள் இருக்கும் போது , சிலவற்றை மாறிலியாகவும், சிலவற்றை மாறிகளாகவும் வரையறுக்க பல வாய்ப்புகள் உண்டு.

காலம் அனைத்து தளத்திற்கும் பொதுவானது என்பதை, காலம் என்பதும் வெளியைப் பொறுத்து மாறும் என்னும் சார்பியல் கொள்கை புரட்டிப் போட்டது. இக்கொள்கை மேக்ஸ்வெல் (மின்காந்த)சமன்பாடுகளுகளுக்கு பொருந்தியதால், ஒளியின் அடிப்படைத் துகள் ஈதர்(ether)'கு பரிசோதனை சான்று இல்லாமையாலும் ,அது ஏற்கப்பட்டது. ஆனாலும் இன்னும் சார்பியலும், குவாண்டம் இயக்கவியலும் இணைய‌ முடியவில்லை என்பதால், ஒளி என்பதும் துகள்(particle) மற்றும் அலை(wave) என்னும் இரட்டைக்(dual) கருத்து இப்போது ஏற்கப்படுவதால் மாற்றுக் கொள்கைகளுக்கு வாய்ப்பு இருக்கிறது.

ஒளியின் வேகம் மாறிலியாக இருக்க வேண்டும் என முதலில் சொன்னவர் மேக்ஸ்வெல், அவரின் கருத்துகளையே ஐன்ஸ்டின் வழி மொழிந்தார் என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். அதாவது அவரின் சிறப்பு சார்பியலுக்கு , ஒளி வேகம் மாறிலி என்பது தேவையான எடு கோள் (postulate.)

குவாண்ட இயக்கவிய‌லின் படி ஒளி ஒரு துகள். சார்பியல்,மின் காந்த விதிகள் படி ஒளி ஒரு அலை.இரண்டும் பரிசோதனைக்கு பொருந்துகின்றன.

குவாண்டம் இயக்கவியலின் படி வேகத்தை அளவிட‌ முடிந்தால்,இடத்தை  அளவிட‌ அளக்க முடியாது, இடத்தை அளவிட‌ முடிந்தால்,வேகத்தை சரியாக அளவிட‌முடியாது.

ஒளியின் வேகம் வெற்றிடத்தை எந்த தளத்தில் இருந்து அளந்தாலும் மாறிலியாக இருக்குமா என்பது பரிசோதிக்கப்பட்டதா என்னும் கேள்விக்கு சரியாக பதில் இல்லை. அதி வேகம் என்பதால் , மறைமுகமாக சில சமன்பாடுகளை மட்டுமே சரி பார்க்கிறோம். இக்கட்டுரை ஒளியின்  வேகத்தை அள்விடுதலின் சிக்கல்களை அலசுகிறது.

http://www.mrelativity.net/ProposedExperimenttoSettleLightSpeedConstancyDebate/Proposed%20Experiment%20to%20Settle%20Light%20Speed%20Constancy%20Debate.htm

நாம் கொஞ்சம் சிறப்பு சார்பியல் அறிவோம்.

http://en.wikipedia.org/wiki/Special_relativity

In physics, special relativity (SR, also known as the special theory of relativity or STR) is the accepted physical theory regarding the relationship between space and time. It is based on two postulates: (1) that the laws of physics are invariant (i.e., identical) in all inertial systems (non-accelerating frames of reference); and (2) that the speed of light in a vacuum is the same for all observers, regardless of the motion of the light source. It was originally proposed in 1905 by Albert Einstein in the paper "On the Electrodynamics of Moving Bodies".^[1] The inconsistency of classical mechanics with Maxwell’s equations of electromagnetism led to the development of special relativity, which corrects classical mechanics to handle situations involving motions nearing the speed of light. As of today, special relativity is the most accurate model of motion at any speed.

அறிவியலில் ஒவ்வொரு விதிக்கும், எல்லை உண்டு.பாருங்கள் (மேலே சொன்ன விக்கி பக்கத்தில் இருந்து) சிறப்பு சார்பியலை வரையறுக்க கூட சில அடிப்படை கட்டுப்பாடுகள் இருக்கிறது என்பதை அறியலாம்.

அ) பல வேகங்களில் நகரும்  தளங்கள் இருக்கின்றன, அவை அனைத்திற்கும் இயற்பியல் விதிகள் பொதுவாக,ஒரே மாதிரி செயல் படுகின்றன.

ஆ). ஒளியின் வேகம் வெற்றிடத்தில் மாறிலியாக , அனைத்து தளத்தில் இருந்து செய்யப்படும் அளவீடுகளுக்கும்  இருக்கும்.

ஒளியின் வேகம் வெற்றிடத்தில், மாறுபட்ட வேகத் தளங்களின் அளவீடுகளுக்கும் , மாறாமல் இருக்கும். ஒருவர் ஒளியின் பாதி வேகத்தில் பயணம் செய்கிறார், அவரின் கையில் உள்ள விளக்கின் ஒளி வேகத்தை அவர் அளந்தாலும், நிலையான தளத்தில் இருந்து அளவிடும் ஒருவருக்கும் ஒளியின் வேகம் சமமாகவே இருக்கும். ஒளியின் வேகம்  ‘c’என குறிக்கப்படுகிறது. அதாவது

C+C/2=C!!!!!!!

C+0.99C+0.99C....=C!!!!!!!!!!!!!!

அதாவது வேகத்தை பொறுத்தவரை ஒளியின் வேகமே முடிவிலி(infinite)!!!

கணிதத்தின் படி முடிவிலியுடன் எதைக் கூட்டினாலும், பெருக்கினாலும் அதுவும் முடிவிலியே!!!

http://en.wikipedia.org/wiki/Infinity

ஒரே ஒரு முடிவிலி உண்டா, இல்லை பலப்பல முடிவிலிகள் உண்டா என்பது ஏக இறைவனா, ஏகப்பட்ட ஏக இறைவன்களா என்னும் விவாதம் போல் இருப்பது நல்ல ஒற்றுமை.

கணிதத்தின் படி ஒரே ஒரு முடிவிலியா? பலப்பல முடிவிலிகளா என்பது முடிவுக்கு வராத விடயம்!!!

நாத்திகர் போல் முடிவிலி(இயற்கைக்கு மேம்பட்ட சக்தி) ஒன்று இருக்கிறதா என்னும்விவாதமும் கணித உலகில் உண்டு.

http://io9.com/does-infinity-really-exist-977063658

என்னைப் பொறுத்தவரை முடிவிலி/முடிவிலி, முடிவிலி ‍- முடிவிலி(minus) போன்றவற்றை எல். ஹாஸ்பிடல் விதி மூலம் கணக்கிட முடியும் என்பதை பல முடிவிலிகளுக்கான, அல்லது முடிவிலி இல்லாமைக்கான நிரூபணமாக கருதுகிறேன்.அதென்ன எல். ஹாஸ்பிடல்(அவர் பெயர் சகோ மருத்துவமனை அல்ல!!!). இங்கே படியுங்கள். முடிந்தால் இதற்கும் பதிவு எழுத முயற்சிக்கிறேன்.

http://en.wikipedia.org/wiki/L'H%C3%B4pital's_rule

எல் ஹாஸ்பிடல் விதி என்றால் இரு தொடர்புகளின் விகிதம் காண்பதில்  சிக்கல் ஏற்பட்டால், இரண்டின் வகைகெழுவின்(derivative) விகிதம் கண்டு மதிப்பிடலாம் என்பதே ஆகும்.

பூச்சியம் தவிர எந்த எண்ணை பூச்சியத்தால் வகுத்தாலும் அது முடிவிலி என அறிவொம் அல்லவா. இங்கே பாருங்கள்!!!

1/0 = முடிவிலி1                                                     (1)

2/0 = முடிவிலி2                                                     (2)

இதனை இப்படி தீர்ப்போம்

F(x)=x/2x , x----0

அப்படி மதிப்பிட்டால் நமக்கு கிடைப்பது

0/0 or முடிவிலி1    /முடிவிலி2

Applying  L hospital rule

F(x)= முடிவிலி1    /முடிவிலி2=1/2

அப்போது முடிவிலி 1 போல் முடிவிலி2 இரு பங்கு. ஆகவே பல முடிவிலிகள் உண்டு!!!!!

இது பற்றிய நம் முந்தைய பதிவு!!!

http://aatralarasau.blogspot.com/2012/01/infinite.html

***

ஐன்ஸ்டினின் சிறப்பு சார்பியலை விட்டுவிட்டு கணிதம் எதற்கு என்றால் ஒரு பொது அறிவுக்குத்தான்.ஒரு கொள்கைக்கு மாற்றுக் கொள்கைகள் உண்டு என்பதை வலியுறுத்தவே.

சரி பதிவின் விவாதத்திற்கு திரும்புவோம். ஐன்ஸ்டினின் சிறப்பு சார்பியலின் படி ஓளியின் வேகம் வெற்றிடத்தில், அனைத்து நிலைம தளத்திலும்  மாறிலி. இது சரியா? என்பதுதான் பதிவின் கேள்வி.

அறிவியல் என்பது இயற்கை நிகழ்வுகளை சான்றுகளின் அடிப்படையில் அளிக்கப்படும்  பொருந்தும் விளக்கம் ஆகும்.எந்த ஒரு கொள்கைக்கும் மாற்றுக் கொள்கைகள் இருப்பது போல் , ஒளியின் வேகம் சூழல் சார்ந்து மாறும் என்னும் கொள்கைகளும் உண்டு.இந்தக் கொள்கையாளர்களும் சார்பியலுக்கு மாற்றுக் கொள்கை அளிக்க முயல்கிறார்கள் என்பதும் அறிந்து கொள்ள வேண்டும். இந்த விக்கி சுட்டி, ஒளியின் வேகம் மாறும் என்னும் கொள்கைகள் பற்றி குறிப்பிடுகிறது.

http://en.wikipedia.org/wiki/Variable_speed_of_light

ஒளி வேகம் மாறும் கொள்கை என்பது, ஒளியும் நேர‌ம், வெளியினைக் காரணிகளாக கொண்டது என வரையறுக்கிறார்கள்.ஆகவே நேரம், வெளி ஆகியவை சார்ந்து ஒளி வேகம் மாறும் என்கிறார்கள்.ஐன்ஸ்டின் கூட 1911ல் இப்படி ஒரு கொள்கை மீது ஆய்வு மேற்கொண்டு இருக்கிறார்.

அதன் பிறகு திரு இராபர்ட் டைக்(1957) என்பவரும் இக்கொள்கைக்காக ஆய்வுகள் மேற்கொண்டு இருக்கிறார்.

.

சரி மிக எளிதாக கூறினால், ஒளியின் வேகம் மாறிலி என்னும் எடுகோள்,(postulate) சார்பியல் கொள்கையை மெய்ப்பிக்க உதவுகிறது.ஒரு கேள்வி பதில் மட்டும் பார்த்து பதிவினை முடிப்போம்.

https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=18771

Q:

why speed of light is constant in any inertial frame? Is its experimental or theoritical proof?explain plz...
- nafis akhter (age 22)
jaipur

- Bill (age 16)
vancouver, BC, Canada

ஏன் ஒளியின் வேகம் எந்த நிலைம தளத்திலும்,வெற்றிடத்தில்,மாறிலியாக, உள்ளது? இதற்கு பரிசோத்னை சான்று உண்டா??.

அறிவியலில் கணிதம் ,நிரூபணம் கொடுப்பது கடினம். ஐன்ஸ்டினின் சிறப்பு சார்பியலுக்கு, ஒளி வேகம் மாறிலி என்பது அவசியக் கட்டுப்பாடு. அவர் கணித ரீதியான நிரூபணம் தர‌வில்லை.அது முடியாத விடயம்.

ஆனாலும் சிறப்பு சார்பியலின் கணிப்புகள் பல உண்மை ஆயிற்று, அதன் அடிப்படையில் இப்போதைய இயற்பியல் கட்டமைக்கப்பட்டு இருக்கிறது. ஆகவே ஒளியின் வேகம் மாறும் என்றால் பல அறிவியல் கொள்கைகளை மாற்றி அமைக்க வேண்டும்.

 We've never been able to perform an experiment that conclusively shows that the speed of light isn't constant in every inertial frame. 

ஒளியின் வேகம் வெற்றிடத்தில், அனைத்து நிலைம தளங்களில் இருந்து அளவிடும் போது மாறும் என எந்த பரிசோதனையும் இதுவரை ஐயந்திரிபர நிரூபிக்க முடியவில்லை.

ஆகவே ஒளியின் வேகம் மாறும் என இதுவரை நிரூபிக்கப் படாமையால் மட்டுமே, ஒளியின் வேகம் மாறிலியாக ஏற்கப்படுகிறது.

[ கடவுள் இல்லை என நிரூபிக்கப் படாமையால் மட்டுமே கடவுள் உண்டே தவிர மத புத்தகத்தின் சான்றால் அல்ல ஹி ஹி]

எனினும் பதிவில் நாம் எல். ஹாஸ்பிடல் விதி மூலம் பல முடிவிலிகள் உண்டு என்பதை நிரூபித்து இருக்கிறோம். ஆகவே வேகத்தின் முடிவிலியான ஒளி வேகத்திற்கும் பல மதிப்புகள் உண்டு என்றே சொல்கிறோம்.

நாம் திரு ஐன்ஸ்டின் அய்யா அவர்களையோ ,சார்பியல் கொள்கைகளையோ குறைத்து மதிப்பிடவில்லை. நாம் சொல்வது அறிவியல் கொள்கை அனைத்துமே சான்றுகளுக்கு பொருந்தும் மாதிரி அமைத்தல்(model fitting) மட்டுமே என்பதும், பல மாதிரிகள் சான்றுகளுக்கு பொருந்தலாம் என்பதை விளக்க மட்டுமே இப்பதிவு.

1.குவாண்டம் இயக்கவியலையும், சார்பியலையும் இணைக்க  முடியவில்லை. 

2. சார்பியலினால் விளக்க முடியா விடயங்களும் உண்டு.

http://www.imamu.edu.sa/Scientific_selections/abstracts/Physics/Limitations%20of%20Einstein%20Gravitational%20Field%20Equation.pdf

ஆகவே சார்பியலுக்கு மாற்றுக் கொள்கைகள் தேடும் ஆய்வுகள் நடக்கின்றன.,அதில் ஒளியின் வேகம் மாறும் என்னும் கொள்கை சார்ந்தும் ஆய்வுகள் நடக்கின்றன.

ஆகவே எதிர்காலத்தில் ஒளியின் வேகம் மாறும் என்பது சார்ந்த மாதிரி(model)  ஏற்கப் பட்டாலும் வியப்பு இல்லை.

ஒன்று பலவாகப் பிரிந்து அதில் சக்தி வாய்ந்தது நீடிக்கும், அதுவும் பலவாகி... என்ற பரிணாம விளக்கமே இங்கும்

"""கலி புருஷன் ஒன்றல்ல காலம் பலவாகும்""" (நன்றி விடாது கருப்பு )

நன்றி!!!!!