How the laws of physics are invariant?

சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு முக்கியமான ஆறு விஷயங்கள் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை காட்டுகிறது. அதில் நாம் எவ்வாறு the laws of physics are invariant என்பதைப் பற்றி முதலில் பார்ப்போம்.

1. The laws of physics are invariant
2. Inertial frame of reference இல் ஒளியின் வேகம் மாறிலி (speed of light is constant).
3. கால நீட்டிப்பு (time dilation).
4. நீலச்சுருக்கம் (length contraction).
5. உடன் நிகழ்வின் சார்பில் (Relativity Of Simultaneity)
6. நிறை மற்றும் ஆற்றலின் சமநிலை (equivalence of mass and energy)

Inertial frame of reference இல் இயற்பியல் விதிகள் மாறாது.

எடுத்துக்காட்டு:

• •  ஒரு particle accelerator கற்பனை செய்து பாருங்கள், அங்கு subatomic particles கிட்டத்தட்ட ஒளியின் வேகத்திற்கு முடுக்கி விடப்படுகின்றன.  சார்லி மற்றும் டேவிட் ஆகிய இரண்டு பார்வையாளர்கள் இந்த துகள்களின் பண்புகளை அளவிடுகின்றனர்.
  •  accelerator அருகில் சார்லி நிற்கிறார், டேவிட் சார்லி யுடன் ஒப்பிடும்போது  accelerator செங்குத்தாக நகர்கிறார்.
  •  இரண்டு பார்வையாளர்களும் துகள்களின் ஆற்றல் மற்றும் வேகம் போன்ற பண்புகளை அளவிடுகின்றனர். 
  • அவற்றின் அளவுகள் இயக்கத்தின் காரணமாக வேறுபட்டாலும், இந்த துகள்களின் நடத்தையை நிர்வகிக்கும் இயற்பியலின் அடிப்படை விதிகள் இருவருக்கும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்.
  •  துகள்களின் நடத்தையை விவரிக்கும் குவாண்டம் இயக்கவியலின் விதிகள், The conservation of energy and momentum, துகள்கள் மற்றும் சக்திகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு அவற்றின் அளவீடுகளில் உள்ள வேறுபாடுகள் time dilation மற்றும் length contraction போன்ற சார்பியல் விளைவுகளால் ஏற்படுகின்றன, ஆனால் இயற்பியலின் அடிப்படை விதிகள் அப்படியே இருக்கின்றன.
  • நீங்கள் ஒரு ரயிளில் 10 km/hr வேகத்தில் பயணிப்பதாக வைத்துக் கொள்ளுங்கள் உங்கள் ஜன்னலின் வழியில் ஒரு நபரை பார்க்கிறீர்கள் அவரின் கண்ணோட்டத்தில் நீங்கள் 10 km/hr வேகத்தில் முன்னோக்கி செல்கிறீர்கள் ஆனால் உங்கள் கண்ணோட்டத்தில் அவர் எந்த ஒரு external force ம் இல்லாமல் அவர் 10 km/hr என்ற வேகத்தில் பின்னோக்கி செல்கிறார்.
  • உங்கள் கண்ணோட்டம் நியூட்டன் முதல் விதிக்கு  புறம்பாக உள்ளது எனவே அது non inertial frame of reference. 
  • ஆனால் அந்த நபரை பொறுத்தவரை அது இயல்பான விஷயம் அவரது கண்ணோட்டம் எந்த இயற்பியல் விதிக்கும் புறம்பாக இல்லை எனவே அது inertial frame of reference.
  •  ஒருவேளை ரயிலில் உள்ள நீங்கள் 10 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் ஒரு பந்தை தூக்கி எறிந்தாள் அது உங்கள் கண்ணோட்டத்தில் 10 km/hr வேகத்தில் முன்னோக்கி செல்கிறது.

• • ஆனால் அதை நிலையாக வெளியே நின்று பார்க்கும் நபரை பொறுத்தவரையில் அது 20 km/hr என்ற வேகத்தில் முன்னோக்கி செல்கிறது.

• • இயற்பியளின் அடிப்படை விதிகள் எல்லா இடத்திலும் எல்லா திசைகளிளும் ஒன்றுக்கொன்று தொடர்புடைய சீரான இயக்கத்தில் உள்ள அனைத்து பார்வையாலர்களுக்கும் ஒரே மாதிரியாகத்தான் இருக்கும். வின்வெளியில் சிறப்பான இடங்கள் சிரப்பான திசைகள் எதுவும் இல்லை.

reference Links

• சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு பற்றி ஏன் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும் என்பதை தெரிந்து கொள்ள இங்கு கிளிக் செய்யவும் 
• சிறப்பு சார்பியல் கொள்கைகளைப் பற்றி மேலும் விவரங்களுக்கு இங்கு கிளிக் செய்யவும்