Relativity Of Simultaneity 

இரண்டு பார்வையாளர்கள், ஒருவரையொருவர் relative motion நகர்த்தி, ஒரே நிகழ்வைக் கண்டதைக் கற்பனை செய்து பாருங்கள். அவர்கள் நேரத்தை ஒத்துக்கொள்வார்கள் என்று நீங்கள் எதிர்பார்க்கலாம், ஆனால் அவர்கள் அவ்வாறு செய்யாவிட்டால் என்ன செய்வது? ஒரே நேரத்தில் கருத்தாக்கம் தலைகீழாக மாறியிருக்கும் கவர்ச்சிகரமான சார்பியல் உலகத்திற்கு வரவேற்கிறோம். இப்பொழுது நாம் பார்க்க இருப்பது relativity of simultaneity.

உடன் நிகழ்வு(simulnanety) என்றால் என்ன?

 ஒரே நேரத்தில் நிகழும் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட நிகழ்வுகளைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டு:

இமை திறப்பதும் காட்சி தெரிவதும் உடன் நிகழ்வு.

இருதய துடிப்பும் நாடி துடிப்பும் ஓர் உடன் நிகழ்வு.

 உடன் நிகழ்வும் சார்பியல் என்றால் என்ன?

 ஒரு பார்வையாளருக்கு ஒரே நேரத்தில் இருக்கும் இரண்டு நிகழ்வுகள் முதல் பார்வையாளருடன் தொடர்புடைய மற்றொரு பார்வையாளருக்கு ஒரே நேரத்தில் இருக்காது என்று அர்த்தம்.

முக்கிய புள்ளிகள்

1. Relative motion: பார்வையாளர்கள் ரிலேடிவ் மோஷன் இருக்கும்போது ஒரே நேரத்தில் சார்புநிலை ஏற்படுகிறது.
2. Simultaneity: இரண்டு நிகழ்வுகள் ஒரே நேரத்தில் நிகழும்.
3. நேர விரிவாக்கம்: ஒரு நிலையான பார்வையாளருடன் ஒப்பிடும்போது இயக்கத்தில் உள்ள பார்வையாளருக்கு நேரம் மெதுவாகக் கடந்து செல்வதாகத் தோன்றும் போது நேர விரிவு ஏற்படுகிறது.

 Thought experiment:

 ஒளியின் வேகத்தில் 50% வேகத்தில் பயணிக்கும் ஒரு மிக நீண்ட ரயிலை கற்பனை செய்து பாருங்கள்

 A) ரயிலின் முன்பக்கத்திலும் பின் புறத்திலும் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு மின்னல் தாக்குகிறது பார்வையாளர்1 ரயில் நடுவில் உள்ளார் பார்வையாளர்2 நடைமேடையில் உள்ளார்.

 ரயிலில்

 பார்வையாளர் 1 ரயிலின் நடுவில் இருப்பதால் ரயிலின் பின்புறம் மின்னலை விட தாக்கிய மின்னல்  முன்புறம் தாக்கிய மின்னல் முன்னதாகவே தெரியும் காரணம் முன்புறம் தாக்கிய மின்னல் ஒளி ரயில் செல்லும் திசைக்கு எதிர் திசையில் உள்ளது ஆனால் பின்புறம் தாக்கும் மின்னல் ஒளி ரயில் பயணிக்கும் திசையில் பயணிக்கிறது எனவே அந்த ஒளி பார்வையாளர் 1 ஐ அடைய நேரம் அதிகமாகும்.

 மேடையில்

 பிளாட்பாரத்தில் நின்று பார்க்கும் பார்வையாளர் 2 ஐ பொறுத்தவரையில் இரண்டு மின்னலும் ரயிலின் முன் பின் ஒரே நேரத்தில் தாக்கி இருக்கும் ஓர் உடன் நிகழ்வு.

 இது ஏன் நடக்கிறது?

 நேரமும் இடமும் சார்புடையது என்பதால்(space and time is relative) இது நிகழ்கிறது, மேலும் இயக்கம் ஆனது நேரம் மற்றும் இடம் பற்றிய நமது உணர்வைப் பாதிக்கிறது.  ரயிலில் உள்ள பார்வையாளரும், பிளாட்பாரத்தில் உள்ள பார்வையாளரும் தங்கள் ஒப்பீட்டு இயக்கத்தின் காரணமாக வெவ்வேறு கண்ணோட்டங்களைக் கொண்டுள்ளனர்.

கணிதக் கட்டமைப்பு

ஒரே நேரத்தில் சார்பியல் தன்மைக்கான கணிதக் கட்டமைப்பு லோரென்ட்ஸ் மாற்றத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது:

t’ = γ(t – vx/c^2)

எங்கே:

– t’ என்பது நகரும் பார்வையாளரால் அளவிடப்படும் நேரம்
– t என்பது நிலையான பார்வையாளரால் அளவிடப்படும் நேரம்
– v என்பது தொடர்புடைய வேகம்
– x என்பது நிலை
– c என்பது ஒளியின் வேகம்
– γ என்பது லோரென்ட்ஸ் காரணி: 1 / சதுரடி(1 – v^2/c^2)

தாக்கங்கள்
1. காலத்தின் சார்பியல்: நேரம் உறவினர் மற்றும் பார்வையாளரின் இயக்க நிலையைப் பொறுத்தது.
2. கிளாசிக்கல் கருத்துகளின் வரம்புகள்: ஒரே நேரத்தில் சார்பியல் இடம் மற்றும் நேரம் பற்றிய பாரம்பரிய கருத்துகளை சவால் செய்கிறது.
3. சிறப்பு சார்பியலின் அடிப்படை அம்சம்: ஒரே நேரத்தில் சார்பியல் என்பது சிறப்பு சார்பியலில் ஒரு அடிப்படைக் கருத்தாகும்.

நிஜ உலக பயன்பாடுகள்

1. துகள் இயற்பியல்: துகள் இயற்பியலில் ஒரே நேரத்தில் சார்பியல் முக்கியமானது, அங்கு அதிவேக துகள்கள் ஈடுபடுகின்றன.
2. ஜிபிஎஸ் தொழில்நுட்பம்: ஜிபிஎஸ் துல்லியமான நேர அளவீடுகளை நம்பியுள்ளது, இது ஒரே நேரத்தில் சார்பியல் தன்மையால் பாதிக்கப்படுகிறது.
3. பிரபஞ்சவியல்: அண்ட நிகழ்வுகள் மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கம் பற்றிய நமது புரிதலுக்கு ஒரே நேரத்தில் சார்பியல் தாக்கங்கள் உள்ளன.

 உடன் நிகழ்வின் சார்பியல் என்பது உடன் நிகழ்வும் மாறாதது அல்ல (Simultaneity is also relative)என்பதைக் காட்டுகிறது; இது பார்வையாளரின் குறிப்புச் சட்டத்தைப் (frame of reference) பொறுத்தது.

Reference links

Length contraction பற்றிய மேலும் விவரங்களுக்கு இதை கிளிக் செய்யவும்

Relativity of simultaneity பற்றிய மேலும் விவரங்களுக்கு இதை கிளிக் செய்யவும்