චතුර්මාන කාල-අවකාශය

අපි පසු ගිය ලිපියෙන් කතා කළා මතක ඇති සාපේක්ෂතාවාදයට අනුව කියැවෙන විශ්වයේ වේග සීමාව ගැන. අද විශේෂ සාපේක්ෂතාව පිළිබඳ අවසාන ලිපියෙන් අපි කතා කරමු කාල-අවකාශය කියන සංකල්පය ගැන.

අපේ විශ්වයේ අවකාශීය මාන තුනක් පවතින බව අපිට පැහැදිලිවම පේන්න තියෙනවා. ඒ තමයි දිග, පළල සහ උස. (සමහරවිට විශ්වය තුළ අපිට සංවේදනය නොවන වෙනත් අවකාශීය මාන පවතිනවා වෙන්නත් පුළුවන්) මේ නිසා අපි දකින හැම වස්තුවක්ම ත්‍රිමාන වස්තූන් ලෙසයි අපිට සංවේදනය වෙන්නේ. 1906දී හෙන්-රි පොයින්කාරේ නම් විද්‍යාඥයා මතයක් ඉදිරිපත් කළා, කාලය කියන්නේත් තවත් මානයක් බවට. අයින්ස්ටයින්ගේ ගුරුවරයෙක් වුණු හර්මන් මින්කොව්ස්කි නම් විද්වතා යෝජනා කළා විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය නිවැරදිවම විස්තර කරන්න හැකි වෙන්නේ කාලයත් මානයක් ලෙස සළකන චතුර්මාන කාල අවකාශයක පමණක් බව.

මේ අදහස තේරුම් ගන්න අපි පොඩි උදාහරණයක් ගනිමු. අවකාශය තුළ අපි සිදු කරන චලිතයේ දිග සහ පළල x හා y අක්ෂ ඔස්සේත්, උස හෝ ගැඹුර z අක්ෂය ඔස්සේත් නිරූපණය කරන්න පුළුවන්. අපි නිවසේ ඉඳලා පාසලට යන කොට අපිට සිදු වෙනවා ත්‍රිමාණය හරහා ගමන් කරන්න. පාසල වෙත යන කොට x හා y අක්ෂ ඔස්සේත්, පාසලේ පඩි නගින කොට z අක්ෂය ඔස්සේත් ගමන් කරන්න අපිට සිදු වෙනවා. හැබැයි ඔය අතරේදීම අපි කාලය හරහාත් ඉස්සරහට යනවා නේද? කාලය ගත නොකර ඔය එක විස්තාපනයක්වත් සිදු කරන්න අපිට බැහැ. ඒ නිසා කාලය කියන්නේත් අපි පසු කර යන තවත් මානයක් පමණයි. විශේෂත්වය වෙන්නේ කාල මානය ඔස්සේ අපිට ගමන් කළ හැක්කේ ඉදිරියට පමණක් වීමයි.

අපි තවත් උදාහරණයක් අරගනිමු. හිතන්නකෝ ඔබ කාල යාත්‍රිකයෙක් කියලා. ඔබට සොයා ගන්න ලැබෙනවා වටිනා කියන නිධානයක් වළලලා තියෙන තැනක් ගැන තොරතුරක්. එහි නිවැරදිවම සඳහන් වෙනවා නිධානය වළලලා තියෙන ස්ථානයේ අක්ෂාංශ, දේෂාංශ සහ මුහුදු මට්ටමේ උස. ඒ අනුව ඔබ එතනට ගිහින් හාරලා බැලුවට ඔබට නිධානය හමු නොවෙන්න පුළුවන්. මොකද නිධානය පිළිබඳ කාල මානයේ අගය ගැන ඔබට කියලා තිබුණේ නැහැනේ. ඉතින් ඔබ එතැනට ගිහින් හාරලා බලන කොට වෙන කවුරු හරි කෙනෙක් ඒක ඊට කලින් ගෙනිහිල්ලා තියෙන්න පුළුවන්. එහෙම නැත්නම් සමහර විට තවම නිධානය වළලලා නැති වෙන්නත් පුළුවන්. නමුත් ඔබේ නිධන් වදුලේ නිවැරදිවම සඳහන් වුණා නම් "උතුරු අක්ෂාංශ 7.88, නැගෙනහිර දේෂාංශ 80.32, මුහුදු මට්ට්ටමේ සිට මීටර් 52ක් උසින් පිහිටි ස්ථානයක, ක්‍රි.ව. 1105 සිට ක්‍රි.ව. 2016 දක්වා කාලය තුළ නිධානයක් තැන්පත් කරලා තියෙනවා" කියලා, ඔබට පහසුවෙන්ම එය සොයා ගන්න පුළුවන්.

ඉතින් මේ මාන හතරකින් යුත් සමස්තයට තමයි අපි චතුර්මාන කාල-අවකාශය කියලා කියන්නේ. කාලය සහ අවකාශය තවදුරටහ් එකිනෙකින් වෙන්වූ දේවල් නොවන බවත් ඒවා අනෝන්‍ය වශයෙන් එකිනෙක හා බැඳී ඇති බවත් මෙයින් අදහස් කෙරෙනවා. කාල මානය සඳහා t හෝ ct යනසලකුණ යොදා ගැනෙනවා. එතකොට ඕනෑම සිදුවීමක ඛණ්ඩාංක අපිට x,y,z සහ t වලින් ලබා දෙන්න පුළුවන්. නමුත් අපිට මෙය ප්‍රස්තාර ගත කරන්න අමාරුයි. මොකද අපිට සංවේදනය වන්නේ ත්‍රිමානය පමණක් නිසා, එකිනෙකට ලම්භක තල හතරක් හිතින් මවා ගන්න බැහැ. ඒ වෙනුවෙන් තමයි ඉහළ රූපයේ දක්වා තියෙන "මින්කොව්ස්කි ප්‍රස්තාර සටහන" හඳුන්වා දීලා තියෙන්නේ. මෙහි ඉහළට ඇති අක්ෂය ලෙස යොදාගෙන ඇත්තේ කාල අක්ෂයයි. ත්‍රිමාණ අවකාශය කෙටි කරලා ඉතිරි අක්ෂ දෙකට දැම්මා කියලා හිතන්නකෝ.

රූපයේ කේතු දෙකක් තියෙනවා ඔබට පේනවා ඇති. කේතු දෙක එකතු වෙන ලක්ෂ්‍යය අඩංගු තලය තමයි (අපි සළකන සංසිද්ධිය සඳහා) කාල මානය ශුන්‍ය ලෙස සළකන තලය. ඒ කියන්නේ වර්තමානය. එහි සිට ඉහළට තියෙන්නේ අනාගතය පෙන්වන කේතුව. පහළට තියෙන්නේ අතීතය පෙන්වන කේතුව. අනාගතය කේතුවක් ලෙස දක්වලා තියෙන්නේ මෙන්න මේ හේතුව නිසායි. වර්තමානයේ සිදු වන ඕනෑම සිදුවීමක බලපෑම විශ්වයේ වෙනත් තැනකට දැන්නෙන්නේ ඒ බලපෑම එතැනට ගමන් කළහමයි. යම් වස්තුවකට \ ශක්තියකට විශ්වය තුළ ගමන් කළ හැකි උපරිම වේගය ආලෝකයේ ප්‍රවේගය බව අපි දන්නවා. තොරතුරු හෝ බලපෑම් වලටත් එය පොදුයි. ඉතින් මේ මොහොතේදී ආලෝක වර්ෂ ගාණක් ඈත තියෙන තරුවක් පුපුරලා ගියා කියලා අපිට එයින් කිසිම බලපෑමක් ඇති වෙන්නේ නෑ. බලපෑමක් ඇති වෙන්නේ එහි සිට ආලෝකයේ වේගයෙන් එන තොරතුරු මෙහෙට ළඟා වුණු පසුවයි. ඒ නිසා කේතුව ලෙස අරගෙන තියෙන්නේ ආලෝකයේ වේගය සීමාව ලෙස අරගෙන ඇඳපු ත්‍රිමාණ ලෝකයයි. හිතන්නකෝ මේ අවස්ථාවේ සූර්යයා පුපුරා ගියා කියලා. එතකොට මැද තියෙන සිදුවීම තමයි සූර්යයා පුපුරා යෑම. නමුත් අපේ පෘථිවියට ඒක දැනෙන්න විනාඩි 8ක කාලයක් යනවා. ඒ විනාඩි 8 පුරාවට පෘථිවිය තියෙන්නේ සිදුවීමේ අනාගත ආලෝක කේතුවෙන් පිටත තැනක. කාලයත් එක්ක ආලෝක කේතුව විශාල වන නිසා විනාඩි 8ක් ගිය තැන අපි ආලෝක කේතුව තුළට අන්තර්ගත වෙනවා.

විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය ගැන අපි ඉදිරිපත් කරපු ලිපි මාලාව අදින් අවසන් වෙනවා. මේ ලිපි මාලාවට ලැබෙන ප්‍රතිචාර අනුව සාධාරණ සාපේක්ෂතාවය ගැන ලිපි පෙළක් ඉදිරිපත් කරන්න අපි බලාපොරොත්තු වෙනවා. සාපේක්ෂතාවාදය නම් අද්විතීය සිද්ධාන්තය ගැන අලුතින් යමක් ඉගෙන ගන්නත්, බොහෝ දෙනෙකුට තිබුණු ගැටළු නිරාකරණය කර ගන්නත් මේ ලිපි මාලාව මගින් අවස්ථාව ලැබෙන්න ඇති කියලා අපි විශ්වාස කරනවා.