ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം നിത്യജീവിതത്തിൽ !

Share the Knowledge
index (22)

ഓരോ ശാസ്ത്ര കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളുടെയും ഫലം മനുഷ്യരാശിക്ക് ലഭിക്കുക രണ്ടു രൂപത്തിലാണ് . ഒന്നുകിൽ ഫലം പ്രത്യക്ഷത്തിൽ (Direct) ആയിരിക്കും അതെല്ലെങ്കിൽ പരോക്ഷമായിരിക്കും (Indirect)..ഉദാഹരണത്തിന് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് (Quantum mechanics) എന്ന ശാഖയിലൂടെ നാം കണ്ടെത്തിയ നേട്ടങ്ങളാണ് ഇന്ന് നാം ഉപയോഗിക്കുന്ന മുഴുവൻ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെയുടെയും ആധാരം ! ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് എന്ന ശാസ്ത്രമേഖല ഒന്ന് പണിമുടക്കിയാൽ നാം ഇന്നുപയോഗിക്കുന്ന ഒരു വിധം മുഴുവൻ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളും നിശ്ചലമാകും !! മുഴുവൻ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെയും മുഖ്യഘടകങ്ങളായ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളും ,ചിപ്പുകളും എല്ലാം ഈ ശാസ്ത്ര ശാഖയുടെ സംഭാവനകളാണ് .
അതേപോലെ നൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിലൂടെയും പാർട്ടിക്കിൾ ഫിസിക്സിലൂടെയും (particle-physics) നമുക്ക് ആരോഗ്യരംഗത്ത് വമ്പിച്ച മുന്നേറ്റം നടത്താൻ സാധ്യമായി,കാൻസർ ചികിത്സാരംഗത്ത് നമുക്ക് വലിയ പുരോഗതി വരിക്കാൻ ഇവ കാരണമായല്ലോ (PET SCAN,MRI..etc) . E=MC എന്ന സൂത്രവാക്യത്തിലൂടെ നാം സൂര്യനിലും മറ്റു നക്ഷത്രങ്ങളിലും നടക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻറെ സ്ത്രോതസ്സ് മനസ്സിലാക്കി .എന്നാൽ ശാസ്ത്രലോകത്തെ വിപ്ലവം കുറിച്ച ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം കൊണ്ട് സാധാരണക്കാരായ ജനങ്ങൾക്ക് എന്തു പ്രയോജനമെന്ന് നാം ഒരു പക്ഷെ ചിന്തിച്ചേക്കാം !! എന്നാൽ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിൻറെ ഫലം നമ്മുടെ നിത്യജീവിതത്തിൽ നാം പലപ്പോഴും നാം അറിയാതെ ആസ്വദിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുന്നു .

മറ്റൊന്നുമല്ല GPS അഥവാ ഗ്ലോബൽ പോസിഷനിംഗ് സിസ്റ്റം (The Global Positioning System ) എന്ന നിർണ്ണായകമായ ആധുനിക സംവിധാനത്തിൽ രണ്ടു ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെയും പങ്ക് വളരെ വലുതാണ് , GPS ൻറെ ആവിർഭാവത്തോടുകൂടെ ഐൻസ്റ്റീൻ സിദ്ധാന്തത്തിൻറെ പൂർണ്ണത ഒരിക്കൽകൂടെ ലോകത്തിനു അറിയാൻ സാധിച്ചു .സൈനിക ആവശ്യങ്ങൾക്കാണ് ആദ്യമായി GPS ഉപയോഗിച്ചുതുടങ്ങിയതെങ്കിലും ഇന്നു നമ്മുടെ ജീവിതവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു വിധം എല്ലാ മേഖലയിലും GPS ൻറെ പങ്ക് നിർണ്ണായകമാണ് .കരയിലും കടലിലുമുള്ള ട്രാൻസ്പൊർട്ടേഷൻ (Transportation) , കൃഷി , സ്റ്റൊക്ക് മാർക്കെറ്റ് , സൈനിക രംഗം,ബഹിരാകാശഗവേഷണം ഇവയിലെല്ലാം ഇന്ന് GPS ഒഴിച്ചുകൂടാൻ കഴിയാത്ത ഘടകമാണ് .Tomorrow Never Dies എന്ന ജയിംസ് ബോണ്ട് ചിത്രത്തിൽ ഒരു ബ്രിട്ടീഷ് കപ്പലിനെ നശിപ്പിക്കാൻ ശത്രുകൾ കപ്പലിൻറെ GPS സംവിധാനത്തിൽ കാര്യമായ തിരുത്തലുകൾ വരുത്തുന്ന രംഗം കണ്ടതോർക്കുന്നു ,അതേപോലെ ..മോശമായ കാലാവസ്ഥയിൽ നാം സഞ്ചരിക്കുന്ന വിമാനത്തിൻറെ സുരക്ഷിതമായി ലാൻഡ് ചെയ്യുന്നതിൻറെ ഒരു കാരണം വിമാനത്തിലെ GPS സംവിധാനമാണ് . ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങളെ ഭൂമിയിൽ നിന്ന് നിരീക്ഷിക്കാനും ഇതുപയോഗിക്കുന്നുണ്ട് ..GPS ന്റെ ഉപയോഗങ്ങൾ ഇനിയും നിരവധി ..ഇത്തരത്തിൽ നിരവധി മേഖലയിൽ നാം ഇന്നുപയോഗിക്കുന്ന ഈ സംവിധാനവും ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തവും എന്ത് ബന്ധമെന്ന് പറയാം .
ഭൂമിക്കു 20,000 Km മീതെ ആറു ഭ്രമണപഥത്തിലായുള്ള 24 ഉപഗ്രഹങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെയാണ് GPS പ്രവർത്തിക്കുന്നത് .ഓരോ ഭ്രമണപഥത്തിലും 4 ഉപഗ്രഹം വീതമാണ് വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നത് (4X6 ) . ഇത് 12 മണിക്കൂറിൽ ഒരു തവണ ഭൂമിയെ വലയം വെക്കുന്നു ..അതായത് ഓരോ ഉപഗ്രഹവും ദിവസത്തിൽ രണ്ടു തവണ ഭൂമിയെ ചുറ്റുന്നു എന്നർത്ഥം . നാം ഭൂമിയുടെ ഏത് സ്ഥാനത്തായാലും ചുരുങ്ങിയത് 4 ഉപഗ്രഹം ഭൂമിയെ അഭുമുഖീകരിച്ച് നിങ്ങളെ സഹായിക്കാൻ ആ സമയത്ത് തയ്യാറായിരിക്കും , 4 എണ്ണം എപ്പോഴും ONLINE നിൽ ഉണ്ടാകുമെന്ന് ചുരുക്കം , ഓരോ ഉപഗ്രഹത്തിനകത്തും സമയം അളക്കാൻ ഒരു അറ്റോമിക് ഘടികാരം (Atomic clock) ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട് .നാനോ സെക്കന്റുകൾ അളക്കുന്ന ഈ ക്ലോക്കിലെ സമയം വളരെ കൃത്യമായിരിക്കും ..
നിങ്ങൾ ഭൂമിയിൽ നിന്നും GPS സഹായം തേടുമ്പോൾ അപ്പോൾ ലഭ്യമായ 4 ഉപഗ്രഹങ്ങളും നിങ്ങളുടെ ഭൂമിയിലുള്ള സ്ഥാനം കൃത്യമായി
അടയാളപ്പെടുത്തുന്നു .. വെത്യസ്ഥ സ്ഥാനങ്ങളിലുള്ള നാല് ഉപഗ്രഹങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ ഭൂമിയിലെ സ്ഥാനത്തെ ത്രിമാന രൂപത്തിൽ (3D) ഒരു വൃത്തമായി രേഖപ്പെടുത്തുന്നു എന്ന് സങ്കൽപിക്കുക .ആ നാലു വൃത്തവും സംയോജിക്കുന്ന ഒരു പോയിൻറ് ആകും നിങ്ങളുടെ ഭൂമിയിലുള്ള സ്ഥാനം . ഈ പ്രക്രിയയെ Trilateration എന്നറിയപ്പെടുന്നു (ആദ്യത്തെ ചിത്രം കാണുക) .പക്ഷെ ഇവിടെ ഒരു പ്രശനമുണ്ട് , സമയമാണ് പ്രശ്നം ..ഭൂമിയിലെ സമയവും ആകാശത്തെ സമയവും തമ്മിൽ വെത്യാസമുണ്ട് .ഈ പ്രശ്നത്തെ നാം അതിജയിക്കുന്നത് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെ ഉപയോഗിച്ചാണ് .
സ്പെഷ്യൽ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്ത (special theory of relativity) പ്രകാരം സഞ്ചരിക്കുന്ന ക്ലോക്കിൽ സമയം സാവധാനമായിരിക്കും (Moving clocks tick slowly) നമ്മുടെ വേഗത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് സമയത്തിൻറെ വേഗത കുറഞ്ഞു കൊണ്ടിരിക്കുന്നു …സെക്കന്ടിൽ ഏകദേശം 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ സഞ്ചരിക്കുന്ന പ്രകാശമാണ് പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും വേഗതയുള്ള വസ്തു ..ഒരാൾക്ക് പ്രകാശ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ സാധിക്കുമെങ്കിൽ അയാളുടെ സമയം നിലച്ചിരിക്കും ..അതായത് സമയം നിശ്ചലമാകുമെന്ന് ചുരുക്കം ഇതാണ് Gravitational time dilation..അറ്റോമിക് ക്ലോക്ക് വഹിച്ച് ഉപഗ്രഹം സഞ്ചരിക്കുന്നത് മണിക്കൂറിൽ 1400 Km ആണ് ,അതിനാൽ അതിലെ സമയവും ഭൂമിയിലെ സമയവും 7മൈക്രോ സെക്കൻറ് വെത്യാസമുണ്ടായിരിക്കും !!
ഇനി പൊതു ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്ത (general theory of relativity) പ്രകാരം ഗുരുത്വാകർഷണം (Gravity) സമയത്തെ ചുരുക്കുന്നു (The stronger the gravitational potential the slower time passes) , ഗ്രാവിറ്റി കൂടിയ സ്ഥലത്ത് സമയം കൂടുമെന്ന് ചുരുക്കം ,ഉപഗ്രഹം സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത് ഭൂമിയിൽ നിന്നും 20,000 Km മീതെ ആയതിനാൽ അവിടെ ഭൂമിയുടെ നാലിലൊന്ന് ഗ്രാവിറ്റി മാത്രമേ അനുഭവപ്പെടൂ ,അതിനാൽ സമയത്തിൻറെ സഞ്ചാരം ഭൂമിയെ അപേക്ഷിച്ച് വേഗത്തിലായിരിക്കും , ഭൂമിയിലുള്ള ക്ലോക്കിനേക്കാൾ 45 മൈക്രോസെക്കണ്ട് മുന്നിലായിരിക്കും ഉപഗ്രഹത്തിലെ ക്ലോക്ക് എന്നർത്ഥം .
ഈ രണ്ടു സമയവെത്യാസങ്ങളും കൂടെ കൂട്ടിയാൽ ഉപഗ്രഹത്തിൽ ഘടിപ്പിച്ച ഘടികാരത്തിലെ സമയം ഒരു ദിവസത്തിൽ 38 മൈക്രോസെക്കണ്ട് മുന്നിലായിരിക്കും ഇത് വളരെ ചെറിയ ഒരു വെത്യാസമായി നമുക്ക് തോന്നുമെങ്കിലും ശരിപ്പെടുത്തിയില്ലെങ്കിൽ ദിവസത്തിൽ ഉപഗ്രഹം ഭൂമിയേക്കാൾ ദിവസത്തിൽ 10 km മുന്നിലായിരിക്കും !!
രണ്ടു സ്ഥലത്തുമുള്ള ഈ സമയവിത്യാസം കൃത്യമായി അളന്നെടുത്ത് ഉപഗ്രഹത്തിൻറെ അറ്റോമിക് ക്ലോക്കിൽ വിക്ഷേപണത്തിനു മുമ്പേ സമയം 38 മിനുറ്റ് കുറച്ച് വിന്യസിക്കുന്നതിനാൽ ഈ സമയ വെത്യാസത്തെ നമുക്ക് തരണം ചെയ്യാൻ സാദ്ധ്യമാകുന്നു ..ഇതിനെ കൃത്യമായി അളന്നെടുക്കാൻ സാദ്ധ്യമായത് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിൻറെ സൂക്ഷ്മത കൊണ്ട് മാത്രമാണ് ..നാം ഓരോ സമയം GPS സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കുമ്പോഴും നാം അറിയാതെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിൻറെ ഫലം നാം നിത്യ ജീവിതത്തിൽ അനുഭവിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ് .

(കടപ്പാട് വിജ്ഞാനതീരം)

Palathully

Palathully

ഇന്റര്‍നെറ്റില്‍നിന്നുംശേഖരിക്കുന്നഇത്തരംപോസ്റ്റുകളുടെയഥാര്‍ത്ഥരചയിതാവിന്‍റെപേര്അവസാന ഭാഗത്ത്‌ഉണ്ടാവും . തെറ്റെങ്കില്‍ juliuskuthukallen@gmail.com എന്നവിലാസത്തില്‍അറിയിക്കുക .
Palathully
Image

ഒരു അഭിപ്രായം പറയൂ