साधारण सापेक्षता

अवकाश व काल या दोन संकल्पनांचा एकत्रितपणे विचार करून ⇨ॲल्बर्ट आइन्स्टाइन (१८७९–१९५५) या भौतिकीविज्ञांनी निर्माण केलेली भौतिकीची एक व्यापक उपपत्ती म्हणजे सापेक्षता सिद्घांत होय. या सिद्घांतामुळे भौतिकीतील नियमांना व्यापकत्त्व प्राप्त झाले आणि त्यामुळे भौतिकी व ⇨विश्वस्थितिशास्त्र  या ज्ञानशाखांतील महत्त्वाच्या विषयांचे विश्लेषण करणाऱ्या मूलभूत संकल्पनांवर दूरगामी परिणाम झाले.

सापेक्षता सिद्घांतांतर्गत मुख्यतः दोन उपपत्ती असून त्या आधुनिक भौतिकीचा सैद्घांतिक पाया बनल्या आहेत एक विशिष्ट ( किंवा मर्यादित) सापेक्षता सिद्घांत आणि दुसरी सर्वसाधारण (किंवा व्यापक) सापेक्षता सिद्घांत. या दोन उपपत्ती आइन्स्टाइन यांनी अनुक्रमे १९०५ व १९१५ मध्ये मांडल्या. त्यापूर्वी अस्तित्वात असलेला भौतिकी हा विषय ज्या गृहीतकांवर आधारलेला होता, त्यांपैकी अनेक गृहीतकांना आइन्स्टाइन यांनी या नव्या उपपत्तीद्वारा बाद ठरविले. त्याचबरोबर त्यांनी अवकाश, काल, द्रव्य (मॅटर), ऊर्जा, गुरुत्वाकर्षण इ. मूलभूत संकल्पनांना नव्या व्याख्या दिल्या. विशेषतः वैश्विक प्रक्रिया व सृष्टीची भूमिती समजण्यासाठी आवश्यक असा नवा पाया सापेक्षता सिद्घांतामुळे तयार झाला. या दोन्ही उपपत्तींनी भौतिकी व मानवी जीवन या दोहोंवर, मुख्यतः अणुऊर्जा व क्षेपणास्त्रे यांच्या वापराद्वारा, दूरगामी परिणाम घडवून आणला आहे.

निरनिराळे निरीक्षक निरनिराळ्या गतींनी जात असताना, त्यांचा परस्पर संदर्भात विचार केल्यास नैसर्गिक भौतिक नियम आणि मोजमापे बदलतात का व बदलत असल्यास ती कशा प्रकारे बदलतात, या प्रश्नांची उत्तरे सापेक्षता सिद्घांताद्वारा देता येतात. सापेक्षता सिद्घांताच्या स्पष्टीकरणासाठी धावणाऱ्या आगगाडीचे उदाहरण नेहमीच वापरले जाते. जमिनीवर एक बिंदू घेऊन त्याच्या संदर्भात एक आगगाडी सरळ रेषेत ताशी ७० किमी. वेगाने धावत असून त्याच धावणाऱ्या आगगाडीतील एक प्रवासी, आगगाडी जात असलेल्या दिशेनेच, आगगाडीच्या संदर्भात ताशी २ किमी. वेगाने चालत आहे असे समजा, तर त्या प्रवाशाचा जमिनीवरील त्या बिंदूच्या संदर्भात वेग काय असेल, या प्रश्नाचे उत्स्फूर्तपणे मिळणारे सरळ व स्वाभाविक उत्तर ताशी ७२ किमी. हे आहे. रुढ यामिकीमध्ये याप्रमाणे, संदर्भ-चौकटी  [⟶ संदर्भ-व्यूह] एकमेकींच्या संदर्भात एकविध गतीने प्रवास करीत असतील, तर वेग व अंतर यांची मूल्ये देणाऱ्या संख्या एका संदर्भ-चौकटीतून दुसऱ्या संदर्भ-चौकटीत बदली करता येतात. विद्युत् गतिकीमध्ये (गतिशास्त्रात) तसे करता येत नाही. वरील उदाहरणात प्रवाशाऐवजी प्रकाशाचा किरण आगगाडीतून प्रवास करीत असल्याचे समजले, तर जमिनीवर घेतलेल्या बिंदूच्या संदर्भात त्या प्रकाशकिरणाचा वेग, वरीलप्रमाणे त्या बिंदू-संदर्भातील आगगाडीचा वेग व आगगाडी-संदर्भातील प्रकाशकिरणाचा वेग यांच्या बेरजेएवढा नसतो. किंबहुना, दोन्ही संदर्भ-चौकटींसाठी तो सारखाच असतो. अमेरिकन भौतिकीविज्ञ ⇨आल्बेर्ट आब्राहाम मायकेलसन व अमेरिकन रसायनशास्त्रज्ञ ⇨एडवर्ड विल्यम्स मॉर्ली (मोर्ले) यांनी १८८७ मध्ये याबाबतीत महत्त्वाचे प्रयोग करून वरील विधानासाठी पहिला निरीक्षणात्मक पुरावा दिलेला होता. प्रकाशाचा वेग कोणत्याही दिशेत व भ्रमणाच्या कोणत्याही अवस्थेत असलेल्या कोणत्याही संदर्भ-चौकटीसाठी एकच असतो, हे या प्रयोगाने दाखवून दिले होते – [⟶ अवकाश-काल]. सुक्रिया