പ്രകാശവേഗത ഒരു പ്രപഞ്ച പരിധിയാകുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

 

ഒരു വസ്തുവിന് പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയാത്തതിന്റെ പ്രധാന കാരണം താഴെ പറയുന്നവയാണ്:

1. പിണ്ഡം അനന്തമായി വർദ്ധിക്കുന്നു (Mass Becomes Infinite)

ഐൻസ്റ്റീന്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ഒരു വസ്തുവിന്റെ വേഗത കൂടുന്തോറും അതിന്റെ ആപേക്ഷിക പിണ്ഡവും (Relativistic Mass) വർദ്ധിക്കും.

 * ഈ വർദ്ധനവ് സാധാരണ വേഗതയിൽ വളരെ കുറവായിരിക്കും.

 * എന്നാൽ, ഒരു വസ്തുവിന്റെ വേഗത പ്രകാശവേഗതയിലേക്ക് (c) അടുക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ പിണ്ഡം അനന്തമായി (Infinitely Large) വർദ്ധിക്കുന്നു.

 * m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} എന്ന സമവാക്യത്തിൽ, v (വസ്തുവിന്റെ വേഗത) c യോട് അടുക്കുമ്പോൾ, ഹരണസംഖ്യ (Denominator) പൂജ്യത്തോട് അടുക്കുകയും, അതിനാൽ m (ആപേക്ഷിക പിണ്ഡം) അനന്തതയിലേക്ക് പോകുകയും ചെയ്യുന്നു.

 * അനന്തമായ പിണ്ഡമുള്ള ഒരു വസ്തുവിനെ പ്രകാശവേഗതയിൽ എത്തിക്കാൻ അനന്തമായ ഊർജ്ജം (Infinite Energy) ആവശ്യമാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ അങ്ങനെയൊരു ഊർജ്ജസ്രോതസ്സ് ഇല്ലാത്തതിനാൽ, പിണ്ഡമുള്ള ഒരു വസ്തുവിനും പ്രകാശവേഗത കൈവരിക്കാൻ കഴിയില്ല.

2. ഊർജ്ജവും പിണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം (The Relationship between Energy and Mass - E=mc^2)

ഐൻസ്റ്റീന്റെ പ്രസിദ്ധമായ സമവാക്യം E=mc^2 ആണ്. ഇത് ഊർജ്ജവും (Energy) പിണ്ഡവും (Mass) പരസ്പരം മാറ്റാവുന്നതാണ് എന്ന് സ്ഥാപിക്കുന്നു.

 * ഒരു വസ്തുവിനെ ത്വരിതപ്പെടുത്താൻ (Accelerate) നാം നൽകുന്ന ഊർജ്ജം, അതിന്റെ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനോടൊപ്പം തന്നെ അതിന്റെ പിണ്ഡം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

 * പ്രകാശവേഗതയോട് അടുക്കുമ്പോൾ, നൽകുന്ന അധിക ഊർജ്ജം മുഴുവനും വസ്തുവിന്റെ വേഗത കൂട്ടുന്നതിനു പകരം, അതിന്റെ പിണ്ഡം വർദ്ധിപ്പിക്കാനാണ് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്.

3. പ്രകാശത്തിന്റെ സ്വഭാവം (Nature of Light/Photons)

പ്രകാശത്തിന്റെ കണികകളായ ഫോട്ടോണുകൾക്ക് (Photons) വിശ്രാന്തി പിണ്ഡം (Rest Mass) പൂജ്യമാണ്.

 * വിശ്രാന്തി പിണ്ഡം ഇല്ലാത്ത വസ്തുക്കൾക്ക് മാത്രമേ പ്രകാശവേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയൂ.

 * ഫോട്ടോണുകൾ എല്ലായ്പ്പോഴും പ്രകാശവേഗതയിൽ (വാക്വത്തിൽ 3 \times 10^8 മീറ്റർ/സെക്കൻഡ്) മാത്രമേ സഞ്ചരിക്കുകയുള്ളൂ.

 

* പിണ്ഡമുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, പ്രകാശവേഗത എന്നത് അവയ്ക്ക് എത്തിച്ചേരാൻ കഴിയാത്ത, പ്രപഞ്ചം നിശ്ചയിച്ച ഒരു വേഗത പരിധി (Speed Limit) ആണ്.