सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत
सामान्य सापेक्षता आइंस्टीन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत है, जिसमें गुरुत्वाकर्षण एक बल नहीं, बल्कि ऊर्जा और संवेग द्वारा उत्पन्न दिक्काल (स्पेसटाइम) की वक्रता है, और स्वतंत्र रूप से गिरने वाले पिंड उस वक्रित ज्यामिति में यथासंभव सीधे पथों का अनुसरण करते हैं।
Definition
सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण का ज्यामितीय सिद्धांत है जिसमें ऊर्जा और संवेग का वितरण एक चार-आयामी दिक्काल की वक्रता को निर्धारित करता है, और वह वक्रता बदले में यह नियंत्रित करती है कि पदार्थ और प्रकाश भूगर्भीय पथों के साथ कैसे चलते हैं।
Scope
यह क्षेत्र सामान्य सापेक्षता के वैचारिक और गणितीय आधारों को शामिल करता है: समतुल्यता सिद्धांत जो गुरुत्वाकर्षण और त्वरण को जोड़ता है, दिक्काल का एक वक्रित लोरेंत्ज़ियन मैनिफोल्ड के रूप में वर्णन, मीट्रिक टेंसर और वक्रता का वर्णन करने के लिए आवश्यक विभेदक ज्यामिति, मुक्त कणों और प्रकाश की भूगर्भीय गति, और सिद्धांत की पुष्टि करने वाले प्रायोगिक परीक्षण।
Sub-topics
Core questions
- गुरुत्वाकर्षण को बल के बजाय ज्यामिति के रूप में क्यों माना जा सकता है?
- समतुल्यता सिद्धांत क्या है और यह गिरने वाले पिंडों और प्रकाश के बारे में क्या बताता है?
- दिक्काल की वक्रता का गणितीय रूप से वर्णन कैसे किया जाता है?
- कौन से अवलोकन सामान्य सापेक्षता को न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण से अलग करते हैं?
Key concepts
- समतुल्यता सिद्धांत
- वक्रित दिक्काल
- मीट्रिक टेंसर
- भूगर्भीय गति
- लोरेंत्ज़ियन मैनिफोल्ड
- सामान्य सहप्रसरण
Key theories
- समतुल्यता सिद्धांत
- स्थानीय रूप से, एक समान गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र एक समान त्वरण से अप्रभेद्य होता है, इसलिए सभी पिंड समान त्वरण के साथ गिरते हैं; यह सार्वभौमिकता गुरुत्वाकर्षण को एक अलग बल के रूप में मानने के बजाय दिक्काल की ज्यामिति में समाहित करने की अनुमति देती है।
- गुरुत्वाकर्षण का ज्यामितीयकरण
- गुरुत्वाकर्षण एक लोरेंत्ज़ियन दिक्काल की वक्रता में निहित है: पदार्थ दिक्काल को बताता है कि कैसे वक्रित होना है, और वक्रता पदार्थ को बताती है कि भूगर्भीय पथों के साथ कैसे चलना है, जिससे न्यूटन के तात्कालिक बल को स्थानीय ज्यामिति से प्रतिस्थापित किया जाता है।
Clinical relevance
गुरुत्वाकर्षण की ज्यामितीय अवधारणा आधुनिक खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान का आधार है, जिसमें ग्रहों की कक्षाएँ और तारों के प्रकाश का मुड़ना से लेकर जीपीएस का संचालन, ब्लैक होल और न्यूट्रॉन सितारों का प्रतिरूपण, और विस्तारित ब्रह्मांड की व्याख्या शामिल है।
History
1907 के बाद आइंस्टीन ने समतुल्यता सिद्धांत को उन्नत करके सापेक्षता को गुरुत्वाकर्षण तक विस्तारित किया, और गणितज्ञ मार्सेल ग्रॉसमैन के साथ रीमैनियन ज्यामिति को अपनाया; यह सिद्धांत नवंबर 1915 में क्षेत्र समीकरणों के साथ पूरा हुआ, जिसे डेविड हिल्बर्ट ने लगभग एक साथ एक भिन्नता सिद्धांत से प्रतिपादित किया था।
Debates
- सामान्य सहप्रसरण की स्थिति और निर्देशांकों का अर्थ
- आइंस्टीन के 'होल आर्गुमेंट' और बाद की चर्चा ने स्पष्ट किया कि सिद्धांत की भौतिक सामग्री निर्देशांक-स्वतंत्र ज्यामितीय संबंधों में निहित है, न कि स्वयं निर्देशांकों में, एक ऐसा बिंदु जो क्वांटम गुरुत्वाकर्षण में पृष्ठभूमि स्वतंत्रता के बारे में बहसों को सूचित करता रहता है।
Key figures
- Albert Einstein
- Marcel Grossmann
- David Hilbert
- Bernhard Riemann
Related topics
Seminal works
- einstein1916
- mtw1973
Frequently asked questions
- यदि गुरुत्वाकर्षण एक बल नहीं है, तो हमें भार क्यों महसूस होता है?
- जो हम भार के रूप में महसूस करते हैं वह जमीन का धक्का है जो हमें मुक्त पतन के भूगर्भीय पथ का अनुसरण करने से रोकता है; पृथ्वी पर स्थिर खड़े रहने का अर्थ है मुक्त पतन से लगातार त्वरित होना, जिसे समतुल्यता सिद्धांत खाली स्थान में त्वरण के बराबर मानता है।
- क्या सामान्य सापेक्षता न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण को पूरी तरह से प्रतिस्थापित करती है?
- सामान्य सापेक्षता में न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण कमजोर क्षेत्रों और धीमी गति की सीमा के रूप में समाहित है, इसलिए न्यूटन का सिद्धांत रोजमर्रा और सौर-प्रणाली इंजीनियरिंग के लिए एक उत्कृष्ट सन्निकटन बना हुआ है, जबकि सामान्य सापेक्षता मजबूत क्षेत्रों, उच्च परिशुद्धता और ब्रह्मांडीय पैमानों के लिए आवश्यक है।