রিলেটিভিটিতে গ্যালিলিও রূপান্তর জরুরি কেন?
মধ্যযুগে আপেক্ষিকতার বিষয়টি প্রথম বুঝতে পেরেছিলেন গ্যালিলিও গ্যালিলিও। আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা (তা সাধারণ বা বিশেষ) বুঝতে হলে গ্যালিলিও এর আপেক্ষিকতা আগে বুঝতে হয়।
এই আর্টিকেলটি এমনভাবে লিখা হয়েছে, যাতে উচ্চতর শ্রেণির পদার্থবিজ্ঞানের শিক্ষার্থীরা ছাড়াও যাদের এবিষয়ে উৎসাহ আছে, যেমন - সায়েন্স ব্যাকগ্রাউন্ড নয়, মজাচ্ছলে বিজ্ঞান পড়েন কিংবা অনুসন্ধানী কিশোর বালক-বালিকা ইত্যাদি সবার কথা চিন্তা করে পোস্টটি লিখা হয়েছে।
গ্যালিলিও রূপান্তরের সংগা (Definition of Gelalian Transformation)
গ্যালিলিও রূপান্তর (Galilean Transformation) হলো সেই গাণিতিক সূত্র, যা নিউটনের বলবিজ্ঞানের (Newtonian Mechanics) মধ্যে বিভিন্ন জড় কাঠামোর (inertial frames) মধ্যে স্থান ও সময়ের সম্পর্ক নির্ধারণ করে। এটি মূলত বুঝতে সাহায্য করে, যদি একটি বস্তু এক নির্দিষ্ট গতিতে চলমান থাকে, তাহলে সেটিকে এক স্থির ব্যক্তি ও আরেক গতিশীল ব্যক্তি কিভাবে দেখবে।সহজ ভাষায় ব্যাখ্যা:
ধরুন, আপনি একটা চলন্ত ট্রেনের ভেতরে বসে আছেন,আর ট্রেনটি ঘণ্টায় ৫০ কিমি বেগে চলছে। আপনি যদি ট্রেনের ভেতর ৫ কিমি/ঘণ্টা গতিতে সামনের দিকে হাঁটেন, তাহলে আপনার গতি ট্রেনের ভেতর থেকে দেখলে ৫ কিমি/ঘণ্টা হবে। কিন্তু ট্রেনের বাইরে যে একজন দাঁড়িয়ে আছে, তার দৃষ্টিতে আপনার গতি হবে ৫০ + ৫ = ৫৫ কিমি/ঘণ্টা।
গ্যালিলিও রূপান্তর এই সম্পর্কগুলো নির্ধারণ করে নিচের সূত্র দিয়ে:\( x' = x - vt \) (বস্তুটির নতুন অবস্থান) \( y' = y \), \( z' = z \) (অন্যান্য দিক অপরিবর্তিত) \( t' = t \) (সময় সব পর্যবেক্ষকের জন্য একই) এখানে, \( x, y, z, t \) হলো বস্তুটির এক স্থির পর্যবেক্ষকের কাছে অবস্থান ও সময়। \( x', y', z', t' \) হলো গতিশীল পর্যবেক্ষকের কাছে অবস্থান ও সময়। \( v \) হলো গতিশীল কাঠামোর বেগ।
মূল ধারণা:
গ্যালিলিও রূপান্তরে সময় সর্বদা একই থাকে (অর্থাৎ \( t' = t \))। আপেক্ষিক গতি কেবল যোগ-বিয়োগের মাধ্যমে বের করা যায়। এটি আলোর গতির চেয়ে অনেক কম গতির বস্তুদের জন্য কাজ করে, কিন্তু খুব বেশি গতিতে (যেমন, আলোর গতির কাছাকাছি) এটি আর কার্যকর থাকে না।
এজন্যই আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্ব (Theory of Relativity) পরে দেখায় যে, উচ্চ গতিতে গ্যালিলিও রূপান্তর ভুল হয়ে যায় এবং তখন লরেঞ্জ রূপান্তর (Lorentz Transformation) প্রযোজ্য হয়।
আরো ভালো ধারণা পেতে ভিডিওটি দেখতে পারেন :