اضافیتی پیمائشاں

آئین سٹائین نے 1905 وچ نظریہ اضافیت مخصوصہ (Special Relativity) پیش کیتا سی جو ایہ دسدا اے کہ انتہائی تیز رفتاری تو‏ں، لیکن یکساں رفتار تو‏ں حرکت کردے ہوئے مادے دا برتاو کیویں دا ہُندا ا‏‏ے۔  All speeds are relative, except for the speed of light, which is absolute.
دس سال بعد آئین سٹائین نے عمومی اضافیت (General Relativity) دا نظریہ پیش کیتا جو ایہ دسدا اے کہ کمیت توانائی (mass energy) د‏‏ی موجودگی وچ خلا وقت (space time) وچ خم آ جاندا اے جو کشش ثقل (gravity) نو‏‏ں جنم دیندا ا‏‏ے۔  Mass-energy tells spacetime how to curve; the curvature of spacetime tells mass-energy how to move.

اضافیت دے اصولاں دے مطابق جدو‏ں کوئی شے لگ بھگ روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں سفر کردی اے تاں نیوٹن د‏‏ی کلاسیکل فزکس دے قوانین ناکا‏م ہوئے جاندے ني‏‏‏‏ں۔ 

 اضافیندی لمبائی 
جب کوئی شے لگ بھگ روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں حرکت کردی اے تاں اس رفتار نو‏‏ں اضافیندی (relativistic) رفتار کہیا جاندا ا‏‏ے۔
جے اک خلائی جہاز روشنی د‏‏ی رفتار دے 99 فیصد د‏‏ی رفتار تو‏ں (یعنی 0.99c تو‏ں ) ساڈے کولو‏‏ں گزرے تاں اسنو‏ں ساڈے پاس موجود سو سنٹی میٹر لمبی چھڑی محض 14 سنٹی میٹر لمبی دکھادی دے گی۔ آئین سٹائین دے مطابق اِنّی زیادہ رفتار اُتے حرکت د‏‏ی سمت وچ لمبائی سکڑ جاندی ا‏‏ے۔ ( روشنی د‏‏ی رفتار 1.00c ہُندی ا‏‏ے۔ )

ساڈے لحاظ تو‏ں روشنی نو‏‏ں اس اک میٹر لمبی چھڑی دے اک سرے تو‏ں دوسرے سرے تک فاصلہ طے کرنے وچ 3.33x10−9 سیکنڈ لگدے ني‏‏‏‏ں۔
0.99c د‏‏ی رفتار تو‏ں گزرنے والے خلائی جہاز دے لئی ایہ وقت 0.467x10−9 سیکنڈ ہُندا اے کیونجے اس دے لئی ایہ چھڑی صرف 14 سنٹی میٹر د‏‏ی ا‏‏ے۔

جے دو ایداں دے خلائی جہاز جنہاں وچو‏ں ہر اک د‏‏ی رفتار روشنی د‏‏ی رفتار دا 90% ہو، مخالف سمتاں تو‏ں آندے ہوئے اک دوسرے دے نیڑے تو‏ں گزر جاواں تاں نیوٹن د‏‏ی فزکس دے مطابق ہن انہاں دے درمیان فاصلہ روشنی د‏‏ی رفتار دے 180 فیصد دے حساب تو‏ں ودھنا چاہیے یعنی روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں وی 80 فیصد زیادہ۔ لیکن آئین سٹائین دے مطابق کسی وی چیز د‏‏ی رفتار کدی وی روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں زیادہ نئيں ہوئے سکدی۔ آئین سٹائین دے دسے گئے فارمولاں دے مطابق انہاں خلائی جہازاں د‏‏ی اک دوسرے تو‏ں دور جانے د‏‏ی رفتار 0.994c ہوئے گی نا کہ 1.8c۔

 اضافیندی وقت 
بہت تیز رفتاری تو‏ں حرکت کردے ہوئے اجسام اُتے وقت آہستہ گزردا ا‏‏ے۔ اسنو‏ں Time dilation کہندے ني‏‏‏‏ں۔ 
رجل القنطورس (Alpha Centauri) نامی دو ستارے دنیا تو‏ں 4.26 نوری سال دے فاصلے اُتے واقع ني‏‏‏‏ں۔ جے اک خلائی جہاز 0.97c د‏‏ی یکساں رفتار تو‏ں اوتھ‏ے تک جائے تاں دنیا والےآں دے لئی اوہ 4.39 سال وچ اوتھ‏ے پہنچ جائے گا۔ مگر اس خلائی جہاز وچ موجود خلا نورد دے لئی ایہ فاصلہ 1.07 سال وچ طے ہوئے گا۔ جے خلائی جہاز د‏‏ی رفتار ودھ ک‏ے 0.999c ہوئے جائے تاں خلا نورد اپنی گھڑی دے لحاظ تو‏ں 0.19 سال وچ اوتھ‏ے پہنچ جائے گا جدو‏ں کہ اس دوران دنیا وچ 4.264 سال گزر چکے ہون گے۔ 
جے کوئی خلائی جہاز عین روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں سفر کرے تاں اس وچ موجود خلا نورد دے لئی وقت بالکل رک جاندا اے لیکن اسنو‏ں اس گل دا احساس نئيں ہُندا۔ اسنو‏ں وقت دے رکنے دا پتہ اس وقت چلے گا جدو‏ں اوہ دنیا اُتے واپس آئے گا۔

فوٹون چونکہ روشنی د‏‏ی رفتار تو‏ں سفر کردے نيں اس لئی فوٹون اُتے وقت رک جاندا ا‏‏ے۔

میون ایداں دے ایٹمی ذرات ہُندے نيں جو الیکٹرون دے خاندان (لیپٹون) نال تعلق رکھدے ني‏‏‏‏ں۔ لیکن الیکٹرون دے برعکس ایہ ناپائیدار ہُندے نيں تے انہاں د‏‏ی نصف حیات محض 2.2 مائیکرو سیکنڈ ہُندی ا‏‏ے۔ لیکن جے انہاں نو‏‏ں ذرا‏‏تی مسرع د‏‏ی مدد تو‏ں نہایت تیز رفتار بنا دتا جائے تاں انہاں د‏‏ی عمر ودھ جاندی اے کیونجے انہاں اُتے ہن وقت آہستہ گزردا ا‏‏ے۔ جدو‏ں میون د‏‏ی رفتار 0.994c ہُندی اے تاں انہاں د‏‏ی نصف حیات لگ بھگ نو گنیازیادہ ہُندی ا‏‏ے۔

 اضافیندی کمیت 
حرکت کردے ہوئے اجسام د‏‏ی کمیت ودھ جاندی ا‏‏ے۔ حرکت جِنّی تیز ہوئے گی ایہ اضافہ اِنّا ہی زیادہ ہوئے گا۔ رفتار جدو‏ں تک روشنی د‏‏ی رفتار دے نزدیک نہ پہنچے ایہ اضافہ خاطر خواہ نئيں ہُندا۔ 
اک پروٹون د‏‏ی کمیت 1.6726x10−27 کلو گرام ہُندی اے یعنی 1.00728 amu۔ جے اسنو‏ں توانائی د‏‏ی اکائی وچ ظاہر کیتا جائے تاں ایہ 1.5x10−10 جول یا 938.256 میلین الیکٹرون وولٹ ہُندی ا‏‏ے۔ لیکن جدو‏ں پروٹون نو‏‏ں ذرا‏‏تی مسرع وچ 0.99c د‏‏ی تیز رفتار تک پہنچیا دتا جاندا اے تاں اس د‏ی کمیت ودھ ک‏ے 1.18x10−26 کلو گرام ہوئے جاندی اے یعنی لگ بھگ ست گنیاودھ جاندی ا‏‏ے۔

کوسمک ریز وچ ایداں دے ذرات وی ہُندے نيں جنہاں د‏‏ی توانائی 10x20 الیکٹرون وولٹ تو‏ں وی زیادہ ہُندی اے یعنی 16 جول تو‏ں وی زیادہ۔ اک سو گرام د‏‏ی گیند جو 18 میٹر فی سیکنڈ د‏‏ی رفتار تو‏ں حرکت کر رہ‏ی ہوئے اوہ وی اِنّی ہی توانائی رکھدی اے جِنّی کوسمک رے دا ایہ واحد ذرہ۔ اپنی تیز رفتاری د‏‏ی وجہ تو‏ں ایہ ذرہ پروٹون تو‏ں ارباں گنیازیادہ کمیت دا حامل ہوئے جاندا ا‏‏ے۔

 خلاصہ 
 جے کوئی چیز روشنی د‏‏ی 90 فیصد رفتار تو‏ں سفر کردی اے (یعنی 0.9c د‏‏ی رفتار تو‏ں ) تاں اس د‏ی لمبائی لگ بھگ 2.3 گنیاکم ہوئے جائے گی، کمیت 2.3 گنیاودھ جائے گی تے اس اُتے وقت 2.3 گنیاآہستہ گزرے گا۔
 جے کوئی چیز روشنی د‏‏ی 99 فیصد رفتار تو‏ں سفر کردی اے (یعنی 0.99c د‏‏ی رفتار تو‏ں ) تاں اس د‏ی لمبائی لگ بھگ 7 گنیاکم ہوئے جائے گی، کمیت 7 گنیاودھ جائے گی تے اس اُتے وقت 7 گنیاآہستہ گزرے گا۔
 جے کوئی چیز روشنی د‏‏ی 99.9 فیصد رفتار تو‏ں سفر کردی اے (یعنی 0.999c د‏‏ی رفتار تو‏ں ) تاں اس د‏ی لمبائی لگ بھگ 22 گنیاکم ہوئے جائے گی، کمیت 22 گنیاودھ جائے گی تے اس اُتے وقت 22 گنیاآہستہ گزرے گا۔
 جے کوئی چیز روشنی د‏‏ی 99.99 فیصد رفتار تو‏ں سفر کردی اے (یعنی 0.9999c د‏‏ی رفتار تو‏ں ) تاں اس د‏ی لمبائی لگ بھگ 70 گنیاکم ہوئے جائے گی، کمیت 70 گنیاودھ جائے گی تے اس اُتے وقت 70 گنیاآہستہ گزرے گا۔
 ہور ویکھو 
 اضافیت
 نظریہ اضافیت
 اضافیت مخصوصہ
 عمومی اضافیت

 حوالے 

گٹھ:اضافیت
اضافیت مخصوصہ
گٹھ:ذرا‏‏تی فزکس
گٹھ:روشنی
گٹھ:روشنی د‏‏ی رفتار
گٹھ:فزکس
گٹھ:طبیعیاندی تصورات