اضافيت جو عام نظريو

[thumb|هڪ بليڪ هول [binary system|ٻٽي نظام GW150914 جي حرڪت جو ڪمپيوٽر سموليشن. بليڪ هول جي پويان ستارن جو جهنڊو شديد ثقلي لينسنگ جي ڪري مڙيل ۽ گهمندڙ نظر اچي ٿو، ڇاڪاڻ ته مڪان-زمان پاڻ انهن گهمندڙ بليڪ هولن جي ڪري مڙي وڃي ٿو.]]

**اضافيت جو عام نظريو** (General relativity)، جنهن کي **عام اضافيت** يا **آئنسٽائن جو ثقل جو نظريو** پڻ چيو ويندو آهي، ڪشش ثقل جو هڪ هندسي نظريو آهي جيڪو البرٽ آئنسٽائن مئي 1916ع ۾ شايع ڪيو هو. هي جديد فزڪس ۾ وڏين جسمن جي ثقلي ڪشش جي قبول ٿيل وضاحت آهي. عام اضافيت، اضافيت جي خاص نظريي کي وڌيڪ وسعت ڏئي ٿي ۽ اسحاق نيوٽن جي ثقل جي عالمي قانون کي بهتر بڻائي ٿي. هي نظريو ثقل کي قوت جي بدران مڪان (خلا) ۽ وقت، يعني چار-رخي مڪان-زمان (Spacetime) جي هڪ هندسي خاصيت طور پيش ڪري ٿو. خاص طور تي، مڪان-زمان جو مڙاءُ (Curvature) سڌي طرح موجود توانائي، ميلاپ (Momentum) ۽ دٻاءُ سان لاڳاپيل هوندو آهي. هن تعلق کي آئنسٽائن جي فيلڊ مساواتن ذريعي بيان ڪيو ويو آهي. جان آرچيبالڊ ويلر ان کي هن طرح بيان ڪيو: "مڪان-زمان مادي کي ٻڌائي ٿو ته ڪيئن حرڪت ڪجي؛ مادو مڪان-زمان کي ٻڌائي ٿو ته ڪيئن مڙجي."
نيوٽن جو ثقل جو قانون، جيڪو ڪلاسِيڪل ميڪانيات ۾ ثقل کي بيان ڪري ٿو، ان کي عام اضافيت جي هڪ اڳڪٿي طور ڏسي سگهجي ٿو جتي مڪان-زمان جي اها جاميٽري لڳ بھ لڳ سڌي هوندي آهي. تنهن هوندي به، عام اضافيت جون ڪجهه اڳڪٿيون نيوٽن جي قانون کان گهڻو اڳتي آهن. انهن اڳڪٿين ۾ وقت جو گذرڻ، مڪان جي جاميٽري، آزاد گيرٽ (free fall) ۾ جسمن جي حرڪت، ۽ روشنيءَ جي سفر ۾ تبديليون شامل آهن. مثال طور ثقلي وقت جي واڌ، ثقلي لينسنگ، روشنيءَ جو ثقلي ريڊ شفٽ، ۽ بليڪ هولز وغيره. هن وقت تائين ڪيل تمام تجرباتي چڪاسن ۾ هي نظريو درست ثابت ٿيو آهي.
جيتوڻيڪ عام اضافيت کي ڪوانٽم ميڪانيات جي قانونن سان هم آهنگ ڪرڻ اڃا تائين هڪ مسئلو بڻيل آهي، ڇاڪاڻ ته ڪوانٽم ثقل جو ڪو به مستقل نظريو اڃا تائين ناهي ملي سگهيو. اڃا تائين اها خبر ناهي پئجي سگهي ته ثقل کي ٻين ٽن بنيادي قوتن (مضبوط قوت، ڪمزور قوت ۽ اليڪٽروميگنيٽزم) سان ڪيئن گڏجي هڪ عظيم نظريي ۾ سميٽجي.
آئنسٽائن جي هن نظريي جا علم فلڪيات تي گهرا اثر آهن، بشمول بليڪ هولز جي اڳڪٿي—جيڪي خلا جا اهڙا علائقا آهن جتي مڪان ۽ زمان ايترو مڙيل هوندا آهن جو ڪا به شيءِ، ايستائين جو روشني به اتان نڪري نٿي سگهي. هي نظريو ثقلي لهرن جي وجود جي به اڳڪٿي ڪري ٿو، جيڪي LIGO تجربيگاهه ذريعي سڌي طرح مشاهدو ڪيون ويون آهن. ان کان علاوه، عام اضافيت هڪ پکڙجندڙ ڪائنات جي ڪائناتي ماڊلز لاءِ بنياد فراهم ڪيو آهي، جنهن جي ڪري بگ بينگ ۽ ڪائناتي پس منظر جي شعاعن جو پتو پيو.
عام اضافيت کي ان جي غير معمولي خوبصورتي جي ڪري وڏي پئماني تي ساراهيو ويو آهي ۽ اڪثر ڪري ان کي موجود تمام طبعي نظرين مان سڀ کان وڌيڪ خوبصورت نظريو قرار ڏنو ويندو آهي.

## تاريخ

هينري پوئنڪار جو 1905ع جو اليڪٽران جي ڊائنامڪس جو نظريو هڪ اضافيتي نظريو هو جنهن کي هن ثقل سميت تمام قوتن تي لاڳو ڪيو. هن تجويز ڏني ته ثقلي لهرون روشنيءَ جي رفتار سان سفر ڪن ٿيون. ان کان جلد پوءِ، آئنسٽائن ثقل کي پنهنجي اضافيتي فريم ورڪ ۾ شامل ڪرڻ بابت سوچڻ شروع ڪيو. 1907ع ۾، هن هڪ خيالي تجربي (Thought experiment) سان پنهنجو اٺن سالن جو سفر شروع ڪيو، جيڪو نومبر 1915ع ۾ پروشين اڪيڊمي آف سائنس ۾ پيش ڪيل "آئنسٽائن فيلڊ مساواتن" تي ختم ٿيو. ريمانين جاميٽري آئنسٽائن کي اهو رياضياتي فريم ورڪ فراهم ڪيو جنهن تي هن پنهنجا فزڪس جا خيال ترتيب ڏنا.

1916ع ۾، فلڪيات دان ڪارل شوارز چائلڊ آئنسٽائن جي مساواتن جو پهريون حل ڳولي لڌو، جنهن کي شوارز چائلڊ ميٽرڪ چيو ويندو آهي، جنهن بليڪ هولز جي اڳڪٿي ڪئي. 1919ع ۾ ارٿر ايڊنگٽن جي هڪ مهم دوران سج گرهڻ وقت ستارن جي روشنيءَ جي مڙڻ جي تصديق ڪئي، جنهن آئنسٽائن کي راتو رات مشهور ڪري ڇڏيو.

## ڪلاسيڪل ميڪانيات کان عام اضافيت تائين
عام اضافيت کي ڪلاسيڪل فزڪس سان ان جي هڪجهڙائين ۽ فرقن ذريعي سمجهي سگهجي ٿو. پهريون قدم اهو سمجهڻ آهي ته نيوٽن جي ثقل جي قانون کي به هندسي طور بيان ڪري سگهجي ٿو.

### نيوٽن جي ثقل جي جاميٽري
thumb|عام اضافيت مطابق، ثقلي ميدان ۾ موجود شيون هڪ تيز رفتار لفٽ وانگر عمل ڪنديون آهن. مثال طور، هڪ مشاهدو ڪندڙ کي هڪ بال اوترو ئي هيٺ ڪرندي نظر ايندو جيترو ڌرتيءَ تي، جيڪڏهن راڪيٽ جي رفتار 9.8 m/s² هجي.

ڪلاسيڪل ميڪانيات جي بنياد تي، ڪنهن جسم جي حرڪت کي آزاد (يا انرشيل) حرڪت ۽ ٻاهرين قوتن جي ڪري پيدا ٿيندڙ تبديلين جي ميلاپ طور ڏسي سگهجي ٿو. نيوٽن جي ثقل جي قانون ۽ ايوٽووس جي تجربن مطابق، آزاد گيرٽ (free fall) جي ڪيفيت عالمي آهي: يعني ڪنهن جسم جو رستو صرف ان جي جڳهه ۽ شروعاتي رفتار تي منحصر هوندو آهي، نه ڪي ان جي مادي تي.
آئنسٽائن ان کي هڪ لفٽ جي تجربي سان بيان ڪيو: هڪ بند ڪمري ۾ موجود شخص لاءِ اهو فيصلو ڪرڻ ناممڪن آهي ته هو ڪنهن ثقلي ميدان (جيئن زمين) ۾ بيٺو آهي يا ڪنهن اهڙي راڪيٽ ۾ آهي جيڪو تيزي سان مٿي وڃي رهيو آهي. هي **آئنسٽائن جي برابريءَ جو اصول** (Equivalence Principle) آهي، جنهن مان پتو پوي ٿو ته ثقل ۽ تيز رفتاري (Acceleration) اصل ۾ هڪ ئي شيءِ جا ٻه رخ آهن ۽ اهو مڪان-زمان جي مڙاءُ جي ڪري ٿئي ٿو.

## حوالا