ԼՈՅՍԸ ԵՒ ՆՐԱ ԷՈՒԹԻՒՆԸ


Արման Տ.Ստեփանեան



Լոյսը եւ էլեկտրականութիւնը այսօր համարւում են 21-րդ դարւայ անբաժանելի մասերից մէկը: Մեր առօրեայ կեանքը, անկարելի է երեւակայել առանց լոյսի: Կարելի է ասել թէ մեր շրջապատում գտնւող ամէն ինչ մի կերպ կապակցւած է լոյսին: Սակայն ի՞նչ է լոյսը եւ ո՞րն է նրա էութիւնը։ Այս հարցադրումներն այսօր գիտութեանը հետաքրքրող հիմնական նիւթներից են:
Մարդը հին ժամանակներից նկատել էր, որ սաթ անունով հանքային քարը իր կողմն է ձգում պապիրուսի թղթերը: Հետագայում յայտնաբերւեց նման բազմաթիւ երեւոյթներ: Սակայն միայն 19-րդ դարում էր, ինչ գիտնականներին յաջողւեց բացատրել այս երեւոյթը: Այն ժամանակ այս երեւոյթների պատճառը համարւեց մի նոր իրականութիւն որը կոչւում էր էլեկտրականութիւն: Էլեկտրականութիւնը բացատրում էր թէ աշխարհում գոյութիւն ունեն երկու տեսակ էլեկտրական լիցք` դրական եւ բացասական: Ըստ Էլեկտրականութեան երկու միատեսակ լիցքեր, երկու դրական կամ երկու բացասական, իրար մօտենալիս վանում են միմեանց իսկ երկու տարբեր լիցքերը ձգում են իրար: Բնութեան երեւոյթներն ըստ իրենց էլեկտրական լիցքի լինում են դրական, բացասական եւ չեզոք: Այպիսով էլեկտրոստատիկան կարողացաւ բացատրել հին ժամանակներից մարդուն հետաքրքրող հարցը: Գիտութեանը զուգընթաց նաեւ զարգացաւ էլեկտրականութեան գիտութիւնը եւ գիտնականերին յաջողւեց էլեկտրոստատիկայի միջոցով հասնել էլեկտրական հոսանքների: Այսպիսով մինչեւ 19-րդ դարի կէսերը էլեկտրականութիւնը համարւում էր մարդու ամենանոր եւ հետաքրքիր գիտութիւններից մէկը:
Էլեկտրականութիւնից բացի՝ այն ժամանակներում ֆիզիկոսներին հետաքրքրում էր բնութեան մի ուրիշ, շատ գեղեցիկ եւ խորհրդաւոր երեւոյթ: Հին դարերից Յունաստանի Մագնեսիա քաղաքի բնակիչները գտել էին մի իւրայատուկ հանքային քար, որը ձգում էր երկաթից սարքւած իրերին: Այս երեւոյթները ուսումնասիրելով գիտնականներին յաջողւել էր ձեւաւորել մի նոր գիտութիւն, որը կոչւում էր մագնիսականութիւն:

 


Թէ էլեկտրականութիւնը եւ թէ՛ մագնիսականութիւնը այն ժամանակւայ ֆիզիկայի տարբեր եւ իրարից բացարձակապէս առանձին ճիւղեր էին: Բայց հէնց այդ ժամանակներում գիտնականները կարողացել էին ինչ-որ գաղտնի եւ ոչ երեւացող կապ յայտնաբերել էլեկտրականութեան եւ մագնիսականութեան միջեւ: Դրա վառ օրինակներից մէկը այն էր, որ էլեկտրական հոսանքին մօտեցւող կողմնացոյցի սլաքների ուղղութիւնը փոխւում էր: Անգլիացի յայտնի գիտնական Մայքլ Ֆարադէյը տասնեակ տարիներ շարունակ աշխատում էր թէ՛ էլեկտրականութեան եւ թէ՛ մագնիսականութեան վրայ: Նա պնդում էր թէ այս երկու երեւոյթներից մէկը օգտւելով կարելի է ստեղծել միւսը: Ֆարադէյը 15 տարի շարունակ ցանկանում էր ապացուցել աշխարհին իր տեսակէտները, սակայն նրա անբաւարար գիտելիքները մաթեմատիկայից խոչընդոտ էին հանդիսանում: Այս իրավիճակը տեւեց այնքան, մինչեւ մէկ այլ գիտնական նրա օգնութեանը հասաւ: Պրոֆեսոր Ջէյմզ Կլարկ Մակսուէլը հաւատում էր Ֆարադէյի խօսքերին, եւ ունենալով բարձր մաթեմատիկական գիտութիւն, վերջապէս կարողացաւ փաստել թէ էլեկտրականութիւնը եւ մագնիսականութիւնը երկու տարբեր դրսեւորումներն են մէկ առաւել լայն հասկացութեան, մի էներգիայի, որը այդ ժամանակւանից կոչւեց էլեկտրամագնիսականութիւն: Մակսուէլը իր յայտնի 4 մաթեմատիկական հաւասարութիւններով կարողացաւ գիտական բացատրութիւն գտնել մեր շրջապատում գտնւող, կարելի է ասել, բոլոր երեւոյթների համար:
Մակսուէլի 4 հաւասարութիւնները այսօր էլ կոչւում են նրա անունով: Այս հաւասարութիւնների ամենահետաքրքիր եւ փայլուն բաժինը այն է, որ չնայած այն ժամանակ դեռ չէր ձեւաւորւել մեծ գիտնական Ալբերտ Էյնշտէյնի յարաբերականութեան տեսութիւնը, այն ստեղծւել է դրանից մօտաւորապէս 40 տարի յետոյ, սակայն Մակսուէլի հաւասարութիւնները լրիւօրէն համընկաւ յարաբերականութեան տեսութեանը: Առաւել եւս կարելի է ասել թէ այս հաւասարութիւնները դասական ֆիզիկայի միակ երեւոյթն է, որն առանց որեւէ ուղղումների օգտագործւում է նաեւ յարաբերականութեան տեսութեան մէջ: Էյնշտէյնի տեսութիւնները հրատարկւելուց եւ ընդունւելուց յետոյ գիտնականներին յաջողւեց այսպէս բացատրել Մակսուէլի հաւասարութիւնները, որ մագնիսականութիւնը ինքնին մի յարաբերական երեւոյթ է: Սակայն ամենափայլուն կէտը Մակսուէլի գործում այն էր, որ այս հաւասարութիւնները վճռելով նա հասաւ մի վերին աստիճանի հետաքրքիր իրականութեան: Այս հաւասարութիւնը համեմատելով ալիքների հաւասարութեան հետ, Մակսուէլը հասաւ այն եզրակացութեան, որ էլեկտրամագնիսական ալիքի արագութիւնը հաւասար է 300.000 կմ./վայրկեանի: Դա շատ ցնցիչ եւ անկիւնադարձային յայտնագոր-ծութիւն էր, քանի որ դա նոյնն էր, ինչ մինչ այդ գիտնականները գտել էին լաբորատորային պայմաններում: Այսպիսով Մակսուէլը էլեկտրականութիւն եւ մագնիսականութիւնը միաւորելուց բացի, նաեւ միաւորեց լոյսին պատկանող գիտութիւնը` օպտիկան: Էլեկտրամագնիսական ալիքը իւրաքանչիւր վայրկեանում 300.000 կմ. առաջ է ընթանում: Իսկ այս ալիքների երեւելի տեսքը մեր աչքի համար հէնց լոյսն է:
Բոլորս գիտենք թէ որեւէ առարկայ մեզ համար տեսանելի է դառնում այն ժամանակ, երբ նշւած իրից լոյսը հասնում է մեր աչքին: Սակայն հարցն այն է, թէ ի՞նչ կը պատահի եթէ որեւէ իր շարժւի լոյսի արագութեամբ: Դա այն հարցն էր, որը շատ հետաքրքրեց ֆիզիկայի երիտասարդ ուսանող Ալբերտ Էյնշտէյնին: Նա որ, մինչ իր կեանքի վերջը շատ մեծ յարգանքով էր խօսում Մակսուէլի մասին, 1905 թւականին հետաքրքրւելով լոյսի էութեամբ, հասաւ այն եզրա-կացութեան, որ լոյսը ոչ թէ մի սովորական ալիք է, այլ նրա արագութիւնը ինչ-որ տեսակի տիեզերական անփոփոխ հասկացութիւն է: Դա գալիս է այն բանից, թէ բոլոր արագութիւններին հակառակ, որը կախւած են արագութիւնը չափող առարկայից կամ անձնաւորութիւնից, լոյսի արագութիւնը բոլոր դիտորդների համար, անկախ նրանց արագութիւնից, մնում է անփոփոխ` 300.000 կմ/վայրկեան: Իսկ ոչ մի երեւոյթի արագութիւն չի կարող գերազանցել լոյսի արագութեանը: Դրանով նա բացատրեց նաեւ ժամանակը: Ըստ նրա ժամանակը ոչ թէ բացարձակ հասկացութիւն է, այլ՝ այն յարաբերական է: Այն կախւած է այն բանից թէ ինչքան ժամանակ է տեւում, ինչ լոյսը հասնում է դիտորդի աչքին: Օրինակ՝ եթէ որեւէ դէպք տիեզերքում տեղի ունենայ մեզնից 600.000կմ. հեռաւորութեան վրայ, մենք նրա մասին կիմանանք 2 վայրկեան յետոյ: Այսպիսով կարելի է ասել՝ գիշերւայ երկինքը դիտելով մենք տեսնում ենք տիեզերքի անցեալը ոչ թէ ներկան:
Այսպիսով Էյնշտէյնը կարողացաւ, լոյսի վրայ հիմնւելով, նոր լուսաբանումներ մտցնել տիեզերքի, չափի, ժամանակի եւ տարածութեան մէջ: Լուսաբանումներ, որոնք մինչ այսօր անփոփոխ են մնացել եւ օգնել մեզ առաւել ճիշտ ճանաչենք մեր տիեզերքը:
 

 

Յոյս թիւ 122

16 Մայիս 2012