1.5: کشیدگی طے کرتی ہے روشنی کی رفتار

ہوم ／ باب 1: توانائی کے ریشوں کا نظریہ

روشنی “توانائی کے سمندر” میں پھیلنے والی خلل انگیزیوں کا مجموعہ ہے۔ اس کی زیادہ سے زیادہ رفتار ہر جگہ ایک سی مستقل نہیں رہتی؛ ہر مقام اور ہر لمحے میں واسطی مادّے کے مقامی تناؤ سے رفتار کی بالائی حد طے ہوتی ہے۔ جتنا تناؤ زیادہ ہوگا اتنی ہی مقامی حدِ انتشار بلند ہوگی، اور جب تناؤ کم ہو تو یہ حد گھٹ جاتی ہے۔ اسی لیے راستے کے ساتھ تناؤ کی تقسیم روشنی کے کُل سفر کے وقت کو عملاً “ازسرِنو لکھ” دیتی ہے۔

لیبارٹری میں جب ہم مقامی پیمانوں اور گھڑیوں سے ناپتے ہیں تو یہ اوزار خود ماحول کے ساتھ ہم اسکیل ہوتے ہیں۔ نتیجتاً پڑھی جانے والی قدر تقریباً مستقل رہتی ہے؛ اسے روشنائی کی مشاہدہ شدہ رفتار کہا جاتا ہے۔

دونوں باتیں بیک وقت درست ہو سکتی ہیں: روشنی کی مقامی رفتار کی حد تناؤ کے ساتھ بدلتی ہے، جبکہ مشاہدہ شدہ قدر اتنی مقامی آزمائشوں میں مستقل رہتی ہے کہ فرق نمایاں نہیں ہوتا۔

بصیرت افروز مثالیں

• اسی ڈھول کی جھلی جتنی زیادہ تنی ہوگی، گونج اتنی تیز چلے گی۔
• اسی تار کو جتنا زیادہ کسا جائے گا، موج کی چوٹیاں اتنی تیزی سے آگے بڑھیں گی۔
• زیادہ “سخت” واسطے میں آواز تیز سفر کرتی ہے۔

بدیہی نتیجہ: زیادہ تناؤ اور تیز تر بحالی قوّت ⇒ زیادہ تیز پھیلاؤ۔

I. زیادہ تناؤ رفتار کیوں بڑھاتا ہے (تین سادہ نکات)

• حرکت کی صاف تر ترسیل: زیادہ تناؤ میں واسطہ سیدھا اور کھنچا ہوا ہوتا ہے۔ خلل کے بعد بحالی قوّت مضبوطی اور بے ترددی سے کام کرتی ہے، اس لیے انتقالِ مکاں اگلے جز پر جلدی منتقل ہوتا ہے اور موج کا پیشانی حصہ تیزی سے آگے بڑھتا ہے۔
• اطراف کو بہہ جانا کم ہوتا ہے: کم تناؤ میں خلل ابھرتا اور شکن دار ہو کر توانائی کو اطراف میں بکھیر دیتا ہے۔ زیادہ تناؤ یہ چکر کٹّتا ہے، توانائی کو سمتِ حرکت میں مرتکز کرتا ہے اور کارکردگی بڑھاتا ہے۔
• بحالی بمقابلہ رگڑ کا نسبت بہتر ہوتی ہے: “مواد کی مقدار” برابر ہونے پر زیادہ تناؤ بحالی اثر کو تقویت دیتا اور سستی/کھنچاؤ کو گھٹاتا ہے؛ اجتماعی نتیجہ رفتار میں اضافہ ہے۔

مختصراً: زیادہ تناؤ = مضبوط بحالی + کم تاخیر + کم اطرافی انحراف ⇒ تیز تر پھیلاؤ۔

II. مقامی طور پر مستقل، خطّوں کے بیچ قابلِ تغیّر (نسبتِ اضافیت کے مطابق)

• مقامی ہم آہنگی: کافی چھوٹے حلقے میں ہر مشاہد اپنے مقامی پیمانوں اور گھڑیوں سے ایک ہی قدر c پڑھتا ہے، کیونکہ معیارات ماحول کے ساتھ یکساں طور پر ہم اسکیل ہوتے ہیں۔
• راہ کے تابع تغیّر: جب اشارہ مختلف تناؤ والے علاقوں سے گزرتا ہے تو مقامی حد واسطے کے ساتھ بتدریج بدل سکتی ہے۔ ہماری شرط صرف یہ ہے کہ اشارہ کسی مقام پر اس حد تک نہ پہنچے نہ اسے پھلانگے؛ بدلتی چیز حد خود ہے، نہ کہ اشارہ جو “حد سے تیز” ہو۔
• قوی ثقلی میدان کے قریب تاخیر پھر بھی مثبت کیوں رہتی ہے: بڑے کمیتی اجسام کے پاس تناؤ بلند اور مقامی حد بڑی ہوتی ہے؛ تاہم روشنی کی راہ زیادہ مڑتی اور لمبی ہو جاتی ہے۔ لمبے راستے کی سست روی، حدِ بلند سے ملنے والی تیزی پر غالب آتی ہے، لہٰذا کُل وقت بڑھتا ہے — بالکل ویسے جیسے مشاہدہ شدہ ثقلی تاخیر بتاتی ہے۔

III. لیبارٹری میں ہمیشہ ایک ہی c کیوں ملتی ہے

• پیمانے اور گھڑیاں “نظام سے باہر” نہیں: یہ سب مقامی مادی اشیا ہیں۔ جب ماحول کا تناؤ بدلتا ہے تو ایٹمی توانائی سطحیں، ذاتی توازن کی تعدّدیں اور مادی ردِعمل بھی ازسرِنو مراتب پاتے ہیں۔
• ہم اسکیل اوزاروں سے پیمائش: ایسے معیارات میں وہی مقامی حد بار بار ایک ہی عدد کے طور پر پڑھتی ہے۔
• لہٰذا: فزیکی مقامی حد بدل سکتی ہے مگر مشاہدہ شدہ قدر برقرار رہتی ہے — پہلی شے “طبیعیاتی چھت” ہے، دوسری مقامی قرأت۔

IV. اوّلین کائنات میں تیز ہمگیری

مرکزی خیال: ابتدائی عہد میں پس منظر کا تناؤ بے حد بلند تھا؛ “توانائی کا سمندر” غیر معمولی طور پر کھنچا ہوا تھا۔ اس لیے مقامی حدِ انتشار بہت بڑی تھی۔ معلومات اور توانائی کی خلل انگیزیاں نہایت کم وقت میں بہت دوری طے کر سکتی تھیں، جس سے درجۂ حرارت اور پوٹینشل کے فرق تیزی سے ہموار ہوئے اور آج دکھائی دینے والی بڑے پیمانے کی یکنواختی بنی۔

• “فضا کے تیز پھیلاؤ” کی ضرورت کیوں نہیں: رائج تصور خود فضا کے جلد پھیلنے سے بعید علاقوں کے رابطے کو سمجھاتا ہے۔ یہاں ہم مادی طریقہ کار سے بتاتے ہیں: زیادہ تناؤ ⇒ بلند حد ⇒ خلل انگیزیوں کی تیز باہمی رسائی — کسی علیحدہ انفلاشی مرحلے کے بغیر (دیکھیے دفعہ 8.3)۔
• بعد کے “صوتی مظاہر” سے امتیاز: پلاسما کے دور میں پس منظر تناؤ نسبتاً بلند رہا، مگر قوی اتصال اور بار بار تتر بتر ہونے سے اجتماعی صوتی لہروں کی مؤثر سفر رفتار مقامی حد سے نیچے رہی۔ اس دور نے ساخت میں “پسندیدہ وقفے” ثبت کیے، مگر اس نتیجے کو نہیں بدلتا کہ غیر معمولی بلند ابتدائی تناؤ بذاتِ خود تیز ہمگیری کے لیے کافی تھا۔

V. مشاہداتی سہارے اور تقابلی اشارے (عام قاری کے لیے)

• بِلا بُعد تناسبات کو ترجیح دیں: بعید علاقوں کا موازنہ کرتے وقت ایسے تناسب برتیں جیسے ہم ماخذ طیفی خطوط کی تعددی نسبت، روشنی کی منحنیوں کے خدوخال کی نسبت، یا ثقالتی عدسے میں متعدد تصاویر کے مابین تاخیر کی نسبت۔ اس طرح “معیارات کے ساتھ ساتھ بہنے” والے اثر کو کثافتوں کی حقیقی تبدیلی نہ سمجھا جائے۔
• “مشترک انحراف + مستحکم تناسب” کا نقشہ ڈھونڈیں: قوی عدسے یا انتہائی دیدِ خط میں اگر تصاویر/پیام بروں کی تاخیری نسبتیں تقریباً جوں کی توں رہیں جبکہ مطلق اوقات یکساں مقدار سے سرکیں، تو قرینِ قیاس اشارہ یہ ہے کہ “مقامی حدود جنہیں تناؤ بناتا ہے + راہ کی ہندسہ” کارفرما ہیں، نہ کہ منبع کی اندرونی تاخیر یا تعدد پر منحصر پھیلاؤ۔
• جتنا راستہ طویل، اتنی حساسیت زیادہ: زمین کے نزدیک، جہاں تناؤ خاصا یکساں ہے، بار بار پیمائشیں ایک ہی قدر دیتی ہیں۔ بہت طویل یا انتہائی ماحول سے گزرنے والی راہیں فرق زیادہ آسانی سے آشکار کرتی ہیں۔

VI. خلاصہ یہ کہ

• مقامی “چھت” تناؤ طے کرتا ہے: زیادہ کھنچاؤ ⇒ زیادہ رفتار؛ ڈھیلا ⇒ کم رفتار۔ مشاہدہ شدہ قدر مقامی اوزار طے کرتے ہیں: کافی چھوٹے خطّے میں ہمیشہ c ملتی ہے۔
• چھت پوٹینشل سے اور گھڑی ہندسہ سے بنتی ہے: حد مقامی تناؤ سے آتی ہے؛ کُل وقت تناؤ کی تقسیم اور راستے کی شکل سے۔
• نسبتِ اضافیت کے مطابق: کافی مقامی “پیچز” میں حد سب کے لیے برابر ہے؛ اختلافات صرف علاقوں کے بیچ جمع ہوتے ہیں۔
• ابتدائی کائنات میں: بہت بلند تناؤ نے خلل انگیزیوں کا لگ بھگ فوری ربط ممکن بنایا اور یوں تیز ہمگیری ہوئی — علیحدہ انفلاشی مرحلے کے بغیر (دیکھیے دفعہ 8.3)۔