शनिवार, २९ एप्रिल, २०१७

समांतर विश्वे - लेखांक ५ / ६

वरील चार मांडणींपैकी
पहिल्या मांडणीतील विश्वे काळाच्या शाखांनी विभाजित होतात,
दुसर्‍या मांडणीत अतिविशाल अंतरामुळे,
तिसर्‍या मांडणीत बाह्यविश्वात त्या समांतर विश्वांचे स्वतंत्र अस्तित्व आहे
तर चौथ्या मांडणीत संपूर्णपणे वेगळ्या गणिती संरचनेमुळे ती परस्परांना समांतरआहेत.

प्रत्येक प्रकारच्या समांतर विश्वांचे कारण वेगळे असल्यामुळे या विश्वांचा परस्परांशी कोणत्या प्रकारे संपर्क होऊ शकेल किंवा कोणत्या प्रकारे ती शोधली जाऊ शकतात, सिद्ध होऊ शकतात याबाबतच्या धारणादेखील वेगळ्या आहेत. कागदावर अत्यंत आकर्षक वाटणार्‍या या संकल्पनांची प्रत्यक्ष अस्तित्वात असण्याच्या शक्यतेस दुजोरा देणारे किती घटक सध्याच्या प्रस्थापित विज्ञानात आहेत ? 

कुठलीही 'अनोळखी' गोष्ट शोधण्याची विज्ञानाची क्षमता बर्‍याच काळापासून विद्युतचुंबकीय प्रारणांपुरतीच (ElectroMagnetic Radiation) मर्यादित होती. (यात दृश्य प्रकाश, क्ष किरणे, गॅमा किरणे आणि इतर सर्व प्रकारच्या लहरी येतात.)   नुकतेच  गुरुत्वाकर्षण लहरींचे अस्तित्व जेंव्हा सिद्ध झाले त्यावेळी (कदाचित) या क्षमतेच्या पलीकडचे ठरू शकेल, असे काही मानवाने साध्य केले आहे. डार्क मॅटर, डार्क एनर्जी आणि तत्सम काही अन्य गोष्टी आपल्यासाठी अजूनही गूढ आहेत.

----
पहिल्या मांडणीतील समांतर विश्वे ही काळाच्या शाखांनी विभाजित आहेत, याचाच दुसरा अर्थ असा होतो की या समांतर विश्वांना शोधण्यासाठी वा त्यांचा प्रत्यय येण्यासाठी वा त्यांचे अस्तित्व सिद्ध करण्यासाठी काळ म्हणजे नक्की काय आहे ? काळ स्वयंचलित असण्याचे कारण काय ? काळ अपरिवर्तनीय आहे की नाही ? काळ एकशाखीय आहे की बहुशाखीय ?    यासारख्या अनेक गोष्टींचा आपल्याला उलगडा करावा लागेल.

काळाची जाणीव, काळाचे ज्ञान आपल्याला ज्या प्रकारे होते किंवा ज्या प्रकारे आपण काळाचे विश्लेषण करतो तो प्रकार मानवी मेंदूतील Cerebral cortex या भागाशी निगडीत आहे असे सध्याचा अभ्यास सांगतो. या भागाला इजा पोहोचल्यास काळाचे भान हरविण्याचे प्रमाण लक्षणीय आहे. थोडक्यात आपल्या काळासंबंधीच्या जाणीवा अधिक विकसित व्हायला हव्या असतील, काळाच्या प्रत्यक्ष स्वरूपाचे यथार्थ ज्ञान आपल्याला व्हायला हवे असेल तर त्याचा एक मार्ग आपल्या मेंदूतील या भागाच्या अधिक विकसित होण्याशी संबंधित आहे. आता त्यासाठी ध्यानधारणेचा, योगमार्गाचा पथ निवडायचा की Genetic Engineering चा हा वरवर पाहता ज्याचा त्याचा प्रश्न आहे, मात्र हा प्रश्न अखिल मानवजातीच्या स्तरावर सोडवायचा असेल (आणि तो तसा कधी ना कधी सोडवावा लागेल), तर विज्ञानाला घ्यावी लागणारी झेप ही बर्‍यापैकी मोठी असेल कारण आजही आपले मानवी मेंदूसंबंधीचे ज्ञान बर्‍यापैकी मर्यादित आहे. हे ज्ञान वाढविण्यासाठी अत्यंत सखोल (क्वचित वैज्ञानिक चौकटीबाहेरचा) अभ्यास करण्याची तयारी आपल्याला दाखवावी लागेल. इतर पशूंना, प्राण्यांना, पक्ष्यांना काळाचे भान कसे आहे याचा अभ्यासदेखील या दरम्यान होणे आवश्यक ठरावे. उदा एखादी दुर्घटना घडायच्या आधी  (किंवा काही ठराविक जागांवर) काही विशिष्ट प्राणीसमूह अस्वस्थ का होतात ? त्यांना याची जाणीव नक्की कशाप्रकारे होते ? हे प्रश्न आपल्याला मूळातून सोडवावे लागतील आणि मग त्याचा उपयोग कसा करून घेता येईल हे ठरवावे लागेल.

काळाच्या संदर्भात आत्तापर्यंत झालेले प्रत्यक्ष प्रयोग हे कणभौतिकी स्तरावरचे आहेत किंवा Thought experiement या प्रकारचे आहेत. या दोन्ही प्रकारच्या प्रयोगांची स्थूल जगाशी प्रत्यक्ष सांगड घालणे हे सोपे नाही, त्यामुळे सध्याच्या वैज्ञानिक चौकटीत झालेले काळाचे ज्ञान मिळवण्याचे हे प्रयोग, प्रचीतीच्या दृष्टिकोनातून असंभवनीयतेच्या सीमेवरचे आहेत. याचाच दुसरा अर्थ असा होतो की सध्याच्या संदर्भ चौकटीच्या बाहेर जाऊन आपण निरीक्षण करू शकलो तर कदाचित आपल्याला वेगळ्या प्रकाराने काळाचे ज्ञान होऊ शकेल.
----

----
दुसर्‍या मांडणीतील विश्वे प्रचंड मोठ्या (आणि सध्याच्या तंत्रज्ञानाच्या आवाक्याबाहेरच्या) अंतरामुळे विभाजित असल्यामुळे, या विश्वांचा खरेखोटेपणा सिद्ध करणे हे केवळ आणि केवळ त्या अंतरावरील अवकाशप्रवास आणि तिथून पुन्हा पृथ्वीशी संपर्क या माध्यमातूनच साध्य होऊ शकतो. अवकाश यानांचा वेग वाढविण्याचे प्रयत्न निरंतर सुरू आहेत आणि कदाचित आणखी काही दशकात आपली अंतराळयाने प्रकाशाच्या २० ते ३० टक्के इतक्या प्रचंड वेगाने अंतराळ प्रवास करू शकतील. मात्र या मांडणीत भाकीत केलेली अंतरे इतकी विशाल आहेत की भविष्यात आपण प्रकाशवेगाने जाण्याची क्षमता जरी प्राप्त केली तरी अब्जावधी (खरंतर त्यापेक्षाही कितीतरी पटीने अधिक) प्रकाशवर्षांची अंतरे पार करणे आणि तिथून पुन्हा पृथ्वीशी संपर्क करणे हे मानवी आयुष्याच्या (अमरत्व साध्य करता येणार नाही हे गृहीत धरून :-) ) मर्यादांच्या सदैव पलीकडे असणार आहे. थोडक्यात त्या अतिदूरच्या प्रदेशात जाऊन तिथून पुन्हा मानवी आयुर्मर्यादेच्या कक्षेत राहून पृथ्वीशी संपर्क करण्यासाठी आपल्याला Wormhole वा तत्सम तंत्रज्ञान साध्य करावेच लागेल. कणभौतिकी शाखेशी संबंधित प्रयोग पृथ्वीवर करून कदाचित आपल्या तंत्रज्ञानाला एक दिशा मिळू शकेल, मात्र स्थूल स्तरावर यासाठी लागणारी यंत्रणा उभारणे  वा या नव्या तंत्रज्ञानाशी संबंधित स्थूलस्तरावरचे प्रत्यक्ष प्रयोग करणे यासाठी आपल्याला पृथ्वीबाह्य, खरंतर सूर्यमालेच्याही बाहेरील प्रयोगशाळेची आवश्यकता भासेल असे वाटते. आणि त्याचे महत्त्वाचे कारण हेच असेल की अशा प्रयोगांसाठी आवश्यक असणारी ऊर्जा आपल्या सूर्यमालेत उपलब्ध करणे किंवा त्यासाठी पृथ्वीच्या आसपास प्रयोग करणे, पृथ्वीच्या सूरक्षिततेच्या दृष्टिकोनातून आपल्याला अत्यंत त्रासदायक ठरू शकते.
----

----
तिसर्‍या मांडणीतील विश्वांची प्रचीती घेण्यासाठी आपल्याला पुढीलपैकी प्रत्येक गोष्ट साध्य करणे आवश्यक आहे :

१) त्रिमित मितींपलीकडच्या मितींचे प्रत्यक्ष ज्ञान होणे ,
२) आपल्या मितीतून त्या अनोळखी मितींमध्ये पोहोचणे,
३) तिथे आपले अस्तित्व टिकवून ठेवणे आणि
४) तिथून पुन्हा पृथ्वीशी संपर्क प्रस्थापित करणे

आज या संदर्भात आपण पहिल्या टप्प्यावर अडखळत आहोत. या अडखळत्या सुरुवातीची बीजे String Theory त आहेत.

न्यूटनच्या गुरुत्वाकर्षणाचे नियम वैश्विक स्तरावर लागू पडत नाहीत हे लक्षात आल्यावर आईनस्टाईनच्या व्यापक सापेक्षता सिद्धांताने अनेक प्रश्नांची, त्यातील त्रुटींची  उकल करण्याचा यशस्वी प्रयत्न केला, पण कालांतराने व्यापक सापेक्षता सिद्धांतातील संभाव्य त्रुटी उघड होऊ लागल्या. त्यातील एक मुख्य त्रुटी स्थूल स्तरावरचा व्यापक सापेक्षता सिद्धांत आणि  सूक्ष्म स्तरावरच्या कणभौतिकीचे प्रस्थापित सिद्धांत यांच्या एकत्रीकरणाशी, त्या दोन्ही सिद्धांताना एकाच छत्राखाली आणण्याच्या (Theory of Everything) प्रयत्नांशी संबंधित होती. आयुष्याच्या अंतिम टप्प्यात आईनस्टाईनने यासाठी बरेच प्रयत्न केले असे सांगण्यात येते, ज्यात आपल्या दुर्दैवाने त्याला यश लाभले नाही. या एकत्रीकरणाच्या पहिल्या टप्प्यावरचे  String Theory हे एक अडखळते पाऊल आहे. अडखळते अशासाठी की ते आजही केवळ गणिती स्तरावर आणि अर्थातच कागदावर आहे.  दुसर्‍या शब्दात सांगायचे तर सध्यातरी String Theory ही  परिकल्पना  (परीकल्पना नव्हे :-) )  किंवा गृहीतप्रमेय (Hypothesis) आहे,  सिद्धांत नव्हे.

आपण जेंव्हा कणभौतिकी किंवा पुंजभौतिकी असे म्हणतो, तेंव्हा त्यातून ध्वनित होणारी स्वाभाविक गोष्ट ही आहे की मूलकण हे कणस्वरूपात किंवा ऊर्जेच्या पुंज (सूक्ष्म गुच्छ) स्वरूपात आहेत. String Theory या धारणेस नाकारते.  String Theory च्या गृहीतकानुसार सर्व मूलकण  अतिसूक्ष्म आकाराचे आणि उर्जेपासून बनलेले धागे (रज्जु) आहेत. अतिसूक्ष्मस्तरावर विचार करता, बिंदूसम आणि शून्यमितीय म्हणता येतील अशा मूलकणांकडून, एकमितीय म्हणता येईल अशा रज्जुस्तरावर होणारे  हे सैद्धांतिक स्थित्यंतर आहे.  हे धागे किती सूक्ष्म आहेत याचा केवळ अंदाज म्हणून उदाहरण द्यायचे झाले तर असे म्हणता येईल की अणूचा आकार आपण सूर्यमालेच्या विस्ताराइतका मानला तर या धाग्याचा आकार हा पृथ्वीवरील एखाद्या झाडाप्रमाणे आहे. हे धागे सतत कंपन पावत असतात आणि त्यांच्या कंपनातील विविधतेमुळे, विविध प्रकारचे मूलकण तयार होतात अशी String Theory ची धारणा आहे.  String Theory च्या किमान तीन महत्त्वाच्या आवृत्ती आहेत (त्यातही अनेक पोटभेद आहेत ते वेगळेच) ;  Bosonic Superstring theory (२६ मिती), Superstring theory (१० मिती) आणि M-Theory (११ मिती).  हा विषय अत्यंत क्लिष्ट आहे, स्वतंत्र लेखमालेचा आहे, त्यामुळे जास्त खोलात न जाता Superstring theory मध्ये दहा मिती कशा कल्पिल्या आहेत त्या प्रत्येकी दोन-तीन वाक्यात जरी मांडले तरी याची प्रचीती घेणे किती अवघड आहे ते लक्षात येऊ शकेल.

आपल्या विश्वातील लांबी, रुंदी , उंची (किंवा खोली) आणि काळ या चार मितींपलीकडे इथे आणखी सहा मिती कल्पिल्या आहेत.

पंचमित विश्व ) या मितीमध्ये आपल्या 'चतुर्मितीय' विश्वाशी पहिली फारकत घेतली जाईल आणि ती कदाचित आपल्या विश्वातील विविध भौमितिय संरचनेशी संबंधित असेल. या मितीमध्ये आरंभीची स्थिती समान असूनही वेगळ्या भौमितिय संरचनांमुळे काही काळाने ही विश्वे वेगळ्या कालपथावर जातील.

षड्मित विश्व) या मितीमध्ये पंचमितीय विश्वे आपल्याला एका पंचमितीय प्रतलात अनुभवास येतील. त्यामुळे या मितीत जाणे साध्य झाल्यास कदाचित आपल्याला एका विश्वातून दुसर्‍या समांतर विश्वात जाणे सहज शक्य होईल.

सप्तमित विश्व) या मितीमध्ये असणार्‍या अनेक विश्वांची आरंभीची परिस्थिती वेगळी असेल आणि षड्मित विश्वाचे सर्व गुणधर्म देखील त्यात असतील. यांच्या आरंभापासूनच ही विश्वे आपल्यापेक्षा वेगळ्या प्रकारच्या घटनांनी आणि काळाने बद्ध असतील.

अष्टमित विश्व) या मितीमध्ये सप्तमितीतील अनेक विश्वे अष्टमितीमधल्या प्रतलात अस्तित्वात असतील. त्यामुळे येथे विविध सप्तमित विश्वात परस्पर संपर्क होऊ शकेल.

नवमित विश्व) या मितीमध्ये अष्टमित विश्वातील सर्व गुणधर्म असतीलच , शिवाय येथील भौतिक नियम सुद्धा आपल्या विश्वापेक्षा भिन्न असतील. वेगळी आरंभस्थिती, वेगळे स्थिरांक, वेगळे भौतिक नियम, वेगळ्या संरचना यामुळे इथे स्थळकाळाची सर्व 'combinations' घडू शकतील.

दशमित विश्व) नवमित प्रतलात असणारी ही विश्वे सर्व संभव घटकांच्या आधारांवर आपापले वेगळे अस्तित्व जपून असतील. आपल्या कल्पनेच्या पलीकडे असलेले हे जग असेल.

वर दिलेल्या यादीतील विश्वातील विविधता आणि गुंतागुंत लक्षात घेतली की सुरूवातीस दिलेल्या चार गोष्टींची प्रचीती घेण्यासाठी आपली बुद्धी,  आपल्याकडे असलेले ज्ञान, विज्ञान  आणि तंत्रज्ञान किती तोकडे आहे आणि आपल्याला किती मोठा पल्ला अजून गाठायचा आहे हे वेगळे सांगण्याची आवश्यकता पडू नये.
----

----
शेवटच्या मांडणीतील विश्वे ही संपूर्णपणे वेगळ्या गणिती संरचनेवर आधारित असतील ही गोष्ट मान्य केल्यास आशा विश्वांची प्रचीती घेणे बहुदा आपल्याला कधीच शक्य होणार नाही हे स्विकारणे आपल्याला जड जाऊ नये. ही विश्वे आपल्यासाठी अप्राप्य आहेत आणि यदाकदाचित अप्राप्याचे केवळ निरीक्षण करण्याचा काही मार्ग असेलच, तर त्यासाठी मानवजातीत इतक्या टोकाची उत्क्रांती घडून यावी लागेल की त्यानंतर जी प्रजाती अस्तित्वात येईल तिला मानव म्हणणे शक्यच नसेल. आधीच्या एका लेखांकात म्हटल्याप्रमाणे आपले प्रत्येक विज्ञान हे गणितात व्यक्त होते आणि 'गणितवृक्षाच्या' अनंत शाखांपैकी एक शाखा आपल्या गणिती संरचनेची आहे.  या शाखेवर उभे राहून, दुसर्‍या शाखेवरचे विश्व कसे असेल किंवा दुसर्‍या शाखेतील गणित कसे असेल याचे निदान करण्याचा, कल्पना करण्याचा कोणताही मार्ग आपल्या गणितीय संरचनेतून निघू शकेल ही शक्यता शून्य आहे. 
----

शनिवार, २२ एप्रिल, २०१७

समांतर विश्वे  - लेखांक ४ / ६


----
(मांडणी - ३) ==> या मांडणीनुसार आपले विश्व हे एकमेव विश्व नाही. आपले विश्व हे एका बाह्यविश्वाचा भाग आहे आणि त्या बाह्यविश्वात अगणित विश्वे आहेत.  यापैकी काही विश्वे ही आपल्या विश्वासारखीच आहेत आणि आपल्या विश्वासोबतच  अस्तित्वात आली आहेत. त्यातील काही विश्वे बर्‍याचशा समान गुणधर्माची आहेत.  समान गुणधर्माच्या विश्वांमध्ये घडणार्‍या अनेक घटना सारख्या असू शकतात , पण त्या समान असतीलच असे नाही.  याउलट आपल्या विश्वासोबतच जन्माला येऊनही,  घटनांच्या व रचनेच्या दृष्टिकोनातून, आपल्या विश्वाशी जराही साधर्म्य नसलेली विश्वेही त्या बाह्यविश्वात असू शकतील. 
----

विश्वाच्या उत्पत्तीचा एक सिद्धांत म्हणून, आपण Big Bang Theory कडे पाहतो. या सिद्धांतानुसार विश्वाची निर्मिती ही एका Singularity मधून झाली.

Singularity म्हणजे काय ?  तर असे स्थान (किंवा वस्तू), जिथे घनता, तापमान, (व गुरुत्वाकर्षण ) हे अनंत आहे, अगणित आहे.  आपल्याला ज्ञात असलेल्या भौतिकशास्त्राचे, सापेक्षतेचे, गणिताचे कोणतेही नियम तिथे लागू पडत नाहीत.  सध्याच्या मान्यतेनुसार कृष्णविवराच्या आत अशी Singularity असते.  

तर या Big Bang Theory मधून निर्माण झालेले जे विश्व आहे, ते आपल्या सध्याच्या क्षमतेनुसार आपल्याला त्रिमित दिसते. (सध्या काळ ही चौथी मिती असल्याची संकल्पना बाजूला ठेवा)  या तीन मितींच्या पलीकडे आणखी मिती असू शकतील, पण आपल्याला त्यांचे पूर्ण ज्ञान आणि भान अजूनतरी आलेले नाही. तीनापेक्षा अधिक मितींची कल्पना करताना आपण नेहेमीच या मिती आपल्या याच विश्वात आहेत, परंतु आपल्या सध्याच्या जाणिवांच्या बाहेर आहेत असे मानतो. पण कदाचित काही आणखी वेगळेच आणि विलक्षण असले तर ?

कल्पना करा की आपले विश्व हे केवळ आणि केवळ त्रिमितच आहे. पण तरीही यापेक्षा कितीतरी अधिक मिती अस्तित्वात आहेत , पण त्या आपल्या विश्वाच्या बाहेर ! .  

समजून घेण्यास सोपे जावे म्हणून आपण असे समजू की आपल्या विश्वाला एक गोलाकार (वर्तुळाकार नव्हे) किंवा अंडाकार असा  त्रिमित 'सीमापरीघ' आहे.  पण आपले विश्व एका बाह्यविश्वात 'तरंगत' आहे.  आपल्या विश्वात जसे अंतराळ आहे, तसेच एका वेगळ्या प्रकारच्या किंवा वेगळ्या मितीत असलेल्या दुसर्‍या  'अंतराळात'  आपले विश्व आहे. अशा प्रकारच्या विश्वाची कल्पना करताना आपल्याला तीनपेक्षा अधिक मिती डोळ्यापुढे आणाव्या लागतात आणि हे निश्चितच अवघड जाते. पण हे साध्य करण्याचा एक सोपा मार्ग आहे, तो आपल्यापेक्षा खालच्या स्तरावरच्या मितीबाबत विचार करण्याचा.

कोणतीही रेषा ही एकमितीय मानली जाते. आता कल्पना करा एका कागदावर अनेक समांतर रेषा ओढलेल्या आहेत. आणि ही सर्व एकमितीय विश्वे आहेत. या प्रत्येक एकमितीय विश्वास, दुसरे एकमितीय विश्व अस्तित्वात असल्याची जाणीवच नाही, कारण ती समांतर आहेत. या दोन एकमितीय विश्वांना जोडण्यासाठी त्या समांतर (विश्वांना) रेषांना  छेदणारी रेषा काढावी लागते.  अर्थात त्या दोन एकमितीय विश्वांना जोडण्यासाठी जो मार्ग आहे, तो द्विमितीय विश्वातून प्रवास करतो.  गंमत अशी आहे की द्विमितीय विश्वातून प्रवास करणारी आणि दोन समांतर विश्वांना जोडणारी ही एकमितीय रेषा म्हणजे वास्तविक आणखी एक एकमितीय विश्व आहे,पण ते या समांतर विश्वांना असमांतर आहे, वेगळ्या पातळीत आहे.  समांतर रेषांना छेदणारी रेषा प्रत्यक्षात त्या रेषांवरील दोन बिंदूंना जोडते. बिंदू हा शून्यमितीय मानला जातो.  

हाच विचार द्विमितीय विश्वांबाबतही करता येईल. एखाद्या घनाकाराच्या (Cube) बाजू असलेली दोन समांतर प्रतले म्हणजे द्विमितीय विश्वे मानली तर त्या द्विमितीय विश्वात राहणार्‍या 'सजीवांना', परस्परांच्या विश्वाची जाणीव नसेल. एका प्रतलातून (द्विमितीय विश्वातून) दुसर्‍या समांतर प्रत
लात (द्विमितीय विश्वात) जाण्यासाठी या प्रतलांना छेदणारे आणि असमांतर असलेले तिसरे प्रतल आवश्यक आहे. तरच एका प्रतलात (द्विमितीय विश्वात) राहणार्‍या द्विमितीय सजीवाला, दुसर्‍या समांतर प्रतलात (द्विमितीय विश्वात) जाता येईल. (हा द्विमितीय सजीव  त्या (बाजूंना) प्रतलांना जोडणार्‍या रेषेवरून प्रवास करू शकत नाही, कारण ती रेषा एकमितीय आहे.)   असमांतर असणारे हे प्रतल जेंव्हा समांतर प्रतलांना छेदते तेंव्हा प्रत्यक्षात ते त्या समांतर विश्वांमधील दोन रेषांना (अर्थात एकमितीय प्रवेशद्वारांना) जोडते.  (सोबतचे चित्र पहा)

एकमितीय विश्वांना जोडणारे प्रवेशद्वार शून्यमितीय आहे, द्विमितीय विश्वांना जोडणारे प्रवेशद्वार हे एकमितीय आहे, हीच संगती आपल्या विश्वास लावल्यास आपण असे म्हणू शकतो, की आपल्याला समांतर असणारे दुसरे त्रिमितीय विश्व असणे शक्य आहे आणि या समांतर अशा त्रिमितीय विश्वाला आपल्याशी जोडण्यासाठी दुसरे असमांतर असणारे, आपल्या त्रिमितीय विश्वाला छेदणारे तिसरे त्रिमितीय विश्व असावे लागेल. आणि या छेदणार्‍या त्रिमितीय विश्वाचे प्रवेशद्वार हे एखादे प्रतल (द्विमितीय) असेल. ज्या क्षणाला आपल्याला असे प्रतल सापडेल किंवा कर्मधर्मसमयोगाने त्याच्याशी आपला संपर्क येईल तेंव्हा आपण त्या दुसर्‍या त्रिमितीय विश्वाशी संपर्क साधू शकू किंवा प्रवास करून तिथे जाऊ शकू.  

जसे द्विमितीय जगात राहणार्‍या एखाद्या सजीवाला, त्रिमितीय जगात राहणार्‍या आपली जाणीव होऊ शकणार नाही,  तद्वत आपल्याला आपल्यापेक्षा अधिक मितीत राहणार्‍या जीवाची जाणीव होऊ शकत नाही.  या विधानाचा व्यत्यासही सत्य असू शकतो. बाहेर असणार्‍या बहुमित अंतराळात राहणार्‍या  'सजीवाला', देखील आपले अस्तित्व माहीत असेलच असे नाही. त्याला आपली जाणीव होऊ शकेलच असे नाही, कारण कदाचित त्यांच्यासाठी आपले विश्व म्हणजे त्यांच्या विश्वातील केवळ एक भूमितीय संरचना असेल. आपल्या विश्वातील एखाद्या बिंदूची, एखाद्या रेषेची, एखाद्या प्रतलाची, आपल्याला जितकी जाणीव असते, तसेच काहीसे स्थान, आपल्या विश्वाचे या बाह्यविश्वात असेल का ? 

आता या पार्श्वभूमीवर, जेंव्हा आपण Big Bang Theory चा विचार करतो तेंव्हा आपण असे म्हणू शकतो की कदाचित त्या बहुमित (बाह्य)विश्वात एकाच वेळेस अनेक Big Bang घडली असतील , आणि त्यामुळे, आपल्यासारखीच असणारी, अनेक विश्वे एकाच वेळेस जन्मास आली असतील. 

एकाच वेळी अनेक Big Bang कसे घडू शकतील असा प्रश्न पडणार्‍यांनी खालील उदाहरण (रूपक) लक्षात घ्यावे. हे देखील अत्यंत समर्पक उदाहरण नव्हे, पण बाह्यविश्वातील उलथापालथीमुळे आपल्यासारखी अनेक विश्वे कशी निर्माण होऊ शकतील हे समजण्यासाठी ते पुरेसे आहे.

सार्वजनिक गणेशोत्सवात, क्वचित काही समारंभात प्रेक्षकांना, निमंत्रितांना जमिनीवर बसण्यासाठी,  मोठे जाजम, सतरंजी किंवा ताडपत्री घालण्याचा ज्यांना पूर्वानुभव असेल,  त्यांना त्यावरची धूळ, कचरा झटकण्यासाठी सर्वसाधारणत: काय करतात हे नक्की माहीत असेल.  अशी जाजमे, ताडपत्र्या अतिशय वजनदार असतात त्यामुळे त्यांच्यावरची धूळ झटकण्यासाठी, चौघे जण , चार कोपर्‍यात उभे राहून त्या जाजमाची टोके पकडतात, आणि ते वरखाली जोरात हलवतात, उलटेपालटे करतात.  हे करत असताना ते जड जाजम एकाच वेळी, अनेक ठिकाणी, जमिनीला तात्पुरते टेकते आणि पुन्हा वर उचलले जाते. इथे एकाच वेळी जमिनीवरील अनेक बिंदूंचा, जाजमावरील अनेक बिंदूंना किंवा गाठींना होणारा स्पर्श हे Big Bang च्या आरंभाचे रूपक आहे असे जर मानले, तर ते जाजम हे बाह्यविश्व आहे.  जमिनीला असा स्पर्श घडल्यामुळे त्या जाजमावरच्या, त्या विवक्षित बिंदूचे / गाठींचे आरंभीचे व नंतरचे अस्तित्व व त्यांच्यात घडणारे बदल, म्हणजेच आपले व आपल्यासारखी अनेक विश्वे व त्यात घडणार्‍या घटना. जाजमावरील हे बिंदू एकमेकांच्या जवळ असतील किंवा एकमेकांपासून दूरही असतील, परंतु जसे जाजमावरील एका बिंदुला, दुसर्‍या बिंदूची जाणीव असणे शक्य नाही, तसेच अशा एका विश्वासाठी दुसरे विश्व संपूर्णपणे अनोळखी आहे. जाजमाच्या दृष्टीकोनात जाजमावरील त्या बिंदूंमध्ये / गाठींमध्ये होणारा बदल अत्यंत क्षुल्लक आहे. या बिंदूंना सामावून घेणार्‍या जाजमाचा, ते जाजम हलविणार्‍या व्यक्तींच्या अस्तित्वाचा थांग घेणे हे त्या बिंदूंच्या वा त्या बिंदूंसम असणार्‍या 'विश्वाच्या' क्षमतेच्या पलीकडे आहे.

पाणी उकळत असलेल्या एका पातेल्यात तळाशी निर्माण होऊन वर येऊन फुटणारे असंख्य छोटे बुडबुडे किंवा एका मोठ्या बलूनच्या पेटार्‍यात  बसून अनेक छोटे फुगे फुगवून, त्या बलूनमध्ये सोडून दिले तर जसे दिसेल, तशी काहीशी समांतर विश्वांची कल्पना या मांडणीत आहे.

या मांडणीनुसार आणि वरती नमूद केल्याप्रमाणे, बाह्यविश्वातील, आपले विश्व व आपल्यासारखी काही विश्वे ही एकाच वेळी अस्तित्वात आली आहेत किंवा असतील. त्यातील काही विश्वे, बर्‍याचशा समान गुणधर्माची असतील (आणि काही अतिभिन्नही असतील).  समान गुणधर्माच्या  विश्वांमध्ये घडणार्‍या घटना सारख्या असू शकतात ,पण त्या समान असतीलच असे नाही.  तिथे गणिताचे, विज्ञानातील नियम कदाचित आपल्यासारखेच असतील, पण विविध समीकरणांमध्ये जे स्थिरांक वापरले जातात ते अशा विश्वांमध्ये आपल्यापेक्षा भिन्न असू शकतील. तिथली मूलद्रव्ये वेगळी असू शकतील.  तसेच या विश्वांमध्ये असलेल्या मितीही आपल्यापेक्षा भिन्न प्रकारच्या असू शकतील. उदाहरणार्थ तिथले विश्व कदाचित आपल्यासारखेच त्रिमित असले, तरी त्या विश्वातील त्रिमित जग आणि आपले त्रिमित जग हे एकाच पातळीवर असतीलच असेही नाही.  स्वाभाविकच आपल्या विश्वातून, अशा दुसर्‍या विश्वात जाण्याचा मार्ग,  जोवर आपल्याला सापडत नाही, तोवर त्या विश्वांचे अस्तित्व, आपल्यासाठी 'समांतर' असणार आहे.

या प्रकारच्या समांतर विश्वांमध्ये अनेक प्रकारचे फरक असू शकतात. वर म्हटल्याप्रमाणे हे फरक मितींच्या संख्येत, रचनेत असू शकतीलच, पण अगदी त्रिमित संरचना असलेली दोन विश्वे असली तरी तिथले मूलकण व पर्यायाने मूलद्रव्ये वेगळी असू शकतात, आधीच्या मांडणीत म्हटल्याप्रमाणे त्या विश्वाच्या जन्मानंतरची स्थिती वेगळी असू शकते, शिवाय तिथे लागू होणारे वेगवेगळे स्थिरांक देखील आपल्या विश्वापेक्षा निराळे असू शकतात. अशा परिस्थितीत त्या विश्वाची वाढ आणि प्रगती अगदी भिन्न प्रकाराने होऊ शकते.

--
थोडेसे अवांतर  : 

त्रिमितीतील विश्वासाठी त्यापेक्षा अधिक मितीतील विश्व कसे असते हे डोळ्यासमोर आणण्यासाठी विचार करण्याची आणखी एक (सोपी) पद्धत :  कोणताही बिंदू हा शून्यमितीय मानला जातो. अनेक बिंदू एकापुढे एक ठेवले की रेषा तयार होते जी एकमितीय असते. अनेक रेषा एकास एक समांतर अशा परस्परास चिकटून ठेवल्या की एक प्रतल तयार होते जे द्विमितीय आहे. अनेक प्रतले एकावर एक रचून ठेवली की एक घनाकार तयार होतो जो त्रिमितीय आहे. मग त्रिमितीय विश्वे परस्परांशी संलग्न अशी रचली असतील तर ही रचना (किमान) चतुर्मितीय अवकाशात (बाहयविश्वात) असेल असे म्हणायला हरकत नाही. हे बाह्यविश्व किमान चतुर्मितीय असेल अशासाठी म्हटले आहे की शून्यमितीय बिंदू किंवा एकमितीय रेषा हा/ही त्रिमितीय विश्वातही असू शकते. अर्थात आपले त्रिमितीय विश्व चार पेक्षा अधिक मिती असणार्‍या बाह्यविश्वात असू शकते.

प्रत्यक्षात एका मितीतून दुसर्‍या मितीची कल्पना करण्यासाठी त्या मितीला वक्र अवकाशातून फिरवावे लागते असे मानणारे वैज्ञानिक अधिक आहेत. रेषेने तिच्या एका बिंदुभोवती स्वत:भोवती गिरकी घेतली तर वर्तुळ (द्विमितीय) तयार होईल. पण भोवतीचा अवकाश वक्र असेल तर लंबवर्तुळ. वर्तुळाने अवकाशात एका प्रतलाभोवती  गिरकी घेतली तर गोलाकार तयार होईल आणि वक्र अवकाशात लंबवर्तुळाने गिरकी घेतली तर अंडाकार.  विश्वाचा आकार अंडाकार असावा असे मानणार्‍यांचे तर्कशास्त्र अशा स्वरूपाचे आहे. मग अंडाकार वक्र अवकाशात भ्रमण करेल तर आपल्याला त्यातून चतुर्मितीय विश्वाचा आकार मिळेल का ! ?   .... 
--



----
(मांडणी - ४) ==> आपल्याला ज्ञात असलेल्या वा तत्वत: ज्ञात होऊ शकेल, अशा कोणत्याही वैज्ञानिक संकल्पनेच्या पलीकडे असलेली आणि आपल्याला बहुदा, सदैव अगम्य, असाध्य, अप्राप्य राहतील अशी विश्वे असू शकतील.
----

या मांडणीतही तिसर्‍या मांडणीप्रमाणेच वेगवेगळ्या विश्वांची संकल्पना आहे.  मात्र इथे एक मूलभूत फरक आहे.  विश्वाच्या (खरंतर विश्वांच्या) मांडणीच्या आपल्या संकल्पना या आपल्या ज्ञानाशी, विज्ञानाशी  व त्यांचे स्वरूप स्पष्ट करताना, पर्यायाने आपल्या गणिती, भौतिकी संकल्पनांशी निगडीत आहेत. वर दिलेल्या तीन मांडण्यांची, आपण ज्या ज्या प्रकारे  कल्पना करतो, त्या सर्व आपल्याला ज्ञात असलेल्या गणिताच्या, संरचनेच्या माध्यमातून व्यक्त करतो. पण या मांडणीत आपण जे गृहीतक धरतो आहोत, ते असे आहे की आपल्याला ज्ञात व अज्ञात अशी सर्व विश्वे, आपल्याला उमगू शकणार्‍या  गणिती व अन्य वैज्ञानिक संकल्पनांच्या चौकटीत बसतील किंवा जी चौकट आपल्याला उमगली आहे किंवा भविष्यात आपल्याला  उमगू शकते किंवा निदान त्यांची आपण कल्पना करू शकतो, अशाच चौकटीत ही सर्व विश्वे असतील.

पण या चौकटीच्या संपूर्णपणे पलीकडले, काही अस्तित्वात असेल ही शक्यता का नाकारावी ?  आपण ज्या गणिताची, रचनांची, संरचनांची कधीही कल्पनाही करू शकणार नाही, विज्ञानाचे जे नियम, आपल्या विश्वात कधीही लागू होऊच शकणार नाहीत, त्यावर आधारित एक वा अनेक रचना नसतील असे कसे म्हणावे ?  मानवाच्या वर्तमान व भविष्यातील, तर्कशुद्ध गणिती पद्धतीत बांधता येण्याच्या क्षमतेच्या सीमारेषेच्या पलीकडे असलेली,  आपल्याला सदासर्वकाळ अगम्य राहतील अशी, आपल्याशी  कोणत्याही प्रकारे साधर्म्य नसलेली विश्वे अस्तित्वात नसतीलच, असे आपण ठामपणे म्हणू शकू का ?  अशा प्रकारच्या  विश्वाच्या  गणिती आणि भौतिकी संकल्पना आपण कधीही कागदावर उतरवू शकणार नाही वा सिद्धही करू शकणार नाही. आपल्यासाठी हे विश्व इतके अप्राप्य असेल की या विश्वाशी संपर्क साधण्याचा देखील कोणताही संभाव्य मार्ग नसेल.

Mathematical Democracy या नावाने ओळखली जाणारी एक संकल्पना, आपल्या गणितातील मूलभूत संकल्पनांवरच, सिद्धांतांवरच प्रश्नचिन्ह उभे करते. आपली गणिती समीकरणे आणि सिद्धांत असेच का ? वेगळे का नाहीत ? खरंतर या प्रश्नाला आपल्याकडे समर्पक उत्तर नाही. आपल्याकडे हे असेच आहे असे हतबल उत्तर देऊन आपण सुटका करून घेऊ शकतो, पण तो 'का' मनात बोचत राहतो. त्याचे समाधान करणारे उत्तर आपल्या विश्वात सापडू शकत नाही आणि बहुदा सापडू शकणारही नाही.  ते सापडण्यासाठी आपल्याला संपूर्ण वेगळ्या गणिती आणि वैज्ञानिक संकल्पनांची आवश्यकता भासेल ज्यांची कदाचित आपण कल्पनाही करू शकणार नाही.

आपण आपल्या विश्वाचे वर्णन कशाच्या माध्यमातून करतो तर याचे खरेखुरे उत्तर आहे गणिती भाषेत, गणिती संरचनेतून.  कोणत्याही शास्त्राच्या तळाशी आपल्याला गणितच दिसेल. अगदी अचूकपणे सांगायचे झाले तर गणिताची वेगवेगळी रुपे दिसतील. काही वेळा हे गणित अतिशय  बाळबोध असेल तर काही वेळा अतिशय जटिल, किचकट. गणिताची ही विविध रुपे आपण सुसूत्रपणे एकत्र बांधण्याचा प्रयत्न केला तर एक गणिती संरचना त्यातून निपजेल, जिच्यावर आपल्या सर्व शास्त्रांचा आणि पर्यायाने विश्वाच्या आकलनाचा पसारा उभा आहे. पण ही गणिती संरचना परिपूर्ण आहे का ? याचे उत्तर बहुदा नाही असे असावे. आपण कृष्णविवराची शक्यता या गणिती संरचनेत वर्तवू शकतो, मग कृष्णविवराच्या अंतर्भागात असलेल्या परिस्थितीला आपण आपल्या गणितातून व्यक्त करू शकू का ? याचे उत्तर नाही असे आहे.  आपण तत्वत: ही गोष्ट स्वीकारली आहे कि तीनापेक्षा अधिक मिती असू शकतील, मग या मितीतील अवकाश व तिथले नियम आपण आपल्या गणिती संरचनेत बसवू शकू का ?याचेही उत्तरही नाही असेच येईल. थोडक्यात आपल्या ज्ञात विश्वातही अशा गोष्टी आहेत ज्या आपल्या गणिती संरचनेतून व्यक्त करता येत नाहीत. याचाच दुसरा अर्थ असा की, आपली गणिती संरचना दुसर्‍या अधिक मोठ्या गणिती संरचनेची केवळ एक शाखा आहे. म्हणजेच  दुसर्‍या अशा अनेक गणिती संरचनेच्या शाखा असू शकतील की ज्या आपल्या गणिती संरचनेपेक्षा प्रचंड वेगळ्या असतील. स्वाभाविकच या संरचनेला पाया ठेवून निर्माण झालेली अनेक अगम्य विश्वे याआधीच अस्तित्वात आली असू शकतात. या विश्वांना आपल्या गणिती संरचनेत बसवता येणार नाही वा व्यक्त करता येणार नाही. खर्‍याखुर्‍या अर्थाने ही विश्वे आपल्याला सदैव समांतर राहतील.

=========

गुरुवार, २० एप्रिल, २०१७

समांतर विश्वे - लेखांक ३ / ६


----
(मांडणी - २) ==> विश्वाचा आकार हा (निदान आपल्यासाठी) अमर्याद आहे.  अशावेळेस संभाव्यता (Probability) पाहता,  हे सहज शक्य आहे की पृथ्वीची प्रतिकृती वाटावी, असे अनेक ग्रह या विश्वात असतील. आणि त्यातील कित्येक ग्रहांवर घडलेल्या घटना, घडणार्‍या घटना या पृथ्वीवर घडणार्‍या घटनासदृश असतील; पण तरीही, संपूर्णपणे जशाच्या तशा नसतील.  या ग्रहांशी आपला संपर्क होणे कदाचित (सैद्धांन्तिकदृष्ट्या) अशक्य असेल, कारण हे ग्रह विश्वाच्या, त्या भागात असू शकतील, जिथून प्रकाश आपल्यापर्यंत पोहोचू शकलेला नाही किंवा कधीच पोहोचू शकणार नाही.
----

पूर्वीपासून, विश्वाच्या उत्पत्तीविषयी व सद्यस्थितीविषयी वैज्ञानिकांनी जितके अंदाज बांधले होते, त्यानुसार विश्वाचा प्रसरण पावण्याचा वेग हा एकतर स्थिर असायला हवा होता किंवा कमी होत जाणारा असायला (ऋणत्वरण - deceleration) हवा होता. पण अनेक वर्षांच्या निरीक्षणानंतर वैज्ञानिक सध्या असे
मानतात की विश्वाचा प्रसरण पावण्याचा वेग, सतत वाढत (त्वरण - acceleration) आहे .  ह्या निरीक्षणामुळे एक गोष्ट निश्चित झाली आहे की, एक वेळ अशी येईल, जेंव्हा अतिदूरच्या आकाशगंगा व इतर अवकाशीय वस्तू, प्रकाशाच्या वेगाची मर्यादा (Relative Speed लक्षात घेऊन) ओलांडतील आणि त्यानंतर स्वाभाविकपणे, पृथ्वीवरच्या निरीक्षकास दिसेनाशा होतील, आणि त्याचे कारण हेच, की एकवेळ अशी येईल की या वस्तूंपासून निघणारा प्रकाश आपल्यापर्यंत कधीही पोहोचू शकणार नाही. प्रकाशाच्या वेगाची मर्यादा ओलांडण्याची ही संभाव्य घटना, ज्या अंतरावर घडू शकेल त्या सीमेला 'Hubble Limit' असे म्हणतात.  त्रिमित जगात ही मर्यादा, अर्थातच सर्व दिशांना असल्यामुळे, Hubble Limit हा वस्तुत: एक गोलाकार (वर्तुळाकार नव्हे) आहे.  या (कल्पित) गोलाकारास Hubble Volume अशी संज्ञा आहे  (Hubble Volume चे अनुमानित आकारमान  १० चा ३१ वा घात घनप्रकाशवर्षे).  दुसर्‍या शब्दात आपण याला वैश्विक क्षितिज म्हणू शकतो. ज्याप्रमाणे आपण क्षितिजाकडे जाण्याचा प्रयत्न केल्यावर ते पुढे जात राहते आणि अप्राप्य राहते, तसेच या Hubble Volume चे देखील होईल. पण जसे आपण क्षितिजाच्या दिशेने पुढे सरकल्यावर आधी दृष्टीपथात न येणार्‍या अनेक गोष्टी आपल्याला दिसू शकतात तसेच काहीसे अवकाशात देखील होईल का ?  याचे उत्तर हो आहे पण, बहुदा एका ठराविक मर्यादेपलीकडे हे उत्तर नाही असे असेल. कारण इथे विश्व आणि पर्यायाने पूर्ण अवकाशच प्रसरण पावत आहे असे गृहीतक आहे.

त्यामुळे थोडक्यात सांगायचे तर, पृथ्वीची प्रतिकृती असणारे ग्रह आपल्यासाठी  Hubble Volume च्या पलीकडल्या क्षेत्रात असू शकतील. 

स्वाभाविकच जिथे प्रकाश पोहोचू शकत नाही, तिथे संपर्क होणे वा साधणे तर प्रचंड दुरापास्त असेल. काही वैज्ञानिक असे मानतात की Big Bang नंतर काही काळ, विश्वाचा प्रसरण पावण्याचा वेग हा प्रकाशाच्या वेगापेक्षाही अधिक होता. स्वाभाविकच, भविष्यात प्रकाशाच्या वेगाची मर्यादा ओलांडण्याबाबत जे विधान वर केले आहे, ते कदाचित आजही सत्य असू शकेल. आजही अनेक आकाशगंगा, तारे आणि त्यांच्या ग्रहमाला , Hubble Volume च्या पलीकडे असू शकतील.  आपल्या क्षमतांच्या दृष्टिकोनातून, आपले विश्व अमर्याद आहे ही गोष्ट  एकदा स्वीकारल्यावर,  या विश्वात, आकाशगंगा समूहांचे, आकाशगंगांचे, त्यातील तार्‍यांचे, ग्रहमालांचे जे काही चित्र, जी रचना आपल्याला ज्ञात आहे, त्या चित्राची, त्या रचनेची, अमर्याद विश्वात जशीच्या तशी कुठेतरी पुनरावृत्ती होणार हे संभाव्यतेला धरून आहे.  आपल्याला आजूबाजूला जशा आकाशगंगा दिसत आहेत, आपली आकाशगंगा जशी आहे, तशीच्या तशी आकाशगंगा, आपल्याला न दिसणार्‍या, थांग न लावता येणार्‍या विश्वाच्या कुठल्यातरी भागात असेलच.  एखाद्या अमर्याद संचाबाबत वापरल्या जाणार्‍या संभाव्यतेच्या निकषानुसार, तिथे असणारी पृथ्वीची दुसरी आवृत्ती (Clone), त्या (Clone) पृथ्वीवरील घटनाक्रम, तिथले जग आणि अर्थातच त्या पृथ्वीला लाभलेले उर्वरित विश्व हे देखील हुबेहूब समान असू शकते.  आणि ही शक्यता अस्वाभाविक, अवास्तव नाही.  ही पुनरावृत्ती किती अंतरावर होईल याचे  Max Tegmark ने नमूद केलेले मान होते  दहाव्या घाताचा एकोणतीसावा घात केल्यावर जी संख्या येईल, तितका १० चा घात  इतके मीटर. (अर्थात १० ^ (१०^२९) मीटर, इंग्लिश संख्या वापरुन सांगायचे झाले तर Ten to the power of Hundred Octillion). ही संख्या अर्थातच कुठल्यातरी अनुमानित गणितावरून काढली आहे हे उघड आहे, पण त्यातील हा मुद्दा महत्त्वाचा हा आहे की इतक्या विशाल अंतरामुळे आपल्यासाठी ते समांतर विश्व असाध्य असणार आहे. (याच तर्‍हेने Max Tegmark ने नमूद केलेली दुसरी दोन माने देखील अतिप्रचंड मोठ्या संख्यांची आहेत. पृथ्वीभोवती साधारण १०० प्रकाशवर्षे परिसरात जी संरचना दिसते, तशीच्या तशी संरचना पृथ्वीपासून १० ^ (१०^९१) मीटर इतक्या अतिविशाल अंतरावर पुन्हा असेल आणि  पृथ्वीभोवतीच्या Hubble Volume चा पूर्ण परिसराची पुनरावृत्ती साधारण १० ^ (१०^११५) मीटर इतक्या परमविशाल अंतरावर होईल.)

असे मानले जाते की या प्रकारच्या समांतर विश्वात (Hubble Volume मध्ये) भौतिकी आणि गणिती नियम हे आपल्या विश्वाप्रमाणेच (Hubble Volume प्रमाणेच) असतील, पण त्या विश्वाची आरंभीची स्थिती आपल्यापेक्षा वेगळी असू शकते आणि त्यामुळे तिथे घडणार्‍या घटनांचा कालानुक्रम आपलापेक्षा वेगळा असू शकतो. म्हणजे अशा एखाद्या विश्वासाठी, आपला भूतकाळ हा त्याचा वर्तमानकाळ असू शकतो किंवा उलटही असू शकते, म्हणेजे आपला भविष्यकाळ हा त्यांच्यासाठी वर्तमानकाळ असू शकतो. तीन वेगवेगळी घड्याळे काही मिनिटांच्या फरकाने चालू असतील तर एका घड्याळाची तुलना दुसर्‍या घड्याळाशी करताना जसे वाटेल काहीसे तसे.

एक गोष्ट आणखी लक्षात घ्यायला हवी. विश्वाचे वय अंदाजे १३.८२ अब्ज वर्षे  इतके आहे हे वैज्ञानिक कशावरून म्हणतात ? तर आज आपल्याला सर्वात दूरचा जाणवलेला 'प्रकाश' (वा प्रारणे) , सध्याच्या निरीक्षणानुसार आणि गणितानुसार,  १३.८२ अब्ज प्रकाशवर्षे अंतरावर सापडला आहे. पण हे केवळ दृश्यमान विश्वाचे आकारमान झाले. संपूर्ण विश्व या मर्यादेपर्यंत सीमित असण्याचे काहीही कारण नाही. Hubble Volume च्या पलीकडे विश्व किती पसरलेले आहे याचे अनुमान बांधणे प्रचंड अवघड आहे.

सध्याच्या अनुमानाप्रमाणे, प्रत्येक तार्‍याभोवती किमान एक ग्रह फिरत असेल असे मानले जाते. पण आपल्याच सूर्यमालेचे उदाहरण जर लक्षात घेतले तर प्रत्येक तार्‍याभोवती फिरणार्‍या ग्रहांची सरासरी ही एकापेक्षा अधिक असेल हे उघड आहे.  पृथ्वीवरून दूरच्या तार्‍यांचे निरीक्षण करताना ज्या पद्धती अवलंबल्या जातात त्यात अतिशय छोट्या आकाराच्या ग्रहांचा शोध लागण्याची शक्यता ही अत्यंत अल्प आहे.  तरीही सांख्यिकी अंदाजानुसार, आपल्याला ज्ञात विश्वात अंदाजे १० चा २४ वा घात इतके ग्रह असावेत असे सध्याचे अनुमान आहे.  वर उल्लेख केल्याप्रमाणे आपल्याला ज्ञात नसलेले किंवा कधीही 'दिसू' न शकणारे विश्व, अनेक पटींने मोठे असण्याची व स्वाभाविकच, या अज्ञात विश्वात असणार्‍या ग्रहांची संख्या ही आपल्या कुठल्याही अंदाजाच्या प्रचंड पलीकडे अर्थातच अगणित असू शकते.

--

आता दुसर्‍या प्रकारे विचार केला आणि हुबेहूब अवकाशीय संरचनेची शक्यता जरा बाजूला ठेवली, आणि केवळ आपल्याला ज्ञात असलेल्या विश्वाचा विचार केला, तरीही Earth Clone ही शक्यता विचारात घेण्यासारखी आहे.  Identical Strangers असे ज्यांना सबोधले जाते, असे एकासारखे एक दिसणारे, परंतु परस्परांशी जराही संबंध नसलेले किंवा संबंध असूनही एकमेकांपासून दूर असणारे लोक जगात असतात. याचप्रमाणे जुळी पृथ्वी वाटावे असे अनेक ग्रह आपल्या ज्ञात विश्वातही असू शकतील.  यातील काही ग्रहांवर, पृथ्वीच्या संपूर्ण आयुष्यात, जशा घटना घडल्या आहेत,  तशाच घटना जशाच्या तशा घडलेल्या असू शकतात किंवा कदाचित त्यात लहानमोठे बदलही असू शकतात. थोडक्यात सांगायचे तर पृथ्वीच्या दृष्टिकोनातून, तिथे पृथ्वीपुरते, दुसरे समांतर विश्व असू शकते.  Max Tegmark च्या गणितानुसार, केवळ आपल्या  Hubble Volume मध्येच, तब्बल १०^२० (दहाचा वीसावा घात) इतके पृथ्वीसदृश ग्रह असू शकतात. इतक्या प्रचंड मोठ्या संख्येने असणार्‍या पृथ्वीसदृश ग्रहांमध्ये, काही ग्रह जुळी पृथ्वी म्हणता येईल असे असावेत हे संभाव्यतेच्या नियमाला धरूनच आहे.

मांडणी १ मध्ये, जसे एका विश्वास दुसरे विश्व अप्राप्य आहे, तसेच इथेही असू शकेल, पण तसे असेलच असे नाही.  आपल्या ज्ञात वा अज्ञात विश्वात सर्व दृष्टिकोनातून, पृथ्वीची जुळी बहीण असल्यास, आपण तिथे कधीही पोहोचू शकणार नाही असे म्हटले जाते त्यामागचे मुख्य कारण दोन्हीतील संभाव्य अंतर व ते पार करण्याची क्षमता नसणे हे आहे.  पण ही क्षमता आज आपल्याकडे नसली तरी कदाचित भविष्यात आपण ती प्राप्त करू शकतो.  या प्रकारची समांतर विश्वे ही आपल्याला अर्थबोध होणार्‍या  त्रिमित स्वरूपातच कल्पिली आहेत, फक्त ती अतिप्रचंड आणि आजच्या तंत्रज्ञानासाठी असाध्य अंतरावर आहेत इतकेच.

--
(तत्वत:) Worm Hole वा तत्सम शॉर्टकट न वापरताही आपण  अशा प्रकारच्या समांतर विश्वात पोहोचू शकतो, पण त्यासाठी अनेक गृहीतके आहेत. :

* सर्वप्रथम आपल्याला कुठे जायचे आहे ते माहीत असायला हवे. StarTrek सारखे 'To explore strange new world.... to boldly go where no man has gone before' असे उद्दीष्ट केवळ नशीब चांगले असेल तरच उपयुक्त ठरेल. :-)
* आपल्याला प्रकाशवेगाच्या जवळपासच्या वेगाने जाणार्‍या, एखाद्या अंतराळयानातून प्रवास करणे शक्य व्हायला हवे आणि ते यान ज्याला Generation Ship (अनेक पिढ्यांचे आयुष्य त्या यानातच जाणे)  म्हणतात, तशा प्रकारचे असायला हवे किंवा आपल्याला स्वत:ला गोठवून ठेवण्याचे आणि पूर्वस्थितीत आणण्याचे  तंत्रज्ञान साध्य व्हायला हवे.
* या प्रचंड वेगामुळे जरी आपले वय वाढण्याचा वेग कमी झाला, तरी विश्वाचे वय आणि प्रसरण वाढतच राहणार आहे, हे लक्षात घेऊन आपल्याला या महाप्रवासाची योजना आखता यायला हवी.
* या विश्वात Dark Energy सर्वत्र पसरली आहे हे गृहीतक पूर्णसत्य मानल्यास, या Dark Energy च्या संभाव्य अडथळ्यांमुळे वा अन्य कुठल्याही प्रकारच्या विरोधामुळे, आपला महाप्रवास, सर्वात कमी प्रभावित होईल असा मार्ग शोधता यायला हवा.
आणि या आणि अशा अनेक प्रकारच्या गृहीतकांसहित, ही शक्यता देखील प्रत्यक्षात उतरायला हवी की आपण जेंव्हा कधीकाळी या समांतर विश्वात पोहोचू,   तेंव्हा ते समांतर विश्व अस्तित्वात असायला हवे.  :-) 
--

पण समजा, (म्हणजे केवळ एक शक्यता म्हणून)   काही विलक्षण कारणामुळे, आपल्याला अज्ञात असलेल्या मार्गाचा उपयोग करून,  एका 'पृथ्वी'वरून एक व्यक्ती जर दुसर्‍या 'पृथ्वी'वर प्रवेशती झाली तर काय होईल ?  कदाचित असेही घडत असेल की अशी अनोखी घटना घडताना, दुसर्‍या 'पृथ्वी'वरची तीच व्यक्ती पहिल्या 'पृथ्वी'वर प्रवेश करत असेल. थोडक्यात इथे व्यक्तींची अदलाबदल होईल. आणि अशा वेळेस जर त्या व्यक्तीस लाभलेली परिस्थिती, तिचा स्वभाव, तिच्या नात्यातल्या, परिचयाच्या इतर व्यक्ती, घटना यांच्यात जाणवण्याजोगा फरक असेल तर ?  (ही शक्यता मांडणी - १ मध्येही शक्य आहे. आपल्यासाठी अज्ञात, कदाचित अतर्क्य असणार्‍या मार्गाने  MWI मध्येही दोन व्यक्तींची अदलाबदल होऊ शकते.)

एखादी व्यक्ती अचानक विपरीत वागू लागली, भलत्याच व्यक्तींचे, घटनांचे संदर्भ देऊ लागली तर आपण त्या व्यक्तीच्या डोक्यावर परिणाम झाल्याचे लेबल लावून मोकळे होतो. पण समजा आपल्याला कितीही विक्षिप्त, विलक्षण वाटणार्‍या गोष्टी सांगणार्‍या व्यक्तीच्या नकळत तिची अशा प्रकारे अदलाबदल झाली असेल तर  ?

या संकल्पनेवर आधारित फारसे चित्रपट मला तरी माहीत नाहीत.  Another Earth या चित्रपटात, हा विषय मध्ये काहीशा संदिग्ध पद्धतीने हा विषय हाताळला आहे.  काही विज्ञान कथा, कादंबर्‍या मात्र आहेत.  प्रत्यक्ष आयुष्यातही अशा प्रकारच्या अदलाबदलीच्या घटनांचे काही आश्चर्यजनक दावे केले गेले आहेत. हे दावे सत्य मानणारे लोकही आहेत आणि त्यांची खिल्ली उडवणारेदेखील. बर्‍याचदा अशा प्रकारच्या दाव्यांमध्ये पुरेसा पुरावा उपलब्ध नसतो किंवा जर असा काही पुरावा असेल तर तो व्यवस्थित नष्ट केला जातो असे या दाव्यांवर विश्वास ठेवणार्‍या गटाचे म्हणणे आहे. आपल्याभोवती एक समजुतींचा, संकल्पनांचा सुरक्षित कोश विणून ठेवणे आणि त्या कवचात सुरक्षित राहून, त्या कवचाला ध्वस्त करेल अशी कोणतीही गोष्ट नाकारणे ही अनेकांची सहजप्रवृत्ती असते, तसेच दुसर्‍या बाजूने काहीही अकल्पित, प्रस्थापित विचारांना, समजांना धक्का लावणारे दिसले की त्याची पूर्ण शहानिशा न करता ते उचलून धरणे, त्याचा गाजावाजा करून भरमसाठ दावे करणे, त्याचा उपयोग आपल्या स्वार्थासाठी करणे ही देखील काही जणांची वृत्ती असते. एक गोष्ट मात्र खरी की,जेंव्हा अशा प्रकारच्या दाव्यांसाठी, शास्त्रोक्त पद्धतीने छाननी करून, त्याची चिरफाड करून त्यातील तथ्य लोकांसमोर मांडणारी आणि त्याचे पुरेसे आणि सुयोग्य documentation करून ठेवणारी जागतिक स्वरूपाची यंत्रणा जोवर निर्माण होत नाही, तोपर्यंत या प्रकारच्या संभ्रमाचे वलय घेऊन अशा अद्भुत कथा निर्माण होत राहणार आणि कालांतराने त्याच्या दंतकथा होणार.

थोडेसे अवांतर :
'या विश्वाच्या सीमेवर काय असेल ?' या प्रश्नाचे खरे उत्तर विश्वाची सीमा सापडणार नाही हेच असावे. पृथ्वीवर एखाद्या व्यक्तीने एका वाहनातून उत्तरध्रुवापासून एका सरळ रेषेत प्रवास करण्यास सुरुवात केली तर एक वेळ अशी येईल की ती व्यक्ती पुन्हा उत्तर ध्रुवावरच पोहोचेल. विश्वाची सीमा शोधू पाहणार्‍या एखाद्या शोधक प्रवाशाच्या बाबतीत (त्याचे आयुष्य विश्वप्रवास करण्याइतके लांबविता येईल असे मानल्यास) असेच काही घडण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. वक्र अवकाशात, त्याचा प्रवास पृथ्वीपासून पृथ्वीकडे होण्याची शक्यता अधिक.  अर्थात अतिप्रचंड अंतरामुळे हा शोधक प्रवासी, सामान्य मानव नसेल ही गोष्ट वेगळी !  पण घटकाभर असे मानले की दीर्घकाळ, पृथ्वीवरून आपण  काही प्रारणे एकाच दिशेने सोडत राहिलो  तर कित्येक अब्जावधी वर्षांनंतर (तो पर्यंत पृथ्वी असल्यास) त्यातील काही प्रारणे पृथ्वीवर परत येतील ही शक्यता नाकारता येणार नाही.
--

=========

रविवार, १६ एप्रिल, २०१७

समांतर विश्वे  - लेखांक २ / ६


----
(मांडणी - १ -->  MWI) ==> प्रत्येक निर्णायक तिठ्यावर (किंवा चौरस्त्यावर, पाचरस्त्यावर,  ....), जितके पर्याय उपलब्ध आहेत, त्यातील प्रत्येक पर्यायाचे, त्या तिठ्यापासून (....) एक स्वतंत्र विश्व निर्माण होते आणि ही सर्व विश्वे एकाच वेळी अस्तित्वात असतात, परंतु अशा प्रत्येक विश्वासाठी इतर सर्व समांतर विश्वे ही प्रायत: अदृश्य असतात. अशा सर्व, एकाच स्तरावरच्या, समांतर विश्वांसाठी, त्या तिठ्यापर्यंतचा (भूत)काळ हा समान असतो, मात्र त्यापुढील घटना व (भविष्य)काळ हा वेगवेगळा असतो.
----

या सिद्धांताला नीटपणे समजून घेण्यासाठी आपल्याला कणभौतिकी / पुुंजभौतिकी (Quantum Mechanics) च्या किमान अशा काही बाबींशी परिचित होणे गरजेचे आहे, ज्या MWI च्या संकल्पनेशी कुठेतरी  संबंधित आहेत.  कणभौतिकी हा मूलत: अतिशय गहन असलेला, विज्ञानाचा असा प्रांत आहे जिथे,  कुठल्याही पदार्थाचे गुणधर्म, स्थिती आणि प्रवृत्ती यांचा अभ्यास, अणूस्तरावर, किंबहुना मूलकणांच्या स्तरावर केला जातो.  कणभौतिकीचा उगम होण्यामागे असलेले मुख्य कारण हेच आहे की मूलकणांच्या स्तरावर, सर्वसाधारण भौतिकशास्त्राचे नियम फारसे लागू पडत नाहीत.  कणभौतिकी हे सर्वसाधारण शास्त्रीय अपेक्षांच्या विपरीत आणि विरोधाभासाने भरलेले असे जग आहे.

समांतर विश्वे हा स्थूल जगातील परिणाम, अनुभव, बाब आहे मग मूलकणांसारख्या सूक्ष्म गोष्टींशी त्याचा संबंध कसा येऊ शकतो हा स्वाभाविकपणे विचारला जाणारा प्रश्न. त्याच्या उत्तरासाठी कणभौतिकीशी संबंधित काही मोजक्या संकल्पनांची जुजबी माहिती करून घेणे उपयुक्त.  मी इथे जाणूनबुजून,  शक्य तेवढे, सोपे  करून लिहिण्याचा प्रयत्न केलाआहे. प्रत्यक्षात या सर्व गोष्टी कितीतरी अधिक गुंतागुंतीच्या आहेत आणि किचकट गणिताने लिप्त आहेत.  एकंदरच हा भाग अत्यंत क्लिष्ट आहे याची मला कल्पना आहे, पण या मांडणीला समजून घेण्यासाठी या संकल्पनाबाबत जुजबी स्पष्टीकरण आवश्यक आहे.

१)   Quantum System (कण-प्रणाली)  :  कणभौतिकीचा  (Quantum Mechanics/Physics) विश्लेषणात्मक अभ्यास करून, कोणतेही निष्कर्ष काढण्यासाठी, मूलकणांच्या स्तरावर निवड केलेला एक नमुना.

२)   Quantum State (कणावस्था)  :  बाह्यजगाशी कोणत्याही स्वरूपात, वस्तुमान वा ऊर्जा यांचे आदानप्रदान न करणार्‍या, कणप्रणालीचा अभ्यास करताना, एखाद्या ठराविक कालावधीमध्ये असलेली, त्या कणप्रणालीची अवस्था. वास्तविक अर्थाने इथे अवस्था म्हणजे त्या कणप्रणालीसंबंधी जितके गुणधर्म (Property) आहेत त्या सर्व गुणधर्माचा एकत्रित परिणाम किंवा एकत्रित स्थिती.  (एखाद्या कणप्रणालीचा अभ्यास/मापन म्हणजेच बाह्यजगाची ढवळाढवळ अशीही एक संकल्पना आहे, पण त्या गोष्टीची सध्या या लेखांकापुरती आवश्यकता नाही).

३)   Wave Function (तरंग-सूत्र)  :  त्यातल्या त्यात सोप्या आणि शक्य तितक्या अतांत्रिक भाषेत सांगायचे झाले तर, वर उल्लेखलेल्या कणावस्थेला, गणिती स्वरूपात व्यक्त करण्यासाठी जे सूत्र वापरले जाते, त्याला Wave Function असे म्हटले जाते. तत्वत:  कणावस्थेच्या कुठल्याही मापनाचे उत्तर हे एकमेव नसते.  त्याऐवजी अशा मापनातून,  अनेक शक्य उत्तरांची संभाव्यता (Probability) एकत्रितरित्या वर्तविता येते.

इथे चटकन मनात येणार प्रश्न हा आहे की कणावस्थेसाठी असलेल्या सूत्राला  Wave Function असे का म्हणतात ? 

आपल्यापैकी अनेकांना हे माहीत आहे की, प्रकाशाला  Wavelength (तरंगलांबी) आणि Frequency (वारंवारिता) असते.  प्रकाशाच्या वेगवेगळ्या तरंगलांबीनुसार त्याचा रंग बदलतो आणि म्हणूनच आपले जग विविध रंगांनी नटलेले (दिसते) आहे. आपल्याला हे देखील माहीत असते की प्रकाश हा फोटॉन नावाच्या कणांनी बनलेला असतो. थोडक्यात प्रकाश हा एकाच वेळी तरंगस्वरूपातही असतो व कणस्वरूपातही.  प्रकाशाचे असे दुहेरी स्वरूप (Duality) मूलकणांच्या स्तरावरही आढळले आहे. प्रकाशाप्रमाणे इतर मूलकणदेखील कण आणि तरंग (Wave) अशा दोन्ही प्रकारात अस्तित्वात असतात असे आढळून आले आहे.  या कणांच्या तरंग रूपावर (Wave) आधारित असलेले हे सूत्र (Function) म्हणून Wave Function. हे सूत्र कणावस्थेच्या विविध गुणधर्मांच्या  मापनासाठी वापरले जाते. 

यातील तीन प्रमुख गुणधर्म आहेत, मूलकणाचे स्थान (Position), मूलकणांची (कोनीय) गती ([Angular] momentum) आणि  मूलकणाची ऊर्जा (Energy). ज्याप्रमाणे एखादा ग्रह वा उपग्रह स्वत:भोवती फिरतो त्याप्रमाणे मूलकण देखील स्वत:भोवती फिरतात. पण मूलकणाच्या स्वत:भोवती फिरण्यामध्ये (Spin) आणि ग्रह वा उपग्रहाच्या परिवलनामध्ये (Rotation) फरक आहे. Spin ही परिवलनाप्रमाणे सतत सुरू असणारी क्रिया नाही. सोप्या भाषेत सांगायचे तर काहीसा आपल्या स्थूल जगातील कोनीय संवेगाप्रमाणे असलेला, कणभौतिकीतील भौमितीक गुणधर्म असणारा गुणधर्म आहे आणि त्याचे मोजमाप,  निमकीत (1/2, 1, 3/2, 2, ....) किंवा ऋण निमकीत (-1/2, -1, -3/2, -2, ....)  केले जाते. 

ज्याप्रमाणे ग्रह सूर्याभोवती फिरतात (परिभ्रमण), तद्वत इलेक्ट्रॉन्स केंद्राभोवती फिरतात अशी सुरूवातीची धारणा होती. मात्र सध्या या बाबतीत मतमतांतरे आहेत. एका मान्यतेनुसार, यासंदर्भात ठामपणे सांगण्यासारखी परिस्थिती नाही.  मात्र याचा अर्थ इलेक्ट्रॉन एका जागी स्थिर असतात असेही नाही. त्यांचे स्थान अनिश्चित असते आणि तसे का असते,  हे पुढील संकल्पनेत स्पष्ट होईल.  'मूलकण एकाच वेळी अनेक ठिकाणी असतात' असे यासंदर्भात एक विधान केले जाते.  या विधानाचा विचार करताना  कदाचित,  'इतक्या सूक्ष्म स्तरावर मापन करताना चूक होत असावी आणि त्यासाठी आपल्या उपकरणांच्या क्षमतांच्या मर्यादा कारणीभूत ठरत असाव्यात !'  अशी शंका साहजिकच मनात येऊ शकते.  या शंकेला, ठामपणे नाकारणे सध्या तरी अवघड आहे.  पण सध्या अस्तित्वात असलेले बरेचसे सिद्धांत, त्यातून निघणारे गणिती निष्कर्ष,  या गोष्टीस पुष्टी देणारे आहेत की मूलकण 'एकाच वेळी' अनेक ठिकाणी असतात आणि ही मापनातील त्रुटी नसावी.

४)   Quantum Superposition (कणाधिविन्यास ?)  :  हा सिद्धांत असे मानतो की कोणत्याही दोन (वा अधिक) कणावस्थांची 'बेरीज केल्यास'   (अर्थात त्यांना एकाच स्तरावर प्रस्थापित केल्यास - [Superposed]), त्याचा परिणाम म्हणून, एक नवीन आणि तर्कदृष्ट्या संभव असलेली कणावस्था निपजते.   याचाच व्यत्यास असा होऊ शकतो की, कोणतीही कणावस्था ही अन्य दोन (वा अधिक) कणावस्थांचे एकत्रित झालेले रूप असते.  म्हणजे काय, तर केवळ समजून घेण्यापुरते आणि उदाहरण म्हणून विचार करायचा ठरविले आणि आपण असे म्हटले की पाण्याचा एखादा थेंब हा पूर्वी कधीतरी पाडलेल्या पावसाच्या दोन वा अधिक थेंबातून निर्माण झाला आहे, तर त्याचा हा व्यत्यास की 'ते मूळ थेंब  देखील त्याआधी कधीतरी पडलेल्या पावसाच्या दोन वा अधिक थेंबातून निर्माण झालेले असतात' हा देखील तितकाच खरा आहे !

आता हा सिद्धांत वाचल्यावर, कणावस्थेचे मापन करताना एकमेव उत्तर न मिळता, विविध संभाव्यतेसह अनेक उत्तरे का येऊ शकतात हे स्पष्ट होते.  थोडक्यात, मूलकण एकाच वेळी, अनेक ठिकाणी असण्याचे संभाव्य कारण काय असू शकते, याचाही उलगडा होतो.  दुसर्‍या शब्दात सांगायचे तर असे म्हणता येईल की. मूलकण 'एकाच वेळी' अनेक ठिकाणी असतात, कारण एकाच वेळी दोन (वा अधिक) कणावस्था एकत्र अस्तित्वात असतात.  

५)  Uncertainty principle (संदिग्धता सिद्धांत)  :  हा सिद्धांत असे सांगतो (की मानतो ?)  की कणभौतिकीमध्ये गुणधर्माचे मापन करताना, काही गुणधर्मांच्या जोड्यांचे अचूक मापन एकाच वेळी करता येत नाही.  उदाहरणार्थ  मूलकणाचे स्थान आणि मूलकणाची कोनीय गती, एकाच वेळी अचूकपणे मोजणे शक्य नाही. कणावस्थेत, मापन करताना जर मूलकणांचे स्थान अचूकपणे निश्चित केले, तर मूलकणांची  कोनीय गती अचूकपणे मोजता येणार नाही आणि जर मूलकणांची  कोनीय गती अचूकपणे मोजली तर मूलकणांची स्थाननिश्चिती अचूक नसेल. संदिग्धता सिद्धांतानुसार, अचूक मापन करण्यात त्रुटी दाखवणार्‍या ,अशा आणखी काही जोड्या आहेत (ऊर्जा आणि ती त्याच स्तरावर असण्याचा काळ, मूलकणांचा तरंगस्तरावरील एखादा गुणधर्म आणि कण स्तरावरील एखादा गुणधर्म,  मूलकणाने वेगवेगळ्या अक्षांवर घेतलेले वळसे (Spin) वगैरे) . याच कारणाने एखाद्या मूलकणाची कोनीय गती ठराविक असण्याला किंवा त्याचे स्थान ठराविक असण्याला वर उल्लेखल्याप्रमाणे एक संभाव्यता असते.

६)  Wave Function Collapse (तरंगसूत्र-संकोच)  :  वर उल्लेख केल्याप्रमाणे  'Superposition' अवस्थेत असलेल्या कणावस्थेतील, एखाद्या गुणधर्माचे जेंव्हा अचूक मापन केले जाते, तेंव्हा कणावस्थेच्या अनेक संभाव्य रूपांपैकी (उपकणावस्थांपैकी), एका कणावस्थेतील त्या गुणधर्माचे मापन होते. अर्थातच इतर सर्व (उप)कणावस्थांची संभाव्यता, त्या मापनापुरती शून्य होते.  थोडक्यात त्या मापनाच्या संदर्भात, केवळ एकच (उप)कणावस्था ही 'सत्य' ठरते आणि त्या कणावस्थांची इतर सर्व रूपे ही 'असत्य' ठरतात. या प्रक्रियेला Wave Function Collapse असे म्हटले जाते.

--

आता असा विचार करू की 'पिंडी ते ब्रह्मांडी' या नात्याने, कणभौतिकीतील हे नियम आपल्या विश्वालाही लागू आहेत.

मूलकणांच्या स्तरावरील कणावस्थेचे निरीक्षण करताना आपण जसे बाह्य-निरीक्षक असतो, तसे आपल्या विश्वात आपण बाह्यनिरीक्षक नसून, विश्वातील अनेक कणावस्थांचा एक भाग आहोत.  अर्थात त्यामुळे आपल्या विश्वाचे याच पद्धतीने निरीक्षण करावयास, खरंतर आपण पुरेसे सक्षमच नाही आहोत.

पण आपल्या बुद्धीचा उपयोग करून,    MWI (Many Worlds Interpretation) या समांतर विश्वाच्या मांडणीसाठी,  वरती स्पष्टीकरण दिलेल्या कणभौतिकीच्या सहा संकल्पना,  आपल्या विश्वाला कशा लागू पडतील, याचा एक अंदाज बांधू शकतो.

MWI (Many Worlds Interpretation) या मांडणीनुसार असणारे आपले विश्व आणि वरील सहा संकल्पना यात सादृशता शोधायची ठरविली तर असे म्हणता येईल की :

इथे आपल्या विश्वात :

* Quantum System (कण-प्रणाली) म्हणजे एखादी ठराविक घटना

* Quantum State (कणावस्था) म्हणजे त्या ठराविक (बहुपर्यायी) घटनेच्या संदर्भातील, सर्व संभाव्य पर्यायांबाबत निर्णय घेण्यापूर्वीची स्थिती.  इथे प्रत्येक पर्यायातून निर्माण होऊ शकेल अशी स्थिती येण्यापूर्वीची अवस्था, ही एक उपकणावस्था आहे.

* Wave Function (तरंग-सूत्र)  म्हणजे, त्या घटनेच्या संदर्भातील निर्णयाआधीच्या, विविध विकल्पांची संभाव्यता वर्तविणारे एक सूत्र  (हे सूत्र अर्थातच निर्णयाशी संबंधित व्यक्तींना 'माहीत नसते' !)

* Wave Function Collapse : या मांडणीतील समांतर विश्वे निर्माण होण्यापूर्वीची, ('तिठ्यावरची / बहुपथावरची') स्थिती म्हणजे या कणावस्थेच्या, तरंगसूत्राचा संकोच (Wave Function Collapse of a Quantum System) होण्यापूर्वीची स्थिती.
या स्थितीत उपलब्ध असलेले सर्व विकल्प म्हणजे त्या तरंगसूत्राने दर्शविलेल्या, त्या घटनेच्या संदर्भातील, सर्व संभाव्य अवस्था. 

* Uncertainty principle (संदिग्धता सिद्धांत)  कुठल्याही घटनेशी संबंधित, सर्व पैलूंच्या मूल्यमापनातही अचूकता आणणे आणि त्या मूल्यमापनावर आधारित त्या घटनेचे अचूक भाकीत करणे, हे एखाद्या तटस्थ व्यक्तीलाही शक्य नाही,  कारण त्या व्यक्तीच्या स्वत:च्या मतांचे, अपेक्षांचे, दृष्टीकोनाचे परिणाम त्या मूल्यमापनावर होतात.  या संदिग्धतेमागे,  घटनेशी संबंधित व्यक्तींच्या स्वेच्छानिर्णयाच्या क्षमतेमुळे (Free Will) आणि निर्णय घेण्यासाठी लागणार्‍या कालावधीमुळेही घटनेच्या मूल्यमापनात फरक पडू शकतो 

* घटनेच्या संदर्भात उपलब्ध असलेल्या पर्यायांपैकी जेंव्हा एखादा पर्याय निवडला जातो, तेंव्हा घटनेच्या तरंगसूत्राचा संकोच होऊन, एक संभाव्यता प्रत्यक्षात येते.  थोडक्यात निर्णयप्रक्रिया ही जर मापन करण्याची कृती मानली, तर असे म्हणता येईल की प्रत्यक्ष निर्णय घेण्याची कृती, त्या घटनेच्या तरंगसूत्राचा संकोच (Wave Function Collapse) करते आणि मग प्रत्यक्षात न आलेल्या, सर्व संभाव्य शक्यतांची, समांतर विश्वे निर्माण होतात.  यातील प्रत्येक विश्व, मूळ विश्वाची एक प्रत (Copy) असते. मात्र त्या घटनेसंबंधीचा, प्रत्येक विश्वातील निर्णय हा वेगळा असतो आणि स्वाभाविकच, त्यानंतर त्या निर्णयाचे होणारे परिणाम हे देखील प्रत्येक विश्वात वेगवेगळे असतात.

या मांडणीला अधिक सुस्पष्ट रीतीने समजून घेण्यासाठी स्वत:च्या आयुष्यातील अशी कोणतीही एक घटना आठवावी, जिथे निर्णय घेण्यासाठी,  दोन किंवा दोनापेक्षा अधिक पर्याय उपलब्ध होते.

उदाहरणार्थ नोकरीसाठी, एखाद्या व्यक्तीस, एकाच वेळी, 'म' आणि 'न' अशा दोन वेगवेगळ्या कंपनीकडून,  ऑफर लेटर प्राप्त झाली आहेत असे समजू.  या घटनेच्या बाबतीत,  'म' कंपनीची ऑफर स्वीकारणे किंवा 'न' कंपनीची ऑफर स्वीकारणे किंवा दोन्ही ऑफर नाकारणे असे किमान तीन पर्याय उपलब्ध असतील.

इथे असे पर्याय असणारी ही घटना,  (Quantum System) कण-प्रणाली सदृश आहे.  या तीन पर्यायांच्या तिठ्यावर, निर्णय घेण्यापूर्वीची स्थिती, ही (Quantum State) कणावस्थासदृश आहे.  इथे या स्थितीला व्यक्त करणारे वेगवेगळे गुणधर्म आहेत. नोकरीची गरज, व्यक्तीची मानसिकता, तिला लाभलेली पूर्वपरिस्थिती, प्रत्येक पर्यायाच्या संभाव्य परिणामांबाबत त्या व्यक्तीची मनातील ऊहापोह आणि आणखीही अनेक.  या घटनेत, कोणते ऑफर लेटर स्वीकारले जाईल वा दोन्ही ऑफर नाकारल्या जातील, या प्रत्येक पर्यायाच्या संभाव्यतेला निश्चित करणारी जी काही योजना असेल, ती योजना म्हणजे या घटनेचे तरंग-सूत्र (Wave Function). ती व्यक्ती कोणता निर्णय घेईल, याबाबत कोणतीही तिर्‍हाईत व्यक्ती ठामपणे सांगू शकेलच, असे म्हणता येणार नाही, कारण या निर्णयाला प्रभावित करणार्‍या सर्व घटकांचे, एकाच वेळी अचूक विश्लेषण करणे, अचूक मूल्यमापन करणे, हे कोणत्याही तिर्‍हाईत व्यक्तीसाठीही बहुदा अशक्य असेल, काही वेळेस तर प्रत्यक्ष त्या व्यक्तीसही योग्य वेळ येण्याआधी हा संभ्रम असू शकतो.   हे एकप्रकारे, संदिग्धता सिद्धांताचे (Uncertainty principle) रूपक आहे.  या पर्यायांपैकी, एक पर्याय निवडण्यासाठी लागणारी निर्णयशक्ती, ही व्यक्तीगणिक  बदलते. पर्याय निवडण्याच्या क्रियेवर, व्यक्तीच्या स्वेच्छानिर्णयाच्या क्षमतेचा, आजूबाजूच्या परिस्थितीचा प्रभाव पडतो.  ज्यावेळेस ही व्यक्ती, उपलब्ध पर्यायांपैकी एका पर्यायाची निवड करेल, तेंव्हा या घटनेच्या तरंग-सूत्राचा संकोच होईल (Wave Function Collapse). इतर सर्व पर्यायांची संभाव्यता (या विश्वात) शून्य होईल. जो पर्याय या व्यक्तीने निवडला असेल, त्या पर्यायाचे परिणाम झेलणारे आयुष्य हे (त्या व्यक्तीचे) एक विश्व असेल आणि बाकी सर्व पर्यायांची समांतर विश्वे तयार होतील. ही समांतर विश्वे मूळ विश्वाची नक्कल असतील, मात्र त्या प्रत्येक समांतर विश्वात त्या व्यक्तीने निवडलेला पर्याय  वेगळा असेल. अर्थातच त्या विवक्षित घटनेपर्यंत, त्या घटनेशी संबंधित, सर्व समांतर विश्वातील सर्व घटना व परिस्थिती समान असेल. मात्र त्या निर्णयानंतर, प्रत्येक विश्वातील परिस्थिती व नंतरच्या घटना वेगवेगळ्या असतील.

या मांडणीच्या पाठीराख्यांमध्ये, किमान दोन गट आहेत. ज्यांनी कालप्रवासासंबंधी लेखमाला वाचली असेल त्यांना कदाचित हे आठवेल की भूतकाळ, वर्तमानकाळ, भविष्यकाळ हे सर्व एकाच वेळी अस्तित्वात असतात अशी काळाची एक मांडणी होती (कालप्रवास - लेखांक ६) . काळाच्या स्वरूपाविषयीच्या या समजुतीशी सुसंगत अशी एका गटाची मांडणी आहे. त्यानुसार, एखाद्या घटनेच्या संदर्भात असलेल्या पर्यायामुळे निर्माण होणारी विश्वे ही मूळातच अस्तित्वात असतात. निर्णय ( तरंग-सूत्राचा संकोच) झाल्यामुळे केवळ त्यातील निवड होते.  दुसर्‍या गटाच्या समजुत ही काळाच्या बहुमान्य रूपाशी (भूतकाळ होऊन गेला, भविष्यकाळ निर्माण व्हायचा आहे) मिळतीजुळती आहे. काळाच्या या समजुतीशी सुसंगत पद्धतीने दुसरा गट असे मानतो की कोणताही निर्णय होतो,  त्याच क्षणाला घटनेच्या समांतर विश्वांची निर्मिती होते. 

====

शुक्रवार, १४ एप्रिल, २०१७

समांतर विश्वे  - लेखांक १ / ६




आपल्यापैकी प्रत्येकाच्या आयुष्यात असे प्रसंग अनेकदा येतात, जिथे उपलब्ध पर्यायांपैकी एका पर्यायाची आपल्याला निवड करायची असते. आणि बर्‍याचदा या निवडीवर, आपल्या आयुष्यातील  पुढची वाटचाल अवलंबून असते.  असे निर्णायक क्षण, प्रसंग कुठल्याही क्षेत्रात येऊ शकतात, शिक्षण, नोकरी, लग्न, एखादी चालून आलेली अनोखी संधी, कधीतरी एखादा प्रवास देखील.  क्वचित आपल्या उर्वरित आयुष्याची पूर्ण दिशा ठरविण्याचे सामर्थ्य, अशा निर्णयात असते.  असे क्षण आले की आपण त्यातील एक पर्याय निवडतो आणि आयुष्य पुढे सरकते.

'काही काळानंतर, अमुक एका वेळी जर तमुक निर्णय घेतला असता, तर काय झाले असते बरे ?' अशा प्रकारचा  विचार आपल्या मनात येतोच. वैयक्तिक आयुष्यातील एका वा अनेक निर्णयांची मिळालेली फळे, आपल्याला असा विचार करण्यास उद्युक्त करतात. पण थोडे अधिक खोलात गेलो तर असे लक्षात येईल की,  वैयक्तिक आयुष्यातच कशाला, राष्ट्राच्या, जगाच्या इतिहासात असे अनेक प्रसंग आहेत, जिथे घडून गेलेल्या निर्णायक घटनेऐवजी काही वेगळे घडले असते, तर आजचा काळ काही वेगळाच असता.



मी याआधी एका लेखात अशा निर्णायक घटनांचा उल्लेख केला होता. एखाद्या निबंधाचा विषय वाटावा, अशा जर-तर च्या स्वरूपातील या घटना, अतिशय मनोरंजक शक्यता निर्माण करतात.  कौरवांनी पांडवांना पाच गावे देऊ केली असती तर किंवा महाभारत युद्ध कोणत्याही कारणामुळे टळले असते तर ?   किंवा ज्ञानेश्वरांनी इतक्या लवकर समाधी घेतली नसती तर ?  पृथ्वीराज चौहानने पहिल्या युद्धात घोरीचा पूर्ण नि:पात केला असता तर ?  किंवा देवगिरीच्या यादवांचा पराभव झाला नसता तर ?  किंवा पानिपतच्या लढाईच्या वेळी सदाशिवरावभाऊंच्या ऐवजी सेनापतीपद रघुनाथराव पेशव्यांना दिले असते तर ? किंवा पानिपताच्या युद्धात विश्वासराव धारातीर्थी पडला नसता तर ?  किंवा १८५७ चे बंड यशस्वी झाले असते तर ?
अगदी वरवर जरी शोधल्या तरी, जर-तर च्या अशा अनेक शक्यता वैयक्तिक आयुष्यात सापडतीलच, पण इतिहासातही सापडतील. या शक्यतांमध्ये महाराष्ट्राचा, आपल्या देशाचा, जगाचा वर्तमानकाळ पूर्णपणे बदलून टाकण्याची क्षमता होती असे वाटले तर ते चुकीचे नव्हे.

कालप्रवासासंदर्भात लिहीलेल्या लेखमालेत, मी या प्रकारच्या समांतर विश्वांविषयी थोडेसे लिहिले होते. पण समांतर विश्वांची संकल्पना केवळ इतक्यापुरती सीमित नाही.  मी या संदर्भात जितके वाचले आहे, जितके उमगले आहे त्यानुसार, या लेखमालेत समांतर विश्वांसंबंधी थोडे अधिक विस्ताराने लिहिणार आहे.
या लेखमालेतील कोणतीही गोष्ट खटकल्यास, चुकीची वाटल्यास नि:संकोचपणे निदर्शनास आणावी.  तुमच्या कोणत्याही स्वरूपाच्या प्रतिक्रियांचे  स्वागत आहे.

--

'समांतर विश्वे' हा सध्यातरी अधिकतर, सैद्धांतिक भौतिकशास्त्राचा (Theorotical Physics) भाग आहे.  समांतर विश्वांच्या बाबतीत  'Thought Experiment' अर्थात वैचारिक प्रयोग ही संज्ञा वापरण्यात येते आणि त्यामुळे ही गोष्ट स्पष्ट होते की, यासंदर्भातील मांडणींचा भर हा प्रत्यक्ष प्रयोगांपेक्षा, कागदावरच्या सिद्धांताशी वा यदाकदाचित शक्य असल्यास त्यासंदर्भातील केवळ आकडेमोडीशी अधिक आहे, प्रत्यक्ष प्रत्ययाशी नव्हे.  याबाबतीत काही प्रत्यक्ष प्रयोग सुरू आहेत, नाही असे नाही, पण तरीही बर्‍याच अंशी हा कल्पनांचा इमला असल्याने, त्याबाबतीत विलक्षण मतमतांतरे आहेत. 

समांतर विश्वांचा सिद्धांत, अनेक प्रकाराने मांडला गेला आहे आणि काही साम्य वगळले, तर यातील प्रमुख प्रकारांमध्ये टोकाचा फरक आहे.  Max Tegmark नावाच्या वैज्ञानिकाने सर्वप्रथम यांची वर्गवारी करण्याचा प्रयत्न केला त्यानुसार, स्थूलमानाने समांतर विश्वांची चार वेगवेगळ्या प्रकारात विभागणी होऊ शकते. या लेखांकात या चार प्रकारांची ओझरती ओळख देत आहे. पुढील लेखांकांमध्ये त्यासंदर्भात विस्ताराने काही गोष्टी येतील. 

समांतर विश्वाच्या संदर्भात, मनोरंजक लेखन (विज्ञानकथा,कादंबर्‍या व इतर)  व दृश्य माध्यमातून (चित्रपट व मालिका), सर्वात जास्त वापरली गेलेली, मांडणी,  Max Tegmark च्या वर्गवारीतील तिसर्‍या क्रमांकाची मांडणी आहे.  लोकप्रिय असल्याने या मांडणीला, मी इथे मांडणी-१ असे संबोधले आहे.  

(मांडणी - १) ==> प्रत्येक निर्णायक तिठ्यावर (किंवा चौरस्त्यावर, पाचरस्त्यावर,  ....), जितके पर्याय उपलब्ध आहेत, त्यातील प्रत्येक पर्यायाचे, त्या तिठ्यापासून (चौरस्त्यापासून, पाचरस्त्यापासून, ....) एक स्वतंत्र विश्व निर्माण होते आणि ही सर्व विश्वे एकाच वेळी अस्तित्वात असतात, परंतु यातील प्रत्येक विश्वासाठी, इतर सर्व समांतर विश्वे ही प्रायत: अदृश्य असतात. एकाच स्तरावरच्या, एकाच घटनेमुळे निर्माण झालेल्या, अशा सर्व समांतर विश्वांसाठी, त्या निर्णायक क्षणापर्यंतचा (भूत)काळ हा समान असतो, मात्र त्यापुढील घटना व (भविष्य)काळ हा वेगवेगळा असतो.

वरील संकल्पनेचा, कळीचा घटक अर्थातच काळ आहे. इतर ज्या मांडणी आहेत, तिथेही काळ महत्त्वाचा आहेच , पण तो निर्णायक घटक नाही.

(मांडणी - २) ==> विश्वाचा आकार हा (निदान आपल्यासाठी) अमर्याद आहे.  अशावेळेस संभाव्यता (Probability) पाहता,  हे सहज शक्य आहे की पृथ्वीची प्रतिकृती (Clone) वाटावी, असे अनेक ग्रह या विश्वात असतील आणि त्यातील कित्येक ग्रहांवर घडलेल्या घटना, घडणार्‍या घटना या पृथ्वीवर घडणार्‍या घटनासदृश असतील; पण तरीही, संपूर्णपणे जशाच्या तशा नसतील.  या ग्रहांशी आपला संपर्क होणे हे (सैद्धांन्तिकदृष्ट्या) जवळजवळ अशक्य असेल, कारण हे ग्रह विश्वाच्या, त्या भागात असू शकतील, जिथून प्रकाश आपल्यापर्यंत पोहोचू शकलेला नाही किंवा कधीच पोहोचू शकणार नाही.

(मांडणी - ३) ==> या मांडणीनुसार आपले विश्व हे एकमेव विश्व नाही. आपले विश्व हे एका बाह्यविश्वाचा भाग आहे आणि त्या बाह्यविश्वात अगणित विश्वे आहेत.  यापैकी काही विश्वे ही आपल्या विश्वासारखीच आहेत आणि आपल्या विश्वासोबतच  अस्तित्वात आली आहेत. त्यातील काही विश्वे बर्‍याचशा समान गुणधर्माची आहेत.  समान गुणधर्माच्या विश्वांमध्ये घडणार्‍या अनेक घटना सारख्या असू शकतात , पण त्या समान असतीलच असे नाही.  याउलट आपल्या विश्वासोबतच जन्माला येऊनही,  घटनांच्या व रचनेच्या दृष्टिकोनातून, आपल्या विश्वाशी जराही साधर्म्य नसलेली विश्वेही त्या बाह्यविश्वात असू शकतील. 

(मांडणी - ४) ==> आपल्याला ज्ञात असलेल्या वा तत्वत: ज्ञात होऊ शकेल, अशा कोणत्याही वैज्ञानिक संकल्पनेच्या पलीकडे असलेली आणि आपल्याला बहुदा, सदैव अगम्य, असाध्य, अप्राप्य राहतील अशी विश्वे असू शकतील.

====

आता या प्रत्येक मांडणीबाबत थोडे विस्ताराने : 
----------------------
----
(मांडणी - १) ==> प्रत्येक निर्णायक तिठ्यावर (किंवा चौरस्त्यावर, पाचरस्त्यावर,  ....), जितके पर्याय उपलब्ध आहेत, त्यातील प्रत्येक पर्यायाचे, त्या तिठ्यापासून (....) एक स्वतंत्र विश्व निर्माण होते आणि ही सर्व विश्वे एकाच वेळी अस्तित्वात असतात, परंतु अशा प्रत्येक विश्वासाठी इतर सर्व समांतर विश्वे ही प्रायत: अदृश्य असतात. अशा सर्व, एकाच स्तरावरच्या, समांतर विश्वांसाठी, त्या तिठ्यापर्यंतचा (भूत)काळ हा समान असतो, मात्र त्यापुढील घटना व (भविष्य)काळ हा वेगवेगळा असतो.
----

'हे अशक्य आहे. या प्रकाराने अनंत विश्वे निर्माण होतील.  ही एकाच वेळी कशी अस्तित्वात असू शकतील ?'  हा स्वाभाविकपणे मनात उद्भवणारा प्रश्न आहे आणि तो अयोग्य नाही.  पण या स्वरूपाच्या समांतर विश्वाची संकल्पना, ही सर्वात लोकप्रिय संकल्पना आहे. TimeLine या नावाने अधिक प्रचलित असलेली ही संकल्पना, अनेक (विज्ञान)कथा, कादंबर्‍या, मालिका (आपल्याकडच्या नव्हे !), चित्रपट यामध्ये, अनेकदा वापरली आहे. Time Machine, Back to the future (३ भाग), TimeLine, StarTrek, Deja Vu, MIB-3 हे मला चटकन आठवणारे काही चित्रपट जिथे कालप्रवास, Timeline आणि Alternate history या सर्व संकल्पना एकात एक गुंफून वापरल्या आहेत. पण काटेकोरपणे बघायचे झाले तर इथे समांतर विश्वे अस्तित्वात आहेत, पण ती तशी दाखवलेली नाहीत. एकाचे वेळी दोन विश्वे अस्तित्वात आहेत आणि दोन्ही विश्वात घटना एकाचवेळी घडत आहेत असे प्रसंग या चित्रपटात जवळजवळ नाहीतच.   त्या तुलनेत, The One या चित्रपटात समांतर विश्वांची संकल्पना, त्यांचा परस्पराशी येणारा संबंध , अधिक वेगळ्या प्रकारे व्यक्त झाला आहे. 

अनेक वैज्ञानिक या संकल्पनेबाबत अनुकूल आहेत आणि त्यासाठी असलेले कारणही तसेच आहे.  समांतर विश्वांच्या सर्व मांडणीमध्ये ही एकमेव मांडणी अशी आहे जिथे रूढ अर्थाने, काही प्रयोग करणे शक्य आहे. आणि गंमत म्हणजे यातील प्रयोगांना यश मिळाल्याचे दावे अधूनमधून होत असतात. अर्थात अधिकृतपणे, हे सर्व प्रयोग सध्यातरी कणभौतिकी (Quantum Mechanics) स्तरावर आहेत आणि प्रत्यक्ष आयुष्यात त्याची थेट प्रचीती येणे, बहुदा (इतक्यात तरी) शक्य नाही.

Many Worlds interpretation (MWI) या नावाने संबोधली जाणारी हा मांडणी, असे मानते की भूतकाळात, जी प्रत्येक गोष्ट घडण्याची शक्यता होती, ती प्रत्येक गोष्ट घडली आहे आणि अशा प्रत्येक घटनेने एका स्वतंत्र विश्वाला जन्म दिला आहे. ही सर्व विश्वे एकाच वेळी अस्तित्वात आहेत, आणि आपल्याला जे दिसते आहे, आपण ज्या विश्वात वावरत आहोत, ते या अनंत विश्वातील एक विश्व आहे. इतर सर्व विश्वे आपल्यासाठी अदृश्य आहेत. आपण वावरत असलेले विश्व आपल्यासाठी वास्तव आहे आणि इतर सर्व विश्वे अवास्तव. याच न्यायाने, दुसर्‍या कोणत्याही विश्वात राहणार्‍या 'आपल्याच प्रतिरूपासाठी', त्याचे विश्व वास्तव आहे आणि त्याच्यासाठी आपले अस्तित्व, आपले विश्व अदृश्य आहे, आभासी आहे.

तुम्ही हा लेखांक आत्ता वाचत आहात, पण  MWI मांडणीतील, अन्य एखाद्या विश्वात तुम्ही केंव्हाच हा लेख वाचून संपवला आहे आणि त्यावर टिप्पणीही केली आहे. किंवा एखाद्या वेगळ्याच विश्वात हा लेखांक तुम्ही लिहिला आहे आणि पोस्टही केला आहे आणि या क्षणाला शांतपणे प्रतिक्रियांची वाट पाहात आहात किंवा दुसर्‍या कामात गढून गेला आहात.  या मांडणीतील विश्वे, अत्यंत विलक्षण वाटणार्‍या शक्यतांना जन्म देतात आणि या सर्व शक्यता एकाच वेळी अस्तित्वात असतात.

अनेकदा स्वत:तच रममाण होणार्‍या एखाद्या व्यक्तीसाठी, 'कुठल्या जगात वावरतो आहे काय माहीत' असा शब्दप्रयोग आपण वापरतो.  शब्दकोशातही  सर्वसाधारणत:  'World' या शब्दासाठी 'जग' आणि 'Universe' या शब्दासाठी 'विश्व' अशी ढोबळ विभागणी असते.  त्यामुळे खरंतर या मांडणीसाठी  'विश्व' हा शब्द न वापरता 'जग' हा शब्द वापरावा की काय असे माझ्या मनात घोळत होते. पण 'जग' हा शब्द, कुठेतरी पृथ्वीपुरता सीमित झाला आहे, असे आजकाल वाटू लागले आहे. तसेच या मांडणीची मर्यादा पृथ्वीपुरती आहे असे म्हणणे योग्य नाही, त्यामुळे  'विश्व' हा शब्दच अधिक उचित आहे.


====
क्रमश:
====

मंगळवार, ११ एप्रिल, २०१७

विश्वाचे वय - लेखांक ४ / ४


आपली परंपरागत धारणा केवळ कविकल्पना नसावी असे मानण्यासारख्या काही गोष्टी त्या गणितात आहेत. त्यातील सर्वप्रथम आहे ती कालगणनेतील फरक.  पृथ्वीवरील, देवलोकातील आणि ब्रह्मलोकातील काळाची गती वेगवेगळी दाखविली आहे.     'देवांचे' एक वर्ष म्हणजे मानवाची ३६० वर्षे हे सूत्र आपल्याला असे सांगते की (देवलोक म्हणजे देवांचा ग्रह असे मानल्यास)  हा बहुदा एक प्रकारचा गुरुत्वीय कालविस्तार (Gravitational Time Dilation) आहे.  हा 'लोक' अशा ठिकाणी आहे जिथल्या गुरुत्वीय बलाने, तिथल्या काळास आपल्यापेक्षा ३६० पटीने संथ ठेवले आहे.  काळ इतक्या मोठ्या प्रमाणात संथ असणे, केवळ प्रचंड गुरुत्वाकर्षण असलेल्या एखाद्या अवकाशीय वस्तूच्या परिसरातच शक्य आहे.  दुसरी गोष्ट अशी की, कालगणना सांगणार्‍या या श्लोकांमध्ये ब्रह्मदेवाचे आयुष्य प्रचंड दीर्घ दाखवले असले तरी ते अमर्यादित नाही वा ब्रह्मदेव 'अमर' दाखविलेला नाही.  त्याची कालगणना प्रचंड संथ आहे इतकेच.  प्रत्यक्ष अनुभव आल्याशिवाय वा हे ज्ञान अन्य कुणाकडून मिळाल्याशिवाय Time Dilation ची ही कल्पना कागदावर उतरणे जरा अवघड वाटते.  कालमापनातील हा फरक ही कविकल्पना नाही असे मानून विचार केल्यास पुढीलप्रमाणे गणित करता येऊ शकते.  (परिभ्रमणाच्या वेगामुळे पडणारा फरक तात्पुरता दुर्लक्षित करून)

पृथ्वीवर ठराविक काळ लोटलेला असताना, प्रचंड गुरुत्वाकर्षण असलेल्या एखाद्या परिसरात, एखाद्या (स्थिर) अवकाशीय वस्तूवर जे    Gravitational Time Dilation अनुभवास येईल ते पुढील सूत्राने काढता येते.

T-earth = T-object / (SQRT(1 - (2*G*M / (R * C^2) ) ) )
इथे G हा  Gravitational Constant आहे.
T-earth पृथ्वीवर लोटलेला काळ  (Fast-Ticking)
पृथ्वीवर T-earth इतका काळ लोटलेला असताना,  प्रचंड गुरुत्वाकर्षण असलेल्या परिसरात एखाद्या अवकाशीय वस्तूवर लोटलेला काळ T-object (Slow-Ticking)
M हे त्या प्रचंड गुरुत्वाकर्षणास कारणीभूत ठरणार्‍या अवकाशीय वस्तूचे  वस्तूमान
R गुरुत्वाकर्षण अनुभवणार्‍या व्यक्तीचे गुरुत्वाकर्षण निर्माण करणार्‍या अवकाशीय वस्तूच्या केंद्रापासूनचे अंतर 
C म्हणजे प्रकाशवेग

--
देवलोक म्हणजे अशा प्रचंड गुरुत्वाकर्षण असलेल्या अवकाशीय वस्तूच्या परिसरातील एखादा ग्रह वा तारा आहे असे मानल्यास :
--

T(earth) = T(devlok) / (SQRT(1 - (2*G*M / (R * C^2)) ) )

∴ (SQRT(1 - (2*G*M / (R * C^2)) ) )  = T(devlok) / T(earth)

दोन्ही बाजूचा वर्ग करून
∴ 1 - (2*G*M / (R * C^2)) = (T(devlok) / T(earth)) ^ 2
∴ (2*G*M / (R * C^2)) = 1 - ((T(devlok) / T(earth)) ^ 2 )

प्रकाशाचा वेग  = 29,97,92,458  मीटर प्रति सेकंद घेऊन

∴ (2 * 6.67 * 10^(-11) * M / (R * (29,97,92,458)^2)) = 1 - (1 / 360)^2
∴ (2 * 6.67 * 10^(-11) * M / (R * (29,97,92,458)^2)) = 1 - (1 / 129600)
∴ (2 * 6.67 * 10^(-11) * M / (R * (29,97,92,458)^2)) = 1 - 0.00000771605 = 0.99999228395
∴ 13.34 * 10^(-11) * M / (R * 89,87,55,17,87,36,81,764) = 0.99999228395
∴ M / R = (0.99999228395 * 89,87,55,17,87,36,81,764) / (13.34 * 10^(-11))
∴ M / R = (0.99999228395 * 89,87,55,17,87,36,81,764 * 10^11) / 13.34
∴ M / R = 6,7,3,7,2,4,3,2,0,7,6,2,3,0,9,4,0,6,13,06,21,348  (अर्थात अंदाजे ६,७३,७२,४३,२०७.६ परार्ध   =  ६.७३ अब्ज परार्ध )
∴ M / R = 6.73729 * 10^26

वस्तुमान व त्रिज्या यांचे इतके प्रचंड गुणोत्तर असे सांगते, की प्रचंड गुरुत्वाकर्षण असलेल्या परिसरात देवलोक आहे हे  सुरूवातीचे अनुमान योग्य आहे.
एखाद्या सर्वसाधारण ग्रहाच्या बाबतीत असे घडण्याची सुतराम शक्यता नाही.  कदाचित ही गोष्ट एखाद्या न्यूट्रॉन तार्‍याच्या बाबतीतही घडू शकते.  पण तार्‍यावरती जीवसृष्टी असू शकते ही शक्यता अत्यंत विरळ आहे.  (केवळ Black Dwarf वर मर्यादित काळ असे घडू शकेल अशी शक्यता काही जणांनी वर्तविली आहे) .  कोणत्याही तार्‍यावर जीवसृष्टी शक्य नाही असे मानल्यास, उरणारी संभाव्य शक्यता हीच आहे की एखाद्या  कृष्णविवराजवळ पण Event Horizon च्या बाहेर असणार्‍या, एखाद्या तार्‍याभोवती फिरणार्‍या ग्रहावर 'देवलोक' आहे !

==

दुसर्‍या बाजूने विचार केल्यास :

गेल्या लेखांकात हे स्पष्ट झाले आहे की आपल्या कालगणनेचे आकडे, आधुनिक विज्ञानाच्या कालगणनेशी जुळत नाहीत. त्यामुळे कोणत्याही विज्ञानवादी व्यक्तीस असे वाटले, की स्मृती-पुराणातील ही कालगणना म्हणजे कल्पनेचा खेळ आहे, तर तसे वाटणे हे पूर्णत: चूक नव्हे. कारण ही कालगणना कशी ठरविली याचा उल्लेख बहुदा उपलब्ध नाही आणि त्यामुळे हे ज्ञान 'देवांकडून' मिळाले असावे असाच अर्थ निघतो. पण जर या न्यायाने आपली, कालगणना कल्पनेचा खेळ असेल असे समजायचे असेल तर, आधुनिक पद्धतीने केलेली विश्वाची कालगणना ही सुद्धा काही गृहीतकांच्या पायावरचा डोलारा आहे हे देखील लक्षात घ्यायला हवे.  आज विज्ञानाने 'सिद्ध' केलेली जी कालगणना आपण मान्य करतो त्यामागची आधुनिक विज्ञानाने मानलेली काही गृहीतके, काही मापनेच चुकीची असतील तर ?  किंवा ही गृहीतके, मापने विश्वाच्या केवळ एका भागातच सत्य ठरत असली तर ?

पहिल्या लेखांकात विश्वाचे वय काढण्याची पद्धत दिली आहे ती पद्धत मूळातच काही गृहीतकांवर अवलंबून आहे.  त्यातील काही पुढीलप्रमाणे :

१)
आधुनिक विज्ञानात अढळ सत्यासारखे मानले जाणारे एक गृहीतक असे आहे की प्रकाशाचा वेग हा सर्वत्र आणि सर्व काळात समान आहे आणि प्रकाशवेगापेक्षा अधिक वेगाने काहीही जाऊ शकत नाही.  पण खरेच असे आहे का ?

इथे 'सर्वत्र' हा शब्द खरंतर निर्वात पोकळीला लागू आहे आणि विश्वात सगळीकडे, दोन अवकाशीय वस्तूंच्या दरम्यान अशी निर्वात पोकळी आहे असे मानले आहे.  या निर्वात पोकळीचे गृहीतक चुकीचे असेल तर हे गणित बदलू शकते.  आजचे विज्ञान असे मानते की विश्वात सर्वत्र Dark Matter आणि Dark Energy भरून राहिली आहे. (इथे Dark Matter हे देखील एका प्रकारचे गृहीतकच आहे)  या संदर्भात सध्या असे मानले जाते की प्रकाशावर Dark Matter मुळे कोणताही विद्युतचुंबकीय परिणाम होत नाही. जर काही परिणाम होत असेल, तर तो केवळ गृरुत्वीय बलामुळे होतो.  गृरुत्वीय बलामुळे होणारा परिणाम आपण अनुभवला आहे.  Gravitational Lensing मुळे एखाद्या अवकाशीय वस्तूच्या थेट मागे असणारी दुसरी अवकाशीय वस्तू दिसते हे आपण स्वीकारले आहे. याचाच दुसरा अर्थ असा की एखाद्या वस्तूपासून निघालेला प्रकाश हा सरळ रेषेत प्रवास करूनच आपल्यापर्यंत पोहोचला असेल असे ठामपणे सांगता येणार नाही. कोणत्याही कारणामुळे आलेल्या अवकाशाच्या वक्रतेमुळे, त्याने प्रत्यक्षात पार केलेले अंतर कितीतरी अधिक असू शकते. थोडक्यात प्रकाश एका सरळ रेषेत प्रवास करतो या पूर्वीच्या गृहीतकाला धक्का लागलेला आहे. भविष्यात Dark Matter, Dark Energy या गृहीतकांबाबत अधिक माहिती उपलब्ध झाल्यावर, असाच धक्का प्रकाशवेगाच्या संदर्भातील आपल्या आजच्या कल्पनांना बसणार नाही, असे ठामपणे आपण म्हणू शकणार नाही.

आईनस्टाईनच्या व्यापक सापेक्षता सिद्धांतासंबंधी (General  Theory of Relativity) एका पेपरमध्ये शेवटच्या पानावर  (मूळ पेपर जर्मन मध्ये आहे) ,

त्याने लिहिलेले हे वाक्य बोलके आहे.

"The space-time problem seems to me to lie as follows. If we restrict ourselves to a work of constant gravitational potential, the laws of nature are of an extraordinarily simple and invariant form. when they are referred to a space-time system of the manifold connected by the Lorentz transformations with constant c. If we do not restrict ourselves to areas of constant c, the multiplicity of the transformations permitting natural laws will become a coarser, but the laws will become more complex."

इथे तो एकाप्रकारे अशी शक्यता व्यक्त करतो आहे की, प्रकाशाचा वेग स्थिर नसणारे काही विभाग अवकाशात असू शकतील आणि अशा ठिकाणचे भौतिकी, गणिती नियम, आपल्यासाठी विलक्षण गुंतागुंतीचे असू शकतात.

प्रकाशवेग स्थिर असेलच असे नाही या विचाराला  पुष्टी देणारी ही एक  बातमी. अर्थात इथे त्याचे कारण गुरुत्वाकर्षण नसून वेगळे काही आहे.

कालमापनाचे परिमाण (सेकंद) आणि अंतराचे परिमाण (मीटर) ही दोन्ही प्रकाशवेग स्थिर आहे या गृहीतकावर आधारलेली आहेत. अवकाशात प्रकाशवेग समान असतोच असे नाही असे जर भविष्यात सिद्ध झाले तर अवकाशातील अंतरांमध्ये, विविध कालावधींमध्ये त्यानुसार फरक पडेल आणि विश्वाच्या वयाचे गणित देखील बदलेल.

----
त्यात या व्याख्या बघा.  :-)
Second : The SI definition of second is "the duration of 9,19,26,31,770 periods of the radiation corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the ground state of the caesium 133 atom."
Speed of Light : The speed of light in vacuum, commonly denoted c, is a universal physical constant & its exact value is 29,97,92,458 metres per second; it is exact, because the unit of length, the metre, is defined from this constant and the international standard for time.
Metre (Or Meter) : The metre is defined as the length of the path travelled by light in a vacuum in  1/29,97,92,458 seconds.

एक गोल फेरी मारल्यासारखे वाटते का  ?   :-) 
Caesium 133 अणूची मोजमापे पृथ्वीनिष्ठ आहेत. 
----

२)
पहिल्या लेखांकात नमूद केल्यानुसार, विश्वाच्या वयाचे गणित हबल स्थिरांकाच्या मूल्यावर आधारित आहे. हबल स्थिरांक हा विश्वाच्या प्रसरणाचा वेग आहे आणि खरंतर तो स्थिरांक नव्हे. हा स्थिरांक मोजण्यासाठी जे घटक वापरले जातात त्यातही प्रचंड गृहीतके आहेत.  विश्वाचा प्रसरणवेग मोजण्यासाठी दूरदर्शकाच्या माध्यमातून, अधिकाधिक आकाशगंगांचे सातत्याने निरीक्षण करून, त्यांचे आपल्यापासूनचे अंतर मोजले जाते. यासाठी त्या आकाशगंगांकडुन प्राप्त होणार्‍या प्रारणांची redshift (तरंगलांबीमध्ये झालेले मूल्यवर्धन)  मोजली जाते. (इथेही प्रकाशवेग हा स्थिर आहे हे गृहीतक आहेच !)  वेगवेगळ्या कालावधीत त्यांच्या अंतराचा मागोवा घेतल्यावर, या आकाशगंगांचा आपल्यापासून दूर जाण्याचा वेग समजतो. पहिल्या लेखांकात उल्लेख केल्याप्रमाणे ,एकाच वेधशाळेने वेगवेगळ्या कालावधीत मोजलेल्या हबल स्थिरांकाचे मूल्य वेगवेगळे येते, त्याचे प्रमुख कारण आहे निरीक्षणाखाली आलेल्या आकाशगंगांची वाढती संख्या. विविध आकाशगंगांच्या दूर जाण्याच्या वेगाचे एकत्रीकरण करून विश्वाच्या प्रसरणाचा वेग निश्चित केला जातो. याचाच दुसरा अर्थ असा की जसजशी निरीक्षणाखाली येणार्‍या आकाशगंगांची संख्या वाढेल (उदा. २०१८ नंतर James Webb Space Telescope पूर्ण क्षमतेने काम करू लागल्यावर) , तसतसे हबल स्थिरांकाचे मूल्याही बदलत जाईल, आणि पर्यायाने विश्वाचे अनुमानित वय देखील बदलेल. थोडक्यात सांगायचे तर कोणत्याही दूरदर्शकाच्या वा अन्य संभाव्य माध्यमातून निरीक्षणाखाली आलेल्या विश्वाच्या पसार्‍यावर, आधुनिक विज्ञानाने मोजलेले विश्वाचे वय अवलंबून आहे !  जसजसे विश्वाच्या निश्चित स्वरूपाबाबत, विस्ताराबाबत आपले ज्ञान वृद्धिंगत होत जाईल, परिपक्व होत जाईल, तसतसे विज्ञानाला उमगणारे विश्वाचे अनुमानित वय देखील बदलत जाणार आहे.

शिवाय असाही विचार करायला हवा की विश्वाचे वय ठरविण्यासाठी प्रकाशाचा वा प्रारणांचा उपयोग करणे हे अचूक साधन आहे  का ?  मूळात ही शक्यता का विचारात घेऊ नये की आपण वैज्ञानिक निरीक्षणे घेण्यास सुरुवात केली, त्याच्या कितीतरी आधी विश्वाचे प्रसरण इतक्या मोठ्या प्रमाणात झाले होते की तिथला प्रकाश / प्रारणे आपल्यापर्यंत कधीही पोहोचू शकलेली नाहीत वा शकणार नाहीत ?   किंवा आपण निरीक्षणे सुरुवात करण्यापूर्वी तिथला प्रकाश / प्रारणे आपल्यापर्यंत पोहोचत होती पण आता प्रचंड मोठ्या अंतरामुळे ती प्रारणे आपल्यापर्यंत पोहोचू शकत नाहीत ?

३)
Big Bang ही सर्वाधिक स्वीकारली गेलेली तरीही, केवळ विश्वाच्या उत्पत्तीसंबंधीची एक धारणा आहे, आणि खर्‍या अर्थाने 'विश्वाचे वय' ठरविण्यासाठी  ती परिपूर्ण नाही.  आधुनिक पद्धतीने विज्ञानाने ठरविलेले विश्वाचे वय (जर अचूक आहे असे मानले तर) , तर हे वय केवळ, Big Bang पासून लोटलेला कालावधी सांगते.

बरेचसे वैज्ञानिक म्हणतात की हे विश्व सतत प्रसरण पावत आहे आणि एवढेच नव्हे तर त्या प्रसरण वेगाला त्वरण आहे.  आपल्यापासून एक मेगापार्सेक अंतरावर असलेल्या आकाशगंगा ज्या वेगाने आपल्यापासून दूर जात आहेत, त्याच्या दुप्पट वेगाने आपल्यापासून दोन मेगापार्सेक अंतरावर असलेल्या आकाशगंगा दूर जात आहेत.  विश्वाला एखाद्या फुगणार्‍या फुग्याची उपमा देणे कदाचित योग्य ठरणार नाही, पण केवळ तुलनेसाठी तसा विचार केला तर  कोणताही फुगा, बुडबुडा सतत फुगत राहिला तर एक वेळ अशी येते जेंव्हा तो फुटतो. मग विश्व हे अमर्याद प्रसरण पावत राहणार आहे असे आपण मानू शकू का  ? 

अमर्याद प्रसरणशील विश्व ही संकल्पना शक्य नाही हे जर स्वीकारले तर त्यानंतर स्वाभाविकपणे तीनच शक्यता उरतात. 
एक) एक वेळ अशी येईल जेंव्हा प्रसरण थांबून विश्व ज्या स्थितीला पोहोचले आहे त्या स्थितीला स्थिर राहील कारण एक वेळ अशी येईल की विश्वातील सर्व ऊर्जा लोप पावेल.  (Big Freeze)
दोन) फुगणारा फुगा सतत हवा भरत राहिल्यास फुटतो व छिन्नविछिन्न होतो, त्याचप्रमाणे विश्वाची अवस्था होईल (Big Rip)
तीन) प्रसरण पावणारे विश्व एका ठराविक मर्यादेपर्यंत प्रसरण पावत राहील आणि त्यानंतर त्याच्या आकुंचनाचा (Big Crunch) आरंभ होऊन ते पुनश्च मूळ स्थितीला (Big Bang पूर्वीची) येईल

विश्वाच्या उत्पत्तीसंबंधीची आपली पारंपारिक धारणा ही चक्रनेमिक्रमाची (Cycle) आहे.  तिच्याशी साधर्म्य असणारी आणि काही वैज्ञानिकांना भावणारी, वरची तिसरी शक्यता  Big Bounce या नावाने ओळखली जाते, ज्यानुसार  Big Bang आणि Big Crunch आळीपाळीने होत राहतात. पण आपण अजूनही Big Bang या अवस्थेतच आहोत ही धारणाच चुकीची असेल तर ?  किंवा Big Crunch ला आरंभ झाला आहे, पण त्याची निरीक्षणे करण्याएवढे आपले विज्ञान सक्षम होऊ शकलेले नाही असे असेल तर ?

या क्षणाला विश्व प्रसरण पावत आहे हे ठामपणे म्हणता येणार नाही असे मानणारे देखील काही वैज्ञानिक आहेत आणि त्यांच्या मान्यतेचा आधार काही निरीक्षणेच आहेत. त्या वैज्ञानिकांच्या म्हणण्यानुसार अतिदूर अंतरावर युक्लिडियन भूमितीचे सर्वसाधारण नियम लागू पडत नाहीत.  (मूळात गणित हा मानवाचा त्याने स्वत:च्या आकलनासाठी लावलेला शोध आणि त्याच्या आकलनाचे केवळ एका साधन आहे की मानवाव्यतिरिक्त गणिताचे स्वतंत्र अस्तित्व आहे हा मूलभूत प्रश्न आहे. :-)  )    Big Bang मुळे विश्वाचा आरंभ झाला असे म्हटल्यावर डोळ्यासमोर एका अवाढव्य फुग्याच्या आत जशी अवस्था असेल तसा काहीसा (गोल वा लंबगोल) आकार डोळ्यासमोर येतो, पण तसे असेलच असे नाही. विश्वाचा आकार अनियमितही असू शकतो.  विश्वाचा आकार एखाद्या तारामाशासारखा (Star Fish) आणि आपण त्या तारामाशाच्या एका भुजेत असू, तर आपल्याला अदृश्य असणारे विश्व हे प्रचंड विशाल असेल.  सोयीसाठी विश्वाचा आकार अंडाकृती जरी मानला तरीही आपल्याला विश्व 'जसे दिसते' तसे ते प्रत्यक्षात असेलच असे नाही. अॅटलासमधील भू-नकाशा पाहून जर आपण अशी समजूत करून घेतली की ऑस्ट्रेलिया पासून अमेरिकेकडे जायला 'सरळ रेषेत' एकमेव मार्ग आहे तर ते चुकीचे ठरेल. कारण अॅटलासमधील पृथ्वीचा नकाशा हा प्रत्यक्षातील त्रिमित जगाचे द्विमित रूप आहे. त्याचप्रमाणे आपल्याला पृथ्वीवरून किंवा सूर्यमालेतून दिसणारे विश्वाचे रूप फसवे असू शकते.  Big Bang चा विचार करताना सायकलच्या चाकाच्या मधल्या भागाकडून, चाकाचे आरे जसे सर्व दिशांना जातात तशी कल्पना करून (अर्थात हे उदाहरण द्विमित झाले, त्याजागी त्रिमित विचार केला तरीही), महास्फोटानंतर विश्वाची वाढ सर्व दिशांना सारख्या प्रमाणात झाली असावी ही संकल्पनाच चुकीची असू शकते.  एखाद्या त्रिमित अमीबाप्रमाणे विश्वाचा आकार अनियमित देखील असू शकतो. 

--
आजही आपल्याला विश्वाच्या स्वरूपाचे पूर्ण ज्ञान झालेले नाही. चंद्र पृथ्वीभोवती फिरतो, पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते, सूर्य आकाशगंगेच्या (Milky Way) भोवती प्रदक्षिणा घालतो, इथपर्यंत आपण पोहोचलो आहोत. पण मग आपली आकाशगंगा कुणाभोवती फिरते ? याचे उत्तर आपल्याला नीटसे माहीत नाही आपली आकाशगंगा ज्या लोकल ग्रुप मध्ये आहे, त्यात असंख्य आकाशगंगा आहेत,  या लोकल ग्रुप मध्ये Center of Mass असावे आणि त्याभोवती आपली व अन्य आकाशगंगा फिरत असाव्यात हा केवळ तर्क आहे.  आपला लोकल ग्रुप आणि असे असंख्य दुसरे  ग्रुप  हे 'Virgo Super Cluster' चा भाग आहेत आणि हा Virgo Super Cluster त्याहूनही प्रचंड मोठ्या अशा Shapley Supercluster च्या दिशेने प्रवास करत आहे.  इथे भ्रमणाच्या कक्षा वा इतर घटक निश्चित करण्याइतकी आज आपली प्रगती झालेली नाही. पण आपल्या आसपासच्या सर्व आकाशगंगा Shapley Supercluster या  एकाच दिशेने का प्रवास करत आहेत हा कुतुहलाचा आणि संशोधनाचा विषय तर आहेच, पण कुठेतरी अलगदपणे तो Big Crunch च्या दिशेने बोट तर दाखवत नाही ना ही शंका मनात उत्पन्न करणारा आहे.
--

विज्ञानातील गृहीतके या 'विज्ञाननिष्ठ कविकल्पना' आहेत असे म्हटले तर ते थोडे अतिरेकी होईल; कारण काही गृहीतकांवर आधारित प्रमेयांची सिद्धता आपण कागदावर मांडू शकतो.  पण त्यासोबत हे देखील लक्षात ठेवले पाहिजे, ही गृहीतके सार्वत्रिक आणि सार्वकालीन सत्ये आहेत असे मानून चालणे,  तितकेच अतिरेकी ठरेल.  ठामपणे मांडले गेलेले सिद्धांत, त्यामागील गृहीतकांना धक्का लागताच कोसळतात, नवनवीन ज्ञान, विज्ञान उदयास येते आणि जुने कालबाह्य होते वा ठराविक परिस्थितीपुरते सीमित होते असे अनुभव आजवर वारंवार आले आहेत.  पण तरीही आधुनिक विज्ञानाने काही गोष्टी सिद्ध झाल्या, म्हणजे ज्यांची पूर्वपीठिका माहीत नाही, ज्यामागचा कार्यकारण भाव ज्ञात नाही, अशी प्राचीन इतिहासातील माहिती वा अशा नोंदी लगेच निकालात काढण्याकडे, त्याज्य ठरविण्याकडे काही जणांचा कल असतो, तो मात्र तितकासा योग्य नाही.  विज्ञान ज्या गोष्टींचा प्रत्यक्ष अनुभव घेऊ / देऊ शकत नाही, ज्या गोष्टी आधुनिक विज्ञानासाठी अजूनही कागदावर, सैद्धांतिक स्तरावर, केवळ गणिती स्तरावर आहेत, त्या प्रमाण मानायच्या, परंतु त्याच वेळी परंपरेने उपलब्ध झालेले असे ज्ञान, जे ज्ञात विज्ञानाच्या चौकटीबाहेर आहे आणि ज्याचा उगम माहीत नाही, पण तरीही जे चूक आहे म्हणून सिद्ध होऊ शकलेले नाही, ते अतार्किक म्हणून नाकारायचे हा निव्वळ दुटप्पीपणा आहे.  कोण जाणे,  कदाचित भविष्याच्या उदरात, प्राचीन ज्ञानाला सत्य ठरविणारे काही दडलेले असू शकते.


==== समाप्त ====

शनिवार, ८ एप्रिल, २०१७

विश्वाचे वय - लेखांक ३ / ४


अब्जावधी वर्षाच्या गणनेपलीकडे, या दोन्ही कालगणनांमध्ये नक्की कोणते साम्य आहे ? किंवा यांची सांगड घालण्याचा प्रयत्न केल्यास काही अर्थपूर्ण निष्कर्ष निघू शकतो का ?

कोणताही अंतिम निष्कर्ष काढण्याचा प्रयत्न न करता, मला जाणवलेल्या गोष्टी मी या लेखांकात नमूद करत आहे. यासंदर्भात आपल्यापैकी कुणाला अधिक माहिती असल्यास अवश्य लिहावे.
--

आपले विश्व Big Bang (महास्फोटा) नंतर तयार झाले या आधुनिक सिद्धांताला लक्षात घेऊन, Big Bang म्हणजे ब्रह्मदेवाचा जन्म मानायचा की ब्रह्मदेवाने सृष्टीनिर्मितीस केलेला आरंभ मानायचा ?

ब्रह्मदेवाच्या जन्माच्या ज्या दोन कथा आहेत त्यातील एकात, ब्रह्मन व माया यांच्या संयोगातून जन्मलेले ब्रह्मांड व त्यातून जन्मलेल्या ब्रह्मदेवाचे वर्णन आहे. तर दुसर्‍या एका कथेत,  विष्णुनाभीतून उत्पन्न झालेल्या कमळावर ब्रह्मदेव अवतीर्ण झाले असे वर्णन आहे.

पहिली कथा प्रथमदर्शनी काही अंशी, Big Bang शी मिळतीजुळती वाटते.

दुसर्‍या कथेतील विष्णुनाभीचा संदर्भ,  आकाशगंगेच्या मध्यात असलेल्या, विशालकाय कृष्णविवराशी जोडून, काहीजणांनी आणखी एक मांडणी देखील केली  आहे.  दुसर्‍या कथेप्रमाणे विष्णुनाभीचा संबंध कृष्णविवराशी जोडल्यास, ब्रह्मदेवाचे आसनस्थान कृष्णविवराच्या जवळपास येते आणि याचाच दुसरा अर्थ, एका परीने असा होतो की प्रत्येक आकाशगंगेला स्वतंत्र 'विष्णु' आणि स्वतंत्र 'ब्रह्मदेव' आहे. ही मांडणी अर्थातच सहज पचनी पडणारी नाही. कारण इथे विश्व  हा शब्द आकाशगंगेपुरता मर्यादित होतो.

ब्रह्मदेवाच्या वयाची ५० वर्षे उलटून गेली आहेत, ५१ व्या वर्षाच्या पहिल्या दिवसाच्या,  (पंचांगानुसार), अर्थात ब्रह्मदेवाचे सध्याचे वय किमान, १५,५५२ खर्व मानवी वर्षे अर्थात  (किंवा 155.52 ट्रिलियन मानवी वर्षे) असले पाहिजे. हे विश्वाच्या अनुमानित १४ अब्ज वर्षांपेक्षा (अर्थात १.४  खर्व वर्षांपेक्षा) प्रचंड अधिक आहे. स्वाभाविकच Big Bang या नावाने संबोधली जाणारी घटना ब्रह्मदेवाच्या जन्माशी निगडीत नाही, असे म्हणता येईल.
मग Big Bang ही ब्रह्मदेवाच्या दिवसाची सुरुवात आहे का ?  ब्रह्मदेवाच्या सध्याच्या दिवसात,  ६ मन्वंतरे होऊन गेली आहेत. सातव्या वैवस्वत मन्वंतरातील २७ महायुगे उलटून, २८ व्या महायुगातील कलियुगाची ५११८ वर्षे संपली. हे गणित केल्यास :

उलटून गेलेली मन्वंतरे + संधि => ३०,८४,४८,०००  x ६  =  १,८५,०६,८८,००० मानवी वर्षे
उलटून गेलेली महायुगे => ४३,२०,०००  x २७    =   ११,६६,४०,००० मानवी वर्षे
२८ व्या महायुगात  => १७,२८,०००  +  १२,९६,०००  +  ८,६४,०००  +  ५,११८ मानवी वर्षे   =  ३८,९३,११८ मानवी वर्षे

या तिन्हींची बेरीज केल्यानंतर उत्तर येते १,९७,१२,२१,११८ मानवी वर्षे . अर्थात ब्रह्मदेवाचा दिवस आरंभ होऊन, १ अब्ज ९७ कोटी १२ लक्ष २१ हजार ११८ मानवी वर्षे झाली आहेत.  हा कालावधी विश्वाच्या आधुनिक गणितानुसार असलेल्या अनुमानित वयाशी जुळत नाही. 

मग असे म्हणायचे का की मन्वंतरात होणारा बदल, केवळ प्रलयाशी, नव्या मनुशी (व कदाचित केवळ पृथ्वीशी) निगडीत आहे ?   परंतु साधारण २अब्ज वर्षांपूर्वी पृथ्वीवर मानव अस्तित्वात असल्याचा, कोणताही पुरावा वैज्ञानिकांना अजूनपर्यंत सापडलेला नाही.  सध्याच्या मान्यतेनुसार केवळ ६.६ कोटी वर्षांपूर्वी Impact Event मुळे डायनोसॉर नष्ट झाले आणि त्यानंतर साधारण ३० लक्ष वर्षांनी मर्कटसदृश प्राणी अस्तित्वात आला.  पण हा कालावधी देखील सध्याच्या मन्वंतराच्या गणनेशी जुळत नाही.   सध्याचे मन्वंतर सुरू होऊन १२,०५,३३,११८ अर्थात १२ कोटी ५ लक्ष ३३ हजार ११८ वर्षे उलटून गेली आहेत . म्हणजे जर या मन्वंतरापूर्वी प्रलय (संधिकाळात) झाला होता असे मानायचे असेल तर, या गणितानुसार हा प्रलय किमान १२ कोटी वर्षांपूर्वी झाला असला पाहिजे.  आधुनिक (भूस्तर) विज्ञानाच्या गणितानुसार या काळात 'प्रलय' झालेला नाही. 

--

ब्रह्मदेवाचा दिवस (केवळ दिवस, रात्र नव्हे) अर्थात कल्प याचे मान आहे  ४.३२ अब्ज मानवी वर्षे.  या संख्येशी साधारण जुळणारी मात्र एक गोष्ट आहे, ती आहे पृथ्वीचे अनुमानित वय. सध्याच्या मान्यतेनुसार पृथ्वीचे वय ४.५४±०.५ अब्ज वर्षे इतके आहे.  सूर्यमालेचे अधिकतम अनुमानित वय देखील ४.५६७ अब्ज वर्षे इतके आहे.  पण यातून काही विशेष साध्य होते आहे का ?   ४.३२ अब्ज मानवी वर्षे जर ब्रह्मदेवाच्या दिवसाशी सुसंगत धरली तर, ब्रह्मदेवाची रात्र आता सुरू होणार (किंवा झाली) असे मानावे लागेल. याचाच दुसरा अर्थ सूर्यमालेचा/पृथ्वीचा विनाश खूप जवळ आला आहे असा होतो. ज्याची ठोस चिन्हे नाहीतच पण युगाच्या कालगणनेशी  देखील ते जुळत नाही.

आपल्या कालगणनेतील, एका आकड्याच्या अंशत: जवळपास जाणारी दुसरी एक गोष्टही आहे.  आपला सूर्य (त्याच्या ग्रहमालेसह) आकाशगंगेच्या केंद्राभोवती (Galactic Center) प्रदक्षिणा घालतो. आकाशगंगेचे हे केंद्र ,मूळ नक्षत्राजवळ आहे असे म्हटले जाते.  (तसे असल्यास मूळ नक्षत्राचे नाव खूप अर्थवाही आहे असे म्हणावे लागेल.)  सूर्याचे या केंद्रापासूनचे अंतर अंदाजे २५,००० ते २८,००० प्रकाशवर्षे इतके आहे. या केंद्राभोवती प्रदक्षिणा करण्यास २२.५ ते २५ कोटी वर्षे लागतात असे सध्याचे अनुमान आहे. हा आकडा एका मन्वंतराच्या मानाशी काहीसा जवळ आहे (१ मन्वंतर = तीस कोटी, सदुसष्ट लक्ष, वीस हजार मानवी वर्षे. ) , आकाशगंगेच्या केंद्राभोवती फिरताना सूर्य एकाच प्रतलात भ्रमण करत नाही. तो त्याच्या कक्षेत वरखाली करत, लंबवर्तुळाकार प्रदक्षिणा करतो. (जणू एखादा चेंडू जमिनीवर आपटून, पुन्हा वर उसळी मारत पुढे जात आहे आणि छताला आपटून पुन्हा जमिनीच्या दिशेने प्रवास करत आहे किंवा दुसर्‍या प्रकारे विचार करायचा तर Sine Wave आठवा) . केंद्राभोवतीच्या भ्रमण करताना, १० भ्रमणांमध्ये,  सुमारे २७ वेळा तो वरखाली होतो,म्हणजेच एका प्रदक्षिणेत अंदाजे २.७ वेळा. या परिभ्रमणादरम्यान अथवा उभ्या आंदोलनादरम्यान काही वेळा तो अशा अवकाशीय वस्तूंजवळून जात असावा ज्यांच्यामुळे सूर्यमालेत हल्लकल्लोळ माजतो, पृथ्वीवर प्रलय येतो असा प्राथमिक अंदाज आहे. हे गणित जर मन्वंतराच्या कालावधीशी ताडून बघितले तर, साधारण १०.५ ते १३ कोटी वर्षांनंतर आणखी एक प्रलय होईल असे म्हणता येईल.  सध्याच्या जैवशास्त्रीय अनुमानानुसार, इतका काळ पृथ्वीवर, सध्याच्या प्रजातींपैकी कोणतीही प्रजाती टिकणार नाही.  सध्याच्या मानवजातेचे पृथ्वीवरचे अस्तित्व या आधीच संपलेले असेल.  काही वैज्ञानिकांच्या मान्यतेनुसार ही सहावी Extinction Event असेल (त्यांच्या अभ्यासानुसार आधीच्या पाच Extinction Event ४४ कोटी वर्षात होऊन गेल्या आहेत, अर्थात त्या ही आपल्या गणनेशी जुळत नाहीत.)

पृथ्वीवर अस्तित्वात असणार्‍या बहुतांश जुन्या संस्कृतींमध्ये, प्रलय ही संकल्पना कमीअधिक प्रमाणात आढळते.  पण ही संकल्पना मूळातून नाकारणार्‍या काही वैज्ञानिकांकडून, एक प्रतिवाद असा केला जातो की पूर्ण पृथ्वीवर प्रलय आणण्याइतके पाणी पृथ्वीवर आहे का ?   सध्याच्या गणनेनुसार पृथ्वीवरच्या एकूण पाण्यापैकी तब्बल ९८% पाणी समुद्रांमध्ये आहे, साधारण १.६% हिम स्वरूपात, ध्रुवांवर व काही पर्वतांवर, साधारण ०.३६% जमिनीच्या खाली आणि केवळ ०.०३६% नद्या व इतर जलाशयात आणि इतर बाष्पाच्या स्वरूपात. या माहितीच्या आधारे, काही वैज्ञानिकांचे असे म्हणणे आहे की पृथ्वीवरची २९% जमीन, प्रचंड मोठ्या प्रलयाने व्यापण्यासाठी उपलब्ध पाणीसाठाच मूळात पुरेसा नाही. पण इथे हे लक्षात घेतले पाहिजे की प्रलयपूर्व काळात ओढवलेल्या एखाद्या नैसर्गिक आपत्तीमुळे, अशी एखादी जागतिक स्वरूपाची अशी रासायनिक प्रक्रिया घडू शकते, ज्यायोगे पृथ्वीवरच्या एकंदर पाणीसाठ्यात विलक्षण वाढ होईल. त्यानंतर संततवृष्टी वा अन्य काही कारणामुळे, विध्वंसक ठरेल अशा पद्धतीने,  पृथ्वीवरची सर्व जमीन दीर्घ काळासाठी पाण्याखाली जाऊ शकते.  दुसरी गोष्ट अशी की पुराणातील प्रलय हा जलप्रलय असल्यामुळे, आपण असे गृहीत धरून चाललो आहोत की पुढचा प्रलय हा देखील जलप्रलय असेल.  पण पंचमहाभूतांपैकी एक वा अनेक 'भुते' कोपू शकतात ही शक्यता आहेच की. 'अग्निप्रलय' वा 'वायुप्रलय' हा देखील जलप्रलयाइतकाच विध्वंसकारक ठरू शकतो. Extinction Event घडू शकण्याची विविध कारणे आहेत.

--
ब्रह्मदेवाच्या दिवस रात्रीच्या संकल्पनेची पृथ्वीच्या दिवसरात्रीच्या संकल्पनेशी सांगड घालता येते का ? या प्रश्नाचे उत्तर उपलब्ध असल्यास माझ्या वाचण्यात आलेले नाही. पण त्याच्या दिवस आणि रात्र या प्रत्येक विभागास कल्प असे म्हणतात आणि त्याचे मान ४ अब्ज ३२ कोटी मानवी वर्षे इतके आहे हे विष्णुपुराणात दिले आहे. याचे संपूर्ण गणित लेखांक २ मध्ये दिले आहे. 

पृथ्वीच्या दिवसरात्रीचे कारण तिचे परिवलन आहे,तोच निकष लावायचा म्हटला तर 'ब्रह्मलोक' स्वत:भोवती फिरतो का ? आणि दिवस रात्र होण्यासाठी त्याला कुणाकडून 'प्रकाश' मिळतो  असे प्रश्न उभे राहतात. या प्रश्नांची ठोस उत्तरे माहीत नाहीत, परंतु चंद्र पृथ्वीभोवती फिरतो (चंद्रमंडल), पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते (सूर्यमंडल), सूर्य आकाशगंगेच्या केंद्राभोवती प्रदक्षिणा करतो (परमेष्ठी मंडल), आणि आपली आकाशगंगा स्वायंभू मंडलात परिभ्रमण करते असा संदर्भ उपलब्ध आहे (मूळ श्लोक सापडले नाहीत) .

वर म्हटल्याप्रमाणे प्रलय संकल्पनेची उपलब्ध वैज्ञानिक ज्ञानाशी पुरेशी सांगड जमत नाही.  मात्र प्रलयाचे तीन महत्त्वाचे प्रकार मानले जातात;

१) प्रलय हा प्रत्येक मन्वंतरानंतर होतो पण त्यात समस्त जीवसृष्टी नष्ट होत नाही, इथे नव्या मनुच्या हातून मर्यादित जीवसृष्टी वाचते (sampling) आणि त्या मनुच्या नावाने नवीन मन्वंतरास सुरुवात होते. 
२) महाप्रलय हा प्रत्येक कल्पांतानंतर होतो (ब्रह्मदेवाच्या दिवसाच्या शेवटी) ज्यात सर्व जीवसृष्टी (पृथ्वी व इतर सर्व ग्रह) नष्ट होते, महाप्रलयानंतर ब्रह्मदेव नव्याने सृष्टीनिर्माणास सुरुवात करतो. 
३) प्राकृत किंवा आत्यंतिक प्रलय हा ब्रह्मदेवाचे आयुष्य संपल्यानंतर होतो आणि त्याचा कालावधी हा ब्रह्मदेवाच्या आयुष्याइतकाच मानला गेला आहे. ज्यानंतर 'नवीन' ब्रह्मदेव सृष्टीनिर्माणाची सूत्रे हातात घेतो. यात सर्व सृष्टीचा लोप कल्पिला आहे (Big Crunch ?)

प्रलय या संकल्पनेची व्याप्ती स्पष्ट होण्यासाठी  ब्रह्मदेवाचे स्थान फार महत्त्वाचे ठरावे. जर आपण आकाशगंगेचे कृष्णविवर (म्हणजे त्याच्या निकट) ब्रह्मदेवाचे स्थान (परमेष्ठी मंडल) मानले तर, महाप्रलय म्हणजे आपल्या आकाशगंगेतील समस्त जीवसृष्टीचा नाश आणि प्राकृत प्रलय म्हणजे आकाशगंगेचा विनाश असा अर्थ होतो.   पण जर ब्रह्मदेवाचे स्थान स्वायंभू मंडल मानले, तर प्रलयाची व्याप्ती आपली आकाशगंगा ज्या कुठल्या केंद्राभोवती परिभ्रमण करत आहे, त्या केंद्रांशी संबंधित सर्व अवकाशीय वस्तूंशी निगडीत होते.

ब्रह्मदेवाच्या कालगणनेप्रमाणेच विष्णूची, शिवाची (रुद्राची ?) आणि आदिमायेची कालगणना चढत्या स्वरूपात उपलब्ध आहे !
--

--

मूळ विषयापासून थोडेसे अवांतर  :

मन्वंतर बदलते तेंव्हा जसा मनु बदलतो तसाच इंद्र आणि सप्तर्षी देखील बदलतात असा उल्लेख आहे. सध्या आपण ज्या तार्‍यांना सप्तर्षी (Big Dipper) म्हणून ओळखतो हे 'Ursa Major' या तारकासमूहातील ठळक तारे आहेत. एका समूहात आहेत असे वाटणारे हे तारे प्रत्यक्षात विविध अंतरावर आहेत आणि त्यांच्या भ्रमणाच्या गतीही वेगवेगळ्या दिशांना आहेत.   विविध संस्कृत ग्रंथात सप्तर्षींच्या नावाची वेगवेगळी यादी आहेत.  पहिल्या मन्वंतरात  प्रचलित असलेली नावे अशी होती  क्रतु, पुलह, पुलस्त्य, अत्री, अंगिरस, वसिष्ठ आणि  मरिचि आणि सध्याच्या मन्वंतरातील सप्तर्षि आहेत अत्रि, कश्यप, गौतम, जमदग्नि, भारद्वाज, वसिष्ठ, विश्वामित्र.  

एक चौकोन आणि त्याचे शेपूट असा सात तार्‍यांचा आकार आपण सप्तर्षी म्हणून ओळखतो. हे सात तारे आहेत  :

Dubhe; Alpha of Ursae Majoris :: १२४ प्रकाशवर्षे, प्रत : १.८१),
Merak; Beta Ursae Mejoris :: ७९ प्रकाशवर्षे, प्रत : २.३४)
Phad, Gamma Ursae Majoris :: ८४ प्रकाशवर्षे, प्रत : २.४१),   
Megrez, Delta Ursae Majoris :: ८१ प्रकाशवर्षे, प्रत : ३.३२),
Alioth, Epsilon of Ursa Major :: ८१ प्रकाशवर्षे, प्रत : १.७६),
Mizar; Zeta Ursae Majoris :: ७८ प्रकाशवर्षे, प्रत : २.२३) आणि 
Alkaid; Eta Ursae Majori :: १०१ प्रकाशवर्षे, प्रत : १.८५)

अनेक ठिकाणी वर उल्लेख केलेल्या सात तार्‍यांना अनुक्रमे क्रतु, पुलह, पुलस्त्य, अत्री, अंगिरस, वसिष्ठ आणि  मरिचि अशी नावे दिली आहेत आणि त्यासाठी वापरलेला संदर्भ विष्णुपुराणाचा आहे. पण विष्णुपुराण जर या मन्वंतरात लिहिले गेले आहे  :-) असे स्वीकाराले, तर हे तारे पहिल्या मन्वंतरातील सप्तर्षींचे निदर्शक मानावेत की सध्याच्या मन्वंतरातील सप्तर्षींचे ?  मूळात सप्तर्षीचे तारे कोणते हे ठरविण्याचा काही निकष आहे का ?  इथे ठळक तारे हा निकष बहुदा नसावा. कारण पहिल्या व सातव्या अशा दोन्ही मन्वंतरात, अत्रींचा सप्तर्षींमध्ये समावेश आहे. पण त्यापेक्षा अधिक ठळक दिसणारे तारे या तारकासमूहात आहेत.  उदा. 

Psi of Ursae Majoris :: १४७ प्रकाशवर्षे , प्रत : ३
Mu of Ursae Majoris :: २४९ प्रकाशवर्षे , प्रत : ३.०६
Iota of Ursae Majoris :: ४८ प्रकाशवर्षे , प्रत : ३.१२
Theta of Ursae Majoris :: ४४ प्रकाशवर्षे , प्रत : ३.१७

----

दिव्यवर्षे या कल्पनेला मूळातून नाकारणारी आणि महायुगांच्या परंपरागत मांडणी छेद देणारी एक वेगळी मांडणी श्री युक्तेश्वर यांनी केली आहे. त्यांच्या 'The Holy Science' या पुस्तकात ती मांडणी आहे.  (हे पुस्तक इंटरनेटवर उपलब्ध आहे.)  त्यानुसार सूर्य, आकाशगंगेच्या केंद्राभोवती भ्रमण करत नसून, त्याच्या एका जोडीदाराभोवती भ्रमण करतो आणि या भ्रमणादरम्यान तो जेंव्हा आकाशगंगेच्या केंद्राजवळ जातो, तेंव्हा कृतयुग येते व आकाशगंगेच्या केंद्रापासून दूर जातो तेंव्हा कलियुग. इथे सत्ययुग, त्रेतायुग, द्वापारयुग, कलियुग अशी १२००० वर्षांची उतरती आणि पुन्हा १२००० वर्षांची चढती युगरचना करून, तिचा संबंध जोडीदाराभोवतीच्या परिभ्रमण काळाशी व अंतिमत: पृथ्वीच्या  Axial Precession (विषुचलनाशी) जोडला आहे.  व्यक्तिश: मला ही मांडणी कधीच पटली नाही. तिच्यात अनेक त्रुटी आहेत.  तिचा एक प्रतिवाद या  लिंकवर उपलब्ध आहे.
----


मग विश्वाच्या वयासंबंधी आपली परंपरागत धारणा,  ही केवळ कविकल्पना मानायची का ?  किंवा आधुनिक विज्ञानाने मोजलेले विश्वाचे वय तरी कितपत योग्य, अचूक आहे ?  याविषयी आणखी थोडेसे पुढच्या भागात.