काळ : भाग - ८

काळासंदर्भात, काही काळापूर्वी,  पुन्हा झडलेल्या एका चर्चेत,  काळासंबंधीत विविध धारणांवर भाष्य करणारी एक चित्रफीत शेअर करण्यात आली होती.  त्या चित्रफीतीत, काही वैज्ञानिकांनी, मांडलेल्या काळासंबंधीच्या काही शक्यता आणि मते ह्या लेखांकात मांडत आहे, त्याचे महत्त्वाचे कारण ही मते केवळ व्यक्तीकेंद्रीत नसून, ती विविध समूहांची असावीत असे मानायला जागा आहे.  ही मते पुढीलप्रमाणे : 

१) Janna Levin :
"
काळाला समजून घेण्यासाठी, संपूर्ण विश्वात, स्थिर वेग असणार्‍या प्रकाशाला समजून घेणे गरजेचे आहे.
काळाचे स्वरूप हे निरीक्षक सापेक्ष आहे. 
"

वरीलपैकी दुसर्‍या विधानाबाबत मतभेद नसावेत कारण ते निर्विवाद अनुभवास येते.

पहिल्या विधानात दोन गृहीतके आहेत.
पहिले गृहीतक प्रकाशाचा वेग विश्वात सर्वत्र समान आहे.
आणि
दुसरे गृहीतक काळाची जाणीव ही प्रकाशाशी संबंधित आहे.

पहिल्या गृहीतकाबद्दल मला स्थायी शंका आहे. मूळात, आपल्या विश्वात प्रकाशाचा वेग निर्वात पोकळीत स्थायी स्वरूपाचा आहे असे गृहीतक असताना, अनेकदा त्याची मांडणी विश्वात, प्रकाशवेग सर्वत्र समान आहे अशी केली जाते.
विश्वात सर्वत्र निर्वात पोकळी आहे का ?

विश्वात सर्वत्र, प्रकाशवेग समान आहे हे निर्विवाद स्वीकारण्यासाठी, अतिगुरुत्वाकर्षणाच्या प्रदेशात प्रकाशाच्या वेगाचे मापन व्हायला हवे. ते सध्यातरी शक्य नसताना, सर्वत्र प्रकाशवेग समान आहे हे गृहीतक म्हणजे पृथ्वीवर बसून, Cosmological Principal ची तत्वेच योग्य आहेत, असे ठासून सांगण्याची केवळ एक पद्धत ठरते. 

दुसर्‍या गृहीतकातही काही अडचणी आहेत. मानवाला काळाचे भान येण्यामागे सर्वात महत्त्वाचा घटक प्रकाश आहे ह्यात शंकाच नाही. पण हे समस्त (ज्ञात आणि अज्ञात) जीवसृष्टीला लागू करणे हा काहीसा अतिरेक आहे.  सागरतळाशी जिथे संपूर्ण अंधार असतो तिथेही जीवन सापडले आहे. त्या सजीवांना काळाचे भान नाही वा त्यांच्यावर काळाचे परिणाम होत नाही असे म्हणणे प्रचंड धाडसाचे आहे. आज अनेक वैज्ञानिकांना ठामपणे वाटत आहे की सूर्यमालेतील काही उपग्रहांवर दाट हिमस्तरांखाली जलाशय असण्याचीही शक्यता आहे आणि निकटच्या भविष्यकाळात, ह्या जलाशयांमध्ये पृथ्वीबाह्य जीवन सापडेल, ही शक्यता आणि आपल्या कल्पनेपलीकडील जीवसृष्टी असू शकते ह्या दोन्ही गोष्टी लक्षात घेता, काळाला केवळ प्रकाशाशी निगडीत करणे ही काही फारशी योग्य गोष्ट नाही.

२) Alex Guerra - Cornell University - Ultra Fast Optics

ह्या वैज्ञानिकाचा एक प्रयोग त्या चित्रफीतीत दाखविला आहे. त्या प्रयोगात त्या वैज्ञानिकाने एखादी घटना प्रकाशापासून, पर्यायाने मानवाला त्या घटनेची जाणीव होण्यापासून कशी लपविता येईल ह्यासंबंधी संशोधन झाले आहे व भविष्यकाळात ते अधिक विकसित करता येईल असा दावा केला आहे.

ह्यासाठी 'टाईमलेन्स' नामक एका अत्याधुनिक तंत्रज्ञानाचा वापर करण्यात आला आहे. 

----
टाईमलेन्स म्हणजे काय ? 

टाईमलेन्स ही एक प्रकारची अशी 'ऑप्टिकल चिप' आहे, जिच्या योगे सिलिकॉनच्या, (पूर्वी दुर्लक्षित केल्या गेलेल्या) प्रकाशविषयक क्षमतांचा वापर करून, अधिक क्षमतेने संदेश वहन करणे शक्य होत आहे. 

आपल्याला सुपरिचित असलेले काचेचे बहिर्वक्र भिंग काय करते ? ते त्याच्या क्षेत्रात पडणार्‍या अनेक प्रकाशशलाकांना एकत्रित करून, तुलनेने छोटे क्षेत्रफळ असणार्‍या जागेत सामावण्यासाठी एक माध्यम ठरते, प्रकाशशलाकेचे केंद्रीकरण करते. इथे प्रकाशाचे नाभीयन (Focussing) आणि विवर्तन (Diffraction) ह्या क्रिया घडतात. थोडक्यात इथे प्रकाशशलाकेने व्यापलेल्या जागेत बदल होतो. (अंतर्वक्र भिंगामुळे विकेंद्रीकरण होते, पण प्रकाशाच्या जागेत बदल होतोच). 

आता जर प्रकाशाने व्यापलेल्या जागेच्या बदलाऐवजी, त्या प्रकाशशलाकेने व्यापलेल्या काळाच्या तुकड्यात बदल करता आला तर ?  किंवा दुसर्‍या शब्दात सांगायचे तर त्या प्रकाशशलाकेच्या वेगात बदल करता आला तर ?  टाईमलेन्सच्या माध्यमातून हे साध्य करता आले आहे आणि सर्वसाधारणत: काचतंतूमधून पाठविण्यात येणार्‍या संदेशाचे  संकूटन (Encoding) जिथे १० गिगाबिट्स प्रति सेकंद ह्या वेगाने होत होते, तो वेग २७० गिगाबिट्स प्रति सेकंद इतका वाढविण्यात  यश आले आहे. प्रकाशाच्या अपस्करण (Dispersion) ह्या गुणधर्माचा टाईमलेन्समध्ये वापर करण्यात येतो

----

चित्रफीतीत उल्लेखलेल्या प्रयोगात, सोबतच्या चित्रात दाखविल्याप्रमाणे द्विभाजित (Split) टाईमलेन्सचा वापर करण्यात आला होता. मूळ संदेशाचे, एका लेसरच्या सहाय्याने संकूटन (Encoding) करण्यात आले. नंतर हा संदेश एका काचतंतू (Optical Fiber) मार्फत, एका अतिसूक्ष्म आणि दीर्घ लांबीच्या Waveguide मधून नेण्यात आला, जिथे त्या संदेशाचा संपर्क, एका लेसरशलाकेशी आला. इथे अपस्करणाच्या योगे, त्या संदेशाचे वेगवेगळी तरंगलांबी असलेल्या, अनेक तुकड्यांमध्ये विभाजन करण्यात आले. पारदर्शक काचतंतुमधून प्रवास करणार्‍या प्रकाशाचा वेग, त्याच्या तरंगलांबीच्या व्यस्त प्रमाणात मंदावतो. त्यामुळे अधिक तरंगलांबीचा (थोडक्यात लाल) प्रकाश(तुकडा) कमी मंदावतो, अर्थातच तो तुलनेने 'पुढे सरकतो' आणि कमी तरंगलांबीचा प्रकाश(तुकडा) 'मागे राहतो'. 

ह्यामुळे ह्या प्रत्येक दोन तुकड्यांमध्ये एक परमसूक्ष्म अशी 'भेग' तयार झाली, ज्या भेगेत दुसरा एखादा उच्च तरंगलांबीचा, अतिसूक्ष्म संदेश दडविणे तांत्रिकदृष्ट्या शक्य आहे. विभाजित झालेले हे 'प्रकाशतुकडे', एका विशिष्ट पद्धतीने निर्माण केलेल्या दुसर्‍या काचतंतुमधून नेण्यात आले, जिथे हे प्रकाशतुकडे त्यांच्या तरंगलांबीच्या समप्रमाणात मंदावतील, जेणेकरून बाहेर पडणार्‍या प्रकाशतुकड्यांचे एकत्रीकरण करून, त्यांना पुन्हा मूळ प्रकाशाच्या स्वरूपात आणता आले. इथे दडविलेला संदेश प्रकाशापासून अलिप्त असल्याने, निदान दृश्य माध्यमासाठी उपलब्ध नसेल, अदृश्य असेल.  त्यामुळे दडविलेला अशी कोणताही संदेश, प्रकाशामार्फत काळाची जाणीव करून घेणार्‍या मानवी संवेदनांसाठी गुप्त असेल असा त्या चित्रफीतीत दावा केला गेला आहे. काळातील ही भेग सध्या नॅनोसेकंद स्तरावर आहे आणि भविष्यात अधिक प्रगत तंत्रज्ञानाचा वापर करत, ती वाढविता येऊ शकेल असे त्या चित्रफीतीत सुचविले होते. भविष्यात प्रकाश (त्यासोबतच्या माहितीसह) साठविता येईल आणि पुन्हा प्रक्षेपित करून ती माहिती परत मिळविता येईल असाही दावा करण्यात आला होता. 

ह्या लेखांकातील पहिल्या प्रयोगाप्रमाणेच इथे असलेले गृहीतकही हेच आहे की, जशी मानवाला प्रकाशामुळे काळाची जाणीव होते, त्याच पद्धतीने इतर सजीवांना देखील होत असेल. पण हे असेच आहे हे मानव कोणत्या आधारावर म्हणतो / मानतो ?   स्वत:च्या आकलनाच्या पद्धतींवरून, ह्या विश्वातील समस्त जीवसृष्टीच्या आकलनाच्या पद्धतीचे अनुमान बांधून की अन्य काही ? 

त्या चित्रफीतीत हा प्रयोग पाहताना मला CERN इथे केल्या गेलेल्या Light interacting with itself ह्या प्रयोगाची आठवण झाली. ह्या प्रयोगाच्या अधिक उत्क्रांत अवस्थेत, कदाचित  तसेच काहीसे घडणे अपेक्षित असावे.
https://home.cern/news/news/experiments/atlas-observes-direct-evidence-light-light-scattering

३) Larry Schulman - Dresden, Germany.  Newyork's Clarkson University

ह्या वैज्ञानिकाने केलेली काही विधाने चक्रावणारी होती.  त्यानेही प्रकाश व काळाची जाणीव ह्याचा संदर्भ जोडत, आपल्या विश्वासाठी काळाचा आरंभ, बिगबॅंगनंतर लगोलग झाला, हे अप्रत्यक्षपणे नाकारले.  एखाद्या घटनेची माहिती प्रकाशाद्वारे पसरवली जाते, त्यामुळे जेंव्हा सर्व विश्वात फोटोन्स मुक्तपणे वावरू लागले (बिगबॅंगनंतर साधारण तीन लाख ऐंशी सहस्र वर्षे) तेंव्हा काळाचा आरंभ झाला असे मानले पाहिजे असे त्यांचे म्हणणे होते. 

ही मांडणी स्वीकारायची, तर मग ती तीन लाख ऐंशी सहस्र वर्षे, जेंव्हा मूलकणांपासून अणूकडे मार्गक्रमणा करणार्‍या घटना घडल्या,  कशी मोजायची, कुठल्या अक्षावर मोजायची हा प्रश्न उभा ठाकतो. त्याचे उत्तर काय असेल बरे ?

४) Sean Carrol of California Institute of Technology
"
काळ हा निरंतर आहे, अक्षय आहे. 
काळ हा सतत पुढे जात असतो ह्याचे महत्त्वाचे कारण ऊर्जा सतत विखुरली जाते हे आहे.
काळ म्हणजे विश्वात सतत होत असलेल्या बदलाचे मान.  त्यामुळे जोपर्यंत विश्वात काही ना काही बदल होत राहील, तोपर्यंत काळायचे अस्तित्व राहील.
"

अप्रत्यक्षपणे ही विचारसरणी काळ आणि एंट्रॉपीचे घट्ट नाते आहे असेच सुचविते.  विश्वाचा प्रवास कमी एंट्रॉपीकडून अधिक एंट्रॉपीकडे सुरू आहे असे आज विज्ञान मानते, त्यामुळे काळाची दिशा ही खरंतर एंट्रॉपीची दिशा आहे ह्या विचाराशी जवळीक सांगणारी ही काळाची मांडणी एक नवा प्रश्न घेऊन येते की विश्वारंभी असणारी स्थिती ही सर्वाधिक कमी एंट्रॉपीची मानायची का ? आणि तसे मानायचे झाल्यास ती स्थिती कशी निर्माण झाली असावी ? 

हे प्रश्न जे स्वाभाविक उत्तर घेऊन अवतरतात, ते अर्थातच आहे अमर्याद एंट्रॉपी असलेल्या एका विश्वातून, दुसर्‍या विश्वाचा उगम झाल्याचे. हे कसे शक्य आहे आदि प्रश्न तूर्तास बाजूला ठेवून काळ हा निरंतर आहे, अक्षय आहे, हे मूळ गृहीतक नव्याने निर्माण झालेल्या विश्वाला लागू करायचे असेल तर काळ हा एका विश्वापुरता मर्यादित नाही किंवा त्याची त्या विश्वात 'उत्पत्ती' होत नाही हे स्वीकारावे लागेल, अन्यथा प्रत्येक विश्वात काळ ही एक स्वतंत्र entity आहे हे मान्य करावे लागेल. 

ह्या वैज्ञानिकाच्या मांडणीतला एक विचार पचायला अतिशय अवघड : 'SpaceTime हा एखाद्या किरणोत्सर्गी मूलद्रव्याप्रमाणे वरकरणी 'शांत' दिसत असला, तरी एखाद्या विवक्षित क्षणी तो अचानक एखादे विश्व जन्मास घालतो.' 

थोडक्यात आपले विश्व पहिले नाही आणि अंतिम देखील नाही. विश्वांची निर्मिती आणि त्यांचा लोप सतत सुरू राहणारी प्रक्रिया आहे आणि अनेक स्वरूपात व्यक्त होणारा काळ त्याचा अविभाज्य, अविनाशी  घटक आहे .

५) ह्यानंतर त्या चित्रफीतीत झालेली  मांडणी मला कधीही न पटलेली. 

काळ हा मानवी बुद्धीला जाणविणारा निव्वळ भ्रम आहे, असे मत मांडणार्‍या Carlo Rovelli ह्या वैज्ञानिकाने काळाचा संबंध प्रामुख्याने उष्णतेशी (पर्यायाने शेवटी उर्जेशीच) जोडला आहे. काळाचा संबंध थर्मोडायनामिक्सशी जोडणे म्हणजेच पर्यायाने तो सांख्यिकीशी जोडणे होय. ह्या वैज्ञानिकाच्या दाव्यानुसार, मूलत: विश्वात काळ नावाची गोष्ट अस्तित्वातच नाही, पण उष्णता आणि पदार्थ ह्यांचे परिणाम जिथे जिथे दृग्गोचार होतात, तिथे तिथे काळाच्या अस्तित्वाचा भ्रम निर्माण होण्यास सुरुवात होते.  

काळ हा भ्रम आहे ही मांडणी मला कधीच न पटण्याचे मुख्य कारण, तो भ्रम निर्माण करण्याची आवश्यकता का पडली असावी आणि कोणाला पडली असावी ह्या अनुत्तरित प्रश्नात आहे. मानव एका आभासात (Simulation) जगत आहे ही, मायावादाकडे जाणारी मांडणी, तर बहुसंख्य वैज्ञानिक मान्य करणार नाहीत. मग अशा भ्रमाला नक्की काय म्हणावे ? ह्या त्रिमित विश्वाने लादलेली मानवी आकलनाची मर्यादा ? 

आपल्या जगातील कोणतीही गोष्ट काळाविना कल्पना करून पाहा, म्हणजे बाकी सर्व जग, वास्तव आहे आणि केवळ काळाची जाणीव म्हणजे भ्रम, ही मांडणी कधीही न उलगडेल असे कोडे का निर्माण करते हे लगेचच कळून येईल.

६) Padalka - London's imperial college.

"काळाला स्वतंत्र अस्तित्व आहे, पण काळाचा अक्ष हा पूर्वनिश्चित नाही. जसजश्या घटना घडत जातात, तसतशी काळाच्या पुढच्या भागाची आणि संभावित शक्यतांची निर्मिती होत जाते, थोडक्यात काळ 'क्षणाक्षणाला' (खरंतर क्षणाच्याही परमसूक्ष्म भागात)  नव्याने जन्म घेत असतो आणि घटनाक्रम त्या अनुषंगाने उलगडत जातो. आपल्याला अवकाशकाल (SpaceTime) एकसंध दिसत असेल तरीही तो तसा नाही, अतिसूक्ष्म स्तरावर तो अवकाशकाळाच्या परमसूक्ष्म कणांनी बनलेला आहे"

मी जेंव्हा ही मांडणी प्रथम वाचली, तेंव्हा ती एक 'काहीही' मांडणी आहे असेच माझे मत झाले होते आणि अद्याप ते बदलावे असे कोणतेही कारण मला आढळलेले नाही. अवकाशकालाणू ही अशी संकल्पना आहे जी कधीही खोटी ठरविणे वा खरी ठरविणे, आपल्याला तांत्रिकदृष्ट्या शक्य होईल असे सध्या तरी वाटत नाही.

ही मांडणी स्वीकारली तर, अवकाशाचे प्रसरण होते, तेंव्हा नवीन अवकाश तयार होते असे मानायचे की सध्याचे अवकाश प्रसरण पावते आणि प्रसरणशील अवकाशाचे जे परिणाम आपल्याला जाणवितात ते सत्य मानायचे ?  भलेही कार्यकारणभावाला ही मांडणी स्वीकारत असली तरी एका परीने ती सापेक्षता सिद्धांताच्या विरोधात जाते आहे. नाही का ? सापेक्षता सिद्धांत, सर्व अवकाशकाल उपलब्ध आहे असे मानतो की तो सातत्याने नव्याने तयार होतो असे मानतो ? 

७) Professor Hart lute Heffener at Berkeley campus of the University of California
Expert in trapping and studying atomic particles.
आणि
Nanotechnologist Hongkong Lee

अवकाशाशिवाय काळाचे परिणाम स्वतंत्रपणे जाणवू शकतात का ? आणि ते तसे असतील तर, ते कसे सिद्ध करता येईल ह्या संकल्पनेला सूत्रस्थानी ठेवून Time Ring नामक एका नूतन अविष्काराची बांधणी सुरू आहे.  

एखाद्या मूलद्रव्याच्या Ground State ला (कणभौतिकी स्तरावर मूलकणांची [०॰ केल्विन तापमानाला] असलेली न्युनतम ऊर्जा असलेली स्थिती) जी वास्तविक अर्थाने स्थिर नसून तिथे सूक्ष्मतम बदल होत राहतात ह्याविषयी मी ह्या लेखमालेच्या लेखांक क्रमांक ५ मध्ये लिहिले होते. चित्रफीतीच्या ह्या भागात असा दावा केला गेला आहे, की Ground State ला दृश्य होणारे उर्जापातळीतील बदल, हे केवळ अवकाशस्तरावर घडत नसून ते कालस्तरावर देखील घडत असावेत. 

कोणतीही हालचाल (Movement) ही, पुंजभौतिकीस्तरावरच्या अनेक परमसूक्ष्म हालचालींचा एकत्रित परिणाम असते असे आजचे विज्ञान मानते. असेच काळाच्या बाबतीतही असेल का ? 

ह्या प्रयोगाबाबत वा त्याच्या सध्याच्या प्रगतीबाबत अधिक तांत्रिक माहिती मिळू शकली नाही. पण काळाचे परिणाम समजण्यासाठी काळाला ह्या स्तरावरच वेगळे करणे, खरंच आवश्यक आहे का ? आणि ते वास्तविक अर्थाने शक्य होईल का ? हे प्रश्न माझ्या मनात बराच काळ रेंगाळत होते.

----

हे सर्व वैज्ञानिक त्यांच्या त्यांच्या क्षेत्रात अतिशय पारंगत आहेत, पण तरीही
वरील सर्व मांडणींवर जेंव्हा आपण एकत्रितपणे विचार करतो तेंव्हा,
'काळाच्या बाबतीत, मानवाची सध्याची अवस्था ही,  हत्तीला चाचपुन ओळखण्याचा प्रयत्न करणार्‍या कथेतील सात अंध व्यक्तींप्रमाणे होत आहे की काय ?'
अशी शंका मनाला कुरतडत राहते :-)

पुढील भागात काळाविषयी आणखी नवे काही : 

========
क्रमश:
========