મલ્ટીવર્સ : છે શું આ?
ભાગ-૨
જર્મનીના પાટનગર બર્લિનની આ વાત છે. ઇ.સ.૧૯૧૫નો નવેમ્બર મહિનો ચાલી રહ્યો હતો. ઇ.સ.૧૭૦૦માં જેની સ્થાપના થયેલી એવી Prussian Academy of Sciences નો લેક્ચર હોલ હતો. એ હોલમાં વિજ્ઞાનના ઇતિહાસનો સૌથી મહાનતમ વૈજ્ઞાનિક બનવા જઇ રહેલો એ યુવાન એના મહાનતમ કાર્ય વિશે લેક્ચર આપી રહ્યો હતો. લેક્ચરનો ટોપીક હતો, ‘જનરલ થિયરી ઓફ રિલેટીવીટી’ અને જેના નામની આગળ સ્વયંભૂ રીતે ‘સર’ ખિતાબ લગાવવાની ઇચ્છા થઇ જાય એવા એ યુવાન લેક્ચરર હતા સર આલ્બર્ટ હેરમાન આઇનસ્ટાઇન. ઇ.સ.૧૯૧૫ના અંત ભાગમાં અને ઇ.સ.૧૯૧૬ના શરૂઆતના ભાગમાં આપેલા લેક્ચર્સની સિરિઝ દ્વારા આઇનસ્ટાઇને આખી જનરલ થિયરી ઓફ રિલેટીવીટી પ્રુશિયન એકેડમી સમક્ષ એન્ડ બાય ધેટ વે આખા જગત સમક્ષ રજૂ કરી.
જનરલ થિયરી ઓફ રિલેટીવીટી મૂળત: Spacetime ની ભૂમિતિ સમજાવતી ગાણિતીક થિયરી છે. એમાં એક કેન્દ્રસ્થ સમીકરણ છે જેને આઇનસ્ટાઇન ફિલ્ડ સમીકરણ કહે છે. આ સમીકરણ એક વિકલ સમીકરણ છે, જેના ઘણાબધા ઉકેલ હોય છે. અલગ અલગ શરતો મુકી એના અલગ અલગ ઉકેલ શોધી શકાય છે. આઇનસ્ટાઇન ફિલ્ડ સમીકરણ આઇનસ્ટાઇનનો માસ્ટરપીસ એટલા માટે હતો કે આ એક સમીકરણમાં જે કંઇ વર્ણવી શકાતું હતું એ બધું જ વર્ણવી દેવામાં આવ્યું હતું. આ સમીકરણ ‘ટેન્સર’ નામની એક નવી ભૌતિક રાશિને સમાવે છે. ભૌતિક રાશિઓ સામાન્યત: બે પ્રકારની હોય છે, સદિશ રાશિઓ અને અદિશ રાશિઓ. પણ ક્યારેક સંજોગો સામાન્ય ન હોય તો અસામાન્ય સંજોગોમાં ‘ટેન્સર’ નામની ત્રીજી ભૌતિક રાશિ હરકતમાં આવે છે. સદિશ અને અદિશમાં અવકાશ એટલે કે સ્પેસ સીધું સમતલ હોય છે. જ્યારે ટેન્સર ત્યારે હરકતમાં આવે છે જ્યારે અવકાશ એટલે કે સ્પેસ મરોડાતું હોય. ગણિતમાં ટેન્સરનો ખ્યાલ જૂનો છે અને એનો ઉકેલ શ્રેણિક (matrix) દ્વારા મેળવી શકાય છે. આ નાનકડા સમીકરણના દરેકે દરેક ઉકેલ બ્રહ્માંડની એક નવી જ માયા તરફ આપણને લઇ જાય છે. એનો એક ઉકેલ બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું હોવાનું દર્શાવે છે. એનો બીજો ઉકેલ ન્યુટ્રોન સ્ટારનું અસ્તિત્વ દર્શાવે છે. એનો ત્રીજો ઉકેલ બ્લેક હોલનું સમીકરણ આપે છે. ટૂંકમાં ગુરૂત્વાકર્ષણને લગતી તમામ બ્રહ્માંડીય માયાના છેડા છેવટે તો આઇનસ્ટાઇન ફિલ્ડ સમીકરણ સાથે જોડાયેલા છે.
આઇનસ્ટાઇનના ફિલ્ડ સમીકરણમાં એક સરસ મજાનું રહસ્યમય પદ હતું, જેને આઇનસ્ટાઇને કોસ્મોલોજીકલ કોન્સટન્ટ નામ આપેલું. આઇનસ્ટાઇને બ્રહ્માંડ સ્થિર હોવાની કલ્પના કરેલી. આઇનસ્ટાઇનના મતાનુસાર બ્રહ્માંડ સ્થિર હોવું જ જોઇએ અને એટલે એમના સમીકરણમાં પણ બ્રહ્માંડની સ્થિરતા જાળવી રાખવાની પૂરતી વ્યવસ્થા કરવામાં આવી હતી. જેમ કે, જો બ્રહ્માંડ સ્થિર હોય તો બ્રહ્માંડની અંદરનાં તમામ પદાર્થનું ગુરૂત્વાકર્ષણ એને ધીરે ધીરે અંદર તરફ ખેંચીને એનું સંકોચન શરૂ કરી નાંખે, પરિણામે બ્રહ્માંડ એની સ્થિરતા જાળવી શકે નહી. બ્રહ્માંડ ક્રમશ: વધુ ને વધુ સંકોચાઇને આખરે બિગ-બેંગ વાળા સ્ટાર્ટીંગ પોઇન્ટ પર આવી જાય. આ આખીય પરિસ્થિતી (બિગ-બેંગની વિરોધી પરિસ્થિતી જેને બિગ-ક્રન્ચ કહે છે) ને ટાળવા આઇનસ્ટાઇને એના સમીકરણમાં કોસ્મોલોજીકલ કોન્સ્ટન્ટ નામનું અલગજ પદ મુક્યું. આ પદમાં અચનાક ક્યાંકથી પ્રતિગુરૂત્વાકર્ષણ (Anti-gravity) ટપકી પડતું હતું, જે સંકોચાઇ રહેલા બ્રહ્માંડનું સંકોચન અટકાવી દેતું અને બ્રહ્માંડ આઇનસ્ટાઇનના વિચાર મુજબ સ્થિર (Static) રહી શકતું. આઇનસ્ટાઇનના બધા આયોજનો બ્રહ્માંડને સ્થિર રાખવા માટેના હતાં. પરંતુ થિયરી અને પ્રેક્ટીકલ બંનેમાં એનાથી વિપરિત ઘટના બની.
આઇનસ્ટાઇન ફિલ્ડ સમીકરણનો એક ઉકેલ ચાર વૈજ્ઞાનિકોએ આપ્યો. એલેક્ઝાંડર ફ્રિડમાન, જ્યોર્જ લેમાઇટર, હાવર્ડ રોબર્ટસન અને આર્થર જ્યોફ્રી વોકર નામના આ ચારેય વૈજ્ઞાનિકોએ સ્વતંત્ર રીતે જે ઉકેલ તારવ્યો એ વિસ્તરી રહેલા બ્રહ્માંડના સમીકરણો આપતો હતો. ઇન શોર્ટ બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું હોવાનું સમર્થન આપતો હતો. એ સિવાય ઇ.સ.૧૯૨૯માં એડવિન હબલ નામના ખગોળશાસ્ત્રીએ અમેરિકાના માઉન્ટ વિલ્સન ટેકરી પરના ટેલીસ્કોપની મદદથી પ્રાયોગિક રીતે શોધી કાઢ્યું કે બ્રહ્માંડ વિસ્તરી રહ્યું હતું. આ બધી ઘટનાઓ બની એટલે આઇનસ્ટાઇનની સ્થિર બ્રહ્માંડની ધારણા ખોટી પડી. આઇનસ્ટાઇનને પોતાની ભૂલ સમજાઇ. એમણે My Biggest Blunder (મારી સૌથી મોટી ભૂલ) એવા ટાઇટલ હેઠળ કોસ્મોલોજીકલ કોન્સ્ટન્ટવાળું પદ કેન્સલ કરી દીધું..... લેકીન પીક્ચર અભી બાકી થા મેરે દોસ્ત... આઇનસ્ટાઇને તો મોકળા મને પોતાની ભૂલ સ્વીકારી લીધી અને વિસ્તરી રહેલાં બ્રહ્માંડની થિયરી તથા પ્રેક્ટીકલ બંને સાબિતીઓ સ્વીકારી લીધી. પરંતુ કોને ખબર હતી કે પ્રકૃતિને પોતાને જ પોતાના ‘આઇનસ્ટાઇન’ નામના અદભૂત સર્જન પ્રત્યે જરાક સોફ્ટ સાઇડ હતી! આઇનસ્ટાઇનનું પદ અને ખોટું? ના હોય..!! ક્વોન્ટમ ફિઝીક્સ પરના વિચારો સિવાયની તમામે તમામ બાબતોમાં પ્રકૃતિ હંમેશા આઇનસ્ટાઇનનું સમર્થન કરતી આવી છે. બુદ્ધીને અવળી કાઠીએ બેસાડીને પણ આઇનસ્ટાઇને કહ્યું એ રીતે પ્રકૃતિ વર્તન કરતી આવી છે. અથવા તો પ્રકૃતિના એ અવળચંડા વર્તનનું વર્ણન આઇનસ્ટાઇને બખૂબી કર્યું છે એમ કહેવું વધારે વૈજ્ઞાનિક રહેશે.
ઇ.સ.૧૯૫૫ની ૧૩ એપ્રીલે પેટમાં મહારોહિણી (aorta) નામની ગાંઠ ફાટવાથી થયેલા રક્તસ્ત્રાવથી આઇનસ્ટાઇન પ્રકૃતિમાં વિલિન થઇ ગયાં, એના બરાબર ૩૫ વર્ષ પછી નાસાએ CoBE ઉપગ્રહ છોડ્યો અને બરાબર ૪૬ વર્ષ પછી WMAP ઉપગ્રહ છોડ્યો. બ્રહ્માંડના વિસ્તરણના દરનું માપન કરવામાં આવ્યું ત્યારે ખબર પડી કે બ્રહ્માંડ તો વધુ ને વધુ ઝડપે વિસ્તરી રહ્યું છે. સીધું સટ અને સરળ છે કે વિસ્તરતી જતી વસ્તુ સમય સાથે ક્રમશ: ધીમી પડવી રહી, સિવાય કે એને સતત કોઇ બળ વેગ આપતું રહેતું હોય (અર્થાત વસ્તુ સતત પ્રવેગિત થતી રહેતી હોય!). માનો કે દડાને તમે હવામાં ઉપર ઉછાળો અને દડો નીચે જ ન આવે તો? નીચે આવવાની જગ્યાએ એ ઉપર ને ઉપર જતો જ જાય અને સતત પોતાની ઝડપ વધારતો જ જાય તો?? કેવું લાગશે? બ્રહ્માંડ પણ એ જ રીતે વિસ્તરી રહ્યું હતું. બ્રહ્માંડના વિસ્તરણનો દર વધી રહ્યો હતો એ હકીકત હતી, કોઇ સ્વપ્ન ન હતું. વૈજ્ઞાનિકો મોઢામાં આંગળા નાંખી ગયાં. ખરેખર એવું કોઇ ભેદી પરિબળ હતું જે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણને સતત ઝડપી બનાવ્યે જતું હતું. એવું ભેદી પરિબળ, જે બે પદાર્થોને એકબીજાથી વધુ ને વધુ દૂર ધકેલી રહ્યું હતું. એવું ભેદી પરિબળ, જે ગુરૂત્વાકર્ષણથી વિપરિત અસર કરી રહ્યું હતું. આવું પ્રતિ-ગુરૂત્વાકર્ષણ ક્યાંથી આવતું હશે?? … હવે વારો હતો આઇનસ્ટાઇનની biggest blunder (સૌથી મોટી ભૂલ) ને યાદ કરવાનો!! હવે વારો હતો આઇનસ્ટાઇનના ભૂલાયેલા (જેનું મૂલ્ય શૂન્ય હોવાનું ધારી લેવામાં આવેલું એ) કોસ્મોલોજીકલ કોન્સ્ટન્ટને સજીવન કરવાનો!
એવું માનો કે આખું બ્રહ્માંડ એક અદૃશ્ય ધુમાડાથી ભરાયેલું છે. આ અદૃશ્ય ધુમાડો (એક પ્રકારની ઉર્જા) અપાકર્ષી બળ અર્થાત પ્રતિ-ગુરૂત્વાકર્ષણ પેદા કરે છે, જે પદાર્થોને એકમેકથી દૂર ધકેલી (એજ રીતે આકાશગંગાઓને એકમેકથી દૂર ધકેલી) બ્રહ્માંડના વિસ્તરણને ઝડપી બનાવવામાં પોતાનું મહાયોગદાન આપે છે. આ અદૃશ્ય ધુમાડા કે અદૃશ્ય ઉર્જાને ‘ડાર્ક એનર્જી’ એવું નામ આપવામાં આવ્યું. ડાર્ક એનર્જી એ કોસ્મોલોજીસ્ટો (બ્રહ્માંડ વિજ્ઞાનીઓ) ની જમાતમાં ખાસ્સી હલચલ મચાવી. પરિબળ નવું હતું. કેવું હતું, ક્યાં હતું, કેટલું હતું એ વિશે કોઇને કંઇ જ ખ્યાલ ન હતો. એટલે જ એને ‘ડાર્ક’ શબ્દથી નવાજવામાં આવ્યું. આ અદૃશ્ય ઉર્જાની જેમજ બ્રહ્માંડમાં કેટલોક અદૃશ્ય પદાર્થ પણ છે, જે ‘ડાર્ક મેટર’ તરીકે ઓળખાય છે. આ ડાર્ક એનર્જી અને ડાર્ક મેટર કુલ મળીને ૯૭% બ્રહ્માંડ બનાવે છે. આંખોના ડોળા ઉપર ચડી ગયાં હોય એવાં ૧૦૦ સ્માઇલી મુકવાની કે ફેસબુક પર ફીલીંગ ટોટલી કન્ફ્યુઝ્ડ લખવાની ઇચ્છા થઇ આવે તો એ લખવાની છુટ છે પણ વાત સો ટચની છે. આપણે જે બ્રહ્માંડ જોઇએ છીએ, જે બ્રહ્માંડ વિશે અત્યાર સુધીના માનવ ઇતિહાસમાં જે કંઇ સંશોધનો થયા છે એ તમામે તમામ ૩% દૃશ્ય બ્રહ્માંડ સાથે સંબંધિત છે. બાકીનું ૯૭% બ્રહ્માંડ સંપૂર્ણ અદૃશ્ય રહ્યું છે. આજેય એ સંપૂર્ણ અદૃશ્ય જ છે.
