आइंस्टीन भी नहीं सोच पाए थे ये बात! क्या 4 डायमेंशन वाले स्पेसटाइम में गुरुत्वाकर्षण की चादर भी टूटकर जुड़ सकती है?
ब्रह्मांड के हर हिस्से में गुरुत्वाकर्षण मौजूद है. यह अंतरिक्ष के ताने-बाने में इस तरह बुना हुआ है कि यह तारों और ग्रहों को बनाता है और आकाशगंगाओं की चाल तय करता है. गुरुत्वाकर्षण ही वह ताकत है जो हमारी दुनिया को बांधे रखती है. एक सदी से ज्यादा समय तक अल्बर्ट आइंस्टीन के ‘जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी’ (सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत) के जरिए इसे पढ़ने और समझने के बावजूद, वैज्ञानिक आज भी इसके नए और हैरान करने वाले व्यवहार खोज रहे हैं. अब दो भौतिक विज्ञानियों की नई खोज ने गुरुत्वाकर्षण को देखने का पूरा नजरिया ही बदल दिया है.
क्या वैज्ञानिकों ने आइंस्टीन की थ्योरी में कोई बदलाव किया है?
लुका कोमिसो ने साइंसअलर्ट को बताया, ‘हम जनरल रिलेटिविटी में कोई बदलाव नहीं कर रहे हैं और न ही कोई नई भौतिकी पेश कर रहे हैं. हम सिर्फ उन भौतिक सिद्धांतों की पहचान कर रहे हैं, जो एक सदी से भी ज्यादा समय से अनदेखे रहे हैं.’
हम अपनी रोजमर्रा की जिंदगी में गुरुत्वाकर्षण को सिर्फ एक ऐसी ताकत मानते हैं जो हमें जमीन से चिपकाए रखती है. लेकिन यह सिर्फ खिंचाव से कहीं ज्यादा है. रिलेटिविटी के मुताबिक, गुरुत्वाकर्षण एक ‘फील्ड’ है. द्रव्यमान और ऊर्जा की वजह से स्पेसटाइम (दिक्-काल) में जो घुमाव या वक्रता (कर्वेचर) आती है, वही गुरुत्वाकर्षण है. यही वक्रता तय करती है कि ब्रह्मांड में मैटर और रोशनी कैसे सफर करेगी. आइंस्टीन के समीकरणों से वैज्ञानिक ब्लैक होल के टकराने से पैदा होने वाली ग्रैविटेशनल वेव्स तक की भविष्यवाणी करते हैं.
सूरज की मैग्नेटिक फील्ड्स से गुरुत्वाकर्षण की तुलना क्यों की गई?
ब्रह्मांड में केवल गुरुत्वाकर्षण ही नहीं, बल्कि कई तरह के फील्ड मौजूद हैं. इसका सबसे बड़ा उदाहरण हमारा सूरज है. सूरज के प्लाज्मा में विशाल चुंबकीय क्षेत्र (मैग्नेटिक फील्ड्स) मौजूद हैं. इन उलझी हुई चुंबकीय रेखाओं के टूटने और दोबारा जुड़ने की प्रक्रिया को ‘मैग्नेटिक रीकनेक्शन’ कहा जाता है. इसी प्रक्रिया से भयंकर ऊर्जा निकलती है जिसे हम सोलर फ्लेयर के रूप में देखते हैं.
कोमिसो और असेंजो ने अपने गणितीय मॉडल से साबित किया है कि गुरुत्वाकर्षण के पास भी ऐसी ही एक जादुई ताकत हो सकती है.
कोमिसो ने समझाया, ‘हमें पहले से शक था कि गुरुत्वाकर्षण और मैग्नेटिक फील्ड में कुछ समानता हो सकती है, क्योंकि आइंस्टीन के समीकरणों को इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म के समीकरणों जैसा लिखा जा सकता है. लेकिन हमें यह नहीं पता था कि यह समानता कितनी दूर तक जाएगी. जब हमने ब्लैकबोर्ड पर गणित के सवालों को हल करना शुरू किया, तब हमें एहसास हुआ कि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र भी प्लाज्मा के चुंबकीय क्षेत्रों के नियमों का पालन कर सकते हैं.’
4 डायमेंशन वाले स्पेसटाइम में गुरुत्वाकर्षण कैसे टूटकर जुड़ता है?
दोनों वैज्ञानिकों ने आइंस्टीन के समीकरणों पर दोबारा बारीकी से काम किया. उन्होंने देखा कि जब गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के कनेक्शन को बनाए रखने वाली स्थितियां टूटती हैं, तो क्या होता है. उन्होंने पाया कि कुछ खास हालात में ये क्षेत्र टूटकर एक नए आकार में जुड़ सकते हैं. इसी प्रक्रिया को उन्होंने ‘ग्रैविटेशनल रीकनेक्शन’ नाम दिया है.
कोमिसो बताते हैं, ‘चुंबकीय रेखाओं की तरह, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र 3 डायमेंशन (आयाम) वाली लाइनों के बजाय 4 डायमेंशन (तीन अंतरिक्ष और एक समय) वाले स्पेसटाइम में एक चादर की तरह काम करता है. ये चादरें कोई भौतिक वस्तु नहीं हैं, बल्कि गणितीय ढांचे हैं जो हमें गुरुत्वाकर्षण को समझने में मदद करते हैं. जैसे-जैसे स्पेसटाइम आगे बढ़ता है, ये चादरें खिंचती हैं, मुड़ती हैं और कुछ स्थितियों में टूटकर नए तरीके से जुड़ सकती हैं.’
उन्होंने साफ किया कि इसका मतलब यह बिल्कुल नहीं है कि अंतरिक्ष या समय खुद फट जाता है, बल्कि इसका मतलब है कि स्पेसटाइम के अलग-अलग हिस्से आपस में कैसे जुड़े हैं, यह कनेक्शन बदल जाता है.
अगर ऐसा हो रहा है, तो हमें इसका अहसास क्यों नहीं होता?
अगर ब्रह्मांड में ‘ग्रैविटेशनल रीकनेक्शन’ हो भी रहा है, तो इसके प्रभाव इतने सूक्ष्म होंगे कि हम उन्हें न तो देख पाएंगे और न ही महसूस कर सकेंगे. यहां तक कि ब्लैक होल के टकराने से पैदा होने वाली गुरुत्वाकर्षण की लहरें (जो ब्रह्मांड की सबसे बड़ी घटना मानी जाती हैं) भी लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) की 4 किलोमीटर लंबी मशीन को एक प्रोटॉन की चौड़ाई से भी कम हिला पाती हैं.
हालांकि, भौतिकी की दुनिया के लिए इसके मायने बहुत बड़े हैं. सुपरकंप्यूटर की मदद से वैज्ञानिक ब्लैक होल के टकराने या तारों के खत्म होने पर स्पेसटाइम में आने वाले बदलावों का सिमुलेशन बना सकते हैं. लेकिन ‘ग्रैविटेशनल रीकनेक्शन’ की यह थ्योरी उन्हें यह समझा सकती है कि इस दौरान ऊर्जा का ट्रांसफर कैसे और क्यों होता है.
कोमिसो के मुताबिक, जैसे ‘मैग्नेटिक रीकनेक्शन’ ने प्लाज्मा की ऊर्जा को समझने का तरीका बदला, वैसे ही यह नई थ्योरी स्पेसटाइम और गुरुत्वाकर्षण के विकास को समझने का एक मजबूत फ्रेमवर्क दे सकती है.
