सापेक्षतेचा सामान्य सिद्धांत

कल्पना करा की हे विश्व एक मोठी, ताणलेली ट्रॅम्पोलिन आहे. आता, त्याच्या मध्यभागी एक मोठा बोलिंग बॉल ठेवल्याचे चित्र डोळ्यासमोर आणा. बघा, त्यामुळे तिथे एक खोलगट खड्डा कसा तयार झाला आहे? तारे आणि ग्रह यांसारख्या मोठ्या वस्तू अवकाश आणि वेळेच्या पटलासोबत असेच करतात. त्या त्याला वाकवतात आणि वक्र करतात. मी तेच वाकणे आणि वक्र होणे आहे. जेव्हा एखादी लहान गोटी जवळून जाते, तेव्हा ती सरळ रेषेत जात नाही; ती बोलिंग बॉलने तयार केलेल्या वक्र मार्गावरून जाते. हेच माझे कार्य आहे! बऱ्याच काळासाठी, लोकांना वाटत होते की गुरुत्वाकर्षण ही फक्त एक अदृश्य दोरी आहे जी वस्तूंना एकत्र खेचते, १७ व्या शतकात सर आयझॅक न्यूटन यांनी शोधलेली एक रहस्यमय शक्ती. पण मी त्याहूनही अधिक अद्भुत आहे. मी विश्वाचा आकार आहे. मीच ते कारण आहे ज्यामुळे ग्रह सूर्याभोवती फिरतात आणि आकाशगंगा मोठ्या वैश्विक नृत्यात फिरतात. मीच तो गुप्त संदेश आहे जो पदार्थाला कसे फिरायचे हे सांगतो आणि तोच सौम्य वक्र मार्ग आहे जो अब्जावधी वर्षांच्या प्रवासात प्रकाशाला मार्गदर्शन करतो. माझे खरे नाव थोडे मोठे आहे, पण ते माझे अचूक वर्णन करते. नमस्कार, मी सामान्य सापेक्षता सिद्धांत आहे.

माझा शोध लागला नाही; मला मानवी इतिहासातील एका अत्यंत हुशार व्यक्तीने कल्पिले होते: अल्बर्ट आइनस्टाईन. सुमारे १९०७ च्या सुमारास, त्यांनी गुरुत्वाकर्षणाबद्दल खूप खोलवर विचार करण्यास सुरुवात केली. त्यांना माहित होते की न्यूटनचे विचार आश्चर्यकारक होते, परंतु ते सर्व काही स्पष्ट करू शकत नव्हते, विशेषतः खूप मोठ्या वस्तूंच्या जवळ किंवा खूप वेगाने काय होते हे सांगू शकत नव्हते. आइनस्टाईन यांना या कल्पनेने त्रास दिला की एक शक्ती विशाल अंतरावर त्वरित कार्य करू शकते. त्यांना एक प्रसिद्ध 'सर्वात आनंदी विचार' सुचला जिथे त्यांनी एका माणसाला छतावरून पडताना पाहिले. त्यांना जाणवले की त्या माणसाला स्वतःचे वजन जाणवणार नाही - तो मुक्तपणे पडत असेल. त्या क्षणी, गुरुत्वाकर्षण नाहीसे झाल्यासारखे वाटेल! यातून आइनस्टाईन यांना एक क्रांतिकारक कल्पना सुचली, जिला समतुल्यता तत्व म्हणतात: गुरुत्वाकर्षणाचे परिणाम प्रवेगाच्या परिणामांसारखेच असतात. पुढील आठ वर्षे, आइनस्टाईन यांनी या कल्पनेला पूर्ण सिद्धांतामध्ये रूपांतरित करण्यासाठी अत्यंत क्लिष्ट गणिताशी झुंज दिली. त्यांनी अवकाश आणि वेळ या दोन वेगळ्या गोष्टी न मानता, त्यांना एकच, चार-मितीय पटल म्हणून पाहिले, ज्याला त्यांनी 'स्पेसटाइम' म्हटले. अखेरीस, २५ नोव्हेंबर १९१५ रोजी, त्यांनी आपले पूर्ण झालेले कार्य प्रशियन ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेससमोर सादर केले. तो माझा अधिकृत वाढदिवस होता! माझा जन्म शुद्ध विचारातून झाला, विश्वाला एकत्र ठेवणाऱ्या शक्तीला समजून घेण्याचा एक नवीन आणि सुंदर मार्ग.

एक अगदी नवीन कल्पना असल्याने, मला स्वतःला सिद्ध करायचे होते. माझे सर्वात मोठे भाकीत हे होते की गुरुत्वाकर्षण इतके शक्तिशाली आहे की ते प्रकाशाचा मार्ग देखील वाकवू शकते. आइनस्टाईन यांनी गणना केली की सूर्याचे प्रचंड गुरुत्वाकर्षण दूरच्या ताऱ्यांकडून येणारा प्रकाश वाकवेल. अडचण ही होती की दिवसा सूर्य असताना तारे दिसत नाहीत. पण त्यावर एक उपाय होता: संपूर्ण सूर्यग्रहण. २९ मे १९१९ रोजी, सर आर्थर एडिंग्टन नावाच्या एका ब्रिटिश खगोलशास्त्रज्ञाने जगाच्या दोन वेगवेगळ्या भागांमध्ये सूर्यग्रहण पाहण्यासाठी मोहिमांचे नेतृत्व केले. जसा चंद्राने सूर्याचा तेजस्वी प्रकाश पूर्णपणे झाकला, तसे आकाश गडद झाले आणि सूर्याजवळील तारे दिसू लागले. खगोलशास्त्रज्ञांनी छायाचित्रे घेतली आणि त्या ताऱ्यांच्या स्थितीचे काळजीपूर्वक मोजमाप केले. जेव्हा त्यांनी या छायाचित्रांची तुलना काही महिन्यांपूर्वी रात्री घेतलेल्या त्याच ताऱ्यांच्या छायाचित्रांशी केली, तेव्हा त्यांना एक आश्चर्यकारक गोष्ट आढळली. ताऱ्यांची जागा बदलली होती! त्यांच्यापासून येणारा प्रकाश खरोखरच सूर्याच्या गुरुत्वाकर्षणाने वाकला होता, अगदी मी भाकीत केलेल्या प्रमाणात. ही बातमी जगभर वाऱ्यासारखी पसरली. मी माझी पहिली मोठी परीक्षा उत्तीर्ण केली होती आणि आइनस्टाईन रातोरात जगप्रसिद्ध झाले. मी बुध ग्रहाबद्दलचे एक जुने कोडे देखील सोडवले, ज्याच्या कक्षेत एक विचित्र लहान हेलकावा होता जो न्यूटनचा सिद्धांत स्पष्ट करू शकत नव्हता. मी दाखवले की तो हेलकावा सूर्याने स्पेसटाइमला शक्तिशालीपणे वाकवल्यामुळे होता.

आज, मी फक्त पाठ्यपुस्तकातील एक कल्पना नाही. मी तुमच्या दैनंदिन जीवनाचा एक भाग आहे! तुम्ही कधी रस्ता शोधण्यासाठी जीपीएस वापरता का? तुमच्या फोनचा जीपीएस पृथ्वीच्या वरच्या कक्षेत फिरणाऱ्या उपग्रहांशी बोलतो. ते उपग्रह कमकुवत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रात असल्यामुळे, त्यांची घड्याळे पृथ्वीवरील घड्याळांपेक्षा थोडी जलद चालतात. जर शास्त्रज्ञांनी या फरकासाठी माझी समीकरणे वापरली नाहीत, तर तुमचा जीपीएस दररोज अनेक मैल चुकीचा असेल! मी विश्वातील काही सर्वात आश्चर्यकारक वस्तूंचे भाकीत करतो, जसे की कृष्णविवर, जिथे स्पेसटाइम इतका वक्र झालेला असतो की काहीही, अगदी प्रकाशही, बाहेर पडू शकत नाही. आणि मी भाकीत केले होते की जेव्हा कृष्णविवरांसारख्या मोठ्या वस्तू एकमेकांवर आदळतात, तेव्हा त्या स्पेसटाइममध्ये गुरुत्वीय लहरी नावाच्या लहरी पाठवतात. शंभर वर्षे, हे फक्त एक भाकीत होते, परंतु २०१५ मध्ये, शास्त्रज्ञांनी पहिल्यांदाच लायगो (LIGO) वेधशाळेचा वापर करून त्या शोधून काढल्या. जणू काही विश्वाचे स्पंदन ऐकू आले होते. माझी कथा दाखवते की उत्सुकता आणि कल्पनाशक्ती जग बदलू शकते. मी एक आठवण आहे की विश्व आपण पाहू शकतो त्यापेक्षा खूपच विचित्र आणि अद्भुत आहे, आणि नेहमीच नवीन रहस्ये सोडवण्यासाठी वाट पाहत असतात. म्हणून वर पाहत राहा, प्रश्न विचारत राहा, आणि कोणास ठाऊक तुम्ही कोणत्या नवीन कल्पनांना जन्म द्याल.