આપણું વિજ્ઞાન અને તેના નિયમો ક્યાંથી ઉદભવ્યા? આપણું બ્રહ્માંડ કેવીરીતે ઉત્પન્ન થયું? એ તો આપણે જાણીએ છીએ કે બિગબેંગ વડે પરંતુ બિગબેંગ ક્યાંથી આવ્યું? બિગબેંગ પહેલાં શું હતું? શું બ્રહ્માંડનું સર્જન શૂન્યમાંથી થયું? શું આપણે કોઇપણ ચીજના "ના" હોવાથી ઉત્પન્ન થયાં? આ બધા પ્રશ્નોના ઉત્તર તો ફિલહાલ મૌજૂદ નથી પરંતુ થીઅરીઓ ઘણી છે. તો ચાલો પ્રશ્નોના ઉત્તર જાણવાની કોશિશ કરીએ.
-
1929માં હબલે સૌપ્રથમ વખત આપણને સાબિતી સાથે જણાવ્યું કે બ્રહ્માંડ ફેલાઇ રહ્યું છે. આજે આપણે ચોક્કસપણે કહી શકીએ છીએ કે આપણાં બ્રહ્માંડનું નિર્માણ લગભગ 13.8 અબજ વર્ષ પહેલાં થયું હતું. આપણું બ્રહ્માંડ ફેલાઇ રહ્યું છે એનો મતલબ એવો થાય કે ક્યારેક એવો સમય જરૂર રહ્યો હશે કે બ્રહ્માંડનો સંપૂર્ણ પદાર્થ એક જગ્યાએ એકત્રિત રહ્યો હશે. અગર સમયમાં પાછળ જઇએ તો આપણે એ બિંદુ ઉપર પહોંચી જઇશું જ્યાં સમગ્ર બ્રહ્માંડ એક બિંદુમાં સમાયું હશે. એ બિંદુ એટલે બિગબેંગ. પરંતુ સવાલ એ ઉદભવે છે કે બિગબેંગ પહેલાં શું હતું?
-
ઘણાં વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે સમય(time) અને અંતરિક્ષ(space) નો ઉદભવ બિગબેંગ પછી થયો. એનો મતલબ એવો થાય કે બિગબેંગ પહેલાં ન કોઇ બ્રહ્માંડ હતું, ન કોઇ ફિઝિક્સના નિયમો હતાં કે ન સમય. તો આ સ્થિતિમાં આ સવાલ જ ખોટો છે કે બિગબેંગ પહેલાં શું હતું? કેમકે અગર બિગબેંગ પહેલાં સમયનું જ અસ્તિત્વ નહોતું તો પછી તેના પહેલાંની વાત કરવી જ મૂર્ખામી છે. ટૂંકમાં જે કંઇપણ આજે મૌજૂદ છે તેનું નિર્માણ બિગબેંગ વડે જ થયું છે.
-
પરંતુ આ થીઅરી આપણને સંતુષ્ટ નથી કરતી. કેમકે થર્મોડાયનામિક્સનો બીજો નિયમ કહે છે કે....something can't come from nothing. જેનો મતલબ છે કોઇપણ ઘટના કારણ વગર શક્ય નથી. એટલેકે બિગબેંગ પહેલાં કંઇક ને કંઇક જરૂર હોવું જ જોઇએ. હવે આને લગતી ઘણી થીઅરીઓ છે જેમકે.....
-
(1) બ્રહ્માંડ હંમેશાથી અસ્તિત્વમાં રહ્યું છે. અગર આવું છે અને બ્રહ્માંડ અનંતકાળથી મૌજૂદ છે, તો જે પણ અત્યારસુધી થયું છે કે થવાનું છે તે પહેલાં પણ ઘણીવખત થઇ ચૂક્યુ હોવું જોઇએ. થીઅરી અનુસાર આપણું બ્રહ્માંડ ફેલાઇ રહ્યું છે અને એક સમય આવશે કે તે એટલું ફેલાઇ જશે કે તેમાં એક ભયંકર વિસ્ફોટ થશે. જેનાથી એક નવા બ્રહ્માંડનું નિર્માણ થશે. શાયદ આવા જ એક વિસ્ફોટ વડે આપણું બ્રહ્માંડ પણ બન્યું છે. આ નિર્માણ અને વિનાશની પ્રક્રિયા નિરંતર ચાલ્યા કરે છે. પરંતુ અહીં એક તકલીફ છે. આ થીઅરી એ સવાલનો જવાબ નથી આપી શકતી કે સૌપ્રથમ જે બ્રહ્માંડ બન્યું હશે આખરે તે કઇરીતે બન્યું હશે? મતલબ આપણે પાછા ત્યાંજ પહોંચી ગયા જ્યાંથી શરૂ કર્યું હતું.
-
(2)મલ્ટીવર્સ બબલ થીઅરી:- આ થીઅરી અનુસાર ઘણાં બ્રહ્માંડો અલગ-અલગ બબલની અંદર મૌજૂદ હોય છે. યા તો તેઓ આપસમાં ટકરાય છે યા તો ઘણાં ટુકડાઓમાં વહેંચાઇ જાય છે. જ્યારે આવું થાય છે ત્યારે એક ભયંકર વિસ્ફોટ થાય છે અને એક નવું બ્રહ્માંડ બને છે. અગર આ થીઅરીને સાચી માનીએ તો બે બબલોના ટકરાવના કારણે આપણને કોસમિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડમાં એક અનોખી circular પેટર્ન મળવી જોઇએ, પરંતુ અત્યારસુધી આપણને એવું કંઇજ મળ્યું નથી.
-
(3) સ્ટ્રીંગ થીઅરી:- આ થીઅરી કહે છે કે સૌથી સૂક્ષ્મ લેવલે string(દોરી) જેવા દેખાતા પાર્ટિકલ મૌજૂદ હોય છે. જે હંમેશા vibrate કરતાં હોય છે. એમના vibrate કરવાના પેટર્ન અલગ-અલગ પાર્ટિકલ(કણ) ને જન્મ આપે છે. આ થીઅરી અનુસાર ઘણાં dimensions(પરિમાણો) મૌજૂદ હોય છે. એમના અલગ-અલગ વ્યવહારથી ઘણાં બ્રહ્માંડ બને છે કે જે ગુરૂત્વાકર્ષણના કારણે interact(આંતરક્રિયાઓ) કરે છે. ડાર્ક એનર્જી કે જે આપણાં માટે હજીપણ એક પહેલી છે તે આ થીઅરી અનુસાર એક એવી ઉર્જા છે જે અન્ય બ્રહ્માંડના ગુરૂત્વાકર્ષણ પ્રભાવને દર્શાવે છે. જ્યારે બે બ્રહ્માંડ આપસમાં ટકરાય છે ત્યારે બિગબેંગ થાય છે અને એક નવા બ્રહ્માંડનો જન્મ થાય છે.
-
string theory લગભગ હરેક પ્રશ્નોના ઉત્તર આપણને આપે છે પરંતુ વિટંબણા એ છે કે ઘણાં વૈજ્ઞાનિકો તેને એક scientific થીઅરી નહીં પરંતુ એક ફિલોસોફીકલ થીઅરી માને છે. કેમકે તે પરિમાણો અને ઘણાં એવા પદાર્થોની વાતો કરે છે જેનું અસ્તિત્વ ફિઝિક્સના નિયમો અનુસાર અસંભવ ભાસે છે.
-
તો આ પરિસ્થિતિમાં એ સવાલનો જવાબ આપવો કે બિગબેંગ પહેલાં શું હતું? અત્યારસુધી સંભવ નથી થઇ શક્યું પરંતુ આપણે લગાતાર વિકાસ કરી રહ્યાં છીએ તેમજ આ સવાલનો જવાબ શોધવા માટે મથામણ કરી રહ્યાં છીએ. ખરેખર તો બિગબેંગ પહેલાં શું હતું એ સવાલ ઘણો દિલચશ્પ તેમજ જટીલ છે. એનો ઉત્તર જાણવા માટે યા તો આપણે નિરીક્ષણનો સહારો લઇ શકીએ છીએ યા તો મેથેમેટિકલ થીઅરીઓનો. આવી જ એક બિગબેંગ નિર્માણને લગતી દિલચશ્પ થીઅરીનો ઉલ્લેખ આપણાં આ લેખના અંત ભાગમાં કરીશું. પરંતુ તે થીઅરીને સમજવા માટે આપણાં બ્રહ્માંડને સમજવું પડે.
-
-
1929માં હબલે સૌપ્રથમ વખત આપણને સાબિતી સાથે જણાવ્યું કે બ્રહ્માંડ ફેલાઇ રહ્યું છે. આજે આપણે ચોક્કસપણે કહી શકીએ છીએ કે આપણાં બ્રહ્માંડનું નિર્માણ લગભગ 13.8 અબજ વર્ષ પહેલાં થયું હતું. આપણું બ્રહ્માંડ ફેલાઇ રહ્યું છે એનો મતલબ એવો થાય કે ક્યારેક એવો સમય જરૂર રહ્યો હશે કે બ્રહ્માંડનો સંપૂર્ણ પદાર્થ એક જગ્યાએ એકત્રિત રહ્યો હશે. અગર સમયમાં પાછળ જઇએ તો આપણે એ બિંદુ ઉપર પહોંચી જઇશું જ્યાં સમગ્ર બ્રહ્માંડ એક બિંદુમાં સમાયું હશે. એ બિંદુ એટલે બિગબેંગ. પરંતુ સવાલ એ ઉદભવે છે કે બિગબેંગ પહેલાં શું હતું?
-
ઘણાં વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે સમય(time) અને અંતરિક્ષ(space) નો ઉદભવ બિગબેંગ પછી થયો. એનો મતલબ એવો થાય કે બિગબેંગ પહેલાં ન કોઇ બ્રહ્માંડ હતું, ન કોઇ ફિઝિક્સના નિયમો હતાં કે ન સમય. તો આ સ્થિતિમાં આ સવાલ જ ખોટો છે કે બિગબેંગ પહેલાં શું હતું? કેમકે અગર બિગબેંગ પહેલાં સમયનું જ અસ્તિત્વ નહોતું તો પછી તેના પહેલાંની વાત કરવી જ મૂર્ખામી છે. ટૂંકમાં જે કંઇપણ આજે મૌજૂદ છે તેનું નિર્માણ બિગબેંગ વડે જ થયું છે.
-
પરંતુ આ થીઅરી આપણને સંતુષ્ટ નથી કરતી. કેમકે થર્મોડાયનામિક્સનો બીજો નિયમ કહે છે કે....something can't come from nothing. જેનો મતલબ છે કોઇપણ ઘટના કારણ વગર શક્ય નથી. એટલેકે બિગબેંગ પહેલાં કંઇક ને કંઇક જરૂર હોવું જ જોઇએ. હવે આને લગતી ઘણી થીઅરીઓ છે જેમકે.....
-
(1) બ્રહ્માંડ હંમેશાથી અસ્તિત્વમાં રહ્યું છે. અગર આવું છે અને બ્રહ્માંડ અનંતકાળથી મૌજૂદ છે, તો જે પણ અત્યારસુધી થયું છે કે થવાનું છે તે પહેલાં પણ ઘણીવખત થઇ ચૂક્યુ હોવું જોઇએ. થીઅરી અનુસાર આપણું બ્રહ્માંડ ફેલાઇ રહ્યું છે અને એક સમય આવશે કે તે એટલું ફેલાઇ જશે કે તેમાં એક ભયંકર વિસ્ફોટ થશે. જેનાથી એક નવા બ્રહ્માંડનું નિર્માણ થશે. શાયદ આવા જ એક વિસ્ફોટ વડે આપણું બ્રહ્માંડ પણ બન્યું છે. આ નિર્માણ અને વિનાશની પ્રક્રિયા નિરંતર ચાલ્યા કરે છે. પરંતુ અહીં એક તકલીફ છે. આ થીઅરી એ સવાલનો જવાબ નથી આપી શકતી કે સૌપ્રથમ જે બ્રહ્માંડ બન્યું હશે આખરે તે કઇરીતે બન્યું હશે? મતલબ આપણે પાછા ત્યાંજ પહોંચી ગયા જ્યાંથી શરૂ કર્યું હતું.
-
(2)મલ્ટીવર્સ બબલ થીઅરી:- આ થીઅરી અનુસાર ઘણાં બ્રહ્માંડો અલગ-અલગ બબલની અંદર મૌજૂદ હોય છે. યા તો તેઓ આપસમાં ટકરાય છે યા તો ઘણાં ટુકડાઓમાં વહેંચાઇ જાય છે. જ્યારે આવું થાય છે ત્યારે એક ભયંકર વિસ્ફોટ થાય છે અને એક નવું બ્રહ્માંડ બને છે. અગર આ થીઅરીને સાચી માનીએ તો બે બબલોના ટકરાવના કારણે આપણને કોસમિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડમાં એક અનોખી circular પેટર્ન મળવી જોઇએ, પરંતુ અત્યારસુધી આપણને એવું કંઇજ મળ્યું નથી.
-
(3) સ્ટ્રીંગ થીઅરી:- આ થીઅરી કહે છે કે સૌથી સૂક્ષ્મ લેવલે string(દોરી) જેવા દેખાતા પાર્ટિકલ મૌજૂદ હોય છે. જે હંમેશા vibrate કરતાં હોય છે. એમના vibrate કરવાના પેટર્ન અલગ-અલગ પાર્ટિકલ(કણ) ને જન્મ આપે છે. આ થીઅરી અનુસાર ઘણાં dimensions(પરિમાણો) મૌજૂદ હોય છે. એમના અલગ-અલગ વ્યવહારથી ઘણાં બ્રહ્માંડ બને છે કે જે ગુરૂત્વાકર્ષણના કારણે interact(આંતરક્રિયાઓ) કરે છે. ડાર્ક એનર્જી કે જે આપણાં માટે હજીપણ એક પહેલી છે તે આ થીઅરી અનુસાર એક એવી ઉર્જા છે જે અન્ય બ્રહ્માંડના ગુરૂત્વાકર્ષણ પ્રભાવને દર્શાવે છે. જ્યારે બે બ્રહ્માંડ આપસમાં ટકરાય છે ત્યારે બિગબેંગ થાય છે અને એક નવા બ્રહ્માંડનો જન્મ થાય છે.
-
string theory લગભગ હરેક પ્રશ્નોના ઉત્તર આપણને આપે છે પરંતુ વિટંબણા એ છે કે ઘણાં વૈજ્ઞાનિકો તેને એક scientific થીઅરી નહીં પરંતુ એક ફિલોસોફીકલ થીઅરી માને છે. કેમકે તે પરિમાણો અને ઘણાં એવા પદાર્થોની વાતો કરે છે જેનું અસ્તિત્વ ફિઝિક્સના નિયમો અનુસાર અસંભવ ભાસે છે.
-
તો આ પરિસ્થિતિમાં એ સવાલનો જવાબ આપવો કે બિગબેંગ પહેલાં શું હતું? અત્યારસુધી સંભવ નથી થઇ શક્યું પરંતુ આપણે લગાતાર વિકાસ કરી રહ્યાં છીએ તેમજ આ સવાલનો જવાબ શોધવા માટે મથામણ કરી રહ્યાં છીએ. ખરેખર તો બિગબેંગ પહેલાં શું હતું એ સવાલ ઘણો દિલચશ્પ તેમજ જટીલ છે. એનો ઉત્તર જાણવા માટે યા તો આપણે નિરીક્ષણનો સહારો લઇ શકીએ છીએ યા તો મેથેમેટિકલ થીઅરીઓનો. આવી જ એક બિગબેંગ નિર્માણને લગતી દિલચશ્પ થીઅરીનો ઉલ્લેખ આપણાં આ લેખના અંત ભાગમાં કરીશું. પરંતુ તે થીઅરીને સમજવા માટે આપણાં બ્રહ્માંડને સમજવું પડે.
-
********Symmetry(સપ્રમાણતા)********
બ્રહ્માંડના વ્યવહારને સમજવા માટે સૌપ્રથમ સિમિટ્રીને સમજવી પડે. આપણાં ભૌતિક નિયમોની જનેતા આ સિમિટ્રી જ છે. કઇરીતે? ચાલો સમજીએ.....
-
આપણાં બ્રહ્માંડની ખુબસુરતી પાછળ સિમિટ્રીનો બહુ મોટો હાથ છે. સિમિટ્રી આપણને હર વસ્તુમાં દેખાય છે. ભલે તે ફૂલ હો, જાનવર હો, પક્ષી હો, જંતુ હો, ગ્રહો-તારાઓ હો કે મનુષ્ય હો. આપણી આંખોને સિમિટ્રીક વસ્તુઓ ઘણી સારી લાગે છે. તો શું છે આ સિમિટ્રી? સિમિટ્રીની સર્વમાન્ય વ્યાખ્યા આ પ્રમાણે છે......અગર આપ કોઇપણ વસ્તુને બિલકુલ મધ્યમાંથી કાપી નાંખો અને તે બંન્ને તરફ સરખી હો, તો તે વસ્તુ કાપનારી લાઇન(રેખા) ની સિમિટ્રીક હશે. સિમિટ્રી ઘણાં પ્રકારની હોય છે.
-
(1) Rotational Symmetry:- આના બે પ્રકાર છે. Continuous અને Discrete. સાઇકલનું પૈંડુ જ્યારે ફરે ત્યારે શું આપણને એમાં કોઇ ફરક નજરે ચઢે છે? ના નથી ચઢતો કેમકે તે પૈંડુ rotationally symmetric છે. તેને ગમે તે એંગલે ફેરવો આપણને એમાં કોઇ ફરક નજરે નથી ચઢતો માટે તે continuous symmetry છે. હવે જ્યારે એક hexagon(ષટકોણ) ને 60 ડીગ્રીના એંગલે rotate કરવામાં આવે તો તે પણ rotationally symmetric હશે. પરંતુ અગર તેને 60 ની જગ્યાએ 30 ડીગ્રીએ rotate કરવામાં આવે તો તે rotationally symmetric નહીં હશે(જુઓ ઇમેજ). માટે તે Discrete symmetry છે.
(2) Reflection Symmetry:- મનુષ્ય, પ્રાણી વગેરે આ symmetry હેઠળ આવે છે(જુઓ ઇમેજ).
(3) Translation Symmetry:- (જુઓ ઇમેજ) મધપુડાના એક સેલ ઉપરથી આપ બીજા સેલ ઉપર જાઓ તો શું આપને કોઇ ફરક જણાશે? ના નહીં જણાય. એનો મતલબ અગર આપ translation movement કરો/ એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જાઓ તો પણ આપણને કોઇ ફરક જણાતો નથી. બિલકુલ એજ પ્રમાણે અંતરિક્ષ(space)માં ગમે ત્યાં જાઓ આપણને અંતરિક્ષ સરખુ જ મળશે.
(4) Time Symmetry:- ધારોકે એક pendulum(લોલક) ને આપણે હજાર વર્ષ પહેલાં ડોલતું કર્યું જ્યારે બીજા લોલકને આપણે આજે ડોલતું કર્યું તો શું બંન્ને અલગ-અલગ દેખાશે? શું બંન્ને માટે અલગ-અલગ સમીકરણોની જરૂર પડશે? નહીં....મતલબ સમયમાં પણ ફરક કરવાથી સિમિટ્રી બદલાતી નથી. આજ પ્રમાણે બીજી પણ સિમિટ્રી છે જેમકે Glide Reflection Symmetry, Radial Symmetry વગેરે.
-
હવે સવાલ થાય છે કે સિમિટ્રીનો ફાયદો શું? સિમિટ્રીનો ફાયદો એ છે કે આપણે વસ્તુઓને generalise(સર્વસામાન્ય) કરી શકીએ છીએ. ભવિષ્યની આગાહીઓ કરી શકીએ છીએ. જેમકે મધપુડાના એક સેલમાં રહેલ મધ ઉપરથી સર્વસ્વ મધપુડામાં કેટલું મધ હશે તેની ગણતરી આસાનીથી કરી શકીએ છીએ. હાલની કોઇ ગ્રહની સ્થિતિ જોઇને એ અંદાજો લગાવી શકીએ છીએ કે આજથી એક વર્ષ પછી તે ક્યાં હશે. ટૂંકમાં સિમિટ્રી આપણાં માટે વસ્તુઓને ઘણી આસાન કરી દે છે.
-
પ્રકૃત્તિનો ઝુકાવ હંમેશા સિમિટ્રી તરફ હોય છે કેમકે સિમિટ્રીમાં low energy state(ન્યૂનતમ ઉર્જા) હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે તારાઓ અને ગ્રહો હંમેશા ગોળાકાર હોય છે. કેમ? કેમકે ગોળાકારમાં gravitational energy સૌથી ઓછી હોય છે. એજ રીતે પરપોટા(બબલ) પણ હંમેશા ગોળ હોય છે કેમકે તે ન્યૂનતમ surface energy tention ઓફર કરે છે. ઘણી જગ્યાએ આપણને સિમિટ્રી નજરે નથી ચઢતી જેમકે પથ્થરો, ખડકો વગેરે પરંતુ તેમને પણ અગર microscope ની નીચે રાખી જોવામાં આવે તો એટોમિક લેવલ ઉપર તેમાં પણ સિમિટ્રી નજરે ચઢે છે. મતલબ તેઓ non symmetric છે પરંતુ બન્યા છે સિમિટ્રીક વસ્તુઓથી જ. સિમિટ્રીને સૌથી વ્યવસ્થિત રીતે સમજાવી છે જર્મન વૈજ્ઞાનિક Emmy Noether એ(જુઓ ઇમેજ). જેમણે આઇનસ્ટાઇનની જનરલ રિલેટિવિટીની એક મોટી મુશ્કેલીને ઉકેલવામાં મદદ કરી.
-
આપણાં બ્રહ્માંડની ખુબસુરતી પાછળ સિમિટ્રીનો બહુ મોટો હાથ છે. સિમિટ્રી આપણને હર વસ્તુમાં દેખાય છે. ભલે તે ફૂલ હો, જાનવર હો, પક્ષી હો, જંતુ હો, ગ્રહો-તારાઓ હો કે મનુષ્ય હો. આપણી આંખોને સિમિટ્રીક વસ્તુઓ ઘણી સારી લાગે છે. તો શું છે આ સિમિટ્રી? સિમિટ્રીની સર્વમાન્ય વ્યાખ્યા આ પ્રમાણે છે......અગર આપ કોઇપણ વસ્તુને બિલકુલ મધ્યમાંથી કાપી નાંખો અને તે બંન્ને તરફ સરખી હો, તો તે વસ્તુ કાપનારી લાઇન(રેખા) ની સિમિટ્રીક હશે. સિમિટ્રી ઘણાં પ્રકારની હોય છે.
-
(1) Rotational Symmetry:- આના બે પ્રકાર છે. Continuous અને Discrete. સાઇકલનું પૈંડુ જ્યારે ફરે ત્યારે શું આપણને એમાં કોઇ ફરક નજરે ચઢે છે? ના નથી ચઢતો કેમકે તે પૈંડુ rotationally symmetric છે. તેને ગમે તે એંગલે ફેરવો આપણને એમાં કોઇ ફરક નજરે નથી ચઢતો માટે તે continuous symmetry છે. હવે જ્યારે એક hexagon(ષટકોણ) ને 60 ડીગ્રીના એંગલે rotate કરવામાં આવે તો તે પણ rotationally symmetric હશે. પરંતુ અગર તેને 60 ની જગ્યાએ 30 ડીગ્રીએ rotate કરવામાં આવે તો તે rotationally symmetric નહીં હશે(જુઓ ઇમેજ). માટે તે Discrete symmetry છે.
(2) Reflection Symmetry:- મનુષ્ય, પ્રાણી વગેરે આ symmetry હેઠળ આવે છે(જુઓ ઇમેજ).
(3) Translation Symmetry:- (જુઓ ઇમેજ) મધપુડાના એક સેલ ઉપરથી આપ બીજા સેલ ઉપર જાઓ તો શું આપને કોઇ ફરક જણાશે? ના નહીં જણાય. એનો મતલબ અગર આપ translation movement કરો/ એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જાઓ તો પણ આપણને કોઇ ફરક જણાતો નથી. બિલકુલ એજ પ્રમાણે અંતરિક્ષ(space)માં ગમે ત્યાં જાઓ આપણને અંતરિક્ષ સરખુ જ મળશે.
(4) Time Symmetry:- ધારોકે એક pendulum(લોલક) ને આપણે હજાર વર્ષ પહેલાં ડોલતું કર્યું જ્યારે બીજા લોલકને આપણે આજે ડોલતું કર્યું તો શું બંન્ને અલગ-અલગ દેખાશે? શું બંન્ને માટે અલગ-અલગ સમીકરણોની જરૂર પડશે? નહીં....મતલબ સમયમાં પણ ફરક કરવાથી સિમિટ્રી બદલાતી નથી. આજ પ્રમાણે બીજી પણ સિમિટ્રી છે જેમકે Glide Reflection Symmetry, Radial Symmetry વગેરે.
-
હવે સવાલ થાય છે કે સિમિટ્રીનો ફાયદો શું? સિમિટ્રીનો ફાયદો એ છે કે આપણે વસ્તુઓને generalise(સર્વસામાન્ય) કરી શકીએ છીએ. ભવિષ્યની આગાહીઓ કરી શકીએ છીએ. જેમકે મધપુડાના એક સેલમાં રહેલ મધ ઉપરથી સર્વસ્વ મધપુડામાં કેટલું મધ હશે તેની ગણતરી આસાનીથી કરી શકીએ છીએ. હાલની કોઇ ગ્રહની સ્થિતિ જોઇને એ અંદાજો લગાવી શકીએ છીએ કે આજથી એક વર્ષ પછી તે ક્યાં હશે. ટૂંકમાં સિમિટ્રી આપણાં માટે વસ્તુઓને ઘણી આસાન કરી દે છે.
-
પ્રકૃત્તિનો ઝુકાવ હંમેશા સિમિટ્રી તરફ હોય છે કેમકે સિમિટ્રીમાં low energy state(ન્યૂનતમ ઉર્જા) હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે તારાઓ અને ગ્રહો હંમેશા ગોળાકાર હોય છે. કેમ? કેમકે ગોળાકારમાં gravitational energy સૌથી ઓછી હોય છે. એજ રીતે પરપોટા(બબલ) પણ હંમેશા ગોળ હોય છે કેમકે તે ન્યૂનતમ surface energy tention ઓફર કરે છે. ઘણી જગ્યાએ આપણને સિમિટ્રી નજરે નથી ચઢતી જેમકે પથ્થરો, ખડકો વગેરે પરંતુ તેમને પણ અગર microscope ની નીચે રાખી જોવામાં આવે તો એટોમિક લેવલ ઉપર તેમાં પણ સિમિટ્રી નજરે ચઢે છે. મતલબ તેઓ non symmetric છે પરંતુ બન્યા છે સિમિટ્રીક વસ્તુઓથી જ. સિમિટ્રીને સૌથી વ્યવસ્થિત રીતે સમજાવી છે જર્મન વૈજ્ઞાનિક Emmy Noether એ(જુઓ ઇમેજ). જેમણે આઇનસ્ટાઇનની જનરલ રિલેટિવિટીની એક મોટી મુશ્કેલીને ઉકેલવામાં મદદ કરી.
-
********Noether Theorem********
"એમી નોધર" જેઓ એક જર્મન વૈજ્ઞાનિક હતાં. નાની ઉંમરે મૃત્યુ પામ્યા. તેમનું જીવન મુશ્કેલભર્યુ હતું. સ્ત્રી હોવાના કારણે તેમને ઘણું સહન કરવું પડ્યું. તેમના noether theorem ના કારણે તેઓ મશહુર થઇ ગયાં. બ્રહ્માંડને સમજવા તેમજ ફિઝિક્સના નિયમોની ઉત્પત્તિમાં તેમના પ્રમેયનો અમૂલ્ય ફાળો છે.
-
તેમનો પ્રમેય આપણને એ બતાવે છે કે આપણી પ્રકૃતિના ભૌતિક નિયમો ક્યાંથી આવ્યાં. તેમના પ્રમેય અનુસાર ભૌતિક નિયમો પ્રકૃતિની સિમિટ્રી દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. તેમના પ્રમેયમાં જટિલ મેથેમેટિકલ કેલક્યુલેસન છે માટે તેની ભીતર ન જઇને ફક્ત તે શું કહેવા માંગે છે તે જોઇએ. તેમના પ્રમેયમાં બે ઇનપુટ છે અને એક આઉટપુટ છે. જે બે ઇનપુટ છે તે છે.....Principle of Least Action અને સિમિટ્રી. વિવિધ સિમિટ્રીને Principle of Least Action સાથે સમાવીને મેથેમેટિક્સ કરીએ તો આઉટપુટમાં વિવિધ સિદ્ધાંતો મળતા જશે. તો સૌપ્રથમ જોઇએ કે Principle of Least Action શું છે?
-
આપણું બ્રહ્માંડ એક આળસુ બ્રહ્માંડ છે. બ્રહ્માંડમાં હંમેશા વસ્તુઓ તે માર્ગ ગ્રહણ કરે છે કે જે least energy path હોય, મતલબ તે માર્ગ જેમાં સૌથી ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે. જુઓ ઇમેજ જેમાં એક બાઇક જ્યારે જમ્પ મારે છે ત્યારે parabolic(પરવલય/કમાનાકાર) માર્ગ લે છે. બાઇક તે માર્ગ શા માટે લે છે? તે સીધી પણ તો જઈ શકતી હતી. આનું કારણ જ્યારે વૈજ્ઞાનિકોને જાણવા મળ્યું તો તેઓ આશ્ચર્ય પામી ગયાં. કેમકે આ માર્ગની કોઇપણ સમયે તેમજ કોઇપણ સ્થિતિમાં potential energy(સંગ્રહિત ઉર્જા) અને kinetic energy(ગતિજ ઉર્જા) નો સરવાળો કરી ટોટલ ઉર્જા ગણવામાં આવે તો તે અન્ય માર્ગની તુલનાએ સૌથી ઓછી જ હશે(potential energy અને kinetic energy ને સરળરીતે આપણે અન્ય કોઇ પોષ્ટમાં સમજીશું). માટેજ પ્રકૃત્તિએ આ માર્ગની પસંદગી કરી. બિલકુલ આવુ જ બને જ્યારે ગોલ્ફના બોલને પણ ફટકારવામાં આવે ત્યારે(જુઓ ઇમેજ). ટૂંકમાં આનું કારણ છે principle of least action.
-
હવે વાત કરીએ સિમિટ્રીની તો તે અગાઉના ભાગમાં આપણે જોઇ ગયા છીએ. અહીં એક વાત યાદ રાખજો નોધરનો પ્રમેય continues સિમિટ્રી ઉપર લાગુ પડે છે discrete સિમિટ્રી ઉપર નહીં. હવે જ્યારે આ પ્રમેયના ઇનપુટમાં principle of least action અને spatial સિમિટ્રી(એટલેકે translation સિમિટ્રી) ને નાંખો તો આઉટપુટમાં આપણને ન્યૂટનની ગતિનો પ્રથમ અને બીજો નિયમ મળશે. ન્યૂટનની ગતિનો પ્રથમ અને બીજો નિયમ આપણને law of conservation of momentum(વેગ સંરક્ષણ) બતાવે છે. એવીજ રીતે અગર ઇનપુટમાં principle of least action અને time સિમિટ્રીને નાંખો તો આઉટપુટમાં આપણને thermodynamics નો પ્રથમ નિયમ મળશે. જે આપણને જણાવે છે કે બ્રહ્માંડની કુલ ઉર્જા fix છે એટલેકે તેનો નાશ કે ઉદભવ થતો નથી. ત્રીજી rotational સિમિટ્રીને અગર ઇનપુટમાં નાંખીએ તો આઉટપુટમાં આપણને law of conservation of angular momentum મળશે. અગર ક્વોન્ટમ લેવલ ઉપર જઇએ અને ઇનપુટમાં ક્વોન્ટમ સિમિટ્રી નાંખીએ તો આઉટપુટમાં આપણને law of conservation of charge મળશે.
-
તેમનો પ્રમેય આપણને એ બતાવે છે કે આપણી પ્રકૃતિના ભૌતિક નિયમો ક્યાંથી આવ્યાં. તેમના પ્રમેય અનુસાર ભૌતિક નિયમો પ્રકૃતિની સિમિટ્રી દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. તેમના પ્રમેયમાં જટિલ મેથેમેટિકલ કેલક્યુલેસન છે માટે તેની ભીતર ન જઇને ફક્ત તે શું કહેવા માંગે છે તે જોઇએ. તેમના પ્રમેયમાં બે ઇનપુટ છે અને એક આઉટપુટ છે. જે બે ઇનપુટ છે તે છે.....Principle of Least Action અને સિમિટ્રી. વિવિધ સિમિટ્રીને Principle of Least Action સાથે સમાવીને મેથેમેટિક્સ કરીએ તો આઉટપુટમાં વિવિધ સિદ્ધાંતો મળતા જશે. તો સૌપ્રથમ જોઇએ કે Principle of Least Action શું છે?
-
આપણું બ્રહ્માંડ એક આળસુ બ્રહ્માંડ છે. બ્રહ્માંડમાં હંમેશા વસ્તુઓ તે માર્ગ ગ્રહણ કરે છે કે જે least energy path હોય, મતલબ તે માર્ગ જેમાં સૌથી ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે. જુઓ ઇમેજ જેમાં એક બાઇક જ્યારે જમ્પ મારે છે ત્યારે parabolic(પરવલય/કમાનાકાર) માર્ગ લે છે. બાઇક તે માર્ગ શા માટે લે છે? તે સીધી પણ તો જઈ શકતી હતી. આનું કારણ જ્યારે વૈજ્ઞાનિકોને જાણવા મળ્યું તો તેઓ આશ્ચર્ય પામી ગયાં. કેમકે આ માર્ગની કોઇપણ સમયે તેમજ કોઇપણ સ્થિતિમાં potential energy(સંગ્રહિત ઉર્જા) અને kinetic energy(ગતિજ ઉર્જા) નો સરવાળો કરી ટોટલ ઉર્જા ગણવામાં આવે તો તે અન્ય માર્ગની તુલનાએ સૌથી ઓછી જ હશે(potential energy અને kinetic energy ને સરળરીતે આપણે અન્ય કોઇ પોષ્ટમાં સમજીશું). માટેજ પ્રકૃત્તિએ આ માર્ગની પસંદગી કરી. બિલકુલ આવુ જ બને જ્યારે ગોલ્ફના બોલને પણ ફટકારવામાં આવે ત્યારે(જુઓ ઇમેજ). ટૂંકમાં આનું કારણ છે principle of least action.
-
હવે વાત કરીએ સિમિટ્રીની તો તે અગાઉના ભાગમાં આપણે જોઇ ગયા છીએ. અહીં એક વાત યાદ રાખજો નોધરનો પ્રમેય continues સિમિટ્રી ઉપર લાગુ પડે છે discrete સિમિટ્રી ઉપર નહીં. હવે જ્યારે આ પ્રમેયના ઇનપુટમાં principle of least action અને spatial સિમિટ્રી(એટલેકે translation સિમિટ્રી) ને નાંખો તો આઉટપુટમાં આપણને ન્યૂટનની ગતિનો પ્રથમ અને બીજો નિયમ મળશે. ન્યૂટનની ગતિનો પ્રથમ અને બીજો નિયમ આપણને law of conservation of momentum(વેગ સંરક્ષણ) બતાવે છે. એવીજ રીતે અગર ઇનપુટમાં principle of least action અને time સિમિટ્રીને નાંખો તો આઉટપુટમાં આપણને thermodynamics નો પ્રથમ નિયમ મળશે. જે આપણને જણાવે છે કે બ્રહ્માંડની કુલ ઉર્જા fix છે એટલેકે તેનો નાશ કે ઉદભવ થતો નથી. ત્રીજી rotational સિમિટ્રીને અગર ઇનપુટમાં નાંખીએ તો આઉટપુટમાં આપણને law of conservation of angular momentum મળશે. અગર ક્વોન્ટમ લેવલ ઉપર જઇએ અને ઇનપુટમાં ક્વોન્ટમ સિમિટ્રી નાંખીએ તો આઉટપુટમાં આપણને law of conservation of charge મળશે.
-
તો આ પ્રમેય દ્વારા આપણને એ જાણવા મળે છે કે સંરક્ષણના હરેક નિયમો પાછળ કોઇને કોઇ સિમિટ્રી રહેલી છે. આ પ્રકૃતિની સિમિટ્રી જ છે જે આપણાં ભૌતિક નિયમોના ઉદભવનું કારણ છે. આઇનસ્ટાઇને જ્યારે જનરલ થીઅરી ઓફ રિલેટિવિટી આપી ત્યારે એ પ્રશ્ન ઉભો થયો કે આ થીઅરીમાં ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમનો ભંગ થાય છે. કેવીરીતે જુઓ.....જ્યારે કોઇ ગેલેક્ષી આપણાંથી દૂર જાય છે ત્યારે red shift થાય છે. red shift નો મતલબ એવો થાય કે ગેલેક્ષીમાંથી નીકળનારા ફોટોનની ઉર્જા ધીમેધીમે ઓછી થતી જાય છે. અંતે તે આપણને લાલ કલરના દેખાય છે. જેમજેમ ફોટોનની વેવલેન્થ વધતી જાય તેમતેમ તેની ઉર્જા ઓછી થતી જાય અને કલર લાલ થતો જાય(જુઓ ઇમેજ). આના વડે આપણને ખબર પડે છે કે આપણું બ્રહ્માંડ ફેલાય રહ્યું છે.
-
હવે સવાલ એ ઉભો થાય છે કે આ ઉર્જા જાય છે ક્યાં? ઉર્જા તો fix છે. તેને ઉત્પન્ન પણ કરી શકાતી નથી કે તેનો નાશ પણ નથી થતો. તો પછી ફોટોન જે ઉર્જા radiate કરે છે તે ઓછી થતી ક્યાં જાય છે? આ સવાલે ઘણાં વૈજ્ઞાનિકોને પરેશાન કરી નાંખ્યાં. અંતે આ સવાલનો જવાબ આપ્યો એમી નોધરે. એમણે કહ્યું કે જનરલ રિલેટિવિટીમાં time સિમિટ્રીનો ભંગ થાય છે. જેનું કારણ છે કે આઇનસ્ટાઇને જે આપણને space-time નો કોન્સેપ્ટ આપ્યો તે flexible છે. space-time બદલાતા રહે છે. જો સમય જ બદલાતો રહે તો time સિમિટ્રીનું પણ અસ્તિત્વ નહીં રહે, અને જો time સિમિટ્રીનો ભંગ થતો હોય તો પછી ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ કઇરીતે અકબંધ રહે? માટેજ જ્યારે બ્રહ્માંડ ફેલાતું હોય ત્યારે ઉર્જાનો લોપ પણ થાય છે તેમજ નવી ઉર્જા મળતી પણ રહે છે. પણ ક્યાંથી? ડાર્ક એનર્જીમાંથી કે જેને હજી આપણે સમજી શક્યા નથી.
-
અહીં આપને જરૂરથી મુંઝવણ થતી હશે પરંતુ એ જાણી લ્યો કે ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ ન્યૂટોનિયમ મિકેનિક્સમાંથી આવ્યો છે. ન્યૂટનની દુનિયામાં space-time ફિક્સ હતાં. જ્યારે આઇનસ્ટાઇનની દુનિયામાં space-time ફિક્સ નથી. તે બદલાતા રહે છે. માટે આઇનસ્ટાઇનની દુનિયામાં ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ અસ્તિત્વ ધરાવે છે પરંતુ એક સ્પેશ્યલ અવસ્થામાં જ.
-
તો નોધરે ન કેવળ આપણને પ્રકૃતિ વિષે સમજાવ્યું પરંતુ ઘણાં એવા સવાલોના જવાબ પણ આપ્યાં જેને સમજવું આપણાં માટે ઘણું મુશ્કેલ હતું.
-
હવે સવાલ એ ઉભો થાય છે કે આ ઉર્જા જાય છે ક્યાં? ઉર્જા તો fix છે. તેને ઉત્પન્ન પણ કરી શકાતી નથી કે તેનો નાશ પણ નથી થતો. તો પછી ફોટોન જે ઉર્જા radiate કરે છે તે ઓછી થતી ક્યાં જાય છે? આ સવાલે ઘણાં વૈજ્ઞાનિકોને પરેશાન કરી નાંખ્યાં. અંતે આ સવાલનો જવાબ આપ્યો એમી નોધરે. એમણે કહ્યું કે જનરલ રિલેટિવિટીમાં time સિમિટ્રીનો ભંગ થાય છે. જેનું કારણ છે કે આઇનસ્ટાઇને જે આપણને space-time નો કોન્સેપ્ટ આપ્યો તે flexible છે. space-time બદલાતા રહે છે. જો સમય જ બદલાતો રહે તો time સિમિટ્રીનું પણ અસ્તિત્વ નહીં રહે, અને જો time સિમિટ્રીનો ભંગ થતો હોય તો પછી ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ કઇરીતે અકબંધ રહે? માટેજ જ્યારે બ્રહ્માંડ ફેલાતું હોય ત્યારે ઉર્જાનો લોપ પણ થાય છે તેમજ નવી ઉર્જા મળતી પણ રહે છે. પણ ક્યાંથી? ડાર્ક એનર્જીમાંથી કે જેને હજી આપણે સમજી શક્યા નથી.
-
અહીં આપને જરૂરથી મુંઝવણ થતી હશે પરંતુ એ જાણી લ્યો કે ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ ન્યૂટોનિયમ મિકેનિક્સમાંથી આવ્યો છે. ન્યૂટનની દુનિયામાં space-time ફિક્સ હતાં. જ્યારે આઇનસ્ટાઇનની દુનિયામાં space-time ફિક્સ નથી. તે બદલાતા રહે છે. માટે આઇનસ્ટાઇનની દુનિયામાં ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ અસ્તિત્વ ધરાવે છે પરંતુ એક સ્પેશ્યલ અવસ્થામાં જ.
-
તો નોધરે ન કેવળ આપણને પ્રકૃતિ વિષે સમજાવ્યું પરંતુ ઘણાં એવા સવાલોના જવાબ પણ આપ્યાં જેને સમજવું આપણાં માટે ઘણું મુશ્કેલ હતું.
-
********Conjuring the Universe********
આપણે જાણીએ છીએ કે બ્રહ્માંડનું નિર્માણ બિગબેંગ વડે થયું. બિગબેંગ પહેલાં ન તો સમય હતો ન તો સ્પેસ, ન કોઇ પદાર્થ હતો ન કોઇ ઉર્જા. તો સવાલ એ ઉઠે છે કે આ બધુ આવ્યું ક્યાંથી? કંઇપણ ન હતું મતલબ શૂન્ય(zero) હતું, તો શૂન્યમાંથી સઘળું કેવીરીતે ઉત્પન્ન થયું? આ બધા સવાલોના જવાબ આ પુસ્તક આપે છે(જુઓ ઇમેજ). જેને પીટર એટકિન્સે લખી છે. પુસ્તક ફિલોસોફી તેમજ સાયન્ટિફિક આધારો લઇને લખાઇ છે.
-
પીટરનું કહેવું છે કે બિગબેંગ પહેલાં કંઇપણ નહોતું મતલબ શૂન્ય. છતાં આ "શૂન્યતા" ના કેટલાંક ગુણધર્મો(properties) હશે. જેમાં ત્રણ ગુણધર્મો સૌથી મહત્વના હશે. (1) તે સંપૂર્ણ uniform હશે. મતલબ હરેક જગ્યાએ સરખી શૂન્યતા હશે. કોઇ જગ્યાએ વધુ કે ઓછી શૂન્યતા નહીં હોય. સાર્વત્રિક એકસરખુ જ હશે. (2) તે સંપૂર્ણ isotropic(સમદેશિક) હશે. મતલબ આપ ગમે તે દિશામાં જાઓ આપને તેની properties એકસરખી જ મળશે. (3) તે સંપૂર્ણપણે ખાલી હશે. ત્યાં કોઇ ચીજ મૌજૂદ નહીં હોય.
-
આ શૂન્યતાના ગુણધર્મો એક નાના બિંદુમાં સમાયા જેમાંથી બાદમાં બિગબેંગ થયો(જુઓ ઇમેજ). આજ કારણે શૂન્યતાના ગુણધર્મો પણ આપણાં બ્રહ્માંડમાં આપણને જોવા મળે છે. માટે માનવું પડે કે આપણાં બ્રહ્માંડના ગુણધર્મો શૂન્યતામાંથી આવ્યા છે. પરંતુ તેને સાબિત કઇરીતે કરવું? તેના માટે પીટર થોડા ઉદાહરણો ટાંકે છે જે આ મુજબ છે......
-
(1) Law Of Conservation of Energy(ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ):- જે આપણને કહે છે કે ઉર્જાને ન તો ઉત્પન્ન કરી શકાય છે ન તો તેનો નાશ થઇ શકે છે. ઉર્જાને ફક્ત એક રૂપમાંથી બીજા રૂપમાં રૂપાંતર કરી શકાય છે. જેનો મતલબ એવો થાય કે આપણાં સમગ્ર બ્રહ્માંડની ઉર્જા fix છે. એટલેકે તેની કુલ માત્રામાં ક્યારેય વધઘટ થતી નથી. અગાઉ આપણે જોઇ ગયા કે આ નિયમ સમયની સિમિટ્રી ઉપર આધારિત છે. અગર સમયની સિમિટ્રી અસ્તિત્વ ધરાવશે તો જ ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ અસ્તિત્વ ધરાવશે. ઉદાહરણ તરીકે....સમય symmetric(સપ્રમાણ) છે. જેમકે ટીક....ટીક....ટીક....ટીક. હરેક ટીક-ટીક વચ્ચેનો ગાળો સરખો છે. માટે ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમનું અસ્તિત્વ છે. પરંતુ ધારોકે સમય આવો હોય તો ટીક....ટીકટીક........ટીક..ટીકટીક. અહીં જુઓ હરેક ટીક-ટીક વચ્ચેનો ગાળો સરખો નથી. તો આ કેસમાં ઉર્જાના નિયમનું અસ્તિત્વ નહીં રહે. તો આપણાં માટે જરૂરી છે કે સમય સિમિટ્રીક હો/uniform હો.
-
હવે સમયનું uniform હોવું ક્યાંથી આવ્યું? uniform પણું તેને ક્યાંથી વિરાસતમાં મળ્યું? ઉપર આપણે જોઇ ગયા તેમ શૂન્યતા સંપૂર્ણ uniform છે તો એનો મતલબ સમયનું આ uniform પણું આપણને શૂન્યતા પાસેથી મળ્યું. અગર સમય uniform છે અને ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ અસ્તિત્વ ધરાવે છે તો Principle of Causality(કાર્યકારણનો સિદ્ધાંત) પણ અસ્તિત્વ ધરાવશે. જે કહે છે કે કોઇપણ ક્રિયા પાછળ કારણ અવશ્ય હોય છે. આ નિયમને આધારે આપણે ભૂતકાળ અને ભવિષ્યકાળની ઘટનાઓને જાણી શકીએ છીએ. જેમકે...કોઇને ઇન્ફેકશન થયું માટે બિમાર થયો. અગર આ નિયમ અસ્તિત્વ ન ધરાવે, અગર આપણને એ ખબર ન પડે કે કઇ ઘટના પહેલાં ઘટી અને કઇ તેના પ્રતિક્રિયારૂપે ઘટી તો આપણાં વિજ્ઞાનનું પણ અસ્તિત્વ ન રહે.
-
પીટરનું કહેવું છે કે બિગબેંગ પહેલાં કંઇપણ નહોતું મતલબ શૂન્ય. છતાં આ "શૂન્યતા" ના કેટલાંક ગુણધર્મો(properties) હશે. જેમાં ત્રણ ગુણધર્મો સૌથી મહત્વના હશે. (1) તે સંપૂર્ણ uniform હશે. મતલબ હરેક જગ્યાએ સરખી શૂન્યતા હશે. કોઇ જગ્યાએ વધુ કે ઓછી શૂન્યતા નહીં હોય. સાર્વત્રિક એકસરખુ જ હશે. (2) તે સંપૂર્ણ isotropic(સમદેશિક) હશે. મતલબ આપ ગમે તે દિશામાં જાઓ આપને તેની properties એકસરખી જ મળશે. (3) તે સંપૂર્ણપણે ખાલી હશે. ત્યાં કોઇ ચીજ મૌજૂદ નહીં હોય.
-
આ શૂન્યતાના ગુણધર્મો એક નાના બિંદુમાં સમાયા જેમાંથી બાદમાં બિગબેંગ થયો(જુઓ ઇમેજ). આજ કારણે શૂન્યતાના ગુણધર્મો પણ આપણાં બ્રહ્માંડમાં આપણને જોવા મળે છે. માટે માનવું પડે કે આપણાં બ્રહ્માંડના ગુણધર્મો શૂન્યતામાંથી આવ્યા છે. પરંતુ તેને સાબિત કઇરીતે કરવું? તેના માટે પીટર થોડા ઉદાહરણો ટાંકે છે જે આ મુજબ છે......
-
(1) Law Of Conservation of Energy(ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ):- જે આપણને કહે છે કે ઉર્જાને ન તો ઉત્પન્ન કરી શકાય છે ન તો તેનો નાશ થઇ શકે છે. ઉર્જાને ફક્ત એક રૂપમાંથી બીજા રૂપમાં રૂપાંતર કરી શકાય છે. જેનો મતલબ એવો થાય કે આપણાં સમગ્ર બ્રહ્માંડની ઉર્જા fix છે. એટલેકે તેની કુલ માત્રામાં ક્યારેય વધઘટ થતી નથી. અગાઉ આપણે જોઇ ગયા કે આ નિયમ સમયની સિમિટ્રી ઉપર આધારિત છે. અગર સમયની સિમિટ્રી અસ્તિત્વ ધરાવશે તો જ ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ અસ્તિત્વ ધરાવશે. ઉદાહરણ તરીકે....સમય symmetric(સપ્રમાણ) છે. જેમકે ટીક....ટીક....ટીક....ટીક. હરેક ટીક-ટીક વચ્ચેનો ગાળો સરખો છે. માટે ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમનું અસ્તિત્વ છે. પરંતુ ધારોકે સમય આવો હોય તો ટીક....ટીકટીક........ટીક..ટીકટીક. અહીં જુઓ હરેક ટીક-ટીક વચ્ચેનો ગાળો સરખો નથી. તો આ કેસમાં ઉર્જાના નિયમનું અસ્તિત્વ નહીં રહે. તો આપણાં માટે જરૂરી છે કે સમય સિમિટ્રીક હો/uniform હો.
-
હવે સમયનું uniform હોવું ક્યાંથી આવ્યું? uniform પણું તેને ક્યાંથી વિરાસતમાં મળ્યું? ઉપર આપણે જોઇ ગયા તેમ શૂન્યતા સંપૂર્ણ uniform છે તો એનો મતલબ સમયનું આ uniform પણું આપણને શૂન્યતા પાસેથી મળ્યું. અગર સમય uniform છે અને ઉર્જા સંરક્ષણનો નિયમ અસ્તિત્વ ધરાવે છે તો Principle of Causality(કાર્યકારણનો સિદ્ધાંત) પણ અસ્તિત્વ ધરાવશે. જે કહે છે કે કોઇપણ ક્રિયા પાછળ કારણ અવશ્ય હોય છે. આ નિયમને આધારે આપણે ભૂતકાળ અને ભવિષ્યકાળની ઘટનાઓને જાણી શકીએ છીએ. જેમકે...કોઇને ઇન્ફેકશન થયું માટે બિમાર થયો. અગર આ નિયમ અસ્તિત્વ ન ધરાવે, અગર આપણને એ ખબર ન પડે કે કઇ ઘટના પહેલાં ઘટી અને કઇ તેના પ્રતિક્રિયારૂપે ઘટી તો આપણાં વિજ્ઞાનનું પણ અસ્તિત્વ ન રહે.
-
હવે વાત કરીએ ઉર્જાની તો આપણે એક આકાશગંગાની ઉર્જાની ગણતરી કરી શકીએ છીએ. આપણાં બ્રહ્માંડમાં કરોડો આકાશગંગાઓ છે. બધી આકાશગંગાઓની ઉર્જાનો સરવાળો કરીએ તો આપણને કુલ ઉર્જા પ્રાપ્ત થશે. હવે આપણને પ્રશ્ન થાય કે આટલી બધી ઉર્જા બ્રહ્માંડમાં આવી ક્યાંથી? કેમકે આપણું બ્રહ્માંડ શૂન્યતામાંથી ઉદભવ્યું તો ત્યાં તો ઝીરો ઉર્જા હતી. એ હિસાબે બ્રહ્માંડમાં ઉર્જા હોવી જ ન જોઇએ ખરૂને?
-
પરંતુ અગર આપણે બે ગેલેક્ષીનું interaction(ક્રિયા-પ્રતિક્રિયા) જોઇએ.....જેમકે બે ગેલેક્ષીઓ અલગ-અલગ રીતે ગતિ કરી રહી છે અને ગ્રેવિટીના કારણે એકબીજાને આકર્ષે છે કે interact કરે છે તો તેમની કુલ ઉર્જા ઓછી થઇ જાય છે. એજ પ્રમાણે અગર બ્રહ્માંડની સઘળી ગેલેક્ષીઓ એકબીજાને interact કરે છે તો તેમની કુલ ઉર્જા કેટલી થશે?...ઝીરો....અને શૂન્યતાની કુલ ઉર્જા શું હતી?...ઝીરો. આપણને locally ઉર્જા દેખાય છે પરંતુ અગર ગ્લોબલ(વૈશ્વિક) લેવલે જુઓ અને તમામ ઉર્જાનો સરવાળો કરો તો ફાઇનલ effective ઉર્જા ઝીરો હશે. હજી વાત ન સમજાઇ હોય તો એક સરળ રીતે સમજીએ(ઉદાહરણ ફક્ત સમજવા માટે છે).....હું તમને પુછુ કે આ શું છે 0? તમે કહેશો ઝીરો. બરાબર છે. હવે હું પુછુ 1-1 નો જવાબ શું? ઝીરો.....હવે જ્યારે આપણી પાસે ફક્ત શૂન્ય જ હતું અને હજીય શૂન્ય જ છે તો પછી આ બે એકડા ક્યાંથી આવ્યાં? બિલકુલ આજ પ્રમાણે બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિનું પણ છે. આશા છે આપ સમજી ગયા હશો.
-
(2) Law of Conservation of Momentum(ગતિ સંરક્ષણનો નિયમ):- કોઇપણ આકાશગંગાનો angular momentum(કોણીય વેગ) આપણે જાણી શકીએ છીએ. હરેક આકાશગંગાનું પરિભ્રમણ જુઓ તો ખ્યાલ આવશે કે તેઓનું પરિભ્રમણ વિવિધ દિશામાં હશે(જુઓ ઇમેજ). અગર સઘળી આકાશગંગાઓના angular momentum નો સરવાળો કરીએ તો ફાઇનલ momentum શું હશે? ઝીરો....આ ઝીરો momentum ક્યાંથી આવ્યું? શૂન્યતામાંથી. કેમકે શૂન્યતામાં પણ ઝીરો momentum હતું.
-
એજ પ્રમાણે પીટરે Law of Conservation of Charge ને પણ સાબિત કરી બતાવ્યું છે. આપણાં સમગ્ર બ્રહ્માંડનો net charge ઝીરો છે. અગર બ્રહ્માંડનો net charge ઝીરો ન હોય, મતલબ ક્યાંક પોઝિટિવ ચાર્જ વધુ હોય અથવા ક્યાંક નેગેટિવ ચાર્જ વધુ હોય તો બ્રહ્માંડનું નિર્માણ શક્ય નથી. ટૂંકમાં બ્રહ્માંડમાં જેટલો પોઝિટિવ ચાર્જ છે એટલોજ નેગેટિવ ચાર્જ છે. તો બંન્ને ધન અને ઋણ ચાર્જ ભેગા કરીએ તો કુલ ચાર્જ ઝીરો મળશે. તો આ રીતે આ પુસ્તક કહે છે કે આપણું બ્રહ્માંડ શૂન્યમાંથી બન્યું છે.
-
પરંતુ અગર આપણે બે ગેલેક્ષીનું interaction(ક્રિયા-પ્રતિક્રિયા) જોઇએ.....જેમકે બે ગેલેક્ષીઓ અલગ-અલગ રીતે ગતિ કરી રહી છે અને ગ્રેવિટીના કારણે એકબીજાને આકર્ષે છે કે interact કરે છે તો તેમની કુલ ઉર્જા ઓછી થઇ જાય છે. એજ પ્રમાણે અગર બ્રહ્માંડની સઘળી ગેલેક્ષીઓ એકબીજાને interact કરે છે તો તેમની કુલ ઉર્જા કેટલી થશે?...ઝીરો....અને શૂન્યતાની કુલ ઉર્જા શું હતી?...ઝીરો. આપણને locally ઉર્જા દેખાય છે પરંતુ અગર ગ્લોબલ(વૈશ્વિક) લેવલે જુઓ અને તમામ ઉર્જાનો સરવાળો કરો તો ફાઇનલ effective ઉર્જા ઝીરો હશે. હજી વાત ન સમજાઇ હોય તો એક સરળ રીતે સમજીએ(ઉદાહરણ ફક્ત સમજવા માટે છે).....હું તમને પુછુ કે આ શું છે 0? તમે કહેશો ઝીરો. બરાબર છે. હવે હું પુછુ 1-1 નો જવાબ શું? ઝીરો.....હવે જ્યારે આપણી પાસે ફક્ત શૂન્ય જ હતું અને હજીય શૂન્ય જ છે તો પછી આ બે એકડા ક્યાંથી આવ્યાં? બિલકુલ આજ પ્રમાણે બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિનું પણ છે. આશા છે આપ સમજી ગયા હશો.
-
(2) Law of Conservation of Momentum(ગતિ સંરક્ષણનો નિયમ):- કોઇપણ આકાશગંગાનો angular momentum(કોણીય વેગ) આપણે જાણી શકીએ છીએ. હરેક આકાશગંગાનું પરિભ્રમણ જુઓ તો ખ્યાલ આવશે કે તેઓનું પરિભ્રમણ વિવિધ દિશામાં હશે(જુઓ ઇમેજ). અગર સઘળી આકાશગંગાઓના angular momentum નો સરવાળો કરીએ તો ફાઇનલ momentum શું હશે? ઝીરો....આ ઝીરો momentum ક્યાંથી આવ્યું? શૂન્યતામાંથી. કેમકે શૂન્યતામાં પણ ઝીરો momentum હતું.
-
એજ પ્રમાણે પીટરે Law of Conservation of Charge ને પણ સાબિત કરી બતાવ્યું છે. આપણાં સમગ્ર બ્રહ્માંડનો net charge ઝીરો છે. અગર બ્રહ્માંડનો net charge ઝીરો ન હોય, મતલબ ક્યાંક પોઝિટિવ ચાર્જ વધુ હોય અથવા ક્યાંક નેગેટિવ ચાર્જ વધુ હોય તો બ્રહ્માંડનું નિર્માણ શક્ય નથી. ટૂંકમાં બ્રહ્માંડમાં જેટલો પોઝિટિવ ચાર્જ છે એટલોજ નેગેટિવ ચાર્જ છે. તો બંન્ને ધન અને ઋણ ચાર્જ ભેગા કરીએ તો કુલ ચાર્જ ઝીરો મળશે. તો આ રીતે આ પુસ્તક કહે છે કે આપણું બ્રહ્માંડ શૂન્યમાંથી બન્યું છે.
નોટ:- યાદરહે, આ પુસ્તક ફક્ત એક થીઅરી રજૂ કરે છે જેના કોઇ પ્રમાણો મૌજૂદ નથી. છતાં કોન્સેપ્ટ વિચારણીય છે.
No comments:
Post a Comment