विशिष्ट सापेक्षतावादाची १०० वर्षे

डॉ. वालवाडकर, सांगली
हजारो वर्षे जडत्व व चैतन्य यांच्या संबंधाबद्दल मानवाला आकर्षण आहे या संबंधाविषयी आईन्स्टाईन या शास्त्रज्ञाने मांडलेल्या विशिष्ट सापेक्षतावादाला १०० वर्षे पूर्ण होण्याच्या निमित्ताने घेतलेला थोडक्यात आढावा.
१०० वर्षापूर्वी आईन्स्टाईन या शास्त्रज्ञाने सापेक्षतावादाचा सिद्धांत मांडून वैज्ञानिक क्षेत्रामध्ये खळबळ माजवली. खरे तर लहानपणी आईन्स्टाईन अत्यंत अबोल असल्यामुळे तो मुका आहे की काय अशी शंका येत असे. पण या लहानग्या आईन्स्टाईनच्या मनात स्थल, काल व वस्तुमान याविषयी काय संकल्पना असतील हे बाहेरील जगाला कसे समजणार ? आइन्स्टाईनने दिलेल्या एका मुलाखतीत वयाच्या १६ व्या वर्षी विशिष्ट सापेक्षतावादाविषयी विचारास प्रारंभ केल्याचे सांगितले
. एखादा मूलभलत सिद्धांत जेंव्हा एखादा महान शास्त्रज्ञ मांडतो त्यासेळेस त्यामागची पूर्वपीठिका ही तितकीच महत्वाची असते. टायकोब्राहेने केलेली ग्रहताऱ्यांची निरीक्षणे व त्याचा उपयोग करून केप्लरने ग्रहकोलांचे गतीविषयी नियम हे न्यूटनच्या १७ व्या शतकातील गुरूत्वाकर्षण विषयाची पार्श्वभूमी मानावी लागेल. ध्वनीलहरीप्रमाणेच प्रकाशलहरींना माध्यमाची गरज लागणार व त्यामुळे प्रकाश हा इथर माध्यमातून जातो, असे मानले गेले. या माध्यमाचा परिणाम प्रकाशाच्या वेगावर होत असणार. परंतु १८८२ साली मायकेलसन-मोर्ले यांनी केलेल्या प्रयोगातून एक गोष्ट सिद्ध झाली ती म्हणजे प्रकाशाचा वेग हा स्थिर असून तो निरीक्षकाच्या वेगावर अवलंबून नाही. त्यामुळे इथर ही संकल्पना मागे पडली.
१८ व्या व १९ व्या शतकामध्ये विद्युतचुंबकीय शास्त्रामध्ये बरीच प्रगती झाली होती. फॅरेडे व अॅम्पीयर या शास्त्रज्ञांनी विद्युतचुंबकीय क्षेत्रामधील परस्परांमधील संबंध प्रस्थापित केले होते. प्रकाशलहरी या विद्युतचुंबकीय लहरीच होत अशी संकल्पनाही दृढ झाली होती. १९ व्या शतकाच्या शेवटी मॅक्सवेल या शास्त्रज्ञाने विद्युतचुंबकीय क्षेत्रामधील संबंध गणितीय भाषेत मांडला तीच मॅक्सवेलची समीकरणे म्हणून प्रसिद्ध आहेत. परंतु मॅक्सवेलची समीकरणे न्यूटनच्या गतीशास्त्रामधील नियम मानावयास तयार नव्हती. येथूनच आइन्स्टाईनला स्थल, काल व वस्तुमान याविषयी वेगळा विचार करण्याची प्रेरणा मिळाली. सर्व निरीक्षकांच्या दृष्टीकोनातून स्थल, काल वस्तुमान यांचे मानदंड हे एकच असणार नाहीत तर ते सापेक्ष असतील. अर्थात याचा अनुभव घेण्यासाठी आपणास प्रकाशाच्या वेगाची मदत घ्यावी लागेल.
विशिष्ट सापेक्षतावादाचा डोलारा मुख्यत: दोन गृहीतकांवर आधारित आहे. ते म्हणजे विश्वातील अंतिम वेग हा प्रकाशाचा असून कोणतीही वस्तू प्रकाशाच्या वेगापेक्षा जास्त वेगाने धावू शकणार नाही आणि विज्ञानाचे नियम व स्थल हे कालनिरपेक्ष हवेत. विज्ञान व उपयोजित विज्ञान यावर न्यूटनप्रणित गतीशास्त्राचा तीनशे वर्ष इतका प्रभाव होता की सुरूवातीच्या काळात आईन्स्टाईनने मांडलेला विशिष्ट सापेक्षतावाद हा वैज्ञानिक लोकांना एक गूढ वाटत असे. मग सामान्य लोकांना ती एक कविकल्पना वाटल्यास नवल नाही.
हजारो वर्षे जडत्व व चैतन्य यांच्या संबंधाबद्दल माणसाला आकर्षण आहे. विज्ञानाचा उदय होण्यापूर्वी धर्ममार्तंड व तत्वज्ञानी लोकांनी या विषयात बरेच वोगदान दिले आहे. या संबंधाविषयी बरेच वादविवाद झाले आहेत. २० व्या शतकात विशिष्ट सापेक्षतावादाने जगाला दिलेली देणगी म्हणजे ऊर्जा व वस्तुमान यामधील अन्योन्यसंबंध . ती ( म्हणजे वस्तुमान व म्हणजे प्रकाशाचा वेग आणि म्हणजे ऊर्जा) या समीकरणाने प्रसिद्ध आहे.
स्थल व काल यांचा अन्योन्यसंबंध विशिष्ट सापेक्षतावादामध्ये प्रस्थपित झाल्यामुळे चतुर्मिती विश्वाची संकल्पना मांडली गेली. प्रत्यक्ष दिसरारे विश्व म्हणजे असंख्य घटनांचा समुदाय असे मानल्यास एखादी घटना विश्वात कोठे आणि केंव्हा घडते हे समजणे महत्वाचे आहे. विशिष्ट सापेक्षतावादाचा मूलभूत पाया प्रकाशाचा वाग असल्यामुळे खगोलशास्त्र, भौतिकी व अवकाशतंत्रज्ञान क्षेत्रामध्ये या विषयाला अनन्यसाधारण महत्व प्राप्त झाले आहे. या क्षेत्रांमध्ये तारे व ग्रहांमधील अंतरही प्रकाशवर्षात मोजतात. तारे का प्रकाशतात याचे गूढ माणसाला बरेच वर्षे पडलेले आहे. विशिष्ट सापेक्षतावादाने हे गूढ उकलण्यास मदत केली आहे. प्रकेाशाच्या वेगापेक्षाही अधिक वेगाने धावणारे मूलभलत कण हे या विश्वात आस्तित्वात असावेत काय याविषयावरही गेल्या १०० वर्षात बरेच संशोधन झाले आहे. भारतीय संशोधक प्रा. सुदर्शन यांनी या विषयात योगदान दिले आहे. अर्थात, अशा संशोधनाला अजून प्रायोगिक तत्वावर मान्यता मिळालेली नाही. निसर्ग आपले गूढ लवकर उकलत नाही. भविष्यात तंत्रज्ञानामध्ये होणाऱ्या प्रचंड प्रगतीमुळे प्रकाशाच्या वेगापेक्षाही अधिक वेगाने धावणारे कण आस्तित्वात असल्याचे सिद्ध झाले तरीविशिष्ट सापेक्षतावादाचा सिद्धांत हा कालबाह्य ठरणार नाही तर तो नवीन संशोधनाचा एक भाग असेल.
विशिष्ट सापेक्षतावादालाही काही मर्यादा आहेत. विशिष्ट सापेक्षतावादातून जुळयाचा भास निर्माण झाला. विशिष्ट सापेक्षतावादामध्ये निरीक्षकावर कुठलेही बळ अथवा प्रेरणा असता कामा नये. परंतु अशी स्थिती विश्वात असणार नाही. गुरूत्वाकर्षण ही सर्वव्यापी प्रेाणा आहे. विशिष्ट सापेक्षतावादामधूनच पुढे १० वर्षानी म्हणजे १९१५ साली आइन्स्टाईनने सामान्य सापेक्षतावाद सिद्धांत जगापुढे मांडला.
सामान्य सापेक्षतावादाच्या साहाय्याने विज्ञानाच्या विविध शाखांमध्ये तसेच खगोल व भौतिक शास्थामध्ये संशोधन करणारा राष्ट्रीय व आंतरराष्ट्नीय स्तरावर फार मोठा वर्ग आहे. विशेषत: भारतामध्ये सापेक्षतावादामधील संशोधनाला गती देण्याचे काम ज्यांनी केले त्यामध्ये डॉ. जयंत नारळीकर यांचे वडील रँग्लर विष्णुपंत नारळीकर, गुजराथ विद्यापीठाचे माजी कुलगुरू डॉ. पी. सी. वैद्य, कलकत्याच्या प्रेसिडेन्सी कॉलेजचे माजी प्रध्यापक रे चौधरी यांचा वाटा मोठा आहे.