न सुटणारा प्रश्न... विनीत वर्तक ©

 न सुटणारा प्रश्न... विनीत वर्तक ©

कोणत्याही सजीवांसाठी अत्यंत गरजेची गोष्ट म्हणजे 'प्रकाश'. त्यामुळेच भौतिक शास्त्राच संपूर्ण संशोधन प्रकाशा भोवती फिरत असते असं म्हंटल तर वावगं ठरणार नाही. पण हा प्रकाशच एका न सुटणाऱ्या कोड्याला जन्म देतो. जेव्हापासून मानव विज्ञानाच्या साह्याने आपली जडणघडण समजून घेऊ लागला तेव्हा पासून म्हणजेच साधारण १७ व्या शतकापासून हा प्रकाश नक्की काय आहे? या प्रश्नाचा अनेक वैज्ञानिकांनी शोध घेतला आहे. काहींच्या मते प्रकाश ही एक तरंग आहे. कारण तो सतत पुढे जात असतो तर काहींच्या मते तो पार्टीकल म्हणजेच कणांशी निगडित आहे. इकडून भौतिकशास्त्राला दोन मूलभूत फाटे फुटतात. त्यातील एक म्हणजे 'क्वांटम फिजिक्स' आणि दुसरा म्हणजे 'पार्टीकल फिजिक्स'. तर नक्की ही काय भानगड आहे हे आपण समजून घेऊ. 

एखाद्या गोष्टीचा आपण विचार केला तर त्याची दोन रूपे आपल्यासमोर येतात. एक म्हणजे 'अवाढव्य' तर दुसरं म्हणजे 'अतिसूक्ष्म'. याच दोन रूपांवर हे दोन फाटे  जातात. इकडे न उलगडणारा प्रश्न म्हणजे या दोन फाट्यांना जोडणारा ब्रिज. कारण हे आपल्या मार्गावर तर बरोबर जातात. पण जेव्हा आपण हे दोन फाटे एकत्र आणण्याचा आणि अभ्यास करण्याचा प्रयत्न करतो तेव्हा दोघांमधे ३६ चा आकडा येतो. कारण एकाचे नियम दुसऱ्याला लागू होत नाहीत. त्यामुळे याचा अभ्यास करणारे गोंधळून जातात. प्रत्येकाला वाटते तोच बरोबर कारण प्रयोगातून आलेले निष्कर्ष तसे सांगतात. दोन्ही बाजूचे निष्कर्ष जर बरोबर असतील तर या दोन फाट्यात समेट घडवून पुढे जायचं कसं? हा एक न सुटणारा प्रश्न आजही वैज्ञानिकांना साद घालतो आहे. 

यातील पहिला फाटा आहे 'क्वांटम फिजिक्स'. क्वांटम फिजिक्स ज्याला क्वांटम मेकॅनिक्स ही म्हंटल जाते. याच्या नावातून आपल्याला कळेल की अणू चे जे यांत्रिकी गुणधर्म (मॅकेनिकल प्रॉपर्टीज) त्याच्याशी हे निगडित आहे. क्वांटम फिजिक्स हे सांगते की ऊर्जा आणि गती परिमाणीत करता येते. कोणत्या अचूकतेत त्या मोजता येतील हे ही ठरलेलं असते. मॅक्स प्लॅन्क ने शोधलेल्या 'ब्लॅक बॉडी रेडिएशन' प्रमेय आणि जगविख्यात शास्त्रज्ञ अल्बर्ट आईनस्टाईन ने मांडलेल्या 'फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट थेअरी' वर क्वांटम फिजिक्स चा पाया उभा आहे. क्वांटम चा मराठीत अर्थ होतो प्रमाण किंवा भाग. सोप्या भाषेत भौतिक शास्त्राचा असा फाटा जो एखाद्या भागाशी किंवा प्रमाणाशी संलग्न असतो. त्यावर आधारित काही नियम बनतात. याचा वापर कुठे होतो तर एल.ई.डी., मायक्रोप्रोसेसर, डायोड, लेझर, एम.आर.आय. (magnetic resonance imaging), इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्क्रोपी. आता दुसरा फाटा आहे 'पार्टीकल फिजिक्स'. याच नाव सांगते की हा फाटा पार्टीकल म्हणजेच कणांशी निगडित आहे. एखाद्या वस्तूचे सुक्ष्म कणांचा अभ्यास, त्यातून निघणारं रेडिएशन जसे प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन त्यांच्यातील फोर्सेस म्हणजे स्ट्रॉंग आणि वीक तसेच त्यांच्यामधे होणारा परस्पर संवाद. याचा उपयोग कुठे होतो तर मेडिकल आयसोटोप्स, सुपरकंडक्टर, इंडस्ट्री मधे. 

आता अडचण कुठे येते तर आईनस्टाईन ची जनरल थिअरी ऑफ रिलेटिव्हिटी जी पार्टीकल फिजिक्स वर आधारित आहे ती असं सांगते की जर एखादं प्रचंड वस्तुमान असलेली वस्तू आपल्या वस्तुमानामुळे विश्वाच्या गालिच्यावर स्पेस आणि टाइम मधे खड्डा निर्माण करेल. याचा अर्थ काय तर विश्वाचं जे पटल आहे ते त्या ठिकाणी खालच्या बाजूला दबल जाईल. हा आकार वक्राकार असेल. ज्या प्रमाणे एखादा चेंडू हवेत पकडलेल्या गालिच्यावर आपल्या वजनाने वक्राकार तयार करेल. पण क्वांटम मेकॅनिक असं सांगते की जेव्हा तुम्ही सुक्ष्म स्तरावर या गोष्टीचा विचार कराल तेव्हा असा वक्राकार आकार बनूच शकत नाही. कारण त्या पातळीवर हे पार्टीकल फक्त हेलकावे खात असतात. याचा अर्थ काय तर सूक्ष्म गोष्टींसाठी लागू होणारे नियम जेव्हा तुम्ही मोठ्या गोष्टींसाठी लागू करतात तेव्हा त्यात ते नियम लागू होत नाहीत. जेव्हा मोठ्या गोष्टींचे नियम छोट्या सुक्ष्म क्वांटम मॅकेनिक साठी लागू करतात तेव्हा ते तिकडे लागू होत नाही. 

सोप्या शब्दात भौतिक शास्त्राच्या या दोन फाट्यांना एकसंध बनवणारे नियम अजून आपल्याला ज्ञात झालेले नाहीत. त्यामुळेच विश्वाच्या एकूणच रचनेविषयी जाणून घेताना होणारा गोंधळ अजूनही कोड्यात अडकलेला आहे. काही वैज्ञानिकांनी असा ब्रिज बांधण्याचा प्रयत्न केलेला आहे. पण संपूर्ण विज्ञान विश्वात ते नियम स्विकारले जातील अश्या ब्रिज च संशोधन आजही सुरु आहे. 

तळटीप :- या पोस्टचा हेतू सोप्या पद्धतीने पार्टीकल फिजिक्स आणि क्वांटम मॅकेनिक (फिजिक्स) समजून सांगण्याचा आहे. हे विषय इतके खोल आहेत की त्यातले अभ्यासक अजूनही अनेक गोष्टींवर वाद घालू शकतात किंवा असू शकतात. पोस्टचा उद्देश हा फक्त आणि फक्त दोन विषयातील फरक सांगण्यापुरती मर्यादित आहे.    

फोटो शोध सौजन्य :- गुगल ( पहिल्या फोटोत एलिमेंट्री पार्टीकल च मॉडेल आणि दुसऱ्या फोटोत जनरल थेअरी ऑफ रिलेटिव्हिटी स्पेस आणि टाइम मधे) 

सूचना :- ह्या पोस्टमधील शब्दांकन (विनीत वर्तक ©) कॉपीराईट आहे.