काठमाडाैंका चौडा सडकमा बत्तिने बाइकको स्पिड पत्ता लगाउन ट्राफिकले राडर तेर्साए मात्र पुग्छ । पठाओ राइडरले यात्रीको लोकेसन मोबाइलको स्क्रिन हेरेरै थाहा पाउँछन् । राडर र जिपिएस् सापेक्षताको सिद्धान्त प्रयोग गरी बनाइएका प्रविधि हुन् । यस अर्थमा लङकोट लगाउने, भ्वाइलिन बजाउने र सुल्पा च्यापिरहन मन पराउने आइन्स्टाइनलाई हामीले धन्यवाद भन्नैपर्छ । उनको त्यो विख्यात सिद्धान्तको चर्चा अझै गरिहालौँ ।
के हो स्पेसल थ्योरी अफ रिलेटिभिटी ?
बीसौँ शताब्दीको सुरुवातताका आइन्स्टाइन दम्पतीको जीवनस्तर निम्नकोटीको थियो । आइन्स्टाइन सघन आर्थिक चपेटामा थिए । उनको तत्कालीन अवस्थाबारे मिचियो, काकुले लेखेका छन्, ‘के तपाईं आफ्नो दैलो उघार्दा आफ्नो इन्सुरेन्स बेच्न आएको आइन्स्टाइनलाई देख्ने कल्पना गर्न सक्नुहुन्छ ? हो, आइन्स्टाइन आफ्नो इन्सुरेन्स बेच्ने अवस्थासम्म पुगेका थिए (द गड इक्वेसन, पृष्ठ ३३)। आइन्स्टाइनले बल्लतल्ल पेटेन्ट अफिसमा तेस्रो दर्जाको क्लर्कको जागिर पाए । त्यही अफिसमा काम गर्दागर्दै आइन्स्टाइनले सापेक्षताको सिद्धान्त प्रतिपादन गरेका थिए । आइन्स्टाइनलाई सापेक्षताबारे खोज्न बाध्य पार्ने उनीअघिका दुई वैज्ञानिक थिए, न्युटन र म्याक्सवेल ।
न्युटनको नियमानुसार गति सामान्यतः जोडिन्छ । यसलाई एउटा उदाहरणबाट बुझौँ । मानिलिनुस्, कुनै बच्चाले गुडिरहेको बसभित्र एउटा गुच्चा औँलामा राखी पर अर्को गुच्चालाई हानिरहेको छ । उक्त बच्चाको क्रियाकलाप बाटोछेउमा उभिनुभएको तपाईंले हेरिरहनुभएको छ । गुच्चाको वास्तविक गति, गुडिरहेको बसको गति र गुच्चाको आफ्नै गतिको सापेक्षिक गति हुन आउँछ । सो कुरा बाहिर उभिनुभएको तपाईंको आँखाले अनुभव गर्छ । उसैगरी गतिको घटाउ पनि हुन्छ ।
यसबारे काकु लेख्छन्, ‘यदि प्रकाशकै गतिको दिशामा उत्तिकै गतिमा बत्तिने हो भने र प्रकाशको आँखा हुन्थ्यो भने प्रकाशले आफूसँग बत्तिएको मानिसलाई स्थिर देख्छ ।’ यहाँ प्रकाश र मानिस दुवैको गति र दिशा एकै हुने हुँदा सापेक्ष गति शून्य हुन आउँछ । जसका कारण एकको सापेक्षमा अर्को स्थिर देखिन्छ । र, गतिको सामान्य नियम हो, कसैलाई भेट्टाउन ऊ जत्तिकै कुद्नु । तसर्थ कुदेर प्रकाशजत्तिकै गतिवान् हुन सकिन्छ भन्ने न्युटनको बुझाइ थियो । यही बुझाइका आधारमा आइन्स्टाइनले उबेला आफँैलाई प्रश्न गरेका थिए, ‘के साँच्चै प्रकाशसँग दौडिन लगाउन सम्भव छ ?’ तर, म्याक्सवेल नामका अर्का वैज्ञानिकका अनुसार प्रकाशको गतिमा कुनै पनि वस्तु दौडन सक्दैन । न्युटन र म्याक्सवेलका यी दुई अमिल्दामत नै आइन्स्टाइनको खोजको विषयबन्यो । आइन्स्टाइनलाई म्याक्सवेलको सिद्धान्तले तान्यो ।
उसो भए प्रकाशको गतिमा कोही किन दौडिन सक्दैन ? यही प्रश्नको उत्तर थियो, सापेक्षताको सिद्धान्त । उनले सन् १९०५ मा रेलमा यात्रा गरिरहँदा उक्त प्रश्नको उत्तर भेटे ।प्रकाशको गति अचर (नचल्ने) भएकाले र उक्त गति घडी या मिटरस्टिकले नाप्ने हुँदा त्यसो भएको हो भनी आइन्स्टाइनले निष्कर्ष निकाले (काकु, पृष्ठ ३५)। उनले अर्को निष्कर्ष निकाले, ‘यदि प्रकाशको गति अचर रहिरहन्छ भने केही पक्कै परिवर्तन भइरहेको हुनुपर्छ । उक्त परिवर्तनशील तत्वले आफू चलायमान भई प्रकाशलाई अचर रहन सघाएको छ ।’ उनले परिवर्तशील छ भनी निष्कर्ष निकालेको त्यो चिज स्पेस–टाइम थियो । अचम्म नमान्नुस्, तपाईंको घडीको सुई जुन गतिमा पृथ्वीमा चल्छ, सोही गतिमा बह्माण्डको अर्को भागमा चल्दैन । त्यसैगरी समय रोकिएर ब्याट्री सकिएको घडीजस्तै हुने अवस्था पनि आउँछ । स्थान सापेक्ष समय बदलिरहने हुँदा प्रकाशको गति भने एकै रहिरहन्छ । आइन्स्टाइन भन्छन्, ‘यदि कुनै रकेटलाई लगभग प्रकाशको गतिमा कुदाउन सकियो भने उक्त रकेटभित्रको घडीको सुई लगभग स्थिर भइजान्छ, किनभने त्यसबखत समय रोकिनै आँटेको हुन्छ ।’ अर्थात्, कुनै पनि वस्तुको गति बढेसँगै समय रोकिन सुरु गर्छ र गति प्रकाशको गतिबराबर पुग्दा समय टक्क अडिन्छ ।
समय मात्र नभएर पदार्थ र ऊर्जा पनि अस्थिर तत्व हुन् । वस्तुको गति जति बढ्दै जान्छ, उक्त वस्तु उत्तिकै गह्रौँ हुँदै जान्छ । उसो भए त्यो वस्तु गह्राैँ हुनमा त्यसमा पिण्ड कहाँबाट थपिन्छ ? आइन्स्टाइनकै अनुसार गतिका कारण पैदा भएको ऊर्जा पिण्डमा परिणत हुन्छ । तसर्थ पिण्ड र ऊर्जा फरक भए पनि एकअर्काका परिपूरक हुन् । पिण्ड भन्नु नै ऊर्जा र ऊर्जा भन्नु नै पिण्ड हो । सापेक्षताले मूलतः स्पेस/टाइमसँगै पदार्थ/ऊर्जा फरक स्वरूपका एकै चिज हुन् भन्ने ज्ञान जगत्लाई सिकाएको थियो ।
जनरल थ्योरी अफ रिलेटिभिटी
सापेक्षताको पहिलो सिद्धान्तको प्रतिपादनपश्चात् विज्ञानमा चलिआएका तीनवटा ‘कोअर्डिनेट’ एक्स, वाई र जेडमा स्पेस–टाइम नामको चौथो ‘कोअर्डिनेट’ पनि थपियो । सोही सिद्धान्त प्रतिपादन गरेपश्चात् आइन्स्टाइनको चर्चा चुलियो । आइन्स्टाइनको सिद्धान्त नबुझे पनि उनले गज्जब खोज गरेका हुन् भन्नेमा जगत् विश्वस्त भएको थियो । भनिन्छ, एकपटक आइन्टाइनले चार्ली चाप्लिनलाई भने, ‘तपाईं नबोलेरै दुनियाँलाई हँसाउन सक्नुहुन्छ, म तपाईंको यो खुबीको प्रशंसक हुँ ।’ आइन्स्टाइनलाई चार्लीले भने, ‘म एक शब्द नबोलेरै चर्चित भएँ । तपाईंका एक शब्द पनि मानिसहरू बुझ्दैनन्, तर पनि तपाईं चर्चित हुनुहुन्छ ।’
पृथ्वीको तुलनामा ब्ल्याकहोलको परिधिको समय असाध्यै ढिलो चल्छ । किनभने त्यहाँ गुरुत्वाकर्षण बल ज्यादा रहन्छ । त्यसकारण कुनै पृथ्वीवासी अन्तरिक्षयात्रीले ब्ल्याकहोलको परिधिमा एक वर्ष बिताएर फर्किंदा स्वतः पृथ्वीमा कैयौँ वर्ष बितिसकेको हुन्छ ।
आइन्स्टाइनलाई विख्यात वैज्ञानिक माक्र्स प्लाङ्कले जर्मन आउने निम्तो गरेपछि आइन्स्टाइन सपरिवार जर्मन बसाइँ सरे । लगत्तै विश्वयुद्ध सुरु भयो । विश्वयुद्धमा सामेल भएका बखत आइन्स्टाइन आफ्नै सिद्धान्तबारे गमिरहेका हुँदा हुन्, एक्कासि उनको मनमा प्रश्न जन्म्यो, ‘के मेरो सिद्धान्तले सर्वाधिक चर्चा गरिएको गुरुत्वाकर्षण बल र प्रवेगलाई सम्बोधन गर्यो त ?’ उनले गरेन भन्ने उत्तर पाए । त्यसपछि उनलाई आफ्नै सिद्धान्तप्रति शंका लाग्यो र पुनः सोचमग्न हुन बाध्य भए ।
आइन्स्टाइनको यो सोचले सापेक्षताको अर्को सिद्धान्त जन्मायो, जसलाई अंग्रेजीमा ‘जेनरल थ्योरी अफ रिलेटिभिटी’ भनिन्छ । त्यसपछिको उनको उद्देश्य नै सापेक्षता र गुरुत्वाकर्षण बलको सम्बन्ध खोज्नु बन्यो । आइन्स्टाइनले गुरुत्वाकर्षणलाई सापेक्षतामा जोड्न चाहेको थाहा पाएपछि माक्र्स प्लाङ्कले उनलाई भनेका थिए, ‘एक अनुभवी मित्रका हिसाबले म तिमीलाई त्यसो नगर्न सल्लाह दिन्छु । पहिलो कुरा त तिमी यसमा विफल हुनेछौ, यदि सफल भइहाले पनि तिमीलाई कसैले पत्याउनेछैन । जादु भइकन तिमी सफल भइहाले तिमी अर्को कोपनिकस् कहलाउनेछौ ।’
प्लाङ्कको सुझाबका बाबजुद आइन्स्टाइनले सापेक्षतामा गुरुत्वाकर्षणको सम्बन्ध खोजिरहे । अन्ततः सफल भए । यो विषय बुझ्न उनले एउटा परीक्षण गरे । त्यो परीक्षणको सार यस्तो थियो– मान्नुस्, तपाईं कुनै लिफ्ट चढेर पचासौँ तल्लामाथि गइरहनुभएको छ । एक्कासि, लिफ्टको डोरी चुँडियो र जमिनतिर खस्न सुरु ग¥यो । त्यो भयाभव स्थितिमा तपाईंको शारीरिक अवस्था कस्तो होला भनी कल्पना गर्न सक्नुहुन्छ ? लिफ्ट खस्न सुरु गरेदेखि जमिनमा नबजारिएसम्मको समयमा लिफ्टभित्र सवार तपाईं हावामा तैरिनुहुनेछ । यसरी तैरनु भनेको तौलविहीनता महसुस गर्नु हो । उसो भए शरीरमा पिण्ड भएको तपाईं कसरी तौलविहीन महसुस गर्नुहुन्छ त ? आइन्स्टाइनका अनुसार लिफ्ट जुन प्रवेगमा भुइँतिर झरिरहेको हुन्छ, लिफ्टभित्रको तपाईं पनि उही प्रवेगका साथ पृथ्वीको सतहतिर खसिरहनुभएको हुन्छ । जसरी प्रकाशको गतिमा दौडँदा प्रकाशको सापेक्षमा हाम्रो गति शून्य हुन आउँथ्यो, उसैगरी यो अवस्थामा लिफ्टको सापेक्षमा तपाईंको प्रवेग शून्य हुन आउँछ र तपाईं तौलविहीन महसुस गर्नुहुन्छ ।
स्पेसस्टेशनभित्रका अन्तरिक्षयात्री तैरिनु पनि ठ्याक्कै तौलविहीन महसुस गर्नु हो । यो अवस्थामा गुरुत्वाकर्षण बलले काम गरेको हुँदैन । उसो भए स्पेसमा गुरुत्वाकर्षण बल नभएको हो त ? त्यसो होइन । यो अवस्थामा गुरुत्वाकर्षण बलको प्रभाव नभएको मात्र हो । वास्तवमा, न्युटनको गुरुत्वाकर्ष बलको बुझाइका आधारमा भनिएजस्तो स्याउलाई पृथ्वीले तानेको होइन, पृथ्वीले स्पेसमा पैदा गराएको वक्रले थिचेर पृथ्वीको सतहतर्फ स्याउलाई धकेलेको हो । गुरुत्वाकर्षण बल भनेको तान्नु हो भन्ने बुझाइ आइन्स्टाइनले फेरिदिएका थिए । गुरुत्वाकर्षण बललाई यसरी बुझ्न थाले पनि बह्माण्डलाई बुझ्ने नयाँ काइदा पनि फेला पयो । उसो भए बह्माण्ड कस्तो छ त, यसबारे चर्चा गरौँ । मानिलिनुस् कि तपाईंसँग एउटा पातलो तन्ना छ । उक्त तन्नाले एउटा विशाल मुख भएको कचौरा ढाक्नुभयो । कचौराको मुखलाई तन्नाले तन्काएर बिट मार्नुभयो । अब केटाकेटी उफ्रन बनाइएको ट्रयाम्पोलिन चाहिन्छ । उक्त ट्रयाम्पोलिनको ठिक मध्यभागमा तन्नाले धान्न सक्ने ढुंगो तपाईंले राख्नुभयो । ढुंगा राख्नासाथ तन्नाको मध्यभागमा खाल्टो पर्छ । अब उक्त विशाल कचौराको परिधिमा एउटा सानो बल छाडिदिनुहोस् । उक्त बल गोलाकार वृत्तमा घुम्न सुरु गर्छ । यो घुमाइ ढुंगोले तानेर भएको नभई, ढुंगाको पिण्डले तन्नाको सतहलाई खाल्डो पार्दा तन्नामा पैदा भएको वक्ररेखाका कारण भएको हो ।
सौर्यमण्डल वास्तवमा तपाईंले तयार पार्नुभएको ट्रयाम्पोलिनजस्तै हो । ढुंगाले तन्नामा खाल्टो पारेझैँ सूर्यले स्पेसमा खाल्टो पारेको छ । उसैगरी सूर्य वरिपरि घुम्ने ग्रहहरू ट्रायाम्पोलिनमा तपाईंले छाडेको बलजस्तै हुन् । सोही तवरले हरेक खगोलीय पिण्डले स्पेसलाई खुम्च्याएका हुन्छन् र खुम्चिँदा बनेका वक्रका कारण अर्को सानो पिण्ड त्यसको परिपरि घुम्न सुरु गर्छ । गुरुत्वाकर्षण बल यही हो । यस्ता करोडौँ पिण्ड यो बह्माण्डमा छन् र ब्रह्माण्डरूपी तन्ना ठाउँ–ठाउँमा खुम्चिएको छ ।
यो उदाहरणबाट के बुझिन्छ भने न्युटनले भनेजस्तो सूर्यले आफ्नो सतहतिर पृथ्वीलाई तान्नु गुरुत्वाकर्षण होइन । खासमा स्पेसमा वक्र पैदा हुँदा पृथ्वी सूर्यको वरिपरि घुम्नु गुरुत्वाकर्षण हो । सिंगो ब्रह्माण्डमा हुने यस्ता वक्र पिण्डअनुसार फरक–फरक हुन्छन्, किनकि गह्रौँ पिण्डले स्पेसलाई बढी तन्काउन सक्छ र हलुंगो पिण्डले कम । त्यसकारण स्पेसमा पैदा हुने वक्र एकनाशका हुँदैनन् र समय पनि एकनाशको हुँदैन । किनभने स्पेस÷टाइम एकअर्काका परिपूरक हुन् ।
के हो समययात्रा ?
ब्रह्माण्डमा जहाँ ठूला पिण्ड छन्, त्यहाँको स्पेस बढी खुम्चिएको छ र त्यसले पैदा गराउने गुरुत्वाकर्षण बल स्वतः बढी हुन्छ । यसको ठिकविपरीत त्यहाँको समय भने सुस्त चलेको हुन्छ । अब चर्चा गरौँ, ‘इन्टरइस्टेलर’जस्ता चलचित्रमा प्रयोग गरिएको समययात्राबारे । पृथ्वीको तुलनामा ब्ल्याकहोलको परिधिको समय असाध्यै ढिलो चल्छ । किनभने त्यहाँ गुरुत्वाकर्षण बल ज्यादा रहन्छ । त्यसकारण कुनै पृथ्वीवासी अन्तरिक्षयात्रीले ब्ल्याकहोलको परिधिमा एक वर्ष बिताएर फर्किंदा स्वतः पृथ्वीमा कैयौँ वर्ष बितिसकेको हुन्छ । पृथ्वीमा पाँच वर्षकी सानी छोरी छाडेर ब्ल्याकहोलको परिधि नाप्न तपाईंले उडान भर्नुभयो भने उक्त ब्ल्याकहोलमा केही वर्ष मात्र बिताएको तपाईं युवा नै रहिरहनुहुनेछ । यता पृथ्वीमा भने समय छिटो चलेका कारण तपाईं फर्केर आउँदा तपाईंकी पाँच वर्षकी छोरी बूढी भईकन बितिसकेकी र तपाईंका नाति–नातिना तपाईंभन्दा बूढा भइसकेका हुन सक्छन् । गर्ने हो त समययात्रा ? समययात्राको अवधारणा उही आइन्स्टाइनको सापेक्षताको देन हो ।
समययात्रा सोचेजस्तो सजिलो भने छैन । ब्ल्याकहोलको परिधिसम्म पुग्न सक्ने प्रविधिको विकास पृथ्वीवासीले गरिसकेका छ्रैनन् । पृथ्वीबाट नजिकको भनिएको ब्ल्याकहोल पनि कैयौँ प्रकाश वर्ष टाढा छ । आशा गरौँ, कुनै दिन त्यस्तो अन्तरिक्षयान बन्नेछ, जहाँ चढेर हामी ब्ल्याकहोलको परिधिसम्म पुगी फर्कन सक्नेछौँ र समययात्राको अनुभव गर्नेछौँ । के यो हाम्रै पालामा सम्भव होला त ?
