આઇન્સ્ટાઇનના સિદ્ધાંત અને ભૌતિકશાસ્ત્રના પાયામાં પ્રહારનો ‘સર્ન’સનાટીભર્યો દાવો (જે સાચો હોવાની સંભાવના નહીંવત્‌ છે)

પ્રકાશ કરતાં વઘુ ઝડપ શક્ય છે?

(નોંધઃ આ લેખના પહેલા ફકરામાં થયેલી એક ગફલત અંગે જૂનાગઢના મૌલિક ભટ્ટે ધ્યાન દોર્યા પછી, તેમાં સુધારો કરેલો છે. અગાઉ એવું લખાયું હતું કે પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધારે ઝડપ હાંસલ કરી શકાય, તો ભવિષ્યમાં જવાનું શક્ય બને. ખરેખર, પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધારે ઝડપ હાંસલ કરી શકાય તો ભૂતકાળમાં જવાનું શક્ય બને.) આ ગફલતથી લેખનો પહેલો ફકરો અપ્રસ્તુત બની ગયો છે. છતાં ભૂલ ન થાય એના પૂરા પ્રયાસ સાથે, ભૂલ થાય તો તેની કબૂલાત પણ જાહેર હોવી જોઇએ, એ ધોરણે એ ભૂલવાળો ફકરો અહીં યથાવત રાખ્યો છે.)

કેટલીક ફિલ્મોમાં ને કથાઓમાં એવું બતાવાય છે. રસ્તાની બાજુ પર ઉભેલો એક માણસ તેની સામેથી પસાર થતી મોટરને જોઇને ચીસ પાડી ઉઠે અને એ મોટર આગળ જઇને ભટકાય. ‘મેટ્રિક્સ’ ફિલ્મમાં બને છે તેમ, દૈવી શક્તિ ધરાવતું એક પાત્ર હીરોને કહે ‘જરા પેલી ફૂલદાની સંભાળજે.’ હીરો ‘કઇ ફૂલદાની?’ એવું પૂછવા જાય એ જ વખતે ટેબલ પરથી ફૂલદાની નીચે પડે. ટૂંકમાં ભવિષ્યની ઘટના બનતાં પહેલાં તેના વિશે ખબર પડી જાય.

આ પ્રકારની ‘શક્તિ’ કે ‘વિદ્યા’ને જ્યોતિષથી માંડીને વિવિધ આઘ્યાત્મિક નામ આપવામાં આવે છે અને તેની સિદ્ધિના દાવા કરવામાં આવે છે. એવી કોઇ શક્તિની ખરાઇની ચર્ચામાં ન પડતાં વિજ્ઞાનની રીતે વિચારીએઃ ભવિષ્યમાં જવાનું શક્ય બને તો તેના વિશે ખાતરીપૂર્વક જાણી શકાય, પરંતુ ભવિષ્યમાં જવું શી રીતે? તેનો એક જવાબ છેઃ જો પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધારે ઝડપ હાંસલ કરી શકાય, તો ભવિષ્યમાં જવાનું શક્ય બને-

- અને તો આ લેખ લખાય, એ પહેલાં જ વાચકોએ (અને લેખકે પણ) એને વાંચી કાઢ્‌યો હોય એવું બની શકે. કમ સે કમ થિયરીની રીતે એવું કલ્પી શકાય.

પણ આ મીઠી કલ્પનાની આડે આઇન્સ્ટાઇનનો સિદ્ધાંત મોટો અવરોધ બનીને ઊભો છે. સાપેક્ષવાદ- સ્પેશ્યલ થિયરી ઓફ રિલેટીવિટીના સિદ્ધાંતમાં તેમણે ફરમાવ્યું છે કે બ્રહ્માંડના સુપર હાઇવે માટેની આખરી અને મહત્તમ ગતિમર્યાદા છેઃ પ્રકાશની ઝડપ એટલે કે ૨,૯૯,૭૯૨.૪૫૮ કિલોમીટર પ્રતિ સેકંડ. (શાળામાં ભણાવાય છે તેમ, ૩ લાખ કિલોમીટર પ્રતિ સેકન્ડ) તેનાથી વધારે ઝડપ મેળવવાનું કોઇના માટે શક્ય નથી.

અત્યાર લગી આ વાત ‘પૃથ્વી સૂર્યની આસપાસ પરિભ્રમણ કરે છે’ એ પ્રકારના અફર વૈજ્ઞાનિક સત્ય જેવી ગણાતી હતી. હજુ આ લખાય છે ત્યાં સુધી એનો દરજ્જો અડીખમ ઇમારત જેવો જ રહ્યો છે, પણ ગયા મહિને થયેલી, હળવા ભૂકંપ જેવી એક જાહેરાત પછી તેના પાયામાં સહેજ થરકાટ થયો છે. અલબત્ત, એ કંપન માટે વૈજ્ઞાનિક સંભાવના કરતાં વધારે પ્રસાર માઘ્યમો દ્વારા સર્જિત વિસ્ફોટ જવાબદાર છે.

એકાદ સદીથી સ્વીકારાયેલી, ઘણી અગ્નિપરીક્ષાઓ હેમખેમ પસાર કરી ચૂકેલી આઇન્સ્ટાઇનની થિયરીમાં, મહત્તમ ગતિમર્યાદા જેવા પાયાના મુદ્દે શંકા થાય અને કોઇ કણ માટે પ્રકાશની ગતિને આંબી જવાનું શક્ય બને, એવો દાવો આમ તો પહેલી અપીલમાં જ નીકળી જાય. પરંતુ દાવો કરનાર સંસ્થા ‘સર્ન’ (યુરોપીઅન ઓર્ગેનાઇઝશન ફોર ન્યુક્લીઅર રીસર્ચ) જેવી નામી-પ્રતિષ્ઠિત હોય અને તેના સંશોધકોએ પૂરતી ચકાસણી પછી આ શંકા વ્યક્ત કરવાની હિંમત કરી હોય, ત્યારે તેના વિશે કમ સે કમ વાત કરવાનું કારણ ઊભું થાય છે.

‘સર્ન’ દ્વારા ૨૦૦૮માં જમીનથી ૧૦૦ મીટર નીચે ૨૭ કિલોમીટરના પરીઘમાં પથરાયેલી ટનલમાં એક મહાપ્રયોગનો આરંભ થયો. ‘લાર્જ હેડ્રન કોલાઇડર’ તરીકે ઓળખાતી એ ટનલના પ્રયોગનો મુખ્ય હેતુ બ્રહ્માંડના આરંભિક સંજોગોનો તાગ મેળવવાનો હતો. એક પ્રચલિત થિયરી મુજબ, બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિ પછી તરતના ગાળામાં ‘ગૉડ પાર્ટિકલ’ (વૈજ્ઞાનિક પરિભાષામાં ‘હિગ્સ બોસોન’) તરીકે ઓળખાતા કણ ઉદ્‌ભવ્યા, જેમનો વિસ્તાર થતાં અત્યારે અફાટ જણાતું બ્રહ્માંડ બન્યું.

ખરેખર ‘ગૉડ પાર્ટિકલ’ અસ્તિત્ત્વ ધરાવે છે? કે તે વિજ્ઞાનક્ષેત્રે પુરવાર ન થયેલી વઘુ એક કલ્પના બની રહેવાનો છે? આ સવાલનો જવાબ ‘સર્ન’ના પ્રયોગોમાંથી મળવાની આશા હતી. તેના માટે લાંબી ટનલોમાં નિયંત્રીત વાતાવરણ વચ્ચે પ્રકાશની ઝડપે ગતિ કરતા કણો વચ્ચેની ટક્કરનું આયોજન કરાયું છે.

પ્રકાશની ઝડપે અથડામણના સંજોગો સર્જવા તૈયાર કરાયેલા ‘લાર્જ હેડ્રન કોલાઇડર’માં નાની-મોટી યાંત્રિક ખામીઓને લીધે તેની કામગીરી થોડો સમય ખોરવાઇ. પ્રકાશની ઝડપે થનારી કણોની અથડામણ અને ‘ગૉડ પાર્ટિકલ’ની તલાશ પણ એટલા પૂરતી પાછી ઠેલાઇ. પણ ૨૦૦૯થી ફરી શરૂ થયેલા આ પ્રયોગમાં ‘જાતે થે જાપાન, પહુંચ ગયે ચીન’ જેવી એક અજાયબી નોંધાઇ. ગયા મહિને ‘સર્ન’ દ્વારા કરાયેલી જાહેરાત મુજબ, જીનીવા (સ્વિત્ઝર્લેન્ડ)ના લાર્જ હેડ્રન કોલાઇડરમાંથી ૪૫૪ માઇલ દૂર આવેલી ઇટાલીની પ્રયોગશાળામાં મોકલવામાં આવેલા ન્યૂટ્રિનો કણો પ્રકાશની ઝડપ કરતાં પણ વધારે ઝડપે પહોંચી ગયા. ચોક્કસ માપ કહેવું હોય તો, પ્રકાશની ઝડપ કરતાં, સેકન્ડના ૬૦ અબજમા ભાગ જેટલા વહેલા!

‘સર્ન’ દ્વારા આ જાહેરાત જોકે બહુ મોટા વૈજ્ઞાનિક પરિણામ તરીકે નહીં, પણ એક વિસંગતી તરીકે કરવામાં આવી હતી અને દુનિયાના બીજા વૈજ્ઞાનિકો આ વિસંગતી લક્ષ્યમાં લઇને વઘુ તપાસ કરે (અને તેને ખોટી જાહેર કરે) એવો જાહેર અનુરોધ પણ કરવામાં આવ્યો. પરંતુ એક સદીથી અડીખમ ઊભેલા આઇન્સ્ટાઇનને ખોટો પુરવાર કરવા ઇચ્છતા અને પુરવાર નહીં કરી શકેલા વૈકલ્પિક સમજૂતીઓવાળા સંશોધકોથી માંડીને પ્રસાર માઘ્યમોને ‘સર્ન’ની જાહેરાતમાંથી ભાવતો મસાલો મળી ગયો. બહારના વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા જેની હજુ તલસ્પર્શી તપાસ થશે એવી એક વિસંગતીના આધારે કલ્પનાના ઘોડાની રેસ ચાલુ થઇ ગઇ (જેની એક ઝલક આ લેખના આરંભે નમૂનાલેખે આપી છે.)

વિજ્ઞાનમાં આઇન્સ્ટાઇન કે બીજું કોઇ પણ ‘પવિત્ર ગાય’ નથી અને ‘આઇન્સ્ટાઇન ખોટા હોઇ જ ન શકે’ એવા ઝનૂનનો પણ સવાલ નથી. જેનો સિદ્ધાંત ટકે તે સાચો, એ સીધો ને અઘરો નિયમ છે. આઇન્સ્ટાઇનના સિદ્ધાંતનું જમા પાસું એ છે કે અત્યાર સુધીની અનેક કસોટીઓમાં તે સો ટચનો સાબીત થતો રહ્યો છે. બીજી તરફ, ‘સર્ન’ની ‘સર્ન’સનાટી સર્જનારી જાહેરાતમાં ઓગણીસ-વીસ થવાની ઘણી શક્યતાઓ છે.

સૌથી પહેલો શંકાસ્પદ આસામી ન્યૂટ્રિનો કણ પોતે છે. તેને જોઇ શકાતો નથી, એટલે તેની હાજરી સાંયોગિક પુરાવાથી નક્કી કરવાની રહે છે. ગતિ કરતા કણની ઝડપ સેકન્ડના ૬૦ અબજમા ભાગ સુધી માપવાની યંત્રસામગ્રી હોવા છતાં તે ન્યુટ્રિનો જેવા ‘મિસ્ટર ઇન્ડિયા’ છાપ કણમાં કેટલી હદે ભરોસાપાત્ર ગણાય તે સવાલ રહે છે. આ પ્રયોગમાં બન્ને પ્રયોગશાળા વચ્ચેના અંતરની ચોક્સાઇપૂર્વક માપણી પણ એક મહત્ત્વનું પરિબળ છે. બન્ને પ્રયોગશાળાનાં ઘડિયાળ સેકન્ડના ૬૦ અબજમા ભાગ સુધીનો તફાવત દર્શાવી શકે એટલી હદે ‘મેળવાયેલાં’ હોવાં જોઇએ, તે પણ મહત્ત્વનો તકાદો છે. આવાં અનેક પરિબળોને એક તરફ ઘ્યાનમાં લઇએ, તો બીજી તરફ અત્યાર સુધી થયેલા ન્યુટ્રિનોની ઝડપ વિશેના અભ્યાસ પણ ‘સર્ન’ના પરિણામની તરફેણ કરતાં નથી. ખ્યાતનામ સંશોધક લોરેન્સ ક્રોસે વીસ વર્ષ પહેલાં એક સાથીદાર સાથે કરેલા પ્રયોગોનો હવાલો આપીને લખ્યું છે કે દૂરસુદૂર વિસ્ફોટ પામતા એક તારામાંથી દોઢ લાખ પ્રકાશવર્ષનું અંતર કાપીને આવેલા પ્રકાશ અને ન્યુટ્રિનોના કણો- એ બન્નેની ઝડપ તેમણે માપી હતી. ‘સર્ન’ની જાહેરાત પ્રમાણે, ૪૫૪ માઇલની દૂરીમાં પ્રકાશ કરતાં ન્યુટ્રિનો કણો સેકન્ડના ૬૦ અબજમા ભાગ જેટલા વહેલા પહોંચતા હોય, તો દોઢ લાખ પ્રકાશવર્ષ છેટેથી આવતા પ્રકાશ અને ન્યુટ્રિનોને પૃથ્વી પર પહોંચવામાં સમયનો મોટો તફાવત પડવો જોઇએ. પરંતુ લોરેન્સ ક્રોસે નોંઘ્યું કે એવો કોઇ નોંધપાત્ર ફરક તેમને જોવા મળ્યો ન હતો.

ન્યુટ્રિનોનું અસ્તિત્ત્વ નરી આંખે નહીં, પણ સાંયોગિક રીતે તપાસવું પડતું હોય છે. એ રીતે ભૂગર્ભમાં રહેલાં ન્યુટ્રિનો ડિટેક્ટરમાં ક્રોસ અને તેમના સાથીએ ૧૯ વાર ન્યુટ્રિનોની હાજરી પરખાઇ હતી, પણ એ બધી પ્રકાશનાં કિરણોની લગભગ સમાંતરે જ હતી. એટલે લોરેન્સ ક્રોસે એવી ચિંતા પણ વ્યક્ત કરી છે કે ‘સર્ન’ જેવી સંસ્થા દ્વારા જાહેર થયેલી વિસંગતીને આ હદે ચગાવવાનું યોગ્ય નથી. બલ્કે, આગળ જતાં એ ખોટી સાબીત થશે (જેની શક્યતા પૂરેપૂરી છે) તો પણ ‘સર્ન’નું નામ બીજી વધારે મહત્ત્વની શોધોને બદલે, આ ખોટી પડેલી આગાહી સાથે સંકળાઇ જશે.

કણોની ઝડપ અંગે આઇન્સ્ટાઇને બાંધેલી ગતિમર્યાદા ખોટી પડે કે ભૌતિકશાસ્ત્ર, ખગોળશાસ્ત્ર અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ સહિત ઘણી શાખાઓના નિયમોનો એકડો નવેસરથી માંડવાનો થાય, એ પણ હકીકત છે. એટલે, ‘આઇન્સ્ટાઇનનો સિદ્ધાંત ખોટો પડ્યો’ એવું અત્યારે વાંચવા કે સાંભળવા મળે ત્યારે, એક ગ્લાસ પાણી પીને,‘ ‘સર્નની શંકા ખોટી પુરવાર થઇ’ એવા ભવિષ્યકાળના સમાચાર પોતાના માનસપટ પર વાંચવાનો પ્રયાસ કરજો. એમાં સફળતા મળવાની સંભાવના પૂરેપૂરી છે.