– नरेंद्र दाभाडे
आजपासून बरोबर १०५ वर्षांपूर्वी म्हणजे २९ मे १९१९ रोजी झालेले सूर्यग्रहण विज्ञानक्षेत्रात विशेष महत्वाचे ठरले आहे. सूर्याच्या प्रखर प्रकाशामुळे त्याच्या लगतचा परिसर आपण पाहू शकत नाही. त्यामुळे तो आपल्याला अज्ञात असतो. मात्र खग्रास सूर्यग्रहणाच्या काळात चंद्र सूर्याला पूर्णपणे झाकून टाकतो. सूर्यासंबंधी विविध प्रयोग व परीक्षणे करण्यासाठी वैज्ञानिक ही संधी साधतात.
२९ मे १९१९ चे सूर्यग्रहण अफ्रिकेच्या पश्चिम भागात दिसणार होते. इ.स. १४१६ पासून १९१९ पर्यंतच्या ५०० वर्षांतील हे सर्वांत दीर्घ काळ म्हणजे जवळ जवळ सात मिनिटे चालणारे सूर्यग्रहण होते. म्हणून अभ्यासक वैज्ञानिकांचे विविध गट आपापल्या प्रयोगांसाठी या भागात डेरेदाखल झाले. इंग्रज वैज्ञानिक सर आर्थर एडिंग्टन आपल्या गटाच्या सदस्यांसोबत अफ्रिकेच्या पश्चिम किनारपट्टी जवळील प्रिन्सिपी या बेटावर तळ ठोकून होते. त्यांचे तेथील प्रयोग व परिक्षण हे आइनस्टाईनच्या एका सिद्धांताची पडताळणी करण्यासाठी होते.
हेही वाचा – हिंदी पट्ट्यातले ‘हिंदुत्व’ भाजपला यंदाही तारेल?
तोपर्यंत आइनस्टाइन हे नाव फारसे कोणाला माहीत नव्हते. भौतिक विज्ञानाचा एक अभ्यासक म्हणून तो त्यावेळच्या वैज्ञानिकांत परिचित होता, एवढेच! पहिल्या महायुद्धाच्या आसपासचा काळ आणि त्या युद्धातील प्रमुख सहभागी देश जर्मनी येथे आइनस्टाइनचे यहूदी कुटुंब स्थिरस्थावर होण्यासाठी धडपडत होते. अशात वयाच्या चोविसाव्या वर्षी आइनस्टाइनला जर्मनीच्या बर्न येथील पेटंट कार्यालयात तृतीय श्रेणीचा तंत्र अधिकारी म्हणून नोकरी मिळाली. या कार्यकाळात त्याने आपली पीएच.डी. देखील पूर्ण केली. मात्र १९०५ या एकाच वर्षात त्याने पाच निबंध सादर करून विक्रम केला. सापेक्षतावाद हा आइनस्टाइनच्या पूर्वीपासून चर्चेत होता. पण त्याने त्यात सुसुत्रता आणून त्यातील त्रुटी पूर्णपणे दूर केल्या. त्यामुळे सापेक्षतावाद म्हटले की फक्त आइनस्टाइनचेच नाव घेतले जाते.
विश्वातील कोणतीही भौतिक घटना सापेक्ष असते. सापेक्ष म्हणजे कशाच्या तरी संदर्भात. प्रत्येक घटनेसाठी एक संदर्भ चौकट असते ज्यात स्थळ, काळ, वेग आदी घटकांचा आंतर्भाव असतो. एका संदर्भ चौकटीतील घटनांसाठी हे घटक सारखेच परिणामकारक असतात. उदाहरणार्थ रस्त्यावरून धावणारी बस ही एक संदर्भ चौकट झाली. बसमधील आसने, प्रवासी, त्यांचे सामान, त्यांनी पायातून काढून ठेवलेल्या चपला, वाहक, चालक या सर्वांचे स्थळ, काळ, वेग आदी सर्व सारखेच असणार. त्याच रस्त्यावरून धावणारी दुसरी बस ही दुसरी संदर्भ चौकट म्हणता येईल. तो रस्ता, दोन्ही बस आणि सभोवतालचा परिसर मिळून वेगळी संदर्भ चौकट तयार होईल. त्या त्या संदर्भ चौकटीत घडणाऱ्या घटना त्या चौकटीतील घटकांच्या संदर्भात घडत असतात. यालाच सापेक्षतावाद म्हणतात.
गॅलिलिओ, न्युटन यांच्या गणिती सूत्रानुसार सापेक्ष घटनांचे स्पष्टीकरण देता येते. तथापि प्रचंड वेग किंवा प्रचंड वस्तुमानाचे अवकाशीय पदार्थ तसेच खूप लांब अंतरावरील घटनांच्यासंदर्भांत तफावत येऊ लागली तेव्हा आइनस्टाइनने आपल्या गणिती सूत्रात गुरूत्वाकर्षण व काळ या घटकांचा समावेश केला. त्यानंतर मात्र विश्वात घडणाऱ्या घटनांचे गती व काळासंबंधी निर्दोष स्पष्टीकरण देता येऊ लागले. याला आइनस्टाइनचा सर्वसाधारण सापेक्षतावाद म्हणतात.
आइनस्टाइनच्या सिद्धांतानुसार अवकाश- काळ ही चतुर्थ मिती असून खगोलीय घटकांच्या वस्तुमानानुसार त्या त्या ठिकाणी अवकाश वक्र होते. खगोलीय घटक म्हणजे ग्रह, तारे, धुमकेतू, कृष्णविवरे आदी. वक्र झालेल्या अवकाशामुळे गुरूत्वाकर्षणाचा परिणाम जाणवतो. आइनस्टाइनचे सापेक्षतावाद गणित हेसुद्धा सांगते की प्रचंड वस्तुमान असलेल्या ताऱ्याच्या गुरूत्वाकर्षण प्रभावाने जवळून जाणारे प्रकाश किरणदेखील वक्र होऊन आपला मार्ग बदलतील. परंतु ही सर्व गणिती आकडेमोड कागदावरच सिद्ध झालेली होती. त्यामुळे जगाने या सिद्धांताची पुरेशी दखल घेतली नव्हती. प्रत्यक्ष प्रयोगाद्वारे आइनस्टाइनचा सापेक्षतावाद सिद्धांत बरोबर असल्याचे पुरावे अद्याप मिळाले नव्हते. त्यासाठी २९ मे १९१९ च्या खग्रास सूर्यग्रहणाचा दिवस सुयोग्य होता.
हेही वाचा – लेख : भूजलाच्या खेळात जमिनीची चाळण
खग्रास सुर्यग्रहणात सुर्यबिंब पूर्णपणे झाकले जाते व अंधार पडतो. त्यावेळी सूर्यबिंबालगतचे तारे सुस्पष्ट दिसतात. अशाच एका ताऱ्याचा वेध एडिंग्टनने दुर्बिणीद्वारे घेतला व त्या ताऱ्याचे स्थान निश्चित केले. हे निरीक्षण ताऱ्यांच्या प्रमाणीत नकाशाशी पडताळण्यात आले. एडिंग्टनने निरीक्षण केलेल्या ताऱ्याची दिशा १.७५ आर्कसेकंद इतक्या कोनीय अंतराने बदललेली आढळली. म्हणजे त्या ताऱ्यापासून निघालेले प्रकाशकिरण सूर्याच्या गुरूत्वाकर्षणाने वक्र होऊन त्यांची दिशा बदलली होती. हे अंतर आइनस्टाइनच्या सापेक्षता सूत्राने काढलेल्या अंतराशी तंतोतंत जुळत होते. १९१६ साली मांडलेला सापेक्षता सिद्धांत २९ मे १९१९ रोजी प्रत्यक्ष प्रयोगाद्वारे सिद्ध झाला.
त्याच वर्षाच्या नोव्हेंबर महिन्यात रॉयल ॲस्ट्रोनॉमिकल सोसायटीच्या सभेत या सूर्यग्रहणातील निरीक्षणे व निष्कर्ष मांडले गेले. त्याला व्यापक प्रमाणात मान्यता मिळाली आणि आइनस्टाइन रातोरात जगप्रसिद्ध झाला. त्याच्या सापेक्षता सिद्धांताने जगाची विचार करण्याची दिशाच बदलून टाकली. या सिद्धांतामुळे विज्ञानाला नवी दिशा मिळाली. खगोल शास्त्रातील अनेक अतर्क्य घटनांचा उलगडा झाला. बुध ग्रहाच्या सूर्याभोवतीच्या विचलीत परिक्रमेचे स्पष्टीकरण मिळाले. नंतरच्या काळात, अगदी आजपर्यंत जगातील सर्व वैज्ञानिकच नव्हेत तर सर्व बुद्धिवंतांच्या मनावरही आइनस्टाइन अधिराज्य गाजवून आहे.
(लेखक भौतिक विज्ञानाच्या क्वांटम भौतिकी व अवकाश- काल शाखेचे अभ्यासक आहेत.)
narendradabhade@gmail.com
आजपासून बरोबर १०५ वर्षांपूर्वी म्हणजे २९ मे १९१९ रोजी झालेले सूर्यग्रहण विज्ञानक्षेत्रात विशेष महत्वाचे ठरले आहे. सूर्याच्या प्रखर प्रकाशामुळे त्याच्या लगतचा परिसर आपण पाहू शकत नाही. त्यामुळे तो आपल्याला अज्ञात असतो. मात्र खग्रास सूर्यग्रहणाच्या काळात चंद्र सूर्याला पूर्णपणे झाकून टाकतो. सूर्यासंबंधी विविध प्रयोग व परीक्षणे करण्यासाठी वैज्ञानिक ही संधी साधतात.
२९ मे १९१९ चे सूर्यग्रहण अफ्रिकेच्या पश्चिम भागात दिसणार होते. इ.स. १४१६ पासून १९१९ पर्यंतच्या ५०० वर्षांतील हे सर्वांत दीर्घ काळ म्हणजे जवळ जवळ सात मिनिटे चालणारे सूर्यग्रहण होते. म्हणून अभ्यासक वैज्ञानिकांचे विविध गट आपापल्या प्रयोगांसाठी या भागात डेरेदाखल झाले. इंग्रज वैज्ञानिक सर आर्थर एडिंग्टन आपल्या गटाच्या सदस्यांसोबत अफ्रिकेच्या पश्चिम किनारपट्टी जवळील प्रिन्सिपी या बेटावर तळ ठोकून होते. त्यांचे तेथील प्रयोग व परिक्षण हे आइनस्टाईनच्या एका सिद्धांताची पडताळणी करण्यासाठी होते.
हेही वाचा – हिंदी पट्ट्यातले ‘हिंदुत्व’ भाजपला यंदाही तारेल?
तोपर्यंत आइनस्टाइन हे नाव फारसे कोणाला माहीत नव्हते. भौतिक विज्ञानाचा एक अभ्यासक म्हणून तो त्यावेळच्या वैज्ञानिकांत परिचित होता, एवढेच! पहिल्या महायुद्धाच्या आसपासचा काळ आणि त्या युद्धातील प्रमुख सहभागी देश जर्मनी येथे आइनस्टाइनचे यहूदी कुटुंब स्थिरस्थावर होण्यासाठी धडपडत होते. अशात वयाच्या चोविसाव्या वर्षी आइनस्टाइनला जर्मनीच्या बर्न येथील पेटंट कार्यालयात तृतीय श्रेणीचा तंत्र अधिकारी म्हणून नोकरी मिळाली. या कार्यकाळात त्याने आपली पीएच.डी. देखील पूर्ण केली. मात्र १९०५ या एकाच वर्षात त्याने पाच निबंध सादर करून विक्रम केला. सापेक्षतावाद हा आइनस्टाइनच्या पूर्वीपासून चर्चेत होता. पण त्याने त्यात सुसुत्रता आणून त्यातील त्रुटी पूर्णपणे दूर केल्या. त्यामुळे सापेक्षतावाद म्हटले की फक्त आइनस्टाइनचेच नाव घेतले जाते.
विश्वातील कोणतीही भौतिक घटना सापेक्ष असते. सापेक्ष म्हणजे कशाच्या तरी संदर्भात. प्रत्येक घटनेसाठी एक संदर्भ चौकट असते ज्यात स्थळ, काळ, वेग आदी घटकांचा आंतर्भाव असतो. एका संदर्भ चौकटीतील घटनांसाठी हे घटक सारखेच परिणामकारक असतात. उदाहरणार्थ रस्त्यावरून धावणारी बस ही एक संदर्भ चौकट झाली. बसमधील आसने, प्रवासी, त्यांचे सामान, त्यांनी पायातून काढून ठेवलेल्या चपला, वाहक, चालक या सर्वांचे स्थळ, काळ, वेग आदी सर्व सारखेच असणार. त्याच रस्त्यावरून धावणारी दुसरी बस ही दुसरी संदर्भ चौकट म्हणता येईल. तो रस्ता, दोन्ही बस आणि सभोवतालचा परिसर मिळून वेगळी संदर्भ चौकट तयार होईल. त्या त्या संदर्भ चौकटीत घडणाऱ्या घटना त्या चौकटीतील घटकांच्या संदर्भात घडत असतात. यालाच सापेक्षतावाद म्हणतात.
गॅलिलिओ, न्युटन यांच्या गणिती सूत्रानुसार सापेक्ष घटनांचे स्पष्टीकरण देता येते. तथापि प्रचंड वेग किंवा प्रचंड वस्तुमानाचे अवकाशीय पदार्थ तसेच खूप लांब अंतरावरील घटनांच्यासंदर्भांत तफावत येऊ लागली तेव्हा आइनस्टाइनने आपल्या गणिती सूत्रात गुरूत्वाकर्षण व काळ या घटकांचा समावेश केला. त्यानंतर मात्र विश्वात घडणाऱ्या घटनांचे गती व काळासंबंधी निर्दोष स्पष्टीकरण देता येऊ लागले. याला आइनस्टाइनचा सर्वसाधारण सापेक्षतावाद म्हणतात.
आइनस्टाइनच्या सिद्धांतानुसार अवकाश- काळ ही चतुर्थ मिती असून खगोलीय घटकांच्या वस्तुमानानुसार त्या त्या ठिकाणी अवकाश वक्र होते. खगोलीय घटक म्हणजे ग्रह, तारे, धुमकेतू, कृष्णविवरे आदी. वक्र झालेल्या अवकाशामुळे गुरूत्वाकर्षणाचा परिणाम जाणवतो. आइनस्टाइनचे सापेक्षतावाद गणित हेसुद्धा सांगते की प्रचंड वस्तुमान असलेल्या ताऱ्याच्या गुरूत्वाकर्षण प्रभावाने जवळून जाणारे प्रकाश किरणदेखील वक्र होऊन आपला मार्ग बदलतील. परंतु ही सर्व गणिती आकडेमोड कागदावरच सिद्ध झालेली होती. त्यामुळे जगाने या सिद्धांताची पुरेशी दखल घेतली नव्हती. प्रत्यक्ष प्रयोगाद्वारे आइनस्टाइनचा सापेक्षतावाद सिद्धांत बरोबर असल्याचे पुरावे अद्याप मिळाले नव्हते. त्यासाठी २९ मे १९१९ च्या खग्रास सूर्यग्रहणाचा दिवस सुयोग्य होता.
हेही वाचा – लेख : भूजलाच्या खेळात जमिनीची चाळण
खग्रास सुर्यग्रहणात सुर्यबिंब पूर्णपणे झाकले जाते व अंधार पडतो. त्यावेळी सूर्यबिंबालगतचे तारे सुस्पष्ट दिसतात. अशाच एका ताऱ्याचा वेध एडिंग्टनने दुर्बिणीद्वारे घेतला व त्या ताऱ्याचे स्थान निश्चित केले. हे निरीक्षण ताऱ्यांच्या प्रमाणीत नकाशाशी पडताळण्यात आले. एडिंग्टनने निरीक्षण केलेल्या ताऱ्याची दिशा १.७५ आर्कसेकंद इतक्या कोनीय अंतराने बदललेली आढळली. म्हणजे त्या ताऱ्यापासून निघालेले प्रकाशकिरण सूर्याच्या गुरूत्वाकर्षणाने वक्र होऊन त्यांची दिशा बदलली होती. हे अंतर आइनस्टाइनच्या सापेक्षता सूत्राने काढलेल्या अंतराशी तंतोतंत जुळत होते. १९१६ साली मांडलेला सापेक्षता सिद्धांत २९ मे १९१९ रोजी प्रत्यक्ष प्रयोगाद्वारे सिद्ध झाला.
त्याच वर्षाच्या नोव्हेंबर महिन्यात रॉयल ॲस्ट्रोनॉमिकल सोसायटीच्या सभेत या सूर्यग्रहणातील निरीक्षणे व निष्कर्ष मांडले गेले. त्याला व्यापक प्रमाणात मान्यता मिळाली आणि आइनस्टाइन रातोरात जगप्रसिद्ध झाला. त्याच्या सापेक्षता सिद्धांताने जगाची विचार करण्याची दिशाच बदलून टाकली. या सिद्धांतामुळे विज्ञानाला नवी दिशा मिळाली. खगोल शास्त्रातील अनेक अतर्क्य घटनांचा उलगडा झाला. बुध ग्रहाच्या सूर्याभोवतीच्या विचलीत परिक्रमेचे स्पष्टीकरण मिळाले. नंतरच्या काळात, अगदी आजपर्यंत जगातील सर्व वैज्ञानिकच नव्हेत तर सर्व बुद्धिवंतांच्या मनावरही आइनस्टाइन अधिराज्य गाजवून आहे.
(लेखक भौतिक विज्ञानाच्या क्वांटम भौतिकी व अवकाश- काल शाखेचे अभ्यासक आहेत.)
narendradabhade@gmail.com
