ग्राविटेशनल वेव्ज

ग्राविटेशनल वेव्ज (पार्ट 1)
.......
अफाट प्रकरण आहे हे. असे काही असते हे आपणांस अत्यंत क्लिष्ट आणि प्रगत अत्याधुनिक तंत्राने काल कळलेय आणि हे शंभर वर्षांपूर्वीच आइनस्टाईनला कळले होते, म्हणजे काय अफाट माणूस असेल ना हा. भारतात जन्मता तर आतापर्यंत देव घोषित होता.
आपण ही नेमकी काय भानगड आहे ते समजून घ्यायचा प्रयत्न करू. लगेच मी ग्राविटेशनल वेव्ज वर येणार नाही थोडे आधीपासून सुरुवात करू आणि हळू हळू ग्राविटेशनल वेव्ज आणि काल नेमके काय झालेय त्यापर्यंत येऊ.
बहुतेक सर्वांना ग्राविटी म्हणजे काय हे माहीत असेल. तर जे सर्वश्रुत आहे आणि जे न्यूटनला सफरचंद पडताना पाहुन कळले ते गुरुत्वाकर्षण म्हणजे विश्वातल्या प्रत्येक दोन वस्तूंत असलेले एकमेकांस आकर्षित करणारे बल किंवा फोर्स होय. म्हणजे मित्रांनो एखादी सुंदर मुलगी जरी कितीही तिरस्काराने तुम्ही समोर आल्यावर तुमच्याकडे बघत असेल तरीही न्यूटनच्या व्याख्येप्रमाणे तिच्यात तुमच्यासाठी आणि तुमच्यात तिच्यासाठी एक आकर्षण असतेच असते. ते आकर्षण म्हणजे गुरुत्वाकर्षण.!! पृथ्वी आणि चंद्रात ते आहे, पृथ्वी आणि सुर्यातही आहे,सफरचंद आणि पृथ्वीतही आहे, आणि अगदी अत्यल्प प्रमाणात सफरचंद आणि चंद्रात सुद्धा आहे. या व्याख्येप्रमाणे जेव्हा सफरचंद झाडावरून पृथ्वीवर पडते तेव्हा ते पडत नसते तर ते पृथ्वीकडे आकर्षित होत असते किंवा खेचले जाते. आणि गंमत म्हणजे पृथ्वीसुद्धा सफरचंदाकडे थोडीशी खेचली जाते. हे खेचणे खरेतर ज्याचे वजन जास्त त्याचेकडे अधिक होते. आता पृथ्वीचे वजन सफरचंदापेक्षा किती जास्त. म्हणून तिचे सफरचंदाकडे सरकणे हे तुलनेत अत्यंत नगण्य असते. म्हणजे वस्तू जेवढी अधिक जड तेवढी ती दुसऱ्या तिच्यापेक्षा हलक्या वस्तूस स्वतःकडे अधिक आकर्षून घेते. माझे वजन वाढल्याबद्दल बायको जेव्हा जेव्हा तक्रार करते तेव्हा मी तिला हेच सांगतो पण तिला पटत नाही.

तर मित्रहो तुमची स्वप्नसुंदरी तुम्हास भीक घालत नाही तरी खचू नका. तिने कितीही नाकारले तरी तिच्या आणि तुमच्यात एक गुरुत्वीय आकर्षण असतेच जे ती मिटवू शकत नाही. तेव्हा निराश होऊ नका, "न्यूटन बाबा की जय" बोला आणि आनंदात रहा. न्यूटन सुद्धा भारतात जन्मता तर आज त्याची गावोगावी मंदिरे होती पण असो.
हे गुरुत्वाकर्षण न्यूटनने गणिताने सिद्ध केले असले तरीही त्याला काही मर्यादा आहेत. आणि आइनस्टाइन तर वेगळीच कथा सांगतो.

आइन्स्टाइनने जे मांडले ते थोडे क्लिष्ट आहे. थोडे अधिक कष्ट पडतील समजून घ्यायला. समजले नाही तर सांगा आपण अजून सोप्या भाषेत सांगायचा प्रयत्न करू. आइन्स्टाइन म्हणतो की स्पेस (म्हणजे आपल्या भोवतालची जागा जिला आपण सहसा मोकळी जागा समजतो. किंवा दुसरे ग्रह तारे हे स्पेस मध्ये आहेत असे म्हणतो तीच ही स्पेस) ही एखाद्या कापडासारखी असते. म्हणजे चार जणांनी एक पडदा चारही कोपरे धरून अतिशय ताणून धरला तर तो कसा एकदम सपाट दिसेल? तसेच काहीसे. आता समजा आपण त्या ताणून धरलेल्या कापडावर एक अत्यंत अधिक वजनाचा लोखंडी गोळा टाकला तर काय होईल? तो गोळा बरोबर मध्ये जाऊन थांबेल आणि स्वतःभोवती पडद्याचा एक खोलगट भाग तयार करेल. तुम्ही गादीवर बसले तरी तिच्या सरफेसवर एक छोटा खड्डासा बनतो ना तसेच. तर हा गोळा जवळ जवळ उखळासारखा खड्डा बनवतो त्या पडद्यावर. (उखळ? पण ते तर भारताचे आहे. म्हणजे पूर्वजांनी उखळ बनवले ते प्रत्येकाला ही वक्र स्पेसटाईम कन्सेप्ट समजावी म्हणून.!! म्हणजे हा शोध खरा भारताचाच. या टाईपचे निर्बुद्ध कांडण करून आपले उखळ पांढरे करून घेणारांना एक संधी)

थोडे कल्पनारंजन करावे लागेल बरेका मित्रों, तर एकंदर चित्र असे आहे की आपण एक जड लोखंडी गोळा एका ताणून धरलेल्या पडद्यावर टाकला, तो बरोबर मध्यभागी जाउन थांबला आणि त्याने भोवती एक थोडा उखळासारखा पण तोंड अधिक मोठे असलेला खोलगट भाग तयार केला.
आता तुम्ही गोट्या खेळला असालच. समजा एक गोटी घेतली आणि ती पडद्याच्या एका बाजूला ठेवली तर काय होईल? पडदा खोलगट झाल्याने ती गोटी घरंगळत त्या मध्यभागी आधीच गेलेल्या जड लोखंडी गोळ्याकडे जाईल. बरोबर.? मग आता सांगा पुढे काय होईल? नो आयडीया? मग काय करायचे? IIN ला एडमिशन घ्यायचे की त्या ४G वाल्या अतिशहाणीला विचारायचे? नाही नाही असे काही करायचे नाही फक्त पुढे वाचायचे.

तर ती गोटी घरंगळत त्या गोळ्याजवळ जाइल पण त्याला सरळ धडकणार नाही. तर ती त्याचेभोवती बनलेल्या उखळासारख्या त्या खोलगट भागावर फिरेल आणि त्यामुळे त्या लोखंडी गोळ्याला टेकण्याआधी त्याचे भोवती थोडावेळ गोल गोल गिरक्या घेईल (जशी पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते तशी) आणि मगच त्याला भिडेल. (नाही होत का इमाजीन? मग एक काम करा ना मित्रों, गुगल मध्ये curved spacetime हे सर्चा आणि विडीओ रिजल्ट येतील त्यातला एक बघा. आणि बघून झाल्यावर परत हे वाचायला या, नाहीतर जाल विसरून)
अगदी असेच होते आपल्या जगात. सफरचंद पृथ्वीकडे आकर्षिले जात नाही तर घरंगळते. कारण त्या लोखंडी जड गोळ्याने पडद्यावर केलेल्या खोलगट उखळासारख्या भागाप्रमाणे पृथ्विनेही आपल्या प्रचंड वजनामुळे स्वत:भोवती स्पेसचे तसेच उखळ तयार केलेले असते. आणि सफरचंदाचे वजन अतिशय कमी असल्याने व पृथ्वी आणि त्याच्यातले अंतर अत्यंत नगण्य असल्याने ते गोल न फिरता सरळ घरंगळत पृष्ठभागावर आदळते.

अशाप्रकारे न्यूटन आणि आईन्स्टाईन असे दोघेही गुरुत्वकर्षणाबद्दल वेगवेगळ्या कल्पना मांडतात. आणि गम्मत म्हणजे न्युटनची गणिते आणि आइनस्टाईनची गणिते अशी दोन्ही बरोबर येतात. आज जरी आइनस्टाईनची थिअरी अधिक मान्यताप्राप्त असली तरी आजही रॉकेट उडवण्यापासून, कार चालवण्यापर्यंत सर्वत्र न्युटनचीच थिअरी वापरली जाते.
..
आता पुढच्या स्फुटात (पार्ट २) थोडी एक्शन आणू. न्यूटन आणि आईन्स्टाईन यांना जरा एकमेकांशी भिडवू. फक्त थोडी वाट पहा.

..


ग्राविटेशनल वेव्ज (पार्ट 2)

न्यूटन आणि आईन्स्टाईन यांना लढवण्याआधी आपण अजय देवगण आणि शाहरुख खानला लढवू. विजयपथ आणि करण अर्जुन (हो हो तोच. "मेरे करण अर्जुन आयेंगे"वाला. या दोन्ही चित्रपटांत एक सेम टू सेम सीन आहे. घोड्यावर बसून हिरो गलोरीने दगड मारतो. हे दोन्ही चित्रपट मुद्दाम एकाच वेळी खुन्नसवर रिलीज झाले होते हेच ते दोघा हिरोंचे भांडण. आता फास्टेस्ट घोड्याचा स्पीड असतो ५० किमी प्रती तास आणि गलोरीचा साधारण १५० किमी प्रती तास असावा. तर मग न्यूटन म्हणतो की घोड्याचा वेग सुद्धा गलोरीने मारलेल्या दगडाच्या स्पीडमध्ये कॉंट्रीब्युट करेल आणि मग गलोरीचा इफेक्टिव स्पीड हा २०० किमी प्रती तास होईल. बात तो लॉजिक की है ना मियां. डॉपलर इफेक्टही याला पुष्टी देतो.
पण आता घोडा आणि गलोर सोडू आणि थोड्या अजून फास्ट उदाहरणांकडे येऊ. प्रकाशाचा वेग हा जगात सर्वात अधिक फास्ट आहे हे आपण जाणतोच (३लाख किमी प्रती सेकंद). मग समजा भारतात येऊ घातलेली बुलेट ट्रेन ही अत्यंत फास्ट म्हणजे १००० किमी प्रती तास स्पीडची बनली, किंवा थोडी अजून लिबर्टी घेऊ व ट्रेन १००० किमी प्रती सेकंद स्पीडने पळू लागली असे समजू. आणि समजा आपण रजनीकांतला तिच्या टपावर बसवले, ते सुद्धा टोर्च घेऊन, (कारण हे फक्त रजनीकांत एकटा करू शकेल, शाहरुखही ट्रेनच्या टपावर जातो पण फक्त मलाइका सोबत नाचण्यासाठी त्यामुळे तो काही कामाचा नाही या कामी, इथे आपल्याला टोर्च धरणारा पाहिजे).

तर मग समजा ट्रेन धुरांच्या रेषा हवेत काढीत मामाच्या गावाला निघाली आणि मधेच अंधार पडला (माहित आहे बुलेट ट्रेनला धूर नसतो, पण टपावर कोण बसले आहे? टपावर बसलेला रजनीकांत बिडी तो पी सकता है, धूर त्या बिडीचा आहे रे). आता अंधार पडला की रजनीकांत लगेच स्टाइलमधे एक काळा गॉगल डोळ्यांवर चढवेल. (काळा गॉगल? अंधारात? मग. रजनीकांत है वह) आणि मग तेवढ्याच स्टाइलमधे हातातला टोर्च ऑन करेल आणि गाडीला रस्ता दाखवेल.
आता टोर्च मधला प्रकाश ३ लाख किमी प्रती सेकंदाच्या वेगाने बाहेर पडेल. आणि गाडीचा स्पीड ऑलरेडी १००० किमी प्र से आहे. मग टोर्च मधून निघालेल्या प्रकाशाचा इफेक्टिव स्पीड हा घोडा गलोरी प्रमाणेच एकत्र होऊन ३ लाख एक हजार किमी प्रती सेकंद एवढा होईल? न्यूटन तर म्हणतो की होईल. मग तो होतो का खरेच?

बरोबर १५ वर्षांपूर्वी मला वाटायचे की ५ हजार रुपये महिना पगार असलेली नोकरी मिळाली तर मी जाम ऐश करेन. वर्षभर पैसे साठवून फ़ाइव स्टार हॉटेलात महीनाभर जेवेन. जेव्हा १५ हजाराची मिळाली तेव्हा वाटायचे की पगार २५ हजार झाला की ऐश करेन. आणि आज त्याहूनही अधिक पगार असूनही मला काही म्हणावी ती ऐश करता येतच नाही. कारण पगार वाढला तर गरजा वाढल्या, खर्च वाढले, महागाई वाढली आणि फ़ाइव स्टार हॉटेलचे रेट सुद्धा प्रचंड वाढले त्यामुळे फ़ाइव स्टार हॉटेलात एक महिना मेस लावण्याची माझी इच्छा "जैसे थे"च राहीली. अगदी हेच होते प्रकाशाच्या बाबतीत सुद्धा. जसे पगार वाढूनही माझी इच्छा तशीच राहते तसेच प्रकाशाचा वेग हा ३ लाख किमी प्र से एवढाच राहतो. मग भलेही आपण अगदी प्रकाशाच्या वेगाने चालणाऱ्या ट्रेनच्या टपावर बसवून रजनीकांतला टोर्च मारायला सांगितले तरी प्रकाशाचा वेग हा ३ लाख किमी प्र से एवढाच राहतो. आणि हे असे का होते ते न्युटनच काय इतर कुणालाही सांगता आले नाही... आणि मग फटा पोष्टर आणि ते सांगायला आला आपला हिरो आईन्स्टाईन.
जसे पगार वाढूनही माझी महिनाभर मेस लावण्याची इच्छा आणि तिची पूर्तता यांच्यातले अंतर हे तेवढेच राहिले जेवढे १५ वर्षांपूर्वी होते तसेच वेहीकलचा स्पीड वाढूनही त्यावरून पुढे निघालेल्या लाईटचा इफेक्तीव स्पीड हा वाढत नाही तर ३ लाख एवढाच कोंस्टंट राहतो. हॉटेलात मेस न लावण्याचे कारण असे की पगार वाढला त्या बरोबर रीलेटीवली महागाई आणि हॉटेलचे रेटही वाढले मग वेहीकलचा स्पीड वाढूनही प्रकाशाचा स्पीड तेवढाच राहण्याचे कारण सुद्धा असेच काहीतरी असेल. हीच ती आईन्स्टाईनची रिलेटीविटीची थिअरी. आईन्स्टाईन म्हणतो की प्रकाशाचा वेग वाढला की रीलेटीवली स्पेस सुद्धा त्याच प्रमाणात प्रसरण पावते आणि मग प्रकाशाचा नेट वेग हा ३ लाख एवढाच राहतो. तो त्यापेक्षा वाढू शकत नाही. म्हणजेच स्पेस आणि स्पीड किंवा टाईम म्हणू यांच्यातिल संबंध हा कोंस्टंटच राहतो.

अगदी आरोहीला (माझी कन्या इयत्ता तिसरी) सुद्धा येईल अशा गणिताने हे समजून घेऊ. समजा A आणि B या दोन संख्या आहेत आणि तुम्हाला सांगितले की A भागीले B हे नेहमी ५ एवढेच राहते. (A / B =५) मग हा रेशो कोंस्टंट ठेवण्यासाठी जर A २५ झाला तर B हा ५ होईल. जर A हा ५० झाला तर B ही १० होईल. पण दोघांचा रेशो नेहमीच ५ राहील. अगदी तसेच टाईम वाढला की स्पेस सुद्धा वाढते आणि मग दोघांचा रेशो म्हणजे स्पेस भागिले टाईम म्हणजेच डीस्टंस बाय टाईम म्हणजेच स्पीड हा नेहमी कोंस्टंटच म्हणजे ३ लाख एवढाच राहतो.
पण न्यूटन म्हणतो की हे बकवास आहे (न्यूटन म्हणजे त्याची थिअरी म्हणते. कारण हे आइनस्टाईनने सांगितले तेव्हा न्यूटन हा ऑलरेडी उर्वशी/रंभेची सेवा प्राप्त करता झालेला होता), तो म्हणतो की स्पेस काही वाकत बिकत नाही (मोडेल पण वाकणार नाही हा स्पेसचा सुद्धा बाणा आहे) किंवा प्रसरण अथवा आकुंचनही पावत नाही. ती जशी आहे तशीच राहते. ते उखळ बिखळ काही बनत नाही. पण आइनस्टाईन हा उखळावर ठाम होता. मग काय करावे?
हा सूर्य आणि हा जयद्रथ ही टेस्ट व्हायलाच हवी. मग ही टेस्ट घ्यावी कशी? आपल्या जवळची सर्वात जड वस्तू जिच्या आजूबाजूची स्पेस वक्र झाली आहे की नाही ते पाहता येईल अशी एकच वस्तू आहे ती म्हणजे सूर्य. मग सूर्याभोवती उखळ बनले आहे की नाही हे टेस्ट करायचे. पण ते कसे टेस्ट करावे?

जर स्पेस वक्र झाली आहे तर त्या स्पेस मधून जाणारा प्रकाश सुद्धा सरळ न जाता वक्र होऊनच गेला पाहीजे. मग आपण एक काम करू, सूर्याच्या मागे असलेला एखादा तारा निवडू आणि मग त्या ताऱ्यावरून निघालेला प्रकाश पृथ्वीवर येताना सूर्याजवळ जर वक्र झाला तर आईन्स्टाईन खरा, पण जर तो वक्र झाला नाही तर दिवसभरात जयद्रथ न मेल्यामुळे चिताप्रवेश करणाऱ्या अर्जुनासारखे आईन्स्टाईननेही गचपडीची गोळी घ्यावी.
ठरले तर मग. पण एक प्रोब्लेम आहे. सूर्य स्वत:च इतका प्रखर आहे की त्याच्या मागून येणाऱ्या ताऱ्याचा इवलासा प्रकाश इथे पृथ्वीवर मोजताच येत नाही. (आता यावर असे असेल तर ही मोजणी सूर्य नसताना म्हणजे रात्री करा असे कुणी सांगू पाहत असेल तर त्याने सरळ पाकिस्तानात जावे)
मग यावर उपाय सापडला. जेव्हा खग्रास सूर्यग्रहण असेल तेव्हा अशी मोजणी करायची. मग तो योग आला १९१९ मध्ये. सूर्याच्या मागे एक तारा फिरता भासतो. त्याच्यावरून येणारा प्रकाश खग्रास सुर्यग्रहनात मोजला गेला.
आता नेमके काय झाले ते समजण्यासाठी पुढे वाचण्याआधी खाली असलेली इमेज पहा.

पृथ्वीवरून तो तारा आधी १ या पोजिशन वर असताना बरोबर सरळ रेषेत त्याचा प्रकाश पृथ्वीवर आला. तो २ वर गेला तेव्हा ही सरळ रेषेत प्रकाश आला. पोजिशन ३ ला थोडा प्रोब्लेम आला आणि रीडिंग नीट आले नाही. तो ४ वर होता तेव्हा त्याचा काहीही प्रकाश पृथ्वीवर आला नाही. आता पृथ्वीचा स्पीड माहित असल्याने नेमक्या कोणत्या वेळी तो तारा पुन्हा सरळ रेषेत येईल म्हणजे पोजिशन ६ वर येईल हे सर्वांना माहित होते. जर तो नेमका त्याच वेळी ६ वर आला तर याचा सरळ अर्थ हा की प्रकाश सूर्याभोवती वाकला नाही. मग प्रत्यक्षात काय झाले? तर झाले असे की पोजिशन ६ वर असताना तो तारा दिसायला हवा होता मात्र तो दिसला अपेक्षेपेक्षा थोडा लवकर म्हणजे पोजिशन ५ वर असतानाच. म्हणजेच त्या ताऱ्यापासून सरळ रेषेत निघालेला प्रकाश खरेच सूर्याजवळ आल्यावर वाकला होता आणि म्हणून तो तारा पृथ्वीवर ६ पोजिशनला येण्याच्या आधीच दिसला. हा सूर्य आणि हा जयद्रथ सिद्ध झाले. न्यूटन हरला, आणि आईन्स्टाईन जिंकला.
..
च्यायला एवढे लिहिले तरी अजून ग्राविटेशनल वेव्ज येईनात. निदान तिसऱ्या पार्ट मध्ये तरी हे संपेल की नाही क्या मालूम.
त्यापूर्वी एका प्रश्नावर विचार करून ठेवा की समजा आता या क्षणी आपला सूर्य गायब झाला (म्हणजे पूर्ण नष्ट झाला, डेस्पीकेबल मी मधल्या मिस्टर ग्रू सारख्या कुणी नुसता चोरला नाही) तर पृथ्वीचे काय होईल ते सांगा. म्हणजे हाहाकार माजेल, आपण सगळे मरू आणि जीवन नष्ट होईल वगैरे सांगू नका, ते तर कुणीही सांगेल. सूर्याचे गुरुत्वाकर्षण नष्ट झाल्याने पृथ्वी गोलाकार फिरणे सोडून एका सरळ रेषेत अवकाशात कुठेतरी निघून जाईल हे त्या प्रश्नाचे उत्तर आहे. पण जर उत्तर मीच सांगणार होतो तर प्रश्न कशाला विचारला? तो विचारला यासाठी की हेही उत्तर मला नकोय कारण हेही कुणीही थोडा हुशार माणूस सांगेल. हे सांगा की पृथ्वी सरळ रेषेत निघून जाइल ती बरोबर सूर्य गायब झाला त्याच क्षणी की थोड्या वेळाने? याच उत्तरात कुठेतरी आपल्या ग्राविटेशनल वेव्ज लपलेल्या आहेत. त्याबद्दल पुढील भागात.

..... 


ग्राविटेशनल वेव्ज (पार्ट ३)

न्यूटन म्हणतो की सूर्य गायब झाला की त्याच क्षणी पृथ्वी अवकाशात भरकटून जाईल. पण आईन्स्टाईन भाऊ म्हणतात की आता सूर्य त्याच्या जागी नाही ही इन्फोर्मेशन पृथ्वीपर्यंत पोचायला थोडा वेळ लागेल आणि ती पोचेपर्यंत पृथ्वी "पिंगा ग पोरी पिंगा" करीतच राहील. मग ही इन्फो पृथ्वीपर्यंत कोण पोचवेल? काहीतरी वेव्ज असतील ज्या प्रकाशाच्या वेगाने ही बातमी पृथ्वीला देतील. यांना ग्राविटेशनल वेव म्हणावे?

आज खरेतर आपण ज्या युगात आहोत ते इतके संभ्रमित अवस्थेत आहे ना की आपण ठामपणे काहीच बोलू शकत नाही. नव्याने एक थिअरी आली आहे जी सांगते की ग्राविटी ही वेव्जनी नाही तर पार्टीकल्सनी कम्युनिकेट केली जाते. या पार्टीकल्सना नाव आहे ग्रावीटोन्स. आज जगात इतके पार्टीकल्स शोधले गेलेत ना की विश्वरचनेच्या दर ३ नव्या शोधांपैकी दोन हे बहुदा एखाद्या नव्या पार्टीकलाचेच असतात. तर जी ग्राविटीची इन्फो देवान घेवाण केली जाते तीही वेव्जच्याच स्वरूपात. आणि जगात प्रकाशापेक्षा वेगवान काही नाही हे आपण जाणतो. म्हणजेच या ग्राविटीची इन्फो नेणाऱ्या वेव्जचा स्पीड सुद्धा जास्तीत जास्त प्रकाशाएवढाच असू शकतो. थोडक्यात काय तर जोपर्यंत एखादी बातमी किंवा इन्फो ही एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी जात नाही तोवर त्या दुसऱ्या ठिकाणच्या वर्तमान स्थितीत बदल होऊ शकत नाही. आणि कुठलीही इन्फो ही प्रकाशाच्या वेगापेक्षा अधिक वेगाने जाऊ शकत नाही. म्हणजे 'अ' ठिकाणी काहीतरी घडले तर त्याचा परिणाम 'ब' ठिकाणी जाणविन्यासाठी किमान 'अ' ते 'ब' हे अंतर कापायला प्रकाशास जेवढा वेळ लागेल तेवढा वेळ तरी जाईलच. मग या न्यायाने सूर्य गायब झाल्यावर पृथ्वी आपली कक्षा सोडून अंतराळात भटकायला किमान ८ मिनिट लागतील. हे झाले ना पक्के?

हा पुढील परेग्राफ म्हणजे कमर्शियल ब्रेक आहे. मुळ विषयाशी म्हणाल तर थोडीशी फारकत घेतोय, म्हणाल तर त्याच्याशी संबंधितच आहे हे. तर सांगा खऱ्या प्रेमाची व्याख्या काय हो? आपण कित्येक चित्रपटांत पाहतो, तिकडे हिरोला लांब दिल्लीत गोळी लागते आणि इकडे पुण्यात हिरोइनच्या हातातले पूजेचे ताट धाडकन तत्क्षणी खाली पडते. तिकडे हॉस्पिटलात हिरोचा भाऊ एक आचका देऊन प्राण सोडतो आणि तत्क्षणी त्याच्या विधवा आईने देवघरात लावलेला दिवा फाटकन विझतो. हेच ते खरे प्रेम, नाही का? जे इंस्टंटेनियसली परीणाम दाखवते. पण बहुदा कुणीतरी गचकल्याची ही इन्फोसुद्धा प्रकाशवेगानेच पोचत असेल. आणि मगच ताट पडणे, दिवा विझणे इत्यादी घटना घडत असतील. कारण प्रकाशाच्या वेगापेक्षा अधिक वेगाने काहीही ट्रावल करूच शकत नाही. म्हणजे अर्थातच कुठलीही इन्फो ही प्रकाशाच्या वेगापेक्षा अधिक वेगाने पोचून होणारा बदल हा इंस्टंटेनियसली होऊ शकत नाही. हो ना? तर ऐका. एक भन्नाट प्रकार आहे त्याचे नाव 'क्वांटम एंटेन्गलमेंट'. कोणतेही दोन कण जे एकमेकांना पूरक असल्याच्या स्वरूपात त्यांची जोडी असते. म्हणजे जसे की एक पुरुष तर दुसरा स्त्री, जे एकमेकांना पूरक असतात आणि एकमेकांना ते कम्प्लीट करतात. असे कण ज्या दोघांचे नाते एकदम सात जन्मांसारखे दृढ असते, अशी घट्ट जोडी असेल ना तर मग एक जादू घडते. उदाहरणार्थ दोन इलेक्ट्रोन घ्या त्यांची नेहमी एक जोडी असते आणि तेव्हाच त्यांचे ओर्बिटल पूर्ण आणि स्टेबल होते. या जोडीचे सर्वकाही सेम असते फक्त एकमेकांचा स्पिन वेगळा असतो. स्पिन म्हणजे फिरण्याची दिशा असे समजा. म्हणजे एक पुरुष तर एक स्त्री याप्रमाणे. आणि यांचे नाते एवढे घट्ट असते ना की जोडीतल्या एकाचा स्पिन समजा आपण फोर्सफुली बदलला तर दुसऱ्याचा सुद्धा लगेच बदलतो. म्हणजे एक उजव्या बाजूने फिरणारा असेल आणि आपण त्यास डाव्या बाजूने फिरवला तर त्याचा जोडीदार जो आधी डाव्या बाजूने फिरत होता तो लगेच आपोआप उजव्या बाजूने स्वत:हून फिरू लागेल. आणि एकंदर त्यांची जोडी अबाधित ठेवेल. कारण दोन्हींचा स्पिन एक झाला की बॉंड तुटतो. म्हणून ते नेहमी विरुद्ध स्पिन धारण करतात. आणि हे एकाचा स्पिन बदलला की दुसऱ्याचा ही बदलने हे अगदी इंस्टंटेनियस असते. त्यात काय? एका ओर्बिटल मधल्या दोन एलेक्ट्रोन्स मध्ये अंतर किती कमी असणार? मग एकाचा स्पिन बदलल्याची इन्फो दुसऱ्यापर्यंत प्रकाशाच्या वेगाने गेली तर दुसऱ्यात होणारा बदल हा इंस्टंटेनियसच वाटणार. हो ना? पण नाही. जर समजा आपण या क्वांटम एंटेन्गल्ड झालेल्या दोन एलेक्ट्रोन्समधला एक एलेक्ट्रोन काही टेक्निकने वेगळा केला आणि एकास पृथ्वीवर ठेऊन एकास लांब प्लुटोवर नेउन ठेवले. आता प्रकाशास पृथ्वीवरून प्लुटोवर जायला जवळ जवळ ४ ते ५ तास लागतात. आणि कुठलीही इन्फो ही प्रकाशाहून अधिक वेगाने प्रवास करूच शकत नाही. म्हणजे जर आपण पृथ्वीवरच्या एलेक्ट्रोनचा स्पिन बदलला तर प्लुटोवरच्या त्याच्या जोडीदारास आपला स्पिन बदलायचा आहे ही इन्फो कळून प्रत्यक्ष स्पिन बदलायला सुद्धा ४ ते ५ तास लागतील. नाही का?

पण नाही. हे अनेकवेळा सिद्ध झाले आहे की ज्या क्षणी एकाचा स्पिन बदलतो अगदी त्याच क्षणी दोघांत कितीही अंतर असले तरी दुसऱ्याचाही स्पिन बदलतो. शास्त्रज्ञांनी हे पृथ्वी आणि अवकाशातील स्पेस स्टेशन यांच्यात दोन पार्टीकल्स वेगळे करून खात्री करून पाहिले आहे. हे कसे काय होत असेल? जर विश्वात कुठलीही गोष्ट अथवा इन्फो ही प्रकाशापेक्षा अधिक वेगाने जाउच शकत नाही तर मग दोन अत्याधिक दूर असलेले क्वांटम एंटेन्गल्ड पार्टिकल हे एकाच क्षणी आपले स्पिन कसे बदलतात? हीच ती जादू. नाते अगदी निकोप असले ना की मग असे होते, दोघांनी आपली इंडीविजूआलीटी जपावीच पण एकदा नाते जडले की मग एकमेकांत असे गुंफून जावे की स्वत: दुसऱ्याशिवाय आणि दुसरा स्वत:शिवाय परिपूर्ण होऊच शकणार नाही. आणि असे घट्ट नाते जोडले गेले ना, की मग एकाला पृथ्वीवर आणि एकाला प्लुटोवर ठेवा की थेट दुसऱ्या गेलेक्सीत, एकावर काही संकट येउन तो हेलावला की दुसरा स्वत:ला असा बदलेल की त्यांची जोडी/कुटुंब हे नेहमी स्टेबल आणि दृढच राहील. म्हणून नवदाम्पत्यास आशीर्वाद देताना अमक्या तमक्या जोडीसारखा संसार करा असा आशीर्वाद देण्यापेक्षा 'क्वांटम एंटेन्गल्ड व्हा' असा आशीर्वाद देणे हे अधिक उत्तम होईल. नाही का?

कधी उदासपणे शांत नदीच्या पात्रात किंवा एखाद्या तलावात वा अगदी विहिरीत दगड फेकत बसला असाल ना? दगड पाण्यात पडला की कसे तरंग उठतात? अगदी तशाच असतात ग्राविटेशनल वेव्ज. या दृश्य किंवा मोजण्यायोग्य रुपात कशा येतात? किंवा का येतात आणि नेमके काय करतात? जेव्हा दोन मोठ्या कॉस्मिक बॉडीज या एकमेकांभोवती फिरत हळू हळू एकमेकांत मिसळून जातात तेव्हा त्यांच्या भोवतीच्या स्पेसमध्ये अगदी आपण पाण्यात दगड फेकल्यावर उठतात तसेच तरंग उठतात. हे तरंग संबंध विश्वात पसरू शकतात. या दोन मोठ्या कॉस्मिक बॉडीज जेव्हा एकमेकांभोवती फिरून एकमेकांच्या जवळ येऊ लागतात तेव्हा ते प्रचंड उर्जा बाहेर टाकतात ही उर्जा मग तरंगांच्या स्वरूपात बाहेर जाते. याच ग्रविटेशनल वेव्ज होत. आणि या ग्रविटेशनल वेव्ज प्रचंड उर्जा सोबत नेत असल्याने सभोवतालच्या स्पेसटाईम मध्ये आकुंचन आणि प्रसरण निर्माण करत जातात. म्हणजे कसे तर एखादा काडी पैलवान जर या वेव्ज च्या प्रसरण तरंगात आला तर तो क्षणार्धात सुमो पैलवान बनेल आणि जर आकुंचन लहरींच्या फेजमध्ये सापडला तर आयफेल टॉवरही MSEBचा विजेचा खांब बनून जाईल. विश्वाचे प्रसरण होणे, आणि एकंदर बरेचसे वैश्विक संचलन या वेव्जनी घडून येते. मग या वेव मोजायच्या कशा? आणि या वेव्ज बनविण्याच्या घटना म्हणजे दोन तारे एकमेकांत मिसळणे किंवा दोन ब्लेक होल्स एकमेकांत मिसळणे या विश्वात किती प्रमाणात घडतात? तर या घटना एका गेलेक्सीत दहा हजार वर्षांत एक एवढ्या दुर्मिळ रेटने घडतात. आणि त्याही इतक्या दूर कुठेतरी की पृथ्वीवर येईपर्यंत त्या अगदी विरळ होऊन जातात आणि आपण मोजू शकत नाही. त्यांचा परीणाम इथे किती जाणवत असेल यासाठी एक उदाहरण सांगतो. समजा 'चक नोरीस' फुटबॉल खेळू लागला (चक नोरीस हा हॉलीवूडचा रजनीकांत आहे. दरवेळी काय आपल्याच रजनीकांतला त्रास द्यायचा?) आणि त्याने एक किक एवढी जोरात मारली की बॉल थेट चंद्रावर जाउन पडला, तर चंद्राच्या आकारात तो बॉल मिसळल्याने चंद्राचा आकार जेवढा बदलेल तेवढाच परिणाम या वेव्जचा इथे होतो. म्हणजे काय तर पृथ्वी किंवा आपल्या शरीरात या वेव्जमुळे होणारा बदल हा जवळ जवळ एका अणुच्या व्यासाइतका सूक्ष्म असतो. म्हणजे जवळ जवळ शून्यच.


मग हा इवलासा बदल नेमका टिपणे हे किती जिकीरीचे काम असेल.!! त्यासाठीच लिगो (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ही लैब म्हणजे तिचे दोन युनिट अमेरिकेत वेगवेगळ्या ठिकाणी स्थापन करण्यात आले. मग हे लिगो काम कसे करते?

आधी इंटरफ़रन्स म्हणजे काय ते थोडे पाहू. वेव किंवा तरंग कसे असतात हे आपल्याला माहित आहे. जेव्हा समान वेवलेन्थचे (तरंगलाम्बीचे) दोन किरण एकमेकांवर पडतात तेव्हा ते एकत्र मिसळतात आणि एक नवे किरण पेटर्न बनवतात. हाच आहे इंटरफ़रन्स. म्हणजे दोन समान वेवलेन्थचे किरण एकमेकांवर पडून जो नवा प्रकाश पेटर्न बनतो तो आहे इंटरफ़रन्स. याचे दोन प्रकार आहेत. एक कन्स्ट्रक्टिव आणि एक डिस्ट्रक्टिव. म्हणजे काय? ती म्हण ऐकली आहे ना? सज्जन को सज्जन मिले तो हो जाय दो दो बात, और गधे को गधा मिले तो खा जाय दो दो लाथ" हेच आहेत इंटरफ़रन्सचे दोन्ही प्रकार. जर दोन्ही किरण एकमेकांवर पडताना अगदी बरोबर म्हणजे एका वेवचा खड्डा हा बरोबर दुसऱ्या वेवच्या खड्डयाशी आणि उंचवटा बरोबर दुसरीच्या उंचवट्याशी तंतोतंत जुळला की बनणाऱ्या किरणाची उंची म्हणजे एम्प्लीट्युड खूप मोठा आणि प्रखर होतो म्हणजे जवळ जवळ दुप्पट होतो (हाच तो कन्स्ट्रक्टिव इंटरफ़रन्स म्हणजेच हो जाय दो दो बात). आणि तेच जर एकाचा खड्डा हा बरोबर दुसऱ्याच्या उंचवट्याशी जुळला की बनणाऱ्या किरणाची उंची म्हणजे एम्प्लीट्युड शून्य होते म्हणजे तिथे अंधार होतो/ प्रकाश नष्ट होतो (हाच तो डिस्ट्रक्टिव इंटरफ़रन्स म्हणजेच खा जाय दो दो लाथ). आणि जर ते या दोन प्रकारे तंतोतंत न मिसळता कसेही मिसळले तर त्या प्रमाणात कसाही वेगवेगळा पेटर्न बनू शकतो.
..

कुऱ्हाडीचा दांडा गोतास काळ या म्हणीचे इतके समर्पक उदाहरण दुसरे सापडणार नाही. न्यूटन चूक आहे हे दाखविण्यासाठी म्हणजेच या ग्राविटेशनल वेव्ज आहेत हे मोजून सिद्ध करण्यासाठी जे तंत्र (म्हणजे इंटरफ़रन्स) वापरले गेलेय ते दुसऱ्या तिसऱ्या कुणी नव्हे तर स्वत: न्युटननेच सिद्ध केले आहे. तर या तंत्रात एक लेजर बीम दोन भागांत (काटकोनात) विभागला जातो, मग हे दोन्ही बीम चार किलोमीटर पर्यंत पाठवले जातात. आणि तिथून आरश्यांनी रिफ्लेक्ट करून पुन्हा स्प्लिट होण्याच्या जागी आणले जातात आणि पुन्हा चार किलोमीटर पाठवले जातात. असे प्रत्येक बीम ४०० वेळा (टोटल १६०० किमी) पाठविला की मग दोन्ही बीम एकमेकांवर टाकले जातात. ते एकत्र केले की त्यांच्या वेवलेन्थ जुळलेल्या असल्यामुळे दोहोंत कन्स्ट्रक्टिव इंटरफ़रन्स होऊन त्यांची उंची म्हणजे एम्प्लीट्युड त्यांच्या वैयक्तिक एम्प्लीट्युडपेक्षा जवळ जवळ दुपटीने वाढते. जोपर्यंत सगळे काही ठीक आहे तोपर्यंत दोहोंत हा इंटरफ़रन्स दिसून येतो. पण जर काही गडबड झाली म्हणजे काही कारणाने त्यांच्या मार्गात काही डिस्टर्बन्स आला तर मात्र ते एकत्र जुळताना तंतोतंत न जुळल्यामुळे कन्स्ट्रक्टिव इंटरफ़रन्स होत नाही आणि मग मात्र ते दोन्ही बीम एकत्र आल्यावर त्यांचा एम्प्लीट्युड कमी होतो आणि पेटर्न अस्ताव्यस्त देखील होतो. मग हा डिस्टर्बन्स कशाने येतो? कुणी डिटेक्टर जवळ खोकला किंवा टाळी वाजवली किंवा एक पक्षी लैबच्या बाहेर उडत गेला किंवा ५ किलोमीटरवरून एक कार पास झाली किंवा ग्राविटेशनल वेव आली तर तो होऊ शकतो. मग एवढी कारणे आहेत तर हा डिस्टर्बन्स नेमका ग्राविटेशनल वेवनेच झाला हे कसे ओळखायचे? तर इतर कारणाने होणारा डिस्टर्बन्स हा अस्ताव्यस्त असतो. आणि ग्राविटेशनल वेवने होणारा डिस्टर्बन्स हा तालबद्ध असतो. म्हणजे तो एका ठराविक प्रमाणातच पेटर्न बदलतो. ग्राविटेशनल वेव धडकली की दोन्ही आरश्यांतले अंतर तालबद्ध रीतीने बदलते कारण स्पेस आकुंचन प्रसरण पावते, आणि एक ठराविक पेटर्न मिळतो. तेही दोन्ही लैबमध्ये जर एकाच वेळी आणि सेमच पेटर्न दिसला तरच तो ग्राविटेशनल वेवने आला असे मानायचे. कारण ३००० किलोमीटर दूर असलेल्या या दोन लैबमध्ये एकाच वेळी एकच पेटर्न देणारा बदल हा केवळ ग्राविटेशनल वेवनेच येऊ शकतो. खूप दूर कुठल्याशा गेलेक्सीत दोन ब्लैक होल एकमेकांत कोसळल्याने निर्माण झालेल्या ग्राविटेशनल वेव्ज पृथ्वीवर आल्यावर तो पेटर्न त्या दिवशी तसा ठराविक प्रमाणबद्ध पद्धतीने आल्याचे लीगोच्या दोन्ही लैबमध्ये मोजले गेले, आणि आपण एक नवे दार उघडले, आपलेच विश्व एका नव्या एन्गलने जाणून घेण्यासाठी. आज आईन्स्टाईन असता तर तुफान खुश झाला असता, तमाम वैज्ञानिक कम्युनिटी तर खुश आहेच. मग जसे हिग्ज बोसॉन कणांना देवकण (गॉड पार्टिकल) म्हंटले गेले तसे या ग्राविटेशनल वेव्जना "ख़ुशी की लहर" म्हणायला काय हरकत आहे?