सन् १९१५ को अन्त्यतिर, अल्बर्ट आइन्स्टाइन अलि ठुस्स थिए।
नहुन् पनि किन ? घृणापूर्ण तरिकाले, उनकै बर्लिनका धेरै सहकर्मीको पनि समर्थनको आडमा, जर्मनीले भयानक विश्व युद्ध सुरु गरिसकेको थियो। अनि आफ्नी पत्नीसंग छुट्टिइसकेका थिए, र उनकी पत्नी आफ्ना छोराहरुसंग स्वीजरल्याण्ड पलायन भैसकेकी थिईन।
उनी एक्लै बस्दै थिए।
एक मित्र, जेनोस प्लेख्कले भनेका थिए, “उसलाई नउठाउन्जेल सुतिरहन्छ, ‘सुत्न जाउ’ नभनुन्जेल उठिरहन्छ, खानेकुरा नभए भोकै बसिदिन्छ, खानेकुरा दिएपछि नरोकुन्जेलसम्म खाइरहन्छ।”
त्यसमाथि, उनले आफ्नो निकै चर्चित नयाँ गुरुत्वाकर्षणको सिद्धान्तमा एउटा ठूलो गल्ती भेटाएका थिए। अनि यतिखेर त्यस विषयमा काम गरिरहेका उनी एक्लै भने थिएनन्। अर्का जर्मन गणितज्ञ डेभिड हिल्बर्टले उनलाइ भेट्टाउन लागेका थिए।
त्यसैले आइन्स्टाइन कालोपाटीमा फर्के। अनि नोभेम्बर २५, १९१५ मा उनले विश्वका अगाडी एउटा त्यस्तो नियम राखिदिए, जसमा ब्रह्माण्ड नै चलेको छ। हजारौ वर्ष पुरानो शीलालेखजस्तै जटिल र रहस्यमय लाग्ने यो सिद्धान्तले भन्छ- अन्तरिक्ष र समयको मिश्रणमाथि रहेको ब्रह्माण्ड एउटा तन्किएको खटिया जस्तै हो, जसमाथि वस्तु र शक्ति गहिरो निन्द्रा सुतिरहेका छन र तिनले आफू रहेको ठाउँलाइ तन्काएर खटियामा खोंचहरु बनाएका छन् जसको कारणले गुरुत्वाकर्षण उत्पन्न हुन्छ र त्यस क्षेत्रमा न्युटनले भने जसरी स्याउ खस्दछ अनि प्रकाश पनि आकर्षित हुन्छ।
सापेक्षतावादको सिद्धान्त भनेको यही हो। विज्ञान लेखहरुमा फलानो सिद्धान्त र फलानो प्रयोगले हाम्रो ब्रह्माण्डको बुझाई बदलिदियो भनेर लेखिनु साधारण नै हो। तर सापेक्षतावादको सिद्धान्तले साच्चै नै हाम्रो बुझाई फेरिदियो।
वैज्ञानिक क्रान्तिको सुरुवात अनि आइज्याक न्युटन(गुरुत्वाकर्षणका खोजकर्ता)को समयदेखि नै वैज्ञानिक र दार्शनिकहरुले अन्तरिक्ष-समयलाई नाटकको मंच जसरी लिएका थिए, जसमा हामी कलाकारहरु, अर्थात वस्तु र शक्ति, अघि बढ्छौं र घुमिरहंछौं।
तर सापेक्षतावादको सिद्धान्तसंगै, पहिलेको नाटकको मंच नै अब आफै एउटा पात्र बन्यो। अन्तरिक्ष-समय आफै तन्किन, घुम्रिन, अनि कुनै मृत तारा वरिपरी बेरिएर कालो छिद्र बनाउन सक्दथ्यो। ‘स्यान्टा कलस’को पेट जस्तै हल्लिएर गुरुत्वाकर्षणका लहर बनाउन सक्दथ्यो। फाट्न र च्यात्तिन पनि सक्दथ्यो। बिस्तारै तन्किदै ठूलो हुन पनि सक्दथ्यो र समयको सुरु र अन्त्यमा एउटा अनन्त घनत्व भएको बिन्दुमा पुगेर रहन पनि सक्दथ्यो।
विश्वभरिका वैज्ञानिकहरु, यहाँ ‘इन्स्टिच्यूट फर एडभान्स स्टडी’का समेतले यो वर्षभरि सापेक्षतावादको जन्मदिनको तयारी गरे। यहि ठाउँमा आइन्स्टाइनले आफ्नो जीवनको अन्तिम २२ वर्ष बिताएका थिए। उनको यादमा नोभेम्बरमा यहाँ ठूलो कार्यक्रम आयोजना गरियो। प्रकृति आफैले पनि यो उत्सवमा साथ जनाए जस्तो देखियो किन भने यसपालिकै वसन्ततिर खगोलविदहरुले एउटा खगोलीय घटना पत्ता लगाए जसलाई “आइन्स्टाइन क्रस” नाम दिइयो। त्यस घटनामा निकै पर रहेको एउटा तारामण्डलबाट आएको प्रकाशलाइ त्यहाको गुरुत्वाकर्षणले यसरी विभाजित गरिदियो की वैज्ञानिकहरुले टेलिस्कोपबाट त्यही ताराको विस्फोटनलाइ दोहोर्याई तेहेर्याई देखिरहे।
यो घटनाबाट आइन्स्टाइनजति रोमान्चित सायदै कोहि हुन्थ्यो होला। उनले पत्ता लगाएको अन्तरिक्ष-समयको संयोग उनले १९०७ मा पहिलो चोटी यसबारे सोचे भन्दा पनि धेरै बढी रोचक देखियो ।
त्यसबेलातिरै हो- सायद आफ्नो स्वीजरल्याण्डमा रहेको कुर्सीमा अलि धेरै ढल्किएर सोच्दा हो कि- उनलाइ यो विचार आयो की स्वतन्त्र रुपमा कतै खसीरहेको वस्तुले वजनहीनता महसुस गर्न सक्छ। यही विचारले उनलाई रेलहरु र ब्रह्माण्डकै बारेमा आफ्नो सिद्धान्तलाई अघि बढाउन इच्छुक बनायो।
अनि निस्क्यो, सापेक्षतावादको विशेष सिद्धान्त, जसका अनुसार भौतिक शास्त्रका नियमहरु यसकुरासंग मतलब राख्दैनन् की कुनै वस्तुको गति कति छ- भौतिक शास्त्रका नियम र प्रकाशको गति अचल रहन्छन्।
आइन्स्टाइनले चाडै नै याद गरेको एउटा नतिजा के थियो भने, प्रकाशका किरणहरुपनि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रका वरिपरी बाटो मोड्डिइन्छन र गति कम गर्छन। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र चुम्बकीय क्षेत्र जस्तो फैलिएको छैन, तर अन्तरिक्षको ज्यामिती र आकारमा निर्भर छ। जसले गर्दा ग्रहहरु घुमिरहन्छन् अनि स्याउहरु खसिरहन्छन्।
उनलाई यो लचकदार(elastic) अन्तरिक्ष-समय कसरी काम गर्छ भनेर बुझ्न अझै अर्को आठ वर्ष लाग्यो, जुन अन्तरालमा उनि स्वीजरल्याण्डको बर्नबाट प्राग, प्रागबाट ज्युरिक अनि त्यहाबाट बर्लिनमा निकै प्रतिष्ठित पदमा आइपुगे।
१९१३ मा उनी र उनका पुराना सहपाठी मार्सेल ग्रस्मनले ठूलो हल्लाखल्ला गर्दै एउटा गुरुत्वाकर्षणको नियम प्रकाशित गरे। यो उनीहरुले आशा गरेजति सापेक्षतावादी त थिएन, तर यसले प्रकाशको किरणको बांगिने अनुमान गरेको थियो। बर्लिन युनिभर्सिटीका एक खगोलविद एर्विन फ्रुन्द्लिख्कले यही नियमलाइ आधार मानेर क्रिमियामा हुन लागेको सूर्यग्रहणमा हुने प्रकाश परावर्तन हेर्न निस्किए।
जब प्रथम विश्व युद्ध सुरु भयो, फ्रुन्द्लिख्क र उनका साथीहरु गुप्तचर भनेर समातिए। अनि त्यतिबेला नै आइन्स्टाइन आफ्नो हिसाबमा भएको एक गल्ती थाहा पाए।
“कुनै सिद्धान्तकारले दुइ तरिकाले आफ्नो बाटो बिराउन सक्छ।” आइन्स्टाइनले अर्का भौतिक शास्त्री हेन्ड्रिक लोरेंजलाइ पत्र लेखे. “१. या त कुनै शैतानी शक्तिले गलत बाटो तिर डोर्याएर(यसको लागि उसप्रति दया लाग्नु पर्छ) २. आफ्नै गलत हिसाबहरुमा अल्झेर(यसका लागि उसले कुटाइ खानु पर्छ)” र, त्यसपछि सुरु भयो उनको प्रुस्सन एकेडेमीमा अध्यापन, जुन समय उनी आफ्नो गुरुत्वाकर्षणलाइ बुझ्ने यात्राको अन्तिम क्षणतिर नजिकिदै थिए।
सफलताको घडी
मध्य नोवेम्बर, आइन्स्टाइनले आफ्नो जन्मदै गरेको नियमको प्रयोग गरेर मर्करी ग्रहको अनौठो चाललाइ नापे; मर्करीले आफ्नो कक्षा(orbit) हरेक शताब्दिमा ४३ सेकेन्डको कोणले बदल्दै थियो। त्यो उत्तर ठ्याक्कै सहि थियो, आइन्स्टाइनको मुटु बेस्सरी धड्कियो।
आइन्स्टाइनले त्यसको एक हप्ता पछि एउटा समीकरण लेखे, जुन खासमा उनले दुइ वर्ष अगाडि नै लेखिसकेका रहेछन, तर ख्याल नगरेका।
त्यो समीकरणको एक छेउमा अन्तरिक्षमा रहेका वस्तु र शक्तिको वितरण थियो। अर्को छेउमा अन्तरिक्षको ज्यामिती, जसले कुनै दुइ बिन्दुबिचको दुरी निकाल्न सकिन्थ्यो।
प्रिन्सटनका भौतिक शास्त्रीले धेरैपछि त्यसलाई यसरी व्याख्या गरे,” अन्तरिक्ष-समयले वस्तुलाई कसरी चल्ने भनेर सिकाउँछ, अनि वस्तुले अन्तरिक्ष-समयलाई कसरी बांगीने भनेर देखाउँछ।” भन्न सजिलो, तर बुझ्न गाह्रो। ताराहरु मंचका पात्र थिए होलान, तर जब जब तिनीहरु ठाउँ सरे, पुरै मंचले नै आफूलाई फेरि मिलायो।
आइन्स्टाइनले आफ्नो गल्तीको पहिलो सजाय केही समयमै पाइहाले।
१९१५ डिसेम्बरमा उनले कार्ल स्वार्सचाइल्ड, एक जर्मन खगोलभौतिकशास्त्रीले पठाएको टेलिग्राम पाए। स्वार्सचाइल्डले उनको समीकरण हल गरेर एउटा एक्लो ताराको गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र व्याख्या गरेका थिए।
स्वार्सचाइल्डको हिसाबको एउटा अनौठो भाग के थियो भने, कुनै ताराबाट एउटा निश्चित दुरी पुगेपछि, आइन्स्टाइनको समीकरणले फिटिक्कै कम नगर्दो रहेछ।(यो दुरीलाई अहिले स्वार्सचाइल्ड अर्धव्यास भनिन्छ)
“यदि यो नतिजा सहि थियो भने, यो एउटा ठूलो विपत्ति हुने थियो,” आइन्स्टाइनले भने। उनलाई थाहा थिएन, यो कालो छिद्र(black holes)को सुरुवात थियो।
आइन्स्टाइनको समीकरण एउटा एक्लो ताराको मामलामा हल नै नहुन सक्ने कुराले उनलाई अत्यायो। उनका एक आशाका किरण थिए , अर्न्स्त माख्क, अस्ट्रियन भौतिकशास्त्री र दार्शनिक, जसले उनलाई पढाएका थिए कि ब्रह्माण्डका सबै कुरा सापेक्षिक हुन्छन। आइन्स्टाइनले यहि सापेक्षतावादको प्रयोग गरे, र स्वार्सचाइल्डलाई जवाफ लेखे।
“यसलाई एउटा चुटकिला जसरी प्रयोग गर्दा पनि हुन्छ,” उनले लेखे. “यदि ब्रह्माण्डबाट सबै कुरा हटाइदिने हो भने, न्युटन र ग्यालिलियोका अनुसार अन्तरिक्ष बाकी रहन्छ। तर मेरो बुझाईमा त्यहाँ केहि रहने सक्दैन, त्यसैले एउटा एक्लो ताराको अवस्था हुनै सक्दैन।”
(सन् १९२० मा आइन्स्टाइन । स्रोतः ब्रिटानिका विश्वकोश)
उनले जवाफ त लेखे, तर उनकै समीकरणबाट सिर्जना भएको यो एउटा यस्तो तारा थियो जसले अन्तरिक्षलाई आफैले चलाउदै थियो, एउटा सान ब्रह्माण्ड जस्तै गरी।
एउटा ब्रह्माण्डको योजना
आफ्ना त्यसबेलाका धेरै सहकर्मी जस्तै, आइन्स्टाइनले ब्रह्माण्डलाई ताराहरुको ठूलो बादल, आकाश गंगा, अनि त्यस वरिपरीको विशाल अन्तरिक्ष भनेर बुझेका थिए। त्यसबाहिर के थियो? के ब्रह्माण्ड अनन्त थियो? यदि थियो भने एउटा तारालाई बग्दै गएर एक्लो हुने अवस्था हुनबाट के ले रोक्न सक्थ्यो ?
यी समस्याहरुलाई हटाउन, आइन्स्टाइनले १९१७ मा एउटा सीमाना भएको ब्रह्माण्डको योजना गर्न थाले। यो योजना अनुसार, ब्रह्माण्ड एउटा ठूलो दुधको क्यानजस्तै थियो, जुन घुम्रिएर आफैलाई भेट्न आइपुग्थ्यो। “मैले गुरुत्वाकर्षणको लागि एउटा यस्तो सुझावलाइ अपनाएको छु, जसले मलाई पागलको संज्ञा पनि दिनसक्छ,” उनले आफ्ना नजिकका साथीलाइ भने।
अहिलेको लागि सिमाना भएको ब्रह्माण्ड ठीकै थियो। तर बाहिरबाट केही चिजले तानेर नराखे, ब्रह्माण्ड आफूभित्र नै कुच्चिन सक्दथ्यो।
त्यो बाहिरबाट तानेर राख्ने ठूलो बललाइ उनले ग्रीक अक्षर “ल्याम्ब्डा” ले जनाए।
यो खुसीको नतिजाले एउटा सबैले विश्वास राख्न सक्ने अचल ब्रह्माण्डको सिर्जना भयो, जसको ज्यामिती मात्र पिण्डहरुले तय गर्दथे।
तर यो धेरै बेर टिकेन। विलिएम डे सीटर, एक डच खगोलशास्त्रीले आफ्नै नयाँ चाल निकाले जसमा केही वस्तु पनि नभएको खाली ब्रह्माण्ड तन्किदै उड्दै थियो।
“मेरो विचारमा यो सम्भव छैन,” आइन्स्टाइन भुतभुताए,” मलाई खाली ब्रह्माण्ड सम्भव हुन्छ जस्तो लाग्दैन।”
तर फेरी एडविन हब्बलले पत्ता लगाए की ब्रह्माण्ड साच्चैनै तन्किदै थियो।
आइन्स्टाइनले आफ्नो नियम जोगाउन खोज जारी राखे।
तर ढिला भैसकेको थियो। क्वान्टम मेकानिक्सले अन्तरिक्षका हरेक खाली ठाउँ एउटा विशेष शक्तिले भरिएको कुरा थाहा पायो। १९९८मा यो विशेष शक्ति (dark energy) ले नै ब्रह्माण्डलाइ फुलाइरहेको बुझियो, डे सिटर ले भने जस्तै।
आजभोलिका धेरै खगोलशास्त्रीहरु मान्दछन् की ब्रह्माण्डका हरेक चिज एक अर्कासंग सापेक्षिकनै हुनु पर्छ भन्ने छैन। ब्रह्माण्ड तन्किरहेको छ अनि गुरुत्वाकर्षण लहर जस्ता शक्ति लहरहरु ब्रह्माण्डमा प्रकाशको गतिमा बढिरहेका हुन्छन।
आइन्स्टाइन यो कुरामा अगाडि पछाडि गरिरहे। १९१६ मा उनले स्वार्सचाइल्डलाई गुरुत्वाकर्षण लहर हरु हुन्नन् भनेर लेखे, फेरि हुन्छन भनेर प्रकाशन गरे। पुनः १९३६ मा उनि र उनका सहयोगीले यही दोहोरो प्रकाशन गरे।
यो कसैका लागि पनि सजिलो थिएन, आइन्स्टाइनका लागि पनि।
“उनले एउटा कामको सुरुवात गरे, उनको पहल थियो सबै चालहरुलाई सापेक्षिक बनाउने, तर उनी त्यसमा असफल भए। तर त्यही प्रक्रियामा उनले केही यस्तो गरे जसले प्रवेग र गुरुत्वाकर्षणको मेल गराइदियो।” यसै महिना प्रिन्सटनमा एक विज्ञान इतिहासविद मिचेल जान्सेनले भने। “बब डिलनले ‘असफल हुनुजस्तो सफलता अरु कुनै छैन’ भनेर गीत गाए जस्तै भयो,” मिचेलले भने।
आइन्स्टाइनको सबैभन्दा ठूलो उपलव्धि १९१९ मा आयो जब आर्थर एडिन्ग्टनले पहिले फ्रुन्द्लिख्कले थालेको प्रयोग गरे अनि थाहा पाए की ग्रहणको बेला सूर्यका किरणहरु गुरुत्वाकर्षणको क्षेत्रमा परेर बाङ्गिदा रहेछन, ठयाक्कै आइन्स्टाइनले सोचेजस्तै गरी।
जब उनलाई सापेक्षतावादको पहिलो सिद्धान्त गलत भएको भए उनी के गर्दथे भनेर सोधियो, उनले जवाफ दिए, “म निकै क्षमाप्रार्थी हुने थिएँ। तर सिद्धान्त सही छ।”
अहिलेसम्म उनी सही नै छन्।
प्रस्तुतिः रुपेश भट्टराई
(यो लेख सापेक्ष्यतावादको सिद्धान्त प्रकाशित भएको १०० वर्ष पुगेको उपलक्ष्यमा नोवेम्बर २४, २०१५ मा लेखिएको थियो।)
साभार: सिकाइ अनलाईन
