ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य 11: गुरुत्वाकर्षण का लैंस

जिस तरह कांच के लैंस किरणों को केन्दि`त या विकेन्दि`त कर सकते हैं, उसी तरह अत्यधिक द्रव्यमान वाले पिण्ड अथवा पिण्डों का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र प्रकाश के लैंस की तरह कार्य कर सकता है, आइन्स्टाइन ने अपने व्यापक सापेक्षवाद में ऐसी भविष्यवाणी की थी। जिसके फलस्वरूप कोई मन्दाकिनी अधिक प्रकाशवान दिख सकती है, तथा एक पिण्ड के अनेक बिम्ब दिख सकते हैं।

‘नेचर’ पत्रिका के 18/25 दिसम्बर, 2003 के अंक में एक प्रपत्र प्रकाशित हुआ है। इसमें स्लोन तन्त्र (एस डी एस एस) की टीम ने रिपोर्ट दी है कि चार निकट दिखते हुए क्वेसार वास्तव में गुरुत्वाकर्षण लैंस के द्वारा एक ही क्वेसार के चार बिम्ब हैं। सामान्यतया क्वेसारों के बीच पाई जाने वाली दूरी अब तक अधिकतम 7 आर्क सैकैण्ड पाई गई है। इन चारों के बीच अधिकतम दूरी 14 आर्क सैकैण्ड है। इतनी अधिक दूरी के लिये जितना द्रव्य–घनत्व चाहिये वह दृश्य पदार्थ से नहीं बनता। अतएव वहां पर अदृश्य पदार्थ होना चाहिये जिससे इतना शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण लैंस बना है।और उसे ‘शीतल अदृश्य पदार्थ‘ होना चाहिये जिसका घनत्व ‘उष्ण’ अदृश्य पदार्थ से कहीं अधिक होता है।

दिसम्बर 2003 तक अस्सी से अधिक गुरुत्वाकषीर् लैंस–क्वेसार खोजे जा चुके हैं। इस तरह के बड़े गुरुत्वाकर्षण लैन्स कम संख्या में अवश्य हैं किन्तु सिद्धान्त के अनुरूप ही अपेक्षित संख्या में हैं, और मह<वपूर्ण हैं क्योंकि इनसे दृश्य तथा अदृश्य पदार्थों के संबन्धों की खोज में सहायता मिलती है।

पदार्थों को जो दूरदर्शी उपकरण देखते हैं वे विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के केवल प्रकाश पट्ट का ही उपयोग नहीं करते, वरन रेडियो तरंगें, सूक्ष्म तरंगें, अवरक्त किरणें, परावैंगनी, एक्स, गामा किरणों आदि पूरे वर्णक्रम का उपयोग करते हैं। जब वैज्ञानिक ‘अदृश्य’ शब्द का उपयोग करते हैं तब वे इन सभी माध्यमों के लिये ‘अदृश्य’ शब्द का उपयोग करते हैं। पदार्थ वह है जो उपरोक्त उपकरणों की पकड़ के भीतर है। इसलिये ‘अदृश्य पदार्थ‘ पद के दोनों शब्दों में अन्तर्विरोध है एक तो पदार्थ है और फिर अदृश्य! इसका समन्वय आज ब्रह्माण्डिकी के लिये एक सबसे बड़ी चुनौती है। यद्यपि यह भी सत्य है कि दृश्य जगत की कार्यविधियां, यथा तारों, मन्दाकिनियों ‘ब्लैक होल’ आदि के निर्माण, मूलभूत कणों के गुण इत्यादि वैज्ञानिकों को काफी सीमा तक ज्ञात हो चुके हैं। किन्तु दृश्य जगत ब्रह्माण्ड का मात्र 4 प्रतिशत है।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य 10: अदृश्य पदार्थ और अदृश्य ऊर्जा

अदृश्य पदार्थ क्या केवल कल्पना है या इसके कुछ ठोस प्रमाण भी हैं? जब कोई पिण्ड गोलाकार घूमता है तब उस पर अपकेन्द्री बल कार्य करने लगता है। इसी बल के कारण तेज मोटरकारें तीखे मोड़ों पर पलट जाती हैं, मोटरसाइकिल वाला सरकस के मौत के गोले में बिना गिरे ऊपर–नीचे मोटरसाइकिल चलाता है।

इसी अपकेन्द्री बल के कारण परिक्रमारत पृथ्वी को सूर्य की गुरुत्वाकर्षण शक्ति अपनी ओर अधिक निकट नहीं कर पाती है, और वह अपनी नियत कक्षा में परिक्रमा करती रहती है। जो अपकेन्द्री बल पृथ्वी के परिक्रमा–वेग से उत्पन्न होता है वह गुरुत्वाकर्षण बल का सन्तुलन कर लेता है। इसी तरह की परिक्रमा हमारा सूर्य (200 कि. मी./सै.) अन्य तारों के साथ अपनी मन्दाकिनी–आकाश गंगा– के केन्द्र के चारों ओर लगाता है। चूंकि यह सारे पिण्ड अपनी नियत कक्षाओं में परिक्रमा रत हैं अथार्त उन पर पड़ रहे गुरुत्वाकर्षण बल तथा उनके अपकेन्द्री बल में सन्तुलन है।

एक और विस्मयजनक घटना है। एक तारा और कुछ ग्रह मिलकर सौरमण्डल (सोलार सिस्टम) के समान तारामण्डल बनाते हैं; कुछ (करोड़ों) तारे मिलकर मन्दाकिनी बनाते हैं; कुछ मन्दाकिनियां मिलकर ‘स्थानीय समूह’ (लोकल क्लस्टर) बनाती हैं; ऐसे कुछ समूह मिलकर विशाल गुच्छ (बिग क्लस्टर) बनाते हैं; कुछ विशाल गुच्छ मिलकर मन्दाकिनि–चादर (गैलैक्सी शीट) बनाते हैं, और ऐसी चादरें मिलकर ब्रह्माण्ड बनाती हैं। हमारी मन्दाकिनी आकाश गंगा, पड़ोसन एन्ड्रोमिडा तथा कोई पन्द्रह पड़ोसन छोटी मन्दाकिनियां मिलकर स्थानीय समूह बनाती हैं जो ‘कन्या’ (’वर्गो‘) नामक विशाल गुच्छ के किनार पर स्थित है।

आकाश गंगा तथा एन्ड्रोमिडा एक दूसरे की ओर गतिमान हैं, स्थानीय समूह विशाल कन्या गुच्छ के केन्द्र की ओर गतिमान है।पूरा कन्या गुच्छ एक अन्य विशाल गुच्छ के साथ ‘विशाल आकर्षक’ नामक किसी अतुलनीय पदार्थ की ओर तीव्र गति से भाग रहा है। यह समस्त गतियां ‘प्रसारी’ गतियों के अतिरिक्त हैं, अथार्त प्रसारी गतियों के कारणों से इन गतियों को नहीं समझा जा सकता।

हबल के अभिरक्त विस्थापन का उपयोग कर किसी भी परिक्रमा रत पिण्ड का वेग जाना सकता है, और उस वेग का सन्तुलन करने के लिये आवश्यक गुरुत्वाकर्षण बल की गणना की जा सकती है। तत्पश्चात गुरुत्वाकर्षण पैदा करने वाले पदार्थ की भी गणना की जा सकती है। ऐसी गणनाएं करने पर ज्ञात हुआ कि अन्तरिक्ष में विशाल पिण्डों के अपकेन्द्री बलों का सन्तुलन कर सकने वाली पदार्थ की जो मात्रा आवश्यक है, वह दृश्य पदार्थ की मात्रा से कई गुना अधिक है। और चूंकि वह पदार्थ हमें ‘दिख’ नहीं रहा है, इसलिये वह ‘अदृश्य पदार्थ‘ है।

अन्य विधियों से भी यही निष्कर्ष निकलता है।यथा ब्रह्माण्ड में पदार्थ के घनत्व का आकलन करने के लिये वैज्ञानिक विशाल मन्दाकिनियों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश ऊर्जा तथा उनके द्रव्यमान के अनुपात का उपयोग करते हैं। यह अनुपात भी दशार्ता है कि ब्रह्माण्ड में जितनी मात्रा में पदार्थ होना चाहिये उतना नहीं है। अतएव वैज्ञानिकों ने 1999 में उस पदार्थ को अदृश्य–पदार्थ की संज्ञा दी है।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य 9: त्वरक ब्रह्माण्ड (एक्सिलरेटिंग यूनिवर्स)

‘प्रसारी ब्रह्माण्ड’ की एक घटना सर्वाधिक विस्मयकारी है और उसने दुविधाएं भी बहुत उत्पन्न की हैं, वह है ब्रह्माण्ड के प्रसार के वेग का दूरी के साथ बढ़ना।

अथार्त न केवल ब्रह्माण्ड में मन्दाकिनियों का प्रसार हो रहा है, वरन उस प्रसार का वेग न तो स्थिर है और न कम हो रहा है, वरन बढ़ रहा है। सामान्य समझ तो यह कहती है कि विस्फोट के समय प्रसार–वेग त्रीवतम होना चाहिये था, और समय के साथ उसे यदि कम न भी होना हो तो बढ़ना तो नहीं ही चाहिये वैसे ही जैसे पृथ्वी पर वेग से (मुक्ति वेग से कम) ऊपर फेकी गई वस्तु का वेग धीरे धीरे कम होता जाता है।

और भी, जब हम सुपरनोवा का अभिरक्त विस्थापन देखते हैं तो हमें यह ज्ञात होता है कि सुपरनोवा के विस्फोट पश्चात ब्रह्माण्ड का विस्तार कितने गुना हो गया है। यदि ब्रह्माण्ड के विस्तार में त्वरण है तब भूतकाल में आज की तुलना में विस्तार का वेग कम था। अथार्त पिण्डों के बीच की दूरियां बढ़ रही हैं। अब जो दूरी हमें हमारे और किसी एक सुपरनोवा के बीच दिख रही है वह उस सुपरनोवा के विस्फोट (महान विस्फोट नहीं) काल की हमारे बीच की दूरी से कहीं अधिक है। हम दो सुपरनोवा लें जिनके विस्फोट भिन्न समयों पर हुए हैं। अधिक दूरी के सुपरनोवा की दीप्ति कम दूरी वाले सुपरनोवा की दीप्ति से वर्ग नियम के अनुसार तो कम ही होगी। किन्तु अब दूरियों के कारण, अधिक दूर वाले सुपरनोवा की हमारे बीच की दूरी, कम दूरी वाले सुपरनोवा की हमारे बीच की दूरी की बढ़त से, अधिक बढ़ी है।

अत्यधिक दूरी के सुपरनोवा कम दूरी के सुपरनोवा की तुलना में कहीं अधिक, अथार्त दूरी के अनुपात द्वारा अपेक्षिक से अधिक, मद्धिम दिखाई पड़ेंगे। और अवलोकनों में ऐसा ही पाया गया है। अथार्त मन्दाकिनियों का वेग बढ़ रहा है और चारों दिशाओं में बढ़ रहा है अतएव ब्रह्माण्ड के अन्दर से ही कोई प्रतिगुरुत्वाकर्षण जैसा बल या ऊर्जा है जो उन्हें गुरुत्वाकर्षण के विरोध में बाहर ठेल रहा या रही है जिस तरह रॉकेट अन्तरिक्षयोनों को ठेलकर उनका वेग बढ़ाते रहते हैं। ब्रह्माण्ड में ऐसी कोई ऊर्जा या बल तो अभी तक देखा नहीं गया है।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य 8: मन्दाकिनियों का विकास

सृष्टि की रचना में कणों के निर्माण पश्चात पहले तो हाइड्रोजन तथा हीलियम के विशाल बादल बनें। शनै: शनै: जब ये विशाल बादल इतने बड़े हो गये कि वे अपने ही गुरुत्वाकर्षण से दबकर संकुचित हो गये तब तारे तथा मन्दाकिनियां बनी। पहली मन्दाकिनियों तथा तारों को बनने में लगभग 100 करोड़ वर्ष लगे उस समय ब्रह्माण्ड का विस्तार आज के विस्तार का पंचमांश ही था।

उपग्रह स्थित हबल टेलिस्कोप से लगभग 170 करोड़ वर्ष आयु की (अथार्त आज से 1200 करोड़ वर्ष पूर्व की स्थिति में) अण्डाकार मन्दाकिनी देखने में जो आनन्द आता है वह सन 1609 में गालिलेओ द्वारा दूरदर्शी से देखे गए बृहस्पति के चार चान्दों को देखने वाले आनन्द का ही संवधिर्त रूप है। इसके बाद कुण्डलाकार मन्दाकिनियां आदि बनी। ब्रह्माण्ड की 1370 करोड़ वर्ष की आयु का आकलन सबसे ताजा है और अधिक परिशुद्ध माना जाता है, पहले इसकी याथार्थिकता पर सन्देह बना रहता था, क्योंकि यह हबल–नियतांक के मान पर निर्भर करता है। जिसका निधार्रण सन्देहास्पद ही रहता था। अभिरक्त विस्थापन में मन्दाकिनियों के भागते–वेग के अतिरिक्त अन्य वेग भी रहते हैं जिन पर गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव भी होता है।अतएव किसी भी मन्दाकिनी का अभिरक्त विस्थापन का माप सुनिश्चित न होकर एक फैलाव लिये रहता है।

अवरक्त विस्थापन (इन्फ्रारैड शिफ्ट)
एक और घटना अभिरक्त विस्थापन के आकलन पर सन्देह डालती है। क्वेसार सम्भवतया प्राचीनतम शिशु मन्दाकिनियों से संबiन्धत हैं जो अपेक्षाकृत अधिक दीप्तिमान होते हैं तथा हम से सैकड़ों करोड़ों प्रकाशवर्षों की दूरी पर स्थित हैं। किन्तु कभी कभी वे किसी अन्य सामान्य मन्दाकिनी के निकट पड़ोस में दिखते हैं और तब उस क्वेसार के तथा उस मन्दाकिनी के अभिरक्त विस्थापनों में हमें महत्वपूर्ण अन्तर मिलता है। ऐसी घटनाएं और भी शोध तथा खोज की मांग करती हैं तथा तारों, क्वेसारों, मन्दाकिनियों के निर्माण की प्रक्रियाओं पर मन्थन की मांग करती हैं। अतएव मूल प्रसारी ब्रह्माण्ड सिद्धान्त का इस तरह की अपवाद–सी घटनाओं को समझाने के लिये परिवर्धन किया जा रहा है। इसलिये उसके भिन्न रूप सामने आ रहे हैं। इनमें से कोई ब्रह्माण्ड को खुला मानता है तो कोई बन्द और कोई समतल।

खुले ब्रह्माण्ड का अर्थ है ब्रह्माण्ड का अनन्त काल तक प्रसार और इस तरह मृत्यू। बन्द ब्रह्माण्ड का अर्थ है एक काल पश्चात ब्रह्माण्ड के प्रसार का रुकना और फिर संकुचन होना।तथा समतल का अर्थ है कि ब्रह्माण्ड का विस्तार एक काल के पश्चात रुकना और फिर स्थिर होना। दृष्टव्य है कि भारतीय ऋषियों ने ब्रह्माण्ड को चाक्रिक माना है अथार्त उसका साधारण अर्थों में ‘जन्म’ (यद्यपि वह मूलरूप में अजन्मा ही है) होता है और विलय होता है और यह चक्र अनन्त है।

ब्रह्माण्ड में अज्ञात–पदार्थ की मात्रा तथा घनत्व–विचलनों के विषय में वैज्ञानिकों की मान्यताओं में भी इनमें आपस में भेद है। कुछ वैज्ञानिक हैं जो हबल नियतांक के न मापे जा सकने के कारण तथा अन्य अपवाद–सी घटनाओं के कारण प्रसारी–ब्रह्माण्ड सिद्धान्त को खारिज करते रहे हैं। डा. आर्प तो अभिरक्त विस्थापन की व्याख्या पर ही घोर सन्देह करते हैं। किसी भी सिद्धान्त को परखते रहना, उसमें आवश्यकतानुसार समंजन करते रहना जीवन्त–विज्ञान का ही उत्तम गुण है। फैयड हायल के शिष्य विश्व प्रसिद्ध खगोलज्ञ जयन्त नालीर्कर भी सावधान रहने की चेतावनी देते रहते हैं। यही घटनाएं नए शोध या नई खोजों की प्रेरणा देती हैं। किन्तु डा. आर्प आदि का ऐसा कठोर विरोध थोड़ा अतार्किक–सा लगता है।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य 7: प्रकाश का अन्धमहासागर

लगभग तीन लाख वर्षों तक ब्रह्माण्ड में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन तथा अन्य नाभिक, फोटॉन, इलैक्ट्रॉन तथा न्युट्रनो के अपारदर्शी महासागर में एक दूसरे से टकराते रहे किन्तु दिख नहीं रहे थे! यह सब इतना घना था कि फोटान अन्य कणों से लगातार टकराते रहे और इसलिये वे बाहर नहीं निकल सकते थे और इसलिये ब्रह्माण्ड दिख नहीं सकता था। इसलिये इसे ‘प्रकाश का अन्धमहासागर’ भी कह सकते हैं।

इस काल के अन्त तक ब्रह्माण्ड का तापक्रम लगभग 3000 ‘कै’ हो गया था। अतएव फोटॉनों की ऊर्जा अब कम हो गई थी और वे उस महासागर से बाहर निकल सकते थे। फोटॉनों को पूरी मुक्ति मिलने में लगभग दस लाख वर्ष लगे। इस युग को ‘पुनर्संयोजन युग’ (रीकॉम्बिनेशन एरा) कहते हैं। पुनर्संयोजन युग में निर्मित फोटॉनों का विशाल सागर अभी तक मौजूद है और यही हमें ‘पृष्ठभूमि सूक्ष्म तरंग विकिरण’ के रूप में सारे ब्रह्माण्ड में व्याप्त दिखाई देता है।

इसका नाप सर्वप्रथम 1965 में लिया गया था, जो बाद में कई बार संपुष्ट किया गया। इस विकिरण की शक्ति लगभग 1370 करोड़ वर्षों में बहुत क्षीण हो गई है और इसका तापक्रम मात्र 2.73 ख (परम शून्य से 2.73 शतांश ऊपर) (270.43 अंश शतांश) है। लगभग सभी वैज्ञानिक इस तथ्य को महान विस्फोट की सुनिश्चित पहचान मानते हैं।

यह विकिरण सारे ब्रह्माण्ड में समरूप है अथार्त पुनर्संयोजन युग के काल में ब्रह्माण्ड एकरस था। तब आज के दृश्य–ब्रह्माण्ड में शून्य के महासागर में तारों से लेकर मन्दाकिनियों, मन्दाकिनि–गुच्छों तथा मन्दाकिनि–चादरों जैसी अल्प द्वीपों के रूप में अवस्थिति क्यों है? 1992 में ‘पृष्ठभूमि सूक्ष्मतरंग विकिरण’ के पदार्थ के घनत्व के वितरण में विचलनों की परिशुद्ध खोज की गई और पाया गया कि उस वितरण में यहां वहां बहुत सूक्ष्म विचलन थे। वही विचलन हमें आज गुरुत्वाकर्षण बलों द्वारा संवधिर्त होकर तारों, मन्दाकिनियों आदि के रूप में दिखाई दे रहे हैं।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य 6: नाभिकीय संश्लेषण युग

प्रसार का अगला चरण 1 सैकैण्ड से 100 सैकैण्ड तक चला, इसे ‘नाभिकीय–संश्लेषण युग’ (न्यूक्लीय सिन्थैसिस एरा) कहते हैं। प्रोटॉन तो इस नाभिकीय संश्लेषण युग के पूर्व ही बन चुके थे जो हाइड्रोजन के नाभिक बने। इन निन्न्यानवे सैकैण्डों के नाभिकीय संश्लेषण युग में आज तक मौजूद लगभग सारा हाइड्रोजन, हीलियम, भारी हाइड्रोजन आदि तथा अल्प मात्रा में लिथियम के नाभिक बने।

पुराने प्रसारी सिद्धान्त के अनुसार इस काल में जैसा भी प्रसार हुआ उससे आज का समांगी ब्रह्माण्ड नहीं निकलता। तथा उसके अनुसार यदि आज ब्रह्माण्ड समतल है तो प्रारम्भ के उस क्षण में भी उसे समतल होना आवश्यक था जिसे प्रमाणित नहीं किया जा सकता। इसी तरह आज जो विकिरण का प्रसार है वह भी समांगी है। इसे भी नहीं समझाया जा सकता। इसे ‘क्षितिज समस्या’ भी कहते हैं। पुराने प्रसारी सिद्धान्त के अनुसार उस अत्यधिक उष्ण तथा घनी स्थिति में कुछ विचित्र कणों तथा पिण्डों का निर्माण होना चाहिये था। और उनमें से कुछ यथा ‘एक ध्रुवीय चुम्बक’, ‘ग्रैविटिनोज़’, एक्सिआयन्स आदि आदि के अवशेष तो मिलना चाहिये जो नहीं मिलते। पुराना प्रसारी सिद्धान्त इसे समझा नहीं पा रहा था।

एलन गुथ का ‘स्फीति सिद्धान्त’
इस तरह की समस्याओं का समाधान करने के लिये 1979 में एलन गुथ ने ‘स्फीति सिद्धान्त’ को पुराने प्रसारी सिद्धान्त में जोड़ा। सिद्धान्त कहता है कि लगभग 1028 कैiल्वन से 1027 कैल्वियन तापक्रम के बीच ब्रह्माण्ड की स्थिति में परिवर्तन होता है जिसे ‘सममिति विभंजन’ (सिमिट्री ब्रेकिंग) कहते हैं। इस समय जो तीन मूलभूत बल एक होकर कार्य कर रहे थे, उनमें से ‘सशक्त नाभिक बल’ ‘दुबर्ल नाभिक बल’ तथा ‘विद्युत चुम्बकीय बलों’ से अलग हो जाता है। इसके फलस्वरूप अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा मुक्त हुई। वास्तव में हुआ यह था कि जब तापक्रम लगभग 1028 या 1027 कैल्वियन पहुंचा तब यह अपेक्षित सममिति विभंजन नहीं हुआ।

यह कुछ वैसा ही है कि जब हम जल को ठण्डा करके शून्य डिग्री तक ले जाते हैं तब भी बर्फ नहीं जमती। जब हम उस पानी को शून्य से कुछ डिग्री नीचे तक ले जाते हैं तब पानी एकाएक बर्फ बनने लगता है और तापक्रम शून्य शतांश हो जाता है। इसी तरह ब्रह्माण्ड का तापक्रम 1027 कै से भी कम होता गया और फिर एकदम से कोई 10–33 सैकेण्ड पर सममिति विभंजन हुआ। तापक्रम फिर 1027 कै हो गया, अत्यधिक ऊर्जा मुक्त हुई और प्रसार का वेग अत्यधिक बढ़ गया और बह्माण्ड की त्रिज्या लगभग 1050 (कुछ लाख खरब खरब खरब खरब) गुनी बढ़ कर 1017 से. मी. (एक हजार अरब कि. मी.) हो गई। तापक्रम भी तेजी से कम हुआ।

फिर जब 10–12 सैकैण्ड पर तापक्रम लगभग 1015 (दस लाख अरब) कैल्वियन पहुंचा तब दुबर्ल नाभिक बल तथा विद्युत चुम्बकीय बल भी अलग हो गए। फिर 10–2 सैकैण्ड पर तापक्रम 1012 कै लगभग पहुंचा तब क्वार्क हेड्रानों में बदल गये। प्रोटानों तथा एन्टी प्रोटानों ने मिलकर अत्यधिक ऊर्जा उत्पन्न की तथा पिछले युगों में जो प्रोटान एन्टीप्रोटानों की तुलना में अधिक बन गये थे, वे ही बचे। ( इन नाभिकों के साथ इलैक्ट्रॉनों को जुड़ने में अनेक वर्ष लगे जब तक कि ब्रह्माण्ड इतना शीतल नहीं हो गया कि इलैक्ट्रान जुड़ सकें। इलैक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर तीव्र वेग से परिक्रमा करते हैं। उनकी नाभिक से स्थिति उनकी ऊर्जा के अनुसार उचित दूरी पर स्थित ऊर्जास्तर चक्र में होती है। ज्यों ज्यों बढ़ते तापक्रम या अन्य कारणों से इलैक्ट्रॉनों की ऊर्जा बढ़ती जाती है, उनके ऊर्जास्तर चक्र का व्यास बढ़ता जाता है। और एक सीमा के बाद इलैक्ट्रॉन अपने नाभिक से मुक्त होकर स्वतन्त्र हो जाते हैं। एक तापक्रम के नीचे ही इलैक्ट्रॉन प्रोटानों के आकर्षण में बंध सकते हैं।) कुल मिलाकर इस युग में इतना अधिक विस्तार (1050 गुना) इतने कम समय (10–33 सैकैण्ड) में हुआ कि इसे ‘स्फीति युग’ कहते हैं। ब्रह्माण्ड की इस स्फीति के समक्ष हमारी मुद्रास्फीति तो नगण्य ही कहलाएगी।

इस आश्चर्य जनक स्फीति के क्या परिणाम हुए? पहला, सारा प्रसार इतनी तीव्रता से हुआ (प्रकाश वेग से भी अधिक) कि उस काल का ब्रह्माण्ड समांगी बना। दूसरा, इस तीव्र प्रसार के कारण जो भी वक्रता थी वह खिंचकर सीधी हो गई अथार्त ब्रह्माण्ड समतलीय हो गया। तीसरा, इस तीव्र विस्तार में जो भी विचित्र कण या पिण्ड थे उनकी संख्या भी नगण्य हो गई।

ब्रह्माण्ड का प्रसार होता गया, तापक्रम कम होता गया। महान विस्फोट के एक सैकैण्ड बाद तक जब तापक्रम 1010 (दस अरब) कै था तब प्रोटान तथा न्यूट्रान का अनुपात छ हो गया तथा समांगी दिक की त्रिज्या का प्रसार लगभग 1019 से. मी. (करोड़ करोड़ किमी) हो गया। लगभग 100 सैकैण्ड बाद तापक्रम एक अरब कै. था, तथा इलैक्ट्रॉनों एवं पॉज़िट्रॉनों ने मिलकर पुन: अत्यधिक फोटॉन उत्पन्न किये। फोटानों तथा न्यूट्रानों ने मिलकर ड्यूट्रान उत्पन्न किये। तथा ड्यूट्रानों ने मिलकर हीलियम बनाई। इस सबके परिणाम स्वरूप, उस समय ब्रह्माण्ड में 75 प्रतिशत हाइड्रोजन तथा 25 प्रतिशत हीलियम थी। इस प्रक्रिया को बैर्योजैन्सिस कहते हैं।

इन हल्के तत्वों के नाभिकों के निर्माण की व्याख्या ‘फ्रीडमान–लमेत्र’ के सूत्र नहीं समझा सके थे। तब 1948 में जार्ज गैमो तथा रेल्फ एल्फर ने उन सूत्रों पर क्वाण्टम सिद्धान्त लगाकर उनका परिष्कार किया तथा इनकी समुचित व्याख्या की और इस तरह प्रसारी–सिद्धान्त पर आए संकट को टाला। नाभिकीय संश्लेषण भी प्रसारी–सिद्धान्त का एक नया आधार स्तम्भ बना।

ताजे अवलोकनों से ज्ञात हुआ है कि दृश्य–ब्रह्माण्ड में हाइड्रोजन की मात्रा 75 प्रतिशत है, हीलियम की 24 प्रतिशत तथा अन्य की मात्रा 1 प्रतिशत। यह जार्ज गैमो आदि द्वारा प्रतिपादित सिद्धान्त के अनुकूल है तथा उसकी पुष्टि करती है। किन्तु यह सिद्धान्त भारी तत्वों के निर्माण के विषय में सहीं नहीं उतरे। अन्य भारी तत्वों यथा काबर्न, आक्सीजन, नाइट्रोजन, लोहा, ताम्बा, सोना इत्यादि का निर्माण तारों के जन्म–मृत्यु चक्र से सम्बंधित है। फ्रैड हॉयल आदि ने इन भारी तत्वों के निर्माण को ‘सुपरनोवा’ के आधार पर समझाया था।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य 5: ब्रह्माण्ड का विकास

प्रसारी सिद्धान्त के अनुसार ब्रह्माण्ड का विकास कैसे होता है। इस सिद्धान्त के निर्माण के लिये कुछ मूलभूत मान्यताओं से प्रारम्भ करते हैं; कि एड्विन हबल के अभिरक्त विस्थापन के अवलोकनों के आधार पर ब्रह्माण्ड का प्रसार हो रहा है, तथा दूरी के अनुपात में तीव्रतर होता जाता है। प्रसारी सिद्धान्त के यह दो –अवरक्त विस्थापन तथा प्रसार – वे आधार स्तम्भ हैं जिन पर प्रसारी सिद्धान्त खड़ा है।

यह दो स्तम्भ स्वयं अन्य दो मान्यताओं के स्तंभ पर खड़े हैं कि ब्रह्माण्ड विशाल अर्थ में समांगी (होमोजीनियस) तथा समदैशिक (आइसोट्रोपिक) है। तथा यह स्थिति न केवल आज है वरन विस्फोट की अवधि में भी थी। इस में तथा स्थायीदशा सिद्धान्त की मान्यताओं में जो मुख्य अन्तर है वह यह कि ‘काल’ में प्रसारी सिद्धान्त के अनुसार ब्रह्माण्ड परिवर्तनीय है जबकि ‘स्थायीदशा’ में ‘काल’ में भी अपरिवर्तनीय है। इन सिद्धान्तों पर 1922 रूसी गणितज्ञ अलेक्सान्द्र फ्रीडमान ने कुछ गणितीय सूत्रों का निर्माण किया था जिनके द्वारा प्रसारी ब्रह्माण्ड की व्याख्या की जा सकती है। 1927 में बेल्जियन वैज्ञानिक लमेत्र ने इन सूत्रों के आधार पर उस मूल क्षण का आकलन किया जब उस “आद्य अणु” (ब्रह्म–अण्ड) ने विस्फोट कर प्रसार प्रारंभ किया था और अणु, मन्दाकिनियां तथा तारों आदि का निर्माण प्रारंभ हुआ था। इस ‘महान विस्फोट’ (यह नाम मजाक में फ्रैड हॉयल ने दिया था) के सिद्धान्त को ‘फ्रीडमान–ल मेत्र’ सिद्धान्त कहते हैं।

मूलभूत बल
ब्रह्माण्ड में केवल चार बल हैं जो मूलभूत माने जाते हैं – गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, दुबर्ल एवं सशक्त नाभिक बल। विद्युतचुम्बकीय बल विद्युत, चुम्बकत्व तथा विद्युत चुम्बकीय विकिरण पर नियन्त्रण रखता है। दुबर्ल नाभिक बल अत्यन्त कम दूरियों पर ही प्रभावी होता है तथा रेडियो एक्टिव क्षय का नियन्त्रण करता है। सशक्त नाभिक बल नाभिक में प्रोटानों तथा न्युट्रानों को बांधकर रखता है। आइन्स्टाइन ने व्यापक आपेक्षिकी (सिद्धान्त) के उपरान्त शेष जीवन मुख्यतया इन्हीं चारों बलों को मूलरूप से एक ही सिद्ध करने के प्रयास में लगाया था। आज कल मूलभूत बलों की संख्या, सिद्धान्तत: तीन ही रह गई है, विद्युत चुम्बकीय तथा दुबर्ल नाभिक बलों में सिद्धान्तत: एकता स्थापित की जा चुकी है। यह चारों बल मूल ब्रह्म–अण्ड में एकीकृत रूप में रहते थे और सहज ही आपस में परिवर्तनशील रहते थे तथा इसी तरह पदार्थ तथा ऊर्जा आपस में पूर्ण रूप से परिवर्तनशील थे। पदार्थ तथा ऊर्जा की तुल्यता सिद्ध करने के लिये आइन्स्टाइन को 1921 में नोबेल पुरस्कार मिला।

‘महा एकीकरण युग’
आज अधिकांश वैज्ञानिक सहमत हैं कि मूल ब्रह्म–अण्ड का महान विस्फोट, ‘बिग बैंग,’ लगभग 1370 करोड़ वर्ष पूर्व हुआ था।

विस्फोट के शून्य सैकैण्ड से 10–43 सैकैण्ड तक क्या हुआ यह नहीं जाना जा सकता क्योंकि उस काल खण्ड में भौतिकी के ज्ञात नियम कार्य नहीं कर रहे थे। यह दृष्टव्य है कि विज्ञान ने इस ब्रह्माण्ड में पहली बार ‘कुछ’ तो अज्ञेय माना है क्योंकि अध्यात्म में ब्रह्म तो अज्ञेय ही है। विज्ञान में इसके पहले जो अज्ञेय थे वे सशर्त थे, यथा हाइज़ैनवर्ग का अनिधार्र्यता का नियम जिसके अनुसार स्थिति तथा वेग इन दोनों का साथ साथ निधार्रण एक सीमित याथार्थिकता के भीतर ही किया जा सकता है, यद्यपि किसी एक का वांछित याथार्थिता के साथ किया जाता है।

हाइजैनबर्ग के अनिधारर्यता सिद्धान्त के अतिरिक्त, प्रथम 10–45 सैकैण्ड भी अज्ञेय है, तथा समय को 5.4 × 10–44 सैकैण्ड, द्रव्य को 2.1 × 10–18 कि. ग्रा., तथा लम्बाई को 1.6 × 10–35 मीटर की याथार्थिकता से बेहतर नहीं नापा जा सकता। दूसरा अज्ञेय जो है वह है ‘सांख्यकी’ जिसमें घटनाओं के होने का निश्चित ज्ञान न होकर ‘संभाविता’ (जिसे प्रतिशत में अभिव्यक्त करते हैं) के रूप में होता है।

किन्तु 10–43 सैकैण्ड से लेकर 10–35 सैकैण्ड और और भी बाद तक ज्ञात नियम लग रहे थे जिनके तहत सभी पदार्थ, ऊर्जा, दिक् तथा काल का निर्माण हुआ था। इसलिये 5 × 10–44 सैकैण्ड को ‘प्लान्क समय’ (नियतांक) कहते हैं। इस समय ब्रह्माण्ड का विस्तार 1. 6 × 10–33 से. मी. (प्लान्क लम्बाई नियतांक) था तथा तापक्रम 1032 कैल्वियन था। अथार्त एकीकरण युग के प्रारम्भ में दिक का विस्तार 10–33 से. मी. था तथा तापक्रम 1032 कै. था।

उस समय तापक्रम लगभग एक लाख अरब अरब अरब कैल्वियन था। अथार्त ताप ही प्रमुख गुण था। शायद यही सत्य तैत्तिरीय उपनिषद के (3.2) मन्त्र में कहा गया है, “तपो ब्रह्मेति।” तप ही ब्रह्म है। सामान्यतया इसका अर्थ लिया जाता है कि तप करने से ब्रह्म का ज्ञान होता है। यहां मुझे लगता है कि ऋषि कह रहे हैं कि तप ही अथार्त ताप ही ब्रह्म है। तथा इसके बाद मुण्डक उपनिषद (1.1.8) के मन्त्र ‘तपसाचीयते ब्रह्म’ के अनुसार तप से ब्रह्माण्ड का विस्तार होता है। ‘महान एकीकरण युग’ के प्रारंभ होते ही गुरुत्वाकर्षण बल ने अलग हो कर अपना कार्य शुरु कर दिया था, किन्तु अन्य तीन बल एकीकृत होकर कार्य करते रहे।

एक सैकैण्ड के अकल्पनीय अतिसूक्ष्मतम अंश (10–43 सैकैण्ड से 10–35 सैकैण्ड तक) में पदार्थ तथा ऊर्जा सहज ही एक दूसरे में परिवर्तनशील थे, अत: एक सैकैण्ड के इस अकल्पनीय सूक्षमतम अंश को ‘महान एकीकरण युग’ (ग्रैन्ड युनिफिकेशन एरा) कहते हैं। छान्दोग्य उपनिषद (3.14.1) का एक मन्त्र है, सर्वं खलु इदं ब्रह्म। यह सृष्टि सब सचमुच में ब्रह्म ही है। इस ब्रह्माण्ड (सृष्टि) की उसी से उत्पत्ति होती है, उसी में इस ब्रह्माण्ड का लय होता है, और यह उसी से अनुप्राणित है। अथार्त इसमें पदार्थ तथा ऊर्जा की जो भिन्नता दिखती है, वह वास्तव में एक ही हैं, सारे पदार्थ जो भिन्न दिखते हैं एक ही हैं। और आज का विज्ञान जिसे उपरोक्त शैली में कहता है। इसमें जो शक्ति या बल या चेतना है, उसी से है। इसे उपरोक्त पैरा में विज्ञान की शैली ‘मूलभूत बल’ कहा गया है। बल वास्तव में वे नियम हैं जिनके अनुसार पदार्थ तथा ऊर्जा व्यवहार करते हैं। यह नियम, जिसे संस्कृत में ऋत कहते हैं, भी उसी ब्रह्म से उपजे हैं।

छान्दोग्य उपनिषद में ही ब्रह्म के विषय में कहा है (6.2.1), “एकमेव अद्वितीयम्’ –वह एक ही है, उसके अतिरिक्त ब्रह्माण्ड में दूसरा नहीं है – यही सत्य वैज्ञानिक भाषा में ‘महान एकीकरण युग’ में 10–45 सैकैण्ड्स के पूर्व मिलता है। और भी छान्दोग्य (6.2.3) में कहा है, “तदैक्षत बहु स्यां प्रजायेयेति। "उस सत् अथवा ब्रह्म ने इच्छा की कि ‘मैं बहुत हो जाऊं’। यही सत्य तैत्तिरीय उपनिषद (2.6) में कहा है। यही कार्य 10–45 सैकैण्ड के बाद प्रारम्भ हुआ।

यह कहा जा सकता है कि वह सूक्ष्म ब्रह्माण्ड क्वार्कों तथा प्रतिक्वार्कों आदि के गाढ़े गरमागरम रस से सराबोर था। आज वैज्ञानिक क्वार्क तथा लैप्टॉन को पदार्थ के मूलभूत कण मानते हैं। क्वार्क द्वारा भारी कण, यथा प्रोटॉन तथा न्यूट्रॉन बनते हैं, तथा लैप्टॉन से इलैक्ट्रॉन तथा न्यूiट्रनो आदि हल्के कण बनते हैं। उस युग में इनके साथ इनके विरोधी कण भी होते थे – ‘प्रतिक्वार्क‘ तथा ‘प्रतिलैप्टॉन’ आदि। कण तथा प्रतिकण उस समय आपस में टकराते और प्रकाश ऊर्जा में बदल जाते थे, तथा दो फोटान (प्रकाश कण) कण आपस में टकराकर पदार्थ तथा प्रतिपदार्थ उत्पन्न करते थे। क्वार्क तथा लैप्टान भी आपस में बदल सकते थे। प्रारंभ में पदार्थ, प्रतिपदार्थ तथा विकिरण (ऊर्जा) लगभग बराबर मात्रा में थे। और अब तो प्रतिपदार्थ के दर्शन नहीं होते। महान एकीकरण युग के अन्त के थोड़ा सा पहिले पदार्थ की मात्रा प्रति पदार्थ की मात्रा से, अति नगण्य रूप में ही सही, किन्तु अधिक थी। विस्तार के साथ तापक्रम कम हुआ और तब पदार्थ तथा प्रतिपदार्थ तो टकराए और प्रकाश ऊर्जा में बदल गए। किन्तु फोटानों ने आपस में टकराकर पदार्थ तथा प्रतिपदार्थ बनाना बन्द कर दिया। अतएव जब क्वार्क तथा प्रतिक्वार्क टकराते हैं तब अधिकांश पदार्थ तो ऊर्जा में बदल जाता है; किन्तु थोड़ा सा क्वार्क बच जाता है, जो ‘हेड्रान’ में बदल कर प्रोटान जैसा भारी कण बनता है। इस समय पदार्थ की तुलना में ऊर्जा की मात्रा करोड़ों गुना अधिक थी।सम्भवत: यह वही बचे हुए पदार्थ थे जो आज हमें ब्रह्माण्ड में दिख रहे हैं। दृष्टव्य है कि जैसे जैसे ब्रह्माण्ड का विस्तार होता है, उसका तापक्रम कम होता है, तथा बलों एवं पदार्थों की विविधता बढ़ती जाती है।

‘स्फीति युग’
10–35 सैकैण्ड के तरन्त बाद प्रसार के वेग में अत्य्धिक वृद्धि हुई। इस स्फीति युग में, प्रसारी सिद्धान्त के अनुसार पर्याप्त मात्रा में ‘शून्य–ऊर्जा घनत्व’ का अस्तित्व था। इस स्फीति युग के पश्चात प्रसार की गति कम हुई किन्तु प्रसार होता रहा है। प्रसार के कारण ब्रह्माण्ड में शीतलता बढ़ती रही है। एक सैकैण्ड के भीतर ही चारों बल स्वतन्त्र होकर अपने अपने कार्य करने लगे थे। पदार्थ और प्रतिपदार्थ का टकराकर ऊर्जा तथा पदार्थ में बदलना (किन्तु ऊर्जा का वापिस पदार्थ तथा प्रतिपदार्थ में बनना नहीं) ब्रह्माण्ड की 1 सैकैण्ड की आयु तक चला तथा प्रतिपदार्थ समाप्त हो गए।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य - ४: स्थायी दशा सिद्धान्त

तीसरे दशक के बाद अनेक वैज्ञानिक, जिनके मन को यह प्रसारी ब्रह्माण्ड नहीं भा रहा था, यह प्रश्न कर रहे थे कि यदि ब्रह्माण्ड का प्रारंभ हुआ था, तब उस क्षण के पहले क्या स्थिति थी

अत्यन्त विशाल ब्रह्माण्ड एक अत्यन्त सूक्ष्म बिन्दु में कैसे संकेन्दि`त हो सकता है? उस बिन्दु में समाहित पदार्थ का विस्फोट क्यों हुआ? उतना अकल्पनीय पदार्थ कहां से आ गया? और प्रसार या विस्तार के बाद ब्रह्माण्ड का अन्त क्या होगा? इनमें से अधिकांश प्रश्न तो मुख्यतया विज्ञान के प्रश्न नहीं वरन दर्शन विषय के प्रश्न हैं, अथार्त यह दशार्ता है कि वैज्ञानिक भी कभी कभी प्रत्यक्ष की तुलना में दार्शनिक अवधारणाओं को अधिक महत्व देते हैं। अस्तु! तीन वैज्ञानिकों गोल्ड, बान्डी तथा हॉयल ने 1948 में एक संवधिर्त सिद्धान्त प्रस्तुत किया – ‘स्थायी दशा सिद्धान्त’। अथार्त यह ब्रह्माण्ड प्रत्येक काल में तथा हर दिशा में एक सा ही रहता है, उसमें परिवर्तन नहीं होता। इस तरह उपरोक्त प्रश्नों को निरस्त्र कर दिया गया। क्योंकि इस सिद्धान्त के तहत ब्रह्माण्ड अनादि तथा अनन्त माना गया है। इसलिये इसमें न तो प्रारम्भ का प्रश्न है और न अन्त का। किन्तु प्रसारण के कारण उत्पन्न विषमता को कैसे बराबर किया जा सकता है?

ऐसे स्थायी ब्रह्माण्ड में मन्दाकिनियों के प्रसारण के कारण पदार्थ के वितरण में अन्तर अवश्य आएगा, क्योंकि प्रसार के केन्द्र में शून्य बनेगा। इस आरोप से बचने के लिये उन्होंने घोषणा की कि ऐसे केन्द्र पर ऊर्जा स्वयं पदार्थ में बदल जाएगी और वह पदार्थों के लिये एक फव्वारे की तरह स्रोत बन जाएगा जो पदार्थ वितरण की एकरूपता को बनाकर रखेगा। यह अवधारणा भी अनेकों प्रश्न पैदा करती है। उस स्थान पर अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा कैसे आएगी, और अनन्तकाल तक कैसे आती रहेगी। ऐसे प्रश्नों को उन्होंने व्यर्थ तथा निरर्थक प्रश्न कहकर टाल दिया। और लगभग दस वर्ष तक यह सिद्धान्त वैज्ञानिकों में मान्य रहा क्योंकि इस सिद्धान्त ने ब्रह्माण्ड में हाइड्रोजन तथा हीलियम के बाहुल्य को, सुपरनोवा की कार्यप्रणाली के द्वारा समझाया था जिसे मूल प्रसारी सिद्धान्त नहीं समझा पाया था।

इसे जार्ज गैमो ने बाद में क्वाण्टम सिद्धान्त के आधार पर ‘प्रसारी सिद्धान्त’ के तहत सिद्ध किया : प्रथम तीन मिनिटों में ड्यूटीरियम, तथा हीलियम एवं लिथियम के आइसोटोप घोषित अनुपात में बन गये थे। ‘स्थायी दशा सिद्धान्त’ को 1941 में घोषित किये गये व्हीलर तथा फाइनमान के एक अनोखे सिद्धान्त से भी बल मिला। इस सिद्धान्त में गणितीय सूत्रों के आधार पर यह माना गया कि समय पीछे की ओर भी चल सकता है, अथार्त भविष्य से भूतकाल की ओर चल सकता है। यह ब्रह्माण्ड के समय में समांग होने की पुष्टि करता है। किन्तु अवलोकनों से प्राप्त तथ्यों के द्वारा स्थायी दशा सिद्धान्त के लिये कठिनाइयां उत्पन्न होती गईं। उनमें से एक है ‘रेडियो स्रोतों’ का अधिक दूरियों, अथार्त प्रारंभिक अवस्था में आज की अपेक्षा आधिक्य, अथार्त ब्रह्माण्ड की में दशा में समय या दूरी के आधार पर अन्तर का होना। 1966 में क्वेसारों की खोज हुई। क्वेसार परिमाण में छोटे किन्तु दीप्ति में बहुत तेज पिण्ड होते हैं, और ये केवल अधिक दूरी पर ही मिलते हैं। अथार्त कुछ सैकड़ों करोड़ों वर्ष पूर्व ब्रह्माण्ड की दशा बहुत भिन्न थी। और भी कि पृष्ठभूमि सूक्ष्मतरंग विकिरण का तापक्रम प्रारम्भ से ही बदलता आया है।

पृष्ठभूमि सूक्ष्मतरंग विकिरण
1965 में ब्रह्माण्ड में ‘पृष्ठभूमि सूक्ष्मतरंग विकिरण’ (पृ सू वि) (बैकग्राउण्ड माइक्रोवेव रेडियेशन) की खोज हुई। पृ सू वि की खोज करने वाले दो वैज्ञानिकों पैन्जियास तथा विल्सन को 1978 में नोबेल पुरस्कार मिला। प्रसारी सिद्धान्त के अनुसार प्रारंभ में जब पदार्थ के सूक्ष्मतम तथा घनतम अण्ड का विस्फोट हुआ था, उस समय जो विकिरण हुए थे, सारे ब्रह्माण्ड में उनके अवशेष होना चाहिये। उन्हीं अवशेषों की एक पृष्ठभूमि की तरह उपस्थिति की खोज हुई। चूंकि यह सूक्ष्मतरंग विकिरण सभी दिशाओं में समान रूप से उपस्थित मिलता है, इसका नाम ‘पृष्ठभूमि सूक्ष्म तरंग विकिरण’ रखा गया। यह प्रसारी सिद्धान्त का एक अकाट्य प्रमाण स्थापित हुआ और अधिकांश विद्वानों ने स्थायी दशा सिद्धान्त के बरअक्स ब्रह्माण्ड के विकास का प्रसारी सिद्धान्त स्वीकार किया।

प्रसार का एक और प्रमाण महत्वपूर्ण है। पुणे स्थित खगोल विज्ञान एवं खगोल भौतिकी के अन्तर–विश्वविद्यालय केन्द्र के डा.रघुनाथन श्रीआनन्द ने अपने साथियों के साथ एक क्वेसार से निकले प्रकाश का अथ्ययन किया। उस समय ब्रह्माण्ड की आयु आज की आयु का पंचमांश थी। उस प्रकाश ने काबर्न के एक अणु को उद्दीपत किया। इस उद्दीप्त काबर्न के अणु से विकिरित प्रकाश को उन्होंने पकड़ा जिससे उन्हें ज्ञात हुआ कि उस काबर्न का तापक्रम परमशून्य से 6 से 14 अंश कैल्वियन अधिक था। आज तो ब्रह्माण्ड का वैसा ही तापक्रम 3 कैल्वियन से भी कम है। यह न केवल दशार्ता है कि महान विस्फोट के पश्चात ब्रह्माण्ड का तापक्रम कम होता जा रहा है, वरन यह भी कि यह अन्तर प्रसारी सिद्धान्त के अनुकूल सही मात्रा में भी है।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य - ३: ब्रह्माण्ड की चाबियां

ब्रह्माण्ड का रहस्य खोलने के लिए दो चाबियां नितान्त आवश्यक हैं। एक तो सैद्धान्तिक चाबी और दूसरे कोई दूरदर्शियों जैसे उपकरण जो ब्रह्माण्ड का वांछित अवलोकन कर सकें। और ये दोनों चाबियां अन्योन्याश्रित होती हैं। ब्रह्माण्ड के विषय में प्रथम व्यापक सिद्धान्त 1917 में आइन्स्टाइन ने प्रतिपादित किया था, उसकी एक चाबी थी ‘ब्रह्माण्ड की स्थिर दशा’; सारे दिक् में नक्षत्रों आदि के वितरण को देखते हुए बीसवीं शती के प्रारम्भ में वैज्ञानिकों ने यह निष्कर्ष निकाला था कि ब्रह्माण्ड में तारे समांगी या समरूप से वितरित हैं। इनके वितरण की समरूपता में कोई विशेष अन्तर नहीं आता। इस आधार पर ब्रह्माण्ड के निर्माण को समझने के लिये माना था कि अनन्त काल से ब्रह्माण्ड ऐसा ही है और अनन्त काल तक ऐसा ही रहेगा। उस समय की सामान्य वैज्ञानिक सोच प्रारम्भिक ‘स्थिर दशा’ को मानती थी।

उस समय मन्दाकिनियों के प्रसारण का न तो किसी को ज्ञान था और न किसी ने कल्पना की थी। किन्तु मजे की बात यह कि 1917 में आइन्स्टाइन ने जब अपने क्रान्तिकारी व्यापक आपेक्षिकता के सिद्धान्त अथार्त आपेक्षिकी के आधार पर ब्रह्माण्ड का जो मॉडल प्रतिपादित किया था तब उसमें बह्माण्ड का प्रसारी होना स्वत: ही उद्भासित हो रहा था! किन्तु आइन्स्टाइन द्वारा प्रतिपादित ब्रह्माण्ड का आधार माना हुआ मॉडल स्थिर समरूप तथा गोलीय ज्यामिति वाला था। अतएव आइन्स्टाइन ने अपने उस क्रान्तिकारी गणितीय सूत्र में प्रसार को रोकने के लिये एक ‘ब्रह्माण्डीय नियतांक घटक’ डाल दिया था। इसे ब्रह्माण्डीय नियतांक घटक को प्रतिगुरुत्वाकर्षण प्रभाव कहा गया। और इसका ‘शून्य ऊर्जा घनत्व’ से सम्बन्ध स्थापित किया गया। आइन्स्टाइन ने यदि अपने गणितीय सूत्र पर भरोसा किया होता तब उस काल में ही ब्रह्माण्ड विज्ञान ने कितनी प्रगति कर ली होती। बाद में आइन्स्टाइन ने उस क्रिया को अपने जीवन की सब से बड़ी गलती मानी।

एक सैद्धान्तिक चाबी जिसे आज अधिकांश वैज्ञानिक मानते हैं, और जो बीसवीं सदी के तीसरे दशक में हबल के अवलोकनों तथा निष्कर्षों पर आधारित है, वह है ‘प्रसारी ब्रह्माण्ड सिद्धान्त’ (एक्स्पाण्डिंग यूनिवर्स थ्योरी)। इसके अनुसार विश्व या ब्रह्माण्ड का उद्भव एक बिन्दु में समाए समस्त ब्रह्माण्ड के विस्फोट से होता है। ब्रह्माण्ड के सभी पिण्ड तीव्र गति से भाग रहे हैं। इसीलिये इस सिद्धान्त का नाम ‘प्रसारी ब्रह्माण्ड’ रखा गया जिसे आम भाषा में ‘महान विस्फोट’ भी बोलते हैं। इस विस्तार को हम एक फूलते हुए गुब्बारे की तरह भी देख सकते हैं, यद्यपि इस उपमा की, सभी उपमाओं की तरह, सीमाएं हैं। इस ब्रह्माण्ड में जो पिण्ड जितनी दूर है वह उतनी ही तेजी से भाग रहा है। (यह भी दृष्टव्य है कि भारतीय शास्त्रों में ब्रह्म का एक अर्थ विस्तार या विस्तृत या विराट भी है। मुण्डक उपनिषद में ( 1.1.8. ‘तपसा चीयते ब्रह्माण्ड’) कहा है कि ‘तप’ से ब्रह्म का प्रसार होता है। (यह मन्त्र संयोग नहीं है वरन ऋषियों द्वारा अन्तदृर्ष्टि से देखा गया सत्य है।) हबल ने दूरी तथा वेग के अनुपात के नियतांक का मान भी निकाला था जो 100 था, इसका मान आधुनिकतम अवलोकनों तथा गणनाओं से 70–75 के बीच में माना जाता है। इस नियतांक का नाम हबल नियतांक है। हबल ने मन्दाकिनियों के वेग का निष्कर्ष डाप्लर सिद्धान्त के अनुसार ‘अवरक्त विस्थापन’ को मापकर निकाला।

अवरक्त – विस्थापन (इन्फ्रारें शिफ्ट)
डा. हबल ने बीसवीं शती की तीसरी दशाब्दि में नक्षत्रों तथा मन्दाकिनियों का बारीक निरीक्षण किया। उस अवलोकन में वे उन तारों या मन्दाकिनियों के प्रकाशीय वर्णक्रम को बारीकी से परख रहे थे। प्रत्येक तारे में हाइड्रोजन, हीलियम आदि गैसें होती हैं जो प्रकाश के वर्णक्रम में कुछ चारित्रिक (फ्राउन हौफ़र) पंक्तियां देती हैं।

कुछ निश्चित दशाओं में इन पंक्तियों का वर्णक्रम में स्थान निश्चित होता है। जब ये पंक्तियां अपने स्थानों पर नहीं होतीं तब वे विस्थापित कही जाती हैं। किन्तु, सभी पिण्डों के वर्णक्रम में उन्होंने भिन्न मात्राओं में अवरक्त विस्थापन पाया। जिस तरह आती हुई रेल की सीटी की ध्वनि का तारत्व (आवृत्ति) बढ़ जाता है, और जाती हुई रेल की सीटी ध्वनि का तारत्व कम होता सुनाई देता है, उसी तरह जब प्रकाश का स्रोत जैसे मन्दाकिनी जब हम से तेजी से दूर भागती है तब प्रकाश–तंरगों की आवृत्ति कम होती है अथार्त वह लाल रंग की तरफ विस्थापित होती है। और यदि वह पास आ रही हो तो नीले रंग की तरफ विस्थापित होती है।

डॉप्लर के इसी सिद्धान्त के आधार पर इस अवरक्त विस्थापन का अर्थ उन्होंने निकाला कि ब्रह्माण्ड में सभी पिण्ड तेजी से एक दूसरे से दूर भाग रहे हैं। यह खगोल विज्ञान में बीसवीं शती की सर्वाधिक क्रान्तिकारी खोज थी कि ब्रह्माण्ड का विस्तार हो रहा है। हबल ने पिछली शती के तीसरे दशक में किये अपने दीर्धकालीन अवलोकनों के आधार पर एक नियम बनाया जो कहता है कि जो मन्दाकिनी जितनी दूर है वह उतनी ही तेजी से भाग रही है।

हबल के नियम के अनेक क्रान्तिकारी परिणाम थे, उनमें यह भी था कि ब्रह्माण्ड का जो प्रसार हो रहा है, वह अनन्तकाल से तो नहीं हो सकता, अथार्त उसका किसी क्षण प्रारंभ हुआ होगा। उस उद्भव के क्षण की गणना की जा सकती है। तथा इस सिद्धान्त के अनुसार उस क्षण ब्रह्माण्ड का समस्त पदार्थ सुई की नोक से भी अत्यन्त छोटे बिन्दु में समाहित था। मैंने कहा था न कि ब्रह्माण्ड की बातें कल्पनातीत लगती हैं। क्या आप कल्पना कर सकते हैं कि करोड़ों करोड़ों और इस तरह से हम ऐसा एक करोड़ बार कहें उतने सूर्यों के पदार्थों से भी अधिक पदार्थ सुई की नोक से भी छोटे बिन्दु में समाया था – सुई की नोक से कितना छोटा – सुई की नोक के बराबर के बिन्दु के एक करोड़ के करोड़वें हिस्से से भी छोटा! (कठोपनिषद 1.2.20 में लिखा है, अणोरणीयान महतो महीयान अथार्त वह (अथार्त ब्रह्म) अणुओं का भी अणु है और महत का भी महत है, महान विस्फोट की इस जानकारी के बाद कठोपनिषद के इस मन्त्र का अर्थ प्रचलित अर्थ के अतिरिक्त एक नए रूप में दृष्टिगत होता है।) और आज वही पदार्थ अकल्पनीय रूप से विराट दिक या जगह में फैला हुआ है। कितना विराट ? प्रकाश एक सैकैण्ड में 3 लाख किलोमीटर की यात्रा करता है, तथा एक वर्ष में लगभग साढ़े नौ लाख करोड़ किमी की यात्रा करता है। ब्रह्माण्ड की त्रिज्या इतनी लम्बी है कि उसे किलोमीटर में नहीं नापते वरन प्रकाश–वर्षों में नापते हैं। ब्रह्माण्ड की त्रिज्या लगभग 1370 करोड़ प्रकाशवर्ष है, जो अभी तक दृश्य ब्रह्माण्ड (लगभग दस करोड़ प्रकाशवर्ष) की सीमा से भी परे है। ब्रह्माण्ड की सीमा का निरन्तर प्रसार हो रहा है। क्या भारतीय शास्त्रों में इसीलिये ब्रह्म को निस्सीम कहते हैं?

ब्रह्माण्ड विज्ञान या ब्रह्माण्डिकी के मुख्य प्रश्न हैं, ब्रह्माण्ड का उदभव, आयु तथा विस्तार, ब्रह्माण्ड में पदार्थ की संरचना, प्रकार तथा परिमाण, तथा ब्रह्माण्ड की दशा अथार्त ब्रह्माण्ड का विस्तार हो रहा है, किस गति से हो रहा है, कब तक होता रहेगा आदि।

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य - २: आर्यभट की खोज

पहले मनुष्य यही मानते थे कि पृथ्वी स्थिर है, केन्द्र में है तथा सूर्य सहित अन्तरिक्ष के सभी नक्षत्र उसकी परिक्रमा करते हैं।

ईसा की पांचवीं शती में विश्व में ब्रह्माण्ड का एक रहस्य सर्वप्रथम भारत में खोजा गया। उस समय बिना किसी दूरदर्शी की सहायता के आर्यभट ने सौर मण्डल का उस काल के लिए एक अत्यन्त अविश्वसनीय किन्तु अत्यन्त महत्वपूर्ण वैज्ञानिक रहस्य खोला था जिसे स्वीकार करने में मानव जाति को एक हजार वर्ष और लगे – कि सौरमण्डल में सूर्य स्थिर है तथा पृथ्वी अपने अक्ष पर प्रचक्रण करती हुई सूर्य की परिक्रमा करती है; कि ग्रहण छाया पड़ने के कारण पड़ते हैं न कि राक्षसों के कारण।

इसे सोलहवीं शती में स्वतन्त्र रूप से कोपरनिकस ने पाश्चात्य जगत में स्थापित किया। बारहवीं शती में भास्कराचार्य ने गुरुत्वाकर्षण के तीनों नियम खोज निकाले थे। इसके साथ भारत में की गई अन्य वैज्ञानिक एवं प्रौद्योगिकी खोजों तथा आविष्कारों से यह प्रमाणित होता है कि यह आध्यात्मिक भारत बारहवीं शती तक विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी तथा आर्थिक समृद्धि में विश्व में सर्वाग्रणी था। गति के नियमों को सत्रहवीं शती में स्वतन्त्र रूप से न्यूटन ने वैज्ञानिक रूप से स्थापित किया। और देखा जाए तो इन वैज्ञानिक तथ्यों की स्वीकृति के बाद ही पाश्चात्य संसार में विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी के विकास का ‘बिग बैंग’ (महान विस्फोट) हुआ।

दूरदर्शी
सत्रहवीं शती के दूरदर्शी के आविष्कार तक, पाश्चात्य जगत समस्त ब्रह्माण्ड को सौरमण्डल ही मानता था, 1609 में गालिलेओ ने छोटे से दूरदर्शी की सहायता से बृहस्पति ग्रह के चार चान्द देखे तो मानो दूरदर्शी में ही चार चान्द लग गये। और तब से विशाल से विशालतर दूरदर्शी बने जिनसे हम अब लगभग दस अरब प्रकाश–वर्ष (95 लाख करोड़ अरब किमी)की दूरी तक के नक्षत्रों, मन्दाकिनियों तथा नीहारिकाओं को देख सकते हैं। फिर हजारों मीटरों तक के क्षेत्र में फैले रेडियो दूरदर्शी बनाए गये और अब तो भारतीय मूल के नोबैल पुरस्कृत खगोलज्ञ एस. चन्द्रशेखर के सम्मान में निर्मित उपग्रह स्थित ‘चन्द्र एक्स–किरण’ वेधशाला है जो पृथ्वी के वायुमण्डल के पार से ब्रह्माण्ड के रहस्यों को खोल रही है। गुरुत्वाकर्षण तरंगों तथा शून्य या अल्पतम द्रव्यमान वाले वाले न्यूiट्रनो कणों पर खोज हो रही है।

मजे की बात है कि दूरदर्शी या अन्य उपकरण या वैज्ञानिक कुछ रहस्यों को खोलते हैं तो कुछ नवीन रहस्यों को उत्पन्न भी करते हैं। जब ब्रह्माण्ड में पिण्ड दिखे तो प्रश्न आया कि ये अतिविशाल जलते हुए पिण्डों का निर्माण किस तरह हुआ, मन्दाकिनियों, मन्दाकिनी–गुच्छों, फिर मन्दाकिनी–मण्डलों और फिर मन्दाकिनी–चादरों का निर्माण कैसे होता है? ब्रह्माण्ड का उद्भव तथा विकास कैसे हुआ?

ब्रह्माण्ड के खुलते रहस्य - १

प्रिय पाठकों, आज से हम 'ब्रह्माण्ड - The Universe' पर एक नयी श्रंखला का प्रारंभ कर रहे हैं 'ब्रहाण्ड के खुलते रहस्य'। अनमोल साहू द्वारा रचित इस लेख-माला मे हम ब्रहाण्ड के रहस्यों से रूबरू होंगे। फिलहाल 'ब्रहाण्ड के खुलते रहस्य' के पहली कड़ी का आनन्द लें। कोई प्रश्न या शंका हो तो बेहिचक पूछें। -- प्रमुख संपादक।

विश्व का, कहना चाहिये ब्रह्माण्ड का, सर्वप्रथम तथा सबसे बड़ा आश्चर्य, निस्सन्देह स्वयं ब्रह्माण्ड का जन्म है। ब्रह्माण्ड का अन्त चाहे विस्फोट में या टांय टांय फिस्स में हो उसका जन्म एक विस्फोट से हुआ है। विस्फोट के पूर्व समस्त ब्रह्माण्ड एक बिन्दु में समाया था। वह बिन्दु अकल्पनीय रूप से छोटा था, और ब्रह्माण्ड अकल्पनीय रूप से विराट है। क्या इससे बड़ा आश्चर्य कुछ हो भी सकता है कि उस सूक्ष्मतम बिन्दु से इस विराटतम ब्रह्माण्ड का जन्म हुआ है। बिन्दु और उसकी विराटता की कल्पना असम्भव ही कहलाएगी किन्तु खगोल वैज्ञानिकों ने उस सब की गणना कर ली है। गणित तो अकल्पनीय को भी अंकों में सीमित कर दे या बांध दे, अकथनीय को कह दे।

13.7 अरब प्रकाश–वर्षों (130 लाख करोड़ अरब किमी गहरे -- एक प्रकाश–वर्ष में 9.5 लाख करोड़ किमी होते हैं -- ) गहरे इस ब्रह्माण्ड के गूढ़तम रहस्यों को क्या यह मात्र तेरह सौ घन से मी के आयतन वाला हमारा मन मस्तिष्क खोल सकता है? तब भी मानव ने आदि काल से इन रहस्यों को खोलने का प्रयत्न किया है चाहे उसमें यूनानियों का यह विश्वास हो कि आकाशीय गोल तारे वे छिद्र हैं जिनमें से हमें सृष्टि रचना की जलती आग दिखाई देती है, या भारतीय ऋषियों का विश्वास कि आकाशीय पिण्ड विभिन्न लोक हैं जहां की यात्राएं की जा सकती हैं।

खगोल के नक्षत्रों की कुछ जानकारी, जिसे ज्योतिष ज्ञान कहते हैं,हजारों वर्ष पहिले आदमी ने अवलोकन से प्राप्त कर ली थी जिन्हे उसने 27 नक्षत्र मण्डलों में बांटा तथा जिसका उपयोग उसने फलित ज्योतिष के लिये किया। नक्षत्रों वाला ज्योतिष ज्ञान विज्ञान है किन्तु ‘फलित ज्योतिष’ विज्ञान नहीं है।तारे छिद्र तो नहीं हैं किन्तु उनमें सृष्टि रचना की आग अवश्य जलती है जिसके अध्ययन के द्वारा हम सृष्टि के रहस्य खोल सकते हैं। और अन्तरिक्ष विज्ञान तथा प्रौद्योगिकी का सबसे मनोहर स्वप्न है अन्तरिक्ष यात्रा।

इन धू धू कर जलते हुए पिण्डों के रहस्य खोलने के लिये अपार धन तथा ऊर्जा खर्च करने में क्या रखा है जबकि इस सुनील ग्रह की शस्य श्यामला हरित भूमि पर गरीबी का श्राप मानव जाति को दुखी कर रहा है? और वास्तविकता यह है कि ज्यों ज्यों ब्रह्माण्ड के रहस्य खोले गए हैं, मानव ने प्रकृति के नियमों को खोजा है तथा विज्ञान एवं औद्योगिक प्रगति बढ़ती गई है। सोलहवीं शती में कोपर्निकस की खोज (आगे देखें) के बाद ही पश्चिम ने बाइबिल के स्वर्ग का मोह छोड़कर इस जीवन को समृद्ध करना प्रारम्भ किया।

मानव मन स्वयं अत्यन्त रहस्यमय है, और वह स्वयं ही रहस्य खोलने के लिये सदा सहज ही तत्पर रहता है, चाहे वे रहस्य जासूसी उपन्यासों के हों, या ब्रह्माण्ड के। मन तथा ब्रह्माण्ड के रहस्यों को खोलने में प्रबुद्ध तथा रचनाशील व्यक्ति हजारों वर्षों से लगे हुए हैं क्योंकि इन रहस्यों को खोलना हमारे लिये सबसे बड़ी चुनौती है तथा सर्वाधिक आनन्ददायक तथा लाभदायक भी है। ऋषियों तथा चिन्तकों ने ब्रह्माण्ड के रहस्यों को खोलने में अपनी अन्तर्दृष्टि या रचनाशीलता का उपयोग कर अद्भुत मिथक दिये हैं। हो सकता है उनमें विज्ञान हो जिसे सिद्ध करना शेष है, किन्तु उन मिथकों के अद्भुत अर्थ निकलते हैं जो मानव–मन की जानकारी अधिक देते हैं, ब्रह्माण्ड की कम।