ಎಲ್ಲದರ ಸಿದ್ಧಾಂತ : ವಿಸ್ತಾರಗೊಳ್ಳುವ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡ! (ಭಾಗ ೧೦)

ವಿಸ್ತಾರಗೊಳ್ಳುವ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಬಗ್ಗೆ ‘ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್' ಕುರಿತಾದ ಉಪನ್ಯಾಸದ ಎರಡನೇ ಭಾಗ ಮುಂದುವರಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಮೊದಲ ಪ್ಯಾರಾ ಆಂಗ್ಲಭಾಷೆಯಲ್ಲಿದೆ. ಅದರ ವಿವರಣೆಗಳು ನಂತರ ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಲೇಖನಕ್ಕೊಂಡು ಸ್ಪಷ್ಟತೆ ಸಿಗಲಿದೆ ಎಂದು ನನ್ನ ನಂಬಿಕೆ.

Another attempt to avoid the conclusion that there must have been a big bang and, therefore, a beginning of time, was made by two Russian scientists, Evgenii Lifshitz and Isaac Khalatnikov, in 1963. They suggested that the big bang might be a peculiarity of Friedmann’s models alone, which after all were only approximations to the real universe. Perhaps, of all the models that were roughly like the real universe, only Friedmann’s would contain a big bang singularity. In Friedmann’s models, the galaxies are all moving directly away from each other. So it is not surprising that at some time in the past they were all at the same place. In the real universe, however, the galaxies are not just moving directly away from each other — they also have small sideways velocities. So in reality they need never have been all at exactly the same place, only very close together. Perhaps, then, the current expanding universe resulted not from a big bang singularity, but from an earlier contracting phase; as the universe had collapsed, the particles in it might not have all collided, but they might have flown past and then away from each other, producing the present expansion of the universe. How then could we tell whether the real universe should have started out with a big bang?

ಲಿಫ್‌ಶಿಟ್ಜ್ (Evgenii Lifshitz) ಮತ್ತು ಖಲಾಟ್ನಿಕೋವ್ (Isaac Khalatnikov) ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ್ದು, ಅದು ಸರಿಸುಮಾರು ಫ್ರೀಡ್‌ಮನ್‌ನ ಮಾದರಿಗಳಂತೆಯೇ ಆದರೆ ನೈಜ ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿನ ನಕ್ಷತ್ರಪುಂಜಗಳ ಅಕ್ರಮಗಳು ಮತ್ತು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕ ವೇಗಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿತು. ನಕ್ಷತ್ರಪುಂಜಗಳು ಪ್ರತಿ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ದೂರ ಸರಿಯದಿದ್ದರೂ, ಅಂತಹ ಮಾದರಿಗಳು ದೊಡ್ಡ ಅಬ್ಬರದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭಗೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂದು ಅವರು ತೋರಿಸಿದರು. ಆದರೆ ಗೆಲಕ್ಸಿಗಳೆಲ್ಲವೂ ಸರಿಯಾದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವ ಕೆಲವು ಅಸಾಧಾರಣ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಇದು ಇನ್ನೂ ಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿಕೊಂಡರು. ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ಒಂದಿಕೆಯಿಲ್ಲದ ಫ್ರೀಡ್‌ಮ್ಯಾನ್ ತರಹದ ಮಾದರಿಗಳು ಅನಂತವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಇದ್ದಂತೆ ತೋರುತ್ತಿದ್ದರಿಂದ, ಬಿಗ್-ಬ್ಯಾಂಗ್ ಸಂಭವಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಕಡಿಮೆ ಎಂದು ನಾವು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬೇಕು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಫ್ರೈಡ್‌ಮ್ಯಾನ್ ತರಹದ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯ ವರ್ಗವಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ನಂತರ ಅರಿತುಕೊಂಡರು, ಇದರಲ್ಲಿ ನಕ್ಷತ್ರಪುಂಜಗಳು ಯಾವುದೇ ವಿಶೇಷ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಬೇಕಾಗಿಲ್ಲ. ಆದುದರಿಂದ, ಅವರು 1970 ರಲ್ಲಿ ತಮ್ಮ ವಾದವನ್ನು ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಂಡರು.

ಲಿಫ್ಶಿಟ್ಜ್ ಮತ್ತು ಖಲಾಟ್ನಿಕೋವ್ ಅವರ ಕೆಲಸವು ಮೌಲ್ಯಯುತವಾದುದು ಏಕೆಂದರೆ General Theory of Relativity ಸರಿಯಾಗಿದ್ದರೆ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಒಂದಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಬಹುದೆಂದು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿತು. ಹೇಗಾದರೂ, ಇದು ಮಹತ್ವದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲಿಲ್ಲ: General Relativityಯು ನಮ್ಮ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು, ಕಾಲದ ಆರಂಭ ಎಂದು ಊಹಿಸುತ್ತದೆಯೇ? ಇದಕ್ಕೆ ಉತ್ತರವು 1965 ರಲ್ಲಿ ಬ್ರಿಟಿಷ್ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿ ರೋಜರ್ ಪೆನ್ರೋಸ್ ಆರಂಭಿಸಿದ ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿಭಿನ್ನ ವಿಧಾನದಿಂದ ಹೊರಬಂದಿತು. ಅವರು General Relativityಯಲ್ಲಿ Light Conesಗಳು ವರ್ತಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯು ಯಾವಾಗಲೂ ಆಕರ್ಷಕರವಾಗಿದೆ - ನಕ್ಷತ್ರವು ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲು ತನ್ನದೇ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸಿಲುಕಿಕೊಂಡಿದೆ - ಇದರ ಗಡಿ ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಶೂನ್ಯ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ನಕ್ಷತ್ರದಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುವನ್ನು ಶೂನ್ಯ ಪರಿಮಾಣದ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ವಸ್ತುವಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳ-ಸಮಯದ ವಕ್ರತೆಯು ಅನಂತವಾಗುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಒಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಕಪ್ಪು ರಂಧ್ರ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಜಾಗದ ಕಾಲದೊಳಗೆ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಏಕತ್ವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಮೊದಲ ನೋಟದಲ್ಲಿ, ಪೆನ್ರೋಸ್‌ (Penrose)ನ ಫಲಿತಾಂಶವು ಹಿಂದೆ ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ಏಕತ್ವವಿದೆಯೇ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಯ ಕುರಿತು ಏನನ್ನೂ ಹೇಳಲಿಲ್ಲ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪೆನ್ರೋಸ್ ತನ್ನ ತರ್ಕಬದ್ಧ ಪ್ರಮೇಯವನ್ನು ಮಂಡಿಸಿದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ನಾನು ಸಂಶೋಧನಾ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಯಾಗಿದ್ದು, ನನ್ನ Ph.Dಗಾಗಿ ಪ್ರೌಢ-ಪ್ರಬಂಧ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುವ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಸಂಶೋಧಿಸುತ್ತಿದ್ದೆ. ಪೆನ್ರೋಸ್‌ನ ತರ್ಕಬದ್ಧ ಪ್ರಮೇಯದಲ್ಲಿ ಸಮಯದ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖಗೊಳಿಸಿದರೆ ಕುಸಿತವು ವಿಸ್ತರಣೆಯಾಗುವಂತೆ, ಅವನ ಪ್ರಮೇಯದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಇನ್ನೂ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಾನು ಅರಿತುಕೊಂಡೆ, ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಸರಿಸುಮಾರು ಫ್ರೈಡ್‌ಮನ್ ಮಾದರಿಯಂತೆ ಇದೆ. ಯಾವುದೇ ಕುಸಿಯುತ್ತಿರುವ ನಕ್ಷತ್ರವು ಒಂದಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳಬೇಕು ಎಂದು ಪೆನ್ರೋಸ್ ಪ್ರಮೇಯ ತೋರಿಸಿದೆ; ಸಮಯ-ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾದವು ಯಾವುದೇ ಫ್ರೀಡ್‌ಮನ್ ತರಹದ ವಿಸ್ತರಿಸುವ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಒಂದಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಆರಂಭವಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ತಾಂತ್ರಿಕ ಕಾರಣಗಳಿಗಾಗಿ, ಪೆನ್ರೋಸ್‌ನ ತರ್ಕಬದ್ಧ ಪ್ರಮೇಯವು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿ ಅನಂತವಾಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸಿತು. ಆದ್ದರಿಂದ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಮತ್ತೆ ಕುಸಿಯುವುದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತಿದ್ದರೆ ಮಾತ್ರ ಒಂದಿಕೆ ಇರಬೇಕು, ಏಕೆಂದರೆ ಫ್ರೀಡ್‌ಮನ್ ಮಾದರಿ ಮಾತ್ರ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶದಲ್ಲಿ ಅನಂತವಾಗಿತ್ತು.

ಮುಂದಿನ ಕೆಲವು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ನಾನು ಇದನ್ನು ಮತ್ತು ಇತರ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಹೊಸ ಗಣಿತ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದೆ. ಅಂತಿಮ ಫಲಿತಾಂಶವೆಂದರೆ 1970 ರಲ್ಲಿ ಪೆನ್ರೋಸ್ ಮತ್ತು ನನ್ನ ಪ್ರೌಢ ಪ್ರಬಂಧ, ಇದು General Relativityಯು ಸರಿಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ನಾವು ಗಮನಿಸಿದಷ್ಟು ವಿಷಯವನ್ನು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಒದಗಿಸಿದ ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ಒಂದಿಕೆ ಇರಬೇಕು ಎಂದು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಿತು.

ನಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಬಹಳಷ್ಟು ವಿರೋಧವಿತ್ತು - ಭಾಗಶಃ ರಷ್ಯನ್ನರು - ಲಿಫ್ಶಿಟ್ಜ್ ಮತ್ತು ಖಲಾಟ್ನಿಕೋವ್ ಅವರು ಹಾಕಿದ ಪಕ್ಷದ ಧೋರಣೆಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿದರು; ಮತ್ತು ಭಾಗಶಃ ಒಂದಿಕೆಗಳ  ಮತ್ತು ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಸೌಂದರ್ಯವನ್ನು ಹಾಳು ಮಾಡಿದರು ಎಂದು ಭಾವಿಸಿದ ಜನರು ಸಂಪೂರ್ಣ ಕಲ್ಪನೆಯು ಅಸಹ್ಯಕರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸತೊಡಗಿದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗಣಿತದ ಸಿದ್ಧಾಂತದೊಂದಿಗೆ ನಿಜವಾಗಿಯೂ ವಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಒಂದು ಆರಂಭವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು ಎಂದು ಈಗ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ.

ಇದರೊಂದಿಗೆ, ಹಾಕಿಂಗ್ ಅವರ ದ್ವಿತೀಯ ದೀರ್ಘ ಉಪನ್ಯಾಸ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತೆ. ಆದರೆ, ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ಕುರಿತು ಮೂಡಿ ಬಂದ ಈ ಲೇಖನ ಬಹಳ ಕಠಿಣ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಪದ ಬಳಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಕೂಡಿಕೊಂಡಿತ್ತು. ಹಾಗಾಗಿ, ಮುಂದೆ 'ಎಲ್ಲದರ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಮೂರನೇ ಉಪನ್ಯಾಸ ಮುಂದುವರಿಯುವುದಿಲ್ಲ. ಬದಲಾಗಿ, ನಾನು ಮುಂದೆ 'ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್: ಒಂದು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತ ಅವಲೋಕನ' ಎಂಬ ನನ್ನ ಸ್ವಂತ ಲೇಖನವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸುತ್ತೇನೆ. ಇದರಿಂದ, ಬಿಗ್ ಬ್ಯಾಂಗ್ ಕುರಿತು ನಿಮ್ಮಲ್ಲಿರುವ ಬಹಳ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಕುತೂಹಲಕಾರಿ ಮಾಹಿತಿ ದೊರೆಯಲಿದೆ!

- ಶಿಕ್ರಾನ್ ಶರ್ಫುದ್ದೀನ್ ಎಂ, ಮಂಗಳೂರು

ಚಿತ್ರ ಕೃಪೆ: ಅಂತರ್ಜಾಲ ತಾಣ