प्रकरण ८ या विश्वाची सुरुवात कशी झाली?

प्रकरण ८

या विश्वाची सुरुवात कशी झाली?

रिचर्ड डॉकिन्स यांच्या ‘मॅजिक ऑफ रिअॅलीटी’तील

‘व्हेन अँड हाऊ डिड एव्हरीथिंग बिगीन?’

या लेखाचा मराठी भावानुवाद.

डॉ. शंतनू अभ्यंकर, वाई. मो.क्र. ९८२२० १०३४९

आफ्रिकेतल्या बांटूंची एक कथा आहे. सुरवातीला जमीन नव्हतीच, उजेडही नव्हता. सगळीकडे पाणी आणि अंधार पसरलेला होता आणि होता निव्वळ बुम्बा नावाचा महा-देव. त्याला मळमळायला लागलं अचानक आणि त्याच्या वमनातून निपजला सूर्य. उजेडानी केली अंधारावर मात आणि उन्हानी केली पाण्याची वाफ. थोडी जमीन दिसू लागली आता. पण बुम्बाला पुन्हा मळमळलं आणि त्यानी ओकले चंद्र, तारका, नक्षत्रं, प्राणी आणि माणसं.

चीनी कथेनुसार पान-गु नावाचा प्राणी असतो. केसाळ, राक्षसी, माणसाचं धड आणि कुत्र्याचं डोकं असणारा. एक कथा सांगते... पृथ्वी आणि स्वर्गामध्ये अंतरच नव्हतं पूर्वी. एका काळ्या अंड्या भोवती हे सगळं लपेटलेलं होतं. त्या अंड्यात होता पान-गु. १८०० वर्ष तो त्या अंड्यात निद्रिस्त होता. त्याला जाग आली एकदाची आणि अंडं फोडून तो बाहेर आला. अंडं फुटताच त्यातलं जड ते सर्व तळाशी पडलं त्यालाच आपण म्हणतो पृथ्वी. त्यातलं हलकं ते सर्व ऊंच गेलं. त्यालाच आपण म्हणतो आकाश. पुढे आकाश आणि पृथ्वी झपाटयानं वाढत गेले.

     काही कथात पान-गूनी आकाश आणि धरा वेगवेगळी केली, पण ह्या कामानी तो दमला आणि मेला. त्याचा श्वास झाला वारा, त्याचा आवाज झाला गडगडाट, आणि डोळे झाले सूर्य-चंद्राच्या ज्योती. त्याच्या स्नायूंची झाली शेतं आणि नसांचे झाले रस्ते; घामाचा झाला पाऊस आणि केसांचे झाले तारे. त्याच्या अंगावरच्या उवा आणि पिसवा, म्हणजेच मानवी प्रजा.

ग्रीक पहेलवान, अॅटलासनीसुद्धा आकाश आणि पृथ्वी वेगळी केली आणि आकाश ऊंच तोलून धरलं. चित्रात मात्र तो खांद्यावर पृथ्वी तोललेला दाखवलेला असतो.

विश्वनिर्मितीच्या एका भारतीय कथेनुसार, काळाच्याही आधी होता एक प्रशांत-सागर, सगळ्याचाच अभाव असलेला समुद्र. यावर एक प्रचंड सर्प वेटोळे घालून बसला होता. त्यावर होते शेषशायी भगवान विष्णू. सागरतळाशी चाललेल्या खळबळीमुळे श्री विष्णूंना जाग आली. त्यांच्या बेंबीतून उगवलं एक कमळ आणि त्यावर विराजमान होते श्री ब्रम्हदेव. बस्स,  विष्णूच्या विनंतीवरून ब्रम्ह्याने विश्व निर्माण करायला घेतलं आणि हा हा म्हणता पूर्ण केलं सुद्धा... आणि हाताबरोबर निर्माण केले सर्व मानव, पशू, पक्षी, वनस्पती आदी.

या सगळ्या कथांमधे एक गोची आहे. विश्व निर्माण होण्याआधीच कोणी ना कोणीतरी कर्ता मौजूद आहे. बुम्बा आहे, ब्रम्हा आहे, पान-गु आहे. झुलुंचा ऊनकुलुकुलू आहे, नायजेरीयाचा अबस्सी आहे, कॅनडात सालीश लोकांचा ‘आकाशातला म्हातारा’ आहे. खुद्द ह्या निर्मात्यांच्या (आणि सहसा हा, ‘हा’ असतो ‘ही’ नाही.) निर्मिती बाबत मात्र सार्वत्रिक आणि सोयीस्कर मौन आहे.

थोडक्यात इथे सारा अंधारच आहे. त्याऐवजी विश्वनिर्मितीबद्दल सत्य काय आणि कुठवर ठाऊक आहे आपल्याला, ते पाहूया.

     या विश्वाची सुरवात कशी झाली?

     पहिल्याच प्रकरणात आपण प्रत्यक्षाच्या प्रतिमानाबद्दल, ‘मॉडेल’बद्दल बोललो होतो. ह्या मॉडेलनुसार काही आडाखे बांधले जातात, त्यानुसार निरीक्षणं जुळतात का हे तपासलं जातं आणि मग ते मॉडेल योग्य का अयोग्य ते ठरवलं जातं. विसाव्या शतकाच्या मध्यावर विश्वनिर्मितीची अशी दोन मॉडेल्स स्पर्धेत होती, चर्चेत होती. एक होतं स्टेडी स्टेट (स्थितीरूप मॉडेल) आणि दुसरं होतं बिग बँग (महास्फोट/गतिरूप मॉडेल). यातील स्थितीरूप मॉडेल होतं मोठं छान, पटण्यासारखं, पण ते शेवटी बाद ठरलं; कारण त्यानुसार केलेली गणितं, भाकीतं, चुकत गेली. या स्थितीरूप मॉडेलनुसार विश्वाची सुरुवात अशी काही नव्हतीच. विश्व हे सार्वकालिक आहे आणि ते थोड्याबहुत फरकाने, आजच्या सारखंच पूर्वीही होतं असं सुचवलं होतं. महास्फोट मॉडेलनुसार विश्वाला एक निश्चित अशी सुरुवात आहे. एका महाप्रचंड स्फोटातून ह्या विश्वाची उत्पती झाली आहे. ह्या गृहितकावर आधारित भाकीतं, अगदी बिनचूक आलेली आहेत. त्यामुळेच सध्या महास्फोट मॉडेल हे विश्वनिर्मितीचं यथार्थ उत्तर मानलं जातं.

आजच्या मतानुसार १३ ते १४ अब्ज वर्षापूर्वी एका महास्फोटातून आजच ‘दृष्य-विश्व’ निर्माण झालं. दृष्य-विश्व म्हणजे काय? म्हणजे ज्ञात विश्व. जे आहे ह्याचा सज्जड पुरावा आहे असं सर्व काही. आपल्या इंद्रियांच्या, उपकरणांच्या आणि यंत्रांच्याही पल्याड, आपल्याला थांगपत्ता नसलेलं विश्व किंवा विश्वे अस्तित्वात असतीलही कदाचित. या अथांग ब्रम्हांडात आपल्याला ज्ञात विश्व, म्हणजे निव्वळ एक बुडबुडा, इतरही असे अनेक बुडबुडे असतील... किंवा कदाचित आपल्याला ज्ञात आहे, हेच आणि एवढंच विश्व असेल. या प्रकरणापुरतं तरी आपण आपल्या दृष्य-विश्वाबद्दल बोलणार आहोत. ह्या विश्वाची सुरवात महास्फोटानं झाली. सुमारे १४ अब्ज वर्षापूर्वी.

काही शास्त्रज्ञ सांगतात की साक्षात ‘काळा’चा जन्मच मुळी ह्या स्फोटाबरोबर झाला. नाही नं समजलं? जाऊ दे, मलाही नीटसं आकलन झालेलं नाही. म्हणतात ना, कालाय तस्मै नमः, दुसरं काय? पण महास्फोट आणि त्याच्या पुराव्याबद्दल मी थोडंफार सांगू शकीन तेव्हा त्याकडे वळू या.

आधी आकाशगंगा म्हणजे काय ते पाहू. सहाव्या प्रकरणात, विविध सूर्यमाला एकमेकींपासून किती लांबवर असतात, हे फुटबॉलच्या सहाय्याने पाहीलं आपण. अंतरं प्रचंड असली तरीही त्यातल्यात्यात काही तारे इतरांपेक्षा जवळजवळ असतात. दुर्बिणीतून पहाताना अब्जावधी तारे, वायू आणि  धुळीचे मेघ ढवळून निघत आहेत, असं काहीतरी दृश्य दिसतं. अशा तारकासमूहाला आकाशगंगा म्हणतात.

आपला सूर्य हा आपल्या आकाशगंगेतला एक किरकोळ तारा आहे. अमावस्येच्या निरभ्र रात्री, गंगेच्या गूढ प्रवाहासारखा, अनंत तारकांचा स्फटिकसुंदर पट्टा आकाशात दिसतो. आधी वाटेल ढगांचाच फिक्कट पट्टा आहे हा. पण नीट जर पाहिलंत, तर स्तिमित व्हाल, ह्या विश्वरूपदर्शनानी भारावून जाल. आपल्याला दिसतो तो विश्वाचा छोटासा अंश, अगदी अगदी छोटासा अंश. तरीही आपण गुंग होतो. विराट विश्वाच्या यथातथ्य दर्शनानी तर....!!!

पुढचा महत्वाचा मुद्दा हा, की कोणती आकाशगंगा किती दूर आहे हे आपल्याला मोजता येतं. कसं? जवळच्या ताऱ्यासाठी पॅरॅलॅक्स पद्धत वापरली जाते. तुमचं बोट नाकासमोर ठेऊन एकाच डोळ्यांनी त्याकडे पहा. आता हा डोळा बंद करा आणि दुसरा उघडा. असं जर तुम्ही पटापट डोळे मारत राहिलात, तर तुमचं बोट इकडून तिकडे उड्या मारतंय, असं तुम्हाला भासेल. दोन डोळ्यांमधे अंतर आहे. त्यामुळे त्यांचा बोटाकडे बघण्याचा ‘दृष्टी-कोन’ वेगळा वेगळा आहे. त्यामुळे हे घडतं. बोट जवळ असेल तर या उड्या मोठया दिसतील. बोट लांबवर धरलं तर त्या छोटया होतील. दोन डोळे हे दोन निरीक्षण बिंदू आहेत. यामधील अंतर माहीत असेल आणि बोट किती उडी मारतं आहे हे मोजता आलं, तर आपल्यापासून बोटाचं अंतर सहज काढता येईल. ह्याला पॅरॅलॅक्स पद्धत म्हणतात.

आता बोटाऐवजी आकाशातल्या एखाद्या ताऱ्याकडे पहा. आधी एका डोळ्यांनी मग दुसऱ्या. तारा काही बोटासारखा उडी मारणार नाही. तारा खूपच लांब आहे, त्यामानानी दोन निरीक्षण बिंदूतलं अंतर, म्हणजे दोन डोळ्यातलं अंतर, हे खूप नगण्य आहे. तारा-उडी लक्षात येण्यासाठी दोन निरीक्षण बिंदूंमध्ये कोट्यवधी कि.मी.चं अंतर हवं. आता आपले डोळे एवढ्या अंतरावर कसे न्यायचे बुवा? सोप्पं आहे, पृथ्वीच्या कक्षेचा व्यासच मुळी ३०० कोटी कि.मी. आहे. आज आपण एखाद्या ताऱ्याचं स्थान नोंदवायचं. सहा महीन्यांनी पृथ्वी फिरत फिरत ३०० कोटी कि.मी. दूरच्या ठिकाणी गेली असेल. तेंव्हा पुन्हा एकदा तोच तारा हेरायचा. पुन्हा ह्याचं स्थान नोंदवायचं. या हिशोबात जवळचे तारे मोठ्या उड्या मारतील आणि लांबचे तारे छोट्या उड्या मारतील. गणितानी ताऱ्यांचं आपल्यापासूनचं अंतर आता सहज काढता येईल.

कितीतरी तारे इतक्या लांबवर आहेत, की दोन निरीक्षण बिंदूतलं ३०० कोटी कि.मी. अंतरही कमीच म्हणावं. यांच्यापर्यंतचं अंतर मोजायला दुसरी काहीतरी पद्धत वापरायला हवी. लांबून येणारा प्रकाश हा सहजच अशक्त असेल आणि प्रकाशाच्या तीव्रतेवरून अंतर ठरवता येईल, नाही का? नाही! कारण काही तारे मुळातच मिणमिणता प्रकाश देत असतील, काही प्रखर असतील. सर्व तारे सारख्याच तीव्रतेनी थोडेच चमकतात? लांबवर वसलेला प्रखर तारा आणि जवळचा मिणमिणता तारा दिसायला सारखेच प्रकाशमान दिसणार, पण असायला वेगवेळ्या अंतरावर असणार. तयाची तुळणा व्हावी कैसी?

याचं उत्तर असं, की काही तारे निश्चित अशा प्रखरतेनी चमकत आहेत, हे निश्चित माहीत आहे आपल्याला. ह्यांना ‘स्टँडर्ड कँडल्स’ म्हणतात. निश्चित प्रखरतेनी चमकत रहाणारे दीपस्तंभच हे. आपल्यापर्यंत येणारा यांचा प्रकाशही कमी अधिक प्रखर असतो. पण मुळात, उगमस्थानी प्रकाशाची तीव्रता किती आहे हे निश्चित माहित आहे आपल्याला. यांची प्रखरता दृष्य प्रकाशावरच ठरवली जाते असं  नाही, तर त्यांच्यातून निघणाऱ्या अदृष्य अशा क्ष-किरणांचं किंवा अन्य किरणांचं मोजमाप करूनही ठरवली जाऊ शकते. एखाद्या आकाशगंगेत असे हे दीपस्तंभ तारे दिसले, की गणितानी त्या आकाशगंगेचं अंतर निश्चित करता येतं.

तेव्हा जवळच्या ताऱ्यासाठी पॅरॅलॅक्स पद्धत आणि दूरच्या ताऱ्यांसाठी स्टँडर्ड कँडल्स अशा पद्धती आहेत. निरनिराळ्या अंतरावरच्या, निरनिराळ्या प्रखरतेच्या स्टँडर्ड कँडल्स चढत्या भाजणीनी आपल्याला आहेत. ह्याद्वारे प्रचंड अंतरं आपण निश्चितपणे मोजू शकतो.

इंद्रधनुष्य आणि लाल(हाल)चाल

ठीक तर मग. आता आकाशगंगा म्हणजे काय आणि तिथपर्यंतचं अंतर कसं मोजायचं, हे आपण पाहिलं. आता सातव्या प्रकरणात परिचित झालेल्या वर्णपटाबद्दल थोडं पुन्हा.

एकदा, एखाद्या अतिमहत्वाच्या वैज्ञानिक शोधाबद्दल लिहा, अशी विनंती अनेक नामांकित लोकांबरोबर, मलाही करण्यात आली. मी यात जरा उशिरा सामिल झालो. तोपर्यंत बहुतेक महत्वाचे शोध कुणी ना कुणीतरी निवडले होते. चाक, छपाई, फोन, कॉम्प्यूटर आणि काय काय. मला आता फारच थोडा वाव राहिला. पण थोडा विचार करून  मी निवड केली, स्पेक्ट्रोस्कोपची. याचा फारसा कुणी विचार केला नसणार अशी माझी खात्रीच होती आणि झालंही तसंच. हे यंत्र कुणाला सुचलंही नव्हतं आणि फारसं कुणी वापरलंही नव्हतं. मलाही वापरायची वेळ कधी आलेली नाही पण याचं महत्व बेफाट आहे.

स्पेक्ट्रोस्कोप म्हणजे इंद्रधनूमापक किंवा वर्णपटदर्शक किंवा वर्णपट-अभ्यासक. दुर्बिणीला जोडलं, की एकेका ताऱ्याकडून येणारा प्रकाश, हे यंत्र न्यूटनच्या लोलकासारखं पसरवतं. मग त्यातल्या रंगांचा अभ्यास करता येतो. अर्थात लोलकापेक्षा हे यंत्र खूपच वेगळं आणि अत्याधुनिक आहे. यातून तुम्हाला त्या इंद्रधनुष्याची नेमकी मोजमापं घेणं शक्य आहे. पण इंद्रधनुष्यात मोजण्यासारखं ते काय असतं? असतं ना. प्रत्येक ताऱ्याकडून येणाऱ्या प्रकाशाचं, त्याचं-त्याचं असं खास, एकमेवाद्वितीय इंद्रधनू असतं. यातून ताऱ्याची बरीच गुपितं कळतात आपल्याला.

ह्या ताऱ्यांची प्रभा काही वेगळीच असते काय? पृथ्वीवर न दिसणारे असे काही रंग-तरंग असतात काय? अं हं. नाही. तुमच्या डोळयांना दिसू शकतात असे सगळे रंग तुम्ही पृथ्वीवर पाहिलेलेच आहेत. अर्रर्र, जरा वाईटंच वाटतं ना? सुरवातीला हे समजलं, तेंव्हा मला तर खूपच वाईट वाटलं. ह्यूज लॉफ्टिंगच्या गोष्टीतला डॉ. डूलिटल् चंद्रावर जातो, तर तिथे त्याला इथे कधीही नं दिसलेले रंग दिसतात, असं मी लहानपणी वाचलं होतं. माझं बालमन मोहरून गेलं होतं. काय मज्जा. ‘या नगराला लागुनिया, सुंदर ती दुसरी दुनिया’, ही कल्पनाच किती रम्य होती. पण हे निव्वळ कल्पनेतच शक्य आहे. प्रत्यक्षात आपल्याला दिसणारे सारे रंग सूर्यप्रकाशात असतात आणि सारेच आपल्याला दिसतात. न्यूटननी हे दाखवून दिलंच आहे. आपल्याला दिसू शकतात, पण अजून दिसलेलेच नाहीत, असे रंगच नाहीत. चित्रकारांनी कितीही निरनिराळ्या छटा वापरल्या, नवीन नवीन वापरल्या तरी सूर्यप्रकाशात त्या आहेतच. प्रत्येक रंगछटा म्हणजे विशिष्ठ तरंगलांबीचा प्रकाश. लाल, पिवळा, निळा, ही त्या त्या तरंगलांबीला आपण दिलेली नावं. दिसू शकणारे सगळे रंग इये पृथ्वीचीये नगरी, आपल्या आसपास मौजूद आहेत. ग्रहताऱ्यांकडे उधळायला आता आणखी रंग नाहीत. जाउ दे.

पण मग, ज्या त्या ताऱ्याचं स्वतःचं असं वैशिष्ठ्यपूर्ण इंद्रधनु असतं म्हणजे काय?... आणि ते स्पेक्ट्रोस्कोपनी मोजतात म्हणजे काय? म्हणजे असं की, ताऱ्यांच्या इंद्रधनूत मधूनमधून काळ्या रेघा दिसतात. कधी काळ्यावर रंगीत अशा रेघाही दिसतात. बाजारात वस्तूंवर बारकोड असतो नं, तशा या रेघा. हा ताऱ्याचा बारकोड, प्रत्येक ताऱ्यासाठी एकमेवद्वितीय असा असतो. यातून त्या ताऱ्याबद्दल त्याच्यातील घटकांबद्दल, बरंच काही समजतं आपल्याला.

ताऱ्यांचाच का, इथलाही निरनिराळ्या स्रोतांकडून येणारा प्रकाश अभ्यासला, तर निरनिराळे बारकोड दिसतात. कोणत्या मूलद्रव्याकडून हा प्रकाश येतोय यावर हे अवलंबून आहे. प्रत्येकाच्या [र्काशाचा बारकोड निराळा. सोडियमपासून येणारा उजेड  पिवळा असतो. (सोडियमच्या वाफेत विजेचा लोळ सोडला की ती नळी प्रकाशमान होते) पिवळ्या पट्ट्यात मधूनच  काळ्या रेघा उमटलेल्या दिसतात. असं का, याचं उत्तर क्वांटम् थिअरीत आहे म्हणे. पण मलाही ते नीट उमगलेलं नाही. मी आहे जीवशास्त्रज्ञ, आणि हा तर भौतिकशास्त्राचा प्रदेश.

मी इंग्लंडला, सॅलीसबरीत, शाळेत होतो. लालभडक टोपी होती आमच्या युनीफॉर्मची. पण संध्याकाळी रस्त्यावरच्या सोडियम व्हेपरच्या प्रकाशात जादू व्हायची आणि हिचा लालभडक रंग आता खाकी दिसायला लागायचा. तिथल्या लालभडक डबलडेकरही, अशाच अशक्त खाकी रंगाच्या दिसायला लागायच्या. कारण? कारण त्या रस्त्यावरच्या सोडियम व्हेपर दिव्यातच दडलेलं होतं. या दिव्यातून मिळणारा, म्हणजे सोडियमपासून मिळणारा प्रकाश, मुख्यत्वे पिवळा असतो. सूर्यप्रकाश सप्तरंगी असतो. एरवी आपण वापरतो त्या ट्यूबचा प्रकाशही बराचसा सप्तरंगी असतो. सोडियम व्हेपरच्या प्रकाशात मात्र पिवळी मात्रा भरपूर. त्यात लाल रंग जवळपास नसतोच. त्यामुळेच टोपी किंवा बस लाल रंगाची असूनही दिसायला लाल दिसत नाही. एखादी गोष्ट आपल्याला लाल (किंवा अन्य कोणत्याही रंगाची दिसते) म्हणजे तो रंग ती वस्तू परावर्तीत करत असते. लाल वस्तू तिच्यावर पडणाऱ्या प्रकाशातले अन्य सारे रंग शोषून घेते, फक्त लाल तेवढा परावर्तीत करते. पण सोडियम व्हेपरच्या उजेडात मुळी लाल रंगच नाही. म्हणुनच टोपीला हा विचित्र खाकी रंग येतो.

सोडियम हे एक उदाहरण झालं. चौथ्या प्रकरणात आपण पाहिलं की प्रत्येक मूलद्रव्याला त्याच्या केंद्रातील प्रोटॉन्सच्या संख्येनुसार (तितकेच इलेक्ट्रॉन्सही त्याभोवती असतातच) एक अणुक्रमांक असतो. या इलेक्ट्रॉन्सच्या कक्षेनुसार, प्रत्येक मूलद्रव्यातून निघणाऱ्या प्रकाशावर त्याचा असा खास ठसा उमटलेला असतो. म्हणुनच बारकोडरेषा ह्या मूलद्रव्यांच्या निदर्शक म्हणून वापरता येतात. ताऱ्यांच्या वर्णपटातील बारकोडचा अभ्यास करून प्रकाशाचा उद्गम कोणत्या मूलद्र्व्यातून होतोय हे ठरवता येतं. निसर्गात आढळणाऱ्या ब्याण्णवपैकी, कोणती मूलद्रव्यं त्या ताऱ्यावर आहेत, हे त्याच्या इंद्रधनुष्याच्या बारकोडचा, अभ्यास करून ठरवता येतं. या साठीच वापरला जातो स्पेक्ट्रोस्कोप.

प्रत्येक मूलद्रव्याचा जरी एकच एक बारकोड असला, तरी ताऱ्यांमध्ये तर अनेक मूलद्रव्ये असू शकतात, नव्हे असतातच. मग ह्यांचे बारकोड एकमेकांपासून वेगवेगळे वाचणं किती अवघड. पण ही किमया साधणारं तंत्रज्ञान उपलब्ध आहे. अत्याधुनिक स्पेक्ट्रोस्कोप हे करतात.

इतकंच काय, सोडियमचा प्रकाश इथून तिथून सारखाच असतो. त्याचा बारकोड ठरलेला. मग तो सॅलीसबरीतल्या सोडियमचा प्रकाश असो वा एखाद्या ताऱ्याकडून येणारा सोडियमचा प्रकाश असो. यातही एक महत्वाचा बारकावा आहे. दूरच्या आकाशगंगेतून झिरपणाऱ्या सोडियम-प्रकाशाचा बारकोड जरी तोच असला, तरी त्या बारकोड मधील सर्वच्या सर्व रेघा ह्या वर्णपटातील ‘लाल’ रंगदिशेला सरकलेल्या असतात. (ह्याला म्हणतात रेड शिफ्ट / लाल (हाल)चाल / लाल-चाल) हे थोडं छापाच्या रांगोळी सारखं आहे. चित्र तेच, पण दारात मध्यावर दिसण्याऐवजी जरा एका बाजूला दिसतंय आता. त्या ताऱ्याकडून येणाऱ्या प्रत्येक मूलद्रव्याच्या बारकोडबाबत हेच घडतंय. प्रत्येक वेळी बारकोडची रांगोळी तीच, छाप तोच, पण थोडा सरकलेला.

वेगवेगळ्या अंतरावरच्या, वेगवेगळ्या आकाशगंगांमधून येणारा, हा सोडियमचा बारकोड पहिला, तर असं लक्षात येतं, की जितकी आकाशगंगा दूरवर, तितका हा छाप अधिक सरकलेला असतो. आपल्याला परिचित अशी जी नक्षत्र आहेत ती बहुतेक आपल्याच आकाशगंगेत आहेत. त्यांच्यातल्या सोडियमचा बारकोड हा विशेष सरकलेला नसतो. पण परक्या आकाशगंगेतल्या ताऱ्याचा प्रकाश अभ्यासला तर हा पट्टा सरकलेला असतो. हा पट्टा सरकतो, तो नेहमी वर्णपटाच्या लाल रंगाच्या दिशेनी. सालीसबरीच्या दिव्याच्या मानानी, आकाशगंगेतील तारकांचा बारकोड थोडासा लालकडे सरकलेला असतो. मध्यम अंतरावरच्या आकाशगंगेचा बारकोड आणखी थोडा सरकलेला असतो तर लांब अंतरावरच्या आकाशगंगेचा बारकोड बराच लालकडे सरकलेला असतो.

कोणत्याही मूलद्रव्यातून उगवणारा उजेड, हाच गुणधर्म दर्शवतो. त्यांचे पट्टे हे त्या त्या आकाशगंगेच्या अंतरानुसार लालकडे सरकतात. पट्ट्यांची लाल-चाल होते. अंतर आणि लाल-चाल ह्यात सरळ सरळ गणिती संबंध आहे. ह्यालाच रेड शिफ्ट म्हणतात. हबल शिफ्ट असंही म्हणतात. एडविन हबलच्या स्मृत्यर्थ हे नाव. ह्याच्याच नावे हबल दूर्बीणही अवकाशात सोडलेली आहे.

मागे, मागे, मागे; महास्फोटापर्यंत

ह्या लाल दिशेच्या हालचालीचा (लाल-चालीचा म्हणूया आपण) अर्थ काय? ह्याचा अर्थ पक्का ठाऊक आहे विज्ञानाला. हा ‘डॉपलर शिफ्ट’चा परिणाम आहे. डॉपलर शिफ्ट हा लाटांचा गुणधर्म आहे आणि प्रकाश ‘लहरी’ असतो हे तर आपण मागच्याच प्रकरणात पाहिलं. प्रकाशाच्या लहरींचा जसा हा गुणधर्म आहे तसाच तो आवाजाच्या लहरींनाही लागू होतो. आवाजाच्या लहरींचा हा डॉपलर परिणाम आपल्याला अगदी परिचित आहे. शिट्टी मारत रेल्वेगाडी जर जोरात धडधडत पुढे गेली, तर तिच्या शिट्टीच्या आवाजाची पट्टी लांब जाताना, कमी कमी होत जाते. स्टेशनवर कर्णकटू पट्टीत वाजणारी शिट्टी गाडी लांब लांब जाताना खालच्या खालच्या पट्टीत ऐकू येते. शिट्टी तीच, तिची पट्टीही प्रत्यक्षात बदलेली नाही, पण आपल्याला मात्र खालची खालची पट्टी ऐकू येते. हाच तो डॉपलर परिणाम. कारण येणेप्रमाणे.

आवाजाच्या लाटा म्हणजे हवेच्याच कमी-जास्त दाबाच्या लाटा. समजा लांबवर गाडीची शिट्टी वाजते आहे. त्यातून निघणाऱ्या आवाजाच्या लाटा सर्व दिशांना जाताहेत. तुमच्याही कानावर हा आवाज पडतो आहे. म्हणजे हवेची कमी-अधिक दाबामुळे होणारी कंपने तुमचा कान ग्रहण करतो आहे. तुमचा मेंदू ह्याचा अर्थ लावतो आहे. पण तुम्हाला आवाज ऐकू येतो म्हणजे, शिट्टीपासून निघालेले हवेचे रेणू तुमच्या कानाच्या पडद्यावर धडकताहेत, असं मात्र समजू नका. तसं नाहीये ते. तिथून तुमच्या पर्यंत हवेचे रेणू वाहिले तर त्याला वारा म्हणता येईल. वारा एकाच दिशेने वहातो. हा वारा नाही. ह्या ध्वनीलहरी आहेत. ह्या सर्व दिशांनी पसरताहेत.

लहरी म्हणजे नेमके काय हे समजावून घ्यायचं असेल तर उत्तम उदाहरण म्हणजे क्रिकेट किंवा विशेषतः फुटबॉल स्टेडीयममधे प्रेक्षकात चालणारा मेक्सिकन वेव्ह हा प्रकार पहावा. इथे खुण करताच, एका लायनीत बसलेले प्रेक्षक उभे रहातात आणि पुन्हा बसतात. लगेचच त्यांच्या डावीकडील लायनीतले सर्वजण असं करतात. मग त्यांच्या डावीकडचे, असं करता करता उभं राहून बसणाऱ्या माणसांची लाट स्टेडियमभर गोल फिरते. आपली जागा कोणीच सोडत नाही. लाट मात्र गोल फिरते. एखाद्याला पळतपळत जायला लागेल, त्यापेक्षा कितीतरी कमी वेळात लाट पुन्हा मूळ ठिकाणी येते.

तळ्यात दगड टाकला, की अशाच लाटा उठतात. इथे पाण्याच्या पृष्ठभाग वर-खाली होतोय. स्टेडियम मधल्या प्रेक्षकांसारखे  पाण्याचे रेणू जणू उठून खाली बसताहेत. वर-खाली होणाऱ्या पृष्ठभागाचे तरंग आता पसरत चालले आहेत. पाण्याचे रेणू काही मध्यापासून, लांबलांब जात नाहीयेत. मात्र तसं भासतं, कारण वरखाली होणारा पृष्ठभाग, तरंगाच्या रूपानी लांबलांब जात आहे.

आवाजाच्या लहरी ह्या थोड्या वेगळ्या आहेत. ह्यात हवेतील कमी-अधिक दाबाची कंपनं एकीकडून दुसरीकडे सरकत जातात. पण हवेचे रेणू  फक्त जागच्याजागी थरथरतात. शिट्टीपासून सुरु झालेली  ही थरथर सर्व दिशांना फाकत  जाते. हर दिशेचे हवेचे रेणू शेजाऱ्याच्या धक्यानी थरथरू लागतात. ही कंपनं त्यांच्या शेजाऱ्याच्या अंगात कंप भरवतात. असं होता होता पुढे-मागे होणाऱ्या रेणूंची ही थरथरणारी लाट सरकत जाते. होता होता तुमच्या कानाशी असलेले हवेचे रेणूही थरथरू लागतात. शिट्टीच्या तिथला रेणू तुमच्या कानात शिरत नाही. तिथली कंपनं मात्र अशा तऱ्हेनी तुम्हाला जाणवतात.

आवाजाच्या लहरींचा वेग हा ठरलेला असतो. आवाज बेडकाचा असो, बिगुलाचा असो वा बोलण्याचा असो, वेग तोच. ‘आवाज कुणाचा?’हा प्रश्न इथे गैरलागू. हवेत वेग असतो ताशी १२३६ कि.मी.. पाण्यात हा चौपट होतो आणि काही घन पदार्थात याहीपेक्षा जास्त असतो. उंच पट्टीतल्या आवाजाचा (लताची तान) वेग तोच असतो, पण या लहरींची तरंगलांबी कमी असते. खालच्या पट्टीतला आवाज (अमिताभ बच्चनचा खर्जातला आवाज) असेल तर तरंगलांबी जास्त असते.

हे झालं आवाजाच्या लहरींबद्दल. आता डॉपलर शिफ्ट समजावून घेऊया. पुन्हा एकदा तुम्ही प्लॅटफॉर्मवर उभे आहात. ‘विलेक्ट्रिकीचे विंजनवाली, नकटी नागीण, तल्लख तार’, अशी एक रेल्वेगाडी शिट्टी फुंकत दुरून येते आहे. त्या शिट्टीतून येणाऱ्या आवाजाची कंपने तुमच्या कानावर पडताहेत. ती रेल्वे तुमच्याच दिशेनी घोंघावत येते आहे. त्यामुळे सहाजिकच एकामागोमाग एक येणाऱ्या लहरी, आता लवकर लवकर तुमच्यापर्यंत पोहोचतील. या लहरींची अगदी दाटीवाटी होत जाईल कानाशी. यांच्या तरंगांची गर्दीच गर्दी होईल कानापाशी. तरंगलांबी आखडत जाईल. आवाजाची पट्टी उंचावेल. ती रेल्वे तुम्हाला ओलांडून पुढे सरकली की उलटा प्रकार सुरु होईल. ही कंपने आता विरळ व्हायला लागतील. आवाज तोच, पण आता खालच्या पट्टीत ऐकू येईल. खरंखोटं माहित नाही, पण असं सांगतात की ह्या परिणामाचा अभ्यासक ख्रिश्चन डॉपलर, ह्यानी चक्क एका रेल्वेच्या उघड्या डब्यात अख्खा बँड बसवला. ही गाडी दूरवरून आली आणि जोरात निघून गेली. त्या बँडच्या आवाजाची बदलती पट्टी ऐकून प्लॅटफॉर्मवरचे श्रोते थक्क झाले म्हणे.

प्रकाशलहरी ह्या थोड्या वेगळ्याच असतात. ना त्या अगदी ध्वनीलहरींसारख्या असतात ना मेक्सिकन वेव्हसारख्या. पण डॉपलर परिणाम त्यातही दिसतोच. लाल रंगाच्या प्रकाशाची तरंगलांबी जास्त असते (अमिताभ). जांभळ्या रंगतरंगांची कमी (लता). हिरव्याची मध्यम (तुम्ही आम्ही). आता कल्पना करा की ख्रिश्चन डॉपलरच्या बँडवाल्यांनी पिवळाजर्द युनिफॉर्म घातला आहे. सुसाट वेगानी ती गाडी प्लॅटफॉर्मकडे येत आहे. या पिवळ्या प्रकाशलहरी आता तुमच्यापर्यंत लवकर-लवकर पोहोचतील आणि दिसायला युनिफॉर्मचा रंग थोडा जांभळ्या दिशेच्या छटेचा दिसेल (जांभूळ-चाल). निमिषार्धात ती गाडी प्लॅटफॉर्म ओलांडून पुढे जाईल. पिवळे प्रकाशकिरण आता तुमच्यापर्यंत उशिरा-उशिरा पोहोचतील. प्रकाशलाटा विरळ विरळ होतील, आता युनिफॉर्मला थोडी लालसर झाक येईल (लाल-चाल).

या उदाहरणात गोची फक्त एकच आहे. प्रकाशाचा वेग इतका प्रचंड आहे, इतका प्रचंड, की जाणवेल इतपत बदल व्हायला, गाडी ताशी काही कोटी कि.मी. वेगानी जायला हवी. अर्थात असा वेग रेल्वेला शक्य नाही. पण आकाशगंगांना आहे! त्यांच्या बारकोडचे छाप जेव्हा लाल दिशेला सरकतात, लाल-चाल होते, तेंव्हा त्या ताशी शेकडो कोटी कि.मी.च्या वेगानी लांब जात आहेत, असं आपण निश्चितपणे म्हणू शकतो. आणखी एक गोष्ट लक्षात आली आहे. दूरच्या आकाशगंगा ह्या नजीकच्या आकाशगंगांपेक्षा अधिक वेगानी लांब जात आहेत. अंतर वाढतं तसा वेगही वाढतो आहे. लाल-चालही वाढते आहे.

सगळ्याच आकाशगंगा एकमेकींपासून दूरदूर जाताहेत. अर्थात आपल्यापासूनही त्या लांब लांब जात आहेत. विश्वाच्या कोणत्याही कोपऱ्यात दुर्बीण रोखा सर्वत्र हेच दृश्य दिसतं. सगळ्या लांब पळत आहेत आणि वेगही वाढतो आहे. सारं विश्व सतत प्रसरण पावतं आहे. प्रचंड वेगानी प्रसरण पावतं आहे.

तुम्ही विचाराल, आकाशगंगा दूर दूर पळत आहेत तर आपल्या आकाशगंगेतले तारे स्थिर का भासतात? याचं उत्तर असं की आकाशगंगेतल्या सर्व ताऱ्यांचा, गुरुत्वाकर्षणामुळे, एक समुच्चय बनतो. सगळे जणू एकमेकांचे हात धरून असतात. त्यामुळे एक आकाशगंगा, ही एकगठ्ठा हलते.

खगोलशास्त्रज्ञानी उलटं उलटं गणित मांडलं आहे. जर ह्या आकाशगंगा अमुक इतक्या वेगानी लांब सरकत आहेत, तर त्या केंव्हा ना केंव्हातरी जवळ असल्या पाहिजेत. केंव्हा ना केंव्हातरी अगदी एका बिंदुशीच हे सारं विश्व एकवटलं असलं पाहिजे. केंव्हा ना केंव्हातरी ह्या बिंदूपासून प्रचंड शक्तीनी ह्या आकाशगंगा भिरकावून दिल्या गेल्या असल्या पाहिजेत. त्याच क्षणापासून विश्व प्रसरण पावू लागलं असलं पाहिजे. हाच तो महास्फोटाचा क्षण. हा स्फोट सुमारे १३ ते १४ अब्ज वर्षापूर्वी घडला असं उत्तर येतं.

आजच्या विश्वाच्या मॉडेलनुसार, ह्या महास्फोटाच्या क्षणी विश्व तर सुरु झालंच, पण काळ (Time) आणि अवकाशही (Space) ह्याच क्षणी निर्माण झालं! म्हणजे काय ते मला विचारू नका. मलाही ते नीट माहित नाही. मी खगोलतज्ञ नाही. पण मी स्पेक्ट्रोस्कोप का निवडला हे लक्षात आलं ना? इंद्रधनुचा गोफ मनोहारी खरंच, पण त्याच्या गोफाची वीण जरा उसवून पाहिली, की विश्वाची, अवकाशाची, काळाची, जन्मवेणा जाणवते आपल्याला. नभोमंडपी बांधलेलं मंगल तोरण आता भान हरपून घेतं.