ब्रह्मांडाच्या आरंभीचा प्रश्न पुन्हा केंद्रस्थानी आला आहे; भौतिकशास्त्रज्ञ त्याचा पुन्हा शोध घेत आहेत

जेथे सापेक्षतावादाचा मार्ग संपतो

cosmology मधील सर्वात कठीण प्रश्नांपैकी एकाचा पुनर्विचार करणाऱ्या मालिकेचा पहिला भाग Universe Today ने प्रकाशित केला आहे: ब्रह्मांडाच्या सुरुवातीला नेमके काय घडले, आणि तो प्रश्न खरोखर अर्थपूर्ण आहे का. लेखाची सुरुवात आधुनिक भौतिकशास्त्रातील एका परिचित समस्येपासून होते. सामान्य सापेक्षतावादाला विश्वविस्ताराच्या विरुद्ध दिशेने चालवले तर तो एका singularity कडे निर्देश करतो, जिथे समीकरणे उपयुक्त वर्णन देण्याऐवजी कार्य करणे थांबवतात.

लेखातील केंद्रस्थानी हाच ताण आहे. समस्या इतकीच नाही की बिग बॅंगच्या आधी काय होते हे भौतिकशास्त्रज्ञांना माहीत नाही. खरी अडचण अशी की गुरुत्वाकर्षण आणि विश्वाच्या उत्क्रांतीचे वर्णन करण्यासाठी वापरलेली गणिती चौकट, प्रश्न सर्वाधिक तातडीचा होतो त्याच क्षणी अपयशी ठरत असल्यासारखी दिसते.

Wheeler आणि DeWitt

हा लेख कथा 1960च्या दशकात नेतो आणि सामान्य सापेक्षतावाद व quantum mechanics यांच्यात आत्मविश्वासाने वावरू शकणाऱ्या दुर्मिळ व्यक्तींपैकी एक म्हणून वर्णन केलेल्या भौतिकशास्त्रज्ञ John Wheeler यांच्याकडे वळतो. लहान, उच्च-ऊर्जेच्या अनेक प्रणालींचे भौतिकशास्त्रज्ञ यशस्वीपणे quantization करत असताना, Wheeler आणि Bryce DeWitt यांनी संपूर्ण ब्रह्मांडालाच एक quantum object मानणारी गणिती साधने विकसित केली.

त्या कामाशी Wheeler-DeWitt equation निगडित आहे, जी quantum cosmology मधील एक मूलभूत संकल्पना आहे. स्रोत मजकूरात तिला singularity समस्येच्या पलीकडे जाण्याचा सुरुवातीचा प्रयत्न म्हणून मांडले आहे, ज्यात केवळ कण किंवा fields नव्हे तर संपूर्ण ब्रह्मांडावर quantum कल्पना लागू केल्या गेल्या. दुसऱ्या शब्दांत, जर classical gravity सुरुवातीलाच अपयशी ठरत असेल, तर सुरुवातच पूर्णपणे वेगळ्या भाषेत मांडावी लागू शकते.

Hawking नंतर का येतात

ब्रह्मांडाच्या उत्पत्तीवरील लोकप्रिय चर्चांमध्ये Stephen Hawking हे अधिक प्रसिद्ध नाव असले तरी, Universe Today हे स्पष्ट करते की त्यांचा नंतरचा प्रस्ताव शून्यातून आला नव्हता. quantum mechanics चर्चेत आल्यानंतर ‘सुरुवात’ या प्रश्नाचा अर्थ काय, हे समजून घेण्याच्या मोठ्या प्रयत्नाचा भाग म्हणून Hawking यांचा ब्रह्मांडाला सुरुवात नव्हती हा युक्तिवाद लेख सादर करतो.

स्रोत जसा मांडतो, त्यातील मुख्य कल्पना ही केवळ ब्रह्मांड अनादी काळापासून अस्तित्वात होते इतकी नाही. त्याहून अधिक मूलगामी सूचनेंनुसार, सुरुवातीच्या आधी काय होते असे विचारणे म्हणजेच कदाचित विकृत प्रश्न विचारण्यासारखे आहे. त्या दृष्टिकोनात, काळाच्या पारंपरिक प्रारंभबिंदूची संकल्पना ब्रह्मांडाच्या quantum वर्णनाखाली ढासळू शकते.

जुना वाद, आधुनिक टिकाव

या लेखाचे महत्त्व हे लक्षात आणून देण्यात आहे की विज्ञानातील काही अत्यंत खोल प्रश्न साध्या extrapolation ने सुटत नाहीत. समीकरणे मागे वळवून चालवणे एका मर्यादेपर्यंतच काम करते. त्यानंतर गणिताचे अपयशच कथेतला भाग बनते. म्हणूनच quantum cosmology इतके आकर्षक आहे: ते फक्त अनुत्तरित प्रश्नाला नाही, तर ज्याचे classical framing अपूर्ण असू शकते अशा प्रश्नालाच भिडते.

Universe Today Hawking यांचे मत अंतिम सत्य म्हणून सादर करत नाही. स्रोत मजकूर स्पष्टपणे नमूद करतो की ते अचूक चुकणार नाहीत असे नव्हते, आणि या कल्पनांचा प्रवास अजूनही मतभेदात संपू शकतो. ही सावध भूमिका महत्त्वाची आहे. ब्रह्मांडाच्या सुरुवातीचे प्रश्न भौतिक सिद्धांत, गणितीय सुसंगती, आणि तत्त्वज्ञानात्मक अर्थ लावणे यांच्या सीमारेषेवर उभे आहेत.

तरीही, या संकल्पनांवरील वाढलेली रुची दाखवते की त्या आजही का महत्त्वाच्या आहेत. त्या भौतिकशास्त्राला त्याच्या स्वतःच्या मर्यादांचा सामना करायला भाग पाडतात. काळ, सुरुवात, आणि कारणमीमांसा यांविषयीची मानवी अंतःप्रज्ञा सिद्धांताच्या सर्वात खोल पातळ्यांशी भिडल्यावर टिकते का, याचीही त्या चाचणी घेतात.

त्या अर्थाने, हा फक्त cosmology मधील प्रसिद्ध नावांचा पुनरावलोकनात्मक आढावा नाही. विज्ञानाच्या सर्वात जुन्या प्रश्नांपैकी एक, तोच प्रश्न नीट मांडलेला आहे का यावर अवलंबून असू शकतो, याची आठवण आहे. म्हणूनच Wheeler-DeWitt चौकट आणि Hawking यांचे नंतरचे युक्तिवाद प्रथम मांडल्यानंतर अनेक दशकांनीही लक्ष वेधून घेत आहेत.

हा लेख Universe Today च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.