विश्वाची निर्मिती कशी झाली? | Big Bang Theory in Marathi

बिग बँग थिअरी (महाविस्फोट सिद्धांत): विश्वाची निर्मिती कशी झाली? | Big Bang Theory in Marathi

कल्पना करा की तुम्ही एका अशा पोकळीत आहात जिथे पूर्ण अंधार आहे. इतका गडद अंधार की तिथे प्रकाशाचा एक छोटासा किरणही नाही. तिथे ना भिंती आहेत, ना छत आहे आणि पाय ठेवायला जमीन सुद्धा नाही. इतकंच काय, तिथे वेळ सुद्धा अस्तित्वात नाही! कारण टिक-टिक करण्यासाठी लागणारा ‘काळ’ तिथे अजून जन्मालाच आलेला नाही.

ऐकायला खूप विचित्र वाटतं ना? पण विज्ञानातील सर्वाधिक मानल्या जाणाऱ्या सिद्धांतानुसार, बरोबर १३.८ अब्ज (१३८० कोटी) वर्षांपूर्वी आपलं हे अस्तित्व असंच होतं. हे अफाट विश्व, तारे, आपली पृथ्वी आणि आपण हे सगळं नेमकं कुठून आलं? या महाकोड्याचे उत्तर शोधण्याचा प्रयत्न विज्ञानातील एका प्रसिद्ध सिद्धांताने केला आहे, ज्याचे नाव आहे बिग बँग थिअरी (Big Bang Theory). चला तर मग, विश्वाच्या जन्माची ही कहाणी सोप्या भाषेत समजून घेऊया.

बिग बँग म्हणजे नक्की काय?

विज्ञानाच्या जगात विश्वाच्या उत्पत्तीबद्दल अनेक सिद्धांत आहेत, पण पुराव्यांच्या आधारावर आज ज्या सिद्धांताला सर्वाधिक मान्यता आहे तो म्हणजे ‘बिग बँग थिअरी’. यालाच मराठीत आपण महाविस्फोट सिद्धांत म्हणू शकतो.

इथे एक गोष्ट समजून घेतली पाहिजे; ‘विस्फोट’ म्हटलं की आपल्या डोळ्यासमोर बॉम्ब फुटल्यासारखं चित्र येतं. पण या सिद्धांतानुसार बिग बँग म्हणजे असा कोणताही स्फोट नव्हता. कारण स्फोट व्हायला आधी रिकामी जागा (Space) लागते, पण बिग बँगच्या आधी जागाच अस्तित्वात नव्हती. ही थिअरी सांगते की स्पेस (अवकाश), वेळ (Time), ऊर्जा आणि पदार्थ हे सगळं त्या एका क्षणी जन्माला आलं. म्हणजेच बिग बँग हा काहीतरी फुटण्याचा क्षण नसून, सगळं अस्तित्व सुरू होण्याचा क्षण होता.

अल्बर्ट आईन्स्टाईन आणि विश्वाचे स्वरूप

ही थिअरी नक्की कशी अस्तित्वात आली, हे जाणून घेण्यासाठी थोडे भूतकाळात जावे लागेल. १९१५ मध्ये महान शास्त्रज्ञ अल्बर्ट आईन्स्टाईन यांनी ‘जनरल थिअरी ऑफ रिलेटिव्हिटी’ (General Theory of Relativity) मांडली.

त्याआधी लोकांचा समज होता की अवकाश (Space) हे एका लाकडी टेबलसारखे स्थिर आहे, ज्यावर ग्रह आणि तारे फिरतात. पण आईन्स्टाईनच्या सिद्धांतानुसार स्पेस लवचिक आहे. आईन्स्टाईनची समीकरणे स्पष्ट सांगत होती की विश्वामध्ये प्रचंड गुरुत्वाकर्षण आहे आणि हे गुरुत्वाकर्षण सगळ्या ताऱ्यांना आणि ग्रहांना एकमेकांकडे ओढत आहे. याचा अर्थ हे विश्व एकतर स्वतःमध्येच कोसळून नष्ट होईल किंवा ते सतत प्रसरण पावत असेल; ते एका जागी शांत उभे राहू शकत नाही.

पण त्याकाळी ‘विश्व स्थिर आणि अमर आहे’ असा सर्वसाधारण समज होता. त्यामुळे स्वतःच्या समीकरणात विश्व स्थिर दिसावे यासाठी आईन्स्टाईन यांनी गणितात ‘कॉस्मोलॉजिकल कॉन्स्टंट’ (Cosmological Constant) नावाची एक ताकद जोडली. पुढे सत्य समोर आल्यावर त्यांनी याला आपल्या आयुष्यातील सर्वात मोठी चूक मानले.

द प्रिमवल ॲटम (Singularity)

१९२२ मध्ये रशियाचे अलेक्झांडर फ्रीडमन आणि १९२७ मध्ये बेल्जियमचे जॉर्ज लेमैत्रे यांनी आईन्स्टाईनची तीच समीकरणे नव्याने सोडवली. त्यांनी एक साधे लॉजिक मांडले:

जर आज हे विश्व प्रसरण पावत आहे (मोठे होत आहे), तर भूतकाळात ते नक्कीच लहान असणार. जर आपण काळाच्या मागे मागे गेलो, तर हजारो कोटी वर्षांपूर्वी हे अफाट विश्व एका अत्यंत सूक्ष्म बिंदूत सामावलेले असणार. या अवस्थेला विज्ञानात सिंग्युलॅरिटी (Singularity) असे म्हणतात. त्यांनी या सुरुवातीच्या बिंदूला ‘द प्रिमवल ॲटम’ (विश्वाचं बीज) असे नाव दिले.

एडविन हबल यांचा क्रांतिकारी शोध: रेड शिफ्ट

विज्ञानात पुराव्याशिवाय सिद्धांताला किंमत नसते. १९२९ मध्ये अमेरिकन खगोलशास्त्रज्ञ एडविन हबल (Edwin Hubble) यांनी हा पुरावा जगासमोर मांडला.

आपल्या महाकाय दुर्बिणीतून अंतराळाचा अभ्यास करताना हबल यांच्या लक्षात आले की, आकाशगंगा एका जागी स्थिर नाहीत, तर त्या आपल्यापासून दूर जात आहेत. विशेष म्हणजे, जी आकाशगंगा आपल्यापासून जितकी लांब आहे, ती तितक्याच जास्त वेगाने दूर जात आहे.

जेव्हा प्रकाशाची लाट ताणली जाते, तेव्हा तिचा रंग लाल रंगाकडे झुकतो. यालाच रेड शिफ्ट (Red Shift) म्हणतात. हबल यांना लांबच्या आकाशगंगांमधून येणारा प्रकाश लाल रंगाकडे झुकलेला दिसला. यावरून सिद्ध झाले की विश्व स्थिर नसून ते सतत प्रसरण पावत आहे.

‘बिग बँग’ हे नाव कसे पडले?

१९४९ मध्ये फ्रेड होईल नावाच्या शास्त्रज्ञाला ही कल्पना अजिबात आवडली नाही. एका रेडिओ मुलाखतीत या कल्पनेची चेष्टा करण्यासाठी त्यांनी टोमणा मारत “ही तर तुमची बिग बँग आयडिया आहे” असा शब्द वापरला. पण लोकांना हे नाव इतके आवडले की या सिद्धांताला कायमचे ‘बिग बँग थिअरी’ हेच नाव मिळाले.

बिग बँग सिद्धांताचे भक्कम पुरावे

१९६० पर्यंत वैज्ञानिकांमध्ये दोन गट होते. पण एका अनपेक्षित शोधामुळे या वादाचा निकाल लागला:

१. कॉस्मिक मायक्रोवेव्ह बॅकग्राऊंड (CMB):

१९६५ मध्ये आर्नो पेन्झियास आणि रॉबर्ट विल्सन हे दोन इंजिनिअर्स एका मोठ्या डिश अँटेनावर प्रयोग करत असताना त्यांना एक विचित्र ‘खरखर’ आवाज ऐकू आला. त्यांनी सर्व दिशांना अँटेना फिरवला, पण हा आवाज विश्वाच्या प्रत्येक कोपऱ्यातून येत होता.

रॉबर्ट डिकी या शास्त्रज्ञाने आधीच अंदाज लावला होता की, जर विश्वाची सुरुवात प्रचंड उष्णतेने झाली असेल, तर त्या उष्णतेचा एक मंद अवशेष आजही अंतराळात असायला हवा. पेन्झियास आणि विल्सन यांना सापडलेला हा तोच सिग्नल होता. या महान शोधासाठी त्या दोघांना नोबेल पारितोषिक देऊन गौरवण्यात आले.

२. विश्वातील मूलद्रव्यांचे प्रमाण:

१९४८ मध्ये राल्फ अल्फर आणि जॉर्ज गॅमो यांनी सांगितले की, जर महाविस्फोट झाला असेल, तर सुरुवातीच्या काही मिनिटांच्या उष्णतेतच हायड्रोजन आणि हेलियमची निर्मिती झाली पाहिजे. त्यांच्या गणितानुसार विश्वात ७५% हायड्रोजन आणि २५% हेलियम असायला हवे. खगोलशास्त्रज्ञांना आज विश्वात नेमके हेच प्रमाण आढळून येते.

विश्वाचा वेगवान विस्तार (Cosmic Inflation)

१९८० च्या दशकात ॲलन गुथ या शास्त्रज्ञाने ‘कॉस्मिक इन्फ्लेशन’ ही संकल्पना मांडली. यानुसार सुरुवातीच्या एका सेकंदाचा कित्येक लाखावा भाग इतक्या कमी वेळेत हे विश्व अचानक एका फुग्यासारखे प्रचंड वेगाने प्रसरण पावले.

हे समजण्यासाठी एका फुग्यावर काही ठिपके (आकाशगंगा) काढा आणि फुगा फुगवा. ठिपके एकमेकांपासून दूर जातात. इथे ठिपके जागेवरून हलत नाहीत, तर त्यांच्यामधील रबर (Space) ताणले जाते. बिग बँगमध्ये अगदी असेच घडले.

डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जी (Dark Matter & Dark Energy)

१९९० च्या दशकात शास्त्रज्ञांना वाटत होते की गुरुत्वाकर्षणामुळे विश्वाच्या पसरण्याचा वेग हळूहळू कमी होत असेल. पण मोजमाप केल्यावर एक धक्कादायक सत्य समोर आले – विश्वाचा पसरण्याचा वेग कमी होत नसून तो सतत वाढत चालला आहे! आकाशगंगा अधिकाधिक वेगाने दूर जात आहेत. हे घडवून आणणाऱ्या अदृश्य शक्तीला शास्त्रज्ञांनी डार्क एनर्जी (Dark Energy) असे नाव दिले.

तसेच, आकाशगंगांच्या गुरुत्वाकर्षणाचा अभ्यास करताना लक्षात आले की, ताऱ्यांच्या वस्तुमानापेक्षा तेथील गुरुत्वाकर्षण खूप जास्त आहे. म्हणजेच तिथे काहीतरी अदृश्य वस्तुमान लपलेले आहे, ज्याला डार्क मॅटर (Dark Matter) म्हणतात. हे एखाद्या डिंकासारखे काम करते, ज्यामुळे तारे विखुरले न जाता एकत्र बांधून राहतात.

आजच्या विज्ञानानुसार आपल्या विश्वात:

• ६८% डार्क एनर्जी आहे.

• २७% डार्क मॅटर आहे.

• आणि उरलेले फक्त ५% म्हणजे आपण, आपली पृथ्वी, चंद्र, सूर्य, तारे आणि आपल्याला दिसणारे संपूर्ण जग!

थोडक्यात सांगायचे तर, आपल्या विश्वात ९५% काय दडलेले आहे, हे आपल्याला अजूनही नेमकं माहित नाही. विज्ञानाची ही वाटचाल आणि विश्वाची ही रहस्ये खरोखरच थक्क करणारी आहेत!

मित्रांनो मला अशा आहे तुम्हाला आता विश्वाची निर्मिती कशी झाली याबद्दल या लेखात दिलेली सविस्तर माहिती समजली असेल.