Quantum Physics भाग १: विश्वाचे सर्वात मोठे गुपित आणि एका शास्त्रज्ञाची हतबलता
तुम्ही कधी विचार केलाय का की तुमच्या चहाच्या कपामधून किंवा गरम लोखंडातून बाहेर पडणारी उष्णता एका मोठ्या क्रांतीला जन्म देऊ शकते? होय, एका साध्या गरम वस्तूने संपूर्ण जगाचे भौतिकशास्त्र बदलून टाकले!
एकोणिसाव्या शतकाच्या शेवटी, म्हणजे १८९० च्या काळात वैज्ञानिक जगतात एक वेगळाच गर्व होता. सर आयझॅक न्यूटन आणि मॅक्सवेल यांनी जगाचे सगळे नियम शोधून काढले आहेत, आता जगात काही नवीन शोधायला उरलेले नाही, असे सगळ्यांना वाटत होते. फक्त काही किरकोळ गोष्टींची मोजणी करायची शिल्लक आहे, असा समज सर्वत्र दिसत होता. पण निसर्ग त्यांच्याकडे पाहून हसत असेल.
त्या काळात एक साधी समस्या वैज्ञानिकांना सतावत होती. कोणतीही वस्तू गरम केली की ती चमकू लागते. जसे लोखंड तापवले की आधी लाल, मग नारिंगी, आणि शेवटी पांढरे शुभ्र होते. याला वैज्ञानिक भाषेत ब्लॅक बॉडी रेडिएशन म्हणतात. जुन्या नियमांनुसार हिशोब केला, तर एक अत्यंत भीतीदायक उत्तर येत होते. गरम वस्तूने अनंत ऊर्जा म्हणजेच इन्फिनिट एनर्जी बाहेर टाकली पाहिजे, असा तो नियम सांगत होता.
विचार करा, जर असे झाले असते, तर तुमच्या घरातला गरम कॉफीचा कपसुद्धा घातक किरणोत्सर्ग करून तुम्हाला एका सेकंदात संपवून टाकू शकला असता! याला वैज्ञानिकांनी अल्ट्राव्हायोलेट कॅटॅस्ट्रोफी म्हणजेच एक महासंकट असे नाव दिले. निसर्गाचे नियम इथे पूर्णपणे अपयशी ठरत होते.
पण मग या गोंधळात एका शांत आणि पारंपरिक विचारांच्या जर्मन शास्त्रज्ञाची एंट्री झाली, ज्यांचे नाव होते मॅक्स प्लँक. प्लँक हे काही क्रांती करणारे व्यक्ती नव्हते. उलट, त्यांच्या एका प्राध्यापकाने त्यांना भौतिकशास्त्र न शिकण्याचा सल्ला दिला होता, कारण यात आता काही शोधायचे शिल्लक नाही असे या प्राध्यापकांना वाटत होते! पण प्लँकने याच विषयावर अभ्यास करण्याचा हट्ट धरला.
सन १९०० मध्ये मॅक्स प्लँक यांनी या समस्येवर एक गणिती तोडगा शोधला. पण हा तोडगा लागू करण्यासाठी त्यांना एक अजब आणि धक्कादायक गृहीतक मांडावे लागले. त्यांनी सांगितले की, ऊर्जा ही पांढऱ्या शुभ्र पाण्याच्या धारेसारखी अखंड वाहत नाही. तर ती ऊर्जेच्या छोट्या छोट्या पाकिटांच्या स्वरूपात म्हणजेच तुकड्या तुकड्यांमध्ये बाहेर पडते!
त्यांनी या ऊर्जेच्या छोट्या तुकड्यांना क्वांटा असे नाव दिले. याचा साधा अर्थ असा की, लांबून पाहताना समुद्रकिनाऱ्याची वाळू सलग वाटते, पण जवळ गेल्यावर समजते की ती छोट्या छोट्या कणांपासून बनली आहे. ऊर्जेचेही अगदी तसेच आहे. तुम्ही ऊर्जेचा अर्धा तुकडा किंवा सव्वा तुकडा घेऊ शकत नाही. तुम्हाला एक, दोन किंवा संपूर्ण तुकडाच घ्यावा लागेल.
मॅक्स प्लँक यांनी स्वतः या गोष्टीवर सुरुवातीला विश्वास ठेवला नव्हता. त्यांना वाटले की हे फक्त गणिताचे उत्तर मिळवण्यासाठी केलेले एक नाटक आहे. त्यांनी अनेक वर्षे हा नियम बदलण्याचा प्रयत्न केला, पण निसर्गाचे हेच अंतिम सत्य होते. या छोट्या ऊर्जेच्या कणांचे मोजमाप करण्यासाठी त्यांनी एक स्थिरांक शोधला, ज्याला आज आपण प्लँक्स कॉन्स्टंट म्हणतो. हा आकडा इतका लहान आहे की आपल्या रोजच्या जीवनात ऊर्जेचे हे तुकडे आपल्याला जाणवतच नाहीत.
प्लँक यांनी विचार केला होता की त्यांनी जुन्या भौतिकशास्त्राची एक छोटीशी फट बुजवली आहे. पण त्यांना ठाऊक नव्हते की त्यांनी एका अशा बॉम्बची वात पेटवली आहे, जो संपूर्ण जगाला हादरवून सोडणार होता!
आता विचार करा, जर ऊर्जेचे असे तुकडे पडत असतील, तर आपण ज्या प्रकाशाला नेहमी एका लहरीसारखे म्हणजे लाटेसारखे वाहताना पाहतो, तो प्रकाश नक्की काय आहे? तो एक लाट आहे की छोट्या कणांचा समूह? याच कोड्याचे उत्तर शोधण्यासाठी एका २६ वर्षांच्या तरुणाने जगासमोर एक असा विचार मांडला, ज्याने त्याला थेट नोबेल पुरस्कार मिळवून दिला. कोण होता तो तरुण?
तुम्हाला काय वाटते, निसर्गाचे हे गुपित जाणून घेणे आपल्याला अधिक समृद्ध करते का?
©संतोष कारखानीस
No comments:
Post a Comment