બ્રહ્માંડ દર્શન -ડૉ. જે. જે. રાવલ

તરંગ કહેવાય છે તો તરંગ પણ તે એટલો બધો શિસ્તવાળો (સિસ્ટમેટીક) છે કે તેનો જોટો ન મળે લિયોનાર્ડો – દ – વિર્સીએ વિશાળ ગુંબજની રચના કરી હતી અને તેમાં અવાજના પડઘા પડતા હતા. તેના પરથી લિયોનાર્ડોએ દર્શાવ્યું કે અવાજના પડઘા પડે છે કારણકે ગોળાકાર ગુંબજમાં તે વારંવાર પરિવર્તન પામે છે. ખુુુલ્લા મેદાનમાં ભાષણ કરીએ અને દૂર દૂર કોઇ દીવાલ હોઇ કે ડુંગરા હોય ત્યારે પણ આપણા શબ્દોનાં પડઘા પડે છે. એટલે કે અવાજમાં તરંગો છે તેની પ્રથમ જાણકારી લિયોનાર્ડોએ શોધી. શાંત પાણીમાં પથ્થર નાખીએ તો વર્તુળ ઉત્પન્ન થાય છે અને તેનો વિસ્તાર થતો જાય છે. પાણીની સપાટી પર તરંગો ગતિ કરે છે તરંગો પાણી નથી પણ પાણીની સપાટી પર ગતિ કરતાં તરંગો છે સમુદ્રમાં ઊઠતાં મોજા તેને દશ્યમાન કરે છે. મોજામાં ચડાવ અને ઉતાર હોય છે. દોરીને એક છેડે બાંધીએ અને તેને હલાવીએ ત્યારે તેમાં તરંગો ઉત્પન્ન થાય છે. ઉપરોકત ક્રિયાઓએ તરંગોનો આકાર કેવો હોય તેને આપણને દર્શાવ્યું.
સત્તરમી સદીમાં ન્યુટને પ્રથમવાર અવાજની ગતિ માટે સૂત્ર આપ્યું. પણ તે અવાજની ગતિના મૂલ્ય સાથે સહમત નહોતું થતું અવાજની ગતિ તે સૂત્ર ઓછી આપતું હતું. ઓગણીસમી સદીમાં લાપ્લાસ નામના વિખ્યાત ગણિતશાસ્ત્રીએ જોયું કે ન્યુટને અવાજની ગતિનો માધ્યમ સાથે કોઇ સંબંધ રાખ્યો નથી જેમાં તે ગતિ કરે છે તેથી ન્યુટનનું સૂત્ર અવાજની ગતિનું મૂલ્ય ખરેખર અવાજની ગતિનું જે મૂલ્ય છે તેના કરતાં ઓછું આપે છે. લાપ્લાસે આ રીતે અવાજની ગતિ સાથે માધ્યમનો સંબંધ સ્થાપ્યો લાપ્લાસના અવાજની ગતિના સૂત્રને ન્યુટનના અવાજની ગતિના સૂત્રમાં થયેલો સુધારો ગણાય છે. લાપ્લાસનું અવાજની ગતિનું સૂત્ર માધ્યમની ઘનતાને આવરે છે. તેથી પ્રથમવાર એ સાબિત થયું કે અવાજની ગતિ માધ્યમ પર આધાર રાખે છે. માધ્યમની ઘનતા પર આધાર રાખે છે. શૂન્યાવકાશમાં અવાજ પસાર થઇ શકે નહીં. લાપ્લાસનું અવાજની ગતિનું સૂત્ર અવાજની સાચી ગતિ આપે છે. અવાજ એક સેક્ધડમાં ૩૩૩ મીટરનું અંતર કાપે છે.
ચંદ્ર ઉપર વાયુમંડળ લગભગ નથી. ત્યાં આપણે જઇએ તો આપણે એકબીજાને સાંભળી શકીએ નહીં આપણે એકબીજાને સાંભળવા માટે રેડિઓ-કોમ્યુનિકેશન વાપરવું પડે. તે જ રીતે અંતરીક્ષમાં પણ શૂન્યાવકાશ છે માટે અવાજના મોજા તેમાંથી પણ ગતિ કરી શકે નહીં. અંતરીક્ષમાં મોટામોટા તારાના વિસ્ફોટ થાય છે. ત્યારે તેના ધડાકાનો અવાજ અકલ્પ્ય રીતે મોટો હોય છે. જો એ અવાજ આપણા સુધી પહોંચી શક્તો હોત તો પૃથ્વી પર જીવન પાંગર્યું જ ન હોત. કારણકે અવાજના મોજા શૂન્યાવકાશમાં ગતિ કરી શકતાં નથી તેથી તારાના મહાવિસ્ફોટનો અવાજ આપણા સુધી પહોંચી શક્તો નથી, અને પૃથ્વી પર આપણે સહિસલામત રહીએ. આ કુદરતની આપણા પર મહેરબાની છે. શિયાળામાં સુપ્રભાતે દૂરદૂર સ્થિત મંદિરના ઘંટનો સુમધુર રણકાર આપણને સંભળાય છે પણ ઉનાળામાં તે સંભળાતો નથી કારણકે શિયાળામાં સવારે વાયુમંડળની ઘનતા વધારે હોય છે તેથી અવાજની ગતિ પણ વધારે હોય છે. સૂર્ય ઊંચે ચડી જાય એટલે વાયુમંડળમાં સૂર્યની ગરમીને લીધે વાયુમંડળની ઘનતા ઓછી થઇ જાય છે, અને આપણને મંદિરમાં થતો ઘંટારવ સંભળાતો નથી. ઉનાળામાં આ જ કારણને લીધે મંદિરનો ઘંટારવ સંભળાતો નથી.
સત્તરમી સદીમાં ન્યુટને પ્રકાશના પરાવર્તન અને વક્રીભવનમાં નિયમો સાબિત કર્યાં. તેના આ નિયમો પ્રકાશ સૂક્ષ્મકણોનો બનેલો છે તે ધારણા પર આધારિત હતા. ન્યુટનના જ સમકાલીન ક્રિશ્ર્ચન હોમગાર્ડસે પ્રકાશ તરંગોનો બનેલો છે તે ધારણા પર પ્રકાશના પરાવર્તનના વક્રીભવનના નિયમો સાબિત કર્યાં, તે ઉપરાંત પ્રકાશના ઇન્ટરફીઅરન્સનો નિયમ પણ સાબિત કર્યો અને તે સ્પષ્ટ થયું કે પ્રકાશ તરંગોનો બનેલો છે જો કે પછી આઇન્સ્ટાઇને ફોટો-ઇલેકિટ્રક ઇફેકટને સમજાવતી વખતે દર્શાવ્યું કે પ્રકાશ જ્યારે ગતિ કરે છે ત્યારે તે તરંગના રૂપમાં ગતિ કરે છે અને જ્યારે તે કોઇ વસ્તુ સાથે અથડાય છે ત્યારે તે કણરૂપે અથડાય છે. આમ ન્યુટન અને હોયગન્સ બંને સાચા છે. આ રીતે પ્રકાશને કણ અને તરંગ બંનેના ગુણધર્મો છે, તેને વેવ- પાર્ટીકલ ડુઆલીટી (ૂફદય- ઙફિશિંભહય ઉીફહશિું) કહે છે, જે કવોન્ટમ મિકેનિક્સનો પાયો બની આપણાં શાસ્ત્રોમાં જે અર્ધનારીશ્ર્વરની કથા છે તે આ વેવ-પાર્ટીકલ (તરંગ – પદાર્થકણ)ની ડુઆલીટી (દ્વૈતતા) દશ્યમાન કરે છે.
ઓગણીસમી સદીના મધ્યભાગમાં વિદ્વાન ભૌતિકશાસ્ત્રી જેમ્સ મેક્ષ્વેલે સૈદ્ધાંતિ રીતે સાબિત કર્યું કે પ્રકાશ તરંગો છે જે શૂન્યાવકાશમાં પણ ગતિ કરી શકે છે. અને તેની (શૂન્યાવકાશમાં) ગતિ પ્રકાશની ગતિ જે સેક્ધડના ૩ લાખ કિ.મી. છે, તેટલી છે. પ્રકાશ ક્યાંય પણ બીજા માધ્યમમાં પણ ગતિ કરી શકે છે.
એ પહેલા ન્યુટન વગેરેને પ્રશ્ર્ન હતો કે દૂર દૂરથી પ્રકાશ આપણા સુધી પહોંચે છે તે કેવી રીતે આપણા સુધી પહોંચે છે. તેઓ માનતાં કે પ્રકાશની ગતિ અનંત (શક્ષરશક્ષશયિં) છે઼. તે હવે ગેરસાબિત થયું અને સાબિત થયું કે પ્રકાશની ગતિ સીમિત છે અને તે એક સેક્ધડની ૩ લાખ કિ.મી. છે. આ કારણે આપણી બ્રહ્માંડને નીરખવાની દ્દષ્ટિ જ બદલાઇ ગઇ.
પૃથ્વીથી સૂર્યનું
અંતર ૧૫ કરોડ કિ.મી. છે પ્રકાશને આ અંતર કાપતા સવા આઠ મિનિટ લાગે. જ્યારે આપણે ઢળતા સૂર્યને જોઇએ ત્યારે તેની સ્થિતિ તત્કાળની નહીં પણ સવા આઠ મિનિટ પહેલાંની જોઇએ છીએ. નજીકનો મિત્ર તારો આપણાથી સવાચાર પ્રકાશ વર્ષ દૂર છે, એટલે કે ત્યાંથી પ્રકાશને આપણા સુધી પહોંચતા સવાચાર વર્ષ લાગે છે. એટલે કે જ્યારે આપણે મિત્રતારાને જોઇએ ત્યારે આપણે તેની તત્કાળની સ્થિતિ જોતાં નથી પણ સવાચાર વર્ષ પહેલાંની જોઇએ છીએ. આપણી નજીકની મંદાકિની (ૠફહફડ્ઢુ) ગેલેકસી (દેવયાની મંદાકિની) ૨૫ લાખ પ્રકાશવર્ષ દૂર છે. એટલે જ્યારે આપણે દેવયાની મંદાકિની જોઇએ ત્યારે તેની સ્થિતિ તત્ક્ષણની જોતાં નથી, પણ ૨૫ લાખ વર્ષ પહેલાંની સ્થિતિ જોઇએ છીએ. એટલે કે જેમ જેમ આપણે દૂર દૂર જોતાં જઇએ. તેમ તેમ આપણે ભૂતકાળમાં ચાલ્યા જઇએ. આપણે બ્રહ્માંડનો ભૂતકાળ જ જોઇએ છીએ. નહીં કે વર્તમાનકાળ-