अवकाशाशी जडले नाते: अतिसूक्ष्म कणांपासून ते विश्वाच्या आकारापर्यंत गप्पा

मी पयला.
लाईट मूडमध्ये सुरवात करतो.
There was a young lady named Bright,
Who traveled much faster than light.
She started one day
In the relative way,
And returned on the previous night.
आईनस्टाईन साहेबाला नमस्कार! थोड्या वेळाने एक मजेशीर गोष्ट सांगणार आहे. आता बाहेर जातोय.

म्हणजे मग ज्या जागी हे मोठे होत गेले तिथे आधी काय होते?

तिथे काहीच नव्हते. म्ह्णजे जागा पण नव्हती. विश्वाच्या शेवटाला जर आपण चालत गेलो आणि एक पाउल बाहेर टाकायला पाहिले तर तिथे अवकाश नसल्याने आपणच प्रतिबिंबा प्रमाणे वळुन साइडवेज होउ. जसे कृष्ण विवर त्याच्या आतमध्ये गेलेल्याचा वेळ थांबवते आणि अवकाश बिंदुएवढे करते, तसेच विश्वाच्या बाहेर अवकाश आणि वेळ शुन्य (लिमिट टेन्ड टु झिरो ) असते.

अस्मिता ताईंनी खूप मोठा पेपर सेट केला आहे. पण त्याआधी माझी गोष्ट. एक शास्त्रज्ञ वय वर्ष ४०.एक त्याची मदतनीस वय वर्ष १८. त्यांचे प्रेम जमले. पण दोघांनाही असे वाटले कि वयातला फरक जास्त आहे. मग काय शास्त्रज्ञाने आपले रॉकेट बाहेर काढले म्हणाला थोडी कळ काढ. मी विश्वात फिरून येतो. जेव्हा तो परत आला तेव्हा त्याचे वय होते ४१. आणि त्याच्या प्रियेचे ३३. तिने लग्न केले होते. ती तरी किती दिवस वाट बघणार? निराश झालेल्या शास्त्रज्ञाने पुन्हा प्रस्थान केले. जेव्हा तो परत आला तेव्हा त्याचे वय होते ४२. आणि त्याच्या प्रेयसीचे निधन झाले होते, हा धक्का तो सहन करू शकला नाही. त्याने तिसऱ्यांदा अवकाशात उड्डाण केले. ४५ वर्षांचा झाल्यावर तो परत आला. ह्या वेळी पृथ्वीवर माणसाचा मागमूसही राहिला नव्हता.

केशवकुल, जयंत नारळीकरांनी लिहिलेली पहिली विज्ञानकथा याच कल्पनेवर आधारित आहे. एक तरुण अंतराळवीर अंतराळप्रवासाला जाण्याआधी आपल्या मित्राला भेटायला जातो. त्याची मुलगी तान्हुली असते. पुढे ते अंतराळयान कृष्णविवरात अडकते आणि काही वर्षांनी परत येते तेवढा वेळ त्याचे वय तेवढेच राहते. मुलगी मोठी होते आणि दोघांचे जुळते.

भरत
ही कथा माझ्या सुपीक डोक्यातून निघालेली नाही. ही मी मार्टिन गार्डनर ह्यांच्या पुस्तकात वाचली होती. कदाचित डॉक्टर साहेबांनी ती वाचली असेल कारण हे पुस्तक ६२ सालचे आहे. हे गोष्टीचे पुस्तक नाहीये तर हे सापेक्षता वादावरचे आहे.

सापेक्षता वादाचा प्रॉब्लेम असा आहे कि (कदाचित) तुम्ही भविष्य काळात जाऊ शकता पण तुम्ही भूतकाळात नाही जाऊ शकता. म्हणून तो शास्त्रज्ञ परत येऊ शकला नाही.

तारा जर २८ बिलिअन प्रकाशवर्ष दूर आहे. ह्या ताऱ्यापासून जे प्रकाश किरण निघतात ते पृथ्वीवर यायला १२.९ बिलिअन वर्ष लागतात. >>

हे कसे शक्य आहे? २८ बिलिअन वर्षे लागली पाहिजेत ना?
किंवा किमान १४ बिलिअन वर्षे तरी (म्हणजे जेव्हा प्रकाश किरण निघाले तेव्हा तारा १४ बिलिअन प्रकाशवर्ष दूर होता आणि तो प्रकाश पृथ्वीवर पोहोचेपर्यन्त तारा अजून १४ बिलिअन प्रकाशवर्ष दूर गेला. म्हणून आत्ताचे अंतर २८ बिलिअन प्रकाशवर्ष आहे, जे अजून वाढतच जाईल.)

प्रकाश किरण माध्यम बदलतात तेव्हा त्यांची दिशा पण बदलतात,.
म्हणजे प्रकाशाचे अपवर्तन होते.
आणि दुसरे प्रकाशा चे परावर्तन.
ह्या दोन्ही गोष्टी आपण
काही बिलियन प्रकाश वर्ष दूर असलेल्या ताऱ्या विषयी अंदाज करताना विचारात घेतो का?
माध्याम बदलताना प्रकाश विचित्र वागतो त्या मुळे आपण ज्या जागेवर तो तारा आहे असे समजतो तो त्या जागेवर असू पण शकत नाही.
आपल्याला भास पण होण्याची शक्यता आहे.
अवकाश म्हणजे निर्वात पोकळी असे आपण गृहीत धरले आहे बाकी समीकरण जुळावी म्हणून.
जसे पाय ची किंमत आपण फ्फिक्स धरलेली असते.
इतक्या प्रचंड विश्वातील अवकाश सर्व ठिकाणी निर्वात च असेल ह्याची काय खात्री

धागा काढल्याबद्दल अनेक आभार अतुल. फार भर घालू शकत नसलो तरी वामा मोडमध्ये नक्की असेन इथे.

विनोद म्हणून ठीक आहे, पण तसे होत नाही. Time Dilation doesn't work this way. >> मलाही पूर्वी हीच शंका होती. जर एका स्थानापासून दूर जाताना वेळ कमी होत असेल तर त्या स्थानाच्या दिशेने येताना तो तितक्याच प्रमाणात वाढेल ना? त्यामुळे कमावलेला आणि गमावलेला काळ यांची बेरीज एकच होऊन शेवटी पृथ्वीवरील इतरांप्रमाणेच वयोवृद्ध होणार. फक्त तुम्ही इथे परत न येता प्रवासच करत राहिलात, तर तुम्ही जिथे असाल तिथे तुमच्या वयात फरक पडेल. पण पृथ्वीच्या गुरुत्वप्रवण क्षेत्राच्या बाहेर किंवा सूर्यमालेच्या बाहेर 'वर्षांच्या भाषेत' वयाला तरी काय अर्थ आहे? आपण वय पृथ्वीच्या परिवलनाच्या भाषेत मोजतो.

प्रकाश वस्तुमान विरहित आहे मग तो ब्लॅक होल मध्ये कसा खेचला जातो.
किंवा तो ब्लॅक होल मधून बाहेर का पडू शकतं नाही.
वस्तुमान असेल तर च गुरुत्व त्या वर प्रभाव टाकू शकते .
वस्तुमान च नसेल तर गुरुत्व कसा काय प्रभाव टाकू शकेल.

प्रकाश वस्तुमान विरहित आहे मग तो ब्लॅक होल मध्ये कसा खेचला जातो.>> Hemant 333, तुम्ही न्यूटनच्या नियमानुसार विचार करू नका. आईनस्टाईन च्या सिद्धांतानुसार वस्तुमान सभोवतालचा स्पेस टाईमला वार्प करते. प्रकाशही त्यानुसार वक्र मार्गाने प्रवास करतो. ब्लॅक होलचे वस्तुमान इतके प्रचंड असते कि त्याच्या आजूबाजूचे स्पेस टाईम इतके वर्प होते कि प्रकाश त्यातून बाहेर पडू शकत नाही.
अजून एक "गंमत" गुरुत्व "काळा"ला सुधा वाकवते काय? उत्तर आहे होय. म्हणून ब्लॅक होल मध्ये काल स्तब्ध होतो.

तारा जर २८ बिलिअन प्रकाशवर्ष दूर आहे. ह्या ताऱ्यापासून जे प्रकाश किरण निघतात ते पृथ्वीवर यायला १२.९ बिलिअन वर्ष लागतात. >>मला वाटतंय ह्याचे उत्तर मानव पृथ्विकर यांनी मागच्या धाग्यावर दिले आहे. चाटGPT विचारा तर खर.

उपाशी बोका -

रेड शिफ्ट मुळे , नासाच्या संकेत स्थाळाची लिंक देतो.
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/record-broken-hubble-spots-far...

या तार्‍याला Earendel (morning star or rising light) असे नाव दिले आहे.
"When the light that we see from Earendel was emitted, the Universe was less than a billion years old; only 6% of its current age. At that time it was 4 billion light-years away from the proto-Milky Way, but during the almost 13 billion years it took the light to reach us, the Universe has expanded so that it is now a staggering 28 billion light-years away."

विश्वाचा मध्य नक्की कोठे असावा.

<< विश्वाचा मध्य नक्की कोठे असावा. >>
------ असा काही मध्य नाही... अफाट मोठे जग आहे. किती अफाट आहे याची कल्पना केली तर आपण आकारमानाने अगदी किडे - मुंगी पेक्षाही लहान आहोत. आपली सुर्यमाला (काही मोजके ग्रह त्यांचे अनेक चंद्र) , मग असंख्य अशा सुर्यमाला... त्यांची मिळून गॅलेक्सी. आणि अनेक म्हणजे २०० बिलीयन गॅलेक्सी.

माझ्यासाठी मी बसलो आहे तिथे मध्य. कुठल्याही बिंदूला मध्य समजा.

प्रकाशाला त्याच्या आहे त्या वेगापेक्षा जास्त वेगाने जावे लागेल तेव्हाच तो "event horizon" (ब्लॅक होल चा पृष्ठभाग ) मधून बाहेर पडेल, आणि प्रकाशाचा वेग constant आहे.

https://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/black_hole_descriptio...

हपा
अस समजा "प्रवासी जुळ्याने" त्याच्या घडाळ्याप्रमाणे एक वर्ष प्रवास केला. त्यावेळी "घर कोंबड्या" जुळ्याचे वय समजा दहा वर्षांनी वाढले. (आकडे महत्वाचे नाहीत. तत्व महत्वाचे आहे.) हे तुम्हाला मान्य आहे का? मग आपण पुढे बोलू.

काहीतरी घडत असेल तर च काळ मोजता येईल असे मला वाटत.
एक पॉइंट पासून दुसऱ्या पॉइंट पर्यंत प्रवास केला तर ती वेळ मोजता येईल.
प्राणी झाड,ह्यांची वाढ होत असते त्यांच्या शरीरात बदल होत असतो.
म्हणून तो काळ मोजता येतो.
ग्रह तारे,फिरत असतात दिवस,रात्र होत असते .
म्हणून काळाची जाणिव होते.
पण सर्व एकच जागेवर स्थिर झाले.
कोणत्याच घटकात कोणताच बदल झाला नाही .
तर काळाचे अस्तित्व आपोआप संपते.
असे मला वाटत.
नेमके हेच ब्लॅक होल मध्ये होत असावं.
आणि काळ सापेक्ष आहे.तो एकटा कधीच असू शकतं नाही.
असे पण वाटते

What is time?
हा प्रश्न खूप कठीण आहे .
त्याचे एका वाक्यात उत्तर नाही.
आणि ह्या प्रश्नाचे खरे उत्तर आज पण आपल्याला माहीत नसावे.
आपण जी काही टाईम ची व्याख्या केली आहे त्या वर आपले भौतिक शास्त्र उभे आहे.
व्याख्या चुकीची ठरली तर सर्व मनोरे ढासळून जातील.

अस समजा "प्रवासी जुळ्याने" त्याच्या घडाळ्याप्रमाणे एक वर्ष प्रवास केला. त्यावेळी "घर कोंबड्या" जुळ्याचे वय समजा दहा वर्षांनी वाढले. (आकडे महत्वाचे नाहीत. तत्व महत्वाचे आहे.) हे तुम्हाला मान्य आहे का? >> हो, हे मान्य आहे. मीही तेच लिहिलं आहे वरती <<फक्त तुम्ही इथे परत न येता प्रवासच करत राहिलात, तर तुम्ही जिथे असाल तिथे तुमच्या वयात फरक पडेल. >>

.

मानवी शरीर हे biochemical reactions वर चालते.
रोज शरीरात अशा करोडो reaction होत असतात.
जीवंत राहण्यासाठी ते खूप गरजेचे आहे.
ह्या थांबल्या, काळ थांबला की.
तर माणूस मरेल ना.
तो जिंवत कसा राहील.भौतिक शास्त्राचा नियम सिध्द करण्यासाठी तुम्ही जीवशास्त्र चे नियम मोडीत काढत आहात.
माणसाचे वयात प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास केल्यावर काय फरक पडेल ह्याचे उत्तर शोधताना .
जीवशास्त्र चे नियम पण लक्षात घेत जा

जेव्हा जुळ्या बहिणींपैकी एकजण पृथ्वीवर आणि एकजण अंतराळात विहार करायला गेली तर टाईम डायलिशनमुळे पृथ्वीवरच्या अ बहिणीला स्वतःच्या तुलनेत अंतराळातील ब बहिण तरुण दिसेल. पण त्याच बरोबर ब ला देखिल अ तरुण दिसेल. शिवाय ब जेव्हा पृथ्वीवर परत येईल तेव्हा दोघींची वय पुन्हा सारखीच असतील. असं विवेचन मी नुकतंच कुठेतरी वाचलंय अथवा पाहिलंय. मला पटलंय हे.

यावरून एक प्रश्न पडला आहे.

दोघीही एकमेकींना पृथ्वीवरच्या वयापेक्षा कमी वयाच्या दिसत आहेत म्हणजे त्यांच्यापुरता काळ संथ चालत आहे. म्हणजे एका प्रकारे विचार केला असता त्या पृथ्वीवरील कालाच्या तुलनेत भूतकाळात आहेत. म्हणजे त्यांच्या दृष्टीने पाहिलं तर एकाचवेळी त्या आपापल्या वर्तमान काळात आणि एकमेकींच्या करता भूतकाळात जगत आहेत. असं आहे का?

आपल्या लिनियर टाईमलाईनीत ही अशी कल्पना करणं कठीण जातं. मला Arrival (2016) हा सिनेमा आठवला. भूत, भविष्य, वर्तमान सगळं एकाच वेळी अनुभवण्याची कन्सेप्ट आहे त्यात.

Could the expanding Universe be a mirage?
There are some clever things that emerge if you rescale the Universe's coordinates to make it not expand at all.
It's some mathematical fun, but could it really represent our physical reality?
मराठी मध्ये है लिहणे अवघड म्हणून इंग्लिश

हपा
ok असे आहे तर तुम्ही टाईम डायलेशन मान्य करत आहात.
आता प्रवासी पृथ्वीवर परत येईल तेव्हा काय होईल. परतीच्या प्रवासात त्याचे वय वाढत जाऊन पृथ्वीवर राहिलेल्या जुळयाच्या इतके होईल कि पृथ्वीवर राहिलेल्या जुळ्याचे वय कमी होत जाईल? सत्य परिस्थिती काय आहे?

मामी
म्हणजे त्यांच्या दृष्टीने पाहिलं तर एकाचवेळी त्या आपापल्या वर्तमान काळात आणि एकमेकींच्या करता भूतकाळात जगत आहेत. असं आहे का?>> असे होणे शक्य नाही. हे तार्किक दृष्ट्या सुसंगत नाही. म्हणजे सापेक्षत वाद चूक आहे. अस विरोधी पक्षाचे मत आहे. हाच तो ट्वीन पॅॅराडॉक्स!
ह्या आक्षेपांंचे निराकरण अनेक शास्त्रज्ञांनी निरनिराळ्या ताऱ्हेबे करण्याचे प्रयत्न केले आहेत.
महत्वाचा मुद्दा हा आहे कि पृथ्वीवरची बहिण आणि प्रवास करणारी बहिण ह्यांचे स्थिती एकसारखी नाही. पृथ्वीवरील बहिण विश्वाच्या तुलनेत "स्थिर" आहे तर प्रवास करणारी बहिण गतिमान आहे. हा फरक ध्यानात आला कि कोडे सुटेल.
ते जाउद्या. आपल्या रोजच्या जीवनातले उदाहरण घेऊ या. दोन अटॉमिक घड्याळांची वेळ जमिनीवर जुळवून घेतली,पैकी एक घड्याळ घेऊन विमानाने पृथ्वीला प्रदक्षिणा केल्या तर असे दिसून आले आहे कि विमान प्रवास करून आलेले घड्याळ मागे पडले आहे. ह्या पेक्षा अजून काय पुरावा पाहिजे आहे.
The Global Positioning System (GPS) has to adjust for
time dilation. Ground-based devices have to communicate
with satellites. To work, they have to be programmed to compensate for the time differences based on their speeds
and gravitational influences.
Certain unstable particles exist for a very brief period of
time before decaying, but scientists can observe them as
lasting longer because they are moving so fast that time
dilation means the time that the particles "experience"
before decaying is different from the time experienced in
the at-rest laboratory that is doing the observations.
In 2014, a research team announced the most precise
experimental confirmation of this effect yet devised, as
described in a Scientific American article. They used a
particle accelerator to confirm that time moves slower for a
moving clock than for a stationary one.

सर्व भौतिक नियम पृथ्वी शी संबंधित आहेत.
विश्वाशी नाहीत..

पृथ्वी च्य सर्व बाजू नी सूर्य किंवा बाकी ग्रह गोल ह्यांचे गुरुत्व आकर्षण आहे.
आणि ते समान आहे (कारण पृथ्वी च्या विविध ठिकाणी ते वेगळे आहे असा शोध निंबंध वाचनात नाही)
पृथ्वी च्या मध्यात गेलो तर गुरुत्व आकर्षण झीरो झाले पाहिजे
हे अजून पण प्रयोग नी सिद्ध झालेले नाही..
माणूस प्रयत्न करत आहे .
पण पृथ्वी च्या सेंटर पर्यंत जाईल इतके खोदकाम आज पर्यंत तरी माणूस करू शकला नाही..ते शक्य होईल तेव्हा काही गोष्टी स्पष्ट होतील
तो पर्यंत फक्त अंदाज