అబద్ధాల వేట - నిజాల బాట/న్యూటన్ నుండి ఐన్‌స్టీన్ వైపుకు
మనం నిత్యజీవితంలో ఆకాశం(ప్రదేశం),కాలం అనే మాటల్ని తరచు వాడుతుంటాం. తత్వంలోనూ యివి తరచు వస్తాయి. కాని సైన్స్ లో ప్రదేశానికి, కాలానికి అర్ధం వేరు. ఇన్నాళ్ళు న్యూటన్ ప్రపంచంలో అలవాటుపడిన మనం యిప్పుడు ఐన్ స్టీన్ విశ్వంలో అడుగుపెట్టాం. మన భావాలెన్నో మార్చుకోవలసి వస్తున్నది. ఖగోళశాస్త్ర పరిశోధనలు మన సంప్రదాయ ఆలోచనల్ని పూర్తిగా మార్చివేస్తున్నాయి. ఆధునిక భావాల ప్రభావాన్ని తెలుసుకునే ముందు మన సంప్రదాయ సైన్స్ ఏమి చెప్పిందో గమనిద్దాం.
న్యూటన్ గతిసూత్రాలను రూపొందిస్తూ ప్రదేశాన్ని కూడా ఒక ద్రవ్యంగా పరిగణించి, దాని ప్రభావం పదార్ధంపై వుంటుందన్నాడు. పదార్ధం వుంది, అది ప్రదేశంలో పయనిస్తుంది. ఈధర్ అనేది వుంది, పదార్ధం ఈధర్ లో పయనిస్తుంది, అన్నాడు.
కోపర్నికస్ కనుగొనే వరకూ భూమి నిలకడగా వుండేదనీ, సూర్యచంద్ర నక్షత్ర గ్రహాలన్నీ భూమి చుట్టూ తిరుగుతాయనో అనుకున్నారు. సూర్యుని పరిధిలో వున్న మనం కేంద్ర స్థానంలో లేమని కోపర్నికస్ తేల్చి చెప్పాడు. భూమి సూర్యుని చుట్టూ తిరుగుతుంది. మానవుడి మతపరమైన దైవపరమైన అహం దెబ్బతిన్నది. అయినా భూమి కదలనట్లుంటుంది. సూర్యుడు, చంద్రుడు మాత్రమే కదులుతున్నట్లనిపిస్తుంది.
కదలికను గురించి అధ్యయనం చేసిన న్యూటన్, ఏదో ఒక శక్తి వలన కదలిక జరుగుతుంటుందన్నాడు. గురుత్వాకర్షణ వలన యాపిల్ భూమిపై పడుతుంది. ఒక వస్తువును కొంత శక్తితో విసిరితే ఆ మేరకు అది వెళ్ళి, శక్తి అయిపోగానే ఆగిపోతుంది. న్యూటన్ చెప్పిన సిద్ధాంతాలలో గురుత్వాకర్షణ అతిముఖ్యమైనది. గ్రహాల చలనం కూడా వీటి ప్రకారం వివరించాడు. అయితే గురుత్వాకర్షణ కేవలం ఆకర్షిస్తుందే గాని, తిప్పికొట్టదు. విద్యుదయస్కాంతంలో ఆకర్షణ- తిప్పికొట్టడం రెండూ వున్నవి. న్యూటన్ సిద్ధాంతం వలన వచ్చిన చిక్కులు జేమ్స్ క్లర్క్ మాక్స్ వెల్ తీర్చాడు. క్షేత్రాన్ని కనుగొనడమే యిందుకు కారణం. ఆ తరువాత విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు కనుగొని యింకా పురోగతి సాధించారు.
ఈధర్ లో భూమి పయనిస్తుందని న్యూటన్ నమ్మాడు. కాంతి కూడా ఈధర్ లో పరిమిత వేగంతో పయనిస్తుందని మాక్స్ వెల్ నమ్మాడు. ఈధర్ కొరకు పరిశోధనలు చేసి చూడగా అలంటిదేమీ లేదని మైకేల్ సన్ (1852-1931) మోర్లే (1838-1923) పరిశీలనలో తేలింది. ఈధర్ కనుగొనడానికి కాంతి కిరణాలను వాడారు. ఈధర్ వుంటే కాంతి కిరణాల పయనంలో తేడా రావాలి. ఏటవాలుగా కిరణాలను వెనక్కు, ముందుకు ప్రయోగించి చూచారు. ఇదెలాగంటే నదిలో ఒకరు ఆ ఒడ్డుకూ యీ ఒడ్డుకూ యీదారనుకోండి. అదే సమయంలో మరొకరు నదీ ప్రవాహానికి కొంతదూరం వాలుగా, కొంతదూరం ఎదురీదారనుకోండి. నదికి అడ్డంగా యీదిన వ్యక్తి అటూ యిటూ కూడా కొంతమేరకు ప్రవాహం వెంట పోతాడు గనుక సులభంగా యీదుతాడు. ఎదిరీదిన వ్యక్తి బాగా జాప్యం చేయక తప్పదు. ప్రవాహం అతన్ని ఆటంకపరుస్తుంది. అలాంటి తీరులో కాంతి కిరణాలను ప్రయోగిస్తే తేడా కనిపించలేదు. నదీ ప్రవాహం వలె విశ్వంలో ఈధర్ ప్రవాహం వుంటే కాంతికిరణాలలో తేడా వచ్చేదే. న్యూటన్ నమ్మిన ఈధర్ రుజువు కాలేదు. ఈధర్ లేదు గనుక ఎలాంటి రుజువూ దొరకలేదు. కదలకుండా వుండే విశ్వంలో ఖాళీ ప్రదేశం గుండా పయనించే పదార్ధావేగాన్ని కొలవగలమని యిన్నాళ్ళూ న్యూటన్ నమ్మినదంతా సరికాదని తేలిపోయింది.
ఏదో ఒక పదార్ధంతో పోల్చి చూచి మాత్రమే మరొక వస్తువు వేగాన్ని చూడగలమని, ఆల్బర్ట్ ఐన్ స్టీన్(1879-1955) తన ప్రత్యేక సాపేక్షతా సిద్ధాంతం ద్వారా చెప్పాడు. పోల్చకుండా కేవలం వేగం కనుగొనడం అసాధ్యం. ఐన్ స్టీన్ చెప్పిన కొత్త సిద్ధాంతం ప్రకారం కాంతివేగం ఎక్కడైనా ఒకటే. అంటే భూమిమీద వున్నా,చంద్రుడిమీద వున్నా, రాకెట్ లో పయనిస్తున్నా, ఎవరు కొలిచినా కాంతివేగం ఒకటే. న్యూటన్ చెప్పిన ప్రదేశం - కాలం దోషపూరితాలని, స్థిరమైన ప్రదేశం, కాలం లేవని స్పష్టపడింది. విశ్వమంతటా కాలం ఒకే తీరులో, స్థిరంగా వుంటుందని న్యూటన్ చెప్పింది కూడా సరికాదని స్పష్టపడింది.
కవల పిల్లల్ని ఉదాహరణగా తీసుకొని చూద్దాం. ఒకరు భూమి పైన వున్నారు. మరొకరు కాంతివేగంతో రాకెట్ లో సమీప నక్షత్రానికి వెళ్ళి వచ్చారు. వెళ్ళి రావడానికి పట్టిన సమయం రాకెట్ లో వున్న వ్యక్తికి గంటల్లో వుండగా భూమిపై వున్న వ్యక్తికి సంవత్సరాలు పడుతుంది. తన తోటి కవల కంటె ఎన్నో సంవత్సరాలు చిన్నవాడుగా రాకెట్ లో ప్రయాణం చేసిన వ్యక్తి తిరిగివస్తాడు! ఇదెలా జరుగుతుంది?
ఇరువురూ పరస్పరం కాంతి కిరణాల ద్వారా చూస్తారు. కాంతి ప్రయాణం చేసే కాలం యెక్కువసేపు పట్టిందంటే దూరం అంతగా వుందన్న మాట. చంద్రుడి నుండి ఒక సెకండ్ లో కాంతి కిరణం భూమిపైకి వస్తుంది. సూర్యుడి నుండి 8 నిముషాలలో కాంతి భూమిపైకి చేరుతుంది. అంటే 8 నిమిషాల క్రితం సూర్యుణ్ణి మనం చూస్తున్నామన్న మాట. కాని మనం చూచే నక్షత్రాలే యిప్పటివి కావు. కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం బయలుదేరిన కాంతికిరనాలు భూమిపైకి చేరేసరికి మనం నక్షత్రాలను చూడగలుగుతున్నాం. సెకండుకు 1,86,000 మైళ్ళు పయనిస్తుంటే, మనం 4 కాంతి సంవత్సరాల క్రితం బయలుదేరిన కిరణాల్ని చూస్తున్నామంటే ఎంత దూరాన నక్షత్రం వుందో అంచనా వేయండి. ఇరువురు కవల పరిశీలకుల గడియారాలను పోల్చి చూస్తే తేడా కనిపిస్తుంది. ఇద్దరూ దూరంగా జరిగిపోతుండగా, వారి గడియారాలు నెమ్మదిగా పోతున్నాయనిపిస్తుంది. ఇద్దరూ చేరువ అవుతుంటే గడియారాల వేగం పెరుగుతుంది. కవలల్లో ఒకరు భూమి మీద వుండగా, రెండో వ్యక్తి నక్షత్రం దగ్గరగా కాంతివేగంతో వెళ్ళి వచ్చారనుకోండి. నక్షత్రదూరం పది కాంతి సంవత్సరాలనుకొండి. ఇరువురి గడియారాలు ఒకరితో ఒకరు పోల్చుకుంటే 2:3 రెట్లు నెమ్మదిగా సాగినట్లనిపిస్తుంది.
నక్షత్రానికి వెళ్ళి వచ్చిన వ్యక్తి 9.7 సంవత్సరాలకు (రాకెట్ టైం) భూమి మీదకు తిరిగివస్తాడు. 22.2 సంవత్సరాలు భూమి మీద వున్న వారికి గడచిపోతుంది. అంటే భూమి మీద వున్న వ్యక్తి తనకంటె 12.5 సంవత్సరాలు పెద్ద అయినట్లు కనుగొంటాడు. ప్రయాణం చేసిన వ్యక్తి కాంతివేగంతో రాకెట్ లో పోవడమే యిందుకు కారణం. ప్రయాణం చేసి తిరిగివచ్చిన వ్యక్తి రాకెట్ లో వేగాన్ని పెంచడం తగ్గించడం, భూమిపై అలాంటి అనుభవం లేకపోవడం విస్మరించరాదు.
భూమిపై వున్న వ్యక్తికి 10 కాంతి సంవత్సరాలు కాగా, రాకెట్ లో ప్రయాణం చేసే వ్యక్తికి 4.36 కాంతి సంవత్సరాలే అయినట్లుంది. అంటే కాలం కుంచించుక పోయిందన్నమాట. నక్షత్రం స్థిరంగా వుందని భావించి, రాకెట్ లో పోయే వ్యక్తి కాలాన్ని చూచుకుంటాడు. చలనంలో దూసుకుపోతున్న వ్యక్తికి కాలం కుంచించుకుపోవడమనేది, ప్రదేశపరంగా వుంటుంది. ఈ విషయమై హెన్ డ్రిక్ లారెజ్ (1853-1928), జార్జి ఫిజ్జరాల్డ్ (1851-1901) పరిశోధనలు జరిపి ఫలితాలు వెల్లడించారు. న్యూటన్ పేర్కొన్న ప్రదేశ-కాల సత్యాలు ఐన్ స్టీన్ సూచించిన ప్రత్యేక సాపేక్షతా సిద్ధాంతంలో కలసిపోయాయి. ఆ తరువాత 1915లో వచ్చిన సాధారణ సాపేక్షతా సిద్ధాంతంలో ఇవన్నీ మిళితమయ్యాయి. న్యూటన్ గతిసూత్రాలు తప్పు అనం. కాని ఐన్ స్టీన్ సిద్ధాంతానికి లోబడి పరిమిత సత్యాలుగానే వాటికి విలువ వుంటుంది. విశ్వమంతటికీ అవి చెల్లవన్నమాట. సైన్స్ లో ఇలా నిరంతర ప్రగతి సాగుతూ వుంటుంది.
మనం చూస్తున్న వాటిల్లో కొన్ని ఎన్నడూ మారనట్లు, నిత్యం తెల్లవారడం పొద్దుకుంగడం గమనిస్తాం. కొండలు సముద్రాలు అలాగే వుంటాయి. కాని మనం మాత్రం మారుతుంటాం. పుట్టుక, పెరుగుదల, మరణం మార్పులో భాగమే. అలాగే కొన్ని వస్తువులు తుప్పుపడుతుంటాయి. మరికొన్ని శిథిలమవుతుంటాయి. మారనిది అంటూ ఏదీలేదు. ఎంతసేపట్లో మారతాయనేదే ప్రశ్న. మార్పుకు పట్టే కాలాన్ని బట్టి కొన్ని అసలు మారనట్లే అనిపిస్తాయి. మార్పుతో ముడిపడి కాలం వున్నది. మనం దీనినే గతం, వర్తమానం, భవిష్యత్తు అని విభజించాం. భౌతిక విజ్ఞానం గతం-భవిష్యత్తునే పేర్కొన్నది. కాలాన్ని విడిగా చూచిన తీరును ఐన్ స్టీన్ మార్చేసి, కాలం-ప్రదేశం కలిపేడు.
విశ్వంలో ఎన్నో వస్తువులు వుండగా వాటిలో మార్పులు వివిధ రకాలుగా కనిపిస్తున్నవి. సైన్సులోని భిన్నశాఖలు ఆయా రంగాలలోని మార్పుల్ని అధ్యయనం చేసి చెబుతున్నాయి.