सापेक्षता

Science

• आइंस्टाइन के बाद: गुरुत्व के अगले सिद्धांत की खोज आइंस्टाइन का गुरुत्व सिद्धांत और क्वांटम भौतिकी, दोनों सबसे सूक्ष्म स्तर तक सही क्यों नहीं हो सकते? खोजिए कि ये दोनों कहाँ टकराते हैं, कौन-से प्रतिद्वंद्वी विचार इन्हें जोड़ सकते हैं — स्ट्रिंग्स और लूप्स से लेकर क्वांटम उलझाव से बुने गए स्थान तक — क्या ब्लैक होल सूचना को नष्ट कर देता है, और आकाशगंगाओं के पैमाने पर आइंस्टाइन के सामने खड़ी एक चुनौती। इसमें से ज़्यादातर अभी भी खुला प्रश्न है, इसलिए ऐसा जवाब थमाए जाने के बजाय जो अभी किसी के पास नहीं है, आप सबूतों के आधार पर दावेदारों को परखते हैं, जिनमें वे प्रयोग भी शामिल हैं जो कुछ विचारों को पहले ही ख़ारिज कर चुके हैं।
• गुरुत्व स्थान और समय को मोड़ता है: सामान्य सापेक्षता जब ऊपर गुरुत्वाकर्षण लगभग उतना ही प्रबल है जितना ज़मीन पर, तो अंतरिक्ष यात्री तैरते क्यों हैं? गिरती लिफ़्ट से लेकर गुरुत्व को मुड़े हुए दिक्काल (स्पेसटाइम) के रूप में समझने तक आइंस्टाइन के साथ चलिए, जहाँ सेब मुख्य रूप से इसलिए गिरता है क्योंकि ज़मीन के पास समय धीमा चलता है। फिर देखिए कि इस विचार को कैसे परखा गया है: 1919 के ग्रहण के दौरान मुड़ा हुआ तारों का प्रकाश, घड़ियों का वह सुधार जो GPS को चालू रखता है, दिक्काल में उठती तरंगें, और हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित ब्लैक होल के पास से तेज़ी से गुज़रता एक तारा।
• दिक्काल को क़रीब से: सापेक्षता के पीछे की ज्यामिति अगर वापस मुड़ते समय लगने वाला झटका वजह नहीं है, तो अंतरिक्ष यात्री महिला अपने जुड़वाँ से कम उम्र की होकर क्यों लौटती है? स्थान और समय को चौकोर ख़ानों वाले काग़ज़ पर बनाइए, और जवाब ख़ुद चित्र से निकल आता है — साथ में तिरछे "अब" और घड़ी की वह एक रीडिंग जिस पर सभी प्रेक्षक सहमत होते हैं — सामान्य अंकगणित से ज़्यादा कठिन कुछ भी इस्तेमाल किए बिना। फिर देखिए कि गिरना नहीं, बल्कि ज्वार-भाटा ही मुड़े हुए दिक्काल का असली चिह्न क्यों है, आइंस्टाइन के समीकरण को सरल शब्दों में कहिए, और ऐसे क्षितिजों से मिलिए जिनके आस-पास कोई ब्लैक होल नहीं है — त्वरित होते रॉकेट के पीछे बनने वाले क्षितिज से लेकर बहते पानी की टंकी में ध्वनि के एक क्षितिज तक।
• समय खिंचता है: विशेष सापेक्षता और E = mc² अंतरिक्ष स्टेशन से लौटने वाला अंतरिक्ष यात्री ज़मीन पर मौजूद सभी लोगों से एक सेकंड के कुछ हज़ारवें हिस्से जितना कम उम्र का क्यों होता है? एक चौंकाने वाले तथ्य से शुरुआत कीजिए — कि प्रकाश हर किसी के पास से एक ही गति से गुज़रता है — और समझिए कि चलती घड़ियाँ धीमी क्यों चलती हैं, चलती चीज़ें सिकुड़ क्यों जाती हैं, किसी भी चीज़ को प्रकाश की गति तक क्यों नहीं पहुँचाया जा सकता, और E = mc² सूरज की रोशनी, परमाणु ऊर्जा और आपके अपने शरीर के वज़न के बारे में क्या बताता है। फिर सापेक्षता को वहाँ खोजिए जहाँ आप उसकी सबसे कम उम्मीद करते हैं: चुंबक के खिंचाव में और सोने के रंग में।
• समय यात्रा, समय का तीर और आइंस्टाइन की सीमाएँ क्या कोई कभी अतीत में जा सकता है? आइंस्टाइन के समीकरण काग़ज़ पर समय के लूप की अनुमति देते हैं, इसलिए दादा विरोधाभास, वर्महोल और सुझाए गए समाधानों को तौलिए, पूछिए कि जब भौतिकी का लगभग हर नियम उल्टी दिशा में भी उतना ही अच्छा काम करता है, तो समय सिर्फ़ आगे की ओर ही क्यों चलता है, और पता लगाइए कि ख़ुद यह सिद्धांत कहाँ जवाब दे देता है — जिसके बारे में आज भी काफ़ी बहस जारी है। रास्ते में उस पेटेंट क्लर्क से मिलिए जिन्होंने स्थान और समय को नए सिरे से गढ़ा, और उनके अपने सिद्धांत की उन तीन भविष्यवाणियों से भी, जिन पर उन्हें ख़ुद संदेह था।