समय यात्रा ना सिर्फ वैज्ञानिकों के बीच बल्कि जन-मानस के बीच भी काफी दिलचस्प और हैरत अंगेज करने वाला विषय है। समय यात्रा की संकल्पना ये कहती है कि कैसे समय के कुछ बिंदुओं के बीच एक मनुष्य आवागमन कर सकता हैं। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि समय यात्रा विज्ञान की मदद से मुमकिन हैं। कई फिल्मों में समय यात्रा के काल्पनिक रोमांच को चित्रित किया है। वहीं कुछ वैज्ञानिक ये मानते हैं कि समय यात्रा एक बेतुका सवाल है तथा इसका प्रयास करने वाला मनुष्य घातक परिणामों से गुजर सकता है।
समय यात्रा है ही एक ऐसा रोचक सिद्धांत जिसके द्वारा हम भूत या भविष्य में किसी नकारात्मक और भयावह घटना को परिवर्तित कर सकते है। वैज्ञानिकों का कहना है कि हर मनुष्य समय याता करता है परंतु सिर्फ आगे की दिशा में, जिसकी गति है। सेकेंड प्रति सेकेंड की। अगर हम इसी समय यात्रा को उल्टी दिशा में ज्यादा वेग से कर सके तब हम अपने भूतकाल में पहुंच जाएंगे, अथवा अगर हम आगे की दिशा में और गति से यात्रा कर सके तो हम अपने भविष्य में पहुंच जाएंगे।
महान वैज्ञानिक अलबर्ट आइस्टाइन ने अपने स्पेशल रिलेटिविटी थ्योरी में समय यात्रा पर थोड़ा प्रकाश डाला है। अलबर्ट आइंस्टाइन ने अपनी रिलेटिविटी थ्योरी सन् 1905 में दी थी। उस समय इन सिद्धांतों को प्रमाणित करने के साधन उपलब्ध नहीं थे। हाल के कुछ वर्षों में विज्ञान की उपलब्धियों के कारण ऐसे उपकरण बनाए गए हैं जिससे रिलेटिविटी थ्योरी को अनुमानित और प्रमाणित किया जा सकता है। गुरूत्वाकर्षण लहरों का अवलोकन ऐसी ही एक घटना है जो आइंस्टाइन की स्पेशल रिलेटिविटी थ्योरी को प्रमाणित करती है।
समय का रहस्य
सबसे पहले हम समय के बारे में संक्षिप्त रूप से जानते है। समय का तीन स्थानिक आयामों (लंबाई, चौड़ाई और गहराई) के साथ चौथे आयाम के रुप में जाना जाता है। समय को घटनाओं की अवधि या उनके बीच अंतराल की तुलना करने के लिए और वास्तविकता में या जागरूक अनुभव में परिवर्तन की दरों को मापने के लिए तथा घटनाओं को अनुक्रमित करने के लिए एक घटक मात्रा के रुप में उपयोग किया जाता है। समय का अध्ययन, धर्म तथा दर्शन में भी एक महत्वपूर्ण विषय रहा है। मानव जीवनकाल में सीमित समय के कारण, इसका आर्थिक मूल्य (समय धन है) निजी मूल्य और महत्वपूर्ण सामाजिक महत्व भी है।
भौतिकी में, समय को परिभाषित किया गया है घड़ी के आधार पर। समय वहीं है जो घड़ी बताती है। समय अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में सात मौलिक भौतिक मात्रों में से एक है। समय का उपयोग अन्य मात्राओं को परिभाषित करने के लिए किया जाता है – जैसे वेग (वेलोसिटी) तथा त्वरण (एक्सिलरेशन)। अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में सेकेंड की परिभाषा इस प्रकार दी हुई है : सीजियम 133 परमाणु के ग्राउंड स्टेटस के दो हाइपरफाइन स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप विकिरण की 9, 192,631,770 अवधि को सेकंड कहते है। दिलचस्प बात यह है कि समय की गति गुरूत्वाकर्षण से प्रभावित होती है।
गुरूत्वाकर्षण का खिचाव
दो वस्तुएं एक दूसरे पर आकर्षण की शक्ति डालती हैं जिसे ‘गुरूत्वाकर्षण’ कहा जाता है। सर आइजैक न्यूटन ने दो वस्तुओं के बीच गुरूत्वाकर्षण का माप दिया जब उन्होंने गति के अपने तीन नियम तैयार किए। दो निकायों के बीच बल इस बात पर निर्भर करता है कि प्रत्येक व्यक्ति कितना बड़ा है और दोनों कितने दूर हैं। अपनी किताब फिलॉसॉफी नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथमैटिका में सर आइजैक न्यूटन ने पूर्ण समय और स्थान (आबसैल्यूट टाइम ऐंड स्पेस) की अवधारणाओं को सैद्धांतिक आधार प्रदान किया जो न्यूटनियन यांत्रिकी की संरचना में मददगार साबित हुआ।
न्यूटन के अनुसार, क्रमशः पूर्ण समय और स्थान वास्तविकता के स्वतंत्र पहलू हैं। न्यूटन के अनुसार, पूर्ण समय स्वतंत्र रूप से मौजूद है और पूरे ब्रह्मांड में समान रुप से प्रगति करता है। सापेक्ष (रिलेटिव) समय के विपरीत, न्यूटन का मानना था कि पूर्ण समय अतिसंवेदनशील तथा केवल गणितीय रुप से समझा जा सकता था। न्यूटन के मुताबिक, मनुष्य केवल सापेक्ष समय को समझने में सक्षम हैं, जो गति में समझने योग्य वस्तुओं (चंद्रमा या सूर्य की तरह) का माप हैं।
न्यूटन का मानना था कि पूर्ण स्थान और समय भौतिक घटनाओं पर निर्भर नहीं है, अपितु एक पृष्ठभूमि है जिसमें भौतिक घटनाएं होती हैं। इस प्रकार, प्रत्येक ऑब्जेक्ट में पूर्ण स्थान के सापेक्ष गति की पूर्ण स्थिति होती है, ताकि एक वस्तु पूर्ण स्थिर स्थिति में हो या कुछ पूर्ण गति से आगे बढ़े। गैर-सापेक्ष शास्त्रीय यांत्रिकी समय के इस न्यूटनियन विचार पर आधारित है। गैर-सापेक्ष शास्त्रीय यांत्रिकी में, न्यूटन की ‘स्पष्ट और सामान्य समय’ की अवधारणा का उपयोग घड़ियों के सिंक्रनाइजेशन के लिए किया गया।
न्यूटोनियम सिद्धांत अधिकांश लोगों के अनुभव की रोजमर्रा की घटनाओं का वर्णन करने के लिए पर्याप्त रुप से अच्छी तरह से काम करती है। परंतु उन्नीसवीं शताब्दी में, भौतिकविदों को बिजली और चुंबकत्व के व्यवहार के संबंध में समय की शास्त्रीय समझ के साथ समस्याएं आई। इन समस्याओं को अलबर्ट आइंस्टाइन ने समय की वैकल्पिक व्याख्या के द्वारा सुलझाया।
स्पेस टाइम का मर्म
भौतिकी के पट पर इस समय आगमन हुआ एलबर्ट आइंस्टाइन की विख्यात रिलेटिविटी थ्योरी का। स्पेशल रिलेटिविटी सिद्धांत के आगमन से पहले अधर और समय की अवधारणाएं भौतिक सिद्धांत में अलग थीं। दोनो को संदर्भ फ्रेम की गति पर निर्भर दिखाया गया था। आइंस्टीन के सिद्धांत में, पूर्ण समय और स्थान के विचारों को स्पेशल रिलेटिविटी में स्पेस टाइम की धारणा से प्रतिस्थापना की गई और सामान्य सापेक्षता में घुमावदार स्पेसटाइम से प्रतिस्थापना की गई। पूर्ण समकालीनता (आबसैल्यूट सिमुल्तैनिती) एक साथ संदर्भ में अंतरिक्ष में विभिन्न स्थानों पर घटनाओं की सहमति को संदर्भित करता है। सापेक्षता के सिद्धांत में पूर्ण समय की अवधारणा नहीं है क्योंकि एक के साथ एक ही सापेक्षता है। एक घटना जो संदर्भ के एक फ्रेम में एक और घटना के साथ मिलकर होती है, उस घटना के भूत या भविष्य में संदर्भ के एक अलग फ्रेम में हो सकती है, जो पूर्ण एकता को अस्वीकार करता है। दूसरे शब्दों में कहें तो भौतिकी के नियम सभी गैर-गतिशील पर्यवेक्षकों के लिए समान हैं और वैक्यूम में प्रकाश की गति सभी पर्यवेक्षकों की गति स्वतंत्र है। यह विशेष सापेक्षता का सिद्धांत है। इसने सभी भौतिकी के लिए एक नया ढांचा पेश किया और अंतरिक्ष और समय की नई अवधारणाओं का प्रस्ताव दिया।
नतीजतन उन्होंने पाया कि अंतरिक्ष और समय अंतरिक्ष-समय (स्पेस-टाइम) के रुप में जाना जाने वाला एक निरंतरता (कंटीनुअस) में अंतर्निहित है। एक पर्यवेक्षक के लिए एक ही समय में होने वाली घटनाएं दूसरे पर्यवेक्षक के लिए अलग-अलग समय पर हो सकती है। उदाहरण के लिए स्पेसशिप रोशनी की गति से उड़ती है, तो उसके चालक दल को अपने जहाज पर घड़ी की गति में बदलाव नहीं दिखता है क्योंकि एक ही गति पर यात्रा करने वाली हर चीज सामान्य रुप से धीमी होती है (घड़ी सहित, चालक दल की विचार प्रक्रियाएं और उनके शरीर के कार्यों)। हालांकि एक स्थिर पर्यवेक्षक को अंतरिक्ष यान यात्रा की दिशा में चपटा दिखाई देता है और अंतरिक्ष यान पर घड़ी बहुत धीरे धीरे चलती दिखती है।
आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में, गुरूत्वाकर्षण को स्पेसटाइम के वक्रता परिणामस्वरूप एक घटना के रूप में माना जाता है। यह वक्रता द्रव्यमान की उपस्थिति के कारण होती है। आम तौर पर, अंतरिक्ष के किसी भी मात्रा में निहित अधिक द्रव्यमान, स्पेसटाइम की वक्रता उसी मात्रा में ज्यादा होगी। स्पेसटाइम में वस्तुओं की बदलती स्थानों की तरह, वक्रता उन वस्तुओं के बदले गए स्थानों को प्रतिबिंबित करने के लिए बदलती है। कुछ परिस्थितियों में, वस्तुओं को तेज करने से इस वक्रता में परिवर्तन उत्पन्न होते हैं, जैसे नाव एक तालाब में तरंगों का कारण बनता है, जो तरंग की तरह प्रकाश की गति से बाहर फैलते हैं। इस घटना को गुरूत्वाकर्षण लहरों के रुप में जाना जाता है। जब एक गुरूत्वाकर्षण लहर एक पर्यवेक्षक के पास से गुजरती हैं, तब पर्यवेक्षक के परिवेश के स्पेस टाइम में बदलाव आता है। लहरों के गुजरने के कारण वस्तुओं के बीच की दूरी तालबद्ध रुप से बढ़ जाती है और घट जाती है।
बाइनरी न्यूट्रॉन सितारों के गुरूत्वाकर्षण लहरों को गुरुत्वाकर्षण का एक शक्तिशाली स्त्रोत माना जाता है। हालांकि इन स्त्रोतों के पृथ्वी से बड़ी खगोलीय दूरी के कारण, पृथ्वी पर मापा जाना काफी जटिल है। लीसा प्रयोगशाला द्वारा गुरुत्वाकर्षण लहरों की खोज एक बड़ी महत्वपूर्ण घटना है। गुरुत्वाकर्षण लहरों की खोज ब्रह्मांड की एक और अनूठी संरचाना की संभावना दर्शाती है : वर्महोल। सरल शब्दों में कहें तो वर्महोल एक प्रकार की सुरंग हैं जिसमें स्पेसटाइम के माध्यम से ब्रह्मांड के अन्य दूर हिस्सों को जोड़ा जा सकता है। वर्महोल एक ऐसा विकल्प है जिसके द्वारा समय यात्रा की आशा की संभावना की जा सकती है।
विस्म्यी वर्महोल
सन् 1935 में, आइंस्टीन और भौतिक विज्ञानी नाथन रोजेन ने स्पेस-टाइम के माध्यम से ‘पुलों के अस्तित्व का प्रस्ताव देने के विचार पर विस्तार से सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का उपयोग किया। ये पुल स्पेस-टाइम में दो अलग-अलग बिंदुओं को जोड़ते हैं, सैद्धांतिक रुप से एक शॉर्टकट बनाते है जो यात्रा के समय और दूरी को कम कर सकता है। शार्टकट को आइंस्टीन-रोसेन पुल या वर्महोल कहा जाता था। अपनी संरचना के कारण वर्महोल ब्रह्मांड में लंबी यात्राओं के लिए शॉर्टकट बना सकता है। वर्महोल्स में दो मुंह होते हैं, दोनों गले को जोड़ते हैं। मुंह अधिकतर गोलाकार होगा। गले एक सीधी खिंचवा हो सकता है, लेकिन यह घूम भी सकता है। आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत गणितीय रुप से वर्महोल्स के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है, लेकिन आज तक कोई भी किसी वर्महोल्स को खोज नहीं पाया है। एक गुजरता नकारात्मक द्रव्यमान वर्महोल जिस तरह से प्रकाश को प्रभावित करता है, उसे चिन्हित किया जा सकता है। सामान्य सापेक्षता के कुछ समाधान वर्महोल्स के अस्तित्व की अनुमति देते हैं जहां प्रत्येक वर्महोल्स का मुंह ब्लैकहोल होता है। हालांकि, एक स्वाभाविक रुप से होने वाला ब्लैकहोल, जो मरनेवाले सितारे के पतन से गठित होता है, स्वयं ही एक वर्महोल नहीं बनाता हैं।
आइए वर्महोल से समय यात्रा करने की कठिनाइयों के बारे में प्रकाश डालते हैं। पहली समस्या है आकार। प्रिमोडियल वर्महोल सूक्ष्म स्तर पर मौजूद है, लगभग 10-33 सेंटीमीटर। हालांकि, जैसे ही ब्रह्मांड फैलता है, यह संभव है कि कुछ बड़े आकार तक फैलें हों। एक और समस्या स्थिरता से आता है। अनुमानित आइंस्टीन-रोसेन वर्महोल्स यात्रा के लिए बेकार होंगे क्योंकि उनका जल्दी से पतन हो जाता है। वैज्ञानिकों का मानना है कि एक वर्महोल को स्थित करने के लिए बढ़ी मात्रा में इतर (विदेशी) प्रकार के पदार्थ की आवश्यकता होगी और यह स्पष्ट नहीं है कि ब्रह्मांड में ऐसा इतर पदार्थ मौजूद है या नहीं। लेकिन हाल के शोध में पाया गया कि इतर पदार्थ वाला एक वर्महोल लंबे समय तक खुला और अपरिवर्तित रह सकता है।
इतर पदार्थ (जिसे अंधेरे पदार्थ (डार्क मैटर) या एंटी मैटर से भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए), में नकारात्मक ऊर्जा घनत्व और एक बड़ा नकारात्मक दबाव होता है। क्वांटम फील्ड सिद्धांत के हिस्से के रुप में इस तरह के पदार्थ को कुछ वैक्यूम दशा के व्यवहार में देखा गया है। यदि एक वर्महोल में पर्याप्त इतर पदार्थ हो (चाहे वो स्वाभाविक रुप से या कृत्रिम रुप से जोड़ा गया हो), तो यह सैद्धांतिक रुप से अंतरिक्ष के माध्यम से जानकारी भेजने के तरीके के रुप में उपयोग किया जा सकता है। दुर्भाग्यवश, अंतरिक्ष सुरंगों के माध्यम से मानव यात्रा चुनौतिपूर्ण हो सकती है। वर्महोल्स न केवल ब्रह्मांड के भीतर दो अलग-अलग क्षेत्रों को जोड़ सकता है, बल्कि दो अलग-अलग ब्रह्मांडों को भी जोड़ सकते हैं। इसी प्रकार, कुछ वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया है कि यदि एक वर्महोल का एक मुंह एक विशिष्ट तरीके से स्थानांतरित हो जाता है, जो यह समय यात्रा की अनुमती दे सकता है।
लिगो और भारत का योगदान
लिगो (लेसर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेसनल-वेव ऑब्सरवेटरी) दुनिया की सबसे बड़ी गुरुत्वाकर्षण लहर वेधशाला और एक अत्याधुनिक भौतिकी प्रयोग है जो कि अमेरिका के कैल्टेक और एमआईटी द्वारा संचालित है। यह हजारों किलोमीटर दूर स्थित दो विशाल लेजर इंटरफेरोमीटरों के मिश्रण से, गुरुत्वाकर्षण लहरों की उत्पत्ति को पहचानने और समझने का प्रयास करती है। 9 साल के ऑपरेशन के बाद लिगो द्वारा पहली गुरुत्वाकर्षण लहरें 14 सितंबर 2015 में मिलीं और साथ ही लिगो के संस्थापकों को मिला 2017 का नोबेल पुरस्कार। 2016 में लिगो-इंडिया की स्थापना हुई है। यह लेजर इंटरफेरोमीटर गुरुत्वाकर्षण-लहर वेधशाला प्रयोगशाला (कैल्टेक और एमआईटी द्वारा संचालित) और भारत में तीन संस्थानों-राजा रामन्ना सेंटर फॉर एडवांस टेक्नोलॉजी (इंदौर), इंस्टीट्यूट फॉर प्लाज्मा रिसर्च (अहमदाबाद) और इंटर-यूनिवर्सिटी सेंटर फॉर खगोलॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स (पुणे) के बीच सहभागिता है।
लिगो-इंडिया का लक्षित क्षेत्र खगोल विज्ञान और मौलिक भौतिकी हैं। भौतिकी और खगोल विज्ञान दोनों में प्रश्नों को हल करने के लिए लहरों द्वारा दी की गई जानकारी से उनके व्यक्तिगत स्त्रोत को पहचानना इस परियोजना का सबसे जटिल लक्ष्य है। लिगो द्वारा गुरुत्वाकर्षण लहरों की खोज के बाद से समय-यात्रा तथा वर्महोल में जन रूचि ने पुनरुत्थान देखा है।
हालांकि, जिस समय पर वर्महोल बनाया गया था, उस समय से पहले की यात्रा करके जाना असंभव होगा। वर्महोल के ये पहलू कुछ हद तक यात्रा के विकल्पों को सीमित करने वाला है और संभवतः यह समझाता है कि अभी तक हमें भविष्य के किसी भी आगंतुक का सामना क्यां नहीं हुआ है। यदि बिग-बैंग के दौरान कोई प्राकृतिक वर्महोल बना होगा तो अतीत में और दूर के ब्रह्मांड में सीमित संख्या में यात्रा करना संभव हो सकता है। आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत और गुरुत्वाकर्षण लहरों की खोज समय यात्रा की संभावना को बल जरूर देता है। लेकिन सावधान रहें, वर्महोल्स अपने साथ अचानक पतन, उच्च विकिरण और विदेशी पदार्थ के साथ खतरनाक संपर्क के खतरे लाते है। आज की तकनीक वर्महोल्स को बढ़ाने या स्थिर करने के लिए अपर्याप्त है। हालांकि, वैज्ञानिक इस अवधारणा को अंतरिक्ष यात्रा की एक विधि के रुप में खोजना जारी रखते है, उम्मीद है कि अंततः प्रौद्योगिकी उनका उपयोग करने में सक्षम होगी।
मीनल
वैज्ञानिक परिवहन योजना एवं पर्यावरण प्रभाग, सीएसआईआर-सेंट्रल रोड रिसर्च इंस्टीट्यूट, नई दिल्ली, भारत
