आपले (दृश्य) ब्रह्माण्ड

रात्रीच्या निरभ्र आकाशात, डोक्यावर च्या काळ्या शार घुमटावर असलेल्या असंख्य मिणमिणत्या दिव्यांकडे तासंतास एकटक पहाण्याचा वेडेपणा कधी केलाय? नसेल केला तर एकदा करून पहा. हा वेडेपणा काही काळापुरता माणसाला तत्वज्ञ, विचारवंत करून टाकतो.

 या अथांग पसरलेल्या ब्रह्मांडाच्या पार्श्वभूमीवर 'मी' कोण आहे? 'माझ्या' अस्तित्वाला काही प्रयोजन आहे काय? असे काही अध्यात्मिक प्रश्न मनात उमटू लागतात.( वास्तविक, आपल्या अध्यात्माची सुरुवातही याच 'कोहम्' ने होते. )

तर कधी समोर दिसणाऱ्या (किंबहुना असणाऱ्या) या ब्रह्मांडात आपण (पृथ्वीवासी) एकटेच आहोत काय? हे ब्रह्मांड खरंच असिम आहे की त्यास सीमा आहेत? या ब्रह्मांडाचा विस्तार किती आहे? असे काही शास्त्रीय प्रश्न आपल्या मनात हलकल्लोळ माजवतात.

अध्यात्मिक प्रश्न थोडे बाजूला ठेवून आपण शास्त्रीय प्रश्नांची मिमांसा करू. आपण पृथ्वी या सुर्यापासुन तिसऱ्या ग्रहावर रहातो. पृथ्वी सारखे एकूण आठ ग्रह आहेत अनुक्रमे बुध, शुक्र, पृथ्वी, मंगळ, गुरु, शनी, युरेनस (प्रजापति) आणि नेप्च्यून (वरूण)( काही वर्षांपूर्वी प्लुटो अर्थात कुबेर हा नववा ग्रह म्हणून समजला जात असे मात्र नंतर प्लुटोला ग्रहांच्या सभेतून पद्च्च्युत करण्यात आले) 

पृथ्वी समेत हे सर्व ग्रह सूर्य या मध्यम आकाराच्या आणि मध्यम वयाच्या ताऱ्याभोवती परिभ्रमण करतात. सूर्य ही आपल्या या अष्टपुत्रांना घेवून अवघ्या आकाशगंगे (Milky way ) भोवती परिभ्रमण करतो. आपल्या आकाशगंगेत सूर्यासारखे लाखो तारे आहेत आणि या ब्रह्मांडात आपल्या आकाश गंगेसारख्या असंख्य दीर्घिका ( galaxies ) आहेत यावरून या ब्रह्मांडाचा आकार किती विस्तिर्ण आहे याची आपण कल्पनाच करू शकतो.

पण या साऱ्या माहितीतून ब्रह्मांडाचा नेमका किती आहे या प्रश्नाचे उत्तर आपल्याला मिळत नाही.या प्रश्नाचे उत्तम शोधण्यासाठी, चला एक प्रयोग करूया, असे समजा की तुम्ही एका उंच इमारतीच्या गच्चीवर उभे आहात.  तुम्ही चारही बाजूला पाहिले तर एका विशिष्ट अंतरा पर्यंतच जमीन दिसेल. त्या सीमेवर जमीन आणि आकाश परस्परांना स्पर्श करीत आहेत असा भास होतो यालाच आपण क्षितीज ( Horizon) असे म्हणतो.

क्षितीजापलीकडील भूभागावरून येणारे प्रकाश किरण पृथ्वीच्या गोलाकार पृष्ठभागामुळे आपल्यापर्यंत पोहोचू शकत नाहीत म्हणून आपण तो भू भाग पाहू शकत नाही.  तद्वद ब्रह्मांडाच्या ज्या भागापासून आपल्या पर्यंत ( आणि आपल्या हबल दुर्बिनी सारख्या उपकरणांपर्यंत) पोहोचतो ब्रह्मांडाचा तेव्हढाच भाग आपण पाहू शकतो. 
थोडक्यात आपल्याला ब्रह्मांडाच्या विस्ताराचा अभ्यास करताना आपल्याला दोन वेगवेगळ्या पध्दतीने या प्रश्नाकडे पाहिले पाहिजे.

पहिली पध्दत म्हणजे आपल्याला दिसणऱ्या ब्रह्मांडाचा अभ्यास करणे. अशा ब्रह्मांडास आपण दृश्य ब्रह्मांड अर्थात observable universe असे म्हणतात आणि दुसऱ्या पद्धतीमधे आपण दृश्य आणि अदृश्य अशा संपूर्ण ब्रह्मांडाचा एकत्रित अभ्यास करू.

आपण पहिल्यांदा दृश्य ब्रह्माण्डाचा विचार करूयात. अर्थात पृथ्वीवरून अखिल ब्रह्माण्डाच्या विस्ताराचा जो भाग पाहू शकतो तेव्हढ्याच भागाचा विचार करूया. त्या साठी भौतिकशास्त्रातील  एका सूत्राची आपल्याला मदत घ्यावी लागेल, आपल्याला माहित आहे की वेग (velocity) म्हणजे एखाद्या वस्तूने पार केलेले अंतर आणि त्यासाठी लागणारा वेळ याचा भागाकार होय.

वेग = अंतर / वेळ

म्हणजेच

अंतर = वेग X वेळ

उदाहरणार्थ, तुम्ही  एका वाहनाने प्रवास करत आहात आणि ६० कि मी अंतर तुम्ही एका तासात पार केले याचाच अर्थ तुमच्या वाहनाचा वेग हा तशी ६० किमी (६० km/hr ) आहे. आता जर आपला वेग हा स्थिर असेल तर आपण तीन तासात किती यानंतर पार केले हे ही पाहू शकतो.

अंतर = वेग X वेळ

अंतर = ६० X ३०

अंतर = १८० किमी

आपले वाहन तीन तासात एकशे ऐंशी किमी अंतर पार करेल.

खगोल शास्त्रात अंतर मोजण्यासाठी 'प्रकाश वर्ष' (light year) या एका नवीन एकेकाचा वापर केला जातो.  एका वर्षात प्रकाश किती अंतर पार करतो त्या अंतरास प्रकाश वर्ष असे म्हणतात.

आपल्याला प्रकाशाचा वेग माहित आहे. प्रकाश सुमारे ३ X १०^८ मीटर प्रति सेकंद अर्थात ३०००००००० मीटर प्रति सेकंद इतका आहे. म्हणजे प्रकाश एका सेकंदात सुमारे तीन लाख किलोमीटर अंतर पार करतो. या अंतरास एक ‘प्रकाश सेकंद’ असे ही म्हणता येईल. तसेच एका वर्षात प्रकाश किती प्रवास करतो याला एक ' प्रकाश वर्ष' असे म्हणतात.

आपल्याला प्रकाशाचा वेग माहित आहे. जर आपल्याला प्रकाशाच्या प्रवासास लागलेला वेळ काळाला तर आपल्याला प्रकाशाने किती अंतर पार केले  आणि आपल्यापर्यंत आलेला प्रकाश किती अंतर पार करून आलेला आहे हे कळेल आणि आपल्या दृश्य ब्रह्माण्डाची त्रिज्या (redius) काय असेल हे गणित आपण नक्की सोडवू शकतो.

या ब्रह्माण्डाच्या उत्पत्तीस साधारण १३.८ अब्ज (१३८००००००००) वर्षे झाली.  प्रकाशाचे अस्तित्वही तेव्हापासूनच आहे. जर एका वर्षात प्रकाश एक प्रकाश वर्ष अंतर पार करतो तर १३.८ अब्ज वर्षात प्रकाशाने १३.८ अब्ज प्रकाशवर्ष अंतर पार केले असेल.

१३.८ अब्ज प्रकाशवर्ष म्हणजे किती किमी ?

एक वर्षात सुमारे तीनशे पासष्ठ दिवस असतात. एका दिवसात चोवीस तास, एका तासात साठ मिनिटे आणि प्रत्येक मिनिटात साठ सेकंद असतात. म्हणजे एका वर्षात ३६५ X २४ X ६० X ६० = ३१५३६००० ( तीन कोटी पंधरा लाख छत्तीस हजार ) सेकंद = ३.१५३६ X १०^७ सेकंद असतील

प्रकाश एका सेकंदात सुमारे तीन लाख किमी (३ X १०^८ मी ) अंतर पार करतो हे आपल्याला माहित आहे. तर ३.१५३६ X १०^७ सेकंदात प्रकाश किती अंतर पार करेल?

अंतर = वेग क्स वेळ

अंतर =  ३.१५३६ X १०^७ X ३ X १०^८

अंतर = ९.४६०X १०^१५ मीटर

९.४६०X १०^१५ मीटर अंतर प्रकाश एका वर्षात पार करेल. म्हणजे एक प्रकाश वर्ष म्हणजे सुमारे ९.४६०X १०^१५ मीटर , ९.४६०X १०^१२ (९४६०००००००० ) किलोमीटर. गेली १३.८ अब्ज वर्षे प्रकाश प्रवास करीत आहे. या १३.८ अब्ज वर्षात प्रकाशाने सुमारे १.३०५५८० X १०^२६ किमी अंतर पार केले असेल म्हणेजच आपल्या दृश्य ब्रह्माण्डाची त्रिज्या ही १.३०५५८० X १०^२६ मी (१३०५५८०००००००००००००००००० किमी ) असायला हवी.

पण थांबा, इथे एक मेख आहे. या ब्रह्माण्डाच्या उत्पत्ती पासून ते आत्ता पर्यंत हे ब्रह्माण्ड आहे त्या अवस्थेत स्थिर नाही. गेली १३.८ अब्ज वर्षांपासून सातत्याने प्रसारण पावत आलेले आहे. याचाच या दृश्य ब्रह्माण्डाची त्रिज्या आपल्याला अपेक्षित १३.८ अब्ज प्रकाश वर्ष  (१३०५५८०००००००००००००००००० किमी ) त्रिज्ये पेक्षा खूप जास्त आहे. ती त्रिज्या साधारण ४६.६ अब्ज प्रकाश वर्ष  अर्थात ४.४०८ X १०^२६ मीटर (४४०८७००००००००००००००००००० किमी) एव्हढी आहे.

थोडक्यात हे दृश्य ब्रह्माण्ड अतिप्रचंड आहे आणि प्रत्येक सेकंदाला त्याची त्रिज्या साधारण तीन लाख किलोमीटरने वाढत आहे. आणि जे विश्व आपण पाहूच शकत नाही त्याच विस्तार किती असेल याची कल्पनाही आपण करू शकत नाही. पण आज नाही तर उद्या आपण या विश्वाचा विस्तार, या ब्रह्माण्डाची  व्याप्ती आणि असंख्य प्रश्नांची उत्तरे आपण शोधून काढू यात शंका असायचे काही कारण वाटत नाही.