स्पेसटाइम: अंतरिक्ष और समय की संयुक्त कहानी

विज्ञान हमें ब्रह्मांड को समझने में सहायता करता है। जब हम किसी वस्तु या घटना के बारे में बात करते हैं, तो हम यह जानना चाहते हैं कि वह कहाँ है और कब हुई। इन दो बातों को ही स्थान और समय कहा जाता है। आधुनिक विज्ञान के अनुसार स्थान और समय अलग-अलग नहीं, बल्कि आपस में जुड़े हुए हैं। इस संयुक्त रूप को स्पेसटाइम कहा जाता है।

स्पेसटाइम का अर्थ है — स्थान और समय का एक साथ होना। किसी भी घटना को पूरी तरह समझने के लिए हमें यह जानना आवश्यक होता है कि वह घटना किस स्थान पर और किस समय हुई। इसलिए वैज्ञानिकों ने स्थान के तीन आयाम और समय के एक आयाम को मिलाकर स्पेसटाइम की कल्पना की है।

हम अपने रोज़मर्रा के जीवन में दो चीज़ों को अलग-अलग समझते हैं—
स्थान (Space) यानी हम कहाँ हैं
और समय (Time) यानी कब हैं।

लेकिन आधुनिक भौतिकी बताती है कि स्थान और समय अलग नहीं, बल्कि आपस में गहराई से जुड़े हुए हैं। इन्हें मिलाकर जो अवधारणा बनती है, उसे स्पेसटाइम (Spacetime) कहा जाता है।

स्पेसटाइम क्या है?

सरल शब्दों में, स्पेसटाइम ब्रह्मांड का वह ढांचा है जिसमें हर वस्तु और हर घटना घटती है।
जब भी हम किसी घटना का वर्णन करते हैं, तो हमें चार बातें बतानी पड़ती हैं—
तीन स्थान से जुड़ी (लंबाई, चौड़ाई, ऊँचाई) और एक समय से जुड़ी (कब)।
इन चारों को मिलाकर ही किसी घटना की पूरी पहचान होती है।

प्रकाशगति और स्पेसटाइम

आपको लगता है कि प्रकाश की गति सिर्फ़ एक संख्या है? 299,792,458 m/s.

यह तेज़ है, बहुत तेज़ ! यह सबसे तेज़ चीज़ है जिसे हम जानते हैं। ठीक है। लेकिन यह सबसे तेज होने की सीमा क्यों है? आप इससे तेज़ क्यों नहीं जा सकते? आपको क्या रोकता है?

ज़्यादातर लोगों ने इस बारे में कभी सोचा ही नहीं है। वे बस इसे मान लेते हैं क्योंकि आइंस्टीन ने ऐसा कहा था।

लोग मान लेते है कि प्रकाश की गति ब्रह्मांड की गति की सीमा है। क्यों ? क्योंकि यह बस ऐसा ही है।

लेकिन यह कोई जवाब नहीं है। यह सिर्फ़ शब्दों को दोहराना है। जब आप सच में पूछते हैं कि कोई भी चीज़ प्रकाश से तेज़ क्यों नहीं जा सकती? जब आप यह जानने की कोशिश करते हैं कि असल में आपको क्या रोक रहा है तब आपको कुछ ऐसा अजीब, रोज़मर्रा के अनुभव से से ऐसा कुछ पता चलता है जो अंतरिक्ष और समय के बारे में आपके सोचे हुए हर चीज़ को बदल देता है। यह आपकी रोजमर्रा के जीवन की सोच से मौलिक रूप से अलग है।

प्रकाश की गति सिर्फ़ एक गति नहीं है। यह सिर्फ़ सबसे तेज़ चीज़ नहीं है। यह गति खुद ब्रह्मांड की संरचना है, यह गति हमारे ब्रह्मांड को बनाती है, उसके व्यवहार को परिभाषित करती है। यह गति अंतरिक्ष और समय के ताने-बाने में इस तरह से बुनी है कि इससे तेज़ जाना सचमुच बेमानी हो जाता है।

आइये देखते है कि इसका क्या मतलब है।

आइए कुछ आसान चीज़ से शुरू करते हैं, कुछ ऐसा जिसे हर कोई जानता है। चीज़ें गिरती हैं।

कुछ भी गिराओ, वह नीचे गिरता है। ठीक से कहें तो पहले सेकंड में 4.9 मीटर (16 फ़ीट)। गैलीलियो ने यही मापा था। एक गेंद गिराओ, एक पत्थर गिराओ, कुछ भी गिराओ, 1 सेकंड में वह 4.9 मीटर गिरता है।

अब चंद्रमा। चंद्रमा पृथ्वी के चारों ओर घूम रहा है। यह नीचे नहीं गिर रहा है। यह ऊपर अपनी कक्षा में घूम रहा है, एक गोले में घूम रहा है। लेकिन रुकिए, क्या यह गिर रहा है? इसके बारे में सोचिए। अगर चंद्रमा अंतरिक्ष में बस वहीं बैठा होता, हिल नहीं रहा होता, तो क्या होता? यह पृथ्वी की ओर गिर जाता। गुरुत्वाकर्षण उसे खींच लेता। लेकिन चंद्रमा चल रहा है। यह अपनी कक्षा के स्पर्शरेखा के समानांतर चल रहा है। और क्योंकि यह बगल में चल रहा है, जबकि गुरुत्वाकर्षण इसे नीचे खींचता है, यह पृथ्वी पर गिरने से बच जाता है। यह पृथ्वी की ओर गिरता है लेकिन बगल बगल वाली गति के कारण पृथ्वी पर गिरने से से चूकता रहता है। यही बात उसे पृथ्वी की कक्षा में बाँध देती है।

चन्द्रमा का लगातार गिरना, लेकिन इतनी तेज़ी से बाजू वाली दिशा में भी चलना कि वह पृथ्वी पर गिरने से चूकता रहे। अब, यहीं पर न्यूटन को अपनी शानदार अंतर्दृष्टि मिली।

चंद्रमा पृथ्वी के केंद्र से  384,400 किमी (238,855 मील ) 240,000 मील दूर है। हम सतह पर केंद्र से 6,371 किमी (3,959 मील) दूर खड़े हैं। तो, चंद्रमा हमसे लगभग 60 गुना ज़्यादा दूर है।

क्या होगा अगर गुरुत्वाकर्षण दूरी के साथ कमज़ोर होता जाए? क्या होगा अगर यह व्युत्क्रम वर्ग (inverse square) नियम का पालन करे?

न्यूटन ने कहा, “क्या होगा अगर गुरुत्वाकर्षण दूरी के साथ कमज़ोर होता जाए? क्या होगा अगर यह व्युत्क्रम वर्ग (inverse square) नियम का पालन करे?”

इसका मतलब है कि अगर आप दोगुनी दूरी पर जाते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण चार गुना कमज़ोर हो जाती है, तीन गुना दूरी पर, नौ गुना कमज़ोर ( दूरी का वर्ग) । अगर यह सच है, तो चंद्रमा की दूरी पर, 60 गुना ज़्यादा दूर, गुरुत्वाकर्षण 60² गुना कमज़ोर होनी चाहिए। यह 3,600 गुना कमज़ोर है। अब, पृथ्वी पर, चीज़ें 1 सेकंड में 4.9 मीटर (16 फीट) गिरती हैं। अगर चंद्रमा पर गुरुत्वाकर्षण 3,600 गुना कमज़ोर है, तो चंद्रमा को पृथ्वी की ओर 4.9 मीटर(16 फीट) / 3,600 गिरना चाहिए। गणना कीजिये!। 4.9 मीटर(16 फीट) को 3,600 से भाग दें। यह लगभग 0.136 सेमी प्रति वर्ग सेकंड है।

रुकिए, इसे दूसरे तरीके से समझते है ।

1 सेकंड में, चंद्रमा की दूरी पर कोई चीज़ पृथ्वी की ओर 0.136 * 3,600 सेमी गिरनी चाहिए क्योंकि हम समीकरण में समय के वर्ग की बात कर रहे हैं।

0.136 * 3,600 बराबर 4.9 मीटर। बिल्कुल वही जो हम पृथ्वी पर मापते हैं। न्यूटन ने गणना की कि अगर गुरुत्वाकर्षण व्युत्क्रम वर्ग (inverse square) नियम का पालन करती है तो चंद्रमा को 1 सेकंड में पृथ्वी की ओर कितना गिरना चाहिए और यह बिल्कुल सही मिला। चंद्रमा ठीक उसी दर से गिर रहा है जिसकी भविष्यवाणी न्यूटन के नियम ने की थी। यह बहुत बड़ी बात थी। यह सिर्फ़ एक थ्योरी नहीं थी। यह एक भविष्यवाणी थी। न्यूटन ने एक पूरी तरह से स्वतंत्र तथ्य लिया, “पृथ्वी पर चीज़ें कितनी तेज़ी से गिरती हैं“, और इसे एक और पूरी तरह से स्वतंत्र तथ्य “चंद्रमा की कक्षा की अवधि और पृथ्वी से उसकी दूरी” से जोड़ा। दो चीज़ें जो पूरी तरह से स्वतन्त्र लग रही थीं, अचानक एक नियम से जुड़ गईं, यह नियम है गुरुत्वाकर्षण का नियम। अब पीछे मुड़ने का कोई रास्ता नहीं था। अब, न्यूटन और आगे बढ़े। उन्होंने हिसाब लगाया कि अगर गुरुत्वाकर्षण व्युत्क्रम वर्ग (inverse square) नियम का पालन करती है तो ग्रहों की कक्षा का आकार कैसा होना चाहिए। और उन्होंने पाया कि यह एक दीर्घवृत्त (एलिप्स) होना चाहिए। और अंदाज़ा लगाइए? ग्रह दीर्घवृत्त में ही घूमते हैं।

केपलर ने पहले ही इसे खोज लिया था, लेकिन केपलर को नहीं पता था कि ऐसा क्यों होता है। न्यूटन ने इसे समझाया। उन्हें एक तरह से दो के बदले तीन मिले। और फिर और भी चीज़ें अपनी जगह पर आ गईं।

ज्वार-भाटा। ज्वार-भाटा क्यों आते हैं? क्योंकि चंद्रमा पृथ्वी को अपनी ओर खींचता है। लेकिन रुकिए, अगर चंद्रमा सिर्फ़ पृथ्वी को अपनी ओर खींचता है, तो दिन में सिर्फ़ एक ही ज्वार आना चाहिए, है ना? चंद्रमा की ओर वाले हिस्से में पानी का उभार। लेकिन हर 12 घंटे में लगभग दो ज्वार आते हैं। क्यों? कुछ लोगों ने सोचा कि पृथ्वी पानी से दूर खींची जा रही है। दूसरों ने सोचा कि पानी चंद्रमा की ओर खींचा जा रहा है। दोनों कुछ हद तक सही थे, लेकिन किसी को भी पूरी बात समझ नहीं आई। न्यूटन को समझ आया कि असल में क्या हो रहा है। पृथ्वी और पानी पर चंद्रमा का बल एक ही दूरी पर समान होता है। लेकिन पास वाली तरफ का पानी पृथ्वी की तुलना में चंद्रमा के ज़्यादा करीब है। इसलिए वह ज़्यादा खींचा जाता है। और दूर वाली तरफ का पानी पृथ्वी की तुलना में चंद्रमा से ज़्यादा दूर है। इसलिए वह कम खींचा जाता है। तो आपको दो उभार मिलते हैं। एक जहाँ पानी चंद्रमा की ओर ज़्यादा खींचा जाता है। एक जहाँ पानी पीछे छूट जाता है क्योंकि पृथ्वी उस पानी की तुलना में ज़्यादा खींची जाती है। दिन में दो ज्वार।

असल में, पृथ्वी भी चंद्रमा जैसी ही चाल चलती है। यह एक गोले में घूमती है। गोले का केंद्र पृथ्वी के अंदर कहीं है। पृथ्वी और चंद्रमा दोनों अपने “द्रव्यमान केंद्र (Common center of mass)” के चारों ओर घूमते हैं। अगर आप चाहें, तो यह पानी अपकेन्द्रीय बल (Centrifugal force) से पृथ्वी की तुलना में ज़्यादा फेंका जाता है। और यह पानी पृथ्वी के औसत से ज़्यादा आकर्षित होता है। इस तरह, ज्वार-भाटा की व्याख्या की गई और यह भी कि दिन में दो ज्वार आते हैं।

बहुत सी दूसरी बातें भी काफ़ी साफ़ हो गईं।

पृथ्वी गोल क्यों है? क्योंकि सब कुछ अंदर की ओर खींचा जाता है। यह पूरी तरह गोल क्यों नहीं है? क्योंकि यह घूम रही है। इसलिए बाहरी हिस्सा थोड़ा बाहर फेंका जाता है और यह भूमध्य पर फूल गई है। सूरज और चंद्रमा गोल क्यों हैं, वगैरह।

प्रकाशगति का मापन

अब, जैसे-जैसे विज्ञान विकसित हुआ और माप ज़्यादा सटीकता से किए गए, न्यूटन के नियम की जांच के तरीके उन्नत्त हो गए । सबसे पहली जांच में में बृहस्पति के चंद्रमा (आयो) शामिल थे। लंबे समय तक उनके घूमने के तरीके का सावधानी से अवलोकन करके, कोई बहुत सावधानी से यह जाँच सकता था कि सब कुछ न्यूटन के नियमों के अनुसार था। और यह पता चला कि ऐसा नहीं था। बृहस्पति के चंद्रमा कभी-कभी अपने निर्धारित समय से से 8 मिनट आगे और कभी-कभी 8 मिनट पीछे दिखाई देते थे। निर्धारित समय की गणना न्यूटन के नियमों के अनुसार की गई थी । निर्धारित/गणना किये गए समय और निरिक्षण के समय में 8 मिनट का अंतर ! यह एक बहुत बड़ा अंतर है। कुछ गड़बड़ थी। लेकिन रुकिए, यह देखा गया कि जब बृहस्पति पृथ्वी के करीब था तो वे निर्धारित समय से आगे थे और जब बृहस्पति दूर था तो वे निर्धारित समय से पीछे थे। यह काफी अजीब बात थी। मिस्टर रोमर को गुरुत्वाकर्षण के नियम पर भरोसा था और वे एक दिलचस्प नतीजे पर पहुँचे कि बृहस्पति के चंद्रमाओं से पृथ्वी तक आने में प्रकाश को कुछ समय लगता है। और जब हम चंद्रमाओं को देखते हैं, तो हम उन्हें वैसे नहीं देखते जैसे वे अभी हैं, बल्कि वैसे देखते हैं जैसे वे कुछ समय पहले थे। यह अंतर वह समय हैं जो प्रकाश को यहाँ तक पहुँचने में लगा। जब बृहस्पति हमारे पास होता है, तो प्रकाश को आने में कम समय लगता है। जब बृहस्पति दूर होता है, तो ज़्यादा समय लगता है। इसलिए उन्हें समय के अंतर के लिए निरिक्षण को ठीक करना पड़ा और इस बात से कि वे इतना पहले या इतना देर से थे, वे प्रकाश की गति का पता लगा पाए। रोमर ने पाया कि बृहस्पति के चंद्रमाओं के दिखायी देने के समय के अंतर तथा बृहस्पति और पृथ्वी के मध्य दूरीयों मे आने वाले अंतर से प्रकाशगति की गणना कर सकते है। रोमर ने गणना की और प्रकाशगति को 210,000 किमी/सेकंड पाया। वर्तमान विज्ञान के अनुसार प्रकाशगति लगभग 300,000 किमी/सेकंड है।

यह पहला प्रमाण था कि प्रकाश तुरंत नहीं फैलता । सोचिए अभी क्या हुआ। हमने प्रकाश की गति सीधे प्रकाश को मापकर नहीं, बल्कि गुरुत्वाकर्षण के नियम पर भरोसा करके पता लगाई। जब कुछ मेल नहीं खाया, तो न्यूटन के नियम को छोड़ने के बजाय, रोमर ने कहा, “क्या होगा अगर प्रकाश को यात्रा करने में समय लगता है?”

और वह सही थे।

“क्या होगा अगर प्रकाश को यात्रा करने में समय लगता है?” – रोमर

इस खास बात पर ध्यान दीजिये कि जब कोई नियम सही होता है, तो उसका प्रयोग दूसरा नियम खोजने के लिए किया जा सकता है। एक नियम पर भरोसा करके,उससे प्राप्त नतीजों में यदि कुछ गड़बड़ पाते है, तो वह हमें किसी दूसरे अज्ञात कारण का संकेत देता है। और अगर हमें गुरुत्वाकर्षण का नियम पता नहीं होता, तो हमें प्रकाश की गति खोजने में बहुत ज़्यादा समय लगता क्योंकि हमें पता नहीं होता कि बृहस्पति के उपग्रहों से हमें क्या उम्मीद करनी है।

यह प्रक्रिया नई खोजो की बाढ़ में बदल गई है। हर नई खोज बहुत ज़्यादा खोजों के लिए रास्ते खोलती है। और यह शुरुआत, यह उस सैलाब की शुरुआत है जो अब 400 सालों से लगातार चल रहा है। और हम अभी भी इस समय बहुत तेज़ी से आगे बढ़ रहे हैं। लेकिन बात यह है कि एक बार जब आप प्रकाश जान लेते हैं, एक बार जब आप इसे माप लेते हैं, तो आप कुछ बहुत, बहुत अजीब चीज़ देखना करना शुरू कर देते हैं। प्रकाश हमेशा एक ही गति से चलता है। हमेशा, चाहे कोई भी इसे मापे, चाहे आप कितनी भी तेज़ी से चल रहे हों।

इसे और स्पष्ट करते है आप स्थिर खड़े हैं। आप एक टॉर्च जलाते हैं। आप उससे निकलने वाली प्रकाश की गति को मापते हैं। 299,792,458 m/s। ठीक है। अब आप एक ट्रेन में बैठते हैं, एक तेज़ ट्रेन में, जो मान लीजिए, प्रकाश की आधी गति से चल रही है। आप टॉर्च को उसी दिशा में जलाते हैं जिस दिशा में ट्रेन चल रही है।

आम समझ कहती है कि अब प्रकाश को प्रकाशगति और ट्रेन की गति को मिलाकर चलना चाहिए। ठीक वैसे ही जैसे अगर आप चलती ट्रेन से आगे की ओर गेंद फेंकते हैं, तो गेंद उतनी तेज़ी से चलती है जितनी आप खड़े होकर फेंकते हैं। लेकिन ऐसा नहीं होता। आप प्रकाशगति को मापते हैं, यह अभी भी 299,792,458 m/s की गति से चल रही है, बिल्कुल उसी गति से।

आप कहते हैं, “ठीक है, शायद मैंने गलत मापा।” तो आप ट्रेन को और भी तेज़ चलाते हैं, प्रकाश गति के 90% पर । आप फिर से टॉर्च आगे की ओर जलाते हैं। आप लेकिन अब अभी भी प्रकाश गति को 299,792,458 m/s मापते हैं। आप परेशान हो जाते हैं। आप ट्रेन को प्रकाश गति के 99.9999% पर चलाते हैं। आप टॉर्च जलाते हैं। आप अभी भी वही गति मापते हैं। प्रकाश गति के में ट्रेन की गति जुड़ती नहीं है। यह आपकी गति के साथ नहीं मिलती। आप कितनी भी तेज़ी से चल रहे हों, यह हमेशा एक जैसी रहती है। यह आपके दिमाग को खराब कर देगा।

रोज़मर्रा की ज़िंदगी में गति ऐसे काम नहीं करती। गति जुड़ती है। अगर आप 50 किमी/घंटा की गति से चलती ट्रेन में हैं और आप 3 किमी/घंटा की गति से आगे चलते हैं, तो आप ज़मीन के मुकाबले 53 किमी/घंटा की गति से चल रहे हैं। लेकिन प्रकाश ऐसा नहीं करता। प्रकाश हमेशा आपके मुकाबले उसी गति से चलती है, चाहे आप कितनी भी तेज़ी से चल रहे हों। क्यों?

आइंस्टीन ने समझा कि क्या हो रहा है। यह अजीब है, आम समझ के इतना खिलाफ है कि अब भी, एक सदी से ज़्यादा समय बाद भी, लोग इसे स्वीकार करने में मुश्किल महसूस करते हैं। समय और अंतरिक्ष (या स्पेसटाइम) स्थिर नहीं हैं। वे लचीले हैं। वे प्रकाशगति को स्थिर रखने के लिए मुड़ते और फैलते हैं। जब आप तेज़ी से चलते हैं, तो आपके लिए समय धीमा हो जाता है। आपकी घड़ी सचमुच धीमी चलती है। और दूरियां सिकुड़ जाती हैं, आपके सामने की जगह सिकुड़ जाती है।

ये असर असली हैं। ये दृष्‍टि भ्रम (ऑप्टिकल इल्यूजन) नहीं हैं। ये मापने की गलतियां नहीं हैं। समय सच में धीमा होता है। जगह सच में सिकुड़ती है। और वे जितनी मात्रा में बदलते हैं, वह बिल्कुल सही मात्रा होती है ताकि प्रकाश गति सभी के लिए एक जैसी निकले।

मैं यह फिर से कहता हूँ कि ब्रह्मांड समय और जगह को बदलता है, उन्हें मोड़ता है, फैलाता है, सिकोड़ता है ताकि यह पक्का हो सके कि प्रकाश हमेशा सभी के लिए एक ही गति से चले।

प्रकाशगति सिर्फ एक गति नहीं है। यह ब्रह्मांड की संरचना का स्थिर आधार है “कांस्टेंट” है। अंतरिक्ष(स्थान/जगह) और समय इस तरह से बने हैं कि यह प्रकाश गति सबके लिए एक जैसी है।

अब, यहाँ बात और भी अजीब हो जाती है। अगर आप किसी भी चीज़ को प्रकाश गति तक तेज़ करने की कोशिश करते हैं, तो कुछ बहुत अजीब होता है। आप प्रकाश गति के जितना करीब पहुँचते हैं, उतनी ही तेज़ी से जाना मुश्किल होता जाता है। ऐसा नहीं है कि आपका ईंधन खत्म हो जाता है। ऐसा नहीं है कि आपका इंजन काफी मज़बूत नहीं है। बात यह है कि वह चीज़ खुद ही त्वरण का ज़्यादा से ज़्यादा विरोध करती है। हम इसे “सापेक्षतावादी द्रव्यमान वृद्धि (रिलेटिविस्टिक मास इनक्रीज़)” कहते हैं। जैसे-जैसे आप तेज़ जाते हैं, आपका जड़त्व बढ़ता जाता है। आपको और तेज़ धकेलना और भी मुश्किल होता जाता है। और जैसे ही आप प्रकाश गति के करीब पहुँचते हैं, आपका जड़त्व अनंत के करीब पहुँच जाता है। असल में प्रकाश गति तक पहुँचने के लिए, आपको अनंत ऊर्जा की आवश्यकता होगी, जो असंभव है।

इसलिए द्रव्यमान वाली कोई भी वास्तु कभी भी प्रकाश गति तक नहीं पहुँच सकती। किसी मनमाने नियम की वजह से नहीं, इंजीनियरिंग की सीमा की वजह से नहीं, बल्कि इसलिए कि स्पेसटाइम या ब्रह्माण्ड की संरचना ही इसे रोकती है।

प्रकाश उस गति से यात्रा कर सकता है क्योंकि फोटॉन का कोई द्रव्यमान नहीं होता। शून्य । शून्य द्रव्यमान के कण प्रकाश गति से यात्रा कर सकते हैं। वास्तविकता में उन्हें इस गति से यात्रा करना ही पड़ता है। उनके पास कोई पर्याय नहीं है। वे हमेशा उसी गति से चलते हैं। लेकिन द्रव्यमान वाली कोई भी वास्तु , वह प्रकाश गति समीप पहुँच सकती है, बहुत समीप । प्रकाश गति के 99.9999% तक लेकिन कभी भी पूरी तरह से 100 % तक नहीं । ब्रह्मांड आपको ऐसा नहीं करने देगा।

अब, आप पूछ सकते हैं, लेकिन क्यों? ब्रह्मांड इस तरह से क्यों बना है? आखिर गति की यह सीमा क्यों है? और इसका उत्तर है जो आपको निराश करेगा। इसका कोई उत्तर नहीं है। प्रकाश गति ब्रह्मांड पर लगाई गई गति सीमा नहीं है। यह इस बात का नतीजा है कि ब्रह्मांड ऐसे ही बना है कि उसमे प्रकाश गति से तेज यात्रा संभव नहीं है।

ब्रह्मांड ऐसे ही बना है कि उसमे प्रकाश गति से तेज यात्रा संभव नहीं है।

अंतरिक्ष (स्थान/जगह) और समय अलग-अलग नहीं हैं। वे स्पेसटाइम में एक साथ बुने हुए हैं। और स्पेसटाइम की ज्यामिति की अपनी एक संरचना होती है। और उस संरचना में जगह और समय के बीच एक अन्तर्निहित “रूपांतरण कारक (Conversion factor)” होता है। वह “कन्वर्ज़न फैक्टर” प्रकाश की गति है। ऐसा नहीं है कि प्रकाश खास है। बात यह है कि स्पेसटाइम में एक अधिकतम दर होती है जिस पर कारण(cause) और प्रभाव (effect) फैल सकते हैं। प्रकाश उस दर से यात्रा करता है क्योंकि प्रकाश में कोई द्रव्यमान नहीं होता है। लेकिन वह दर खुद स्पेसटाइम का एक गुणधर्म है, न कि प्रकाश की। अगर प्रकाश मौजूद नहीं होता, तो भी गति की सीमा वहीं रहती। यह खुद ब्रह्मांड की एक विशेषता है।

ब्रह्मांड में गति की सीमा यही “रूपांतरण कारक (c)” है, , द्रव्यमान रहित कण इसे प्राप्त कर लेते है।

इसे दूसरे तरीके से देखते है। रोज़मर्रा की ज़िंदगी में, आप जगह और समय को अलग-अलग चीज़ें मानते हैं। आप जगह (अंतरिक्ष) में चलते हैं और समय बीतता है। आप सोचते है कि दोनों स्वतंत्र हैं। लेकिन वे नहीं हैं। आप हमेशा एक स्थिर दर से स्पेसटाइम में चल रहे होते हैं। लेकिन वह गति जगह और समय के बीच बंटी होती है। अगर आप स्थिर बैठे हैं, तो आपकी सारी गति समय के माध्यम से होती है। आप अधिकतम गति से भविष्य की ओर बढ़ रहे हैं, 1 सेकंड प्रति सेकंड। लेकिन अगर आप जगह में चलना शुरू करते हैं, तो आपको उस गति का कुछ हिस्सा समय से दूर मोड़ना पड़ता है। अब आप जगह (अंतरिक्ष)और समय दोनों में चल रहे हैं, जिसका मतलब है कि आप समय में धीरे-धीरे चल रहे हैं। आप जगह (अंतरिक्ष)में जितनी तेज़ी से चलते हैं, समय में उतनी ही धीरे चलते हैं। उसकी एक अधिकतम सीमा (c) है।

अगर आप प्रकाश की गति से जगह में चल पाते, तो आपके पास समय के लिए शून्य गति बचती। आपके लिए समय रुक जाता। यही कारण है कि प्रकाश समय का अनुभव नहीं करता। एक फोटॉन के नज़रिए से, यह उसी पल उत्सर्जित और अवशोषित होता है। कोई समय नहीं बीतता। ब्रह्मांड जम जाता है।

आप प्रकाश से तेज़ नहीं जा सकते क्योंकि आप समय के माध्यम से शून्य से कम गति नहीं रख सकते। यही सीमा है। यही दीवार है। और यहाँ सबसे खूबसूरत बात है। यह सिर्फ़ सैद्धांतिक नहीं है। हमने इसे बार-बार परखा है। एक्सीलरेटर में कणों को प्रकाश की गति के 99.9999% तक एक्सीलरेट किया जाता है। और अंदाज़ा लगाइए? वे जितने करीब पहुँचते हैं, उन्हें और गति देना, तेज करना उतना ही मुश्किल हो जाता है, जैसा कि भविष्यवाणी की गई थी।

GPS सैटेलाइट को समय के धीमे होने का (टाइम डाइलेशन) का हिसाब रखना पड़ता है। वे तेज़ी से चल रहे हैं और वे एक कमज़ोर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में हैं। इसलिए उनके लिए समय हमारे मुकाबले अलग तरह से बीतता है। अगर हम इसे ठीक नहीं करते, तो GPS एक दिन में ही कई मील तक गलत हो जाता।

कॉस्मिक किरणों से ऊपरी वायुमंडल में बनने वाले म्यूऑन को ज़मीन पर पहुँचने से पहले ही खत्म हो जाना चाहिए। उनकी उम्र बहुत कम होती है, लेकिन वे प्रकाश की गति के करीब चल रहे होते हैं, इसलिए उनके लिए समय धीमा हो जाता है। उनके नज़रिए से, वे ज़मीन तक पहुँचने के लिए काफी देर तक ज़िंदा रहते हैं। हमारे नज़रिए से, वे ज़्यादा देर तक ज़िंदा रहते हैं क्योंकि वे तेज़ी से चल रहे होते हैं। किसी भी तरह से, जितने म्यूऑन ज़मीन पर पहुँचने चाहिए, उससे ज़्यादा पहुँचते हैं, जैसा कि रिलेटिविटी बताती है। यह कोई अंदाज़ा नहीं है। इसे मापा गया है। प्रकाश की गति का एक सीमा होना, भौतिकी में किसी भी चीज़ की तरह ही अच्छी तरह से जांचा गया है।

प्रकाश की गति ही सीमा क्यों है?

तो चलिए इन सबको एक साथ लाते हैं। प्रकाश की गति ही सीमा क्यों है? क्योंकि स्पेसटाइम इस तरह से बना है कि इसमें कारण और प्रभाव की अधिकतम दर होती है। वह दर प्रकाश की गति है। इसलिए नहीं कि प्रकाश खास है, बल्कि इसलिए कि स्पेसटाइम में ही स्पेस और टाइम के बीच यह अन्तर्निहित “कन्वर्ज़न फैक्टर” है। आप इससे तेज़ नहीं जा सकते क्योंकि तेज़ जाने के लिए समय में पीछे जाना होगा, जिसका कोई मतलब नहीं है। आपके पास नेगेटिव समय नहीं हो सकता। आप कारण और प्रभाव को खत्म नहीं कर सकते। प्रकाश की गति वह गति है जिस पर ‘अभी’ पूरे ब्रह्मांड में फैलता है।

यह वह गति है जिस पर जानकारी यात्रा कर सकती है। यह वह गति है जिस पर बल काम करते हैं। यह बदलाव की अधिकतम दर है। और यह प्रक्रिया, खोजों का यह सिलसिला न्यूटन के चाँद को देखकर गुरुत्वाकर्षण का पता लगाने से शुरू हुआ। फिर रोमर ने बृहस्पति के चंद्रमाओं को देखकर प्रकाश की गति का पता लगाया। फिर आइंस्टीन ने यह महसूस किया कि प्रकाश की गति स्थिर है और उससे सापेक्षतावाद का जन्म हुआ!

फिर हज़ारों प्रयोगों ने इसकी पुष्टि की। हर खोज पिछली खोज पर आधारित थी। हर नई समझ ने और ज़्यादा समझ के दरवाज़े खोले।

इसी तरह विज्ञान काम करता है। यह वही सिलसिला है जो 400 सालों से चल रहा है। और हम इस समय भी तेज़ी से आगे बढ़ रहे हैं। प्रकाश की गति सिर्फ़ एक संख्या नहीं है। यह कुंजी है। यह वह चीज़ है जो यह बताती है कि स्पेस और टाइम कैसे काम करते हैं। यह वह चीज़ है जो हमें दिखाती है कि ब्रह्मांड जितना हमने कभी सोचा था, उससे कहीं ज़्यादा अजीब और सुंदर है। और यह बात कि हम इसे समझ सकते हैं, हम इसे माप सकते हैं, इसका टेस्ट कर सकते हैं, इसका इस्तेमाल करके भविष्यवाणियां कर सकते हैं।

यही भौतिकी की खूबसूरती है। जिसमे आराम नहीं हैं, सुविधाजनक तथ्य नही है केवल सच्चाई है !