भाग १

आपल्या पुराणांच्यात अशी एक कल्पना आहे की देवांचे वास्तव्य असलेला स्वर्ग लोक व पृथ्वी ही 'विश्वकर्मा' या दैवी व्यक्तीने निर्माण केली. अर्थात देवांच्या पातळीचा मान विश्वकर्म्याला दिला जात नाही कारण शेवटी तो देवांचा ठेकेदार ठरतो. आपण ही कल्पना वापरून , असे धरून चालू की कोणाच्या तरी आदेशावरून व 'फर्मियॉन्स' हे सुटे भाग वापरून आपले जग जेंव्हा निर्माण केले गेले तेंव्हा त्याच्या निर्मितीसाठी व त्याचा कारभार चालवण्यासाठी आवश्यक ते श्रम बल विश्वकर्म्याकडून प्राप्त झाले व होते आहे. आता एवढी क्लिष्ट रचना निर्माण करायची म्हणजे दोनच हात कसे पुरणार ? पुराणांच्यात भगवान विष्णूचे जे चित्र उभे केले आहे त्या चित्राप्रमाणे, भगवानांना अनेक हस्त आहेत. प्रत्येक हातात गदा, शंख ,चक्र यासारखी विशिष्ट आयुधे आहेत. प्रत्येक हात हा त्या हातातील विशिष्ट आयुध वापरण्यात पारंगत आहे. गदा धरलेला हात गदाच चालवणार. तो चक्र फेकण्याच्या भानगडीत कधीच पडणार नाही. जबाबदार्‍यांचे पूर्ण विभाजन केलेले असल्याने गडबड गोंधळ उडण्याची शक्यताच नाही. व्यवस्थापनाची ही उत्कृष्ट व्यवस्था विश्वकर्म्यानेही बहुदा वापरली असावी. त्याला कमीत कमी चार हात तरी असले पाहिजेत कारण त्याच्या या हातांमधील विशिष्ट बलांचा किंवा आयुधांचा शोध आपल्याला लागलेला आहे. या व्यतिरिक्त आणखी एक हात किंवा त्या हातामधील पाचव्या प्रकारचे विशिष्ट बल अस्तित्वात असण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. विश्वकर्म्याची ही विविध आयुधे किंवा बले आहेत तरी कोणती ? हे जाणून घेण्याचा हा एक प्रयत्न आहे.

विश्वकर्म्याच्या या विविध बलांचे स्वरूप जरी भिन्न भिन्न असले तरी त्यांच्यात समानताही आहे. आपण वर ज्यांना सुटे भाग म्हणून संबोधले आहे अशा दोन 'फर्मियॉन्स ' सूक्ष्म कणांवर या बलांचा परिणाम होतो. दोन चुंबकांचे उत्तर धृव एकमेकाजवळ आणले तर अपकर्षणाचा जोर आपणास जाणवतो आणि उत्तर व दक्षिण धृव एकमेकाजवळ आणले तर आकर्षणाचा जोर जाणवतो. याच पध्दतीने दोन 'फर्मियॉन्स' सूक्ष्म कणांमधे आकर्षण किंवा अपकर्षणाचा जोर विश्वकर्म्याच्या या विविध बलांमुळे आढळतो.

या बलांचे कार्य तरी कसे चालते ? यासाठी आपण बर्फावर घसरण्याचे बूट घालून एकमेकासमोर, बर्फावर उभे राहिलेल्या दोन मित्रांचे उदाहरण घेऊ. यापैकी एका मित्राच्या हातात समजा एक जड लोखंडी गोळा आहे व त्याने तो समोरच्या मित्राकडे फेकला आहे . न्यूटनच्या नियमानुसार त्याच्या या क्रियेची प्रतिक्रिया म्हणून तो समोरच्या मित्रापासून लांब जाण्याच्या दिशेने बर्फावर घसरण्यास सुरवात करील. समोरचा मित्र जेंव्हा तो लोखंडी गोळा झेलेल ,तेंव्हा त्या गोळयाची गतीशीलता (Momentum) त्याला मिळाल्यामुळे तोही समोरच्या मित्रापासून लांब जाण्याच्या दिशेने घसरण्यास सुरवात करील. आता या मित्राने तो गोळा परत पहिल्या मित्राकडे फेकला तर परत त्याच पध्दतीने ते दोघे मित्र आणखी लांब जातील. लांब जाण्याची प्रक्रिया , ज्या अंतरावरून या मित्रांना एकमेकाकडे हा गोळा फेकताच येणार नाही त्या अंतरापर्यंत ते दोघे पोचेपर्यंत चालूच राहील. लोखंडी गोळयाऐवजी जर या मित्रांनी 'बूमरँग ' वापरले व ते एकमेकाकडे पाठ करून उभे राहिले तर लांब जाण्याऐवजी ते एकमेकाच्या जास्त जास्त जवळ येत जातील. विश्वकर्म्याची विविध बले याच प्रकारे 'फर्मियॉन्स ' सूक्ष्म कणांमध्ये आकर्षण किंवा अपकर्षण निर्माण करतात. फरक फक्त एवढाच आहे की 'बूमरँग ' किंवा लोखंडी जड गोळयाऐवजी 'फर्मियॉन्स ' सूक्ष्म कण, 'बॉसन्स' या सूक्ष्म कणांचे आदान प्रदान करतात. 'बॉसन्स' या सूक्ष्म कणाचे, प्रकाश वाहक सूक्ष्म कण किंवा 'फोटॉन' हे एक उत्तम उदाहरण आहे. बहुतेक 'बॉसन्स' सूक्ष्म कणांचे वस्तूमान (Mass) हे शून्य असते. काही अपवादात्मक 'बॉसन्स' सूक्ष्म कणांचे वस्तूमान मात्र तुलनात्मक रित्या बरेच जास्त असते. 'बॉसन्स' हे सूक्ष्म कण शोधता येत नाहीत. फक्त त्यांचे, 'फर्मियॉन्स' सूक्ष्म कणांवर होणार्‍या, परिणामांचे निरिक्षण व मोजमाप करता येते.

विश्वकर्म्याच्या पहिल्या हातातील आयुध किंवा बल हे आपल्याला रोज अनुभवास येणार्‍या गुरुत्वाकर्षणाचे आहे. या बलाचे वैशिष्ट म्हणजे ते फक्त आकर्षण निर्माण करते. या बलामुळे होणार्‍या परिणामांचे गणिती समीकरण इ.स. 1687 मध्ये आयझॅक न्यूटन या शास्त्रज्ञाने प्रथम मांडले. समुद्राला येणारी भरती, पृथ्वीच्या, स्वत:च्या आसाभोवतीच्या, भ्रमणामुळे येणारे दिवस व रात्र आणि सूर्याभोवतीच्या तिच्या भ्रमणामुळे येणारे ऋतू हे सर्व केवळ या बलामुळेच घडून येतात. अगदी वर फेकलेला चेंडू परत खालीच येणे किंवा झाडावरची पिकलेली पाने खालीच गळून पडणे वगैरे रोजचे अनुभव या बलामुळेच येतात. जगातील प्रत्येक गोष्ट दुसर्‍या सर्व गोष्टींना आपल्याकडे खेचण्याचा या बलाद्वारे प्रयत्न करत राहते. हे बल अतिशय कमी तीव्रतेचे असते. दोन विद्युत भारांमधे जे आकर्षण असते ते या बलाच्या, दहा वर बेचाळीस शून्ये एवढे पट असते. या बलाची तीव्रता जर एवढी कमी आहे तर याचे परिणाम एवढया मोठया प्रमाणात कसे दिसून येतात ? असा प्रश्न पडणे साहजिक आहे. पण हे लक्षात घेतले पाहिजे की विश्वातील प्रत्येक सूक्ष्म कण या बलाच्या परिणामाखाली असल्याने पृथ्वीसारख्या मोठया वस्तुमानाच्या वस्तुंमध्ये (ज्यांमधील घटक सूक्ष्म कणांची संख्या अती विशाल असते) सर्वच घटक सूक्ष्म कणांच्या आकर्षण बलांची बेरीज होते व एकूण आकर्षण बल प्रचंड तीव्र होते.

दोन सूक्ष्म कणांमधे जाणवणारे हे बल त्या दोन्ही सूक्ष्म कणांच्या वस्तुमानांच्या गुणाकाराच्या प्रमाणात व त्यांच्या मधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते. या कारणामुळे, पृथ्वीवर जाणवणारे सर्वात अधिक गुरुत्वाकर्षण बल हे चंद्राचे असते. चंद्र पृथ्वीच्या सर्वात जवळ आहे व चंद्र आणि पृथ्वी यांच्या वस्तुमानांचा गुणाकार ही सुध्दा एक लक्षणीय संख्या आहे. चंद्र जेंव्हा समुद्राच्या माथ्यावर असतो तेंव्हा समुद्राच्या तळाखालच्या पृथ्वीवर चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणाचा जो परिणाम होतो , त्यापेक्षा जास्त प्रमाणात समुद्राच्या पाण्यावर (ते चंद्राच्या जवळ असल्याने) होतो व ते पाणी चंद्राकडे जास्त खेचले जाते व समुद्राला एकदा भरती येते. या उलट चंद्र जेंव्हा समुद्राच्या अगदी उलट दिशेला असतो तेंव्हा तो समुद्राच्या पाण्याच्या तुलनेने ,तळाखालच्या पृथ्वीच्या , जास्त जवळ असल्याने तिला आपल्याकडे जास्त प्रमाणात खेचतो व समुद्राला परत भरती येते. याच कारणाने प्रत्येक चोवीस तासांमध्ये समुद्राला दोनदा भरती येते.

गोफणीत घेतलेला एखादा दगड आपण जेंव्हा फिरवतो तेंव्हा खरे म्हणजे तो दगड आपण आपल्याकडेच खेचण्याचा प्रयत्न करत असतो. या क्रियेची प्रतिक्रिया म्हणून तो दगड वर्तुळाकार फिरू लागतो. बरोबर अशीच प्रतिक्रिया चंद्राची होते. पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाने तो स्वत:भोवती फिरतो व पृथ्वी भोवतीही प्रदक्षिणा घालतो. चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणाने पृथ्वी स्वत:भोवती फिरते व दिवस आणि रात्र निर्माण होतात. सूर्याच्या पृथ्वीवरील गुरुत्वाकर्षणाने ती त्याच्या भोवती फिरते व ऋतू निर्माण होतात. आयझॅक न्यूटनने हे प्रथम शोधले होते की गुरुत्वाकर्षणाने चंद्र पृथ्वीवर पडण्याचा प्रयत्न करत असतो व या पडण्याच्या क्रियेनेच त्याची पृथ्वी भोवतीची प्रदक्षिणा चालू राहते.

भाग ३