काळाचा संक्षिप्त इतिहास आता मराठीत पुस्तकरुपाने

रात्रीच्या अंधारात नीरभ्र आकाशाचे निरीक्षण करत असताना आपल्या मनाच्या कोपर्‍यातील काही प्रश्न आपल्याला सतावत असतात. कुतूहल म्हणून आपण त्या प्रश्नांचा विचार करत असतो. आकाशाकडे पाहिल्यानंतर आकाशाच्या पलिकडे काहीतरी असेल का, या विश्वाची उत्पत्ती कशी झाली, त्याचे भवितव्य काय, विश्वनियमांच्या मागे काय आहे इत्यादी प्रश्नांचा शोध घेत आपण परमेश्वरापर्यंत पोचतो व तेथेच आपले कुतूहल संपते. आपल्यासारख्या सामान्य कुवतीच्या व्यक्ती फक्त प्रश्न विचारून कधीतरी त्यांची उत्तरं मिळतील, या प्रतीक्षेत आयुष्य घालवतात. परंतु विज्ञान जगतात वावरणारे अशा प्रश्नांची उत्तरं शोधण्यात आपले संपूर्ण आयुष्य वेचतात. अशाच वैज्ञानिकांमध्ये प्रसिद्धीचे वलय लाभलेले व नुकतेच निवर्तलेले स्टीफन हॉकिंग यांनी 1988 च्या सुमारास ‘A Brief History of Time’ हे पुस्तक जनसामान्यांसाठी लिहिले होते. वि. शं. ठकार यांनी या पुस्तकाचा मराठीत अनुवाद केला असून मराठी भाषिकांसाठी एका संग्राह्य पुस्तकाची भर त्यांनी घातली आहे. काळाचा छोटासा इतिहास वाचत असताना अनेक प्रश्नांची उत्तरं सापडतात. (शिवाय आणखी काही प्रश्न विचारावेसे वाटतात.)

1988 मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या या मूळ इंग्रजी पुस्तकाने पुस्तकजगतात मोठा विक्रम नोंदवला होता. हे पुस्तक इतकी उत्कृष्ट कामगिरी करू शकेल, असं कुणाच्या स्वप्नातही आलं नसेल. सलग 237 आठवडे हे पुस्तक लंडन ‘संडे टाइम्स’च्या सर्वाधिक खपाच्या पुस्तकांच्या यादीत झळकत होते. कदाचित शेक्सपिअर वा बायबल यांचा अपवाद वगळता इतर कुठल्याही पुस्तकाला इतकी प्रसिद्धी मिळाली नसेल. या पुस्तकाचा जवळजवळ 40 भाषांत अनुवाद झालेला असून इतक्या वर्षांनंतरसुद्धा आवृत्तीवर आवृत्ती प्रकाशित होत आहेत. विज्ञानातील अतिशय किचकट समजलेल्या भौतिकशास्त्रावरील एखाद्या पुस्तकाला एवढा मोठा प्रतिसाद मिळाला, यावरूनच या पुस्तकाचे मोठेपण अधोरेखित होते.

या पुस्तकाद्वारे स्टीफन हॉकिंग आपल्याला एका वेगळ्या, अद्भुत जगाचा परिचय करून देतात. विज्ञान म्हणजे कोरडे, रूक्ष, गणिताच्या जंजाळात अडकलेले, गूढ, बुद्धीच्या आवाक्याला न सापडणारे असे काहीतरी असते, या रूढ समजुतीला धक्का देण्यात लेखक यशस्वी झालेले आहेत. आपल्या उघड्या डोळ्यांना न दिसणारे अणु-रेणु, बृहत आकाराचे ग्रह-तारे इत्यादींच्या अस्तित्वाचा शोध, त्यांची रचना, त्यांच्या शोधामागील नाट्य इत्यादीबद्दल वाचत असताना विज्ञानाच्या भव्यतेची कल्पना येते (व आपल्यातील अज्ञानाची कीव करावीशी वाटते.) अ‍ॅरिस्टॉटलच्या पृथ्वीसंबंधीच्या निरीक्षणापासून सुरुवात करत न्यूटन-आइन्स्टाइनच्या सिद्धांतांच्या आधारे हॉकिंगने कृष्णविवराच्या संदर्भात केलेली मांडणी अंतरिक्ष विज्ञानातील अनेक प्रश्नांना उत्तरं देऊ शकली. हे सर्व विज्ञानाची प्राथमिक माहिती असलेल्यांना कळू शकेल, इतक्या सोप्या भाषेतील मांडणीमुळे हे पुस्तक इतके कसे काय गाजले हे लक्षात येईल. संपूर्ण पुस्तकात आइन्स्टाइनच्या e = mc2 या समीकरणाचा अपवाद वगळता त्यांनी वर्णन केलेल्या सिद्धांतांच्या पुष्ट्यर्थ एकाही समीकरणाचा उल्लेख या पुस्तकात नाही. तरीही सिद्धांत समजून घेत असताना वाचकांना कुठलीही अडचण भासत नाही. कृष्णविवर (ब्लॅक होल), तंतुसिद्धांत (स्ट्रिंग थेअरी) वा सर्वसमावेशक सिद्धांत (थेअरी ऑफ एव्हरीथिंग) या वैज्ञानिक संकल्पना मांडताना सामान्यांच्या मनातील कल्पना व वैज्ञानिकांना अभिप्रेत असलेल्या कल्पना यांची सांगड घालून सामान्यांना अद्ययावत ज्ञान पुरवण्यात हॉकिन्स यशस्वी झालेले आहेत.

पुस्तकाच्या सुरुवातीच्या प्रकरणात लेखकाने एका मजेदार प्रसंगाचा उल्लेख केला आहे. खगोलशास्त्रावरील एका व्याख्यानाच्या वेळी एक वयस्कर स्त्री मध्येच उभे राहून, ‘तुम्ही आम्हाला सांगितलं ती सगळी बकवास आहे. खरं म्हणजे जग एका प्रचंड कासवाच्या पाठीवर ठेवलेली सपाट तबकडी आहे.’ ‘आणि ते कासव कशावर उभे आहे?’ शास्त्रज्ञाने विचारले. कशी जिरवली या आविर्भावात तिने ‘अरे तरुण माणसा, एकाखाली एक सगळी कासवंच आहेत.’ त्या स्त्रीच्या जगाबद्दलच्या कल्पनेचा उगम तिने वाचलेल्या धर्मग्रंथातला होता, हे वेगळे सांगण्याची गरज नाही.

खरे पाहता त्या खगोलशास्त्रज्ञाच्या बरोबरची प्रश्नोत्तरे अशाप्रकारे हवी होती ः

पृथ्वीला गती कशी मिळाली?

गुरुत्वबलामुळे मिळाली. सूर्याच्या गुरुत्वबलामुळे पृथ्वी व इतर ग्रह सूर्याभोवती वर्तुळाकार कक्षेत भ्रमण करतात.

परंतु हे गुरुत्वबल कशातून मिळते?

आइन्स्टाइनच्या सापेक्षता सिद्धांतानुसार अवकाशाच्या वक्रतेत गुरुत्वबलाचे मूळ शोधता येईल.

अवकाशाला ही वक्रता कशामुळे प्राप्त झाली?

यासाठी पुन्हा एकदा आइन्स्टाइनच्या वस्तुमान संकल्पनेला शरण जायला हवे.

परंतु वस्तुमानामुळे अवकाशाचे मूळ स्वरूप कसे काय बदलू शकते?

यावर मात्र वैज्ञानिक आहे ते असे आहे, असे म्हणत वेळ मारून नेतील.

मध्येच प्रश्न विचारणार्‍या त्या स्त्रीप्रमाणेच जगभरातील अनेकांना जगाच्या उत्पत्तीसंबंधी आपापल्या धर्मग्रंथात वा संस्कृतीत उल्लेख सापडतील. काहींना हे विश्व (म्हणजेच पृथ्वी व पृथ्वीसारखी सात विश्वं) एका प्रचंड नागाच्या फणीवर तोलून उभे आहे. पृथ्वी स्थिर असून सूर्य, चंद्र सूर्याभोवती वर्तुळाकाराच्या कक्षेत फिरतात व वर्तुळाकार गती सर्वोत्तम व परिपूर्ण आहे, उल्कापात म्हणजे एखाद्या आत्म्याचे आकाशातून पुनरागमन, अशा प्रकारच्या वैचित्र्यपूर्ण तर्कवितर्कावर विश्वास ठेवणारेही सापडतील. खरे पाहता त्या काळी बुध, गुरू, शुक्र, शनी यासारख्या काही मोजक्याच ग्रहांचा त्यांना परिचय होता. तरीसुद्धा ग्रह-तार्‍यांना देवत्व बहाल करून दैवीकरणातच सर्व काही दडले आहे व यानंतर प्रश्न विचारायचे नाहीत, अशा अलिखित नियमांचे सर्वजण पालन करत असावेत.

आपल्या मनातील विश्वाच्या कल्पनाचित्राबद्दल लिहिताना हॉकिंग यांनी टॉलेमीची विश्वाची प्रतिकृती, कोपर्निकसची त्यापेक्षा सोपी असलेली प्रतिकृती, केप्लर व गॅलिलिओ गॅलिली यांच्या निरीक्षणातून कोपर्निकसच्या संकल्पनेला मिळालेले समर्थन, केप्लरच्या लंबवर्तुळाकार कक्षेला आयझॅक न्यूटनच्या सिद्धांतामुळे मिळालेली पुष्टी, पृथ्वी व इतर ग्रह, सूर्य या केंद्राभोवती फिरतात ही मांडणी, हबलच्या निरीक्षणातून विश्व हे स्थिर नसून प्रसरण पावत आहे, या गृहितकाला मिळालेले समर्थन, विश्वाच्या अस्तित्वामागे काहीतरी आद्य ‘हेतू’ नाही, कुठेही ईश्वरी हस्तक्षेप नाही, याबद्दलची तार्किक मांडणी, आइन्स्टाइनचा व्यापक सापेक्षता सिद्धांत व मॅक्स प्लँक यांचा पुंजसिद्धांत यातून विश्वव्यापाराची मांडणी करण्यासाठीची शक्यता, या दोन्हींचा समावेश करणार्‍या पुंजगुरुत्वाकर्षण सिद्धांताचा शोध, इत्यादींबद्दल विस्तृत चर्चा केल्यामुळे गुरुत्वबलाची आणि विश्वाच्या विशाल आकारमानावरच्या संरचनेची संपूर्ण कल्पना वाचकांना येऊ शकते.

या सुदीर्घ प्रस्तावनेनंतर हॉकिंग यांनी पुढील काही प्रकरणांतून अवकाश आणि काळ यातील परस्परसंबंध व त्यातून उद्भवलेल्या वैज्ञानिक समस्या, विश्वाचे प्रसरण व महास्फोट या गृहितकांमागील बौद्धिक कसरत व तारकाविश्वांच्या दूर जाण्यावरून केलेले निरीक्षण, हे प्रसरण थांबून आकुंचन होण्याची शक्यता, गुरुत्व, अवकाश व काळ या संकल्पनांमधून विश्वकल्पनेला मिळालेली कलाटणी, प्रकाशकिरणावर गुरुत्वाचा होणारा परिणाम, मूलकणासंबंधीची मॅक्स प्लँक यांची मांडणी आणि हायझेनबर्ग यांचे अनिश्चिततेचे तत्त्व, मूलकण आणि निसर्गातील बलं यासंबंधी विवेचन केले आहे. गुरुत्व, पुंजयांत्रिकी, मूलकणांचे भौतिकशास्त्र, आणि अवकाश व काळ यांच्यातील परस्परसंबंध आणि कृष्णविवराची रचना याबद्दलचे काही मूलभूत विचार यांनी या प्रकरणात मांडलेले आहेत.

1905 मध्ये आइन्स्टाइन यांनी अवकाश आणि काळ या संकल्पनांचे स्वरूपच पूर्णपणे बदलून टाकले. काळाला लांबी, रुंदी, उंची या तीन मितीबरोबर चौथी मिती म्हणून स्थान मिळाले. या सिद्धांताचे फार दूरगामी परिणाम होणार होते. कारण काळ व अवकाश यांच्यात सापेक्षता आहे, असे विधान आइन्स्टाइनने केले होते व त्याची बिनतोड तर्कशुद्ध मांडणी केली होती. प्रचंड वेगाने जाणार्‍या रॉकेटमधील घड्याळाचे काटे हळूहळू चालतात व फूटपट्टीची लांबी कमी होते. ऊर्जा व वस्तुमान e = mc2 या समीकरणात बंदिस्त झालेले आहेत. अवकाश व काळ यांच्यातील परस्परसंबंधांची मांडणी करणार्‍या विशेष सापेक्षता सिद्धांताला जगन्मान्यता मिळाली व प्रायोगिकरित्याही ते यशस्वी झाले; परंतु आपल्यापैकी कुणीही प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास न केल्यामुळे ही संकल्पना नक्कीच बकवास वाटू शकेल. कदाचित त्यामुऴेच पुढील प्रकरण न वाचता हातात धरलेल्या या पुस्तकाला खाली ठेवावेसे वाटत असेल. यापुढील प्रकरणात हॉकिंग यांनी आइन्स्टाइनच्या व्यापक सापेक्षता सिद्धांताच्या आधारे प्रसरणशील विश्वाची मांडणी केली आहे. एखाद्या रबराच्या तुकड्यावरील चित्रित केलेले दोन-चार ठिपक्यांमधील अंतर रबर ताणल्यानंतर ते बिंदू एकमेकांपासून दूर जात आहेत, हे लक्षात येऊ शकते. तसाच काहीसा प्रकार या विश्वाचे निरीक्षण करताना शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आला. त्याकाळच्या दुर्बिणींतून निरीक्षण करत असताना पृथ्वीपासून प्रचंड लांब अंतरावर असलेले ग्रह-तारे, आकाशगंगा, वा तारकापुंज इत्यादी एकमेकांपासून दूर जात आहेत, हे लक्षात आले व यावरून हे विश्व प्रसरणशील आहे, हा निष्कर्ष काढण्यात आला.

या पुस्तकाच्या नंतरच्या प्रकरणात अनिश्चिततेच्या तत्त्वाबद्दलची मांडणी लेखकाने केले आहे. अनिश्चिततेच्या सिद्धांताला मुख्य आधार पुंजवाद आहे. पुंजयांत्रिकी हा पुंजवादाची ज्ञानशाखा आहे. पुंजयांत्रिकीत तरंग यांत्रिकी या संकल्पनेचा समावेश आहे. वैज्ञानिकांच्या मते विश्वातील प्रत्येक वस्तू तरंगाशी निगडित आहे. तरंगांच्या रचनेत उच्चतम पातळी (crest) आणि नीचतम पातळी (trough) असतात. दोन तरंग जेव्हा एकमेकांत मिसळतात, त्या प्रक्रियेला ‘व्यतीकरण प्रक्रिया’ असे म्हटले जाते. व्यतीकरणात लहरीस्थाने जुळणारी किंवा लहरीस्थाने न जुळणारी किंवा उच्चतम व नीचतम पातळ्या एकमेकांना नष्ट करणारी असे प्रकार आहेत. त्यामुळे व्यतीकरणात नेमके काय होणार, याचा अंदाज घेता येत नाही.

तरंग काही निश्चित अंतरापर्यंत वाढतच जातात. त्यामुळे त्यांच्या स्थानाबद्दल निश्चित विधान करता येत नाही. विशेषकरून सूक्ष्म वस्तूंतील तरंगांमध्ये ही अनिश्चितता जास्त जाणवते. अणुतील इलेक्ट्रॉनच्या बाबतीत तर ही अनिश्चितता जास्त प्रकर्षाने जाणवते. अणुभोवती फिरणारे इलेक्ट्रॉन याक्षणी नेमके कुठे आहेत, याचा अंदाज 25 टक्के येथे, 10 टक्के तिथे किंवा इतर कुठेतरी असे सांगावे लागते. अतिसूक्ष्मकणाच्या संदर्भात तर जास्त गोंधळ उडण्याची शक्यता असते.

लेखकाने उल्लेख केल्याप्रमाणे अनिश्चिततेचे तत्त्व हे जगाविषयीच्या आपल्या दृष्टिकोनावर अत्यंत खोल परिणाम करणारं ठरलं. सत्तर वर्षे उलटून गेली आहेत; पण अजूनही अनेक तत्त्वज्ञानी मंडळींना त्या परिणामाचं पूर्णतया आकलन झालेलं नाही. 1920 नंतरच्या दशकात हायझेनबर्ग, अर्विन स्क्रोडिंजर आणि पॉल डिरॅक यांनी ‘पुंजयांत्रिकी’ या नावानं यांत्रिकीचा नवा अवतार घडवला. यावरून कणांना स्वतंत्र आणि सुनिश्चित स्थान व गतीऐवजी आता स्थान आणि गती यांची संयुक्त पुंजस्थिती प्राप्त झाली. लेखकाच्या मते पुंजयांत्रिकीच्या तत्त्वामुळे कृष्णविवर आणि महास्फोट या संकल्पनांना आवश्यक ते बळ मिळालं.

मूलकण व निसर्गातली बलं या प्रकरणात पदार्थकणांच्या अभेद्यतेबद्दल विवेचन केले आहे. एके काळी सर्व पदार्थ माती, वायू, अग्नी व पाणी या मूलद्रव्यांपासून तयार होतात, असे वाटत होते. पदार्थाचे कितीही तुकडे केले, तरी प्रत्येक तुकडा मूलवस्तूसदृशच असतो; परंतु लहान-लहान तुकडे करत असताना मूलवस्तूतील रेणुपर्यंतच जाता येते व हे रेणु अणुपासून तयार झालेले असतात. हे अणुही अभेद्य नाहीतच, हे नंतरच्या काळात लक्षात आले. प्रयोगशाळेतील प्रोटॉन, न्यूट्रॉन व इलेक्ट्रॉन या मूलकणांच्या टकरीच्या प्रयोगातून त्या आणखीही काही सूक्ष्म कणापासून बनलेले आहेत हे लक्षात आले व सुरुवातीला शोधलेल्या त्या मूलकणांना ‘क्वार्क’ असे संबोधण्यात आले. नंतरच्या कालखंडात या क्वार्कच्या जोडीला लेप्टॉनलाही बसवण्यात आले. लेप्टॉनमध्ये इलेक्ट्रॉन व न्यूट्रिनो असे दोन प्रकार आहेत. विसाव्या शतकातील अत्यंत महत्त्वाचे शोध म्हणजे कुठलीही मूलवस्तू काही मोजक्या मूलकणांपासून तयार झालेली असते आणि चार नैसर्गिक बलं त्यांच्या रचनेशी कारणीभूत असतात.

क्वार्क व लेप्टॉन यांच्या संमिलनातून कणांची रचना होते. तीन क्वार्कच्या संमिलनातून एक प्रोटॉन किंवा एक न्यूट्रॉन तयार होऊ शकते. प्रोटॉन व न्यूट्रॉनच्या संमिलनातून कण व कणापासून रेणु व रेणुपासून मूलद्रव्य अशी ही रचना असते. या कणाभोवती ऋण विद्युतभार असलेले इलेक्ट्रॉन्स भ्रमण करत असतात. न्यूट्रिनो या अवाणू कणाला विद्युतभार नाही. सूर्याच्या केंद्रस्थानी घडत असलेल्या आण्विक क्रियेत न्यूट्रिनो बाहेर पडतात. प्रोटॉन व इलेक्ट्रॉनप्रमाणे न्यूट्रिनोंचा कशावरही परिणाम होत नाही. आपल्या शरीरावरून लाखो न्यूट्रिनो गेले तरी आपल्याला त्याचा पत्ता लागणार नाही.

मूलभूत कणांवर काम करणार्‍या बलांचे चार प्रकार मानले गेले आहेत- गुरुत्वीय बल, विद्युतचुंबकीय बल, अणुगर्भीय मंदबल व अणुगर्भीय तीव्रबल. गुरुत्वबल वैश्विक असून प्रत्येक कणाला त्याच्या-त्याच्या वस्तुमानानुसार किंवा ऊर्जेनुसार हे गुरुत्वबल जाणवत असते. इतर बलांच्या मानाने हे कमालीचे कमजोर आहे. विद्युतचुंबकीय बल इलेक्ट्रॉन आणि क्वार्क यांच्यासारख्या विद्युतभारित कणांशी परस्परक्रिया करत असते. विद्युत व चुंबकीय बल स्वतंत्र नसून, त्या विद्युतचुंबकीय बलाचेच दोन प्रकार आहेत, हे 19 व्या शतकातील शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आले. विद्युतभारामध्येसुद्धा ऋण व धन असे दोन प्रकार आहेत. कणातील विद्युतभार विरुद्ध प्रकारचे असल्यास ते जवळ आल्यास आकर्षित होतात व एकाच प्रकारचे विद्युतभार असल्यास ते अपकर्षित होतात. विद्युतभाराच्या चलनातून वा प्रवाहामधून चुंबकत्वाची निर्मिती होते. पृथ्वीवरील द्रव पदार्थाच्या बाह्यभागातील सततच्या प्रवाहामुळे पृथ्वीच्या चुंबकक्षेत्राची निर्मिती झालेली आहे. अणुगर्भीय तीव्रबलामुळे क्वार्कचे संमिलन होत प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांची निर्मिती होते. अणुगर्भीय मंदबलामुळे अणुमध्ये किरणोत्सारी विघटन होत राहते. सौरऊर्जेतील आण्विक प्रक्रियेमध्ये अणुगर्भीय मंदबलांचा फार मोठा सहभाग आहे.

हॉकिंगच्या पुस्तकातील यापुढील अर्ध्या भागात त्यांनी केलेल्या संशोधनासंबंधीचे विवेचन आहे. यात मुख्यत्वेकरून कृष्णविवर, हॉकिंग किरणोत्सार, काळाच्या सुरुवातीपासूनची विश्वाची स्थिती व त्याच्या प्रसरणाच्या मर्यादा आणि भौतिकशास्त्राचे एकीकरण या संकल्पनांविषयीचे वर्णन आहे.

कृष्णविवर कसे तयार होतात, हे कळण्यासाठी तार्‍यांची निर्मिती व ते नष्ट होण्याची क्रिया याबद्दल समजून घेणे आवश्यक आहे. हायड्रोजनचा एक विशाल वायुमेघ स्वतःच्याच गुरुत्वाकर्षणाखाली ढासळायला सुरुवात झाल्या क्षणी तार्‍याचा जन्म होतो. वायूतल्या अणुंच्या एकमेकांशी होणार्‍या टकरीतून वायू तापत जातो. उष्णता बाहेर पडत असल्यामुळे तारा प्रकाशतो. या अतिरिक्त उष्णतेमुळे वायूचा दाब वाढतो व गुरुत्वाकर्षणाच्या तोडीचा होतो. वायूचं आकुंचन थांबतं. तारा स्थिर होतो. अखेरीस हायड्रोजन व इतर अणुगर्भीय इंधन संपुष्टात येतं. तार्‍याजवळचं इंधन संपलं की तो थंड व्हायला लागतो. जास्त वस्तुमानाचा थंड झालेला तारा स्वतःच्याच गुरुत्वाकर्षणाखाली टिकाव धरू शकत नाही. तार्‍याचे वस्तुमान काही मर्यादेपर्यंत (याला ‘चंद्रशेखर मर्यादा’ असे म्हटले जाते) असल्यास आकुंचन थांबून त्याचे श्वेतबटूत परिवर्तन होते. असे असंख्य श्वेतबटू विश्वामध्ये आढळतात. चंद्रशेखर मर्यादेपेक्षा जास्त वस्तुमान असल्यास काही तार्‍यांचा स्फोट होऊ शकतो. काही तार्‍यांचे तुकडे निसटल्यामुळे गुरुत्वाकर्षणामुळं ढासळण्याचं प्रमाण कमी होऊन वस्तुमानाची मर्यादा टिकवून धरू शकते.

अजून एका निरीक्षणामधून अवकाश काळातला प्रकाशकिरणांचा मार्ग तारा नसता, तर जे असते त्यापेक्षा तार्‍याच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रामुळे बदलतात, हे लक्षात आले. तार्‍याच्या पृष्ठभागावरचं गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र वाढत गेल्यामुळे प्रकाश-शंकू आत वळू लागतात. त्यामुळे प्रकाशाला बाहेर पडणं कठीण होऊन जातं. न्यूटनच्या सिद्धांतानुसार निश्चित वेगाने जाणारा प्रकाश हा बंदुकीतील गोळ्यांसारखा एकाच दिशेत प्रवास करत असतो. न्यूटनप्रणीत गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम कसा होतो, याबद्दलची कल्पना त्याकाळी नव्हती. परंतु आइन्स्टाइनच्या व्यापक सापेक्षता सिद्धांतानुसार गुरुत्वबलाचा प्रकाशकिरणावर परिणाम होऊन त्याची दिशा बदलू शकते. परंतु सापेक्षता सिद्धांतानुसार प्रकाशाच्यापेक्षा जास्त वेगाने काही जाऊ शकत नाही. म्हणून या घटनासमुच्चयाला आपण कृष्णविवर म्हणू शकतो. त्याच्या सीमारेषेला क्षितिज म्हटले जाते. या क्षितिजाशी प्रकाश एकरूप झालेला असतो.

परंतु प्रकाशकिरण दिसेनासे होतात, या विधानात तथ्य नाही. कारण पुंजयांत्रिकी सिद्धांतानुसार इलेक्ट्रॉन किंवा प्रकाशलहरी या कृष्णविवराच्या बाहेर असू शकतात, असाही अंदाज काढता येऊ शकतो. त्या स्थितीत किरण बाहेर पडू शकतात, असे हॉकिंगला वाटत होते. यालाच ‘हॉकिंग किरणोत्सार’ म्हणून वैज्ञानिक ओळखतात. यावरून कृष्णविवर हे पूर्णपणे कृष्ण नाहीतच, असे म्हणू शकतो; परंतु कृष्णविवरातून बाहेर पडणारे इलेक्ट्रॉन किंवा प्रकाश फारच क्षीण असू शकतील. कारण पुंजयांत्रिकीचा परिणाम नेहमीच अतिसूक्ष्म वस्तूवर जाणवतो.

यापुढील प्रकरणात लेखक विश्वाची उत्पत्ती व त्याच्या भवितव्याविषयी भाष्य करत आहेत. न्यूटनच्या गतीविषयक नियमांचा अभ्यास करत असताना इतर अनेक वैज्ञानिक या विश्वरचनेचे रहस्य उलगडण्याचा प्रयत्न करत होते. विश्व प्रसरण होत आहे ही 20 व्या शतकातील संकल्पना आहे. यापूर्वी विश्व अपरिवर्तनीय असेच समजले जात होते. भूतकाळातही ते तसेच दिसत होते व एका विशिष्ट वेळी त्याचा जन्म झाला असावा, असेच वैज्ञानिकांसकट सर्वसामान्यांना वाटत असावे. कारण वाडवडिलांपासून तेच विश्व ते बघत होते. न्यूटनच्या गुरुत्वबल सिद्धांतावरून विश्व स्थितीशील असणे शक्य नाही, हे ज्यांना माहीत होतं, विश्व प्रसरण पावत असावं, असा विचार त्यांच्याही मनाला शिवला नाही. विश्वाच्या स्थितीशीलतेप्रमाणेच काळसुद्धा स्वयंसिद्धच होता. काळ हा अवकाशापासून पूर्णपणे वेगळा व स्वतंत्र होता. या सर्व गोष्टीत विज्ञान असे काही नसून हा व्यवहारज्ञानाचाच भाग आहे, असे म्हणता येईल; परंतु काही ग्रहांच्यामधील अंतर मोजताना प्रकाश फार मोठ्या प्रमाणात निश्चित वेगाने प्रवास करतो, हे लक्षात आले. प्रकाशाच्या वेगाचा वापर करून दोन ग्रहांमधील अंतर मोजणे शक्य झाले होते. परंतु वेग ही काळाशी संबंधित संकल्पना असल्यामुळे काळ व अवकाश यात एक निश्चित संबंध असू शकतो, याची कल्पना त्याकाळी नव्हती.

विश्वाचे प्रसरण होत आहे, हेच खरे असल्यास विश्वाची उत्पत्ती कृष्णविवरातून झाली, असे म्हणता येईल. त्याचप्रमाणे अवकाश व काळ यांचा पाया एकच होता, असेही म्हणता येईल. भौतिकीच्या नियमामधून विश्वाची उत्पत्ती व विकास याचे काही अंदाज बांधता येतील. परंतु हे नियम सुरुवातीची स्थिती कशी होती, याबद्दल काही सांगू शकत नाहीत. विश्वाच्या उत्पत्तीच्या क्षणी अवकाशातील प्रत्येक बिंदू कोठे होते, याची मोजदाद हे नियम करू शकत नाहीत. त्यामुळेच परमेश्वराने सोंगट्या टाकून सुरुवातीच्या स्थितीची निवड केली व त्यातून विश्वनिर्मिती झाली, असे काहींना वाटत असावे. परंतु हॉकिंग यांना हे मान्य नव्हते. या विश्वाची उत्पत्ती कुठल्याही मर्यादा वा अटी पाळून झालेली नाही, याबद्दल यांच्या मनात शंका नव्हती. कारण त्यांच्या मते अवकाश व काळ हे एकाच क्षणी अस्तित्वात आले होते.

यासंबंधी आपल्याला एक विचारप्रयोग करता येईल. पृथ्वीची उत्पत्ती कशी झाली असेल, यासंबंधीचा हा प्रयोग आहे. या प्रयोगात एकच मिती असलेले वर्तुळ अवकाश व काळ या गोलार्धात आहे, अशी कल्पना केल्यास अवकाश अक्षांशासारख्या वर्तुळाने व त्याच्या गतीचा काळ रेखांशासारख्या वर्तुळाने एकच मिती असलेल्या वर्तुळाला वेढतील. काळाच्या सुरुवातीला फक्त दक्षिण ध्रुव असेल व हळूहळू उत्तरेतील रेखांशापर्यंत पोचून या पृथ्वीची उत्पत्ती झाली असेल.

कुठलीही मर्यादा, बंधन वा कडा नसलेल्या या स्वयंपूर्ण विश्वकल्पनेबद्दल अजूनही एकही ठोस पुरावा सापडला नाही, हेही तितकेच खरे. त्याचप्रमाणे पुढील काही शतकं जरी प्रयोग करत राहिल्यास पुरावे सापडतील, याची खात्री नाही. त्यामुळे हॉकिंग यांनी, ‘सृष्टिकर्ता म्हणून परमेश्वराला यात ओढू नका,’ असा स्पष्ट इशारा दिला आहे. प्रकरणाचा शेवट करताना हॉकिंग यांनी, ‘हे विश्व जर खरोखऱीच स्वयंपूर्ण असेल आणि त्याला सीमा व कडा नसतील, तर त्याला आदिही नसेल आणि अंतही नसेल-ते केवळ असेल, मग निर्मात्याला स्थान कुठे’, असे विधान केले आहे.

स्टीफन हॉकिंग कालशर (Arrow of Time) या प्रकरणात आपल्या काळासंबंधीच्या कल्पनांबद्दल विस्तृतपणे चर्चा करत आहेत. सामान्यपणे काळ हा स्वयंसिद्ध असून प्रत्येक घटनेला ‘काळ’ नावाची चिठ्ठी चिकटवून दोन घटनांच्यामध्ये किती कालावधी गेला असेल, याचा अंदाज कालमापन करणारे घड्याळ वा कॅलेंडर बघून करू शकतो, असे अनादि काळापासून आपल्याला वाटत आले आहे. याचीच पुढची पायरी म्हणजे काळाचे भूत, वर्तमान व भविष्य असे भाग करणे; परंतु विज्ञानाचे नियम भूत व भविष्य यात फरक करत नाहीत. मुळात भौतिकीतील नियम साधारणपणे कणांना लागू करत असल्यामुळे काळाबरोबर अव्यवस्था (एंट्रॉपी) वाढत जाते. यावरून लेखकांनी वैज्ञानिकरित्या उष्णताचलनाचे कालशर, वैश्विक कालशर व मानसिक कालशर असे कालशरांमध्ये ढोबळमानाने तीन प्रकार केले आहेत. या कालशराची संकल्पना आणि त्यातून उद्भवलेल्या वैश्विक स्थितीबद्दलचे वर्णन या प्रकरणात दिलेले आहे. शेवटी काळ पुढे गेलेलाच असतो, त्याचबरोबर अव्यवस्था वाढत जाते आणि भूतकाळ स्मरतो; परंतु भविष्य नाही, या निष्कर्षापर्यंत लेखक पोचतात.

यापुढील प्रकरणात लेखकांनी आपल्या सर्वांचा कुतुहलाचा विषय असलेल्या कालप्रवासाचे वैज्ञानिकरित्या विश्लेषण केलेले आहे. आपण एखाद्या कालकुपीतून भूतकाळात प्रवास करू शकतो की नाही, भविष्यकाळात डोकावू शकतो की नाही, जर हे शक्य नसल्यास त्याची वैज्ञानिक कारणमीमांसा काय असू शकेल, इत्यादीबद्दल लेखक या प्रकरणात भाष्य करत आहेत. त्यांच्या मते, कणांनी निर्मिलेल्या वक्रतेबद्दल, प्रकाशाच्या किंवा त्यापेक्षा कमी वेगाने जाणार्‍या कणाबद्दल वा त्यासाठी लागणार्‍या ऊर्जेबद्दल अजूनही स्पष्टता नसल्यामुळे कालप्रवासाची शक्यता अजून खुली आहे.

या पुस्तकाच्या शेवटच्या प्रकरणात भौतिकशास्त्राचे एकीकरण याबद्दल लेखक विस्तृतपणे चर्चा करत आहेत. गेल्या तीन-चारशे वर्षांत विज्ञानाने प्रचंड प्रगती केली आहे. अनेक ज्ञात व अज्ञात नैसर्गिक घटनाक्रमांचा मागोवा घेत असताना वैज्ञानिकांनी अनेक सिद्धांताची भर भौतिकशास्त्रात घातलेली आहे. विसाव्या शतकातील संशोधकांना या सर्व (आंशिक) सिद्धांतांना बांधून ठेवणारं एखादं सूत्र असू शकेल व सर्वसमावेशक एकच सिद्धांत असू शकेल, असे वाटू लागले. आइन्स्टाइननेसुद्धा याच विचाराच्या मागे स्वतःचे अर्धेअधिक आयुष्य खर्ची घातले. अलिकडील काही संशोधकांनी तंतुसिद्धांताची मांडणी करून भौतिकशास्त्रातील सर्व सिद्धांतांचे एकीकरण होऊ शकते, या शक्यतेवर भर दिला. तंतुसिद्धांताबद्दल लेखक आशावादी असून या तंतुसिद्धांताला म्हणावे तितके यश आले नसले तरी सुरुवात होत आहे, हेही नसे थोडके!

अनुवादक वि. शं. ठकार यांनी मराठी वाचकांच्या माहितीसाठी म्हणून परिशिष्टामध्ये शब्दार्थसंग्रह, मराठी-इंग्रजी व इंग्रजी-मराठी प्रतिशब्द सूची दिलेली असल्यामुळे काही संकल्पना नीटपणे समजून घेण्यास मदत मिळते. परिशिष्टातील उल्लेखसूची वाचत असताना हॉकिंग यांनी ओझरता म्हणून उल्लेख केलेल्या गोष्टीसुद्धा फार महत्त्वाच्या होत्या, हेही लक्षात येईल. ‘एएलएस’ या मोटार न्यूरॉन रोगाने वयाच्या 21 व्या वर्षांपासून रोगग्रस्त असलेले व चाकाच्या खुर्चीवर बसून संशोधन व व्याख्यानासाठी जगभर प्रवास केलेल्या या लेखकाचे प्रसन्न आणि मनमोहक बुद्धिवैभवाने नटलेले हे पुस्तक वाचताना वाचक थक्क होतो. फक्त वाचकाजवळ पुस्तक वाचण्यासाठी अदम्य इच्छाशक्ती असायला हवी आणि पुस्तकात उल्लेख केलेले तत्त्व, नियम, सिद्धांत वा वैज्ञानिक यांच्याबद्दलची माहिती करून घेण्यासाठीची उत्सुकता हवी. तरच हे पुस्तक शेवटपर्यंत वाचल्याचे समाधान मिळेल व हाती काहीतरी गवसले, याचा आनंद मिळेल.