दृष्टीपलीकडील सृष्टी
दृष्टीपलीकडील सृष्टी
हवेत असंख्य धुळीचे कण तरंगत असतात, पण तुमच्या डोळ्यांना ते दिसत नाहीत. खिडकीतल्या फटीतून सूर्यप्रकाशाची तिरीप येताच मात्र, हे अदृश्‍य कण तुम्हाला दिसू लागतात. प्रकाशामुळेच आपण हे कण पाहू शकतो.
आपल्या डोळ्यांना दिसणाऱ्‍या प्रकाशाचा विचार करा. तो पांढरा किंवा रंगहीन आहे असे सहसा आपल्याला वाटते; पण पाण्याच्या थेंबांतून एका विशिष्ट कोनात सूर्यप्रकाशाची किरणे गेल्यास काय होते ते तुम्ही कधी पाहिले आहे का? प्रिझमप्रमाणे हे पाण्याचे थेंब सप्तरंगी दिसतात!
आपल्याभोवती दिसणाऱ्‍या सर्व वस्तू कमी जास्त प्रमाणात प्रकाश परावर्तित करतात; या परावर्तित प्रकाशाची तरंगलांबी वेगवेगळी असते आणि यामुळे आपण विविध वस्तूंचे रंग पाहू शकतो. उदाहरणार्थ, गवतात काही मुळात हिरवा रंग नसतो. पण आपल्याला गवत हिरवे दिसते कारण आपल्या डोळ्यांना दिसणाऱ्‍या प्रकाशाच्या सर्व तरंगलांबी गवत शोषून घेते, फक्‍त हिरवा रंग शोषून घेतला जात नाही. तर तो परावर्तित केला जातो आणि हा परावर्तित हिरवा रंग आपल्या डोळ्यांपर्यंत पोचतो. म्हणून आपल्याला गवत हिरवे दिसते.
कृत्रिम साधने
आधुनिक शोधांमुळे आपल्या डोळ्यांना न दिसणाऱ्‍या वस्तू, म्हणजेच ‘दृष्टीपलीकडील सृष्टी’ पाहणे शक्य झाले आहे. साध्या मायक्रोस्कोपमधून पाण्याचा थेंब पाहिल्यास, त्या निर्जीव थेंबात असंख्य जंतू आपल्याला दिसतील. तसेच, मायक्रोस्कोपखाली एक केस पाहिल्यास, मऊ मुलायम दिसणारा हा केस अगदी राठ आणि खरबरीत दिसतो. अतिशय शक्‍तिशाली मायक्रोस्कोपच्या साहाय्याने तर वस्तू आहेत त्यापेक्षा १० लाख पटीने मोठ्या दिसतात. म्हणजे पोस्टाचे तिकीट एखाद्या लहानशा देशाच्या आकाराइतके मोठे करून पाहणे आज शक्य आहे!
याहीपेक्षा शक्‍तिशाली मायक्रोस्कोप्सच्या साहाय्याने संशोधकांना कोणत्याही वस्तूच्या सगळ्यात सूक्ष्म कणाचे, अर्थात अणूचे देखील परीक्षण करणे शक्य झाले आहे. आजपर्यंत जे मानवी दृष्टीच्या पलीकडे होते, ते पाहणे आता अशक्य राहिलेले नाही.
रात्री आपण आकाशाकडे पाहतो, तेव्हा आपल्याला तारे दिसतात. साधारण किती तारे आपण एकाचवेळी पाहू शकतो? नुसत्या डोळ्यांनी पाहिले तर जास्तीतजास्त दोनतीन हजार तारे आपल्याला दिसतील. दुर्बिणीच्या साहाय्याने मात्र, आणखी कितीतरी तारे एकाचवेळी पाहणे शक्य आहे. दुर्बिणीचा शोध ४०० वर्षांपूर्वी लागला होता. १९२० साली, माउंट विल्सन ऑब्सर्व्हेटरी येथे असलेल्या एका शक्‍तिशाली दुर्बिणीच्या साहाय्याने असे दिसून आले की आपल्या सौरमंडळाच्या आकाशगंगेव्यतिरिक्‍तही आणखी कितीतरी आकाशगंगा अस्तित्वात आहेत. शिवाय, या प्रत्येक आकाशगंगेत असंख्य तारे आहेत. आज उपलब्ध असलेल्या अत्यंत आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या आधारावर शास्त्रज्ञांचा असा अंदाज आहे की अवकाशात कोट्यवधी आकाशगंगा अस्तित्वात आहेत आणि यांपैकी कित्येक आकाशगंगांमध्ये कोट्यवधी तारे आहेत!
आपल्या आकाशगंगेत कोट्यवधी तारे अगदी जवळजवळ असल्याचे दिसतात, जणू ताऱ्‍यांची रास! पण, दुर्बिणीच्या साहाय्याने पाहिल्यास मात्र असे दिसून येते की हे जवळजवळ दिसणारे तारे मुळात एकमेकांपासून इतके दूर आहेत की आपल्याला कल्पनाही करता येणार नाही. तसेच, वरून घट्ट व भरीव दिसणाऱ्‍या वस्तू देखील शक्‍तिशाली मायक्रोस्कोप्सच्या खाली पाहिल्यास, पोकळ अणूंपासून तयार झाल्या आहेत असे दिसून येते.
अतिसूक्ष्म
साध्या मायक्रोस्कोपखाली पाहता येणाऱ्‍या सर्वात सूक्ष्म कणातही एक हजार कोटी अणू असतात! पण १८९७ साली असा शोध लावण्यात आला की या प्रत्येक अणूत आणखी सूक्ष्म कण फिरत असतात. या कणांना इलेक्ट्रॉन म्हणतात. ते अणूच्या केंद्रस्थानी असलेल्या न्युक्लियसच्या (केंद्रक) अवतीभवती फिरत असतात. न्युक्लियसच्या आत न्यूट्रॉन व प्रोटॉन नावाचे मोठे कण असतात. पृथ्वीवरील नैसर्गिक वस्तूंत जवळजवळ ८८ प्रकारचे अणू किंवा मूलद्रव्ये आढळतात. अणूंचा आकार जवळजवळ सारखाच असतो, परंतू त्यांत इलेक्ट्रॉन, न्युट्रॉन व प्रोटॉन किती आहेत याच्या आधारावर प्रत्येक वस्तूचे वजन वेगवेगळे असते.
अणूत असलेले इलेक्ट्रॉन न्युक्लियसच्या अवतीभवती असलेल्या पोकळीत प्रत्येक सेकंदाला नव्हे, सेकंदाच्या दशलक्षाव्या भागात, कोट्यवधी वेळा फिरतात. त्यांच्या या फिरण्यामुळे अणूला आकार मिळतो आणि त्याला घनपदार्थाचे गुणधर्म येतात. एका प्रोटॉन किंवा एका न्यूट्रॉनचे वस्तूमान १,८४० इलेक्ट्रॉन इतके असते. अणूच्या तुलनेत प्रोटॉन किंवा न्यूट्रॉन १,००,००० पटीने लहान असतात!
अणूच्या आत असलेल्या पोकळीची कल्पना येण्याकरता हायड्रोजन अणूचा आणि त्यातील न्युक्लियसभोवती फिरणाऱ्‍या इलेक्ट्रॉनचा विचार करा. हायड्रोजन अणूतल्या न्युक्लियसमध्ये असणारा एकुलता एक प्रोटॉन, टेनिस बॉलच्या आकाराचा असता तर त्याभोवती फिरणारा इलेक्ट्रॉन त्यापासून ३ किलोमीटर अंतरावर असेल!
इलेक्ट्रॉनचा शोध लागून शंभर वर्षे झाली, तो दिवस साजरा करण्यात आला. त्यावेळी असे वृत्त देण्यात आले: “जी वस्तू आजपर्यंत कोणी पाहिलेली नाही, जिचा आकार निश्‍चित सांगता येत नाही पण वजन करता येते, जिला विद्युतशक्‍ती आहे आणि जी भोवऱ्‍याप्रमाणे फिरते अशा विचित्र वस्तूचा शोध लागल्याचा दिवस साजरा करणे आता फार विचित्र वाटत नाही. . . . आपण पाहूच शकत नाही अशाही वस्तू अस्तित्वात आहेत ही गोष्ट आता सिद्ध झाली आहे.”
सूक्ष्माहून सूक्ष्म
वैज्ञानिकांनी आता अणूचे विघटन करणारे यंत्र तयार केले आहेत; या यंत्रांच्या साहाय्याने अणूच्या केंद्रकाच्या आतील कणही पाहणे वैज्ञानिकांना शक्य झाले आहे. यामुळे आजकाल पॉसिट्रॉन्स, फोटॉन्स, मीसॉन्स, क्वार्क्स, ग्लूऑन्स आदींसारखी अनेक विचित्र नावे ऐकायला मिळू लागली आहेत. हे सर्व कण सर्वात शक्‍तिशाली मायक्रोस्कोप्सच्या मदतीनेही पाहता येत नाहीत. पण काही क्लाउड चेंबर्स, बबल चेंबर्स आणि सिंटिलेशन काउंटर्स यांसारख्या साधनांच्या साहाय्याने ते अस्तित्वात आहेत असे दिसून येते.
अशा रितीने एकेकाळी अदृश्‍य वाटणाऱ्‍या गोष्टी पाहणे आता संशोधकांना शक्य झाले आहे. दृष्टीआडच्या या सृष्टीचा अभ्यास करताना त्यांना या विश्‍वात क्रियाशील असलेल्या चार प्रमुख शक्‍तींविषयी आता पुष्कळशी माहिती मिळू लागली आहे. या चार शक्‍ती म्हणजे: गुरुत्वाकर्षणाची शक्‍ती, विद्युत चुंबकीय शक्‍ती, आणि “वीक फोर्स” व “स्ट्राँग फोर्स” म्हटलेल्या दोन आण्विक शक्‍ती. काही वैज्ञानिक “थियरी ऑफ एव्हरिथिंग” शोधून काढण्याच्या मागे लागले आहेत. या अभ्यासाच्या आधारावर विश्‍वातील सर्वात अजस्र वस्तूपासून सर्वात सूक्ष्म वस्तूपर्यंत प्रत्येक गोष्टीचे ज्ञान मिळेल अशी त्यांची आशा आहे.
दृष्टीआडची सृष्टी पाहिल्यामुळे आपल्याला काय कळून येते? आणि या ज्ञानाच्या आधारावर बरेचजण कोणत्या निष्कर्षावर पोचले आहेत? पुढच्या लेखांत या प्रश्‍नांची उत्तरे दिलेली आहेत.
[३ पानांवरील चित्रे]
निकेल (वरती) व प्लॅटिनम अणूंच्या आकृती
[चित्राचे श्रेय]
Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center