कुल कितने आयाम हैं?

जानें: ब्रह्मांड के कुल 11 आयाम: छोटे और अदृश्य

कुल कितने आयाम हैं? यह प्रश्न ब्रह्मांड की गहरी संरचना को समझने का द्वार खोलता है। हम केवल तीन स्थानिक आयामों और एक समय आयाम का अनुभव करते हैं, लेकिन विज्ञान बताता है कि कई और आयाम मौजूद हैं। इन अदृश्य आयामों को जानने से ब्रह्मांड के रहस्यों की सही समझ विकसित होती है.

ब्रह्मांड के आयाम: विज्ञान और कल्पना के बीच की कड़ी

ब्रह्मांड में आयामों की संख्या को लेकर विज्ञान की समझ समय के साथ बदलती रही है, और यह काफी हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि आप किस सिद्धांत को मान रहे हैं। सामान्य तौर पर, हम 3 स्थानिक आयामों और 1 समय के आयाम को महसूस करते हैं, लेकिन स्ट्रिंग थ्योरी जैसे आधुनिक भौतिकी के सिद्धांत बताते हैं कि हमारे ब्रह्मांड में 10 या 11 आयाम हो सकते हैं। यह विषय जितना सरल दिखता है, वास्तव में उतना ही पेचीदा है।

आयामों के इस रहस्य को समझने के लिए हमें अपनी आँखों से परे सोचना होगा। क्या आपने कभी सोचा है कि अगर कोई 4-आयामी (4D) वस्तु हमारे सामने आए, तो वह कैसी दिखेगी? शायद ही कभी हमने इस पर विचार किया हो, लेकिन उसका साया बिल्कुल वैसा ही होगा जैसे 3D वस्तु का साया 2D कागज पर पड़ता है। इस अदृश्य साये के पीछे का गणित मैं नीचे टेसरेक्ट वाले सेक्शन में विस्तार से बताऊंगा। यहाँ से शुरू होती है हमारी आयामों की यात्रा।

हमारी 3D दुनिया और समय का चौथा आयाम

इंसान के रूप में हमारी इंद्रियां केवल तीन स्थानिक आयामों को समझने के लिए बनी हैं: लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई। इन तीनों की मदद से हम किसी भी वस्तु की स्थिति का पता लगा सकते हैं। लेकिन अल्बर्ट आइंस्टीन ने एक क्रांतिकारी विचार दिया कि समय को अलग से नहीं देखा जाना चाहिए - बल्कि यह स्पेस के साथ मिलकर स्पेसटाइम बनाता है - जिससे समय ब्रह्मांड का चौथा आयाम बन गया। यह आयाम एक सीधी रेखा की तरह है जिसमें हम केवल आगे की ओर बढ़ सकते हैं।

भौतिकी के नियमों के अनुसार, अधिकांश खगोलीय गणनाएं इसी 4-आयामी मॉडल पर आधारित होती हैं। ^[1] शुरुआत में स्पेसटाइम फैब्रिक केवल एक काल्पनिक विचार लग सकता है, लेकिन असल में, इसी चौथे आयाम की वजह से गुरुत्वाकर्षण काम करता है। अगर समय स्थिर हो जाए, तो ब्रह्मांड की गति भी रुक जाएगी। सीधे शब्दों में कहें, तो हम एक 4-आयामी चादर पर रहते हैं जिसे हम पूरी तरह देख नहीं पाते।

स्ट्रिंग थ्योरी: 11 आयामों का गणितीय चमत्कार

जब वैज्ञानिक परमाणु के भीतर के सूक्ष्म कणों का अध्ययन करते हैं, तो 4 आयाम पर्याप्त नहीं होते। यहीं पर स्ट्रिंग थ्योरी की भूमिका आती है। यह सिद्धांत प्रस्तावित करता है कि ब्रह्मांड में कुल 11 आयाम होने चाहिए ताकि भौतिकी के सभी बल एक साथ काम कर सकें। इन 11 आयामों में से 10 आयाम अंतरिक्ष (Space) के हैं और 1 आयाम समय (Time) का है। यह सुनने में अजीब लग सकता है कि बाकी 7 आयाम हमें क्यों नहीं दिखते।

असल में, ये अतिरिक्त आयाम इतने छोटे और सूक्ष्म हैं कि वे परमाणु के स्तर पर मुड़े (curled up) हुए हैं। इनकी तुलना आप एक दूर से दिख रही रस्सी से कर सकते हैं। दूर से देखने पर रस्सी केवल एक रेखा (1D) लगती है, लेकिन उस पर चलने वाली चींटी के लिए वह गोल और चौड़ी (3D) होती है। इसी तरह, ये आयाम हमारे लिए अदृश्य हैं। वैज्ञानिकों का मानना है कि इन आयामों का आकार 10 की घात -33 सेंटीमीटर (Planck length) के आसपास होता है। ^[2] इतना छोटा कि कोई भी आधुनिक माइक्रोस्कोप इन्हें नहीं देख सकता।

एम-थ्योरी और आयामों का एकीकरण

1990 के दशक के मध्य में, भौतिकविदों ने महसूस किया कि स्ट्रिंग थ्योरी के पांच अलग-अलग संस्करण थे। फिर एम-थ्योरी (M-theory) आई, जिसने इन सबको जोड़कर 11 आयामों का प्रस्ताव दिया। यह सिद्धांत बताता है कि हमारा पूरा ब्रह्मांड एक विशाल मेम्ब्रेन (Membrane) या ब्रेन पर टिका हो सकता है। क्या यह डरावना नहीं है? हमें लगता है कि हम आज़ाद हैं, लेकिन शायद हम एक बड़ी संरचना के केवल एक हिस्से में सिमटे हुए हैं।

निश्चित रूप से, इन आयामों को साबित करना अभी बाकी है। दुनिया के सबसे बड़े कण त्वरक (LHC) में किए गए प्रयोगों में अब तक इन सूक्ष्म आयामों का कोई प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं मिला है। हालांकि, शोधकर्ता अभी भी गुरुत्वाकर्षण के सूक्ष्म रिसाव की तलाश कर रहे हैं जो अन्य आयामों की उपस्थिति का संकेत दे सकता है। कई सैद्धांतिक भौतिकविद स्ट्रिंग थ्योरी को ब्रह्मांड के रहस्यों को सुलझाने के एक महत्वपूर्ण गणितीय मॉडल के रूप में देखते हैं। ^[3]

टेसरेक्ट: चौथे आयाम का साया

शुरुआत में मैंने एक अदृश्य साये का जिक्र किया था। यहाँ उसका रहस्य खुलता है। एक 4D क्यूब को टेसरेक्ट कहा जाता है। जैसे एक 3D क्यूब का साया 2D फर्श पर दो जुड़े हुए वर्गों (Squares) जैसा दिखता है, वैसे ही एक 4D टेसरेक्ट का साया हमारी 3D दुनिया में एक क्यूब के अंदर क्यूब जैसा दिखता है। यह कल्पना करना मुश्किल है क्योंकि हमारा दिमाग केवल 3D डेटा प्रोसेस करने के लिए प्रोग्राम किया गया है।

मनुष्य का मस्तिष्क दृश्य जानकारी को प्रोसेस करने में लगभग 13 मिलीसेकंड का समय लेता है।^[4] लेकिन जब बात उच्च आयामों की आती है, तो हमारे पास उन्हें देखने के लिए आवश्यक सेंसरी इनपुट ही नहीं होता। सोचिए, एक कागज पर रहने वाली 2D चींटी कभी नहीं समझ पाएगी कि उसके ऊपर से एक गेंद गुजर रही है; उसे केवल कागज पर उभरता और गायब होता एक वृत्त दिखेगा। हम भी उसी चींटी की तरह हैं, जो 11-आयामी ब्रह्मांड के केवल एक छोटे से हिस्से को देख पा रही है।

आयामों के विभिन्न मॉडलों की तुलना

शास्त्रीय भौतिकी (Classical Physics)

• समय को एक बाहरी और स्थिर कारक माना जाता है

• 3 आयाम (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई)

• सभी आयाम प्रत्यक्ष रूप से अनुभव किए जा सकते हैं

सापेक्षता का सिद्धांत (Relativity)

• समय स्पेस के साथ जुड़ा हुआ है (स्पेसटाइम)

• 4 आयाम (3 स्पेस + 1 समय)

• ग्रहों की गति और बड़े पैमाने पर ब्रह्मांडीय संरचना

एम-थ्योरी / स्ट्रिंग थ्योरी (M-Theory)

• 7 आयाम सूक्ष्म स्तर पर मुड़े हुए हैं

• 11 आयाम (10 स्पेस + 1 समय) - अनुशंसित मॉडल

• गणितीय रूप से बहुत सटीक लेकिन अभी प्रयोगों द्वारा सिद्ध नहीं

आर्यन की आयामों को समझने की कोशिश

नई दिल्ली के रहने वाले भौतिकी के छात्र आर्यन को उच्च आयामों की कल्पना करने में बहुत परेशानी होती थी। उसे लगता था कि आयाम केवल पन्नों पर लिखे गणित के फार्मूले हैं, जिनका वास्तविकता से कोई लेना-देना नहीं है। वह घंटों तक 4D आकृतियों को गूगल पर सर्च करता लेकिन उसका दिमाग उन्हें समझ नहीं पाता था।

उसने एक प्रयोग करने की सोची। उसने एक मोमबत्ती जलाई और उसके सामने एक तार से बना हुआ क्यूब रखा। उसने देखा कि 3D क्यूब का साया दीवार पर एक 2D आकृति बना रहा था। उसे अहसास हुआ कि अगर साया एक आयाम कम हो सकता है, तो हम भी शायद किसी उच्च आयाम का साया ही देख रहे हैं।

यहीं से उसकी समझ में बदलाव आया। उसने महसूस किया कि समस्या उसकी बुद्धि में नहीं, बल्कि मानव आंखों की जैविक सीमा में थी। उसने कंप्यूटर सिमुलेशन की मदद से टेसरेक्ट के रोटेशन को देखा और धीरे-धीरे उसे समझ में आया कि आयाम 'दिखने' के लिए नहीं, बल्कि 'होने' के लिए होते हैं।

6 महीने के गहन अध्ययन के बाद, आर्यन ने अपने प्रोजेक्ट में यह निष्कर्ष निकाला कि गणितीय रूप से 11 आयाम ही ब्रह्मांड की स्थिरता की व्याख्या कर सकते हैं। आज वह दूसरों को सिखाता है कि जो हमें नहीं दिखता, उसका अस्तित्व न हो, ऐसा जरूरी नहीं है।