મૅકનો સિદ્ધાંત : બ્રહ્માંડમાં કોઈ પણ સ્થાને પદાર્થના જડત્વની માત્રા સમસ્ત બ્રહ્માંડમાં દળની વહેંચણી દ્વારા નક્કી કરતો સિદ્ધાંત. ભૌતિકશાસ્ત્રનો એક યક્ષપ્રશ્ન એ છે કે, નિરપેક્ષ અવકાશ(absolute space)ના સંદર્ભે કોઈ પદાર્થની ગતિનો ખ્યાલ સાર્થ છે કે અર્થહીન ? વિખ્યાત વૈજ્ઞાનિક ન્યૂટન અનુસાર પદાર્થની નિરપેક્ષ ગતિ એક સાર્થ ખ્યાલ ગણાય અને આ પ્રકારની ગતિને પ્રાયોગિક રીતે જાણી શકાય; ઉદાહરણ તરીકે નીચે મુજબની પરિસ્થિતિ :
બ્રહ્માંડમાંથી માની લો કે સમસ્ત દ્રવ્ય દૂર કરી લીધું છે; અને દોરડા વડે લટકાવેલ એક પાણી ભરેલી ડોલ માત્ર છે. (કલ્પનાની વાત છે એટલે દોરડું શેના આધારે છે તે પ્રશ્ન અપ્રસ્તુત છે !) હવે દોરડાને વળ આપીને ડોલને ભ્રમણ આપવામાં આવે તો પાણીની સપાટી કેન્દ્રોત્સર્ગી બળને કારણે ન્યૂટનના મંતવ્ય અનુસાર વક્રાકાર બનશે. કેન્દ્રોત્સર્ગી બળ જડત્વ (inertia) પ્રકારનું છે, એટલે કે કોઈ પણ પદાર્થ દ્વારા તેની એકધારી ગતિમાં થતા ફેરફારને અવરોધતું બળ, જેને જડત્વનું બળ (inertial force) કહેવાય તેવું છે. આમ આ જડત્વના ગુણધર્મને કારણે સપાટી વક્રાકાર બનતાં નિરપેક્ષ ભ્રમણને જાણી શકાય છે.
પરંતુ બિલકુલ દ્રવ્યરહિત બ્રહ્માંડમાં જડત્વનું અસ્તિત્વ હોય ? આ જ પ્રકારનો એક અન્ય પ્રયોગ, પૃથ્વીના પોતાની ધરી ફરતા નિરપેક્ષ ભ્રમણને જાણવા અંગેનો છે. આ ભ્રમણ ફૂકો લોલક (Focault Pendulum) દ્વારા જાણી શકાય. [આ પ્રકારનું સાધન અમદાવાદની ભૌતિક સંશોધન પ્રયોગશાળા (પી.આર.એલ.) ખાતે છે.] આ પ્રયોગમાં, પૃથ્વીના પોતાની ધરી ફરતા ભ્રમણને કારણે, લોલકનાં આંદોલનોનું સમતલ બદલાતું રહે છે અને આ પરથી પૃથ્વીના નિરપેક્ષ ભ્રમણને કોઈ પણ (દૂરના તારાઓ જેવા) બાહ્ય પદાર્થના સંદર્ભ સિવાય જાણી શકાય છે; પરંતુ આ ઘટના પણ લોલકના જડત્વને કારણે જ છે અને બાહ્ય સૃષ્ટિમાં પદાર્થનું અસ્તિત્વ ન હોય ત્યારે જો જડત્વ પણ ન રહે તો આ પ્રકારની ઘટના ન જણાય.
18મી સદીના એક તત્વચિંતક જ્યૉર્જ બર્કલી(George Berkeley)ના મંતવ્ય અનુસાર આ પ્રકારની નિરપેક્ષ ગતિની કલ્પના અર્થહીન હતી. આ જ પ્રકારનું મંતવ્ય કેટલાક અન્ય તત્વચિંતકો પણ ધરાવતા હતા, જે ન્યૂટનની માન્યતાથી વિરુદ્ધ પ્રકારનું હતું. 19મી સદીના અંતભાગમાં, વિયેના યુનિવર્સિટીના પ્રાધ્યાપક અર્ન્સ્ટ મૅક (Ernst Mach : 1836–1916) દ્વારા એક સિદ્ધાંત સૂચવાયો, જે મૅકના સિદ્ધાંત તરીકે પ્રખ્યાત થયો છે. આ સિદ્ધાંત અનુસાર, બ્રહ્માંડમાં કોઈ પણ સ્થાને, પદાર્થના જડત્વની માત્રા, સમસ્ત બ્રહ્માંડમાં દળની વહેંચણી દ્વારા નક્કી થાય છે અને જો બ્રહ્માંડમાંથી દળને સંપૂર્ણપણે હઠાવી દેવામાં આવે (અથવા અનંત અંતરે લઈ જવામાં આવે) તો પછી જડત્વ જેવો પદાર્થનો કોઈ ગુણધર્મ રહે નહિ. આમ આવી પરિસ્થિતિમાં ભ્રમણ કરતી પાણીની ડોલમાં પાણીની સપાટી વક્રાકાર નહિ બને અને જો સમસ્ત બ્રહ્માંડમાં પોતાની ધરી ફરતી પૃથ્વી એકમાત્ર હોય તો તેના પર આંદોલન કરતા Focault લોલકની દિશા બદલાશે નહિ અને આવા નિરપેક્ષ ભ્રમણની કલ્પના અર્થહીન છે.
મૅકનો ઉપર્યુક્ત સિદ્ધાંત સૂચવાયો તેનાં દોઢ સો વર્ષ પહેલાં બર્કલી દ્વારા પણ કંઈક આ જ પ્રકારનું સૂચન થયું હતું; પરંતુ તેને સ્પષ્ટ સ્વરૂપ મૅક દ્વારા અપાયું.
વિશ્વવિખ્યાત વિજ્ઞાની આઇન્સ્ટાઇનના મતે પણ નિરપેક્ષ ગતિ, નિરપેક્ષ અવકાશ અને નિરપેક્ષ પ્રવેગ જેવા ખ્યાલો અપ્રસ્તુત અને અર્થહીન (પ્રયોગ દ્વારા જાણી ન શકાય તેવા) હતા, અને તેના વ્યાપક સાપેક્ષવાદ આધારિત ગુરુત્વાકર્ષણના સિદ્ધાંત(general relativity)માં ગુરુત્વાકર્ષણના ક્ષેત્રમાં પ્રવેગી ગતિને અવકાશની વક્રતા સાથે સાંકળવામાં આવી છે. આઇન્સ્ટાઇન પોતે, મૅકના સિદ્ધાંતથી ઘણા પ્રભાવિત થયા હતા અને પદાર્થની હાજરીને કારણે ઉદભવતી અવકાશની વક્રતાના એમના ખ્યાલ પાછળ મૅકના સિદ્ધાંતનો પ્રભાવ જણાય છે.
આ સંબંધે એક અન્ય અસર – Lense Therring અસર – પણ નોંધવા જેવી છે. આ અસર અનુસાર ભ્રમણ કરતો પદાર્થ તેની નજીકના અવકાશને તેની સાથે ઘસડે છે. આ અસર પ્રાયોગિક રીતે પુરવાર થયેલ છે.
આમ પદાર્થના દળ અને તેની નજીકના અવકાશ પર અસર જેવા ખ્યાલ મૅકના સિદ્ધાંતના પ્રભાવ નીચે વિકસ્યા, પરંતુ ત્યારબાદનાં સંશોધનોએ પુરવાર કર્યું છે કે મૅકનો સિદ્ધાંત ‘સર્વસામાન્ય સાપેક્ષવાદ’ (general relativity) માટે આવશ્યક નથી. મૅકનો સિદ્ધાંત સાચો હોય કે ન હોય, તેની સાપેક્ષવાદ પર અસર નથી.
મૅકનો સિદ્ધાંત તત્ત્વદર્શી સ્વરૂપનો છે. તેના આધારે બ્રહ્માંડમાં દળની વહેંચણી પરથી જડત્વની માત્રા નક્કી કરવાની કોઈ પ્રણાલી નથી. વળી આ સિદ્ધાંત અનુસારનો ખ્યાલ સાચો છે કે નહિ તે પણ હજી પુરવાર થઈ શક્યું નથી.
જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ