સાપેક્ષતા-સિદ્ધાંત

સાપેક્ષતા–સિદ્ધાંત : પ્રકાશની ગતિના સાર્વત્રિક (વૈશ્વિક) સ્વરૂપના વર્ણનને માન્ય કરતો ભૌતિકવિજ્ઞાનનો સિદ્ધાંત. પરિણામ-સ્વરૂપે આ સિદ્ધાંત અવકાશ, સમય અને અન્ય યાંત્રિક (mechanical) માપનો કરતા નિરીક્ષકની કામગીરી ઉપર આધાર રાખે છે.

આ ભૌતિકવિજ્ઞાનનો વ્યાપક સિદ્ધાંત મૂળભૂત રીતે આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇને વીસમી સદીના આરંભે આપેલો. તેમાં સમય અને અવકાશનું તલસ્પર્શી જ્ઞાન ધરાવતું વિશ્ર્લેષણ સમાવિષ્ટ થાય છે, જે ભૌતિક નિયમોને વ્યાપકતા ભણી દોરી જાય છે. વધુમાં, તે ભૌતિક અને બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનની મહત્વની શાખાઓના દૂરગામી નિહિતાર્થો અભિપ્રેત કરે છે.

ઐતિહાસિક રીતે સાપેક્ષતાનો સિદ્ધાંત બે તબક્કાઓમાં વિકાસ પામ્યો : (1) 1905માં પ્રતિપાદિત કરેલો વિશેષ સાપેક્ષવાદ (special theory of relativity), જેમાં ગુરુત્વની વાત આવતી નથી. તે સાપેક્ષતા અને પ્રકાશની ગતિના અચળત્વનો સિદ્ધાંત છે. અહીં ભૌતિક નિયમોની નિશ્ચરતા (invariance) માત્ર જડત્વીય (inertial) સંદર્ભપ્રણાલી માટે જ છે. જડત્વીય સંદર્ભપ્રણાલી (frame of reference) એટલે જેમાં ઝડપ અને દિશા બદલાતાં નથી એવી પ્રણાલી. વિશેષ સાપેક્ષવાદ યંત્રવિજ્ઞાન (mechanics) તથા પ્રકાશસહિત વિદ્યુત-ચુંબકીયવાદ(electromagnetism)ના નિયમોની સંયુક્ત રજૂઆત કરે છે. (2) 1915માં આઇન્સ્ટાઇને રજૂ કરેલો સામાન્ય-વ્યાપક સાપેક્ષવાદ (general theory of relativity). અહીં આઇન્સ્ટાઇન બે વાતો રજૂ કરે છે : (i) એકધારી (uniform) સાપેક્ષ ગતિ કરતા બે નિરીક્ષકો માટે પ્રકૃતિના નિયમો એકસરખા રહે છે; (ii) બધા જ નિરીક્ષકો માટે પ્રકાશનો વેગ એકસરખો રહે છે, જે પ્રકાશના ઉદ્ગમસ્થાન તથા નિરીક્ષકની ગતિથી સ્વતંત્ર છે.

વ્યાપક સાપેક્ષવાદમાં, આઇન્સ્ટાઇન જડત્વીય અને ગુરુત્વીય અસરો વચ્ચેના સામ્યને ઉપયોગમાં લે છે. તત્પશ્ચાત્ તે ન્યૂટનના ગુરુત્વાકર્ષી સિદ્ધાંતની સાપેક્ષિકીય (relativistic) વ્યાપકતાની સફળતા તરફ દોરી જાય છે.

બીજાં જાણીતાં બળોની સાપેક્ષે ગુરુત્વાકર્ષી બળ અતિ મંદ (weak) હોઈ વ્યાપક સાપેક્ષવાદનાં પરિણામો જૂજ કિસ્સાઓમાં ચકાસી શકાયાં છે. ખાસ કરીને તેનાં પ્રયોજનો ન્યૂટ્રૉન તારકોની સંરચના, શ્યામલગર્ત (black hole) તથા સૌરમંડળના પદાર્થોની ગતિ તથા બ્રહ્માંડવિદ્યા પૂરતાં મર્યાદિત છે. પારમાણ્વિક, ન્યૂક્લિયર અને ઉચ્ચ ઊર્જા ભૌતિકીની સાપેક્ષિકીય અસરોના નિરૂપણમાં વિશેષ સાપેક્ષવાદ પૂરતો છે.

સાપેક્ષવાદને સરળ રીતે સમજવાની આવશ્યકતા છે. પ્રિયજન સાથે ગાળેલો એક કલાક એક મિનિટ જેટલો લાગે છે. અણગમતી વ્યક્તિ સાથે ગાળેલ પાંચ મિનિટ કલાક જેટલી લાગે છે. આ રીતે અનુભવનારને સમય સાપેક્ષ લાગે છે.

દોડતી રેલવેગાડીમાં આપણે બેઠા હોઈએ ત્યારે આસપાસનાં વૃક્ષો, વ્યક્તિઓ, વસ્તુઓ વિરુદ્ધ દિશામાં જતાં ભાસે છે; જ્યારે ગાડીની બહાર સ્થિત વ્યક્તિને આ બધું સ્થિર લાગે છે. સમાંતર ટ્રૅક ઉપર રહેલી બે ગાડીઓમાં, જ્યારે બીજી ગાડી ઊપડે છે ત્યારે આપણી ગાડી, વાસ્તવમાં સ્થિર હોવા છતાં, ઊપડેલી લાગે છે. કુરુક્ષેત્રના મેદાનમાં અર્જુનને ગતિશીલ વસ્તુઓ સ્થિર અને સ્થિર વસ્તુઓ ગતિ કરતી લાગેલી.

આ બધાં સાપેક્ષવાદનાં દૃષ્ટાંતો છે. ટૂંકમાં, બાહ્ય, દૃશ્ય જગત જેવું દેખાય છે તેવું વાસ્તવમાં નથી. તેની પાછળ કોઈ જુદી જ જાતની વાસ્તવિકતા રહેલી છે; જેનું એક પાસું સાપેક્ષવાદ બહાર લાવે છે.

ટૂંકમાં, સમય તથા અવકાશના અંતરાલો (intervals) નિરીક્ષકની સ્થિતિ ઉપર નિર્ભર છે. કોઈને અંતરાલો ટૂંકાં, તો કોઈને લાંબાં થતાં લાગે છે. અહીં નિરપેક્ષતાનો છેદ ઊડી જાય છે. ઉપર નિર્દેશિત કરેલ પ્રકૃતિના નિયમો અને પ્રકાશના વેગના અચળત્વનાં વિધાનોને આધારે જુદા જુદા નિરીક્ષકોએ ઉપયોગમાં લીધેલા સમય અને અવકાશના યામો(co-ordinates)ને લોરેન્ટ્ઝનાં રૂપાંતરણો (Lorentz’ transfermations) દ્વારા જોડી શકાય છે.

એટલે કે જે બે ઘટનાઓ (events) એક નિરીક્ષકને એક જ સમયે થતી દેખાય છે તે ઘટનાઓ પ્રથમ નિરીક્ષકની સાપેક્ષે એકધારી ગતિ કરતા બીજા નિરીક્ષકને એક જ સમયે થતી દેખાશે નહિ. આવી સંબંધિત ઘટનાઓના અનુક્રમ ઉપર કોઈ પણ રીતે કોઈ જ અસર થતી નથી એટલે કે કાર્યકારણ(causation)ની વિભાવનાનો ક્યાંયે ભંગ થતો નથી. બંનેને એકબીજાની સાપેક્ષે ઘડિયાળો ધીમી જતી હોય તેવું લાગે છે. આ ઘટનાને કાલ-વૃદ્ધિ (time dilation) કહે છે; ઉદાહરણ તરીકે, રેડિયો-ઍક્ટિવ ઉદ્ગમની સાપેક્ષે V વેગથી ગતિ કરતા નિરીક્ષકને સરેરાશ ક્ષય-સમય (decay time) T_V સ્થિર નિરીક્ષકે નોંધેલા સરેરાશ સમય T_O કરતાં લાંબો લાગે છે. એટલે કે ગતિ કરતાં નિરીક્ષકને આ ઘટના લાંબી અને સ્થિર નિરીક્ષકને તે જ ઘટના ટૂંકી લાગે છે, જે સૂત્રથી મળે છે.

અહીં C, પ્રકાશનો વેગ છે.

જો સ્થિર નિરીક્ષકે માપેલ સળિયાની લંબાઈ 1₀ હોય અને V વેગથી સાપેક્ષ ગતિ કરતા નિરીક્ષકે તે જ સળિયાની માપેલી લંબાઈ l હોય તો તેમને નીચેના સૂત્રથી જોડી શકાય છે :

અહીં l_Oને ઉચિત લંબાઈ (proper length) કહે છે.

તે જ રીતે V વેગથી સાપેક્ષ ગતિ કરતા નિરીક્ષકે નક્કી કરેલું પદાર્થનું દળ m અને સ્થિર નિરીક્ષકે નક્કી કરેલું દળ m_O નીચેના સૂત્રથી મળે છે :

અહીં પદાર્થનાં દળ, વેગમાન અને ઊર્જાના સંરક્ષણના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.

આ સૂત્રને આધારે પદાર્થની કુલ ઊર્જા E = mc² પ્રચલિત સૂત્ર મળે છે.

અહીં V < < C હોય ત્યારે કુલ ઊર્જા ન્યૂટનના ગતિશાસ્ત્રને અનુરૂપ થાય છે.

ન્યૂટનના ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમથી ગ્રહોની ગતિનો અભ્યાસ શક્ય બન્યો. ન્યૂટનના ગતિના ત્રણ નિયમોનું વ્યાવહારિક સ્વરૂપ એટલે ઔદ્યોગિક ક્રાંતિ. ન્યૂટનના ગતિશાસ્ત્રના મૂળમાં પંચતત્ત્વોની વિભાવના પાયારૂપ છે. તે પછી ઈથરનો ખ્યાલ આવ્યો. તે મુજબ, આખુંયે વિશ્વ વજનરહિત, પારદર્શક, અવરોધહીન ઈથર નામના સતત (સળંગ) પ્રવાહીથી તરબતર છે; જેમાં સઘળા પદાર્થો નિર્વિઘ્ને ગતિ કરે છે.

ન્યૂટનના ગતિશાસ્ત્ર મુજબ કોઈ નિરીક્ષક ગતિ કરતી ટ્રેનની દિશામાં ગતિ કરતો હોય તો તેને ટ્રેન ધીમે જતી લાગે છે. બંનેની ગતિ વિરુદ્ધ દિશામાં હોય તો ટ્રેન ઝડપથી જતી લાગે છે. હવે આ ઘટનાને પ્રકાશના વેગ સાથે સરખાવી શકાય. પ્રકાશની ગતિની દિશામાં નિરીક્ષક ગતિ કરે તો પ્રકાશ ધીમે ગતિ કરતો લાગશે. તેથી ઊલટું થાય તો પ્રકાશ વધુ ઝડપથી જતો લાગશે. ન્યૂટનના ગતિશાસ્ત્ર મુજબ આમ થાય છે – થવું જોઈએ.

1887માં માઇકલસન અને મોર્લેએ પ્રકાશનો વેગ માપવા પ્રયોગો કર્યા. વિવિધ સ્થિતિમાં વિવિધ સમયે પ્રયોગ કરતાં પ્રકાશનો વેગ અચળ મળ્યો. આ રીતે તમામ નિરીક્ષકોની સાપેક્ષે – પછી ભલે તેઓ ગમે તે દિશામાં ગતિ કરતા હોય  પ્રકાશનો વેગ એકસરખો મળે છે. ઉપરાંત પ્રકાશનો વેગ મહત્તમ છે.

આથી ઈથર માધ્યમની માન્યતા રદ થઈ અને ન્યૂટનના ગતિશાસ્ત્રની મર્યાદા છતી થઈ; તેથી ન્યૂટનનાં સમીકરણોનું સ્થાન આઇન્સ્ટાઇનનાં સમીકરણોએ લીધું. પદાર્થની ગતિ ઓછી હોય ત્યારે આઇન્સ્ટાઇનનાં સમીકરણો ન્યૂટનનાં સમીકરણો બને છે. સૂક્ષ્મ કણોની ગતિના વર્ણન માટે આઇન્સ્ટાઇનનાં સમીકરણોથી કામ લેવું પડે છે અને તે સંજોગોમાં ન્યૂટનનું ગતિશાસ્ત્ર મર્યાદિત બને છે. આ રીતે સાપેક્ષવાદથી મર્યાદિત ન્યૂટનનું ગતિશાસ્ત્ર વિસ્તૃત બન્યું.

ઈથરના ખ્યાલને, નિરપેક્ષ સમય અને અવકાશને સાપેક્ષવાદ નકારે છે. સાપેક્ષવાદ માટે ઘણા તર્ક-વિતર્ક ચાલતા રહ્યા છે; પણ પ્રાયોગિક રીતે સાચો ઠરતાં તે સ્વીકૃત બન્યો છે.

દ્રવ્ય અને શક્તિનું એકત્વ એ વિશેષ સાપેક્ષવાદની મહાન ફલશ્રુતિ ગણાય; જે E = mc² વડે વ્યક્ત થાય છે. આ સમીકરણનું રુદ્ર સ્વરૂપ એટલે હીરોશીમા અને નાગાસાકીનો વિનાશ. તેનું રમ્ય સ્વરૂપ એટલે ઘેર ઘેર અણુવિદ્યુત-આધારિત ઉજાસ અને સુવિધાઓ.

સામાન્ય (વ્યાપક) સાપેક્ષવાદ : તે આઇન્સ્ટાઇને 1915માં વિકસાવેલો ગુરુત્વાકર્ષણનો ભૌતિક સિદ્ધાંત છે. તે વિશેષ સાપેક્ષવાદનું વ્યાપ્તીકરણ છે, જેમાં મર્યાદિત સંજોગોમાં ન્યૂટનના ગતિશાસ્ત્રનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે ગતિ કરતા પદાર્થનો વેગ (V) → પ્રકાશનો વેગ (C) થાય ત્યારે સામાન્ય સાપેક્ષવાદ અને જ્યારે V < < C થાય ત્યારે ન્યૂટનનું ગતિશાસ્ત્ર લાગુ પડે છે.

ગુરુત્વબળ અને પ્રવેગી ગતિ વચ્ચે સામ્ય છે તેવું અહીં કેટલાંક ઉદાહરણોને આધારે બતાવી શકાય તેમ છે. સ્થિર લિફ્ટની અંદર પદાર્થને નીચે પડવા દેવામાં આવે તો તેના ઉપર ગુરુત્વપ્રવેગ (g) લાગુ પડે છે. હવે આ લિફ્ટ ગુરુત્વપ્રવેગ(g)થી ઊર્ધ્વ દિશામાં પ્રવેગી ગતિ કરે ત્યારે તે જ પદાર્થને પડવા દેવામાં આવે તો અગાઉના જેવું જ પરિણામ મળશે. (જુઓ આકૃતિ.)

તુલ્યતાના સિદ્ધાંતનું નિર્દેશન કરતું આઇન્સ્ટાઇનનું એલિવેટર. એલિવેટરનો પ્રવેગ ગુરુત્વપ્રવેગ જેટલો છે.

આ ઉપરથી આઇન્સ્ટાઇને તુલ્યતા(equivalence)નો સિદ્ધાંત નીચે મુજબ આપ્યો, જે વ્યાપક સાપેક્ષવાદ માટે સીમાચિહ્નરૂપ છે. સ્થાનિક રીતે, ગુરુત્વાકર્ષી ક્ષેત્રની ભૌતિક અસર અને પ્રવેગી-યામપદ્ધતિમાં થતી ભૌતિક અસર વચ્ચે સહેજ પણ ભેદ પાડી શકાતો નથી.

ન્યૂટનના મત મુજબ સમય અને અવકાશ નિરપેક્ષ છે એટલે જ તો પ્રકાશની ગતિમાં વિરોધાભાસ ઊભો થયેલો; પરંતુ આઇન્સ્ટાઇનના મત મુજબ સમય અને અવકાશના અંતરાલો સાપેક્ષ છે. આ સમય અને અવકાશના માધ્યમમાં જ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ કાર્ય કરે છે. અહીં અવકાશનાં ત્રણ અને ચોથું સમયનું પરિમાણ મળી કુલ ચાર પરિમાણોનું સમયાવકાશ (space-time) માધ્યમ રચાય છે. આવા સમયાવકાશ માધ્યમમાં બધા જ અવકાશીય પદાર્થો ગતિ કરે છે. આ બધા વિશાળ પદાર્થોની હાજરીથી સમયાવકાશ વક્ર બને છે. આઇન્સ્ટાઇનના મતે સમયાવકાશની આવી વક્રતા ગુરુત્વાકર્ષણ રૂપે અનુભવાય છે. અહીં ખૂબીની વાત તો એ છે કે આવા વક્ર સમયાવકાશમાં પ્રકાશના કિરણ સહિત પદાર્થોનો ગતિપથ વક્ર બને છે; ઉદાહરણ રૂપે સમતલ સપાટી ઉપર કીડી સુરેખ ગતિ કરી શકે છે, પણ ગોળ દડા ઉપર તેનો ગતિપથ વક્ર બને છે. આથી પ્રકાશ મોટા તારા કે ગ્રહ પાસે થઈને પસાર થાય છે ત્યારે તેનો ગતિપથ વક્રતા ધારણ કરે છે. દૂરના પ્રકાશનું કિરણ સૂર્ય પાસે થઈને પસાર થતાં તે સૂર્ય તરફ વંકાય છે. 1919ના પૂર્ણ સૂર્યગ્રહણથી આ ઘટના પુરવાર થઈ છે.

તે જ રીતે સૂર્યનીચની પ્રગતિ (advance of perchelion) અને ગુરુત્વીય અભિરક્ત વિસ્થાપન(red shift)થી પણ વ્યાપક સાપેક્ષવાદને નિર્ણાયક અનુમોદન મળે છે.

માણસના રોજબરોજના વ્યવહારમાં ન્યૂટનના ગતિશાસ્ત્રનો ઉપયોગ અને અનુભવ થાય છે. અત્રે, આવા સંજોગોમાં સાપેક્ષવાદની અસરો જોવા મળતી નથી. વ્યાપક સાપેક્ષવાદની અસરો અનુભવવા માટે પેટા પારમાણ્વિક કણોના સૂક્ષ્મ જગત(microscopic world)માં અથવા વૈશ્વિક ક્રમના સ્થૂળ અવકાશીય જગત(macroscopic world)માં પ્રવેશ મેળવવો પડે.

આજના આધુનિક બ્રહ્માંડવિજ્ઞાનનો પાયો સામાન્ય સાપેક્ષવાદ બની ચૂક્યો છે. સમગ્ર બ્રહ્માંડ નાનામોટા અવકાશી પદાર્થો(પિંડો)થી ચકચૂર છે. તેમનું દ્રવ્ય આઇન્સ્ટાઇનના સિદ્ધાંત મુજબ સમયાવકાશમાં વક્રતા પેદા કરે છે અને બ્રહ્માંડમાં સતત બદલાતું (વિસ્તરતું) રહે છે. તારાવિશ્ર્વો (galaxies) એકબીજાથી દૂર દૂર જાય છે. જ્યારે વધુ વિકાસ (વિસ્તાર) અટકી જશે ત્યારે સમગ્ર દ્રવ્ય આકર્ષણબળથી નજીક આવશે. તે રીતે બ્રહ્માંડનાં સદૈવ વિકાસ અને સંકોચન થયાં કરશે. એટલે કે બ્રહ્માંડ સ્થિર સ્થિતિમાં રહી નહિ શકે.

વિજ્ઞાન અને ટૅક્નૉલૉજીના વિકાસ સાથે અભ્યાસ અને સંશોધન માટે સાધન-સુવિધાઓ વધતાં, શક્તિશાળી દૂરબીન વડે અવલોકી શકાયું છે કે તારાવિશ્ર્વો એકબીજાંથી દૂર જાય છે એવું તો છે જ પણ જેમ વધુ દૂર જાય છે તેમ વધુ વેગથી દૂર જાય છે.

આવાં સંશોધનોના આધારે બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિ, ઉત્ક્રાંતિ અને ભાવિ અંગેની ચર્ચાઓ વધુ ઘેરી અને રસપ્રદ બની રહી છે. આજે દૂર જઈ રહેલાં તારાવિશ્ર્વો ભૂતકાળમાં નજીક હોવાં જોઈએ. આ હકીકતને અતિદૂરના ભૂતકાળમાં લઈ જવામાં આવે તો એક સમયે (આશરે 15 અબજ વર્ષ પહેલાં) વિશ્વનું તમામ દ્રવ્ય એક નાના પિંડ તરીકે ભેગું હશે. આવા પિંડનું તાપમાન કલ્પના બહારનું વધારે, દળ અનંત અને કદ શૂન્યવત્ હોવું જોઈએ અને તે પોતાની ધરી ઉપર પ્રચક્રણ (spin) કરતો હોવો જોઈએ. આવા પિંડનો વિસ્ફોટ થતાં બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિ સાથે સમગ્ર દ્રવ્ય પ્રચક્રણ ગતિ સાથે દૂર દૂર ફેંકાયું હશે અને તે રીતે તેનો વિકાસ થયો હશે. આ ઘટના મહાવિસ્ફોટ (bigbang) તરીકે ઓળખાય છે. વિશ્વનું સંકોચન થતાં ફરીથી સમગ્ર દ્રવ્ય એક જ બિંદુ ઉપર આવીને પડશે; જે મહાઆપત્તિ (big crunch) તરીકે ઓળખાશે.

તારાઓનાં જન્મ, જીવન અને મૃત્યુ સાથે સામાન્ય સાપેક્ષવાદ ગાઢ રીતે સંકળાયેલ છે. ગુરુત્વબળ તારાઓ માટે હાર્દરૂપ છે; જ્યારે તારાનું વજન ઓછું – બે કે ત્રણ સૂર્યદળ જેટલું – હોય ત્યારે તે શ્વેત વામન (white dwarf) કહેવાય છે. તે પછી વધુ સંકોચાતા ન્યૂટ્રૉન તારક બને છે. જે શાંત હોય છે. ગરમીપ્રકાશ વિના ઘૂમ્યા કરે છે. તારો સૂર્યથી વીસ-ત્રીસ ગણો મોટો હોય તો તે સ્થિર રહી શકતો નથી અને સામાન્ય સાપેક્ષવાદ પ્રમાણે તેનું અંતહીન સંકોચન થાય છે. જ્યારે મોટા દળવાળા તારાનું અંતહીન રીતે ગુરુત્વીય ભંગાણ (gravitational collapse) સર્જાય છે ત્યારે તે શ્યામલ ગર્ત(black hole)માં પરિણમે છે. છેલ્લા એક-બે દસકામાં થયેલા સાપેક્ષવાદના અભ્યાસ ઉપરથી એક બીજી નવી શક્યતા ઊભી થઈ છે. ગુરુત્વીય ભંગાણને અંતે શ્યામલ ગર્ત થવાને બદલે એક વિસ્ફોટપુંજ અથવા અગ્નિગોળો (fire ball) પણ થઈ શકે છે.

નિરીક્ષણોને આધારે આજે વિશ્વમાં કેટલાય જ્યોતિપુંજો અવલોકાયા છે. તેમાંથી અવિરતપણે અખૂટ ઊર્જાનો ધોધ છૂટ્યા કરે છે. આ બાબતના ટેકા રૂપે વિશ્વમાં ક્યાંક ક્યાંક આવા ગૅમા-વિસ્ફોટ જોવા મળે છે. આટલી બધી ઊર્જાનું રહસ્ય જાણવા માટે આધુનિક વિજ્ઞાન મથામણ કરી રહ્યું છે. વિજ્ઞાનના આજના વિકાસદરને આધારે અંદાજી શકાય કે એકવીસમી સદીના અંત સુધીમાં આવાં રહસ્યો પામી શકાશે.

આ બધી ચર્ચામાં ભૌતિક રાશિ-બળનો સિંહફાળો રહ્યો છે. તે સાથે સાથે એક એવો પણ સવાલ થાય છે કે આ સૃષ્ટિનું સંચાલન કોણ કરે છે ? અભ્યાસ અને સંશોધનને આધારે કહી શકાય કે કેટલાંક મૂળભૂત પ્રકૃતિ ધરાવતાં બળો જ સૃષ્ટિનું સંચાલન કરે છે.

બાળપણથી સૌ કોઈ ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો અનુભવ કરતાં આવ્યાં છે. પૃથ્વીના પૂરતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે સૌ પૃથ્વી સાથે ચીટકીને રહે છે તે માટેનું વાતાવરણ પણ રહે છે. તેથી જ પૃથ્વી ઉપર માનવજીવનનો વિકાસ પણ થયો છે. ગુરુત્વાકર્ષણ-બળ માત્ર તારાઓ, તારાવિશ્ર્વો કે બ્રહ્માંડના સ્તરે મહત્વનું છે એમ નથી. પૃથ્વી ઉપરનું જીવન અને જીવનવ્યવસ્થા આ બળને આભારી છે. ગુરુત્વબળ એવું મૂળભૂત બળ છે જે માનવની જીવવાની પદ્ધતિ તથા તેની અનેકવિધ વર્તનલીલા પર અસર કરી તેમનું ઘડતર કરે છે.

સામાન્ય સાપેક્ષવાદમાં તો ગુરુત્વબળનો મહિમા છે. આ સાથે વિશ્વમાં બીજાં બળો પણ પ્રવર્તે છે; જેમ કે, વીજચુંબકીય બળ, મંદ બળ (weak force) અને પ્રબળ બળ (strong force). આ બધાં બળોનાં લક્ષણો અને ક્ષેત્રો જુદાં જુદાં છે.

આઇન્સ્ટાઇને તેમના જીવનના અંતિમ દિવસોમાં આ બધાં બળોની એકતા સાધવા ખૂબ જ મહેનત કરી, પણ તેમાં સફળતા મળી નહિ. તેમના અવસાન બાદ આ બધાં બળોની એકતા સાધવાના પ્રયાસો નિરંતર ચાલુ જ છે. સઘન સંશોધનને આધારે એટલું તો સુનિશ્ચિત થયું છે કે, વિદ્યુતચુંબકીય, મંદવિદ્યુત અને પ્રબળ બળ ક્વૉન્ટમ-પ્રકૃતિ (સ્વરૂપ) ધરાવે છે. ગુરુત્વબળ પણ આવું ક્વૉન્ટમ-સ્વરૂપ ધરાવે છે એવું ઠોસપણે નક્કી કરી શકાય તો ચારેય બળોને એકજૂટ કરી શકાય. તો તેવા સંજોગોમાં ચારેય બળોને એક સૂત્રમાં બાંધી શકાય અને તે રીતે એકાત્મ (એકીકૃત) સંયુક્ત સિદ્ધાંત (unified theory of forces) મળી શકે.

શિવપ્રસાદ મ. જાની

પ્રહ્લાદ છ. પટેલ