બ્રહ્માંડ વિશેનું આપણું જ્ઞાન કેવી રીતે વિસ્તાર પામ્યું? --- ડૉ. જે. જે. રાવલ

આપણે દિવસે કે રાતે આકાશ તરફ જોઈએ તો લાગે કે બ્રહ્માંડ આપણી ફરતે ફરે છે. ૧૫૪૨ની સાલ પહેલાં લોકો માનતાં કે પૃથ્વી વિશ્ર્વના કેન્દ્રમાં છે અને આખું વિશ્ર્વ પૃથ્વીની ફરતે ફરે છે. આ રીતે પુરાતન કાળમાં પૃથ્વીનું ઘણું મહત્ત્વ હતું. તેનું એકચક્રીય રાજ હતું. પુરાતનકાળમાં વિશ્ર્વ એટલે પૃથ્વી અને તેની માથે તારલાભર્યું આકાશ અને તેમાં સૂર્ય, ચંદ્ર, ગ્રહો વિહાર કરે. આપણા મનીષીઓને પાંચ હજાર વર્ષ પૂર્વે ખબર હતી કે સૂર્ય જ ગ્રહમાળાના કેન્દ્રમાં છે અને પૃથ્વી પોતાની ધરી પર ગોળ ગોળ ફરે છે. પણ આપણને જ આપણા જ્ઞાનની ખબર ન હતી. આપણે જ આપણા જ્ઞાનથી અજાણ હતા. શાસ્ત્રોમાં લખ્યું છે ધ્યેય: સદા સવિતુ મંડલ મધ્યવર્તી, અર્થાત્ આકાશ મંડળના મધ્યમાં રહેલા સૂર્યનું ધ્યાન ધરો. આ દર્શાવે છે કે આપણા મનીષીઓને ખબર હતી કે સૂર્ય વિશ્ર્વના કેન્દ્રમાં છે. આ વિચારસરણી સૂર્ય-કેન્દ્રીય વિશ્ર્વવિચારસરણી (sun Centered universe / hello centric universe) કહેવાય છે કે પૃથ્વી-કેન્દ્રીય વિશ્ર્વવિચાર સરણીને Geo centric universe કહેવાય છે. પુરાણોમાં લખ્યું છે કે પૃથ્વી પ્રાંગમુખી ભ્રમતી અર્થાત્ પૃથ્વી પશ્ર્ચિમથી પૂર્વ તરફ પોતાની ધરી પર ઘુમે છે. ગ્રીસમાં ર૩૦૦ વર્ષ પૂર્વે સેમોસના એરિસ્ટાર્ચસે કહેલું કે ગ્રહો પોતપોતાની ધરી પર ગોળ ગોળ ઘુમે છે. સાથે સાથે તેઓ સૂર્યની પણ પરિક્રમા કરે છે. પણ એરિસ્ટાર્મસનું કોઈએ સાંભળ્યું નહીં. તે ૧૮૦૦ વર્ષ પહેલાં જન્મી ગયો હતો, તેમાં બીજા વિદ્વાનોની દલીલો એ હતી કે જો પૃથ્વી ગોળ ગોળ ફરતી હોય તો આપણાથી અંતરીક્ષમાં ફેંકાયેલો દડો આપણી પાછળ પડવો જોઈએ. આપણા હાથમાં ન આવવો જોઈએ. આવું બનતું નથી. હવે આપણને સમજાયું છે કે પૃથ્વીથી થોડે અંતરે અંતરીક્ષમાં ગયેલો દડો, પૃથ્વી સાથે જ જડાયેલો ગણાય, પણ જો આપણે રોકેટને એક દેશમાંથી બીજા દેશમાં લાંબા અંતરે ફેંકીએ તો આપણે જે ટારગેટે રોકેટને ફેંકવાનું હોય તેનાથી ઓછાં અંતરે ટારગેટ કરવું પડે, નહીં તો તે ટારગેટને ચૂકી જાય અને ટારગેટની પાછળ પડે. પૃથ્વી સૂર્યની પરિક્રમા કરે છે તેની વિરુદ્ધમાં પ્રાચીન વિદ્વાનોની દલીલ એમ હતી કે જો પૃથ્વી સૂર્યની પરિક્રમા કરતી હોય તો તે જે દિશામાં ગતિ કરતી હોય તે દિશાના તારા નજીક આવતા દેખાય અને મોટા મોટા થતાં દેખાય અને વિરુદ્ધ દિશામાં આનાથી ઊલટું દેખાય, પણ આમ થતું દેખાતું નથી. હવે આપણને ખબર પડી છે કે તારા એટલા બધા દૂર છે કે આ ફેરફાર સૂક્ષ્મ હોવાથી નરીઆંખે દેખાતો નથી, પણ હવે વિજ્ઞાનીઓએ એવાં ઈન્સ્ટ્રુમેન્ટ બનાવ્યાં છે કે આ ફેરફાર નોંધી શકાય છે. તેમ છતાં છેક ૧પ૪ર સુધી લોકો માનતા રહ્યા હતા કે પૃથ્વી વિશ્ર્વના કેન્દ્રમાં છે. 

ખગોળવિદોએ પૃથ્વી વિશ્ર્વના કેન્દ્રમાં છે તેવી વિચારસરણી (Geo centric universe)નો સ્વીકાર કર્યો હતો, પણ તેમને બે નિરીક્ષણો સમજાતાં ન હતાં. એક કે ગ્રહો વક્રગતિ શા માટે કરે છે. બીજું કે ગ્રહો એક સ્થિતિમાં બહું નજીક તેજસ્વી અને મોટા દેખાય છે, જ્યારે બીજા સમયે એ જ પરિસ્થિતિમાં તે દૂર ઝાંખા અને નાના દેખાય છે. આ નિરીક્ષણ તેઓએ ગ્રહોના અંતર અને સાઈઝના વેધો લેવાથી જણાઈ હતી. આ ગૂંચવણ તેમને સતાવતી હતી. આ ગૂંચવણને ઉકેલવા ઈસુની સદીના પ્રાથમિક વર્ષોમાં વિચક્ષણ ખગોળ વિજ્ઞાની ટૉલેમીએ એક સ્કીમની (યોજનાની) કલ્પના કરી. તે મુજબ ગ્રહ પૃથ્વીની ફરતે વર્તુળમાં પ્રદક્ષિણા નથી કરતો પણ એક બિન્દુ વર્તુળકક્ષામાં પૃથ્વી ફરતે ફરે છે અને તેની ફરતે વર્તુળકક્ષામાં ગ્રહ ફરે છે. આ યોજનાનો ખગોળવિદો સાઈકલ અને એપી-સાઈકલ (cycle and epi cycle) કહે છે. પુરાતન સમયમાં વર્તુળ દૈવી વક્ર ગણાતું માટે ગ્રહોની કક્ષા તેમણે વર્તુળમાંની લીધી હતી. તેની પાછળ ચોક્કસ નિરીક્ષણ ન હતું. ટૉલેમીની આ સ્કીમ (યોજના) રાહત આપતી દેખાઈ પણ તે ગ્રહોની ગતિવિધિ સંતોષી ન શકી. તો ટૉલેમીએ કહ્યું કે પૃથ્વીની ફરતે વર્તુળકક્ષામાં એક બિન્દુ પરિક્રમા કરે છે. આ બિન્દુની ફરતે વર્તુળકક્ષામાં એક બીજું બિન્દુ પરિક્રમા કરે છે અને તે બીજા બિન્દુની ફરતે વર્તુળ કક્ષામાં ગ્રહ પરિક્રમા કરે છે. એટલે કે વર્તુળ એની ઉપર વર્તુળ અને એની ઉપર વર્તુળકક્ષામાં ગ્રહ પરિક્રમા કરે છે. તેને સાઈકલ, એપી-સાઈકલ અને એપી-એપી-સાઈકલ (cycle and epi cycle and epi epi cycle )ની યોજના કહે છે. આ હકીકતમાં ગ્રહની ગતિવિધિનો મેળ બેસાડવાની કાલ્પનિક યોજના હતી. તે કૃત્રિમ યોજના હતી અને દિવસે દિવસે ગ્રહની ગતિવિધિ સમજાવવા જટિલ બનતી ચાલી. જાણે કે મારી મચેડીને ગ્રહની ગતિવિધિ સમજાવવાની જ હોય તેવી આ સ્કીમ હતી. બીજી કોઈ સમજણની ગેરહાજરીમાં ટૉલેમીની આ સ્કીમ ૧૩૦૦ વર્ષ ચાલી તે એટલી જ જટિલ બની ગઈ હતી કે ખગોળ વિજ્ઞાનીઓ આ સ્કીમથી કંટાળી ગયા હતા. પણ આ બાબતે બીજો રસ્તો દેખાતો ન હતો. અગિયારમી સદીના વિખ્યાત આરબ ખગોળ વિજ્ઞાની ઓમર ખય્યામે સૂર્યમંડળની ગતિવિધિને સમજાવતી આ સ્કીમ તેમને ખૂંચતી લાગી, સમજમાં જ ન આવી, કૃત્રિમ લાગી, તેથી તેમણે ખગોળવિજ્ઞાનને જ તિલાંજલિ આપી અને દારૂ અને રુબાયતોને રવાડે ચડી ગયા. ૧૫૪૨માં મરણ પથારીએ પડેલા પૉલેન્ડના પાદરી, ગણિત અને ખગોળ વિજ્ઞાની નિકોલસ કોપરનિક્સે પોતાનું પુસ્તક પ્રગટ કરી જાહેર કર્યું કે પૃથ્વી નહીં, પણ સૂર્ય વિશ્ર્વના કેન્દ્રમાં છે અને પૃથ્વી સહિતના બધા જ ગ્રહો વર્તુળકક્ષામાં સૂર્યની પરિક્રમા કરે છે. 

કોપરનિક્સની સૂર્ય-કેન્દ્રીય થીઅરીએ ખગોળ-વિજ્ઞાનીઓને મૂંઝવતો વક્રગતિનો પ્રશ્ર્ન હલ કર્યો, કારણ કે અંદરનો ગ્રહ ઝડપી ગતિ કરે છે, તેથી તેની પરથી જોતાં જ્યારે અંદરનો ગ્રહ બહારના ગ્રહ નજીક જાય ત્યારે બહારનો ગ્રહ વક્ર ગતિ કરતો દેખાય. આ એક આભાસ છે, કારણ કે હકીકતમાં કોઈ ગ્રહ વક્રગતિ કરતો જ નથી, પણ કોપરનિકસની સૂર્ય-કેન્દ્રીય થીઅરી એ સમજાવી શકી નહીં કે શા માટે અમુક ચોક્કસ સ્થિતિમાં ગ્રહો તેજસ્વી મોટા અને નજીક દેખાય છે અને તે જ સ્થિતિમાં અમુક બીજા સમયે તે નાના ઝાંખા અને દૂર દેખાય છે, કારણ કે બધાં જ ગ્રહો જો વર્તુળકક્ષામાં સૂર્યની પરિક્રમા કરતા હોય તો બંને પરિસ્થિતિ અદલો-અદલ સમાન હોવી જોઈએ. આ પરિસ્થિતિએ કોપરનિક્સની થીઅરી પર શંકા જગાડી. 

ટાયકો બ્રાહે જેવા મહાન ખગોળ નિરીક્ષકે કોપરનિક્સની થીઅરીને સાચી સ્વીકારવાનો ઈન્કાર કર્યો. બ્રાહેએ કહ્યું કે પૃથ્વી વિશ્ર્વના કેન્દ્રમાં છે, પણ સૂર્ય અને ચંદ્ર પૃથ્વીની પરિક્રમા કરે છે પણ ગ્રહો બધા સૂર્યની પરિક્રમા કરે છે તેથી આપણને ગ્રહોની વક્ર ગતિ સમજાય છે અને ગ્રહો અમુક સમયે નજીક, પ્રકાશિત અને મોટા દેખાય છે અને એ જ પરિસ્થિતિમાં અમુક બીજા સમયે તે દૂર, ઝાંખા અને નાનાં દેખાય છે, તે પણ સમજી શકાય છે. યોગાનુયોગ ટાયકો બ્રાહેને તેના કાકા ડેન્માર્કના રાજા સાથે વેધશાળામાં અપાતી મોટી નાણાકીય સહાયની કાપ થઈ તે વિષયે ઝઘડો થયો. તે તેની કોપરનહેગનના વીન ટાપુની વેધશાળાનાં બધાં જ સાધનો લઈ જર્મનીનાં પ્રાગ શહેરમાં આવ્યો. બ્રાહેનું શરીર જબ્બર હતું. તેનો ખોરાક પણ જબ્બર હતો. તેનું દારૂ પીવાનું પણ જબ્બર હતું અને તેનો ગુસ્સો પણ જબ્બર હતો. તેણે ર૦ વર્ષ સુધી લગભગ દરરોજ રાતે તારા, ગ્રહોનો અભ્યાસ કરેલા અને આકાશપિંડોનાં ખૂબ જ ચોક્કસ અને સૂક્ષ્મ વેધ લીધેલાં અને તેની લોગબુક બનાવેલી આજ સુધી પણ ટાયકોનું નામ આકાશ નિરીક્ષક તરીકે સન્માન સાથે લેવાય છે, તેનો જોટો જડવો મુશ્કેલ છે.

ટાયકોનો મદદનીશ જો કોઈ ભૂલ કરે તો તે તેને લાફો મારી દે અને તેનો એક લાફો ખાય તે ત્રણ ગલોટીયા ખાઈ જાય. આવા ટાયકોની નીચે કામ કરવા જર્મનીનો ગરીબ પણ મિસ્ટિક ખગોળવિદ યોહાન્સ કેપ્લર આવે છે. કેપ્લરની ઘણી આજીજી પછી ટાયકો તેને મદદનીશ તરીકે સ્વીકારે છે અને તેને મંગળનો અભ્યાસ કરવાનું કહે છે, સાથે સાથે તાકીદ કરે છે કે જે નિરીક્ષણ કરે તે બરાબર નોંધે અને તેમાંથી થીઅરી બનાવવાની ક્રિયા માંડી વાળે. 

કેપ્લરે બરાબર તે પ્રમાણે મંગળનું નિરીક્ષણ અને અધ્યયન કર્યું. તેના આશ્ર્ચર્ય વચ્ચે તેણે જોયું કે ગ્રહ વર્તુળાકાર કક્ષામાં નહીં, પણ દીર્ઘવર્તુળાકાર કક્ષામાં (elliptical orbit, ellipse) સૂર્યની પરિક્રમા કરે છે. આભાર માનવો રહ્યો ગ્રીક ગણિત-ભૂમિતિ-ખગોળશાસ્ત્રીઓનો કે તેમણે વર્તુળ, દીર્ઘવર્તુળ (ellipse) પરવલય (parabola) અતિ પરવલય (hyperbola) વગેરેનું ગણિત અને ભૂમિતિ શોધી કાઢી હતી જેથી કેપ્લર ગ્રહનો માર્ગ દીર્ઘવર્તુળ છે તે જાણી શક્યો. 

એવામાં ટાયકોનું તેના શરીર, તેનો ગુસ્સો, તેની ખાવા-પીવાની ટેવોને લીધે અચાનક હાર્ટઍટેકમાં મૃત્યુ થયું. ટાયકોના નિરીક્ષણની બધી જ નોંધ કેપ્લરના હાથમાં આવી. તેણે ગ્રહગતિના ત્રણ નિયમો તારવ્યા જે ખગોળ વિજ્ઞાનના પાયાના બન્યા. આ નિયમો હતા કે ગ્રહો દીર્ઘવર્તુળમાં ગતિ કરે છે, ગ્રહ દર સેક્ધડે એક સરખું ક્ષેત્રફળ આવરે છે અને ગ્રહના પરિક્રમાના સમયનો વર્ગ તેના અંતરના ઘનના પ્રમાણમાં હોય છે. આ નિયમો નિરીક્ષણ પરથી તારવવામાં આવ્યા હતા. તેની પાછળનું ભૌતિકશાસ્ત્ર અજાણ્યું હતું. શા માટે ગ્રહો સૂર્યની પરિક્રમા કરે છે તે મૂળભૂત પ્રશ્ર્નનો જ જવાબ કેપ્લર પાસે ન હતો.

http://www.bombaysamachar.com/frmStoryShow.aspx?sNo=411901