‘నాకున్న జ్ఞానమంతా సముద్రతీరంలోని ఒక ఇసుక రేణువంత కూడా కాదు…’ అంటూ తన జ్ఞానసంపదకు తానే గీటురాయి గీసుకున్నాడు ప్రఖ్యాత శాస్త్రజ్ఞుడు ఐన్స్టీన్. ఓ శాస్త్రజ్ఞుడిగా తనకున్న పరిధిని, వివేకాన్ని నియంత్రించుకున్న ఐన్స్టీన్ మానవుడి మేధో పరిమితిని కూడా పరోక్షంగా ప్రశ్నించాడు. ఇప్పటిదాకా తెలుసుకున్నది అతి తక్కువని, శోధించాల్సిందే అనంతమని ఐన్స్టీన్ మనోభావన! ఈ విషయాలు మరింతగా తెలియాలంటే విశ్వనిర్మాణ నమూనాను తెలుసుకోవాల్సిందే!

విశ్వనిర్మాణ నమూనా! (వీmodel of the universe)
విశ్వానికి ఆది, అంతం లేదనేది శాస్త్రీయ ఆలోచన! అలాగే విశ్వానికి ఎల్లలు, దిశలు కూడా వుండవు. విశ్వం స్థిరమైంది కూడా కాదు. కాబట్టి నిరంతరం గమనంలో వుంటుంది. గమనంలో వున్న ప్రతిదీ మార్పు చెందడం సహజం! విశ్వం ఆవిర్భావం నుంచి (ఆవిర్భావం – మనం ఊహించుకునే ఓ భావన!) నిరంతరం మార్పు చెందుతూనే వుంది. ఈ మార్పు కూడా నిరంతరమే! ఈ విషయాల్ని ప్రకృతి సూత్రాల (Law of Nature) వివరణలో (చూడు) మూడవ సూత్రం – దక్కన్ల్యాండ్ మే 2023 సంచిక) వివరించడం జరిగింది.
ఇప్పటి జ్ఞానసంపద ప్రకారం, పాలపుంత, భూమి తదితర గ్రహాలు ఏర్పడిన తీరును వివరిస్తుంది. ఇవి ఏర్పడిన కాలాన్ని అంచనా వేస్తుంది. కాని, నక్షత్రాలు (సూర్యునితో సహా) ఏర్పడిన విధానం, వాటి వయస్సును అంచనా వేయలేదు. పోతే భవిష్యత్లో విజ్ఞానశాస్త్రం దీన్ని కూడా సాధించవచ్చు! ఈ నేపథ్యంలోనే మాక్స్ప్లాంక్ క్వాంటమ్ సిద్ధాంతం, ఐన్స్టీన్ సాపేక్ష సిద్ధాంతం ముందుకు వచ్చాయి. ఈ రెండింటి మేలుకలయిక సిద్ధాంతమే విశ్వనిర్మాణ నమూనా! అనగా బిగ్బాంగ్ (Big Bang) సిద్దాంతం యొక్క విధానాన్ని, జరిగిన తీరును, ఏర్పడిన పాలపుంత(లు) లాంటి తదితర ఖగోళ అంశాల్ని ప్రయోగపూర్వకంగా అంచనా వేయడం జరుగుతుంది. ఫలితాన్ని బట్టి విశ్వనిర్మాణ నమూనాన్ని నిర్దారించడం జరుగుతుంది. అనగా, కృత్రిమంగా బిగ్బాంగ్ను సృష్టించడ మన్నమాట!
బిగ్బాంగ్ సిద్దాంత ప్రయోగం:
మనకు కనిపిస్తున్న విశ్వం బిగ్బాంగ్ విధానంలో ఏర్పడిందని సిద్దాంతీకరించుకున్నాం. కాని, దీనికి ఆధారమైన ప్రయోగాలు గాని, నిరూపణలు గాని శాస్త్రజ్ఞుల దగ్గరలేవు. దీని నిరూపణకై ప్రయోగాలు చేయాలనే తపన దశాబ్దాల కాలంగా సాగుతూనే వుంది. చివరికి 20వ శతాబ్దపు చివరి దశకంలో దీనికై రూపకల్పన జరిగింది. సుమారు వంద దేశాలకు చెందిన 500కు పైగా వివిధ భౌతికశాస్త్రపరమైన సంస్థలకు చెందిన 10 వేలకు పైగా శాస్త్రజ్ఞుల సమిష్టి కృషి ఫలితంగా లార్జ్ హాడ్రన్ కొలైడర్ (Large Hadron Collider-LHC) అనే భారీ ప్రాజెక్టుకు రూపకల్పన జరిగింది. ఇందులో భారతీయ శాస్త్రజ్ఞులు సుమారు వందమంది దాకా వున్నారు. విజ్ఞానశాస్త్ర పరంగా ఇప్పటి వరకు జరిగిన అన్ని ప్రాజెక్టులకన్నా అత్యంత ఖరీదైన, అతిపెద్ద భారీ ప్రాజెక్టు ఇదే! యూరప్ అణుపరిశోధనా సంస్థ (European Union for Nuclear Research ఫ్రెంచ్లో CERN) చేపట్టిన ఈ ప్రాజెక్టు సృష్టి మూలాలను, పదార్థం పుట్టుకను గుర్తించాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నది.
ప్రాజెక్టు నిర్మాణం:

జెనీవాకు సమీపంలో, స్విడ్జర్లాండ్, ఫ్రాన్స్ సరిహద్దుల్లో ఈ ప్రాజెక్టుకై సుమారు 175 మీటర్ల లోతులో, విశాలమైన గోతిని తవ్వారు. గొయ్యిలో సుమారు 27 కి.మీ. చుట్టుకొలతలగల రెండు భారీ గొట్టాల్ని, వీటి చుట్టూ బలమైన అయస్కాంతాల్ని (super conductvity) అమర్చారు. దీనికి పెట్టిన ఖర్చు 4.5 బిలియన్ డాలర్లు కాగా, దీని నిర్వాహణకై ప్రతీ సంవత్సరం పెట్టె ఖర్చు సుమారు ఒక బిలియన్ డాలర్లని అంచనా.
ఈ విధంగా నిర్మించిన ప్రాజెక్టును 10 సెప్టెంబర్ 2008లో ప్రారంభించారు.
ప్రయోగ విధానం : (ప్రొటాన్ ప్రయోగం):
మొదట ఒక గొట్టంలో ఒక ప్రొటాన్ (proton) పుంజాన్ని అత్యంత వేగంతో (కాంతి వేగంలో 99.99% వేగంతో) పంపించారు. అనగా ఒక సెకను కాలంలో ఈ ప్రొటాన్ వేలాది సార్లు తిరుగుతుంది. మరో అయిదు గంటల తర్వాత మరో గొట్టంలో మరో ప్రొటాన్ను వ్యతిరేక దిశలో ప్రయోగించి, ఇరు ప్రొటాన్ పుంజాలు ఢీ కొనేలా చేసారు. గొట్టాల్లో ఉష్ణోగ్రత పెరగకుండా చూడడమే కాకుండా, మైనస్డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత ఉండేలా చర్యలు తీసుకున్నారు. ఈ విధంగా రెండు పుంజాల్ని కాంతివేగంతో ఢీ కొట్టించి అనేక రకాల ప్రాథమిక కణాలు విడుదల అయ్యేలా చూసారు. కాని, విడుదలైన ఈ ప్రాధమిక కణాల జీవిత కాలం సెకనులో కోటివంతు కన్నా తక్కువగా వున్నట్లు గుర్తించి, అవి అదృశ్యమయేలోపే వాటిని వందలాది ఫొటోల్లో బంధించడం ఈ పరిశోధన యొక్క గొప్ప విజయం! ఇలా తీసిన ఫోటోల ఆధారంగా, ప్రాథమిక కణాల భౌతిక లక్షణాల్ని అంచనా వేయడం మరో విశేషం!
విశ్వం కూడా ఈ విధంగానే ఏర్పడిందనే భావనతో చేపట్టిన ఈ ప్రయోగం అందించే ఫలితాలతో విశ్వనిర్మాణ నమూనాను నిర్ధారించడమే ఈ భారీ ప్రాజెక్టు లక్ష్యం!

విశ్వం గూర్చి అంచనాలు:
విశ్వం అనగానే ఆకాశం (దీనికి పరిధి, పరిమితి, దిశ తదితర అంశాలు లేవు), వాతావరణం, గ్రహాలు, నక్షత్రాలు, తోక చుక్కలు అని భావిస్తూ వుంటాం. కాని వీటి ఆవిర్భావానికి ముందు, ప్రస్తుతం మిగతా ప్రదేశాల్లో (శూన్యమని భావిస్తున్న) ఉన్నది ఏమిటనే చిక్కుముడి నుంచి వచ్చిన ఆలోచనే విశ్వనమూనా పరికల్పన. దీన్ని నిర్దారించుకోవడానికే క్వాంటం, సాపేక్షిక సిద్ధాంతాల్ని ఆధారంగా చేసుకోవడం జరిగింది. ( ఈ సిద్దాంతాల వివరణ ఇక్కడ అవసరం లేదు) అయితే, ఈ పరికల్పన ప్రకారం పరిశీలన, పరిశోధనల ద్వారా విశ్వం 12 రకాల ప్రాథమిక పదార్థ కణాలతో, నాలుగు రకాల ప్రాథమిక శక్తులతో నిర్మితమైందని నిర్ధారణకు రావడం జరిగింది. తిరిగి ప్రాథమిక పదార్థ కణాలు రెండు రకాలని, అందులో ఆరు రకాల క్వార్కు (quark)లతో మరో ఆరు రకాల లెప్టాన్లతో (leptons) వున్నట్లుగా గుర్తించారు. ఇక నాలుగు రకాల ప్రాథమిక శక్తుల్లో మొదటిది గురుత్వాకర్షణ శక్తిగా, రెండోది విద్యుదయస్కాంత శక్తిగా, మూడోది బలమైన కేంద్రక శక్తిగా, చివరిది బలహీనమైన కేంద్రక శక్తిగా గుర్తించారు.

ఈ పరికల్పనల ద్వారా జరిగిన లార్జ్హడ్రన్ కొలైడర్ ప్రయోగం ద్వారా విశ్వం సుమారు 13,700 కోట్ల సంవత్సరాల క్రితం మహావిస్పోటనం చెంది పదార్థం (matter), స్థలం (space), కాలం (time)లు ఒకేసారి ఏర్పడ్డాయని, ఇవే మన కంటికి కనిపించే విశ్వమని శాస్త్రజ్ఞులు ఓ అంచనాకు రావడం జరిగింది. దీంతోనే పదార్థానికి మూడు ధర్మాలు వున్నట్లుగా గుర్తించారు. పదార్థం లేకుండా స్థలం, స్థలం లేకుండా కాలం వుండదని, ఈ మూడు కూడా పరోక్షంగా ఒకటేననే నిర్ధారణకు రావడం జరిగింది.
ప్రయోగం ద్వారా నిర్ధారణ జరిగిన అంశాలు:
విస్పోటనం జరిగిన మరుక్షణంలోనే విశ్వం అత్యంత సాంద్రతతో, అత్యంత వేడిమితో వున్నా, మరు క్షణంలోనే (సెకనులో లక్షల వంతు సమయంలో) చల్లబడి క్వార్కులుగా, ఎలక్ట్రాన్లుగా ఏర్పడ్డాయని, తిరిగి క్వార్కులు కూడా అతి స్వల్ప కాలంలోనే ప్రొటాన్లుగా, న్యూట్రాన్లుగా ఏర్పడి, కేంద్రకంగా మారి చల్లబడుతున్న క్రమంలోనే ఎలక్ట్రాన్లు వచ్చి కేంద్రకం చుట్టూచేరి ఓ పదార్థ రూపాన్ని (వాయువు) సంతరించుకున్నాయని నిర్దారించారు. ఇలా ముందుగా హైడ్రోజన్, హీలియం అనే ప్రాథమిక పరమాణువులు ఏర్పడ్డాయని, అందుకే విశ్వంలో ఈ రెండు వాయువులే అత్యధిక శాతంలో వున్నాయని శాస్త్రజ్ఞులు భావించారు.

కాలక్రమంలో ఈ ప్రాథమిక పరమాణువుల అమరికలో మార్పు రాడంతో కేంద్రకంలో ప్రొటాన్ల, న్యూట్రాన్ల సంఖ్య, బాహ్యంగా ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య క్రమ పద్ధతిలో పెరగడంతో ఆక్సిజన్, కార్బన్, నైట్రోజన్ లాంటి మూలకాలు, ఇనుము లాంటి తదితర లోహ మూలకాలు ఏర్పడ్డాయని, మొదటి తరంలో ఇవన్నీ అత్యంత వేడిమిగల వాయురూపంలో, చల్లబడుతూ ద్రవరూపంగా, తర్వాత ఘనరూపాన్ని సంతరించుకొని, భూమిలాంటి గ్రహాలు ఏర్పడ్డాయని, విశ్వంలోని ఇతర గ్రహమండలాలు కూడా ఇదే విధంగా ఏర్పడి వుంటాయానే ఓ ప్రాథమిక నిర్ధారణకు శాస్త్రజ్ఞులు రావడం జరిగింది. ఈ విధంగా మనం గుర్తించిన (103+) మూలకాలు ఏర్పడడానికి 3.80 లక్షల సంవత్సరాలు పట్టివుంటుందనే ప్రాథమిక అంచనాకు వచ్చారు.
ఇలా ఏర్పడిన విభిన్న మూలకాలు సమ్మేళనం చెంది ఘనరూపం సంతరించు కోవడానికి మరో 16 లక్షల సంవత్సరాలు పట్టివుంటాయనేది మరో అంచనా! కాలక్రమంలో ఘన రూపం సంతరించుకున్న విభిన్న మూలకాల సమ్మేళనాలు ముందు నక్షత్రాలుగా (ఇప్పటికి స్వయం ప్రకాశితాలే!), వీటి నుంచి విడువడిన భాగాలు, లేదా చిన్న చిన్న భాగాలు స్వయం ప్రకాశితంగానే వుండి, కాలక్రమంలో చల్లారుతూ, ఏదో ఓ నక్షత్రాన్ని ఆధారంగా (సూర్యుని ఆధారంగా భూమిలా) చేసుకొని గమనం సాగిస్తూ గ్రహాలుగా రూపాంతరం చెంది, స్వయం ప్రకాశితాన్ని కోల్పోయాని శాస్త్రజ్ఞులు ప్రాథమిక అంచనాకు (భవిష్యత్లో ఈ నిర్ధారణలు కూడా మారిపోవచ్చు!) రావడం గమనార్హం! (మిగతా వచ్చే సంచికలో…)
- డా।। లచ్చయ్య గాండ్ల,
ఎ : 9440116162
