ब्रह्मांड की संरचना के मूल सुरुचिपूर्ण संस्करण की विफलता

हमारे सौर मंडल के आठ ग्रह और हमारे सूर्य, उनके आकार के पैमाने का निरीक्षण करते हैं, लेकिन उनकी कक्षाओं के पैमाने का नहीं। नग्न आंखों के साथ, देखने के लिए सबसे कठिन चीज बुध है। सभी ग्रह अण्डाकार कक्षाओं में चलते हैं।

सर्वोत्तम वैज्ञानिक सिद्धांत सरल, सरल, प्रभावी रूप से अवलोकनों के परिणामों की भविष्यवाणी करते हैं और आंतरिक लालित्य होते हैं। न्यूटन एफ = मा और आइंस्टीन ई = एमसी ^{2 के} सबसे सरल समीकरणों में बकाया जानकारी है और हमें उनसे बहुत अधिक कटौती करने की अनुमति है; क्वार्क्स और सामान्य सापेक्षता के मॉडल का वर्णन करना आसान है, लेकिन वे अविश्वसनीय रूप से गहरे सिद्धांत हैं जो कण इंटरैक्शन को नियंत्रित करते हैं; सुपरसिमेट्री, ग्रैंड यूनिफिकेशन थ्योरी और स्ट्रिंग थ्योरी जैसे विचार भौतिकी से नए स्तर तक ज्ञात समरूपता का विस्तार करते हैं। यूनिवर्स के लिए नई गणितीय तकनीकों को लागू करते हुए, हम अपनी समझ के वर्तमान स्तर की तुलना में वास्तविकता में एक गहरी सच्चाई की तलाश कर रहे हैं।

"सुरुचिपूर्ण यूनिवर्स" का मूल मॉडल, मिस्टेरियम कोस्मोग्राफिक [केपलर सीक्रेट ऑफ द यूनिवर्स], सममित, सुंदर और गणित पर आधारित था, जिसका उपयोग पहले नहीं किया गया था। लेकिन यह एक बड़ी वैज्ञानिक विफलता के रूप में अच्छी तरह से कैसे निकला की हमारी सावधानीपूर्वक कहानी है।


16 वीं शताब्दी के सबसे महान रहस्यों में से एक था कि ग्रह कैसे चलते हैं। इसे भूस्थैतिक टॉलेमी मॉडल (बाएं) या हेलियोसेंट्रिक कॉपरनिकस मॉडल (दाएं) का उपयोग करके समझाया जा सकता है। हालांकि, उनमें से कोई भी मनमानी सटीकता के साथ सभी विवरणों की गणना नहीं कर सका।

केपलर से पहले, ब्रह्मांड का वर्णन करने वाले तीन मुख्य सिस्टम थे [उस समय के सौर प्रणाली]:

1. टॉलेमी का मॉडल, जिसमें पृथ्वी गतिहीन थी, और सब कुछ एक सर्कल में इसके चारों ओर घूमता था, इसमें समीकरणों , deferents और एपिक चक्रों का उपयोग किया जाता था।
2. कोपरनिकान मॉडल, जिसमें सूर्य गतिहीन था और पृथ्वी छह ग्रहों में से एक थी, जो परिक्रमा कर रही थी, उसने भी महाकाव्य का उपयोग किया।
3. टाइको ब्राहे मॉडल, या जियो-हेलियोसेंट्रिक , जिसमें सूर्य पृथ्वी के चारों ओर घूमता है, और सूर्य के चारों ओर अन्य सभी ग्रह भी चक्रों का उपयोग करते हैं।

केप्लर, गैलीलियो से दशकों पहले वैज्ञानिक कार्य का सृजन करते हुए, सोचा था कि हेलिओसेंट्रिक सिस्टम आशाजनक थे, लेकिन उन्हें सिर्फ सर्किलों की आवश्यकता थी। उनके समर्थन के लिए एक सुरुचिपूर्ण गणितीय संरचना की आवश्यकता थी। केवल 24 साल की उम्र में, केप्लर ने एक विचार प्रकाशित किया कि वह अपने विचारों में सबसे सुंदर माना जाता है।


केप्लर ने तय किया कि सौरमंडल में ठीक छह ग्रहों के साथ होना चाहिए, जो नियमित रूप से पॉलीहेड्रा में उत्कीर्ण गोले पर स्थित ठीक-ठीक परिभाषित कक्षाओं के साथ हों

चूंकि छह ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमते हैं (शनि से परे सब कुछ केवल 200 साल बाद खोजा जाएगा), केप्लर ने फैसला किया कि प्रत्येक ग्रह के लिए छह अद्वितीय कक्षायें होनी चाहिए: एक। लेकिन छह क्यों? ज्यादा क्यों नहीं, कम क्यों नहीं? उनके बीच इतनी दूरियां क्यों हैं? कक्षाओं और गणित के बीच संबंध एक सुंदर ब्रह्मांड का उनका विचार बन गया:

मेरी योजना है कि ईश्वर, ब्रह्मांड का निर्माण और गोले को प्रदर्शित करने के लिए, पांच नियमित ज्यामितीय पॉलीहेड्रोनों को ध्यान में रखते हुए, और क्षेत्रों के आकार, अनुपात और आंदोलन को उनके आकारों तक सीमित किया गया।

आप देखें, तीन आयामों में आप नियमित रूप से बहुभुजों से ठीक पाँच पॉलीहेड बना सकते हैं, इससे अधिक और कम नहीं। उन्हें 2000 साल पहले प्राचीन यूनानियों द्वारा खोजा गया था, और कभी-कभी उन्हें प्लेटोनिक पॉलीहेड्रा कहा जाता है (हालांकि उन्हें प्लेटो से बहुत पहले खोजा गया था)। केपलर ने प्रत्येक पॉलीहेड्रोन के चारों ओर वर्णित और खुदे हुए नेस्टेड क्षेत्रों की एक प्रणाली की कल्पना की, जिसके परिणामस्वरूप छह गोलाकार कक्षाएँ चलती हैं, जिसके साथ ग्रह चलते हैं।


टेट्राहेड्रोन, हेक्साहेड्रोन (घन), ऑक्टाहेड्रोन, डोडेकाहेड्रोन, इकोसाहेड्रोन। पांच नियमित पॉलीहेड्रा, रचना और नियमित बहुभुज

बुध का क्षेत्र अंतरतम होना चाहिए, और अष्टाध्यायी के अंदर स्थित है, एक नियमित पॉलीहेड्रोन, जिसमें आठ समभुज त्रिभुज होते हैं। इसके चारों ओर, शुक्र के गोले का वर्णन किया गया है - यह इकोसैहेड्रोन में भी अंकित है, जो एक 20-पक्षीय आकृति है जिसमें समबाहु त्रिकोण शामिल हैं। इसके चारों ओर डोडेकेर्रॉन में खुदे हुए पृथ्वी के गोले का वर्णन किया गया है, जिसके 12 चेहरे पेंटागन हैं। इसके चारों ओर एक टेट्राहेड्रोन में उत्कीर्ण मंगल के क्षेत्र का वर्णन किया गया है: समभुज त्रिभुज के रूप में पक्षों के साथ एक टेट्राहेड्रल पॉलीहेड्रॉन। टेट्राहेड्रोन के चारों ओर बृहस्पति के गोले का वर्णन किया गया है, जो एक घन में खुदा हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप बहुभुज है। और इसके चारों ओर शनि की कक्षा के साथ अंतिम क्षेत्र का वर्णन किया गया है।


केपलर के सिद्धांत के अनुसार, ग्रहों की कक्षाओं के सापेक्ष रेडी की गणना आसानी से की जा सकती है। हालांकि, सिद्धांत अवलोकन से पैदा नहीं हुआ था (जाहिर है कि बृहस्पति और मंगल के बीच की विसंगति टेट्राहेड्रोन के साथ), और केप्लर को हार का सामना करना पड़ा था

केप्लर का विचार वास्तव में शानदार था; इसके आधार पर, सभी कक्षाओं की त्रिज्या के अनुपात की सही गणना करना संभव था। टिप्पणियों के साथ गणना की तुलना करते समय समस्या का पता चला था। बुध और शुक्र, शुक्र और पृथ्वी, पृथ्वी और मंगल की कक्षाओं की गणना की गई त्रिज्या के अनुपात वास्तविकता के साथ अच्छे समझौते थे, लेकिन आखिरी दो दुनिया केप्लर द्वारा भविष्यवाणी की गई राडियों से नहीं मिल सकी। विशेष रूप से, मॉडल को मंगल ग्रह की कक्षा द्वारा परिष्कृत किया गया था, जो किसी भी सर्कल के अनुरूप नहीं था। और हालांकि केपलर ने इस पर काम करना जारी रखा, और 20 साल बाद दूसरा संस्करण भी प्रकाशित किया, उनका सबसे उल्लेखनीय योगदान यह था कि अधिकांश वैज्ञानिक क्या करने में असमर्थ हैं: अपनी प्रिय परिकल्पना को छोड़ने के लिए।


आंतरिक सौर मंडल के ग्रहों की परिक्रमा पूरी तरह से गोलाकार नहीं है, लेकिन इसके करीब है, और बुध और मंगल के चक्र से सबसे अधिक विचलन करते हैं। इसके अलावा, धूमकेतु और क्षुद्रग्रह अंडाकार के साथ आगे बढ़ते हैं, केप्लर के बाकी कानूनों का पालन करते हैं, यदि केवल वे सूर्य के साथ गुरुत्वाकर्षण से जुड़े होते हैं।

लेकिन यह नेस्टेड गोले नहीं थे, बल्कि वे ग्रहण जो ग्रहों की गति की सही भविष्यवाणी करने में कामयाब रहे। केपलर के तीन नियम , सूर्य के चारों ओर दीर्घवृत्त के साथ ग्रहों की गति पर, समान समय अंतराल के लिए रेडी द्वारा वर्णित समान क्षेत्रों पर, और ग्रहों की क्रांति की अवधि के वर्गों की समानता पर और उनकी कक्षाओं के अर्ध-प्रमुख कुल्हाड़ियों के क्यूब्स को परिष्कृत और प्रतिस्थापित किया गया। अण्डाकार कक्षाओं की सफलता ने न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का मार्ग प्रशस्त किया, और खगोल भौतिकी को जन्म दिया। सबसे शानदार विचार के लिए केपलर के प्यार को कम करने के बावजूद, ब्रह्मांड को कम सुरुचिपूर्ण मॉडल द्वारा बेहतर वर्णित किया गया था। अपनी आशाओं को दरकिनार करते हुए और प्रायोगिक डेटा को और अधिक व्यवहार करने देने के कारण, वह उन सफलताओं को प्राप्त करने में सक्षम थे जो कम उपहार वाले मन को ध्यान नहीं देंगे।


केपलर के तीन नियम किसी भी गुरुत्वाकर्षण प्रणाली के साथ-साथ सौर प्रणाली पर भी लागू होते हैं।

भौतिकी में, न्यूनतावाद के आगे बढ़ने का एक प्रलोभन है: जितना संभव हो उतना कम साधनों के साथ यथासंभव अधिक घटनाओं का वर्णन करना। हर चीज के एक सिद्धांत के अस्तित्व का विचार, एकमात्र ऐसा सिद्धांत जो हर चीज की भविष्यवाणी करने और उसका वर्णन करने में सक्षम है और ब्रह्मांड में सबसे बड़ी संभव सटीकता के साथ वर्णित या भविष्यवाणी की जा सकती है, कई वैज्ञानिकों का सपना और अंतिम लक्ष्य है। हालांकि, इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि ऐसा सपना सिद्धांत रूप में भी सच हो सकता है। जैसा कि प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी लिंकन वेल्फेनस्टीन ने लिखा है:

केपलर का सबक यह नहीं है कि हमें मौलिक सवालों को उठाने से बचना चाहिए; सबक यह है कि हमें यह पता लगाने के लिए नहीं दिया जाता है कि क्या उनके लिए सरल उत्तर हैं, और वे कहाँ मिल सकते हैं।

लालित्य, सौंदर्य और न्यूनतावाद नई भौतिक घटनाओं की सफल भविष्यवाणियों के लिए अविश्वसनीय अवसर खोल सकते हैं, लेकिन इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि ये भविष्यवाणियां सच होंगी। मौलिक विज्ञान में एक नई सफलता बनाते हुए, कई सपने हमारे सपनों को साझा करते हैं और गणितीय सौंदर्य और अतिरिक्त समरूपता की मदद से सब कुछ के एकीकृत सिद्धांत से संपर्क करने की उम्मीद करते हैं, लेकिन कोई भी उन्हें गारंटी नहीं देता है। हो सकता है कि हम सभी इस तथ्य के लिए खुले हों कि हमें डेटा कहा जाता है, जैसा कि केपलर था, और हम उनका अनुसरण कर सकते हैं, चाहे हम जहां भी जाएं।