بہت بار اس قسم کی چیز پڑھنے کو ملتی ہے جیسا کہ مادہ اور توانائی ایک ہی سکے کے دو رخ ہیں اور پھر کئی بار ایسے شاعرانہ فقرے دیکھنے کو ملتے ہیں کہ بگ بینگ میں تمام مادہ اور توانائی بنے۔ سائنس دان اور سائنس کا لکھاری ہونے کے ناطے اس قسم کے فقرے مجھے پریشان کرتے ہیں کیونکہ نہ صرف یہ غلط ہے بلکہ اس قسم کی بات سے وہ لوگ جو سائنسدان نہیں وہ غلط تصور لیتے ہیں اور جو فزکس اچھی طرح نہیں جانتے انہیں اس قسم کی بات بہت کنفیوز کرتی ہے اور وہ پھر یہ سمجھ لیتے ہیں کہ ہر چیز یا تو مادہ ہے یا توانائی جو کہ سراسر غلط ہے۔
یہ لمبا آرٹیکل ہے اس لئے پہلے اس کا خلاصہ
1۔ مادہ اور توانائی ایک چیز نہیں اور انہیں ذہن میں ساتھ جوڑنا غلط ہے
2۔ مادہ خود ایک مبہم اصطلاح ہے۔ اس کی ایک تعریف نہیں اور جس جگہ پر یہ اصطلاح جس جگہ پر استعمال ہو رہی ہے، اس کے مطلب کا تعلق اس سے ہے۔
3۔ اس کے برعکس توانائی مبہم نہیں۔ یہ خود کوئی چیز نہیں بلکہ دوسرے چیزوں کی خاصیت ہے۔
4۔ تاریک توانائی کو ابھی فی الحال الگ رکھیں کیونکہ ہم اس کی تفصیل سے واقف نہیں۔
5۔ فوٹونز کو توانائی یا خالص توانائی کہنا غلط ہے۔ تمام پارٹیکلز فیلڈز کا ارتعاش ہیں اور توانائی رکھتے ہیں۔ فوٹونز اس بارے میں باقیوں سے مختلف نہیں۔ فوٹون ایک چیز ہے، توانائی نہیں۔
6۔ جس چیز سے کائنات بنی ہے وہ فیلڈز ہیں (جو کائنات کا بنیادی جز ہیں) اور ان کے پارٹیکل۔ یہ نقطہ نظر 1973 سے بعد کا ہے۔
مادہ کیا ہے؟
یہ اصطلاح خود مبہم ہے۔ اس کی کم از کم تین مختلف تعریفیں ہو سکتی ہیں۔
1۔ ایٹمز کو مادہ کہا جا سکتا ہے۔ ہم جسے میٹیریل کہتے ہیں، میز، ہوا، پتھر، آنکھ، کیلے کا چھلکا۔ اس سے آگے جائیں تو پھر الیکٹران، نیوٹرون اور پروٹون۔
2۔ اس کو پھر کبھی بنیادی میٹر پارٹیکل کے طور پر لیا جاتا ہے۔ الیکٹران، موؤن، ٹاؤ اور پھر چھ طرح کے کوارک۔ فورس پارٹیکل کو الگ کر دیں تو باقی تمام بنیادی پارٹیکل۔ ہگز پارٹیکل کہیں آسانی سے فٹ نہیں ہوتا۔
3۔ کوئی بھی ایسا پارٹیکل جو کائنات میں ہے اور اوسطا روشنی کی رفتار سے کافی کم رفتار پر سفر کرتا ہے۔
اب ان تعریفوں کو دیکھیں تو الیکٹران مادہ ہیں مگر کائنات کے بالکل آغاز میں نہیں تھے۔ دوسری ڈیفینیشن کو دیکھیں تو پھر موؤن بھی مادہ نکلیں گے۔ تیسری ڈیفینیشن کو دیکھیں تو نیوٹرینو مادہ ہو بھی سکتے ہیں اور نہیں بھی۔ تاریک مادہ کو اس معیار پر دیکھیں تو وہ مادہ ہی کہلائے گا خواہ وہ فورس پارٹیکل نکل آئے۔ اگر آپ کنفیوز ہو رہے ہیں تو معذرت مگر یہ جاننا ضروری ہے کیونکہ مختلف کتابیں اور آرٹیکل اس کے لئے فرق تعریف استعمال کرتے ہیں۔
توانائی کیا ہے؟
اس پر فزکس میں اتفاق ہے۔ مگر عام زبان میں اس کے اتنے فرق مطلب ہیں کہ اس پر بھی کنفیوز ہونا آسان ہے۔ ابھی اتنا سمجھ لیں کہ توانائی خود کوئی آبجیکٹ نہیں۔ ایٹم ایک چیز ہے، توانائی نہیں۔ کسی چیز یا ان کے گروپ میں توانائی ہو گی۔ توانائی ایک خاصیت ہے جو ان چیزوں کا عمل اور پھر ان کے آپس میں تعلق کو متعین کرتی ہیں۔ نظریہ اضافت کو فی الحال الگ رکھ کر یہ سمجھ لیں کہ یہ دو قسم کی ہو گی۔ ماس انرجی اور موشن انرجی۔
کیا پارٹیکل اور اینٹی پارٹیکل کا ملاپ مادہ کو توانائی نہیں بدل دیتا؟
نہیں۔ ایسا کہنا کئی وجوہات کے باعث غلط ہے۔ ہم نے اوپر دیکھا کہ فوٹون کو خالص انرجی کے طور پر سوچنا درست نہیں۔ یہ کسی بھی اور پارٹیکل کی طرح ہیں۔ یعنی اپنے فیلڈ پر ارتعاش اور پھر کچھ توانائی رکھے ہوئے۔ جب میٹر اور اینٹی میٹر ملے تو توانائی نے کنزرو رہنا ہے، وہ توانائی ان فوٹونز کی خاصیت بنی۔ یہ عمل خود صرف ایسے ہے کہ پارٹیکل اور اینٹی پارٹیکل کے ملاپ سے ایک اور پارٹیکل اور اس کا اینٹی پارٹیکل بنے۔
کیا ہر چیز مادہ اور توانائی نہیں؟
نہیں۔ آپ کے پاس فیلڈ ہو سکتا ہے جس کا کوئی بھی پارٹیکل نہ ہو۔ اگر آپ کے پاس الیکٹرک فیلڈ ہے تو وہ آپ کے ہر طرف موجود ہے خواہ اس کا کوئی بھی پارٹیکل نہ ہو۔ ہگز فیلڈ بغیر پارٹیکل کے ہر طرف پھیلا ہے اور بنیادی ذرات کو کمیت دے رہا ہے۔ فیلڈز اور پارٹیکلز توانائی رکھ سکتے ہیں مگر یہ خود میں توانائی نہیں۔
میٹر پارٹیکل اور فورس پارٹیکل میں کیا فرق ہے؟
اگرچہ کہ بنیادی فرق نہیں مگر یہ تفریق آسانی کی وجہ سے کی جاتی ہے۔ ہگز پارٹیکل ایک مثال ہے کہ وہ ان میں سے کسی کلاس میں نہیں۔ ہم اور بھی فیلڈز دریافت کر سکتے ہیں جن کے ساتھ ایسا ہو۔ آسانی کے لئے ایسا کہا جا سکتا ہے کہ جس فیلڈ کا بنیادی ذرہ فرمیون ہو وہ مادے کا پارٹیکل ہو گا اور جس کا بوزون ہو وہ فورس کا مگر آگے چل کر یہ بھی بدل سکتا ہے۔ فرمیون اور بوزون کے بجائے مادہ اور قوت استعمال اس لئے کیا جاتا ہے کہ عام فہم ہے مگر آگے چل کر یہ بدل سکتا ہے۔
کاسمولوجی میں مادہ اور توانائی کیا ہیں؟
جب کائنات کو پڑھیں گے تو مادہ، تاریک مادہ، شعاعیں اور تاریک توانائی کے الفاظ سننے کو ملیں گے۔ کاسمولوجسٹ جس طرح اسے استعمال کرتے ہیں وہ بھی اس وقت کے کانٹیکسٹ پر منحصر ہے۔
مادہ اور ضد مادہ۔ مادہ کی جو تعریف اوپر لکھی، اسی طرح ضد مادہ بھی ہے اور اس کے ضد ذرات ہیں۔ مادے کے ذرات ضد مادہ کی نسبت بہت عام ہیں۔
مادہ اور ریڈی ایشن۔ اگر اس کی تفریق پڑہیں تو مادے کی تیسری تعریف دیکھ لیں۔ کائنات کا کچھ درجہ حرارت ہے جو شروع میں بہت زیادہ تھا اور ٹھنڈا ہوتا جا رہا ہے اور اب پونے تین ڈگری کیلون ہے۔ اس تناظر میں مادہ کا ذرہ وہ ہے جس کی ماس انرجی اس درجہ حرات کی اوسط موشن انرجی سے بہت زیادہ ہو اور ایسا پارٹیکل روشنی کی رفتار سے بہت کم پر سفر کرے گا۔ اس کے برعکس ریڈی ایشن کی ماس انرجی بہت کم ہو گی اور وہ روشنی کی رفتار کے قریب سفر کرے گی۔
اس تناظر میں دیکھیں تو پھر مادہ کیا ہے اور کیا نہیں کا تعلق درجہ حرارت سے ہے اور پھر درجہ حرارت کا تعلق وقت سے ہے۔ کائنات کے شروع میں جب درجہ حرارت کھربوں ڈگری تھا تو کاسمولوجسٹس کے نزدیک الیکٹران ریڈی ایشن تھے۔ اب جب کہ یہ درجہ حرارت بہت کم ہے تو یہ مادہ ہیں۔ اس وقت کی کائنات میں نیوٹرینو کی تین اقسام میں سے کم از کم دو مادہ ہیں اور شاید تینوں ہوں مگر ایک وقت میں یہ بھی ریڈی ایشن تھے۔ فوٹون ہمیشہ ریڈی ایشن رہے ہیں اور رہیں گے۔
تاریک مادہ کیا ہے؟ ستاروں کی حرکت اور کچھ اور مظاہر کی عام پارٹیکلز وضاحت نہیں کرتے اور پارٹیکلز کی ایک اور قسم ان مظاہر کی وضاحت کرتی ہے۔ مگر ہم اس کے بارے میں زیادہ نہیں جانتے۔ خیال یہ ہے کہ یہ کسی ایسے فیلڈ کے بھاری ذرات ہیں جس سے ہم ابھی واقف نہیں۔
تاریک توانائی کیا ہے؟ کائناتی پھیلاؤ کی تیز ہوتی ہوئی رفتار ہمیں اس کا پتہ دیتے ہیں مگر یہ خود توانائی نہیں، ٹینشن ہے۔ یعنی پریشر اور توانائی کی ڈینسٹی کا ملاپ۔ اسے توانائی کیوں کہتے ہیں؟ شاید اس لئے کہ ڈارک ٹینشن کہنا عجیب لگتا۔ لیکن جب سائنسدان اس لفظ کو استعمال کرتے ہیں تو وہ جانتے ہیں کہ وہ کیا کہہ رہے ہیں اور یہ لفظ اتنی کنفیوژن پیدا نہیں کرتا۔ یہ بھی فیلڈز کے ملاپ اور سپیس ٹائم کی خاصیت ہے۔ ہم اس سے بہت زیادہ واقف نہیں۔
ویسے جاتے جاتے ایک اور چیز کا اضافہ۔ کیا آپ جانتے ہیں کہ جب فلکیات میں 'میٹل' یا 'دھات' کا لفظ استعمال ہوتا ہے تو اس کا کیا مطلب ہے؟ وہ نہیں جو آپ سمجھتے ہیں۔
یہ میٹ سٹریسلر کے آرٹیکل کا ترجمہ ہے، اصل آرٹیکل یہاں سے
