காலதேவன் கதை (1)

காலம், நேரம் என்றால் என்னவென்று எனக்குத் தெரியும். ஆனால் மற்றவர்களுக்கு அதை விளக்க முடியவில்லையே.

புனித அகுஸ்தீன், கிறிஸ்தவ இறையியல் தத்துவஞானி , கி.பி. 5ம் நூற்றாண்டு

About Time, Einstein’s Unfinished Revolution நூலில் இருந்து சில பகுதிகளை இங்கே தொகுத்திருக்கிறேன். இயற்பியல் பேராசிரியர் Paul Davies சர்ச்சைகளுக்கும் பேர் போனவர். 20ம் நூற்றாண்டின் இயற்பியல் மேதை ஐன்ஸ்டைன் மேல் பிரமிப்பும் பெருமதிப்பும் கொண்டவர். அதே நேரம் தவறு என்றால் தயவு தாட்சண்யம் பார்க்காதவர். ஐன்ஸ்டைனின் “புகழ்” பெற்ற அந்தத் தவறு, தவறல்ல. அது உண்மை ஆகிவிடக் கூடாதா என்று ஒரு ஏக்கமும் கூடவே…

தொடர் 1

காலம் என்பது பிரபஞ்சத்தின் எந்தப் பகுதியிலும் ஒரே விதமாய் நகர்கிறது. அதாவது மாற்றம் இல்லாத ஒன்று (static) என்று கருதியவர் 17ம் நூற்றாண்டின் கணித, இயற்பியல் மேதை ஐசாக் நியூட்டன். அறிவியலாளர்களும் அப்படியே நினைத்துக் கொண்டிருந்தார்கள். அவருக்கு முன்னும் பின்னும்.

நியூட்டனின் சமன்பாடுகளின்படி, பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கோளங்கள் எல்லாவற்றின் அசைவுகளையும் கணித ரீதியாய் அளப்பதற்கு நேரம் என்பது தேவைப்பட்டது.

நேரம் என்பது சீரான, ஒரே வேகத்தோடு பறக்கும் ஒரு சுதந்திரப் பறவை என்று எல்லாருமே நினைத்துக் கொண்டிருந்தார்கள்.

நியூட்டனின் சிந்தனை இப்படிப் போயிற்று: வெளி (space) என்பதும் நேரம் என்பதும் எப்போதுமே மாறாது நிற்பவை (absolute). கோளங்கள் அனைத்தும் அவற்றின் சுற்றுப் பாதையில் கடிகார முட்கள் போல் பிசகாது ஓர் இயந்திரம் போல் சுழல்கின்றன. பிரபஞ்சமே ஒரு பெரும் பிரம்மாண்டமான கடிகாரம். எதையும் எந்த நேரத்திலும் எங்கே இருக்கின்றன என்று கணித்துவிடலாம்.

உண்மை. அசையும் எந்தப் பொருளும் அந்த மேதையின் கணித சமன்பாடுகளின் அடிப்படையில் தான் இயங்குகின்றன. எடுத்துக் காட்டாய்: வண்டிகள் மட்டுமா? ராக்கெட்டுகள் விண்வெளியில் பாய்கின்றன. மீண்டும் பூமிக்கு வருகின்றன. நிலவுக்குப் போக எவ்வளவு எரிபொருள் தேவை? செவ்வாய் கிரகத்தின் தூரம் என்ன, துல்லியமாக? கணிக்கும்போது நியூட்டன் தெரிகிறார்.

வேண்டுமானால், உயர்நிலைப் பள்ளியில் இயற்பியல் பயிலும் மாணவர்களிடம் கேட்டுப் பாருங்கள். அம்மோவ்! உக்காருங்க. பெரியவரே! கேளுங்க என்று விலாவாரியாய் பிச்சித் தள்ளிர மாட்டாங்க?

20ம் நூற்றாண்டு. ஐன்ஸ்டைன் வந்தாலும் வந்தார். நேரத்தின் கதையே மாறிப் போய்விட்டது. அதற்கு முன் சில விஷயங்கள்:

இன்றைக்கு நேரம் பார்க்க, செல்போனையோ அல்லது கைக்கடிகாரத்தையோ தூக்குகிறோம். யார் நேரம் அது? யார் அதை இந்தக் கணத்தில், இத்தனை மணி, இத்தனை நிமிஷம், இத்தனை செக்கன்டுகள் என்று தீர்மானிக்கிறார்கள்?

ஜெர்மனி நாட்டின் பொன் (Bonn) நகரில், மிகுந்த பாதுகாப்போடு, ஒரு சோதனைக்கூடத்தில் மூன்று மீட்டர் நீள சிலிண்டர் ஒன்று இருக்கிறது. ஒரு பெரிய பட்டாளமே அதைக் கண்காணிக்கிறது.

விண்வெளியில் வலம் வரும் பல செயற்கைக் கோள்கள் தரும் தகவல்களோடு ஒப்பு நோக்கி இந்தக் கடிகாரம் செயல்படுகிறது. இது தான் உலகின் கடிகாரம். இதை அடிப்படையாய் வைத்துத் தான் உலகின் அத்தனை கடிகாரங்களும் நேரம் காட்டுகின்றன.

இந்தக் கடிகாரத்துக்கு முட்கள் கிடையாது. அணுக் கதிர்களால் இயங்கும் கடிகாரம் இது. சீலியம் அணுவின் (celium atom) உள்ளே வேகமாய்ச் சுழலும் நுண் துகள்களின் (subatomic particles) அடிப்படையில் ஒரு வினாடி என்பது தீர்மானிக்கப் படுகிறது.

அதாவது 9,192,631,770 தடவைகள் அந்தத் துகள்கள் சீலியம் அணுக்கருவை சுற்றி வர எவ்வளவு நேரம் எடுக்குமோ அதை ஒரு வினாடி என்று தீர்மானித்துக் கொண்டார்கள்.

ஒரு நாள், 86, 400 வினாடிகள் (60x 60x 24) கொண்டது என்பது அரதப் பழசான கொள்கை என்று தூக்கி வீசிவிட்டார்கள்.

தவிர, பூமிக்கும் ரொம்ப வயசாகிப் போய்விட்டது. மெல்ல மெல்லத் தான் சுற்றிக் கொண்டிருக்கிறது. இல்லாவிட்டால், எதுக்காக நாம் நாலு ஆண்டுக்கு ஒரு தடவை லீப் ஆண்டு என்று பேர் கொடுத்து பெப்ரவரி மாதத்தில் ஒரு நாள் கூட்ட வேண்டும்?

ஒரு நிமிஷம். வயசு எல்லாருக்கும் பொது. அணுவுக்கும் வயசாகும். அணுவின் வயசை மொத்தமாய் இத்தனை வயசு வாழும் அல்லது வாழ்ந்தது என்று சொல்வது கஷ்டம்.

இது புள்ளி விவர கேஸ். ஒரு வினாடியை மில்லியன் அல்லது பில்லியன் பங்குகளாய்ப் பிரித்தால் என்ன நேரம் வருமோ அப்படி ஓர் மின்னல் வாழ்க்கை வாழ்ந்து விட்டு மறைந்து விடுகின்றன அணுக்களும் அவற்றின் சக நுண் துகள்களும்.

ஆகவே ஓர் அணுவின் அல்லது அணுத் துகள்களின் வயசை சராசரியாக இவ்வளவு என்று கணக்குப் போடுவது இயற்பியலாளர்களின் வழக்கம். Half-life என்று குறிப்பிடுவார்கள். (சராசரி வயது என்றே இனிமேல் வரும் பந்திகளில் குறிப்பிடுவேன்.)

வயசு. வயசு. பொன் நகரத்து சீலியம் கடிகாரத்தையும் நம்ப முடியாது. ஆகவே அவசர நிலைமை ஏதாவது ஏற்பட்டால் சமாளிக்க முன் யோசனையாய் பிரான்சிலும் ஒரு எக்ஸ்ட்ரா கடிகாரம் வைத்திருக்கிறார்கள்.

இன்னோர் தகவல்: கணக்குப் போட்டதில், பொன் நகரத்து கடிகாரத்திலும் ஒரு திருத்தம் செய்ய வேண்டிய நிலை ஏற்பட்டது. கடிகாரத்துக்கு, 1994 ம் ஆண்டு 30ந்தேதி ஜூன் மாசம் ஒரு லீப் வினாடி கூட்டிக் கொண்டார்கள். போதுமா? ஆகவே நாம் பயப்படத் தேவை இல்லை.

அடுத்த கட்டத்துக்கு வருகிறோம். அந்தக் காலத்தில் எல்லாரும் நிகழ்வுகளுக்குத் தான் மதிப்பு கொடுத்தார்கள். நேரமோ, காலமோ முக்கியமல்ல. மேலை நாடுகளில் தொழில் புரட்சி (Industrial revolution) ஏற்பட்ட பின் நேரம் ஒரு முக்கியமான அம்சமாய் மாறிவிட்டது.

தொழிற்சாலைகளில் இன்ன நேரம் வேலை துவங்க வேண்டும். இன்ன நேரத்துக்கு முடிக்க வேண்டும் என்று விதிகள் செய்யப் போய் மனிதர்களின் வாழ்க்கையை, நேரம், அதன் கட்டுக்குள் கொண்டு வந்துவிட்டது.

சரி. நேரம் என்பது உண்மையில் என்ன? யாருடைய நேரம்? உங்களுடையதா? என்னுடையதா? கடவுளுடையதா? ஒருவேளை வேறு நேரங்களும் இருக்கின்றனவோ?

பொதுவாக, இறையியலாளர்கள் நித்திய வாழ்க்கையில் எல்லையே இல்லை. அங்கே நேரம் இல்லை. இறந்தகாலம், நிகழ்காலம், எதிர்காலம் என்று எதுவுமே இல்லை என்கிறார்கள்.

இந்த வாழ்க்கையில்? இப்போ, ஐன்ஸ்டைன் அய்யா களத்துக்கு வருகிறார். அவரிடம் கேட்டால்:

நேரம் என்பதே ஒரு மாயை. இறந்தகாலம், நிகழ்காலம், எதிர்காலம் என்பதெல்லாம் நாமே கட்டமைத்துக் கொண்டவை. வடக்கு, கிழக்கு .. என்று திசைகள் நமக்கு நாமே அமைத்துக் கொள்ளவில்லையா? அது போலத் தான் இதுவும்.

அது மட்டுமல்ல. நேரம் மாறாத ஒரே நிலையில் இருப்பதல்ல. அது அவரவர் தளத்தில் மாறிக் கொண்டே இருக்கும். சொல்லப் போனால், உங்கள் நேரத்துக்கும் என் நேரத்துக்கும் வித்தியாசம் இருக்கிறது. எல்லாருக்குமே. சார்பு நிலை கொண்டது நேரம். Relative.

இத்தனை காலமும் எல்லாரும் நம்பிக்கொண்டிருந்த ஒரு கொள்கையைக் கணித ரீதியாகவும் இயற்பியல் ரீதியாகவும் நொறுக்கித் தள்ளியவர் அந்த மேதை.

1905ம் ஆண்டு. அவரின் பொது சார்புக் கோட்பாட்டை (General Relativity Theory) வெளியிட்டார். நேரம் சுருங்கலாம். விரியலாம். அதனோடு தொடர்பு கொண்ட வெளியும் சுருங்கலாம். விரியலாம் என்பது மட்டுமல்ல, அவரின் சமன்பாடுகளில் இருந்து இன்னும் பல முடிவுகளுக்கும் அவர் வந்திருந்தார்.

அன்றைய இயற்பியலாளர்கள் அதிர்ந்து போனார்கள். பலருக்கு அவரின் கணித சமன்பாடுகளே புரியவில்லை. சிலருக்குப் புரிந்தாலும் இத்தனை காலம் கொண்டிருந்த நம்பிக்கை தகர்ந்து போவதைத் தாங்கிக் கொள்ள முடியவில்லை.

இத்தனைக்கும், ஐன்ஸ்டைன் கணிதத்தில் புலியோ, சிங்கமோ எதுவுமே இல்லை. அவர் பல்கலைக்கழகத்தில் படித்துக் கொண்டிருந்த போது, அவரின் கணித ஆசிரியர், Minkowski, இவனுக்கு எத்தனை முறை சொல்லிக் கொடுத்தாலும் புரிய வில்லையே! என்று அலுத்துக் கொண்டார். ஐன்ஸ்டைனுக்கு அவர் வைத்த பேர்: சோம்பேறிக் கழுதை – lazy dog.

உண்மையில், ஐன்ஸ்டைன் இயற்பியலாளர். கணிதத்தில் சந்தேகங்கள் வந்தபோது சக கணித மேதைகளிடம் பாடம் கேட்டவர். ஆனால் எதையுமே தர்க்க ரீதியாக, உலகமோ, பிரபஞ்சமோ எப்படி இயங்குகிறது, என்ன விதிகள், எப்படி அவை ஒவ்வொன்றையும் பாதிக்கின்றன என்று கட்டம் கட்டமாய் யோசித்த மேதை. கூர்த்த மதியும் உள்ளுணர்வும் கொண்டிருந்த மனிதர்.

அவர் பாணியே தனி. மனசுக்குள்ளேயே வரைபடங்கள், இயற்கைக் காரணிகள், விதி முறைகள் என்று வகுத்தபடி, ஒவ்வொன்றிலும் நிதானமாக, ஏற்றுக் கொள்ளக்கூடிய சித்தாந்தங்களாக, கணிதத்தின் உதவியோடு எழுத ஆரம்பிப்பார். சமன்பாடுகள் உருவாகும்.

அழகு என்பது கணிதத்திலும் இருக்கிறது. Elegant expressions என்று ஆங்கிலத்தில் சொல்வார்கள். அதற்கு எடுத்துக் காட்டாய், அவரின் சமன்பாடுகள் ஒவ்வொரு படியாய் இறங்கி வரும். தெளிந்த நீரோட்டம் போல் ஒரு பிரமிப்பை ஏற்படுத்தும் என்கிறார் பேராசியர் டேவிஸ்.

அவருக்கு ஐன்ஸ்டைன் மேல் இருக்கும் ஈர்ப்பு நூல் பூராவும் பரவி இருக்கிறது. ஆனால், தப்பு என்று வரும்போது கிழி கிழி என்று கிழிக்கவும் பேராசிரியர் தயங்கவில்லை.

கடவுளும் ஐன்ஸ்டைனும்

நேரம் என்று வரும்போது தவிர்க்கவே முடியாத மனிதர் ஐன்ஸ்டைன். ஆகவே தான் அவர் பற்றித் தகவல்கள் சொல்லிக் கொண்டே போகவேண்டி இருக்கிறது. மன்னிக்கவும்.

அன்றைய காலகட்டத்தில் மின்காந்த அலைகள் பற்றிய அறிவில் இயற்பியல் வெகுவாக முன்னேறி இருந்தது. ஏற்கெனவே Maxwell போன்ற பெரும் அறிஞர்கள் மின்காந்த அலைகள், மின் படலங்கள் பற்றிய சோதனைச் சாலை தரவுகள் மூலம் கோட்பாடுகள் வகுத்திருந்தார்கள்.

நினைவில் வைத்துக் கொள்ள வேண்டிய தகவல்: எல்லாமே தனியாக யோசித்து முடிவுகளுக்கு வந்தவர் அல்ல ஐன்ஸ்டைன். மற்றவர்களின் முடிவுகள், தரவுகள், கண்டுபிடிப்புகள் அவருக்கு உதவி இருக்கின்றன.

எடுத்துக் காட்டாய்: ஐன்ஸ்டைனுக்கு மின்காந்தப் படலத்தின் தன்மைகள் மேல் பெரும் ஆர்வம் இருந்தது. அதன் முடிவுகளில் ஒன்றான ஒளியின் வேகம் ஒரு வினாடிக்கு 300 000 கிலோமீட்டர் என்று கிடைத்திருந்த தகவல், ஆஸ்திரிய அறிவியலாளர் Doppler இன் கோட்பாடு ( Doppler effect) என்று … ஏகப்பட்ட தகவல்களைத் திரட்டிக் கொண்டார்.

தன் பொது சார்புக் கோட்பாட்டுக்கு என்னென்ன தரவுகள் வேண்டுமோ, ஆதாரங்கள் கிடைக்குமோ எல்லாவற்றையும் அய்யா தாராளமாகவே பயன்படுத்திக் கொண்டார்.

(இன்னோர் முக்கிய விஷயம்: அறிவியலில் எதையுமே போகிற போக்கில், “அள்ளி” அடித்து விட்டுப் போக முடியாது. எனக்கு எல்லாந் தெரியும் மாதிரி எதுவுமே பண்ண முடியாது. அது இந்தியா, இலங்கையில் மட்டும் தான் முடியும் . மற்ற நாடுகளில் இழுத்து வைத்து “ஞாயம்” கேட்பார்கள்.)

அவர் பார்வை மேலிருந்து கீழ் நோக்கிச் சென்ற பார்வை. தரவுகள், சோதனைகள் மூலம் கீழிருந்து மேலே போகும் சிந்தனை அல்ல. மேலும், அவருடைய சோதனைச் சாலை அவர் மனசில் இருந்தது.

அவரின் கணித ஆசிரியர், Minkowski , மற்றும் இயற்பியலாளர்கள் கூட, வெளி என்பதற்கும் நேரம் என்பதற்கும் சம்பந்தம் இருக்கலாமோ.. இருக்கலாமோ.. என்று சந்தேகப் பட்டார்களே தவிர, ஏற்றுக்கொள்ளக் கூடிய ஒரு கோட்பாட்டை திண்ணமாக முன் வைக்க முடியவில்லை.

எல்லா அசைவுகளும் ஒன்றுக்கொன்று சார்பாய் உள்ளன என்கிற Doppler கோட்பாட்டின்படி பார்த்தால், ஏன் ஒளி கூட மற்ற அசையும் பொருள்களின் பார்வையில் சார்பு வேகத்தில் தான் செல்லும். அதன் வேகமும் கூடலாம் அல்லது குறையலாம் என்கிற முடிவுக்கு இட்டுச் சென்றிருந்தது.

ஐன்ஸ்டைன் அதிரடியாய் முடிவெடுத்தார்:

ஒரே சீரான வேகத்தில் அசையும் பொருள்கள் பற்றிய கோட்பாடுகள், மின்காந்த அலைகள், மின்படலக் கோட்பாடுகள் எல்லாவற்றையும் ஒன்றிணைத்தார்.

ஒளியின் வேகம் எந்த நிலையிலும் மாறாது என்று அடித்துச் சொன்னார். Constant. சார்பு நிலைகளில் இருந்து நோக்கினாலும் ஒளி அதே வேகத்தில் தான் செல்லும். ஒளியின் வேகத்தை யாராலும் அடையவும் முடியாது. மீறவும் முடியாது. இயற்கை விதித்த விதி அது என்றார்.

அடுத்து அவர் கொடுத்த அதிர்ச்சி: நட்சத்திரங்கள், கோளங்கள், என்னமோ சுற்று வட்டப் பாதைகளில் ஓடிக் கொண்டிருக்கின்றன என்று நினைத்துக் கொண்டிருக்கிறோம். தவறு. இவை அசையும் போது வெளி என்பது உருவாகிறது. அசைவை நேரம் என்கிறோம் . வெளி என்பதும் நேரம் என்பதும் ஒரே நிலையின் இரு வெளிப்பாடுகள்.

நேரம் என்பதைத் தூக்கிவிட்டால் வெளி இல்லை. வெளி என்பதைத் தூக்கிவிட்டால் நேரம் இல்லை.

இதோ அதற்கான கணித சமன்பாடுகள். பார்த்துக் கொள்ளுங்கள் என்றார்.

அவரின் கணக்கை பீஸ் பீஸாக பிய்த்துப் பார்க்கத் துவங்கினார்கள். சிலர் அவரிடம் போய், உங்கள் கணித சமன்பாடுகள், அவற்றில் இருந்து தெரிந்த முடிவுகள் எல்லாம் சரி போலத் தான் தெரிகிறது. இருந்தாலும், நிஜ உலகில் எதுவும் இன்னும் நிரூபணம் ஆகவில்லையே. எப்படி நம்புவது?

அவர் சொன்னார்: என் கணக்கு சரியாகத் தான் வந்திருக்கிறது. அப்படி நடக்கவில்லை என்றால் ஆண்டவனைப் பார்த்து பரிதாபப் படுவதைத் தவிர, வேறென்ன செய்ய முடியும்?

அதாங்க கெத்து. அது வேற யாருக்கு வரும் சொல்லுங்க?

தொடர்-2 க்குப் போவோமா? 

 

காலதேவன் கதை (2)

பிறப்பதற்கு ஒரு நேரம். இறப்பதற்கு ஒரு நேரம். விதைப்பதற்கு ஒரு நேரம். அறுப்பதற்கு ஒரு நேரம் .

எக்லஸியாஸ்டஸ் 3:2

வானத்தில் இருந்து விழுந்த பரிசு

பூமியில் இருந்து சுமார் 1500 ஒளி ஆண்டுகளுக்கு அப்பால் இருக்கும் ஓர் இரட்டை நட்சத்திரக் கூட்டங்களை வானவியல் ஆய்வாளர்கள் 1967 களில் இருந்து கவனிக்கத் துவங்கினார்கள். அதன் பேர்: PSR 1913 + 16.

இவை நியூட்ரான்களால் ஆன நட்சத்திரங்கள். (நியூட்ரான், அணுவின் கருவுக்குள் இருக்கும் பல்வேறு துகள்களில் ஒன்று). குறிப்பிட்ட இந்த நட்சத்திரம் மற்றதை பயங்கர வேகத்தில் சுற்றிச் சுழல்கிறது.  அந்த ஊழி வேகத்தில் நியூட்ரான்கள் விண்வெளியில் சிதறுகின்றன.

இவைகளில் இருந்து கிளம்பும் ஒளிக் கதிர்களும் ரேடியோ அலைகளும் பிரபஞ்சம் முழுதும் பரந்து விரிகின்றன. அவை பூமியில் மேல் படியும்போது நம் ரேடியோ தொலை நோக்கிகள் (radio telescopes ) பதிவு செய்கின்றன.

நம்மால் பார்க்கக்கூடிய நட்சத்திரங்கள் கிட்டத்தட்ட 5000 இருக்கும் என்றால் காண முடியாதவை 100 மில்லியன்கள் இருக்கும் என்கிறார்கள். யாருக்கும் சரியாகத் தெரியாது. எல்லாமே ஒரு ஊகம் தான்.

ஆகவே எப்படி கண்டு பிடிக்கிறார்கள்? நம்மூர் திரை நட்சத்திரங்களுக்கு வருவோம். ஆளுக்கு ஒரு ஸ்டைல் வைத்திருக்கிறார்கள் இல்லையா? அது மாதிரியே ஒவ்வோர் நட்சத்திரமும் அவர்களுக்கென்று தனித்தனி அலை வரிசைகள் வைத்திருப்பதால் அவர் யார், இவர் யார் என்று என்று கண்டு பிடித்துக் கொள்ள முடிகிறது.

மீண்டும் நம்ம ஸ்டார்கள் உதாரணம்: நம் மனசுக்குப் பிடித்த ஸ்டார்களை நாம் நினைத்த நேரம் பார்க்க முடியாது. இருந்தாலும் வண்ணத் திரையில் பார்த்தாலே பரவசமாய் விசிலடித்து மகிழ்ந்து போகிறோம். மறுக்க முடியுமா?

அது போலவே இந்த PSR மாதிரி விண்வெளியில் இருக்கும் மல்ட்டி, மெகா நட்சத்திரங்களை நம்மால் பார்க்க முடியாவிட்டாலும் கடவுள்/ இயற்கை, அவர்களின் இருப்பை அறிந்து கொள்ள வசதிகள் செய்து தந்திருக்கிறார்களே. மகிழ்ச்சி.

பிரபஞ்சமே அசைகிறது. அத்தோடு சேர்ந்து இந்த நட்சத்திரங்களும் அசைகின்றன. அவர்களின் பாதை சில நேரங்களில் பூமிக்கு அண்மையில் வருகிறது. சில நேரங்களில் சொல்லவே முடியாத தூரத்தில்.

இருந்தும், அவர்களின் சிக்னல்கள் (அலைவரிசை அளவுகள்) மாறாமல் துல்லியமான நேர இடைவெளியில் வந்து கொண்டே இருக்கின்றன.

நினைத்துப் பார்க்கவே முடியாத அத்தனை தூரத்தில் இருக்கும் (1500 ஒளி ஆண்டுகள்) இருக்கும் ஓர் நட்சத்திரத்தில் இருந்து ஒளியின் வேகத்தில் வரும் ரேடியோ அலைகள் எப்படி சீராக ஒரே நேரத்தில் வந்து கொண்டிருக்க முடியும்?

இதிலிருந்து என்ன தெரிகிறது? ஒளிக்கு என்ன தடைகள் இருந்தாலும் (அதன் வழியில் பிரபஞ்சங்கள், நட்சத்திரங்கள், கோளங்கள், அவற்றின் ஈர்ப்பு விசைகள் எது இருந்தாலும்) அதன் வேகம் எந்தக் கட்டுக்குள்ளும் அடங்குவதில்லை. மாறாதது.

இயற்பியலாளர்களுக்கு இரட்டிப்பு மகிழ்ச்சி. ஒளியின் வேகம் மாறாத வேகம் என்று நிரூபணம் ஆயிற்று. தவிர, பூமியின் சீலியம் கடிகாரம் போல் விண்வெளியிலும் ஒன்று கிடைத்திருக்கிறதே.

ஒரு விஷயம். ஐன்ஸ்டைன் 1907 ம் ஆண்டிலேயே ஒளியின் வேகம் மாறாதது என்று கணித சமன்பாடுகள் மூலம் முடிவுக்கு வந்திருந்தார் என்று அறிந்திருக்கிறோம்.

அவரின் ஆய்வுகளை வாசிக்காமல் இருந்திருந்தால் PSR 1913 + 16 இரட்டை நட்சத்திரங்களின் அசைவுகளை யாருமே கவனித்திருக்க மாட்டார்கள். அந்த நட்சத்திரங்களின் இருப்பே தெரியாமல் போயிருக்கும்.

1993ம் ஆண்டு. இந்த நட்சத்திரங்களின் அசைவுகளை நுணுக்கமாய் ஆய்வு செய்த இயற்பியலாளர்கள் Hulse, Taylor இருவருக்கும் அந்த ஆண்டின் நோபல் பரிசு கிடைத்தது.

இது ஐன்ஸ்டைன் அய்யாவுக்குத் தெரிய வாய்ப்பே இல்லை. ஏனென்றால் 1955ம் ஆண்டிலேயே அவர் மேலுலகம் போய்விட்டார். ஒருவேளை.. ஒருவேளை.. இந்த மனிதரின் நச்சரிப்பு தாங்க முடியாமல் …

சில நேரங்களில் சில மனிதர்கள்

இனி வரும் தொடர்களில், ஐன்ஸ்டைன் உட்பட, எல்லா இயற்பியலாளர்களின் கருத்து மோதல்களையும் கவனிக்கப் போகிறோம்.

பிரபஞ்சத்தின் காலம் என்ன? இது முதலாவது விவகாரம்.

இயற்பியலில் Thermodynamics கோட்பாட்டை அடிச்சிக்க ஆளே இல்லை. 17ம் நூற்றாண்டில் இருந்து பல்வேறு இயற்பியலாளர்களால் முன்மொழியப்பட்டு சோதனைகள் மூலம் மெய்ப்பிக்கப் பட்டவை இதன் நான்கு கோட்பாடுகள்.

இங்கே இரண்டாவது கோட்பாட்டை மட்டும் எடுத்துக் கொள்கிறோம். எதுவுமே வெளியேற முடியாமல் மூடிய படி இருக்கும் ஓர் அமைப்பில் (closed system) அதன் வெப்பநிலை மாறாமல் ஒரே நிலையில் இருக்கவே முடியாது.

சண்டியர்கள் அமைதியாக இருப்பது அபூர்வம். மற்றவர்களிடம் அவர்களின் பலத்தைக் காட்டுவதிலேயே குறியாய் இருப்பது வழக்கம். அதுவும் ஓர் அறைக்குள் எல்லாரையும் பூட்டி வைத்தால்? களேபரம். களேபரம்.

அது போல, மூடிய அமைப்பில் இருக்கும் வெப்பம் அதிகம் உள்ள மூலக்கூறுகளிடம், வெப்பம் குறைந்த மூலக்கூறுகளை விட சக்தி அதிகம் இருக்கிறது. சும்மா இருக்க முடியுமா? திமிறுகின்றன. முட்டி மோதுகின்றன. கடைசியில் எல்லா மூலக்கூறுகளும் கிட்டத்தட்ட ஒரே நிலைக்கு வரும் வரை களேபரம் தொடர்கிறது. இது ஒரு முடிவில்லாத தொடர்கதை.

மூலக்கூறுகள் என்பவை அணுக்களின் கூட்டு. அணுக்கள் எப்போதும் அசைந்து கொண்டிருப்பவை. (நாமும் மூலக்கூறுகளின் மொத்த உருவங்கள். நாமும் சும்மா இருப்பதில்லையே. அமைதியாய் இருப்பது போல் காட்டிக் கொள்வோம் – அதாவது அடுத்த சண்டையைத் துவங்கும் வரை.)

நம் குணத்தை விட்டுவிடுவோம். இயற்கையில் களேபரம் எங்குமே தொடர்கிறது. மலர்கள் என்றும் மலர்ந்து கொண்டே இருப்பதில்லை. அழகான மேனி அப்படியே இருப்பதில்லை. புதிது புதிதாக என்ன தான் தோன்றினாலும் அவையும் நிலைப்பதில்லை. சூரியனும் எந்த நாளும் எரியப் போவதில்லை. பிரபஞ்சமும் விலக்கல்ல.

இந்தக் களேபரத்தை இயற்பியலில் entropy என்பார்கள். ஒழுங்கு என்பது உடைந்து ஒழுங்கற்ற நிலையை நோக்கி நகரும் நிலை இது. Chaotic.

ஒழுங்கு என்பது உடைந்து ஒழுங்கற்ற நிலையை நோக்கி நகரும் நிலை என்பது நிரூபணம் ஆயிற்று என்றால் அந்த நகர்வுக்குள்ளே நேரம் என்பது இருக்கிறது என்று அனுமானிக்கிறோம்.

அதே சமயம், நேரம் என்பது பின்னால் போகாமல், ஏன் முன்னால் எதிர்காலத்தை நோக்கி நகர்கிறது என்கிற கேள்விக்குப் பதிலாக, entropy என்று ஒரே வார்த்தையில் முடித்து விடலாம் என்கிறீர்களா? அறிவியலாளர்களிடம் இருக்கும் கெட்ட குணம்: எதையும் எப்போதும் சந்தேகப் பட்டுக் கொண்டே இருப்பது.

நியூட்டனின் கோட்பாட்டுகளின் படி, எந்த ஒரு பொருளின் மீதும் வெளியில் இருந்து ஓர் விசை அதன் மேல் தாக்கம் செலுத்தும் வரை, அது தன் பாட்டில் அசையாமல் அப்படியே இருக்கும் அல்லது ஓர் சீரான வேகத்தில் ஓடிக் கொண்டிருக்கும் என்பதைப் பள்ளியில் இயற்பியல் படிக்கும் மாணவர்கள் அறிந்து வைத்திருக்கிறார்கள்.

Entropy களேபரத்தை மூலக்கூறுகளின் ஆட்டத்தோடு ஒப்பிடலாம். மூலக்கூறுகளின் சக்தி குறையக் குறைய, (விசை) பழைய நிலைக்கு அவை வர வாய்ப்பு உண்டு. எனவே நியூட்டனின் கோட்பாட்டுக்கும் , பிரபஞ்சத்தின் “தீர்ப்பு” நாளுக்கும் ஒரு ஒற்றுமை இருக்கிறது என்று சொன்னார் ஆஸ்திரிய இயற்பியலாளர், Boltzmann.

இதை ஒத்துக் கொள்ள மாட்டேன் என்றார் Poincaré. இவர் பிரான்ஸ் இயற்பியலாளர். சாதாரண ஒரு லீட்டர் தண்ணீரிலே இருக்கும் மூலக்கூறுகளே “பழைய” நிலையை அடைய ஏகப்பட்ட காலம் எடுக்கும் என்றால் (இது அவரின் கணக்கு), அப்போ பிரபஞ்சத்தின் வயசே துவக்கமும் முடிவும் இல்லாத முடிவிலியில் (infinity) போய் நிற்குமே. அதென்ன பிரபஞ்சம் என்றுமே நிரந்தரமானதா?

அது தோன்றி 13.8 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று பெருவாரி இயற்பியலாளர்கள் ஒத்துக் கொள்கிறார்களே. Boltzmann எப்படி தப்புத் தப்பாக சொல்லலாம்?

Boltzmann விடுவாரா? Enthropy கூடிக் கொண்டே போகிறது. மறுக்கவில்லை. ஆனால் அதை ஏன் காலத்தோடு சம்பந்தப் படுத்த வேண்டும்? ஒரு சீட்டுக் கட்டை எடுத்துப் புரட்டிப் போடுங்கள். முதல் சீட்டு எப்படி வரப்போகிறது? அது ராஜா, அல்லது ஜோக்கர், அல்லது வேறு எதுவாகவும் இருக்கலாம். யாரும் முன் கூட்டியே சொல்ல முடியுமா? அது போலத் தான் பிரபஞ்சத்தின் இன்றைய நிலையும்.

இப்போ நடந்திருக்கும் சீட்டிழுப்பில் இன்றைய, “இந்த நிலை”யில் வாழ்கிறோம். பிரபஞ்சத்தின் அடுத்த சீட்டிழுப்பில் “தீர்ப்பு நாள்” வரலாம் அல்லது “மீண்டும் உயிர்த்தெழும் நாள்” வரலாம் அல்லது எதுவோ ஒன்று தோன்றலாம். நாள், நேரம் என்பது இதற்குள் வராதே?

எல்லாம் ஒரே ஒழுங்கு முறையில் தொடர்ந்து வரும் எனும் கருத்தாக்கத்தை நாம் மறந்து விடலாமே. வெளி உருவாக்கும் நிலைகளில் (change of states) மாறி மாறி சஞ்சரிக்கிறோம். அதை ஏன் நேரம், காலம் என்று சொல்லிக் குழப்பத்தை உருவாக்க வேண்டும்?

ஐன்ஸ்டைனும் இந்த விவாதங்களைக் கவனித்தபடியே இருந்தார். அவர் கூட, தன் பிரபஞ்சக் கொள்கைக் கோட்பாட்டை, துவக்கத்தில் பிரபஞ்சம் அசையாமல் இருந்தது என்கிற வரிகளோடு தான் ஆரம்பித்திருந்தார். அவரின் முன்னைய இயற்பியலாளர்கள் (நியூட்டன் உட்பட) சொன்னது போலவே துவங்கி இருந்தார்.

பிரபஞ்சம், அதன் ஒவ்வோர் நிலைகளில் மாறும்போது அது தடுமாறி நொறுங்கி விடும் எனும் நிலைக்கு வந்தாலும் (காலம் எனும் சொல்லைத் தவிர்த்திருப்பதைக் கவனிக்கவும்.) சராசரியாக அது தன்னை நிலை நிறுத்திக் கொள்கிறது என்பது அவரின் அனுமானம்.

பிரபஞ்சக் கொள்கையில் நான்கு குழுக்களாக இருக்கிறார்கள் இயற்பியலாளர்கள்.

  • பிரபஞ்சத்துக்கு ஒரு துவக்கமும் ஒரு முடிவும் உண்டு. அதன் அளவு வரையறுக்கப் பட்டது. Enthropy கூடிக்கொண்டே போக, அதன் வெப்பமும் கூடிப்போய், கடைசியில் அந்தத் தகிப்பில் பொசுங்கி விடலாம்.
  • பிரபஞ்சத்துக்கு ஒரு துவக்கம் இருக்கிறது. Enthropy யின் தாக்கம் இருந்தாலும் அது முடிவில்லாமல் விரிந்து கொண்டே இருக்கிறது.
  • பிரபஞ்சத்துக்குத் துவக்கமும் இல்லை. முடிவும் இல்லை. சீட்டிழுப்பு போல் ஒவ்வோர் நிலையிலும் மாறிக் கொண்டிருக்கிறது அல்லது ஒரு புள்ளி விவர நிரல் போல அங்கும் இங்கும் அசைந்து கொண்டிருக்கிறது.
  • பிரபஞ்சத்துக்குத் துவக்கமும் இல்லை. முடிவும் இல்லை. ஒரே சமச்சீராய் விரிந்து கொண்டிருக்கிறது. அதன் அடர்த்தி எங்கும் ஒரே அளவாய் இருக்கிறது. (Steady-state theory)

என் பிரபஞ்சம், உன் பிரபஞ்சம் என்று போர் இன்னும் தொடர்கிறது. இது இப்படி இருக்க, அடுத்த கேள்விக்கு வருகிறோம்.

ஒரு கணம் ஒரு யுகமாக ஏன் தோன்ற வேண்டுமோ?..

காலத்தை நீட்ட முடியுமா? எல்லாருக்குமே இந்த ஆசை இருக்கிறது. வயசு ஏறக்கூடாது. ஆனால் நீண்ட காலம் வாழ யாருக்குத் தான் ஆசை இல்லை?

ஐன்ஸ்டைன், அவரின் பொது சார்புக் கொள்கை சமன்பாடுகளின் அடிப்படையில், கால நீடிப்பு (Time dilation – stretching time) சாத்தியமே என்று 1905 களிலேயே சொல்லிவிட்டார். ஆனால் இயற்பியலாளர்கள் நம்பத் தயாராய் இல்லை.

இருந்தும் 1941 வரை, இந்த முடிவை சோதனை செய்து பார்க்க யாருக்கும் நேரம் வரவில்லை.

அண்டத்தில் இருந்து வரும் கதிர்வீச்சுகள் (சக்தி கொண்ட அணுத் துகள்கள்) ஒவ்வொரு வினாடியும் நம் பூமியின் மேல் பரப்பில் இருக்கும் வளி மண்டலத்தில் (atmosphere) மோதிக் கொண்டே இருக்கின்றன. இவை எங்கிருந்து வருகின்றன? எவருக்கும் தெரியாது.

வளி மண்டலம் ஓர் பெரும் கவசம் போல் பூமியைக் காக்கிறது. கதிர்வீச்சு பெரும் அளவில் ஊடுருவினால்? எல்லா உயிர்களும் கூண்டோடு எப்போதோ அழிந்து போயிருக்கும்.

வளி மண்டலத்தோடு மோதும்போது இந்த அணுக்களின் கருக்கள் உடைந்து அவற்றின் உள்ளிருந்து பல்வேறு அணுத் துகள்கள் வெளிவருகின்றன. அதில் ஒரு சில துகள்கள் மட்டுமே சில வினாடிகள் வாழ்கின்றன. மற்றவை அந்தக் கணமே அநேகமாய் அழிந்து விடுகின்றன.

myons என்கிற அணுத் துகள்களின் வாழ்க்கை கொஞ்சமாவது பரவாயில்லை. அவை சராசரி 2 மைக்ரோ வினாடிகள் வாழ்வது பெரிய விஷயம். ( 1 மைக்ரோ வினாடி என்பது ஒரு வினாடியை ஒரு மில்லியனால் வகுத்தால் என்ன நேரம் வருமோ அது.)

வளி மண்டலத்தை ஊடுருவிய பின்னே சில myons சுமார் 20 கிலோமீட்டர்கள் கீழே இருக்கும் மண்ணை நோக்கி வீழ்கின்றன. சில மண்ணில் புதைந்தாலும் “உயிர் ” வாழ்கின்றன. எப்படி?

ஐன்ஸ்டைன், அவரின் சமன்பாடுகளின் படி, எதுவும் ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் போது அவற்றின் வாழ்நாள் ஜவ்வு மாதிரி விரிந்து கொண்டே போகும் என்கிற முடிவுக்கு ஏற்கெனவே வந்திருந்தார். (இயற்பியலில் Time warp எனும் இந்தக் கொள்கை மிகவும் முக்கியமானது.)

மேல் சொன்ன கண்டு பிடிப்பைத் தவிர, இன்னும் கடினமான, நுட்பமான சோதனைகள் மேற்கொண்டார்கள். myons களின் வாழ்நாளை விட மூன்று மடங்கு குறைவான வாழ்நாள் கொண்ட இன்னோர் வகை துகள்களும் (mesotrans) இதே போல் “இருப்பது” தெரிய வந்தது.

அய்யாவின் கணிப்புகளுக்கு சாட்சி கிடைத்தாலும் சில இயற்பியலாளர்களுக்கு அது போதவில்லை. இன்னும் நிரூபிக்க வேண்டும் என்று ஒற்றைக் காலில் நின்றார்கள். தவிர, நேரம் என்பது விரியும் அல்லது சுருங்கும் என்று நிச்சயமாய் முடிவு செய்ய 1971 ம் ஆண்டு வரை நாம் காத்திருக்க நேரிட்டது.

அந்த ஆண்டு ஓக்டோபர் மாதம், Hafele, Keating எனும் இரண்டு ஆய்வாளர்கள் ஆளுக்கொரு சீலியம் அணுக் கடிகாரத்துடன் ஒருவர் கிழக்கு நோக்கி விமானத்தில் பறக்க, மற்றவர் மேற்கு நோக்கிப் பறந்தார்கள். அன்றைய காலகட்டத்தில் இந்தப் பரிசோதனை, படங்களுடன், பரபரப்பு செய்தியாக பத்திரிகைகளில் அடிபட்டது.

ஒளியின் ஒரு வினாடியின் வேகத்தை மில்லியன்கள் என்ன ஆயிரம் மில்லியன் கணக்கில் வகுத்தாலும் அதன் ஒரு பகுதியைக் கூட, விமானங்களால் எட்ட முடியாது. ஆனால், சீலியம் கடிகாரங்கள் வித்தியாசங்களைக் கண்டு பிடித்து விடும்.

கிழக்கு நோக்கிப் பறந்த கடிகாரத்தின் நேர அளவு, அசைவின்றி நிலத்தில் இருந்த சோதனைக்கூட சீலியம் கடிகாரத்தை விட, 59 நானோ செக்கன்டுகள் குறைந்த வேகத்தில் ஓடியது.

மேற்கு நோக்கிப் பறந்த கடிகாரமோ , நிலத்தில் இருந்த கடிகாரத்தை விட, 273 நானோ செக்கன்டுகள் வேகமாக ஒடியது.

ஒரு நானோ செக்கன் (nanosecond) என்பது ஒரு வினாடியை ஒரு பில்லியன் பிரிவுகளாய்ப் பிரித்தால் வரும் நேரம் (1/1000,000,000).

ஏன், கிழக்கும் மேற்குக்கும் அந்த வித்தியாசம்? ஐன்ஸ்டைன், தன் ஆய்வுக் கட்டுரையில் பூமியும் தன் அசைவால் நேரத்தை விரிவடையச் செய்கிறது என்று மேற்கோள் காட்டி இருந்தார். ஆகவே, பூமியின் நேரத்தை இதில் இருந்து நீக்கியபோது கிடைத்த தரவுகள், நேரம் சுருங்குகிறது அல்லது விரிகிறது என்பதை நிரூபித்தன.

இன்னோர் ஆய்வில் (1978), ஜெனீவாவில் இருக்கும் CERN அணு ஆய்வுக் கூடத்தில், muon களை செயற்கையாய் “உற்பத்தி” செய்து, ஒளியின் வேகத்தின் 99.7 மடங்கு வேகத்தில் ஓடச் செய்த போது, அவற்றின் “காலம்” 29 மடங்கு கூடியதைக் கண்டார்கள்.

காலத்தை வென்றவன் நீ காவியமானவன் நீ

பேராசிரியர் டேவிஸ் ஆஸ்திரேலியாவைச் சேர்ந்தவர். அங்கே 1974 களில் Clay என்னும் இயற்பியலாளர், ஒளியை விட வேகமாகச் செல்லும் துகள் ஒன்றைக் கண்டுபிடித்ததாக வந்த செய்தியை விவரிக்கிறார். அதெப்படி? எல்லாரும் சோதனைகள் மூலமும் கணித சமன்பாடுகள் மூலமும் ஏற்றுக் கொண்ட ஓர் கொள்கைக்கு எதிராய் ஒரு நிகழ்வு நடக்கலாம்?

அதாவது, அப்படி நிகழும் என்றால், அந்தத் துகள்கள் காலத்தின் பின் நோக்கிப் போவதாக இருக்க வேண்டும். அப்படி ஓர் துகள் இருக்க முடியுமானால் அதன் பேர் techyon என்று ஏற்கெனவே இயற்பியலாளர்கள், கணிதம் மூலம் ஒரு அனுமானம் செய்திருந்தார்கள். Hypothetic name.

அந்தக் கற்பனை உண்மையாகிவிட்டதா? இயற்பியல் உலகே பரபரப்பாகி விட்டது. நினைவிருக்கட்டும்: கணிதம், விரிந்து கொண்டே போகும் அறிவியல். அதற்கு எந்தக் கட்டுப்பாடும் இல்லை. ஆனால், இயற்பியல் அப்படி அல்ல. இது நிஜ உலகத்தில் நடக்கக் கூடிய அல்லது நடக்கலாம் என்று அறுதியிட்டு நம்பக் கூடிய விஷயங்களை மட்டும் ஏற்றுக் கொள்ளும். மற்றவைகள் சும்மா கப்ஸா.

துகள்கள், இறந்த காலத்துள் போகின்றன என்று எப்படி சொல்ல முடியும்?

அண்டத்தில் இருந்து வரும் கதிர்கள், அதிகமாக புரோட்டான்களாக இருக்கின்றன. (புரோட்டான்கள் அணுக் கருவின் உள்ளே இருக்கும் ஓர் துகள்.) இயற்பியலின் ஓர் அங்கமான மின் இயலில், சக்தியை, electron volts அளவுகள் என்று மதிப்பிடுவது வழக்கம்.

அண்டத்தில் இருந்து வரும் புரோட்டான்கள், டிரில்லியன்கள் கணக்கில் electron volts சக்தி கொண்டவையாய் இருக்கின்றன.

ஒரு டிரில்லியன் சக்தி கொண்ட புரோட்டான்கள் 99.999 விழுக்காடு ஒளியின் வேகத்தில் செல்லக் கூடியவை. 10 டிரில்லியன் சக்தி கொண்ட புரோட்டான்களோ 99.999999 விழுக்காடு ஒளி வேகத்தில் செல்லக் கூடியவை.

புரோட்டான்கள், ஒளியின் வேகத்தை நெருங்க, நெருங்க, ஒளித் துகள்களுக்கும் (photons) புரோட்டான்களுக்கும் உள்ள இடைவெளி குறைகிறது. உதாரணமாய், 10 டிரில்லியன் சக்தி கொண்ட புரோட்டான்கள், ஒளித் துகள்களின் இடைவெளி வெறும் 3 மீட்டர்கள் தான். 100 டிரில்லியன் சக்தி என்றால் 3 சென்டிமீட்டர் அளவு தான். 1000 டிரில்லியன் ஆகிவிட்டால் 0.3 மில்லி மீட்டர்கள்.

ஒளியின் வேகத்தைக் கடக்க முடியாது. சரி. அதே சமயம் பல்லாயிரம் டிரில்லியன் சக்தி கொண்ட புரோட்டான்கள் என்ன செய்யும்? திரும்பிப் போக வேண்டியது தான். அதாவது காலத்தின் பின்னே.

ஆகவே, ஒளியின் வேகத்தை அடைந்த பின் அதை மீறாமல் அதே வேகத்தில் பயணித்தால், நாம் நித்திய ஜீவன்களாய், மில்லியன் ஆண்டுகளோ பில்லியன் ஆண்டுகளோ வாழலாம்? அல்லது வேகத்தை இன்னும் முடுக்கி விட்டால் நம் முன்னோர்களைப் பார்த்து நலம் விசாரிக்கலாம்?

Youtube, Facebook களில் நிறைய பைத்தியங்கள் இப்படி உலாவுகின்றன. கவனமாக இருப்பது நல்லது. கற்பனையில் மட்டுமே இது சாத்தியம் என்கிறார் பேராசிரியர். ஏனென்றால், நாம் ஒளியின் வேகத்தின் பாதியை அடைய முன்பே பீஸ் பீஸ் ஆகி… சாம்பல் கூட மிஞ்சாது. காலத்தின் பின் நோக்கிப் போகிறோமோ இல்லையோ, கடவுளிடம் போய்ச் சேர்வது சர்வ நிச்சயம்.

எதிர்காலத்துள் போய்ப் பார்க்க ஆசைப்படுபவர்கள் ரொம்பக் குறைவு. ஏன் ? எந்த நாளில், நேரத்தில் , எப்படியான மரணம் நேரும் என்று தெரிந்து விட்டால் வாழ்க்கையே வெறுத்துப் போய்விடும். சஸ்பென்ஸ் இருந்தால் தான் வாழ்க்கை ருசிக்கும். இருந்தாலும் ஐன்ஸ்டைன் சமன்பாடுகளில் அதற்கும் இடம் இருக்கிறது.

பிரபஞ்சத்தில், கோளங்களில் இடையே இருக்கும் ஈர்ப்பு விசைகளும் காலத்தை சுருங்க அல்லது விரியச் செய்வதில் பங்களிப்பு செய்கின்றன. ஈர்ப்பு விசை கூடிக் கொண்டே போனால் என்ன நடக்கும்? கோள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று நெருங்கி அனைத்துமே நொறுங்கி நினைத்துப் பார்க்கவே முடியாத பயங்கர சக்தி கொண்டதாய் ஈர்ப்பு சக்தி பெருகும். கோள்களின் பருமன் சுருங்கும்.

உதாரணமாக, சூரியனே ஒரு பந்தின் அளவு வந்துவிட்டால் அது இழுக்கும் அத்தனை பொருள்களிலும் ஏற்படும் ஈர்ப்பு மெகா பில்லியன்கள் தொன்கள் அளவில் வந்துவிடும். நாம் அதன் மேல் நின்றால் , நம் நிறை அதே மெகா பில்லியன் கணக்கில் இருக்கும் (கற்பனை தான். ஆனால் கணித ரீதியாய் இது உண்மை).

அங்கே, எந்த இயற்பியல் விதிகளும் வேலை செய்யாது. அது ஒரு தனி “நிலை”. ஐன்ஸ்டைனுக்கு அது தெரிந்தே இருந்தது. அவருடைய சமன்பாடுகளே அந்த நிலையை சுட்டிக் காட்டியது.

தவிர, Schwarzschild என்னும் இயற்பியலாளர். 1916 களிலேயே இந்த “தர்ம சங்கடமான நிலை” பற்றி எச்சரித்திருந்தார். சூரியனில் இருந்து மூன்று கிலோமீட்டர் தொலைவில் ஒரு இப்படியான நட்சத்திரம் கருப்பு நிறத்தில் இருப்பது தெரிய வந்தது.

கருப்பு நிறத்தில் எப்படி நட்சத்திரம் இருக்கலாம்? அந்த காலகட்டத்தில் இருந்த அறிவியல், கருந்துளைகள் (Black Holes) பற்றி எதுவும் அறிந்திருக்கவில்லை.

ஆனைக்கும் கூட அடி சறுக்கும்..

ஐன்ஸ்டைன் அப்படி நடக்க முடியாது என்று நம்பினார். அவரின் முதல் சறுக்கல் அது.

தொடர் – 3 ல் சந்திப்போமா?

 

காலதேவன் கதை (3)

நேரம் என்பதைக் கடாசி விடுங்கள் என்று இயற்பியல் சொல்லும் நாள் வருமோ? எப்படியோ, நேரம் பிரச்னையில் மாட்டிக் கொண்டு விட்டது என்பது மட்டும் நிச்சயம்.

ஜான் வீலர்

ஐன்ஸ்டைனின் “புகழ்” வாய்ந்த தவறு

ஐன்ஸ்டைன் இயற்கையில் இயற்பியலாளர். அவர் புகழ் கொடி கட்டிப் பறக்க ஆரம்பித்தபோது, கணிதத்தில் எனக்குப் பெரிய நம்பிக்கை ஏதும் கிடையாது என்று வேறு பேட்டி கொடுத்திருந்தார். ஆனால் மற்ற அறிவியலாளர்கள், அவரின் சமன்பாடுகளைப் போட்டி போட்ட படி, நோண்டிப் பார்க்க ஆரம்பித்திருந்தார்கள்.

பிரபஞ்சம் என்ன தான் “ஆபத்து ” நிலையை அடைந்தாலும் அது அப்படி, இப்படி சமாளித்துப் பழையபடி, தன் “சொந்த” நிலைக்கு வந்துவிடும் என்று அவரின் சிந்தனை போயிற்று.

உங்கள் கணிதத்தில், எல்லாம் நெருங்கி வர (நட்சத்திரங்கள், கோளங்கள்) வாய்ப்புகள் இருக்கின்றன. ஈர்ப்பு விசைகள் என்றும் ஒரே மாதிரி இருக்கப் போவதில்லை என்று மற்றவர்கள் சொல்லவே, அய்யா உஷார் ஆகிப் போனார். அவர் மூளை வேக வேகமாக வேலை செய்தது.

ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும் விசைகள் போல (gravity), அவற்றுக்கு எதிரான ஒன்றை ஒன்று எதிர்க்கும் அல்லது “தள்ளி” விடும் விசைகளும் (anti gravity) பிரபஞ்சத்தில் இருக்கின்றன! என்று அதிரடியாய் அறிவித்தார் அவர்.

அவர், தன் சொந்த சமன்பாடுகளிலேயே அதற்கான நிரூபணத்தைத் தேடிக் கண்டு பிடித்தார் என்பதை சொல்ல வேண்டிய கட்டம் இது. (இயற்கை, தன் எந்த செயல்பாடுகளுக்கும் இந்தா நிரூபணம் பாத்துக்கோ!.. என்று ரெடிமேட் ஆகத் தருவதில்லை.)

அனைத்து கண்டுபிடிப்புகளுக்கும் பின்னால், கடுமையான, மன்னிக்கவும், மிக மிகக் கடுமையான உழைப்பு இருக்கிறது.

அவர் ஏன் அவசரப் பட்டார்? காரணம் : பிரபஞ்சம் விரிந்து கொண்டே இருக்கிறது என்று சர்வ சாதாரணமாய் இன்று எல்லாருக்கும் தெரிகிறது. அதற்கான தரவுகளும் இன்று நம்மிடத்தில் இருக்கின்றன. 1915 களில் இருந்த இயற்பியலாளர்களுக்கு இது தெரிய நியாயமில்லை.

தன் சமன்பாடுகளில், இதற்காக, புதிய ஒரு மாறிலியை (constant) நுழைக்க வேண்டிய நிர்ப்பந்தம் அவருக்கு ஏற்பட்டது. அதற்கு அவர் கொடுத்த பேர்: Cosmological term. ஏற்கெனவே நியூட்டன், பொருள்கள் இடையே ஏற்படும் ஈர்ப்பு விசைக்கு, G என்று (இதுவும் ஓர் மாறிலி) பேர் கொடுத்திருந்தார்.

இப்போது ஐன்ஸ்டைன் வேறு ஒன்றைக் கொண்டு வந்தது ( λ – லெம்டா) பெரும் சர்ச்சையைக் கிளப்பி விட்டது. இது தேவையா? என்ன அவசியம் வந்தது?

ஆனால் அவர் கொடுத்த விளக்கம்: இது அவசியம் இல்லை என்றால் இதன் மதிப்பு சைபர் என்று கொடுத்து விடுங்கள். பழைய படி, என் சமன்பாடுகள் எந்த மாற்றமும் இல்லாமல் வந்து நிற்கும்.

பேரும் புகழும் பெற்ற ஓர் மேதைக்கு இது ஓர் களங்கம் என்று பல இயற்பியலாளர்கள் கருதினார்கள். எதிர்ப்புகள், சலசலப்புகள் எக்கச் சக்கமாகக் கிளம்பவே, கூட்டம் கூட்டினார் ஐன்ஸ்டைன். என் வாழ்க்கையிலே செய்த மாபெரும் தப்பு அது என்று பகிரங்கமாகவே மன்னிப்புக் கேட்டார் அவர்.

அது உண்மையிலேயே தப்பு தானா? அவர் காலத்து சில இயற்பியலாளர்கள் இல்லை என்றார்கள். குறிப்பாக, பிரான்சின் Lemaître, ரஷ்யாவின் Friedmann, ஒரு மாறிலி மட்டுமல்ல, அது போல் பல இருக்க வேண்டும் என்று வாதிட்டார்கள்.

இன்று, அது தவறல்ல என்பதற்கு ஆதாரங்கள் கிடைக்கின்றன. இருந்தும் இன்னும் பயணிக்க வேண்டி இருக்கிறது என்கிறார் பேராசிரியர் டேவிஸ்.

இறந்த காலம் போவதும், எதிர் காலத்துள் நுழைவதும் தன் கணிப்பில் வந்துவிட்டதே என்று ஐன்ஸ்டைன் கவலைப் பட்டார். அவரின் சமன்பாடுகளில் காலம் ஒரு சார்புநிலை கொண்டதே தவிர, அதற்குத் திசை இல்லை. முன்னும் போவதல்ல. பின்னும் போவதல்ல.

ஆனாலும் அவருக்கும் சந்தேகம் இருந்தது. அவரின் சமன்பாடுகள், கருந்துளைகள் (Black Holes) பற்றித் தெளிவாகவே தீர்க்க தரிசனம் சொல்கின்றன. அவை எதிர்காலத்தில் கண்டு பிடிக்கப் படும் என்று அவருக்குத் தெரியாது.

எதிர்காலம் எப்படி இருக்கும் என்று பார்க்க ஆசைப்படும் ஆட்களுக்கு: நாம் முதலில் ஒளியின் வேகத்தை அடைந்தாக வேண்டும். அடுத்து, கருந்துளைகள் அருகில் வந்தாக வேண்டும். கருந்துளை என்பது எதையுமே உறிஞ்சி விடும் பயங்கர ஈர்ப்பு சக்தி கொண்டது. ஏன், ஓளி கூட அதில் இருந்து தப்ப முடியாது.

அத்துணை எல்லையே இல்லாத ஈர்ப்பின் உள்ளே போய்விட்டால், நாம் போய்க் கொண்டே இருப்போம். முடிவில்லாத முடிவிலியில் நகர்ந்து கொண்டே இருப்போம். அங்கே காலம் நின்று விடும். பயணம் செய்தபடி, எதிர்காலம், இறந்த காலம் இரண்டையுமே ஒரு சேரப் பார்க்கலாம்.

அதற்குள் நாம் (உயிரோடு) இருந்தால் திரும்பி வருவதைப் பற்றி யோசிக்கவே மாட்டோம். ஏனென்றால் நிகழ்காலம், இறந்தகாலம், எதிர்காலம் எல்லாம் ஒன்றாகி விடுமே.

எங்கே நீயோ நானும் அங்கே உன்னோடு..

1920 களில் இருந்து ஐன்ஸ்டைன் தான் ஒரே ஒரு சூப்பர் ஸ்டார்.

மன்னர்கள், அதிபர்கள், பிரதம மந்திரிகள், பணக்காரப் புள்ளிகள், பிரபலங்கள், சினிமா நட்சத்திரங்கள், ஏன் எல்லாருமே அவரை ஒரு முறையாவது பார்த்துவிட வேண்டும், பேச வேண்டும், போட்டோ எடுத்துக் கொள்ள வேண்டும் என்று கியூவில் நின்றார்கள்.

அவருக்குத் தன் சொந்த வேலையைக் கவனிக்கவே நேரமில்லாமல் போய்விட்டது. எங்கு போனாலும் பத்திரிகையாளர்கள், ரசிகர் பட்டாளம் என்று விடாமல் துரத்தினார்கள். எல்லா மனிதர்களின் பிரச்னைகளுக்கும் அவரின் பதில் தேவைப் பட்டது.

அதே சமயம், அவர் சிந்தனை, பிரபஞ்ச நோக்கில் இருந்து விடுபட்டு, அணு இயக்கவியல் எனும் quantum machanics களத்தை நோக்கி செயல்பட ஆரம்பித்தது. இது அணுக்கள், அணுத்துகள்கள் பற்றிய துறை.

இவற்றின் அசைவுகள், எதிர்வினைகள், சக்தி பற்றிய கோட்பாடுகள் மட்டுமல்ல, இவற்றின் என்ன வடிவம் தான் என்ன? இவை துகள்களா அல்லது அலைகளா? நேரத்துக்குத் தகுந்த மாதிரி அவை ஏன் இரட்டை வேடம் போடுகின்றன? இப்படிப் பல விஷயங்கள் அடங்கிய அணு உலகம் நோக்கி அவர் பார்வை திரும்பியது.

அணு உலகம் வேறு உலகம். அங்கே நம் உலக நடப்புகள், நம்பிக்கைகள் எதுவும் செல்லுபடி ஆகாது. (மீண்டும் உயர்நிலைப் பள்ளி மாணவர்கள் தெரிந்து வைத்திருப்பதை அசை போட வேண்டிய நேரம் இது.)

எடுத்துக் காட்டாய், ஒரு பந்தை சுவரை நோக்கி அடித்தால் அது திரும்பி வரும். ஓர் எலெக்ட்ரானை சுவரை நோக்கி அனுப்பினால் அது சர்வ சாதாரணமாய், சுவருக்குள் பூந்து அந்தப் பக்கமாய் வெளியே போய் .. அது பாட்டுக்குப் போய்க் கொண்டே இருக்கும். ஒரு டாட்டா கூட சொல்லாது. ஏன் அப்படி?

சோதனைக் கூடத்தில், சில அணுக்களுக்கு மேலும் மேலும் “சக்தி” ஊட்டி, ஒரு தடித்த சுவரின் ஊடாக அனுப்பினார்கள். போன வேகத்திலேயே, அதிகமான அணுக்கள் திரும்பி வந்து விட்டன. முடியல சாமி. கொஞ்சமாக சக்தி ஏற்றி, அணுக்களை சுவருக்குள் அனுப்பினார்கள். ஒன்றுமே நடக்காத மாதிரி, அடுத்த பக்கத்தில் வந்து காட்சி கொடுத்தன.

நாம் பொத்திப் பொத்தி வைத்திருந்த பணம் அல்லது பொருள் தொலைந்துவிட்டால் நம்மால் ஓரிடத்தில் நிற்க முடியாது. மனம் அலை பாயும். மிரண்டு போய், நிலை கொள்ளாமல் தவிப்போம்.

அது போல், ஓர் அணுவும் மிகவும் “கிளர்ச்சியுற்ற” (excited) நிலையில் நிற்கிறது என்றால் அது தன்னிடம் இருந்த போட்டோன் (photon) ஒன்றை இழந்து விட்டது என்று அர்த்தம். (போட்டோன் என்பது ஒளித் துகள்).

அணுவைச் சுற்றி வரும் எலெக்ட்ரான்கள், அவைகளின் “சக்தி” நிலைகளுக்கு (energy levels) ஏற்றது போல் குறிப்பிட்ட சில பாதைகளில் மட்டுமே சுழல்கின்றன. நடு வழி என்று எதுவும் கிடையாது. (குளிச்சா குத்தாலம் கும்பிட்டா பரமசிவம் கேஸ்.) சரி. எலெக்ட்ரான் போட்டோனை இழந்தபின் எந்தப் பாதையில் (சக்தி நிலையில்) வந்து சுழல்கிறது?

சோதனையில் பார்த்துக் கொண்டிருந்த போது, எலெக்ட்ரான் எதுவும் நடக்காதது போல், அதே பழைய நிலையிலேயே “உறைந்து” (freezed) போய் இருந்தது. அதைப் பார்க்காமல் இருந்த போது அல்லது பிறகு வந்து பார்த்தால், அதன் சாதாரண பாதையில் (ground energy level ) சுழல்வது தெரிந்தது.

கேள்வி: அதை நாம் பார்க்கிறோம் என்று அதற்கு எப்படித் தெரியும்?

அணுக்கள், துகள்களா அல்லது அலைகள் போன்றவையா? இன்று வரை தெரியாது. எப்படி நாம் பார்க்க விரும்புகிறோமோ அப்படி நடிக்கக் கூடிய கில்லாடிகள் இவர்கள். துகள் ஆக இருக்கட்டுமா? இதோ. அலையாய் மாறட்டுமா? இதோ.

அதே சமயம், எங்கே இருக்க வேண்டும் என்று நாம் எதிர்பார்த்தால் அங்கே இருப்பார்கள். எப்படி என்று கேட்கவும் கூடாது. பார்க்கவும் கூடாது. பிடிக்காது. அவ்வளவு தான்.

அணுக்களின் இந்தத் தன்மைகள், ஐன்ஸ்டைன் காலத்திலேயே சோதனைகள் மூலம் உறுதி செய்யப்பட்டன. ஆனால் ஒரு பண்பு மட்டும் இன்று வரை முரண்பட்ட கருத்து வேற்றுமைகளை இயற்பியலாளர்களிடம் வளர்த்து விட்டிருக்கிறது.

அய்யா தன் கடைசி மூச்சு வரை அதற்குத் தீர்வு காணப் போராடினார் என்பது வரலாறு. அது : நேரம்.

ஓரு ஜோடி போட்டோனை எடுத்து, ஒன்றை ஒரு திசையில் சுழல விட்டால், சொல்லிவைத்த மாதிரி அதன் ஜோடி அதற்கு எதிரான திசையில் சுழலத் துவங்குகிறது.

கேள்வி : தன் ஜோடி ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் போகிறது என்று மற்ற ஜோடிக்கு எப்படித் தெரியும்?

நாம் பார்க்கும் வரை போட்டோன், துகள் அல்லது அலை என்று “இரண்டு” நிலைகளிலும் இருக்கிறது என்கிற விளக்கம், இன்று பொதுவாய், இயற்பியலாளர்களால் ஏற்றுக் கொள்ளப் படுகிறது.

சோதனையாளருக்கே, அடுத்து என்ன செய்யப் போகிறேன் என்று தெரியாத நிலையில்:

(1) ஏதோ ஒரு முடிவை எடுத்தார் என்று வைத்துக் கொண்டால், அந்தக் கணத்திலேயே அவர் என்ன முடிவெடுத்தார் என்று இரண்டு போட்டோன்களுக்கும் எப்படித் தெரிந்தது?

(2) அல்லது அந்தக் கணத்தில் அந்த முடிவு தான் எடுப்பார் என்று போட்டோன்களுக்கு ஏற்கெனவே தெரியுமா?

(1) ஐ எடுத்துக் கொண்டால், ஜோடிகளுக்கு இடையில் தகவல் ஒளியை விட, வேகமாகப் போயிருக்க வேண்டும். அய்யாவின் பொது சார்புக் கொள்கை, பிறகு அதை இன்னும் விரிவு செய்து வெளியிட்ட சிறப்பு சார்புக் கொள்கை (Special Relativity Theory) இரண்டிலுமே ஒளியின் வேகத்தை மீறவே முடியாது என்று அடித்து சொல்லியிருக்கும் போது …. எங்கோ இடிக்கிறதே.

(2) ஐ எடுத்துக் கொண்டால், போட்டோன்கள் எதிர் காலத்தை ஏற்கெனவே அறிந்தவையா? அல்லது இறந்த காலத்துக்கு உள்ளே போய், அந்த ஆள் இன்ன முடிவு தான் எடுப்பார் என்று தெரிந்து கொள்கின்றனவா? என்ன நடக்கிறது?

தவிர, புதிய ஓர் சிந்தனையும் உருவாயிற்று.

நாம் பார்ப்பதனால், பிரபஞ்சம் மாறுகிறதா? நாம் பார்ப்பதன் மூலம் நிகழ்வுகள் மாறுகின்றனவா? நம் பார்வை படும் வரைக்கும் எந்த நடப்புகளும் எல்லா “நிலைகளிலும்” இருக்கின்றனவா?

ஐன்ஸ்டைன் ஒரு கருத்து சொன்னார்: ஒரு ஜோடி போட்டோன் என்று நினைப்பதே தவறு. ஏற்கெனவே ஒன்று தான் இருக்கிறது. அதை இரண்டாகப் பிரித்திருப்பதாக நாம் நினைக்கிறோம். ஆகவே, “தகவல்” என்பது ஏற்கெனவே அந்த ஒன்றுக்குள் இருக்கிறது.

ஒரு பக்கத்தை நாம் சுருட்டிப் பார்க்க, மற்றப் பக்கம் அதற்கு எதிர்வினை ஆற்றித் தன் “சொந்த” சுய நிலைக்கு வருகிறது. ஒன்று என்பது இங்கேயும் இருக்கலாம் அல்லது இன்னும் பல பிரபஞ்சங்களைத் தாண்டியும் இருக்கலாம். சங்கடம் தரக்கூடிய ஒளியின் வேகம் என்பதைப் புத்திசாலித்தனமாக, இப்படித் தவிர்த்து விடலாம் என்று அவர் யோசித்தார்.

அவரின் கருத்தை அன்று சோதனை செய்து பார்க்க அவசியமான கருவிகள் இருக்கவில்லை.

இதே காலகட்டத்தில் வேறு பல இயற்பியல் மேதைகளும் வித்தியாசமான கோணங்களில் ஆராய்ந்தார்கள். அதில் ஒருவர் Heisenberg.

கல்லைக் கண்டால் நாயைக் காணோம் நாயைக் கண்டால் ..

கவனிக்கவும்: அணு உலக இயலை, இனி குவாண்டம் இயக்கவியல் என்று குறிப்பிடப் போகிறோம். ஏனென்றால் அது தான் சரியான சொல்.

அடுத்து, ஐன்ஸ்டைன் அளவுக்கு அறிவில் தேர்ந்த இயற்பியலாளர்களில் இருவரை மட்டும் நேரம் கருதி இங்கே குறிப்பிடுகிறோம்.

ஒருவர் Niels Bohr. மற்றவர் Heisenberg. இரண்டாமவரின் Heisenberg Uncertainty Principle என்பது இயற்பியலில் மிகப் பிரபலமான ஓர் கொள்கை. “நிச்சயமற்ற” தன்மை தான் அணுக்களின் நிலை என்றார் அவர்.

ஒரு அணு எங்கே இருக்கிறது (எந்த சக்திப் பாதையில் சுழல்கிறது) என்று தெரிந்துவிட்டால் அதன் வேகத்தை நம்மால் கண்டுபிடிக்க முடியாது. (சரியாக சொன்னால் வேகம் x அதன் நிறை).

அணுவின் வேகத்தை நாம் மதிப்பிட்டு விட்டால், அந்த அணு எங்கே இருக்கிறது (எந்த சக்திப் பாதையில் சுழல்கிறது) என்று கண்டு பிடிக்க முடியாது.

அணுக்களின் செயல்பாடுகளைப் புரிந்து கொள்ள நம் அறிவு போதாது அல்லது நம் அறிவுக்கு எட்டாத ஒரு விஷயம் அது என்று கணிதத்தின் துணையோடு முடிவுக்கு வந்தவர் அவர்.

ஐன்ஸ்டைன் இந்தக் கருத்தைப் பலமாக எதிர்த்தார். அய்யா நியூட்டன் வழி வந்தவர். எந்த ஒரு பொருளையும் அதன் இருப்பு, வேகம் இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் கணிக்க முடியும் என்பது அவர் வாதம்.

ஆனால், Niels Bohr, Heisenberg இருவரும் ஐன்ஸ்டைனின் கொள்கைக்கு எதிராய் நின்றார்கள். (இன்றும் கூட, கல்லூரிகளில், பல்கலைக் கழகங்களில் இவர்களின் கொள்கைகள், மற்றும் கணிப்புகள் தான் கற்றுக் கொடுக்கப் படுகின்றன.)

காரணம்: செயல்முறை சோதனைகளில் பின்னவர்களின் அணுகுமுறை தான் நிரூபணம் ஆகின்றன.

நியூட்டனின் நேரம் மாறாதது. ஐன்ஸ்டைனின் நேரமோ ஒவ்வொரு தளத்திலும் மாறும். குவாண்டம் உலகிலோ அது தெளிவில்லாமல் இருக்கிறது. தவிர, ஈர்ப்பு விசைகள், வெளி எல்லாவற்றையும் குவாண்டம் உலகில் வைத்துப் பார்த்தால் ஒன்றுமே புரியவில்லை.

இயற்பியலாளர்கள் அடிக்கடி சொல்லும் வார்த்தை: குவாண்டம் உலகைப் புரிந்தவர்கள் இரண்டு பேர் தான். ஒருவர் முழு ஞானி. அடுத்தவர் முழுப் பைத்தியம்.

ஒருவேளை “பல” நேரங்கள் இருக்கலாமோ? அல்லது ஐன்ஸ்டைனின் அந்தத் “தவறு” உண்மை தானோ?

பேராசிரியர் டேவிஸ், தன் நூலை எழுதத் துவங்கும் போது நேரம் பற்றி ஓரளவு தெளிவுடன் இருந்ததாக சொல்கிறார். கடைசியில் குழப்பம் தான் மிஞ்சியது என்று முடிக்கிறார்.

நேரம் என்பதற்கு வரைவிலக்கணம் தந்து அதை வெளி, பிரபஞ்சம் அனைத்தோடும் இணைத்த ஐன்ஸ்டைனுக்கு குவாண்டம் உலகை மட்டும் ஊடுருவ முடியவில்லை. அந்தப் பணியை மற்றவர்களுக்கு விட்டுப் போயிருக்கிறார் அந்த மேதை.

காலதேவனும் விடுவதாய் இல்லை. இயற்பியலாளர்களும் விடப் போவதில்லை.