பெளதிக வானியல்: பிரபஞ்சத்தின் தோற்றமும் அதன் வடிவமும்..

This entry is part of 26 in the series 20011015_Issue

வ.ந.கிாிதரன்


இரவு நேரங்களில் அண்ணாந்து விாிந்து கிடக்கும் ஆகாயத்தைப் பாருங்கள். கோடிக் கனக்கில் பரந்து கொட்டிக் கிடக்கும் நட்சத்திரங்களை, கிரகங்களை, உப கிரகங்களைக் கவனியுங்கள். அதே சமயம் இன்னும் ஒன்றினையும் மனதில் ஞாபகதில் வைத்துக் கொள்ளுங்கள். ஒவ்வொரு செக்கனும் பிரமாண்டமான வேகத்தில் விாிந்து கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சமொன்றின் சிறியதொரு கோணத்தில், அதுவும் மிக வேகமாக விரைந்து கொண்டிருக்குமொரு கோளில் வாழுகின்றோம். நெஞ்சினைப் பிரமிக்க வைத்துவிடுகின்றதல்லவா ?

அப்படியானால் நம்மால் ஏன் இந்த வேகத்தை உணர முடியவில்லை ? மூடிய புகையிரத்தினுள் இருப்பவாிற்கு எவ்விதம் அதன் வேகம் தொிவதில்லையோ அது போன்ற நிலைதான் எங்களுடையதும். பூமியினைச் சுற்றிப் படை படையாகக் கவிந்திருக்கும் வாயு மண்டலம் தான் எம்மை மூடிய புகையிரதம் போல் வைத்திருக்கின்றது. எமக்கும் கிரகங்கள், சுடர்களிற்குமிடையிலுள்ள தொலைவோ மிகப் பொியது. இத் தொலைவும் எமது வேகத்தை உணர முடியாமலிருப்பதற்குக் காரணம். புகைவண்டியில் செல்லுமொருவாிற்கு அருகில் தொியும் காட்சிகள் விரைவாகச் செல்வது போலவும் தொலைவில் தொியும் காட்சிகள் மெதுவாகச் செல்வது போல் தொிவதில்லையா ? காரணம் தொலைவு தான்.அது போல் தான் இதுவும்.

இவ்விதம் எல்லையற்றுப் பரந்து கிடக்கும் பிரபஞ்சத்தினைப் பற்றி அறிவதன் மூலம் மனிதர்கள் தமது பிறப்பின் இருப்பின் காரணத்தினை அறிவதற்கு முயன்று கொண்டிருக்கின்றார்கள். அாிஸ்ட்டாட்லில், கலிலீயோ, நியூட்டன், ஐன்ஸ்டைன், ஸ்டாபன் ஹார்கின்ஸ் ..என்று பலர் காலங்காலமாக இப்பிரபஞ்சம் பற்றிய கோட்பாடுகளை அறிவதற்கு முயன்று வந்திருக்கின்றார்கள். இன்னும் பலர் முயன்று கொண்டிருக்கின்றார்கள்.

இந்த வகையில் தான் ‘அலெக்ஸாண்டர் பிாிட்மான் ‘னுடைய (1920) பிரபஞ்சம் பற்றிய கருத்துகளைப் பார்க்க வேண்டும். ஐன்ஸ்டைனின் கணிதச் சூத்திரங்களை ஆராய்ந்து கொண்டிருந்த பிாிட்மான் பிரபஞ்சத்தின் உருவ அமைப்பு பற்றிய கோட்பாடுகளை விபாித்தார். அலெக்ஸாண்டர் பிாிட்மான் பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் அளவு பற்றி ஆராய்ந்தார். இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளானது வெளியினை வளைக்கும் தன்மை கொண்டது ( ஐன்ஸ்டனின் சிறப்புச் சார்பியற் தத்துவம் பற்றி ஏற்கனவே திண்ணையில் வெளி வந்த எனது கட்டுரையினைப் பார்க்கவும்). எனவே பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் அளவு பற்றி ஆராய்ந்த பிாிட்மான் ‘இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் மொத்த அளவானது இப்பிரபஞ்சத்திற்கு ஒரு வடிவை உருவ அமைப்பினை உருவாக்கும் அளவிற்குப் போதுமானது ‘ என எடுத்துக் காட்டினார். இவரது கருத்துப்படி பிரபஞ்சமானது மூன்றுவிதமான வடிவங்களில் கானப்படுவதற்குச் சாத்தியங்களுள்ளன. இவற்றை இவர் முறையே மூடிய, திறந்த மற்றும் தட்டையான பிரபஞ்சமென மூன்றாகப் பிாித்தார்.

மூடிய பிரபஞ்சமென்றாலென்ன ? அது எப்படியிருக்கும் ? இதற்குதாரணமாக ஒரு கோளத்தின் அமைப்பினையே குறிக்கலாம். கோளத்தின் வடிவம் எவ்விதம் வளைந்து காணப்படுகின்றதோ அவ்விதமே இப்பிரபஞ்சமும் வளைந்து மூடிய நிலையில் இருப்பதற்குச் சாத்தியங்களுள்ளன. உண்மையில் ஒருவர் இவ்வகையான மூடியதொரு பிரபஞ்சத்தில் நேர்கோட்டில் பயணம் செய்வாரேயானால் மீண்டும் தனது தொடக்க நிலைக்கே வந்து சேர்வார். இவ்வகையான நிலைமையினை நமது பூமியுடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால் இலகுவாக விளங்கும். உதாரணமாக பூமியின் மேற்பரப்பிலிருந்து பயணத்தைத் தொடங்குமொருவர் நேராக நடந்து செல்வாரேயானால் மீண்டும் அந்தப் புள்ளிக்கே வந்து சேர்ந்து விடுவார்.

பிரபஞ்சத்தின் உருவமைப்பு பற்றிய அடுத்த வகை ‘திறந்த பிரஞ்சம் ‘ ஆகும். குதிரையின் முதுகில் அமரப் பாவிக்கப் படும் ‘சேணம் ‘ போல் அதனது அமைப்பு இருக்கும். இந்த வகையான திறந்த பிரபஞ்சத்திற்கு முடிவென்பதேயில்லை. இவ்வகையான பிரபஞ்சத்தில் ஓாிடத்தில் பயணத்தினைத் தொடங்கி நேராகச் செல்வாராயின் திரும்பி அவ்விடத்திற்கு வருவதற்கான சாத்தியமில்லை. போனவர் போனவரே.

மூன்றாவது வகையான பிரபஞ்சத்தின் வடிவைத் ‘தட்டை ‘யானது எனக் குறிப்பிட்டோமல்லவா ? உண்மையில் இதன் வடிவமானது மூடிய, திறந்த வகைப் பிரபஞ்ச அமைப்புகளிற்கிடைப்பட்ட வகையினால வடிவ அமைப்பென்றே கூறலாம். இதனை முடிவற்று நீண்டிருக்கும் மேசையொன்றின் மேற்பரப்பிற்குதாரணமாகக் கூறலாம்.

பிரஞ்சத்தில் கானப்படும் பொருளின் அடர்த்தியினை அறிவதன் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் வடிவ அமைப்பினை அனுமானித்திட முடியும். இவ் அடர்த்தின் அளவிற்கேற்ப இப்பிரபஞ்சம் மூடியதாக, திறந்ததாக அல்லது தட்டையானதாகவிருக்கும். பிரபஞ்சத்தின் பொதுவான அடர்த்தி ஒரு கனசதுர மீற்றாிற்கு மூன்று பொருள் அணுக்களிற்கும் அதிகமாகவிருந்த்தால் பிரபஞ்சம் மூடிய அமைப்பிலும், குறைவாகவிருந்தால் திறந்த வடிவிலும் ஒரே அளவாகவிருந்தால் தட்டையான வடிவிலுமிருக்குமென அறியப் பட்டுள்ளது. பொருளின் அடர்த்தி இவ்வளவு சிறியதா என்று வியப்படைய வேண்டாம். இது வரையிலான ஆய்வுகளின் படி அறியப் பட்ட அடர்த்தியானது இந்த அடர்த்தியை விட மிக மிகச் சிறிய அளவே

என்பது இன்னும் நமக்கெல்லாம் பிரமிப்பினைத் தந்து விடும். நம் கண் முன்னால் விாிந்து கிடக்கும் இப்பிரமண்டமான பிரபஞ்சத்தின் பொருட் செறிவு இவ்வளவு சிறியதா ? நம்பவே முடியவில்லையல்லவா ? பெளதிக வானியல் அறிஞர்களாலும் இதனை நம்பத் தான் முடியவில்லை. அதனால் தான் அவர்கள் இப்பிரஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் பெரும்பான்மையான பகுதி இன்னும் நம் கண்ணுக்குத் தொியாததொரு வடிவத்திலிருக்க வேண்டுமென நம்புகின்றார்கள். இவ்வகையான பொருளினைக் ‘கரும் பொருள் ‘ (Dark matter) எனப் பெயாிட்டு அவர்கள் ஆராய்ச்சிகள் மேற்கொள்கின்றார்கள். அப்படியானால் இவ்வகையான கரும் பொருள் எங்கே ஒளிந்துள்ளது ?

இவ்வகையான பொருள் ஒளிந்திருக்கக் கூடிய சாத்தியமான இடங்களில் ஒன்று ‘கருந்துளைகள் ‘ (Black Holes) ஆகும். ‘கருந்துளைகளிலிருந்து ஒளியே வெளியேறுவதில்லை. அவ்வளவிற்கு அவற்றின் ஈர்ப்புச் சக்தியின் வீச்சு அதிகமானது. எம் பிரபஞ்சத்தின் பெளதிக விதிகள் எல்லாமே கருந்துளைகளினுள் சாத்தியமில்லை. கருந்துளைகள் பற்றிய ஆய்வுகளும் இன்னும் நடந்து கொண்டிருக்கின்றன. இந்நிலையில் இதனுள் ஒளிந்திருக்கும் பொருளின் அளவினை அறிவது கூட தற்போதைய நிலையில் சாத்தியமற்றதாகவேயிருக்கின்றது. இவ்விதமாக இப்பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் பற்றிய கோட்பாடுகளையும், பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் அடர்த்தி பற்றியும், அது எவ்விதம் பிரபஞ்சத்தின் வடிவினைத் தீர்மானிக்கும் காரணியாக இருக்கின்றது என்பது பற்றியும் பார்த்தோம். இதே சமயம் இப்பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றிய ஆய்வுகளும் தொடரத்தான் செய்கின்றன.

தற்போது நிலவும் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றிய கோட்பாடுகளின்படி மிகப் பிரபல்யமாகவிருப்பது ‘பெருவெடிப்புக் ‘ (Big Bang) கோட்பாடாகும். இக்கோட்பாட்டின் படி ஆரம்பத்தில் ஓாிடத்தில் செறிந்திருந்த இப்பிரபஞ்சமானது ஒரு கட்டத்தில் அதன் ஈர்ப்புச் சக்தி அதிகாித்து, வெப்பநிலை உயர்ந்து மிகப் பொிய வெடிப்பொன்றாக வெடித்திருக்க வேண்டும். அவ்வெடிப்பில் உருவானதே இப்பிரபஞ்சம். தற்போதைய ஆய்வுகளெல்லாம் இக்கோட்பாட்டிற்கு ஆதரவாகவேயிருக்கின்றன. இதற்குக் காரணங்களாகப் பின்வருவனவற்றினைக் கூறலாம்.

உதாரணமாக இப்பிரபஞ்சமானது பெருவெடிப்பொன்றின் மூலம் உண்டாகியிருக்கும் பட்சத்தில் ‘அவ்வெடிப்புடன் சேர்ந்து வெளியேறிய கதிாியக்கம் இன்னும் இப்பிரஞ்சம் முழுவதும் மிகக் குறைந்த அளவிலேனும் பரவியிருக்க வேண்டும் ‘ எனக் ரஷ்ய விஞ்ஞானியான கோர்ஜ் கமாவ் எனபவர் ஐம்பதுகளிலேயே கூறினார். இதனைப் ‘பின்னணிக் கதிாியக்கம் ‘ (Background Radiation) என அவர் தொிவித்தார். இக்கதிாியக்கம் பின்னாளில் அறுபதுகளில் பெல் ‘ ஆய்வுக் கூடத்தில் பணியாற்றிய ஆர்னோ பென்ஸியாஸ் மற்றும் ரொபேர்ட் வில்சன் ஆகிய விஞ்ஞானிகளால் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது.

பெருவெடிப்பிற்காதாரமாகவிருக்கும் இன்னுமொரு முக்கியமான காரணம் நமது பிரபஞ்சத்தின் ‘விாியும் ‘ தன்மையாகும். நமது பிரபஞ்சம் ஒவ்வொரு கணமும் விாிந்து கொண்டிருக்கின்றதென்ற உண்மையினை அமொிக்க வானியல் அறிஞரான ‘எட்வின் ஹபிள் ‘ என்பவர் கண்டு பிடித்தார். இவரது ஞாபகார்த்தமாகத் தான் அண்மையில் அமொிக்காவால் விண்வெளிக்கு அனுப்பப் பட்ட மிகப் பொிய தொலைநோக்கிக்குக் ‘ஹபிள் தொலைநோக்கி ‘ எனப் பெயாிடப் பட்டது. ஒளிக்கதிர்களின் நிறமாலையினை ஆராய்ந்த இவர் இரு ஒளி மூலங்கள் ஒன்றையொன்று நோக்கி வரும் போது பெறப்படும் நிறமாலைக்கும் , அவை விலகிச் செல்லும் போது பெறப்படும் நிறமாலைக்கும் மின்காந்த அலைகளான ஒளிக்கதிர்களில் காணப்படும் அதிர்வெண்களில் தென்படும் மாற்றத்தினடிப்படையில் வேறுபாடு காணப்படும். ஒன்றையொன்று நோக்கி வரும் பொழுது அதிர்வெண் கூடியும், விலகிச் செல்லும் போது அதிர்வெண் குறைந்துமிருக்கும். அதிர்வெண் கூடியிருந்தால் நிறமாலையில் நீல நிறத்தினை நோக்கியும், குறைந்திருந்தால் சிவப்பு நிறத்தினை நோக்கியும் சாய்வு காணப்படும். ஒலி அலைகளிற்கும் இது பொருந்தும். இதனை ‘டொப்ளர் ‘ விளைவு என்பர். இதனால் தான் ஒன்றையொன்று நோக்கி வரும் புகைவண்டியினுள் இருப்பவாிற்கு விரையும் சத்தம் அதிகமாகவும் , விலகும் போது விரையும் சத்தம் குறைவானதாகவும் கேட்கின்றது. தொலைவிலிருந்து பல்வேறு வகையான ‘நட்சத்திரக் கூட்டங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட ஒளியின் நிறமாலையினை ஆராய்ந்த ஹபிள் நிறமாலையில் தென்பட்ட சிவப்பு நிறம் நோக்கிய சாய்வு கண்டு மேற்படி நட்சத்திரக் கூட்டங்களெல்லாம் ஒன்றிலிருந்து ஒன்று விலகி ஓடிக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டு பிடித்தார். இதனடிப்படையில் பிரபஞ்சத்தின் விாியும் வேகம் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது. இதன் அடிப்படையில் சுமார் 15 பில்லியன் வருடங்களிற்கும் முன்னர் இப்பிரபஞ்சமானது ஓாிடத்தில் இருந்திருக்க வேண்டுமென்ற முடிவிற்கு வானியல் ஆய்வாளர்கள் வந்தார்கள். மேற்படி பிரபஞ்சத்தின் விாியும் தன்மையானது பெருவெடிப்புக் கோட்பாட்டிற்காதரவாக விளங்குகின்றது.

அதே சமயம் பல்வேறு வகையான கேள்விகளும் எழாமலில்லை. அப்படியானால் இவ்விதமான வெடிப்பிற்கு முன்னர் என்ன விருந்தது. பொருட்கள் எவ்விதம் முதலில் தோன்றின ? நமது பிரபஞ்சம் போன்று வேறு கோடிக்கணக்கான பிரபஞ்சங்கள் தங்கள் தங்கள் பாதைகளில் விாிவடைந்து கொண்டு செல்கின்றனவா ? அவ்விதமாயின் ஏனைய பிரபஞ்சங்களுடன் நமது பிரபஞ்சம் மோதுவதற்குாிய சாத்தியங்களுள்ளனவா ? இவ்விதம் பலப் பல கேள்விகள்.

அதே சமயம் ‘பெருவெடிப்புக் ‘ கோட்பாடு போல் வேறு சில கோட்பாடுகளும் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தினை விளக்க முனைகின்றன. அவற்றில் முக்கியமானது தான் ‘உறுதி நிலைக் கோட்பாடு ‘ ( Steady state theory). 1948 ஆம் ஆண்டளவில் பிாிட்டனைச் சேர்ந்த வானவியல் அறிஞர்களான ‘பிரட் ஹொயில் ‘ (அண்மையில் காலமானவர்), தோமஸ் கோல்ட் மற்றும் ஹெர்மன் பாண்டி என்பவர்களால் முன் வைக்கப் பட்ட கோட்பாடுதான் இக் கோட்பாடு. இக்கோட்பாட்டின் படி இப் பிரபஞ்சமானது தற்போது எவ்விதம் காணப்படுகின்றதோ அவ்விதமே இது வரை காலமும் இருந்து வந்தது. இனியும் இருந்து வரும். இந்நிலையில் இதன் தோற்றம் பற்றியெல்லாம் கவலைப் படுவதில் அர்த்தமேயில்லை. ஏனென்றால் இப்பிரபஞ்சம் எப்பொழுதுமே இருந்து வந்துள்ளது. இதற்கு ஆரம்பமேயில்லை. இக்கோட்பாடு பிரபஞ்சம் விாியும் தன்மையினை ஒத்துக் கொள்கிறது. ஆனால் பிரபஞ்சம் விாிவதால் அடர்த்தி குறைகின்றதென்பதை இது ஏற்றுக் கொள்ளவில்லை. இக்கோட்பட்டின்படி வெற்றிடத்திலிருந்து எந்நேரமும்பொருள் உற்பத்தியாகிக் கொண்டேயிருப்பதால்பிரபஞ்சம் விாிவடைந்த போதும் இதன் அடர்த்தி குறைவதில்லை. ஆனால் இக்கோட்பாட்டினால் ‘பின்னணிக் கதிாியக்கத்தினை ‘ விளக்க முடியவில்லை.

இன்னுமொரு பெளதிக அறிஞரான ‘ஹான்ஸ் அல்லென் ‘ என்பவாின் கோட்பாட்டின்படி நமது பிரபஞ்சமானது மாபெரும் பிரபஞ்சமொன்றின் சிறு பகுதி. இம்மாபெரும் பிரபஞ்சத்தின் சிறு பகுதியொன்றில் ஏற்பட்ட வெடிப்பின் விளைவு தான் நமது விாிவடையும் பிரபஞ்சம். இவரது கணிப்பின் படி நமது விாிவடையும் பிரபஞ்சமானது சம அளவிலான பொருளினையும் எதிர்ப் பொருளினையும் (Anti Matter) கொண்டுள்ளது. மேற்படி பொருளிற்கும் எதிர்ப் பொருளிற்குமிடையிலான மோதலின் விளைவாக எழுந்த வெடிப்பே நமது பிரபஞ்சத்தின் விாிவிற்குக் காரணம். ஆனால் இதுவரையிலான ஆய்வுகளின் படி இதற்கான் சாத்தியக் கூறுகள் குறைவே.

பிாிட்டனைச் சேர்ந்த ஸ்டாபன் ஹார்கின்ஸ்சின் பிரபஞ்சம் பற்றிய கருத்தென்னெவென்றால்.. நமது பிரபஞ்ச இருப்பானது மூடிய நேர வளையத்தினை ஒத்தது. விாிந்து கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சமானது அதியுயர் விாியும் வேகத்தினை அடைந்ததும் இது வரை முனோக்கிச் சென்று கொண்டிருக்கும் நேரமானது அதன் பின்னர் பின்னோக்கிச் செல்ல ஆரம்பிக்கும். எதுவரை நேரமானது பினோக்கிச் செல்லுமென்றால்…இன்னுமொரு பெரு வெடிப்பு ஏற்படும் வரையில் தான். இவ்விதமாக இப்பிரபஞ்சமானது மீண்டும் மீண்டும் வெடித்துக் கொண்டேயிருக்கும். இவ்விதமான பிரபஞ்சத்தில் இருப்பவாிற்கு நேரமானது முன்னோக்கிச் செல்லுகின்றதா அல்லது பின்னோக்கிச் செல்லுகின்றதா என்பதைக் கூட உணர முடியாது. அவரால் எப்பொழுதுமே நேரம் முன்னோகிச் செல்லுவதாக மட்டுமே உணர முடியும். இவ்வகையில் பார்க்கப் போனால் உண்மையில் தற்போது நேரம் முன்னோக்கியா அல்லது பின்னோக்கியா செல்லுகின்றதென்பதே தொியாது. இன்னும் சில கோட்பாடுகள் ஆரம்பத்தில் ஒரு பெரு வெடிப்பு மட்டுமல்ல பல பெரு வெடிப்புகள் ஏற்பட்டிருக்க வேண்டும் எனக் கூறுகின்றன.

இவ்விதமாகப் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம், வடிவம் பற்றிய ஆய்வுகள் தொடர்ந்த வண்ணமுள்ளன. முப்பாிமாணங்களிற்குள் சிக்கியிருக்கும் மனிதரால் எவ்விதம் பாிமாணங்களை மீறிட மூடிகிறதோ அப்பொழுதெ பிரபஞ்சமென்ற யானையின் முழுத் தோற்றத்தினையும் பார்க்கக் கூடியதாகவிருக்கும். அதுவரையில் யானை பார்த்த குருடர்களே. யானையின் பகுதிகளை மட்டுமே பார்க்க முடியும். விளக்க முடியும்.

உசாத்துணை நூல்கள்:

1.A Brief History of Time By Stephen Hawking

2. One Two Three infinity by George Camow

3. Relatively Speaking by Eric Chaisson

4. Black Holes and Warped Space Time by William J.Kaufmann

5. ‘Stephen Hawking : quest for a theory of every thing ‘ By Kitty Fergusson

Series Navigation

வ.ந.கிரிதரன்