திண்ணை

சி. ஜெயபாரதன் B.E. (Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

“நமது பிரபஞ்சம் பெரும் பாய்ச்சலில் (Big Bounce) உதித்ததே தவிரப் பெரு வெடிப்பில் (Big Bang) தோன்றவில்லை ! அதாவது முதலில் குவாண்டம் ஈர்ப்பாற்றல் நிகழ்த்திய விந்தை விளைவுகளால் உள்வெடிப்பு தூண்டிப் புற வெடிப்பில் (An Implosion Triggering an Explosion) உண்டானது.”

மார்டின் போஜோவால்டு, (Martin Bojowald, Asst Professor of Physics, Penn. State, USA) (Authour of Big Bounce Theory) (July 2007)

“எனது வெளியீட்டுத் தாள் ஓர் புதிய கணித மாடலை அறிமுகப்படுத்துகிறது. துகளியல் நிலையில் (Quantum State) “பெரும் பாய்ச்சல்” மூலம் (Big Bounce) பயணம் செய்யும் பண்பாடுகளின் புதிய விளக்கங்களை அதிலிருந்து பெற்றுக் கொள்ளலாம், அந்தக் கோட்பாடு ஆரம்ப காலத்துப் பெரு வெடிப்பில் உண்டானதாக ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்ட நமது பிரபஞ்சத்தின் மரபுக் கருத்தை நீக்கி அமர்ந்து கொள்ளும். ஆயினும் அந்தப் பண்பாடுகள் சிலவற்றில் உறுதியில்லாமை எப்போதும் இருக்கும். காரணம் எனது கணிப்புகளில் பெரும் பாய்ச்சல் பயணம் நிகழும் போது எல்லை மீறிய துகளியல் விசைகள் (Extreme Quantum Forces) விளைவிக்கும் ஒருவித “அகிலவியல் மறதி” (Cosmic Forgetfulness) எழுகிறது !

மார்டின் போஜோவால்டு

அணுவியல், அகிலவியல், உயிரியல் பெளதிக விஞ்ஞானி

விண்வெளியை வில்லாய் வளைக்க முடியுமா ? பிரபஞ்சத்தின் முடிவுக்கும் ஒழுங்கீனக் கோட்பாடு எனப்படும் ‘என்ட்ராப்பி நியதிக்கும் ‘ [Theory of Entropy] என்ன தொடர்பு ? அண்ட வெளியில் ஊடுறுவிச் செல்லும் ராக்கெட் ஏன் சுருங்குகிறது ? விண்மீன்கள் வெடிப்பதற்கு ஆதி அடிப்படையும், அவற்றுக்குக் காரணமும் யாவை என்று நாம் அறிந்து கொண்டவை என்ன ? சந்ததியின் மூலவிகள் [Genes] புரியும் விந்தைப் புதிர்களைப் பற்றி நவீன விஞ்ஞானம் கண்டு பிடித்தவை என்ன ? உலகத்தைப் பற்றி நாம் அறிந்ததை, ‘இலக்கங்களின் விதிப் பிரச்சனைகள் ‘ [Problems in Laws of Numbers] எவ்விதத்தில்

பாதிக்கின்றன ? இத்தனை வினாக்களையும் தான் எழுதிய ‘ஒன்று, இரண்டு, மூன்று…முடிவின்மை ‘ [One, Two, Three…Infinity] என்னும் நூலில் எழுப்பியவர், ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow]! ரஷ்யாவிலே பிறந்து அமெரிக்கக் குடியினராகிய ஜார்ஜ் காமாவ் அணுக்கரு பெளதிகம் [Nuclear Physics], பிரபஞ்சவியல் [Cosmology] பெளதிகம், மூலக்கூறு உயிரியல் ரசாயனம் [Molecular Biochemistry] ஆகிய முப்பெரும் விஞ்ஞானத் துறைகளில் மேன்மை மிக்க மேதை!

பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றத்தைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டுமானால் அதன் மூலமான நுண்ணிய பரமாணுக்களையும் [Microscopic], விரிந்து குமிழிபோல் உப்பும் அதன் பிரமாண்ட வடிவத்தையும் பற்றிய [Macroscopic] எல்லாக் கருத்துக்களைத் தனித்தனியாக அறிய வேண்டும்! பிரபஞ்சத்தின் முதல் தோற்றம் ஒரு மாபெரும் வெடிப்பில் [Big Bang Theory] உண்டானது என்பதற்கு முதன் முதல் நிரூபணத்தைக் காட்டியவர் ஜார்க் காமாவ்! அதாவது பல பில்லியன் ஆண்டு களுக்கு முன்பு ஓர் பேரளவு வெடிப்பு நிகழ்ச்சியில் [Colossal Explosion] பிரபஞ்சம் தோன்றி விரிவடைந்து வந்துள்ளது என்ற ஒரு கருத்தை ஆதரித்து, அதற்கு விளக்கம் அளித்து மெய்ப்பித்தவர்களில் முதல்வர், ஜார்ஜ் காமாவ்! பெரு வெடிப்புக்குப் பின்பு பிரபஞ்சம், பின்புல நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சை [Background Microwave Radiation] உண்டாக்கி யிருக்க வேண்டும் என்று உறுதியாகக் கூறி, அதையும் நிரூபித்தும் காட்டினார்! அடுத்து அணுக்கருப் பெளதிகத்தின் [Nuclear Physics] ஆரம்ப கால அடிப்படை வளர்ச்சியில், காமாவ் மிகவும் ஈடுபட்டவர். அவற்றிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்ட உயிரியல் விஞ்ஞானத்தில் [Biology] ஆர்வம் கொண்டு, இனவிருத்தியில் டிஎன்ஏ [DNA] பற்றி ஆராய்ந்து, நவீன மூலவி நியதியில் [Modern Genetic Theory] ஓர் அடிப்படைத் தத்துவத்தை ஜார்ஜ் காமாவ் இயற்றி யுள்ளார். மேலும் புரோடான் சேர்க்கை [Protein Synthesis] விளக்கத்தில் ஒரு முக்கியமான பகுதியை ஆக்கியுள்ளார் காமாவ்.

ஜார்ஜ் காமாவ் புரிந்த அரும்பெரும் விஞ்ஞானச் சாதனைகள்

1936 ஆம் ஆண்டுக்குப் பிறகு ஜார்ஜ் காமாவின் மிக்க விஞ்ஞானச் சாதனைகள் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றியும், விண்மீன்களின் பிறப்பு, வளர்ச்சியைப் பற்றியும் சார்ந்திருந்தன. 1938 இல் ஹெர்ட்ஸ்பிரங்-ரஸ்ஸல் [Hertzsprung-Russel (H-R Diagram)] வரைபடத்துக்கு ஒரு சிறந்த விளக்கத்தைக் கொடுத்தார். H-R வரைபடத்தில் விண்மீன்களின் ஒளித்திறம் [Brightness] நேரச்சிலும், அவற்றின் உஷ்ணம் மட்ட அச்சிலும் குறிக்கப் பட்டுப் பல விண்மீன்களின் நிலைப்பாடு காட்டப் பட்டுள்ளது. 1939 இல் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் மாதிரிக் [Model of the Expanding Universe] கோட்பாட்டை ஆதரித்து அதை அபிவிருத்தி செய்தார். அத்துடன் நிபுளாக்களின் பிறப்பு [Origin of Nebulae], ராட்சதச் செம்மீன்கள் [Red Giant Stars] சக்தியை உற்பத்தி செய்யும் முறைகள் ஆகியவற்றை ஆராய்ந்தார். விண்மீன்கள் வெடிக்கும் போது, அவற்றிலிருந்து நியூட்ரினோ துகள்கள் [Neutrino Particles] வெளியேறுவதை 1940 இல் ஆய்வு செய்து, தான் ஆக்கிய பூதநோவாவின் நியூட்ரினோ நியதியை [Neutrino Theory of Supernova] வெளியீடு செய்தார்.

1948 இல் விஞ்ஞானி ரால்ஃப் ஆல்ஃபருடன் [Ralph Alpher] காமாவும் சேர்ந்து, யூகிப்பட்ட பெரு வெடிப்புக்கு [Postulated Big Bang] நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு, பிரபஞ்சத்தின் நிலைமை என்ன என்று ஆராய்ந்ததில் எஞ்சிய நுண்ணலை வெப்பவீச்சு [Residual Microwave Radiation] இருப்பதைக் கண்டார்கள்! அவர்களது அவ்வரிய கண்டுபிடிப்பு மெய்யானது என்று 1965 இல் பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானிகள், தாமும் கண்டு உறுதிப்படுத்தினர்!

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்புக் கோட்பாடுகளில் ஒன்றான ‘பெரு வெடிப்பு நியதியை ‘ [Big Bang Theory] உறுதியாக நம்பி அதை விருத்தி செய்த முன்னோடிகளான, ரஷ்ய விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann], அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble], பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி பிரெட் ஹாயில் [Fred Hoyle] ஆகியோருள் முக்கியமானவர் ரஷ்ய விஞ்ஞானி, ஜார்ஜ் காமாவ்.

ரஷ்ய மேதை ஜார்ஜ் காமாவின் வாழ்க்கை வரலாறு

ரஷ்யாவில் ஜார்ஜ் காமாவ் ஒடிஸ்ஸா என்னும் நகரில் [Odessa now in Ukraine] 1904 ஆம் ஆண்டு மார்ச் மாதம் 4 ஆம் தேதி பிறந்தார். ஒடிஸ்ஸாப் பள்ளியில் படிக்கும் போது, 13 ஆம் வயதுப் பிறந்த நாள் பரிசாக அவரது தந்தையார் தந்த ஒரு தொலைநோக்கி, காமாவ் வானியல் விஞ்ஞானத்தில் ஈடுபட ஆர்வத்தை தூண்டியது! 1922 இல் லெனின்கிரார்டு பல்கலைக் கழகத்தில் [Now St. Petersburg] சேர்ந்து, புகழ் பெற்ற பேராசிரியர் அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann] அவரிடம் ஒளியியல் [Optics], பிரபஞ்சவியல் விஞ்ஞானம் [Cosmology] இரண்டையும் முதலில் பயின்றார். பேராசிரியர் பிரைடுமான், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் படைத்த ஒப்பியல் நியதிச் [Theory of Relativity] சமன்பாடுகளின் பிரச்சனைகளைத் தவிர்க்க ஒரு கட்டுத் தீர்வு முறைகளை [A Set of Solutions] ஆக்கியவர்! அகிலவெளி விரிந்து கொண்டுதான் போகிறது என்ற கருத்தைக் காமாவுக்கு முதலில் ஊட்டியவர், பிரைடுமான்! ஆனால் அப்போது காமாவ் பிரைடுமான் கூறிய அகிலவெளித் தத்துவத்தைத் தொடராது, கதிர்த்துகள் நியதி [Quantum Theory] மீது வேட்கை மிகுந்து தன் திறமையை விருத்தி செய்ய முயன்றார். 1928 இல் Ph.D. பட்டம் பெற்றபின், ஜெர்மனிக்குச் சென்று காட்டிங்கன் பல்கலைக் கழகத்தில் [University of Gottingen] சேர்ந்து, பேராசிரியர் வெர்னர் ஹைஸன்பர்க் [Werner Heisenberg (1901-1976)] விஞ்ஞான மேதையிடம் ஆராய்ச்சி செய்தார். அதே சமயத்தில் அங்கு பயில வந்த ஹங்கேரியின் விஞ்ஞானி எட்வெர்டு டெல்லருன் [Edward Teller] பழகி இருவரும் கூட்டாக அணுக்கரு பெளதிகத்தில் [Nuclear Physics] பல விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகள் செய்தனர்.

காமாவின் அரிய திறமையை வியந்து, அணுவியல் துறை மேதை நீல்ஸ் போஹ்ர் [Neils Bohr (1871-1962)] அவரைக் கோபன்ஹேகன் கோட்பாடு பெளதிக ஆய்வுக்கூடத்தில் [Copenhegan, Institute of Theoretical Physics] ஆராய்ச்சி செய்ய டென்மார்க் வரும்படி அழைத்தார். அப்போதுதான் ஜார்ஜ் காமாவ் முதன் முதல் அணுக்கரு அமைப்பைத் ‘திரவச் சொட்டு மாதிரி ‘ [Liquid Drop Model] போன்றது என்று எடுத்துக் காட்டினார்! அம்முறையே பின்னால் அணுப்பிளவு [Nuclear Fission], அணுப்பிணைவு [Nuclear Fusion] இயக்க நியதிகளுக்கு அடிப்படை யாக அமைந்தது! அடுத்து ஹெளடர்மன்ஸ் [F. Houtermans], அட்கின்ஸன் [R. Atkinson] ஆகியோருடன் கூட்டுழைத்து, விண்மீன்களின் உள்ளே நிகழும் அணுக்கரு இயக்கங்கள் பற்றி ஆய்வுகள் செய்தார். அதன்பின் 1929 இல் இங்கிலாந்து சென்று, கேம்பிரிட்ஜ் காவென்டிஷ் ஆய்வுக் கூடத்தில் அணுவியல் மேதை ஏர்னஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டுடன் [Ernest Rutherford (1871-1937)] ஆராய்ச்சிகள் செய்தார். அப்பணியில் விரைவாக்கிய புரோட்டான் கணைகளைப் [Accelerated Protons] பயன்படுத்தி அணுவைப் பிளக்க எவ்வளவு சக்தி தேவைப்படும் என்று கணித்தார். அப்போதுதான் முதன் முதலாக காமாவ் மூலகங்களின் செயற்கை ரசவாத முறைகளுக்கு [Artificial Transmutation of Elements] அடிப்படைக் கோட்பாடுகளை அமைத்தார். 1932 இல் அவற்றைப் பின்னால் ஜான் காக்கிராஃப்ட் [John Cockcroft (1897-1967)] தனது நேரடி விரைவாக்கியில் [Linear Accelerator], போரான், லிதியம் [Boron & Lithium] ஆகிய இரண்டையும் புரோட்டான் கணைகளால் தாக்கி ஹீலியத்தை வெற்றிகரமாய் உண்டாக்கினார்! அதுவே முதன் முதல் செய்யப் பட்ட மூலக மாற்றம் அல்லது ரசவாதம் [Artificial Transmutation].

அமெரிக்கா நோக்கி ஜார்ஜ் காமாவ் புறப்பாடு

1931 இல் சோவியத் யூனியன் ரோமில் நடந்த அணுக்கரு பெளதிகக் கூட்டரங்குக்குச் [Nuclear Physics Conference] செல்ல அனுமதி தராமல், ஜார்ஜ் காமாவைத் தடை செய்து அவரை அடைத்துப் போட்டது! மறுபடியும் 1933 இல் பிரஸ்ஸல்ஸ் [Brussels] பெல்ஜியத்தில் நடந்த கூட்டரங்குக்கு அனுமதி கிடைக்கவே, அதைப் பயன்படுத்தி ஜார்ஜ் காமாவ் விடுதலைப் பறவையாய், அமெரிக்காவுக்குப் புலம் பெயர்ந்து 1940 இல் அமெரிக்கக் குடியினரானார்!

அமெரிக்காவில் ஜார்ஜ் வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழகத்தில் [Washington D.C.] காமாவ் ஆசிரியராகப் பணி ஏற்றார். அங்கே ஆசிரியராக இருந்த விஞ்ஞான மேதை எட்வெர்டு டெல்லரை மறுபடியும் சந்தித்தார்! அவருடன் கூட்டாளியாகச் சேர்ந்து, காமாவ் அணுக்கரு பெளதிகத்தில் தொடர்ந்து ஆய்வுகள் செய்தார்! 1936 இல் கன உலோகங்கள் கதிரியக்கத் தேய்வின் போது [Radiactive Decay of Heavier Elements] பீட்டா பரமாணுக்கள் [Beta Particles] வெளியேறும் முறைகளைச் சீராக வகுத்து இருவரும் புதியக் கோட்பாடுகளை எழுதினார்கள். அவற்றில் ஒன்றான காமா-டெல்லர் பீட்டா தேய்வு நியதி [Gamow-Teller Theory of Beta Decay] கதிரியக்க விளைவின் போது, எலக்டிரான் எழுச்சியைப் பற்றிக் கூறுகிறது. அடுத்து விண்மீன்களின் தோற்ற ஆரம்பத்தில் எழும் வெப்ப அணுக்கரு இயக்கங்களைப் [Thermo Nuclear Reactions] பற்றி இருவரும் ஆராய்ச்சிகள் செய்தனர்.

1942 இல் அந்த ஆய்வுகளைப் பயன்படுத்திப், பிரபஞ்சவியல் நிகழ்ச்சிகளுக்கும், அணுக்கரு இயக்கங்களுக்கும் இடையே உள்ள தொடர்புகளை ஆராய்ந்தார். அதே ஆண்டில் காமாவ் டெல்லருடன் கூட்டுழைத்து ‘ராட்சதச் செம்மீன்களின் ‘ [Red Giant Stars] உள்ளமைப்பை விளக்கி ஒரு புதிய கோட்பாடை இயற்றினார். விண்மீன்களின் மூலப் பிறப்பைப் [Stellar Evolution] பற்றி டெல்லர் எழுதிய கருத்துக்களைப் பயன்படுத்தி, ஜார்ஜ் காமாவ் பரிதியின் பிரமாண்டமான சக்தி [Sun ‘s Energy] வெப்ப அணுக்கரு இயக்கங்களினால் [Thermo Nuclear Processes] வெளியாகிறது என்று உறுதியாகக் கூறினார்!

இரண்டாம் உலகப் போர் முடிந்த பிறகு, 1948 இல் அமெரிக்க அணுசக்திப் பேரவை [Atomic Energy Commission] ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவுக்கு உச்சப் பாதுகாப்பு நம்பிக்கை உறுதி [Top Security Clearance] அளித்து, நியூ மெக்ஸிகோ லாஸ் அலமாஸ் மறைமுகத் தளத்தில் முதல் ஹைடிரஜன் குண்டு தயாரிக்க நியமனம் செய்யப் பட்டார்! 1949 ஆகஸ்டில் சோவியத் ரஷ்யா தனது முதல் புளுடோனிய அணுகுண்டை வெடித்ததும், எட்வெர்டு டெல்லர் அந்த நிகழ்ச்சியைப் பயன்படுத்தி அவரது ஒரே குறி ஆயுதமான வெப்ப அணுக்கருக் குண்டை அதி விரைவில் தயாரித்து,

அமெரிக்காவைப் பாதுகாக்க வேண்டு மென்று வாதித்தார்! ஊமைப் போர் ஊழலில் [Cold War Politics], ரஷ்யா அமெரிக்காவுக்கு முன்பே ராட்சத குண்டை ஆக்கி விட்டால், அமெரிக்காவின் கதி என்ன ஆவது என்று டெல்லர் கவலை அடைந்தார்! அவரது எச்சரிக்கைக்கு அடி பணிந்து, அமெரிக்க ஜனாதிபதி ட்ரூமன் 1950 ஜனவரி இறுதியில் ஹைடிரஜன் குண்டு திட்டத்திற்கு ஒப்புதல் தந்து அங்கீகார மளித்தார்! லாஸ் அலமாஸ் மறைமுகத் தளத்திற்கு மாற்றாக, புதிய லாரென்ஸ் லிவர்மோர் ஆய்வுக் கூடம் [Lawrence Livermore Laboratory] கலிஃபோர்னியாவில் அமைக்கப் பட்டது. அதற்கு எட்வெர்டு டெல்லர் அதிபதியாக ஆக்கப் பட்டார்! டெல்லருக்கு வெப்ப அணுக்கரு ஆய்தப் பணியில் உதவியவர் முக்கியமாக இருவர்: விஞ்ஞான மேதைகள், டாக்டர் ரிச்சர்டு கர்வின் [Richard Garwin], டாக்டர் ஸ்டனிசியா உலாம் [Stanisiaw Ulam].

காமாவ் வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழகத்தில் 1934 முதல் 1956 வரை பெளதிகப் பேராசிரியராகவும், அதன் பின் கொலராடோ பல்கலைக் கழகத்தில் 1956 முதல் அவரது மரணம் வரை [1968] பெளதிகப் பேராசிரியராகவும் பணி யாற்றினார்.

பிரபஞ்சப் பிறப்பைக் கூறும் பெரு வெடிப்பு நியதி

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பைப் பற்றி யூகிக்கும் பல கோட்பாடுகளில் ஒன்றான, ‘பெரு வெடிப்பு நியதியைத் ‘ தற்போது பெரும்பான்மையான விஞ்ஞானிகள் ஒப்புக் கொண்டுள்ளனர். அக்கருத்துப்படி ஆதியில் பிரபஞ்சம் பேரளவுத் திணிவுள்ள, மிகத் திட்பமான, வெட்பக் கட்டியாக [Extremely Dense, Compact & Hot] இருந்தது! 10-20 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, ஏதோ ஓர் அகிலப் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ந்து [Cosmic Explosion], அதன்பின் பிரபஞ்சம் பெருகி, விரிந்து, குளிர்ந்து போய் வருகிறது!

பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடு 1917 இல் ஐன்ஸ்டைன் பொது ஒப்பியல் நியதி விளைவித்த ஒரு கருத்து! அதை விருத்தி செய்தவர், பெல்ஜிய விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் லெமைட்டர் [George Lemaitre], ஹாலந்து விஞ்ஞானி வில்லம் சித்தர் [Willem de Sitter], ரஷ்ய விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann]. அம்மூவரது கருத்துக்களும் பிரபஞ்சம் தோற்றத்திற்குப் பின்பு, எவ்வாறு ஒழுங்கானது என்றுதான் கூறினவே தவிர, அகிலத்தின் ஆதித் துவக்கத்தைப் பற்றி எதுவும் ஆராயவில்லை! 1940 இல் ஜார்ஜ காமாவ் அப்பணியைச் செய்ய தனது மாணவர் ரால்ஃப் ஆல்ஃபர் [Ralph Alpher], ராபர்ட் ஹெர்மன் [Robert Herman] இருவருடன் கூட்டுழைத்து, ஐன்ஸ்டைன் பொது ஒப்பியல் நியதிக்காக எழுதிய பிரைடுமான் தீர்வுகளை எடுத்துக் கொண்டு, அவற்றைப் பின்னும் அபிவிருத்தி செய்தார்.

அடுத்து ஆல்ஃபர், ஹெர்மன் இருவரும் தனியாகக் காமாவின் கருத்துகளை விரிவு செய்தனர். அதன்படி கதிர்வீச்சுக் கடலில் [Sea of Radiation] கொந்தளிக்கும் புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் [Proton, Neutron, Electron] ஆகிய பரமாணுக்களைக் [Subatomic Particles] கொண்ட இலெம் [Ylem] என்னும் ஆதி அண்ட நிலையிலிருந்து [Primordial State of Matter] பிரபஞ்சம் விரிந்தது! பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பின் போது மிக மிகச் சூடான நிலையில் இருந்து, பரமாணுக்கள் இணைந்து ஹைடிரஜன் மூலகத்தை விட கனமான மூலகங்கள் [Heavier Elements] முதலில் உண்டாயின! காமாவ், ஆல்ஃபர், ஹெர்மன் குழுவினர் பெரு வெடிப்பில் விளைந்த வெப்பவீச்சுக் கடல் [Sea of Radiation] இன்னும் அகிலத்தில் தங்கி இருக்க வேண்டும் என்று முன்னறிவித்தார்கள்! அவர்கள் கணக்கிட்ட அகிலப் பின்புலக் வெப்பவீச்சுக்கு [Cosmic Background Radiation] இணையான உஷ்ணம் [3 டிகிரி K (கெல்வின்)], 1960 இல் பின்வந்த விஞ்ஞானிகளால் மெய்ப்பிக்கப் பட்டு, பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நியதி மேலும் உறுதியாக்கப் பட்டுள்ளது!

பெரு வெடிப்பு நியதியின்படி, பிரபஞ்சம் முதற் சில இம்மி வினாடிகளில் [microseconds] அதி விரைவாக விரிந்து விட்டது! ஒரே ஓர் உச்சவிசை [Force] மட்டும் முதலில் இருந்து, பிரபஞ்சம் விரிந்து போய்க் குளிர்ந்ததும் அந்த ஒற்றை விசையே, பின்னால் நாமறிந்த ஈர்ப்பியல் விசை [Gravitational Fprce], மின் காந்த விசை [Electromagnetic Force], அணுக்கரு வலுத்த விசை [Strong Nuclear Force], அணுக்கரு நலிந்த விசை [Weak Nuclear Force] ஆகிய நான்கு பிரிவுகளாய் மாறியது! விஞ்ஞானிகள் ஒளித்துகள் யந்திரவியலையும் [Quantum Mechanics], ஈர்ப்பியலையும் ஒருங்கே பிணைக்கும் ஒரு நியதியைத் தேடி வருகிறார்கள்! இதுவரை யாரும் அதைக் கண்டு பிடிக்க முடிய வில்லை! புதிதான ‘தொடர் நியதி ‘ [String Theory] அவ்விரண்டையும் பிணைக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள். ஈர்ப்பியல் விசையை மற்ற மூன்று வித விசைகளுடன் பிணைத்துக் கொள்ளத் ‘தொடர் நியதி ‘ முயல்கிறது! ஆனால் பெளதிக விஞ்ஞானிகள் இப்போது இந்த நான்கு வித விசைகளையும் ஒருங்கே பிணைத்து விளக்கும் ‘மகா ஐக்கிய நியதி ‘ [Grand Unified Theory, GUT] ஒன்றைத் துருவிக் கண்டு பிடிக்க முற்பட்டு வருகிறார்கள்!

சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிடும் [Inflationary Model] பிரபஞ்சம், அந்நிலை முடிந்ததும் மெதுவாகவே விரிகிறது! கோளமாய் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் விளிம்பு திறந்த வெளிக்கும், மூடிய வெளிக்கும் இடையே அமைகிறது! பிரபஞ்சம் திறந்த வெளியாக இருந்தால், எப்போதும் அது விரிந்து, விரிந்து, விரிந்து போய்க் கொண்டே யிருக்கும்! மூடிய விளிம்பாகப் பிரபஞ்சம் இருந்தால், அதன் விரிவு நிலை ஒரு காலத்தில் நின்று விடும்! பிறகு அது சுருங்க ஆரம்பித்து, திணிவு அடர்த்தி மிகுந்து, இறுதியில் வெடித்துச் சிதறிவிடும்! பிரபஞ்சம் மூடிய கோளமா அல்லது திறந்த வெளியா என்பது அதன் திணிவு [Density], அன்றி பளு அடர்த்தியைச் [Concentration of Mass] சார்ந்தது! பிரபஞ்சம் அடர்த்தி மிகுந்த பளுவைக் கொண்டிருந்தால், அதனை மூடிய கோளம் என்று கூறலாம்!

பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு எந்த நிலை இருந்தது என்று, ஸ்டாஃபன் ஹாக்கிங் [Stephen Hawking] போன்ற விஞ்ஞான மேதைகள் கேள்வி எழுப்பி யிருக்கிறார்கள்! பெரு வெடிப்பு நியதியில் பிரபஞ்சத்தின் முற்கால நிலை பற்றி எந்த விளக்கமும் இல்லை! காலக் கடிகாரமே பெரு வெடிப்பிற்கு பின்பு ஓட ஆரம்பித்திருக்கலாம்! ஆகவே பெரு வெடிப்புக்கு முன்பு என்ன இருந்திருக்கும் என்று மூளையைக் குழப்புவதில் அர்த்த மில்லை!

பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தும் நிகழ்ச்சிகள்

பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு விரிந்து கொண்டே குளிர்ந்து போகிறது. பெரு வெடிப்பிற்கு ஓரு வினாடி கழித்துப் புரோட்டான்கள் உண்டாயின. முதல் மூன்று நிமிடங்களில் புரோட்டான், நியூட்ரான்களும் பிணைந்து, ஹைடிரஜனுடைய ஏகமூலமான [Isotope] டியூடிரியம் [Deuterium], அடுத்து எளிய மூலகங்களான ஹீலியம், லிதியம், பெரிலியம், போரான் [Helium, Lithium, Beryllium, Boron] ஆகியவை உண்டாயின! விண்வெளியில் மித மிஞ்சிய அளவு ஹீலியம் இருப்பது, பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தி உறுதிப் படுத்துகிறது. டியூடிரியம் பிரபஞ்சத்தில் பேரளவில் பரவி யிருப்பது, அகிலத்தின் அண்டத் திணிவைக் [Density of Matter] கணிக்க அனுகூலமாய் இருக்கிறது!

பெரு வெடிப்பு ஏற்பட்டு ஒரு மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சத்தின் உஷ்ணம் 3000 டிகிரி C அளவுக்குக் குறைந்தது! அப்போது புரோட்டான்களும் எலக்டிரான்களும் சேர்ந்து ஹைடிரஜன் அணுக்கள் உண்டாயின. ஹைடிரஜன் அணுக்கள் ஒளியின் குறிப்பிட்ட சில அலை நீளங்கள், நிறங்கள் ஆகியவற்றை எழுப்பவோ அன்றி விழுங்கவோ செய்யும்! அவ்வாறு உண்டான அணுக்கள், தனித்த எலக்டிரான்ளுக்கு இடையூறு செய்யும், ஒளியின் மற்ற அலை நீளங்களை வெகு தூரத்திற்கு அப்பால் தள்ளி விடுகின்றன.

இந்த மாறுதல் வெப்பவீச்சை விடுவித்து இன்று நாம் காணும்படிச் செய்கிறது! பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு குளிர்ந்த அந்த ‘அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு ‘ [Cosmic Background Radiation] சுமார் 3 டிகிரி Kelvin [3 K (-273 C/-454 F)]. 1964 இல் முதன் முதல் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தேடிக் கண்டு பிடித்த அமெரிக்க வானியல் மேதைகள் இருவர்: ஆர்னோ பென்ஸையாஸ், ராபர்ட் வில்ஸன் [Arno Penzias & Robert Wilson].

1989-1993 ஆண்டுகளில் தேசிய வானியல் விண்வெளி ஆணையகம், நாசா [NASA, National Aeronautics & Space Administration] ‘அகிலப் பின்புல உளவி ‘ [Cosmic Background Explorer, COBE] என்னும் விண்வெளிச் சிமிழை [Spacecraft] ஏவி, அண்ட வெளியில் அகிலப் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தளப்பதிவு [Mapping] செய்தது. அந்த தளப்பதிவு ‘பெரு வெடிப்பு நியதி ‘ முன்னறிவித்தபடி மிகத் துள்ளியமாக பின்புல வெப்பவீச்சு அடர்த்தியை [Intensity of the Background Radiation] உறுதிப் படுத்தியது! அத்துடன் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு சீராக நிலவாது [Not Uniform], சிறிது மாறுபட்டுக் காணப் பட்டது! அந்த மாறுதல்கள் பிரபஞ்சத்தில் காலக்ஸிகள் [Galaxies], மற்ற அமைப்பாடுகளின் வளர்ச்சிக்கு அடிப்படையாய்க் கருதப் படுகின்றன!

பின்புல வெப்பவீச்சு பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு எஞ்சிய நீண்ட கால விளைவு! ஜெர்மன் விஞ்ஞானி மாக்ஸ் பிளான்க் [Max Planck (1858-1947)] கருங்கோளக் கதிர்வீச்சை [Black Body Radiation] ஆராய்ந்து எழுதிய, ‘பிளான்க் கதிர்வீச்சுக் கணிப்பாடு [Planck ‘s Radiation Formula] மூலம் உட்சிவப்பு, நுண்ணலை, வானலை [Infrared, Microwave, Radio Waves] ஆகியவற்றின் அலை நீளங்களைத் தனியே கணக்கிட்டு விடலாம்! அவற்றின் கூட்டமைப்பே பின்புலக் கதிர்வீச்சுகளின் அடர்த்தியாகக் [Intensity of Background Radiation] காணப் படுகிறது. ‘ஓர் குறித்த உஷ்ண நிலையில் கதிர்வீச்சு அடர்த்திக்கும், அதன் அலை நீளத்திற்கும் உள்ள ஓர் ஒப்பான உறவை ‘ மாக்ஸ் பிளான்க் வளைகோடு முன்னறிவிக்கிறது. பெரு வெடிப்பின் பின் தங்கிய பின்புலக் கதிர்வீச்சு 3 டிகிரி K [-270 C/- 450 F] உஷ்ண நிலையில், மாக்ஸ் பிளான்க் முன்னறிவித்த வளைகோட்டை வியக்கத் தக்கவாறு ஒத்துள்ளது! ஏறக்குறைய பின்புலக் கதிர்வீச்சு பிரபஞ்சத்தில் எத்திசையிலும் ‘சம வெப்பநிலை ‘ [Isotropic State] கொண்டுள்ளதாக அறியப் படுகிறது.

ஜார்ஜ் காமாவ் எழுதிய நூல்கள், பெற்ற மதிப்புகள்

கடினமான ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதி [Relativity Theory], சிக்கலான அகிலவியல் கோட்பாடு [Cosmology] ஆகியவற்றை எளிய முறையில் பொது நபர்கள் புரிந்து சுவைக்கும் வண்ணம் காமாவ் எழுதிய விஞ்ஞான நூல்கள்: விந்தைபுரியில் திரு. டாம்கின்ஸ் [Mr. Tomkins in Worderland (1936)], பிறகு பல்லடுக்குப் பதிவுகளில் திரு. டாம்கின்ஸ் [Multi Volumes Mr. Tomkins (1939-1967)], பரிதியின் பிறப்பும், இறப்பும் [The Birth & Death of the Sun (1940)], ஒன்று, இரண்டு, மூன்று…முடிவின்மை [One, Two, Three …Infinity (1947)], பிரபஞ்சத்தின் படைப்பு [The Creation of the Universe (1952,1961)], பூமி என்னும் ஓர் அண்டம் [A Planet Called Earth (1963)], பரிதி என்னும் ஓர் விண்மீன் [A Star Called the Sun (1964)].

1950 இல் காமாவ் டென்மார்க் ராஜிய விஞ்ஞானக் கழகம் [Royal Danish Academy of Siences (1950)], அடுத்து அமெரிக்க தேசீய விஞ்ஞானக் கழகம் [U.S. National Academy of Sciences (1953)] ஆகியவற்றின் உறுப்பினர் ஆனார். விஞ்ஞான அறிவை எளிய முறையில் பரப்பி ஒப்பிலாப் பெயர் பெற்ற ஜார்ஜ் காமாவுக்கு, 1956 ஆம் ஆண்டில் ஐக்கிய நாடுகளின் கல்வி, விஞ்ஞானக், கலாச்சாரப் பேரவை [UNESCO, United Nations Educational, Scientific & Cultural Organization] காலிங்கப் பரிசை [Kalinga Prize] அளித்துக் கெளரவித்தது. 1965 இல் காமாவ் பிரிட்டனின் கேம்பிரிட்ஜ் சர்ச்சில் கல்லூரியின் சிறப்புநர் [Fellow Churchil College, Cambridge] மதிப்பைப் பெற்றார்!

பிரபஞ்ச விஞ்ஞானத்திலும், அணுக்கரு பெளதிகத்திலும் திறமை பெற்ற ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் 1968 ஆகஸ்டு 20 ஆம் தேதி போல்டர் கொலராடோவில் தனது 64 ஆவது வயதில் காலமானார்.

++++++++++++++

Images : NASA, Wikipedea

Information :

1. Wikipedea – Geoge Gamow (February 13, 2011)
2. George Gamow – Answers.com

++++++++++

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) February 19, 2011

www.jayabarathan.wordpress.com/

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

அணுவியல், அகிலவியல், உயிரியல் பெளதிக விஞ்ஞானி

விண்வெளியை வில்லாய் வளைக்க முடியுமா ? பிரபஞ்சத்தின் முடிவுக்கும் ஒழுங்கீனக் கோட்பாடு எனப்படும் ‘என்ட்ராப்பி நியதிக்கும் ‘ [Theory of Entropy] என்ன தொடர்பு ? அண்ட வெளியில் ஊடுறுவிச் செல்லும் ராக்கெட் ஏன் சுருங்குகிறது ? விண்மீன்கள் வெடிப்பதற்கு ஆதி அடிப்படையும், அவற்றுக்குக் காரணமும் யாவை என்று நாம் அறிந்து கொண்டவை என்ன ? சந்ததியின் மூலவிகள் [Genes] புரியும் விந்தைப் புதிர்களைப் பற்றி நவீன விஞ்ஞானம் கண்டு பிடித்தவை என்ன ? உலகத்தைப் பற்றி நாம் அறிந்ததை, ‘இலக்கங்களின் விதிப் பிரச்சனைகள் ‘ [Problems in Laws of Numbers] எவ்விதத்தில்

பாதிக்கின்றன ? இத்தனை வினாக்களையும் தான் எழுதிய ‘ஒன்று, இரண்டு, மூன்று…முடிவின்மை ‘ [One, Two, Three…Infinity] என்னும் நூலில் எழுப்பியவர், ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow]! ரஷ்யாவிலே பிறந்து அமெரிக்கக் குடியினராகிய ஜார்ஜ் காமாவ் அணுக்கரு பெளதிகம் [Nuclear Physics], பிரபஞ்சவியல் [Cosmology] பெளதிகம், மூலக்கூறு உயிரியல் ரசாயனம் [Molecular Biochemistry] ஆகிய முப்பெரும் விஞ்ஞானத் துறைகளில் மேன்மை மிக்க மேதை!

பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றத்தைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டுமானால் அதன் மூலமான நுண்ணிய பரமாணுக்களையும் [Microscopic], விரிந்து குமிழிபோல் உப்பும் அதன் பிரமாண்ட வடிவத்தையும் பற்றிய [Macroscopic] எல்லாக் கருத்துக்களைத் தனித்தனியாக அறிய வேண்டும்! பிரபஞ்சத்தின் முதல் தோற்றம் ஒரு மாபெரும் வெடிப்பில் [Big Bang Theory] உண்டானது என்பதற்கு முதன் முதல் நிரூபணத்தைக் காட்டியவர் ஜார்க் காமாவ்! அதாவது பல பில்லியன் ஆண்டு களுக்கு முன்பு ஓர் பேரளவு வெடிப்பு நிகழ்ச்சியில் [Colossal Explosion] பிரபஞ்சம் தோன்றி விரிவடைந்து வந்துள்ளது என்ற ஒரு கருத்தை ஆதரித்து, அதற்கு விளக்கம் அளித்து மெய்ப்பித்தவர்களில் முதல்வர், ஜார்ஜ் காமாவ்! பெரு வெடிப்புக்குப் பின்பு பிரபஞ்சம், பின்புல நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சை [Background Microwave Radiation] உண்டாக்கி யிருக்க வேண்டும் என்று உறுதியாகக் கூறி, அதையும் நிரூபித்தும் காட்டினார்! அடுத்து அணுக்கருப் பெளதிகத்தின் [Nuclear Physics] ஆரம்ப கால அடிப்படை வளர்ச்சியில், காமாவ் மிகவும் ஈடுபட்டவர். அவற்றிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்ட உயிரியல் விஞ்ஞானத்தில் [Biology] ஆர்வம் கொண்டு, இனவிருத்தியில் டிஎன்ஏ [DNA] பற்றி ஆராய்ந்து, நவீன மூலவி நியதியில் [Modern Genetic Theory] ஓர் அடிப்படைத் தத்துவத்தை ஜார்ஜ் காமாவ் இயற்றி யுள்ளார். மேலும் புரோடான் சேர்க்கை [Protein Synthesis] விளக்கத்தில் ஒரு முக்கியமான பகுதியை ஆக்கியுள்ளார் காமாவ்.

ஜார்ஜ் காமாவ் புரிந்த அரும்பெரும் விஞ்ஞானச் சாதனைகள்

1936 ஆம் ஆண்டுக்குப் பிறகு ஜார்ஜ் காமாவின் மிக்க விஞ்ஞானச் சாதனைகள் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றியும், விண்மீன்களின் பிறப்பு, வளர்ச்சியைப் பற்றியும் சார்ந்திருந்தன. 1938 இல் ஹெர்ட்ஸ்பிரங்-ரஸ்ஸல் [Hertzsprung-Russel (H-R Diagram)] வரைபடத்துக்கு ஒரு சிறந்த விளக்கத்தைக் கொடுத்தார். H-R வரைபடத்தில் விண்மீன்களின் ஒளித்திறம் [Brightness] நேரச்சிலும், அவற்றின் உஷ்ணம் மட்ட அச்சிலும் குறிக்கப் பட்டுப் பல விண்மீன்களின் நிலைப்பாடு காட்டப் பட்டுள்ளது. 1939 இல் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் மாதிரிக் [Model of the Expanding Universe] கோட்பாட்டை ஆதரித்து அதை அபிவிருத்தி செய்தார். அத்துடன் நிபுளாக்களின் பிறப்பு [Origin of Nebulae], ராட்சதச் செம்மீன்கள் [Red Giant Stars] சக்தியை உற்பத்தி செய்யும் முறைகள் ஆகியவற்றை ஆராய்ந்தார். விண்மீன்கள் வெடிக்கும் போது, அவற்றிலிருந்து நியூட்ரினோ துகள்கள் [Neutrino Particles] வெளியேறுவதை 1940 இல் ஆய்வு செய்து, தான் ஆக்கிய பூதநோவாவின் நியூட்ரினோ நியதியை [Neutrino Theory of Supernova] வெளியீடு செய்தார்.

1948 இல் விஞ்ஞானி ரால்ஃப் ஆல்ஃபருடன் [Ralph Alpher] காமாவும் சேர்ந்து, யூகிப்பட்ட பெரு வெடிப்புக்கு [Postulated Big Bang] நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு, பிரபஞ்சத்தின் நிலைமை என்ன என்று ஆராய்ந்ததில் எஞ்சிய நுண்ணலை வெப்பவீச்சு [Residual Microwave Radiation] இருப்பதைக் கண்டார்கள்! அவர்களது அவ்வரிய கண்டுபிடிப்பு மெய்யானது என்று 1965 இல் பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானிகள், தாமும் கண்டு உறுதிப்படுத்தினர்!

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்புக் கோட்பாடுகளில் ஒன்றான ‘பெரு வெடிப்பு நியதியை ‘ [Big Bang Theory] உறுதியாக நம்பி அதை விருத்தி செய்த முன்னோடிகளான, ரஷ்ய விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann], அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble], பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி பிரெட் ஹாயில் [Fred Hoyle] ஆகியோருள் முக்கியமானவர் ரஷ்ய விஞ்ஞானி, ஜார்ஜ் காமாவ்.

ரஷ்ய மேதை ஜார்ஜ் காமாவின் வாழ்க்கை வரலாறு

ரஷ்யாவில் ஜார்ஜ் காமாவ் ஒடிஸ்ஸா என்னும் நகரில் [Odessa now in Ukraine] 1904 ஆம் ஆண்டு மார்ச் மாதம் 4 ஆம் தேதி பிறந்தார். ஒடிஸ்ஸாப் பள்ளியில் படிக்கும் போது, 13 ஆம் வயதுப் பிறந்த நாள் பரிசாக அவரது தந்தையார் தந்த ஒரு தொலைநோக்கி, காமாவ் வானியல் விஞ்ஞானத்தில் ஈடுபட ஆர்வத்தை தூண்டியது! 1922 இல் லெனின்கிரார்டு பல்கலைக் கழகத்தில் [Now St. Petersburg] சேர்ந்து, புகழ் பெற்ற பேராசிரியர் அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann] அவரிடம் ஒளியியல் [Optics], பிரபஞ்சவியல் விஞ்ஞானம் [Cosmology] இரண்டையும் முதலில் பயின்றார். பேராசிரியர் பிரைடுமான், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் படைத்த ஒப்பியல் நியதிச் [Theory of Relativity] சமன்பாடுகளின் பிரச்சனைகளைத் தவிர்க்க ஒரு கட்டுத் தீர்வு முறைகளை [A Set of Solutions] ஆக்கியவர்! அகிலவெளி விரிந்து கொண்டுதான் போகிறது என்ற கருத்தைக் காமாவுக்கு முதலில் ஊட்டியவர், பிரைடுமான்! ஆனால் அப்போது காமாவ் பிரைடுமான் கூறிய அகிலவெளித் தத்துவத்தைத் தொடராது, கதிர்த்துகள் நியதி [Quantum Theory] மீது வேட்கை மிகுந்து தன் திறமையை விருத்தி செய்ய முயன்றார். 1928 இல் Ph.D. பட்டம் பெற்றபின், ஜெர்மனிக்குச் சென்று காட்டிங்கன் பல்கலைக் கழகத்தில் [University of Gottingen] சேர்ந்து, பேராசிரியர் வெர்னர் ஹைஸன்பர்க் [Werner Heisenberg (1901-1976)] விஞ்ஞான மேதையிடம் ஆராய்ச்சி செய்தார். அதே சமயத்தில் அங்கு பயில வந்த ஹங்கேரியின் விஞ்ஞானி எட்வெர்டு டெல்லருன் [Edward Teller] பழகி இருவரும் கூட்டாக அணுக்கரு பெளதிகத்தில் [Nuclear Physics] பல விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகள் செய்தனர்.

Gamow & Teller

காமாவின் அரிய திறமையை வியந்து, அணுவியல் துறை மேதை நீல்ஸ் போஹ்ர் [Neils Bohr (1871-1962)] அவரைக் கோபன்ஹேகன் கோட்பாடு பெளதிக ஆய்வுக்கூடத்தில் [Copenhegan, Institute of Theoretical Physics] ஆராய்ச்சி செய்ய டென்மார்க் வரும்படி அழைத்தார். அப்போதுதான் ஜார்ஜ் காமாவ் முதன் முதல் அணுக்கரு அமைப்பைத் ‘திரவச் சொட்டு மாதிரி ‘ [Liquid Drop Model] போன்றது என்று எடுத்துக் காட்டினார்! அம்முறையே பின்னால் அணுப்பிளவு [Nuclear Fission], அணுப்பிணைவு [Nuclear Fusion] இயக்க நியதிகளுக்கு அடிப்படை யாக அமைந்தது! அடுத்து ஹெளடர்மன்ஸ் [F. Houtermans], அட்கின்ஸன் [R. Atkinson] ஆகியோருடன் கூட்டுழைத்து, விண்மீன்களின் உள்ளே நிகழும் அணுக்கரு இயக்கங்கள் பற்றி ஆய்வுகள் செய்தார். அதன்பின் 1929 இல் இங்கிலாந்து சென்று, கேம்பிரிட்ஜ் காவென்டிஷ் ஆய்வுக் கூடத்தில் அணுவியல் மேதை ஏர்னஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டுடன் [Ernest Rutherford (1871-1937)] ஆராய்ச்சிகள் செய்தார். அப்பணியில் விரைவாக்கிய புரோட்டான் கணைகளைப் [Accelerated Protons] பயன்படுத்தி அணுவைப் பிளக்க எவ்வளவு சக்தி தேவைப்படும் என்று கணித்தார். அப்போதுதான் முதன் முதலாக காமாவ் மூலகங்களின் செயற்கை ரசவாத முறைகளுக்கு [Artificial Transmutation of Elements] அடிப்படைக் கோட்பாடுகளை அமைத்தார். 1932 இல் அவற்றைப் பின்னால் ஜான் காக்கிராஃப்ட் [John Cockcroft (1897-1967)] தனது நேரடி விரைவாக்கியில் [Linear Accelerator], போரான், லிதியம் [Boron & Lithium] ஆகிய இரண்டையும் புரோட்டான் கணைகளால் தாக்கி ஹீலியத்தை வெற்றிகரமாய் உண்டாக்கினார்! அதுவே முதன் முதல் செய்யப் பட்ட மூலக மாற்றம் அல்லது ரசவாதம் [Artificial Transmutation].

அமெரிக்கா நோக்கி ஜார்ஜ் காமாவ் புறப்பாடு

1931 இல் சோவியத் யூனியன் ரோமில் நடந்த அணுக்கரு பெளதிகக் கூட்டரங்குக்குச் [Nuclear Physics Conference] செல்ல அனுமதி தராமல், ஜார்ஜ் காமாவைத் தடை செய்து அவரை அடைத்துப் போட்டது! மறுபடியும் 1933 இல் பிரஸ்ஸல்ஸ் [Brussels] பெல்ஜியத்தில் நடந்த கூட்டரங்குக்கு அனுமதி கிடைக்கவே, அதைப் பயன்படுத்தி ஜார்ஜ் காமாவ் விடுதலைப் பறவையாய், அமெரிக்காவுக்குப் புலம் பெயர்ந்து 1940 இல் அமெரிக்கக் குடியினரானார்!

அமெரிக்காவில் ஜார்ஜ் வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழகத்தில் [Washington D.C.] காமாவ் ஆசிரியராகப் பணி ஏற்றார். அங்கே ஆசிரியராக இருந்த விஞ்ஞான மேதை எட்வெர்டு டெல்லரை மறுபடியும் சந்தித்தார்! அவருடன் கூட்டாளியாகச் சேர்ந்து, காமாவ் அணுக்கரு பெளதிகத்தில் தொடர்ந்து ஆய்வுகள் செய்தார்! 1936 இல் கன உலோகங்கள் கதிரியக்கத் தேய்வின் போது [Radiactive Decay of Heavier Elements] பீட்டா பரமாணுக்கள் [Beta Particles] வெளியேறும் முறைகளைச் சீராக வகுத்து இருவரும் புதியக் கோட்பாடுகளை எழுதினார்கள். அவற்றில் ஒன்றான காமா-டெல்லர் பீட்டா தேய்வு நியதி [Gamow-Teller Theory of Beta Decay] கதிரியக்க விளைவின் போது, எலக்டிரான் எழுச்சியைப் பற்றிக் கூறுகிறது. அடுத்து விண்மீன்களின் தோற்ற ஆரம்பத்தில் எழும் வெப்ப அணுக்கரு இயக்கங்களைப் [Thermo Nuclear Reactions] பற்றி இருவரும் ஆராய்ச்சிகள் செய்தனர்.

1942 இல் அந்த ஆய்வுகளைப் பயன்படுத்திப், பிரபஞ்சவியல் நிகழ்ச்சிகளுக்கும், அணுக்கரு இயக்கங்களுக்கும் இடையே உள்ள தொடர்புகளை ஆராய்ந்தார். அதே ஆண்டில் காமாவ் டெல்லருடன் கூட்டுழைத்து ‘ராட்சதச் செம்மீன்களின் ‘ [Red Giant Stars] உள்ளமைப்பை விளக்கி ஒரு புதிய கோட்பாடை இயற்றினார். விண்மீன்களின் மூலப் பிறப்பைப் [Stellar Evolution] பற்றி டெல்லர் எழுதிய கருத்துக்களைப் பயன்படுத்தி, ஜார்ஜ் காமாவ் பரிதியின் பிரமாண்டமான சக்தி [Sun ‘s Energy] வெப்ப அணுக்கரு இயக்கங்களினால் [Thermo Nuclear Processes] வெளியாகிறது என்று உறுதியாகக் கூறினார்!

இரண்டாம் உலகப் போர் முடிந்த பிறகு, 1948 இல் அமெரிக்க அணுசக்திப் பேரவை [Atomic Energy Commission] ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவுக்கு உச்சப் பாதுகாப்பு நம்பிக்கை உறுதி [Top Security Clearance] அளித்து, நியூ மெக்ஸிகோ லாஸ் அலமாஸ் மறைமுகத் தளத்தில் முதல் ஹைடிரஜன் குண்டு தயாரிக்க நியமனம் செய்யப் பட்டார்! 1949 ஆகஸ்டில் சோவியத் ரஷ்யா தனது முதல் புளுடோனிய அணுகுண்டை வெடித்ததும், எட்வெர்டு டெல்லர் அந்த நிகழ்ச்சியைப் பயன்படுத்தி அவரது ஒரே குறி ஆயுதமான வெப்ப அணுக்கருக் குண்டை அதி விரைவில் தயாரித்து, அமெரிக்காவைப் பாதுகாக்க வேண்டு மென்று வாதித்தார்! ஊமைப் போர் ஊழலில் [Cold War Politics], ரஷ்யா அமெரிக்காவுக்கு முன்பே ராட்சத குண்டை ஆக்கி விட்டால், அமெரிக்காவின் கதி என்ன ஆவது என்று டெல்லர் கவலை அடைந்தார்! அவரது எச்சரிக்கைக்கு அடி பணிந்து, அமெரிக்க ஜனாதிபதி ட்ரூமன் 1950 ஜனவரி இறுதியில் ஹைடிரஜன் குண்டு திட்டத்திற்கு ஒப்புதல் தந்து அங்கீகார மளித்தார்! லாஸ் அலமாஸ் மறைமுகத் தளத்திற்கு மாற்றாக, புதிய லாரென்ஸ் லிவர்மோர் ஆய்வுக் கூடம் [Lawrence Livermore Laboratory] கலிஃபோர்னியாவில் அமைக்கப் பட்டது. அதற்கு எட்வெர்டு டெல்லர் அதிபதியாக ஆக்கப் பட்டார்! டெல்லருக்கு வெப்ப அணுக்கரு ஆய்தப் பணியில் உதவியவர் முக்கியமாக இருவர்: விஞ்ஞான மேதைகள், டாக்டர் ரிச்சர்டு கர்வின் [Richard Garwin], டாக்டர் ஸ்டனிசியா உலாம் [Stanisiaw Ulam].

காமாவ் வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழகத்தில் 1934 முதல் 1956 வரை பெளதிகப் பேராசிரியராகவும், அதன் பின் கொலராடோ பல்கலைக் கழகத்தில் 1956 முதல் அவரது மரணம் வரை [1968] பெளதிகப் பேராசிரியராகவும் பணி யாற்றினார்.

பிரபஞ்சப் பிறப்பைக் கூறும் பெரு வெடிப்பு நியதி

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பைப் பற்றி யூகிக்கும் பல கோட்பாடுகளில் ஒன்றான, ‘பெரு வெடிப்பு நியதியைத் ‘ தற்போது பெரும்பான்மையான விஞ்ஞானிகள் ஒப்புக் கொண்டுள்ளனர். அக்கருத்துப்படி ஆதியில் பிரபஞ்சம் பேரளவுத் திணிவுள்ள, மிகத் திட்பமான, வெட்பக் கட்டியாக [Extremely Dense, Compact & Hot] இருந்தது! 10-20 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, ஏதோ ஓர் அகிலப் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ந்து [Cosmic Explosion], அதன்பின் பிரபஞ்சம் பெருகி, விரிந்து, குளிர்ந்து போய் வருகிறது!

பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடு 1917 இல் ஐன்ஸ்டைன் பொது ஒப்பியல் நியதி விளைவித்த ஒரு கருத்து! அதை விருத்தி செய்தவர், பெல்ஜிய விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் லெமைட்டர் [George Lemaitre], ஹாலந்து விஞ்ஞானி வில்லம் சித்தர் [Willem de Sitter], ரஷ்ய விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann]. அம்மூவரது கருத்துக்களும் பிரபஞ்சம் தோற்றத்திற்குப் பின்பு, எவ்வாறு ஒழுங்கானது என்றுதான் கூறினவே தவிர, அகிலத்தின் ஆதித் துவக்கத்தைப் பற்றி எதுவும் ஆராயவில்லை! 1940 இல் ஜார்ஜ காமாவ் அப்பணியைச் செய்ய தனது மாணவர் ரால்ஃப் ஆல்ஃபர் [Ralph Alpher], ராபர்ட் ஹெர்மன் [Robert Herman] இருவருடன் கூட்டுழைத்து, ஐன்ஸ்டைன் பொது ஒப்பியல் நியதிக்காக எழுதிய பிரைடுமான் தீர்வுகளை எடுத்துக் கொண்டு, அவற்றைப் பின்னும் அபிவிருத்தி செய்தார்.

அடுத்து ஆல்ஃபர், ஹெர்மன் இருவரும் தனியாகக் காமாவின் கருத்துகளை விரிவு செய்தனர். அதன்படி கதிர்வீச்சுக் கடலில் [Sea of Radiation] கொந்தளிக்கும் புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் [Proton, Neutron, Electron] ஆகிய பரமாணுக்களைக் [Subatomic Particles] கொண்ட இலெம் [Ylem] என்னும் ஆதி அண்ட நிலையிலிருந்து [Primordial State of Matter] பிரபஞ்சம் விரிந்தது! பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பின் போது மிக மிகச் சூடான நிலையில் இருந்து, பரமாணுக்கள் இணைந்து ஹைடிரஜன் மூலகத்தை விட கனமான மூலகங்கள் [Heavier Elements] முதலில் உண்டாயின! காமாவ், ஆல்ஃபர், ஹெர்மன் குழுவினர் பெரு வெடிப்பில் விளைந்த வெப்பவீச்சுக் கடல் [Sea of Radiation] இன்னும் அகிலத்தில் தங்கி இருக்க வேண்டும் என்று முன்னறிவித்தார்கள்! அவர்கள் கணக்கிட்ட அகிலப் பின்புலக் வெப்பவீச்சுக்கு [Cosmic Background Radiation] இணையான உஷ்ணம் [3 டிகிரி K (கெல்வின்)], 1960 இல் பின்வந்த விஞ்ஞானிகளால் மெய்ப்பிக்கப் பட்டு, பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நியதி மேலும் உறுதியாக்கப் பட்டுள்ளது!

பெரு வெடிப்பு நியதியின்படி, பிரபஞ்சம் முதற் சில இம்மி வினாடிகளில் [microseconds] அதி விரைவாக விரிந்து விட்டது! ஒரே ஓர் உச்சவிசை [Force] மட்டும் முதலில் இருந்து, பிரபஞ்சம் விரிந்து போய்க் குளிர்ந்ததும் அந்த ஒற்றை விசையே, பின்னால் நாமறிந்த ஈர்ப்பியல் விசை [Gravitational Fprce], மின் காந்த விசை [Electromagnetic Force], அணுக்கரு வலுத்த விசை [Strong Nuclear Force], அணுக்கரு நலிந்த விசை [Weak Nuclear Force] ஆகிய நான்கு பிரிவுகளாய் மாறியது! விஞ்ஞானிகள் ஒளித்துகள் யந்திரவியலையும் [Quantum Mechanics], ஈர்ப்பியலையும் ஒருங்கே பிணைக்கும் ஒரு நியதியைத் தேடி வருகிறார்கள்! இதுவரை யாரும் அதைக் கண்டு பிடிக்க முடிய வில்லை! புதிதான ‘தொடர் நியதி ‘ [String Theory] அவ்விரண்டையும் பிணைக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள். ஈர்ப்பியல் விசையை மற்ற மூன்று வித விசைகளுடன் பிணைத்துக் கொள்ளத் ‘தொடர் நியதி ‘ முயல்கிறது! ஆனால் பெளதிக விஞ்ஞானிகள் இப்போது இந்த நான்கு வித விசைகளையும் ஒருங்கே பிணைத்து விளக்கும் ‘மகா ஐக்கிய நியதி ‘ [Grand Unified Theory, GUT] ஒன்றைத் துருவிக் கண்டு பிடிக்க முற்பட்டு வருகிறார்கள்!

சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிடும் [Inflationary Model] பிரபஞ்சம், அந்நிலை முடிந்ததும் மெதுவாகவே விரிகிறது! கோளமாய் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் விளிம்பு திறந்த வெளிக்கும், மூடிய வெளிக்கும் இடையே அமைகிறது! பிரபஞ்சம் திறந்த வெளியாக இருந்தால், எப்போதும் அது விரிந்து, விரிந்து, விரிந்து போய்க் கொண்டே யிருக்கும்! மூடிய விளிம்பாகப் பிரபஞ்சம் இருந்தால், அதன் விரிவு நிலை ஒரு காலத்தில் நின்று விடும்! பிறகு அது சுருங்க ஆரம்பித்து, திணிவு அடர்த்தி மிகுந்து, இறுதியில் வெடித்துச் சிதறிவிடும்! பிரபஞ்சம் மூடிய கோளமா அல்லது திறந்த வெளியா என்பது அதன் திணிவு [Density], அன்றி பளு அடர்த்தியைச் [Concentration of Mass] சார்ந்தது! பிரபஞ்சம் அடர்த்தி மிகுந்த பளுவைக் கொண்டிருந்தால், அதனை மூடிய கோளம் என்று கூறலாம்!

பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு எந்த நிலை இருந்தது என்று, ஸ்டாஃபன் ஹாக்கிங் [Stephen Hawking] போன்ற விஞ்ஞான மேதைகள் கேள்வி எழுப்பி யிருக்கிறார்கள்! பெரு வெடிப்பு நியதியில் பிரபஞ்சத்தின் முற்கால நிலை பற்றி எந்த விளக்கமும் இல்லை! காலக் கடிகாரமே பெரு வெடிப்பிற்கு பின்பு ஓட ஆரம்பித்திருக்கலாம்! ஆகவே பெரு வெடிப்புக்கு முன்பு என்ன இருந்திருக்கும் என்று மூளையைக் குழப்புவதில் அர்த்த மில்லை!

பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தும் நிகழ்ச்சிகள்

பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு விரிந்து கொண்டே குளிர்ந்து போகிறது. பெரு வெடிப்பிற்கு ஓரு வினாடி கழித்துப் புரோட்டான்கள் உண்டாயின. முதல் மூன்று நிமிடங்களில் புரோட்டான், நியூட்ரான்களும் பிணைந்து, ஹைடிரஜனுடைய ஏகமூலமான [Isotope] டியூடிரியம் [Deuterium], அடுத்து எளிய மூலகங்களான ஹீலியம், லிதியம், பெரிலியம், போரான் [Helium, Lithium, Beryllium, Boron] ஆகியவை உண்டாயின! விண்வெளியில் மித மிஞ்சிய அளவு ஹீலியம் இருப்பது, பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தி உறுதிப் படுத்துகிறது. டியூடிரியம் பிரபஞ்சத்தில் பேரளவில் பரவி யிருப்பது, அகிலத்தின் அண்டத் திணிவைக் [Density of Matter] கணிக்க அனுகூலமாய் இருக்கிறது!

பெரு வெடிப்பு ஏற்பட்டு ஒரு மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சத்தின் உஷ்ணம் 3000 டிகிரி C அளவுக்குக் குறைந்தது! அப்போது புரோட்டான்களும் எலக்டிரான்களும் சேர்ந்து ஹைடிரஜன் அணுக்கள் உண்டாயின. ஹைடிரஜன் அணுக்கள் ஒளியின் குறிப்பிட்ட சில அலை நீளங்கள், நிறங்கள் ஆகியவற்றை எழுப்பவோ அன்றி விழுங்கவோ செய்யும்! அவ்வாறு உண்டான அணுக்கள், தனித்த எலக்டிரான்ளுக்கு இடையூறு செய்யும், ஒளியின் மற்ற அலை நீளங்களை வெகு தூரத்திற்கு அப்பால் தள்ளி விடுகின்றன. இந்த மாறுதல் வெப்பவீச்சை விடுவித்து இன்று நாம் காணும்படிச் செய்கிறது! பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு குளிர்ந்த அந்த ‘அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு ‘ [Cosmic Background Radiation] சுமார் 3 டிகிரி Kelvin [3 K (-273 C/-454 F)]. 1964 இல் முதன் முதல் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தேடிக் கண்டு பிடித்த அமெரிக்க வானியல் மேதைகள் இருவர்: ஆர்னோ பென்ஸையாஸ், ராபர்ட் வில்ஸன் [Arno Penzias & Robert Wilson].

1989-1993 ஆண்டுகளில் தேசிய வானியல் விண்வெளி ஆணையகம், நாசா [NASA, National Aeronautics & Space Administration] ‘அகிலப் பின்புல உளவி ‘ [Cosmic Background Explorer, COBE] என்னும் விண்வெளிச் சிமிழை [Spacecraft] ஏவி, அண்ட வெளியில் அகிலப் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தளப்பதிவு [Mapping] செய்தது. அந்த தளப்பதிவு ‘பெரு வெடிப்பு நியதி ‘ முன்னறிவித்தபடி மிகத் துள்ளியமாக பின்புல வெப்பவீச்சு அடர்த்தியை [Intensity of the Background Radiation] உறுதிப் படுத்தியது! அத்துடன் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு சீராக நிலவாது [Not Uniform], சிறிது மாறுபட்டுக் காணப் பட்டது! அந்த மாறுதல்கள் பிரபஞ்சத்தில் காலக்ஸிகள் [Galaxies], மற்ற அமைப்பாடுகளின் வளர்ச்சிக்கு அடிப்படையாய்க் கருதப் படுகின்றன!

பின்புல வெப்பவீச்சு பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு எஞ்சிய நீண்ட கால விளைவு! ஜெர்மன் விஞ்ஞானி மாக்ஸ் பிளான்க் [Max Planck (1858-1947)] கருங்கோளக் கதிர்வீச்சை [Black Body Radiation] ஆராய்ந்து எழுதிய, ‘பிளான்க் கதிர்வீச்சுக் கணிப்பாடு [Planck ‘s Radiation Formula] மூலம் உட்சிவப்பு, நுண்ணலை, வானலை [Infrared, Microwave, Radio Waves] ஆகியவற்றின் அலை நீளங்களைத் தனியே கணக்கிட்டு விடலாம்! அவற்றின் கூட்டமைப்பே பின்புலக் கதிர்வீச்சுகளின் அடர்த்தியாகக் [Intensity of Background Radiation] காணப் படுகிறது. ‘ஓர் குறித்த உஷ்ண நிலையில் கதிர்வீச்சு அடர்த்திக்கும், அதன் அலை நீளத்திற்கும் உள்ள ஓர் ஒப்பான உறவை ‘ மாக்ஸ் பிளான்க் வளைகோடு முன்னறிவிக்கிறது. பெரு வெடிப்பின் பின் தங்கிய பின்புலக் கதிர்வீச்சு 3 டிகிரி K [-270 C/-450 F] உஷ்ண நிலையில், மாக்ஸ் பிளான்க் முன்னறிவித்த வளைகோட்டை வியக்கத் தக்கவாறு ஒத்துள்ளது! ஏறக்குறைய பின்புலக் கதிர்வீச்சு பிரபஞ்சத்தில் எத்திசையிலும் ‘சம வெப்பநிலை ‘ [Isotropic State] கொண்டுள்ளதாக அறியப் படுகிறது.

ஜார்ஜ் காமாவ் எழுதிய நூல்கள், பெற்ற மதிப்புகள்

கடினமான ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதி [Relativity Theory], சிக்கலான அகிலவியல் கோட்பாடு [Cosmology] ஆகியவற்றை எளிய முறையில் பொது நபர்கள் புரிந்து சுவைக்கும் வண்ணம் காமாவ் எழுதிய விஞ்ஞான நூல்கள்: விந்தைபுரியில் திரு. டாம்கின்ஸ் [Mr. Tomkins in Worderland (1936)], பிறகு பல்லடுக்குப் பதிவுகளில் திரு. டாம்கின்ஸ் [Multi Volumes Mr. Tomkins (1939-1967)], பரிதியின் பிறப்பும், இறப்பும் [The Birth & Death of the Sun (1940)], ஒன்று, இரண்டு, மூன்று…முடிவின்மை [One, Two, Three …Infinity (1947)], பிரபஞ்சத்தின் படைப்பு [The Creation of the Universe (1952,1961)], பூமி என்னும் ஓர் அண்டம் [A Planet Called Earth (1963)], பரிதி என்னும் ஓர் விண்மீன் [A Star Called the Sun (1964)].

1950 இல் காமாவ் டென்மார்க் ராஜிய விஞ்ஞானக் கழகம் [Royal Danish Academy of Siences (1950)], அடுத்து அமெரிக்க தேசீய விஞ்ஞானக் கழகம் [U.S. National Academy of Sciences (1953)] ஆகியவற்றின் உறுப்பினர் ஆனார். விஞ்ஞான அறிவை எளிய முறையில் பரப்பி ஒப்பிலாப் பெயர் பெற்ற ஜார்ஜ் காமாவுக்கு, 1956 ஆம் ஆண்டில் ஐக்கிய நாடுகளின் கல்வி, விஞ்ஞானக், கலாச்சாரப் பேரவை [UNESCO, United Nations Educational, Scientific & Cultural Organization] காலிங்கப் பரிசை [Kalinga Prize] அளித்துக் கெளரவித்தது. 1965 இல் காமாவ் பிரிட்டனின் கேம்பிரிட்ஜ் சர்ச்சில் கல்லூரியின் சிறப்புநர் [Fellow Churchil College, Cambridge] மதிப்பைப் பெற்றார்!

பிரபஞ்ச விஞ்ஞானத்திலும், அணுக்கரு பெளதிகத்திலும் திறமை பெற்ற ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் 1968 ஆகஸ்டு 20 ஆம் தேதி போல்டர் கொலராடோவில் தனது 64 ஆவது வயதில் காலமானார்.

*****************************