RSS

Tag Archives: പ്രപഞ്ചോത്ഭവം

ബിഗ്-ബാങ് – 3

ഒരു കേന്ദ്രത്തില്‍ സംഭവിച്ചു്, അന്തരീക്ഷവായുവില്‍ മര്‍ദ്ദതരംഗങ്ങള്‍ പടര്‍ത്തി പ്രചരിക്കുന്ന, നമുക്കു് പരിചിതമായ ഒരു പൊട്ടിത്തെറിയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യാവുന്നതല്ല ബിഗ്‌-ബാങ് എന്ന നിര്‍ഭാഗ്യകരമായ പേരു് നല്‍കപ്പെട്ട പ്രപഞ്ചാരംഭം. “ഒരേസമയം എല്ലായിടത്തും” സംഭവിക്കുകയും, കണികകള്‍ പരസ്പരം അകന്നു് പോവുകയും ചെയ്ത ഒരു പ്രക്രിയ ആണതു്. “ബിഗ്‌-ബാങ് ഇന്നും സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു” എന്നു് ചില ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പറയുന്നതിന്റെ അര്‍ത്ഥവും മറ്റൊന്നല്ല. പ്രപഞ്ചോത്ഭവത്തെ സംബന്ധിച്ചു് മറ്റു് തിയറികളും നിലവിലുണ്ടായിരുന്നു. അതില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ടതാണു് സ്റ്റെഡി സ്റ്റെയ്റ്റ് മോഡല്‍. “പ്രപഞ്ചം എന്നും ഇങ്ങനെ ആയിരുന്നു, എന്നും ഇങ്ങനെ തന്നെ ആയിരിക്കുകയും ചെയ്യും” എന്നതായിരുന്നു അതു്. അതുകൊണ്ടു് ഒരു പ്രപഞ്ചാരംഭം എന്ന ചോദ്യം അതില്‍ അപ്രസക്തമാവുന്നു. പിന്നെ എങ്ങനെ ബിഗ്‌-ബാങ് തിയറി സ്റ്റാന്‍ഡേഡ് മോഡല്‍ ആയി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു? വീക്ഷിക്കപ്പെട്ടതും, തെളിയിക്കപ്പെട്ടതുമായ വസ്തുതകള്‍ ശാസ്ത്രത്തെ അങ്ങനെ ഒരു നിഗമനത്തില്‍ എത്തിക്കുകയായിരുന്നു. അത്തരം യാഥാര്‍ത്ഥ്യങ്ങളെ നിഷേധിക്കാത്തതും, അവയ്ക്കു് യുക്തിസഹമായ വിശദീകരണങ്ങള്‍ നല്‍കാന്‍ കഴിയുന്നതുമായ മറ്റൊരു പുതിയ തിയറി ഭാവിയില്‍ ഒരിക്കലും ഉണ്ടാവാനേ പാടില്ല എന്നൊന്നും അതിനു് അര്‍ത്ഥവുമില്ല. ശാസ്ത്രത്തിന്റെ സ്വഭാവം തന്നെ യുക്തിസഹമായ മാറ്റങ്ങളെ സ്വാഗതം ചെയ്യുക എന്നതാണു്.

പറയുന്നത്ര കൊമ്പുകള്‍ ഉണ്ടെന്നു് ശരിക്കും എണ്ണിക്കാണിച്ചാല്‍, മൂന്നല്ല, മുപ്പതു് കൊമ്പുള്ള മുയലുകള്‍ക്കും ശാസ്ത്രത്തില്‍ ഓടിക്കളിക്കാം. മനുഷ്യബുദ്ധി വളരുന്നതിനനുസരിച്ചു്, നവീന ഉപകരണങ്ങള്‍ രൂപമെടുക്കുന്നതിനനുസരിച്ചു് പുതിയ പുതിയ “പ്രപഞ്ചസത്യങ്ങള്‍” പുറത്തുവരാം. തെളിയിക്കപ്പെട്ട പഴയ സത്യങ്ങള്‍ അംഗീകരിച്ചുകൊണ്ടുള്ളതായിരിക്കും അവ – റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറി ന്യൂട്ടന്റെ തിയറികളെ നിഷേധിക്കുകയായിരുന്നില്ല, വിപുലീകരിക്കുകയായിരുന്നു എന്നപോലെ. ഒരേയൊരു സത്യം എന്നൊന്നില്ല, പലപല സത്യങ്ങളെയുള്ളു. ആത്യന്തികസത്യം എന്നതു് ചോദ്യങ്ങളില്‍ നിന്നും വഴുതിമാറാന്‍, എല്ലാ മറുപടികളും ആരോപിക്കാന്‍ മനുഷ്യന്‍ കണ്ടെത്തിയ ഒരു കുറുക്കുവഴി മാത്രം. “ഈ വഴിയെ പോകൂ” എന്നു് മുകളില്‍ നിന്നു് ആരെങ്കിലും പറയുന്നതു് കേള്‍ക്കാനും ആ വഴിയെ മാത്രം പോകാനും ആഗ്രഹിക്കുന്നവര്‍ക്കു് പല സത്യങ്ങള്‍ എന്ന ആശയം തൃപ്തികരമാവില്ല എന്നറിഞ്ഞുകൊണ്ടുതന്നെയാണു് ഇതു് പറയുന്നതു്. സമൂഹങ്ങളില്‍, മതങ്ങളില്‍, രാഷ്ട്രീയത്തില്‍ എല്ലാമെല്ലാം മനുഷ്യന്‍ എക്കാലവും വിവിധ സത്യങ്ങള്‍ അംഗീകരിച്ചുകൊണ്ടാണു് ജീവിച്ചിരുന്നതു് എന്നറിയാനുള്ള മനസ്സില്ലായ്മയാണു് ഏകസത്യഭ്രാന്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം. അതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടവരെ അവരുടെ ഏകസത്യം ജീവിതലഘൂകരണത്തിനു് തീര്‍ച്ചയായും സഹായിക്കുന്നുണ്ടു്. യുക്തി ബലി കഴിക്കേണ്ടി വരാതിരുന്നാല്‍ ലളിതവും ലഘുവുമായ വ്യക്തത ആഗ്രഹിക്കത്തക്കതുമാണു്. പക്ഷേ, ഏകസത്യത്തിന്റെ സ്വാഭാവികമായ പാര്‍ശ്വഫലവും, ദോഷവശവുമാണു് അന്യസത്യങ്ങളോടുള്ള അതിന്റെ അന്ധമായ അസഹിഷ്ണുത. ജനങ്ങളെ ഉപകരണങ്ങളാക്കി നേതൃത്വവും നേട്ടങ്ങളും കയ്യടക്കാന്‍ ആഗ്രഹിക്കുന്നവര്‍ക്കു് ശത്രുചിത്രങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കാന്‍ ഇതുപോലുള്ള ഏകസത്യങ്ങള്‍ സഹായകമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രത്യയശാസ്ത്രങ്ങളില്‍ കടിച്ചുതൂങ്ങുകയല്ല, മനുഷ്യരുടെ പ്രശ്നങ്ങള്‍ക്കു് പരിഹാരങ്ങളും, ജീവിതത്തിലെ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കു് മറുപടികളും തേടുകയാണാവശ്യം. കുറുക്കുവഴികളും ഒറ്റമൂലികളും മയക്കുമരുന്നുകളും എന്നും ഒളിച്ചോട്ടത്തിനുള്ള എളുപ്പവഴികളായിരുന്നു. ഒളിച്ചോടുന്നവരല്ല, ഓടാന്‍ ആഹ്വാനം ചെയ്യുന്നവരാണു്, അവര്‍ക്കു് “സഹായവാഗ്ദാനങ്ങള്‍” വാരിക്കോരി ചൊരിയുന്നവരാണു് ഓടുന്നവര്‍ക്കു് എന്തു് സംഭവിച്ചാലും, എപ്പോഴും നേട്ടം കൊയ്യുന്നവര്‍. സഹസ്രാബ്ദങ്ങളിലൂടെ വളര്‍ത്തിയെടുത്ത വിധേയത്വം മൂലം കൂട്ടത്തിലോട്ടക്കാര്‍ ഈ സത്യം മനസ്സിലാക്കുകയുമില്ല. ഈ വളര്‍ത്തിയെടുക്കലിനുവേണ്ടി വിവിധ ദൈവനാമങ്ങള്‍ കുറച്ചൊന്നുമല്ല ദുരുപയോഗം ചെയ്യപ്പെട്ടതും, ഇന്നും ചെയ്യപ്പെടുന്നതും. ശാസ്ത്രത്തെ സംബന്ധിച്ചു് പറഞ്ഞാല്‍, ആത്യന്തികസത്യം എന്നതു് ശാസ്ത്രത്തിന്റെ തന്നെ മരണമാണു്. പൂര്‍ണ്ണത വളര്‍ച്ചയുടെ അന്ത്യമല്ലാതെ മറ്റെന്താണു്?

1823-ല്‍ ഓല്‍ബേഴ്സ് പാരഡോക്സ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു ആശയം ജര്‍മന്‍ അസ്റ്റ്രോണൊമറും ഫിസിഷ്യനുമായിരുന്ന വില്‍ഹെല്‍ം ഓല്‍ബെര്‍ മുന്നോട്ടു് വച്ചിരുന്നു. പ്രപഞ്ചം അനന്തവും, അതില്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ഏകതാനമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുകയുമാണെങ്കില്‍, രാത്രിയില്‍ ആകാശം ഇരുളുന്നതെങ്ങനെ എന്നതായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന്റെ ചോദ്യം. നക്ഷത്രങ്ങള്‍ പെട്ടെന്നു് ചാവുന്നതുകൊണ്ടു് പ്രകാശത്തിനു് ഭൂമിയില്‍ എത്താന്‍ കഴിയാതെ പോകുന്നു, ശൂന്യാകാശത്തിലെ പൊടിപടലങ്ങള്‍ പ്രകാശത്തെ തടയുന്നു മുതലായ പല മറുപടികള്‍ പലരും നിര്‍ദ്ദേശിക്കുകയുമുണ്ടായി. (പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഒന്നും നഷ്ടപ്പെടുന്നില്ല എന്നതിനാല്‍, “അനാദികാലം” മുതല്‍ പൊടിപടലങ്ങള്‍ പ്രകാശത്തെ തടഞ്ഞു് നിര്‍ത്തുകയായിരുന്നെങ്കില്‍, പണ്ടേതന്നെ ആ പൊടികള്‍ ചൂടുപിടിച്ചു് ജ്വലിക്കാന്‍ തുടങ്ങിയേനെ!) നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചം സ്ഥലകാലങ്ങളില്‍ അനന്തമോ, അനാദിയോ ആവാന്‍ കഴിയില്ലെന്നതാണു് ഓല്‍ബേഴ്സ് പാരഡോക്സിനു് നല്‍കാന്‍ കഴിയുന്ന കുറച്ചുകൂടി യുക്തമായ മറുപടി.

ഗാലക്സികളില്‍ നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശത്തില്‍ കാണപ്പെട്ട റെഡ് ഷിഫ്റ്റ്, ഡൊപ്ലെര്‍ എഫെക്റ്റിന്റെ വെളിച്ചത്തില്‍, പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നതിന്റെ തെളിവായി മനസ്സിലാക്കപ്പെട്ടു. വികസിക്കുന്നു എന്നാല്‍ അതിനര്‍ത്ഥം, ഈ വികാസം എന്നെങ്കിലും ആരംഭിച്ചിരിക്കണം എന്നാണല്ലൊ. മൈക്രൊവേവ് ബാക്ക്‌ ഗ്രൗണ്ട്‌ റേഡിയേഷന്റെ കണ്ടുപിടുത്തവും, അതിനോടകം തന്നെ മനുഷ്യന്‍ കൈവരിച്ചിരുന്ന ന്യുക്ലിയോസിന്തെസിസ് അതിനു് നല്‍കിയ പിന്‍ബലവും ബിഗ്‌-ബാങ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സ്റ്റാന്‍ഡേഡ് മോഡലിന്റെ വിജയത്തില്‍ കലാശിക്കുകയായിരുന്നു. 1965-നു് ശേഷം, 0,33 സെന്റീമീറ്ററിനും, 73,5 സെന്റീമീറ്ററിനും ഇടയിലെ പല തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലും അളക്കപ്പെട്ട മൈക്രോവേവ്‌ ബാക്ക്‌ ഗ്രൗണ്ഡ് റേഡിയേഷന്റെ എനര്‍ജി 2,7° കെല്‍വിനും, 3° കെല്‍വിനും ഇടയിലായിരുന്നു. അതായതു്, ആ അളവുകള്‍ മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കിന്റെ ബ്ലാക്ക്ബോഡി റേഡിയേഷന്‍ – എനര്‍ജി ഡിസ്റ്റ്റിബ്യൂഷന്‍ ഗ്രാഫിലെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിനും, എനര്‍ജിക്കും അനുസൃതമായിരുന്നു.

നമ്മുടെ അന്തരീക്ഷം 0,3 സെന്റീമീറ്ററില്‍ താഴെയുള്ള തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളെ കടത്തിവിടുന്നില്ല എന്നതിനാല്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്നുകൊണ്ടു് ഇത്തരം അളവുകള്‍ താഴ്‌ന്ന തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തില്‍ സാദ്ധ്യമല്ല. പക്ഷേ, സ്പെക്ട്രല്‍ അനാലിസിസ് വഴി 1941-ല്‍ തന്നെ, ഭൂമിക്കും, ζ Oph (ζ = greek letter zeta) നക്ഷത്രത്തിനും ഇടയിലെ “പൊടിപടലത്തിന്റെ” (interstellar dust) അബ്സോര്‍പ്ഷന്‍ ലൈന്‍സില്‍, ഈ ദിശയില്‍ വിവക്ഷിക്കാമായിരുന്ന ചില പ്രത്യേകതകള്‍ വീക്ഷിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. അന്നു് അതത്ര കാര്യമായി ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ടില്ലെങ്കിലും, 1965-ല്‍ പെന്‍സിയസ്, വില്‍സണ്‍ എന്നിവര്‍ എക്സെസ് റേഡിയോ നോയിസ് കണ്ടെത്തിയതിനുശേഷം ഈ വിഷയത്തില്‍ നടത്തിയ പഠനങ്ങളുടെ ഫലം ബാക്ക്‌ ഗ്രൗണ്ട്‌ റേഡിയേഷനെയും, അതുവഴി ബിഗ്‌-ബാങ് തിയറിയെയും ശരിവയ്ക്കുന്ന രീതിയിലുള്ളവയായിരുന്നു. 1989-ല്‍ ലോഞ്ച്‌ ചെയ്യപ്പെട്ട കോസ്മിക് ബാക്ഗ്രൌണ്ഡ് എക്സ്പ്ലോറര്‍ (COBE) ഈ ബ്ലാക്ക് ബോഡി കരക്റ്റെറിസ്റ്റിക് 2,735° K ആയി അളന്നു് തിട്ടപ്പെടുത്തി. ഈ പ്രപഞ്ചത്തിനുള്ളില്‍ തന്നെയുള്ളവയും, ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നവയുമായ ഗാലക്സികളുടെയും, സൂര്യന്റെയും, ഭൂമിയുടെയും, സാറ്റലൈറ്റിന്റെയുമെല്ലാം വേഗതകള്‍ ഈ അളവില്‍ നേരിയ മാറ്റങ്ങള്‍ക്കു് കാരണമാവും എന്നതും, ഐസോറ്റ്രൊപ്പി, ഹോമോജെനൈറ്റി, ലൈറ്റ് ഹൊറൈസണ്‍ മുതലായവയൊക്കെ അളവിനെ ബാധിക്കാം എന്നതും ഇവിടെ സൂചിപ്പിക്കുന്നതു്, ഈ വിഷയത്തിന്റെ സങ്കീര്‍ണ്ണത മറക്കാതിരിക്കാന്‍ മാത്രം. ചുരുക്കത്തില്‍, മുകളില്‍ സൂചിപ്പിച്ച അറിവുകളെല്ലാം ബിഗ്‌-ബാങ് തിയറിയ്ക്കു് അനുകൂലമായി തീരുകയായിരുന്നു.

നിഗമനങ്ങള്‍:

ബിഗ്‌-ബാങ്ങിനു്‌ ഏകദേശം 0,01 സെക്കന്റിനുശേഷം നിലനിന്നിരുന്ന ഊഷ്മാവു് പതിനായിരം കോടി ഡിഗ്രി സെല്‍സ്യസ്‌ ആയിരുന്നു. നക്ഷത്രകേന്ദ്രങ്ങളില്‍ പോലും ഇല്ലാത്തത്ര ഈ ഉയര്‍ന്ന ഊഷ്മാവില്‍ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യം എലെമെന്ററി പാര്‍ട്ടിക്കിള്‍സിന്റെ രൂപത്തിലായിരുന്നു. അത്തരം കണികകളെയാണു് ഇന്നു് CERN പോലെയുള്ള പരീക്ഷണകേന്ദ്രങ്ങളില്‍ പഠനവിധേയമാക്കിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതു്. നമുക്കു് പരിചിതമായ വൈദ്യുതി ആയി പ്രവഹിക്കുന്ന, നെഗറ്റിവ്‌ ചാര്‍ജുള്ള എലക്ട്രോണ്‍ അതിലൊന്നായിരുന്നു. മറ്റൊന്നു് എലക്ട്രോണിന്റെ ആന്റിപാര്‍ട്ടിക്കിളായ, പോസിറ്റിവ്‌ ചാര്‍ജുള്ള പോസിട്രോണ്‍. പിണ്ഡം രണ്ടിനും സമം. ചില പ്രത്യേക പ്രതിഭാസങ്ങളിലും, പരീക്ഷണശാലകളിലുമൊഴിച്ചാല്‍, പോസിട്രോണ്‍ ഇന്നു് അസാധാരണമാണു്. പിന്നെ ഉണ്ടായിരുന്നതു് പിണ്ഡമോ, ചാര്‍ജോ ഇല്ലാത്ത ഭൂതപാര്‍ട്ടിക്കിളുകളായ ന്യൂട്രിനോസ്. ഇവയെക്കൂടാതെ “പ്രപഞ്ചത്തില്‍” നിറഞ്ഞുനിന്നിരുന്നതു് പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടമായ ഫോട്ടോണ്‍സായിരുന്നു. പാര്‍ട്ടിക്കിള്‍സ്‌ എനര്‍ജിയില്‍ നിന്നും രൂപമെടുക്കുകയും നശിക്കുകയും ചെയ്തുകൊണ്ടിരുന്നു. ഇത്തരം ഒരു സമതുലിതാവസ്ഥയില്‍ ഊഷ്മാവു് നാനൂറു് കോടിയില്‍ എത്തിയിരുന്ന “പ്രപഞ്ചസൂപ്പിന്റെ” സാന്ദ്രത ഏകദേശം വെള്ളത്തിന്റേതിനു് തുല്യമായിരുന്നു. ആ അവസ്ഥയില്‍ രൂപമെടുത്ത പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍ എന്നിവയാണു് ഇന്നത്തെ ലോകത്തിലെ അണുകേന്ദ്രങ്ങള്‍. പ്രോട്ടോണ്‍, ന്യൂട്രോണ്‍ എന്നിവയും, എലക്ട്രോണ്‍, പോസിട്രോണ്‍, ന്യൂട്രിനോ, ഫോട്ടോണ്‍ എന്നിവയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ഒന്നിനു് നൂറുകോടി എന്നതായിരുന്നു. പരീക്ഷണങ്ങളും നിരീക്ഷണങ്ങളും വഴി മനസ്സിലാക്കിയ ഈ അനുപാതം ബിഗ്‌-ബാങ് എന്ന സ്റ്റാന്‍ഡേഡ് മോഡലില്‍ എത്തിച്ചേരാന്‍ നിര്‍ണ്ണായകമായ പങ്കു് വഹിച്ച ഒരു വസ്തുതയാണു്.

സ്ഫോടനഗതിയില്‍, 0,1 സെക്കന്റ്‌ കഴിഞ്ഞപ്പോള്‍ ടെമ്പറേച്ചര്‍ മൂവായിരം കോടി ഡിഗ്രി സെല്‍സ്യസ്‌ ആയി. ഒരു സെക്കന്റ്‌ കഴിഞ്ഞപ്പോള്‍ അതു് ആയിരം കോടിയും, പതിനാലു് സെക്കന്റുകള്‍ക്കു് ശേഷം മുന്നൂറു് കോടിയും ആയിത്തീര്‍ന്നു. ഈ ഊഷ്മാവില്‍, ഫോട്ടോണും ന്യൂട്രിനോയും ചേര്‍ന്നു് എലക്ട്രോണ്‍, പോസിട്രോണ്‍ എന്നിവ രൂപമെടുത്തുകൊണ്ടിരുന്നതിലും വേഗതയില്‍ അവ നശിപ്പിക്കപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരുന്നതിനാല്‍, നശീകരണം വഴി ഉണ്ടാവുന്ന ചൂടു് മൂലം തണുക്കല്‍ സാവകാശമായി. മൂന്നു് മിനുട്ടുകള്‍ക്കു് ശേഷം ഊഷ്മാവു് വീണ്ടും താണു് നൂറുകോടിയിലെത്തി. അതോടെ, പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും ചേര്‍ന്നു് അണുകേന്ദ്രങ്ങള്‍ രൂപമെടുക്കാന്‍ കഴിയുന്ന താപനിലയിലെത്തി. ആദ്യം ഒരു പ്രോട്ടോണും ഒരു ന്യൂട്രോണും ചേര്‍ന്നു് ഡ്യുറ്റീരിയത്തിന്റെ (heavy hydrogen) ന്യൂക്ലിയസുകളും, പിന്നീടു്, പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും ഈരണ്ടുവീതം ചേര്‍ന്നു് സ്റ്റേബിള്‍ ആയ ഹീലിയം ന്യൂക്ലിയസുകളും രൂപമെടുത്തു.

മൂന്നു് മിനുട്ടുകള്‍ക്കു് ശേഷം, പ്രപഞ്ചം ഭൂരിഭാഗവും പ്രകാശം, ന്യൂട്രിനോ‌, ആന്റിന്യൂട്രിനോ‌ എന്നിവയും, ഒരു ചെറിയ അംശം അണുകേന്ദ്രങ്ങളും, നിറഞ്ഞതായിരുന്നു. അണുകേന്ദ്രങ്ങളില്‍ 73 ശതമാനം ഹൈഡ്രജനും, 27 ശതമാനം ഹീലിയവും ആയിരുന്നു. കൂടാതെ എലക്ട്രോണ്‍-പോസിട്രോണ്‍ നശീകരണത്തില്‍ നിന്നും രക്ഷപെട്ട എലക്ട്രോണുകളും അവയോടൊപ്പം ഉണ്ടായിരുന്നു. പക്ഷേ, ഈ എലക്ട്രോണുകളും അണുകേന്ദ്രങ്ങളും തമ്മില്‍ യോജിച്ചു് ഹൈഡ്രജന്‍, ഹീലിയം എന്നിവയുടെ ആറ്റങ്ങള്‍ രൂപമെടുക്കാന്‍ തുടങ്ങിയതു് എത്രയോ ലക്ഷം വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു് ശേഷമാണു്. കാലക്രമേണ, ഗ്രാവിറ്റേഷന്റെ ഫലമായി, ഈ വാതകങ്ങള്‍ ഒരുമിച്ചുകൂടുകയും, സാന്ദ്രീകരിക്കുകയും തത്ഫലമായി പ്രപഞ്ചവും അതിലെ ഗാലക്സികളുമെല്ലാം രൂപമെടുക്കുകയും ചെയ്തു. ഗാലക്സികളുടെ രൂപമെടുക്കലിനെപ്പറ്റി മറ്റുചില നിഗമനങ്ങളും ഉണ്ടു് എന്നുകൂടി ഇവിടെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

പ്രപഞ്ചത്തെ, മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കിന്റെ ബ്ലാക്ക്‌ ബോഡി റേഡിയേഷന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍, ഒരു ബ്ലാക്ക്‌ ബോഡി ആയി കണക്കാക്കി പരിശോധിക്കുമ്പോള്‍, മാറ്ററും റേഡിയേഷനും തമ്മില്‍ തെര്‍മോഡൈനാമിക് ഇക്വിലിബ്രിയത്തില്‍ ആയിരുന്ന അവസ്ഥയിലെ റേഡിയേഷന്റെ “ബാക്കി” ആണു് പലവിധ അളവുകള്‍ വഴി നിശ്ചയിക്കപ്പെട്ടതും, ഇന്നു് ഏകദേശം 3°K ഇക്വിവലെന്റ് ടെമ്പറേച്ചര്‍ ഉള്ളതുമായ മൈക്രോവേവ്‌ ബാക്ക്‌ ഗ്രൗണ്ഡ് റേഡിയേഷന്‍. ദ്രവ്യം അണുകേന്ദ്രകണികകളും എലക്ട്രോണുകളുമായി വേര്‍പെട്ടിരുന്നതും, അവ റേഡിയേഷന്റെ കണികകളായ ഫോട്ടോണുകളെ കടത്തിവിടാതിരുന്നതുമായ അവസ്ഥയില്‍ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഇക്വിവലെന്റ് ടെമ്പറേച്ചര്‍ ഏകദേശം 3000°K ആയിരുന്നിരിക്കണം. അതിന്റെ വെളിച്ചത്തില്‍ പ്രപഞ്ചം ഇന്നു് അന്നത്തേതില്‍ നിന്നും ആയിരം മടങ്ങു് വികസിച്ചിട്ടുണ്ടാവണം. ആയിരം മടങ്ങു് വികസിച്ചു എന്നാല്‍, രണ്ടു് മാതൃകാഗാലക്സികള്‍ തമ്മിലുള്ള ദൂരം ആയിരം മടങ്ങു് വര്‍ദ്ധിച്ചു എന്നു് മാത്രമാണര്‍ത്ഥം. ടെമ്പറേച്ചര്‍ കുറഞ്ഞതോടെ, അതുവരെ റേഡിയേഷനു് അതാര്യമായിരുന്ന പ്രപഞ്ചം റേഡിയേഷനു് (ഫോട്ടോണുകള്‍ക്കു്) സുതാര്യമായി മാറി.

ഒരു നിശ്ചിത വ്യാപ്തത്തിലെ ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം ഊഷ്മാവിന്റെ ക്യുബിക്കിനും (third power), അവയുടെ എനര്‍ജിസാന്ദ്രത ഊഷ്മാവിന്റെ ക്വാര്‍ട്ടിക്കിനും (fourth power) അനുപാതത്തില്‍ വര്‍ദ്ധിക്കുമെന്നതിനാല്‍, ടെമ്പറേച്ചര്‍ ആയിരം മടങ്ങു് കൂടുതലായിരുന്നപ്പോള്‍ ഫോട്ടോണുകളുടെ എനര്‍ജി ഒരുലക്ഷംകോടി മടങ്ങു് കൂടുതലായിരുന്നിരിക്കണം. 3°K ഇക്വിവലെന്റ് ടെമ്പറേച്ചറില്‍ ഒരു ലിറ്ററില്‍ ഫോട്ടോണുകളുടെ അളവു് ഏകദേശം 550000 ആണു്. അപ്പോഴത്തെ ഫോട്ടോണിന്റെ ശരാശരി എനര്‍ജി 0,0007 എലക്ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട് മാത്രവും. ഇന്നത്തെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ അണുകേന്ദ്രകണികകളുടെ സാന്ദ്രതയുടെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍, ഒരു അണുകേന്ദ്രകണികയ്ക്കു് പത്തു് കോടിക്കും രണ്ടായിരം കോടിക്കും ഇടയില്‍ എണ്ണം എന്ന അനുപാതത്തില്‍ ഫോട്ടോണുകള്‍ ഉണ്ടു്. ഈ അനുപാതം ശരാശരി നൂറുകോടി എന്നു് കരുതിയാല്‍ തന്നെയും, അണുകേന്ദ്രകണികകളുടെ പിണ്ഡത്തില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന എനര്‍ജി അന്നും ഇന്നും ഒന്നാവണമെന്നതിനാല്‍, ഉയര്‍ന്ന ടെമ്പറേച്ചര്‍ നിലനിന്നിരുന്ന സമയത്തു് ഫോട്ടോണുകളുടെ ആകെ എനര്‍ജി ദ്രവ്യകണികകളുടേതിനേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ ആയിരുന്നിരിക്കണം. E = mc² എന്ന ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ സമവാക്യപ്രകാരം, ഒരു അണുകേന്ദ്രകണികയുടെ എനര്‍ജി ഏകദേശം 939 MeV (മില്യണ്‍ എലക്ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട്സ്) ആണു്. അതായതു്, ഒരു ഫോട്ടോണിന്റെ എനര്‍ജി, അണുകേന്ദ്രകണികയുടെ എനര്‍ജിയുടെ നൂറുകോടിയില്‍ ഒന്നു്, അഥവാ ഏകദേശം ഒരു എലക്ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട്‌, മാത്രമായിരുന്നാലും റേഡിയേഷന്‍ എനര്‍ജി ദ്രവ്യഎനര്‍ജിയെ ഡോമിനേറ്റ് ചെയ്യാന്‍ വേണ്ടത്ര അളവില്‍ ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കണം. പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുകയും, ടെമ്പറേച്ചര്‍ താഴുകയും ചെയ്തപ്പോള്‍ ഈ അവസ്ഥ നേരെ തിരിച്ചാവുകയും ചെയ്തു. ഈ രണ്ടു് അവസ്ഥകളെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ എനര്‍ജി ഡോമിനേറ്റെഡ് എറ, മാറ്റര്‍ ഡോമിനേറ്റെഡ് എറ എന്നു് തരം തിരിക്കുന്നു. ഈ അവസ്ഥാമാറ്റവും, ആദ്യം സൂചിപ്പിച്ച സുതാര്യതയും ഏകദേശം ഒരേ സമയത്തു് സംഭവിച്ചിരിക്കാം എന്നു് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.

ചുരുക്കത്തില്‍, റേഡിയേഷനു് സുതാര്യമാവുന്നതിനു് മുന്‍പു് പ്രപഞ്ചം, നിസ്സാരമായ ദ്രവ്യാംശം ഒഴിവാക്കിയാല്‍, മുഴുവന്‍ തന്നെ റേഡിയേഷനാല്‍ നിറഞ്ഞിരുന്നു. അന്നു് നിലനിന്നിരുന്ന ഭീമമായ എനര്‍ജിസാന്ദ്രത പ്രപഞ്ചവികാസം വഴി സംഭവിച്ച ഫോട്ടോണ്‍-തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലെ റെഡ് ഷിഫ്റ്റ് വഴി നഷ്ടപ്പെട്ടു. പില്‍ക്കാലത്തു്, പ്രപഞ്ചത്തില്‍ അവശേഷിച്ച ദ്രവ്യാംശങ്ങളായ അണുകേന്ദ്രകണികകളും എലക്ട്രോണുകളും യോജിച്ചു് ദ്രവ്യവും നക്ഷത്രങ്ങളും കടലും കരയുമെല്ലാം ഉണ്ടായപ്പോള്‍ ദൈവവുമുണ്ടായി. അങ്ങേര്‍ കരയില്‍ നിന്നും അല്പം കളിമണ്ണു്‌ കുഴച്ചു്‌ മനുഷ്യനെയുണ്ടാക്കി, അവന്റെ വായിലേക്കു്‌ തന്റെ ഉച്ഛ്വാസവായു ഊതി ജീവന്‍ നല്‍കിയശേഷം പറഞ്ഞു: ഞാനൊരു തീറ്റപ്രാന്തനാണു്‌. അതിനാല്‍, നീ എനിക്കു്‌ സമയാസമയങ്ങളില്‍ ഒരു വയസ്സു്‌ പ്രായമുള്ള ഊനമില്ലാത്ത ഒരു ആണാട്ടിന്‍കുട്ടിയെ ഹോമയാഗമായും, എണ്ണ ചേര്‍ത്ത രണ്ടിടങ്ങഴി നേരിയ മാവുകൊണ്ടു്‌ സൌരഭ്യവാസനയുള്ള ദഹനയാഗമായും, ഒരു നാഴി വീഞ്ഞു്‌ അതിന്റെ പാനീയയാഗമായും അര്‍പ്പിക്കേണം. (ലേവ്യപുസ്തകം 23: 12-14)

അവലംബം:
1. First Three Minutes – Steven Weinberg
2. In search of Schroedinger’s Cat – John Gribbin
3. Im Anfang war der Wasserstoff – Hoimar von Ditfurth
4. Das Naturbild der Heutigen Physik – Werner Heisenberg

 
18 Comments

Posted by on Jul 17, 2008 in ലേഖനം

 

Tags: , , ,

പ്രപഞ്ചോത്ഭവം ഫിസിക്സിന്റെ ദൃഷ്ടിയില്‍

ഫിസിക്സിലെ ഇതുവരെയുള്ള കണ്ടുപിടുത്തങ്ങള്‍ ഡാര്‍ക്‌ എനര്‍ജി എന്നൊരു പ്രതിഭാസത്തിന്റെ സാദ്ധ്യതയിലേക്കു് വിരല്‍ ചൂണ്ടുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അതെന്താണെന്നു് കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കാന്‍ ശാസ്ത്രത്തിനു് ഇതുവരെ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല, വിശ്വാസയോഗ്യമായ ചില സങ്കല്‍പനങ്ങള്‍ ഉണ്ടെങ്കില്‍ത്തന്നെയും. അതേസമയം, ഡാര്‍ക്‌ മാറ്റര്‍ എന്നതു് ശാസ്ത്രലോകം തത്വത്തിലും സത്യത്തിലും അംഗീകരിച്ചും തെളിയിച്ചും കഴിഞ്ഞ വസ്തുതയാണുതാനും. ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ എനര്‍ജി ഇക്വേഷന്‍ പ്രകാരം മാറ്ററും എനര്‍ജിയും ഒന്നിന്റെ രണ്ടു് ഭാവങ്ങളാണെങ്കിലും, ഡാര്‍ക്‌ മാറ്ററും ഡാര്‍ക്‌ എനര്‍ജിയും രണ്ടു് വ്യത്യസ്ത ഭാവങ്ങളാണു് എന്ന അഭിപ്രായമാണു് പൊതുവേ നിലവിലിരിക്കുന്നതു്. അതുപോലെതന്നെ, ഡാര്‍ക്‌ മാറ്ററും, ആന്റിമാറ്ററും ഒന്നല്ല, രണ്ടു് വിഭിന്ന പ്രതിഭാസങ്ങളാണു്. ഡാര്‍ക്‌ എനര്‍ജിയിലേക്കു് കടക്കുന്നതിനു് മുന്‍പു്, വ്യക്തതയുടെ പേരില്‍, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആരംഭം സംബന്ധിച്ചു് ശാസ്ത്രലോകം ഇന്നു് മിക്കവാറും അംഗീകരിച്ചുകഴിഞ്ഞ തത്വങ്ങളില്‍നിന്നും തുടങ്ങേണ്ടതുണ്ടു്‌. dark എന്ന വാക്കിനു് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ മലയാളപദം ശ്യാമം എന്നതിനേക്കാള്‍ ഇരുണ്ടതു് എന്നാണെന്നു് തോന്നുന്നതിനാല്‍, ഡാര്‍ക്‌ മാറ്റര്‍, ഡാര്‍ക്‌ എനര്‍ജി എന്നിവയ്ക്കു് ഇവിടെ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം, ഇരുണ്ട ഊര്‍ജ്ജം എന്ന പേരുകള്‍ സ്വീകരിക്കുന്നു.

പ്രപഞ്ചത്തെ മനസ്സിലാക്കാനുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ശ്രമം മനുഷ്യരുടെ അറിവിന്റെ തലങ്ങളെ ഇതിനോടകം വളരെയേറെ വികസിപ്പിച്ചു. ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സ്‌ വഴി ആണവ ഉപഘടകങ്ങളെപ്പറ്റി വളറെയേറെ കാര്യങ്ങള്‍ നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കി. ശൂന്യാകാശവും താരവൃന്ദങ്ങളും സംബന്ധിച്ചും മനുഷ്യന്‍ കൈവരിച്ച വിജ്ഞാനം ഗണനീയമാണു്. പക്ഷേ, ഇവയില്‍ നിന്നൊക്കെ എത്രയോ വിപുലമാണു്, മനുഷ്യന്‍ ഇതുവരെ കാര്യമായ ഒരു ശ്രദ്ധയും ചെലുത്താതിരുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിലെ ശൂന്യത എന്ന മേഖല. ഈ ശൂന്യതയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോള്‍, പ്രപഞ്ചത്തിലെ യഥാര്‍ത്ഥ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അംശം ആകെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ നേരിയ ഒരംശം പോലും വരില്ല എന്നതാണു് രസകരം. ഈ ദ്രവ്യാംശത്തിന്റെതന്നെ വളരെ ചെറിയ ഒരു ഭാഗത്തെപ്പറ്റി മാത്രമാണു് മനുഷ്യനു് ഇതുവരെ എന്തെങ്കിലും മനസ്സിലാക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടുള്ളതു്. ആണവലോകത്തിലും (micro cosmos), ശൂന്യാകാശ-താരാപഥലോകത്തിലും (macro cosmos) ദ്രവ്യവും ശൂന്യതയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതത്തില്‍ ഭീമമായ ഈ അന്തരം ഒരേപോലെ നിലനില്‍ക്കുന്നുണ്ടു്. ശൂന്യാകാശത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ ഒരു പരിധി വരെയെങ്കിലും ഈ അന്തരം ഉള്‍ക്കൊള്ളാന്‍ നമുക്കു് കഴിയുമ്പോള്‍, ആണവലോകം നമ്മുടെ തലച്ചോറിന്റെ സങ്കല്‍പശേഷികളില്‍ നിന്നും പൂര്‍ണ്ണമായും വഴുതിമാറുകയാണു് ചെയ്യുന്നതു്. ഒരണുവിന്റെ സാക്ഷാല്‍ ദ്രവ്യാംശം വളരെ വളരെ ചെറുതാണു്. അതേസമയം, അണുകേന്ദ്രവും അതിനു് ചുറ്റുമുള്ള എലക്ട്രോണുകളും തമ്മിലുള്ള അകലം ആ കണികകളുടെ അളവുകള്‍ വച്ചു് നോക്കുമ്പോള്‍, വളരെ വലുതുമാണു്. ആണവലോകം ഏതാനും ദശാബ്ദങ്ങള്‍ക്കു് മുന്‍പുവരെ മനുഷ്യനു് അജ്ഞാതമായിരുന്നതിനാല്‍, അതിനെ മനസ്സിലാക്കാനുതകുന്ന ഒരു ന്യൂറോണല്‍ സര്‍കിറ്റ് തലച്ചോറില്‍ എവൊല്യുഷന്‍ വഴി രൂപമെടുക്കേണ്ട ആവശ്യവുമുണ്ടായിരുന്നില്ലല്ലോ. വര്‍ഷങ്ങള്‍ നീണ്ടുനില്‍ക്കുന്ന പഠനങ്ങളിലൂടെയും പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയുമാണു് ഒരു തിയററ്റിക്കല്‍ ഫിസിസിസ്റ്റിന്റെ തലച്ചോറില്‍ ക്വാണ്ടം ലോകത്തെ സങ്കല്‍പിക്കുവാനുതകുന്ന ഒരു ഇന്റുവിഷന്‍ രൂപമെടുക്കുന്നതു്. ശില്‍പകാരന്റെ തലയില്‍ ശില്‍പവും, ചിത്രകാരന്റെ ഭാവനയില്‍ ചിത്രവും, പാചകക്കാരിയുടെ സങ്കല്‍പത്തില്‍ ഭക്ഷണത്തിന്റെ അന്തിമരൂപവുമൊക്കെ എങ്ങനെയോ മറഞ്ഞിരിക്കുന്നുണ്ടു് എന്നപോലെ. മനുഷ്യനുവേണ്ടി ഭൂമിയല്ല, ഭൂമിയില്‍ മനുഷ്യന്‍ രൂപമെടുക്കുകയായിരുന്നു എങ്കില്‍, കണ്ണുകളുള്ളതുകൊണ്ടു് സൂര്യനല്ല, സൂര്യന്‍ ഉള്ളതുകൊണ്ടു് കണ്ണുകള്‍ ഉണ്ടായി എന്നേ വരാന്‍ കഴിയൂ.

പ്രപഞ്ചം നിറയുന്ന ഈ ശൂന്യത യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ എന്താണെന്നു് വ്യക്തമായി ഇതുവരെ നമുക്കു് അറിയില്ല എന്നതാണു് സത്യം. ശൂന്യത എന്നു് നമ്മള്‍ വിളിക്കുന്നതുകൊണ്ടു് അവിടെ ഒന്നും ഇല്ല എന്നു് അര്‍ത്ഥമാക്കാനാവില്ല എന്നു് ശാസ്ത്രലോകം മനസ്സിലാക്കിയിട്ടുതന്നെ അധികമായിട്ടില്ല. വാക്യും ഫ്ലക്ചുവേഷന്‍സ് മുതലായ ചില ആശയങ്ങളൊക്കെ ഉണ്ടെങ്കിലും അവയൊക്കെ ശാസ്ത്രീയമായ പഠനങ്ങളുടെ ആരംഭദശയിലാണു്. ഈ പഠനങ്ങള്‍ വെളിവാക്കിയ ഒരു വസ്തുത, മാക്രോ കോസ്മോസിലെ ഇരുണ്ട ലോകങ്ങളെ മനസ്സിലാക്കണമെങ്കില്‍ അടിസ്ഥാനപരമായി മൈക്രോ കോസ്മോസില്‍ തന്നെ, അഥവാ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉത്ഭവവേളയില്‍ രൂപമെടുത്ത ആണവ-ഊര്‍ജ്ജഘടകങ്ങളില്‍ തന്നെ പഠനം ആരംഭിക്കണമെന്നതാണു്. ഇതുവരെയുള്ള അറിവുകള്‍ പരിമിതമാണു് എന്നതുകൊണ്ടു് ശാസ്ത്രലോകം നിന്നിടത്തുതന്നെ നില്‍ക്കുകയായിരുന്നു എന്നര്‍ത്ഥമില്ല. ഇക്കഴിഞ്ഞ ഇരുന്നൂറു്, മുന്നൂറു് വര്‍ഷങ്ങളില്‍ ശാസ്ത്രം നേടിയ അറിവുകൾ  അതിനു് മുന്‍പു്‌ ആര്‍ക്കും സ്വപ്നം കാണാന്‍ പോലും കഴിയാതിരുന്നവയാണെന്ന കാര്യം നിഷേധിക്കാനാവില്ലല്ലോ.

ഒരു ആദിസ്ഫോടനം (Big-Bang) വഴി പ്രപഞ്ചം രൂപമെടുക്കുകയായിരുന്നു എന്നതാണു് പ്രപഞ്ചോത്പത്തിയെപ്പറ്റി ശാസ്ത്രലോകം ഇന്നു് പൊതുവേ അംഗീകരിക്കുന്ന തത്വം. സ്ഥല-കാല-ദ്രവ്യങ്ങളുടെ (space, time and matter) ആരംഭം കുറിച്ചുകൊണ്ടു് ഏകദേശം 1370 കോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു് മുന്‍പു് ഇതു് സംഭവിച്ചുകാണണം എന്നു് കണക്കുകള്‍ വ്യക്തമാക്കുന്നു. ശക്തിയേറിയ ടെലസ്കോപ്പുകളുടെ കണ്ടുപിടുത്തമാണു് ബിഗ്‌-ബാങ്ങ് തിയറിയില്‍ എത്തിച്ചേരാന്‍ മനുഷ്യനെ പ്രധാനമായും സഹായിച്ചതു്. പ്രകാശവര്‍ഷങ്ങള്‍ അകലെയുള്ള ഗാലക്സികളില്‍ നിന്നും ഭൂമിയില്‍ എത്തിച്ചേരുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്ന റെഡ് ഷിഫ്റ്റ് വഴിയാണു് പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നു് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ മനസ്സിലാക്കിയതു്. റോഡിലൂടെ പാഞ്ഞുപോകുന്ന ഒരു വാഹനത്തിന്റെ സൈറണില്‍ നിന്നും നമ്മുടെ ചെവിയില്‍ എത്തുന്ന ശബ്ദതരംഗങ്ങള്‍ ശ്രദ്ധിക്കുന്നതുവഴി ആ വാഹനം നമ്മോടു് അടുത്തു് വന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നുവോ, അതോ അകന്നുപോയിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നുവോ എന്നു് മനസ്സിലാക്കാന്‍ കഴിയുന്നതുപോലെ, വളരെ അകലെനിന്നും സ്വീകരിക്കപ്പെടുന്ന പ്രകാശതരംഗങ്ങള്‍ ചുവപ്പുനിറത്തിന്റെ ദിശയിലേക്കു് നീങ്ങി കാണപ്പെടുമ്പോള്‍, ആ പ്രകാശത്തിന്റെ ഉത്ഭവസ്ഥാനങ്ങള്‍ നമ്മില്‍നിന്നും അകലുകയാണെന്നു് മനസ്സിലാക്കാം. അതിനുപകരം, പ്രകാശം വയലറ്റ്‌ നിറത്തിന്റെ ദിശയിലേക്കു് നീങ്ങിയാണു് കാണപ്പെട്ടിരുന്നതെങ്കില്‍, ഗാലക്സികള്‍ അടുത്തുവന്നുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നു് അനുമാനിക്കേണ്ടിവരുമായിരുന്നു. (Doppler Effect എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന ഈ തത്വം തന്നെയാണു് വൈദ്യശാസ്ത്രം ഗര്‍ഭസ്ഥശിശുവിനേയും, ശരീരത്തിന്റെ അന്തര്‍ഭാഗത്തെ cancer-നെയുമൊക്കെ കണ്ടെത്താന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ultrasound scanner-ന്റെയും പ്രവര്‍ത്തനതത്വം.)

പക്ഷേ, ഗാലക്സികള്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്നും അകന്നുപോകുന്നു എന്ന അര്‍ത്ഥത്തിലല്ല, പ്രപഞ്ചം ആകമാനം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു എന്ന അര്‍ത്ഥത്തില്‍ വേണം ഇതു് മനസ്സിലാക്കാന്‍. പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു എന്നതിനര്‍ത്ഥം, ഈ വികാസം എന്നെങ്കിലും ആരംഭിച്ചിരിക്കണം എന്നാവുമല്ലോ. ഈ വസ്തുതകളെ ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി കൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കുമ്പോള്‍, കിട്ടുന്ന ഉത്തരമാണു് 1370 കോടി വര്‍ഷങ്ങളാണു് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പ്രായം എന്നതു്. ഈ കണക്കുകളുടെ ആധാരം ഉപകരണങ്ങളിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന മൂല്യങ്ങള്‍ ആണെന്നതിനാല്‍, ഉപകരണങ്ങള്‍ എത്ര നവീനമോ, അത്രയും കൂടുതല്‍ കൃത്യമായിരിക്കും സ്വാഭാവികമായും കണക്കുകള്‍ വഴി ലഭിക്കുന്ന ഫലവും. പ്രകാശവര്‍ഷം എന്നതു്, പല വിദ്യാസമ്പന്നര്‍ പോലും മനസ്സിലാക്കിയിരിക്കുന്നതുപോലെ, സമയത്തിന്റെ അളവല്ല, ദൂരത്തിന്റെ അളവാണു്. ഒരു സെക്കന്റില്‍ ഏകദേശം മൂന്നു് ലക്ഷം കിലോമീറ്റര്‍ ദൂരം പിന്നിടാന്‍ കഴിയുന്ന പ്രകാശം ഒരു വര്‍ഷം കൊണ്ടു് പിന്നിടുന്ന “ദൂരമാണു്” ഒരു പ്രകാശവര്‍ഷം. അതായതു്, ഏകദേശം (300000 x 60 x 60 x 24 x 365) കിലോമീറ്റര്‍. അഞ്ചു് പ്രകാശവര്‍ഷങ്ങള്‍ അകലെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു നക്ഷത്രത്തില്‍ നിന്നും പുറപ്പെടുന്ന പ്രകാശം ഭൂമിയില്‍ അഞ്ചു് വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു് ശേഷമേ എത്തിച്ചേരൂ എന്നു് സാരം. ഒരുകോടി പ്രകാശവര്‍ഷങ്ങള്‍ അകലെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു നക്ഷത്രത്തിന്റെ പൊട്ടിത്തെറി നമ്മള്‍ ഇന്നു് കാണുന്നു എങ്കില്‍, അതു് സംഭവിച്ചതു് ഒരുകോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു് മുന്‍പായിരിക്കും എന്നതിനാല്‍, ഒരേസമയം എന്നും മറ്റുമുള്ള പ്രയോഗങ്ങള്‍ക്കു് ഒരു കോസ്മിക്‌ മാനദണ്ഡത്തില്‍ ചിന്തിക്കുമ്പോള്‍ യാതൊരുവിധ അര്‍ത്ഥവും ഇല്ലാതാവുന്നു.

‘ബിഗ്‌-ബാങ്ങിന്റെ സമയത്തു്’ (അപ്പോള്‍ സ്ഥലവും സമയവുമൊന്നും ആരംഭിച്ചിരുന്നില്ലാത്തതിനാല്‍ ഇതുപോലുള്ള പദപ്രയോഗങ്ങള്‍ മെറ്റഫോര്‍ ആയി മാത്രം മനസ്സിലാക്കേണ്ടതാണു്‌.) അനന്തമായ ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍നിന്നും ഒരു സെക്കന്റിന്റെ കോടാനുകോടിഭാഗത്തിലും ചെറിയതായ സമയത്തിന്റെ ഒരു അംശത്തിനുള്ളില്‍ നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചം ജനിക്കുന്നു. പക്ഷേ അതുവഴി രൂപമെടുത്തതു് ഇന്നു് നമ്മള്‍ അറിയുന്ന ദ്രവ്യത്തിന്റെ കണങ്ങള്‍ മാത്രമല്ല. ദ്രവ്യത്തിന്റെ പ്രതികണങ്ങളും (antimatter) അതോടൊപ്പം രൂപമെടുത്തിരുന്നു. നമ്മുടെ ലോകവും, വിപരീതചിഹ്നമുള്ള മറ്റൊരു ലോകവും രൂപമെടുത്തു എന്നു് വേണമെങ്കിലും ഈ അവസ്ഥയെ വര്‍ണ്ണിക്കാം. (പല പ്രപഞ്ചങ്ങള്‍ എന്ന ആശയം പോലും ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പൂര്‍ണ്ണമായി തള്ളിക്കളയുന്നുമില്ല.) ഇവിടെ ഒരു പ്രധാന പ്രശ്നമുണ്ടു്. ആദിസ്ഫോടനസമയത്തു് തുല്യമായ അളവിലാണു് കണങ്ങളും പ്രതികണങ്ങളും ഉണ്ടായതെങ്കില്‍, അവ പരസ്പരം ന്യൂട്രലൈസ്‌ ചെയ്തു് വീണ്ടും ഊര്‍ജ്ജമായി മാറുമായിരുന്നേനെ. (പ്ലസ് ഒന്നും മൈനസ്‌ ഒന്നും ചേര്‍ന്നു് പൂജ്യമാവുന്നപോലെ) അത്തരം ഒരു പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ദ്രവ്യമോ നക്ഷത്രങ്ങളോ ജീവനോ രൂപമെടുക്കാന്‍ കഴിയുമായിരുന്നില്ല. പക്ഷേ, പ്രപഞ്ചവും, അതില്‍ നിന്നും ദ്രവ്യവും, അതുവഴി ജൈവലോകവും മനുഷ്യരും ഉണ്ടായി എന്നതുകൊണ്ടുതന്നെ ആദിസ്ഫോടനസമയത്തു് “ശകലം ദ്രവ്യം” മിച്ചം വരത്തക്കവിധത്തില്‍ ഒരു സിമെട്രി ബ്രേക്കിങ് സംഭവിച്ചിരിക്കണം എന്ന നിഗമനത്തില്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ എത്തിച്ചേര്‍ന്നു.

ഫിസിക്സില്‍ വളരെ പ്രാധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്ന വിവിധ തരം സിമട്രികളുണ്ടു്. അതില്‍ ചിലതു് സാമാന്യഭാഷയില്‍ വിശദീകരിക്കാവുന്നവയാണെങ്കില്‍, മറ്റു് ചിലതു് മനസ്സിലാക്കാന്‍ ഗണിതശാസ്ത്രത്തിന്റെ സഹായമില്ലാതെ സാധിക്കുകയില്ല. ആദ്യത്തെ വിഭാഗത്തില്‍ വരുന്ന ഒന്നാണു് കണ്ണാടിയിലെ പ്രതിബിംബസിമട്രി. ഒരു ഗോളം തിരിയുന്ന ദിശയുടെ എതിര്‍ദിശയില്‍ തിരിയുന്ന അതിന്റെ കണ്ണാടിയിലെ പ്രതിബിംബം സിമട്രിയുടെ ഒരുദാഹരണമാണു്. (സമയം പുറകോട്ടു് ചലിക്കുന്ന ഒരു ലോകത്തില്‍ ഗോളവും പ്രതിബിംബവും തിരിയുന്നതു് സ്വാഭാവികമായും ഒരേ ദിശയിലായിരിക്കും). ബിഗ് ബാങ്ങിനു്‌ ശേഷം ദ്രവ്യം രൂപമെടുക്കാന്‍ ആവശ്യമായിരുന്ന matter-antimatter asymmetry-യുടെ ചില നിബന്ധനകളാണു് പ്രപഞ്ചത്തിലെ thermodyanamic equilibrium, parity, charge, baryon number മുതലായവയുടെ symmetry breaking. ആദിസ്ഫോടനത്തിനു് ശേഷം ഇവയുടെ സിമട്രി ഭഞ്ജനമില്ലാതെ തുടര്‍ന്നിരുന്നുവെങ്കില്‍ പ്രപഞ്ചം ദ്രവ്യമോ, തന്മൂലം ജീവനോ ഉണ്ടാവാനുള്ള സാദ്ധ്യതയില്ലാത്ത ഒരു ഫോട്ടോണ്‍ പ്രപഞ്ചമായി തുടരേണ്ടി വരുമായിരുന്നു.

ആന്റിമാറ്റര്‍ ഇന്നൊരു സങ്കല്‍പമല്ല. ജെനീവയിലെ CERN -ല്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വഴി ആന്റിമാറ്റര്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ നിര്‍മ്മിച്ചുകഴിഞ്ഞു. ബിഗ് ബാങ് സിമ്യുലേഷന്‍ അടക്കമുള്ള പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തുന്നതിനുവേണ്ടി 1989-ല്‍ ഭൂതലത്തില്‍ നിന്നും നൂറുമീറ്റര്‍ താഴെയായി വൃത്താകൃതിയില്‍ നിര്‍മ്മിച്ചിരിക്കുന്ന Large Electron-Positron Collider-ന്റെ നീളം 27 കിലോമീറ്ററാണു്. ആയിരത്തിലേറെ ഹൈടെക്ക് കുഴലുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കുന്ന അതിശക്തമായ എലെക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക് ഫീല്ഡ് വഴി ആക്സിലെറേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രോട്ടോണ്‍സ് അതിനായി പ്രത്യേകം തയ്യാറാക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഭീമാകാരമായ ഒരു ഹാളില്‍ വച്ചു് പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടടുത്ത വേഗതയില്‍ പരസ്പരം കൂട്ടിമുട്ടുന്നു. ഇതിനു് മുന്‍പൊരിക്കലും ഭൂമിയില്‍ പിണ്ഡത്തെ ഇത്രമാത്രം വേഗതയിലേക്കു് ആക്സിലെറേറ്റ് ചെയ്യാന്‍ മനുഷ്യനു് കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. വേഗതമൂലം കൊളീഷന്‍ സമയത്തു് അവയുടെ ഭാരം വളരെ കൂടുതലായിരിക്കും (വീണ്ടും ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍). അതുവഴി രൂപമെടുക്കുന്ന പുതിയ കണങ്ങളുടെ പഠനം വഴി ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പല ചോദ്യങ്ങളുടെയും മറുപടി തേടുന്നു. ദ്രവ്യത്തിനു് പിണ്ഡം ഉണ്ടാകുന്നതിന്റെ കാരണമെന്തു് എന്നതുമുതല്‍ ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന്റെ പല ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കും മറുപടി നല്‍കാന്‍ കഴിഞ്ഞേക്കാവുന്ന, Peter Higgs എന്ന ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ പോസ്റ്റ്യുലേറ്റ് ചെയ്ത, ഹിഗ്സ് പാര്‍ട്ടിക്കിള്‍സിന്റേയും ഹിഗ്സ് ഫീല്‍ഡിന്റേയും അസ്തിത്വം തേടല്‍ വരെ CERN-ലെ അന്വേഷണങ്ങളില്‍ പെടുന്നു.

(ശേഷം അടുത്തതില്‍)

 
13 Comments

Posted by on Apr 29, 2008 in ലേഖനം

 

Tags: , ,