Sunday, October 9, 2011

സ്ഥലകാലരൂപാന്തരീകരണം

സ്ഥലത്തിനും കാലത്തിനും (space, time) സംഭവിക്കുന്ന രൂപാന്തരീകരണം എന്നതു് രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലും മറ്റു് ഭൗതികപ്രക്രിയകളിലും സംഭവിക്കുന്ന മാറ്റങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി മനസ്സിലാക്കേണ്ടതുണ്ടു്. സോഡിയം ക്ലോറൈഡും സൾഫ്യൂറിക്‌ ആസിഡും ചേർന്നു് സോഡിയം സൾഫേറ്റും ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡും ഉണ്ടാവുന്നതുപോലെയോ, ജീവജാലങ്ങളിൽ ജനനം മുതൽ മരണം വരെയും അതിനു് ശേഷവും സംഭവിക്കുന്ന പരിണാമങ്ങൾ പോലെയോ ഉള്ള മാറ്റങ്ങളല്ല സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ രൂപാന്തരീകരണം എന്നതുകൊണ്ടു് ഉദ്ദേശിക്കുന്നതു്. സ്ഥലം എന്നതു് നീളം വീതി ഉയരം (ഘനം) എന്നീ മൂന്നു് അളവുകൾ കൊണ്ടു് നിർവചിക്കപ്പെടാവുന്നതാണു്. ഇവ മൂന്നും പരസ്പരാശ്രയമില്ലാത്തവിധം പരമമോ സ്വതന്ത്രമോ ആയ 'ഡൈമെൻഷനുകൾ' അല്ല. ഈ മൂന്നു് മാനങ്ങളും വീക്ഷകന്റെ സ്ഥാനത്തിനു് അനുസരിച്ചു് മാറ്റം സംഭവിക്കാവുന്നവയാണു്.

ഭൂമിയിലെ ഏതെങ്കിലും ഒരു ബിന്ദുവിൽ നിൽക്കുന്നവന്റെ മുകൾവശം ഭൂഗോളത്തിൽ അവനു് നേരെ എതിർവശത്തായി നിൽക്കുന്ന ഒരുവന്റെ കാഴ്ചപ്പാടിൽ താഴ്‌വശമാണെന്നതിനാൽ, അവനു് സുന്ദരമായൊരു 'ഹായ്‌' നിമിഷത്തിൽ ഭൂമി തുരക്കണമെന്നു് തോന്നുകയും, തുരന്നുതുരന്നു് നരകവും കടന്നു് ഭൂമിക്കപ്പുറമെത്തിയിട്ടും തുരക്കൽ നിറുത്താൻ തോന്നാതിരിക്കുകയും ചെയ്താൽ ഒന്നാമന്റെ ആകാശപ്പന്തലിലാവും തുള വീഴുന്നതു്. (ബൈബിൾ സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നതു് ശരിയാണെങ്കിൽ, അതുവഴി ആകാശത്തിനു് മുകളിൽ ദൈവം ശേഖരിച്ചു് വച്ചിരിക്കുന്ന ജലം ആകെമൊത്തം താഴേക്കൊഴുകി അവന്റെ 'ലോകത്തെ' മുഴുവൻ മൂടുന്ന ഒരു രണ്ടാം മഹാപ്രളയത്തിനു് അതു് കാരണമായിക്കൂടെന്നുമില്ല. തുളയടക്കാൻ പരിശീലനം ലഭിച്ച പ്ലംബർമാർ സ്വർഗ്ഗത്തിലുണ്ടോ ആവോ. ഏതായാലും എല്ലാ ഭൂലോകവാസികളും നോഹയെ മാതൃകയാക്കി ഒരു കുടുംബത്തിനു് ഒന്നു് എന്ന കണക്കിൽ ഓരോ പെട്ടകം തട്ടിക്കൂട്ടി തട്ടുമ്പുറത്തു് സൂക്ഷിക്കുന്നതു് നല്ലതാണു്. ഭൂമി തുരക്കണം എന്ന തോന്നൽ ആർക്കും എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും ഉണ്ടാവാമെന്നതിനാൽ അതുപോലൊരു മുൻകരുതൽ അതിജീവനത്തിനു് സഹായിക്കും. പറമ്പിൽ വേണ്ടത്ര സ്ഥലമുണ്ടെങ്കിൽ ഒരു മൃഗശാല തുടങ്ങി അവിടെ എല്ലാ ഇനത്തിലും പെട്ട ജീവികളുടെയും ഇണകളെ വളർത്തുന്നതും നന്നായിരിക്കും. അവ പ്രത്യുത്പാദനശേഷിയുള്ളവയാണെന്നു് നിരന്തരം പരിശോധിച്ചു് ഉറപ്പുവരുത്താനും മറക്കണ്ട.) ഇത്രയൊക്കെയായിട്ടും, തുടങ്ങിയ ചർച്ച നിറുത്താൻ കഴിയാത്ത വിശ്വാസികളെപ്പോലെ, തുടങ്ങിയ തുരക്കൽ നിറുത്താൻ അവനു് കഴിയാതിരിക്കുകയോ തോന്നാതിരിക്കുകയോ ചെയ്താൽ ദൈവത്തിന്റെ സിഹാസനവും, ദൈവം സിംഹാസനത്തിൽ നിന്നും ഇറങ്ങി ഓടാതിരുന്നാൽ ദൈവത്തെത്തന്നെയും അവൻ തുളച്ചു് നാശമാക്കും. എന്നാൽ അവന്റെ സ്വന്തം ആകാശത്തിനോ, ദൈവത്തിനോ, ദൈവസിംഹാസനത്തിനോ തകരാറൊന്നും സംഭവിക്കുകയുമില്ല. തുരക്കൽ തുടർന്നു് പ്രപഞ്ചത്തിനു് അപ്പുറമെത്തിയിട്ടും ആ ചങ്ങാതി നിറുത്താൻ ഭാവമില്ലെങ്കിൽ എന്തു് സംഭവിക്കുമെന്ന കാര്യം എനിക്കറിയില്ല. അതു് അറിയണമെന്നു് ആർക്കെങ്കിലും നിർബന്ധമുണ്ടെങ്കിൽ അവർ ഏതെങ്കിലും വിശ്വാസികളെ സമീപിക്കുക എന്നേ പറയാനുള്ളു. അതീന്ദ്രിയജ്ഞാനികളും പ്രപഞ്ചത്തിനപ്പുറമുള്ള ദൈവത്തിനു് ദിവസേന പലവട്ടം ഷേക്ക്‌ ഹാൻഡ്‌ കൊടുക്കുന്നവരുമാണല്ലോ അവർ! പ്രപഞ്ചാതീതവും ഇന്ദ്രിയാതീതവുമൊക്കെ ആയ കാര്യങ്ങൾ അറിയാനും പറയാനും അപഗ്രഥിക്കാനും കഴിവുള്ളവരായി അവരല്ലാതെ മറ്റാരെങ്കിലും ലോകത്തിൽ എവിടെയെങ്കിലും ഉള്ളതായി എനിക്കു് കേട്ടുകേൾവി പോലും ഇല്ല. (ഒരൽപം തമാശയും വേണം, അല്ലെങ്കിൽ ആരും ശവമടക്കിനു് വരില്ല എന്നാണല്ലോ പഴഞ്ചൊല്ല്.)

ഉയരവും താഴ്ചയും പോലെതന്നെ, അനുയോജ്യമായ രീതിയിൽ അങ്ങോട്ടോ ഇങ്ങോട്ടോ തിരിഞ്ഞുനിന്നുകൊണ്ടു് വീക്ഷിക്കുകയേ വേണ്ടൂ, നീളവും വീതിയും തമ്മിലും മാറിമറിയാൻ. അതിനാൽ, സ്ഥലത്തെ ത്രിമാനമായ ഒരു അഭിന്നതയായിട്ടല്ലാതെ മൂന്നു് വ്യത്യസ്തമായ ദിശകളായി പരിഗണിക്കുന്നതിൽ അർത്ഥമില്ല. സ്ഥലത്തിന്റെ ഡൈമെൻഷനുകൾക്കു് രൂപാന്തരീകരണം സംഭവിക്കുന്നു എന്നതുകൊണ്ടു് ഉദ്ദേശിക്കുന്നതു് വീക്ഷണകോണിൽ അധിഷ്ഠിതമായ ഈ മാറ്റമാണു്.

സ്ഥലവും കാലവും തമ്മിൽ രൂപാന്തരീകരണം സംഭവിക്കുന്നതും ഏതാണ്ടു് ഇതേ അർത്ഥത്തിലാണു്. സ്ഥലത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ ത്രിമാനങ്ങൾക്കു് പരസ്പരം രൂപാന്തരീകരണം സംഭവിക്കുന്നതു് വീക്ഷകന്റെ സ്ഥാനത്തിൽ വരുന്ന മാറ്റം വഴി, അഥവാ, അവന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ സംഭവിക്കുന്ന മാറ്റം വഴിയാണെങ്കിൽ, സ്ഥലത്തിനും കാലത്തിനും പരസ്പരം സംഭവിക്കുന്ന രൂപാന്തരീകരണം മനസ്സിലാക്കാൻ അവ രണ്ടിനേയും തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു അളവിനെ ആശ്രയിക്കുകയല്ലാതെ നിവൃത്തിയില്ല. അതുപോലൊരു അളവാണു് വേഗത (speed). പൊതുവെ പറഞ്ഞാൽ, ഒരു വസ്തു പിന്നിട്ട ദൂരത്തെ അതിനു് വേണ്ടിവന്ന സമയം കൊണ്ടു് ഹരിക്കുമ്പോൾ കിട്ടുന്നതാണു് സ്പീഡ്‌. (ചലനത്തിന്റെ ദിശയും പിന്നിട്ട ദൂരവും ഉൾപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ടുള്ളതും ഒരു വെക്ടർ ക്വാണ്ടിറ്റിയുമായ velocity-യെ ഇവിടെ ഒഴിവാക്കുന്നു. എന്തിനു് അനാവശ്യമായ ഭാരങ്ങൾ വേണ്ടാത്തിടത്തേക്കു് ചുമന്നുകൊണ്ടു് ചെല്ലണം? അതു് ശല്യമേ ആവൂ). ഒരു അളവെന്ന നിലയിൽ വേഗതയുടെ കാര്യത്തിൽ, വസ്തുവിന്റെ സ്ഥാനത്തിൽ മാറ്റം വരുന്നതുവഴി സ്ഥലവും, അതിനു് വേണ്ടിവരുന്ന സമയം ഉൾപ്പെടുത്തുന്നതുവഴി കാലവും ഭാഗഭാക്കുകളാവുന്നു. വ്യത്യസ്ത വേഗതയിൽ സഞ്ചരിച്ചുകൊണ്ടു് ഒരു സംഭവത്തെ വീക്ഷിക്കുന്ന രണ്ടുപേർക്കു് അതു് സംഭവിക്കുന്ന കാലത്തിന്റെയും സമയത്തിന്റെയും അകലങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമായിട്ടായിരിക്കും അനുഭവപ്പെടുക. മറ്റു് വാക്കുകളിൽ, വീക്ഷകന്റെ ചലനവേഗതയിൽ വരുന്ന വ്യത്യാസം സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ പരസ്പരമുള്ള രൂപാന്തരീകരണത്തിനു് കാരണമാകുന്നു. സാധാരണ വേഗതകളിൽ അവഗണനീയമായവിധം ചെറുതായതിനാൽ അനുഭവവേദ്യമല്ലെങ്കിലും പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടടുത്ത ഉയർന്ന വേഗതകളിൽ നീളം ചുരുങ്ങുന്നു, സമയം സാവകാശമാകുന്നു, പിണ്ഡം വർദ്ധിക്കുന്നു. അതായതു്, സ്ഥലത്തിന്റെ മൂന്നു് ദിശകൾ ത്രിമാനമായ ഒരു 'വസ്തു' ആകുന്നതുപോലെ, വീക്ഷകന്റെ അഭാവത്തിൽ അടിസ്ഥാനരഹിതമായ സ്ഥലവും കാലവും വീക്ഷകന്റെ ഗതിവേഗതാനുസൃതമായി രണ്ടു് വ്യത്യസ്ത മാനങ്ങളായി വേർതിരിക്കപ്പെടാനാവാത്ത സ്ഥല-കാലം (space-time) എന്ന ഒരു 'വസ്തു' ആയി മാറുന്നു. സത്യത്തിൽ ഐൻസ്റ്റൈന്റെ സ്പെഷ്യൽ തിയറി ഓഫ്‌ റിലേറ്റിവിറ്റി പറയുന്നതും മറ്റൊന്നല്ല.

ന്യൂട്ടൺസ്‌ ലോ ഓഫ്‌ യൂണിവേഴ്സൽ ഗ്രാവിറ്റേഷൻ അനുസരിച്ചു് രണ്ടു് പിണ്ഡങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണശക്തി അവയുടെ പിണ്ഡങ്ങളുടെ ഗുണനഫലത്തിനു് ആനുപാതികവും, അവ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിന്റെ വർഗ്ഗത്തിനു് വിപരീതാനുപാതികവുമാണു്. ഈ പ്രൊപ്പോർഷണാലിറ്റിയെ ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ കോൺസ്റ്റന്റ്‌ ഉപയോഗിച്ചു് ഒരു സമവാക്യമാക്കുമ്പോൾ ആകർഷണശക്തിയുടെ കൃത്യമായ മൂല്യം ലഭിക്കും (inverse square law). ആകർഷണശക്തി കണക്കാക്കാൻ പിണ്ഡവും ദൂരവും ഒരു കോൺസ്റ്റന്റും മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളു എന്നതിൽ നിന്നും ന്യൂട്ടന്റെ ആകർഷണനിയമത്തിൽ സമയം ഒരു ഘടകമല്ല എന്നു് വ്യക്തമാവുന്നു. പക്ഷേ, അൽപം ശ്രദ്ധിച്ചാൽ ഈ നിയമത്തിൽ ചില അപാകതകളുണ്ടെന്നു് മനസ്സിലാക്കാം. ഈ നിയമപ്രകാരം പിണ്ഡങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം എത്രയായാലും ആകർഷണം സംഭവിക്കുന്നതു് സമയനഷ്ടമില്ലാതെ ആയിരിക്കും. വസ്തുക്കൾ വ്യത്യസ്തസ്ഥാനങ്ങളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതു് ഒരേ സമയത്താണെങ്കിൽ പ്രശ്നമൊന്നുമില്ലെന്നു് ചുരുക്കം. പരസ്പരം അകന്നു് സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന രണ്ടു് വസ്തുക്കൾ തമ്മിൽ ആകർഷണം സാദ്ധ്യമാവണമെങ്കിൽ, അവ തമ്മിൽ ഒരു ശക്തിയുടെ വ്യാപനം ആവശ്യമാണെന്നതിനാൽ, സമയം ഒരു ഘടകം ആവാതെ നിവൃത്തിയില്ല. വസ്തുക്കൾ തമ്മിൽ ഒരു 'ശക്തി' (തരംഗരൂപത്തിലാവട്ടെ, കണികാരൂപത്തിലാവട്ടെ) കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടാൻ സമയം ആവശ്യമാണല്ലോ. പക്ഷേ, ന്യൂട്ടന്റെ കാലത്തു് (അതിനുശേഷം ഒന്നുരണ്ടു് നൂറ്റാണ്ടുകളിൽ പോലും) നിലവിലിരുന്ന ധാരണകൾ സ്പെയ്സിലെ വസ്തുക്കളുടെ സ്ഥാനത്തിനും ദൂരത്തിനും മാറ്റം സംഭവിക്കാമെങ്കിലും, സ്ഥലം എന്നതു് അതിൽത്തന്നെ മാറ്റമില്ലാത്തതാണെന്നും, സമയം ഈവക കാര്യങ്ങളുമായി ബന്ധമൊന്നുമില്ലാതെ സ്വച്ഛന്ദം നിരന്തരമായി ഒഴുകിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒന്നാണെന്നുമൊക്കെ ആയിരുന്നതിനാൽ അതൊരു പ്രശ്നമായി ആർക്കും തോന്നിയില്ല. എങ്കിൽത്തന്നെയും, അകന്നുനിൽക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ തമ്മിൽ സമയബന്ധിതമല്ലാതെ സംഭവിക്കുന്ന ആകർഷണത്തിനു് അനുയോജ്യമായ ഒരു വിശദീകരണം നൽകാൻ ആവാത്തതിൽ ന്യൂട്ടൺ അത്ര സംതൃപ്തനായിരുന്നില്ല. ഈ പ്രശ്നത്തിന്റെ വിശദീകരണവും പരിഹാരവുമായാണു് ഐൻസ്റ്റൈന്റെ സ്പെഷ്യൽ തിയറി ഓഫ്‌ റിലേറ്റിവിറ്റി രംഗപ്രവേശം ചെയ്തതു്.

ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ഈ തിയറി ഇടപെടുന്നതു് പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടോ അതിനോടടുത്തതോ ആയ വേഗതയുടെ ലോകത്തിലാണു്. ന്യൂട്ടന്റെ ആകർഷണശക്തിയിൽ സമയം ഒരു ഘടകമല്ലാതിരുന്നതു് ആദ്യകാലത്തു് ആർക്കും ഒരു പ്രശ്നമാവാതിരുന്നതും പ്രകാശവേഗതയുമായി തട്ടിച്ചുനോക്കുമ്പോൾ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിലെ ഗതിവേഗതകൾ അവഗണനീയമായ വിധം ചെറുതായതിനാലാണു്. കടിയനായ ഒരു പട്ടി പുറകെ എത്തുമ്പോഴും ഒരു കംഗാരുവിന്റെ വേഗതയിൽ പോലും ഓടാൻ സാധിക്കാത്ത മനുഷ്യനെ പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടു് അടുത്ത വേഗതയിൽ സ്ഥലകാലങ്ങൾക്കു് സംഭവിക്കുന്ന മാറ്റങ്ങളും മറ്റും എന്തിനു് അലട്ടണം? എങ്കിലും, അസാദ്ധ്യമായ കാര്യങ്ങൾ പോലും ഭാവനയിൽ കാണാൻ ശേഷിയുള്ള ഒരു ജീവിയാണു് മനുഷ്യൻ. സകലമാന ദൈവങ്ങളും പിശാചുക്കളും മാലാഖമാരും ജിന്നും ബ്രാണ്ടിയുമൊക്കെ ജന്മമെടുക്കുന്നതും ആ ലോകത്തിലാണു്. അതെല്ലാം വസ്തുതകളാണെന്നു് വിശ്വസിക്കാൻ കുറെപ്പേർ തയ്യാറാവുമ്പോൾ വിശ്വാസിസമൂഹങ്ങളും മതങ്ങളും രൂപംകൊള്ളുന്നു. എന്റെ ഭ്രാന്താണു് നിന്റേതിനേക്കാൾ ശരിക്കും മൂത്തുവിളഞ്ഞ ഒറിജിനൽ ഭ്രാന്തു് എന്ന വിശ്വാസം വ്യത്യസ്ത മതങ്ങളിൽ ഉത്തമബോദ്ധ്യമായി മാറുന്നതോടെ മതങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സ്പർദ്ധയും ചാവേറുകളുടെ ചാകരയും ആരംഭിക്കുന്നു. ചിന്താപരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഒരു മാസ്റ്റർ ആയിരുന്ന ഐൻസ്റ്റൈനും ഏതാണ്ടു് ഇതുപോലൊരു ലോകത്തിൽ ഏറെ സമയം ചിലവിട്ടിരുന്ന വ്യക്തിയാണു്. പക്ഷേ, ആവശ്യത്തിലേറെ ദൈവങ്ങളും മതങ്ങളും അതിനോടകം സൃഷ്ടിക്കപെട്ടു് കഴിഞ്ഞിരുന്നതിനാലാവാം, ഐൻസ്റ്റൈൻ ദൈവത്തിന്റേയും ആദ്ധ്യാത്മികതയുടെയും മായാലോകങ്ങളെയെല്ലാം ഒഴിവാക്കി പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത, ഫോട്ടോഎലക്ട്രിക്‌ എഫെക്റ്റ്‌ മുതലായ പഠിക്കാനും തെളിയിക്കാനും കഴിയുന്നതും, ദൈവത്തെപ്പോലെ ഒത്തിരി വലുതല്ലാത്തതും തീരെ 'കുഞ്ഞിങ്ങാരി' ആയതുമായ ഭൗതികയാഥാർത്ഥ്യങ്ങളെപ്പറ്റി ചിന്തിക്കാൻ തുടങ്ങിയതു്.

സാമാന്യലോകത്തിൽ വേഗതകളെ തമ്മിൽ കൂട്ടാനും കുറയ്ക്കാനുമൊക്കെ സാധിക്കും. മണിക്കൂറിൽ 400 കിലോമീറ്റർ സ്പീഡിൽ ഓടുന്ന ഒരു ട്രെയിനിന്റെ ഉള്ളിൽ മണിക്കൂറിൽ അഞ്ചു് കിലോമീറ്റർ സ്പീഡിൽ മുന്നോട്ടു് നടക്കുന്ന ഒരുവന്റെ സ്വന്തം അനുഭവത്തിൽ (ട്രെയിൻ ഒരു അടഞ്ഞവ്യവസ്ഥ എന്ന നിലയിൽ) സ്പീഡ്‌ അഞ്ചുകിലോമീറ്റർ മാത്രമായിരിക്കുമെങ്കിലും, പുറത്തുനിന്നുകൊണ്ടു് അവനെ വീക്ഷിക്കുന്ന ഒരുവന്റെ ദൃഷ്ടിയിൽ അവന്റെ സ്പീഡ്‌ മണിക്കൂറിൽ 405 കിലോമീറ്ററായിരിക്കും. അതുപോലെ, ട്രെയിനിൽ പിന്നോട്ടാണു് അവൻ നടക്കുന്നതെങ്കിൽ പുറത്തെ വീക്ഷകന്റെ നോട്ടത്തിൽ അവന്റെ സ്പീഡ്‌ 395 കിലോമീറ്റർ ആയിരിക്കും. അങ്ങനെ, വേഗതകളെ പരസ്പരം കൂട്ടാനും കുറയ്ക്കാനും ആവുമെങ്കിലും, പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയുടെ കാര്യത്തിൽ അതു് അസാദ്ധ്യമാണു്. പ്രകാശവേഗതയോടു് പ്രകാശവേഗത കൂട്ടിയാലും ലഭിക്കുന്നതു് പ്രകാശവേഗത മാത്രമായിരിക്കും. പ്രകാശത്തിന്റെ വാക്യുമിലെ വേഗത ഒരു സെക്കൻഡിൽ 299792458 മീറ്ററാണു്. ഭാവിയിൽ പ്രകാശവേഗതയുടെ കൂടുതൽ കൃത്യമായ അളവു് സാദ്ധ്യമായാൽ അതുവഴി വരുന്ന മാറ്റം മീറ്ററിന്റെ ദൈർഘ്യത്തിൽ മാത്രമാവുകയും, ഈ സംഖ്യയെ അതു് ബാധിക്കാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നവിധം, 1983-ലെ General Conference on Weights and Measures ഒരു സെക്കൻഡിന്റെ 299792458-ൽ ഒരംശം കൊണ്ടു് പ്രകാശം ശൂന്യതയിൽ (vacuum) പിന്നിടുന്ന ദൂരം എന്ന നിർവ്വചനം മീറ്ററിനു് നൽകി ഒരു തൊന്തരവു് ഒഴിവാക്കി.

ദ്രവ്യത്തിനും എനർജിക്കും ഇൻഫർമേഷനുമെല്ലാം സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഏറ്റവും കൂടിയ വേഗതയാണു് ശൂന്യതയിലെ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത. ജലം, വായു മുതലായ സുതാര്യമാദ്ധ്യമങ്ങളിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത സ്വാഭാവികമായും ഇതിൽ കുറവായിരിക്കും. അത്തരം മാദ്ധ്യമങ്ങളിൽ പ്രകാശം സഞ്ചരിക്കുന്ന വേഗതയേക്കാൾ കൂടിയ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയുന്ന സിഗ്നലുകൾ ഉണ്ടാവാമെങ്കിലും, ആ വേഗത പ്രകാശത്തിന്റെ ശൂന്യതയിലെ വേഗതയേക്കാൾ കുറഞ്ഞതായിരിക്കും. സങ്കൽപങ്ങളിലും ചിന്താപരീക്ഷണങ്ങളിലും ഒതുങ്ങാതെ നിവൃത്തിയില്ലാതിരുന്ന ഐൻസ്റ്റൈന്റെ കാലത്തിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി ഇന്നു് പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടടുത്ത വേഗതയിൽ തൃപ്തികരമായ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുക സാദ്ധ്യമാണു്. അതിനു് പറ്റിയ 'വാച്ചുകൾ' പ്രകൃതിതന്നെ സജ്ജീകരിച്ചിട്ടുണ്ടു്. അതിലൊന്നാണു് മ്യുഓണുകൾ. ക്ഷീരപഥത്തിനു് വെളിയിൽ നിന്നും ഭൂമിയിലേക്കു് വരുന്ന കോസ്മിക്‌ റേഡിയേഷൻ ഉയർന്ന എനർജിയും, പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടു് അടുത്ത വേഗതയുള്ളതുമാണു്. ഈ റേഡിയേഷനിലെ അധികപങ്കും ഭൂമിയിൽ എത്താതെ ഏകദേശം 30 കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിൽ വച്ചുതന്നെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ കണികകളുടെ അണുകേന്ദ്രങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിച്ചു് muon എന്നറിയപ്പെടുന്ന പുതിയ കണികകളെ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ കണിക ഒരു സെക്കൻഡിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിൽ ഒരംശം സമയം കൊണ്ടു് ഒരു എലക്ട്രോണും ന്യൂട്രീനോയുടെ രണ്ടുതരം കണികകളുമായി ശിഥിലീകരിക്കപ്പെടുന്നു. അതിൻപ്രകാരം മ്യുഓൺ കണികകൾക്കു് ഏകദേശം 800 മീറ്ററിൽ കൂടുതൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനുമുന്നേ അവയുടെ ശിഥിലീകരണം സംഭവിച്ചു് കഴിഞ്ഞിരിക്കണം. തന്മൂലം, ഭൂമിയിലെ ഒരു മ്യുഓൺ ഡിറ്റക്ടറിൽ എത്താനുള്ള സമയം അവയ്ക്കില്ലാതിരിക്കേണ്ടതാണു്. പക്ഷേ, ഭൂമിയിൽ നടത്തുന്ന പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഡിറ്റക്ടറുകൾക്കു് ധാരാളം മ്യുഓൺ കണികകളെ സ്വീകരിക്കാൻ കഴിയുന്നുണ്ടു്! ഇതെങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നു? സ്പെഷ്യൽ തിയറി ഓഫ്‌ റിലേറ്റിവിറ്റി എന്നാണു് ആ ചോദ്യത്തിന്റെ മറുപടി. മ്യുഓൺ കണികകൾ രൂപമെടുക്കുന്ന അന്തരീക്ഷപാളിയുടെ ഉയരം 30 കിലോമീറ്ററിൽ കുറയുന്നില്ലെങ്കിലും പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടു് വളരെ അടുത്ത വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന അവയെ സംബന്ധിച്ചു് 30 കിലോമീറ്റർ എന്നതു് ഏകദേശം 800 മീറ്ററിൽ താഴെ ആയാണു് അനുഭവപ്പെടുന്നതു്. ഉന്നതമായ വേഗതയിൽ ദൂരത്തിനു് സംഭവിക്കുന്ന ചുരുങ്ങൽ മൂലം ശിഥിലീകരണം സംഭവിക്കുന്നതിനു് മുൻപുതന്നെ ഭൂമിയിൽ എത്താൻ ആ കണികകൾക്കു് കഴിയുന്നു. മറ്റു് വാക്കുകളിൽ പറഞ്ഞാൽ, ഉന്നത വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന മ്യുഓൺ കണികകളുടെ വാച്ചു് ഭൂമിയിൽ 'വിശ്രമാവസ്ഥയിൽ' കഴിയുന്ന നമ്മുടെ വാച്ചുകളിലേതിൽ നിന്നും സാവകാശമാണു് നടക്കുന്നതു് എന്നതിനാൽ ഡിസിന്റഗ്രേഷൻ വഴി നാശം സംഭവിക്കുന്നതിനു് മുൻപു് ഭൂമിയിൽ എത്താനുള്ള സമയം അവയ്ക്കു് ലഭിക്കുന്നു. റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറി പറയുന്ന പ്രകാരമുള്ള സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ രൂപാന്തരീകരണം സംഭവിക്കാതിരുന്നെങ്കിൽ പത്തുലക്ഷത്തിലൊന്നു് സെക്കൻഡ്‌ സമയം കൊണ്ടു് ഭൂമിയിലെത്താൻ അവയ്ക്കു് കഴിയുമായിരുന്നില്ല. സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ രൂപാന്തരീകരണം പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ തെളിയിക്കാൻ ഒന്നുകിൽ മ്യുഓണിന്റേതു് പോലെ പ്രകാശത്തിന്റേതിനോടടുത്ത വേഗതയോ, അല്ലെങ്കിൽ ചെറിയ മാറ്റങ്ങളെ അളക്കാൻ കഴിയുന്ന പ്രിസിഷൻ സമയമാപിനികളോ ആവശ്യമാണു്. ഇന്നു് ആറ്റോമിക്‌ ക്ലോക്കുകൾ ലഭ്യമാണെന്നതിനാൽ, ആധുനിക വിമാനങ്ങളുടെ വേഗതയിൽ സ്ഥലത്തിനും സമയത്തിനും സംഭവിക്കുന്ന രൂപാന്തരീകരണങ്ങൾ പോലും പഠനവിധേയമാക്കാൻ സാധിക്കും - വിമാനത്തിന്റെ ഉയരത്തിനനുസരിച്ചു് ഗ്രാവിറ്റേഷനിൽ സംഭവിക്കുന്ന കുറവുമൂലം ക്ലോക്കുകളുടെ ഗതിവേഗത്തിലും മാറ്റം വരുമെന്നതിനാൽ അതുകൂടി ഗണനത്തിൽ പരിഗണിക്കപ്പെടണമെങ്കിലും.

അൽപമെങ്കിലും പിണ്ഡമുള്ള ഒന്നിനും പ്രകാശവേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ ആവില്ല എന്നതിനാൽ, വളരെ ചെറിയതെങ്കിലും പൂജ്യത്തിനേക്കാൾ കൂടിയ rest mass ഉള്ള മ്യുഓണിനും പ്രകാശത്തിനോടു് വളരെ അടുത്ത വേഗതയല്ലാതെ അതിനൊപ്പം എത്താൻ ആവില്ല. പിണ്ഡമില്ലാത്ത കണികകൾക്കു് മാത്രം സാദ്ധ്യമായ പ്രകാശവേഗതയിൽ എത്തുമ്പോൾ മുഴുവൻ സമയവും സ്ഥലമായുള്ള രൂപമാറ്റത്തിനായി വിനിയോഗിക്കപ്പെട്ടു് കഴിഞ്ഞിരിക്കും എന്നതിനാലാണു് ഒരു സിഗ്നലിനും പ്രകാശത്തേക്കാൾ കൂടിയ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാനാവാത്തതു്. പ്രകാശവേഗതയെ 'കടത്തിവെട്ടിയ' ന്യൂട്രീനോ പരീക്ഷണത്തെപ്പറ്റി ശാസ്ത്രലോകം പൊതുവേ സംശയാലുക്കളാവുന്നതിന്റെ കാരണവും അതൊക്കെത്തന്നെയാണു്.

ഏതായാലും ന്യൂട്രീനോയെപ്പറ്റി ഒരൽപം: ഒരു സാങ്കൽപിക കണികയായാണു് ന്യൂട്രീനോ ശാസ്ത്രലോകത്തിലേക്കു് രംഗപ്രവേശം ചെയ്തതു്. 1930-ൽ ചില റേഡിയോ ആക്റ്റീവ്‌ ഡീക്കേകളിൽ ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ട എനർജിനഷ്ടം വിശദീകരിക്കാൻ മാർഗ്ഗമൊന്നും കാണാതിരുന്ന വോൾഫ്‌ഗാങ്ങ്‌ പൗളി എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനു് ഫിസിക്സിലെ കൊൺസെർവേഷൻ ഓഫ്‌ എനർജി എന്ന തത്വത്തെ രക്ഷപെടുത്തുന്നതിനുവേണ്ടി ഒരു കണികയെ സങ്കൽപിക്കുകയല്ലാതെ വേറെ നിവൃത്തിയുണ്ടായിരുന്നില്ല. സംശയരഹിതമായിരുന്ന ആ എനർജിനഷ്ടത്തിനു് പിന്നിൽ അങ്ങേയറ്റം ബലഹീനമായ പരസ്പരപ്രവർത്തനം മൂലം ഒരുവിധ അളവുകൾക്കും പിടികൊടുക്കാത്ത ഒരു കണികയായിരിക്കണം എന്നു് പൗളി ഊഹിച്ചു. 1934-ൽ എൻറിക്കോ ഫെർമി എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഇറ്റാലിയനിൽ 'ചെറിയ ന്യൂട്രോൺ' എന്നർത്ഥമുള്ള 'ന്യൂട്രീനോ' എന്ന പേരുനൽകിയ ആ കണികയെ 1956-ൽ Reines, Cowan എന്നീ രണ്ടു് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടുപിടിച്ചു് നോബൽ സമ്മാനം നേടി. ഇന്നു് ശാസ്ത്രലോകത്തിൽ നിന്നും മാറ്റിനിർത്താനാവാത്ത പ്രാധാന്യം ന്യൂട്രീനോയ്ക്കുണ്ടു്.

പൂജ്യത്തിനോടടുത്തു് മാത്രം പിണ്ഡമുള്ള ന്യൂട്രീനോ ചാർജില്ലാത്ത എലിമെന്ററി പാർട്ടിക്കിളാണു്. പ്രകാശത്തിന്റെ കണികകളായ ഫോട്ടോണുകളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി ഇവ ദ്രവ്യത്താൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നില്ല. അതിനാൽ, പ്രകാശം ഉൾഭാഗത്തെ അപേക്ഷിച്ചു് ഊഷ്മാവു് കുറഞ്ഞ സൂര്യന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്നുമാത്രം പുറപ്പെടുമ്പോൾ, സൂര്യനുള്ളിൽ നടക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ ഫ്യൂഷൻ വഴി രൂപമെടുക്കുന്ന ന്യൂട്രീനോകൾക്കു് അവിടെനിന്നും തൽക്ഷണം സ്ഥലം വിടുന്നതിനു് തടസ്സമൊന്നുമില്ല. അങ്ങനെ ഭൂമിയിലെത്തുന്ന ന്യൂട്രീനോകൾക്കു് സൂര്യനു് എതിരായ ഭൂമിയുടെ (രാത്രി)വശത്തു് എത്തുന്നതുപോലും ഒരു പ്രശ്നമല്ല. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഒരു ക്യുബിക്‌ മീറ്റർ സ്പെയ്സിൽ ഏകദേശം മൂന്നു് കോടി ന്യൂട്രീനോകൾ ഉണ്ടെന്നു് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ദ്രവ്യവുമായി പരസ്പരപ്രവർത്തനം ഇല്ലാത്തതിനാലും, മിക്കവാറും പൂജ്യം എന്നു് പറയാവുന്ന പിണ്ഡവും മൂലം നിരന്തരം നമ്മുടെ ശരീരത്തെ തുളച്ചു് കടന്നുപോയിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന എണ്ണമറ്റ ന്യൂട്രീനോകൾ നമ്മളെ ഒരുവിധത്തിലും അലോസരപ്പെടുത്തുന്നില്ല.

ഈ ഗുണങ്ങൾ മൂലം, ബിഗ്‌-ബാംഗ്‌ കാലഘട്ടത്തിൽ അനേകായിരം വർഷങ്ങൾക്കു് ശേഷം മാത്രം പ്രപഞ്ചത്തിൽ വ്യാപിക്കാൻ കഴിഞ്ഞ മൈക്രൊവേവ്‌ ബാക്ക്ഗ്രൗണ്ഡ്‌ റേഡിയേഷനേക്കാൾ വളരെ മുൻപുതന്നെ ന്യൂട്രീനോകൾ 'പ്രപഞ്ചയാത്ര' ആരംഭിച്ചിട്ടുണ്ടാവും എന്നു് കരുതുന്നതിൽ തെറ്റില്ല. ബിഗ്‌-ബാംഗിനു് ഒരു സെക്കൻഡ്‌ (പ്രപഞ്ചാരംഭത്തിന്റെ അവസ്ഥയിൽ ഒരു സെക്കൻഡ്‌ എന്നതു് വളരെ ദീർഘമായ ഒരു 'കാലഘട്ടം' ആണെങ്കിലും!) കഴിഞ്ഞപ്പോൾ മുതൽ അതുപോലൊരു 'രക്ഷപെടൽ' തത്വത്തിൽ ന്യൂട്രീനോകൾക്കു് സാദ്ധ്യമായിട്ടുണ്ടാവണം. Water water everywhere but not a drop to drink എന്ന ചൊല്ലുപോലെ, എണ്ണമറ്റ ന്യൂട്രീനോകൾ പ്രപഞ്ചം മുഴുവനും ചുറ്റിത്തിരിയുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അവയെ കണ്ടെത്താനും, മെരുക്കിയെടുത്തു് ബിഗ്‌-ബാംഗിനോടടുത്ത ആദ്യകാലപ്രപഞ്ചത്തെപ്പറ്റിയും മറ്റും പഠനങ്ങൾ നടത്താനും പറ്റിയ സാങ്കേതികത്വങ്ങൾ ഇന്നില്ലെന്നു് മാത്രമല്ല, അടുത്ത കാലത്തൊന്നും ഉണ്ടാവാനുള്ള സാദ്ധ്യതയും വളരെ വിരളമാണെന്നു് പറയാൻ ഒരു പെസിമിസ്റ്റ്‌ ആയിരിക്കണമെന്നും തോന്നുന്നില്ല.

Reference: Zurueck vor den Urknall - Martin Bojowald

0 comments:

Google+ Followers

  © Free Blogger Templates Blogger Theme by Ourblogtemplates.com 2008

Back to TOP