ஈர்ப்பலைகளின் கண்டுபிடிப்பும் பிரபஞ்சத்தின் ரகசியங்களும்

பிரபஞ்சத்தின் ரகசியக் கதவுகளில் ஒன்றை அறிவியலாளர்கள் சமீபத்தில் திறந்திருக்கிறார்கள். இதுநாள்வரை, கண்ணாமூச்சி காட்டிக்கொண்டிருந்த ‘ஈர்ப்பலைகள்’ (கிரேவிட்டேஷனல் வேவ்ஸ்), பூமியின் தென் துருவத்தில் நிறுவப்பட்டிருக்கும் பைசெப்-2 என்ற தொலைநோக்கியின் மூலம் கண்டறியப்பட்டிருக்கின்றன.

ஐன்ஸ்டைனின் ‘சார்பியல்குறித்த பொதுக்கோட்பாடு’ (ஜெனரல் தியரி ஆஃப் ரிலேட்டிவிட்டி), ஆலன் குத் உள்ளிட்டோர் உருவாக்கிய ‘பெருவீக்கக் கோட்பாடு’ (இன்ஃப்ளேஷன்) ஆகியவற்றுக்கு மேலும் ஒரு நிரூபணம் கிடைத்திருக்கிறது என்று அறிவியலாளர்கள் பலரும் நம்புகிறார்கள். இது உறுதிசெய்யப்பட்டால், மிகமிக முக்கியமான ஓர் அறிவியல் கண்டுபிடிப்பு நமது காலத்தில் செய்யப்பட்டிருக்கிறது என்று நாம் பெருமைப்பட்டுக்கொள்ளலாம். இந்த ஈர்ப்பலைகளின் முக்கியத்துவத்தை எளிமையான சில விளக்கங்களின் உதவியோடு நாம் புரிந்துகொள்ள முயல்வோம்.

ஒலியும் ஒளியும்
ஒரு ஆம்புலன்ஸ் உங்களை நோக்கி வரும்போது எழுப்பும் ஒலியையும் பிறகு, உங்களை விட்டு விலகிச் செல்லும் ஒலியையும் கவனித்தீர்களென்றால், ஒரு வேறுபாட்டை உங்களால் உணர முடியும். நெருங்கி வரும் ஒலி, ஆம்புலன்ஸின் உண்மையான ஒலியைவிட சுருதி அதிகமாகவும், விலகிச் செல்லும்போது சுருதி குறைவாகவும் இருக்கும். அந்த வாகனம், குறிப்பிட்ட வேகத்தில் உங்களை நெருங்கி, பிறகு வேகமாக உங்களை விட்டு விலகிச் செல்வதால், அது எழுப்பும் ஒலியிலும் மாற்றம் ஏற்படுகிறது. இதை ‘டாப்ளர் விளைவு’ என்பார்கள்.

ஒலி, ஒளி இரண்டும் அலை வடிவம் என்பதால், இந்த மாற்றம் ஒளிக்கும் பொருந்தும். உங்களை நோக்கி வரும் பொருளின் ஒளிக்கும், அது விலகிச் செல்லும்போது உள்ள ஒளிக்கும் வேறுபாடு இருக்கிறது. அது நம் கண்களுக்குப் புலப்படாது. இப்படித்தான் பிரபஞ்சத்திலுள்ள அண்டங்களிலிருந்து (அண்டம் = கேலக்ஸி, பேரண்டம் = பிரபஞ்சம்) வரும் ஒளியை ஆராய்ந்து பார்க்கும்போது, ஆம்புலன்ஸ் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்வதுபோல் அண்டங்களும் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

பிரபஞ்சமே அடுப்பில் போடப்பட்ட பூரிபோல் விரிந்துகொண்டே போகிறது என்று இதன் மூலம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அதனால்தான் பிரபஞ்சத்திலுள்ள புள்ளிகளான அண்டங்கள் ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகிச் செல்கின்றன. இந்த விலகலை அவற்றிலிருந்து வரும் ஒளியின் மாற்றத்தின் மூலம் அறிகிறோம்.

இப்போது பிரபஞ்சம் விரிந்துகொண்டிருக்கிறதென்றால், அது தோன்றிய காலத்தில் மிகமிகக் குறுகியதாகத்தானே இருந்திருக்க வேண்டும் என்றும், பிறகு ஒரு பெருவெடிப்பு (பிக் பேங்) ஏற்பட்டு, பிரபஞ்சம் விரியத் தொடங்கியது என்றும் அறிவியலாளர்கள் நம்புகின்றனர். இந்தக் கோட்பாட்டுக்கான முழு ஆதாரம் இதுவரை கிடைக்காமல் இருந்தது.

ஆப்பிளும் கோலிக்குண்டும்
இதற்கும் நியூட்டனின் ஆப்பிளுக்கும் ஒரு விதத்தில் தொடர்பு உண்டு. ஆப்பிள் விழுந்ததற்குக் காரணம் ஈர்ப்பு விசைதான் என்று சொன்னார் நியூட்டன். ஆனால், இதை வேறுவிதமாகக்கூட விளக்கலாம் என்றார் ஐன்ஸ்டைன். எடுத்துக்காட்டாக, பெரிய துணியொன்றை எடுத்து, அதன் நான்கு முனைகளையும் தொய்வில்லாமல் நன்றாக இழுத்துக் கட்டிவிடுங்கள்.

பிறகு, கோலிக்குண்டு ஒன்றை அதில் உருட்டிவிடுங்கள். அது நேராகச் செல்லும். பிறகு, அந்தத் துணியின் நடுவில் ஒரு தேங்காயைப் போட்டு, குழிவை ஏற்படுத்துங்கள். இப்போது அந்தக் கோலிக்குண்டை உருட்டிவிட்டால், அது தேங்காய்க் குழியின் அருகே கொஞ்சம் வளைந்து திசைமாறிச் செல்லும், அல்லது அந்தக் குழியில் விழுந்துவிடும். ஐன்ஸ்டைன் சொல்வது இதுதான்:

ஒரு பொருள் அதன் நிறைக்கு ஏற்ப பிரபஞ்சவெளியில் (ஸ்பேஸ்) ஒரு குழியை ஏற்படுத்துகிறது; இதன் விளை வாக அதன் அருகே செல்லும் பொருள் ஈர்க்கப்படுகிறது. இதுதான் அவருடைய புகழ்பெற்ற ‘சார்பியல்குறித்த பொதுக் கோட்பாட்’டின் முக்கிய அம்சம்.

ஈர்ப்பலைகள் என்றால் என்ன?
துணியில் இருக்கும் தேங்காய் திடீரென்று அசைந்தால், அது ஏற்படுத்திய குழியில் மாற்றம் ஏற்படும். அதன் விளைவாக, கல் விழுந்த தண்ணீர்போல் துணி அசையும். இதைப் போல், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள எந்தவொரு பொருளின் வேகத்திலும் திடீர் மாற்றம் ஏற்படும்போது பிரபஞ்சவெளியில் சில அதிர்வலைகள் உருவாகின்றன என்று கணித்தார் ஐன்ஸ்டைன்.

அதைத்தான் ஈர்ப்பலைகள் என்று அறிவியலாளர்கள் அழைக்கிறார்கள். ஆனால், அந்த ஈர்ப்பலைகள் உண்மையில் இருக்கின்றன என்று இதுவரை நேரடியாக நிரூபிக்கப்படவில்லை. துணியில் இருக்கும் கோலிக்குண்டால் துணி அசை வதை உணர முடியாததுபோல், அந்த அலைகளைக் கண்டுபிடிப்பது மிகமிகக் கடினமான ஒரு விஷயம். இது அறிவியலாளர்களுக்கு மிகப் பெரிய சவாலாகவும், ஐன்ஸ்டைனின் ‘சார்பியல்குறித்த பொதுக் கோட்பாட்’டின் நிரூபிக்கப்படாத ஓர் அம்சமாகவும் இதுவரை இருந்துவந்தது.

பிரபஞ்சத்தில், பல அண்டங்களுக்கு நிகரான நிறையுள்ள ஒரு பொருள், ஒளியின் வேகத்துக்கு நிகரான வேகத்தில் திடீரென்று அசைந்தால் மட்டுமே ஈர்ப்பலைகளைக் கண்டுபிடிக்க முடியும் என்று அறிவியலாளர்கள் உணர்ந்தார்கள். இப்படியொரு சம்பவம் பிரபஞ்சத்தின் வரலாற்றில் எப்போது நடந்திருக்கும்?

நீங்கள் கணித்தது சரியே. பெருவெடிப்புக்குப் பிறகு, அதாவது பிரபஞ்சத்தின் பிரசவத்துக்குப் பிறகு, இப்படியொரு சம்பவம் நடந்திருக்க வேண்டும். பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்து நிறைகளும் மிகமிகக் குறுகிய இடத்திலிருந்து வெடித்து ஒளி வேகத்தில் பரவியபோது அந்த நிகழ்வு பெரும் ஈர்ப்பலைகளை உருவாக்கியிருக்க வேண்டும். அப்போது உருவாகிய ஒளிகள் அந்த ஈர்ப்பலைகள் அந்த ஈர்ப்பலைகளில் சிக்கி நிலைமாற்றம் அடைந்திருக்க வேண்டும். அந்த ஒளிகளை இப்போது ஆராய்ந்தால் அதற்கான தடயம் கிடைக்க வாய்ப்பு இருக்கிறது என்று புரிந்துகொண்டார்கள்.

வயதான ஒளி
கிட்டத்தட்ட 1,300 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன் உருவான ஒளியை இப்போது எப்படிக் கண்டுபிடிப்பது? அது இப்போது நமக்குக் கிடைப்பது சாத்தியமா? சாத்தியமே! பிரபஞ்சத்தின் மிகமிகப் பழமையான ஒளியைப் பார்க்க வேண்டுமென்றால், விண்ணில் வெகு தொலைவு நாம் பார்க்க வேண்டும். ஒளி ஒரு நொடிக்குக் கிட்டத்தட்ட மூன்று லட்சம் கிலோ மீட்டர் வேகத்தில் செல்கிறது.

நமக்கு அருகில் இருக்கும் விண்மீனாகிய சூரியனிலிருந்து புறப்படும் ஒளி கிட்டத்தட்ட 8 நிமிடங்களுக்குப் பிறகே பூமியை வந்தடைகிறது. அதைப் போல் வேறொரு விண்மீனிலிருந்து வரும் ஒளி பல லட்சம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அந்த விண்மீனிலிருந்து புறப்பட்டிருக்கலாம். இன்று அந்த விண்மீன் அணைந்துபோனால் பல லட்சம் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகே அதை நாம் தெரிந்துகொள்ள முடியும். அதனால்தான் விண்ணில் எவ்வளவு தொலைவில் பார்க்கிறோமோ அவ்வளவு பழமையான நிகழ்வுகளைப் பார்க்கிறோம் என்று அர்த்தம்.

அப்படித்தான், ஜான் கோவாக் என்ற அமெரிக்க அறிவியலாளர் தலைமையிலான ஒரு குழு, பல்லாண்டுகள் தொலைநோக்கி இயந்திரங்கள் மூலம் விண்வெளியின் விளிம்பை நோட்டமிட்டு அதிலிருந்து வந்த அந்த ஆதி ஒளியை ஆராய்ந்து, ஈர்ப்பலைகள் இருக்கின்றன என்பதற்கான ஆதாரம் அந்த ஒளியில் இருக்கிறது என்று இந்த மாதத் தொடக்கத்தில் அறிவித்துள்ளனர்.

இனி, பல நாட்டு அறிவியலாளர்களும் இந்தக் கண்டுபிடிப்பைப் பரிசோதித்துப் பார்ப்பார்கள். பிறகுதான், ஐன்ஸ்டைன் கணித்த ஈர்ப்பலைகள் உண்மையில் இருக்கின்றன என்று திட்டவட்டமாக அறிவிக்க முடியும்.

இதுபோன்ற கண்டுபிடிப்புகளால் ஒரு விஷயம் மேலும்மேலும் தெளிவாகிறது: ஒளிதான் பிரபஞ்சத்தில் நடந்த அனைத்து நிகழ்வுகளின் தடயங்களையும் சுமந்துசெல்லும் ஒரு ரகசியப் பெட்டகம். அது இன்னும் முழுமையாகத் திறக்கப்படவில்லை. மேலும், மனிதன் தன் சிந்தனை, அறிவு, கற்பனை சக்திகளின் மூலம் வடிவமைக்கும் கோட்பாடுகளும் பிரபஞ்சத்தின் இயக்கத் துக்குப் பின்னால் மறைந்திருக்கும் ரகசியங்களும் எப்படி இவ்வளவு அழகாக ஒத்துப்போகின்றன?!

-குமரன் வளவன், நாடகக் கலைஞர்,
இயற்பியலாளர், பிரெஞ்சு-தமிழ் மொழிபெயர்ப்பாளர்,
-tamil.thehindu.com/