கொடிய நோயான, ‘பியூபானிக் பிளேக்’ ஐரோப்பாவில் 17ஆம் நூற்றாண்டில் பரவியது. லண்டனில் கல்லூரிகள் மூடப்பட்டு, மாணவர்கள் வீட்டுக்கு அனுப்பப்பட்டனர். ஐசக் நியூட்டனும், தன் கிராமத்துக்குத் திரும்பினார். ‘கெட்டதிலும் நல்லது’ என்பதுபோல் ‘ஈர்ப்புவிசை’ (கிராவிட்டி) பற்றிய முதல் சிந்தனை நியூட்டனின் மனதில் அப்போதுதான் பொறி தட்டியது.
இடைவிடாத முயற்சியால், 1687இல் ஈர்ப்புவிசை யையும், கோள்களின் இயக்க விதிகளையும் வெளியிட்டார். மனித வரலாற்றில் முதன்முறையாக, கீழே விழும் ஆப்பிளில் இருந்து விண்ணில் சுற்றும் கோள்கள்வரை ஈர்ப்புவிசை விதியின் கீழ் வந்தன. ஈர்ப்புவிசை என்பது இரண்டு பொருள்களுக்கு (Mass) இடையே செயல்படும் விசை என நியூட்டன் முதல் முறையாகக் கணிதத்தில் வரையறுத்தார்.
வெளியும், நேரமும்: ஆனால், வெளியும் (Space) நேரமும் (Time) மாறக்கூடியவை என்பதை நியூட்டன் கணக்கில் கொள்ளவில்லை. அவர் பார்வையில், ‘வெளி’ ஒரு மேடைபோல அசைவின்றி இருக்கிறது. அதனுள்ளே, கோள்கள், நட்சத்திரங்கள் நகர்கின்றன. அதேபோல, பிரபஞ்சம் முழுவதற்கும் ஒரே கடிகாரம். செவ்வாய் கோளானாலும், வேறொரு பால்வெளி ஆனாலும் நொடியின் கால அளவு ஒன்றுதான்.
நியூட்டனின் இந்த கருத்துதான் 20ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கம்வரை இருந்தது. 1905இல் வெளியான, ஐன்ஸ்டைனின் ‘சிறப்புச் சார்பியல் சமன்பாடுகள்’ நியூட்டனின், ‘வெளியும் நேரமும் நிலையானவை’ எனும் கூற்றை மறுத்தன. சிறப்புச் சார்பியலில், ‘வெளியும் நேரமும்’ பார்வையாளர்களுக்கு ஏற்றபடி மாறின.
அதுவரை XYZ என்னும் ஆயஅச்சுகளில் மூன்றாம் பரிமாணமாக அறியப்பட்ட பிரபஞ்சத்துடன், ‘நேரம்’ எனும் மற்றொரு பரிமாணம் சேர்த்து, நான்காம் பரிமாணமாக்கப்பட்டது. இதனால் பிரபஞ்சத்தின் இயற்பியல் யதார்த்தத்தின் அடிப்படையே மாற்றியமைக்கப்பட்டது. இருந்தாலும், நியூட்டனின் விதி, இன்றும் விமானப் பயணம் முதல் செயற்கைக்கோள் இயக்கம்வரை, துல்லியமாகச் செயல்படுகிறது.
புதிய சிக்கல்: இவை சரியாக இருந்தாலும், ஈர்ப்புவிசையை, இரு பொருள்களுக்கு இடையேயான ‘விசை’யாக ஏற்பதில் ஐன்ஸ்டைனுக்கு சிக்கல் இருந்தது. தன்னிடமிருந்து 93 மில்லியன் மைல்கள் தூரமுள்ள பூமியை, சூரியனின் ஒளி அடைவதற்கே எட்டு நிமிடங்கள் ஆகும். இதில் அதைவிட வேகம் குறைந்த சூரியனின் ஈர்ப்புவிசை, பூமியை அடைவதற்குள், பூமி அதன் பாதையிலிருந்து வழி மாறிவிடும்.
அப்படியானால், பூமியை அதன் பாதையில் தக்கவைக்கும் சூரியனின் ஈர்ப்பு விசை எவ்வாறு செயல்படுகிறது? இதுதான் ஐன்ஸ்டைன் எழுப்பிய கேள்வி. மேலும், ஒருவர், மேலிருந்து கீழே விழும்போது, அவரால் தன் எடையை உணர முடியாது, மிதக்கும் உணர்வே தோன்றுகிறது. காரணம், அவரை எதிர்த்து நிறுத்தும் ஆதார விசை எதுவும் இல்லை. ஆனால், நியூட்டன் கோட்பாட்டின்படி, பூமியின் ஈர்ப்புவிசை அவர்மேல் தொடர்ந்து செயல்பட்டுக்கொண்டே இருக்கும்.
இதற்கெல்லாம், பொது சார்பியல் கோட்பாட்டில் ஐன்ஸ்டைனுக்கு விடை கிடைத்தது. அது ‘கிராவிட்டி’ எனப்படும் ஈர்ப்புவிசையை பற்றிய பார்வையையே முற்றிலுமாக மாற்றியது. இந்தப் பிரபஞ்சத்தை, வெளி-நேரத்தால் பின்னப்பட்ட ஒரு துணியாகக் கற்பனை செய்வோம். பெரும் நிறையுள்ள பொருள், அதன் மேல் அமரும்போது, அந்த வெளி-நேரம் வளையும். அந்த வளைவுதான் ‘கிராவிட்டி’ (Space-Time Curvature). சூரியன் ஏற்படுத்தும் வெளி-நேர வளைவில்தான் கோள்கள் சுற்றுகின்றன.
ஒளிகூட அந்த வளைவைக் கடக்கும்போது வளைந்து செல்லும். நிறையுள்ள பொருள்கள் இந்த வெளி-நேரத்தை வளைக்கும்போது இங்கும் நேரம் நீட்டிக்கப்படுகிறது. சிறப்புச் சார்பியலில் ‘நேர நீட்டிப்புக்கு’ வேகமும், பொது சார்பியலில் வெளி-நேரத்தின் வளைவும் காரணமாகின்றன.
இதன் நடைமுறை வெளிப்பாடாக, ஜி.பி.எஸ்ஸில் உள்ள செயற்கைக்கோள்களின் கடிகாரங்கள், சார்பியல்களின் விளைவுகளையும் முன் கணக்கீடு செய்து, தொடர்ச்சியாகச் சரிசெய்யப் படுகின்றன. இல்லையென்றால், நமது திறன்பேசி வரைபடங்களில் நேரமும் தூரமும், இவ்வளவுத் துல்லியமாகப் பொருந்தாது.
(தொடர்ந்து தேடுவோம்)
- கட்டுரையாளர்: மென்பொறியியல் தொழில் முனைவோர், அறிவியல் எழுத்தாளர்; sujaaphoenix@gmail.com