Published : 20 Mar 2015 09:33 am

Updated : 20 Mar 2015 11:45 am

 

Published : 20 Mar 2015 09:33 AM
Last Updated : 20 Mar 2015 11:45 AM

உலகிலேயே அழகான கோட்பாடும் 100 ஆண்டுகளும்

100

பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டை ஐன்ஸ்டைன் முன்வைத்த 100-வது ஆண்டும் பிரசுரித்த 99-வது ஆண்டும் இதுதான்

‘பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு’ ஈர்ப்பு விசையைப் பற்றி விளக்குகிறது. அந்தக் கோட்பாட்டை அவர் முன்வைத்துக் கிட்டத்தட்ட 100 ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டன. இத்தனை ஆண்டு காலத்தில் கணக்கற்ற தடவை இயற்பியலாளர்கள் இந்தக் கோட்பாட்டின் துல்லியத்தைப் பரிசோதித்துப் பார்த்திருக்கிறார்கள். ஒரு தடவைகூட இந்தக் கோட்பாடு பொய்த்துப்போனதில்லை. எனினும், கணக்கில்லாத எத்தனையாவதோ தடவையாக இன்னும் அந்தக் கோட்பாட்டின் கணிப்புகளைப் பரிசோதிப்பதில் இயற்பியலாளர்கள் ஈடுபட்டுக்கொண்டிருக்கிறார்கள். பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் 100-வது ஆண்டான இந்த ஆண்டில், மேலும் துல்லியமான சில பரிசோதனைகள் மேற்கொள்ளப்படவிருக்கின்றன. ‘பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு’ எனும் அற்புதமான கட்டமைப்பில் முதல் தடவையாக ஒரு சிறு பிழையைக்கூட ஒருவர் கண்டறியலாம்.

அறிவியல் வரலாற்றில் பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு அளவுக்குக் கொண்டாடப்பட்ட, வழிபடப்பட்ட கோட்பாடு ஏதும் இல்லைதான். ஆனாலும், அந்தக் கோட்பாடு தவறானது என்று நிரூபிக்கப்படுமானால், குதூகலத்தில் துள்ளிக் குதிப்பவர்களும் அதே இயற்பியலாளர்கள்தான். விசித்திரமாக இருக்கிறதல்லவா? அதுதான் அறிவியல்! பிரமாதமான கருதுகோள் ஒன்றை முன்வைப்பதும், அதற்குப் பிறகு அதை விடாமல் இறுதிவரை பரிசோதித்துப் பார்ப்பதும்தான் அறிவியல்.

முரண்டுபிடிக்கும் 2 நண்பர்கள்

பிழைகளைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டும் என்ற இந்த எண்ணத்தை அவநம்பிக்கையாகவோ, எல்லாவற்றிலும் குற்றம் கண்டுபிடிக்க வேண்டும் என்ற குரூரமான எண்ணமாகவோ கருதிவிட முடியாது. ஈர்ப்புவிசையைப் பற்றி ‘பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு’ சொன்னதை இயற்பியலாளர்கள் யாரும் வேத வாக்கியமாகக் கருதவில்லை என்பதையும் நாம் மறந்துவிட முடியாது. அதற்குக் காரணமும் இருக்கிறது. விண்மீன்கள், விண்மீன் திரள் போன்ற பிரம்மாண்டமான அளவில் துல்லியமாகப் பொருத்திப் பார்க்கக்கூடிய இந்தக் கோட்பாடு, குவாண்டம் கோட்பாட்டுடன் மட்டும் இயைந்துபோக மாட்டேன் என்கிறது. பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டைப் போலவே குவாண்டம் கோட்பாடும் நவீன இயற்பியலின் மற்றொரு பெரும் தூண். பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு, பிரம்மாண்டமானவற்றுக்கானது என்றால், குவாண்டம் கோட்பாடு அணு, அணுத்துகள்கள் போன்ற நுண்மையின் உலகுக்கானது. இந்த இரண்டு கோட்பாடுகளுக்கும் அடிப்படையாக ‘குவாண்டம் ஈர்ப்புவிசைக் கோட்பாடு’ இருக்கலாம் என்று ஊகிக்கப்படுகிறது.

பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு பிழையாவதற்கு வாய்ப்பிருக்கக் கூடிய ஒரு இடம் பிரபஞ்சத்தின் ஏதாவது மூலை முடுக்கில் இருந்து அதை நாம் கண்டுபிடிப்போம் என்று வைத்துக்கொள்ளுங்கள், அப்போது ஈர்ப்புவிசையைப் பற்றி விளக்குவதற்குக் கூடுதலாக வேறு என்னதான் தேவைப்படுகிறது என்பதைக் கண்டறியலாம் என்று இயற்பியலாளர்கள் நம்புகிறார்கள். அந்தக் கூடுதல் அம்சம் குவாண்டம் ஈர்ப்புவிசைக் கோட்பாடாக இருக்கலாம் என்று நம்புகிறார்கள்.

நிறை வளைக்கும் இடம்

பொதுச் சார்பியல் விதி என்பது ஐன்ஸ்டைனின் அற்புதமான கருத்தாக்கங்களில் இறுதியானது மட்டுமல்ல, மிகச் சிறந்ததும் அதுதான். ஐன்ஸ்டைனின் ‘அற்புதங்களின் ஆண்டு’ என்று வழக்கமாக 1905-ம் ஆண்டைத்தான் குறிப்பிடுவார்கள். அந்த ஆண்டில்தான் குவாண்டம் கோட்பாட்டுக்கான உந்துவிசையை அவர் கொடுத்தார்; சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாட்டை உருவாக்கினார். ஒளிவேகத்துக்கு அருகில் பயணம் செய்தால் காலமும் இடமும் சுருங்கும் என்பதை அந்தக் கோட்பாட்டில் அவர் முன்வைத்தார். ஆனால், 1915-ல் முன்வைத்த பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் மூலமாக அவர் இன்னும் விசாலமான ஒரு சித்திரத்தைத் தந்தார். வேகத்தை மாற்றக்கூடிய இயக்கத்தை உள்ளே கொண்டுவந்தார். ஈர்ப்புவிசை செறிந்திருக்கும் ஒரு புலத்தின் வழியே விழும் பொருளொன்றில் ஏற்படும் முடுக்கம் இதுபோன்ற இயக்கத்துக்கு ஓர் உதாரணம். ஒரு நிறையின் காரணமாக காலம், வெளி (இடம்) என்ற ஒருங்கிணைந்த அமைப்பில் ஏற்படும் வளைவுதான் ஈர்ப்புவிசை என்று ஐன்ஸ்டைன் இந்தக் கோட்பாட்டின் மூலம் விளக்கினார். இதுவும் காலத்தை மாற்றியமைக்கிறது: வெறும் வெளியில் ஓடுவதைவிட ஈர்ப்புவிசை வலுவாகச் செறிந்திருக்கும் புலத்தில் கடிகாரம் மெதுவாகவே ஓடுகிறது. காலம் மாறுதலடைகிறது என்ற இந்தக் கூற்று பல தடவை உறுதிப்படுத்தப்பட்டிருக்கிறது. விண்கலங்களில் துல்லியமான கடிகாரங்களைக் கொண்டு இந்தக் கூற்றை உறுதிப்படுத்தியிருக்கிறார்கள். சொல்லப்போனால், ‘புவிநிலை அறிதல் முறை’யில் (ஜிபிஎஸ்) நேரத்தை இந்த மாற்றத்துக்கு ஏற்ற வகையில் மாற்றியமைத்துக்கொள்ள வேண்டியிருக்கிறது.

சாப்ளினும் ஐன்ஸ்டைனும்!

பிரஷ்யன் அறிவியல் மன்றத்தின் முன்னே 1915-ல் நவம்பர் மாதத்தில் ஐன்ஸ்டைன் தனது பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டை முன்வைத்தார். எனினும், அந்தக் கோட்பாடு அதிகாரபூர்வமாக வெளியிடப்பட்டது 1916, மார்ச்-20 அன்றுதான். ஈர்ப்புவிசை வலுவாகச் செறிந்திருக்கும் புலங்களில் ஒளியானது வளையும் என்றும் அந்தக் கோட்பாடு சொன்னது. பிரிட்டனைச் சேர்ந்த வானியலாளர் ஆர்தர் எடிங்டன் 1919-ம் ஆண்டு இந்தக் கணிப்பை உறுதிப்படுத்தினார். பூமியிலிருந்து பார்க்கும்போது சூரியனுக்குப் பின்னால் அமைந்திருக்கும் விண்மீன்களின் ஸ்தானங்களை சூரிய கிரகணத்தின்போது ஆய்வுசெய்து ஒளி வளையும் என்ற கணிப்பை எடிங்டன் உறுதிப்படுத்தினார். (படிக்க: கீழே உள்ள 'ஐன்ஸ்டைனைக் கடவுளாக்கிய 1919-ம் ஆண்டு  ') இந்தக் கண்டுபிடிப்புதான் சர்வதேச அளவில் ஐன்ஸ்டைனின் புகழை உறுதிப்படுத்தியது. 1931-ல் சார்லி சாப்ளினை ஐன்ஸ்டைன் சந்தித்தபோது தமாஷாக சாப்ளின் இப்படிக் குறிப்பிட்டதாகச் சொல்வார்கள்: “பெருந்திரளாகக் கூடியிருந்த மக்கள் நம் இருவரையும் பலத்த கைத்தட்டலுடன் வரவேற்றார்கள். எல்லோருக்கும் புரியும் என்பது நான் பிரபலமானதற்குக் காரணம்; யாருக்குமே புரியாதவர் என்பது நீங்கள் பிரபலமானதுக்குக் காரணம். நமக்குக் கிடைத்த இந்த வரவேற்புக்கு இதுதான் காரணம்.”

10,00,000,00,00,000 கிலோ

எரிபொருள் தீர்ந்து அணையும் நிலையில் இருக்கும் விண்மீன்கள் தங்கள் ஈர்ப்புவிசையாலேயே குலைந்துபோகக் கூடும் என்று பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு கணித்தது. அந்த விண்மீன்கள் மிகமிக அதிகமான அடர்த்தியையும் ஒருசில மைல்கள் மட்டுமே விட்டத்தையும் கொண்டிருக்கும். அந்த விண்மீன்களில் ஒரு தேக்கரண்டி அளவு வெட்டி எடுத்து நிறுத்துப்பார்க்கிறோம் என்று வைத்துக்கொள்வோம். அது 10,00,000,00,00,000 கிலோ நிறை கொண்டதாக இருக்கும். அப்படியென்றால், அது எவ்வளவு அடர்த்தியோடு இருக்கும் என்று கற்பனை செய்துபாருங்கள். இப்படிப்பட்டவற்றுக்கு நியூட்ரான் விண்மீன்கள் என்று பெயர். நியூட்ரான் விண்மீன்களாக ஆகவில்லை என்றால், அவை ‘ஒருமைக்கணத்தை’ (Singularity) எட்டிவிடும். அதாவது, ஒளியைக்கூடத் தப்பவிடாத அளவுக்கு ஈர்ப்புவிசையைக் கொண்டிருக்கும் கருந்துளைகளாக அந்த விண்மீன்கள் மாறிவிடும் என்று இதற்கு அர்த்தம். கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள வெளி மிகவும் வளைந்து இருப்பதால்தான் விடுபட முடியாத வகையில் ஒளியும் வளைந்துகொள்கிறது.

பல்சார், கருந்துளைகள்…

வானியல் வல்லுநர்கள் நிறைய நியூட்ரான் விண்மீன்களைக் கண்டிருக்கிறார்கள். இவற்றில் சிலவற்றுக்கு பல்சார் என்று பெயர். இவை சுழன்றுகொண்டே இருப்பவை; தங்கள் காந்தத் துருவங்களிலிருந்து வலுமிக்க மின்காந்த அலைக் கற்றைகளை வெளியிடக் கூடியவை; இந்த அலைக் கற்றைகள் சீரான இடைவெளியில் மினுங்கக்கூடியவை. கருந்துளைகளை நேரடியாகப் பார்க்க முடியாது. கருந்துளைகளைச் சுற்றி அளவுக்கதிகமான வெப்பவாயு சூழந்திருக்கும். இந்த வாயுக்களைக் கருந்துளைகள் கபளீகரம் செய்துவிடும். சூழ்ந்திருக்கும் இந்த வெப்பவாயுக்கள் வெளியிடும் ஊடுகதிர்களையும் (எக்ஸ்-ரே), பிற கதிர்வீச்சுக்களையும் கொண்டுதான் கருந்துளை இருப்பதை மறைமுகமான வழியில் கண்டறிய முடியும். இப்படிச் சுற்றிவளைத்துத்தான் கருந்துளைகளைக் கண்டறிய முடியும் என்றாலும், வானியற்பியலாளர்கள் அவை இருப்பது உறுதி என்றே நம்புகிறார்கள்.

சூரியக் குடும்பத்தின் இயக்கங்கள்குறித்து விளக்குவதற்குப் பெரும்பாலும் நியூட்டனின் ‘ஈர்ப்புவிசைக் கோட்பாடே’ போதுமானது. ஆனால், பல்சார்கள், கருந்துளைகள் போன்ற அதீத அடர்த்தி கொண்டவற்றைப் பற்றி விளக்குவதற்கு ஐன்ஸ்டைனின் ‘பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு’ இல்லாமல் முடியாது. அவற்றைக் கொண்டுதான் இந்தக் கோட்பாட்டின் எல்லைகள் எவை என்ற வானியல் பரிசோதனைகளை மேற்கொள்ள முடியும்.

கண்ணாமூச்சி காட்டும் ஈர்ப்பலைகள்

பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடுகுறித்த உச்சபட்ச சோதனைகளுள் ஒன்றுதான் ஈர்ப்பலைகள்குறித்த தேடல். ஏனென்றால், பெருநட்சத்திர வெடிப்பு (சூப்பர்நோவா), பல்சார்களை விண்மீன்கள் சுற்றிவருதல் போன்ற வானியற்பியல் நிகழ்வுகள் கால-வெளியில் (கால-வெளி = காலமும் வெளியும் பிணைந்திருக்கும் நிலை) அலைகளை உருவாக்கும் என்றும், அந்த அலைகள் விரிந்துகொண்டே செல்லும் என்றும் பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு கணித்திருக்கிறது. அதனால், ஈர்ப்பலைகளைக் கண்டுபிடிப்பது என்பது பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் நிரூபணத்துக்கு மிகவும் அவசியமாகிறது.

ஈர்ப்பலைகள் உணர்மானிகளைக் கொண்டு இதுபோன்ற ஈர்ப்பலைகளைக் கண்டுபிடிக்க முயல்கிறார்கள். அமெரிக்காவின் லிகோ, ஐரோப்பாவின் விர்கோ ஆகிய இரண்டு ஈர்ப்பலைகள் உணர்மானிகளின் உணர்திறன் தற்போது அதிகரிக்கப்பட்டிருக்கிறது. புவியைக் கடந்துசெல்லக் கூடிய ஈர்ப்பலைகளைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான வேட்டையை இந்த இரண்டு உணர்மானிகளும் தொடங்கும். அது மட்டுமல்லாமல், ஐரோப்பிய விண்வெளி மையம் விண்வெளியில் ஈர்ப்பலைகளைக் கண்டுபிடிப்பதற்காக லிஸா பாத்ஃபைண்டர் என்ற விண்வெளித் துழாவியை (ஸ்பேஸ் புரொப்) இந்த ஆண்டு செப்டம்பர் மாதம் அனுப்புகிறது.

அழகானது; எளிமையானது

நமக்கு அதிர்ஷ்டம் இருந்தால், பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் மேன்மைகளும் போதாமைகளும் எவையென்று இந்த ஆண்டில் அறிந்துகொள்ளலாம். எதுவாக இருந்தாலும், இந்தக் கோட்பாட்டின் மேல் உள்ள மரியாதை சற்றும் குறைந்துவிடப்போவதில்லை. “இருக்கும் கோட்பாடுகளிலேயே மிகவும் அழகானது இதுதான்!” என்று ஆஸ்திரிய-ஸ்விஸ் இயற்பியலாளர் வூல்ஃப்கேங் பவுலி இந்தக் கோட்பாட்டைப் பற்றிக் குறிப்பிட்டார். பெரும்பாலான இயற்பியலாளர்கள் (ஐன்ஸ்டைன் உட்பட) இந்தக் கோட்பாட்டை நம்பியதற்குக் காரணம், பல்வேறு ஆய்வுகள் மூலம் அது நிரூபிக்கப்பட்டிருப்பது மட்டும் அல்ல, அந்தக் கோட்பாடு மிகவும் அழகானது, எளிமையானது என்று அவர்கள் கருதியதால்தான்.

- ஃபிலிப் பால், அறிவியல் எழுத்தாளர், ‘நேச்சர்’ இதழின் முன்னாள் ஆசிரியர்.

© ‘தி நியூயார்க் டைம்ஸ்’ - | சுருக்கமாகத் தமிழில்: ஆசை |

ஐன்ஸ்டைனைக் கடவுளாக்கிய 1919-ம் ஆண்டு 

‘மிகவும் அதிகமான நிறையைக் கடக்கும்போது ஒளி வளையும்’ முதலான கணிப்புகளுடன் பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டை 1915-ல் ஐன்ஸ்டைன் முன்வைத்தார். எனினும் அந்தக் கோட்பாடு உறுதியாக நிரூபிக்கப்பட்டது 1919-ல் நிகழ்ந்த சூரிய கிரகணத்தின்போதுதான்.

ஐன்ஸ்டைனின் இந்தக் கணிப்பு சரியானதா என்பதை நிரூபிக்க 1917-ல் பிரிட்டனைச் சேர்ந்த வானியலாளர் சர் ஃபிராங்க் வாட்சன் டைசன் ஒரு யோசனையை முன்வைத்தார். 1919-ம் ஆண்டில் மே மாதம் 29-ல் முழுமையான சூரிய கிரகணம் நிகழவிருந்தது. அந்தக் கிரகணத்தின்போது சூரியன், ஹயாடெஸ் விண்மீன் கொத்தை (அதாவது ஹயாடெஸ் விண்மீன் கொத்துக்கும் பூமிக்கும் இடையே) கடந்துசெல்லும் என்று கணிக்கப்பட்டது. சூரியனின் ஈர்ப்புவிசைப் புலத்தை அந்த விண்மீன் கொத்தின் ஒளி கடந்துசெல்லும்போது கிரகணத்தின் காரணமாக அந்த விண்மீன் ஒளி நமக்குப் புலனாகும்; சூரியனின் ஈர்ப்புப் புலத்தைக் கடக்கும்போது ஒளியின் பாதையில் ஏதாவது விலகல் தென்படுகிறதா என்பதைக் கண்டறியலாம் என்றும் யோசனை கூறப்பட்டது.

இதைத் தொடர்ந்து 1919-ல் பிரிட்டனைச் சேர்ந்த வானியலாளர் எடிங்டன் தலைமையில் இந்த ஆய்வு மேற்கொள்வதென்று முடிவுசெய்யப்பட்டது. கிரகணத்துக்கு முன்னதாக 1919-ம் ஆண்டின் ஜனவரி, பிப்ரவரி மாதங்களில் ஹயாடெஸ் விண்மீன்கள் அண்டவெளியில் அமைந்திருக்கும் உண்மையான ஸ்தானங்கள் குறித்துக்கொள்ளப்பட்டன. ஹயாடெஸ் விண்மீன்களின் ஒளி பூமியை நோக்கி வரும் பாதைக்கு அருகே சூரியன் இல்லாத சமயம், அந்த ஒளியில் விலகல் இருக்காது என்பதால் ஒப்பீட்டுக்காக அந்த விண்மீன்களின் உண்மையான ஸ்தானங்களைக் குறித்துவைத்துக்கொண்டார்கள்.

ஐன்ஸ்டைனின் கணிப்பு உண்மையாக இருந்தால், அந்த சூரிய கிரகணத்தின்போது விண்மீன்களின் ஒளி சூரியனைக் கடக்கும் தருணத்தில் விலகல் இருக்குமல்லவா, அதையும் குறித்துக்கொண்டு இரண்டு அளவுகளையும் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால் உண்மை தெரிந்துவிடுமல்லவா? அதுதான் திட்டம்! (முழுமையான சூரிய கிரகணத்தின்போது நிலா மறைப்பதால் சூரியன் நமக்குத் தெரியாதே தவிர, சூரியன் அந்த இடத்தில்தான் இருக்கும் என்பதை நினைவில் கொள்ளவும்).

ஹயாடெஸ் விண்மீன் கொத்து, சூரியன், பூமி இந்தக் கோட்டில் கிரகண நிகழ்வின்போது ஒளிவிலகல் ஏற்படும் என்றால், அதைத் தெளிவாகப் பார்க்கக் கூடிய இடமாக மேற்கு ஆப்பிரிக்கக் கடற்கரையை ஒட்டி இருக்கும் பிரின்சிபி தீவைத் தேர்ந்தெடுத்து, தகுந்த உபகரணங் களோடு எடிங்டன் அங்கே பயணமானார். ஆய்வில் ஏதாவது தடங்கல் ஏற்பட்டால் என்ன செய்வது என்பதற்காக வேறொரு குழுவை பிரேசிலின் சோப்ராலுக்கு எடிங்டன் அனுப்பினார்.

நல்லவேளையாக, தடங்கல் இல்லாமல் சூரிய கிரகணத் தின்போது ஆய்வை மேற்கொண்டு தன் அவதானங்களை எடிங்டன் பதிவுசெய்தார். லண்டனுக்குத் திரும்பியவுடன் அவரது அவதானங்கள் பரிசோதிக்கப்பட்டன. சூரியனின் ஈர்ப்புவிசைப் புலத்தைக் கடக்கும்போது ஒளி மிகச் சிறு அளவில் வளைகிறது என்பது உறுதியானது. நவம்பர் 6, 1919 அன்று தனது ஆய்வின் முடிவை எடிங்டன் உலகத்துக்கு அறிவித்தார். அப்புறமென்ன, மறு நாள் உலகம் முற்றிலுமாக மாறிவிட்டது. ஒரு புதிய கடவுளும் உலகத்துக்குக் கிடைத்துவிட்டார். அவர் பெயர் ஐன்ஸ்டைன்!

- ஆசை

தொடர்புக்கு: asaithambi.d@thehindutamil.co.in

பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடுஐன்ஸ்டைன்100-வது ஆண்டு

You May Like

More From This Category

More From this Author