Jan 27, 2014

സ്റ്റീഫന്‍ ഹോക്കിങ് പറഞ്ഞതും നാം കേട്ടതും...

കഴിഞ്ഞ ദിവസം വിഖ്യാത ശാസ്ത്രജ്ഞനായ സ്റ്റീഫന്‍ ഹോക്കിങ് നടത്തിയ ഒരു പ്രസ്താവന വലിയ വാര്‍ത്താ പ്രധാന്യം നേടിയിരിക്കുകയാണ്. ബ്ലാക് ഹോളുകള്‍ അല്ലെങ്കില്‍ തമോഗര്‍ത്തങ്ങള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ബാഹ്യാകാശ വസ്തുക്കള്‍ സത്യത്തില്‍ നിലവിലില്ല എന്നദ്ദേഹം പറഞ്ഞതായാണ് വാര്‍ത്ത. പൊതുജനങ്ങള്‍ക്ക് ബ്ലാക് ഹോളുകളെ പരിചയപ്പെടുത്തിക്കൊടുക്കുന്നതില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ പങ്ക് വഹിച്ചത് ഹോക്കിങ്ങിന്റെ തന്നെ പോപ്പുലര്‍ സയന്‍സ് പുസ്തകങ്ങള്‍ ആയിരുന്നു എന്നതിനാല്‍ കൂടി, ഈ വാര്‍ത്ത വലിയൊരു ഞെട്ടലാണ് ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത് എന്ന്‍ തോന്നുന്നു. ഹോക്കിങ്ങിന്റെ പുതിയ സിദ്ധാന്തവും പഴയ സിദ്ധാന്തവും താരതമ്യം ചെയ്ത് ആധികാരികമായി അഭിപ്രായം പറയാനുള്ള അറിവ് എനിക്കീ വിഷയത്തില്‍ ഇല്ല എന്നിരിക്കിലും, ഒരു സാധാരണക്കാരന്റെ കാഴ്ചപ്പാടില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന ആശയക്കുഴപ്പത്തിന് ഒരല്‍പം പരിഹാരം ഉണ്ടാക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന് തോന്നുന്നു.

എന്താണ് ബ്ലാക് ഹോളുകള്‍? നമ്മള്‍ നിത്യജീവിതത്തില്‍ കാണുന്ന വസ്തുക്കളെപ്പോലെ തന്നെയുള്ള വസ്തുക്കള്‍ തന്നെയാണ് ബ്ലാക് ഹോളുകള്‍. ഒറ്റ വ്യത്യാസമേ ഉള്ളൂ -ഒടുക്കത്തെ സാന്ദ്രത! എത്ര സാന്ദ്രത (density) വരും എന്ന്‍ ചോദിച്ചാല്‍: ഒരു ഗ്ലാസ് വെള്ളത്തിന് എത്ര ഭാരമുണ്ടാകും എന്നറിയാമല്ലോ. (ഒരു ഗ്ലാസ് വെള്ളത്തിന് അതേ വലിപ്പമുള്ള തെര്‍മോകോള്‍ കഷണത്തെക്കാള്‍ ഭാരമുള്ളത് വെള്ളത്തിന് സാന്ദ്രത കൂടുതല്‍ ഉള്ളതുകൊണ്ടാണ്) ഇനി ഇതേ സ്ഥാനത്ത് ഒരു ഗ്ലാസില്‍ ഒരു ബ്ലാക് ഹോളില്‍ നിന്നുള്ള ദ്രവ്യം എടുത്താല്‍ അതിനു ഏതാണ്ട് എവറസ്റ്റ് കൊടുമുടിയുടെ ഭാരം കാണും!! ഈ സാന്ദ്രതയാണ് ബ്ലാക് ഹോളുകളെ സ്പെഷ്യല്‍ ആക്കുന്നത്. സാന്ദ്രത കൂടും തോറും  ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഗുരുത്വശേഷിയും കൂടും. ഭൂമിയില്‍ നിന്നും ഒരു കല്ല് മുകളിലേക്ക് എറിഞ്ഞാല്‍ അത് മുകളിലേക്ക് പോകും തോറും വേഗത കുറയുകയും ഒരു പ്രത്യേക ഉയരത്തില്‍ എത്തിയശേഷം വേഗത പൂജ്യമായി പിന്നെ തിരിച്ച് വരുകയും ചെയ്യും. നിങ്ങള്‍ അല്പം കൂടി വേഗതയില്‍ എറിഞ്ഞാല്‍ ഇതേ കാര്യം നടക്കുമെങ്കിലും നേരത്തേതിനെക്കാള്‍ കുറച്ചുകൂടി ഉയരത്തില്‍ എത്താന്‍ കല്ലിന് കഴിയും. വേഗത കൂട്ടി ഏറിയുംതോറും കല്ല് പൊങ്ങുന്ന ഉയരവും കൂടും. ഇങ്ങനെ വേഗത കൂട്ടിക്കൂട്ടി ഒരു പ്രത്യേക വേഗത കടന്നാല്‍ (11.2 km/s) പിന്നെ ആ കല്ല് തിരിച്ച് വരില്ല. അത് ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വം മറികടന്ന് രക്ഷപ്പെടും. ഇങ്ങനെ ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഗുരുത്വം മറികടന്ന് രക്ഷപ്പെടാനുള്ള മിനിമം വേഗതയെ അവിടത്തെ പലായന പ്രവേഗം (escape velocity) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ഭൂമിയില്‍ 11.2 km/s ആണെങ്കില്‍ വ്യാഴത്തില്‍ നിങ്ങള്‍ 59.6 km/s വേഗതയില്‍ എറിഞ്ഞാലേ കല്ല് വ്യാഴത്തിന്റെ ഗുരുത്വം ഭേദിച്ച് പുറത്തുപോകൂ. ബ്ലാക് ഹോളില്‍ ചെല്ലുമ്പോ ഈ കഥ കൈവിട്ടുപോകും. അവിടെ പലായന പ്രവേഗം പ്രകാശവേഗത്തെക്കാള്‍ കൂടുതലാണ്. (ഒരു കാര്യം ഓര്‍ക്കുക: വലിപ്പമല്ല, സാന്ദ്രതയാണ് ബ്ലാക് ഹോളിനെ അങ്ങനെ ആക്കുന്നത്. ഭൂമിയെ ഒരു കപ്പലണ്ടിയുടെ വലിപ്പത്തിലേക്ക് സങ്കോചിപ്പിച്ചാല്‍ അതും ഒരു 'കപ്പലണ്ടി ബ്ലാക് ഹോള്‍' ആയി മാറും. ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പത്തിലും ബ്ലാക് ഹോളുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടാം) പ്രകാശവേഗം പ്രാപഞ്ചിക സ്പീഡ് ലിമിറ്റ് (cosmic speed limit) ആണെന്നറിയാമല്ലോ. അതിനെക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കാന്‍ ഒരു വസ്തുവിനും കഴിയില്ല എന്നതിനാല്‍ ബ്ലാക് ഹോള്‍ നമ്മളെ സംബന്ധിച്ചു ഒരു നിഗൂഢത ആയി മാറുന്നു. പ്രകാശത്തിന് പോലും അവിടം വിട്ട് പുറത്തുവരാന്‍ കഴിയില്ല എന്നതിനാല്‍ അതിനുള്ളില്‍ നടക്കുന്ന 'ബിസിനെസ്' എന്താണെന്നതിന് ഊഹാപോഹങ്ങള്‍ മാത്രമേ സാധ്യമുള്ളൂ. സംഭവ ചക്രവാളം (event horizon) എന്ന്‍ പേരിടുന്ന ഒരു അതിര് ഒരു ബ്ലാക് ഹോളിനെ ചുറ്റുപാടുകളില്‍ നിന്നും വേര്‍തിരിക്കുന്നു. പിണ്ഡമുള്ള ഏതൊരു വസ്തുവും അതിനു ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലകാലത്തെ (spacetime) വളയ്ക്കുന്നുണ്ട്. ബ്ലാക് ഹോളിന്റെ ഭീമമായ ഗുരുത്വപ്രഭാവം കൊണ്ട് അത് അതിന് ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലകാലത്തെ അതിനുള്ളിലേക്ക് തന്നെ മടക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഇങ്ങനെ അകത്തോട്ട് മടങ്ങുന്ന വക്കാണ്  സംഭവ ചക്രവാളം എന്ന്‍ പറയാം. പുറത്തു നിന്നും ബ്ലാക് ഹോളിനടുത്തേക്ക് നീങ്ങുന്ന ഒരു വസ്തു ഈ സംഭവചക്രവാളം കടക്കുന്ന പക്ഷം അതിന്റെ തിരിച്ചുവരവ് അസാധ്യമാകുന്നു. So Event Horizon is the point of no return!

പക്ഷേ ഇവിടെയൊരു വലിയ പ്രശ്നമുണ്ട്. പുറത്തുനിന്നും ഒരു വസ്തു ബ്ലാക് ഹോളിന്റെ ഉള്ളില്‍ പോയി, അതുകൊണ്ട് ഇനി അതിനെക്കുറിച്ച് വിവരമൊന്നും കിട്ടില്ല എന്നുപറഞ്ഞു കേസ് ക്ലോസ് ചെയ്യാന്‍ ഇത് കേരളാ പോലീസിന്റെ ക്രൈം ഫയല്‍ അല്ല. ചില അടിസ്ഥാന ഭൌതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങള്‍ക്ക് മറുപടി പറഞ്ഞേ പറ്റൂ. രണ്ടാം താപഗതിക സിദ്ധാന്തം (second law of thermodynamics) ആണ് അവയില്‍ പ്രധാന എതിര്‍പ്പ് ഉയര്‍ത്തുന്നത്. ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു വിവക്ഷ ഒരു ഭൌതിക വസ്തുവിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരം ഒരിയ്ക്കലും നശിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയില്ല എന്നതാണ്. മറ്റൊരു ശല്യം റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറിയും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സും തമ്മിലുള്ള പൊരുത്തക്കേടാണ്. സാധാരണ ഗതിയില്‍ ഇവര്‍ തമ്മില്‍ നേരിട്ട് ഒരു കൊമ്പു കോര്‍ക്കല്‍ ഉണ്ടാവാറില്ല. റിലേറ്റിവിറ്റി ഭൂമി,ചന്ദ്രന്‍, സൂര്യന്‍ എന്നിങ്ങനെ പിണ്ഡം കൂടിയ ഭീമന്‍ വസ്തുക്കളുടെ കാര്യങ്ങള്‍ നോക്കി നടത്തുമ്പോ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് വളരെ ചെറിയ സ്കെയിലില്‍ (ആറ്റങ്ങളുടെ ലെവലില്‍) ഉള്ള കാര്യങ്ങളുടെ നടത്തിപ്പുമായി അങ്ങ് കഴിയുകയാണ് ചെയ്യുക. വലിയ പിണ്ഡമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തില്‍ ക്വാണ്ടം പ്രതിഭാസങ്ങളും സൂക്ഷ്മമായ പിണ്ഡമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തില്‍ ഗുരുത്വ പ്രഭാവവും പാടേ അവഗണിക്കാവുന്നത്ര ചെറുതാണ്. എന്നാല്‍ ബ്ലാക് ഹോളിന്റെ കാര്യം നോക്കണേ, അവിടെ ഭാരം വളരെ കൂടുതലാണ് അതോടൊപ്പം തന്നെ ഭീകരമായ സാന്ദ്രത കാരണം വളരെ ചെറിയ കണങ്ങള്‍ ഞെരുങ്ങിച്ചേര്‍ന്ന് വളരെ ചെറിയ അകലങ്ങളിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതും. ഫലമോ? തമ്മില്‍ നേര്‍ക്ക് നേരെ കാണാന്‍ പാടില്ലാത്ത ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിനെയും റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറിയെയും ഒരുമിച്ച് നിര്‍ത്തിവേണം ബ്ലാക് ഹോളിലെ കാര്യങ്ങള്‍ തീരുമാനിക്കാന്‍. പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട ഈ രണ്ടു സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ തമ്മിലുള്ള കടിപിടിയാണ് ബ്ലാക് ഹോളിനെ ഇന്നും ഒരു ഹോട്ട് ടോപ്പിക് ആയി ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ഇടയില്‍ നിര്‍ത്തുന്നത്. ഇവര്‍ക്കിടയില്‍ ഒരു കോമ്പ്രമൈസ് ഉണ്ടാക്കാന്‍ വേണ്ടി നടത്തിയ സിദ്ധാന്ത രൂപീകരണങ്ങള്‍ വിരോധാഭാസങ്ങളുടെ (paradox) ഒരു പട തന്നെയാണ് ഉണ്ടാക്കിയത്. അവയെല്ലാം കൂടി ഇവിടെ അവതരിപ്പിച്ചാല്‍ ഇപ്പോ നമ്മുടെ കൈയിലുള്ള വിവാദ വാര്‍ത്ത ചക്ക കുഴയുന്നതുപോലെ കുഴയും. അതിനാല്‍ ഒരൊറ്റ കാര്യം മാത്രം അവതരിപ്പിക്കാം.

ഈവെന്‍റ് ഹൊറൈസണ്‍ ആണ് ഇവിടുത്തെ പ്രധാന പ്രശ്നം. ഒരു വസ്തു ബ്ലാക് ഹോളിന്റെ ഉള്ളിലേക്ക് വീഴുന്നു എന്നു വിചാരിക്കുക. ജനറല്‍ തിയറി അനുസരിച്ചാണെങ്കില്‍ ഈവന്‍റ് ഹൊറൈസണ്‍ കടക്കുന്ന സമയത്ത് ആ വസ്തുവിന് പ്രത്യേകിച്ച് ഒന്നും സംഭവിക്കില്ല. No drama situation! എന്നാല്‍ ഈ ബോര്‍ഡര്‍ കടന്ന്‍ ബ്ലാക് ഹോളിന്റെ ഉള്ളിലേക്ക് കൂടുതല്‍ പോകുംതോറും അവിടത്തെ അപാരമായ ഗ്രാവിറ്റിയുടെ വലിവ് വസ്തുവിനെ കീറി മുറിക്കും (tidal shear). പക്ഷേ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് അനുസരിച്ച് ഇതല്ല സംഭവിക്കുക. എഴുപതുകളില്‍ സ്റ്റീഫന്‍ ഹോക്കിങ് തന്നെ അവതരിപ്പിച്ച ഹോക്കിങ് വികിരണം എന്നൊരു ആശയമുണ്ട്. ഇതനുസരിച്ച് ബ്ലാക് ഹോളുകള്‍ ശരിക്കും 'ബ്ലാക്' അല്ല. ഈവന്റ് ഹൊറൈസണിനോട് ചേര്‍ന്ന് കണങ്ങളും പ്രതികണങ്ങളും ഉണ്ടാകുകയും (particle-antiparticle pair production) ജോഡികളില്‍ ഒരെണ്ണം വീതം ഈവന്റ് ഹൊറൈസണില്‍ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് വികിരണങ്ങളുടെ രൂപത്തില്‍ പുറപ്പെടുവിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുമെന്ന്‍ ഹോക്കിങ്  സിദ്ധാന്തിച്ചു. ഇതാണ് ഹോക്കിങ് വികിരണം (Hawking radiation). കണം-പ്രതികണം ജോഡികളില്‍ ഒരെണ്ണം ഈവന്‍റ് ഹൊറൈസണിന് അകത്തേയ്ക്കും ഒരെണ്ണം പുറത്തേയ്ക്കുമാണ് പോകുന്നത് എങ്കിലും ഇവ തമ്മില്‍ ക്വാണ്ടം എന്‍റാങ്കില്‍മെന്‍റ് (വിശദീകരണം ഒഴിവാക്കുന്നു. എത്ര ദൂരേക്ക് അകന്ന്‍ പോയാലും ഈ കണങ്ങളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന അദൃശ്യമായ ഒരു കെട്ടാണ് ക്വാണ്ടം എന്‍റാങ്കില്‍മെന്‍റ് എന്ന്‍ തത്കാലം മനസിലാക്കുക) വഴി പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കും. 2012-ല്‍ കാലിഫോര്‍ണിയ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയില്‍ ഈ വിഷയത്തെക്കുറിച്ച് അടിപിടി കൂടാന്‍ വിളിച്ചുചേര്‍ത്ത കോണ്‍ഫറന്‍സില്‍ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ആശയം- ബ്ലാക് ഹോളില്‍ വീഴുന്ന വസ്തുക്കളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരം നശിപ്പിക്കപ്പെടാതെ ഇരിക്കാന്‍ ആ വിവരം ഹോക്കിങ് റേഡിയേഷനില്‍ രേഖപ്പെടുത്തപ്പെടുകയും അതിനോടൊപ്പം പുറത്തേക്ക് പ്രവഹിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്നാണ്. അവിടെ ഒരു പ്രശ്നമുള്ളത് ഹോക്കിങ് റേഡിയേഷനിലെ എല്ലാ കണങ്ങളും ഈവന്‍റ് ഹൊറൈസണിന് ഉള്ളിലേക്ക് പോയ ഓരോ കണങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്ന്‍ പറഞ്ഞല്ലോ. ഈ എന്‍റാങ്കില്‍മെന്‍റ് (കെട്ട്) പൊട്ടിച്ചാല്‍ മാത്രമേ ബ്ലാക് ഹോളിലേക്ക് വീഴുന്ന വസ്തുവിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരം ഹോക്കിങ് റേഡിയേഷന്‍ കണങ്ങള്‍ക്ക് വഹിക്കാന്‍ കഴിയൂ. ക്വാണ്ടം എന്‍റാങ്കില്‍മെന്‍റ് പൊട്ടുക എന്നത് വലിയ അളവിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജം സ്വതന്ത്രമാകുന്ന പ്രക്രിയ ആണ്. ഫലത്തില്‍, ഈവെന്‍റ് ഹൊറൈസണില്‍ ഒരു തീ-മതില്‍ ("firewall") രൂപം കൊള്ളുന്നു. black hole firewall എന്ന്‍ വിളിക്കുന്ന ഇത് ബ്ലാക് ഹോളിലേക്ക് ഒരു വസ്തുവിനും വീഴാന്‍ കഴിയില്ല എന്ന സാഹചര്യം ഉണ്ടാക്കുന്നു. (വീഴും മുന്നേ ഫയര്‍വാളില്‍ അത് ദഹിച്ചുപോകും) കന്‍ഫ്യൂഷന്‍ ആയല്ലോ അല്ലേ? Information paradox (ബ്ലാക് ഹോളിലേക്ക് വീഴുന്ന വസ്തുവിനെക്കുറിച്ചുള്ള എല്ലാ വിവരങ്ങളും എന്നെന്നേയ്ക്കുമായി നഷ്ടപ്പെട്ടുപോകുന്നു), firewall paradox (ബ്ലാക് ഹോളിലേക്ക് വീഴുന്നതിന് മുന്നേ വസ്തുക്കള്‍ ദഹിച്ചുപോകുന്നു) എന്നൊക്കെ പേരിട്ടു വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഈ പ്രശ്നങ്ങള്‍ ഇന്ന്‍ ജീവിച്ചിരിക്കുന്ന കൊടികുത്തിയ ശാസ്ത്ര പ്രതിഭകളെ പോലും വട്ടം കറക്കുകയാണ്. അപ്പോപ്പിന്നെ ഇത്തിരി കണ്‍ഫ്യൂഷനൊക്കെ നമ്മളെപ്പോലുള്ള പാവങ്ങളും സഹിച്ചേ പറ്റൂ.

ഇനി പ്രധാന വിഷയത്തിലേക്ക് വരാം. സത്യത്തില്‍ ബ്ലാക് ഹോളുകള്‍ ഇല്ല എന്ന്‍ ഹോക്കിങ് പറഞ്ഞോ?

ഇല്ല!

ഇതുവരെയുള്ള ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളുടെ ചിത്രം യഥാര്‍ത്ഥമല്ല എന്നാണ് ഹോക്കിങ് പറഞ്ഞിരിക്കുന്നത്. അതായത്, ബ്ലാക് ഹോളുകളുടെ നിര്‍വചനത്തില്‍ ഒരു ചെറിയ പരിഷ്കരണം. ഇപ്പോഴുള്ള ഈവന്‍റ് ഹൊറൈസണ്‍ എന്ന സങ്കല്‍പ്പത്തെ അദ്ദേഹം അവഗണിക്കുന്നു. ഗ്രാവിറ്റിയാല്‍ വളയ്ക്കപ്പെടുന്ന സ്ഥലകാലത്തിന്റെ 'കൃത്യമായ അല്ലെങ്കില്‍ കൂര്‍ത്ത ഒരു വക്ക്' എന്നതിന് പകരം ഹോക്കിങ് വികിരണങ്ങളുടെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള്‍ (quantum fluctuations എന്ന്‍ വിളിക്കും. അതെന്താണ് എന്ന്‍ ഇവിടെ വിശദീകരിക്കാന്‍ നിര്‍വാഹമില്ല) കൊണ്ട് മാത്രം വേര്‍തിരിച്ചറിയപ്പെടുന്ന 'അവ്യക്തമായ ഒരു അതിര്' ആകാം ബ്ലാക് ഹോളുകളെ ചുറ്റുപാടില്‍ നിന്ന്‍ വേര്‍തിരിക്കുന്നത് എന്നാണ് അദ്ദേഹം പറയുന്നത്. 'Event Horizon' എന്നതിന് പകരം 'Apparent Horizon' എന്നൊരു സങ്കല്‍പ്പം അദ്ദേഹം മുന്നോട്ട് വെക്കുന്നു. ഇത് ശരിയാണെങ്കില്‍ - ശരിയാണെങ്കില്‍ മാത്രം - ഇന്ന്‍ നമ്മളെ അലട്ടുന്ന information-firewall paradoxes-നു ഒരു പരിഹാരമാകും. ബ്ലാക് ഹോളുകള്‍ ഇല്ല എന്ന്‍ ഇതിനര്‍ത്ഥമില്ല.

പ്രത്യേകം ശ്രദ്ധിയ്ക്കുക: കാലിഫോര്‍ണിയയിലെ ഒരു സ്ഥാപനത്തിന് വേണ്ടി ഹോക്കിങ് സ്കൈപ്പ് വഴി നല്കിയ ഒരു ലക്ചര്‍ അതേപടി പൊതുജനങ്ങള്‍ക്ക് മുന്നിലേക്ക് അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതാണ് ഇപ്പോ വാര്‍ത്താപ്രധാന്യം നേടിയിരിക്കുന്ന ആശയം. "വിവര സംരക്ഷണവും ബ്ലാക് ഹോളുകളിലെ കാലാവസ്ഥാ പ്രവചനവും" എന്ന തമാശപ്പേരില്‍, വെറും രണ്ടു പേജുകളിലായി വളരെ ചുരുക്കി, ഒരു ഗണിത സമവാക്യം പോലും സൂചിപ്പിക്കാതെയാണ് അദ്ദേഹം ഇത് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇത് peer-reviewed ആയിട്ടുള്ള ഒരു അധികാരിക പ്രബന്ധം അല്ല. പല പ്രമുഖ ശാസ്ത്രജ്ഞരും ഇതിനോട് തുറന്ന വിയോജിപ്പ് പ്രകടിപ്പിച്ചിട്ടുമുണ്ട്. ഹോക്കിങ് മഹാനായ ഒരു ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്. പോപ്പുലര്‍ ശാസ്ത്രപുസ്തകങ്ങള്‍ വഴി പൊതുജനങ്ങള്‍ക്കും മാധ്യമങ്ങള്‍ക്കും അദ്ദേഹം കൂടുതല്‍ പ്രിയപ്പെട്ടവനാകുന്നു എന്നേയുള്ളൂ, അതിനര്‍ത്ഥം അദ്ദേഹം ശാസ്ത്രത്തിലെ അവസാന വാക്കാണ് എന്നല്ല.  അന്തിമ സുവിശേഷങ്ങള്‍ ശാസ്ത്രത്തിന്റെ രീതിയല്ല എന്ന്‍ നമ്മളോര്‍ക്കണം. എന്തായാലും ഒരു കാര്യം ഉറപ്പുതരാം, ഈവന്‍റ് ഹൊറൈസണ്‍ ഇല്ലാതായതുകൊണ്ട് മാത്രം പെട്രോളിനും അരിയ്ക്കും പച്ചക്കറിയ്ക്കുമൊന്നും വില കൂടാന്‍ പോകുന്നില്ല.

Jan 25, 2014

ബ്ലാക് ബോഡി തലവേദന: ക്വാണ്ടം കള്ളക്കളികള്‍ -2

ക്വാണ്ടം ലോകത്തെ വിചിത്ര വിശേഷങ്ങളെ കുറിച്ച് നമ്മള്‍ സംസാരിച്ചു തുടങ്ങിയ പോസ്റ്റിന്റെ തുടര്‍ച്ചയാണ് ഇത്. സാധാരണക്കാര്‍ക്ക് കൂടുതല്‍ എളുപ്പത്തില്‍ മനസ്സിലാക്കാനും വേണമെങ്കില്‍ പരീക്ഷിച്ചുനോക്കാനും കഴിയുന്ന പ്രതിഭാസം എന്ന നിലയിലാണ് ഡബിള്‍ സ്ലീറ്റ് പരീക്ഷണം നമ്മള്‍ ആദ്യമേ ചര്‍ച്ചയ്ക്ക് എടുത്തത്. എന്നാല്‍ ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിനെ കുറിച്ച് പറയുമ്പോ ചരിത്രപരമായി നോക്കിയാല്‍ ആദ്യം പറയേണ്ട കാര്യമാണ് രണ്ടാമതായി ഇവിടെ നമ്മള്‍ പറയുന്നത്. ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സെന്ന വിപ്ലവത്തിന് തുടക്കമിടാനും ആ പേരിന് പോലും കാരണമായ കള്ളക്കളിയാണ് അത്: ബ്ലാക് ബോഡി വികിരണം.

ബ്ലാക് ബോഡി വികിരണം എന്ന തലവേദന:

ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ചരിത്രം നോക്കിയാല്‍ ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആരംഭത്തില്‍ നമ്മുടെ ഈ ലോകത്തെ ഏതാണ്ട് പൂര്‍ണ്ണമായും നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കിക്കഴിഞ്ഞു എന്നൊരു ധാരണ പല ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്കിടയിലും പരന്നിരുന്നു. ഐസക് ന്യൂട്ടന്‍, ജെയിംസ് മാക്സ്വെല്‍ തുടങ്ങിയവരുടെ സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ അതുവരെയുള്ള എല്ലാ ഭൌതിക പ്രതിഭാസങ്ങളെയും ഭംഗിയായി വിശദീകരിച്ചിരുന്നു. ആ നിയമങ്ങള്‍ക്കുണ്ടായിരുന്ന അജയ്യതയും അത്ഭുതകരമായ വിജയവും ആയിരുന്നു അതിന് പ്രധാനകാരണം. എന്നാല്‍ ഈ നിയമങ്ങള്‍ക്ക് വഴങ്ങാത്ത ചില പ്രതിഭാസങ്ങളും ഉണ്ടായിരുന്നു. അവയില്‍ ഏറ്റവും പ്രധാനി black body radiation ആയിരുന്നു. ബ്ലാക് ബോഡി എന്നാല്‍ കറുത്ത വസ്തു എന്നല്ല കേട്ടോ അര്‍ത്ഥം. ആ പേരിന്റെ സാങ്കേതികത പരമാവധി ഒഴിവാക്കി അതുകൊണ്ട് എന്താണ് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത് എന്ന്‍ വളഞ്ഞ വഴിയില്‍ പറയാം.

ചൂടാകുന്ന വസ്തുവില്‍ നിന്നും വികിരണം (radiation) പുറത്തുവരും എന്നറിയാമല്ലോ. ചൂടാക്കിയ ഒരു ഇസ്തിരിപ്പെട്ടിയുടെ അടുത്ത് കൈ കൊണ്ടുചെന്നാല്‍ അതില്‍ തൊട്ടുനോക്കാതെ തന്നെ അതിന്റെ ചൂട് നമുക്കനുഭവപ്പെടുന്നത് അതില്‍ നിന്നുള്ള റേഡിയേഷന്‍ നമ്മുടെ കൈയില്‍ വന്ന്‍ തട്ടുന്നതുകൊണ്ടാണ്. ഈ റേഡിയേഷന്‍ എങ്ങനെ ഉണ്ടാകുന്നു എന്നതിന് പണ്ടത്തെ ഭൌതികശാസ്ത്രം നല്കിയ വിശദീകരണം വസ്തുക്കളിലെ ആറ്റങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെയും കമ്പനവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തിയായിരുന്നു. നമ്മള്‍ ഒരു വസ്തുവിനെ ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ അതിലേക്ക് തുടര്‍ച്ചയായി ഊര്‍ജം പകര്‍ന്നുകൊടുക്കുകയാണ് എന്നറിയാമല്ലോ. അപ്പോള്‍ ഈ ഊര്‍ജം ഏതെങ്കിലും രീതിയില്‍ ചെലവാക്കേണ്ട ആവശ്യമുണ്ട് അതിന്. ഈ ഊര്‍ജം ആഗിരണം ചെയ്ത് ആ വസ്തുവിലെ ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും കമ്പനം (vibration) ചെയ്യാന്‍ തുടങ്ങും. ഈ വൈബ്രേഷന്‍ എന്നത് അതിലെ ചാര്‍ജുകള്‍ ത്വരണത്തിന് വിധേയമാകുന്നതിന് (accelerate ചെയ്യപ്പെടുന്നതിന്) തുല്യമാണല്ലോ. ജെയിംസ് ക്ലാര്‍ക് മാക്സ്വെല്‍ രൂപം നല്കിയ Maxwell's equations അനുസരിച്ച് ത്വരണ വിധേയമാകുന്ന ചാര്‍ജുകള്‍ വികിരണോര്‍ജ്ജം പുറത്തുവിടാന്‍ തുടങ്ങും. വികിരണമാണ് ചൂടാക്കപ്പെടുന്ന വസ്തുക്കളില്‍ നിന്ന് 'ചൂട്' ആയും 'പ്രകാശം' ആയും പുറത്തുവരുന്നത്Footnote-1.

ഇതേ കാര്യം തിരിച്ചും സംഭവിക്കാം. ഒരു വസ്തുവില്‍ റേഡിയേഷന്‍ വീഴുമ്പോ ആ വസ്തുവിലെ കണങ്ങള്‍ കമ്പനത്തിന് വിധേയമാകാം. റേഡിയേഷന്‍ എന്നത് അടിസ്ഥാനപരമായി ക്രമമായി മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രിക് ഫീല്‍ഡ് ആയതുകൊണ്ടാണ് ഈ ഫീല്‍ഡിനാല്‍ ബാധിക്കപ്പെടുന്ന കണങ്ങള്‍ വൈബ്രെറ്റ് ചെയ്യുന്നത്. അങ്ങനെ വസ്തുവിലെ കണങ്ങളുടെ ശരാശരി ഗതികോര്‍ജ്ജം (kinetic energy) കൂടുന്നു. അങ്ങനെ ആ വസ്തു ചൂടാവുന്നു. റേഡിയേഷന്‍ വീഴുമ്പോ ചൂടാവുന്ന പ്രക്രിയയും ചൂടാവുന്ന വസ്തു റേഡിയേഷന്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന പ്രക്രിയയും അടിസ്ഥാനപരമായി വിപരീതദിശകളില്‍ നടക്കുന്ന ഒരേ പ്രക്രിയ ആണെന്ന് മനസിലായല്ലോ. ഓരോ വസ്തുവിലും ഈ പ്രക്രിയ വ്യത്യസ്ഥ അളവിലാണ് നടക്കുന്നത്. ഗ്ലാസ്സ് പോലുള്ള വസ്തുക്കളില്‍ ഈ റേഡിയേഷന്‍-ചൂട് പിടിക്കല്‍-റേഡിയേഷന്‍ ചക്രം അത്ര ഗണ്യമല്ല. അതുകൊണ്ടാണ് പ്രകാശം ഉള്‍പ്പെടെയുള്ള റേഡിയേഷനുകള്‍ അതിലൂടെ കടന്ന്‍ പോകുന്നത്. (ഇതേ കാരണം കൊണ്ടാണ് ഗ്ലാസ് നമ്മുടെ ജനാലകളില്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയുന്നത്. അല്ലായിരുന്നെങ്കില്‍ ജനല്‍ ചൂടായി റേഡിയേഷന്‍ പുറത്തുവിട്ട് മുറിയും ചൂട് പിടിപ്പിച്ചേനെ). ലോഹങ്ങള്‍ പോലുള്ള വസ്തുക്കള്‍ റേഡിയേഷന്‍ കടത്തിവിടുന്നതിന് പകരം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയാണ് (reflect) ചെയ്യുന്നത്. അവയും വളരെ കുറച്ചു മാത്രമേ ആഗിരണം ചെയ്യാറുള്ളൂ. പക്ഷേ കരി പോലുള്ള വസ്തുക്കള്‍ അവയില്‍ വീഴുന്ന ഏതാണ്ട് മുഴുവന്‍ റേഡിയേഷനും ആഗിരണം ചെയ്യാന്‍ കഴിവുള്ളവയാണ്. അതുകൊണ്ട് കരി ഒരു ബ്ലാക് ബോഡി ആണെന്ന്‍ പറയാം. അതായത്, തന്നിലേക്ക് വീഴുന്ന എല്ലാ വികിരണങ്ങളെയും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കളെയാണ് ബ്ലാക് ബോഡി എന്ന്‍ വിളിക്കുന്നത്Footnote-2. ആഗിരണവും വികിരണവും അടിസ്ഥാനപരമായി ഒരേ പ്രക്രിയ ആയതിനാല്‍ നല്ല ആഗിരണശേഷി ഉള്ള വസ്തുവിന് അത്ര തന്നെ നല്ല വികിരണശേഷിയും ഉണ്ടാവും. സാധാരണഗതിയില്‍ എല്ലാ വസ്തുക്കളും ഏറിയോ കുറഞ്ഞോ ഒരു ബ്ലാക് ബോഡിയുടെ സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നുണ്ട്. ചൂടുള്ള ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്നും വരുന്ന വികിരണങ്ങളെയാണ് ബ്ലാക് ബോഡി റേഡിയേഷന്‍ എന്ന്‍ വിളിക്കുന്നത്.

ഈ പ്രതിഭാസത്തെക്കുറിച്ച് ഏറ്റവും ആദ്യം ശാസ്ത്രലോകം മനസിലാക്കിയത് ബ്ലാക് ബോഡി റേഡിയേഷന്റെ ഊര്‍ജം അത് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വസ്തുവിന്റെ താപനിലയ്ക്ക് ആനുപാതികമായിരിക്കും എന്നാണ്. നമുക്ക് ഊഹിക്കാവുന്ന പോലെ, കൂടുതല്‍ ചൂടുള്ള വസ്തുക്കള്‍ കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജം പുറപ്പെടുവിക്കും എന്നര്‍ത്ഥം. ഇതിനെ സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് സൂചിപ്പിച്ചാല്‍.
E α T4
അതായത് താപനില രണ്ടുമടങ്ങായാല്‍ പുറത്തുവരുന്ന ഊര്‍ജം 16 (24) മടങ്ങ് ആകും. ഇത് ബ്ലാക് ബോഡിയില്‍ നിന്ന്‍ വരുന്ന മൊത്തം ഊര്‍ജത്തിന്റെ കാര്യമാണ് പറഞ്ഞത്. ഇനി ഈ വികിരണങ്ങളില്‍ ഏതൊക്കെ wavelength ഉള്ള വികിരണങ്ങള്‍ ഉണ്ടെന്നും അവ ഓരോന്നും ഏതൊക്കെ അളവില്‍ ഉണ്ടെന്നും പരിശോധിച്ചു നോക്കാം. ഒരു ഗ്രാഫില്‍ നമ്മള്‍ x-axis ല്‍ wavelength എടുക്കുന്നു. എന്നിട്ട് ഒരു പ്രത്യേക താപനിലയിലുള്ള ഒരു ബ്ലാക് ബോഡിയില്‍ നിന്ന്‍ വരുന്ന വികിരണങ്ങളില്‍ ഓരോ wavelength-ഉം പ്രത്യേകം പരിശോധിച്ചു അവ ഓരോന്നും എത്രയെത്ര അളവില്‍ ഉണ്ടെന്ന് y-axis ല്‍ അടയാളപ്പെടുത്തുന്നു എന്നിരിക്കട്ടെ. താഴെ കാണുന്ന രൂപത്തിലുള്ള ഒരു curve ആണ് നമുക്ക് കിട്ടുക. 
അതായത് എല്ലാ ഫ്രീക്വെന്‍സി ഉള്ള റേഡിയേഷനുകളും ഒരേ അളവിലല്ല പുറത്തുവരുന്നത്. ചിത്രത്തില്‍ 2000 nm-ല്‍ താഴെ ഒരു പ്രത്യേക wavelength ഉള്ള റേഡിയേഷന്‍ ആണ് ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ പുറത്തുവരുന്നത്. ഇതാണ് ഈ റേഡിയേഷന്‍ കര്‍വിന്‍റെ ഉച്ചം. മറ്റ് റേഡിയേഷനുകള്‍ ഈ peak wavelength-നേക്കാള്‍ എത്രത്തോളം wavelength കൂടിയതോ കുറഞ്ഞതോ ആണോ അത്രത്തോളം കുറഞ്ഞ അളവിലാണ് പുറത്തുവരുന്നത്.
ഇനി ഇതേ വസ്തുവിനെ പല പല താപനിലയില്‍ നിര്‍ത്തി ഇതേ ഗ്രാഫ് നമ്മള്‍ വരക്കുന്നു എങ്കില്‍ താഴെ കാണുന്നപോലെ ആയിരിയ്ക്കും കിട്ടുക. 

എല്ലാ താപനിലയിലും ഗ്രാഫിന്റെ രൂപം ഒരുപോലെ ആണെങ്കിലും താപനില കൂടും തോറും peak wavelength കുറഞ്ഞുവരുന്നതായി കാണാം. അതായത് ചൂട് കൂടുംതോറും വസ്തു കുറഞ്ഞ തരംഗദൈര്‍ഘ്യമുള്ള (അല്ലെങ്കില്‍ കൂടിയ ഫ്രീക്വന്‍സി ഉള്ള) വികിരണം പുറപ്പെടുവിക്കാന്‍ കൂടുതലായി ശ്രമിക്കും. ഇത് നമുക്ക് നേരിട്ടു മനസിലാക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ഒരു കാര്യമാണ്. ഒരു ഇരുമ്പ് കഷണം എടുത്ത് ചൂടാക്കിയാല്‍ ചൂട് കൂടുംതോറും അതിന്റെ നിറം മാറി വരുന്നത് കാണാം. ഇരുമ്പ് കഷണം ചൂടാകുമ്പോള്‍ ആദ്യം ചുവക്കുകയും പിന്നീട് ഓറഞ്ച്, മഞ്ഞ നിറങ്ങളിലേക്ക് മാറുന്നതും ഈ peak wavelength-ല്‍ വരുന്ന കുറവാണ് കാണിക്കുന്നത്Footnote-3.

നമ്മള്‍ കണ്ട ഗ്രാഫിന്റെ ഒരു ബെല്‍ കമിഴ്ത്തി വെച്ചപോലത്തെ ഈ രൂപമാണ് (ഇടത്ത് നിന്ന്‍ വലത്തേയ്ക്ക് പോകും തോറും കൂടി വന്ന്‍, ഒരു peak-ല്‍ എത്തി പിന്നെ അവിടന്ന്‍ വീണ്ടും കുറയുന്ന രൂപത്തെ പൊതുവേ bell shaped curve എന്ന്‍ വിളിക്കാറുണ്ട്) ശാസ്ത്രലോകത്തെ വട്ടം ചുറ്റിച്ചത്. എത്രയൊക്കെ ശ്രമിച്ചിട്ടും അന്നുവരെ അറിയപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ ഒന്നും ഉപയോഗിച്ച് ഇത് പൂര്‍ണമായി വിശദീകരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞില്ല. പല പ്രഗത്ഭരായ ആളുകളും സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിച്ചു എങ്കിലും പരീക്ഷണഫലങ്ങളുമായി പൂര്‍ണമായി ഒത്തുപോകുന്ന ഒരു ഗ്രാഫ് പ്രവചിക്കാന്‍ ആര്‍ക്കും കഴിഞ്ഞില്ല.

അങ്ങനെയാണ് 1900-ല്‍ മാക്സ് പ്ലാങ്ക് ഒരു സിദ്ധാന്തവുമായി വരുന്നത്. ഒരു വസ്തുവിലെ ആറ്റങ്ങള്‍ക്കും തന്‍മാത്രകള്‍ക്കും അങ്ങനെ തോന്നിയപ്പോലെ vibrate ചെയ്യാന്‍ കഴിയില്ല എന്നും, ചില നിശ്ചിത ഫ്രീക്വന്‍സികളില്‍ മാത്രമേ അവ vibrate ചെയ്യൂ എന്നും അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. ഇതുപോലെ വികിരണം തുടര്‍ച്ചയായി പ്രവഹിക്കുകയല്ല മറിച്ച് അവ ഒന്നിടവിട്ട പാക്കറ്റുകള്‍ ആയിട്ടാണ് പുറപ്പെടുവിക്കപ്പെടുകയോ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നത് എന്നും. ഇസ്തിരിപ്പെട്ടി ചൂടാക്കാന്‍ വെച്ചിട്ട് അതിനടുത്തേക്ക് കൈ കൊണ്ടുചെന്നാല്‍ ചൂട് കൈയില്‍ തട്ടുന്ന കാര്യം നേരത്തേ പറഞ്ഞല്ലോ. പ്ലാങ്കിന്റെ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് ഈ ചൂട് നേരിട്ട് തുടര്‍ച്ചയായി കൈയിലേക്ക് ഒഴുകി വരികയല്ല, മറിച്ച് അത് ഒന്നിടവിട്ട 'ചൂടിന്റെ പാക്കറ്റുകള്‍' ആയിട്ടാണ് കൈയില്‍ വന്ന്‍ തട്ടുന്നത് എന്നര്‍ത്ഥം. ഇതിനെ സാങ്കേതികഭാഷയില്‍ ഊര്‍ജം continuous അല്ല, discrete ആണ് എന്ന്‍ പറയും. കടയില്‍ നിന്നും എണ്ണ വാങ്ങുന്നതും മുട്ട വാങ്ങുന്നതും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ആലോചിച്ചാല്‍ മതി. എണ്ണ നിങ്ങള്‍ക്ക് ഇഷ്ടമുള്ള അളവില്‍ വാങ്ങാം. ഒരു ലിറ്റര്‍, രണ്ട് ലിറ്റര്‍, ഒന്നര ലിറ്റര്‍, ഒന്നര ലിറ്ററും പിന്നെ ഒരല്‍പ്പവും കൂടി.... എന്നിങ്ങനെ continuous ആയ അളവില്‍ നിങ്ങള്‍ക്കത് വാങ്ങാം. എന്നാല്‍ മുട്ട ഒന്ന്‍, രണ്ട്, മൂന്ന്‍... എന്നിങ്ങനെ discrete അളവിലേ വാങ്ങാന്‍ കഴിയൂ. ഒന്നര മുട്ടയോ ഒന്നേമുക്കാല്‍ മുട്ടയോ വാങ്ങാന്‍ കഴിയില്ലല്ലോ. ഇതുപോലെ ക്വാണ്ടം ലോകത്തെ ഊര്‍ജകൈമാറ്റം discrete ഊര്‍ജപാക്കറ്റുകളുടെ രൂപത്തില്‍ മാത്രമേ  നടക്കൂ. ഇത്തരം ഒരു പാക്കറ്റിനെയാണ് ക്വാണ്ടം എന്ന്‍ വിളിക്കുന്നത്. ഈ കാഴ്ചപ്പാടില്‍ അദ്ദേഹം രൂപീകരിച്ച സമവാക്യങ്ങള്‍ പ്രവചിച്ച ബ്ലാക് ബോഡി റേഡിയേഷന്‍ കര്‍വ് പരീക്ഷണങ്ങള്‍ അനുസരിച്ചുള്ള കര്‍വുമായി കൃത്യമായി ഒത്തുപോയി. അതായത് ബ്ലാക് ബോഡി കര്‍വ് എന്ന തലവേദന കൃത്യമായി വിശദീകരിക്കാന്‍ പ്ലാങ്കിന്റെ സമവാക്യങ്ങള്‍ക്ക് കഴിഞ്ഞു. പ്ലാങ്കിന്റെ ഈ സിദ്ധാന്തമാണ് ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം (Quantum theory) എന്ന്‍ വിളിക്കപ്പെട്ടത്.

തുടക്കത്തില്‍ ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ എല്ലാവരും വെറുമൊരു ട്രിക്ക് ആയിട്ടാണ് കണ്ടത്. കാരണം അതിന്റെ അടിസ്ഥാന സങ്കല്‍പ്പങ്ങള്‍ ഭൌതികലോകത്തെ കുറിച്ചുള്ള അന്നത്തെ കാഴ്ചപ്പാട് വെച്ചു നോക്കുമ്പോള്‍ വെറും ഫിക്ഷന്‍ ആയിരുന്നു. ബ്ലാക് ബോഡി തലവേദനയ്ക്കുള്ള ഒരു താത്കാലിക മരുന്ന്‍ മാത്രമായി ഇതിനെ കണക്കാക്കപ്പെട്ടു, വെറുമൊരു technical fix. തന്റെ സിദ്ധാന്തം ഒരിക്കല്‍ തെറ്റാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെടും എന്ന്‍ പ്ലാങ്ക് പോലും കരുതിയിരുന്നു. നിങ്ങളുടെ കൈയില്‍ കോണ്‍ക്രീറ്റില്‍ ഉണ്ടാക്കിയ ഒരു സമചതുരക്കട്ട (ക്യൂബ്) ഉണ്ടെന്നിരിക്കട്ടെ. ഒരാള്‍ ഒരു ഉളിയും ചുറ്റികയും കൈയില്‍ തന്നിട്ട് ആ ക്യൂബിനെ ഒന്ന്‍ പൊട്ടിക്കാന്‍ പറയുന്നു. പൊട്ടിക്കാന്‍ പോകുമ്പോള്‍ നിങ്ങള്‍ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന റിസള്‍ട്ട് എന്തായിരിക്കും? നിങ്ങള്‍ ഉളി വെച്ചു പൊട്ടിക്കുന്നിടത്തുനിന്നും ഒരു ഭാഗം അടര്‍ന്ന് വീഴുന്നു ഒപ്പം പല വലിപ്പത്തിലുള്ള കുറെ ചെറിയ ചെറിയ കഷണങ്ങളും ചിതറുന്നു, ല്ലേ? പക്ഷേ നിങ്ങള്‍ ഉളി പ്രയോഗിക്കുമ്പോള്‍ ആ ക്യൂബ് മൊത്തത്തില്‍ ഒരേ വലിപ്പത്തിലുള്ള അസംഖ്യം കുഞ്ഞ് ക്യൂബുകളായി ചിതറുന്നു എങ്കിലോ? അവയില്‍ ഓരോ ക്യൂബും പിന്നീട് പൊട്ടിക്കാന്‍ കഴിയാത്തവയാണ് എങ്കിലോ? അത്ഭുതം എന്നല്ലാതെ മറ്റൊന്നും വിശേഷിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയില്ല. പറഞ്ഞുവരുമ്പോ ഇതുപോലെ ഒരു അത്ഭുതമാണ് ക്വാണ്ടം തിയറി പറഞ്ഞത്. അതുകൊണ്ടാണ് അതിന്റെ ആവിഷ്കര്‍ത്താവിന് പോലും ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അനന്തരഫലങ്ങളെക്കുറിച്ച് വിശ്വാസം ഇല്ലാതിരുന്നത്.

അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ട ശേഷം അഞ്ച് കൊല്ലത്തോളം ആരും ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തേകുറിച്ച് മിണ്ടിയില്ല, 1905-ല്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്നെ കുഴയ്ക്കുന്ന ചില പ്രശ്നങ്ങളില്‍ ഈ സിദ്ധാന്തം വീണ്ടും പ്രയോഗിക്കുന്നതുവരെ. അവിടെയും ഈ സിദ്ധാന്തം കൃത്യമായ പ്രവചനങ്ങള്‍ നടത്തി. പിന്നീട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്നെ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള തന്റെ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ പ്രകാശത്തെ സഞ്ചരിക്കുന്ന പ്രകാശ കണങ്ങള്‍ ആയിട്ട് കണക്കാക്കി വിജയിച്ചപ്പോള്‍ പ്ലാങ്കിന്റെ സിദ്ധാന്തം അവഗണിക്കാന്‍ കഴിയാത്ത ഒന്നായി തിരിച്ചറിയപ്പെടുകയായിരുന്നു. തുടരെത്തുടരെ ക്വാണ്ടം തിയറി പല ഭൌതിക പ്രതിഭാസങ്ങളെയും വിശദീകരിക്കുന്നതായുള്ള തെളിവുകള്‍ വന്ന്‍ തുടങ്ങി. ലോകത്തെ കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ കാഴ്ചപ്പാടിനെ പാടെ മാറ്റിമറിച്ച ഒരു വിപ്ലവം തന്നെയായിരുന്നു അത്. 
തുടരും...



Footnotes 
  1. ഇതില്‍ ചൂട് എന്ന്‍ കണക്കാക്കപ്പെടുന്നത് Infra-red റെയ്ഞ്ചിലും (700nm - 1mm wavelength)  'പ്രകാശം' Visible റെയ്ഞ്ചിലും (390nm - 700 nm wavelength) ഉള്ള ഇലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക് റേഡിയേഷന്‍ തന്നെയാണ്. സൂര്യപ്രകാശത്തിലുള്ള ഇന്‍ഫ്രാ റെഡ് വികിരണങ്ങളാണ് ഭൂമിയെ ചൂട് പിടിപ്പിക്കുന്നതില്‍ 50% സംഭാവനയും നല്‍കുന്നത്  എന്നതിനാല്‍ അതിനെ heat radiation  എന്ന്‍ വിളിക്കുന്നു എന്നേയുള്ളൂ. സാങ്കേതികമായി, എല്ലാ wavelength റെയ്ഞ്ചിലുള്ള വികിരണങ്ങള്‍ക്കും ചൂടുപിടിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ട്.
  2. ബ്ലാക് ബോഡി എന്നത് ഒരു ideal concept മാത്രമാണ്. വിളക്കുകരി, ഗ്രാഫൈറ്റ് പോലുള്ള വസ്തുക്കള്‍ അവയിലേക്ക് വീഴുന്നതിന്റെ 95%-ല്‍ കൂടുതല്‍ വികിരണങ്ങളെയും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ട്  പ്രായോഗികമായി അവയെ ബ്ലാക് ബോഡി എന്ന്‍ കണക്കാക്കുന്നുവെന്നേ ഉള്ളൂ. 100% perfect black bodies do not exist. 
  3. കേവല പൂജ്യത്തിനെക്കാള്‍ (0 K) താപനിലയുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളും റേഡിയേഷന്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നുണ്ട്. സാധാരണ അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ ഇരിക്കുന്ന വസ്തുക്കള്‍ ഇന്‍ഫ്രാ റെഡ് റെയ്ഞ്ചിലാണ് വികിരണം പുറത്തുവിടുന്നത്. നമ്മുടെ ശരീരം പോലും സെക്കന്‍റില്‍ ഏതാണ്ട് 100 W ഊര്‍ജം ഇങ്ങനെ പുറത്തുവിടുന്നുണ്ട്.  390 മുതല്‍ 700 വരെ നാനോമീറ്റര്‍ wavelength range-ല്‍ വികിരണം പുറത്തുവന്നാല്‍ മാത്രമേ മാത്രമേ ചൂടായ വസ്തുവില്‍ നിന്നും 'പ്രകാശം' വരുന്നതായി കാണപ്പെടൂ. 

Jan 15, 2014

പോലീസുകാര്‍ ഓവറായി 'ഓവര്‍' പറയുന്നത് എന്തിന്?

പോലീസിനെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ സങ്കല്‍പ്പങ്ങളില്‍ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഒന്നാണ് ഒരു പോലീസുകാരന്റെ കൈയിലിരിക്കുന്ന വയര്‍ലസ് സെറ്റും  "ഓവര്‍ ഓവര്‍" എന്ന പറച്ചിലും. സത്യത്തില്‍ വയര്‍ലസ്സിലൂടെ സംസാരിക്കുമ്പോള്‍ പോലീസുകാര്‍ക്ക് എന്തിനാണ് ഇടക്കിടെ "ഓവര്‍" എന്ന്‍ പറയേണ്ടിവരുന്നത്? നമ്മളൊന്നും മൊബൈല്‍ ഫോണില്‍ സംസാരിക്കുമ്പോള്‍ ഇങ്ങനെ ഓവറായിട്ട് "ഓവര്‍" പറയാറില്ലല്ലോ.

അവരുടെ കൈയില്‍ ഇരിക്കുന്ന വയര്‍ലെസ് (അല്ലെങ്കില്‍ അങ്ങനെ വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഉപകരണം) ഒരു മൊബൈല്‍ ഫോണ്‍ പോലെയല്ല പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത് എന്നതാണ് ഈ ഓവര്‍ പറച്ചിലിന്റെ സീക്രട്ട്. ടൂ-വേ റേഡിയോ എന്നാണ് ആ സാധനത്തിന്റെ പേര്. ഒരു ടൂ-വേ റേഡിയോയും മൊബൈല്‍ ഫോണും തമ്മിലുള്ള അടിസ്ഥാന വ്യത്യാസം അതില്‍ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന കമ്യൂണിക്കേഷന്‍ മോഡ് ആണ്. മൊബൈല്‍ ഫോണ്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത് full-duplex മോഡിലും ടൂ-വേ റേഡിയോ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത് half-duplex മോഡിലും ആണെന്ന്‍ സാങ്കേതികമായി പറയും. ഈ പേരുകളില്‍ നിന്നും ഒന്നും മനസിലാകാന്‍ പോണില്ല എന്നറിയാം. അത് മനസിലാക്കാന്‍ നമ്മളെങ്ങനെയാണ് സന്ദേശങ്ങള്‍ ഈ ഉപകരണങ്ങള്‍ വഴി കൈമാറുന്നത് എന്ന്‍ നോക്കാം.

നമ്മുടെ ശബ്ദത്തിനെ സ്വീകരിച്ച് സമാനമായ ഒരു വൈദ്യുത തരംഗമാക്കി മാറ്റുകയാണ് ഇവ ആദ്യം ചെയ്യുക. ഈ തരംഗം വളരെ ഊര്‍ജനില കുറഞ്ഞത് ആയതിനാല്‍ ഇതിനെ നേരിട്ട് പ്രേഷണം (transmit) ചെയ്യാന്‍ കഴിയില്ല. വാഹകതരംഗം (carrier wave) എന്ന്‍ വിളിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജനില കൂടിയ തരംഗങ്ങളുടെ മേലെ ഈ സന്ദേശതരംഗത്തെ പതിപ്പിച്ച് ആ തരംഗത്തെയാണ് transmit ചെയ്യുന്നത്. (ഇങ്ങനെ സന്ദേശത്തെ കാരിയര്‍ തരംഗത്തിന് മേലെ പതിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ modulation എന്ന്‍ വിളിക്കും. FM, AM എന്നൊക്കെ പറയുന്നതിലെ 'M' ഈ modulation-നെയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്). ഈ കാരിയര്‍ തരംഗങ്ങളുടെ frequency-യെ കമ്യൂണിക്കേഷന്‍ ഭാഷയില്‍ ഒരു ചാനല്‍ എന്നാണ് വിളിക്കുക. Red FM-ഉം Club FM-ഉം സാങ്കേതിമായി എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്ന്‍ ചോദിച്ചാല്‍, അവിടെ നിന്നും ശബ്ദതരംഗങ്ങളെ നിങ്ങളുടെ അടുത്തേക്ക് 'കയറ്റിവിടാന്‍' അവര്‍ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന കാരിയര്‍ തരംഗത്തിന്റെ frequency-യിലാണ് ആ വ്യത്യാസം. തിരുവനന്തപുരത്തെ കാര്യം നോക്കിയാല്‍ Red FM-ല്‍ നിന്നുള്ള ശബ്ദം നിങ്ങളുടെ അടുത്ത് എത്തുന്നത് 93.5 MHz frequency ഉള്ള ഒരു തരംഗത്തില്‍ ആണെങ്കില്‍, Club FM-ല്‍ നിന്നും അത് വരുന്നത് 94.3 MHz ഉള്ള മറ്റൊരു തരംഗത്തില്‍ ആയിരിയ്ക്കും. വയര്‍ലെസ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന ഏതാണ്ട് എല്ലാ ഉപകരണങ്ങളും ഇങ്ങനെ കാരിയര്‍ തരംഗങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെയാണ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. ഓരോ ഉപകരണവും ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന frequency range വ്യത്യാസപ്പെടും. മൊബൈല്‍ ഫോണും, റേഡിയോയും, ടീ. വീ.യും എല്ലാം വെവ്വേറെ frequency band-ല്‍ ആണ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. വെവ്വേറെ ഫ്രീക്വെന്‍സികള്‍ ആയതിനാല്‍ അവ തമ്മില്‍ കൂടിപ്പിണഞ്ഞു (interference) പ്രശ്നമാകില്ല.

ടൂ-വേ റേഡിയോയും മൊബൈല്‍ ഫോണും ഇതേ പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട് എങ്കിലും ഒരു പ്രധാന വ്യത്യാസമുണ്ട്. ഒരു മൊബൈല്‍ ഫോണ്‍ ഒരേ സമയം രണ്ടു കാരിയര്‍ തരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്- ഒരെണ്ണം സന്ദേശം നിങ്ങളിലേക്ക് എത്തിക്കാനും (receive) മറ്റൊന്ന് നിങ്ങളില്‍ നിന്ന് സന്ദേശം പുറത്തേക്ക് കൊണ്ടുപോകാനും (transmit). ഇവ രണ്ടും വേറെ frequency-കള്‍ ആയതിനാല്‍ ഇവ തമ്മില്‍ interfere ചെയ്യില്ല. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഒരേസമയം receive ചെയ്യാനും transmit ചെയ്യാനും സാധിയ്ക്കും. ഇതാണ് full-duplex mode. പക്ഷേ ടൂ-വേ റേഡിയോയെ സംബന്ധിച്ച് transmit ചെയ്യാനും receive ചെയ്യാനും ഒരേ frequency തന്നെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് (ഇതാണ് half-duplex mode). ഫലമോ? ഒരറ്റത്ത് നിന്നുള്ള സന്ദേശം പൂര്‍ണമാകുന്നതിന് മുന്നേ മറ്റേയറ്റത്ത് നിന്ന് transmission ഉണ്ടായാല്‍ അത് പ്രശ്നമാകും. അതിനാല്‍ ടൂ-വേ റേഡിയോയില്‍ ഒരേ സമയം transmit ചെയ്യാനും receive ചെയ്യാനും സാധിക്കില്ല. ടൂ-വേ റേഡിയോ ഉപയോഗിക്കുമ്പോള്‍ സന്ദേശം അയച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ആള്‍ തന്റെ സന്ദേശം പൂര്‍ത്തിയായി എന്ന്‍ അറിയിച്ച ശേഷമേ മറ്റേയറ്റത്തുള്ള ആള്‍ തന്റെ transmission തുടങ്ങാന്‍ പാടുള്ളൂ. സ്വന്തം സന്ദേശം പൂര്‍ത്തിയായി എന്ന്‍ അറിയിക്കാന്‍ അന്തര്‍ദേശീയ തലത്തില്‍ സര്‍വസാധാരണമായി ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന വാക്കാണ് "ഓവര്‍". ഒരാള്‍ "ഓവര്‍" പറഞ്ഞുകഴിഞ്ഞാല്‍ മാത്രമേ മറ്റെയാള്‍ സംസാരിച്ച് തുടങ്ങൂ. റേഡിയോ വാര്‍ത്താവിനിമയങ്ങളില്‍ വ്യക്തത കൂട്ടുന്നതിനായി Military, Police, Civil Aviation, Fire safety തുടങ്ങിയ രംഗങ്ങളില്‍ ഇത്തരം കുറെ ഏറെ വാക്കുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. അതിനെ Voice procedure എന്ന്‍ പറയും. (ഹോളിവുഡ് മിലിറ്ററി സിനിമകളില്‍ സ്ഥിരം കേള്‍ക്കുന്ന Roger that, Copy that, Affirmative തുടങ്ങിയ വാക്കുകള്‍ എല്ലാം voice procedure കോഡുകള്‍ ആണ്)

ഇത്രയും വായിച്ചപ്പോള്‍, ഇന്ന്‍ മൊബൈല്‍ ഫോണുകള്‍ ഇത്രയും സര്‍വസാധാരണമായ സമയത്തും ഈ 'പഴഞ്ചന്‍' സാധനം ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ ആവശ്യമെന്താണ് എന്ന്‍ സംശയിക്കാന്‍ സാധ്യതയുണ്ട്.  ശരിയാണ്, മൊബൈല്‍ ഫോണിന് പകരമാകാന്‍ പല കാര്യങ്ങളിലും ടൂ-വേ റേഡിയോയ്ക്ക് സാധിക്കില്ല. പക്ഷേ പ്രകൃതി-ദുരന്തങ്ങളൊക്കെ ഉണ്ടാകുമ്പോള്‍ നടത്തുന്ന രക്ഷാപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളും, യുദ്ധസമയത്തെ സൈനികരുടെ സന്ദേശകൈമാറ്റവും ഒക്കെ പോലെ ഇന്നും ടൂ-വേ റേഡിയോ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്ന ആവശ്യങ്ങളില്‍ മൊബൈല്‍ ഫോണ്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍ സാധ്യമല്ല. ഏറ്റവും പ്രധാനം, ടൂ-വേ റേഡിയോ വളരെ പെട്ടെന്ന് കമ്യൂണിക്കേഷന്‍ സാധ്യമാക്കുന്ന ഒന്നാണ് എന്നതാണ്. നംബര്‍ ഡയല്‍ ചെയ്യുന്ന കാര്യമില്ല, ഒരു ബട്ടണ്‍ അമര്‍ത്തി നേരിട്ടു സംസാരം തുടങ്ങാം. അതേ ചാനലില്‍ (frequency-യില്‍ ) പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന എല്ലാ ടൂ-വേ ഹാന്‍ഡ്സെറ്റുകളിലും ഒരേ സമയം സെക്കന്‍റുകള്‍ക്കുള്ളില്‍ ആ സന്ദേശം എത്തുകയും ചെയ്യും. 'line-busy' എന്നൊരു കാര്യമില്ല. സെല്‍ ഫോണിനെ അപേക്ഷിച്ച് out-of-range ആകുന്ന പ്രശ്നവും വളരെ കുറവാണ്.  ഇതിനൊക്കെ പുറമേ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള കുറഞ്ഞ ചെലവും- മാസാമാസം ബില്ല് അടയ്ക്കുന്ന കാര്യമില്ല.

ഇപ്പോ മനസിലായില്ലേ നമ്മുടെ പോലീസുകാര്‍ ഇപ്പൊഴും ഓവറായി ഓവര്‍ പറയുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന്?

Jan 12, 2014

പ്രസവം ഇത്ര വല്യ മെനക്കേടാവുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

 പേറ്റുനോവ് എന്ന വേദനയെക്കുറിച്ചുള്ള ഡയലോഗുകള്‍ സിനിമയിലും നിത്യജീവിതത്തിലും കേള്‍ക്കാത്തവര്‍ ഉണ്ടാവില്ല. ഇങ്ങനെ അമ്മമാര്‍ക്ക് മക്കളോട് അടിക്കടി എടുത്തുപറഞ്ഞ് സെന്റി അടിക്കാന്‍ പാകത്തില്‍ ഈ പ്രസവം എന്ന പ്രക്രിയ ഇത്ര വേദനാകരമായത് എന്തുകൊണ്ട് എന്ന്‍ ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ? സ്വന്തം തലമുറയെ നിലനിര്‍ത്താന്‍ പ്രകൃതി നേരിട്ടു ബയോളജി പുസ്തകത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടുത്തിയ ടോപ്പിക് ആയിട്ടും നമ്മളെയൊക്കെ ഇങ്ങോട്ട് ഇറക്കിവിടാന്‍ പ്രകൃതി നമ്മുടെ അമ്മമാരെ ഇങ്ങനെ കഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നത് എന്തിനാണ്?

ജീവപരിണാമം അനുസരിച്ച്, ഈ പോസ്റ്റ് ഇവിടെ ഇടാനും അത് വായിക്കാനുമൊക്കെ കാരണമായ മനുഷ്യന്റെ 'എമണ്ടന്‍' തലയും പിന്നെ നമ്മുടെ രണ്ടുകാലില്‍ നടത്തവുമാണ് പ്രസവം ഇത്രയും വലിയൊരു മെനക്കേടാക്കുന്നതത്രേ. അതെങ്ങനെ? നോക്കാം.

ജീവികളില്‍ ഏറ്റവും 'ദയനീയമായ' ശൈശവം (infancy) മനുഷ്യരുടേതാണ് എന്നറിയാമല്ലോ. ഒരു പശുക്കുട്ടി ജനിച്ചുവീണ ഉടന്‍ നടന്ന്‍ പോയി അമ്മയുടെ അകിട്ടിലെ പാല് കുടിക്കും. മനുഷ്യക്കുട്ടിയോ? എത്ര നാള്‍ കഴിഞ്ഞാണ് ഒരു മനുഷ്യക്കുഞ്ഞു മലര്‍ന്ന കിടപ്പില്‍ നിന്ന് സ്വയം കമിഴ്ന്ന് കിടക്കാന്‍ പഠിക്കുന്നത്, എത്ര നാള്‍ കഴിഞ്ഞാണ് അതിന്റെ കഴുത്ത് തലയെ താങ്ങിനിര്‍ത്താനുള്ള ബലം നേടുന്നത്, ഇരിക്കാനും എഴുന്നേറ്റ് നില്‍ക്കാനും നടക്കാനുമൊക്കെ എന്തോരം സമയമാണ് നമ്മളെടുത്തത്! ജനിച്ച ശേഷവും ഒരുപാട് നാള്‍ നമ്മുടെയൊക്കെ ജീവിതം പരസഹായം ഇല്ലാതെ അസാദ്ധ്യമാണ്. മറ്റ് ജീവികളെ അപേക്ഷിച്ച്, അമ്മയുടെ വയറ്റില്‍ ഒരു ഭ്രൂണം വളര്‍ന്ന് കുഞ്ഞിന്റെ ശരീരമായി മാറുന്ന വികാസഘട്ടത്തിന്റെ കുറച്ചുകൂടി നേരത്തെയുള്ള ഒരു സ്റ്റേജിലാണ് മനുഷ്യക്കുഞ്ഞ് ഗര്‍ഭാശയം വിട്ട് പുറത്തുവരുന്നത് എന്നാണ് ഇതിനര്‍ത്ഥം. നമ്മുടെ ശരീരഭാഗങ്ങള്‍ വേണ്ടത്ര വികാസം പ്രാപിക്കും മുന്‍പ് പുറത്തുവരാന്‍ നമ്മളെ നിര്‍ബന്ധിക്കുന്നത് നമ്മുടെ തലച്ചോറിന്റെ വലിപ്പമാണ്. ജനിക്കുന്നതിന് മുന്‍പും ശേഷവും കുഞ്ഞിന്റെ തലച്ചോര്‍ വളരെ വേഗത്തിലാണ് വളര്‍ച്ച പ്രാപിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ കുഞ്ഞിന്റെ തല അമ്മയുടെ ഇടുപ്പിനും ജനനനാളിയ്ക്കും (birth canal or vagina) താങ്ങാവുന്നതിലും അപ്പുറത്തേക്ക് വളരും മുന്നേ പ്രസവം നടക്കേണ്ടതുണ്ട് എന്നതിനാല്‍ ശരീരഭാഗങ്ങള്‍ ശരിയായി വികാസം പ്രാപിക്കുന്നതുവരെ മാതൃശരീരത്തിന് കാത്തുനില്‍ക്കാനാവില്ല. മനുഷ്യര്‍ക്ക് അല്പം കൂടി വലിയ ഒരു ഇടുപ്പ് ഉണ്ടായിരുന്നെങ്കില്‍ ഈ പ്രശ്നം വരില്ലായിരുന്നു എന്ന്‍ തോന്നാം. ശരിയാണ്, അത് പ്രസവം അല്പം കൂടി എളുപ്പമുള്ളതാക്കുമായിരുന്നു. പക്ഷേ ഒരു പ്രശ്നമുണ്ട്, അങ്ങനെ വന്നാല്‍ രണ്ടുകാലിലുള്ള നടത്തം അസാധ്യമാകും. ഇടുങ്ങിയ ഇടുപ്പ് ഉണ്ടെങ്കിലേ രണ്ടുകാലില്‍ എഴുന്നേറ്റ് നടക്കാന്‍ നമുക്ക് സാധിക്കൂ. വലിയ തലച്ചോറും രണ്ടു കാലിലുള്ള നടത്തവും ശരീരത്തിന് പരസ്പരവിരുദ്ധമായ രണ്ട് ഘടനകള്‍ ആവശ്യപ്പെടുന്നു എന്നര്‍ത്ഥം. അതായത് 'പ്രസവവേദന' എന്നത് ഈ രണ്ട് സവിശേഷതകളും ഒരുമിച്ച് കൈയടക്കി വെക്കാന്‍ പ്രകൃതി നമുക്ക് വെച്ചുനീട്ടിയ compromise agreement ആണ് എന്നുവേണമെങ്കില്‍ പറയാം.

ചിലപ്പോള്‍ ഈ വേദന പേടിച്ച് ഇനി മനുഷ്യരെങ്ങാനും പ്രസവിക്കാതിരുന്നാലോ എന്ന്‍ പേടിച്ചാകും പ്രസവത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നതും എന്നാല്‍ പ്രസവത്തിന് വളരെ മുന്നേ നടക്കുന്നതുമായ 'ചില പരിപാടികള്‍' മനുഷ്യനെ കൊതിപ്പിക്കും വിധം സുഖമുള്ളതാക്കി അറേഞ്ച് ചെയ്തിരിക്കുന്നത് അല്ലേ?

(പിന്‍കുറിപ്പ്: പ്രസവവേദന വിശദീകരിക്കുന്ന obstetrical dilemma എന്ന സിദ്ധാന്തമാണ് മുകളില്‍ അവതരിപ്പിച്ചത്. അടുത്തിടെ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് ചെറിയ ചില എതിര്‍വാദങ്ങളും ഉയര്‍ന്നിട്ടുണ്ടെന്ന കാര്യം ലാളിത്യം പരിഗണിച്ച് വിസ്മരിക്കുന്നു)

Jan 8, 2014

ഇന്‍ഡ്യന്‍ ബഹിരാകാശരംഗവും GSAT 14 -ഉം

വാര്‍ത്ത അറിഞ്ഞുകാണുമല്ലോ, കഴിഞ്ഞ ജനുവരി 5-നു ഭാരതത്തിന്റെ GSLV-D5 ദൌത്യം GSAT 14 എന്ന വാര്‍ത്താവിനിമയ ഉപഗ്രഹത്തെ വിജയകരമായി ഭ്രമണപഥത്തില്‍ എത്തിച്ചിരിക്കുന്നു. റോക്കറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഉപഗ്രഹത്തെ വിക്ഷേപിക്കുന്നത് ഇന്നത്തെക്കാലത്ത് ഒരു വാര്‍ത്തയേ അല്ലാത്ത സ്ഥിതിയ്ക്ക് ഈ വാര്‍ത്തയില്‍ എന്താണിത്ര പുതുമ എന്ന്‍ ചിലരെങ്കിലും ചോദിച്ചേക്കാം.


അതറിയണമെങ്കില്‍ ആദ്യം നമ്മള്‍ ഇന്ത്യ എന്തെന്നറിയണം, GSLV എന്തെന്നറിയണം, വാര്‍ത്താവിനിമയ ഉപഗ്രഹം എന്തെന്നറിയണം!

ആദ്യം വാര്‍ത്താവിനിമയ ഉപഗ്രഹത്തിന്റെ (Communication satellite, Comsat) കാര്യം നോക്കാം. നമ്മുടെ GSAT പോലുള്ള വാര്‍ത്താവിനിമയ ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ ഭൂസ്ഥിര ഓര്‍ബിറ്റ് (Geostationary orbit, GEO എന്ന്‍ വിളിക്കും) എന്ന ഒരു സവിശേഷ ഓര്‍ബിറ്റിലാണ് ഉള്ളത്. ഈ ഓര്‍ബിറ്റിന്റെ പ്രത്യേകത, ഇവിടെ ഒരു ഉപഗ്രഹത്തിന്റെ കറക്കവേഗത ഭൂമി സ്വയം കറക്കവേഗതയ്ക്ക് തുല്യമാണ് എന്നതാണ്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ, ഭൂമിയിലെ ഒരു സ്ഥലത്തെ അപേക്ഷിച്ച് ഈ ഉപഗ്രഹം ആകാശത്ത് സ്ഥിരമായി നില്‍ക്കുന്നതായിട്ട് അനുഭവപ്പെടും ('അനുഭവപ്പെടല്‍' ആണ് കേട്ടോ, യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ അതവിടെ മണിക്കൂറില്‍ 11,068 km വേഗതയില്‍ പായുകയാണ്). ഭൂമിയ്ക്ക് ചുറ്റും ഇങ്ങനെയുള്ള ഓര്‍ബിറ്റ് ഒരെണ്ണമേ ഉള്ളൂ, അതാണ് Geostationary orbit. ഇതിന് ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തില്‍ നിന്നുള്ള ഉയരം (altitude) കൃത്യം 35,786 km ആണെന്ന്‍ കണക്കാക്കാന്‍ കഴിയും. സാധാരണ ഓര്‍ബിറ്റുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഈ altitude വളരെ വലുതാണ്. ഇത്രയും ഉയരെയുള്ള ഒരേയൊരു ഓര്‍ബിറ്റില്‍ കൃത്യമായി ഒരു ഉപഗ്രഹത്തെ എത്തിക്കുക എന്നത് ഒരു വലിയ വെല്ലുവിളി ആണ്. (ഈ ഓര്‍ബിറ്റ് ഭൂമിയ്ക്ക് മൊത്തത്തില്‍ ഒന്നേ ഉള്ളൂ എന്നതിനാല്‍ തന്നെ ഇതില്‍ അവരവര്‍ക്ക് ആവശ്യമായ സ്ലോട്ട് കിട്ടുന്നതിന് വേണ്ടി രാജ്യങ്ങള്‍ തമ്മില്‍ കനത്ത കടിപിടികള്‍ നടക്കാറുണ്ട്)

ഇനി GSLV എന്തെന്നറിയാം. Geosynchronous Satellite Launch Vehicle എന്നതിന്റെ ചുരുക്കമാണ് GSLV. ഒരു Geostationary orbit-ലേക്ക് ഒരു ഉപഗ്രഹത്തെ എത്തിക്കുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ ISRO രൂപം കൊടുത്ത വിക്ഷേപണവാഹനമാണ് ഇത്. PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) എന്ന ഇന്ത്യയുടെ 'സ്ഥിരം കുറ്റി' റോക്കറ്റിന്റെ ഒരു മൂത്ത കൂടെപ്പിറപ്പായിട്ട് വരും ഈ GSLV. ലോകത്ത് ഇന്ന്‍ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നതില്‍ ഏറ്റവും സല്‍പ്പേര്‍ ഉള്ള റോക്കറ്റാണ് PSLV. 25-ല്‍ 23 വിക്ഷേപണങ്ങളും വിജയകരമായി നടത്തിയ PSLV ഇതിനകം 64 ബഹിരാകാശപേടകങ്ങള്‍ (ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ ഉള്‍പ്പെടെ) ഭ്രമണപഥത്തില്‍ എത്തിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇതില്‍ 29 എണ്ണം നമ്മുടെ സ്വന്തവും 35 എണ്ണം ബിസിനെസ് എന്ന നിലയില്‍ വിദേശ രാജ്യങ്ങളുടെ കൈയില്‍ നിന്നും 'കൂലി' വാങ്ങി നമ്മള്‍ കയറ്റിവിട്ടതും ആണ്. ചന്ദ്രയാനും മംഗള്‍യാനും വരെ 'PSLV ട്രാവല്‍സില്‍' കയറി മുകളിലേക്ക് പോയവരാണ് എന്ന്‍ ഓര്‍ക്കുമല്ലോ. PSLV സ്വന്തം ജോലിയില്‍ ഒരു പുലി ആണെങ്കിലും GEO-യില്‍ തൊട്ടുകളിയ്ക്കാന്‍ മാത്രം കക്ഷി വളര്‍ന്നിട്ടില്ല. അവിടെയാണ് നമ്മള്‍ GSLV യെ ആശ്രയിക്കുന്നത്. PSLV-യ്ക്കു ഇല്ലാത്തതും GSLV -യ്ക്കു ഉള്ളതും എന്ത് എന്ന്‍ ചോദിച്ചാല്‍ ആദ്യത്തെ ഉത്തരം ക്രയോജനിക് എന്‍ജിന്‍ എന്നാണ്. സാധാരണഗതിയില്‍ വാതകങ്ങള്‍ ആയ ഇന്ധനത്തെ തണുപ്പിച്ച് ദ്രാവകരൂപത്തില്‍ സൂക്ഷിക്കുകയും അതുപയോഗിച്ച് പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന എഞ്ചിനാണ് ക്രയോ-എഞ്ചിന്‍. (ഇത് പറയുന്ന അത്ര എളുപ്പമല്ല കേട്ടോ. എഞ്ചിനീയറിങ് ദൃഷ്ടിയില്‍ ഒരുപാട് വെല്ലുവിളികള്‍ ഉള്ള ഒന്നാണ് ഒരു ക്രയോ-എഞ്ചിന്റെ നിര്‍മാണം.) ഇതിന് സാധാരണ ഖര-ദ്രാവക ഇന്ധനങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന എഞ്ചിനുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ശക്തി വളരെ കൂടുതലാണ്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ PSLV തൊടാന്‍ മടിക്കുന്ന GEO-യിലേക്ക് ഉപഗ്രഹത്തെ എത്തിക്കാന്‍ GSLV-യ്ക്കു സാധിയ്ക്കും.

ഇനി ഇവിടെ ഇന്ത്യ എന്തെന്ന്‍ അറിയാന്‍ നോക്കാം. GSLV എന്നത് നമ്മള്‍ക്ക് ഒരുപാട് വെല്ലുവിളികള്‍ സമ്മാനിച്ച ഒരു വിക്ഷേപണവാഹനമാണ്. 2001 മുതല്‍ ഇന്ന്‍ വരെ നടത്തിയ ആകെ 8 വിക്ഷേപണങ്ങളില്‍ 4-എണ്ണവും പൂര്‍ണമായും ഒരെണ്ണം ഭാഗികമായും പരാജയമായിരുന്നു. EDUSAT, GSAT-2 എന്നീ ഉപഗ്രഹങ്ങളെ എത്തിക്കാന്‍ ഉപയോഗിച്ച രണ്ടു ദൌത്യങ്ങള്‍ മാത്രമാണ് ഇതിന് മുന്‍പ് GSLV വിജയകരമായി ചെയ്തത്. ഇത് രണ്ടിലും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത് റഷ്യന്‍ നിര്‍മ്മിത ക്രയോജനിക് എഞ്ചിന്‍ (Mk l version) ആയിരുന്നു എന്നതിനാല്‍ തന്നെ, വിജയം പൂര്‍ണമായി നമുക്ക് അവകാശപ്പെടാന്‍ കഴിയുമായിരുന്നില്ല. പൂര്‍ണമായും ഇന്ത്യയില്‍ വികസിപ്പിച്ച ക്രയോ-എഞ്ചിന്‍ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന GSLV (Mk ll version) GSAT-4 ന്റെ വിക്ഷേപണത്തില്‍ നമ്മള്‍ 2010 ഏപ്രിലില്‍ പരീക്ഷിച്ചു എങ്കിലും അതിന് ഓര്‍ബിറ്റില്‍ എത്താന്‍ കഴിഞ്ഞില്ല. എന്നാല്‍ പൂര്‍ണമായും ഇന്ത്യയില്‍ വികസിപ്പിച്ച GSLV Mk ll റോക്കറ്റാണ് ഇത്തവണ നമ്മുടെ GSAT-14 നെ GEO-യില്‍ എത്തിച്ചത് എന്നതാണ് ഇന്നത്തെ ദിവസത്തെ തിളക്കമുള്ളതാക്കുന്നത്. ഒരു കമ്യൂണിക്കേഷന്‍ സാറ്റലൈറ്റ് വിക്ഷേപിക്കാന്‍ മറ്റ് രാജ്യങ്ങള്‍ക്ക് 500 കോടി രൂപ വരെ launch fee ആയി കൊടുക്കേണ്ട സാഹചര്യം നിലനില്‍ക്കവേ 250 കോടിയോളം മാത്രം മുതല്‍മുടക്കില്‍ സ്വന്തമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത റോക്കറ്റ് ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയുക എന്നത് നമ്മുടെ രാജ്യത്തിന് വലിയ സാമ്പത്തിക ആശ്വാസം കൂടിയാണ് എന്നത് വിജയത്തിന് മാറ്റ് കൂട്ടുന്നു.