Jan 18, 2016

ഗുരുത്വാകർഷണം കൈപ്പിടിയിലോ?

നമുക്ക് ഏറ്റവും പരിചയമുള്ള ഒരു ബലമാണ് ഗുരുത്വാകർഷണം അഥവാ ഗ്രാവിറ്റി. നാം ജീവിക്കുന്ന ഭൗതികലോകത്തെ നാല് അടിസ്ഥാന ബലങ്ങളിൽ ഒന്നാണത്. വൈദ്യുതകാന്തികബലവും (electromagnetic force) രണ്ട് അണുകേന്ദ്രബലങ്ങളുമാണ് (strong and weak nuclear forces) മറ്റ് മൂന്നെണ്ണം. പക്ഷേ ഇത്രയൊക്കെ പരിചിതമായിട്ടുകൂടി, ശാസ്ത്രലോകത്തിന് ഇനിയും കൃത്യമായി പിടികൊടുത്തിട്ടില്ലാത്ത ബലമാണ് ഗ്രാവിറ്റി എന്നതാണ് കൗതുകകരമായ കാര്യം. മറ്റ് മൂന്ന് ബലങ്ങളേയും കൃത്രിമമായി സൃഷ്ടിക്കാനും അതുവഴി പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി അവയെ കുറിച്ച് കൂടുതൽ മനസിലാക്കാനും നമുക്ക് കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. പക്ഷേ ഗ്രാവിറ്റിയുടെ കാര്യത്തിൽ പ്രകൃതിയിൽ സ്വാഭാവികമായി ഉണ്ടാകുന്ന ഗുരുത്വ പ്രഭാവങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കുക എന്ന ഒറ്റ മാർഗമേ ഇതുവരെ നമ്മുടെ മുന്നിലുണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ. പരീക്ഷണം എന്നാൽ നമ്മൾ നിയന്ത്രിക്കുന്ന സാഹചര്യത്തിൽ നമ്മൾ പഠിയ്ക്കാനുദ്ദേശിക്കുന്ന കാര്യം എങ്ങനെ നടക്കുന്നു എന്ന് പഠിയ്ക്കലാണ്. ഗ്രാവിറ്റിയുടെ കാര്യത്തിൽ ഗ്രാവിറ്റി തന്നെയാണ് കാര്യങ്ങൾ 'നിയന്ത്രിക്കുന്നത്' എന്നർത്ഥം. ആ തന്നിഷ്ടത്തിനുള്ള ഒരു മറുപടിയാണെന്ന് തോന്നിക്കുന്ന പഠനമാണ് ആൻഡ്രേ ഫുസ്ഫ എന്ന ബെൽജിയൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഇപ്പോ അവതരിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്. കൃത്രിമമായി ഗ്രാവിറ്റി സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള ഒരു പരീക്ഷണമാർഗമാണ് അദ്ദേഹം വിവരിക്കുന്നത്.

ഗ്രാവിറ്റിയെ കുറിച്ചും വൈദ്യുതകാന്തിക ബലത്തെ കുറിച്ചും ഇതിനകം നിലവിലുള്ള, അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തങ്ങൾ അനുസരിച്ച് തന്നെയാണ് ഫുസ്ഫ ഒരു പരീക്ഷണ മാർഗം മുന്നോട്ട് വെക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഇതിനെ ഒരു പുതിയ 'കണ്ടുപിടിത്തം' എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കാനാവില്ല. ഗുരുത്വാകർഷണം എന്നാൽ ഒരു യഥാർത്ഥ ബലം അല്ലെന്നും, പിണ്ഡമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ സ്ഥലകാലത്തിന് (spacetime) ഉണ്ടാകുന്ന വക്രത കാരണം ഉണ്ടാകുന്ന ഒരു 'അനുഭവം' മാത്രമാണെന്നും ആണ് ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ഗുരുത്വാകർഷണത്തെക്കുറിച്ച് പറയുന്നത്. ഇതിന് നിരീക്ഷണാത്മകമായ തെളിവുകളും നിലവിലുണ്ട് (ഇക്കാര്യം ആദ്യമായി കേൾക്കുന്നവർ ഈ പ്രഭാഷണം കേൾക്കുന്നത് ഗുണം ചെയ്തേക്കും-https://youtu.be/EZ1HofXxNxc ) പിണ്ഡത്തിന്റേയോ ഊർജത്തിന്റേയോ സാന്നിദ്ധ്യം സ്ഥലകാലത്തിന്റെ സ്വാഭാവികമായ രൂപത്തെ മാറ്റുമെന്ന് പറയുമ്പോൾ അവിടെ മറ്റൊരു സാധ്യക കൂടിയുണ്ട്. വൈദ്യുതകാന്തിക ക്ഷേത്രവും (electromagnetic fields) തരംഗങ്ങളും (electromagnetic waves) ഊ‍ർജത്തെ വഹിക്കുന്നുണ്ട്. അങ്ങനെയെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോമാഗ്നെറ്റിക് ക്ഷേത്രം ഉപയോഗിച്ച് നമുക്ക് സ്ഥലകാലത്തെ വളയ്ക്കാനാകും. സ്ഥലകാലത്തെ വളയ്ക്കുക എന്നാൽ ഫലത്തിൽ കൃത്രിമമായ ഗുരുത്വം ഉണ്ടാക്കുക എന്നുതന്നെയാണ് അർത്ഥം. പക്ഷേ ഇവിടെയുള്ളൊരു പ്രശ്നം, ഇങ്ങനെ വൈദ്യുതകാന്തിക ക്ഷേത്രങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന സ്ഥലകാല വക്രത വളരെ വളരെ ദുർബലമാണ് എന്നതാണ്. അതിനാൽ തന്നെ ഇന്നത്തെ നിരീക്ഷണ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് അവയെ അളക്കാനാകില്ല. 

ഈ പ്രശ്നത്തിനൊരു പരിഹാരമാണ് ഫുഫ്സ മുന്നോട്ട് വെക്കുന്നത്. ഇപ്പോൾ ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ പരീക്ഷണ ശാലയിലൊക്കെ ഉപയോഗിക്കുന്നതുപോലുള്ള അതിശക്തമായ അതിചാലക കാന്തങ്ങൾ (superconductor magnets) ഉപയോഗിച്ച് കൃത്രിമ ഗുരുത്വബലം സൃഷ്ടിക്കുക, എന്നിട്ട് അതിലൂടെ തുടർച്ചയായി പ്രകാശത്തെ കടത്തിവിടുക. ഗുരുത്വക്ഷേത്രത്തിന് പ്രകാശത്തിന്റെ പാതയെ വളയ്ക്കാനാകും (മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച പ്രഭാഷണത്തിൽ അത് വിശദീകരിക്കുന്നുണ്ട്). അങ്ങനെ നാം കൃത്രിമമായി സൃഷ്ടിച്ച ദുർബലമായ ഗുരുത്വമേഖലയിലൂടെ പോകുന്ന പ്രകാശരശ്മിയ്ക്ക് സംഭവിക്കുന്ന വളവ് ആദ്യമൊന്നും നമുക്ക് അളക്കാനാവില്ലെങ്കിലും, പരീക്ഷണം ഏതാനം മാസങ്ങൾ തുടർന്നുകൊണ്ടേയിരുന്നാൽ ഈ വളവ് കൂടിക്കൂടി പതിയെ നമുക്ക് അളക്കാവുന്നത്ര വലുതാകും എന്നാണ് ഫുഫ്സ ഗണിതപരമായി തെളിയിക്കുന്നത്. അദ്ദേഹത്തിന്റെ കണക്കുകൂട്ടൽ കൃത്യമായ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ അനുസരിച്ചുള്ളതാണെന്നതിനും, അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഫലപ്രദമായ ഒന്നാണെന്നതിനും ഇതുവരെ തർക്കമൊന്നുമില്ല. പക്ഷേ ഇപ്പറയുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുക എന്നത് വളരെയധികം ചെലവുള്ള ഒരു കാര്യമാണ് എന്നതിലാണ് നിരാശ. ഈ ഒരൊറ്റ സൈദ്ധാന്തിക അവതരണത്തിന്റെ മാത്രം ബലത്തിൽ ഏതെങ്കിലും ശാസ്ത്രസ്ഥാപനത്തിന് അത്രയും പണം സ്വരൂപിക്കാനാവുമോ എന്ന് സംശയമാണ്. എന്നാൽപ്പോലും ഇത്തരമൊരു പരീക്ഷണം മുന്നോട്ട് വെക്കുന്ന സാധ്യതകൾ വളരെ വലുത് തന്നെയാണ്. ഗുരുത്വതരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ആശയവിനിമയമൊക്കെ സയൻസ് ഫിക്ഷന്റെ തലത്തിൽ നിന്നും യാഥാർത്ഥ്യത്തിലേയ്ക്ക് വന്നേക്കാം. പക്ഷേ തത്കാലം അത്തരം പ്രതീക്ഷകളിലേയ്ക്കൊന്നും മനസ്സ് പായിക്കാനുള്ള വകുപ്പ് നമുക്ക് കിട്ടിയിട്ടില്ല എന്നത് സമ്മതിച്ചേ പറ്റൂ.

Jan 15, 2016

സാമാന്യബുദ്ധിയെ ഒന്നു വിചാരണ ചെയ്യാം

സാമാന്യബുദ്ധി, സാമാന്യജ്ഞാനം എന്നിവയൊക്കെ ഒരു സാധാരണ വ്യക്തിയുടെ അടിസ്ഥാന ക്വാളിഫിക്കേഷനായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്ന കാര്യങ്ങളാണ്. പക്ഷേ ശാസ്ത്രം പഠിയ്ക്കാൻ ഇവ പലപ്പോഴും മതിയാകാതെ വരും എന്നതാണ് സത്യം. ഇക്കാര്യം ബോധ്യപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു ചെറിയ ശ്രമമാണ് ഇവിടെ നടത്തുന്നത്. എല്ലാവർക്കും സുപരിചിതമായ, നിത്യജീവിതത്തിൽ കണ്ട് ബോധ്യപ്പെടാവുന്ന ചില കാര്യങ്ങളിൽ സാമാന്യബുദ്ധി പ്രയോഗിക്കാനാണ് ആവശ്യപ്പെടുന്നത്. അഞ്ച് ചോദ്യങ്ങളുണ്ട്. ആദ്യം അവയ്ക്ക് നിങ്ങളുടെ സാമാന്യബുദ്ധി മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് മറുപടി ആലോചിക്കുക. അടുത്തതായി ചെയ്യാവുന്ന ഏറ്റവും നല്ല കാര്യം, ഉത്തരങ്ങൾ പരീക്ഷിച്ച് നോക്കി കണ്ടുപിടിക്കുക എന്നതാണ്. തത്കാലം പ്രായോഗികത പരിഗണിച്ച് പരീക്ഷണം പിന്നീടത്തേയ്ക്ക് മാറ്റിവെക്കാം. പരീക്ഷണ-നീരീക്ഷണമനുസരിച്ചും ശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഗണിതരീതി ഉപയോഗിച്ചും കണ്ടുപിടിച്ചിട്ടുള്ള ശരിയായ ഉത്തരങ്ങൾ അവസാനം കൊടുക്കുന്നു. അവയുമായി നിങ്ങളുടെ സാമാന്യബുദ്ധി പറഞ്ഞുതന്ന ഉത്തരങ്ങളെ താരതമ്യം ചെയ്യുക. ചോദ്യങ്ങൾ വ്യക്തമായി വായിച്ച് മനസിലാക്കിയ ശേഷം മാത്രം ഉത്തരം ആലോചിയ്ക്കണേ.

1. ബലമുള്ള ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് ചരട് നാല് തുല്യനീളമുള്ള കഷണങ്ങളായി മുറിക്കുന്നു. ഉറപ്പുള്ള ഒരു മച്ചിൽ നിന്ന് ഇവ നാലും പരസ്പരം തൊടാത്ത വിധം കെട്ടിത്തൂക്കി അറ്റത്ത് 100 ഗ്രാം, 200 ഗ്രാം, 500 ഗ്രാം, 1000 ഗ്രാം എന്നിങ്ങനെ നാല് ഭാരപ്പടികൾ കെട്ടിത്തൂക്കുന്നു. (പടികൾക്ക് ഒരേ വലിപ്പമാണെന്ന് കരുതുക) ഇപ്പോൾ ഒരേ നീളമുള്ള, എന്നാൽ നാല് വ്യത്യസ്ത ഭാരമുള്ള നാല് പെൻഡുലങ്ങൾ നമുക്ക് കിട്ടിയിരിക്കുന്നു. ഇനി നാലിനും തുല്യമായ അളവിലുള്ള വലിവ് കൊടുത്ത് അവയെ ആടാൻ അനുവദിക്കുന്നു. എന്നിട്ട് ഒരു മിനിറ്റിൽ ഇവയിൽ ഓരോ പെൻഡുലവും എത്ര തവണ ആടുന്നു എന്ന് നിരീക്ഷിക്കുന്നു. സാമാന്യബുദ്ധി ഉപയോഗിച്ച് പറയൂ, ഇതിൽ ഏത് പെൻഡുലമാണ് കൂടുതൽ തവണ ആടിയിട്ടുണ്ടാകുക?

2. മുകളിലത്തെ പരീക്ഷണം തന്നെ അല്പം മാറ്റി ചെയ്തുനോക്കാം. ഇത്തവണ നമ്മൾ ഓരോ പെൻഡുലത്തിനും ഓരോ അളവിലുള്ള വലിവ് കൊടുക്കുന്നു. നിശ്ചലമായി തൂങ്ങിക്കിടക്കുന്ന അവസ്ഥയിൽ 100 ഗ്രാം പെൻഡുലത്തെ വശത്തേയ്ക്ക് 20 cm-ഉം, 200 ഗ്രാമിനെ 15 cm-ഉം, 500 ഗ്രാമിനെ 10 cm-ഉം 1000 ഗ്രാമിനെ 5 cm-ഉം വലിച്ചുവിട്ട് ആടാനനുവദിക്കുന്നു. പോരട്ടെ സാമാന്യബുദ്ധി, ഇവയിലേതായിരിക്കും ഒരു മിനിറ്റിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ തവണ ആടുക?

3. ഒരു പലക തറയിൽ വെച്ചിരിക്കുന്നു. അതിൽ ഒരറ്റത്ത്, അടിവശം മിനുസമുള്ള ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് പെട്ടി വെച്ചിരിക്കുന്നു. ഇനി നിങ്ങൾ പലകയുടെ, പെട്ടിയിരിക്കുന്ന വശം മാത്രം ഉയർത്തി പലകയെ പതിയെ ചരിയ്ക്കുന്നു. ചരിവ് കൂടി കൂടി ഒരു പ്രത്യേക കോണിൽ (പലകയും തറയും തമ്മിലുള്ള കോൺ-angle. ചരിവ് കൂടുന്തോറും ഈ കോണും വലുതാകുമല്ലോ) എത്തുമ്പോൾ പ്ലാസ്റ്റിക് പെട്ടി താഴേയ്ക്ക് നിരങ്ങി പലകയുടെ മറ്റേ അറ്റത്തേയ്ക്ക് പോകും. ഇനി പലക പഴയ പടി വെച്ചിട്ട്, പ്ലാസ്റ്റിക് പെട്ടിയെ വീണ്ടും പഴയ അതേ സ്ഥാനത്ത് വെക്കുന്നു. ഇത്തവണ പെട്ടിയ്ക്കുള്ളിൽ 500 ഗ്രാം ഭാരമുള്ള ഒരു കട്ട കൂടി വെക്കുന്നു. പഴയ പരീക്ഷണം ആവർത്തിക്കുന്നു. പതിയ ചരിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നാൽ, ഇത്തവണ പെട്ടി എപ്പോഴായിരിക്കും താഴേയ്ക്ക് നിരങ്ങിനീങ്ങുക? കഴിഞ്ഞ തവണത്തേതിനെക്കാൾ കൂടുതൽ ചരിക്കേണ്ടിവരുമോ അതോ അതിലും കുറച്ച് ചരിച്ചാൽ മതിയാകുമോ?

4. 300 ഗ്രാം വീതം ഭാരവും, 20 cm വീതം വ്യാസവുമുള്ള രണ്ട് ലോഹ ഗോളങ്ങൾ നിങ്ങൾക്ക് തരുന്നു. ശ്രദ്ധിക്കുക, രണ്ട് ഗോളങ്ങൾക്കും ഒരേ ഭാരം, ഒരേ വലിപ്പം. പക്ഷേ ഇവയിൽ ഏതോ ഒന്നിന്റെ ഉൾവശം പൊള്ളയാണ്. പക്ഷേ ഏതാണതെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയില്ല. ഇനി ചരിച്ച് വെച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു പലകയിലൂടെ രണ്ടിനേയും ഒരേ ഉയരത്തിൽ നിന്ന് താഴേയ്ക്ക് ഉരുളാൻ നിങ്ങൾ അനുവദിക്കുന്നു. ഇവയിൽ ഏത് ഗോളമാകും ആദ്യം താഴെയെത്തുക? അതോ രണ്ടും ഒരേ സമയം എത്തുമോ?

5. രണ്ട് സിലിണ്ടറുകളെടുക്കുന്നു. ഒന്നിന് ഒരു പോൺഡ്സ് പൗഡർ ടിന്നിന്റെ വ്യാസമുണ്ട്, മറ്റേതിന് ഒരു മെഴുകുതിരിയുടെ വ്യാസമേ ഉള്ളൂ. വ്യാസം കൂടിയ സിലിണ്ടറിന് പക്ഷേ മറ്റേതിന്റെ പകുതി നീളമേ ഉള്ളൂ. ഇനി ഇവയെ ഒരു ചരിഞ്ഞ പലകയിൽ, ഒരേ ഉയരത്തിൽ നിന്ന് താഴേയ്ക്ക് ഉരുളാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഏത് സിലിണ്ടറാകും ആദ്യം താഴെയെത്തുക?

ഇവയ്ക്കുള്ള ഉത്തരങ്ങൾ ആലോചിച്ച് ഉറപ്പിച്ചശേഷം താഴെയുള്ള ഉത്തരങ്ങളുമായി അവ പൊരുത്തപ്പെടുന്നുണ്ടോ എന്ന് നോക്കൂ.

1. വ്യത്യാസമില്ല. നാല് പെൻഡുലങ്ങളും പെൻഡുലങ്ങളും ഒരു മിനിറ്റിൽ നടത്തുന്ന ആട്ടങ്ങളുടെ എണ്ണം തുല്യമായിരിക്കും. 
2. ഇത്തവണയും എല്ലാ പെൻഡുലങ്ങളുടേയും ആട്ടങ്ങളുടെ എണ്ണം തുല്യമായിരിക്കും. ഒരു സാദാ പെൻഡുലം ഒരു മിനിറ്റിൽ എത്ര തവണ ആടും എന്നത് അതിന്റെ ചരടിന്റെ നീളത്തെ മാത്രമേ ആശ്രയിക്കകയുള്ളൂ.
3. രണ്ട് സാഹചര്യത്തിലും പെട്ടി ഏതാണ്ട് ഒരേ കോണിലുള്ള ചരിവിലായിരിക്കും താഴേയ്ക്ക് നിരങ്ങാൻ തുടങ്ങുക. ഈ ചരിവ് പെട്ടിയും പലകയും തമ്മിലുള്ള ഘർഷണബലത്തെ മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. പെട്ടിയുടെ ഭാരത്തിന് അവിടെ സ്വാധീനമില്ല.
4. ഒരേ ഭാരവും വലിപ്പവും ആയിരുന്നാൽ പോലും, എപ്പോഴും അകം പൊള്ളയായ ഗോളത്തെക്കാൾ മുന്നേ മറ്റേ ഗോളം താഴെയെത്തും. അതിന്റെ കാരണം ഒന്നോ രണ്ടോ വാചകത്തിൽ വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയാത്തവിധം സങ്കീർണവുമാണ്.
5. രണ്ട് സിലിണ്ടറുകളും ഒരേ സമയം താഴെയെത്തും. രണ്ടിനും ഒരേ ആകൃതി (സിലിണ്ടർ) ആയിരിക്കുന്നിടത്തോളം, അവയുടെ ഭാരത്തിനോ നീളത്തിനോ വ്യാസത്തിനോ ഇവിടെ ഒരു സ്വാധീനവും ഇല്ല.

ഈ ചോദ്യങ്ങളൊന്നും എനിയ്ക്ക് നിങ്ങളെ പരീക്ഷിക്കാൻ വേണ്ടി ചോദിച്ചതല്ല. നിങ്ങൾക്ക് സ്വയം വിലയിരുത്താനാണ്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ നിങ്ങളുടെ ഉത്തരങ്ങൾ എത്രത്തോളം ശരിയായി എന്ന് ചോദിക്കുന്നുമില്ല. പക്ഷേ ഈ അഞ്ച് ചോദ്യങ്ങൾക്കും, ഫിസിക്സ് പഠിയ്ക്കാതെ, സാമാന്യബുദ്ധി മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് ശരിയായ ഉത്തരം പറഞ്ഞവരുടെ എണ്ണം അധികമുണ്ടാകാൻ സാധ്യതയില്ല. പ്രകാശവേഗതയോ, ഡി.എൻ.ഏ.-യുടെ മ്യൂട്ടേഷനോ, ഇലക്ട്രോണിന്റെ തരംഗസ്വഭാവമോ പോലെ മനുഷ്യർക്ക് പരിചയമില്ലാത്ത ഒന്നും ആ ചോദ്യങ്ങളിലില്ലായിരുന്നു. എന്നിട്ടും സാമാന്യബുദ്ധി ഉപയോഗിച്ച് അവയെ നിർദ്ധാരണം ചെയ്യാൻ നമുക്ക് സാധിക്കാതെ പോകുന്നു. എന്നാൽ പരീക്ഷിച്ച് നോക്കിയാൽ, അവയുടെ ഉത്തരങ്ങൾ ഗണിതപരമായി ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് കണ്ടുപിടിക്കുന്ന ഉത്തരങ്ങളുമായി കൃത്യമായി ഒത്തുപോകുന്നതായി കാണാം. അതാണ് ശാസ്ത്രത്തിന്റെ രീതിയും ശക്തിയും. സാമാന്യബുദ്ധിയെ കുറിച്ച് ആലോചിക്കാതെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ പറയുന്നത് കണ്ണുമടച്ച് വിശ്വസിക്കണമെന്നല്ല പറയുന്നത്. പക്ഷേ വിശ്വസിക്കാതിരിക്കാൻ, 'സാമാന്യബുദ്ധിയ്ക്ക് നിരക്കുന്നില്ല' എന്നത് ഒരു കാരണമല്ല എന്നാണ്. ഈ ചോദ്യങ്ങളിലെ, സുപരിചിതങ്ങളായ ചരടും കട്ടയും പലകയും പോലും നമ്മുടെ സാമാന്യബുദ്ധി അനുസരിക്കുന്നില്ല എങ്കിൽ, ഇലക്ട്രോണും ബ്ലാക് ഹോളും ഡീ.എൻ.ഏ-യും ഒക്കെ അത് ചെയ്യണമെന്ന് വാശി പിടിച്ചിട്ട് കാര്യമുണ്ടോ?

Jan 14, 2016

ഒറ്റത്തവണ തീർപ്പാക്കൽ പദ്ധതി

"പരിണാമ സിദ്ധാന്തം പരമാബദ്ധം!"

"ഓഹോ! അതിരിക്കട്ടെ, എന്താണ് പരിണാമസിദ്ധാന്തം?"

"കുരങ്ങൻ രൂപം മാറിയാണ് മനുഷ്യനുണ്ടായതെന്നും കളിമണ്ണ് കുഴച്ച് മനുഷ്യനെ ദൈവം ഉണ്ടാക്കിയതല്ലെന്നും പറയുന്ന സിദ്ധാന്തം."

"അടിപൊളി. ശാസ്ത്രം താങ്കളുടെ മുന്നിൽ മുട്ടുമടക്കിയിരിക്കുന്നു. സമാധാനമായി പോയിക്കിടന്ന് ഉറങ്ങിക്കോളൂ. നെക്സ്റ്റ്!!"

"ഇനി താങ്കളുടെ പ്രശ്നം എന്താണ്?"

"ബിഗ് ബാംഗ് സിദ്ധാന്തം പരമാബദ്ധം!"

"അതിരിക്കട്ടെ, എന്താണ് ബിഗ് ബാംഗ് സിദ്ധാന്തം?"

"സൃഷ്ടി സ്ഫോടനത്തിലൂടെയാണ് ഉണ്ടായതെന്ന് പറയുന്ന മണ്ടൻ സിദ്ധാന്തം. സ്ഫോടനം കാരണം വസ്തുക്കൾ ഉണ്ടാകുകയല്ല നശിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത് എന്ന് ബിൻ ലാദൻ മച്ചാൻ എത്ര തവണ തെളിയിച്ചിരിക്കുന്നു!"

"വീണ്ടും അടിപൊളി. ശാസ്ത്രം താങ്കളുടെ മുന്നിലും മുട്ടുമടക്കിയിരിക്കുന്നു. സമാധാനമായി പോയിക്കിടന്ന് ഉറങ്ങിക്കോളൂ. നെക്സ്റ്റ്!!"

"പറയൂ, താങ്കളുടെ പ്രശ്നമെന്താണ്?"

"മനുഷ്യൻ ചന്ദ്രനിൽ ഇറങ്ങിയിട്ടില്ല."

"അതെന്താണ് താങ്കൾ അങ്ങനെ പറഞ്ഞത്?"

"അപ്പോളോ യാത്രികർക്ക് വാൻ അലൻ ബെൽറ്റ് മുറിച്ച് കടക്കാൻ പറ്റില്ല."

"അതിരിക്കട്ടെ, എന്താണ് വാൻ അലൻ ബെൽറ്റ്? അതുവഴി പോയാൽ എന്താണ് അപകടം?"

"അതിങ്ങനെ ഇന്ന കമ്പനിയുടെ അപകടം എന്നൊന്നും ഇല്ല, ഒരു അപകടം! അത്രേ ഉള്ളൂ. നിങ്ങൾ എന്തൊക്കെ പറഞ്ഞാലും വാൻ അലൻ ബെൽറ്റ് മുറിച്ച് കടക്കാൻ പറ്റില്ല."

"അടിപൊളി. നാസ താങ്കളുടെ മുന്നിൽ മുട്ടുമടക്കിയതായി അറിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. സമാധാനമായി പോയിക്കിടന്ന് ഉറങ്ങിക്കോളൂ. നെക്സ്റ്റ്!!"

"ആഹാ, എന്താണ് താങ്കളുടെ പ്രശ്നം?"

"മോഡേൺ മെഡിസിൻ ആളെ കൊല്ലും, വാക്സിനുകൾ അന്താരാഷ്ട്ര ഗൂഢാലോചനയാണ്."

"ഓഹോ! ശരി, താങ്കൾ പറയൂ എങ്ങനെയാണ് രോഗാണുക്കളെ തുരത്തേണ്ടത്?"

"അതിന് രോഗാണുക്കളേ ഇല്ലല്ലോ! അത് അന്താരാഷ്ട്ര ഗൂഢാലോചനയാണ്. എല്ലാ അസുഖങ്ങളും വരുന്നത് ശരീരത്തിൽ മാലിന്യങ്ങൾ അടിയുമ്പോഴാണ്."

"വെരി ഗുഡ്. താങ്കളുടെ മുന്നിൽ ഹിപ്പോക്രാറ്റസ് മുതൽ ഡോ. വല്യത്താൻ വരെയുള്ള സകല ഡോക്ടർമാരും മുട്ടുമടക്കിയിരിക്കുന്നു. ദയവായി പോയിക്കിടന്ന് ഉറങ്ങുക. (pause) എഡേയ്, ഇനിയാരെങ്കിലും ഉണ്ടോ?"

"ഒന്നും ഒന്നും രണ്ടാണെന്ന് പറയുന്നത് അന്താരാഷ്ട്ര ഗൂഢാലോചനയാണെന്നും സത്യത്തിൽ അത് ഇമ്മിണി ബല്യ ഒന്നാണെന്നും പറയുന്ന ഒരു മജീദിസ്റ്റ് വിശ്വാസി വന്ന് നിൽപ്പുണ്ട്. വിളിക്കട്ടെ?"

"ന്റമ്മോ! ഇനിയൊന്നും കേൾക്കാനുള്ള ത്രാണിയില്ല. ശാസ്ത്രം എന്നെന്നേക്കുമായി മുട്ടുമടക്കിയിരിക്കുന്നു എന്നൊരു ബോർഡും തൂക്കി, കൗണ്ടറടച്ചേക്ക്."

എന്താണ് ടാക്കിയോണുകൾ? എന്തല്ല ടാക്കിയോണുകൾ?

പൊതുവിജ്ഞാന ശാസ്ത്ര പംക്തികളിൽ മിക്കവാറും കണ്ടിട്ടുള്ള ഒരു വാക്കാണ് ടാക്കിയോണുകൾ. 'പ്രകാശത്തേക്കാൾ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ടാക്കിയോണുകൾ എന്ന കണങ്ങളെ കണ്ടുപിടിച്ചതാര്?' എന്ന ചോദ്യത്തിന് 'ഈ. സീ. ജി. സുദർശൻ' എന്ന ഉത്തരവും 'പ്രകാശത്തേക്കാൾ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന കണങ്ങൾ ഏത്?' എന്ന ചോദ്യത്തിന് 'ടാക്കിയോണുകൾ' എന്ന ഉത്തരവുമാണ് മിക്കവാറും ജി.കെ. ഗൈഡുകൾ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നത്. പീ.എസ്. സി. പരീക്ഷയ്ക്കോ ബാങ്ക് പരീക്ഷയ്ക്കോ ഇത്രയും മതിയാകുമെങ്കിലും, ഇതേപടി പല കുറി ആവർത്തിക്കപ്പെടുന്ന ഈ ചോദ്യങ്ങൾ ടാക്കിയോണുകളെ കുറിച്ച് വളരെ തെറ്റായ ഒരു ധാരണയാണ് വായനക്കാരിൽ ഉണ്ടാക്കുന്നത്. 'ധാരണ' ഉണ്ടാവേണ്ടത് ഒരു ആവശ്യമായി തോന്നാത്തവർക്ക് ഈ പോസ്റ്റ് പൂർണമായും അവഗണിക്കാവുന്നതാണ്.

ഇപ്പറഞ്ഞ രണ്ട് ചോദ്യങ്ങളും, വിശേഷിച്ച് ഒന്നാമത്തെ ചോദ്യം, സാങ്കേതികമായി തെറ്റാണ്. കാരണം ഈ. സീ. ജി. സുദർശൻ എന്ന ലോകപ്രശസ്തനും പ്രഗത്ഭനും മലയാളിയുമായ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ടാക്കിയോണുകളെ 'കണ്ടുപിടിച്ചി'ട്ടേയില്ല. സുദർശനെന്നല്ല, ആരും ഇതുവരെ ടാക്കിയോണുകളെ 'കണ്ടുപിടിച്ചി'ട്ടില്ല എന്നതാണ് സത്യം. ആദ്യമേ തന്നെ വ്യക്തമായി പറയട്ടെ- ടാക്കിയോണുകൾ എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന, പ്രകാശത്തെക്കാൾ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് കരുതപ്പെടുന്ന കണങ്ങൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ ഉണ്ടെന്ന് വിശ്വസിക്കാൻ പോന്ന തെളിവുകളൊന്നും തന്നെ നാളിതുവരെ ലഭിച്ചിട്ടില്ല. ടാക്കിയോണുകളെ 'hypothetical' എന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകം വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്. അതായത്, ഉണ്ടെന്ന് ഉറപ്പിക്കാൻ പോന്ന തെളിവുകളൊന്നും ഇല്ലാതെ, ഉണ്ടാകാം എന്നൊരു അഭ്യൂഹം മാത്രമായി നിലനിൽക്കുന്ന ഒരു സൈദ്ധാന്തിക വസ്തു.

ഇന്ന് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനശിലകളിൽ ഒന്നാണ് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം. ഒരു പുതിയ സിദ്ധാന്തം ഉണ്ടായാൽ അത് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെ അനുസരിക്കുന്നുണ്ടോ എന്ന് പരിശോധിച്ചിട്ട് മാത്രം മുന്നോട്ട് പോകുന്ന അവസ്ഥ വരെയുണ്ട്, അത്രമാത്രം അംഗീകാരം അതിന് കിട്ടിയിട്ടുണ്ട്. അത് ഔദാര്യമൊന്നുമല്ല കേട്ടോ. നിരവധി അനവധി പരീക്ഷണ-നിരീക്ഷണ-വാദപ്രതിവാദങ്ങൾക്ക് ശേഷമാണ് ആപേക്ഷികതയ്ക്ക് ഈ സ്ഥാനം കിട്ടിയത്. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം പ്രകാരം ഭൗതികവസ്തുക്കൾക്കൊന്നും തന്നെ പ്രകാശത്തിന് ശൂന്യതയിലുള്ളതിനെക്കാൾ കൂടുതൽ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാനാവില്ല. (അതിനെ കുറിച്ച് വിശദമായി ഈ പോസ്റ്റിൽ എഴുതിയിട്ടുണ്ട്- http://www.kolahalam.com/2015/08/speed-of-light.html) ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം നിലവിൽ വന്ന ശേഷം, പ്രകാശത്തെക്കാൾ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയുന്ന കണങ്ങളുടെ സാധ്യതയെ കുറിച്ച് ആദ്യം സംസാരിക്കുന്നത് 1962-ൽ, അന്ന് റോചസ്റ്റർ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ പ്രൊഫസറായിരുന്ന സുദർശനും രണ്ട് സഹപ്രവർത്തകരും ചേർന്നാണ്. പക്ഷേ അവരാ കണങ്ങളെ ടാക്കിയോണുകൾ എന്നല്ല, meta-particles എന്നൊരു താത്കാലിക പേരിട്ടാണ് വിളിച്ചത്. പിന്നീട് 1967-ൽ കൊളംബിയ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ജെറാൾഡ് ഫെയിൻബർഗ് പ്രകാശവേഗതയെ കവച്ചുവെക്കാൻ കഴിയുന്ന കണങ്ങളെക്കുറിച്ച് മറ്റൊരു പ്രബന്ധം അവതരിപ്പിച്ചു. അതിവേഗതയ്ക്കുള്ള ഗ്രീക്ക് വാക്കായ 'ടാക്കി'-യിൽ നിന്ന് ടാക്കിയോൺ എന്ന പേര് ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തത് ഫെയിൻബർഗ് ആണ്.

ഫെയിൻബർഗും സുദർശനും ഏതാണ്ട് ഒരേ വാദമാണ് തങ്ങളുടെ സിദ്ധാന്തത്തിന് അടിസ്ഥാനമാക്കിയത്. പ്രകാശവേഗതയെ കവച്ച് വെക്കാൻ സാധാരണ കണങ്ങൾക്ക് സാധിയ്ക്കാത്തത് അവയുടെ പിണ്ഡം (mass) കാരണമാണ്. വേഗത കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് പിണ്ഡം കൂടുകയും പ്രകാശവേഗത എത്തുമ്പോൾ അനന്തമായ (infinite) പിണ്ഡം കൈവരുന്നതിനാൽ പിന്നീട് വേഗത കൂട്ടാൻ അനന്തമായ ഊർജം വേണ്ടിവരികയും ചെയ്യും എന്നതിനാലാണ് ഒരു വസ്തുവിനേയും ഓടിച്ച് പ്രകാശവേഗതയെ ഓവർട്ടേക്ക് ചെയ്യാൻ കഴിയാത്തത്. പക്ഷേ മറ്റൊരു ചോദ്യമുണ്ട്- ആദ്യമേ തന്നെ പ്രകാശവേഗതയെക്കാൾ വേഗതയുള്ള കണങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിലോ? അവയെ സംബന്ധിച്ച് പ്രകാശവേഗതയെ 'മറികടക്കുക' എന്നൊരു പ്രശ്നം ഉദിക്കുന്നില്ല. അതായത് പ്രകാശവേഗത ഒരു മതിലാണെങ്കിൽ, നാം കാണുന്ന സാധാരണ ഭൗതിക കണങ്ങളെല്ലാം എപ്പോഴും ആ മതിലിന് ഇപ്പുറമാണ്. അവയ്ക്ക് പരമാവധി ആ മതില് വരെയേ പോകാനാകൂ. പക്ഷേ ആ മതിലിനപ്പുറത്ത് നമ്മളിനിയും കണ്ടിട്ടില്ലാത്ത കണങ്ങൾ ഉണ്ടായിക്കൂടേ എന്നാണ് ചോദ്യം. അതിനുള്ള ഉത്തരമായാണ് ടാക്കിയോണുകൾ അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്. അങ്ങനെയെങ്കിൽ അവയുടെ പ്രത്യേകതകൾ എന്തൊക്കെയായിരിക്കും എന്ന് നിലവിലുള്ള ഭൗതിക സിദ്ധാന്തങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവചിക്കാനാകും. പക്ഷേ എങ്ങനെ പോയാലും നമുക്ക് പരിചയമില്ലാത്ത പല വിചിത്ര സ്വഭാവങ്ങളും ഉണ്ടെങ്കിൽ മാത്രമേ പ്രകാശവേഗതയെക്കാൾ കൂടിയ വേഗതയിൽ അവയ്ക്ക് സഞ്ചരിക്കാനാകൂ എന്ന് എളുപ്പം മനസിലാക്കാനാകും. ഒന്ന്, അവയുടെ പിണ്ഡത്തിന്റെ വർഗം (square) ഒരു നെഗറ്റീവ് സംഖ്യ ആയിരിക്കണം. ഗണിതം പഠിച്ചിട്ടുള്ളവർക്ക് ഇത് എത്ര സങ്കീർണമാണെന്ന് മനസിലാകും. സാധാരണഗതിയിൽ ഇത് അസാദ്ധ്യമാണ്. ഇനി അഥവാ അത് സാധ്യമാണെന്ന് വെച്ചാൽ തന്നെ, ഊർജം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് വേഗത കൂടുന്ന അതിവിചിത്രമായ പ്രത്യേകത കൂടി ഇവയ്ക്ക് ഉണ്ടാകേണ്ടി വരും. ടാക്കിയോണുകളെ സംബന്ധിച്ച് ഊർജം പൂജ്യമാകുമ്പോൾ അവയുടെ വേഗത അനന്തമാകും. മാത്രമല്ല, ഇവയ്ക്ക് ഒരിയ്ക്കലും പ്രകാശവേഗതയെക്കാൾ കുറഞ്ഞ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കാനാവില്ല. ടാക്കിയോണുകൾ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന് വിരുദ്ധമാണോ എന്ന ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം ഇവിടുണ്ട്. പ്രകാശവേഗതയെക്കാൾ താഴെ സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയാത്തിടത്തോളം കാലം, ടാക്കിയോണുകൾ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പരിധിയിൽ വരുന്നതേയില്ല. ആപേക്ഷികത, നേരത്തേ പറഞ്ഞ മതിലിനിപ്പുറമുള്ള നമ്മുടെ പറമ്പിലെ കാര്യങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച സിദ്ധാന്തമാണ്. മതിലിന്റെ അപ്പുറം നടക്കുന്നതൊന്നും ആപേക്ഷികതയുടെ 'സ്റ്റേഷൻ പരിധി'യിൽ വരുന്നതല്ല. പ്രകാശവേഗതയുടെ മുകളിലുള്ള കണങ്ങളെ കുറിച്ച് സൈദ്ധാന്തികമായി നിരവധി എതിർപ്പുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അവയെ കണ്ടെത്താൻ പല പരീക്ഷണങ്ങളും നടത്തപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. പക്ഷേ ഒരിടത്തും ടാക്കിയോണുകളുടെ പൊടി പോലും കണ്ടുകിട്ടിയില്ല. മതിലിനപ്പുറം ആരാന്റെ പറമ്പിൽ കുഴിച്ചിട്ടിരിക്കുന്നു എന്ന് കരുതപ്പെടുന്ന നാഗമാണിക്യം മാത്രമായിട്ടാണ് ഇന്ന് ടാക്കിയോൺ കണങ്ങൾ അറിയപ്പെടുന്നത്.

അല്പസ്വല്പം ഫിസിക്സ് പഠിച്ചവർക്കായി ഒരു കാര്യം കൂടി സൂചിപ്പിക്കാം. ടാക്കിയോണുകൾ എന്ന കണങ്ങളെ കുറിച്ചാണ് ഇതുവരെ പറഞ്ഞത്. ക്വാണ്ടം ഫീൽഡ് തിയറിയുടെ ഭാഗമായി ടാക്കിയോൺ ഫീൽഡ് എന്നൊരു സങ്കല്പം നിലവിലുണ്ട്. സുദർശന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്നും, അതിന് ശേഷം വന്ന ഫിയെൻബർഗിന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിനുള്ള വ്യത്യാസം, രണ്ടാമത്തേത് ക്വാണ്ടം ഫീൽഡ് സങ്കല്പത്തിലുടെയാണ് അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ടത് എന്നതാണ്. സ്വന്തം സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് പ്രകാശത്തെക്കാൾ വേഗതയിൽ ടാക്കിയോണുകൾ സഞ്ചരിക്കുമെന്നും അവയെ ഉപയോഗിച്ച് ഭൂതകാലത്തേയ്ക്ക് സന്ദേശമയക്കാൻ കഴിയുമെന്നും ഒക്കെ കരുതിയ ഫിയെൻബർഗ്, അതിലൂടെ പാരാസൈക്കിക് പ്രതിഭാസങ്ങൾക്കൊക്കെ സർട്ടിഫിക്കറ്റ് കൊടുക്കാനും തയ്യാറായി. പക്ഷേ പിന്നീടുള്ള പഠനങ്ങളിൽ വ്യക്തമായത്, ഫീൽഡിലൂടെ പ്രകാശവേഗതയെക്കാൾ വേഗത്തിൽ സന്ദേശകൈമാറ്റം സാധിയ്ക്കില്ല എന്നുതന്നെയായിരുന്നു. പിണ്ഡത്തിന്റെ വർഗം നെഗറ്റീവാകുന്ന പക്ഷം ടാക്കിയോൺ കണ്ടൻസേഷൻ എന്ന പ്രതിഭാസം വഴി പ്രകാശാതിവേഗ കണങ്ങളെല്ലാം ഇല്ലാതാകും. ടാക്കിയോൺ കണങ്ങൾ സങ്കല്പം മാത്രമായി തുടരുന്നു എങ്കിലും, സൈദ്ധാന്തിക തലത്തിൽ ടാക്കിയോൺ ഫീൽഡ്, ടാക്കിയോൺ കണ്ടൻസേഷൻ എന്നീ ആശയങ്ങൾക്ക് ഇന്ന് ഫിസിക്സിൽ വളരെയധികം പ്രാധാന്യമുണ്ട്. ഹിഗ്സ് ഫീൽഡ് പോലുള്ള കാര്യങ്ങളുടെ പഠനത്തിൽ ഇവ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. അതിനാൽ ടാക്കിയോൺ എന്ന വാക്ക് കേൾക്കുമ്പോൾ അത് ഏത് സന്ദർഭത്തിലാണ് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത് എന്നത് കൂടി ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്.