அறிவியல்; ஆறுதலற்று விரையும் அண்டப் பொருட்கள்! பிரபஞ்ச வடிவம் பற்றிய புரிதல்கள்! - வ.ந.கிரிதரன் -

- அலெக்ஸாண்டர் பிரிட்மென் -

இரவு நேரங்களில் அண்ணாந்து விரிந்து கிடக்கும் ஆகாயத்தைப் பாருங்கள். கோடிக் கணக்கில் பரந்து கொட்டிக் கிடக்கும் நட்சத்திரங்களை, கிரகங்களை உபகிரகங்களைக் கவனியுங்கள். அதே சமயம் இன்னும் ஒன்றையும் மனதிலே ஞாபகப்படுத்திக் கொள்ளுங்கள். ஒவ்வொரு செக்கனும் பிரமாண்டமானதொரு வேகத்தில் விரிந்து கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சமொன்றின் சிறியதொரு கோணத்தில் விரைந்து கொண்டிருக்கும் சிறியதொரு கோளொன்றில் வாழ்ந்து கொண்டிருக்கின்றோம் என்பதே அது. நெஞ்சினைப் பிரமிக்க வைத்து விடுகின்றதல்லவா! அப்படியானால் நம்மால் ஏனிந்த வேகத்தை உணர முடியவில்லை? மூடியதொரு புகையிரதத்தினுள் இருக்குமொருவருக்கு எவ்விதம் புகையிரதம் வேகமாகச் செல்வது தெரியாதோ அது போன்றதொரு நிலையில் தான் எம்முடைய நிலையும். பூமியைச் சுற்றிப் படர்ந்திருக்கும் வாயு மண்டலம்தான் எம்மை மூடிய புகையிரத்தைனைப் போல் இக்கோளினை வைத்திருக்கின்றது. அதனால் தான் எம்மால் எமது வேகத்தைக் கூட உணர முடியாமலிருக்கின்றது. இன்னும் ஒரு காரணம் - எம்மைச் சுற்றியுள்ள சுடர்களுக்கும், கிரகங்களுக்குமிடையிலான தொலைவு மிக மிக அதிகமானது. இத் தொலைவும் எமது வேகத்தினை உணரமுடியாதிருப்பதற்கு இன்னுமொரு காரணம். புகைவண்டியினுள் விரையும் ஒருவருக்கு அருகில் தெரியும் காட்சிகள் வேகமாகச் செல்வது போலும், மிகத் தொலைவிலுள்ள காட்சிகள் ஆறுதலாக அசைவது போலவும் தெரிவதற்கு அடிப்படைக் காரணம் தொலைவு தான்.

இவ்விதம் எல்லையற்றுப் பரந்து கிடக்கும் இப்பிரபஞ்சம் பற்றி அறிவதன மூலம் மனிதர்கள் தம் பிறப்பின் காரணத்தின் சூத்திரத்தை அறிவதற்கு முயன்று கொண்டிருக்கின்றார்கள். அரிஸ்டாட்டில், கலிலியோ, நியூட்டன் , ஐன்ஸ்டைனென்று பிரபஞ்சம் பற்றிய கோட்பாடுகள் மேலும் மேலும் வளர்ச்சியடைந்து வந்துள்ளன. வந்து கொண்டிருக்கின்றன.

இந்த வகையில்தான் 'அலெக்ஸாண்டர் பிரிட்மென்'னுடைய (Alexander Friedman) (1920) பிரபஞ்சம் பற்றிய கருத்துகளையும் பார்க்க வேண்டும். ஐன்ஸ்டைனின் கணித சூத்திரங்களை ஆராய்ந்து கொண்டிருந்த பிரிட்மான் பிரபஞ்சத்தின் உருவ அமைப்பு பற்றிய கோட்பாடுகளை விபரித்தார். அலெக்ஸாண்டர் பிரிட்மான் பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் அளவு பற்றி ஆராய்ந்தார். இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளானது வெளியை வளைக்கும் தன்மை படைத்தது. எனவே இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் அளவு பற்றி ஆராய்ந்த பிரிட்மான் 'இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் மொத்த அளவானது இப்பிரபஞ்சத்திற்கு ஒரு வடிவினை, உருவ அமைப்பினை உருவாக்கும் அளவுக்குப் போதுமானது' என எடுத்துக் காட்டினார்.
இவரது கருத்துப்படி பிரபஞ்சத்தின் உருவ அமைப்பானது மூன்று விதமாகக் காணப்படுவதற்குச் சாத்தியமுள்ளது. இவற்றை அவர் முறையே 'மூடிய பிரபஞ்சம்', 'திறந்த பிரபஞ்சம்', 'தட்டையான பிரபஞ்சம்' என மூன்றாகப் பிரித்தார். 'மூடிய பிரபஞ்சம்' என்றாலென்ன? அது எப்படியிருக்கும்? மூடிய பிரபஞ்சத்திற்கு உதாரணமாக ஒரு கோளத்தின் அமைப்பையே குறிக்கலாம். கோளமொன்றின் வடிவம் எவ்விதம் வளைந்து காணப்படுகிறதோ அவ்விதமே இப்பிரபஞ்சமும் வளைந்து மூடிய நிலையில் இருப்பதற்குச் சாத்தியங்களுள்ளன. உண்மையில் ஒருவர் இவ்வகையான மூடிய பிரபஞ்சத்தில் நேர் கோட்டில் பயணம் செய்வாரென்றால் மீண்டும் தனது தொடக்க இடத்துக்கே வந்து விடுவார். இவ்வகையான நிலையினை நமது பூமியுடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால் உண்மை மிகவும் இலகுவாக விளங்கி விடும். உதாரணமாகப் பூமியின் மேற்பரப்பில் ஓரிடத்திலிருந்து பயணத்தைத் தொடங்குமொருவர் நேராக நடந்து செல்வாரேயானல் மீண்டும் தனது தொடக்குப் புள்ளிக்கே வந்து விடுவாரல்லவா? அது போல் தான் 'மூடிய பிரபஞ்சத்தி'னுள் பயணிப்பவரின் நிலையும்.

பிரபஞ்சத்தின் உருவ அமைப்பு பற்றிய அடுத்தவகை 'திறந்த வகைப் பிரபஞ்சம்' ஆகும். குதிரையொன்றின் முதுகில் அமர்ந்து செல்லப் பாவிக்கபப்டும் 'சேணம்' போல் அதனது அமைப்பிருக்கும். இவ்வகையான 'திறந்த பிரபஞ்ச'த்திற்கு முடிவென்பதேயில்லை. இவ்வகையான பிரபஞ்சத்தில் ஓரிடத்தில் பயணத்தைத் தொடங்குபவர் நேராகச் செல்லும் பட்சத்தில் கூட மீண்டும் தனது தொடக்க இடத்துக்குத் திரும்புவதேயில்லை. போனவர் போனவரே.

மூன்றாவது வகையான பிரபஞ்சத்தின் வடிவைத் 'தட்டை'யானதெனக் குறிப்பிட்டோமல்லவா? உண்மையில் இவ்வகையான பிரபஞ்ச வடிவ அமைப்பானது மூடிய வடிவ அமைப்புக்கும், திறந்த வடிவ அமைப்புக்கும் இடைப்பட்ட வகையிலான வடிவ அமைப்பினச் சேர்ந்தது. இவ்வகையான வடிவை முடிவற்று நீண்டிருக்கும் மேசை ஒன்றின் மேற்பரப்புக்கு ஒப்பிடலாம்.

பிரபஞ்சத்தின் வடிவ அமைப்பினை அறிவதற்குரிய இன்னுமொரு வழி இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் அடர்த்தியினை அறிவதாகும். இவ் அடர்த்தியின் அளவுக்கேற்ப பிரபஞ்சம் மூடியதா, திறந்ததா அல்லது தட்டையானதா என அறிந்து கொள்ள முடியும். ஒரு கன சதுர மீற்றரில் மூன்று பொருள் அணுக்களிருப்பதைப் பிரபஞ்சத்தின் பொதுவான அடர்த்தியாகக் கணித்திருக்கின்றார்கள். இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் அடர்த்தியானது மேற்குறிப்பிடப்பட்ட பொதுவான அடர்த்தியிலும் கூடியதாகவிருப்பின் நமது பிரபஞ்சமானது 'மூடிய பிரபஞ்சமாக'விருக்கும். குறைவாகவிருந்தால் 'திறந்த வகைப் பிரபஞ்சமாகவும்', ஒரே அளவாகவிருந்தால் 'தட்டையான பிரபஞ்ச'மாகவுமிருக்கும்.

ஆனால் இதுவரையிலான ஆய்வுகளின்படி கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பிரபஞ்சத்தின் பொருள் அடர்த்தி மிகமிகச் சிறியதாகத்தானிருக்கிறது. நம் கண் முன்னால் விரிந்து கிடக்கும் இப்பிரபஞ்சத்தின் பொருள் அடர்த்தி , பொருட் செறிவு இவ்வளவு சிறியதா? நம்பவே முடியவில்லையல்லவா? பெளதிக வானியல் அறிஞர்களாலும் இதனை நம்பத்தான் முடியவில்லை. அதனால் தான் அவர்கள் இப்பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் பொருளின் பெரும்பான்மையான பகுதி நமது கண்களுக்குப் புலப்படாத வகையில் இன்னுமொரு வடிவிலிருக்க வேண்டுமென நம்புகின்றார்கள். இவ்வகையான பொருளினை 'இருண்ட பொருள்' (Dark Matter) என அவர்கள் பெயரிட்டு
ஆராய்ச்சிகள் நடத்துகின்றார்கள். அப்படியானால் இவ்வகையான கரும்பொருள் எங்கே ஒளிந்துள்ளது? இவ்வகையான பொருள் ஒளிந்திருக்கச் சாத்தியமான இடங்களில் ஒன்று 'கருந்துளை'கள் (Black Holes)அல்லது 'கரும் ஈர்ப்பு மையங்க'ளாகும். இத்தகைய கருந்துளைகளிலிருந்து ஒளியே வெளியேறுவதில்லை என்பதனால், இவற்றினுள் ஒளிந்திருக்கும் பொருளின் அளவை அறிவது கூடத் தற்போதைய நிலைமையில் சிரமமாகத் தானிருக்கின்றது.

இவ்விதமாக நமது பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் பற்றியும், அதன் வடிவம் இங்கு காணப்படும் பொருளின் அடர்த்தி பற்றியும், அது சம்பந்தமாகத் தொடரும் ஆய்வு பற்றியும் பார்த்தோம். இதே சமயம் நமது பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றிய ஆய்வுகளும் தொடரத்தான் செய்கின்றன.

தற்போது நிலவும் கோட்பாடுகளின்படி மிகப் பிரபல்யமாக விளங்கும் கோட்பாடு 'பெரு வெடிப்புக்' (Big Bang) கோட்பாடு என அழைக்கப்படுகிறது. இதன்படி இப்பிரபஞ்சமானது ஆரம்பத்தில் ஓரிடத்தில் குவிந்திருக்க வேண்டும். ஒரு கட்டத்தில் அதனுள் நிலவிய ஈர்ப்புச் சக்தியின் அளவுன் அதிகரித்து, வெப்பநிலை உயர்ந்து வெடித்திருக்க வேண்டும். அவ்வெடிப்பிலிருந்து உருவானதே தற்போது காணப்படும் இப்பிரபஞ்சம் என விளக்குகிறது இக்கோட்பாடு. நடைபெற்ற, நடைபெற்றுக் கொண்டிருக்கும் ஆராய்ச்சி முடிவுகளெல்லாம் இக்கோட்பட்டிற்குச் சாதகமாகவேயிருக்கின்றன. இதற்கு ஆதாரமாகப் பின்வருவனவற்றைக் கூறலாம்.

உதாரணமாக 'இப்பிரபஞ்சமானது பெருவெடிப்பின் மூலம் உருவாகியிருக்கும் பட்சத்தில் ஆரம்பத்தில் அவ்வெடிப்புடன் சேர்ந்து வெளியான பெருமளவு கதிரியக்கம் இன்றும் கூட மிகக் குறைந்த அளவிலேனும் பரவியிருக்க வேண்டும்' என ரஷ்ய விஞ்ஞானியான ஜோர்ஜ் கமாவ் என்பவர் கருதினார். இதனை 'பின்னணிக் கதிரியக்கம்' (Background Radiation) என அழைத்தார்கள். இது 1965ஆம் ஆண்டில், அமெரிக்காவின் நியுஜேர்ஸி மாநிலத்தில் அமைந்துள்ள 'பெல்' ஆய்வுக்கூடத்தில் 'ஆர்னோ பென்ஷியாஸ்' (Arno Penzias) மற்றும் ரொபேர்ட் வில்சன்' (Robert Wilson) ஆகியோரால் ஆய்வுகளின் மூலம் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளது.

பெருவெடிப்புக் கோட்பாட்டிற்கு ஆதாரமான இன்னுமொரு விடயம் என்னவென்றால்..அதுதான் நமது பிரபஞ்சத்தின் விரியும் தன்மை. நமது பிரபஞ்சம் ஒவ்வொரு கணமும் விரிந்து கொண்டிருக்கின்றது என்ற உண்மையினை அமெரிக்க வானியல் அறிஞரான 'எட்வின் ஹபிள்' என்பவர் கண்டு பிடித்தார். இதன்படி விரியும் பிரபஞ்சத்தின் வேகம் கண்டு பிடிக்கப்பட்டது. அவ்வேகத்திலிருந்து இப்பிரபஞ்சமானது சுமார் 15 பில்லியன் வருடங்களுக்கு முன்னர் ஓரிடத்தில் குவிந்து செறிந்திருக்க வேண்டுமென்பதும் அறியப்பட்டுள்ளது. இக்கண்டு பிடிப்பு பெருவெடிப்புக் கோட்பாட்டிற்கு ஆதரவாகவுள்ளது. அதே சமயம் நம் மனதில் பல கேள்விகள் எழாமலில்லை. அப்படியானால் இவ்விதமான பொருட்களெல்லாம் ஆரம்பத்தில் எவ்விதம் உருவாகின? பெருவெடிப்புக்கு முன்னர் இருந்ததென்ன? நமது பிரபஞ்சம் போன்று வேறும் பல்கோடிப் பிரபஞ்சங்கள் தமது பாதைகளில் விரிந்து கொண்டிருக்கின்றனவா? அப்படியானால் இன்னுமொரு விரிந்து கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சமொன்றுடன் நமது பிரபஞ்சம் மோதுவதற்குச் சாத்தியங்களுண்டா? இவ்விதம் பலப் பல வினாக்கள் எழுகின்றன அல்லவா?

'பெருவெடிப்புக்' கோட்பாடு போல் இப்பிரபஞ்சம் பற்றிய வேறு சில கோட்பாடுகளும் நிலவத்தான் செய்கின்றன. அவற்றிலொன்றுதான் 'உறுதி நிலைக்' கோட்பாடு. இக்கோட்பாட்டினை 1948இல் பிரிட்டிஷ் வானவியல் அறிஞரான 'பிரட் ஹொய்ல்' (Fred Hoyle) மற்றும் ஆஸ்திரியர்களான 'தோமஸ் கோல்ட்' (Thomas Gold) மற்றும் 'ஹெர்மன் பாண்டி' (Hermann Bondi) என்பவர்கள் முன் வைத்தனர். இப்பிரபஞ்சமானது தற்போது எவ்விதம் காணப்படுகிறதோ அவ்விதமே இது வரை காலமும் இருந்து வந்துள்ளது. இனியும் இருக்கும். இந்நிலையில் இதன் தோற்றம் பற்றியெல்லாம் கவலைப் படுவதில் அர்த்தமேயில்லை. ஏனெனில் இப்பிரபஞ்சமானது எப்பொழுதுமே இருந்து வந்துள்ளது. இதற்கு ஆரம்பமேயில்லை. இக்கோட்பாடு பிரபஞ்சம் விரியும் தன்மையினை ஒத்துக் கொள்கிறது. ஆனால் பிரபஞ்சம் விரிவதால் அடர்த்தி குறைகிறது என்பதை இக்கோட்பாடு ஏற்றுக் கொள்ளவில்லை. இக்கோட்பாட்டின்படி வெற்றிடத்திலிருந்து எந்நேரமும் பொருளானது உற்பத்தியாகிக் கொண்டேயிருப்பதால், விரிவடைந்த போதும், பிரபஞ்சத்தின் அடர்த்தி குறைவதேயில்லை. ஆனால் இக்கோட்பாட்டினால் 'பின்னணிக் கதிரியக்க'த்தினை விளங்கப்படுத்த முடியவில்லை.

இன்னுமொரு சுவீடன் நாட்டைச் சேர்ந்த பெளதிக/வானியல் அறிஞரான 'ஹான்ஸ் அல்வென்'(Hannes Alfven) என்பவரின் கருத்துப்படி நமது பிரபஞ்சமானது இன்னுமொரு மாபெரும் பிரபஞ்சமொன்றின் சிறு பகுதியொன்றில் ஏற்பட்ட வெடிப்பின் விளைவுதான். இவரது கணிப்பின்படி நமது பிரபஞ்சமானது சம அளவிலான பொருளையும் எதிர்ப்பொருளினையும் கொண்டுள்ளதாகவிருக்க வேண்டும். பொருளுக்கும் எதிர்ப்பொருளுக்கும் இடையிலான மோதலின் விளைவாக உருவான பெருவெடிப்பே நம் பிரபஞ்சத்தின் விரிவுக்குக் காரணம். இவ்விதமாக பொருளும் எதிர்ப்பொருளும் ஒன்றுடனொன்று மோதும் போது அவை முற்றாக அழிந்து (Annihilation) விடுகின்றன. அவ்விதம் அழியும் போது புரோட்டான்களும், இலத்திரன்களும் உருவாகின்றன. இதனால் அழிவு நடைபெறும் இடத்திற்கண்மையில் விரைவான அதிகரிப்பு (Rapid Expansion) ஏற்படுகின்றது. ஆனால் இவ்விதம் 'அழிவு' (Annihilation) ஏற்படும் போது கட்டாயம் காமாக் கதிர்கள் உருவாகியிருக்க வேண்டும். அவற்றை மிக இலகுவாகக் காமாத் தூரதரிசினிகளால் (Gamma Telescope) அவதானிக்கக் கூடியதாகவிருக்க வேண்டும். ஆனால் அவ்விதமான அவதானிப்பெதனையும் இதுவரையில் அறியமுடியவில்லையென்பது 'ஹான்ஸ் அல்வென்'வின் கோட்பாட்டிற்கு ஏற்பட்ட பின்னடைவுகளிலொன்று. இதற்கு 'ஹான்ஸ் அல்வென்' 'நாமிருக்கும் பொருட்குமிழியானது அவதானிக்கப் படக்கூடிய பிரபஞ்சத்திலும் அதிகமாயிருப்பதே இதற்குக் காரணம்' என்றொரு வாதத்தை முன்வைத்தார். அவ்விதமாயின் இவ்வாதம் இன்னுமொரு எதிர்வாதத்தினை முன் வைத்துவிடும் அபாயமிருக்கிறது. அது 'இக்கோட்பாடு எதிர்வு கூறும் பிரபஞ்ச அமைப்பினை அவதானிக்க முடியாதென்றால் அதனை பரிசோதிப்பதெவ்விதம்' என்பதுதான் அது.

பிரிட்டிஷ் பெளதிகவியல்/வானியல் விஞ்ஞானியான ஸ்டீபன் ஹார்கின்ஸ்ஸின் (Stephen Hawking) கருத்து என்னவென்றால்...நமது பிரபஞ்சத்தின் இருப்பானது மூடிய நேர வளையத்தை ஒத்தது. இவரது கருத்துப்படி பெருவெடிப்பில் உருவாகும் பிரபஞ்சமானது இறுதியில் ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில், அதாவது பிரபஞ்சத்தின் விரிவடையும் வேகமானது அதியுயர் நிலையினை அடைந்ததும் அதுவரையில் முன்னோக்கிச் சென்று கொண்டிருந்த நேரமானது பின்னோக்கி செல்லத் தொடங்கும். எதுவரை இவ்விதமாக நேரமானது பின்னோக்கிச் செல்லுமென்றால் இன்னுமொரு பெருவெடிப்பு ஏற்படும் வரையில்தான். அதன் பின்னர் நேரமானது மீண்டும் முன்னோக்கி நகரத் தொடங்கும். இவ்விதமாக இப்பிரபஞ்சமானது மீண்டும் மீண்டும் வெடித்துக் கொண்டேயிருக்கும். உண்மையில் இத்தகைய பிரபஞ்சத்தில் வசிக்கும் ஒருவருக்கு நேரம் முன்னோக்கிச் செல்கிறதா அல்லது பின்னோக்கிச் செல்கிறதா என்பது கூடத் தெரியாது. ஏனெனில் அவரால் நேரம் முன்னோக்கிச் செல்வதாக மட்டும் தான் உணர முடியும். உண்மையில் தற்போது நேரம் முன்னோக்கிச் செல்கிறதா அல்லது பின்னோக்கிச் செல்கிறதா என்பது கூடச் சரியாகத் தெரியாது. இவ்விதமாக இருக்கிறது ஸ்டீபன் ஹார்கின்ஸ்ஸின் சிந்தனையின் போக்கு. இன்னும் சில கோட்பாடுகளோ ஆரம்பத்தில் ஒரு பெரு வெடிப்பல்ல பல பெருவெடிப்புகள் ஏற்பட்டிருக்க வேண்டுமெனத் தெரிவிக்கின்றன.

[இக்கட்டுரையின் மூலப் பிரதி 5/4/1992 வீரகேசரி வாரவெளியீட்டில் வெளி வந்தது.தற்போது ஒரு சில மாற்றங்களுடன் பதிவுகளில் வெளிவருகிறது

மீள்பிரசுரம்:  ஆகஸ்ட் 2007; இதழ் 92.

ngiri2704@rogers.com