காலமும் பிரபஞ்சமும் இரட்டைக் குழந்தைகள்!
------------------------------------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
----------------------------------------------
நல்ல காலம் பிறக்குது; நல்ல காலம் பிறக்குது
என்கிறார் குடுகுடுப்பைக்காரர். அவர் சொல்வது போல்,
அடுத்து வரும் சில நாட்களில்தான் காலம் பிறக்கப்
போகிறதா? காலத்துக்குப் பிறப்பு உண்டா?
மனிதனுக்குப் பிறப்பு உண்டு. ஏனைய உயிர்களுக்கும்
பிறப்பு உண்டு. அது போல உயிரற்றவைக்கும் பிறப்பு உண்டா?
இல்லை அல்லவா! ஆனால் விண்மீன்களுக்கும்
பிறப்பு உண்டு என்று கண்டறிந்தார் இந்திய-அமெரிக்க
இயற்பியலாளரும் தமிழருமான சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகர்.
அதற்காக நோபல் பரிசும் (Physics Nobel 1983) பெற்றார்.
விண்மீன்கள் போன்றே காலத்துக்கும் பிறப்பு உண்டு.
பெருவெடிப்பின்போது (Big Bang) பிரபஞ்சம் பிறந்தது.
கூடவே காலமும் பிறந்தது. காலமும் பிரபஞ்சமும்
இரட்டைக் குழந்தைகள் (twins). எனினும் இரட்டைக்
குழந்தைகள் போன்று ஒன்றன்பின் ஒன்றாக அவை
பிறக்கவில்லை. மாறாக ஒரே நேரத்தில் (simultaneously)
இரண்டும் பிறந்தன.
வெறுமை! வெறுமை!
---------------------------------
பெருவெடிப்புக்கு முன்பு காலம் என்பது இல்லை.
காலம் மட்டுமல்ல; பெருவெடிப்புக்கு முன்பு
ஒன்றுமே இல்லை. அப்படியானால் ஒன்றுமே
இல்லாத வெறுமையில் இருந்துதான் இந்தப்
பிரபஞ்சம் பிறந்ததா? அப்படி வெறுமையில்
இருந்து இந்தப் பிரபஞ்சம் பிறக்குமா? பிறக்க
இயலுமா?
பத்தாம் வகுப்பு மாணவன் அறிந்த இயற்பியல்
விதி ஒன்று, வெறுமையில் இருந்து எதையும்
உருவாக்க இயலாது (Nothing can be created out of nothing)
என்று கூறுகிறதே! அப்படியிருக்க இவ்வளவு
பிரம்மாண்டமான பிரபஞ்சம் எப்படி வெறுமையில்
இருந்து தோன்றியிருக்க முடியும்?
ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் மேற்கூறிய கேள்விகளுக்கெல்லாம்
விடையளிக்கிறார். "காரணம்" என்ற ஒன்று
இல்லாமலேயே இந்தப் பிரபஞ்சம் பிறந்தது
என்கிறார். அதாவது காரண-காரியப் பொருத்தம்
(cause and effect relationship) இல்லாமலேயே இந்தப்
பிரபஞ்சம் பிறந்தது என்கிறார். பெருவெடிப்புக்கு முன் எதுவும்
இல்லை; எதுவும் இல்லாத வெறுமையில் இருந்துதான்
பிரபஞ்சமும் காலமும் பிறந்தன என்கிறார். இதன் மூலம்
பிரபஞ்சம் என்றென்றும் இருந்து வரும் ஒன்று என்ற
அரிஸ்ட்டாட்டிலின் கருத்தை ஹாக்கிங் மறுக்கிறார்.
எனவே காலத்துக்கு முன்பு என்ன இருந்தது என்ற
கேள்வி அபத்தமானது. இது தென் துருவத்துக்குத்
தெற்கே என்ன இருக்கும் (What is south of south pole?)
என்று கேட்பது போன்றது என்கிறார் ஹாக்கிங்.
தென் துருவத்துக்குத் தெற்கே என்ன இருந்தாலும்
அதுவும் தென் துருவம்தான் அல்லவா? துருவம் என்பதே
அந்தம்தான் (இறுதிதான்) எனும்போது, துருவத்துக்கு
அப்பால் என்ன இருக்கும் என்று கேட்பது அபத்தம் அல்லவா!
மூலத் தொடக்கம்!
----------------------------
பெருவெடிப்பு என்பதுதான் மூலத் தொடக்கம். அனைத்துக்கும்
அதுவே தொடக்கம். பெருவெடிப்பின்போதுதான்
பிரபஞ்சமும் காலமும் பிறக்கின்றன. பெருவெடிப்புக்கு முன்பு
பொருளும் இல்லை; ஆற்றலும் இல்லை;
அணுவும் இல்லை; துகளும் இல்லை; காலமும்
இல்லை; நேரமும் இல்லை; கடவுளும் இல்லை;
ஒன்றுமே இல்லை.
ஒன்றுமே இல்லாத நிலையில் இருந்துதான்
பிரபஞ்சம் பிறந்தது என்று சொல்லும்போது, இந்தப்
பிரபஞ்சத்தைப் படைக்க வல்ல எந்தவொரு
படைப்பாளரும் (creator) அங்கே இல்லை என்பது
புலனாகிறது. ஒன்றுமே இல்லை எனும்போது
படைப்பாளர் மட்டும் எப்படி இருப்பார்? ஆக
கடவுள் என்பவர் தேவைப்படாமலே பிரபஞ்சம்
பிறந்து விடுகிறது. இதன் விளைவாக படைப்புக்
கொள்கை (theory of creation) வீழ்ந்து விடுகிறது.
பிரபஞ்சத்தில்தான் (universe) காலம் செயல்படுகிறது.
பிரபஞ்சம் பிறந்தே இருக்காத போது காலத்துக்கு
வேலையே இல்லை. எனவே காலத்துக்கு முன்பு என்ன
இருந்தது என்ற கேள்வியும், பெருவெடிப்புக்கு முன்பு
ஏன் ஒன்றுமே இல்லை என்ற கேள்வியும் அர்த்தமற்றவை
என்கிறார் ஹாக்கிங்.
சரி, ஒன்றுமே இல்லாத வெறுமையில் இருந்து பிரபஞ்சம்
எப்படித் தோன்றி இருக்க முடியும்? வெறுமையில் இருந்து
எதையும் உருவாக்க இயலாது (Nothing can be created out of nothing)
என்ற இயற்பியல் விதி ஏன் செயல்படாமல் போனது?
செயல்படாத விதிகள்!
----------------------------------
எந்தவொரு இயற்பியல் விதியும் (Laws of physics)
பிரபஞ்சத்தின் ஆதித் தொடக்க நிலைமைகளின்போது
(initial conditions) செயல்படுவதில்லை. பிரபஞ்சப்
பிறப்பு என்பது ஆதித் தொடக்கம் ஆகும். ஒரு
முற்றொருமையில் (singularity) இருந்து பிரபஞ்சம் பிறந்தது
என்கிறது பெருவெடிப்புக் கொள்கை. முற்றொருமையில்
இயற்பியல் விதிகள் செயல்படாது.
இயற்பியல் விதிகள் அனைத்தும் இந்தப் பிரபஞ்சமும்
காலமும் பிறந்த பின்னர், அதாவது தொடக்க
நிலையைக் கடந்த பின்னர் உண்டாக்கப் பட்டவை.
எனவே அவை தொடக்க நிலையின்போது
செயல்படாமல் இருந்ததில் வியப்பில்லை. மேலும்
ஒன்றுமே இல்லாத நிலையில் இருந்துதான்
பிரபஞ்சம் பிறந்தது எனும்போது. ஒன்றுமே இல்லாத
இடத்தில் இயற்பியல் விதிகளுக்குத் தேவை எதுவும்
இல்லை அல்லவா?
பிரபஞ்சமும் காலமும் எந்தக் குறிப்பிட்ட நேரத்தில்
பிறந்தனவோ அந்த நேரம் முதல் (from that instant of time)
இயற்பியல் விதிகள் செயல்படத் தொடங்கின. பெருவெடிப்பைத்
தொடர்ந்து, முற்றொருமையானது (singularity) குலைந்து விட்டதால்,
இயற்பியல் விதிகள் செயல்படத் தடையில்லாமல் போனது.
வெடிப்பு என்னும் விரிவடைதல்!
-------------------------------------------------
பெருவெடிப்பு என்றதுமே பிரம்மாண்டமான,
பேரோசையுடன் கூடிய ஆயிரம் அணுகுண்டுகளின் வெடிப்பு
என்று கற்பனை செய்யக் கூடாது. பெருவெடிப்பு என்பது ஒரு
விரிவடைதல்தானே தவிர வேறெதுவும் இல்லை. அங்கு ஓசை
என்பது இரண்டாம் பட்சமே.
1927ல் பெருவெடிப்புக் கொள்கையை முன்மொழிந்தவர்
பெல்ஜியம் நாட்டின் கத்தோலிக்கப் பாதிரியாரும்
இயற்பியல் பேராசிரியருமான ஜார்ஜஸ் லெமாய்ட்டர்
(Georges Lemaitre 1894-1966). ஐன்ஸ்டைனின் பொதுச் சார்பியல்
கோட்பாட்டில் இருந்து பெருவெடிப்புக் கொள்கை உருவாக்கப்
பட்டது.
பெருவெடிப்பு பெருவெடிப்பு என்கிறோமே, எது பெரிதாக
வெடித்தது? அந்தப் பிறப்புக் கணத்தின்போது,
அப்போதிருந்த அனைத்தும் ஒட்டு மொத்தமாகத் திரண்டு
ஒரு புள்ளியில் நிலைகொண்டு இருந்தது. ஒரு குண்டூசியின்
முனையில் யானை நின்றது போன்றது அது. புள்ளி என்பது
எந்தப் பரிமாணமும் அற்றது; அதற்கு நிலையிடம்
மட்டுமே உண்டு என்றார் யூக்ளிட்
(A point has a position but no dimension. -- Euclid).
புள்ளிக்கு பரிமாணம் இல்லை. எனவே கொள்ளளவும் (volume)
இல்லை. மொத்த நிறையும் பூஜ்யக் கொள்ளளவு உடைய
ஒரு புள்ளியில் அடங்கி இருக்கும்போது என்ன நிகழும்?
அடர்த்தி வரம்பிலி ஆகிவிடும் (zero volume results
in infinite density). ஆக வரம்பற்ற அடர்த்தியோடு இருந்த
அந்த மூலக்கரு (primordial egg) வெடித்தது. அதுதான்
பெருவெடிப்பு (Big Bang). அந்தப் பெருவெடிப்பில்தான்
பிரபஞ்சம், வெளி (space), காலம் ஆகிய எல்லாம் பிறந்தன.
தொடர்ந்து விரிவடைதல்!
----------------------------------------
பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்த அக்கணம் முதற்கொண்டே பிரபஞ்சம்
விரிவடையைத் தொடங்கியது. அப்போது தொடங்கிய அந்த
விரிவடைதல் இன்று வரை நிற்காமல் தொடர்கிறது. தன் பிறப்பு
முதலே பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து கொண்டு இருந்தாலும், மனித
அறிவு அதை உணரத் தொடங்கியது 1920களில்தான்.
1929ல், கலிபோர்னியாவில் உள்ள வில்சன் மலைச்சிகரத்தில்
அமைந்திருந்த வானியல் கூர்நோக்கு ஆய்வகத்தில்
இருந்து, வழக்கம் போல் வானத்தை ஆராய்ந்து கொண்டிருந்தார்
எட்வின் ஹப்பிள் (Edwin Hubble 1889-1953). அப்போது தொலைதூர
விண்மீன்கள் உமிழும் ஒளியானது நிறமாலைமானியில்
சிவப்பு விலகல் (spectroscopic red shift) அடைவதைக் கண்டு
அதிர்ச்சியுற்றார். விண்மீன்கள் நம்மை விட்டு விலகிச்
செல்வதையே இந்தச் சிவப்பு விலகல் குறிக்கும். (விண்மீன்கள்
நம்மை நெருங்கி வந்தால் நீல விலகல் (blue shift) கிடைக்கும்).
விண்மீன்கள் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன என்பதன்
பொருள் இந்தப் பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து வருகிறது என்பதே.
1929ல் விரிவடையும் பிரபஞ்சமாக (expanding universe) இருந்தது
தற்போது அதிவேகமாக விரிவடையும் பிரபஞ்சமாக
(accelerating universe) ஆகியிருக்கிறது என்று விஞ்ஞானிகள்
கண்டுபிடித்து உள்ளனர். இதற்காக சௌல் பெர்ல்மட்டர்,
பிரியன் ஸ்மித், ஆடம் ரீஸ் ஆகிய மூவரும் 2011ஆம் ஆண்டிற்கான
இயற்பியல் நோபெல் பரிசைப் பெற்றுள்ளனர்.
கற்பனைக் காலம்!
----------------------------
மெய்யான காலம் (real time) போல கற்பனைக் காலமும்
(imaginary time) உண்டு. இதை ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் உருவாக்கினார்.
மெய்யான காலத்தை நாம் அனுபவித்து உணர்கிறோம்.
கற்பனைக் காலத்தை அவ்வாறு அனுபவித்து உணர இயலாது.
"பிரபஞ்சம் என்பது எப்போதுமே இருந்துவரும் ஒன்றல்ல.
மாறாக, பிரபஞ்சம், காலம் இரண்டுக்குமே ஒரு
தொடக்கம் உண்டு. 1500 கோடி ஆண்டுகளுக்கு
முந்திய பெருவெடிப்புத்தான் அந்தத் தொடக்கம்.
மெய்யான காலத்தின் தொடக்கம் ஒரு முற்றொருமை
(singularity) ஆகும். முற்றொருமையில் இயற்பியல் விதிகள்
செயல்படாது."
------ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் 1996ல் நிகழ்த்திய உரை-------
இயற்பியல் விதிகளை செயல்படாமல் ஆக்கும்
முற்றொருமைகளைத் தவிர்ப்பதற்காக ஹாக்கிங்
கற்பனைக் காலம் (imaginary time) என்ற ஒரு கோட்பாட்டை
உருவாக்கினார். இது குவாண்டம் கொள்கையில்
இருந்து எடுக்கப்பட்டது.
பிரபஞ்சம் எப்படித் தொடங்கியது என்று குவாண்டம்
கொள்கையால் யூகித்து அறிய முடியும். கற்பனைக்காலம்
எனப்படும் முற்றிலும் புதியதொரு சிந்தனையை
குவாண்டம் கொள்கை வழங்குகிறது. கற்பனைக்காலம்
என்பது அறிவியல் புனைகதைகளில் மட்டுமே சாத்தியம்
என்று தோன்றலாம். இருந்தபோதிலும் அது ஒரு உண்மையான
அறிவியல் கோட்பாடு ஆகும்.
------ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் 1996ல் நிகழ்த்திய உரை--
கணித ரீதியாகக் கூறுவதெனில், கிடை அச்சான x அச்சை
(abscissa) மெய்யான காலமாக (real time) எடுத்துக்
கொண்டால், செங்குத்தான y அச்சு (ordinate)
கற்பனைக் காலம் ஆகும்.
இப்போது மூன்று பரிமாணங்களை "வெளி"யிலும்
(space) கற்பனைக் காலத்தை நான்காவது
பரிமாணமாகவும் எடுத்துக் கொண்டால், நமக்கு நான்கு
பரிமாணம் உடைய வெளி-காலம் கிடைத்து விடுகிறது.
இது யூக்ளிட்டின் வெளி போன்று அமைகிறது.
எல்லைக்கோடு இல்லை!
---------------------------------------
1983ல் ஹாக்கிங மற்றும் கலிபோர்னியா பேராசிரியர்
ஜேம்ஸ் ஹார்ட்டில் (James Hartle) இருவரும் இணைந்து
"பிரபஞ்சத்துக்கு எல்லைக் கோடுகள் இல்லை"
(No boundary proposal) என்னும் கோட்பாட்டை முன்வைத்தனர்.
இதன்படி, மூன்று பரிமாணங்கள் கொண்ட
"வெளி"யும் (space) கற்பனைக் காலமும் சேர்ந்த ஒரு
நாற்பரிமாண வெளி-காலத்தை ஹாக்கிங்-ஹார்ட்டில்
முன்மொழிந்தனர். இது வரம்புக்கு உட்பட்ட (finite)
வெளி-காலமாக அமைகிறது என்றும் அதே நேரத்தில்
அதற்கு எல்லைக்கோடுகள் (boundaries) எதுவும் இல்லை
என்றும் ஹாக்கிங்-ஹார்ட்டில் மேலும் கூறினர்
(finite but no boundaries).
எல்லைக்கோடு இல்லை (no boundary) என்பதை எப்படிப்
புரிந்து கொள்வது? நமது பூமியைக் கருதுங்கள்.
அது ஒரு கோளம்; அதாவது ஒரு உருண்டை. அதற்கு
ஏதாவது எல்லைக்கோடு (boundary) இருக்கிறதா?
இல்லை! எப்படி இருக்கும்? அது உருண்டையாக
இருப்பதால் எங்கு தடவிப் பார்த்தாலும்
ஒன்றுபோலத்தானே இருக்கிறது! இந்தக் கோட்டோடு
பூமி முடிந்து விடுகிறது என்றும் இதைத் தாண்டினால் பூமி அல்ல
என்றும் ஏதேனும் ஒரு எல்லைக்கோடு பூமியின் மீது
வரையப்பட்டுள்ளதா? இல்லை அல்லவா?
ஆக நமது பூமிக்கு எல்லைக்கோடு இல்லை என்பது
வெளிப்படை. பூமி போன்றே ஹாக்கிங்கின்
நாற்பரிமாண வெளி-கற்பனைக் காலம் அமைந்திருப்பதால்
அங்கும் எல்லைக்கோடு இல்லை (no boundary). இதன் பொருள்
கற்பனைக் காலத்தின் திசையில் எந்தவொரு
முற்றொருமையும் இல்லை (no singularity).
ஆக முற்றொருமையும் இல்லாத, எல்லைக்கோடும்
இல்லாத ஒரு வெளி-காலம் (spacetime) நமக்குக் கிடைத்து
விடுகிறது. முற்றொருமை (singularity) இல்லாத இடங்களில்
இயற்பியல் விதிகள் தாராளமாகச் செயல்படும்.
பிரபஞ்சத்தின் ஆதித் தொடக்கமான பெருவெடிப்பின்போது
இயற்பியல் விதிகள் செயல்படாமல் போனதன் காரணம்
அங்கிருந்த முற்றொருமைதான்.
தற்போது முற்றொருமையை கற்பனைக் காலத்தின் மூலம்
ஹாக்கிங் அழித்து விட்டதால் இயற்பியல் விதிகளுக்கு
எந்தத் தடையும் இல்லை. எனவே பிரபஞ்சம் தோன்றியது
பற்றியும் அதன் அடுத்தடுத்த கட்டங்களின் வளர்ச்சி
பற்றியும் இயற்பியல் விதிகளால் கறாராகவும்
துல்லியமாகவும் கணிக்க இயலும்.
கற்பனைக் காலத்தில் பிரபஞ்சத்தின் நிலைமை என்ன
என்று நம்மால் அறிய முடியுமானால், மெய்யான
காலத்தில் (real time) பிரபஞ்சத்தின் நிலைமை
எப்படி இருக்கும் என்பதையும் நம்மால் கணிக்க
முடியும். ஆக குவாண்டம் கொள்கையின் கொடையும்
ஹாக்கிங்கின் கண்டுபிடிப்புமான கற்பனைக்
காலமானது முற்றொருமையில் (singularity) சிறைப்பட்டுக்
கிடந்த இயற்பியலை விடுதலை செய்து விட்டது. இயற்பியல்
பிரபஞ்சத்தை ஆளத் தொடங்கி விட்டது.
கற்பனை எண்கள்!
------------------------------
கற்பனைக் காலம் பற்றி அறிந்திட எளிய வழி கற்பனை
எண்களைப் பற்றி அறிந்து கொள்வதுதான். 11ஆம் வகுப்பு
கணக்குப் பாடப் புத்தகத்தில் உள்ள கற்பனை எண்கள்,
சிக்கல் எண்கள் (complex numbers) பற்றிய பாடத்தைப்
படிக்க வேண்டும்.
மெய் எண்ணும் கற்பனை எண்ணும் சேர்ந்து சிக்கல் எண்
உருவாகிறது. x அச்சில் மெய்யெண்ணையும் y அச்சில்
கற்பனை எண்ணையும் எடுத்துக் கொண்டால், சிக்கல்
எண்ணுக்குரிய தளம் (complex plane) கிடைக்கும். ஒரு
மெய்யெண்ணை i என்னும் கற்பனை அலகால்
பெருக்கினால் கற்பனை எண் கிடைக்கும். இங்கு
i என்பது கற்பனை அலகு ஆகும் (i stands for imaginary).
கற்பனை எண் எப்படிப் பிறக்கிறது? ஒரு குறை எண்ணின்
(negative number) வர்க்க மூலத்தில் இருந்து பிறக்கிறது.
16ன் வர்க்க மூலம் 4 ஆகும். ஆயின் குறை எண்ணான
மைனஸ் 16ன் வர்க்க மூலம் என்ன?
இதன் விடை 4i ஆகும். ( minus 1 = i squared; So square root of
minus 1 = i).
இது போலவே மைனஸ் 25, மைனஸ் 36, மைனஸ் 64
ஆகியவற்றின் வர்க்க மூலம் முறையே 5i , 6i, 8i ஆகும்.
இவை கற்பனை எண்கள். இவை உலகில் இருக்கின்றன.
மாபெரும் கணித மேதையான காரல் காசின்
(Carl F Gauss 1777-1855) பெயரால் அமைந்த முழுஎண்கள்
காசின் முழு எண்கள் (Gaussian integers) என்று அழைக்கப்
படுகின்றன. உண்மையில் இவை சிக்கல் எண்கள் ஆகும்.
உதாரணமாக 3+4i, 5+12i முதலிய சிக்கல் எண்கள்
காசின் முழுஎண்கள் என அழைக்கப் படுகின்றன.
எனவே கற்பனை எண்களின் இருப்பை சந்தேகிக்க
வேண்டியதில்லை. கற்பனை எண்கள் இருப்பது
போன்றே கற்பனைக் காலமும் இருப்பதை நுண்மாண்
நுழைபுலம் மிக்கோரால் உணர இயலும்.
இறுதியாக ஒன்று! பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பு குறித்த
கொள்கைகள் கடந்த நூறு ஆண்டுகளில் கணிசமாக
மாறியுள்ளன. அத்தகு மாற்றங்கள் அனைத்தையும்
உள்ளடக்குவது இக்கட்டுரையின் பக்க வரம்புக்கு
அப்பாற்பட்டது.
நிலையான பிரபஞ்சம் என்னும் தமது கோட்பாட்டையே
ஹப்பிளின் தரவுகளை அடுத்து, இயங்கும் பிரபஞ்சம் என்று
ஐன்ஸ்டின் மாற்றிக் கொண்டார். மேலும் பெருவெடிப்புக்
கொள்கையை மறுக்கும் இயற்பியலாளர்களும்
உள்ளனர். இந்தியாவின் புகழ் பெற்ற விண்ணியல் அறிஞர்
பத்ம விபூஷண் விருது பெற்ற ஜெயந்த் நர்லிகர்
(Jayanth Narlikar; born: 1938) பெருவெடிப்புக் கொள்கையை
ஏற்காமல் மாற்றுக கொள்கையை முன்மொழிந்துள்ளார்.
எனினும் இதுவரையிலான பரிசோதனை முடிவுகள்
பெருவெடிப்பையே ஆதரித்து நிற்கின்றன.
***************************************
கருத்துகள் இல்லை:
கருத்துரையிடுக