கட்டுரைகள்
Typography

நட்சத்திரப் பயணங்கள் தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் தற்போது 'காலமும் வெளியும்' எனும் 4 ஆவது அத்தியாயத்தின் கீழ் விடயங்கள் அலசப்படுகின்றன.

இவ்வத்தியாயத்தின் கீழ் 8 ஆவது கட்டுரையான இன்றைய தொடரும் காலவெளி வரைபடங்கள் குறித்த எஞ்சிய தகவல்களுடன் விரிகின்றது. முதல் 7 தொடர்களையும் வாசிக்காதவர்கள் இக்கட்டுரையின் இறுதியில் தரப்பட்டுள்ள இணைப்புக்களை அழுத்துவதன் மூலம் அங்கு சென்று அவற்றைப் பார்வையிட முடியும்.

சென்ற தொடரின் இறுதியில் பிரபஞ்சத்தில் நடைபெறும் ஏதேனும் ஒரு நிகழ்வின் கடந்த கால மற்றும் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புகளை எவ்வாறு காலவெளி வரைபடத்தில் கொண்டு வர முடியும் எனவும் இவ்விரு கூம்புகளும் ஒன்றுக்கொன்று நேர் எதிராக அமையும் என்றும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி..

பிரபஞ்சத்தில் குறிப்பிட்ட ஓரிடத்தில் நடக்கும் P எனும் ஒரு நிகழ்வின் கடந்த கால மற்றும் எதிர்கால ஒளிக்கூம்புகள் அதனுடன் தொடர்புடைய காலவெளியை (space-time) மூன்று பிரதேசங்களாகப் பிரிக்கின்றன. (வரைபடம் - 1) முதலாவது பிரதேசமாக இந்நிகழ்வின் மிகத் திருத்தமான எதிர்காலம் P இன் எதிர்காலக் கூம்பின் (future light cone) உள்ளே அமையும். இந்த எதிர்காலக் கூம்பே நிகழ்வு P இல் இடம்பெறும் நிகழ்வினால் பெரும்பாலும் பாதிக்கப் படக்கூடிய அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியாகும். P இன் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புக்கு வெளியே நிகழும் நிகழ்வுகள் P இல் இருந்து வரும் சமிக்ஞைகளை உள்வாங்க முடியாது. இதற்குக் காரணம் ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிக்கக் கூடிய பதார்த்தம் இல்லை என்பதனால் ஆகும்.

இரண்டாவது பிரதேசமாக P என்ற நிகழ்வின் மிகத் திருத்தமான கடந்த காலம் P இன் கடந்த கால ஒளிக்கூம்பின் உள்ளே அமையும். அதாவது இந்த கடந்த கால ஒளிக் கூம்பே P இலுள்ள நிகழ்வை அடைவதற்கு ஏற்ற விதத்தில் ஒளியின் வேகத்தில் அல்லது அதற்குக் குறைந்த வேகத்தில் சமிக்ஞைகளை (signals) அனுப்பும் அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியாகும். இன்னொரு விதமாகக் கூறினால் P இல் நடைபெறும் நிகழ்வைப் பாதிக்கும் அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியே கடந்த கால ஒளிக் கூம்பாகும். (past light cone)


வரைபடம் - 1

P இன் கடந்த காலக் கூம்பின் உள்ளே குறிப்பிட்ட ஒரு நேரத்தில் அதற்கு இணையான பிரதேசத்தில் நடைபெறும் நிகழ்வை ஒருவர் அறிந்திருந்தால், அவரால் P இல் என்ன நடைபெறும் என்பதை முன்கூட்டியே கணிக்க முடியும். எஞ்சிய மூன்றாவது பிரதேசம் (elsewhere) ஆனது P இல் நிகழும் நிகழ்வின் கடந்தகால மற்றும் எதிர்கால கூம்புகளுக்கு வெளியே உள்ள காலவெளியாகும். இப்பிரதேசத்தில் நடைபெறும் நிகழ்வுகள் P இல் நடைபெறும் நிகழ்வு அல்லது நிகழ்வுகளைப் பாதிக்கவோ அல்லது அவற்றால் பாதிப்படையவோ முடியாதவையாகும்.

இதற்கு உதாரணமாக, இந்தக் கணத்தில் சூரியன் பிரகாசிப்பதை நிறுத்திக் கொண்டது என எடுத்துக் கொள்வோம். இச்செயல் பூமியில் வசிக்கும் நம்மை அதே கணத்தில் உடனடியாகப் பாதிக்கப் போவதில்லை. ஏனெனில் சூரியன் அணைந்த அக்கணத்தில் பூமியானது அந்நிகழ்வின் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புக்கு வெளியே அதாவது எஞ்சிய பிரதேசத்தில் அமைந்திருக்கும். (வரைபடம் - 2) சூரியன் அணைந்ததை பூமியில் உள்ள நாம் 8 நிமிடங்கள் கழித்தே உணர முடியும். இதற்குக் காரணம் அங்கிருந்து பூமிக்கு ஒளி பயணிக்க 8 நிமிடங்கள் எடுப்பதனால் ஆகும். கணித அடிப்படையில் கூறினால் சூரியன் அணைந்ததனால் ஏற்பட்ட நிகழ்வின் எதிர்காலக் கூம்பை பூமியில் நமது கண்களில் இருந்து புறப்படும் ஒளி (காலவெளி நிகழ்வு) சந்திக்கும் புள்ளியில் நேரம் 8 நிமிடங்கள் ஆகும்.

(வரைபடம் 2 இல் சூரியன் மரணித்த போது என்ற உவமை கையாளப் பட்டுள்ளது..)


வரைபடம் - 2

உதாரணத்துக்கு எடுத்துக் கொண்ட இந்நிகழ்வைப் போன்றதே பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் அனைத்து மாற்றங்களும். அதாவது மிக மிக அதிகத் தொலைவில் பிரபஞ்சத்தில் இந்தக் கணத்தில் என்ன நடக்கின்றது என யாராலும் வரையறை செய்ய முடியாது. அதாவது தற்போது நாம் கண்டு கொண்டிருக்கும் மிக அதிகத் தொலைவில் உள்ள அண்டங்களின் (Galaxies) ஒளி அவற்றில் இருந்து புறப்பட்டு மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டன. இதை விட அதிர வைக்கும் தகவல் என்னவென்றால் மிகுந்த உயர் வலுவுடைய விண் தொலைக் காட்டிகளினால் கூட இன்று வானியலாளர்களால் அவதானிக்கப் பட்ட பிரபஞ்சத்தின் கூறுகளிலேயே மிக அதிகத் தொலைவில் உள்ள பொருள் அல்லது நிகழ்வின் நாம் இப்போது பார்க்கும் ஒளியானது புறப்பட்டு 13.14 பில்லியன் ஒளி வருடங்கள் ஆகி விட்டது என்பதாகும். மனிதனின் உயர்ந்த பட்ச பார்வைத் திறனுடன் அதாவது விண் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் அவதானிக்கப் படக்கூடிய பிரபஞ்சமே இவ்வளவு பெரிதென்றால் இதற்கப்பால் அதன் பிரம்மாண்டத்தின் தூரமும் காலமும் எவ்வளவு இருக்கும் எனும் கேள்வி எழுவது சகஜம். இதனால் இப்போது நாம் அவதானித்துக் கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சம் அதன் பழைய வடிவமே என்பதும் தெளிவாகின்றது.

பூமியில் இருந்து மிகத் தொலைவிலுள்ள பொருள்

1905 ஆம் ஆண்டு ஐன்ஸ்டீனும் (Einstein) பொயின்காரேயும் (Poincare) இணைந்து பிரபஞ்ச நிகழ்வுகளைக் குறிப்பதற்கான காலவெளி வரைபடங்களை சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையை (Special Relativity) பயன்படுத்திக் கட்டமைத்தனர். இதன் போது அவர்கள் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கத்தைப் புறக்கணித்ததுடன் ஒளியின் வேகம் ஒவ்வொரு நிகழ்விலும் அவை பரப்பும் ஒவ்வொரு காலவெளிக் கூம்புகளின் திசைகளிலும் சமன் என்ற வெளிப்படையையும் கையாண்டனர். ஓளியின் இவ்வியல்பு காரணமாக இந்த அனைத்து நிகழ்வுகளின் ஒளிக் கூம்புகளையும் தனித்தனியே அடையாளங் காண முடியும் எனவும் அவையாவும் குறித்த ஒரு திசையை நோக்கி இருக்கும் எனவும் அவர்கள் கண்டு பிடித்தனர். சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை ஒளியை விட வேகமான பொருள் பிரபஞ்சத்தில் இல்லை எனவும் கூறுவதனால் காலவெளியில் பயணிக்கும் எந்த ஒரு பொருளினதும் பயணப் பாதையினை ஒளிக்கூம்புக்கு உள்ளே நிகழ்காலத்தை இணைக்கும் ஒரு குறுக்குக் கோட்டினால் (line) குறிப்பிட முடியும் எனவும் இக்கோட்டில் அப்பயணப் பாதையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு நிகழ்வையும் ஒரு புள்ளியினால் காட்ட முடியும் எனவும் அவர்கள் விளக்கினர்.


அவதானிக்கத் தக்க பிரபஞ்சம்

மிக்கெல்சன் - மோர்லே பரிசோதனையில் நிரூபிக்கப் பட்ட ஒளியின் இயல்பு குறித்த உண்மை (ஒளியின் வேகம் இன்னொரு பொருள் அல்லது பார்வையாளர் சார்பாக மாறிலி) சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையால் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் வெற்றிகரமாக கையாளப்பட்டது. இக்கொள்கை இன்னொரு படி மேலே போய் ஒரு பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அண்மித்தால் என்ன நடக்கும் என்பதையும் விளக்கியது. எனினும் இக்கொள்கை நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையுடன் உடன்பட மறுத்தது. நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதிப்படி எந்த இரு பொருட்களுக்கும் இடையே ஒரு ஈர்ப்பு விசை இருக்கும் என்பதுடன் இந்த ஈர்ப்பு விசை அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தில் தங்கியிருக்கும் எனக் கூறப்படுகின்றது.

நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதி பற்றி முழுமையாக அறிய - நட்சத்திரப் பயணங்கள் 28

இதன் அடிப்படையில் நாம் ஒரு பொருளை அசைத்தால் அருகிலுள்ள மற்றைய பொருளுக்கான ஈர்ப்பு விசை கணப்பொழுதில் மாறி விட வேண்டும். இன்னொரு விதத்தில் சொன்னால் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கங்கள் முடிவிலி வேகத்தில் இருக்க வேண்டும். ஆனால் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கைப் படி இவ்வேகம் ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமனாக அல்லது அதை விடக் குறைவாகவே இருக்க முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

இப்பிரச்சினையைத் தீர்க்கக் கூடிய புதிய ஒரு ஈர்ப்புக் கொள்கையை உருவாக்குவதற்காக ஐன்ஸ்டீன் 1908 தொடக்கம் 1914 வரை செய்த பல முயற்சிகள் தோல்வியில் முடிந்தன. எனினும் சளைக்காது தனது சிந்தனையைப் பயன்படுத்திய இவர் 1915 ஆம் ஆண்டு மும்மொழிந்ததுதான நவீன பௌதிகவியலுக்கு மிக முக்கியமான கொள்கையாக இன்று கருதப் படும் பொதுச் சார்புக் கொள்கையாகும். (General Theory of Relativity) அடுத்த வாரம் பொதுச் சார்புக் கொள்கை குறித்த விவரணங்களை எதிர்பாருங்கள்...

நன்றி - தகவலுதவி: 'A Breif History of Time' - Stephen W.Hawking

 

முன்னைய பதிவுகள் :

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 31 (பிரபஞ்சவியல் 14, காலமும் வெளியும்)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 32 (பிரபஞ்சவியல் 15, காலமும் வெளியும் 2)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 33 (பிரபஞ்சவியல் 16, காலமும் வெளியும் 3)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 34 (பிரபஞ்சவியல் 17, காலமும் வெளியும் 4)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 35 (பிரபஞ்சவியல் 18, காலமும் வெளியும் 5)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 36 (பிரபஞ்சவியல் 19, காலமும் வெளியும் 6)

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 37 (பிரபஞ்சவியல் 20, காலமும் வெளியும் 7)

 

- 4 தமிழ்மீடியாவுக்காக: நவன்

BLOG COMMENTS POWERED BY DISQUS