மனிதனும் நட்சத்திரப் பயணங்களும்- அறிவியல் - பாகம் - 06 - பிரபஞ்சவியல் -பாகம் 12 பாகம் 16.

Grand Unified Theory (GUT)

பிரபஞ்சவியலிலும் (cosmology), பௌதிகவியலிலும் (Physics and Meta physics) கையாளப்படுகின்ற விஞ்ஞானமுறை தத்துவத்தின் (Scientific theory) இயல்பினையும் அது சிறந்த ஒன்றாக இருக்கத் தேவையான அம்சங்களைக் குறித்தும் விளக்கியிருந்தோம்.

மேலும் சிறந்த தத்துவத்திற்கு உதாரணமாக நியூட்டனின் அகில ஈர்ப்புக் கொள்கையையும் (Newton's law of universal gravitation) மற்றும் அதை விட திருத்தமான ஐன்ஸ்டீனின் சார்புக் கொள்கையையும் (Relativity) கூறியிருந்தோம்.

சென்ற தொடரின் இறுதியில் இன்றைய விஞ்ஞானிகளின் இலக்காக முழுப் பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் விளக்கும் ஒரேயொரு சமன்பாட்டைக் கண்டு பிடித்தல் என்ற விடயம் இருப்பதாகவும் இதற்கான விஞ்ஞானிகளின் அணுகுமுறை இந்தத் தேடலை இரு பிரிவுகளாக்கிப் போட்டிருப்பதாகவும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி...

முதலாவது பிரிவு -

இது இப்பிரபஞ்சம் கால ஓட்டத்தில் எவ்வாறு மாற்றமடைந்து வருகின்றது என விளக்கும் விதிகள் பற்றியது. அதாவது ஏதாவது ஒரு காலத்தில் பிரபஞ்சம் எவ்வாறு இருந்தது என்று நாம் அவதானிப்புக்கள் மூலம் கூறினால் இவ்விதிகள் மூலம் இனி வரும் காலத்தில் அது எவ்வாறு இருக்கும் என எதிர்வுகூற முடியும்.

இரண்டாவது பிரிவு -

இது நம் பிரபஞ்சத்தின் ஆதி நிலை (தொடக்க நிலை) குறித்தது

சில அறிவியலாளர்களின் நம்பிக்கைப் படி விஞ்ஞானம் முதலாவது பிரிவுக்கு மட்டுமே செல்லுபடியாகும். இரண்டாவது பிரிவான பிரபஞ்சத்தின் ஆதி நிலை குறித்த விளக்கத்தை மதம் அல்லது மெட்டா இயற்பியல் (Meta Physics) மூலமே தெளிவு படுத்த முடியும் என்றே இவர்கள் கருதுகின்றனர். இவர்கள் கூற்றுப்படி சர்வ வல்லமை படைத்த கடவுள் தனக்கு விருப்பமான விதத்தில் பிரபஞ்சத்தைப் படைத்த போதும் அதன் இயக்கம் முற்றிலும் தன்னிச்சையாகவே நிகழ்வதாகக் கொள்ளப் படுகின்றது.

இந்நிலையில் வெளிப்படையாகத் தெரிவது என்னவென்றால் இப்பிரபஞ்சம் சில உறுதியான விதிகளைப் பின்பற்றியே ஒரு பொதுவான ஒழுங்கில் பரிணாமம் அடைந்து வருகிறது அல்லது கடவுள் அவ்வாறு அதைப் பணித்துள்ளார் எனும் கண்ணோட்டம் கிடைத்திருப்பதாகும். இதனால் பிரபஞ்சத்தின் ஆதி நிலையை அல்லது தோற்றத்தை நிர்ணயிக்கும் விஞ்ஞான விதிகளும் இருந்திருக்கலாம் (அது தன்னிச்சையாக இயங்கவில்லை) என்று ஊகிக்க உறுதியான காரணங்களும் எழுந்துள்ளன.

20 ஆம் நூற்றாண்டு தொடங்கியதிலிருந்து முழுப் பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் விளக்கும் பூரண கணித சமன்பாட்டைப் பெறும் இலக்கு அறிவியலாளர்களுக்கு மிகவும் சவாலாகவும் மிகக் கடினமானதுமான ஒன்றாகவே இருந்து வருகின்றது. இதனால் ஆரம்பத்தில் இப்பிரச்சினையைப் பல பகுதிகளாகப் பிரித்து சிறு சிறு பகுதி சார்ந்த தத்துவங்களை (partial theories) இயற்றினர். இந்த ஒவ்வொரு பகுதி சார்ந்த தத்துவங்கள் அனைத்தும் குறித்த சில முக்கிய அவதானங்களை விளக்குமாறும் ஏனைய

புற அளவீடுகளின் (Quantities) தாக்கங்களை அலட்சியம் செய்து, அல்லது எளிய எண்களின் தொகுதியாகக் காட்டுமாறும் இருந்தன.

ஆனால் இந்த அணுகுமுறை சிலவேளைகளில் முற்றிலும் தவறாக இருக்கலாம் எனவும் தற்போது கருதப்படுகின்றது. இதற்குக் காரணமாக பின்வரும் கண்ணோட்டத்தைக் கூறலாம்.

'இப்பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்து ஒழுங்குகளும் அவை வடிவமைக்கப் பட்டிருக்கும் விதம் அனைத்தும் எளிமையான அடிப்படை ஒன்றைப் பின்பற்றி இயங்குவதாக இருந்தால், அந்த அடிப்படை விதியை அணுகுவதற்குத் தனித்தனியாக பிரபஞ்சம் பின்பற்றும் ஒரு சில ஒழுங்குகளுக்கான விதிகளைப் பிரித்துப் பிரித்து ஆராய்வதன் மூலம் முயற்சிப்பது முடியாத காரியமாகும்.'

எனினும் நாம் இந்த தவறான பாதையையே உறுதியான வழியாகக் கருதி இதுவரை காலமும் பயணித்துள்ளோம். இதைச் சற்று விளக்குவதற்கு நாம் மறுபடியும் நியூட்டனின் அகில ஈர்ப்பு விதியைத் தான் எடுத்து நோக்க வேண்டியுள்ளது. அதாவது இரு பொருட்களுக்கு இடையேயான ஈர்ப்பு விசை பொருட்களின் தன்மை அடிப்படையில் பார்த்தால் அவற்றின் திணிவிலேயே தங்கியுள்ளது. ஆனால் அப்பொருட்கள் எப்பதார்த்தத்தால் எக்கட்டமைப்பில் ஆக்கப் பட்டுள்ளன என்பதில் தங்கியில்லை. எனவே விண்ணில் உள்ள சூரியன் மற்றும் கிரகங்களின் ஒழுக்கைக் கணிப்பதற்கு அவற்றின் கட்டமைப்பு அல்லது வடிவம் குறித்த கொள்கைகள் தேவைப்படாது.

இதைப் போன்றதே பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை விதியை அறிவதற்கான முயற்சியும். சற்று ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால் இது இலகுவில் புரியக் கூடியது.

நிகழ்காலத்தில் விஞ்ஞானிகள் பிரபஞ்ச இயக்கத்தை விளக்குவதற்கு பகுதி சார்ந்த இரு அடிப்படை விஞ்ஞான தத்துவங்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். அவையாவன,

1.பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General Theory of Relativity)

2.குவாண்டம் பொறிமுறை (Quantum Mechanics)

வெளியை வளைக்கும் பொருள் (Special Relativity)

இவ்விரு கொள்கைகளும் தான் 20 ஆம் நூற்றான்டின் முற்பகுதியில் கண்டு பிடிக்கப் பட்ட மனிதனின் அறிவுக்கூர்மை மிக்க தத்துவங்களாகும். இவற்றில் பொதுச் சார்புக் கொள்கை, ஈர்ப்பு விசை (Force of Gravity) மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் பாரிய கட்டமைப்புக் (Large Scale Structure) குறித்த விளக்கங்களைக் கூறுகின்றது.

(பாரிய கட்டமைப்பு எனும் போது பூமியில் இருந்து சில மைல்கள் தூரத்திலிருந்து அதி உயர் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் கூட நோக்கத் தக்க அதிகபட்ச தூரமான மில்லியன் மில்லியன் மில்லியன் மில்லியன் மைல் தூரத்துக்கு அப்பால் (1 * 10 இன் வலு 24 - அதாவது 1 இற்குப் பின் 24 பூச்சியம் மைல்கள்) தொலைவு வரை அகன்றிருக்கும் பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பு அல்லது Observable Universe பற்றிய மாதிரியாகும்.)

Observable Universe

இன்னொரு பக்கத்தில் குவாண்டம் பொறிமுறை பிரபஞ்சத்தின் மிக மிக மிகச் சிறிய (ஒரு இஞ்சின் மில்லியனில் மில்லியன் பங்கு சிறிய) பாகங்களுடன் கணிப்புக்களை மேற்கொள்ளும் கல்வியாக விளங்குகின்றது.

அணுக் கட்டமைப்பு (குவாண்டம் பொறிமுறை)

ஆனால் இவ்விரு துறைகளும் ஒன்றில் இருந்து இன்னொன்று மாறுபட்ட விளக்கங்களைக் கொடுக்கின்றன. அதாவது இவ்விரு கொள்கைகளுமே ஒரே நேரத்தில் சரி எனக் கொள்ள முடியாது. ஏதாவது ஒன்று தான் ஏற்றுக் கொள்ளப்பட முடியும். உதாரணத்துக்கு வெறுங்கண்ணுக்கு தெரியும் அளவில் பெரியதான சூரிய மண்டலத்தில் காணப்படும் கோள்களின் இயக்கம் கண்ணுக்குத் தென்படாத அணுக்களிடையே உள்ள கருக்களுக்கும் இலக்ட்ரோன்களுக்குமான இயக்கத்துடன் ஒத்ததல்ல. இரண்டும் வெவ்வேறு இயக்கங்கள் ஆகும்.

இன்றைய பௌதிகவியலின் மிக முக்கிய இலக்காக பிரபஞ்சம் முழுதுக்குமான ஒரே தியரியைக் கண்டுபிடிப்பது என்ற நோக்கம் இருப்பதாக முன்னர் கூறப்பட்டது. இந்த இலக்கு பெரியதை விளக்கும் பொதுச் சார்புக் கொள்கையிலும் சிறியதை விளக்கும் குவாண்டம் பொறிமுறையிலும் தங்கியிருப்பதால் இவ்விரண்டையும் இணைக்கும் புதிய கொள்கையை உருவாக்குவதன் மூலம் அந்த இலக்கை அடைய முடியும் என்ற வழி 20 ஆம் நூற்றாண்டில் பிறந்தது. இப்புதிய கொள்கை ஈர்ப்புக்கான குவாண்டம் கொள்கை (Quantum Theory of Gravity) எனப் பெயர் சூட்டப் பட்டுள்ளது. இதுவரைக்கும் நாம் இந்தக் கொள்கையை வரையறுக்கவில்லை. சிலவேளைகளில் இக்கொள்கையை உருவாக்கப் பல காலம் செல்லக் கூடும். எனினும் இக்கொள்கை கொண்டிருக்கக் கூடிய பல அம்சங்களை இப்போது நாம் அறிந்துள்ளோம்.

Quantum Theory of Gravity

இப்பிரபஞ்சம் தன்னிச்சையானது அல்ல, அது சில நிச்சயமான விதிகளைப் பின்பற்றுகிறது என நம்பினால், நீங்கள் கட்டாயம் செய்ய வேண்டியது பிரபஞ்ச இயக்கத்தை விளக்கும் பகுதி சார்ந்த அனைத்துத் தத்துவங்களையும் (Partial Theories) இணைத்து பிரபஞ்ச இயக்கத்தை முழுமையாக விளக்கும் ஒன்றிணைந்த தத்துவம்

(Unified Theory) ஒன்றை உருவாக்குதலாகும். ஆனால் இந்த முழுமையான Unified Theory ஐ உருவாக்குவதற்கு அடிப்படையான முரண்பாடு (Paradox) ஒன்றுள்ளது.

அடுத்த தொடரில் இது பற்றிய விவரங்களைப் பார்ப்போம். மேலும் பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் அடுத்த தொடரில் முடிவடைகின்றது என்பதையும் அறியத் தருகின்றோம்.

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

0000000000000000000000000000000000000

பிரபஞ்சவியல் பாகம் 13

நட்சத்திரப் பயணங்கள் தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் நாம் பார்த்து வரும் 'பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம்' எனும் அத்தியாயத்தின் இறுதிப் பாகமான இன்றைய கட்டுரையில் பிரபஞ்ச இயக்கத்தை விளக்கும் முழுமையான ஒரு தத்துவத்தை அல்லது ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை (Unified Theory) உருவாக்குவது மனித இனத்துக்கு எவ்வளவு முக்கியமானது என்பது குறித்துப் பார்ப்போம்.

முதற் கட்டமாக சென்ற தொடரில் இந்த Unified Theory ஐ உருவாக்குவதற்கு அவசியமான இரு முக்கிய பகுதி சார்ந்த தத்துவங்கள் (Partial Theories) குறித்துப் பார்த்தோம். அவை, பொதுச் சார்புக் கொள்கை மற்றும் குவாண்டம் பொறிமுறை என்பவையாகும். இவற்றின் துணையுடன் முழுமையான Unified Theory ஐ உருவாக்குவதற்கு அடிப்படையான முரண்பாடு ஒன்றுள்ளது என்றும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி....

விஞ்ஞான முறைத் தத்துவங்களை (Scientific Theories) கோடிட்டு உருவாக்க உதவும் மனிதனின் சிந்தனைகள் நமது இனத்தை அறிவார்ந்த உயிரினங்கள் எனப் பிரகடனப் படுத்துகின்றன. மேலும் பிரபஞ்சத்தை எமக்கு வேண்டிய விதத்தில் நாம் ஆராய சுதந்திரம் உடையவர்கள் என்றும் நமது அவதானங்கள் மூலம் பிரபஞ்ச இயக்கம் குறித்த அடிப்படை விடயங்களை தேவையற்ற போதும் தர்க்க ரீதியாக விளக்க உரிமையுடையவர்கள் என்றும் தெளிவு படுத்துகின்றன. இப்பரிமாணத்தில் இருந்து நோக்கும் போது நாம் நமது அறிவை விருத்தி செய்து பிரபஞ்ச இயக்கத்தை வழிநடத்தும் அடிப்படை விதிகளுக்கு மிக அருகில் வந்துவிடும் வாய்ப்பும் உள்ளது. ஆனால் இங்கு தான் சிக்கலே எழுகின்றது.

விஞ்ஞான முறைத் தத்துவம்

அதாவது, பிரபஞ்சம் தன்னிச்சையானதல்ல. முழுப் பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் கட்டுப்படுத்தும் அடிப்படை விதி அல்லது சமன்பாடு (Unified Theory) ஒன்று உள்ளது என்பது உண்மையெனில், அவ்விதி பிரபஞ்சத்தின் ஓர் அங்கமான நமது மனித இனத்தின் பரிணாமத்தையும் மறைமுகமாகவேனும் தீர்மானிக்கவே செய்யும். இன்னும் விளக்கமாகச் சொன்னால் இந்த முழுமையான ஒருங்கிணைந்த கொள்கை, (Unified Theory) ஏன் அது குறித்த மனித இனத்தின் தேடலின் விளைவையும் தீர்மானிக்கக் கூடாது?

அதாவது, மனிதன் தனக்குக் கிடைக்கப்பெற்ற ஆதாரங்களைக் கொண்டு இந்த ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை கண்டுபிடிக்கவே முடியாது என்பதை அக்கொள்கையே ஏன் தீர்மானிக்க முடியாது? இன்னொரு கோணத்தில், மனிதன் இந்த ஒருங்கிணைந்த கொள்கைக்குச் சமனான அல்லது பிழையான கொள்கை ஒன்றை உருவாக்கத் தான் வாய்ப்புள்ளது என்பதையோ அல்லது அக்கொள்கை குறித்து எந்த ஒரு முடிவுக்கும் வர முடியாது என்பதையோ அக்கொள்கையே ஏன் தீர்மானிக்க முடியாது?

இந்த அறிவுபூர்வமான கண்ணோட்டம் தான் Unified Theory ஐ உருவாக்கச் சவாலாக உள்ள முரண்பாடாகும். இந்த பிரச்சினைக்கு காணக்கூடிய ஒரே தீர்வு சார்ள்ஸ் டார்வின் இயற்கைத் தேர்வு விதியைச் (Natural selection) சார்ந்துள்ளது. இவ்விதியின் படி சுயமாக இனப்பெருக்கம் செய்யும் எந்த ஒரு உயிரினத்தின் சனத்தொகையிலும் மரபணுக்களில் வேறுபாடும் ஒவ்வொரு உயிரியிலும் அவற்றின் வளர்ச்சியும் இருக்கும். இந்த வித்தியாசங்களின் மூலம் தெளிவு படுத்தப் படுவது என்னவென்றால் சில உயிரிகள் ஏனையவற்றை விடத் தம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தைப் பற்றி திருத்தமாகவும் அதிகமாகவும் அறியும் ஆற்றலைக் கொண்டடிருப்பதுடன் அதற்கு ஏற்றவாறு இயங்கும் தன்மையும் உடையன.

சார்ள்ஸ் டார்வின்

இயற்கைத் தேர்வு (Natural selection)

இந்த உயிரினங்களில் ஒவ்வொரு தனி நபரும் ஏனைய இனங்களை விட அறிவுபூர்வமாக உயிர் வாழவும் இனம் பெருக்கவும், ஏனைய உயிரிகளுடன் பழகுவதில் சுலபமும் பூமியை ஆளும் வல்லமை உடையதாகவும் இருக்கும். இதன் அடிப்படையில் ஆதிகாலத்தில் மனிதனில் காணப்பட்ட பகுத்தறிவாலும், அதன் பின் விருத்தியான விஞ்ஞான முறைத் தத்துவங்களாலும் உயிர் வாழ்க்கை சிரமம் இல்லாது அமைந்ததுடன், வாழ்க்கை வசதிகளும் பெருகி ஆபத்துக்கள் குறைந்து முன்னேற்ற நிலைக்கு வர முடிந்தது. ஆனால் இன்றைய நிலையில் உயிர் வாழ்வதற்கு அவசியமான அனைத்துத் தேவைகளையும் மனிதன் பெற்று விட்டான் எனலாம். இருந்தபோதும் அவன் மேலும் மேலும் இயற்கை நிகழ்வுகள் குறித்து ஏன் எனக் கேள்வி எழுப்புவதும் ஒருங்கிணைந்த தத்துவத்தைத் தேட முனைவதும் எதற்கு என்ற கேள்வி எழுவதும் முறையானதேயாகும்.

மனிதனின் பரிணாம வளர்ச்சி

இதேவேளை நவீன தகவற் தொழிநுட்ப யுகம் நிகழும் இன்றைய 21 ஆம் நூற்றாண்டில் விஞ்ஞானிகளின் கண்டு பிடிப்புக்கள் (அணுவாயுதங்கள்) மனிதனை அழிவுப் பாதைக்குக் கொண்டு செல்லலாம். அல்லது புவியியல் வரலாற்றில் ஏற்கனவே நிகழ்ந்தது போல் மிகப் பெரிய இயற்கை அழிவு (டைனோசர்கள் அழிந்தது போல்) ஏற்பட்டும் இன்னும் பல நூறாயிரம் வருடங்களுக்குப் பின்னர் மனித இனம் அழிந்து போகலாம் (2012 டிசம்பர் 21 இல் உலகம் அழியும் என்பது விஞ்ஞான ரீதியாக ஆதாரமற்றது.) இந்நிலையில் Unified Theory இன் கண்டுபிடிப்பு மனித இனத்தின் வாழ்க்கை முறையையோ அதன் தலைவிதியையோ மாற்றியமைக்கப் போவதில்லை.

அணுவாயுதங்கள்

டைனோசர்களின் அழிவு

எனினும் தான் தோன்றியதில் இருந்து ஒரு ஒழுங்கில் பரிணாமம் அடைந்து வரும் பிரபஞ்சம், அதன் ஒரு பாகமான மனிதன், இயற்கைத் தேர்வு தனக்கு வழங்கியுள்ள பகுத்தறிவு எனும் கருவியினால் தனது அடிப்படை அம்சங்களை அறிய முயற்சிக்கும் போது பரிணாமத்தின் ஒரு கட்டமாக (Peak) இம்முயற்சியில் மனிதன் தோல்வியுற்று பிழையான முடிவுக்குச் செல்ல ஒருபோதும் வழிநடத்தாது என இயற்கைத் தேர்வு விதிப்படி கூற முடியும்.

இந்த ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை கண்டுபிடிக்கும் முயற்சியில் ஏற்கனவே அறியப்பட்ட பகுதி சார்ந்த தத்துவங்கள் அனைத்தும் ஏதாவது ஒரு துறையில் மனிதனுக்கு உதவி புரிந்து வருகின்றன. இதில் முக்கிய தத்துவங்களான பொதுச் சார்புக் கொள்கையும், குவாண்டம் பொறிமுறையும் ஏற்கனவே எமக்கு அணுசக்தி (Nuclear energy), நுண் இலத்திரனியல் (Micro electronics) ஆகிய துறைகளில் உயர் பரிணாம வளர்ச்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன.

Micro chip (நுண் இலத்திரனியல் கருவி)

அணுசக்தி

இந்நிலையில், பூமியில் மனித இனம் தோன்றியதிலிருந்து அவனின் உள்ளத்தில் வேரூன்றியிருக்கும் தீராத அறிவுத் தேடல் காரணமாக அவன் அடைந்து வரும் வளர்ச்சி இன்னமும் தொடர்வதுடன் இதன் ஒரு கட்டமாக பிரபஞ்ச ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை (Unified Theory) அவன் கண்டு பிடிக்கும் நாள் வெகு தூரத்தில் இல்லை என்றும் கூற முடியும்.

இத்துடன் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில், 'பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம்' எனும் அத்தியாயம் நிறைவடைகின்றது. அடுத்த தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் 'காலமும் வெளியும்' எனும் புதிய அத்தியாயம் துவங்குகின்றது.

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

000000000000000000000000000

பிரபஞ்சவியல் பாகம் 14

நமது நட்சத்திரப் பயணங்கள் விண்வெளித் தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் இன்று 'காலமும் வெளியும்' (Space and Time) எனும் நான்காவது புதிய அத்தியாயம் தொடங்குகின்றது.

காலமும் வெளியும்

பிரபஞ்சத்தின் முக்கிய அடிப்படைக் கூறுகளான காலம், வெளி ஆகியவற்றின் இயல்புகளைத் தெளிவாக அறிந்து கொள்ள அவ்விரு பரிணாமங்களிலும் பொருட்களின் இயக்கம் எவ்வாறு நிகழும் என்பதை விளங்கிக் கொள்ளல் அவசியமாகும். பொருட்களின் இயக்கம் தொடர்பாக நிகழ்காலத்தில் நாம் அறிந்து வைத்துள்ள விதிகள் கலீலியோ மற்றும் நியூட்டன் காலத்தைச் சேர்ந்தவை ஆகும். இவர்களுக்கு முன்னர் உலகம் அரிஸ்டோட்டிலின் கொள்கையைப் பின்பற்றியிருந்தது. இது தொடர்பாக அரிஸ்டோட்டில் பின்வரும் கொள்கையைக் கொண்டிருந்தார்.

அரிஸ்டோட்டில்

'ஒரு பொருளின் இயற்கைத் தன்மை அது ஓய்வில் இருப்பதுதான். இப்பொருள் மீது ஏதேனும் ஒரு உந்துதல் அல்லது விசை பிரயோகிக்கப் பட்டால் தான் அது நகரும்.' இதன் அடிப்படையில் பாரமான பொருள் ஒன்று பாரம் குறைந்த பொருளை விட வேகமாகப் பூமியில் விழும். இதற்குக் காரணம் குறித்த பாரம் கூடிய பொருள் மீது பூமி பிரயோகிக்கும் விசை அல்லது உந்தம் அதிகம் என்பதால் தான் எனவும் அரிஸ்டோட்டில் கூறியிருந்தார். மேலும் பிரபஞ்சத்தை முறையாக விளங்கிக் கொள்வதற்கு அவதானத்தை (Observation) விட தூய்மையான தத்துவ சிந்தனை (Pure |thoght) மூலம் அணுகுவதே சரி என்ற கருத்தையும் அரிஸ்டோட்டில் கொண்டிருந்தார். இந்த மனப்போக்குக் காரணமாக அரிஸ்டோட்டிலின் இந்த இயக்கம் தொடர்பான கொள்கையை கலீலியோ சந்தேகிக்கும் வரை அனைத்து மக்களும் சரி என்றே ஏற்றுக் கொண்டிருந்தனர்.

இந்நிலையில் பூமி தன்னால் ஈர்க்கப் படும் அனைத்துப் பொருட்கள் மீதும் பாரபட்சமின்றி ஒரே ஈர்ப்பு விசையையே பிரயோகிப்பதாகவும் இரண்டு வெவ்வேறான நிறைகள் சம உயரத்தில் இருந்து கீழே போடப்பட்டு ஒரே நேரத்தில் பூமியை வந்தடைந்ததை பரிசோதனைகள் மூலம் நிரூபித்தும் அவதானம் மூலம் விளக்கம் கொடுத்தார் கலிலீயோ கலிலி

கலீலியோ கலிலி

ஆனால் நடைமுறையில் பூமி மீது ஒரே உயரத்தில் இருந்து விழும் இரு பொருட்களின் வேகமும் நிலத்தை அடைய எடுக்கும் நேரமும் வித்தியாசப் படுவதற்குக் காரணம் அப்பொருட்களின் மீது வளி ஏற்படுத்தும் தடை அவற்றின் அடர்த்தியுடன் (density) வேறுபடுவதால் ஆகும். அதாவது ஒரு இறகும் உலோக உருண்டை ஒன்றும் ஒரே உயரத்தில் இருந்து கீழே விழும் போது உலோக உருண்டை முதலில் பூமியைத் தொடும். இதற்கு உலோக உருண்டை இறகை விட அதிக நிறையுடைது காரணமல்ல. இறகை விட அடர்த்தியாக இருப்பதே காரணமாகும்.

இதைத் தெளிவாக விளங்கிக் கொள்ள இன்னொரு உதாரணத்தை பார்ப்போம். சம நிறையுடைய உலோக உருண்டை ஒன்றும் காற்றடைக்கப் பட்ட மிகப் பெரிய பலூன் ஒன்றும் ஒரே உயரத்தில் இருந்து கீழே விழ விடப்பட்டால் பலூன் தரையை அடைய அதிக நேரம் செல்லும் என்பதை இலகுவாக உணர்ந்து கொள்ளலாம்.

இதில் கவனிக்க வேண்டிய இன்னொரு அவதானமும் உள்ளது. அதாவது, பூமியின் ஈர்ப்பினால் ஈர்க்கப் பட்டு ஒரு பொருள் நிலத்தை வந்தடையும் போது வளித்தடையைப் புறக்கணித்தால் அதன் வேகம் ஒவ்வொரு கணமும் ஒரு குறித்த வீதத்தில் அதிகரித்த வண்ணம் (ஆர்முடுகல்) அது பயணித்திருக்கும். இதன் மூலம் அரிஸ்டோட்டிலின் பொருட்களின் இயற்கை நிலை தொடர்பான முன்னைய தத்துவமும் அடி பட்டுப் போகின்றது. அது எப்படியென்றால், ஒரு பொருள் மீது இன்னொரு பொருள் அல்லது பூமி மூலம் பிரயோகிக்கப் படும் விசை அல்லது உந்தம் அப்பொருளை வெறுமனே இயங்க வைப்பது மட்டுமல்லாமல் அந்த இயக்கத்தின் வேகம் ஒவ்வொரு செக்கனும் அதிகருக்கும் வண்ணமும் செய்கின்றது. அதாவது குறித்த பொருள் ஒன்றின் மீது விசை பிரயோகிக்கப் படாவிடின் அது ஓய்வில் இருக்கவோ அல்லது சீரான ஒரு வேகத்தில் தொடர்ந்து இயங்கிக் கொண்டிருக்கவோ செய்யும். இதனால் தான் அண்டவெளியில் வெற்றிடத்தில் எதிர் விசை ஒன்றும் பிரயோகிக்கப் படாத சூழ்நிலையில் கோள்களும், செய்மதிகளும் இயங்குவதோ ஏன் பூமி கூட நிற்காமல் தன்னைத் தானும் சூரியனையும் சுற்றி வருவதற்கோ முடிகின்றது.

ஆகவே அரிஸ்டோட்டிலின் முனனைய கருத்தை மறுத்து, இவ்வாறு கூற முடியும். ' ஒரு பொருளின் இயற்கை நிலையானது அதன் மீது குறித்த ஏதேனும் விசை பிரயோகிக்கப் படாதவிடத்து ஒன்றில் ஓய்வில் இருக்கும். அல்லது சீரான வேகத்தில் நேர்கோட்டிலோ அல்லது ஒழுக்கிலோ பயணித்துக் கொண்டிருக்கும்!' எனலாம்.

இதன் அடிப்படையிலேயே உலகின் மிகச் சிறந்த பௌதிக மற்றும் கணிதவியலாளரான நியூட்டன் பொருட்களின் இயக்கம் தொடர்பான தனது 3 அடிப்படி விதிகளை 1687 இல் பிரசுரமான தனது பிரசித்தமான நூலான, 'Principia Mathematica' இல் கூறியிருந்தார். நியூட்டனின் 3 அடிப்படை விதிகளும் பின்வருமாறு :

சர் ஐசாக் நியூட்டன்

நியூட்டனின் Principia Mathematica நூல்

1.ஒரு பொருளின் மீது புறவிசை ஒன்று தாக்குவதற்கு முன்னர் அது தனது ஓய்வு நிலையையோ அல்லது நேர்க்கோட்டில் அமைந்த சீரான இயக்கத்தையோ மாற்றிக் கொள்ளாது.

2.ஒரு பொருளில் செயற்படும் உந்தம் (Acceleration) அதில் பிரயோகிக்கப் படும் விசைக்கு சமாந்தரமாகவும் நேரடி விகிதசமனாகவும் அதன் திணிவுக்கு தலைகீழ் விகித சமனாகவும் இருக்கும். (F = ma)

3. எந்த ஒரு தாக்கத்துக்கும் சமனானதும் எதிரானதுமான பதில் தாக்கம் உண்டு (F2= -F1)

நியூட்டனின் அடிப்படை இயக்க விதிகள்

பொருட்களின் இயக்கம் தொடர்பான நவீன கொள்கைகள் அடங்கிய விளக்கங்களுடன் அடுத்த தொடரில் காலமும் வெளியும் குறித்து விவரிப்போம்...

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

000000000000000000000000000000

பிரபஞ்சவியல் பாகம் 15

சென்ற தொடரின் இறுதியில் நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் குறித்துப் பார்த்திருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி... நியூட்டனின் அடிப்படை இயக்க விதிகளின் படியும் பிரபஞ்சவியல் 11 ஆம் பகுதியில் நாம் விளக்கியிருந்த நியூட்டனின் அகில ஈர்ப்பு விதியின் படியும் புவியினால் ஈர்க்கப் படும் விதத்தில் ஒரே உயரத்தில் இருந்து கீழே விடப்படும் இரு வெவ்வேறு நிறையுடைய பொருட்கள் வளித் தடையைப் புறக்கணித்தால் ஒரே நேரத்தில் தரையை அடையும் என்பதை கணித ரீதியாக நிரூபிக்க முடியும்.

விரிவாகச் சொன்னால், பூமியின் நிறை M எனவும் பூமியினால் ஈர்க்கப் படும் குறித்த பொருளின் ஈர்ப்புத் திணிவு (Gravitational Mass) m1 எனவும் அதன் உண்மைத் திணிவு m2 எனவும் பூமிக்கும் அப்பொருளின் மையத்துக்கும் இடையிலான செங்குத்துத் தூரம் r எனவும், அகில ஈர்ப்பு மாறிலி G எனவும் அப்பொருள் பூமியில் விழும் வேக அதிகரிப்பு வீதம் (Accelaration) a எனவும் எடுத்துக் கொள்வோம். வளித்தடையைப் புறக்கணித்தால், நியூட்டனின் அகில ஈர்ப்பு விதிப்படி, குறித்த பொருளில் தொழிற்படும் விசையானது,

இதேவேளை, நியூட்டனின் 2 ஆம் இயக்க விதிப்படி அதே விசை,

ஆகவே குறித்த பொருளின் வேக அதிகரிப்பு வீதம் இவ்வாறு அமையும்.

{a=F/m2,} ஆகவே,

இச்சமன்பாட்டில் குறித்த பொருளின் ஈர்ப்புத் திணிவு (Gravitational Mass) m1 உம் , உண்மைத் திணிவு m2 உம் சமன் என்று எடுத்துக் கொண்டால் (சமன்பாட்டில் இரண்டும் வெட்டுப் படும்.) வேக அதிகரிப்பு வீதம் குறித்த பொருளின் திணிவில் தங்கியில்லை என்பது தெளிவாகும். இந்த உதாரணத்தில் ஒரேயொரு பொருளே (m1 or m2) விளக்கத்துக்கு எடுத்துக் கொள்ளப் பட்டிருந்தாலும் இதை எந்த ஒரு திணிவிற்கும் பிரதியிட முடியும்.

ஏனெனில் நியூட்டனின் 2 ஆம் இயக்க விதிப்படி ஒரு பொருளின் திணிவு அதிகரிக்கும் போது அதேயளவு வீதத்தில் அதில் தொழிற்படும் விசை அல்லது ஈர்ப்புத் திணிவு அதிகரிக்கும். இதே போன்றே அப்பொருளின் திணிவு குறைவடையும் போதும் அதேயளவு வீதத்தில் அதில் தொழிற்படும் விசையும் குறைவடையும். அதாவது நியூட்டனின் 2 ஆம் இயக்க விதிப்படி அப்பொருள் பூமியில் விழும் வேக அதிகரிப்பு வீதம் a=F/m எப்போதும் ஒரும் மாறிலி என்பதுடன் இதன் பெறுமானம் 9.80665 m/s2 எனவும் கணிக்கப் பட்டுள்ளது. எனவே வளித்தடையற்ற இடத்தில் பூமியின் மேலே சம உயரத்தில் இருந்து கீழே போடப்படும் வெவ்வேறு திணிவுகள் ஒரே நேரத்தில் தரையை அடையும் என்பது தடையற நிரூபணமாகிறது.

இன்னொரு விதத்தில் நோக்கினால் இப்பெறுமானம் ஒரு மாறிலியாக இருப்பதற்குக் காரணம் சந்திரனைத் தவிர புமியினால் ஈர்க்கப் படும் எந்த ஒரு பொருளை விடவும் பூமி ஒப்பிட முடியாத அளவு மிகப் பெரிய திணிவை உடையதாக இருப்பதும் ஆகும். நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதி இன்னொன்றையும் தெளிவுபடுத்துகின்றது. அது எதுவெனில் இரு பொருட்களுக்கிடையிலான ஈர்ப்பு விசை அவை அமைந்திருக்கும் தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்கக் குறைவடையும் என்பதாகும். அதாவது இவரது அகில ஈர்ப்பு விதிப்படி பூமிக்கு அண்மையிலுள்ள ஒரு நட்சத்திரம் S1 இன் தூரத்தை விட 2 மடங்கு அதிக தூரத்தில் உள்ள நட்சத்திரம் S2 இன் பூமிக்கான ஈர்ப்பு விசை, S1 இற்கும் பூமிக்குமிடையிலான ஈர்ப்பு விசையின் 1/4 பங்காக இருக்கும். இது போன்றே இவ்விதி பூமி, சந்திரன் மற்றும் கிரகங்களின் ஒழுக்கு (Orbit) குறித்த பயனுள்ள அளவீடுகளை மிகத் திருத்தமாக கணிக்க உதவுகின்றமை குறிப்பிடத்தக்கது.

பூமியின் மிகப்பெரிய திணிவு

நட்சத்திரங்களுக்கிடையேயான ஈர்ப்பு விசை

எனினும் இந்த விதியின் படி சில விசித்திரமான எதிர்வுகூறல்களும் ஏற்படுகின்றன. அதாவது ஒரு நட்சத்திரம் அது அமைந்துள்ள இடத்திலிருந்து நகர்வதன் மூலம் மிக வேகமாக அதன் ஈர்ப்பு விசை வீழ்ச்சியடைந்தால் பூமி உட்பட கிரகங்களின் ஒழுக்கு நீள்வட்டமாக இருக்காது. மேலும் அக்கிரகங்கள் சுருள் போலச் சுழன்று கொண்டு சூரியனுக்குள் அமிழ்ந்து விடும். இதே வினை எதிர்ப்புறமாக குறித்த நட்சத்திரத்தின் ஈர்ப்பு விசை மெதுவாக வீழ்ச்சியடைந்தால் அவற்றின் ஈர்ப்பு விசை நேரடியாக பூமியையும் கிரகங்களையும் தாக்கி அவற்றின் ஒழுக்கைக் குலைத்து விடும்.

அரிஸ்டோட்டிலுக்கும் கலீலியோ மற்றும் நியூட்டனின் கொள்கைக்குமான மிகப் பெரிய வித்தியாசம், அரிஸ்டோட்டில் பொருட்களின் இயற்கைத் தன்மை ஓய்வில் இருப்பது என்பதுடன் வெளியில் இருந்து புற விசை தாக்கும் வரை அது அசையாது என அரிஸ்டோட்டில் திடமாகக் கருதியமையாகும். மேலும் அவர் பூமியும் ஓய்வில் இருப்பதாகவும் சூரியன் கிரகங்கள் அதைச் சுற்றி வருவதாகவும் கருதியதற்கும் காரணம் சார்புக் கொள்கை குறித்து அவர் அறியாததும் காட்சிப் பிழையும் ஆகும். ஆனால் நியூட்டனின் கருத்துப் படி ஒரு பொருள் ஓய்வில் இருப்பதர்கு தனித்துவமான அளவீடு எதுவும் இல்லை என்றார். மேலும் பொருட்களின் இயற்கைத் தன்மை குறித்து இவ்வாறு விளக்கினர். அது எதுவெனில் A,B எனும் இரு பொருட்களில் A வடக்குத் திசையில் இயங்குவதாகவும் B ஓய்வில் இருப்பதாகவும் கொண்டால் B சார்பாக A வடக்குத் திசையில் இயங்குவதுடன் B ஓய்வில் உள்ளது எனலாம். அல்லது A சார்பாக B தெற்குத் திசையில் இயங்குவதாகவும் A ஓய்வில் இருப்பதாகவும் சொல்ல முடியும்.

இன்னொரு உதாரணமாக பூமியையும் அதில் 90Km/h வேகத்தில் வடக்கே பயணிக்கும் புகைவண்டியையும் எடுத்துக் கொள்வோம். பூமியின் சுழற்சியையும் அது சூரியனைச் சுற்றி வருவதையும் புறக்கணித்தால், ஒன்று புகைவண்டி சார்பாக பூமி 90km/h வேகத்தில் தெற்கே பயணிக்கிறது என்றோ அல்லது பூமி சார்பாகப் புகைவண்டி 90Km/h வேகத்தில் வடக்கே பயணிக்கிறது என்றோ சொல்ல முடியும். இது போன்ற சாதாராண சடப்பொருட்களுக்கு சார்பு வேகக் கொள்கையைப் பிரயோகித்துக் கணிப்புக்கள் மேற்கொள்ள நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் இன்னமும் பயன்படுகின்றன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

உலகில் உள்ள அனைத்துப் பொருட்களினதும் இயற்கைத் தன்மை ஓய்வில் இருப்பதுதான் எனக் கருதினால் வெளியில் உள்ள குறித்த ஒரு இடத்தில்தான் சில வினாடிகளுக்குள் இரு சம்பவங்கள் இடம்பெற்றதாகத் தீர்மானிக்க முடியாது. இதை இச்சிறு உதாரணத்தின் மூலம் விளக்குவோம். அதாவது ஓடுகின்ற புகைவண்டிக்குள் உள்ளே வைக்கப் பட்டுள்ள ஒரு மேசையில் ஒரு பந்து செங்குத்தாக வீழ்ந்து எழுமாறு போடப்படுகின்றது. ஒரு செக்கனுக்குப் பின்னர், புகைவண்டிக்குள் உள்ளவருக்கு மேசையில் அதே இடத்தில் பந்து மறுபடி வீழ்ந்ததை அவதானிக்க முடிகின்ற அதேவேளை, வெளியில் தண்டவாளத்தில் இருந்து அதைப் பார்ப்பவருக்கு பந்து 40m தூரம் தள்ளி மேசையில் வீழ்ந்தது போல் இருக்கும்.

இதற்குக் காரணம் பந்து இரு தடவை வீழ்ந்து எழுவதற்குள் புகை வண்டி 40m முன்னே சென்றிருப்பதனால் ஆகும். மேலும் இந்த புகைவண்டி பூமி சார்பாகவும் பூமி சூரியன் சார்பாகவும் சூரியன் பால்வெளி அண்டத்தின் மையம் சார்பாகவும், பால்வெளி அண்டம் ஏனைய அண்டங்கள் சார்பாகவும் ஒரு குறித்த ஒழுக்கிலோ அல்லது வேறு விதத்திலோ இயங்குவதாகக் கொள்ள முடியும். இந்த அடிப்படையில் பார்த்தால் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள யாவுமே ஒன்றுடன் இன்னொன்று சார்ந்து ஏதோ ஒரு ஒழுக்கில் இயங்கி வருவதை உணர முடியும்.

எனவே அரிஸ்டோட்டிலின் Absolute Space எனும் பிரபஞ்சத்தின் நிலைத்த தன்மையை நியூட்டனின் காலத்திலிருந்து நாம் ஏற்றுக் கொள்வதில்லை. எனினும் நியூட்டனும் அரிஸ்டோட்டிலின் Absolute Time எனப்படும் நிலையான காலம் என்ற கொள்கையை நழுவாது கொண்டிருந்தார்.

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

0000000000000000000000000000

பிரபஞ்சவியல் பாகம் 16

கடந்த தொடர்களில் புவி ஈர்ப்பு விசையுடன் பொருட்கள் எவ்வாறு இயங்குகின்றன எனவும் நியூட்டனின் 3 அடிப்படை இயக்க விதிகள் மற்றும் அகில ஈர்ப்பு விதி என்பன பற்றியும் அவதானித்தோம். இதில் இறுதியாக ஐன்ஸ்டீனால் விளக்கப் பட்ட சார்புக் கொள்கையை நியூட்டனின் இயக்க விதிகளுடன் தொடர்பு படுத்தி சூரியன் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கிரகங்கள் உட்பட சடப்பொருட்களின் (ஓளி மின்காந்த அலைகள் தவிர்த்து) இயக்கம் குறித்த கணிப்புக்களை மேற்கொள்ள முடியும் எனக் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி..

நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் பிரபஞ்சம் நிலையானது (Absolute space) என்றே உறுதிப் படுத்துகின்ற போதும் நியூட்டனின் மனம் அதை ஏற்றுக் கொள்ளவில்லை. இதற்குக் காரணம் நியூட்டன் நம்பியிருந்த Absolute god எனும் கருத்துடன் இது இசையவில்லை. மேலும் இந்த பகுத்தறிவற்ற நம்பிக்கையைக் கொண்டிருந்த அனைவரையும் நியூட்டன் கடுமையாக விமர்சித்தார். அதிலும் முக்கியமாக நியூட்டனின் காலத்தைச் சேர்ந்த கிறிஸ்தவ பாதிரியாரும் தத்துவவியலாளருமான Bishop Berkeley என்பவர் பின்வரும் கருத்தைக் கொண்டிருந்தார். அதாவது, 'இந்த பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் சடப்பொருட்களும் காலமும் வெளியும் அனைத்துமே உண்மையில் இல்லாத ஒன்று (Illusion)' என்பதாகும். இப்பாதிரியாரின் கருத்துக் குறித்து சஞ்சலமடைந்த பிரபல விஞ்ஞானியான Dr.ஜோன்சன் அழுது கொண்டே இதை நான் தப்பான கருத்தென்று நிரூபிப்பேன் என்று சத்தமிட்டு பின்னர் தன் கால் விரலை மிகப்பெரிய பாறை ஒன்றுடன் மோதிக் கொண்டார் என வரலாறு தெரிவிக்கின்றது.

Dr. ஜோன்சன்

Bishop Berkeley

அரிஸ்டோட்டில் மற்றும் அவருக்கு மிக நீண்ட காலத்துக்குப் பின்னர் வந்த நியூட்டன் ஆகிய இரு மேதைகளுமே காலம் நிலையான ஒன்று (Absolute time) எனும் ஒருமித்த கருத்தைக் கொண்டிருந்தனர். இவர்களின் விளக்கப் படி, 'எந்த ஒரு நபரும் குறிப்பிட்ட இரு நிகழ்வுகளுக்கு இடைப்பட்ட காலத்தை மிகத் திருத்தமாகக் கணிக்க முடியும். முக்கியமாக ஒரு மிகச்சிறந்த கடிகாரத்தைப் பாவித்து யார் இந்த இடைப்பட்ட காலத்தை அளந்தாலும் அது சமனான பெறுமதியையே காட்டும். மேலும் காலம் (Time) என்ற கருப்பொருளானது முற்றிலும் வெளியில் (Space) இருந்து தனித்த வேறுபட்ட மற்றும் சுதந்திரமான ஒன்றாகும்.' எனக் கூறப்பட்டுள்ளது.

காலம் பற்றிய இவர்களது இந்தக் கருத்தே தற்போதும் கூட மிக அதிகளவான மக்கள் தங்கள் மனதில் கொண்டிருக்கும் பொதுவான நம்பிக்கையாகும். இருந்த போதும் இந்த நவீன விஞ்ஞான உலகில் தோற்றம் பெற்ற பௌதிகவியலின் உயிர் நாடிக் கொள்கைகளான குவாண்டம் பொறிமுறை மற்றும் சார்புக் கொள்கை பற்றி அறிந்து வைத்துள்ள நாம் காலம் (Time) மற்றும் வெளி (Space) குறித்த நமது இந்த பண்டைய அபிப்பிராயத்தில் மாற்றம் கொண்டு வரும் சூழ்நிலையை தைரியமாக எதிர்கொள்ள வேண்டும். ஏற்கனவே நாம் அறிந்து வைத்துள்ள காலம், வெளி பற்றிய பண்டைய அபிப்பிராயம், அப்பிள் பழம் முதல் கிரகங்கள் வரை ஒப்பிடுகையில் போது மிக மெதுவாகப் பயணிக்கும் பொருட்களுக்குச் செல்லுபடியாகும். ஆனால் பிரபஞ்ச வெளியில் மிக அதிக வேகமாகப் பயணிக்கும் ஒளிக்குச் சமனான அல்லது அண்மித்த வேகத்தில் பயணிக்கும் விண்பொருட்களுக்கு இது செல்லுபடியாகாது.

நியூட்டனும் அப்பிள் பழமும்

இதில் நாம் கவனிக்க வேண்டிய விடயம் என்னவென்றால் ஒளியின் வேகம் முடிவிலியல்ல என்பதும் அது ஒரு குறித்த ஆனால் மிக உயர்வான ஒரு பெறுமதியை உடையது என்பதும் பரிசோதனைகள் வாயிலாக நிரூபிக்கப் பட்டுள்ளன என்பதாகும். மேலும் ஐன்ஸ்டீனின் சார்புக் கொள்கைப் படி பிரபஞ்சத்தில் ஒளியின் வேகத்தை மிஞ்சி எதுவும் பயணிப்பது கிடையாது எனவும் கூறப்பட்டுள்ளது. இதன் வேகம் முதன் முறையாக நியூட்டன் தனது 'Principia Mathematica' நூலை வெளியிடுவதற்கு 11 வருடங்களுக்கு முன்னரேயே கணிக்கப் பட்டது வியப்புக்குரிய ஒன்றாகும். ஆம். 1676 ஆம் ஆண்டே டென்மார்க்கைச் சேர்ந்த வானியலாளரான Ole Christensen Roemer ஒளியின் வேகத்தைச் சராசரியாகக் கணித்திருந்தார்.

அதாவது இவர் தொலைக்காட்டி மூலம் வியாழனின் சந்திரன்கள் வியாழனுக்கு முன்னால் வந்து பின்னர் அதன் எதிரே சென்று மறையும் வரையிலான கால இடைவெளியை அச்சந்திரன்களில் பிறைகள் தோன்றி மாறுபடுவது மூலம் அளந்தார். இச்சந்திரன்கள் வியாழனைச் சுற்றி வரும் வேகம் ஒரு மாறிலியாக இருக்க

வேண்டும் என்பது விதியாகும்.

இந்த அடிப்படையில் வியாழன் சூரியனைச் சுற்றிக் கொண்டு பூமிக்கு அண்மையில் வரும் போதும் பூமியை விட்டு விலகி நீண்ட தூரத்துக்கு செல்லும் போதும் இச்சந்திரன்கள் வியாழனைச் சுற்றி வந்து மறைவதற்கு எடுக்கும் காலம் சமனாகவே இருக்க வேண்டும். ஆனால் வியாழன் பூமியை விட்டு தூரத்துக்குச் செல்லும் போது இச்சந்திரன்கள் வியாழனுக்கு முன்பு வந்து மறைந்து செல்வதற்கான கால இடைவெளி அதிகமாகத் தென்பட்டது. இதற்குக் காரணம் வியாழன் பூமியை விட்டு தூரமாக விலகிச் செல்லும் போது அதன் சந்திரன்களில் இருந்து பூமிக்கு ஓளி வருவதற்கு நீண்ட நேரம் எடுப்பதனால் ஆகும்.

வியாழனின் சந்திரன்களில் கிரகணங்கள் அல்லது பிறைகளின் வளர்ச்சி தேய்வு என்பவற்றையும் பூமி, சூரியன், வியாழன் என்பவற்றுக்கு இடையிலான தூரத்தினையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு Roemer ஓளியின் வேகத்தை ஒரு செக்கனுக்கு 140 000 மைல்கள் எனக் கணித்தார். இன்றைய நவீன திருத்தமான கணிப்புக்களின் படி ஒளியின் வேகம் ஒரு செக்கனுக்கு 186 000 மைல்கள் ஆகும்.

ஒளியின் வேகம்

ஒளியின் தன்மை குறித்த முறையான விவரணம் 1865 ஆம் ஆண்டு பிரிட்டன் பௌதிகவியலாளர் ஜேம்ஸ் கிளார்க் மாக்ஸ்வெல் வெளியிடும் வரை உலகுக்குக் கிடைக்கவில்லை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இவர் பௌதிக உலகுக்கு ஆற்றிய முக்கிய கடமை என்னவென்றால், அக்காலத்தில் மின்சாரம் மற்றும் காந்தவியல் விசைகள் குறித்து சிதறிக் காணப் பட்ட பகுதி சார்ந்த கொள்கைகளை (Partial theories) ஒன்றிணைத்து புதிய விதிமுறைகளை உருவாக்கியதில் வெற்றியடைந்தமை ஆகும். இவரது சமன்பாடுகளின் மூலம் ஒன்றிணைந்த மின்காந்தவிசைப் புலத்தில் (Electromagnetic field) பல அலைகளின் சலனம் இருப்பதும் இந்த ஒவ்வொரு அலைகளும் ஒரு தடாகத்தில் ஏற்படும் குமிழிகளைப் போல் நிலையான ஒரு வேகத்துடன் (Fixed speed) பயணிப்பதும் இனங்காணப் பட்டுள்ளது. இந்த அலைகளின் அலைநீளம் (Wavelength)ஒரு மீட்டர் அல்லது அதற்கு சற்று அதிகம் எனில் அந்த அலைகள் ரேடியோ அலைகள் (Radio waves) எனப்படுகின்றன. இவற்றை விட அலை நீளம் குறைந்தவை (சில சென்டி மீட்டர்கள்) மைக்ரோ அலைகள் (Micro waves) எனவும் ஒரு சென்டி மீட்டரின் 10000 இல் ஒரு பங்கு அலை நீளம் உடைய அலைகள் அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் (Infrared Rays) எனவும் அழைக்கப் படுகின்றன.கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளி அலைகளின் (Visible Light) அலை நீளம் ஒரு சென்டி மீட்டரின் 40 தொடக்கம் 80 மில்லியன்களில் ஒரு பங்கு என்றும் இதனை விட அலை நீளம் குறைந்த அலைகள் அல்ட்ரா வயலெட் (Ultraviolet), X கதிர்கள் (X rays) மற்றும் காம்மா கதிர்கள் (Gamma rays) எனவும் இனங் காணப் பட்டுள்ளன.

மின்காந்தக் கதிர்களின் அலை நீளம்

மின்காந்த அலைகள்

மாக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளின் படி ரேடியோ அல்லது ஒளி அலைகள் ஒரு குறித்த நிலையான வேகத்திலேயே பயணிப்பதாகக் கருதப் பட்டது. ஆனால் நியூட்டனின் கொள்கையோ பொருட்களின் இயற்கை நிலை உறுதியான ஓய்வில் இருப்பது தான் எனும் கூற்றை மறுப்பதால் ஒளி எது சார்பாக நிலையான வேகத்தில் பயணிக்கிறது எனும் கேள்வி எழும்பியது. (வெற்றிடத்தில் ஓளி செல்லுமெனில் வெளியில் இரு இடங்களுக்கிடையில் குறித்த நேர இடைவெளிக்குள் அது பயணித்த வேகம் இவ்வளவு எனக் கணிப்பது சாத்தியமற்றது.) எனவே பிரபஞ்ச வெளியில் எங்கும் ஏன் வெற்றிடத்தில் கூட ஈதர் (Ether) எனும் பதார்த்தம் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் நிரம்பியிருப்பதாகவும் ஒலியலைகள் காற்றில் பயணிப்பது போல் ஓளி இந்த ஈதெரின் ஊடாகப் பயணிக்கின்றது எனவும் கருத்துருவாக்கம் செய்யப் பட்டது.

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

நன்றி - http://www.4tamilmedia.com/knowledge/essays/10687-star-journey-32-cosmology-16