വികസിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചം – 6

ലിഫ്‌ഷിറ്റ്‌സിന്റേയും കലാറ്റ്‌നിക്കോവിന്റെയും പഠനം വളരെ വിലപ്പെട്ടതാണ്‌. കാരണം അത്‌, സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം ശരിയാണെങ്കിൽ പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഒരു അദ്വിതീയാവസ്ഥ, ഒരു മഹാസ്‌ഫോടനം ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കാമെന്ന്‌ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും അത്‌ നിർണ്ണായകമായ ചോദ്യത്തിന്‌ ഉത്തരം നൽകുന്നില്ല. സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം, പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഒരു മഹാസ്‌ഫോടനവും സമയത്തിന്‌ ഒരു തുടക്കവും ഉണ്ടായിരിക്കണം എന്ന്‌ പ്രവചിക്കുന്നുണ്ടോ? ഇതിനുത്തരം ലഭിച്ചത്‌ 1965ൽ ഗണിത ഭൗതിക ശാസ്ര്തജ്ഞനായ റോജർ പെൻറോസ്‌ (Roger Penrose) എന്ന ബ്രിട്ടീഷുകാരൻ അവതരിപ്പിച്ച തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ ഒരു സമീപനത്തിൽ നിന്നാണ്‌. സാമാന്യ ആപേക്ഷികാസിദ്ധാന്തത്തിൽ പ്രകാശകോണാകൃതിയുടെ പെരുമാറ്റരീതിയും അതോടൊപ്പം ഗുരുത്വാകർഷണം എപ്പോഴും ആകർഷണം മാത്രമായിരിക്കുമെന്ന വസ്തുതയും ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട്‌, സ്വന്തം ഗുരുത്വാകർഷണത്താൽ തന്നെ ചുരുങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു നക്ഷത്രം, ഉപരിതലവലുപ്പം അന്തിമമായി പൂജ്യത്തിലേക്ക്‌ ചുരുങ്ങുന്ന മേഖലയിൽ അകപ്പെട്ടിരിക്കുമെന്ന്‌ അദ്ദേഹം തെളിയിച്ചു. ഈ മേഖലയുടെ ഉപരിതലം പൂജ്യമായി ചുരുങ്ങുന്നതിനാൽ അതിന്റെ വ്യാപ്തവും അങ്ങനെത്തന്നെയാവും. നക്ഷത്രത്തിലുള്ള ദ്രവ്യം മുഴുവൻ പൂജ്യം വ്യാപ്തത്തിലേക്ക്‌ ചുരുക്കപ്പെടും. അങ്ങനെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയും സ്ഥലസമയത്തിന്റെ വക്രതയും അനന്തമാവും. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ ഇവിടെ സംഭവിക്കുന്നത്‌ സ്ഥലസമയത്തിന്റെ ഒരു മേഖലയിലൊതുങ്ങുന്ന തമോഗർത്തം (Black hole) എന്നു വിളിക്കുന്ന ഒരു അദ്വിതീയാവസ്ഥ ആണ്‌.

പ്രഥമ വീക്ഷണത്തിൽ പെൻറോസിന്റെ പഠനഫലം നക്ഷത്രങ്ങളെ മാത്രമേ ബാധിക്കുന്നുള്ളൂ. പ്രപഞ്ചത്തിനു മുഴുവൻ ഒരു മഹാസ്‌ഫോടന അദ്വിതീയാവസ്ഥ ഉണ്ടായിരുന്നുവോ എന്ന കാര്യത്തിൽ അതിനൊന്നും പറയാനില്ല. പെൻറോസ്‌ ഈ സിദ്ധാന്തം ഉണ്ടാക്കിയ കാലത്ത്‌ പി.എച്ച്‌ഡി. പ്രബന്ധം പൂർത്തിയാക്കാൻ ഒരു വിഷയം കിട്ടാൻവേണ്ടി അതിവ്യഗ്രതയോടെ ഉഴറി നടക്കുന്ന ഒരു ഗവേഷണ വിദ്യാർത്ഥിയായിരുന്നു ഞാൻ. രണ്ടുവർഷം മുമ്പ്‌ എനിക്ക്‌ ലൂ ഗഹ്‌റിഗ്‌ (Lou Gehrig) രോഗം അല്ലെങ്കിൽ മോട്ടോർ ന്യൂറോൺ രോഗം (motor neuron diseases) എന്നെല്ലാം സാധാരണ അറിയപ്പെടുന്ന എ.എൽ.എസ്‌ (ALS) അസുഖമാണ്‌ എന്നും ഒന്നോ രണ്ടോ വർഷം മാത്രമേ ജീവിതമുള്ളൂവെന്നും വിധിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ ഒരു പി.എച്ച്‌.ഡിക്കുവേണ്ടി ശ്രമിക്കുന്നതിൽ വലിയ കാര്യമൊന്നും ഉണ്ടെന്ന്‌ തോന്നിയിരുന്നില്ല – എനിക്ക്‌ അത്രയും കാലം ജീവിക്കാമെന്ന പ്രതീക്ഷയുണ്ടായിരുന്നില്ല. എന്നാൽ, രണ്ടുവർഷം കഴിഞ്ഞിട്ടും എന്റെ സ്ഥിതി അത്ര വഷളായിരുന്നില്ല; എന്നല്ല, വാസ്തവത്തിൽ കാര്യങ്ങൾ വളരെ മെച്ചപ്പെട്ടു വരുവാനും തുടങ്ങിയിരുന്നു. ഞാൻ ജയിൻ വൈൽഡ്‌ (Jane Wilde) എന്ന സുന്ദരിയായ ഒരു പെൺകുട്ടിയുമായി വിവാഹമുറപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. പക്ഷെ, വിവാഹം ചെയ്യാൻ എനിക്കൊരു ജോലി വേണമായിരുന്നു; ജോലി ലഭിക്കാൻ ഒരു പി.എച്ച്‌.ഡിയും.

അങ്ങനെയിരിക്കെ,1965ൽ ഞാൻ പെൻറോസിന്റെ, ഗുരുത്വാകർഷണ സങ്കോചത്തിനു വിധേയമായ ഏതു വസ്തുവും അന്തിമമായി ഒരു അദ്വിതീയാവസ്ഥയിലെത്തിപ്പെടും എന്ന സിദ്ധാന്തം വായിക്കാനിടയായി. ഇതിലെ സമയത്തിന്റെ ദിശ തിരിച്ചിടുകയാണെങ്കിൽ, അങ്ങനെ ചുരുങ്ങൽ വികാസമാവുകയാണെങ്കിൽ, ഇപ്പോൾ പ്രപഞ്ചം, അതിന്റെ സ്ഥൂലരൂപത്തിൽ, ഏകദേശം ഫ്രീഡ്‌മാൻ മാതൃകപോലെയെങ്കിൽ, പെൻറോസിന്റെ സിദ്ധാന്തം ചുരുങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു നക്ഷത്രം അദ്വിതീയാവസ്ഥയിലേ അവസാനിക്കുകയുള്ളൂവെന്ന്‌ തെളിയിച്ചിരുന്നു. സമയം തിരിച്ചുവച്ച്‌ വാദിച്ചാൽ ഫ്രീഡ്‌മാന്റേത്‌ പോലുള്ള, വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചം ആരംഭിച്ചത്‌ അദ്വിതീയാവസ്ഥയിലായിരിക്കണം എന്നാവും. സാങ്കേതിക കാരണങ്ങളാൽ പെൻറോസിന്റെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്‌ പ്രപഞ്ചം അനന്തസ്ഥലരാശിയോടു കൂടിയതായിരിക്കണം. അതിനാൽ അതുപയോഗിച്ച്‌, പ്രപഞ്ചം വീണ്ടും ചുരുങ്ങാനാവാത്ത വിധം വേഗതയിൽ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെങ്കിൽ മാത്രമേ അദ്വിതീയാവസ്ഥ ഉണ്ടാവേണ്ടതുള്ളൂ എന്ന്‌ എനിക്ക്‌ തെളിയിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. (അത്തരം ഫ്രീഡ്‌മാൻ മാതൃകകൾ മാത്രമേ അനന്തസ്ഥലരാശിയോടു കൂടിയതായിരിക്കുകയുള്ളു).

അടുത്ത ഏതാനും വർഷങ്ങളിൽ, അദ്വിതീയാവസ്ഥ ഉണ്ടായിരിക്കണം എന്നു തെളിയിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തങ്ങളിൽ നിന്നും ഇതും ഇതുപോലുള്ള മറ്റു സാങ്കേതിക വ്യവസ്ഥകൾ ഒഴിവാക്കുന്നതിനായി പുതിയ ഗണിതസങ്കേതങ്ങൾ ഞാൻ വികസിപ്പിച്ചു. ഇതിന്റെ അന്തിമഫലമാണ്‌ പെൻറോസും ഞാനും കൂടി 1970ൽ പുറത്തിറക്കിയ ഗവേഷണ പ്രബദ്ധം. ഇത്‌ ഒടുവിൽ സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം ശരിയാണെന്നും പ്രപഞ്ചത്തിൽ നാം കാണുന്ന അത്ര ദ്രവ്യം ഉണ്ടെന്നുമുള്ള രണ്ടു വ്യവസ്ഥയിൽ മാത്രം ഒരു മഹാസ്‌ഫോടന അദ്വിതീയാവസ്ഥയുണ്ടായിരുന്നിരിക്കണം എന്ന്‌ തെളിയിച്ചു. ഞങ്ങളുടെ പഠനത്തിന്‌ ഒരുപാട്‌ എതിർപ്പുകളുണ്ടായിരുന്നു. ഭാഗീകമായി, ശാസ്ര്തീയ യുക്തിഭദ്രതയിലുള്ള (scientific determinism) അവരുടെ മാർക്സിസ്‌റ്റ്‌ വിശ്വാസം മൂലം റഷ്യക്കാരിൽ നിന്നും, ഭാഗീകമായി, ഈ അദ്വിതീയാവസ്ഥകൾ എന്ന ആശയം മൊത്തത്തിൽ അങ്ങേയറ്റം അരോചകവും ഐൻസ്‌റ്റീന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ മനോഹാരിത നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നതുമാണെന്ന്‌ വിശ്വസിച്ചിരുന്നന്ന വ്യക്തികളിൽ നിന്നും എന്നിരുന്നാലും ഒരു ഗണിതസിദ്ധാന്തവുമായി ആർക്കും തർക്കിക്കാനാവില്ലല്ലോ. അതിനാൽ, ഒടുവിൽ, ഞങ്ങളുടെ പഠനം പൊതുവേ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു. ഇപ്പോൾ മിക്കവാറും എല്ലാവരും തന്നെ പ്രപഞ്ചം ഒരു മഹാസ്‌ഫോടന അദ്വീതീയാവസ്ഥയിലൂടെയാണ്‌ ആരംഭിച്ചത്‌ എന്ന്‌ വിശ്വസിക്കുന്നു. ഒരു പക്ഷെ വിരോധാഭാസമാവാം, ഇപ്പോൾ എനിക്ക്‌ മനംമാറ്റം സംഭവിച്ചതിനാൽ, ഞാൻ, വാസ്തവത്തിൽ, പ്രപഞ്ചാരംഭത്തിൽ ഒരു അദ്വിതീയാവസ്ഥ ഉണ്ടായിരുന്നില്ലെന്ന്‌ മറ്റുള്ള ശാസ്ര്തജ്ഞന്മാരെ ബോദ്ധ്യപ്പെടുത്താൻ ശ്രമിക്കുകയാണ്‌. ഊർജ്ജകണപ്രഭാവങ്ങൾ (quantum effects) കൂടി കണക്കിലെടുക്കുകയാണെങ്കിൽ അത്‌ അപ്രത്യക്ഷമാവുമെന്ന്‌ പിന്നീട്‌ നമുക്ക്‌ കാണാം.

സഹസ്രാബ്ദങ്ങളായി നിലനിന്നു പോന്ന മനുഷ്യന്റെ പ്രപഞ്ചവീക്ഷണം വെറും അര നൂറ്റാണ്ടിൽ കുറഞ്ഞ കാലത്തിനുള്ളിൽ എങ്ങനെ മാറിപ്പോയി എന്ന്‌ നാം ഈ അധ്യായത്തിൽ കണ്ടുകഴിഞ്ഞു. പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുകയാണെന്ന ഹബ്‌ളിന്റെ കണ്ടുപിടുത്തം, പിന്നെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അപാരതയിൽ നമ്മുടെ ഗ്രഹത്തിന്റെ നിസ്സാരതയെപ്പറ്റിയുള്ള അറിവ്‌ എന്നിവയായിരുന്നു തുടക്കം. പിന്നെ പരീക്ഷണപരവും സൈദ്ധാന്തികവുമായ തെളിവുകൾ കുന്നുകൂടാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ പ്രപഞ്ചത്തിന്‌ സമയാധിഷ്‌ഠിതമായ ഒരു ആരംഭമുണ്ടായിരുന്നിരിക്കണമെന്ന്‌ കൂടുതൽ കൂടുതൽ വ്യക്തമാവാൻ തുടങ്ങി, ഒടുവിൽ 1970ൽ ഐൻസ്‌റ്റീന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പെൻറോസും ഞാനും കൂടി ഇത്‌ അന്തിമമായി തെളിയിക്കുന്നതുവരെ. ആ തെളിവ്‌ ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തം ഒരു അപൂർണ്ണമായ സിദ്ധാന്തമാണെന്ന്‌ തെളിയിച്ചുഃ അതിന്‌ പ്രപഞ്ചം എങ്ങനെ ആരംഭിച്ചു എന്ന്‌ പറയാൻ കഴിയില്ല, കാരണം അതടക്കം എല്ലാ ഭൗതികശാസ്ര്തസിദ്ധാന്തങ്ങളും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പ്രാരംഭാവസ്ഥയിൽ നിഷ്‌ഫലങ്ങളാണെന്ന്‌ അത്‌ പ്രവചിക്കുന്നു. എന്നാൽ സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം സ്വയം ഒരു ഭാഗിക സിദ്ധാന്തമാണെന്നേ അവകാശപ്പെടുന്നുള്ളൂ. അപ്പോൾ അദ്വിതീയാവസ്ഥ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ തെളിയിക്കുന്നതെന്താണ്‌ എന്നുവച്ചാൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അതിശൈശവകാലത്ത്‌ അത്‌ വളര വളരെ ചെറുതായ ഒരു കാലമുണ്ടായിരിക്കുകയും അക്കാലത്ത്‌ 20-​‍ാം നൂറ്റാണ്ടിലെ മറ്റൊരു മഹത്തായ ഭാഗിക സിദ്ധാന്തമായ ഊർജ്ജകണ തന്ത്ര(quantum mechanics)ത്തിന്റെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സൂക്ഷരൂപത്തിലുള്ള പ്രഭാവം ആർക്കും അവഗണിക്കാൻ സാദ്ധ്യമല്ല എന്നാണ്‌. അങ്ങനെ, 1970ൽ പ്രപഞ്ചത്തെപ്പറ്റി മനസ്സിലാക്കാനുള്ള അന്വേഷണം അത്യപാരതയിൽ നിന്നും അതിസൂക്ഷ്മത്തിലേക്ക്‌ തിരിച്ചുവിടാൻ ഞങ്ങൾ നിർബന്ധിതരായി. ഈ സിദ്ധാന്തമായ ഊർജ്ജകണതന്ത്രത്തെപ്പറ്റി, രണ്ട്‌ ഭാഗിക സിദ്ധാന്തങ്ങളേയും സംയോജിപ്പിച്ച്‌ ഒരു ഗുരുത്വാകർഷണ ഊർജ്ജകണ സിദ്ധാന്തമായി മാറ്റുന്നതിനുള്ള പരിശ്രമങ്ങളിലേക്ക്‌ കടക്കുന്നതിനു മുമ്പ്‌, അടുത്ത അദ്ധ്യായത്തിൽ വിവരിക്കുന്നതാണ്‌.

Generated from archived content: samayam_2nd6.html Author: stephen_hoking

അഭിപ്രായങ്ങൾ

അഭിപ്രായങ്ങൾ

അഭിപ്രായം എഴുതുക

Please enter your comment!
Please enter your name here