അനിശ്ചിതത്വസിദ്ധാന്തം – 3

ഈ മാതൃക, ഒരു ഇലക്‌ട്രോൺ മാത്രം അണുകേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന, ഏറ്റവും ലളിതമായ അണു(atom)വായ ഹൈഡ്രജന്റെ ഘടന വളരെ നന്നായി വിശദീകരിക്കുന്നു. പക്ഷെ ഇതിനെ എങ്ങനെയാണ്‌ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ അണുക്കളിലേക്ക്‌ വികസിപ്പിക്കുക എന്ന്‌ വ്യക്തമല്ല. കൂടാതെ പരിമിതമായ എണ്ണം മാത്രം അനുവദനീയമായ ഭ്രമണപഥങ്ങൾ എന്ന ആശയം വളരെ അവ്യവസ്ഥിതമായി തോന്നുന്നു. ഊർജ്ജകണബലതന്ത്രം എന്ന പുതിയ സിദ്ധാന്തം ഈ പ്രശ്‌നം പരിഹരിച്ചു. ഒരു അണുകേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന ഒരു ഇലക്‌ട്രോൺ അതിന്റെ വേഗതയ്‌ക്കനുസൃതമായ തരംഗദൈർഘ്യമുളള ഒരു തരംഗത്തിനു തുല്യമായി കണക്കാക്കാമെന്ന്‌ ഈ സിദ്ധാന്തം പ്രഖ്യാപിച്ചു. ചില ഭ്രമണപഥങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ അവയുടെ നീളം ഇലക്‌ട്രോണിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന്റെ പൂർണ്ണസംഖ്യാ ഗുണിതമായിരിക്കും (ഭിന്നസംഖ്യയല്ല). ഈ ഭ്രമണപഥങ്ങൾക്ക്‌ തരംഗശിഖിരം ഓരോ തവണ ചുറ്റുമ്പോഴും ഒരേ സ്ഥാനത്തുതന്നെയായിരിക്കും. അതിനാൽ തരംഗങ്ങൾ കൂടിച്ചേരുന്നു. ഈ ഭ്രമണപഥങ്ങളാണ്‌ ബോഹറിന്റെ അനുവദനീയ ഭ്രമണപഥങ്ങൾ. എന്നാൽ, തരംഗദൈർഘ്യത്തിന്റെ പൂർണ്ണസംഖ്യാ ഗുണിതമല്ലാത്ത ഭ്രമണപഥങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, ഓരോ തരംഗശിഖരവും ഇലക്‌ട്രോൺ ചുറ്റുന്നതിനനുസരിച്ച്‌, ക്രമേണ ഒരു താഴ്‌ചയുമായി ചേർന്ന്‌ ഇല്ലാതാവുന്നു. ഇത്തരം ഭ്രമണപഥങ്ങൾ അനുവദനീയമല്ല.

തരംഗ-കണിക ദ്വന്ദാവസ്ഥ വിഭാവനം ചെയ്യുവാൻ ഒരു നല്ല മാർഗ്ഗമാണ്‌ അമേരിക്കൻ ശാസ്‌ത്രജ്ഞനായ റിച്ചാർഡ്‌ ഫൈൻമാൻ അവതരിപ്പിച്ച ചരിത്രങ്ങളുടെ തുക (sum over histories) എന്നു വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന തത്വം. ഈ സമീപനത്തിൽ സൂക്ഷ്‌മകണികക്ക്‌ ഊർജ്ജകണമല്ലാത്ത ക്ലാസിക്കൽ സിദ്ധാന്തത്തിലെപ്പോലെ സ്ഥലസമയത്തിൽ ഒരു ചരിത്രം അഥവാ പാത മാത്രമല്ല ഉളളത്‌. പകരം അത്‌ എ യിൽ നിന്ന്‌ ബി യിലേക്ക്‌ സാദ്ധ്യമായ എല്ലാ പാതയിലൂടെയും പോകുന്നതായി കരുതപ്പെടുന്നു. ഓരോ പാതയോടും ബന്ധപ്പെട്ട്‌ രണ്ടു സംഖ്യകളുണ്ട്‌. ഒന്ന്‌ തരംഗത്തിന്റെ വലുപ്പത്തെ കുറിക്കുമ്പോൾ മറ്റേത്‌ തരംഗസ്ഥാനം (അതായത്‌ ശിഖരമാണോ താഴ്‌ചയാണോ എന്നത്‌) കുറിക്കുന്നു. എ യിൽ നിന്നു ബി യിലേക്കു പോകുന്നതിന്റെ സംഭാവ്യത എല്ലാ പാതകളിലുമുളള തരംഗങ്ങളെ കൂട്ടിക്കൊണ്ട്‌ കാണുന്നു. പൊതുവെ പറഞ്ഞാൽ, അടുത്തടുത്ത പാതകളുടെ ഗണങ്ങളെ താരതമ്യം ചെയ്യുകയാണെങ്കിൽ, അവയുടെ പരിവൃത്തിയിലെ സ്ഥാനത്തിൽ വലിയ വ്യത്യാസം കാണാൻ കഴിയും. ഇതിനർത്ഥം ഈ പാതകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട തരംഗങ്ങളെല്ലാം മിക്കവാറും പരസ്‌പരം ഇല്ലാതാവുമെന്നാണ്‌. എന്നാൽ ചില അടുത്തടുത്ത പാതകളുടെ ഗണങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ തരംഗസ്ഥാനത്തിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസമുണ്ടായിരിക്കുകയില്ല. ഈ പാതകളിലെ തരംഗങ്ങൾ പരസ്‌പരം ഇല്ലാതാവുകയില്ല. ഈ പാതകൾ ബോഹറിന്റെ അനുവദനീയ ഭ്രമണപഥങ്ങളാണ്‌.

മൂർത്തമായ ഗണിതരൂപത്തിലുളള ഈ ആശയങ്ങൾ വെച്ച്‌, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ അണുക്കളുടെയും, വ്യത്യസ്‌തങ്ങളായ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്കു ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന ഇലക്‌ട്രോണുകളാൽ ഘടിപ്പിക്കപ്പെട്ട അത്തരം അണുക്കളടങ്ങിയ തന്മാത്രകളുടെ പോലും അനുവദിക്കപ്പെട്ട ഭ്രമണപഥങ്ങൾ കണക്കാക്കുക എന്നത്‌ താരതമ്യേന സുഗമമാണ്‌. രസതന്ത്രത്തിന്റേയും ജീവശാസ്‌ത്രത്തിന്റെയും മുഴുവൻ ആധാരം തന്മാത്രകളുടെ ഘടനയും അവ തമ്മിലുളള രാസപ്രവർത്തനവുമായതിനാൽ ഊർജ്ജകണബലതന്ത്രം, അനിശ്ചിതത്വസിദ്ധാന്തം വെക്കുന്ന പരിമിതികൾക്കുളളിൽ നമുക്കു ചുറ്റുമുളള മിക്കവാറും സകലതും പ്രവചിക്കാൻ നമ്മെ പ്രാപ്‌തരാക്കുന്നു. (പക്ഷെ പ്രായോഗികമായി, ഏതാനും എണ്ണത്തിലധികം ഇലക്‌ട്രോണുകളുളള ഒരു അണുവ്യൂഹത്തിനു വേണ്ടിവരുന്ന ഗണനക്രിയകൾ അത്യധികം സങ്കീർണ്ണമായതിനാൽ നമുക്ക്‌ അവ ചെയ്യാൻ സാധ്യമല്ല).

ഐൻസ്‌റ്റീന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തം പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ബൃഹത്‌ രൂപത്തിലുളള ഘടനയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നുവെന്നു പറയാം. ഇതിനെയാണ്‌ ഒരു ക്ലാസിക്കൽ സിദ്ധാന്തം എന്നു പറയുന്നത്‌. അതായത്‌ അത്‌ മറ്റു സിദ്ധാന്തങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിന്‌ ആവശ്യം ആവശ്യമായ, ഊർജ്ജകണബലതന്ത്രത്തിലെ അനിശ്ചിതത്വസിദ്ധാന്തം കണക്കിലെടുക്കുന്നില്ല.

ഇത്‌ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി യാതൊരു പൊരുത്തക്കേടും സൃഷ്‌ടിക്കാത്തതിനു കാരണം സാധാരണയായി നമ്മുടെ അനുഭവത്തിൽ വരുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണം വളരെ ശക്തി കുറഞ്ഞതാണ്‌ എന്നതാണ്‌. എന്നാൽ മുമ്പ്‌ ചർച്ച ചെയ്‌ത അദ്വീതീയാവസ്ഥ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നതുപോലെ, ഗുരുത്വാകർഷണമണ്ഡലം ചുരുങ്ങിയത്‌ രണ്ട്‌ അവസ്ഥകളിലെങ്കിലും അതിശക്തമാവുന്നുണ്ട്‌. തമോഗർത്തങ്ങളിലും മഹാസ്‌ഫോടനത്തിലും. അത്ര ശക്തമായ ആകർഷണമണ്ഡലത്തിൽ ഊർജ്ജകണബലതന്ത്രത്തിന്റെ പ്രഭാവം വളരെ പ്രസക്തമായിരിക്കും. അങ്ങനെ, ഒരർത്ഥത്തിൽ, ക്ലാസ്സിക്കൽ ഊർജ്ജതന്ത്രം (അതായത്‌, ഊർജ്ജകണത്തിനു മുമ്പുളളത്‌) അണുക്കൾ അനന്ത സാന്ദ്രതയിലേക്കു ചുരുങ്ങുമെന്ന്‌ നിർദ്ദേശിച്ചതു വഴി സ്വന്തം പതനം പ്രവചിച്ചതുപോലെ, ക്ലാസിക്കൽ സാമാന്യ ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തം അനന്ത സാന്ദ്രതയുളള അവസ്ഥകൾ പ്രവചിക്കുക വഴി സ്വന്തം പതനം തന്നെ പ്രവചിക്കുന്നു. ഇപ്പോഴും നമുക്ക്‌ സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തെയും ഊർജ്ജകണതന്ത്രത്തേയും ഏകോപിപ്പിക്കുന്ന പൂർണ്ണവും ചേർച്ചയുളളതുമായ ഒരു സിദ്ധാന്തമില്ല. പക്ഷെ അതിനുണ്ടാകേണ്ട പല സവിശേഷതകളും നമുക്കറിയാം. തമോഗർത്തത്തിനും മഹാസ്‌ഫോടനത്തിനും ഇവ സൃഷ്‌ടിക്കാവുന്ന അനന്തരഫലങ്ങൾ പിന്നീടുളള അദ്ധ്യായങ്ങളിൽ വിവരിക്കുന്നതാണ്‌. തത്‌ക്കാലം നാം മറ്റു പ്രകൃതിശക്‌തികളെക്കുറിച്ചുളള നമ്മുടെ അറിവുകൾ ഒരൊറ്റ ഏകീകൃത ഊർജ്ജകണസിദ്ധാന്തമായി ക്രോഡീകരിക്കുവാനുളള സമീപകാലശ്രമങ്ങളിലേക്ക്‌ ശ്രദ്ധ തിരിക്കുകയാണ്‌.

Generated from archived content: samayam_2nd9.html Author: stephen_hoking

അഭിപ്രായങ്ങൾ

അഭിപ്രായങ്ങൾ

അഭിപ്രായം എഴുതുക

Please enter your comment!
Please enter your name here