ராஜ் சிவா கார்னர்

கடவுளும் சாத்தானும் (VI) – ராஜ்சிவா

ராஜ்சிவா கார்னர் | வாசகசாலை

இந்தத் தொடரைப் படிக்கும் சிலரின் தவறான புரிதலை சற்றுச் சரி செய்துவிட்டு மேலும் தொடர்வோமா? எதிர்த்துகள் என்ற பதப்பிரயோகத்தைப் படிக்கும் சிலர், அவை எதிரேற்றம் கொண்ட துகள்களெனத் தவறாகப் புரிந்து கொள்கிறார்கள். அது அப்படியல்ல. எதிரேற்றம், நேரேற்றம், ஏற்றமற்ற துகள்கள் அனைத்தும் நம் அண்டத்தில் இருக்கின்றன. இந்தத் துகள்களால் உருவாக்கப்பட்ட பொருட்களாலானது அண்டம். ஆனால், நம் அண்டத்திலிருக்கும் துகள்கள், அவற்றினால் உருவாகிய பொருட்கள் அனைத்துக்கும், எதிர்த்துகள்களும், எதிர்ப் பொருட்களும் வேறொரு அண்டத்திலும் இருக்கலாம் என்று ஒரு கோட்பாடு சொல்கிறது. அந்த அண்டத்தை ‘எதிர் அண்டம்’ என்கிறோம். அதாவது, ‘எதிர்’ என்னும் சொல், ‘அன்டி’ (anti) என்பதைக் குறிப்பது. Negative என்பதையல்ல. உதாரணமாக, உங்கள் வீட்டுக்கு முன்னால் இருக்கும் வீட்டை ‘எதிர் வீடு’ என்பீர்கள். அதன் அர்த்தம் அவர்கள் உங்களுக்கு எதிரானவர்கள் என்பதல்ல. உங்கள் வீடும், நேர் வீடல்ல. ஒரு பேச்சுக்கு நீங்கள் இருக்கும் வீட்டை, ‘வீடு’ என்றும், முன் வீட்டை ‘எதிர்வீடு’ என்றும் சொல்கிறோம். அதனால்தான் எதிர் வீட்டு அம்மணியை, ‘ஆண்டி’ என்கிறீர்கள். சேச்சே, நான் சும்மா. அது aunty. இப்போது பாருங்கள், உங்கள் வீட்டை, வீடு என்றும், முன் வீட்டை எதிர்வீடு என்று சொல்வதுபோல, நம் அண்டத் துகள்களைத் ‘துகள்கள்’ (particles) என்றும், மாற்றாக இருப்பவற்றை எதிர்த்துகள்கள் (antiparticle) என்றும் சொல்கிறோம். நேர்த்துகள்கள் என்று சொன்னதெல்லாம் ஒரு புரிதலுக்காக. இனித் தொடருக்குள் போகலாம் வாருங்கள்.

RajShiva Corner
துகள்களும், எதிர்த்துகள்களும் சேரும்போது, அவை ஒன்றையொன்று அழித்துக் கொள்கின்றன என்று சொல்லியிருந்தேன். அப்போது பெரும் ஆற்றலுடன் கூடிய காமாக் கதிர்கள் ஒளியாக வெளியேறுகின்றன. இதேபோல, போட்டோன் துகள்களுக்கு அதிக ஆற்றலைக் கொடுத்தால், துகள்களும் (matter), எதிர்த்துகள்களும் (antimatter) உருவாகின்றன. இப்படி உருவாகும் நேர்/எதிர்த் துகள்கள் இரண்டும் எதிரெதிர்த்திசைகளில் வெளியேறுகின்றன. பிக்பாங் கணத்தில் உருவான துகள்களும் எதிரெதிர்த் திசைகளில் பயணித்திருக்கலாம் அல்லவா? அப்படி, பிக்பாங் திசைக்கு, எதிர்த் திசையில் பயணித்த எதிர்த்துகள்கள் அங்கே ஒரு அண்டத்தையும் உருவாகியிருக்கலாம். துகள்களும், எதிர்த்துகள்களும் உருவானதும் எதிர்த்திசைகளில் வீசப்படுகின்றன என்பதை ஹாக்கிங் கூறிய கருத்தொன்றும் உறுதி செய்தது.

RajShiva Corner
1974ஆம் ஆண்டளவில் ஸ்டீவன் ஹாக்கிங் அவர்கள், கருந்துளை பற்றி மிக முக்கியமான கருத்தொன்றை வெளியிட்டார். அதைப் பார்த்த இயற்பியலாளர்கள் அதிர்ந்து விட்டார்கள். சிலர், ஹாக்கிங்கை கேலியும் செய்தார்கள். கருந்துளையென்றால் கருப்பாக இருக்கும். ஒளிகூட அதிலிருந்து தப்பிச் செல்ல முடியாது. தன் அதியீர்ப்பினால் ஒளியை உள்ளிழுப்பதால், அது கரிய நிறத்துடன் காணப்படுகிறது. என்ற கருந்துளை பற்றிய முடிவுகளுடனேயே அதுவரை வானியற்பியல் இருந்து வந்தது. அந்தக் கருத்துகளையெல்லாம் உடைத்தெறிந்தார் ஹாக்கிங். ஐன்ஸ்டைனின் சார்புக் கொள்கையையும், குவாண்டம் இயற்பியல் கொள்கைகளையும் ஒன்றிணைத்துப் புதியதொரு கணிதச் சமன்பாட்டை உருவாக்கினார். அந்தச் சமன்பாட்டின்படி, “கருந்துளைகள் கதிர்வீச்சுகளை வெளிவிடுவதால், அவை கருப்பாகவே இருக்க மாட்டாது. கதிர்வீச்சினால் ஒளிர்ந்தபடியே காணப்படுகின்றன” என்று அறிவித்தார். ‘இதென்ன புதுக் கதை? ஒளியே வெளிவர முடியாது என்னும்போது, எப்படிக் கதிர்கள் வெளிவர முடியும்? அதன் ஈர்ப்பிலிருந்துதான் எதுவுமே தப்ப முடியாதே!’ என்று அறிவியல் உலகமே கலங்கிப் போனது. ஆனால், ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் சொன்னவை அனைத்தும் சரியானவைதான் என்று ஒவ்வொருவராகப் பின்னர் சம்மதிக்க ஆரம்பித்தார்கள். ஹாக்கிங் வெளியிட்ட அந்தக் கோட்பாட்டையே ‘ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு’ (Hawking radiation) என்கிறார்கள். இந்தக் கோட்பாட்டிலிருந்து கருந்துளைபற்றி இன்னுமொரு அதிர்ச்சிக் கருத்தையும் ஹாக்கிங் முன்வைத்தார்.

RajShiva Corner
“கருந்துளைகள் அனைத்தையும் தன்னுள்ளே இழுத்துக் கொள்கின்றன. அதற்கு அருகே வரும் உடுக்கள், கோள்கள் அனைத்தையும் விழுங்கி ஏப்பம் விடுகின்றன. இப்படி ஒவ்வொரு பொருளாக அவை உள்ளிழுத்துக் கொள்வதால், மெல்ல மெல்லப் பெரிதாகி இராட்சச நிலையை அடைகின்றன. கருதுளைகள் அளவில் எப்போதும் பெரிதாகிக்கொண்டே போகின்றன”. இப்படித்தான் 1974ஆம் ஆண்டுவரை அறிஞர்கள் நம்பியிருந்தார்கள். அதற்கும் மண்ணை அள்ளிப் போட்டார் ஹாக்கிங். கருந்துளைகள் கதிர்வீச்சுகளைத் தொடர்ந்து வெளிவிடுவதால், அவை மெல்ல மெல்லச் சுருங்க ஆரம்பிக்கின்றன. கடைசியில் அவை இல்லாமலே அழிந்து போய்விடுகின்றன என்று ஹாக்கிங்கின் கோட்பாடு நிரூபித்தது. கருந்துளை பற்றி அவர் சொன்ன கருத்துகள் அனைத்துமே அதிர்ச்சி ரகம். ஆனால், அவர் கூறியவை உண்மையே என்று ஒத்துக் கொண்டது அறிவியல் உலகம். உயிருடன் இருக்கும்வரை அவருக்கு எந்தவொரு நோபல் பரிசும் கிடைக்கவில்லை. ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு உண்மை என்று நிரூபிக்கப்பட்டால் அவருக்கு நோபல் பரிசு அறிவிக்கப்படலாம். சமீபத்தில் படம் பிடிக்கப்பட்ட கருந்துளையில் ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு வெளிவருகிறதாவென முயற்சித்தும் கண்டுபிடிக்க முடியவில்லை. அந்தளவுக்கு இன்னும் முன்னேறவில்லை. அதற்கு இன்னும் காலங்கள் தேவைப்படலாம். இத்தனை கண்டுபிடிப்புகளையும் எந்தவொரு அசைவும் இல்லாமல், கண்ணசைவும், கன்ன அசைவும் மட்டுமே கொண்ட ஒரு மனிதனால் செய்ய முடிந்தது என்பது ஆச்சரியமில்லையா?

“அதுசரி, ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சுக்கும், நாம் இப்போது பார்த்துக் கொண்டிருக்கும் எதிர்த்துகள்களுக்கும் என்ன சம்மந்தம்?” என்றுதானே சிந்திக்கிறீர்கள். சொல்கிறேன். கருந்துளை அதிக ஈர்ப்பைக் கொண்டது. அந்த ஈர்ப்பினால் கவரப்படும் பொருட்கள், நூடுல்ஸ் போன்று நீட்டப்பட்டு அதனுள்ளே செல்கின்றன. அப்படிச் செல்லும்போது, துகள்களாக அவை உடைக்கப்படுகின்றன. உடைக்கப்படும்போது அங்கு துகள்களும், எதிர்த்துகளும் உருவாகின்றன. இவை, கருந்துளையில் நிகழ்வெல்லையில் (Event horizon) நடைபெறுகின்றன. அதாவது, கருந்துளையில் மேல் விளிம்பான நிகழ்வெல்லையில், துகள்களாகவும், எதிர்த்துகள்களாகவும் பிரிவடைகின்றன. இப்படிப் பிரிவடையும்போது, எதிர் எதிர்த்திசையில் அவை விலகுகின்றன. எதிர்த்துகள்கள் கருந்துளைக்கு உள்ளேயும், துகள்கள் வெளியேயுமாக வீசப்படுகின்றன. இதனாலேயே கருந்துளைக்கான கதிர்வீச்சும் உருவாகின்றது. ஹாக்கிங்கின் கதிர்வீச்சுக் கொள்கையின்படி, நேர்/எதிர்த்துகள்கள் உருவாகி, எதிரெதிர்த் திசைகளில் செல்கின்றன என்பது உறுதியாகின்றது. இதுபோலவே பிக்பாங் கணத்திலும் நடந்திருக்கலாம்.

“எதிர்த் துகள்கள் இருப்பதாகக் கோட்பாடுகள் கூறுகின்றனவே, அவற்றை எப்போதாவது நம் வசப்படுத்தி இருக்கிறோமா? துகள்கள்போல அவற்றைக் கையாண்டிருக்கிறோமா?” என்னும் கேள்விகள் இங்கு முக்கியமானவை. ஆம், அவற்றை நாம் கைப்பற்றியிருக்கிறோம். சொல்லப்போனால், அவற்றை உருவாக்குவதற்கான ஃபேக்டரியே இருக்கிறது. “என்ன ஃபேக்டரியா?” என்று ஆச்சரியப்படுகிறீர்களா?

RajShiva Corner

பிக்பாங் ஆரம்பக் கணத்தில் அதிகளவில் ஒளியும், ஆற்றலும் இருந்தன. அந்த ஆற்றலிலிருந்து துகள்களும், எதிர்த்துகள்களும் தோன்றின. பேரண்ட வெடிப்பினால், ஒரு சமச்சீர் (Symetry) அமைப்புடனே துகள்கள் தோன்றியிருக்க வேண்டும். துகள்கள் எவ்வளவு உருவாகினவோ, அதேயளவு எதிர்த்துகள்களும் அப்போது உருவாகியிருக்கும். ஆனால், உருவாகியதில் 4% துகள்கள் மட்டும் தப்பிக்கொண்டிருக்கின்றன. அப்படியெனில், அதேயளவான 4% எதிர்த்துகள்களும் தப்பியிருக்க வேண்டும். அப்படி அவை தப்பியிருக்கும் பட்சத்தில், எங்கே போயின? என்னும் கேள்விக்கு, ‘எஞ்சிய எதிர்த்துகள்கள் அனைத்தும் எதிர்த்திசை நோக்கி வீசப்பட்டிருக்கலாம்’ என்கிறார்கள். எதிர்த்திசைக்கு வீசப்பட்ட எதிர்த்துகள்கள், அங்கேயொரு எதிர் அண்டத்தையும் உருவாக்கியிருக்கலாம். அந்த எதிர் அண்டத்தில், நம் அண்டத்தில் உள்ளவை போலவே அனைத்தும் அமைந்திருக்கும். ஒரு கண்ணாடி பிம்பம்போல. எதிர்த்துகள்களால் அமைக்கப்பட்ட பொருட்களென்பதால், அவையெல்லாம் எதிராக இயங்குபவை என்று சிலர் நினைக்கலாம். ஆனால், நம் அண்டத்திற்கும், எதிர் அண்டத்திற்கும் எந்த வித்தியாசமும் இருக்காது. எலெக்ட்ரோன், புரோட்டோன், நியூட்ரோன் ஆகியவற்றால் உருவான அணுக்களைக் கொண்டு நம் அண்டத்தில் பொருட்கள் அமைக்கப்பட்டிருப்பதுபோல, அன்டி எலெக்ட்ரோன், அன்டி புரோட்டோன், அன்டி நியூட்ரோன் ஆகியவற்றால் உருவான அன்டி அணுக்களைக்கொண்டு எதிர் அண்டத்தில் பொருட்கள் உருவாகியிருக்கும். அணுக்களால் உருவான ஒரு மேசைக்கும், அன்டி அணுக்களால் உருவான ஒரு மேசைக்கும் எந்த வித்தியாசமும் கிடையாது. சாதாரணமான மேசை எப்படி இருக்குமோ, அப்படியேதான் அந்த மேசையும் காணப்படும். அந்த அன்டி மேசையில், அன்டி மனிதர்கள் உட்காருவார்கள். ஆனால், எந்தக் காரணம் கொண்டும் நம்மால் அதில் உட்கார முடியாது. காரணம், நாம் (நேர்) அணுக்களால் உருவானவர்கள். எதிர் அணுக்களுடன் சிறிய தொடர்பு வந்தாலே போதும். அங்கு பெரிய வெடிப்ப்புடன் ஆற்றல் வெளிப்பட்டுக் காணாமல் போவோம். அப்போது ஏற்படும் வெடிப்பு ஆயிரம் அணுகுண்டுகளின் வெடிப்புக்குச் சமமானதாக இருக்கும். ஒரு கிராம் அளவுள்ள எதிர்த்துகள்களை ஒன்றாக்கிச் சென்னையில் போட்டால் போதும், ஒரு நொடியில் முழுச் சென்னையும் இல்லாது அழிந்து போகும். இங்குதான் ஐன்ஸ்டைனின் E=MC^2 என்னும் சமன்பாட்டின் விளைவும் வெளிப்படுகிறது. இதில் E என்பது ஆற்றலையும், M என்பது எடையையும், C என்பது ஒளியின் வேகத்தையும் குறிக்கிறது. சிறியளவு எடைகொண்ட துகள்களானாலும் அவை வெளிப்படும் ஆற்றல் மிகப்பெரியதாக இருக்கும். காரணம் எடையை, ஒளியின் வேகத்தின் வர்க்கத்துடன் பெருக்குவதால் வருவதே அதன் ஆற்றலாகிறது. அதாவது, அதன் எடையுடன் கூடவே 17 பூச்சியங்களை இணைத்து வரும் தொகை. அந்த ஆற்றல் எவ்வளவு பெரியது என்று எண்ணிப் பாருங்கள். நம்பவே முடியாத அளவு அது. தானோஸின் பெருவிரல் சொடுக்கில் எல்லாமே அழிவதுபோல, சென்னையையும் இல்லாமல் செய்துவிடும். எதிர்த்துகள்களின் எடை மேலும் அதிகரிக்க, வெளிப்படும் ஆற்றலும் பல மடங்காக அதிகரிக்கும்.

RajShiva Corner
பிக்பாங்கின் ஆற்றலால் துகள்களும், எதிர்த்துகள்களும் உருவாகியதுபோன்ற அதியாற்றல் கணங்களை மனிதனாலும் உருவாக்க முடிந்தது. அதற்கெனவே அமைக்கப்பட்டதுதான், சுவிஸ் நாட்டில் உள்ள ‘மாபெரும் துகள்மோதி’ (Large Hadron Collider). சுருக்கமாக LHC. இந்தத் துகள்மோதியினூடாக, எலெக்ட்ரோன் நீக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்களை 99% ஒளிவேகத்தில், இரு திசைகளிலும் அனுப்புவார்கள். 27 கிலோமீட்டர் நீளமான வட்டப்பாதையில் மிகைவேகத்துடன் ஓடிவரும் ஹைட்ரஜன் துகள்கள், ஒன்றுடன் ஒன்று மோதுவதால், அங்கொரு பெருவெடிப்பே நிகழ்கிறது. அப்போது பலவிதத் துகள்கள் வெளிப்பட்டுச் சிதறுகின்றன. அவற்றில் எதிர்த்துகள்களும் தோன்றுகின்றன. இந்த எதிர்த் துகள்களைச் சமீப காலமாக நாம் கைப்பற்ற ஆரம்பித்திருக்கிறோம். ஆனால், அது அவ்வளவு சுலபமான காரியமல்ல. சில நானோ நொடிகளே உயிர் வாழக்கூடிய அந்த எதிர்த்துகள்களைக் கைப்பற்றுவது என்பது, கொரோனாவுக்கு வாக்ஸின் கண்டுபிடிப்பதை விடக் கடினமானது. பூமியில் இருக்கும் எதனுடன் சேர்ந்தாலும் இல்லாமல் அழிந்துபோகும் துகள்கள் அவை. எதனுள் அவற்றைப் பிடித்து வைத்திருப்பது? அதற்கான பாத்திரங்கள் எவை? எந்தப் பாத்திரங்களாக இருந்தாலும், அவற்றை (நேர்த்)துகள்களால் மட்டும்தானே உருவாக்க முடியும். அதில் எப்படி எதிர்த்துகள்களைச் சேர்ப்பது?

இத்தனை கடினங்களுக்கு மத்தியிலும் அவற்றைக் கைப்பற்றுகின்றனர் அறிவியலாளர்கள். கொரோனாவுக்கு மருந்து கண்டுபிடிக்கவிலை என்று அறிவியலை நோக்கிக் கேலி பேசுபவர்கள், அதை என்ன விதத்தில் கைப்பற்றுகிறார்கள் என்று தெரிந்துகொண்டால், திகைத்தே போவார்கள். எதிர்த்துகள்களைக் கைப்பற்றும் ஃபேக்டரி பற்றி அடுத்த பகுதியில் சொல்கிறேன்.

தொடரும்…

குறிச்சொற்கள்
மேலும் வாசிக்க

தொடர்புடைய பதிவுகள்

4 Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button
Close