என்ன... புரிகிறதா? 06
-ராஜ்சிவா(ங்க்)
முன்குறிப்பு: நான் கொடுக்கும் உதாரணங்கள் அனைத்தும், நீங்கள் புரிந்துகொள்ள வேண்டுமென்பதற்காகக் கொடுக்கும் எளிய வகையானவை. அவற்றிற்கு அதே அர்த்தங்களை எடுத்துத் தப்பாகச் சொல்கிறேன் எனத் தவறுகள் கண்டுபிடிக்க வேண்டாம். உங்களுக்குப் புரிய வேண்டுமென்பதே நோக்கம்.
இருட்டான பொழுதொன்றில் சாலையில் நீங்கள் சென்று கொண்டிருக்கிறீர்கள். நூறு மீட்டர்கள் பின்னால் வந்து கொண்டிருக்கும் நண்பர் உங்களை அழைக்கிறார். நீங்கள் திரும்பிப் பார்க்கையில், தனது கையிலிருந்த ‘ஒளியுமிழ் விளக்கை’ (Torchlight) உங்களை நோக்கி அடிக்கிறார். அந்த ஒளி உங்களுக்குத் தெரிகிறது. இப்போது நீங்கள், ‘நண்பனின் ஒளியுமிழ் விளக்கின் ஒளி இவ்வளவு தூரத்திலும் எனக்குத் தெரிகிறதே!’ என்று நினைப்பீர்கள். ஆனால், அந்த நினைப்பில் ஒரு தப்பு இருக்கிறது. நூறு மீட்டருக்கு அப்பாலிருக்கும் ஒளியுமிழ் விளக்கின் ஒளி, தொலைவில் இருந்தபடி உங்களுக்குத் தெரிகிறதென்பது உண்மையில்லை. அந்த உமிழ் ஒளி, உங்களை நோக்கி நூறு மீட்டர்கள் பயனித்து வந்து, உங்கள் கண்களைத் தொடுகிறது. அதனாலேயே அந்த ஒளி தெரிகிறது. ஒன்றைத் தெளிவாகப் புரிந்து கொள்ளுங்கள். தொலைவிலிருக்கும் எந்த ஒளிரும் பொருளின் ஒளியும், அது ஒளிர்வதால் உங்கள் கண்ணுக்குத் தெரிவதில்லை. அவற்றிலிருந்து உமிழப்படும் ஒளி, உங்கள் அருகாமைவரை வந்து, உங்கள் கண்களைத் தொடுவதனாலேயே அவை தெரிவதாகப் புரிந்து கொள்கிறீர்கள். சூரியனைப்போலக் கண்கூச வைக்கும் ஒளியுடனேதான் ஒவ்வொரு உடுவும் (star) இருக்கின்றது. சொல்லப்போனால், சூரியனைவிடவும் அதிக ஒளியுடனும் இருக்கலாம். ஆனால், வெகுதொலைவில் இருந்து வரும் அவற்றின் ஒளி, விண்வெளியில் சிதறிச் சிதறி, நம் கண்ணை அடையும்போது, சொற்ப ஒளியாகி இதமாகத் தெரிகின்றன. பல உடுக்கள் கண்களுக்குத் தெரியாத அளவுக்கு மங்கி விடுகின்றன. உண்மையில் அந்த உடுக்கள் மங்கிப் போவதில்லை. அவற்றிலிருந்து வரும் ஒளியின் செறிவுக் குறைவால், அவை மங்கலாகத் தெரிகின்றன. தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க பல தெரியாமலே போய்விடுகின்றன. இதையெல்லாம் நான் இப்போது இங்கு ஏன் சொல்கிறேன்! சரி, இதையும் பாருங்கள்.
ஒளியின் வேகத்தை C என்று வைத்துக் கொள்ளுங்கள். நீங்களும், உங்கள் நண்பரும் இரண்டு விண்கலங்கள் வைத்திருக்கிறீர்கள். உங்கள் நண்பரது விண்கலம் ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கூடியது. அதாவது அதன் வேகம் C. உங்கள் விண்கலம் ஒளியைவிடச் சற்று அதிக வேகத்தில் பயணம் செய்யக்கூடியது. அதாவது C+. இருவரும், ஒருவர் பின் ஒருவராக விண்வெளிப் பயணத்தை ஆரம்பிக்கிறீர்கள். முதலில் நீங்கள் புறப்பட்டு, 100 மீட்டர் இடைவெளிவிட்டு உங்கள் நண்பரின் விண்கலம் வந்துகொண்டிருக்கிறது. நண்பரின் வேகம் C. உங்கள் வேகம் C+200கிமீ/ம. அவ்வளவுதான். சில நூறு மீட்டர்கள் பின்னேதான் நண்பர் வந்து கொண்டிருக்கிறார். ‘அட! நண்பர் பின்னே வருகிறாரே” என்று நினைத்துத் திரும்பிப் பார்க்கிறீர்கள். நண்பரைக் காணவில்லை. வெட்டவெளி போன்ற விண்வெளி. இடையில் மறைக்கவோ, தடுக்கவோ எதுவுமில்லை. ஆனாலும், நண்பரின் விண்கலம் தெரியவில்லை. நண்பர் உங்கள் பின்னாலேயே கண்ணுக்குத் தெரியக் கூடிய தூரத்திலேயேதான் வருகிறாரா என்றால், ‘ஆம்! ஒரு சில மீட்டர் தூரத்தில்தான் வருகிறார்’. ஆனால், கண்களுக்கு மட்டும் அவர் தெரியவில்லை. என்ன காரணம்? நண்பரையோ, விண்கலத்தையோ ஏன் தெரியவில்லை?
என்னதான் நண்பர் ஒளியின் வேகத்தில் வந்தாலும், அதையும் மிஞ்சிய வேகத்தில் அவரைவிட்டுப் பிரிந்து நீங்கள் முன்னோக்கிச் சென்று கொண்டிருக்கிறீர்கள். அதனால், நண்பரிடமிருந்து வரும் ஒளியால் உங்களை அடைய முடியவில்லை. தொடர் ஓட்டங்களில் (relay race), கையில் கொண்டு செல்லும் தடியை அடுத்தவரிடம் ஒப்படைக்க வேண்டுமென்றால், இரண்டாமவர், முன்னவரைவிடக் குறைந்த வேகத்தில் நகர்ந்து கொண்டிருக்க வேண்டும். இரண்டாமவர், முன்னவரைவிட அதிக வேகத்தில் ஓடினால், முதலாமவரால் தடியைக் கொடுக்கவே முடியாதல்லவா? அதுபோல, பின்னால் வந்து கொண்டிருக்கும் நண்பரைத் தெரிய வேண்டுமென்றால், ஒளியின் வேகத்தை மிஞ்சியதாக இருக்கக் கூடாது. இங்கே நண்பரை உங்களுக்குத் தெரியவில்லை. காரணம் உங்கள் வேகம் ஒளியைவிட அதிகமானது. இப்போது, ஒளியுமிழ் விளக்கை வைத்து முதலில் நான் சொன்ன உதாரணத்தை இதனுடன் ஒப்பிட்டுப் பாருங்கள். ஒரு பொருள் தெரிய வேண்டுமானால், அது எவ்வளவு வெளிச்சத்துடன் இருக்கிறதோ அல்லது எவ்வளவு அண்மையில் இருக்கிறதோ என்பது பிரச்சனையேயில்லை. அப்பொருளின் ஒளியை நீங்கள் பெற வேண்டும். இதனாலேயே ஒளியின் வேகத்தைவிட அதிக வேகத்தில் நம்மைவிட்டு நகரும் எதையும் நம்மால் பார்க்க முடிவதில்லை. அச்சமயம் தெரிவது இருள் மட்டுமே! இதுவே, கடந்த பதிவில் காணும் பேரண்டத்திலும் (observable universe) நடைபெறுகிறது. அதனாலேயே அதற்கு அப்பால் நம்மால் காணமுடிவதில்லை.
“பேரண்டம் தொடர்ந்து விரிவடைந்து கொண்டே செல்கிறதே, அது விரிவடைய இன்னும் எவ்வளவு இடம் இருக்கிறது?”. “பேரண்டம் விரிவடைந்த காலத்தைவிட, அது கடந்த தூரம் அதிகமா?”. “பேரண்டம் இப்படிப் பிரமாண்டமாக விரிவதால், பூமிக்கும், சூரியனுக்குமான தூரம் பெரிதாகாதா?”. “இந்த வேக முடுக்கத்திற்கான சக்தி எங்கிருந்து கிடைக்கிறது?” என்னும் கேள்விகள் நண்பர்களினால் கேட்கப்பட்டிருந்தது. இவற்றுடன், “கருங்குழியானது ஒளியை வெளியே விடாமல் இருப்பதற்கு அதன் எஸ்கேப் வெலோசிட்டி 3 இலட்சம் கிமீ/செக் க்கும் அதிகமாக இருப்பதுதான் காரணமென்று சொல்கிறார்கள். அப்படியெனில் அங்கேயும் ஈர்ப்புவிசையானது ஒளி வேகத்தை மிஞ்சுகிறது அல்லவா?” என்னும் அற்புதமான கேள்வியையும் தம்பி ஒருவர் கேட்டிருந்தார். இவை தாண்டிக்
.
“பேரண்டம் தொடர்ந்து விரிவடைந்து கொண்டே செல்கிறதே, அது விரிவடைய இன்னும் எவ்வளவு இடம் இருக்கிறது?”.
இதற்குப் பதிலாக அறிவியல் ஜாம்பவான்கள் சொல்வது இதுதான். ‘பூமியின் வடதுருவத்திற்கு வடக்கே என்ன இருக்கிறது?’ என்று கேட்டால், எந்தப் பதிலும் சொல்ல முடியாது. அதேதான் இங்கும். வடக்கு எல்லைக்கு வடக்கே எதுவுமில்லை. அதுபோல, இடம் என்பதையும், காலம் என்பதையும் தன் விரிவுடன் சேர்த்தே உருவாக்கிச் செல்கிறது பேரண்டம். இடம் காலம் எல்லாம், பேரண்டத்தின் உள்ளேதான். அதன் வெளியே எதுவுமில்லை. ‘எதுவும்’ என்ற பேச்சுக்குக்கூட அங்கு இடமில்லை. இடம் என்னும் ஒன்றை உருவாகுவதே பேரண்ட விரிவுதான்.
“பேரண்டம் விரிவடைந்த காலத்தைவிட, அது கடந்த தூரம் அதிகமா?”.
இதனால்தான், ஐன்ஸ்டைன் காலமும், தூரமும் வெவ்வேறல்ல, ‘காலவெளி’ (spacetime) என்று அவை ஒன்றாகவே இணைந்திருக்கின்றன என்றார். பேரண்டம் விரிய ஆரம்பித்த கணத்திலிருந்து இந்தக் கணமான 13.8 பில்லியன் ஆண்டு காலமும், இதுவரை விரிவடைந்திருக்கும் மொத்த வெளியும் ஒன்றோடு ஒன்றாக இணைந்து விரிந்தவைதான். அதைவிட இது பெரிதென்பதோ, இதைவிட அது பெரிதென்பதோ இதிலில்லை.
“பேரண்டம் இப்படிப் பிரமாண்டமாக விரிவதால், பூமிக்கும், சூரியனுக்குமான தூரம் பெரிதாகாதா?”
கடந்த பகுதியில், பேரண்டமானது ஒளியின் வேகத்தை அண்மிக்கும் காலத்தை, 0.9999998 என்றும், அதற்கு அப்பால் ஒளியின் வேகத்தை அடைவதுவரையான காலத்தையும் மறைமுகமாகச் சொல்லியிருக்கிறேன். அதிலிருந்து, 0.9999999999999999999999999…….9 என்பது கூட ஒளியின் வேகத்தை அண்மிக்கும் இலக்கம்தான். ஆனால், முன்னையதைவிட இது எத்தனையோ பில்லியன் மடங்கானது. அதுபோலவே, விரிவைப் பூமியிலிருந்து கவனத்தில் எடுத்துக் கொண்டால், 0.00000000000000000000000000…….1 என்பதிலிருந்தே ஆரம்பிக்கும். ஒப்பீட்டு ரீதியில் அவை மிகச்சிறிய அளவாக இருப்பதால், பூமி எப்போதும் சூரியனுடனேயே ஒட்டிக் கொண்டிருக்கும்.
“பேரண்டத்தின் இந்த வேக முடுக்கத்திற்கான சக்தி எங்கிருந்து கிடைக்கிறது?”
சுருக்கமாகச் சொல்வதானால், ‘கரும் ஆற்றல்’ (dark energy) என்பதே இந்த வேகமுடுக்கத்திற்கான ஆற்றலைக் கொடுக்கிறது. ஆனால், இதை அடுத்தடுத்த பதிவுகளில் விரிவாகச் சொல்ல இருக்கிறேன்.
“கருங்குழியானது ஒளியை வெளியே விடாது இருப்பதற்கு அதன் ‘தப்பிக்கும் வேகம்’ (escape velocity), 3 இலட்சம் கிமீ/செக் வேகத்துக்கும் அதிகமாக இருப்பதுதான் காரணமென்று சொல்கிறார்கள். அப்படியெனில் அங்கேயும் ஈர்ப்புவிசையானது ஒளி வேகத்தை மிஞ்சுகிறது அல்லவா?”
மிகவும் அருமையான கேள்வி. இயற்பியலில் பலர் தடுமாறும் இடம் இது. நண்பர்கள் ஒன்று சேர்ந்து ஜாலியாகச் சரக்கடிக்க முடிவு செய்தபின்னர், அவரவர் மனைவிகளிடமிருந்து தப்பிச் செல்ல, அந்த மனைவிகளின் நம்பும் தன்மையைப் பொறுத்து இஷ்டத்துக்கு ஒரு ‘எஸ்கேப் ஸ்டோரி’ சொல்வார்களே, அதுபோலத்தான், கோள்களின் ஈர்ப்புவிசைகளிலிருந்து தப்பிச் செல்ல, ஒவ்வொரு கோளுக்கும் அதனதன் ஈர்ப்பு விசையைப் பொறுத்துத் தனித்தனித் ‘தப்பிக்கும் வேகம்’ (escape velocity) என்ற ஒன்று இருக்கிறது. உதாரணமாகப் பூமியின் ஈர்ப்புவிசையில் இருந்து தப்பி வெளியே செல்ல வேண்டுமானால், 11.2 கிமீ/செக் வேகம் வேண்டும். இதுவே சந்திரனுக்கு 2.38 கிமீ/செக். செவ்வாய்க்கு 5 கிமீ/செக். ஆனால், ஒரு கருங்குழியின் தப்பிக்கும் வேகம் 3 இலட்சம் கிமீ/செக் வேகத்தைவிட மிகமிக அதிகம். அதனால், 3 இலட்சம் கிமீ/செக் வேகத்தில் செல்லும் ஒளியால் அதிலிருந்து தப்பிக்க முடிவதில்லை என்று சொல்லப்படுகிறது. இதைக் கேட்டதும், கருங்குழியானது ஒளியை, அதன் வேகத்தையும் மிஞ்சிய வேகத்தில் உள்ளே இழுக்கிறது என்று புரிந்து கொள்கிறோம். இங்கு உண்மையில் நடப்பது அதுவல்ல. கருங்குழியின் மிகையீர்ப்பானது, ஒளியின்மேல் ஒரு விசையைச் செலுத்துகிறது. இந்த விசைக்கு வேகம் என்பது கிடையாது. கருங்குழியின் ஈர்ப்பு, வெளியை ஒரு கிணறுபோல உள்நோக்கி வளைத்து வைத்திருக்கிறது. இதனால், ஒளி தன் ஆற்றல் அனைத்தையும், அவ்வெளியில் வளைந்து இழக்க ஆரம்பிக்கிறது. ஒள்யின் ஆற்றல் அனைத்தையும் ஈர்ப்புவிசை பலம் குன்றியதாக்குகிறது. மிகையீர்ப்பானது ஒளியின் அலை நீளங்களை நீளமாக்கி, ஆற்றல் குறைந்ததாக மாற்றுகிறது. ஆற்றல் குறைந்து போவதன் காரணமாக, ஒளியால் கருங்குழியிலிருந்து தப்பிக்க முடிவதில்லை. இங்கு ஒரு உதாரணம் சொல்கிறேன். இதற்கும் அதற்கும் நேரடியான சம்மந்தமில்லை எனினும், நான் என்ன சொல்ல வருகிறேன் என்பதை நீங்கள் புரிந்து கொள்வீர்கள்.
அகன்று பரந்து விரிந்திருக்கும் ஒரு ஆலமரத்தின் அடிப்பகுதியில், உசைன் போல்டை நீண்ட கயிரொன்றினால் இடுப்புப் பகுதியில் கட்டிவிட்டு ஓடச் சொல்கிறீர்கள். அவர் தன் ஆற்றல் அனைத்தையும் திரட்டி என்ன வேகத்தில் ஓடினாலும், அவரால் மரம் கொடுக்கும் விசையை எதிர்த்து போக முடியாது. மெல்ல மெல்ல ஆற்றல் இழப்புகளே ஏற்படும். உசைன் போல்டால் 37.6கிமீ/மணி வேகத்தில் செல்ல முடிந்தாலும், மரம் அதற்கான எதிர் விசையைக் கொடுக்கிறது என்பது உண்மை எனினும், மரத்தில் எந்த வேகமும் இருக்காது. அதே மரத்தில் இப்போ ஒரு உந்துருளியைக் கட்டி, 200 கிமீ/ மணி வேகத்தில் செலுத்த வைத்தாலும், மரம் கொடுக்கும் எதிர் விசையிலிருந்து அதனால் தப்பி முன்னோக்கிச் செல்ல முடிவதில்லை. மரத்தில் எங்கும் எந்த வேகமும் இருக்காது. தப்பிச் செல்ல முடியாமல் தடுக்கும் விசைக்கெனத் தனி வேகம் இருக்க வேண்டும் என்னும் அவசியம் கிடையாது.
என்ன... புரிகிறதா?
-ராஜ்சிவா(ங்க்)
#enna_purikiratha
#என்ன_புரிகிறதா
#rajsiva
#ராஜ்சிவா
#ராஜ்சிவாங்க்
-ராஜ்சிவா(ங்க்)
முன்குறிப்பு: நான் கொடுக்கும் உதாரணங்கள் அனைத்தும், நீங்கள் புரிந்துகொள்ள வேண்டுமென்பதற்காகக் கொடுக்கும் எளிய வகையானவை. அவற்றிற்கு அதே அர்த்தங்களை எடுத்துத் தப்பாகச் சொல்கிறேன் எனத் தவறுகள் கண்டுபிடிக்க வேண்டாம். உங்களுக்குப் புரிய வேண்டுமென்பதே நோக்கம்.
இருட்டான பொழுதொன்றில் சாலையில் நீங்கள் சென்று கொண்டிருக்கிறீர்கள். நூறு மீட்டர்கள் பின்னால் வந்து கொண்டிருக்கும் நண்பர் உங்களை அழைக்கிறார். நீங்கள் திரும்பிப் பார்க்கையில், தனது கையிலிருந்த ‘ஒளியுமிழ் விளக்கை’ (Torchlight) உங்களை நோக்கி அடிக்கிறார். அந்த ஒளி உங்களுக்குத் தெரிகிறது. இப்போது நீங்கள், ‘நண்பனின் ஒளியுமிழ் விளக்கின் ஒளி இவ்வளவு தூரத்திலும் எனக்குத் தெரிகிறதே!’ என்று நினைப்பீர்கள். ஆனால், அந்த நினைப்பில் ஒரு தப்பு இருக்கிறது. நூறு மீட்டருக்கு அப்பாலிருக்கும் ஒளியுமிழ் விளக்கின் ஒளி, தொலைவில் இருந்தபடி உங்களுக்குத் தெரிகிறதென்பது உண்மையில்லை. அந்த உமிழ் ஒளி, உங்களை நோக்கி நூறு மீட்டர்கள் பயனித்து வந்து, உங்கள் கண்களைத் தொடுகிறது. அதனாலேயே அந்த ஒளி தெரிகிறது. ஒன்றைத் தெளிவாகப் புரிந்து கொள்ளுங்கள். தொலைவிலிருக்கும் எந்த ஒளிரும் பொருளின் ஒளியும், அது ஒளிர்வதால் உங்கள் கண்ணுக்குத் தெரிவதில்லை. அவற்றிலிருந்து உமிழப்படும் ஒளி, உங்கள் அருகாமைவரை வந்து, உங்கள் கண்களைத் தொடுவதனாலேயே அவை தெரிவதாகப் புரிந்து கொள்கிறீர்கள். சூரியனைப்போலக் கண்கூச வைக்கும் ஒளியுடனேதான் ஒவ்வொரு உடுவும் (star) இருக்கின்றது. சொல்லப்போனால், சூரியனைவிடவும் அதிக ஒளியுடனும் இருக்கலாம். ஆனால், வெகுதொலைவில் இருந்து வரும் அவற்றின் ஒளி, விண்வெளியில் சிதறிச் சிதறி, நம் கண்ணை அடையும்போது, சொற்ப ஒளியாகி இதமாகத் தெரிகின்றன. பல உடுக்கள் கண்களுக்குத் தெரியாத அளவுக்கு மங்கி விடுகின்றன. உண்மையில் அந்த உடுக்கள் மங்கிப் போவதில்லை. அவற்றிலிருந்து வரும் ஒளியின் செறிவுக் குறைவால், அவை மங்கலாகத் தெரிகின்றன. தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க பல தெரியாமலே போய்விடுகின்றன. இதையெல்லாம் நான் இப்போது இங்கு ஏன் சொல்கிறேன்! சரி, இதையும் பாருங்கள்.
ஒளியின் வேகத்தை C என்று வைத்துக் கொள்ளுங்கள். நீங்களும், உங்கள் நண்பரும் இரண்டு விண்கலங்கள் வைத்திருக்கிறீர்கள். உங்கள் நண்பரது விண்கலம் ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கூடியது. அதாவது அதன் வேகம் C. உங்கள் விண்கலம் ஒளியைவிடச் சற்று அதிக வேகத்தில் பயணம் செய்யக்கூடியது. அதாவது C+. இருவரும், ஒருவர் பின் ஒருவராக விண்வெளிப் பயணத்தை ஆரம்பிக்கிறீர்கள். முதலில் நீங்கள் புறப்பட்டு, 100 மீட்டர் இடைவெளிவிட்டு உங்கள் நண்பரின் விண்கலம் வந்துகொண்டிருக்கிறது. நண்பரின் வேகம் C. உங்கள் வேகம் C+200கிமீ/ம. அவ்வளவுதான். சில நூறு மீட்டர்கள் பின்னேதான் நண்பர் வந்து கொண்டிருக்கிறார். ‘அட! நண்பர் பின்னே வருகிறாரே” என்று நினைத்துத் திரும்பிப் பார்க்கிறீர்கள். நண்பரைக் காணவில்லை. வெட்டவெளி போன்ற விண்வெளி. இடையில் மறைக்கவோ, தடுக்கவோ எதுவுமில்லை. ஆனாலும், நண்பரின் விண்கலம் தெரியவில்லை. நண்பர் உங்கள் பின்னாலேயே கண்ணுக்குத் தெரியக் கூடிய தூரத்திலேயேதான் வருகிறாரா என்றால், ‘ஆம்! ஒரு சில மீட்டர் தூரத்தில்தான் வருகிறார்’. ஆனால், கண்களுக்கு மட்டும் அவர் தெரியவில்லை. என்ன காரணம்? நண்பரையோ, விண்கலத்தையோ ஏன் தெரியவில்லை?
என்னதான் நண்பர் ஒளியின் வேகத்தில் வந்தாலும், அதையும் மிஞ்சிய வேகத்தில் அவரைவிட்டுப் பிரிந்து நீங்கள் முன்னோக்கிச் சென்று கொண்டிருக்கிறீர்கள். அதனால், நண்பரிடமிருந்து வரும் ஒளியால் உங்களை அடைய முடியவில்லை. தொடர் ஓட்டங்களில் (relay race), கையில் கொண்டு செல்லும் தடியை அடுத்தவரிடம் ஒப்படைக்க வேண்டுமென்றால், இரண்டாமவர், முன்னவரைவிடக் குறைந்த வேகத்தில் நகர்ந்து கொண்டிருக்க வேண்டும். இரண்டாமவர், முன்னவரைவிட அதிக வேகத்தில் ஓடினால், முதலாமவரால் தடியைக் கொடுக்கவே முடியாதல்லவா? அதுபோல, பின்னால் வந்து கொண்டிருக்கும் நண்பரைத் தெரிய வேண்டுமென்றால், ஒளியின் வேகத்தை மிஞ்சியதாக இருக்கக் கூடாது. இங்கே நண்பரை உங்களுக்குத் தெரியவில்லை. காரணம் உங்கள் வேகம் ஒளியைவிட அதிகமானது. இப்போது, ஒளியுமிழ் விளக்கை வைத்து முதலில் நான் சொன்ன உதாரணத்தை இதனுடன் ஒப்பிட்டுப் பாருங்கள். ஒரு பொருள் தெரிய வேண்டுமானால், அது எவ்வளவு வெளிச்சத்துடன் இருக்கிறதோ அல்லது எவ்வளவு அண்மையில் இருக்கிறதோ என்பது பிரச்சனையேயில்லை. அப்பொருளின் ஒளியை நீங்கள் பெற வேண்டும். இதனாலேயே ஒளியின் வேகத்தைவிட அதிக வேகத்தில் நம்மைவிட்டு நகரும் எதையும் நம்மால் பார்க்க முடிவதில்லை. அச்சமயம் தெரிவது இருள் மட்டுமே! இதுவே, கடந்த பதிவில் காணும் பேரண்டத்திலும் (observable universe) நடைபெறுகிறது. அதனாலேயே அதற்கு அப்பால் நம்மால் காணமுடிவதில்லை.
“பேரண்டம் தொடர்ந்து விரிவடைந்து கொண்டே செல்கிறதே, அது விரிவடைய இன்னும் எவ்வளவு இடம் இருக்கிறது?”. “பேரண்டம் விரிவடைந்த காலத்தைவிட, அது கடந்த தூரம் அதிகமா?”. “பேரண்டம் இப்படிப் பிரமாண்டமாக விரிவதால், பூமிக்கும், சூரியனுக்குமான தூரம் பெரிதாகாதா?”. “இந்த வேக முடுக்கத்திற்கான சக்தி எங்கிருந்து கிடைக்கிறது?” என்னும் கேள்விகள் நண்பர்களினால் கேட்கப்பட்டிருந்தது. இவற்றுடன், “கருங்குழியானது ஒளியை வெளியே விடாமல் இருப்பதற்கு அதன் எஸ்கேப் வெலோசிட்டி 3 இலட்சம் கிமீ/செக் க்கும் அதிகமாக இருப்பதுதான் காரணமென்று சொல்கிறார்கள். அப்படியெனில் அங்கேயும் ஈர்ப்புவிசையானது ஒளி வேகத்தை மிஞ்சுகிறது அல்லவா?” என்னும் அற்புதமான கேள்வியையும் தம்பி ஒருவர் கேட்டிருந்தார். இவை தாண்டிக்
.
“பேரண்டம் தொடர்ந்து விரிவடைந்து கொண்டே செல்கிறதே, அது விரிவடைய இன்னும் எவ்வளவு இடம் இருக்கிறது?”.
இதற்குப் பதிலாக அறிவியல் ஜாம்பவான்கள் சொல்வது இதுதான். ‘பூமியின் வடதுருவத்திற்கு வடக்கே என்ன இருக்கிறது?’ என்று கேட்டால், எந்தப் பதிலும் சொல்ல முடியாது. அதேதான் இங்கும். வடக்கு எல்லைக்கு வடக்கே எதுவுமில்லை. அதுபோல, இடம் என்பதையும், காலம் என்பதையும் தன் விரிவுடன் சேர்த்தே உருவாக்கிச் செல்கிறது பேரண்டம். இடம் காலம் எல்லாம், பேரண்டத்தின் உள்ளேதான். அதன் வெளியே எதுவுமில்லை. ‘எதுவும்’ என்ற பேச்சுக்குக்கூட அங்கு இடமில்லை. இடம் என்னும் ஒன்றை உருவாகுவதே பேரண்ட விரிவுதான்.
“பேரண்டம் விரிவடைந்த காலத்தைவிட, அது கடந்த தூரம் அதிகமா?”.
இதனால்தான், ஐன்ஸ்டைன் காலமும், தூரமும் வெவ்வேறல்ல, ‘காலவெளி’ (spacetime) என்று அவை ஒன்றாகவே இணைந்திருக்கின்றன என்றார். பேரண்டம் விரிய ஆரம்பித்த கணத்திலிருந்து இந்தக் கணமான 13.8 பில்லியன் ஆண்டு காலமும், இதுவரை விரிவடைந்திருக்கும் மொத்த வெளியும் ஒன்றோடு ஒன்றாக இணைந்து விரிந்தவைதான். அதைவிட இது பெரிதென்பதோ, இதைவிட அது பெரிதென்பதோ இதிலில்லை.
“பேரண்டம் இப்படிப் பிரமாண்டமாக விரிவதால், பூமிக்கும், சூரியனுக்குமான தூரம் பெரிதாகாதா?”
கடந்த பகுதியில், பேரண்டமானது ஒளியின் வேகத்தை அண்மிக்கும் காலத்தை, 0.9999998 என்றும், அதற்கு அப்பால் ஒளியின் வேகத்தை அடைவதுவரையான காலத்தையும் மறைமுகமாகச் சொல்லியிருக்கிறேன். அதிலிருந்து, 0.9999999999999999999999999…….9 என்பது கூட ஒளியின் வேகத்தை அண்மிக்கும் இலக்கம்தான். ஆனால், முன்னையதைவிட இது எத்தனையோ பில்லியன் மடங்கானது. அதுபோலவே, விரிவைப் பூமியிலிருந்து கவனத்தில் எடுத்துக் கொண்டால், 0.00000000000000000000000000…….1 என்பதிலிருந்தே ஆரம்பிக்கும். ஒப்பீட்டு ரீதியில் அவை மிகச்சிறிய அளவாக இருப்பதால், பூமி எப்போதும் சூரியனுடனேயே ஒட்டிக் கொண்டிருக்கும்.
“பேரண்டத்தின் இந்த வேக முடுக்கத்திற்கான சக்தி எங்கிருந்து கிடைக்கிறது?”
சுருக்கமாகச் சொல்வதானால், ‘கரும் ஆற்றல்’ (dark energy) என்பதே இந்த வேகமுடுக்கத்திற்கான ஆற்றலைக் கொடுக்கிறது. ஆனால், இதை அடுத்தடுத்த பதிவுகளில் விரிவாகச் சொல்ல இருக்கிறேன்.
“கருங்குழியானது ஒளியை வெளியே விடாது இருப்பதற்கு அதன் ‘தப்பிக்கும் வேகம்’ (escape velocity), 3 இலட்சம் கிமீ/செக் வேகத்துக்கும் அதிகமாக இருப்பதுதான் காரணமென்று சொல்கிறார்கள். அப்படியெனில் அங்கேயும் ஈர்ப்புவிசையானது ஒளி வேகத்தை மிஞ்சுகிறது அல்லவா?”
மிகவும் அருமையான கேள்வி. இயற்பியலில் பலர் தடுமாறும் இடம் இது. நண்பர்கள் ஒன்று சேர்ந்து ஜாலியாகச் சரக்கடிக்க முடிவு செய்தபின்னர், அவரவர் மனைவிகளிடமிருந்து தப்பிச் செல்ல, அந்த மனைவிகளின் நம்பும் தன்மையைப் பொறுத்து இஷ்டத்துக்கு ஒரு ‘எஸ்கேப் ஸ்டோரி’ சொல்வார்களே, அதுபோலத்தான், கோள்களின் ஈர்ப்புவிசைகளிலிருந்து தப்பிச் செல்ல, ஒவ்வொரு கோளுக்கும் அதனதன் ஈர்ப்பு விசையைப் பொறுத்துத் தனித்தனித் ‘தப்பிக்கும் வேகம்’ (escape velocity) என்ற ஒன்று இருக்கிறது. உதாரணமாகப் பூமியின் ஈர்ப்புவிசையில் இருந்து தப்பி வெளியே செல்ல வேண்டுமானால், 11.2 கிமீ/செக் வேகம் வேண்டும். இதுவே சந்திரனுக்கு 2.38 கிமீ/செக். செவ்வாய்க்கு 5 கிமீ/செக். ஆனால், ஒரு கருங்குழியின் தப்பிக்கும் வேகம் 3 இலட்சம் கிமீ/செக் வேகத்தைவிட மிகமிக அதிகம். அதனால், 3 இலட்சம் கிமீ/செக் வேகத்தில் செல்லும் ஒளியால் அதிலிருந்து தப்பிக்க முடிவதில்லை என்று சொல்லப்படுகிறது. இதைக் கேட்டதும், கருங்குழியானது ஒளியை, அதன் வேகத்தையும் மிஞ்சிய வேகத்தில் உள்ளே இழுக்கிறது என்று புரிந்து கொள்கிறோம். இங்கு உண்மையில் நடப்பது அதுவல்ல. கருங்குழியின் மிகையீர்ப்பானது, ஒளியின்மேல் ஒரு விசையைச் செலுத்துகிறது. இந்த விசைக்கு வேகம் என்பது கிடையாது. கருங்குழியின் ஈர்ப்பு, வெளியை ஒரு கிணறுபோல உள்நோக்கி வளைத்து வைத்திருக்கிறது. இதனால், ஒளி தன் ஆற்றல் அனைத்தையும், அவ்வெளியில் வளைந்து இழக்க ஆரம்பிக்கிறது. ஒள்யின் ஆற்றல் அனைத்தையும் ஈர்ப்புவிசை பலம் குன்றியதாக்குகிறது. மிகையீர்ப்பானது ஒளியின் அலை நீளங்களை நீளமாக்கி, ஆற்றல் குறைந்ததாக மாற்றுகிறது. ஆற்றல் குறைந்து போவதன் காரணமாக, ஒளியால் கருங்குழியிலிருந்து தப்பிக்க முடிவதில்லை. இங்கு ஒரு உதாரணம் சொல்கிறேன். இதற்கும் அதற்கும் நேரடியான சம்மந்தமில்லை எனினும், நான் என்ன சொல்ல வருகிறேன் என்பதை நீங்கள் புரிந்து கொள்வீர்கள்.
அகன்று பரந்து விரிந்திருக்கும் ஒரு ஆலமரத்தின் அடிப்பகுதியில், உசைன் போல்டை நீண்ட கயிரொன்றினால் இடுப்புப் பகுதியில் கட்டிவிட்டு ஓடச் சொல்கிறீர்கள். அவர் தன் ஆற்றல் அனைத்தையும் திரட்டி என்ன வேகத்தில் ஓடினாலும், அவரால் மரம் கொடுக்கும் விசையை எதிர்த்து போக முடியாது. மெல்ல மெல்ல ஆற்றல் இழப்புகளே ஏற்படும். உசைன் போல்டால் 37.6கிமீ/மணி வேகத்தில் செல்ல முடிந்தாலும், மரம் அதற்கான எதிர் விசையைக் கொடுக்கிறது என்பது உண்மை எனினும், மரத்தில் எந்த வேகமும் இருக்காது. அதே மரத்தில் இப்போ ஒரு உந்துருளியைக் கட்டி, 200 கிமீ/ மணி வேகத்தில் செலுத்த வைத்தாலும், மரம் கொடுக்கும் எதிர் விசையிலிருந்து அதனால் தப்பி முன்னோக்கிச் செல்ல முடிவதில்லை. மரத்தில் எங்கும் எந்த வேகமும் இருக்காது. தப்பிச் செல்ல முடியாமல் தடுக்கும் விசைக்கெனத் தனி வேகம் இருக்க வேண்டும் என்னும் அவசியம் கிடையாது.
என்ன... புரிகிறதா?
-ராஜ்சிவா(ங்க்)
#enna_purikiratha
#என்ன_புரிகிறதா
#rajsiva
#ராஜ்சிவா
#ராஜ்சிவாங்க்
No comments:
Post a Comment