പ്രൊഫസ്സർ ഇ സി ജി സുദർശനും വി മൈനസ് എ സിദ്ധാന്തവും

"വി -എ (വി മൈനസ് എ എന്ന് വായിക്കുക) സിദ്ധാന്തം പ്രചരിപ്പിക്കുക മാത്രമേ ഫെയ്ൻമാനും ജെൽമാനും ചെയ്തുള്ളു. അത് ആദ്യമായി കണ്ടു പിടിച്ചത് സുദർശനും മാർഷക്കും ആണ്. "- റിച്ചാർഡ് പി ഫെയ്ൻമാന്റെ ആത്മകഥയിൽ നിന്ന് [1].

ഇക്കഴിഞ്ഞ ദിവസം അന്തരിച്ച പ്രൊഫസർ ഇ സി ജി സുദർശൻ, പ്രകാശത്തേക്കാൾ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ടാക്കിയോണുകൾ കണ്ടു പിടിച്ചു ഐൻസ്റ്റീനെ തിരുത്തിയയാളാണെന്ന് ഫേസ്‌ബുക്കിലും മാധ്യമങ്ങളിലും ഒരുപാടു കണ്ടിരുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ ടാക്കിയോണുകളുണ്ട് എന്ന് സുദർശൻ തെളിയിച്ചിട്ടില്ല, മറിച്ചു പ്രകാശ വേഗത്തെ തിരുത്തുന്ന കണങ്ങൾക്കു ഒരു ഗണിതമാതൃക തീർക്കുകയാണ് സുദർശൻ ചെയ്തത്. ടാക്കിയോണുകളെ ആരും കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല. സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികത്തിനു അദ്ദേഹം നൽകിയ നിരവധി സംഭാവനകളിൽ താരതമ്യേന ഇമ്പാക്ട് കുറഞ്ഞ ഒന്നാണ് ടാക്കിയോണുകൾ [2]. അത് പോലെ അദ്ദേഹം ഒരു വേദാന്തി ആയിരുന്നുവെങ്കിലും, പലരും പറയുന്ന പോലെ വേദാന്തത്തെയും ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തെയും കൂട്ടിയിണക്കി സിദ്ധാന്തങ്ങൾ അവതരിപ്പിച്ചതായും ശ്രദ്ധയിൽ പെട്ടിട്ടില്ല. അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ സംഭാവന ദുർബല ബലത്തിന്റെ ഒരു അടിസ്ഥാന സ്വഭാവമായ പാരിറ്റി ലംഘനം വിശദീകരിക്കുന്ന വി-എ സിദ്ധാന്തമാണ്. അതിനെ കുറിച്ച് മലയാളത്തിൽ കാര്യമായി ഒരിടത്തും എഴുതി കണ്ടില്ല. അതിനാൽ, സുദർശനോടുള്ള ആദരസൂചകമായി, വി-എ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ചില വിശദാംശങ്ങളും അതിൽ അദ്ദേഹത്തിന്റെ സംഭാവനയും ഒപ്പം ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിൽ അതിന്റെ പ്രാധാന്യവും പരിചയപ്പെടുത്താനുള്ള അപൂർണമായ ഒരു ശ്രമമാണ് ഈ നീണ്ട കുറിപ്പ്.

എന്താണ് വി-എ സിദ്ധാന്തം? പ്രപഞ്ചത്തിൽ നാല് അടിസ്ഥാന ബലങ്ങൾ ഉള്ളതായി (നിലവിൽ) നമുക്ക് അറിയാം. ഗുരുത്വ ബലം, വൈദ്യുത-കാന്തിക ബലം, ശക്ത ബലം, ദുർബല ബലം എന്നിവയാണവ. അതിൽ ഗുരുത്വ ബലത്തിന്റെ സ്വഭാവം കണ്ടെത്തിയത് ഐസക് ന്യൂട്ടനും ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീനും ആണ്. കൂളംബ്, ഫാരഡെ തുടങ്ങിയവരുടെ കണ്ടെത്തലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, വൈദ്യുത-കാന്തിക ബലത്തിന്റെ ഗണിത മാതൃക വിശ്രുത ശാസ്ത്രകാരനായ ജെയിംസ് ക്ലാർക്ക് മാക്‌സ്‌വെൽ അവതരിപ്പിച്ചു. അണുകേന്ദ്രത്തിനുള്ളിലാണ് ശക്ത ബലവും ദുർബല ബലവും നില നിൽക്കുന്നത്. ഇതിൽ ശക്തബലത്തിന്റെ ഗണിത മാതൃക മുറെ ജെൽമാൻ, ഫ്രാൻക് വിൽസെക്ക്, ഡേവിഡ് ഗ്രോസ് തുടങ്ങിയവർ കണ്ടെത്തി. ഇനി അവശേഷിക്കുന്നത് ദുർബല ബലമാണ്. അതിന്റെ ഏറ്റവും അടിസ്ഥാനപരമായ ഒരു സ്വഭാവം തിരിച്ചറിയാനും ഈ സ്വഭാവത്തെ വിശദീകരിക്കുന്ന ശരിയായ ഒരു ഗണിത മാതൃക മുൻപോട്ടു വെക്കുവാനും ആദ്യമായി സാധിച്ചത് കോട്ടയം പള്ളം നിവാസിയായിരുന്ന സുദർശനാണ്. വിശ്വസിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടോ? ദുർബല ബലത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ സുദർശൻ കണ്ടെത്തിയ ഗണിത മാതൃകയാണ് വി-എ സിദ്ധാന്തം. ഇതിന്റെ ചുവടു പിടിച്ചാണ് ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രാധാന്യമുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങളിൽ ഒന്നായ ഇലക്ട്രോ-വീക്ക് സിദ്ധാന്തം രൂപമെടുത്തത്.

ഇവിടെ സുദർശൻ സംഭാവന എന്താണ്? ദുർബല ബലത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവമാണ് പാരിറ്റി ലംഘനം (അഥവാ പാരിറ്റി സംരക്ഷണത്തിന്റെ അഭാവം) എന്ന് ആദ്യമായി, വ്യക്തമായി തിരിച്ചറിഞ്ഞതു സുദർശനാണ്. ദുർബല ബലത്തിന്റെ അപ്രകാരമുള്ള ഗണിത മാതൃകയാണ് വി-എ സിദ്ധാന്തം . ഇതിനെ കുറിച്ച് കൂടുതൽ മനസിലാക്കുവാൻ പാരിറ്റി എന്താണെന്നും അതിന്റെ സംരക്ഷണം/ലംഘനം കൊണ്ട് ഉദ്ദേശിച്ചിക്കുന്നതെന്താണെന്നും മനസിലാക്കണം. അതാണ് ഇനി താഴെ വിശദീകരിക്കാൻ പോകുന്നത്.

അടിസ്ഥാന ഭൗതിക നിയമങ്ങൾക്കു ചില പ്രത്യേകതകൾ ഉണ്ട്. അതിലൊന്ന്, അടിസ്ഥാന നിയമങ്ങൾ എല്ലാ സ്ഥലത്തും ഒരുപോലെ ആയിരിക്കും എന്നതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന് എറണാകുളത്തും, ഗുജറാത്തിലും ചന്ദ്രനിലും ഏറ്റവും അകലെയുള്ള ഗാലക്‌സിയിൽ പോലും ഗുരുത്വാകർഷണം ഒരേ പോലെയായിരിക്കും. ഭൗതിക നിയമങ്ങളുടെ മറ്റൊരു സവിശേഷത അവ എല്ലാക്കാലത്തും ഒരേ പോലെ ആയിരിക്കും എന്നതാണ്. വൈദ്യുത-കാന്തിക ബലത്തിന്റെ സ്വഭാവം ക്രിസ്തുവിനു മുൻപും പിൻപും ഒരേ പോലെയായിരിക്കും. ഭൗതിക നിയമങ്ങൾക്കു സ്ഥലകാലങ്ങളനുസരിച്ചു മാറ്റമില്ല എന്ന വസ്തുതയെ ഒരു സമമിതി (സിമെട്രി) എന്നും വിളിക്കാം. മേല്പറഞ്ഞ രണ്ടു സമമിതികളും ഭൗതിക നിയമങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവങ്ങളാണ്.

ഇത് പോലെ തന്നെ, ഭൗതിക പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ മറ്റൊരു അടിസ്ഥാന സ്വഭാവമായി 1950കൾക്ക് മുൻപ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ വിശ്വസിച്ചിരുന്ന ഒരു സവിശേഷതയാണ് പാരിറ്റി സംരക്ഷണം. പാരിറ്റി സംരക്ഷണം കൊണ്ട് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത് ഭൗതിക നിയമങ്ങൾ നേരിട്ട് നോക്കിയാലും ഒരു കണ്ണാടിയിലൂടെ നോക്കിയാലും ഒരേ പോലെ തന്നെയായിരിക്കും എന്നതാണ്. ഇത് മനസിലാക്കാൻ ഒരു ഉദാഹരണം നോക്കാം. ഒരു കല്ല് നമ്മൾ താഴേക്ക് ഇട്ടാൽ അത് ഭൂമിയിൽ വീഴും (ചിത്രം 1a കാണുക). കല്ലിനെ ഭൂമി ആകർഷിക്കുന്നതാണ് അതിനു കാരണം. ഇനി ഈ പ്രക്രിയയെ ഒരു കണ്ണാടിയിലൂടെ നോക്കുക. ശരിക്കുള്ള ലോകത്തെ പോലെ കണ്ണാടിയിലും കല്ല് ഭൂമിയിലേക്ക് തന്നെയാണ് വീഴുന്നത് (ചിത്രം 1b കാണുക). അതായതു കണ്ണാടിയിലെ കല്ലിനെ കണ്ണാടിയിലെ ഭൂമി ആകർഷിക്കുന്നു. ചുരുക്കത്തിൽ ഗുരുത്വാകർഷണം എന്നത് എന്നത് ശരിക്കുള്ള ലോകത്തും കണ്ണാടിയിലെ ലോകത്തും ഒരേ പോലെയാണ് പെരുമാറുന്നത്. ഇവ്വിധം നമ്മുടെ ലോകത്തും കണ്ണാടിയിലെ ലോകത്തും ഒരേ ഭൗതിക നിയമങ്ങളാണ് എന്ന തത്വത്തെയാണ് പാരിറ്റി സംരക്ഷണം എന്നത് കൊണ്ട് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്. ഗുരുത്വാകർഷണവും വൈദ്യുത-കാന്തിക ബലവും പാരിറ്റിയെ സംരക്ഷിക്കും എന്ന് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.

പാരിറ്റി സംരക്ഷണത്തെ പ്രതിഫലന സമമിതി (റിഫ്ലെക്ഷൻ സിമെട്രി) എന്നും വിളിക്കാം. പ്രതിഫലന സമമിതി കൊണ്ട് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത് ഭൗതിക പ്രതിഭാസങ്ങളെ നേരിട്ട് നോക്കിയാലും ഒരു കണ്ണാടിയിലൂടെ നോക്കിയാലും ഒരേ പോലെയായിരിക്കും എന്നതിനെയാണ്. (ഇവിടെ പ്രതിഫലന സമമിതിയുള്ളതു ഭൗതിക വസ്തുക്കൾക്കല്ല, മറിച്ചു ഭൗതിക പ്രതിഭാസങ്ങൾക്കാണ് എന്ന് പ്രത്യേകം ശ്രദ്ധിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന് പിടിയുള്ള ഒരു ചായക്കപ്പിനു പ്രതിഫലന സമമിതിയില്ല. പക്ഷെ നേരത്തെ പറഞ്ഞ പോലെ ആ ചായക്കപ്പ്‌ താഴേക്ക് ഇട്ടാൽ അവിടെ പ്രതിഫലന സമമിതി കണ്ടെത്താനാവും.). ഗുരുത്വത്തിനും വൈദ്യുത-കാന്തിക ബലത്തിനും പാരിറ്റി സംരക്ഷണം അഥവാ പ്രതിഫലന സമമിതിയുണ്ട്. വളരെ രസകരമായ ഒരു സംഗതി, പ്രതിഫലന സമമിതി/പാരിറ്റി സംരക്ഷണം കാരണം നിങ്ങൾക്ക് ശരിക്കുള്ള ലോകത്തെയും കണ്ണാടിയിലെ ലോകത്തെയും തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാനാവില്ല എന്നതാണ്. പ്രകൃതിയിലെ എല്ലാ പ്രതിഭാസങ്ങളും ഒരു കണ്ണാടിയിലൂടെ നോക്കിയാൽ വ്യത്യാസമില്ലാതെ കാണുന്നതിനാലാണത്. നിങ്ങൾ കാണുന്ന സിനിമ നേരിട്ട് ചിത്രീകരിച്ചതാണോ അതോ കണ്ണാടിയിലെ പ്രതിബിംബമുപയോഗിച്ചു ചിത്രീകരിച്ചതാണോ എന്ന് ഉറപ്പിച്ചു പറയാൻ കഴിയുമോ? ചുരുക്കത്തിൽ നിങ്ങൾ ഒരു കണ്ണാടിക്കുള്ളിൽ പെട്ട് പോയാൽ അത് തിരിച്ചറിയാൻ പറ്റാതെ വരും.

ദുർബല ബലവും പാരിറ്റി സംരക്ഷിക്കുന്നു എന്നാണ് ശാസ്ത്രകാരന്മാർ വിശ്വസിച്ചിരുന്നത്. ദുർബല ബലത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ പാരിറ്റി സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു ഒരു ഗണിത മാതൃക 1933ൽ ഫെർമി രൂപപ്പെടുത്തി. എന്നാൽ 1950കളിൽ നടന്ന നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാൻ ഫെർമിയുടെ സിദ്ധാന്തത്തിനു സാധിച്ചില്ല. അതിനു കാരണം ദുർബല ബലത്തിൽ പാരിറ്റി ലംഘനം/പ്രതിഫലന അസമത്വം നടക്കുന്നതിനാലാണ്. ഒരു ഉദാഹരണമായി, മൗലിക കണമായ ന്യൂട്രിനോയുടെ ഒരു സവിശേഷത നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം (തേനിയിലെ ന്യൂട്രിനോ തന്നെ). ന്യൂട്രിനോകൾ രൂപമെടുക്കുന്നതു ദുർബല ബലത്തിന്റെ ഫലമായാണ്. ന്യൂട്രിനോയ്ക്ക് അതിന്റെ സാങ്കല്പിക അച്ചുതണ്ടിനു ചുറ്റും കറക്കം (സ്പിൻ) ഉണ്ടെന്നു കരുതപ്പെടുന്നു. നേർരേഖയിൽ പോകുന്ന ഒരു ന്യൂട്രിനോയുടെ കറക്കം, ന്യൂട്രിനോ ചലിക്കുന്ന ദിശയെ അപേക്ഷിച്ചു , എല്ലായിപ്പോഴും അപ്രദക്ഷിണ ദിശയിൽ ആയിരിക്കും (ചിത്രം 2a പോലെ) എന്ന് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. പ്രദക്ഷിണ ദിശയിൽ കറങ്ങുന്ന ന്യൂട്രിനോകളെ നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിൽ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല. ഇനി നമ്മുടെ ന്യൂട്രിനോയെ ഒരു കണ്ണാടിയിലൂടെ നോക്കിയാൽ എന്ത് സംഭവിക്കും. കണ്ണാടിയിലെ ന്യൂട്രിനോയുടെ കറക്കം, അതിന്റെ സഞ്ചാര ദിശയെ അപേക്ഷിച്ചു പ്രദക്ഷിണ ദിശയിൽ ആയിരിക്കും (ചിത്രം 2b കാണുക). കണ്ണാടിയിലെ ന്യൂട്രിനോകളെല്ലാം ഇങ്ങനെ പ്രദക്ഷിണ ദിശയിൽ ആണ് കറങ്ങുന്നതു. അങ്ങനെയാണെങ്കിൽ, ന്യൂട്രിനോകളെ പരിശോധിച്ചാൽ, നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചവും കണ്ണാടിയിലെ പ്രപഞ്ചവും തമ്മിൽ തിരിച്ചറിയാൻ സാധിക്കും. ഇത് ദുർബല ബലത്തിലെ പാരിറ്റി ലംഘനത്തിന് ഉദാഹരണമാണ്.

ദുർബല ബലത്തിൽ പാരിറ്റി സംരക്ഷണം അഥവാ പ്രതിഫലന സമമിതി പ്രശ്നമുണ്ടാക്കുന്നുവെന്നു വ്യകതമായി തിരിച്ചറിഞ്ഞത് സുദർശൻ ആണ്. കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ ദുർബല ബലത്തിന്റെ പൊതു സ്വഭാവം പാരിറ്റി സംരക്ഷണമല്ല മറിച്ചു പാരിറ്റി ലംഘനമാണെന്ന് (പ്രതിഫലന അസമമിതി) ആദ്യമായി മനസിലാക്കിയത് സുദർശനാണ്. ഫെർമിയുടെ ഗണിത മാതൃകയുപയോഗിച്ചു, ഈ പാരിറ്റി ലംഘനം വിശദീകരിക്കാനാവില്ല. അതിനു വേണ്ടി പാരിറ്റി ലംഘനം വിശദീകരിക്കുന്ന ഗണിത മാതൃകയായ വി-എ തിയറി 1957ൽ അദ്ദേഹം മുൻപോട്ടു വെച്ച്.

വി-എ സിദ്ധാന്തത്തിൽ രണ്ടു ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ട്: "വി "യും "എ"യും. "വി" സൂചിപ്പിക്കുന്നത് വെക്ടർ എന്നതിനെയാണ് [3]. വെക്റ്ററുകളെ ഒരു അമ്പ് (➝) കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കാം എന്ന് നമുക്കറിയാം. ഒരു അമ്പിന്റെ പ്രതിബിബം, അതിന്റെ ദിശക്ക് തിരശ്ചീനമായ കണ്ണാടിയിൽ, നേരെ തിരിഞ്ഞായിരിക്കും കാണുന്നത്. അമ്പിന്റെ ദിശക്ക് സമാന്തരമായ കണ്ണാടിയിലാവട്ടെ, പ്രതിബിംബത്തിന്റെ ദിശക്ക് മാറ്റമുണ്ടാവില്ല (ഇപ്പറഞ്ഞവ ചിത്രം 3aയിൽ കാണാൻ സാധിക്കും ). ഇനി "എ" സൂചിപ്പിക്കുന്നതു ആക്സിയൽ വെക്റ്ററുകളെ ആണ്. രണ്ടു വെക്റ്ററുകളുടെ ക്രോസ്സ് പ്രോഡക്റ്റ് പോലെയുള്ള വെക്റ്ററുകൾ ആണ് ആക്സിയൽ വെക്റ്ററുകൾ. തിരശ്ചീനമായ ഒരു കണ്ണാടിയിലൂടെ നോക്കിയാൽ ഇവയുടെ ദിശ സാധാരണ വെക്റ്ററുകളെ പോലെ നേരെ തിരിയില്ല (ചിത്രം 3b കാണുക). എന്നാൽ സമാന്തരമായ ഒരു കണ്ണാടിയിലൂടെ നോക്കിയാൽ ഇവയുടെ ദിശ തിരിയും (ചിത്രം 3b കാണുക) [4]. ഫെർമിയുടെ ഒറിജിനൽ സിദ്ധാന്തത്തിൽ വെക്റ്ററുകൾ മാത്രമേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ. പാരിറ്റി ലംഘനം വിശദീകരിക്കാൻ സുദർശൻ കൂട്ടിച്ചേർത്ത ഗണിത ഉപാധിയാണ് ആക്സിയൽ വെക്റ്ററുകൾ. വെക്റ്ററുകളോ ആക്സിയൽ വെക്റ്ററുകളോ മാത്രമുള്ള ഒരു ഗണിതമാതൃകക്ക് പാരിറ്റി ലംഘനം വിശദീകരിക്കാനാവില്ല. എന്നാൽ, വെക്റ്ററുകളും ആക്സിയൽ വെക്റ്ററുകളും കൂട്ടിച്ചേർത്തുള്ള (വി മൈനസ് എ) സുദർശന്റെ ഗണിത മാതൃകക്ക് ദുർബല ബലത്തിലെ പാരിറ്റി ലംഘനത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ സാധിച്ചു. ഇതിന്റെ ചുവടു പിടിച്ചാണ് 1968ൽ അബ്ദുൽ സലാം, വെയിൻബെർഗ് തുടങ്ങിയവർ വിഖ്യാതമായ ഇലക്ട്രോ-വീക്ക് സിദ്ധാന്തം അവതരിപ്പിച്ചത്.

വൈദ്യുത-കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സമമിതി മാക്സ്‌വെല്ലിനെ വൈദ്യുത-കാന്തിക സിദ്ധാന്തത്തിലേക്കു നയിച്ചു. ഭൗതിക നിയമങ്ങൾ എല്ലാ നിരീക്ഷകർക്കും ഒരു പോലെയാവണം എന്ന സമമിതി അപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിലേക്ക് ഐൻസ്റ്റീനെ എത്തിച്ചു. കൂടുതൽ സങ്കീർണമായ ചില സമമിതികൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ശക്തബലത്തിന്റെ ഗണിത മാതൃക ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ദുർബല ബലത്തിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക വിശദീകരണത്തിനു സുദർശനു പ്രചോദനമായതു പ്രതിഫലന സമമിതിയുടെ അഭാവമാണ്.

ദൗർഭാഗ്യവശാൽ സുദർശൻ, ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നതിന് മുൻപ്, മുറെ ജെൽമാൻ, റിച്ചാർഡ് ഫെയ്ൻമാൻ തുടങ്ങിയ പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രകാരന്മാരുമായി തന്റെ ആശയങ്ങൾ പങ്കു വെക്കുകയുണ്ടായി. ആ ആശയങ്ങളെ മുൻനിർത്തി, ഇവർ ദുർബല ബലത്തിന്റെ ഗണിത മാതൃക തങ്ങളുടെ സിദ്ധാന്തമായി സുദർശനു മുൻപേ അവതരിപ്പിക്കുകയുണ്ടായി [5,6]. തന്റെ ആത്മകഥയിൽ ഇത് ഫെയിൻമാൻ സമ്മതിച്ചിട്ടുമുണ്ട്. അതിനെ തുടർന്നുണ്ടായ വിവാദങ്ങൾ കാരണം, സുദർശനു, ഉറപ്പായിരുന്ന ഒരു നോബൽ സമ്മാനവും അത് വഴി ചരിത്രത്തിൽ അതുല്യ സ്ഥാനവും നേടാനുള്ള അവസരം നഷ്ടപ്പെട്ടു. ഫെയിൻമാന്റെ ജന്മശതാബ്ദിക്കു മൂന്നു ദിവസങ്ങൾക്കു ശേഷം അദ്ദേഹം മരിച്ചു എന്നത് കാലം തീർത്ത ഒരു വിരോധാഭാസം. എങ്കിലും ശാസ്ത്രലോകം ഇപ്പോൾ വി-എ തിയറിയിൽ സുദർശന്റെ സംഭാവന അംഗീകരിച്ചു കഴിഞ്ഞു. ഇലക്ട്രോവീക്ക് സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഉപജ്ഞാതാവായ സ്റ്റീവൻ വെയിൻബർഗ് പറയുന്നത് തന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിലേക്കുള്ള താക്കോൽ സുദർശന്റെ വി-എ ആയിരുന്നു എന്നാണ് [7].

വിശ്രുത ശാസ്ത്രകാരന്മാരായ ഫെയിൻമാൻ, ഫെർമി, ചന്ദ്രശേഖർ, ലാൻഡൗ തുടങ്ങിയവരെ പോലെ, സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികത്തിന്റെ അസംഖ്യം ശാഖകളിലെ ആരും കാണാത്ത വഴികളിലൂടെ തനിയെ സഞ്ചരിച്ചയാളാണ് പ്രൊഫെസ്സർ ഇ സി ജി സുദർശൻ. ഈ അവസാന യാത്രയിൽ അദ്ദേഹത്തിന് ശുഭയാത്ര നേരുന്നു.

(കുറച്ചു മാസങ്ങൾക്കു മുന്നേ ചാൾസ് ജോസ് ഫേസ്ബുക്കിൽ എഴുതിയത്  https://www.facebook.com/king.julienxiv/posts/10156429866036214)

********************************************************************************
അവലംബം/നോട്ടുകൾ

1 . ഫെയിൻമാന്റെ ആത്മ കഥ : Surely You're Joking, Mr. Feynman!
2 . ഭാവിയിൽ ടാക്കിയോണുകൾ കണ്ടെത്തുകയാണെകിൽ, അവയാവും സുദർശന്റെ ലെഗസിയെ ഉറപ്പിക്കുന്നത്.
3 . നമുക്ക് സുപരിചതമായ വെക്റ്ററുകളിൽ നിന്ന് അല്പം വ്യത്യാസമുണ്ട് ഇവിടെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന വെക്റ്ററുകൾക്കു.
4. ചിത്രം 3b യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പോലെ ആക്സിയൽ വെക്റ്ററുകളുടെ വിചിത്രമായ സ്വഭാവം അവ രണ്ടു വെക്റ്ററുകളുടെ ക്രോസ്സ് പ്രൊഡക്ടുകൾ ആണ് എന്ന വസ്തുത ഉപയോഗിച്ച് വിശദീകരിക്കാൻ വായനക്കാരന് ശ്രമിക്കാവുന്നതാണ്.
5. ഒരു സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സ്വീകാര്യത അളക്കുന്നത്തിനുള്ള ഒരു മാനദണ്ഡമാണ് സൈറ്റേഷൻസ്. ഫെയിൻമാന്റെ ഏറ്റവും സൈറ്റേഷൻസ് ഉള്ള പ്രസിദ്ധീകരണങ്ങളിലൊന്നാണ് അദ്ദേഹം ജെൽമാനുമായി ചേർന്നെഴുതിയ വി-എ സിദ്ധാന്തം.
6. വി-എ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു ചരിത്രം ഇവിടെ വായിക്കാം.http://www.hep.princeton.edu/~mcdonald/…/EP/sudarshan_va.pdf.
7. വി-എ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ചരിത്രത്തെയും പ്രാധാന്യത്തെയും പറ്റി ലോകപ്രശസ്ത ശാസ്ത്രകാരൻ വെയിൻബെർഗ് പറഞ്ഞത് :http://inspirehep.net/record/844913/…/jpconf9_196_012002.pdf
8. ദുർബല ബലത്തിന്റെ ചരിത്രവും ഗണിത മാതൃകയും ഫിസിക്സ് പശ്ചാത്തലം ഉള്ളവർക്കായി : https://arxiv.org/abs/0911.0058

സൗരെതര ഗ്രഹങ്ങള്‍ മൈക്രോ - ലെന്‍സിംഗ്

സൗരെതര ഗ്രഹങ്ങള്‍ മൈക്രോ - ലെന്‍സിംഗ് 

ജ്യോതി  ശാസ്ത്രത്തിലെ വെല്ലുവിളികളില്‍ ഒന്നാണ്  സൌരയൂഥത്തിന്റെ പുറത്തുള്ള ഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടെത്തുക എന്നുള്ളത്. ഗ്രഹങ്ങള്‍ക്ക് സ്വയം പ്രകാശിക്കുവാനുള്ള ശേഷി ഇല്ലാത്തതിനാല്‍ അവയെ കണ്ടെത്തുവാന്‍ ശക്തിയെരിയ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ക്ക് പോലും വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ മറ്റു പല വിദ്യകള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ് അവയുടെ നിലനില്‍പ്പ്  പരിശോധിക്കുന്നത്. അതില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ട രണ്ടു വിദ്യകള്‍ ആണ് ഗ്രഹങ്ങള്‍ അവയുടെ സ്വന്തം നക്ഷത്രങ്ങളുടെ മുന്നിലൂടെ  പോകുമ്പോള്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പ്രകാശത്തില്‍ വരുന്ന വ്യത്യാസം  പരിശോധിക്കുക എന്നതും, മൈക്രോ ലെന്‍സിംഗ് എന്ന പ്രതിഭാസത്തെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുക എന്നതും. ഇതില്‍ ആദ്യത്തെ തരം വിദ്യയിലൂടെ ഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടെത്തുവാന്‍ വിക്ഷേപിച്ച ബഹിരാകാശ ദൂരദര്‍ശിനിയാണ് 'കെപ്ലര്‍'. കെപ്ലര്‍ എന്ന ശാസ്ത്രന്ജന്റെ ബഹുമാനാർദ്ധം    ആണ്  ആ പേര് നല്‍കിയത്. ഈ പോസ്റ്റില്‍ വിവരിക്കാന്‍ പോകുന്നത് മൈക്രോ - ലെന്‍സിംഗ് എന്ന ഭൌതിക പ്രതിഭാസത്തിലൂടെ ഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനെ കുറിച്ചാണ്.

ഗുരുത്വകര്‍ശന ബലത്തെ കുറിച്ച് ഈ ബ്ലോഗിലെ പല പോസ്റ്റുകളിലും പ്രതിപാദിചിട്ടുണ്ട്. ഐന്‍സ്ടയിന്‍ കണ്ടുപിടിച്ച ആപേഷികത സിദ്ധാന്തമാണ്‌  നിലവില്‍ ഗുരുത്വകര്‍ഷനത്തെ വിവരിക്കുന്ന ഏറ്റവും കൃത്യമായ ശാസ്ത്രീയ അടിസ്ഥാനം.  ഈ സിദ്ധാന്തം പല ഭൌതിക പ്രതിഭാസങ്ങളേയും പ്രവചിക്കുന്നുണ്ട്. ഈ  പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പ്‌ പരിശോദിക്കുന്നതിലൂടെ ആണ്  ആപേഷികത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കൃത്യത മനസിലാക്കുന്നത്. അത്തരം ചില പരീക്ഷണങ്ങളെ കുറിച്ച് ഈ പോസ്റ്റില്‍ വായിക്കാം. ആപേഷികത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു പ്രവചനം സ്ഥല-കാലത്തിനുള്ള വളവുകള്‍ ആണ് (ഇവിടെ വായിക്കുക). ഈ വളവുകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നത് പിണ്ടമാകയാല്‍, ഭാരമുള്ള വസ്തുകളുടെ അരികില്‍ കൂടി കടന്നു പോകുന്ന പ്രകാശത്തെ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിലൂടെ അവയ്ക്ക് ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥല-കാലത്തിന്റെ അളവ് നമുക്ക് കണക്കാക്കാം. ഈ വളവ് ആ വസ്തുവിന്റെ പിണ്ടത്തെയാണ് ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നത്. സൂര്യന് സപീപം കൂടി കടന്നു പോകുന്ന പ്രകാശത്തിനു ഉണ്ടാകുന്ന വളവു ഐന്‍സ്ടയിന്‍ പ്രവചിച്ചത് പോലെ തന്നെ ആര്‍ക് സെക്കന്റ്‌ (ഒരു ആര്‍ക് സെക്കന്റ്‌ ഒരു ഡിഗ്രിയുടെ 3600 ഇല്‍ ഒരു അംശം ആണ്)

നമുക്കും പ്രകാശ ശ്രോതസിനുമിടയില്‍ ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള പിണ്ഡത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം മൂലം കൂടുതല്‍ പ്രകാശം നമ്മളിലേക്ക് കേന്ദ്രികരിക്കപ്പെടും. അതായത് പിണ്ഡം ഒരു 'ലെന്‍സി'നെ പോലെ പെരുമാറുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസത്തെയാണ് 'ഗുരുത്വകര്‍ഷണ ലെന്‍സിംഗ്' (gravitational lensing ) എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നത്. വസ്തുക്കളുടെ പിണ്ഡം കൂടുംതോറും ലെന്‍സിന്റെ ശക്തിയും വര്‍ധിക്കും. അതായത് ഗ്യാലക്സി ക്ലസ്റ്ററുകള്‍ (നിരവധി ഗ്യാലക്സികള്‍ ചേര്‍ന്ന കൂട്ടം) ഉണ്ടാക്കുന്ന ലെന്‍സിംഗ് പ്രതിഭാസം ഒരു നക്ഷത്രം ഉണ്ടാക്കുന്ന ലെന്‍സിങ്ങിനെക്കള്‍ വളരെ ശക്തിയേറിയതാണ്.  ഗുരുത്വകര്‍ഷണ ലെന്‍സിങ്ങിനു ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തില്‍ സവിശേഷ സ്ഥാനമുണ്ട്. ലെന്‍സിംഗ് നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഡാര്‍ക്ക്‌ എനര്‍ജി, ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റര്‍ എന്നിവയുടെ കൃത്യമായ അളവ് മനസിലാക്കുവാന്‍ സാധിക്കും. അത് പോലെതന്നെ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ വളരെ അകലെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കളെ കണ്ടുപിടിക്കുവാനും ഈ 'പ്രകൃതിദത്ത ലെന്‍സുകളെ' ഉപയോഗിച്ച് വരുന്നു.

നിരീക്ഷകന്റെയും പ്രകാശ സ്രോതസിന്റെയും 'ലെന്‍സിന്റെയും' അപേഷികമായ സ്ഥാനത്തിനു അനുസരിച്ച് ലെന്‍സിംഗ് പ്രതിഭാസത്തിനു വ്യത്യാസങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പ്രത്യേക അകലത്തില്‍ പ്രകാശ സ്രോതസും നിരീക്ഷകനും , ഒരു സമതുലനാവസ്ഥയില്‍ ഉള്ള ലെന്‍സുമായി നേര്‍ രേഖയില്‍ വരുകയാണെങ്കില്‍ നിരീക്ഷകന് പ്രകാശ സ്രോതസിനെ ഒരു വളയമായി കാണുവാന്‍ സാധിക്കും. അതിനെ ഐന്‍സ്ടയിന്‍ വളയം എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. ഈ വളയത്തിന്റെ വ്യാസം, ലെന്‍സിന്റെ പിണ്ഡം, ലെന്‍സും നിരീക്ഷകനുമായുള്ള ദൂരം, ലെന്‍സും പ്രകാശ ശ്രോതസുമായുള്ള  ദൂരം എന്നിങ്ങനെ പല ഘടകങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. കൂടാതെ മറ്റു ചില സന്ദര്‍ഭങ്ങളില്‍ പ്രകാശ സ്രോതസിനെ ഒന്നില്‍ കൂടുതലായി കാണുവാനും കഴിയും. ഈ പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ മനസിലാക്കുവാന്‍ താഴെ കാണുന്ന അനിമേഷന്‍ ശ്രദ്ധിക്കുക.

ചുരുക്കത്തില്‍, ഗുരുത്വകര്‍ഷണ ലെന്‍സിങ്ങ് മൂലം പ്രകാശ സ്രോതസുകളുടെ തീവ്രതയില്‍ മാറ്റം ഉണ്ടാകുന്നു. ഈ വ്യത്യാസം അളക്കുന്നതിലൂടെ അതിനു കാരണമായ ലെന്‍സിന്റെ (പ്രകാശ സ്രോതസിനും നമുക്കും ഇടയിലുള്ള പിണ്ഡം) പിണ്ഡം അളക്കാനും കഴിയും. ഇനി ഈ പ്രതിഭാസത്തെ ഉപയോഗിച്ച് ഗ്രഹങ്ങളെ എങ്ങനെ കണ്ടു പിടിക്കാം എന്ന് നോക്കാം. അറിയപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ഗ്രഹങ്ങള്‍ ഭൂരിഭാഗവും നക്ഷത്രങ്ങളെ ചുറ്റി  സഞ്ചരിക്കുന്നവയാണ്. അപ്രകാരം ഗ്രഹത്തോട് കൂടിയ ഒരു നക്ഷത്രം (ലെന്‍സ്‌ ഗ്രഹം) അത് വലം വക്കുന്ന നക്ഷത്രത്തിന്റെ (സോഴ്സ്, source )  മുന്നിലൂടെ കടന്നു പോകുന്നു എന്ന് കരുതുക. ഈ സമയം നക്ഷത്രത്തില്‍ (source നക്ഷത്രം) നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രതയില്‍ ലെൻസായ ഗ്രഹങ്ങൾ കുറച്ചു വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുന്നു. ഈ വ്യത്യാസം മനസിലാക്കുന്നതിലൂടെ ഗ്രഹങ്ങളുടെ സാനിദ്ധ്യം നമുക്ക് അറിയുവാന്‍ കഴിയും.

മൈക്രോ ലെൻസിങ്ന്റെ ഒരു പ്രത്യേകത ഇത് സമയത്തിന് അനുസരിച്ച് മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കും. ഇത് ഗ്രഹങ്ങൾ നക്ഷത്രങ്ങളെ ചുറ്റി സഞ്ചരിക്കുന്നത് കൊണ്ടാണ്. അതായത് ഗ്രഹങ്ങൾ നിരീക്ഷകനും നക്ഷത്രത്തിനും ഇടക്ക് വരാൻ തുടങ്ങുമ്പോൾ പ്രകാശം ചെറുതായി കൂടുകയും കറങ്ങുന്ന ഗ്രഹങ്ങൾ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഒത്ത നടുവിൽ എത്തുപോൾ പ്രകാശം അതിന്റെ മൂർദ്ധന്യതയിൽ എത്തുകയും പിന്നീട് ഗ്രഹങ്ങൾ നിരീക്ഷകനും നക്ഷത്രത്തിനും ഇടയിൽ നിന്നും പോയി കഴിയുമ്പോൾ പ്രകാശം കുറയുകയും ചെയ്യും. (താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ചിത്രം നോക്കുക) അതായത് മൈക്രോ ലെൻസിങ്ങു മനസ്സിലാക്കണമെങ്കിൽ ചിലപ്പോൾ സെക്കന്റുകൾ മുതൽ വർഷങ്ങൾ വരെ നീണ്ടു നിൽക്കുന്ന കുറച്ചു നിരീകഷണങ്ങൾ വഴിയേ സാധിക്കു. അതുകൊണ്ട് വളരെ കുറച്ചു മാത്രമേ  മൈക്രോ ലെൻസിങ് നിരീക്ഷണങ്ങൾ ഉള്ളൂ. അതിൽ മിക്കതും ഹബിൾ ടെലെസ്കോപ് കൊണ്ട് നിരീക്ഷിട്ടുള്ളതാണ്.

ഈ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നത് മൈക്രോലെന്സിന്റെ ഒരുഭാഗം മാത്രമാണ്. ഒരു നക്ഷത്രത്തെ സോഴ്സ് ആക്കിയും ഗ്രഹങ്ങൾ ഉള്ള  മറ്റൊരു  നക്ഷത്രത്തെ ലെൻസ് ആക്കിയുമുള്ള മൈക്രോ ലെൻസ് നിരീക്ഷണങ്ങളും  പിന്നീട് ഒരു നക്ഷത്രത്തെ സോഴ്സ് ആക്കിയും തീവ്രത കുറഞ്ഞ ഒരു നക്ഷത്രത്തെ ലെൻസ് ആക്കിയുമുള്ള  മൈക്രോ ലെൻസ് നിരീക്ഷണങ്ങളുമുണ്ട്. 

ഇന്ത്യൻ ന്യൂട്രിനോ നിരീക്ഷണശാല: ശാസ്ത്രവും, സാമൂഹ്യശാസ്ത്രവും, രാഷ്ട്രീയവും

അജിത്ത് പരമേശ്വരന്‍ മലയാളം വാരികയില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനത്തിന്റെ ഒരു പതിപ്പ് 

http://malayal.am/node/15140/

ട്രാന്‍സിറ്റ് ഓഫ് വീനസ്'

സൌരെതര ഗ്രഹങ്ങളുടെ അന്തരീക്ഷത്തെ കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങള്‍ക്ക് സഹായകമാകുന്ന 'പ്രകൃതി ദത്ത' അനുകരണം (simulation) എന്ന രീതിയില്‍ ഇത്തവണ  'ട്രാന്‍സിറ്റ് ഓഫ് വീനസ്' ജ്യോതി ശാസ്ത്രത്തിനു സുപ്രധാനമാണ്‌. ഗ്രഹങ്ങള്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ മുന്നിലൂടെ കടന്നു പോകുമ്പോള്‍ അവയുടെ പ്രകാശത്തില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനം അളക്കുന്നതിലൂടെ ആണു സൌരെതര ഗ്രഹങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പ്‌ പരിശോധിക്കുന്നത്. അതായതു വീനസ് സൂര്യന്റെ മുന്നിലൂടെ പോകുമ്പോള്‍ സൌര പ്രകാശത്തില്‍ എത്രമാത്രം വ്യത്യാസം ഉണ്ടായി എന്നു കണക്കാക്കുന്നതിലൂടെ വീനസിന്റെ വലുപ്പം, അതിന്റെ ഭ്രമണ പഥത്തിന്റെ വ്യാസം എന്നിവ മനസിലാക്കാം. ഈ വ്യത്യാസം എത്ര ചെറുതാണെന്ന് ഇന്നു ട്രാന്‍സിറ്റ് കണ്ടവര്‍ക്ക് മനസിലായിട്ടുണ്ടാകും. എന്നാല്‍ ഇതിനുപരി ട്രാന്‍സിറ്റ് നടക്കുമ്പോള്‍ വീനസിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തെ കുറിച്ച് മനസിലാക്കുവാന്‍ കഴിയുമോ എന്നതാണ് ഒരു കൂട്ടം ജ്യോതി ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍  ശ്രമിക്കുന്നത്. വീനസിന്റെ  അന്തരീക്ഷ ഘടനയെ കുറിച്ച് വളരെ വ്യക്തമായ അറിവ് നമുക്കുണ്ട്. വീനസിന്റെ അന്തരീക്ഷം നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് കാര്‍ബണ്‍ ടൈ ഓക്സൈഡ്, സള്‍ഫുരിക് ആസിഡ് മുതലായവ കൊണ്ടാണ്. ട്രാന്‍സിറ്റ് നടക്കുമ്പോള്‍ സൂര്യന്റെ പ്രകാശത്തില്‍ ഒരു ഭാഗം വീനസിന്റെ  അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ കടന്നു പോകുകയും അതില്‍ ഒരു ഭാഗം കാര്‍ബണ്‍ ടൈ ഓക്സൈഡ് മുതലായ വസ്തുക്കള്‍ ആഗീകരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നാല്‍ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ നിന്നും രക്ഷപെടുന്ന ബാക്കി പ്രകാശം അളക്കുന്നതിലൂടെ ഏതൊക്കെ വസ്തുക്കള്‍ ആണു വീനസിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഉണ്ടായിരുന്നത് എന്ന് മനസിലാക്കുവാന്‍ കഴിയും. ഈ സാങ്കേതിക വിദ്യയെ സ്പെക്ട്രോ സ്കോപി (spectroscopy) എന്നാണു വിളിക്കുന്നത്. ഇന്ന്  ട്രാന്‍സിറ്റ് നടക്കുന്ന സമയം ചില ജ്യോതി ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ സ്പെക്ട്രോ സ്കോപി വഴി വീനസിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ എത്ര മാത്രം ഘടകങ്ങളെ കണ്ടു പിടിക്കാം എന്ന് ശ്രമിക്കുകയാണ്. ഈ ശ്രമം വിജയിക്കുകയാണെങ്കില്‍ സൌരെതര ഗ്രഹങ്ങളുടെ അന്തരീക്ഷവും അവയുടെ ഘടനയും മനസിലാക്കുവാന്‍ സ്പെക്ട്രോസ്കോപി ഉപകരിക്കും. അവസാനമായി: സ്പെക്ട്രോ സ്കോപി നൂറ്റാണ്ടുകള്‍ പഴക്കമുള്ള ഒരു സാങ്കേതിക വിദ്യ ആണു. അത് ഉപയോഗിച്ചു നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും ഗ്രഹങ്ങളുടെയും ഘടന മനസിലാക്കുവാന്‍ കഴിയും എന്നും അറിയാവുന്നതാണ്. എന്നാല്‍ ഗ്രഹങ്ങളുടെ അന്തരീകഷതിലൂടെ വരുന്ന നക്ഷത്ര പ്രകാശം വളരെ കുറവാണ്. നിലവിലുള്ള സാങ്കേതിക വിദ്യ ഉപയോഗിച്ചു ഈ തീരെ ചെറിയ പ്രകാശ സ്രോതസിനെ എങ്ങനെ മനസിലാക്കാം എന്നതാണ് പ്രധാന വെല്ലുവിളി

സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങള്‍

ജ്യോതി ശാസ്ത്രത്തിലെ ഏറ്റവും പുതിയ വെല്ലുവിളികളില്‍ ഒന്നാണ്  സൌരയൂഥത്തിന്റെ പുറത്തുള്ള ഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടെത്തുക എന്നുള്ളത്. ഗ്രഹങ്ങള്‍ക്ക് സ്വയം പ്രകാശിക്കുവാനുള്ള ശേഷി ഇല്ലാത്തതിനാല്‍ അവയെ നേരിട്ട് കണ്ടെത്തുവാന്‍ ശക്തിയെരിയ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ക്ക് പോലും വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ മറ്റു പല വിദ്യകള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ് അവയുടെ നിലനില്‍പ്പ്  പരിശോധിക്കുന്നത്. അതില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ട രണ്ടു വിദ്യകള്‍ ആണ് ട്രാന്‍സിറ്റ് വിദ്യയും  (transit method ), മൈക്രോ ലെന്‍സിംഗ് എന്ന പ്രതിഭാസത്തെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുക എന്നതും. മൈക്രോ ലെന്‍സിങ്ങിനെ കുറിച്ച് മറ്റൊരു പോസ്റ്റില്‍ വിവരിക്കാം. 

ട്രാന്‍സിറ്റ് വിദ്യയിലൂടെ സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടെത്തുവാന്‍ വിക്ഷേപിച്ച ബഹിരാകാശ ദൂരദര്‍ശിനിയാണ് 'കെപ്ലര്‍'. കെപ്ലര്‍ എന്ന ശാസ്ത്രന്ജന്റെ ബഹുമാനാര്‍ധം ആണ്  ആ പേര് നല്‍കിയത്. ഈ അടുത്ത കാലത്ത് മാധ്യമങ്ങളില്‍ നിറയുന്ന അന്ന്യ ഗ്രഹങ്ങളെ കുറിച്ചുള്ള വാര്‍ത്തകള്‍ ഭൂരിഭാഗവും സൃഷ്ടിച്ചത് ഈ ദൂരദര്‍ശിനിയാണ്. ഗ്രഹങ്ങള്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ മുന്നിലൂടെ പോകുമ്പോള്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പ്രകാശ തീവ്രതയില്‍ വരുന്ന വ്യത്യാസം അളക്കുന്നതിലൂടെ ഗ്രഹങ്ങളുടെ സാനിധ്യം മനസിലാക്കുക എന്നതാണ് ട്രാന്‍സിറ്റ് വിദ്യയുടെ അടിസ്ഥാന തത്ത്വം (കൂടുതല്‍ മനസിലാകുവാന്‍ ഈ വീഡിയോ കാണുക). ഇത്തരത്തില്‍ ഈ വ്യത്യാസം നക്ഷത്ര പ്രകാശത്തിന്റെ പതിനായിരത്തില്‍ ഒന്ന് മാത്രമാണ്. ഈ വ്യത്യാസം ഗ്രഹങ്ങളുടെ വലുപ്പം, നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്നും അവയുടെ അകലം എന്നിങ്ങനെ പല ഘടകങ്ങളെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. കെപ്ലര്‍ ദൂരദര്‍ശിനിക്ക് ഏകദേശം 1.4 മീറ്റര്‍ വ്യാസമുള്ള കണ്ണാടികള്‍ (വലിയ ദൂരദര്‍ശിനികളില്‍ ലെന്‍സിനു പകരം കണ്ണാടികള്‍ ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്) ആണ് ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഹബിള്‍ സ്പേസ് ടെലിസ്കോപിന്റെ കണ്ണാടിയുടെ വ്യാസം  2.4 മീറ്റര്‍ ആണ് എന്നോര്‍ക്കുക. ട്രാന്‍സിറ്റ് വിദ്യയിലൂടെ ഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടുപിടിക്കുവാന്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പ്രകാശ തീവ്രത തുടര്‍ച്ചയായി നിരീക്ഷിക്കെണ്ടതുണ്ട്. ഏകദേശം മൂന്നര വര്‍ഷം ഒന്നര ലക്ഷത്തോളം നക്ഷത്രങ്ങളെ ഒരേ സമയം തുടര്‍ച്ചയായി നിരീക്ഷിക്കുകയാണ്  കെപ്ലര്‍.  ഇതുവരെ ഏകദേശം രണ്ടായിരത്തി മുന്നൂറോളം ഗ്രഹങ്ങളെന്നു സംശയിക്കപ്പെടുന്ന വസ്തുക്കളെ കണ്ടുപിടിക്കുവാന്‍ കെപ്ലര്‍ ദൂരദര്‍ശിനിക്ക് കഴിഞ്ഞു.

കെപ്ലെര്‍ ദൂരദര്‍ശിനി

എന്നാല്‍ കെപ്ലര്‍ ദൂരദര്‍ശിനിക്ക് ചിലപ്പോള്‍ പിഴവുകള്‍ സംഭവിക്കാം. അത് കൊണ്ട് തന്നെ, കെപ്ലര്‍ കണ്ടുപിടിക്കുന്ന 'ഗ്രഹങ്ങള്‍' യാഥാര്‍ദ്ധമാണോ എന്ന് മനസിലാക്കുവാന്‍ മറ്റു നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ ആവശ്യമാണ്. അതില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ടതാണ് റേഡിയല്‍ വെലോസിടി മെഷര്‍മെന്റ് (radial velocity measurement). നക്ഷത്രവും ഗ്രഹങ്ങളും ഒരു പൊതു പിണ്ട കേന്ദ്രസ്ഥാനത്തിനു  (സെന്റെര്‍ ഓഫ് മാസ്സ് ) ചുറ്റും വലം വക്കുമ്പോള്‍ നക്ഷത്ര പ്രകാശത്തിനു സംഭവിക്കുന്ന ഡോപ്ലര്‍ ഷിഫ്റ്റ്‌ (dopler  shift ) അളക്കുകയാണ് ഇതിലൂടെ ചെയ്യുന്നത്.  ഇതിനു ശക്തമായ  ദൂരദര്‍ശിനികളുടെ നിരവധി മണിക്കുറുകള്‍ ആവശ്യമായതിനാല്‍ വളരെ താല്‍പര്യമുണര്‍ത്തുന്ന ഗ്രഹങ്ങളെ മാത്രമേ ഇപ്പോള്‍ ഇങ്ങനെ നിരീക്ഷിക്കുനുള്ളു. എന്നാല്‍ ഭൂമിയെ പോലുള്ള ഗ്രഹങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പ്‌ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിനു റേഡിയല്‍ വെലോസിടി മെഷര്‍മെന്റ് വളരെ അത്യാവശ്യമാണ്. നിരവധി ഗ്രഹങ്ങളെ റേഡിയല്‍ വെലോസിടി മെഷര്‍മെന്റ് ഉപയോഗിച്ച് നിരീക്ഷിക്കുവാനുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ ഇപ്പോള്‍ സജീവമാണ്. സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങളെ കണ്ടെത്താന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന വിദ്യകളും അവയുടെ പരിമിതികളും താഴെ കൊടുത്തിട്ടുള്ള ചിത്രത്തില്‍ നിന്നും മനസിലാക്കാം

ചുവപ്പില്‍ അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന  വിദ്യകള്‍ ആണ് ഈ പോസ്റ്റില്‍  സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്. റേഡിയല്‍ വെലോസിടി മെഷര്‍മെന്റ് ഉപയോഗിച്ച് അടുത്ത അഞ്ചു മുതല്‍ ഇരുപത് വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ ഭൂമിയുടെ വലുപ്പമുള്ള ഗ്രഹങ്ങളെ നമുക്ക് കണ്ടെതുവാനാകും. എന്നാല്‍ ട്രാന്‍സിറ്റ് വിദ്യയിലൂടെ 'സൂപ്പര്‍ ഭൂമികള്‍' എന്നറിയപ്പെടുന്ന വലുപ്പമേറിയ ഗ്രഹങ്ങളെ മാത്രമേ കണ്ടെത്തുവാന്‍ കഴിയൂ.

കെപ്ലര്‍ വിക്ഷേപിക്കുനതിനു മുന്നേ ട്രാന്‍സിറ്റ് വിദ്യയിലൂടെ  വളരെ ചുരുക്കം ഗ്രഹങ്ങളെ മാത്രമേ കണ്ടു പിടിച്ചിരുന്നുള്ളൂ. ഭൂരിഭാഗം ഗ്രഹങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പും റേഡിയല്‍ വെലോസിടി മെഷര്‍മെന്റ് വിദ്യയിലൂടെ ആണ് മനസിലാക്കിയിരുന്നത്. അതിനാല്‍ തന്നെ വളരെ ചുരുക്കം സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങളെ മാത്രമേ നമുക്ക് അറിവുണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ. എന്നാല്‍ കെപ്ലര്‍ അവയുടെ എണ്ണത്തില്‍ വിപ്ലവകരമായ മാറ്റങ്ങളാണ് വരുത്തിയത്. 1989 നു ശേഷം ഓരോ വര്‍ഷവും (2011 വരെ) നമുക്ക് അറിയപെട്ടിട്ടുള്ള സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങളുടെ എണ്ണം താഴെ കൊടുത്തിട്ടുള്ള ചിത്രത്തില്‍ നിന്നും മനസിലാക്കുക. 

 

അറിയപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ഗ്രഹങ്ങളില്‍ കൂടുതലും ഭൂമിയെക്കാള്‍ പത്തു മുതല്‍ പതിനഞ്ചു മടങ്ങ്‌ വരെ വലുപ്പമേറിയവയും 300 പ്രകാശ വര്‍ഷത്തിനുള്ളിലും ആണ്. ഇതിനു പ്രധാന കാരണം ചെറിയതും അകലെയുള്ളതുമായ ഗ്രഹങ്ങളെ   കണ്ടെത്തുവാന്‍ പ്രയാസമേറിയതിനാലാണ്. താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രങ്ങളില്‍നിന്നും അറിയപെട്ടിട്ടുള്ള ഗ്രഹങ്ങളുടെ വലുപ്പം അവയിലേക്കുള്ള ദൂരം എന്നിവ മനസിലാക്കാം.

സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങളുടെ വലുപ്പം ഭൂമിയുടെ വലുപ്പവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോള്‍

സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങളിലേക്കുള്ള ദൂരം പാര്‍ സെക് യൂണിറ്റില്‍. ഒരു പാര്‍സെക് ഏകദേശം 3  ലക്ഷം കോടി കിലോ മീറ്റര്‍ ആണ്

ഇനി സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങള്‍  അധിവസിക്കുവാന്‍ യോഗ്യമായതാണോ എന്ന് എങ്ങനെ പരിശോധിക്കും എന്ന് നോക്കാം. ഗ്രഹങ്ങളുടെ ചൂട്, അവയുടെ ഘടന എന്നീ ഘടങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് അവയുടെ വാസയോഗ്യത മനസിലാക്കുന്നത്. ഭൂമിയില്‍ നിലനില്‍ക്കുന്ന ജീവന്റെ  അടിസ്ഥാനത്തില്‍ ആണ് ഈ രീതി രൂപപെടുത്തി എടുത്തിരിക്കുന്നത്. അതിനാല്‍ തന്നെ ഈ വിദ്യ പല കാരണങ്ങളാലും വിമര്‍ശന വിധേയമാണ്. എങ്കിലും നിരവധി ഗ്രഹങ്ങളില്‍ നിന്നും ഭൂമിയോട് അടുത്ത് സാദൃശ്യം പുലര്‍ത്തുന്ന ഗ്രഹങ്ങളെ വര്‍ഗീകരിക്കുവാനും അവയെ കൂടുതല്‍ പഠന വിധേയമാക്കുവാനും ഇത് വഴി സാധിക്കും. ഒരു ഗ്രഹത്തില്‍ ജീവന്‍ നിലനില്‍ക്കണമെങ്കില്‍ ഏകദേശം  ഭൂമിക്കു സൂര്യനില്‍ നിന്നും കിട്ടുന്ന പ്രകാശതോളം ആവശ്യം ഉണ്ടെന്നു കരുതുക. അതായതു സൂര്യനെക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ പ്രകാശം പുറപ്പെടിവിക്കുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളുടെ (പിണ്ഡം കൂടിയവ ) ഗ്രഹങ്ങളില്‍ ജീവന്‍ നിലനില്‍ക്കണമെങ്കില്‍ അവ ഭൂമിയെക്കാള്‍ വളരെ ദൂരത്തില്‍ സ്ഥിതി ചെയ്യണം. അത് പോലെ തന്നെ പ്രകാശം കുറഞ്ഞ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ (പിണ്ഡം കുറഞ്ഞ) ഗ്രഹങ്ങള്‍ അവയുമായി വളരെ അടുത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്താല്‍ മാത്രമേ അവയില്‍ ജീവന്‍ നിലനില്‍ക്കാന്‍ സാധ്യത ഉള്ളു. താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ചിത്രത്തില്‍ നിന്നും ഇത് കൂടുതല്‍ മനസിലാക്കാം. അടുത്ത കാലത്ത്  നടത്തിയ ഒരു പഠനം (ഇവിടെ നോക്കുക ) പ്രകാരം സൂര്യനെപ്പോലെയോ അതിനെക്കാള്‍ അല്‍പ്പം വലുപ്പം കൂടിയതോ കുറഞ്ഞതോ ആയ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ മൂന്നില്‍ ഒരു നക്ഷത്രത്തിന് ചുറ്റും വാസയോഗ്യമായ ഒരു ഗ്രഹം ഉണ്ടാകാം എന്ന് പ്രവചിക്കുന്നു.

ചിത്രത്തില്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന നീല വര്‍ണത്തില്‍ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഗ്രഹങ്ങളില്‍ ആണ് ജീവന്‍ നിലനില്‍ക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്.

സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങള്‍ ആരംഭ ഘട്ടത്തിലാണ്. അതിനാല്‍ തന്നെ അവയുടെ കുറിച്ച് നമ്മുടെ അറിവ് തികച്ചും പരിമിതവും വളരെ വേഗത്തില്‍ മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതുമാണ്. സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ വളര്‍ച്ചയോട് കൂടി അതിനു മാറ്റം ഉണ്ടം എന്ന് പ്രതീക്ഷയിലാണ് ശാസ്ത്ര ലോകം.

കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ക്ക്
1. http://kepler.nasa.gov/
2. http://exoplanets.org എന്നിവ സന്ദര്‍ശിക്കുക.

സൗരയൂഥം - 1 : ഗ്രഹങ്ങളും ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റ്‌ വസ്തുക്കളും

സൗരയൂഥത്തെ കുറിച്ച് വളരെ നല്ല ധാരണ പൊതു സമൂഘത്തിനുണ്ട്. അത് കൊണ്ട് തന്നെ ഈ ലേഖനം അല്പം ലളിതമായി തോന്നാന്‍ സാധ്യതയും ഉണ്ട്. എങ്കിലും ഗ്രഹങ്ങളില്‍ നിന്നും ഉപഗ്രഹങ്ങളില്‍ നിന്നും കുറച്ചു കൂടി മുന്നോട്ടു കൊണ്ടുപോകാന്‍ ശ്രമിക്കുകയാണ്. സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഘടനയെ കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളില്‍ പ്രധാനമായും പരിഗണിക്കപ്പെടുന്നത് സൂര്യന് ചുറ്റുമുള്ള ഗ്രഹങ്ങളുടെ സഞ്ചാര പാതയാണ് (ഭ്രമണപഥം). ഭ്രമണപഥത്തെ വിശധീകരിക്കുവാനുള്ള ആധുനിക സമ വാക്യങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിച്ചത് കെപ്ലര്‍ എന്ന ജര്‍മന്‍ ശാസ്ത്രന്ജനാണ്. അദ്ദേഹത്തിന് ഈ കണ്ടെത്തല്‍ നടത്തുവാന്‍ സഹായകമായത് ടൈക്കോ ബ്രാഹെ (Tycho Brahe) എന്ന ഡാനിഷ് ശാസ്ത്രഞ്ജന്‍ വര്‍ഷങ്ങളോളം നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ ആണ്. അദ്ദേഹം നിരവധി വര്‍ഷങ്ങള്‍  ഗ്രഹങ്ങളുടെ സ്ഥാനം രേഖപ്പെടുത്തി കൊണ്ടിരുന്നു. ടൈക്കോ ബ്രാഹെ യുടെ സഹായിയായി ജോലി ആരംഭിച്ചതോടെ ആണ്  കേപ്ലര്‍ക്ക് ഈ വിവരങ്ങള്‍ ലഭിച്ചത്. അതില്‍ നിന്നുമാണ് കെപ്ലര്‍ അദ്ധേഹത്തിന്റെ പ്രസിദ്ധമായ ഗ്രഹ ചലന നിയമങ്ങള്‍ രൂപപ്പെടുത്തിയെടുത്തത്. കെപ്ലറുടെ ഗ്രഹ ചലന നിയമങ്ങള്‍ പ്രകാരം ഗ്രഹങ്ങള്‍ അണ്‌ഡവൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഭ്രമണപഥത്തിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ഓരോ ഗ്രഹങ്ങളുടെയും സഞ്ചാര പഥം പ്രധാനമായും നിര്‍ണയിക്കുന്നത് സൂര്യന്റെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം ആണ്. എന്നാല്‍ മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളുടെ സ്വാധീനം മൂലം ഒരു ഗ്രഹങ്ങളുടെയും ഭ്രമണപഥത്തിനു  മന്ദഗതിയില്‍ വ്യത്യാസം സംഭവിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഭൂമിയുടെ ഭ്രമണപഥം പൂര്‍ണ വൃത്താകൃതിയില്‍ നിന്നും ചെറിയ തോതിലുള്ള അണ്‌ഡാകൃതിയിലേക്കും തിരിച്ചും മാറികൊണ്ടിരിക്കും. സൗരയൂഥത്തിലെ ഗ്രഹങ്ങളില്‍ ബുധനും പ്ലൂട്ടോയും ഒഴിച്ചുള്ള ഗ്രഹങ്ങള്‍ എല്ലാം തന്നെ പൂര്‍ണ വൃത്തതിനോടടുത്ത ഭ്രമണപഥങ്ങളില്‍ ആണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത്.

ഗ്രഹങ്ങളുടെ ഭ്രമണപഥത്തെകുറിച്ച് രസകരമായ ഒരു കണ്ടു പിടുത്തം പതിനെട്ടാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ ഉണ്ടായി. സൂര്യനില്‍ നിന്നും അന്ന് വരെ അറിയപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ഓരോ ഗ്രഹങ്ങളിലെക്കും ഉള്ള ദൂരം വളരെ ലളിതമായ സൂര്യനില്‍ നിന്നും മേര്‍ക്കുരിയിലെക്കുള്ള (ബുധന്‍) ദൂരത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ എഴുതാം എന്ന് മനസിലാക്കി. ഇതിനെ ടിടിയാസ്-ബോഡെ നിയമം എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. ഈ നിയമ പ്രകാരം ചൊവ്വക്കും വ്യാഴത്തിനും ഇടയില്‍ ഒരു വസ്തു നിലനില്‍ക്കുന്നുണ്ട് എന്ന് പ്രവചിച്ചു. 1801 - ഇല്‍ ഈ നിയമം പ്രവചിച്ചത് പോലെ തന്നെ സെറെസ് (Ceres) എന്ന ഏറ്റവും വലിയ അസ്ട്രോയിടിനെ കണ്ടു പിടിച്ചു. എന്നാല്‍ 1846  ഇല്‍ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട എട്ടാമത്തെ ഗ്രഹമായ നെപ്ടുന്നും, 1930 കണ്ടു പിടിക്കപ്പെട്ട ഒന്‍പതാമത്തെ ഗ്രഹമായ പ്ലൂട്ടോയും ടിടിയാസ്-ബോഡെ നിയമം  പൂര്‍ണമായും ശരിയല്ല എന്ന് തെളിയിച്ചു. ടിടിയാസ്-ബോഡെ നിയമ പ്രകാരം എട്ടാമത്തെയും ഒന്പതമാതെയും ഗ്രഹങ്ങള്‍ സ്ഥിതി ചെയ്യേണ്ടത് സൂര്യനില്‍ നിന്നും ഏകദേശം 39 ഉം 77 ഉം അസ്ട്രോനോമിക്കല്‍ യൂനിറ്റ് അകലെ ആണ്. എന്നാല്‍ നെപ്ടുന്നും പ്ലൂട്ടോയും സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത് മുപ്പതും നാല്‍പ്പതും അസ്ട്രോനോമിക്കല്‍ യൂനിറ്റ് അകലെ വീതമാണ്.

സൗരയൂഥത്തില്‍ സൂര്യനോട് ഏറ്റവും അടുത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന നാല് ഗ്രഹങ്ങളെ (ബുധന്‍, ശുക്ക്രന്‍, ഭൂമി, ചൊവ്വ) ടെറസ്ട്രിയല്‍ ഗ്രഹങ്ങള്‍ (terrestrial planets) എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഈ ഗ്രഹങ്ങള്‍ സാന്ദ്രത കൂടിയ ശിലാമയമായവയാണ്. ഈ ഗ്രഹങ്ങളുടെ മറ്റൊരു സാമ്യത അവയുടെ ഉപരിതലത്തില്‍ കാണുന്ന കുഴികളാണ് (crater). എന്നാല്‍ ഭൂമിയിലും, ശുക്രനിലും കുഴികള്‍ വളരെ അപൂര്‍വ്വമായി മാത്രമേ കാണുന്നുള്ളൂ. അതിനു പ്രധാന കാരണം ഈ ഗ്രഹങ്ങളില്‍ നടക്കുന്ന ഭൂ പരിണാമങ്ങള്‍ (geological process) ആണ് (ഭൂഖണ്ഡങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുന്നത് ഇത് മൂലമാണ്). ഇവിടെ പരാമര്‍ശിക്കേണ്ട ഒരു കാര്യം, ചില സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍  പ്രകാരം  വാസ യോഗ്യമായ ഒരു ഗ്രഹത്തിന് ഭൂ പരിണാമങ്ങള്‍ അത്യാവശ്യമാണ്. അവ കാര്‍ബണ്‍ ചക്രം പൂര്‍ത്തികരിക്കുവാന്‍ ആവശ്യമാണെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു  (ആസ്ട്രോ ബയോളജിയെ കുറിച്ച്  ആര്‍ക്കെങ്കിലും എഴുതുവാന്‍ താല്‍പ്പര്യമുണ്ടെങ്കില്‍ ഞങ്ങളെ അറിയിക്കുക). 

ടെറസ്ട്രിയല്‍ ഗ്രഹങ്ങളെ കൂടാതെ നാല് പ്രധാന ഗ്രഹങ്ങള്‍ ആണ് സൂര്യനുള്ളത്, വ്യാഴം , ശനി, യുറാനസ്, നെപ്ടുന്‍. ഇവക്കു ചുറ്റും വളയങ്ങള്‍ ഉണ്ട് എന്നതാണ് ഈ ഗ്രഹങ്ങളുടെ പൊതു സവിശേഷത. എന്നാല്‍ ശനിയുടെ വളയങ്ങള്‍ ആണ് കൂടുതല്‍ വ്യക്തമായിട്ടുള്ളത്. ഇവക്കു കൂടുതലും ഹൈദ്രോജനും, ഹീലിയവും അടങ്ങുന്ന അന്തരീക്ഷം ആണുള്ളത്. എന്നാല്‍ അവയുടെ ഉള്‍ഭാഗങ്ങള്‍ വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്. വ്യാഴത്തിനും  ശനിക്കും കൂടുതലും സൂര്യനോടടുത്ത മിശ്രണമാണുള്ളത്. എന്നാല്‍ യുറാനസ്, നെപ്ടുന്‍ എന്നിവയില്‍ ജലം, മീതയിന്‍, അമോണിയ എന്നിവ ആണ് കൂടുതലും ഉള്ളത്.

അവസാനമായി പ്ലൂട്ടോയുടെ കാര്യം എടുക്കാം. പ്ലൂട്ടോയെ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനു മുന്നേ അത്തരം ഒരു വസ്തുവിന്റെ സാന്നിധ്യം പ്രവചിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. യുറനസിന്റെയും നേപ്ടുനിന്റെയും ചലനങ്ങള്‍ മനസിലാക്കിയാണ് അത്തരം ഒരു പ്രവചനം നടത്തപ്പെട്ടത്. ഭൂമിയുടെ പിണ്ടത്തെക്കാള്‍ ഏകദേശം ആറു ഇരട്ടിയുള്ള വസ്തുവിനെയാണ് പ്രവചിചിരുന്നുവെങ്കിലും ഏറ്റവും പുതിയ പഠനങ്ങള്‍ പ്രകാരം പ്ലുട്ടോക്ക് ഭൂമിയുടെ ആയിരത്തില്‍ രണ്ടു അംശം മാത്രമേ ഭാരമുള്ളൂ എന്ന് മനസിലാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ഇത് ടെറസ്ട്രിയല്‍ ഗ്രഹങ്ങളെക്കാളും വളരെ കുറവായതിനാല്‍ പ്ലൂട്ടോയെ അത്തരം ഗണത്തില്‍ പെടുത്തുന്നില്ല. കൂടാതെ സൌരയൂഥത്തിന്റെ പിറവിയെ കുറിച്ചുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ നേപ്ടുനിനും അകലെ പ്ലൂട്ടോയെ കൂടാതെ മറ്റു വസ്തുക്കളുടെ സാന്നിധ്യം പ്രവചിച്ചു. ആധുനിക സാങ്കേതിക വിദ്യയുടെ വരവോടെ അവയില്‍ നിരവധി വസ്തുക്കളെ കണ്ടെത്തി കഴിഞ്ഞു. അവയെ ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റ്‌ (kuiper belt) വസ്തുക്കള്‍ എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. നൂറു കിലോമീറ്റരുകളില്‍ കൂടുതല്‍ വ്യാസമുള്ള പതിനായിരത്തോളം വസ്തുക്കള്‍ ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റില്‍ ഉണ്ടെന്നു വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു. അവയില്‍ ആയിരത്തി മുന്നുറോളം വസ്തുക്കളെ ഇതുവരെ കണ്ടെത്തി കഴിഞ്ഞു. ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റിലെ വസ്തുക്കളില്‍ ചിലത് നേപ്ടുനിന്റെ ഗുരുത്വകര്‍ഷണ പ്രഭാവം മൂലം സൌരയൂഥത്തിന്റെ ഉള്ളിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു. അവയില്‍ ചിലത് വാല്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ആയി മാറുകയും മറ്റു ചിലത് സൌരയുധതിനു പുറത്തേക്കു പോകുകയും ചെയ്യും. നിരവധി ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റ്‌ വസ്തുക്കള്‍ക്ക് പ്ലുട്ടോയുടെതിനു സമാനമായ വലുപ്പം ഉണ്ട്. ആയതിനാല്‍ പ്ലൂട്ടോ അവയുടെ വര്‍ഗ്ഗത്തില്‍ പെടുന്ന വസ്തുവാണെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു.

ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റിന്റെ സ്ഥാനം (കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ക്ക് ഇവിടെ പോകുക )

ഉദാഹരണത്തിന്, പ്ലൂട്ടോയെ ഗ്രഹങ്ങളുടെ പട്ടികയില്‍ നിന്നും മാറ്റുവാന്‍ ഉള്ള തീരുമാനത്തിനു  കാരണം 2005 ല്‍ കണ്ടുപിടിച്ച എറിസ് (Eris) എന്ന  ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റ്‌ വസ്തുവാണ്. എറിസിനു പ്ലുട്ടോയെക്കളും പത്തു ശതമാനം വലുപ്പ കൂടുതലും ഉണ്ട്. അതിനാല്‍ തന്നെ പ്ലൂട്ടോ, എറിസ്, സെറെസ് തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കളെ കുള്ളന്‍ ഗ്രഹങ്ങള്‍ എന്ന ഒരു വര്‍ഗ്ഗത്തില്‍ ഉള്‍പ്പെടുത്താന്‍ 2006 ലെ അന്താരാഷ്ട്ര ജ്യോതി ശാസ്ത്രന്ജരുടെ യൂണിയന്‍ (International Astronomical Union) തീരുമാനിച്ചു. എന്ത് കൊണ്ടാണ്  പ്ലൂട്ടോയെ 1930 ല്‍  കണ്ടെത്തിയിട്ടും അതിനെക്കാള്‍ വലുപ്പമുള്ള വസ്തുക്കളെ കണ്ടെത്താന്‍ കഴിയാതിരുന്നത് എന്ന ചോദ്യം തോന്നാന്‍ ഇടയുണ്ട്. പ്ലൂട്ടോയുടെ അന്തരീക്ഷം കൂടുതലും മീതയിന്‍ ഐസ് കണങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണ് നിര്‍മ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ഇതു സൂര്യപ്രകാശത്തെ വളരെ കൂടുതല്‍ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.

അറിയപ്പെട്ടിട്ടുള്ളതില്‍ വലിയ ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റ്‌ വസ്തുക്കള്‍, (കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ക്ക് ഇവിടെ പോകുക )

സൌരയൂഥത്തിന്റെ അതിര്‍ത്തി പ്ലുട്ടോക്കും ക്യുപ്പേര്‍ ബെല്‍റ്റിനും അപ്പുറം വ്യാപിച്ചിരിക്കുന്നു.  പതിനാറാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ എഡ്മണ്ട് ഹാലി എന്ന ശാസ്ട്രന്ജന്‍ ന്യൂട്ടന്റെ ചലന നിയമങ്ങളെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി, വാല്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ സൂര്യന് ചുറ്റും വലം വയ്ക്കുന്ന വസ്തുക്കള്‍ ആണെന്ന് മനസിലാക്കി. അതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍, 1682 ല്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ട വാല്‍ നക്ഷത്രം 1607, 1531 എന്നീ വര്‍ഷങ്ങളില്‍ പ്രത്യക്ഷപെട്ട വാല്‍നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ആയിരുന്നെന്നു അത് വീണ്ടും 1758 ല്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടും എന്നും അദ്ദേഹം പ്രവചിച്ചു. തന്റെ പ്രവചനം ശരിയാകുന്നത് കാണുന്നതിനു മുന്നേ അദ്ദേഹം മരണപ്പെട്ടു. എങ്കിലും ഹാലിയുടെ വാല്‍ നക്ഷത്രത്തെ കുറിച്ച് അറിയാത്തവന്‍ ഇപ്പോള്‍ ചുരുക്കമായിരിക്കും. എന്താണ് വാല്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍? അവ എവിടെ നിന്നും വരുന്നു? ഈ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കുള്ള ഉത്തരങ്ങളിലൂടെ സൌരയൂഥത്തിന്റെ അറിയപ്പെട്ടിട്ടുള്ള അതിര്‍ത്തിയിലേക്ക് ചെല്ലാം.

റഫറന്‍സ്:
1. ദി ഒറിജിന്‍ ആന്‍ഡ്‌ എവലുഷന്‍ ഓഫ് ദി സോളാര്‍ സിസ്റ്റം - എം എം വുള്‍ഫ്സന്‍ (M M Woolfson)
2. http://solarsystem.nasa.gov

ഭൌതിക ശാസ്ത്ര നോബല്‍ സമ്മാനം (2011)

പ്രപഞ്ച പരിണാമവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട അതിപ്രധാനമായ ഒരു കണ്ടുപിടുത്തത്തിനാണ് 2011ലെ ഭൌതിക ശാസ്ത്ര നോബല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചിരിക്കുന്നത്. സ്പേസ് ടെലസ്കോപ്പ് ഇന്സ്ടിട്ട്യൂടിലെ ആദം റീസ് , ഓസ്ട്രേലിയന്‍ നാഷണല്‍ യൂനിവേര്‍സിടിയിലെ  ബ്രയാന്‍ ഷ്മിറ്റ് , യൂനിവേര്‍സിടി ഓഫ് കാലിഫോര്‍ണിയയിലെ സോള്‍ പെല്‍മട്ടെര്‍ എന്നിവരാണ്  പുരസ്കാരം പങ്കിട്ടത്. ആയിരത്തി തൊള്ളായിരത്തി തൊണൂറ്റി എട്ടില്‍ അവര്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant എന്ന പ്രബന്ധമാണ് നോബല്‍ സമ്മാനം അവരുടെ കൈകളില്‍ എത്തിച്ചത്. ആ പ്രബന്ധത്തിന്റെ ശീര്‍ഷകം സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ തന്നെ പ്രപഞ്ചം ത്വരണത്തോട് കൂടി വികസിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നും അതിനാല്‍ ഐന്‍സ്ടീന്‍ തന്റെ ജീവിതത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ മണ്ടത്തരം എന്ന് വിശേഷിപ്പിച്ച 'കോസ്മോലോജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കം' പ്രപഞ്ച പരിണാമം വിശദീകരിക്കുവാന്‍ ആവശ്യമാണെന്നും അവര്‍ വാദിച്ചു. മറ്റൊരു തരത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസ വേഗം കുറഞ്ഞു വരികയല്ല, മറിച്ച് കൂടി വരികയാണ് . പ്രപഞ്ചത്തിനു വിദൂര ഭാവിയില്‍ ഒരു പൊട്ടിയമര്‍ച്ച അഥവാ ബിഗ്‌ ക്രഞ്ച് ഉണ്ടാവാനുള്ള സാധ്യതെയെയാണ് ഈ കണ്ടെത്തെല്‍ തള്ളിക്കളയുന്നത്.

'ടൈപ്പ് 1a സൂപ്പര്‍ നോവകള്‍'എന്നറിയപ്പെടുന്ന ചില പ്രത്യേകതരം നക്ഷത്ര വിസ്ഫോടനങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള പഠനങ്ങള്‍ ആണ് ഈ സുപ്രധാന കണ്ടുപിടുത്തത്തിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശിയത്. വെള്ളക്കുള്ളന്മാര്‍ എന്ന പേരില്‍  അറിയപ്പെടുന്ന ചില സവിശേഷ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പൊട്ടിത്തെറികളാണ് ടൈപ്പ് 1a സൂപ്പര്‍ നോവകള്‍ എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നത്. വെള്ളക്കുള്ളന്മാര്‍ കുറഞ്ഞ പിണ്ടമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പരിണാമപ്രക്രിയയിലെ അവസാനത്തെ അവസ്ഥയാണ്‌. എല്ലാ വെള്ളക്കുള്ളമാരും പൊട്ടിത്തെറിക്കുമ്പോള്‍ ഉണ്ടാകുന്ന പ്രകാശതീവ്രത ഏകദേശം ഒരുപോലെ ആയിരിക്കും. അതിനാല്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്നും അകലെ സംഭവിക്കുന്ന ടൈപ് 1a സൂപ്പര്‍ നോവയുടെ  പ്രകാശ തീവ്രത കൃത്യമായി അളക്കുകയാണെങ്കില്‍ അവയുടെ ദൂരം നമുക്ക് കണക്കു കൂട്ടുവാന്‍ സാധിക്കുന്നതാണ്. വികാസവേഗം കൂടി വരുന്ന ഒരു പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഇത്തരം സൂപ്പര്‍ നോവകള്‍ വികാസ വേഗം കുറഞ്ഞു വരുന്ന ഒരു പ്രപഞ്ചത്തെ അപേക്ഷിച്ച് മങ്ങിയതായി അഥവാ തിളക്കം കുറഞ്ഞതായി കാണപ്പെടും. ഇപ്രകാരത്തില്‍ 1998 ലെ സൂപ്പര്‍ നോവ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ വികാസ വേഗം കൂടി വരുന്ന ഒരു പ്രപഞ്ച മാതൃകയെ പിന്തുണക്കുകയും  തുടര്‍ന്നുണ്ടായ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഇതിനെ ശരി വക്കുകയും ചെയ്തു.

വായിക്കുന്നവര്‍ക്ക് ഇതിനോടകം നിരവധി സംശയങ്ങള്‍ ഉണ്ടായിക്കാണും. എന്താണ് 'കോസ്മോലോജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കം', ഐന്‍സ്ടയിനു ഇതുമായി എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, പ്രപഞ്ചവികാസത്തിന്റെ നിരക്കിനെ ഇതെങ്ങനെ ത്വരിതപെടുത്തുന്നു എന്നൊക്കെ. ഇവയുടെയൊക്കെ ഉത്തരം മനസിലാക്കുവാന്‍ ഐന്‍സ്ടീന്റെ തന്നെ പൊതു ആപേക്ഷികത വാദത്തെകുറിച്ചു ചില കാര്യങ്ങള്‍ മനസിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിനായി ചില കുറിമാനങ്ങള്‍ ഇവിടെയും ഇവിടെയും കണ്ടെത്താവുന്നതാണ്. ഒറ്റ വാക്യത്തില്‍  പറഞ്ഞാല്‍ വസ്തുക്കളുടെ പിണ്ഡവും ആക്കവും(മര്‍ദവും) സ്ഥലകാല വക്രതയുണ്ടാക്കുന്നു എന്നും ഈ വക്രതയാണ് ഗുരുത്വബലത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം എന്നുമാണ് പൊതു ആപേക്ഷികതവാദം പറയുന്നത്. 1920 കളുടെ മുന്‍പ് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മൊത്തമായുള്ള സ്വഭാവത്തെ പഠിക്കുവാന്‍ ഐന്‍സ്റീന്‍ തന്റെ പൊതു ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തം ഉപയോഗിക്കുകയുണ്ടായി തുടര്‍ച്ചയായി വികസിക്കുകയോ ചുരുങ്ങുകയോ ചെയ്യുന്ന പ്രപഞ്ച മാതൃകകളാണ് ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തം ഐന്‍സ്ടീനു മുന്‍പില്‍ വച്ചത്. തന്റെ കണ്ടെത്തലുകളുടെ  വളരെ ലളിതമായ വ്യാഖ്യാനമനുസരിച്ച് വികസിക്കുന്ന ഒരു പ്രപഞ്ചത്തിനു മാത്രമേ സാധുത ഉള്ളു എന്നും പ്രപഞ്ചത്തില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ദ്രവ്യത്താല്‍ ഉണ്ടാകുന്ന ഗുരുത്വ ബലം ഈ വികാസത്തെ പിന്നോട്ടടിക്കുന്നു (വികാസ നിരക്ക് കുറക്കുന്നു) എന്നും അദ്ദേഹം മനസിലാക്കി. ഒരു പക്ഷെ ദാര്‍ശനിക കാരണങ്ങളാല്‍ (കൃത്യമായ നിരീക്ഷണങ്ങളുടെ അഭാവത്തില്‍, ആ നാളുകളില്‍ ഗ്യലക്സികളെ കുറിച്ച് കൃത്യമായ അറിവുകള്‍ ഉണ്ടായിരുന്നില്ല, അത് കൊണ്ട് പ്രപഞ്ചം സ്ഥായി ആണെന്ന് തെറ്റിദ്ധരിച്ചിരുന്നു) ഐന്‍സ്റീന്‍ തന്റെ വിപ്ലവകരമായ കണ്ടെത്തെലുകളില്‍ തൃപ്തനായില്ല. അതിനാല്‍ ഒരു സ്ഥിര പ്രപഞ്ചത്തെ (വികസികാതെ എപ്പോഴും ഒരേ വലുപ്പത്തില്‍ നിലനില്‍ക്കുന്ന) മുന്‍പോട്ടു വക്കുവാനായിരുന്നു ഐന്‍സ്റീന്‍ തന്റെ വിഖ്യാതമായ 'കൊസ്മോലോജിക്കള്‍ സ്ഥിരാങ്കം' മുന്‍പോട്ടു വച്ചത്. പ്രപഞ്ചം മുഴുവന്‍ നിറഞ്ഞു നിക്കുന്ന ഋണ മര്‍ദം(നെഗറ്റീവ് പ്രഷര്‍ ) ഉള്ള ഒരു ഊര്‍ജ മണ്ഡലമായിട്ടാണ് കൊസ്മോലോജിക്കള്‍ സ്ഥിരങ്കത്തെ ഐന്‍സ്റീന്‍ അവതരിപ്പിച്ചത്. ഇവിടെ ഋണ മര്‍ദം എന്നത് ആശയകുഴപ്പം ഉണ്ടാക്കിയേക്കാം. നിത്യ ജീവിതത്തില്‍ നമുക്ക് പരിചിതമായ മര്‍ദം (Pressure) അല്ല ഇവിടെ ഉദ്ദേശിക്കുന്ന മര്‍ദം. നമുക്ക് പരിചിതമായ ദ്രവ്യത്തിന്റെ (ശ്യാമ ദ്രവ്യവും ഇതില്‍ പെടും) പിണ്ഡവും അതിന്റെ മര്‍ദവും എപ്പോഴും ഗുരുത്വബലത്താല്‍ പ്രപഞ്ച വികാസത്തെ കുറച്ചു കൊണ്ട് വരുവാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നു എന്ന് നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചുവല്ലോ. എന്നാല്‍ ഋണമര്‍ദം  ഉള്ള പദാര്‍ത്ഥത്തിന്റെ ഗുരുത്വബലം പ്രപഞ്ച വികാസത്തെ ത്വരിതപെടുതുന്നു. അതായത് ആകര്‍ഷണത്തിനു പകരം ഒരുതരം വികര്‍ഷണം. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ അസ്ഥിത്വമാകട്ടെ ഊര്‍ജ സംരക്ഷണ നിയമത്തിന്റെ കൃത്യമായ പരിധിയില്‍ ആണ് താനും. ഇനി ഐന്‍സ്റീന്‍ പറഞ്ഞതെന്തെന്നാല്‍ ആകര്‍ഷിക്കുന്ന സാധാരണ ദ്രവ്യവും 'വികര്‍ഷിക്കുന്ന' കൊസ്മോലോജിക്കള്‍ സ്ഥിരാങ്കവും പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന ബലങ്ങള്‍ തുല്യമായതിനാല്‍   പ്രപഞ്ചം സ്ഥായിയായി (വികാസമോ ചുരുങ്ങലോ ഇല്ലാതെ) നിലനില്‍ക്കും എന്നാണ്. എന്നാല്‍ പിന്നീടു ഫ്രീട്മാന്‍ ഐന്‍സ്ടീന്റെ ഈ തെറ്റ് തിരുത്തുകയും വികസിക്കുന്ന പ്രപഞ്ച മാതൃകകള്‍ മുന്‍പോട്ടു വയ്ക്കുകയും ചെയ്തു. ഇതിനെ പിന്നീട് ഹബിള്‍ തന്റെ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ വഴി സാധൂകരിച്ചപ്പോഴാണ് ഐന്‍സ്റീന്‍ തന്റെ മടയത്തരത്തെ ഓര്‍ത്തു പശ്ചാത്തപിച്ചത്‌. കടലാസ്സില്‍ കുത്തി കുറിച്ച സമീകരണങ്ങളില്‍ നിന്ന് പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുന്നു എന്ന് വിളിച്ചു പറയുവാനുള്ള സുവര്‍ണാവസരം ആണ് അദ്ദേഹം കളഞ്ഞു കുളിച്ചത്.

ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു 'കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ' സാന്നിധ്യമാണ് സൂപ്പര്‍ നോവ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ സൂചിപ്പിച്ചത്. ഐന്‍സ്റീന്‍ ചൂണ്ടിക്കാട്ടിയതില്‍ നിന്ന് അല്പം വ്യത്യസ്തമായിയാണ് ഇത് പ്രപഞ്ച പരിണാമത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നത്. സാധാരണ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രത അതിന്റെ വ്യാപ്തം വര്‍ത്തിപ്പിച്ചാല്‍ കുറഞ്ഞു വരുമല്ലോ. അതിനാല്‍ പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുമ്പോള്‍ അതിലുള്ള പദാര്‍ദ്തത്തിന്റെ സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞു വരും. പക്ഷെ കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ ഒരു സവിശേഷത പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുമ്പോള്‍ അതിന്റെ സാന്ദ്രതക്ക് മാറ്റം വരില്ല എന്നതാണ്. (അവയുടെ ഋണമര്‍ദം നിമിത്തം ഇത് ഊര്‍ജ സംരക്ഷണ നിയമത്തെ ലംഖിക്കുന്നില്ല.) അതിനാലാണ് ഇവയെ സ്ഥിരാങ്കം എന്ന് വിളിക്കുന്നത്‌ തന്നെ. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആരംഭത്തില്‍ സാധാരണ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രത കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തെക്കാള്‍ കൂടുതലായിരുന്നു. അതിനാല്‍ ആ സമയത്ത് ഇവയുടെ വിരുദ്ധബലങ്ങള്‍ തമ്മിലുള്ള ഏറ്റുമുട്ടലില്‍ ഇപ്പോഴും ദ്രവ്യം വിജയിക്കുകുകയും അതിനാല്‍ പ്രപഞ്ച വികാസത്തിന്റെ നിരക്ക് കുറഞ്ഞു വരികയും ചെയ്തിരുന്നു. പക്ഷെ പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചതോടെ കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ സാന്ദ്രത ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയെ മറികടക്കുകയും തത്ഫലമായി പ്രപഞ്ചം ത്വരണത്തോടെ വികസിക്കുകയും ചെയ്തു. ഇപ്പോള്‍ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ മൊത്ത ദ്രവ്യത്തില്‍ ഏകദേശം 73 %കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കവും ബാക്കി 27 % സാധാരണ ദ്രവ്യവും (ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്ററും കൂടി ഉള്‍പ്പെട്ട) സംഭാവന ചെയ്യുന്നു എന്ന് നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ വ്യക്തമാക്കുന്നു.

വാസ്തവത്തില്‍ കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കം എന്നത് ശ്യാമ ഊര്‍ജം എന്നയൊരു ഊര്‍ജ മണ്ഡലത്തിന്റെ ഒരു പ്രത്യേക ഉപവിഭാഗം ആണ്. മുകളിലത്തെ ഖണ്ടികകളില്‍ കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കം എന്ന് ആവര്‍ത്തിച്ചു ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും അത് ഒരു ശ്യാമ ഊര്‍ജ്യമാണോ (ഡാര്‍ക്ക്‌ എനര്‍ജി) അതോ കൊസ്മോലോജിക്കള്‍ സ്ഥിരാങ്കം തന്നെയാണോ എന്ന് ഇപ്പോഴും വളെരെ വ്യക്തമല്ല. ശ്യാമ ഊര്‍ജത്തിന്റെ പ്രത്യേകസ്വഭാവം അവയുടെ ഋണമര്‍ദം ആണ്. പക്ഷെ പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുമ്പോള്‍ ഇവയുടെ ഊര്‍ജ മണ്ഡലത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ചെറിയ രീതിയില്‍ വ്യത്യാസം സംഭവിക്കാം. അതെ സമയം കൊസ്മോലോജിക്കള്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ സാന്ദ്രത വ്യത്യാസപെടുന്നില്ല. അതിനാലാണ് കോസ്മോളജിക്കല്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തെ ശ്യാമഊര്‍ജത്തിന്റെ ഉപവിഭാഗമായി കണക്കാക്കുന്നത്. ശ്യാമ ഊര്‍ജത്തിന്റെ പല വകഭേദങ്ങളും മുന്‍പോട്ടു വക്കപെട്ടിടുണ്ട്. ക്വിന്റസ്സെന്‍സ് (quintessence ), ഫാന്റം ഊര്‍ജം തുടങ്ങിയ പേരുകളില്‍ അവ അറിയപ്പെടുന്നു. ഭാവിയിലെ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ക്ക് മാത്രമേ അതിന്റെ ശരിയായ സ്വഭാവം വ്യക്തമാക്കുവാന്‍ സാധിക്കുകയുള്ളൂ. ഈ നിരീക്ഷണങ്ങളെല്ലാം തന്നെ ശ്യാമ ഊര്‍ജത്തിന്റെ സാന്നിധ്യവും പിണ്ട-മര്‍ദ ബന്ധവും കിറുകൃത്യമായി മനസിലാക്കുവാന്‍ സഹായിക്കുന്നതാണ്. പക്ഷെ ഇതിലെല്ലാം ഉപരിയായി ശ്യാമ ഊര്‍ജത്തിന്റെ സൂക്ഷ്മ തലത്തിലുള്ള സ്വഭാവം മനസിലാക്കേണ്ടിയിരിക്കുന്നു. നാം കാണുന്ന ദ്രവ്യം വിവിധ കണങ്ങളാല്‍ നിര്‍മിതമാണ് എന്ന് നമുക്ക് ഇന്ന് അറിയാവുന്നത് പോലെ ശ്യാമഊര്‍ജവും എന്ത് കൊണ്ട് ഉണ്ടാക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്ന് അറിയേണ്ടിയിരിക്കുന്നു. അതിനായി ശ്യാമഊര്‍ജത്തെ ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിലെ ക്ഷേത്രസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ (Field Theory) പരിധിയില്‍ കൊണ്ട് വരേണ്ടത് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. വേറൊരു തരത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ശ്യാമ ഊര്‍ജം വിശദീകരിക്കുവാന്‍ ഏതു തരത്തിലുള്ള ക്ഷേത്രത്തിനു (Field) കഴിയും എന്ന് മനസിലാക്കേണ്ടിയിരിക്കുന്നു. സൈദ്ധാന്തികതലത്തില്‍ ഊര്‍ജിതമായ ഗവേഷണം നടക്കുന്ന ഒരു മേഖലയാണിത്. ശ്യാമഊര്‍ജത്തെ വിശദീകരിക്കുവാന്‍ ഇത്തരത്തില്‍ നിരവധി ക്ഷേത്ര മാതൃകകള്‍ മുന്നോട്ടു വയ്ക്കപെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഈ കൂട്ടത്തില്‍ ശരിയായതിനെ തിരഞ്ഞെടുക്കുവാന്‍ ഭാവിയിലെ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ക്ക് മാത്രമേ സാധിക്കൂ.

ശ്യാമ ഊര്‍ജത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം നിമിത്തം പ്രപഞ്ച വികാസ നിരക്ക് വര്‍ത്തിക്കുന്നതിന്റെ ഒരു ചിത്രീകരണം.

പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യ സാന്ദ്രത

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്വരഗതിയിലുള്ള ഈ വികാസത്തെ ശ്യാമദ്രവ്യത്തിന്റെ സഹായമില്ലാതെ വിശദമാക്കാന്‍ ശാസ്ത്രലോകം മറ്റു പല സിദ്ധാന്തങ്ങളും മുന്‍പോട്ടു വച്ചിരുന്നു. അക്കൂട്ടത്തില്‍ പെടുന്ന കുമിള സിദ്ധാന്തം നിരീക്ഷങ്ങളാല്‍ തള്ളിക്കളഞ്ഞത് ഈ വര്‍ഷമാണ്‌. അതിനെ പറ്റി വായിക്കുവാന്‍ ഇവിടെ ഞെക്കുക. കുമിളാ സിദ്ധാന്തം പോലെ മുഖ്യധാരയിലുള്ള മറ്റൊരു സ്ഥാനാര്‍ഥിയാണ് f(R) ഗുരുത്വ സിദ്ധാന്തം. ഇത് ശരിയെങ്കില്‍ പൊതു ആപേക്ഷികത വാദത്തില്‍ തിരുത്തലുകള്‍ ആവശ്യമായി വരും. ഈ പദ്ധതിക്ക് അതിന്റേതായ പല പോരായ്മകള്‍ ഉണ്ടെങ്കിലും ഇപ്പോഴും പൂര്‍ണമായും ഉപേക്ഷിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല. എന്തൊക്കെയാണെങ്കിലും വര്‍ദ്ധിതവേഗതോടെയുള്ള പ്രപഞ്ചവികാസം വിശദമാക്കുവാന്‍ വിപ്ലവകരമായ ഒരു കാരണത്തിന് മാത്രമേ സാധിക്കുകയുള്ളൂ. അവസാനമായി എടുത്തു പറയേണ്ട ഒരു കാര്യം, വിവിധ ഗാലക്സികള്‍ ഈ വിധത്തില്‍ അകന്നു പോകുന്നുണ്ടെങ്കിലും ഒരു ഗാലക്സിക്കുള്ളിലെ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ പരസ്പരം അകന്നു പോകുന്നില്ല എന്നതാണ്. ഇത് ഓരോ ഗാലക്സിയും ഗുരുത്വാകര്‍ഷനത്താല്‍ സ്വയ ബന്ധിതം (self bounded) ആയതിനാലാണ്. നാം ജീവിക്കുന്ന സൌരയൂധവും ഈ വിധത്തില്‍ ഒരു സ്വയ ബന്ധിത വ്യൂഹമാണ്. പക്ഷെ വിദൂരതയിലുള്ള രണ്ടു ഗാലക്സികള്‍ തമ്മില് ശക്തമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം ഇല്ലാത്തതിനാല്‍ പ്രപഞ്ച വികാസത്തിനോപ്പം അവ പരസ്പരം അകന്നു പോകുന്നു.

പ്രകാശ വേഗം

ചില കണങ്ങള്‍ പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നതായി  ചില ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ സംശയം പ്രകടിപ്പിച്ചത്   ഇതിനോടകം എല്ലാവരും കേട്ടിരിക്കും. ലാര്‍ജ് ഹട്രോണ്‍ കോളയിടര്‍ നടത്തിപ്പോരുന്ന സേണ്‍ (CERN) എന്ന സ്ഥാപനത്തിലെ ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ ആണ് ഈ ഗവേഷണ  ഫലം പുറത്തു വിട്ടിരിക്കുന്നത്. OPERA  എന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ഈ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ CERN -ല്‍ നിന്നും  മ്യുയോണ്‍  ന്യൂട്രിനോകള്‍ (muon neutrino) എന്നറിയപ്പെടുന്ന കണങ്ങളെ 740 കിലോമീറ്റര്‍ അകലെ ഇറ്റലിയിലെ ഗ്രാന്‍ സാസ്സോ ഭൂഗര്‍ഭ ലബോറട്ടറിയില്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള ഡിടക്ടറിലേക്ക്  പ്രവഹിപ്പിച്ചു. ഈ ദൂരം സഞ്ചരിക്കുവാന്‍ മ്യുയോണ്‍  ന്യൂട്രിനോകള്‍ക്ക്  പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ ഏകദേശം 60 നാനോ സെക്കന്റുകള്‍ (സെക്കന്റിന്റെ പത്തു കോടിയില്‍ ഒരംശം) കുറച്ചു മാത്രമേ വേണ്ടി വന്നുള്ളൂ. അതായത് ഈ ന്യൂട്രിനോകള്‍ ഒരു സെക്കന്റില്‍ പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ ഏകദേശം 7500 മീറ്ററുകള്‍ അധികം സഞ്ചരിക്കുന്നു. രണ്ടായിരത്തി ഒന്‍പതു മുതല്‍ മൂന്നു വര്‍ഷം നടത്തിയ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങള്‍ ആണ് ഇപ്പോള്‍ പുറത്തു വന്നിരിക്കുന്നത്. OPERA പരീക്ഷണത്തെ കുറിച്ചുള്ള കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ ഇവിടെ ലഭിക്കും. ഇന്നേ വരെ നടത്തിയിട്ടുള്ള ഒരു പരീക്ഷണത്തിലും പ്രകാശത്തേക്കാള്‍  വേഗതയില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു കണതെയും കണ്ടെത്തുവാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.

OPERA പരീക്ഷണ ഫലം ശരിയാണോ എന്നറിയുവാന്‍ മറ്റു പല സ്വതന്ത്ര പരീക്ഷണങ്ങളും ആവശ്യമാണ്. കാരണം പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയെ ആശ്രയിച്ചാണ്‌ ഐയിന്സ്ടയിന്‍ സ്പെഷ്യല്‍ റിലേറ്റിവിറ്റി   ആവിഷ്കരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന പ്രമാണം പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത എല്ലാ നിരീക്ഷകര്‍ക്കും ഒരു പോലെ ആണെന്നതാണ്. ന്യൂട്ടോനിയന്‍ (Newtonian ) ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തിനു വിശദീകരിക്കുവാന്‍ കഴിയാത്ത പല ഭൌതിക പ്രതിഭാസങ്ങളേയും കൃത്യമായി വിശദീകരിച്ചതിലൂടെ സ്പെഷ്യല്‍ റിലേറ്റിവിറ്റിയും അതിനു വേണ്ടി ഐയിന്സ്ടയിന്‍ ഉപയോഗിച്ച അടിസ്ഥാനതത്ത്വങ്ങളും പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു. ഒരു വസ്തുവിനും  പ്രകാശ വേഗതയില്‍ കൂടുതല്‍ സഞ്ചരിക്കുവാന്‍ കഴിയില്ല ഏന്നതും പിണ്ട്ടമുള്ള പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ പ്രകാശതെക്കാളും താഴ്ന്ന വേഗതയിലെ സഞ്ചരിക്കൂ എന്നതും ആപേക്ഷികത വാദത്തിന്റെ ഒരു കണ്ടെത്തലാണ്. ന്യുട്രീനോ ആന്തോളന പരീക്ഷണങ്ങള്‍ പ്രസ്തുത കണങ്ങള്‍ക്ക് ഒരു പിണ്ട്ടമുന്ടെന്നു വ്യക്തമാക്കിയിട്ടുണ്ട് . അതിനാല്‍ ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തം മൂലം പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടക്കാന്‍ ഈ കണങ്ങള്‍ക്ക് ആവില്ല. ഈ കണ്ടെത്തലിന്റെ നില നില്‍പ്പാണ് OPERA പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്.

ഈ പരീക്ഷണ ഫലം  ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടുന്നതിന് നിരവധി കാരണങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. ഇന്നോളം നടത്തിയിട്ടുള്ള ഒരു പരീക്ഷണത്തിലും പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന കണങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല എന്ന് മുകളില്‍ സൂചിപ്പിച്ചു. എന്നാല്‍ മറ്റൊരു പ്രധാപ്പെട്ട തെളിവ് ആയിരത്തി തൊള്ളായിരത്തി എണ്‍പത്തി ഏഴില്‍ ലാര്‍ജ് മെഗല്ലനിക് ക്ലൌഡ് എന്ന ഗ്യലക്സിയില്‍ ഉണ്ടായ SN 1987A  സൂപ്പര്‍ നോവ നിരീക്ഷിച്ചതിലൂടെ ആണ്. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ അവസാന ഘട്ടത്തില്‍ അവ പൊട്ടി തെറിക്കുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് സൂപ്പര്‍ നോവ എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. സുപ്പര്‍ നോവകള്‍ രണ്ടു തരത്തില്‍ ഉണ്ട്. അവയില്‍ SN 1987A  ഉള്‍പ്പെടുന്ന 'ടൈപ്പ് രണ്ട്' (Type II ) വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്ന സുപ്പര്‍ നോവകള്‍ ടൈപ്പ് ഒന്ന് വിഭാഗത്തേക്കാള്‍  കൂടുതല്‍ ന്യൂട്രിനോകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു. സൂപ്പര്‍ നോവകളിലെ  ന്യൂട്രിനോ ഉല്‍പ്പാദനത്തിന്  കാരണമായ പ്രതിഭാസം (ഷോക്ക്‌ തരംഗങ്ങള്‍) പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിന് അല്‍പ്പം മുന്‍പ് സംഭവിക്കുന്നു. (സൂപ്പര്‍ നോവകളെ കുറിച്ച് മറ്റൊരു ലേഖനത്തില്‍ വിശദീകരിക്കാം) അതായത് സൂപ്പര്‍ നോവകളില്‍ നിന്നും ആദ്യം ഉത്ഭവിക്കുന്നത് ന്യൂട്രിനോകള്‍ ആണ്.  SN 1987A ലേക്കുള്ള ദൂരം ഏകദേശം അന്‍പത് കിലോ പാര്‍ സെക് ആണ്. അപ്പോള്‍ ന്യൂട്രിനോകളുടെ വേഗത പ്രകാശത്തിനു തുല്യമായാല്‍ പോലും സൂപ്പര്‍ നോവയില്‍ നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശത്തിനു ഏകദേശം ഒരു വര്‍ഷം മുന്നേ എങ്കിലും ന്യൂട്രിനോകള്‍ ഭൂമിയില്‍ എത്തിച്ചേരും. എന്നാല്‍ ജപ്പാനിലെ കാമിയോകാ ഒബസര്‍വേറ്ററിയില്‍  നടത്തിയ നിരീക്ഷണത്തില്‍  ന്യൂട്രിനോകളുടെ സാനിദ്ധ്യം കണ്ടെത്തുകയും അവയും പ്രകാശവും  ഭൂമിയില്‍ എത്തിച്ചേര്‍ന്നത് ഏകദേശം ഒരേ സമയത്താണ് എന്ന്  മനസിലാകുകയും ചെയ്തു. ഇതില്‍ നിന്നും ന്യൂട്രിനോകളുടെ വേഗത പ്രകാശത്തിനെക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ അല്ല എന്ന അനുമാനത്തില്‍ എത്തിച്ചേരുകയും ചെയ്തു. എന്നിരുന്നാലും ഭൌതിക സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പ്‌  തെളിയിക്കപ്പെടെണ്ടത് പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ആയതിനാല്‍ OPERA പരീക്ഷണ ഫലം ഭൌതിക ശാസ്ത്ര ലോകം വളരെ ഗൌരവത്തോടെ ആണ് വീക്ഷിക്കുന്നത്. OPERA പരീക്ഷണ ഫലം ശരിയാണെന്ന് തെളിഞ്ഞാലും അല്ലെങ്കിലും അത് ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തിനു വളരെ വലിയ  സംഭാവയാണ് നല്‍കുവാന്‍ പോകുന്നത്.

ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഗതി മാറ്റി വിടാന്‍ ഒരുപക്ഷെ കാരണമായേക്കാവുന്ന ഈ പ്രശ്നത്തിന് ശാസ്ത്രലോകം ഇപ്പോള്‍ തന്നെ ഒരുപാട് ഉത്തരങ്ങള്‍ മുന്‍പോട്ടു വച്ചിട്ടുണ്ട്. ശാസ്ത്രലോകത്തിലെ ഏറിയ പങ്കും വിശ്വസിക്കുന്നത് OPERA പരീക്ഷണഫലങ്ങളില്‍ തെറ്റുകള്‍ കടന്നു കൂടിയിട്ടുണ്ട് എന്നാണ്. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ ആ തെറ്റുകള്‍ കണ്ടെത്തേണ്ടിയിരിക്കുന്നു. മറ്റൊരു പരിഹാരം ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു അടിസ്ഥാന തത്വം പരിഷകരിക്കുക എന്നതാണ്. ഇതിന്‍ പ്രകാരം പ്രകാശത്തെക്കാള്‍ അധികമായ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഏതോ ഒരു കണത്തിന്റെ വേഗത എല്ലാ നിരീക്ഷകര്‍ക്കും ഒരു പോലെയാണ് എന്നയൊരു അടിസ്ഥാന പ്രമാണം ഉപയോഗിച്ച് ആപേക്ഷികത വാദം രൂപപെടുത്തുക എന്നതാണ്. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ പ്രകാശവും ന്യുട്രീനോയും മറ്റും  ഈ കണികയെക്കള്‍ സാവധാനത്തിലാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത് എന്ന് സ്വാഭാവികമായി ഉരിത്തിരിയും. പക്ഷെ ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പല പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളും അതോടെ വിശദീകരിക്കാന്‍ പറ്റാതെ വരും. സ്ഥാന നിര്‍ണയത്തിന് മൊബൈലില്‍ മറ്റും ഉപയോഗിക്കുന്ന GPS സംവിധാനം അങ്ങനെയെങ്കില്‍ ഒരിക്കലും കൃത്യമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയില്ലായിരുന്നു. ഇതൊന്നുമല്ല കാരണം, മറിച്ച് ന്യുട്രീനോകള്‍ പുതിയൊരു സ്ഥല മാനത്തിലൂടെ(space dimension ) സഞ്ചരിച്ചു ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്ത് എത്തുന്നു എന്നും ഒരു വാദഗതിയുണ്ട്. ഇത് ഒരു പന്തിന്റെ ഒരു ബിന്ദുവില്‍ നിന്ന് മറ്റൊരു ബിന്ദുവില്‍ എത്തുവാന്‍ അതിന്റെ പ്രതലത്തിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നതിനു പകരം അതിന്റെ ഉള്ളിലൂടെ (ഒരു ടണല്‍ വഴി പോകുന്നത് പോലെ ) പോയാല്‍ കുറച്ചു ദൂരം മതി എന്നത് പോലെയാണ്. പക്ഷെ ഇതിനും വ്യക്തമായ സൈദ്ധാന്തിക പിന്തുണ ഇല്ല. ഇതൊന്നുമല്ല നുട്രീനോകള്‍ പ്രകാശത്തെക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ ചലിക്കുന്ന ടാക്കിയോനുകള്‍ ആണെന്ന വാദവും വളെരെ നേരത്തെ തന്നെ ഉന്നയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്‌. വിഖ്യാത മലയാളീ ശാസ്ത്രഞ്ജന്‍ ആയ ഇ സി ജി സുദര്‍ശന്‍ ആണ് ടാക്കിയോനുകളുടെ അസ്ഥിത്വം ആദ്യമായി പ്രവചിച്ചത്. ഇത് ശരിയെങ്കില്‍ ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തില്‍ മാറ്റത്തിന്റെ ഒരു കൊടുംകാറ്റു പ്രതീക്ഷിക്കാവുന്നതാണ്. ഇതിനോടൊപ്പം തന്നെ ആപേക്ഷികത വാദം മാറ്റങ്ങള്‍ക്കു വിധേയമാക്കണം എന്നതിന്റെ സൂചനയാണ് ഈ പരീക്ഷണം എന്നും കരുതുന്നവര്‍ ഉണ്ട്. ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തില്‍ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങളില്‍ മാറ്റം വരുത്തിയാലെ ഇതിനു സാധിക്കുകയുള്ളൂ.


ചുരുക്കത്തില്‍ OPERA പരീക്ഷണം ഭൌതിക ശാസ്ത്രത്തെ ശക്തമായ ധര്‍മ സങ്കടത്തില്‍ എത്തിച്ചിരിക്കുകയാണ്. ഇതിനെ സാധൂകരിക്കുവാന്‍/തള്ളിക്കളയുവാന്‍ അമേരിക്കയിലെ ഫെര്‍മി ലാബും കൂടുതല്‍ പരീക്ഷണങ്ങളിലേക്ക് കടക്കുകയാണ്. കൂടുതല്‍ ഫലങ്ങള്‍ പുറത്തു വരുവാന്‍ ഏകദേശം 2012 വരെ കാത്തിരിക്കേണ്ടി വരും. അതിനായി ആകാംഷയോടെ കാത്തിരിക്കുകയാണ് ഭൌതിക ശാസ്ത്ര ലോകം.

ആപേക്ഷികതാ വാദം വീണ്ടും അതിജീവിക്കപ്പെട്ടു.

ഐയ്ന്‍സ്ടീന്‍ ശരിയാണെന്ന് വീണ്ടും തെളിഞ്ഞിരിക്കുന്നു. നാസയുടെ ഗ്രാവിടി പ്രോബ് ബി ഉപഗ്രഹം ഐന്‍സ്ടീന്റെ പൊതു ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ രണ്ടു പ്രവചനങ്ങളെ ശരി വച്ചു. ഭൂമിക്കു ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലകാലത്തിന്റെ വക്രതയും ഭൂഭ്രമണം മൂലം ഈ വക്രതയില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനവും ഐന്‍സ്ടീന്റെ സിദ്ധാന്തം അണുവിട തെറ്റാതെ പ്രവചിക്കുന്നു എന്നാണ് പ്രസ്തുത ഉപഗ്രഹത്തിലെ "പമ്പര " പരീക്ഷണങ്ങള്‍ തെളിയിച്ചത്. ഇതോടെ കഴിഞ്ഞ 96 വര്‍ഷങ്ങളില്‍ നടന്ന എല്ലാ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷനങ്ങളെയും അതിജീവിക്കാന്‍ പൊതു ആപേക്ഷികത വാദത്തിനു കഴിഞ്ഞു.

1915 ഇല് ഐന്‍സ്റീന്‍ തന്റെ വിഖ്യാദമായ പൊതു ആപേക്ഷികത വാദം ഉപയോഗിച്ച് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തെ വിശദീകരിക്കുമ്പോള്‍ അതിനെ സാധൂകരിക്കുന്ന നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ കാര്യമായി ഒന്നുമില്ലായിരുന്നു. ഗുരുത്വ ബലം എന്നൊന്നില്ല , മറിച്ചു സ്ഥല -സ്ഥല ചതുര്മാനങ്ങളും പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ പിണ്ട്ട-ആക്കങ്ങളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവര്തനതെയാണ് നാം ഗുരുത്വമായി കാണുന്നത് എന്നാണ് ഈ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ ഐന്‍സ്റീന്‍ മുന്‍പോട്ടു വച്ചത്. ലളിതമായി പറഞ്ഞാല്‍ പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ പിണ്ഡം അതിനു ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥല-കാലത്തെ രൂപാന്തരപെടുതുന്നു അഥവാ വളക്കുന്നു.പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ പ്രവേഗവും സ്ഥല കാലങ്ങളുടെ വളവിനെ സ്വാധീനിക്കുന്നു. ഈ വളഞ്ഞ സ്ഥല കാലത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന മറ്റൊരു വസ്തുവകട്ടെ നേര് രേഖക്ക് പകരം ഒരു വളഞ്ഞ വഴിയില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസമാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം. ഉദാഹരണത്തിന് ഭൂമിയുടെ പിണ്ഡം അതിനു ചുറ്റുമുള്ള സ്ഥലത്തെ വളച്ചു നിര്ത്തുന്നു. ഭൂമിക്കു ചുറ്റും സഞ്ചരിക്കുന്ന ചന്ദ്രന് അതിനാല്‍ ഒരു 'വളഞ്ഞ വഴി' പിന്തുടരേണ്ടി വരുന്നു. അതിന്റെ ഫലമായി ചന്ദ്രന്‍ ഭൂമിയെ ഭ്രമണം ചെയ്യുന്നു. ഈ ഉത്കൃഷ്ട ആശയത്തെ വിശ്രുത ശാസ്ത്രകാരന്‍ ജോണ്‍ വീലെര്‍ അവതരിപ്പിക്കുന്നത്‌ ഇപ്രകാരമാണ് -"പദാര്‍ത്ഥം സ്ഥല കാലങ്ങളോട് എങ്ങനെ വളയണം എന്ന് പറയുന്നു. സ്ഥല കാലങ്ങള്‍ പടര്തതോട് എങ്ങനെ സഞ്ചരിക്കണം എന്നും."

പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം ന്യൂട്ടണ്‍ന്റെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ സിദ്ധാന്തത്തെ അപേക്ഷിച്ച് വിഭിന്നമായ പല പ്രവചനങ്ങളും നടത്തുന്നു. പൊതു ആപേക്ഷികത വാദം ശരിയാണ് എന്ന് തെളിയിക്കാന്‍ ഉള്ള മാര്‍ഗം ഈ പ്രവചനങ്ങള്‍ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ശരി വക്കുക എന്നതാണ്.ഐന്‍സ്റീന്‍ തന്റെ സിദ്ധാന്തം മുന്‍പോട്ടു വക്കുമ്പോള്‍ തന്നെ അതിനു ബുധ ഗ്രഹത്തിന്റെ സൂര്യനെ ചുറ്റിയുള്ള ഭ്രമണ പാതയില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനം കൃത്യമായി പ്രവചിക്കാന്‍ (ന്യൂട്ടണ്‍ ന്റെ സിദ്ധാന്തത്തിനു അത് സാധിച്ചിരുന്നില്ല.) കഴിഞ്ഞിരുന്നു. പിന്നീടു 1919 ഇല സൂര്യന് ചുറ്റും സഞ്ചരിക്കുന്ന പ്രകാശ കിരണങ്ങള്‍ സ്ഥല കല വക്രത നിമിത്തം വളയും എന്ന ആപേക്ഷികത വാദത്തിന്റെ പ്രവചനം നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടു. പിന്നീടു ആപേക്ഷികത വാദത്തിന്റെ മഹത്തായ പ്രവച്ചനമായ 'പ്രപഞ്ച വികാസം' 1929 ഇല് എഡ്വിന്‍ ഹബിള്‍ നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ തെളിയിച്ചു. ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ മറ്റൊരു പ്രവചനമായ 'പ്രകാശത്തിന്റെ ചുവപ്പ് നീക്കം' 1925 ഇല നിരീക്ഷനതിലൂടെയും 1959 ഇല് പരീക്ഷനതിലൂടെയും തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. പൊതു ആപേക്ഷികത വാദത്തിന്റെ മറ്റു രണ്ടു മഹാ പ്രവചനങ്ങള്‍ ആയ തമോദ്വാരങ്ങളും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗംകളും നേരിട്ടല്ലതെയുള്ള നിരീക്ഷനങ്ങലാല്‍ സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട് ( ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗംകള്‍ക്ക് അതി ശക്തമായ

തെളിവുകള്‍ ആണുള്ളത്.)

ഈ വിധത്തിലുള്ള വിവിധ തെളിവുകളുടെ ഗണത്തിലെ ഏറ്റവും പുതിയ അംഗങ്ങളാണ് ഗ്രാവിടി പ്രോബ് ബി ഉപഗ്രഹ പരീക്ഷണങ്ങള്‍. ഈ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ സ്ഥല കാലത്തിന്റെ വക്രത മൂലമുണ്ടാകുന്ന രണ്ടു പ്രതിഭാസങ്ങളെ - 'ജിയോടെറ്റിക് പ്രതിഭാസവും' 'ഫ്രെയിം ഡ്രാഗിംഗ് ' പ്രതിഭാസവും - ശരി വച്ചിരിക്കുന്നു. ഇവിടെ ആദ്യത്തേത് 1916 ഇല് ഡി സിറ്ററും രണ്ടാമതെത് 1918 ഇല് ജോസഫ്‌ ലെന്‍സും ഹാന്‍സ്‌ തിയറിങ്ങും ചേര്‍ന്നുമാണ് കണ്ടെത്തിയത് . ഈ രണ്ടു പ്രതിഭാസങ്ങളും സ്ഥല കാല വക്രതിയില്‍ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കുമെങ്കിലും, ഇവ അവയുടെ ഉദ്ഭവത്തിലും പ്രവച്ചനങ്ങളിലും വ്യത്യാസപെട്ടിരിക്കുന്നു. ഇതില്‍ ജിയോടെറ്റിക് പ്രതിഭാസം ഒരു കേന്ദ്ര പിണ്ഡത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം കൊണ്ടാണ് സംഭവിക്കുന്നതെങ്കില്‍ ഫ്രെയിം ഡ്രാഗിംഗ് പ്രതിഭാസം കേന്ദ്ര പിണ്ഡത്തിന്റെ കറക്കം കൊണ്ടാണ് ഉണ്ടാകുന്നതു. രണ്ടു പ്രതിഭാസങ്ങളും പൊതുവേ സങ്കീര്‍ണം ആയതിനാല്‍ അവയുടെ ഒരു പ്രധാന പ്രവചനം മാത്രമേ ഈ ലേഖനത്തില്‍ വിശദമാക്കുകയുള്ളൂ. ജിയോടെട്ടിക് പ്രതിഭാസമാനുസരിച്ചു സ്വയം കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന് , ആ വസ്തു മറ്റൊരു കേന്ദ്ര പിണ്ട്ടതിനു ചുറ്റും വലയം ചെയ്യുകയാണെങ്കില്‍ , തുടര്‍ച്ചയായി ദിശ വ്യതിയാനം സംഭവിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന് ഭൂമി സൂര്യനെ വലയം വയ്ക്കുന്നതിനോടൊപ്പം സ്വയവും കറങ്ങുന്നുണ്ട്. പൊതു ആപേക്ഷികത വാദം അനുസരിച്ച് സൂര്യന്റെ സാന്നിധ്യം കൊണ്ട് ഭൂമിയുടെ ഈ സ്വയം കറക്കത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ദിശ തുടര്‍ച്ചയായി മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കും. ഇത് നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ സ്ഥിരീകരിക്കപെട്ടിട്ടുള്ള ഈ പ്രതിഭാസം ആപേക്ഷികത വാദത്തിന്റെ തെളിവായി കണക്കാക്കപെടുന്നു. ഇനി ഫ്രെയിം ഡ്രാഗിംഗ് പ്രതിഭാസമാനുസരിച്ചു മേല്‍ പറഞ്ഞ കേന്ദ്ര പിണ്ട്ടം (ഇവിടെ സൂര്യന്‍ ) സ്വയം ഭ്രമണം ചെയ്യുകയാണെങ്കില്‍ അത് അതിനെ വലയം ചെയ്യുന്ന സ്വയം ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുവിന്റെ (ഇവിടെ ഭൂമി ) അച്ചുതണ്ടിന് കൂടുതലായി ഒരു ദിശാവ്യതിയാനം വരുത്തും . പ്രായോഗികമായി സൂര്യനും ഭൂമിയും അടങ്ങുന്ന വ്യൂഹത്തില്‍ ഈ പ്രതിഭാസം വളരെ ദുര്‍ബലമായെ സ്വാധീനിക്കുന്നുള്ളൂ. അതിനാല്‍ തന്നെ നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ അത് കണ്ടെത്തുക പ്രായോഗികമല്ല. ചുരുക്കത്തില്‍ ഈ രണ്ടു പ്രതിഭാസങ്ങളും കറങ്ങുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ദിശ തുടര്‍ച്ചയായി മാറ്റിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഇതില്‍ ഫ്രെയിം ഡ്രാഗിംഗ് പ്രതിഭാസം ജിയോടെട്ടിക് പ്രതിഭാസതെക്കാള്‍ വളെരെ ദുര്‍ബലം ആണെന്ന് മാത്രം.

ഇനി ഭൂമിക്കു ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന ഒരു പമ്പരം സങ്കല്‍പ്പിക്കുക. മേല്പറഞ്ഞ ജിയോടെട്ടിക് ,ഫ്രെയിം ഡ്രാഗിംഗ് പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ ഈ പമ്പരത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ദിശക്ക് വ്യതിയാനം ഉണ്ടാക്കും. (നമ്മള്‍ തറയില്‍ കറക്കി വിടുന്ന ഒരു പമ്പരത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ദിശ മാറുന്നത് മേല്പറഞ്ഞ കാരണങ്ങള്‍ കൊണ്ടല്ല. ഒരു പമ്പരത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ട് ഘര്‍ഷനമില്ലാത്ത പ്രതലത്തിനു കൃത്യമായി ലംബമായി വരുന്ന പോലെ വച്ച് കറക്കി വിട്ടാല്‍ ന്യൂട്ടണ്‍ന്റെ നിയമങ്ങള്‍ അനുസരിച്ച് ആ പമ്പരം ദിശക്ക് യാതൊരു വ്യതിയാനവുമില്ലാതെ ഇപ്പോഴും കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കും). ഗ്രാവിടി പ്രോബ് ബി ഉപഗ്രഹത്തില്‍ ശാസ്ത്രഞ്ജന്മാര്‍ ഇത് പോലെയൊരു പമ്പരം കറക്കി വിട്ടിട്ടു അതിന്റെ ചലനം നിരീക്ഷിക്കുകയാണ് ചെയ്തത്. ഈ പമ്പരത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ട് ഒരു വിദൂര നക്ഷത്രത്തിന്റെ നേര്‍ക്ക്‌ ആയിരിക്കും. ശൂന്യാകാശത്ത് മറ്റു ബലങ്ങള്‍ ഇല്ലാത്തതിനാല്‍ ഇതിന്റെ ദിശക്ക് വ്യതിയാനം വരാന്‍ പാടില്ല. പക്ഷെ ഭൂമിയുടെ പിണ്ഡവും കറക്കവും നിമിത്തം സ്ഥല കാലത്തിനുള്ള വളവു ഈ പമ്പരത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന്റെ ദിശക്ക് തുടര്‍ച്ചയായി വ്യതിയാനം വരുത്തും. ഇത് ഐന്‍സ്റീന്‍ന്റെ ആപേക്ഷികത വാദം പ്രവചിക്കുന്ന അതെ അളവിലാണോ എന്നതാണ് ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ കണ്ടെത്താന്‍ ശ്രമിച്ചത്. വാസ്തവത്തില്‍ മേല്പറഞ്ഞ പരീക്ഷണം ആപേക്ഷികത വാദത്തെ ശരി വക്കുക തന്നെ ചെയ്തു. ജിയോടെട്ടിക് പ്രതിഭാസം മൂലമുള്ള ദിശാവ്യതിയാനം 2008 ഓടെ തന്നെ സ്ഥിരീകരിക്കപെട്ടു . പ്രസ്തുത വ്യൂഹത്തിലെ അനാവശ്യ ശബ്ദം നിമിത്തം ഫ്രെയിം ഡ്രാഗിംഗ് പ്രതിഭാസം സ്ഥിരീകരിക്കുക ദുഷ്കരമായിരുന്നു. എങ്കില്‍ കൂടെയും 2011 മെയ്‌ 4 ഓടെ ഫ്രെയിം ഡ്രാഗിംഗ് പ്രതിഭാസവും സ്ഥിരീകരിക്കപെട്ടു എന്ന് നാസ പ്രഖ്യാപിച്ചു . ശാസ്ത്രലോകത്തിനു വളരെ വളരെ വിപ്ലവകരമായ ഒരു നേട്ടമാണ് ഈ നിരീക്ഷണ ഫലങ്ങള്‍ . പ്രസ്തുത ഫലങ്ങള്‍ ഫിസിക്കല്‍ റിവ്യൂ ലെറ്റര്‍ ശാസ്ത്ര മാസികയില്‍ പ്രസിധീകരിക്കപെട്ടിട്ടുണ്ട് .

ഗ്രാവിടി പ്രോബെ ബി പരീക്ഷണത്തിന്‌ വേണ്ടി അത്യാധുനിക സാങ്കേതിക വിദ്യ ഉപയോഗിക്കേണ്ടി വന്നു. അതിശീത ഹീലിയത്തില്‍ മുക്കിയ നാല് പമ്പരങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ടു. ഈ പമ്പരങ്ങള്‍ ആവട്ടെ മനുഷ്യന്‍ ഇന്ന് വരെ നിര്മിച്ചതില്‍ ഏറ്റവും സമ്പൂര്‍ണമായ ഗോളങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണ് നിര്‍മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഈ പരീക്ഷണത്തിന്‌ വേണ്ടി വന്ന മനുഷ്യാധ്വാനത്തിന്റെ അളവ് അവിശ്വസനീയമാണ് . നൂറിലധികം വിദ്യാര്ധികളുടെ ഡോക്ടരെട്റ്റ് പ്രബന്ദങ്ങള്‍ ഈ പരീക്ഷണത്തെ ആസ്പദമാക്കിയായിരുന്നു. നോബല്‍ സമ്മാന ജേതാക്കലടക്കം നിരവധി ശാസ്ത്രഞ്ഞന്മാരും നൂറു കണക്കിന് ശാസ്ത്ര വിദ്യാര്ധികളും നിരവധി സ്കൂള്‍ കുട്ടികള്‍ വരെയും ഈ പരീക്ഷണത്തില്‍ പങ്കാളികളായി. ഒടുവിലായി ഈ കണ്ടെത്തെലുകള്‍ക്കു ചില വിമര്‍ശനങ്ങളും ഉണ്ടെന്നു പറഞ്ഞു കൊള്ളെട്ടെ. ഇതൊരു പഴയ കണ്ടെത്തെലാനെന്നും അതിലെ വിവരങ്ങള്‍ ആപേക്ഷികത വാദത്തിനു അനുയോജ്യമായ വിധത്തിലാക്കാന്‍ വിശദമായ് മാതൃകകള്‍ സൃഷ്ട്ടിക്കുകയായിരുന്നു എന്നും വാദഗതികള്‍ ഉണ്ട് . പരീക്ഷണങ്ങളിലെ ശബ്ദത്തിന്റെ അളവ് മറച്ചു വച്ചാണ് ഈ ഫലങ്ങള്‍ അവകാശപെടുന്നത് എന്നാണ് ഒരു കൂട്ടരുടെ വാദം.

പുതിയ കണികയും ഹിഗ്ഗ് ബോസോണും

അമേരിക്കയിലെ ഫെര്‍മി ലാബില്‍ നടത്തിയ കണിക പരീക്ഷണം ഒരു പുതിയ കണികയുടെ നിലനില്പ്പിലേക്ക് വിരല്‍ ചൂണ്ടുന്നതാണ്‌. ലാര്‍ജ് ഹട്രോണ്‍ കോളയിടറിനെ പോലെ മറ്റൊരു വലിയ particle accelerator ആയ  ടെവാട്രോന്‍ കോളയിടര്‍ (Tevatron Collider)  ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ കണ്ടെത്തല്‍ നടത്തിയിരിക്കുന്നത്. ഏകദേശം ആറര കിലോ മീറ്റര്‍ ചുറ്റളവുള്ള  ടെവാട്രോന്‍ കോളയിടറില്‍  പ്രോട്ടോണുകളെയും ആന്റി-പ്രോട്ടോണുകളെയും ആണ് കൂടിയിടിപ്പിക്കുന്നത്. 

കണികകളുടെ അംഗീകൃത ഭൌധിക ശാസ്ത്ര മോഡല്‍ (standard model of particle physics ) പ്രകാരം ഹിഗ്ഗ് ബോസോണ്‍ (Higg boson) എന്ന കണികയുടെ നിലനില്‍പ്പ്‌ പ്രവചിക്കുന്നുണ്ട്. ഈ സിദ്ധാന്ത പ്രകാരം ഹിഗ്ഗ് ബോസോനുകളുടെ പിണ്ഡം പ്രോടോനുകളുടെ പിണ്ടത്തേക്കാള്‍  ഏകദേശം 120 മുതല്‍ 200 വരെ  ഇരട്ടിയാണ്.  എന്നാല്‍ ഇന്നേ വരെ നടത്തിയിട്ടുള്ള ഒരു പരീക്ഷണങ്ങളിലും ഹിഗ്ഗ് ബോസോണിന്റെ നിലനില്‍പ്പ്‌ കണ്ടെത്തുവാന്‍ സാധിച്ചിട്ടില്ല. എന്നാല്‍ ഇപ്പോള്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷത്തില്‍ standard മോഡല്‍ പ്രവചിക്കുന്ന  പിണ്ടത്തേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ പിണ്ടമുള്ള ഒരു പുതിയ ഇനം കണികയെ ആണ് കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നത്. ഈ കണിക ഹിഗ്ഗ് ബോസോണുകളുടെ ഗണത്തില്‍ പെടുന്നതാണ് എന്നാണ് ഭൌധിക ശാസ്ത്ര സിദ്ധാന്തവാദികളുടെ അനുമാനം. കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ ഇവിടെ  ലഭിക്കും.

ഡാര്‍ക്ക്‌ എനര്‍ജിയും കോസ്മിക്‌ കുമിളാ സിദ്ധാന്തവും

പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഓരോ ഗ്യാലക്സിയും പരസ്പരം അകന്നു പൊയ്ക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഈ ത്വരണത്തിന് കാരണം ഡാര്‍ക്ക്‌ എനര്‍ജി എന്നാണ് പൊതുവേ ഉള്ള നിഗമനം. ഇതിനു കൂടുതല്‍ തെളിവുകള്‍ നല്‍കുകയാണ് ഹബിള്‍ ബഹിരാകാശ ദൂരദര്‍ശിനിയുടെ സഹായത്തോടെ നടത്തിയ ഒരു പഠനം. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഈ വികാസത്തെ നിര്‍ണയിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകത്തെ ഹബിള്‍ ഘടകം (Hubble parameter) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇതിന്റെ കൃത്യമായ മൂല്യം നിര്‍ണയിക്കുക എന്നത് വളരെ സങ്കീര്‍ണമാണ്. കോസ്മോളോജിയില്‍ (cosmology) ഹബിള്‍ ഘടകത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം വളരെ വലുതാണ്‌. ഇതിന്റെ മൂല്യം കൃത്യമായി കണക്കാക്കുന്നതിലൂടെ പല സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെയും നിലനില്‍പ്പ്‌  നമുക്ക്  പരിശോധിക്കുവാന്‍ കഴിയും. 'കിലോമീറ്റര്‍ പെര്‍ സെക്കന്റ്‌ പെര്‍ മെഗാ പാര്‍സെക്' (kpc/s/Mpc)  എന്ന ഏകകത്തില്‍ (unit) ആണ് ഇതു അളക്കുന്നത്. എഴുപതിനും എഴുപത്തി രണ്ടിനും മദ്ധ്യേ ആണ് ഇതിന്റെ മൂല്യം എന്ന് പല പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും മനസിലായിട്ടുണ്ട് എങ്കിലും അതിന്റെ കൃത്യതയില്‍ അവ്യക്തത  നിലനില്‍ക്കുന്നത് കാരണം പ്രപഞ്ച രൂപീകരണത്തെ പറ്റിയുള്ള പല സിദ്ധാന്തങ്ങളെയും പൂര്‍ണമായും തള്ളികളയുവാന്‍ കഴിയുകയില്ല.

ഡാര്‍ക്ക്‌ എനര്‍ജിക്ക് ബദലായി അവതിരിപ്പിച്ച ഒരു സിദ്ധാന്തമാണ്‌ കോസ്മിക്‌  കുമിളാ സിദ്ധാന്തം (cosmic bubble theory). ഈ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിലെ സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ ഭാഗങ്ങള്‍ (കുമിളകള്‍), സാന്ദ്രത കൂടിയ ഭാഗങ്ങളേക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ വികസിക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തില്‍ നമ്മുടെ ഗ്യാലക്സിയുടെ  സ്ഥാനം ഏകദേശം എട്ടു ബില്ല്യന്‍ പ്രകാശ വര്‍ഷം വ്യാസമുള്ള  വലിയൊരു ശൂന്യ സ്ഥലത്തിന്റെ ( പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ശരാശരി സാന്ദ്രതയെക്കാള്‍  വളരെ  കുറഞ്ഞ സ്ഥലം)(void) ഏകദേശം മദ്യഭാഗത്ത്  ആണെങ്കില്‍ അകലെയുള്ള ഗ്യാലക്സികള്‍ പരസ്പരം അകന്നു പോകുന്നത് നമ്മുടെ ഒരു മിഥ്യാബോധം (illusion )  മാത്രമാണെന്ന് വരും. അതായതു യഥാര്‍ഥത്തില്‍ ഗ്യാലക്സികള്‍ അകന്നു പോകുന്നില്ലെന്നും അപ്പോള്‍ ഡാര്‍ക്ക്‌ എനര്‍ജിയുടെ ആവശ്യം തന്നെ ഇല്ലെന്നും സമര്‍ഥിക്കാം. കുമിള സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് ഹബിള്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ മൂല്യം അറുപതു മുതല്‍ അറുപത്തഞ്ചു ആണ്. എന്നാല്‍ ഹബിള്‍ ഹബിള്‍ ദൂരദര്‍ശിനി ഉപയോഗിച്ചുള്ള പുതിയ പഠനത്തിലൂടെ ഹബിള്‍ സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ മൂല്യം 73.8 എന്ന് 3.3 ശതമാനം കൃത്യതയോടെ കണ്ടു പിടിച്ചു. ഇക്കാരണത്താല്‍  കുമിള സിദ്ധാന്തം പൂര്‍ണമായും തള്ളികളയുവാന്‍ സാധിക്കും. സുപ്പര്‍നോവ Ia, സീഫിഡ് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ (Cepheid) തുടങ്ങിയവയെ ഉപയോഗിച്ച്  ഗ്യാലക്സികളിലേക്കുള്ള  ദൂരം അളന്നതിലൂടെ ആണ്  പഠന സംഘം ഇതു സാധ്യമാക്കിയത്. സുപ്പര്‍നോവ Ia, സീഫിഡ് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവ ഉപയോഗിച്ച് എങ്ങനെ ദൂരം അളക്കാം എന്നതിനെ കുറിച്ച് മറ്റൊരും ലേഖനത്തില്‍ വിവരിക്കാം. മാത്രമല്ല സുപ്പര്‍നോവ Ia കോസ്മോളോജിയില്‍  എത്ര മാത്രം പ്രാധാന്യം അര്‍ഹിക്കുന്നു എന്നും അതില്‍ വിവരിക്കുന്നതാണ്.

(ഈ പോസ്റ്റ്‌ അല്‍പ്പം സാങ്കേതികത്വം കൂടിയ വിഷയത്തെ പ്രതിപാധിക്കുന്നതു കൊണ്ട് ആശയങ്ങളില്‍ അവ്യക്തത  ഉണ്ടായിട്ടുണ്ടെകില്‍ ദയവായി ഞങ്ങളെ അറിയിക്കുക)

സൂപ്പര്‍ ചന്ദ്രനും പ്രകൃതി ദുരന്തങ്ങളും

കഴിഞ്ഞ പതിനെട്ടു കൊല്ലത്തിനുള്ളില്‍ ചന്ദ്രന്‍ ഭൂമിയുമായി ഏറ്റവും അടുത്ത് വരുന്ന ദിവസം ആണ് മാര്‍ച്ച്‌ 19. ഈ ദിവസത്തെ ചന്ദ്രനെ ആണ് സൂപ്പര്‍ മൂണ്‍ (super moon) എന്ന് ഒരു ജ്യോതിഷി വിളിച്ചത് . ആ വാക്കിനു ശാസ്ത്രവുമായി യാതൊരു ബന്ധവുമില്ല. 'സൂപ്പര്‍ മൂണ്‍' ഭൂമിയില്‍ വലിയ പ്രകൃതി ദുരന്തങ്ങള്‍ക്ക് കാരണമാകും എന്നും അതിന്റെ ഉദാഹരണമാണ്‌ ജപ്പാനിലെ ഭൂകമ്പവും അതിനെ തുടര്‍ന്നുണ്ടായ സുനാമിയും എന്നാണ് 'ജ്യോതിഷ പണ്ഡിതന്മാര്‍'  (ജ്യോതിശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ അല്ല) പറഞ്ഞു പരത്തുന്നത്. ഇത്തരം ജ്യോതിശാസ്ത്ര പ്രതിഭാസങ്ങളെ 'ഭീകര രീതിയില്‍' ചിത്രീകരിച്ച് ശ്രദ്ധ പിടിച്ചു പറ്റുന്നവരും അത്തരം വാര്‍ത്തകളെ പൊടിപ്പും തൊങ്ങലും വച്ച് റിപ്പോര്‍ട്ട് ചെയ്യുന്ന മാധ്യമങ്ങളും  സാമാന്യ ജനങ്ങളെ പരിഭ്രാന്തരാക്കുക മാത്രമാണ് ചെയ്യുന്നത്.  അത് ഇപ്പോള്‍ ഇന്‍റര്‍നെറ്റില്‍ സജീവമായി ആളുകള്‍ കൈമാറി കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. 

ചന്ദ്രന്‍ ഭൂമിയുമായി അടുത്തുവരുമ്പോള്‍  അവ തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വകര്‍ഷണ ബലത്തില്‍ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുന്നു. ഇതിന്റെ ശക്തി സാധാരണ സമയത്തെക്കാള്‍ അല്‍പ്പം  കൂടി കൂടുതല്‍ ആയിരിക്കും. ഈ വ്യത്യാസം കടലിലും നദികളിലും സാധാരണ അനുഭവപ്പെടുന്നതിനെക്കാള്‍ അല്‍പ്പം കൂടി ശക്തിയേറിയ (വളരെ ചെറുത്) വേലിയേറ്റ/വേലിയിറക്കങ്ങള്‍ക്ക്  കാരണമാകും. എന്നാല്‍ ഗുരുത്വകര്‍ഷണ ബലത്തിലുള്ള ഈ വ്യത്യാസം ഭൂകമ്പങ്ങള്‍ക്ക് കാരണമാകുന്ന രീതിയില്‍ ഭൂമിയുടെ ഫലകങ്ങളുടെ ചലനത്തെ സ്വാധീനിക്കുവാന്‍  കഴിയുന്നതിനെക്കാള്‍ തീരെ ചെറുതാണ്. ഇനിയും ഇത്തരം ഭീതിപ്പെടുത്തുന്ന കെട്ടു കഥകള്‍ക്കെതിരെ കരുതിയിരിക്കുക.

ഏറ്റവും അകലെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഗ്യാലക്സി

അറിയപെട്ടിട്ടുള്ളതില്‍ വച്ച് ഏറ്റവും അകലെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഗ്യാലക്സി ഭൂമിയില്‍ നിന്നും ഏകദേശം 13.2 ബില്ല്യന്‍ വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു അകലെ ആണ്  സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്, അതായത്  പ്രപഞ്ചത്തിനു ഏകദേശം 500 മില്യണ്‍ മാത്രം പ്രായം ഉള്ളപ്പോള്‍. ഏവര്‍ക്കും ഇതിനോടകം പരിചിതമായ 'ഹബിള്‍' എന്ന ബഹിരാകാശ ദൂരദര്‍ശിനി ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ ഈ കണ്ടെത്തല്‍ നടത്തിയിരിക്കുന്നത്. ഈ പുതിയ ഗ്യലക്സിക്ക് ക്ഷീരപഥത്തിന്റെ ഏകദേശം ആറില്‍ ഒന്ന് വലുപ്പം മാത്രമേ ഉള്ളു. ഇത്തരം ചെറിയ ഗ്യാലക്സികള്‍ കൂട്ടിയിടിച്ചാണ് വലിയ ഗ്യാലക്സികള്‍ രൂപം കൊള്ളുന്നത് എന്ന സിദ്ധാന്തത്തിനു (hierarchical structure formation) ശക്തിയേകുന്ന കണ്ടെത്തല്‍ കൂടിയാണ് ഇതു. കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ 'നേച്ചര്‍' മാസികയില്‍ കഴിഞ്ഞ മാസം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. അത് സൗജന്യമായി ഇവിടെ ലഭ്യമാണ്. 

ഏറ്റവും അകലെ ഉള്ള ഗ്യാലക്സിയുടെ ചിത്രം. ഇതില്‍ വലിയ തോതില്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുന്ന പ്രവര്‍ത്തനം നടക്കുന്നത് കൊണ്ടാണ്  ഇവ  നീല നിറത്തില്‍ കാണപ്പെടുന്നത്

ഏറ്റവും അകലെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന, പ്രായമുള്ള ക്ലുസ്റെര്‍ ഓഫ് ഗ്യാലക്സി

ഇന്നേ വരെ അറിയപ്പെട്ടിട്ടുള്ളതില്‍ വച്ച് ഏറ്റവും അകലെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന, പ്രായമുള്ള ക്ലുസ്റെര്‍ ഓഫ് ഗ്യാലക്സിയെ കണ്ടെത്തി. ഈ ക്ലുസ്റെരിന്റെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത് ചുവപ്പ് നീക്കം (redshift) 2.07 ഇല്‍ ആണ്. അതായത് പ്രപഞ്ചത്തിനു ഏകദേശം മൂന്ന് ബില്ല്യന്‍ വയസു ഉള്ളപ്പോള്‍. CL J1449+0856  എന്നാണ് പുതിയ ക്ലുസ്ടറിനു നല്‍കിയിരിക്കുന്ന പേര്. കോസ്മോളോജിയില്‍ ഈ കണ്ടുപിടുത്തം വളരെ പ്രാധാന്യം അര്‍ഹിക്കുന്നു.  യുറോപ്യന്‍ സതേണ്‍ ഒബ്സര്‍വേറ്ററിക്ക് (ESO) കീഴിലുള്ള   വെരി ലാര്‍ജ് ടെലിസ്കോപ്പ് (VLT) ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ ഈ കണ്ടെത്തല്‍ നടത്തിയിരിക്കുന്നത്. പ്രായമുള്ള ക്ലുസ്റെര്‍ ആണോ എന്ന് മനസിലാക്കുവാന്‍ എക്സ് റേ ദൂരദര്‍ശിനി ഉപയോഗിച്ചുള്ള നിരീക്ഷണം ആവശ്യമാണ്. അതിനു വേണ്ടി XMM-ന്യൂട്ടണ്‍ എന്ന ബഹിരാകാശ എക്സ് റേ ദൂരദര്‍ശിനി ആണ് ഉപയോഗിച്ചത്. ക്ലുസ്റെര്‍ ഓഫ് ഗ്യാലക്സികളെ  കുറിച്ച് ഉടന്‍ തന്നെ ഒരു ലേഖനത്തിലൂടെ വിശദീകരിക്കുന്നതാണ്.  കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ ഇവിടെ ലഭ്യമാണ്. 

ചിത്രത്തില്‍ ചുവന്നു കാണപ്പെടുന്ന ഗ്യാലക്സികള്‍ ആണ് പുതിയ ക്ലുസ്ടരിന്റെ ഭാഗമായിട്ടുള്ളത്‌

ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്ററിനെ എങ്ങനെ 'കാണാം'? - ഭാഗം ഒന്ന്

ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്ററിനെ കുറിച്ച് മറ്റൊരു ലേഖനത്തില്‍ വിവരിച്ചിരുന്നുവല്ലോ. ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റെറിന്റെ നിലനിപ്പിനെ സാധൂകരിക്കുവാന്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെയോ ഗ്യാലക്സികലുടെയോ ചലനങ്ങള്‍ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിലൂടെ എങ്ങിനെ കഴിയും എന്നും വിശദീകരിചിരുന്നുവല്ലോ. എന്നാല്‍ ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റെറിന്റെ നേരിട്ട് 'കാണുവാന്‍' കഴിയുന്ന തരത്തിലേക്കുള്ള പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ജ്യോതി ശാസ്ത്രത്തില്‍ നടന്നു വരുകയാണ്. അത്തരം പരീക്ഷണങ്ങളെ കുറിച്ചാണ് ഈ ലേഖനത്തില്‍ വിശദീകരിക്കുവാന്‍ പോകുന്നത്.

ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റര്‍ ഏതു തരം കണികകള്‍ മൂലം ആണ് നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് എന്നതായിരുന്നു തുടക്കത്തിലെ ഉയര്‍ന്നു വന്ന ചോദ്യം. ന്യുട്രിനോകള്‍ ആയിരിക്കാം എന്ന് ചര്‍ച്ച ചെയ്യപ്പെട്ടെങ്കിലും പ്രപഞ്ചത്തിലെ മുഴുവന്‍ ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്ററും ന്യുട്രിനോകള്‍ ആയിരുന്നാല്‍ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഗ്യാലക്സികള്‍ ഉണ്ടാകുന്നതിനെ വിശദീകരിക്കുവാന്‍ ബുദ്ധിമുട്ടാകുന്നതായി കണ്ടെത്തി. അതില്‍ നിന്നും പ്രപഞ്ചത്തിലെ മുഴുവന്‍ ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്ററും ന്യുട്രിനോകള്‍ അല്ല എന്ന് അനുമാനിച്ചു. എന്നാല്‍ ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റര്‍ ഏതു കണികകള്‍ കൊണ്ട് നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിരുന്നാലും അവ മറ്റു കണികകളുമായി കൂടിയിടിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത വളരെ വളരെ കുറവാണു. വിമ്പ് (WIMP - weakly interacting massive particle) എന്ന ഗണത്തില്‍ വരുന്ന കണികകളാല്‍  ആണ് ഭൂരിഭാഗം ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റര്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് എന്നതാണ് ഇപ്പോള്‍ വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നത്. അത്തരം കണികകള്‍ നുട്രോണ്കളെക്കാള്‍ ഭാരമുള്ളതും സാവധാനം (പ്രകാശ വേഗത്തിന്റെ  ഏകദേശം ആയിരത്തില്‍ ഒന്ന്) സഞ്ചരിക്കുന്നതുമാണ് എന്ന് പല തെളിവുകളുടെയും അടിസ്ഥാനത്തില്‍ വിശ്വസിക്കുന്നു. ഇത്തരം കണികകളെയാണ് ജ്യോതി ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ 'ദൂര ദര്‍ശിനികളുടെ' സഹായത്തോടെ 'കാണുവാന്‍' ശ്രമിക്കുന്നത്.

എങ്ങനെയാണു ഇവയെ കാണുന്നത്? ഇവക്കു മറ്റു പദാര്‍ധങ്ങളുമായി interact ചെയ്യുവാന്‍ കഴിയാത്തത് കൊണ്ടും അവ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ സര്‍വവ്യാപിയായത് കൊണ്ടും അത്തരം കണികകള്‍ നമുക്ക് ചുറ്റും ഇപ്പോഴും ഉണ്ടായിരിക്കും. ഓരോ ചതുരശ്ര മീറ്റര്‍ സ്ഥലത്തുകൂടി ലക്ഷക്കണക്കിന്‌ 'വിമ്പു'കള്‍ ഓരോ നിമിഷവും കടന്നു പൊയ്ക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു കിലോഗ്രാം ഭാരമുള്ള ഏതെങ്കിലും ഒരു വസ്തുവിലെ ഒരു ആറ്റവുമായി, അവയില്‍ ഒരു 'വിമ്പ്' കണിക ഒരു ദിവസം ഒരു തവണ കൂടിയിടിക്കും എന്നാണ് ഏകദേശ കണക്ക്. അങ്ങനെ 'വിമ്പു'മായി കൂടിയിടിക്കപ്പെട്ട ആറ്റത്തിന്റെ ഉര്‍ജ്ജ്യ നിലക്ക് വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുന്നു. ഈ വ്യത്യാസം അളക്കുന്നതിലൂടെ നമുക്ക് ഡാര്‍ക്ക്‌ മറ്റെറിന്റെ നിലനില്‍പ്പും അവയുടെ സ്വഭാവവും മനസിലാക്കുവാന്‍ കഴിയും. ഇവിടെ "ഒരു കിലോഗ്രാം ഭാരമുള്ള വസ്തു"വിനെ നമ്മള്‍ 'ടിറെക്ടര്‍' (detector ) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന് 'ടിറെക്ടര്‍' ഒരു സിലികോന്‍ വസ്തു ആണെങ്കില്‍, ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്ററുമായി അത് 'പ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍' അവയില്‍ വൈദ്യുതി ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. അതിനെ നമ്മുക്ക് അളക്കുവാന്‍ കഴിയും. ഇങ്ങനെ ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന  വൈദ്യുതിയെ 'സിഗ്നല്‍' (signal ) എന്നും വിളിക്കുന്നു.

മുകളില്‍ വിവരിച്ച സാങ്കേതിക വിദ്യ വളരെ ലളിതമായി തോന്നാമെങ്കിലും അത് നടപ്പില്‍ വരുത്തുന്നത് വളരെ സങ്കീര്‍ണമായ ജോലിയാണ്. കാരണം നാം അളക്കുവാന്‍ പോകുന്നത് വിമ്പ് ദിവസം ഒരു ആറ്റവുമായി ഒരു തവണ മാത്രം കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോള്‍ ഉണ്ടാകുന്ന സിഗ്നലിനെ ആണ്. എന്നാല്‍ ഒരു ദിവസം ലക്ഷക്കണക്കിന്‌ മറ്റു കണികകള്‍ 'ടിറ്റക്റ്ററു'മായി കൂടിയിടിക്കുകയും സിഗ്നല്‍ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും. അതില്‍ നിന്നും വിമ്പ് ഉണ്ടാക്കിയ സിഗ്നല്‍ വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കുവാന്‍ കഴിയുകയില്ല. അപ്പോള്‍ എങ്ങനെയാണു ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റര്‍ ഉണ്ടാക്കിയ സിഗ്നല്‍ അളക്കുക?

മുകളിലെ പ്രശ്നത്തിനു  ഒരേ ഒരു വഴി മാത്രമേ ഉള്ളു. ടിട്ടെക്ടരില്‍ മറ്റു കണികകള്‍ വീഴുന്നത് തടയുക. അതിനു വേണ്ടി പലതരം കവചങ്ങള്‍ കണ്ടുപിടിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നാല്‍ കോസ്മിക്‌ കിരണങ്ങളെ തടയുവാന്‍ അവയ്ക്ക് ആവുകയില്ല. കോസ്മിക് കിരണങ്ങള്‍ ചെന്ന് ചേരാത്ത സ്ഥലങ്ങള്‍ ഭൂമില്‍ ഉണ്ടെകില്‍ അത്തരം സ്ഥലങ്ങള്‍ ആണ് ഡാര്‍ക്ക്‌ മറ്റെരിനെ കണ്ടുപിടിക്കുവാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങള്‍ സ്ഥാപിക്കുവാന്‍ നല്ലത്. ഭൂമിക്കടിയില്‍ ആയിരം മീറ്ററോ അതില്‍ കൂടുതലോ ഉള്ള സ്ഥലങ്ങളില്‍ കോസ്മിക് രശ്മികള്‍ എത്തിപെടാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണു. അക്കാരണത്താല്‍ ഡാര്‍ക്ക്‌ മാറ്റര്‍ 'ടിറ്റക്റ്ററു'കള്‍ വലിയ ഖനികളിലാണ്‌ സ്ഥാപിക്കുന്നത്. ബൌള്‍ബി (Boulby)  ബ്രിട്ടന്‍, സൌദാന്‍ ഖനി (യു എസ്), ഗ്രാന്‍ സാസ്സോ നാഷണല്‍ ലാബ്‌ , ഇറ്റലി തുടങ്ങിയവ അത്തരം ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങള്‍ക്ക് ഉദാഹരണങ്ങള്‍ ആണ്. ഇവയില്‍ ഗ്രാന്‍ സാസ്സോ നാഷണല്‍ ലാബില്‍ നടത്തിയ DAMA/Nal എന്ന പരീക്ഷണത്തില്‍ ഡാര്‍ക്ക്‌ മറ്റെറിന്റെ സാന്നിധ്യം കാണുവാന്‍ കഴിഞ്ഞു എന്ന് ശാസ്ത്രഞ്ജര്‍ അവകാശപ്പെടുന്നു. DAMA/Nal ന്റെ ചിത്രം താഴെക്കൊടുത്തിരിക്കുന്നു.

 

DAM/Nal (ഈ ചിത്രത്തിന്റെ കോപ്പി റൈറ്റ് ഈ ബ്ലോഗിനില്ല)

ബഹിരാകാശ സാങ്കേതിക വിദ്യയും ക്യാന്‍സര്‍ ചികിത്സയും

സസ്യങ്ങളുടെ വളര്‍ച്ചയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടു ബഹിരാകാശനിലയത്തില്‍  നാസ നടത്തുന്ന പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഭാഗമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു സാങ്കേതിക വിദ്യ ക്യാന്‍സര്‍ ചികിത്സ രംഗത്ത് പ്രയോഗത്തില്‍ വരുത്തുവാന്‍ പോകുന്നുന്നു. ഈ പുതിയ സാങ്കേതിക വിദ്യയിലൂടെ കീമോ തെറാപിയുടെ ഭാഗമായി വായിലും, അന്നനാളത്തിലും ഉണ്ടാകുന്ന വേദനയെ ശമിപ്പിക്കുവാന്‍ ഉപയോഗിക്കാം എന്ന് കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നു. ഹീല്‍സ് (HEALS ) എന്ന് പുതിയ സാങ്കേതിക വിദ്യയെയും വാര്‍പ് (WARP ) എന്ന്  ഉപകരണത്തെയും വിളിക്കുന്നു. ഇന്‍ഫ്രാ റെഡ് (infra red ) പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോടുകള്‍  (LED ) ആണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന ഘടകം.  ഉപയോഗിച്ചവരില്‍ 96 ശതമാനം ആളുകളിലും ഇത് ഫലപ്രദം ആണെന്ന് കണ്ടെത്തി. കൂടുതല്‍ വിവരങ്ങള്‍ക്ക് ഇവിടം സന്ദര്‍ശിക്കുക 

നക്ഷത്രങ്ങള്‍ മിന്നുന്നത് (twinkle) എന്തു കൊണ്ട് ?

രാത്രി ആകാശത്തില്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ചിമ്മിത്തുറക്കുന്നതു (blink) പോലെ മിന്നുന്നത് (twinkle) നിങ്ങളെല്ലാവരും കണ്ടുകാണും . ഇതിനു കാരണം ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷമാണ് (atmosphere). നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള പ്രകാശം ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ കടന്നു വേണം നമ്മുടെ കണ്ണുകളിലെത്താന്‍. എന്നാല്‍ നമ്മുടെ അന്തരീക്ഷം വളരെ പ്രക്ഷുബ്ധമാണ് (turbulent). പ്രക്ഷുബ്ധ പ്രവാഹങ്ങള്‍ (turbulent flows) അന്തരീക്ഷത്തെ നിരന്തരമായി മഥനം (churn) ചെയ്യുകയും ഇളക്കിമറിക്കുകയും ചെയ്യും. ഇത് കാരണം ഭൌമാന്തരീക്ഷത്തില്‍ ചുഴികളും (eddies), വായു മണ്ഡലങ്ങളും (air-pockets) തുടര്‍ച്ചയായി രൂപപ്പെടുകയും നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യും. ഈ പ്രക്ഷുബ്ധ ചുഴികളും (turbulent eddies), വായു മണ്ഡലങ്ങളും ചെറിയ ലെന്‍സുകളായും (lens) പ്രിസങ്ങളായും (prisms) പ്രവര്‍ത്തിക്കുമെന്നതിനാല്‍ അവയിലൂടെ കടന്നു പോകുന്ന പ്രകാശരശ്മികള്‍ക്ക് അപവര്‍ത്തനം (refraction) സംഭവിയ്ക്കും. അങ്ങിനെ നക്ഷത്രരശ്മികള്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലൂടെ സഞ്ചരിച്ചു നമ്മുടെ കണ്ണുകളിലെത്തുന്നതിനു മുന്‍പ് അവയ്ക്ക് പല തവണ ദിശാവ്യതിയാനം സംഭവിച്ചിരിക്കും. ഈ ദിശാവ്യതിയാനങ്ങള്‍ ഒരു നിമിഷത്തില്‍ പല വട്ടം സംഭവിയ്ക്കാം. ഇതു കാരണം നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള പ്രകാശരശ്മികള്‍ നമ്മുടെ കണ്ണുകളുടെ ദൃഷ്‌ടികേന്ദ്ര (focal point) ത്തില്‍ എല്ലായ്പ്പോഴും കൃത്യമായി ഫോക്കസ് (focus) ചെയ്യപ്പെടുകയില്ല. അവ ദൃഷ്‌ടികേന്ദ്രത്തിന്റെ മുന്‍പിലും പിറകിലുമായി മാറി മാറി കേന്ദ്രീകരിയ്ക്കപ്പെടും. അതായത് കണ്ണുകളിലുണ്ടാകപ്പെടുന്ന നക്ഷത്രത്തിന്റെ പ്രതിച്ഛായ (image) ദൃഷ്‌ടികേന്ദ്ര തല (focal plane) ത്തില്‍ നിന്നും പ്രലംബമായി (perpendicular) അകത്തേയ്ക്കും പുറത്തേയ്ക്കും നീങ്ങിക്കൊണ്ടിരിയ്ക്കും. നക്ഷത്രരശ്മികള്‍ ദൃഷ്‌ടികേന്ദ്രത്തില്‍ കൃത്യമായി കേന്ദ്രീകരിയ്ക്കപ്പെടുകയാണെങ്കില്‍ പ്രതിച്ഛായ ദൃഷ്‌ടികേന്ദ്രതലത്തില്‍ തന്നെ രൂപപ്പെടുകയും നക്ഷത്രം തെളിഞ്ഞു പ്രകാശിക്കുന്നതായി നമുക്ക് തോന്നുകയും ചെയ്യും. എന്നാല്‍ പ്രതിച്ഛായ ദൃഷ്‌ടികേന്ദ്രതലത്തിനു മുന്‍പിലോ പിറകിലോ രൂപപ്പെടുകയാണെങ്കില്‍ നക്ഷത്രം മങ്ങി കത്തുന്നതായി നമുക്ക് തോന്നും. ഇത് ഒരു നിമിഷത്തില്‍ തന്നെ പല തവണ തുടര്‍ച്ചയായി സംഭവിക്കുന്നതിനാലാണ് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ മങ്ങിയും തെളിഞ്ഞും മിന്നുന്നതായി നമുക്ക് തോന്നുന്നത്. ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഭാഷയില്‍ ഈ പ്രതിഭാസം അസ്ട്രോണമികല്‍ സിന്റിലേഷന്‍ (astronomical scintillation) എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്നു. അത് പോലെ തന്നെ, നക്ഷത്രരശ്മികള്‍ക്ക് അന്തരീക്ഷത്തില്‍ വച്ച് സംഭവിക്കുന്ന ദിശാവ്യതിയാനങ്ങള്‍ മൂലം നക്ഷത്രത്തിന്റെ പ്രതിച്ഛായ ദൃഷ്‌ടികേന്ദ്ര തലത്തിനു സമാന്തരമായും (parallel) നീങ്ങിക്കൊണ്ടിരിയ്ക്കും. ഇത് കാരണം നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ആകാശത്തില്‍ ഇടത്തോട്ടും വലത്തോട്ടും ചെറുതായി നീങ്ങുന്നത്‌ പോലെ നമുക്ക് തോന്നും.

ഗ്രഹങ്ങള്‍, പക്ഷെ, നക്ഷത്രങ്ങളെ പോലെ മങ്ങിയും തെളിഞ്ഞും മിന്നില്ല. ഈ വസ്തുത, രാത്രി ആകാശത്തില്‍ ഗ്രഹങ്ങളെ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്ന് തിരിച്ചറിയാന്‍ ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്. നക്ഷത്രങ്ങള്‍ നമ്മളില്‍ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണെന്നതിനാല്‍ അവ ആകാശത്തില്‍ പ്രകാശത്തിന്റെ ബിന്ദു സ്രോതസ്സു (point sources) കളായാണ് കാണപ്പെടുക. എന്നാല്‍ ഗ്രഹങ്ങള്‍ നമ്മുടെ വളരെ അടുത്തായതിനാല്‍ നമ്മള്‍ അവയെ പരിമിതമായ വലുപ്പ (finite size) ത്തോടെയാണ് കാണുക. അതായത്, അവയെ അനേകം ബിന്ദു സ്രോതസ്സുകളുടെ കൂട്ട (collection) മായി വേണമെങ്കില്‍ കരുതാം. ഓരോ ബിന്ദു സ്രോതസ്സും മങ്ങിയും തെളിഞ്ഞും മിന്നുമെങ്കിലും, അന്തിമമായി ഇത് average out ആകുന്നതു കൊണ്ട് ഗ്രഹങ്ങള്‍ മിന്നുന്നതായി നമുക്ക് തോന്നുകയില്ല.