மூலம்: இயற்பியலின் ஏழு சுருக்கக் குறிப்புகள்  – கார்லோ ரொவெல்லி

 சிறுசிறு விடுபடல்கள், பொருத்தமின்மை மற்றும் பதிலில்லாத கேள்விகளைக் கொண்டிருந்தாலும், இதுவரையில் இல்லாத வகையில் பிரபஞ்சம் குறித்த தெளிவான விளக்கத்தை இயற்பியல் அளிக்கிறது. எனவே சற்று திருப்தியடைந்திருக்கலாம். ஆனாலும் நாம் அமைதியைடையப் போவதில்லை.

பருவுலகம் குறித்த நம்முடைய புரிதலில் ஒரு புதிர் தீர்க்கப்படாமல் இருக்கிறது.  நான் ஏற்கனவே கூறியபடி இருபதாம் நூற்றாண்டு, பொது சார்புக் கொள்கை ( General Relativity) மற்றும் துளிம இயக்கவியல் ( Quantum Mechanics) என  இரு பொக்கிஷங்களை அளித்திருக்கிறது.  பிரபஞ்சவியல், வான் இயற்பியல் மற்றும் கருந்துளைகள், ஈர்ப்புவிசை அலைகள் , அவற்றுக்கும் அப்பால் உள்ளன குறித்த ஆய்வுகள் பொது சார்புக் கொள்கையில் தோன்றியது. அணு இயற்பியல், அணுக்கரு இயற்பியல், நுண்துகள் இயற்பியல், திடப் பொருள் இயற்பியல் மற்றும் இன்னும் பல துறைகளுக்கு அடிப்படையாக  துளிம இயக்கவியல் அமைந்தது.  ஆனால் இரு கொள்கைகளும் ஒன்றையொன்று மறுப்பதால், குறைந்த பட்சம் தற்போதைய நிலையில், ஒரே சமயத்தில் சரியாக இருக்க இயலாது. 

பல்கலைகளில் காலையில் பொது சார்புக் கொள்கையையும் மதியம் துளிம இயக்கவியலையும் கற்கும் மாணவன், தனது பேராசிரியர்கள் முட்டாள்கள் என்றோ நூற்றாண்டுகளாக அவர்கள் தங்களுக்குள் பேசிக் கொள்வதில்லை என்றோ நினைப்பதற்காக நிச்சயமாக மன்னிக்கப்படுவான். காலையில் உலகம் தொடர்ச்சியாக வளைந்த வெளி என்றும் மதியம் உலகம் தட்டையான, ஆற்றல் தாவலின் துளிமம் என்றும் அவனுக்கு கற்பிக்கப்படும். 

இரு கொள்கைகளும் மிகச் சரியாக செயல்படுகின்றன என்பதே இங்கு எழும் புதிர். இயற்கை ஒரு மூத்த யூத மதகுரு போல நம்மிடம் விளையாடுகிறது. அவரிடம் ஒரு பிரச்சனையை தீர்ப்பதற்காக இருவர் வந்தனர். முதலாமவர் சொன்னதைக் கேட்ட மதகுரு, ‘ நீ சொல்வது தான் சரி ‘ என்றார். பிறகு இரண்டாமவர் சொன்னதைக் கேட்ட மதகுரு ‘நீ சொல்வது தான் சரி ‘ என்றார்.  இதைக் கண்டு குழம்பிய மூன்றாவமர் மதகுருவிடம் ‘ எப்படி இரண்டு பேர் சொல்வதும் சரியாக இருக்கும் ?’ என்று கேட்டதற்கு, ‘ நீ சொல்வதும் சரி’ என்றார். 

ஐந்து கண்டங்களிலும் பரவியிருக்கின்ற கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர்களின் குழு ஒன்று, இந்த புதிரை விடுவிப்பதற்காக கடுமையாக உழைக்கிறது. அவர்களுடைய ஆய்வுத் தலைப்பு துளிம ஈர்ப்பியல் ( Quantum Gravity). இயற்பியலின் இந்த மனப்பிறழ்வை தீர்க்கவல்ல ஒரு தேற்றம், அதாவது சமன்பாடுகளின் தொகுப்பு, அதற்கும் மேலாக உலகம் குறித்த ஒருங்கிணைந்த பார்வையை கண்டறிவதே அவர்களது நோக்கம்.

மிகச் சரியான ஆனால் ஒன்றுடன் ஒன்று முரண்படுகின்ற தேற்றங்களுக்கு இடையே சிக்குவது இயற்பியலுக்கு புதிதல்ல. கடந்த காலங்களில் இவ்வாறான ஒருங்கிணைப்பு முயற்சிகள் , உலகம் குறித்த நமது புரிதலில் புதிய பாய்ச்சல்களை நிகழ்த்தியுள்ளது. கலிலியோவின் பரவளையையும் (Parabola) கெப்ளரின் நீள்வட்டத்தையும் ( Ellipse) இணைத்தே நியூட்டன் பிரபஞ்ச ஈர்ப்பு விசையை கண்டறிந்தார். மின் மற்றும் காந்தப் புலங்களின் தேற்றங்களை இணைத்தே மின்காந்தவியல் சமன்பாடுகளை மாக்ஸ்வெல் உருவாக்கினார். இயக்கவியல் மற்றும் மின்காந்தவியலுக்கு இடையிலான முரண்பாடுகளை தீர்க்கவே சார்பியல் கொள்கையை ஐன்ஸ்டைன் கண்டுபிடித்தார். இரு வெற்றிகரமான தேற்றங்களுக்கு இடையே முரண்பாடை கண்டுபிடிக்கும் இயற்பியலாளர்,  அரிய வாய்ப்பு கிடைத்ததற்கு எல்லையற்ற அகமகிழ்வில் இருப்பார். பொது சார்பு மற்றும் துளிம இயக்கவியல் கொள்கைகள் இரண்டுமே இலங்கக்கூடிய ஒரு உலகை உருவகிக்கத் தேவையான கோட்பாட்டு கட்டமைப்பை உருவாக்குவோமா?

அறிதலின் எல்லைக்கோட்டிற்கு அப்பாலுள்ள முண்ணனியில், முதிரா கருதுகோள்களின் உலைக்கலனின் பிரகாசம்,  உள்ளுணர்வுகள், தோல்வியடைந்த பரிசோதனைகள் , ஏற்கனவே முன் சென்ற மற்றும் கைவிட்ட பாதைகள், ஊக்கமுடைய முன்னெடுப்புகள், இதுவரை கற்பனை செய்யாததை செய்ய முயற்சித்தல் என அறிவியல் மிக அழகாக மாறுகிறது. 

இருபது ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இந்த புகை மூட்டம் அடர்த்தியாக இருந்தது. இன்று ஊக்கமும் நம்பிக்கையும் தரும் பாதைகள் வெளிப்படத் துவங்கியுள்ளது. ஒன்றிற்கும் மேற்பட்ட பாதைகள் இருப்பதால் நமது புதிர் தீர்க்கப்படும் என சொல்ல முடியாது. இந்த பன்மைத்தன்மை சர்ச்சைகளை உண்டாக்கினாலும் அதற்காக நிகழும் விவாதங்கள் ஆரோக்கியமானவை.  புகைமூட்டம் முழுவதும் விலகும் வரை விமர்சனங்களும் எதிர் பார்வைகளும் நல்லவையே. எனவே இந்த புதிருக்காக முன்வைக்கப்பட்ட முண்ணணித் தீர்வுகளில் ஒன்று , உலகெங்கும் நெருங்கிய தொடர்புடைய இயற்பியலாளர்களின் ஒரு குழு  முன்னெடுக்கும் வளையத் துளிம ஈர்ப்பியல் ( Loop Quantum Gravity). 

பொது சார்புக் கொள்கையையும் துளிம இயக்கவியலையும் ஒன்றிணைக்கும் கவனமான முயற்சியே வளையத் துளிம ஈர்ப்பியல். ஏற்கனவே தேற்றங்களில் உள்ள முன் ஊகங்களையே மாற்றி ஒருங்கிணைவதற்காகப் பயன்படுத்துவதால் இதை கவனமான முயற்சி என்கிறோம்.  ஆனால் இதன் பிரதிபலன்கள் புரட்சிகரமானவை. நிதர்சனத்தின் கட்டமைப்பை நாம் பார்க்கும் முறையில் பெரும் மாற்றத்தை கொண்டுவந்துள்ளன. 

இந்த தேற்றத்தின் அடிப்படைக் கருத்து எளிமையானது.  பொது சார்புக் கொள்கையின்படி அண்டவெளி என்பது அசையாத பெட்டி அல்ல. மாறாக அசைவுள்ள, நத்தை ஓடு போன்ற அமைப்பின் உள்ளே சுருங்கி விரியக்கூடிய தொடர் நகர்வில் இருக்கின்ற ஒன்று. துளிம இயக்கவியலின் படி நாமறியும் ஒவ்வொரு புலமும் நுண்ணிய வடிவமைப்புடைய, அதனுடைய துளிமங்களால் ஆனவை. எனவே அண்டவெளியும் துளிமங்களால் ஆன ஒன்று.

வளையத் துளிம ஈர்ப்பியலின் மையக் கருத்து, வெளி என்பது தொடர்ச்சியானதோ, முடிவின்றி வகுக்கக்கூடியதோ அல்ல. மாறாக, துகள்கள் – வெளியின் அணுக்களால் ஆனவை( atoms of space). இவை மிக நுண்ணியவை – இருப்பதிலேயே மிகச் சிறிய அணுக்கருவை விட நூறு நூறு கோடி மடங்கு சிறியவை. கணித வடிவில் வெளி-அணுக்களை விவரித்தும், அதன் பரிணாமத்தை கணித சமன்பாடுகளாகவும் தேற்றம் விளக்குகிறது. சங்கிலியின் வளையங்களைப் போல ஒன்றுக்கொன்று தொடர்புயை, அதன் வழியாக வெளியின் கட்டமைப்பை இழைக்கும் ஒரு தொடர்பு வலையை கொண்டிருப்பதால் இவை வளையம் அல்லது கண்ணி (Loop) எனப்படுகிறது.

இனி, வெளியின் துளிமங்கள் (Quanta of space) எங்கிருக்கின்றன? எங்கும் இல்லை. அவை எந்த வெளியிலும் இல்லை ஏனெனில் வெளி என்பதே அவைகள் தான். ஈர்ப்பு விசைத் துளிமங்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொண்டு தான் வெளியையே கட்டமைக்கின்றன. மீண்டும்  பிரபஞ்சம் பொருட்களால் அல்லாது பரிமாற்றங்களால் ஆனது எனத் தோன்றுகிறது.

ஆனால், இந்த தேற்றத்தின் இரண்டாவது பின்விளைவு தான் மிக அதீதமானது. எவ்வாறு பொருட்களை தன்னுள் கொண்டிருக்கும் தொடர்ச்சியான வெளி என்பது இனி இல்லையோ, பொருட்களின் நிலையுடன் தொடர்பின்றி ஒழுகும் காலம் என்பதும் இல்லை. வெளியின் துகள்களை விளக்கும் சமன்பாடுகளில் காலம் என்னும் காரணியே இல்லை. அதற்காக அனைத்தும் நிலையான மாற்றமில்லாத ஒன்று என அர்த்தம் இல்லை. மாறாக மாற்றம் எங்கும் நிகழ்கின்ற ஒன்று, ஆனால் 

அடிப்படை நடைமுறைகள் என்பது தருணங்களின் தொடர்ச்சியான ஒழுக்காக இருப்பதில்லை. வெளியினுடைய துகள்களின் நுண்-அளவு நிலையில், இயற்கையின் நடனம் என்பது , இசைக்குழு நடத்துனர் கோலின் ஒரு தாளத்திற்கு ஏற்ப ஆடுவது அல்ல. ஒவ்வொரு நடைமுறையும் தன்னுடைய தாளத்தில்,மற்றதுடன் தொடர்பின்றி ஆடுகின்றன. எனவே காலத்தின் ஒழுக்கு என்பது உலகின் உள்ளடக்கமாகவும் காலத்தின் தோற்றுவாயாகவும் உள்ள துளிம செயல்பாடுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் உலகிற்கு உள்ளே இருக்கிறது.

நமக்கு மிகவும் பரிச்சயமான உலகில் இருந்து, இந்த தேற்றம் விளக்கும் உலகம் வெகுதூரம் விலகி நிற்கிறது.  உலகத்தை கொண்டுள்ள வெளி என்பதோ, நிகழ்வுகள் நிகழ்கின்ற காலமோ இனி இல்லை.  வெளி மற்றும் பொருட்களின் துளிமங்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்ச்சியாக தொடர்புறுத்தும் அடிப்படை நடைமுறைகள் மட்டுமே உள்ளன. அமைதியான, தெளிவான அல்பைன் ஏரி நிதர்சனத்தில் வெறியாட்டம் போடும் நீர் மூலக்கூறுகளை கொண்டிருப்பது போன்று, நம்மைச் சுற்றியுள்ள காலம் மற்றும் வெளியின் மாயத் தோற்றம், அடிப்படை நடைமுறைகளின் திரட்சியின் மங்கலான காட்சியே. 

இருப்பதிலேயே அதி சக்திவாய்ந்த பூதக்கண்ணாடியைக் கொண்டு , சென்ற கட்டுரையின் கடைசிக்கு முந்தைய படத்தை பார்த்தால் வெளியின் உட்செறிவான கட்டமைப்பைக் காணலாம்.

இந்த தேற்றத்தினை பரிசோதனை செய்ய முடியுமா? நாங்கள் சிந்தித்து முயற்சி செய்கிறோம் என்றாலும் இதுவரை பரிசோதனை மூலம் உறுதி செய்யவில்லை. ஆனாலும் அதற்கான வெவ்வேறு முயற்சிகள் தொடர்கின்றன.

கருந்துளை ஆய்வில் இருந்து ஒரு முயற்சி செய்யப்படுகிறது. வானில் விண்மீன்களின் சிதைவிலிருந்து கருந்துளைகள் உருவாகின்றன. தனது சொந்த எடையினால் நசுக்கப்பட்டு, விண்மீன்களின் உட்பொருட்கள் தன்னுள்ளே உள்நொறுங்கி காட்சியிலிருந்து மறைந்து விடுகின்றன. அவை எங்கு செல்கின்றன? வளையத் துளிம ஈர்ப்பியல் கொள்கை சரியென்றால், பொருள் சிதைந்து மிக நுண்ணிய அளவிற்கு எல்லையற்று செல்ல முடியாது. ஏனெனில் எல்லையற்ற நுண்மை என ஒன்று இல்லை – இருப்பது எல்லையுள்ள வெளித் துண்டுகள் மட்டுமே. தனது எடையால் உள்நொறுங்கும் பொருளின் அடர்த்தி தொடர்ந்து அதிகரித்து, துளிம இயக்கவியல் எதிர் சமப்படுத்தும் அழுத்தத்தை அளிக்கும் நிலைக்குச் செல்லும்.

விண்மீன் வாழ்க்கைச் சுழற்சியில், பொருளின் எடை காலவெளிச் சமநிலையின் துளிம மாறுபாடுகளால் சமன் செய்யப்படுகிற, இந்த ஊக இறுதி நிலைக்கு ப்ளாங்க் விண்மீன் ( Planck Star) என்று பெயர். இப்போது சூரியன் எரிவதை நிறுத்திவிட்டு கருந்துளையாக மாற வேண்டுமானால் அதன் குறுக்களவு ஒன்றரை கிலோமீட்டர் அளவிற்கு என சுருங்க வேண்டும். இந்த கருந்துளைக்குள் சூரியனின் பொருள் சுருக்கம் தொடர்ந்து, இறுதியாக ப்ளாங்க் விண்மீனாக மாறுகிறது. அதன் அளவீடுகள் ஒரு அணு அளவிற்கே இருக்கும். சூரியனின் ஒட்டுமொத்த பருப்பொருளும் அணுவிற்குள் அடைக்கப்பட்டிருக்கும் –  ப்ளாங்க் விண்மீன் இத்தகைய அதீத நிலையிலான பருப்பொருட்களால் ஆக்கப்பட்டுள்ளது.

ஒரு ப்ளாங்க் விண்மீன் நிலையானதல்ல. உச்சபட்ச எல்லையில் அடைபட்ட பிறகு மீண்டும் விரிவடையத் தொடங்கும். இது கருந்துளையின் வெடிப்பிறகு வழிவகுக்கும். ப்ளாங்க் விண்மீனின் கருந்துளையில் இருந்து பார்க்கும் ஒரு ஊக பார்வையாளருக்கு, இந்த செயல்முறை அதிவிரைவாக நடப்பதாகத் தெரியும். ஆனால்,  மலையுச்சியில் காலம் கடற்கரையை விட வேகமாக செல்லுவதற்கு என்ன காரணமோ அதே காரணம் தான் – காலம் இவருக்கும் விண்மீனுக்கு வெளியே இருந்து பார்க்கும் மற்றொருவருக்கும் ஒரே நிலையான வேகத்தில் செல்வதில்லை. இன்னமும், விண்மீனுக்குள் காணப்படும் அதீத சூழ்நிலைகளால் இந்த கால வேறுபாடு பலமடங்கு அதிகமாக இருக்கும் – உள்ளே இருப்பவருக்கு வெகு வேகமாகத் தோன்றும் செயல்பாடு, வெளியில் இருப்பவருக்கு மிக மெதுவானதாகத் தெரியும். அதனால் தான் நாம் கருந்துளைகள் ஒரே நிலையில் இருப்பதாகக் காண்கிறோம். மிக மிக மிக மெதுவாக மீண்டெழும் விண்மீனே கருந்துளை.

பிரபஞ்சத்தின் தொடக்கநிலையின் ‘உலை’களிலிருந்து கருந்துளைகள் தோன்றியிருந்து, அவற்றில் சில இப்போதும் வெடிப்பில் இருப்பதற்கு வாய்ப்புகள் உண்டு. அது உண்மையானால், அந்த வெடிப்புகளில் இருந்து உயர்-ஆற்றல் கதிர்வீச்சின் வடிவில் வெளிவரும் சமிக்ஞைகளைப் பெற்று, துளிம ஈர்ப்பியலினால் முன்மொழியப்பட்ட நிகழ்வினை நேரடியாக கண்டறிய முடியும். சற்று துணிவான சிந்தனை தான் – பொய்த்துப் போகவும் வாய்ப்பு உண்டு – ஆதி பிரபஞ்சத்தில் இன்று கவனிக்கும் வகையிலான கருந்துளைகள் உருவாகாமலும் இருந்திருக்கலாம். இந்த சமிக்ஞைகளை தேடும் பணி தொடங்கி விட்டது. பார்ப்போம்.

தேற்றத்தின் அடுத்த, மிகச் சிறப்பான பின்விளைவு பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் குறித்தது. ஒரு சிறிய புள்ளியாக இருந்ததிலிருந்து பிரபஞ்சத்தின் வரலாற்றை கட்டமைக்க நம்மால் முடிகிறது. அதற்கு முன்? வளையத் கோட்பாட்டின் சமன்பாடுகள் அங்கும் செல்ல வழிகாட்டுகிறது.

பிரபஞ்சம் உச்சகட்ட அழுத்தலில் சுருங்கியிருந்தபோது , துளிம கொள்கை உண்டாக்கிய எதிர்விசையினால் பெரியதாக வெடித்ததுச் சிதறியது அல்லது  பெரு ‘வெடிப்பு’ என்பது உண்மையில் பெரும் ‘பாய்ச்சல்’. விரிவடைந்து கொண்டிருக்கும் நமது பிரபஞ்சம்,  இந்த பாய்ச்சலுக்கு முன் தனது எடையாலேயே நசுங்கி மிகச் சிறியதாக சுருங்கி பிறகு ‘பாய்ந்து’ விரிவடையத் தொடங்கிய முந்தைய பிரபஞ்சத்தில் இருந்து பிறந்தது.

இந்தக் கணம், பெரும் பாய்ச்சல் நிகழும் போது  மிகச்சிறியதாக சுருங்கியிருந்த நிலை, இது தான் துளிம ஈர்ப்பியலின் உண்மையான இடம் – காலமும் வெளியும் மொத்தமாக மறைந்து, சாத்தியங்களின் புகைமூட்டத்தினுள் பிரபஞ்சம் மறைந்திருக்கும் நிலையை, சமன்பாடுகளால் விளக்க இயல்கிறது. சென்ற கட்டுரையின் கடைசி படம் இவ்வாறு மாறுகிறது.

நமது பிரபஞ்சம் முந்தைய ஒன்றினுடைய, காலமும் வெளியும் இல்லாத ,பாய்ச்சலில் பிறந்து இடைப்பட்ட நிலையில் வளர்ந்து வருகின்றது.

வெகுதூரம் பார்ப்பதற்கான ஜன்னலை இயற்பியல் திறந்து வைத்துள்ளது – காணும் ஒவ்வொன்றும் நம்மை திகைப்பில் ஆழ்த்தத் தவறுவதில்லை. வெறும் முன்முடிவுகளும் , பிரபஞ்சம் குறித்த அரைகுறையான, குறுகிய, போதாத சித்திரமுமே நம்மிடம் இருக்கிறது என்பதை உணர்ந்து விட்டோம். பூமி தட்டையானதோ, அசைவற்றதோ அல்ல. மேலும் மேலும் தெளிவாகவும் விரிவாகவும் பார்க்கும் போது, பிரபஞ்சம் நம் கண்முன்னே மாறுவதைப் பார்க்கிறோம். இருபதாம் நூற்றாண்டில் பருவுலகம் குறித்த நமது அறிதல்களைத் தொகுத்துப் பார்த்தால், காலம்-பொருள்-வெளி குறித்த நமது உள்ளார்ந்த புரிதலுக்கு வெகு மாறான ஒன்றை நோக்கி நகர்வதற்கான தடயங்கள் கிடைக்கின்றன. வளையத் துளிம ஈர்ப்பியல் இந்தத் தடயங்களின் மர்மத்தை விடுவித்து, இன்னும் சிறிது தூரம் முன்னே பார்ப்பதற்கான ஒரு முயற்சி.