ஈர்ப்பு அலைகள் – பகுதி 2

எங்களது சந்திப்பு மற்றும் டிஸ்கஷன், அடுத்த வாரம் விட்ட இடத்திலிருந்து தொடர்ந்தது.

அருண்: “போன வாரம் சுவாரசியமான கதைன்னு அப்படியே விட்டூடீங்க சார். அப்படி என்ன நடந்தது? கூடவே ஒரு கொசுறான கேள்வி. ஐன்ஸ்டீன் 1915 –ல் பொது ஒப்புமை கொள்கையை (general theory of relativity)  வெளியிடும் பொழுது, ஈர்ப்பு அலைகள் பற்றியும் சொன்னாரா?”

“முதலில், உன் கேள்வி மிகவும் நியாயமானது. இது ஈர்ப்பு சம்பந்தப்பட்டது என்பதால், எல்லாம் பொது ஒப்புமை கொள்கையுடன் ஒட்டிப் பார்ப்பது வழக்கமாகிவிட்டது. உண்மையில், பொது ஒப்புமை கொள்கையை, ஐன்ஸ்டீன் 1915 –ல் முன் வைத்த பொழுது, ஈர்ப்பு அலைகள் பற்றி எதுவும் சொல்லவில்லை. 1916 –ல், அதாவது, ஓராண்டிற்குப் பிறகு, தான் முன் வைத்த கொள்கையை மேலும் ஆராயுகையில், இத்தகைய அலைகள் சாத்தியம் என்று ஐன்ஸ்டீன், தனியாக ஒரு ஆராய்ச்சிக் கட்டுரையில் உலகிற்கு முன் வைத்தார். அதைத்தான் 100 ஆண்டுகளுக்குப் பின், 21 –ஆம் நூற்றாண்டில், விஞ்ஞானிகள் நிரூபித்துள்ளனர். 1916 முதல் 1960 வரை நடந்த விஷயங்களை, யாரும், அதிகமாக, விஞ்ஞான உலகிற்கு வெளியில் சொல்வதில்லை. இதில் பல சறுக்கல்கள், குழப்பங்கள் என்று பல விஷயங்கள் அடக்கம். ஈர்ப்பு அலைகள் சாத்தியம் என்பதை முதலில் 1905 –ல் வெளியிட்டவர், Henri Poincare என்னும் விஞ்ஞானி.  ஆனால், அவர் அதை விரிவாக கணக்கியலுடன் வெளியிடவில்லை”

மஞ்சு: ”முதலில் என்ன நடந்தது?  ஐன்ஸ்டீன் கொள்கைகளுக்கு பெரும் எதிர்ப்பு இருந்தது என்று கேள்விப்பட்டுள்ளேன்”

”1915 மற்றும் 1916 –ல் ஐன்ஸ்டீன் முன் வைத்த இந்த இரு விஷயங்களும் உடனே பெரும் வெற்றி பெறவில்லை என்றாலும், பெரிதாக எதிர்ப்பும் இல்லை. அன்றைய தேதிக்கு, அவர் ஒரு பெரிய ஜெர்மன் விஞ்ஞானி. அவரது இந்த இரு விஞ்ஞான வெளியீடுகளும் அதிகமாக யாருக்கும் புரியவில்லை எனபதே உண்மை. அதுவும், அதிகம் பிடிபடாத tensor calculus மூலம், ஈர்ப்பு அலைகள் சாத்தியம் என்று அவரது வெளியீடு சொன்னது. அதாவது, மிக கனமான பொருட்கள் (அவை என்னவென்று ஐன்ஸ்டீனுக்கும் தெரியாது), விண்வெளியை தாற்காலிகமாக வளைத்து, ஒரு ஈர்ப்பு அலையை உருவாக்க வாய்ப்புண்டு என்பதே ஐன்ஸ்டீனின் வாதம். இவ்வாறு உருவாக்கப்பட்ட அலைகள் ஒளி வேகத்தில் பயணிக்கும் என்பதும் ஐன்ஸ்டீனின் வாதம்”

ம: “எப்படி இந்த வாதங்கள் பொதுவெளிக்கு வந்தன?”

“எடிங்டன் என்ற பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி, ஐன்ஸ்டீன் எழுதிய 1915 பொது ஒப்புமை கொள்கையைப் படித்துவிட்டு, தன்னுடைய நாட்டைச் சேர்ந்த பெரும் விஞ்ஞானியான நியூட்டனின் ஈர்ப்பு கொள்கையில் உள்ள ஓட்டைகளை இந்தப் புதுக் கொள்கை அருமையாக கையாள்வதை முதலில் உணர்ந்தார். ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாடு மிகவும் logical –ஆக இருந்தாலும், யாராலும் நிரூபிக்கப்பட வில்லை. 1919 –ல், இவர் ஒரு முழு சூரிய கிரகணத்தின் பொழுது, வட ஆப்பிரிக்காவிற்குப் பயணித்து, அங்கிருந்து தெரியும் ஒரு நட்சத்திரத்தைப் படம் பிடித்தார். பிறகு, பிரிட்டன் திரும்பி வந்து படத்தைக் கழுவி, சரியான கணக்கியலுடன், எப்படி சூரியனின் மிகப் பெரிய எடை, அதன் பின்னுள்ள ஒரு நட்சத்திர ஒளியை லேசாக வளைக்கிறது என்று காட்டினார். இது முற்றிலும் நியூட்டன் கருத்திலிருந்து மாறுபட்டது. நியூட்டன் கோட்பாட்டின்படி, மெர்குரி கிரகத்தின் பாதையை சரியாக நிர்ணயிப்பது ஒரு பழைய பிரச்சினை. அதையும், இந்த கோட்பாடு எப்படி சரியாக கணிக்க உதவுகிறது என்று காட்டினார். ஐன்ஸ்டீன் உலகப் புகழ் பெற இதுவே மிகப் பெரிய காரணமாகியது”

அ: “அப்படியே ஈர்ப்பு அலைகளும் நிரூபிக்கப்பட்டதா?”

“நிச்சயமாக இல்லை. விஞ்ஞான உலகில் ஒன்று வாங்கினால் ஒன்று இலவசம் எல்லாம் கிடையாது. ஒவ்வொரு வெளியீடும் தனித்தனியாக மதிப்பிடப் படவேண்டும். ஐன்ஸ்டீனின் 2016 ஈர்ப்பு அலைகள் பற்றிய கட்டுரையைப் படித்த எடிங்டன், அதில் உள்ள கணக்கியல் தவறுகளைச் சுட்டிக் காட்டினார். 1922 –ல், அவருடைய கட்டுரையில் சொல்லப்பட்ட மூன்று வகை அலைகளில், இரண்டு வகைகள் சாத்தியமே இல்லை என்று விளக்கினார். ஐன்ஸ்டீன், சற்று தயங்கினாலும், பிறகு, எடிங்டனின் கருத்தை ஒப்புக் கொண்டார். மெதுவாக, ஈர்ப்பு அலைகள் சாத்தியம் என்று பல பெளதிக விஞ்ஞானிகள் ஒப்புக் கொள்ளத் தொடங்கினர். 2 வருடங்களுக்கு ஒரு முறை ஈர்ப்பு சக்தி பற்றிய கருத்தரங்குகள் தொடங்கப்பட்டு, இன்று வரை நடந்து வருகிறது. அடுத்தபடியாக, ஈர்ப்பு அலைகள் பற்றிய கருத்தில் பெரிய குண்டைப் போட்டு குழப்பியவர் என்னவோ ஐன்ஸ்டீன் தான்!”

அ: ”அதெப்படி, அவர் தன்னுடைய கொள்கையைப் போட்டுக் குழப்புவார்?”

”விஞ்ஞான உலகில் பல விஞ்ஞானிகள், தங்களது கருத்துக்களை மாற்றிக் கொள்வது சகஜமான விஷயம்தான். ஆனால், ஐன்ஸ்டீன் போன்ற மிகப் பெரிய, மற்றும் தெளிவான சிந்தனையாளர், இப்படிச் செய்வார் என்று யாரும் எதிர்பார்க்கவில்லை. 1933-ல், ஐன்ஸ்டீன், அமெரிக்காவிற்குத் தப்பிச் சென்று, பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக்கழகத்தில் தன்னுடைய வேலைகளைத் தொடர்ந்தார். மற்றொரு இளம் விஞ்ஞானியுடன் (Leopold Infeld ) நடந்த சர்ச்சைகளின் அடிப்படையில், ஈர்ப்பு அலைகள் சாத்தியமில்லை என்ற முடிவிற்கு வந்தார். தன்னுடைய கணக்கியல்  வாதங்களுடன், அமெரிக்காவின் மிகப் புகழ் பெற்ற Physical Review Letters (PRL) என்ற விஞ்ஞான இதழுக்கு கட்டுரையை அனுப்பினார். அங்கு அனுப்பப்படும் கட்டுரைகள், இத்துறையில் சிறந்த விஞ்ஞானிகள் படித்து விமர்சிக்க வேண்டும். கட்டுரையை வாசித்த விஞ்ஞானிகள் ஒப்புக் கொண்டால் மட்டுமே கட்டுரை வெளியிடப்படும். இந்நாள் வரை, அந்த விதிமுறைகள் பின்பற்றப் படுகின்றது (என்னுடைய மகன் பெளதிக விஞ்ஞானியாக/விமர்சகராக இருப்பதால், என்னால் இதை நிச்சயமாகச் சொல்ல முடியும்). கட்டுரையை வாசித்த Howard Percy Robertson என்னும் விஞ்ஞானி, ஐன்ஸ்டீன் கட்டுரையில் உள்ள கணக்கியல் தவறுகளை சுட்டிக் காட்டி, சரி செய்து விடுமாறு திருப்பி அனுப்பி விட்டார்! ஐன்ஸ்டீன் இதை எதிர்பார்க்கவில்லை – மிகவும் கோபமுற்று, அந்தக் கட்டுரையை அதிகம் புகழ் பெறாத Journal of the Franklin Institute என்ற ஒரு இதழுக்கு அனுப்பினார். இந்தக் கட்டுரை வெளிவரும் முன்னர், ஐன்ஸ்டீன் கோபமுற்றார் என்பதை அறிந்த Robertson, ஐன்ஸ்டீனுடன் வேலை செய்த Infeld –டுடன் தொடர்பு கொண்டு, கணக்கியல் தவறுகளை விளக்கினார். இதைப் புரிந்து கொண்ட Infeld, கட்டுரையை சரி செய்து, அதன் பெயரை ’ஈர்ப்பு அலைகள் சாத்தியமா’ என்பதை மாற்றி, ‘ஈர்ப்பு அலைகள் பற்றி’ என்று மாற்றி வெளியிட்டார்! ஐன்ஸ்டீனின் பிற்கால சொதப்பல்களில் இதுவும் ஒன்று. இந்த காலகட்டத்தில், கருந்துளைகள் (black holes) பற்றிய கருத்துக்கள் அலசப்பட்டது. ஐன்ஸ்டீன் கருந்துளைகள் சாத்தியமில்லை என்று கடைசி வரை நம்பியவர். இதை இங்கு சொல்லக் காரணம் உண்டு. முழு வரலாறும் அலசிய பின்னர் ஏன் என்று தெரிய வரும்”

ம: “யானைக்கும் அடி சறுக்கும், இல்லையா? அதன் பின், நிரூபிக்க ஏன் இத்தனை வருடங்கள் ஆகியது?”

”விஞ்ஞானிகள் ஒரு கோட்பாடாக இதை ஒப்புக் கொண்டாலும், நிரூபிப்பது என்பது அவ்வளவு எளிதல்ல. நம் அருகே அப்படி ஒரு பெரிய பிரபஞ்ச நிகழ்வு ஏற்பட்டால், நம் பூமி சிதறி, நாம் இருப்போமா என்பதே ஒரு கேள்விக்குறி. இது ஒரு கோட்பாட்டுடன் முடிந்து போகிற விஷயம் என்று ஒதுக்கப்பட்டது. 1957 –ல் நடந்த ஒரு கருத்தரங்கில், அமெரிக்க பெளதிக விஞ்ஞானி, Richard Feynman, சக விஞ்ஞானிகளை ஒரு கம்பியில் ஒட்டிக் கொண்டு உருளும் சின்ன மணிகளை (famous sticking beads argument) உதாரணமாக வைத்து, ஈர்ப்பு அலைகளுக்கு, சக்தி உண்டு என்ற வாதத்தை , விஞ்ஞான சமூகம் ஏற்றுக் கொண்டது. இந்த கருத்தரங்கிற்குப் பிறகு, எப்படி இந்த அலைகளை நிரூபிப்பது என்று பல சோதனை வழி விஞ்ஞானிகள் களத்தில் இறங்கினர். அதற்கு முன், 1930 –களில், இது சம்பந்தமான, ஒரு விஞ்ஞான நிகழ்வு சற்று விந்தையான விஷயம்”.

அ: ”புதுசா அப்படி என்ன நிகழ்ந்தது?”

“1915 –ல் ஐன்ஸ்டீன் தன்னுடைய பொது ஒப்புமைக் கொள்கையுடன், ஈர்ப்பு சக்தி பற்றிய சமன்பாடுகளையும் முன் வைத்தார். அவருடைய நண்பர், Karl Schwarzchild அந்த சமன்பாடுகளை தீர்க்க முயற்சித்தார். இவருடைய தீர்வில், ஒரு ஆரத்திற்குள் ஈர்ப்பு சக்தி முடிவிலியாக மாறியது – இதை Schwarzchild radius என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு வானியல் பொருள் இந்த ஆரத்திற்குள் சுறுக்கப்பட்டால், அதிலிருந்து ஒளி கூட வெளிவராது. இதை முதலில் ஒரு கணக்கியல் தவறு என்று முடிவு கட்டினார்கள். சாதாரணப் பார்வையில் இது அபத்தமாகக் கூடத் தோன்றும். உதாரணத்திற்கு, பூமியின் Schwarzchild radius ஏறக்குறைய 9 mm. அதாவது, பூமியை 9 mm அளவிற்குச் சுறுக்கி விட்டால், அதிலிருந்து எதுவும் தப்ப முடியாது. இது எப்படி சாத்தியம்? ஐன்ஸ்டீனை குறை சொன்ன எடிங்டன், இயற்கையில் இது நடக்காது. அதற்கு ஏதாவது நமக்குத் தெரியாத விதி இருக்கும் என்று ஐன்ஸ்டீனுடன் சேர்ந்து கொண்டார்! அப்பொழுது இந்தியாவிலிருந்து, அமெரிக்காவிற்கு வந்த சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகர் என்ற விஞ்ஞானி, ஒரு எல்லைக்குள் இது சாத்தியம் என்று நிரூபித்தார். இந்த எல்லை Chandrashekar limit என்று சொல்லப்படுகிறது. இதை எடிங்டன் மற்றும் ஐன்ஸ்டீன் எதிர்த்தார்கள். 1939 –ல், Robert Oppenheimer என்ற அமெரிக்க விஞ்ஞானி, சந்திரசேகர் சொல்வதில் எந்த குறையும் இல்லை. ஓர் அளவிற்கு மேல், தன்னுடைய எரிபொருளை இழக்கும் நட்சத்திரம், இப்படி ஆக வாய்ப்புண்டு என்று வாதாடினார். இதை மேற்கொண்டு Stephen Hawking மற்றும் Roger Penrose என்ற இரு விஞ்ஞானிகள் மேலும் கருந்துளைகள் பற்றிய புரிதலை தங்களுடைய ஆராய்ச்சி மூலம் (1962-63) உலகிற்கு புரிய வைத்தார்கள். இங்கு இதை எல்லாம் சொல்ல முக்கிய காரணம் உள்ளது”

ம: “ஒரு வழியாக எல்லாவற்றையும் முடிச்சு போடுருங்க சார். சரி, இந்த Oppenheimer சமீபத்துல வந்த ஹாலிவுட் சினிமால வந்தவரா?”

“அவரேதான். ஹாலிவுட் சில சமயங்களில் நல்ல வேலையும் செய்கிறது. இவரை அமெரிக்க அணுகுண்டு உருவாக்க Project Manhattan என்ற அமைப்பிற்குத் தலைமை தாங்கி, எப்படி குண்டை உருவாக்கினார்கள் என்பதைப் பற்றிய படம் அது. விஷயத்திற்கு வருவோம். 2015 –ல் LIGO  மூலம் உலகிற்கு விஞ்ஞானிகள் என்ன நிரூபித்தார்கள்? 

இரண்டு மிகப் பெரிய கருந்துளைகள் மோதிக் கொண்ட பொழுது உருவான மிகப் பெரிய ஈர்ப்பு அலை 1.3 பில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் கழித்து, பூமியில் பதிவு செய்யப்பட்டது. அதாவது , இந்த நிகழ்வு நடந்த தூரம் நம் பூமியிலிருந்து 1.3 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள். இதில் உள்ள விந்தை என்னவென்றால், ஐன்ஸ்டீன் உண்டா, இல்லையா என்று சொன்ன ஈர்ப்பு அலை உண்டு என்று அவர் சொன்ன 1916 ஆராய்ச்சி கட்டுரையை அடிப்படையாக்கிக் கொண்டு இந்த முயற்சி வெற்றி பெற்றது. கருந்துளை என்ற ஒன்று சாத்தியமே இல்லை என்று சொன்ன ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் எடிங்டன் கூற்றில் உண்மையில்லை என்பதை 1970 –களில் நிரூபித்திருந்தாலும், இந்த நிகழ்வு அதை மீண்டும் நினைவுபடுத்துவது தவிர்க்க முடியாதது. இன்னொரு கொசுரு விஷயம் என்னவென்றால், முதல் கருந்துளையை நிரூபித்தது ‘சந்திரா’ என்ற நாசாவின் எக்ஸ் கதிர் தொலைநோக்கி – நாசா இந்த தொலைநோக்கிக்கு, சுப்ரமணியம் சந்திரசேகரின் பெயரை வைத்தது மிகவும் பொருத்தமானது.”

அ: “இந்த விஞ்ஞான வரலாற்றிலிருந்து பல முன் பின் சறுக்கல்கள் தெரிய வருகிறது”

“நம்முடைய பள்ளிப் பாடங்கள், ரேடியோவை மார்கோனி கண்டுபிடித்தார் என்று சொல்லிக் கொடுத்து, நாமும் மார்க் வாங்கி, விஞ்ஞானம் தெரிந்து விட்டதாக நினைக்கிறோம். உண்மையில், விஞ்ஞான உண்மைகளைத் தேடுவது அவ்வளவு எளிதான வேலை இல்லை. இயற்கை அவ்வளவு எளிதில் தன்னுடைய ரகசியங்களை நமக்கு வெளிப்படுத்துவதில்லை. இயற்கையைப் புரிந்து கொள்ளத் துடிக்கும் எந்த விஞ்ஞானியும், பல சவால்களைச் சந்திக்கத்தான் வேண்டும். அதில், தவறுகள் நடப்பது சகஜம். பிற்காலத்தில், ஐன்ஸ்டீன், தான் பல தவறுகளை செய்ததைப் பற்றி வெளிப்படையாகச் சொல்லி வந்தார். சில விஞ்ஞானிகளுக்கு தங்கள் வாழ்நாளில், தம் கருத்துக்களை மாற்றிக் கொள்ள வாய்பிருக்கும். சிலருக்கு, அது நிகழாமலே போய்விடும். மனித குலம், பல நூற்றாண்டுகளாக இயற்கையின் ரகசியங்களைப் புரிந்து படிப்படியாக முன்னேறுவது, இந்த விஞ்ஞான சமூகமும் அதன் கருவிகளும் முக்கிய காரணம் என்று சொல்லலாம்”