துளிம வெளியும் சார்பான காலமும்

இதுவரை என்னைப் பின்தொடர்ந்திருந்தாலே, அடிப்படை இயற்பியலின் வழி உலகின் தற்போதைய காட்சியை அறிவதற்கான அனைத்து விஷயங்களையும் – அதன் வலிமை, பலவீனம், எல்லைகள் உட்பட – தெரிந்து கொண்டிருப்பீர்கள். 1400 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய வளைந்த காலவெளி, எப்படி என்று தெரியாமலே தொடர்ந்து விரிவடைந்து கொண்டிருக்கிறது.  வெளி “துளிம வெளியும் சார்பான காலமும்”

புலங்களும் துகள்களும் ஒன்றே

நுண் துளிம நிகழ்வுகளின் தொடர்ச்சியே இவ்வுலகம். இவை  உதிரியான, தனித்த, நுண்ணிய நிகழ்வுகள்; பொருள்வய அமைப்புகளுக்கு இடையே நிகழும் தனித்த உள்வினைகள் அவை. எதிர்மின்மமோ, ஒரு புலத்தின் துளிமமோ, ஒளிமமோ வெட்டவெளியில் எந்தவொரு எறிபாதையையும் பின்பற்றுவதில்லை. மாறாக, வேறொன்றுடன் மோதுகையில் , குறிப்பிட்ட இடத்தில் குறிப்பிட்ட நேரத்தில் தோன்றுகிறது. அது எங்கு எப்போது தோன்றும் என்பதை  உறுதியாக அறிவதற்கு வழியே இல்லை.  உலகின் மையத்தில் ஒரு அடிப்படை அறுதியின்மையை துளிம இயற்பியல் அறிமுகப்படுத்தியுள்ளது

துளிமம்

உப்பு வெண்மையிலும், மிளகு கருப்பிலும், மிளகாய் செந்நிறத்திலும் இருக்கிறது. ஏன்?  பொருட்களுக்கு தனித்த நிறங்கள் இருக்கின்றன என்பது அணுக்களின் ஒளி உமிழ்வை ஆராய்கையில் தெரிய வருகிறது.  நிறம் என்பது ஒளியின் அதிர்வெண் என்பதால், பொருட்கள் குறிப்பிட்ட சில அதிர்வெண்களிலேயே ஒளியை உமிழ்கின்றன. ஒரு பொருளை அவ்வாறு வகைப்படுத்த உதவும் அந்த சில அதிர்வெண்கள் – அதிர்வெண்களின் தொகை அப்பொருளின் நிறமாலை (Spectrum) எனப்படுகிறது. 

கணிதமா இயற்பியலா?

கிட்டத்தட்ட இணையான சமன்பாடுகளை உருவாக்கிக் கொண்டிருந்த ஹில்பர்ட், ஐன்ஸ்டைனது வெற்றியை கேள்விக்குள்ளாக்காமல் மிகுந்த கண்ணியத்துடன் நடந்து கொண்டார்.  மேலாக, ஐன்ஸ்டைனுக்கு கணிதத்துடன் இருந்த ‘பிணக்கு’’ – பொதுவாக சொல்வதானால் இயற்பியலுக்கும் இருந்த பிணக்கினை மிக அழகாக பின்வருமாறு கூறினார்.

வதனமுறு பெரும் கொள்கை

காலம் தொடர்பான இந்நிகழ்வு பொருட்கள் ஏன் விழுகின்றன என்பதைக் குறித்து சுவாரஸ்யமான விளக்கம் ஒன்றை அளிக்கிறது. நியூயார்க்கிலிருந்து ரோம் நகருக்கான விமான பாதை நேரானதாக இல்லாமல் வடக்கு நோக்கி வளைந்து செல்வதை வரைபடத்தில் காணலாம். ஏன்?  பூமி வளைந்துள்ளதால், நேராக செல்வதை விட வடக்குமுகமாக வளைந்து செல்வதே குறைவான தூரமாகும்.  இரு தீர்க்க ரேகைகளுக்கு இடையேயுள்ள தொலைவு வடக்கு நோக்கி செல்கையில் குறையும் – எனவே வடதிசை நோக்கிய பயணப்பாதையே குறைவான தூரம் உடையதாகும்.

புரட்சியின் தொடக்கம் 

நியூட்டனுடையதும் மாக்ஸ்வெலுடையதுமான கொள்கைகள் ஓன்றுடன் ஒன்று மிக மிக நுட்பமாக  முரண்படுவது போல தோன்றும். மாக்ஸ்வெலின் சமன்பாடு திசைவேகம் (velocity ) – குறிப்பாக ஒளியின் திசைவேகத்தினை கணிக்கிறது. நியூட்டனுடைய இயக்கவியலோ அடிப்படை திசைவேகம் என்னும் கோட்பாட்டிற்கே இயைந்து போகாதது. அதன் சமன்பாட்டில் திசைவேகமல்ல, வேக முடுக்கமே (Acceleration) முக்கியமானது.  நியூட்டனின் இயற்பியலில், திசைவேகம் என்பது இன்னொன்றைப் பொறுத்த ஒன்றின் திசைவேகம் மட்டுமே

மைக்கேல்:  புலங்களும் ஒளியும்

கண்ணாடி இழைகள் காகிதங்களை இழுப்பது, காந்தங்கள் ஒன்றையொன்று விலக்குவது என மின்சாரம் குறித்தும் காந்தம் குறித்தும் பதினெட்டாம் நூற்றாண்டில் சில செப்பிடு வித்தைகளைத் தாண்டி எவருக்கும் தெரிந்திருக்கவில்லை. இவை குறித்த ஆய்வுகள் மெதுவாகத் துவங்கி பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டுக்குச்  சென்றது. லண்டனில் ஆய்வகம் ஒன்றில் சிறு தையல் நூல்கண்டுகள், ஊசிகள், கத்திகள், இரும்புக் கூண்டுகளை வைத்து மின் மற்றும் காந்தப் பொருட்களின் ஈர்ப்பு – விலகலை ஆராய்ந்து கொண்டிருந்தார்.

நியூட்டனும் சிறுநிலவும் – 2

மத்தியகாலத்தில் கோலோச்சிய அரிஸ்டாடிலினுடைய கோட்பாட்டு கட்டமைப்பின் வீழ்ச்சியே இது.  உதாரணத்திற்கு தாந்தேவின் பிரபஞ்சத்தினையே காணலாம்: அரிஸ்டாடிலின்படி பிரபஞ்சத்தின் மையமாக பூமிப்பந்தும் அதை சுற்றி வரும் விண்ணக கோள்களும் இருந்தன. இனி அவ்வாறல்ல.  அடர்த்தியான, எல்லையற்ற, விண்மீன்கள் பொறிக்கப்பட்ட, மையமோ எல்லைகளோ இல்லாத ஒன்றே பிரபஞ்சம்.

நியூட்டனும் பிறையும் – 1

மண்ணுலகம் என்னும் தெளிவான பிரிவினை அவசியம்.  விண்ணுலகிலுள்ள அனைத்தும் படிகங்களானவை. மையமான கோள வடிவான புவியினை, பொதுவான மைய வட்டப்பாதையில்  நிரந்தரமாக அவை சுற்றி வருகின்றன. இனி, மண்ணுலகில் சாதாரண மற்றும் தூண்டப்பட்ட இயக்கங்கள் என்னும் பிரிவினை அவசியம். ஏதேனும் ஒரு வகையான தள்ளுதலில் தொடங்கும் தூண்டப்பட்ட இயக்கம், அதனுடனேயே தானும் நின்றுவிடும்.  சாதாரண இயக்கம் மேலும் கீழுமாக செங்குத்தான திசையில் – பொருள் மற்றும் இடத்தைப் பொறுத்து இயங்கும்

பொருட்களின் இயற்கை

ஐரோப்பிய சமூகத்தின் ஒழுங்கடுக்கில் எதிரொலித்த பிரபஞ்சத்தின் ஒழுங்கடுக்கு தாந்தேவினால் மிக அற்புதமாக பாடப்பட்டது. பூமியை மையமாகக் கொண்ட உருண்டையான பிரபஞ்சம்; சுவனத்திற்கும் பூமிக்கும் இடையே மாற்றில்லாத பிரிவு; இயற்கை நிகழ்வுகள் குறித்து உருவத்துடன் கூடிய அறுதியான விளக்கங்கள்

வகுத்துச் செல்வதன் எல்லை ?

அரிஸ்டாட்டிலின்படி, பிரபஞ்சம் தொடர்ச்சியான ஒன்றல்ல – துளிகளாலானது. எனவே எல்லையற்ற சிறு புள்ளிகளை வைத்துக் கொண்டு ஒரு இணைப்பை ஏற்படுத்துதல் முற்றிலும் இயலாத ஒன்று என்பதே  டெமாகிரீடஸின் வாதம்.  எனவே எல்லைக்குட்பட்ட எண்ணிக்கையும் அளவும் கொண்ட சிறு துண்டுகளே கம்பியின் ஒரு இணைப்பை உருவாக்க இயலும்.

வேர்கள்

இந்த உலகம் எவ்வாறு தோன்றியது, எதனால் செய்யப்பட்டது, எவ்வாறு ஒழுங்குபடுத்தப் படுகிறது மற்றும் இயற்கை நிகழ்வுகளின் காரணம் என்ன? – சிந்தனைக்கும் எட்டாத காலத்திலிருந்து, அல்லது குறைந்தபட்சம் மானுடம் தொல்பிரதிகளை விட்டுச்சென்ற காலத்தில் இருந்து மானுடம் கேட்டுக் கொண்டிருக்கும் கேள்விகள் இவை. ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்புடைய விடைகளையே கொடுத்தனர்

துளிம ஈர்ப்பியலை நோக்கிய பயணம்

தொலைநோக்கிகளின் அறிதிறன் வழியே எதிர்பாராத புதிய புவனங்களைக் நோக்குகிறோம். பொருட்களின் நுண்மையை நோக்கி நகர நகர அவற்றின் அபாரமான கட்டமைப்பினை அறிகிறோம். விண்மீன் மண்டலங்கள்(Galaxies) தோன்றிய, ஆயிரத்து நானூறு கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தொடங்கிய பெருவெடிப்பு நிகழ்வு வரை கிட்டத்தட்ட நெருங்கினாலும், அதற்கு முன் உள்ள ஏதோ ஒன்றின் தீற்றலை அறிகிறோம். வெளி(Space) வளைவானது என தெரிந்திருந்தாலும் அது அதிரும் துளிமக் கூலங்களால் (Quantum Grains) நெய்யப்பட்டுள்ளது என்பதையும் முன்னறிகிறோம். 

நாம்

இயற்கையே நமது இருப்பிடம்- இயற்கையில் நமது இருப்பிடத்தில் இருக்கிறோம்‌.  அறிநுண்ணுணர்வு நமக்கு அளிக்கும்,  சிறு துகள்களாலான வெளியினைக் கொண்ட, காலமே இல்லாத, எதுவுமற்ற  விந்தையான, பலவண்ணமுடைய, ஆச்சரியமூட்டும் இந்த பிரபஞ்ச சித்திரம் நாம் எதனால் உண்டாக்கப்பட்டுள்ளோம் என காட்டுகிறது. நம்மை உண்மை இயல்பிலிருந்து முரண்பட வைப்பதில்லை‌

நிகழ்தகவு, காலம் மற்றும் கருந்துளையின் வெப்பம்

கற்பனையோ இல்லையோ,  காலம் கடப்பதையோ ஓடுவதையோ ஒழுகிச் செல்வதையோ எப்படி விளக்குவது? காலம் கடப்பதை நாம் நன்றாகவே அறிகிறோம். நமது சிந்தனைகளும் பேச்சும் காலத்தில் தான் இருக்கின்றன. மொழியின் அடிப்படை கட்டமைப்பே காலத்தைச் சார்ந்தது – ஒரு பொருள் இருக்கிறது – இருந்தது –  இருக்கலாம் . பொருட்களோ வண்ணங்களோ,  ஏன் வெளியோ இல்லாமல்  கற்பனை செய்ய முடியும்‌ பிரபஞ்சத்தினை காலம் இல்லாமல் கற்பனை செய்வது மிகவும் கடினமானது.

வெளியின் துகள்கள்

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

துகள்கள்

துளிம இயக்கவியல் மற்றும் துகள் கொள்கை விவரிக்கும் உலகம் இதுவே.  லாப்லாஸூம் நியூட்டனுடையதுமான, நிரந்தர வடிவமைப்புடைய‌ வெளியில், ஒரு மிகச்சிறிய கூழாங்கல்  நீளமான துல்லிய எறிபாதையில் முடிவின்றி பயணிக்கும் இயந்திர உலகிலிருந்து வெகுதூரம் சென்று விட்டோம். நுண்துகள் பரிசோதனைகளும் துளிம இயக்கவியலும் பிரபஞ்சம் என்பது இடைவிடாத, ஓய்வற்று அசையும் பொருட்களால் ஆன ஒன்று ;   தொடர்ச்சியாக பார்வைக்குத் தோன்றி மறையக்கூடிய அற்பாயுளுடைய பொருட்கள் என்று கற்பிக்கின்றன

பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பு- 3

விண்மீன் மண்டலங்கள் பொறிக்கப்பட்ட , அளவற்ற , நெகிழக்கூடியதான, உச்சகட்ட வெப்பமும் அடர்த்தியும் கொண்ட மிகச்சிறிய புகைமண்டலத்திலிருந்து உருவான, ஆயிரத்து ஐநூறு கோடி ஆண்டுகளாக வளர்ந்து வருகின்ற ஒன்று தான் பிரபஞ்சம் என்பதே நம் இறுதியான கண்டறிதல்.

துளிமம்

துளிம கொள்கையின் ‘பிறப்புச் சான்றித’ழாக  மேற்சொன்ன எளிய தெளிவான வரிகளைக் கொள்ளலாம். இந்த தொடக்க வரி ,   ‘எனக்குத் தோன்றுவது என்னவென்றால்..’   , ‘ நான் (இவ்வாறு) சிந்திக்கிறேன்..’ என்னும் டார்வினின் பரிணாமம் குறித்த அறிமுகக் குறிப்புகளின் தொடக்கம் அல்லது காந்தப்புலம் குறித்த அறிமுகத்தின் போது  பாராடவிடம் காணப்பட்ட தயக்கம் போன்று அற்புதமானது .

அறிவியல் கொள்கைகளுள் அழகானது

ஜூரிச் (Zurich) பல்கலையில் சேர்ந்த பிறகு, இயற்பியல் கல்வியில் முழுதாக தன்னை ஈடுபடுத்திக் கொண்டார். சில ஆண்டுகளுக்கு பிறகு, 1905ம் ஆண்டில்,அக்காலத்தின் முதன்மையான அறிவியல் இதழான Annalen der Physikக்கு மூன்று கட்டுரைகளை அனுப்பினார். அந்த ஒவ்வொரு கட்டுரையும் நோபல் பரிசு பெறும் தகுதி கொண்டது. முதல் கட்டுரை பொருட்களில் அணுக்கள் இருப்பதை உறுதியாக விளக்கியது.