Monday, June 09, 2008

കാലത്തിന്‌ മുന്‍പത്തെ 'സമയ'മുദ്രകള്‍

മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്‌ മുമ്പ്‌ എന്തായിരുന്നു, നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്‌ ഒരു പിതൃപ്രപഞ്ചം നിലനിന്നിരുന്നോ, നമ്മളിരിക്കുന്ന മുറിയില്‍ ഒരു മാഹാവിസ്‌ഫോടനം സാധ്യമോ, അത്‌ നമ്മള്‍ അറിയാതിരിക്കുമോ, ഒരു മുട്ടയുടയ്‌ക്കുമ്പോള്‍ അതിന്‌ മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തെ മനസിലാക്കി തരാനാകുമോ- പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനത്തിലെ അഴിയാക്കുരുക്കുകളെ ചര്‍ച്ചചെയ്യുന്നു പുതിയൊരു പഠനം.

ആധുനിക പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനം അനുസരിച്ച്‌ കാലത്തിന്റെ ചരിത്രം 1370 കോടി വര്‍ഷംമുമ്പ്‌ മഹാവിസ്‌ഫോടന(Big bang)ത്തോടെ ആരംഭിക്കുന്നു. കാലം മാത്രമല്ല, സ്ഥലവും ദ്രവ്യവും ബലങ്ങളുമെല്ലാം രൂപംകൊണ്ടത്‌ അതുവഴിയാണ്‌. മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്റെ പ്രതിധ്വനിയായി പ്രപഞ്ചംമുഴുവന്‍ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്ന 'പ്രാപഞ്ചിക സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തലം' (cosmic microwave background-CMB) സൂക്ഷ്‌മമായി പരിശോധിച്ചാല്‍, മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്‌ മുമ്പുള്ള 'സമയ'ത്തിന്റെ മുദ്രകള്‍ കണ്ടെത്താനാകുമെന്ന വാദവുമായി ഒരുസംഘം ഗവേഷകര്‍ രംഗത്തെത്തിയിരിക്കുന്നു.

'സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തല'ത്തെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പ്രാചീനാവശിഷ്ടം (relic) എന്നാണ്‌ വിശേഷിപ്പിക്കാറ്‌. പ്രപഞ്ചത്തിന്‌ വെറും നാലുലക്ഷം വര്‍ഷം മാത്രം പ്രായമുള്ളപ്പോള്‍ രൂപപ്പെട്ടതെന്ന്‌ കരുതുന്ന ഈ തരംഗപശ്ചലത്തിന്റെ കണ്ടെത്തലാണ്‌, മഹാവിസ്‌ഫോടനം നടന്നു എന്നതിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാന തെളിവ്‌. അതിനെ സൂക്ഷ്‌മമായി നിരീക്ഷിച്ചാല്‍, കാലത്തിന്‌ മുമ്പുള്ള സമയമുദ്രകള്‍ മാത്രമല്ല, സമയം എന്തുകൊണ്ട്‌ 'ഇന്നലെയില്‍നിന്ന്‌ ഇന്നേക്ക്‌' എന്ന രൂപത്തില്‍ രേഖീയമായി പുരോഗമിക്കുന്നു എന്നതിന്റെ ഉത്തരവും കിട്ടുമെന്ന്‌ ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു.

നാസയുടെ 'COBE' ബഹരാകാശപേടകമാണ്‌ പ്രാപഞ്ചിക സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തലത്തെപ്പറ്റി ആദ്യമായി വിശദ നിരീക്ഷണം നടത്തിയത്‌. സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തലം ഒട്ടൊക്കെ നിരപ്പായതാണെങ്കിലും, ചില വ്യതിയാനങ്ങള്‍ അതിലുണ്ടെന്ന്‌ 1992-ല്‍ ആ ഉപഗ്രഹം കണ്ടെത്തി. പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചപ്പോള്‍ ഗാലക്‌സികള്‍ രൂപപ്പെടാന്‍ നിമിത്തമായത്‌ ആ വ്യതിയാനങ്ങളാണെന്ന്‌ ശാസ്‌ത്രലോകം നിഗമനത്തിലുമെത്തി.

എന്നാല്‍, സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തലത്തിലെ ആ വ്യതിയാനങ്ങളില്‍, മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്‌ മുമ്പുള്ള കാലത്തെക്കുറിച്ച്‌ സൂചന അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതായി അമേരിക്കയില്‍ കാലഫോര്‍ണിയ ഇന്‍സ്‌റ്റിട്ട്യൂട്ട്‌ ഓഫ്‌ ടെക്‌നോളജി (കാല്‍ടെക്‌) യിലെ ഡോ.ആഡ്രിയെന്നെ എറിക്‌സെക്കും സംഘവും അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. COBE-ന്റെ പിന്‍ഗാമിയായി സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തലത്തെപ്പറ്റി 2001 മുതല്‍ പഠനം നടത്തുന്ന 'വില്‍ക്കിന്‍സണ്‍ മൈക്രോവേവ്‌ അനിസോട്രോഫി പ്രോബ്‌' (WMAP) നല്‍കിയ വിവരങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌ ഈ നിഗമനം.

മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്‌ മുമ്പുള്ള കാലത്തെക്കുറിച്ചുള്ള മുദ്രകള്‍ കണ്ടെത്താനാകും എന്നു പറഞ്ഞാല്‍, നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്‌ മുമ്പ്‌ മറ്റൊന്ന്‌ നിലനിന്നിരുന്നു എന്നാണര്‍ഥം. ഒരു പിതൃപ്രപഞ്ചത്തിനുള്ളില്‍നിന്ന്‌ സ്വമേധയാ ഇപ്പോഴത്തെ പ്രപഞ്ചം രൂപപ്പെട്ടു എന്നാണ്‌ ഡോ.എറിക്‌സെക്കും സംഘവും എത്തിയിരിക്കുന്ന നിഗമനം. തികച്ചും അനാകര്‍ഷകം ആയിരുന്നിരിക്കാം ആ രൂപപ്പെടല്‍ എന്നും അവര്‍ കരുതുന്നു. താമസിയാതെ ഈ നിഗമനങ്ങള്‍ 'ഫിസിക്കല്‍ റിവ്യൂ ലെറ്റേഴ്‌സി'ല്‍ പ്രസിദ്ധീകരിക്കും.

മിസ്സോറിയിലെ സെന്റ്‌ ലൂയിസില്‍ കഴിഞ്ഞ ദിവസം നടന്ന 'അമേരിക്കന്‍ അസ്‌ട്രോണമിക്കല്‍ സൊസൈറ്റി' (AAS) യോഗത്തില്‍ ഈ പഠനവിവരം അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട്‌, ഗവേഷകസംഘാംഗമായ പ്രൊഫ.സീന്‍ കരോള്‍ പറഞ്ഞത്‌ 'ഈ മുറിക്കുള്ളില്‍നിന്നുപോലും ഒരു പ്രപഞ്ചം രൂപപ്പെടാം, നമ്മള്‍ ഒരിക്കലും അക്കാര്യം അറിഞ്ഞെന്നു വരില്ല' എന്നാണ്‌. മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദീകരണത്തില്‍നിന്നു മാത്രം പ്രചോദനം കൊണ്ടായിരുന്നില്ല പുതിയ പഠനം. ഭൗതീകശാസ്‌ത്രത്തിലെ തന്നെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രഹേളികകളില്‍ ഒന്നായ 'ആരോ ഓഫ്‌ ടൈം' (arrow of time) എന്തെന്നറിയാനുള്ള, എന്തുകൊണ്ട്‌ സമയം ഒരേ ദിശയില്‍ മാത്രം നീങ്ങുന്നതായി തോന്നുന്നു എന്നകാര്യം വിശദീകരിക്കാനുള്ള, ശ്രമത്തിന്റെ ഭാഗം കൂടിയാണത്‌.

`ഇന്നലെ ഏതാണെന്നോ ഇന്ന്‌ ഏതാണെന്നോ ആര്‍ക്കും സംശയമില്ല'പ്രൊഫ.കരോള്‍ പറയുന്നു. തെര്‍മോഡൈനാമിക്‌സിലെ രണ്ടാംനിയമത്തെയാണ്‌ (second law of thermodynamics), സമയത്തിന്റെ ഏകദിശീയമായ ഈ ഒഴുക്കിന്‌ കാരണമായി ഭൗതീകശാസ്‌ത്രജ്ഞര്‍ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നത്‌. ഓരോ സംവിധാനവും സമയം കഴിയുന്തോറും ക്രമത്തില്‍ (order)നിന്ന്‌ ക്രമരാഹിത്യത്തിലേക്ക്‌ (disorder) വീഴും എന്നാണ്‌ രണ്ടാംനിയമം പറയുന്നത്‌. ക്രമരാഹിത്യത്തിന്റെ തോതിനെ എന്‍ട്രോപ്പി (entropy) എന്നാണ്‌ വിളിക്കാറ്‌.

തെര്‍മോഡൈനാമിക്‌സിലെ രണ്ടാംനിയമത്തില്‍നിന്ന്‌ പ്രപഞ്ചത്തിന്‌ രക്ഷയില്ല. പക്ഷേ, പ്രപഞ്ചത്തെ സംബന്ധിച്ച്‌ ഒരു പ്രധാന നിഗമനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടാണ്‌ ഇക്കാര്യം ഉന്നയിക്കപ്പെടുന്നതെന്ന്‌ പ്രൊഫ.കരോള്‍ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു. പ്രപഞ്ചം തുടങ്ങിയത്‌ ക്രമബദ്ധമായ ഒരു അവസ്ഥയില്‍നിന്നാണ്‌ എന്നതാണ്‌ ആ നിഗമനം. പ്രാപഞ്ചികശാസ്‌ത്രത്തെ സംബന്ധിച്ച്‌ ഏറ്റവും അടിസ്ഥാനപരമായ ഒരു നിഗമനമാണിത്‌. `നിങ്ങളൊരു മുട്ട ഉടയ്‌ക്കുമ്പോള്‍, ഗ്ലാസ്‌ പൊട്ടിക്കുമ്പോള്‍, മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തെക്കുറിച്ച്‌ നിങ്ങള്‍ മനസിലാക്കുകയാണ്‌'-പ്രൊഫ.കരോള്‍ അറിയിക്കുന്നു.

ഒരു പിതൃപ്രപഞ്ചത്തിലെ ശീതസ്ഥലത്തുണ്ടായ മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തോടെ ക്രമബദ്ധമായ ഒന്നായി ഇപ്പോഴത്തെ പ്രപഞ്ചം ആവിര്‍ഭവിച്ചുവെന്നാണ്‌ മനസിലാക്കേണ്ടതെന്ന്‌, കാല്‍ടെക്ക്‌ സംഘം വാദിക്കുന്നു. സ്വാഭാവികമായും സമയം ഏകദിശീയമായി നീങ്ങാന്‍ തുടങ്ങി. ക്രമം, ക്രമരാഹിത്യത്തിലേക്ക്‌ മാറിത്തുടങ്ങി. പൊട്ടിയ മുട്ടയെ പഴയതുപോലെ ഒന്നാക്കാന്‍ കഴിയില്ല എന്നതാണ്‌, ഈ സമയഗതിയുടെ അനന്തരഫലം.

ഈ സിദ്ധാന്തത്തെക്കുറിച്ച്‌ ഇനിയും ഏറെ പഠനം ബാക്കിയുണ്ട്‌. WMAP യില്‍ നിന്നുള്ള നിരീക്ഷണഫലത്തില്‍, പ്രാപഞ്ചിക സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തല വ്യതിയാനം, ആകാശത്തിന്റെ ഒരുവശത്ത്‌ മറുവശത്തേക്കാള്‍ പത്തുശതമാനം കൂടുതലാണെന്ന്‌ കാല്‍ടെക്ക്‌ സംഘം കണ്ടെത്തിയതാണ്‌ പുതിയ നിഗമനത്തിന്‌ പ്രേരകമായത്‌. അത്‌ ചിലപ്പോള്‍ യാദൃശ്ചികമാകാം-പ്രൊഫ.കരോള്‍ പറയുന്നു. അതല്ലെങ്കില്‍, പിതൃപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മുദ്ര പതിഞ്ഞിരിക്കുന്നതാവാം-അദ്ദേഹം പറയുന്നു.

പ്രാപഞ്ചികപഠനത്തില്‍ ഏര്‍പ്പെട്ടിട്ടുള്ളവരോട്‌ അവരുടെ നിലപാടുകള്‍ വിശാലമാക്കാനാണ്‌ പ്രൊഫ.കരോള്‍ അഭ്യര്‍ഥിക്കുന്നത്‌. മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്‌ മുമ്പ്‌ സമയമില്ല എന്ന്‌ പറയാനാണ്‌ നമ്മള്‍ പരിശീലനം നേടിയിട്ടുള്ളത്‌. ആ ശീലം മാറ്റിയേ തീരൂ. കാല്‍ടെക്‌ സംഘത്തിന്റെ നിഗമനം ശരിയാണെങ്കില്‍, ഇപ്പോഴത്തെ പ്രപഞ്ചത്തിന്‌ മുമ്പ്‌ എന്തായിരുന്നു എന്നതിന്റെ ആദ്യതെളിവ്‌ നമുക്ക്‌ ലഭിച്ചു കഴിഞ്ഞു. (അവലംബം: അമേരിക്കന്‍ അസ്‌ട്രോണമിക്കല്‍ സൊസൈറ്റി).
കാണുക: പ്രപഞ്ചം-പുതിയ സമസ്യകള്‍
‍പ്രപഞ്ചമെന്ന തനിയാവര്‍ത്തനം

4 comments:

JA said...

സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തലത്തിലെ വ്യതിയാനങ്ങളില്‍, മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്‌ മുമ്പുള്ള കാലത്തെക്കുറിച്ച്‌ സൂചനകള്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതായി അമേരിക്കയില്‍ കാലഫോര്‍ണിയ ഇന്‍സ്‌റ്റിട്ട്യൂട്ട്‌ ഓഫ്‌ ടെക്‌നോളജി (കാല്‍ടെക്‌) യിലെ ഡോ.ആഡ്രിയെന്നെ എറിക്‌സെക്കും സംഘവും അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. അതൊരു പിതൃപ്രപഞ്ചത്തെ കുറിച്ചുള്ളതാകാം. സൂക്ഷ്‌മതരംഗ പശ്ചാത്തലത്തെപ്പറ്റി 2001 മുതല്‍ പഠനം നടത്തുന്ന 'വില്‍ക്കിന്‍സണ്‍ മൈക്രോവേവ്‌ അനിസോട്രോഫി പ്രോബ്‌' (ണങഅജ) നല്‍കിയ വിവരങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌ ഈ നിഗമനം. മഹാവിസ്‌ഫോടനത്തിന്‌ മുമ്പ്‌ എന്തായിരുന്നു എന്നതിന്റെ ആദ്യസൂചനയാവാം ഗവേഷകര്‍ക്ക്‌ ലഭിച്ചിരിക്കുന്നത്‌.

ബൈജു (Baiju) said...

വിജ്ഞാനപ്രദമായ ഈലേഖനം മികച്ച നിലവാരം പുലര്‍ത്തുന്നു. അഭിനന്ദനങ്ങള്‍.... :)

-ബൈജു

ഞാന്‍ said...

*ENTROPY :)

നല്ല ലേഖനം...

JA said...

ബൈജൂ,
ഞാന്‍,
ഇവിടം സന്ദര്‍ശിച്ച്‌ അഭിപ്രായം പ്രകടിപ്പിച്ചതില്‍ സന്തോഷം. ഞാനേ, ആ അക്ഷരത്തെറ്റ്‌ ചൂണ്ടിക്കാട്ടിയതിന്‌ വളരെ നന്ദി, തിരുത്തിയിട്ടുണ്ട്‌.