'ഇന്ന് കണ്ടുപിടിച്ചതൊക്കെ നാളെ തെറ്റാണെന്ന് തെളിയിക്കുക'യാണ് ശാസ്ത്രത്തിന്റെ രീതിയെന്ന് പലരും പറയാറുണ്ട്. ഒരു തെറ്റ് കണ്ടുപിടിക്കുക, അത് തെറ്റാണെന്ന് പിന്നീട് കണ്ടുപിടിക്കുക. രണ്ടാമത് കണ്ടുപിടിച്ച കാര്യം തെറ്റാണെന്ന് വീണ്ടും തെളിയിക്കുക. എന്നുവെച്ചാല്, ഒരു കണ്ടുപിടിത്തം തെറ്റാണെന്ന് തെളിയിക്കാന് മറ്റൊരു തെറ്റായ കണ്ടുപിടിത്തം നടത്തുക! 'ന്യൂട്ടണ് തെറ്റാണ്ടെന്ന് ഐന്സ്റ്റൈന് തെളിയിച്ചു' തുടങ്ങിയ പ്രസ്താവനകള് അങ്ങനെയാണ് വരുന്നത്.
യഥാര്ഥത്തില് 'തെറ്റില്നിന്ന് തെറ്റിലേക്കുള്ള യാത്രയായി' ശാസ്ത്രത്തെ കാണുന്നത് ശരിയാണോ? ശാസ്ത്രത്തെ സംബന്ധിച്ച് അങ്ങേയറ്റം അബദ്ധജടിലമാണ് ഈ സമീപനമെന്ന് വ്യക്തമാക്കുകയാണ് Vaisakhan Thampi അദ്ദേഹത്തിന്റെ ബ്ലോഗില് ('കോലാഹലം' എന്ന ഈ ബ്ലോഗ് കാണാത്തവര്ക്ക് അത് ഞാന് ശുപാര്ശ ചെയ്യുന്നു. നിങ്ങള് ശാസ്ത്രതത്പരനല്ലെങ്കില് തീര്ച്ചയായും ആ ബ്ലോഗിലെ പോസ്റ്റുകള് വായിച്ചിരിക്കണം!). ബ്ലോഗ് ലിങ്ക്: http://kolaahalam.com/science-changes-opinions/
വൈശാഖന് തമ്പിയുടെ പോസ്റ്റ് വായിച്ചപ്പോഴാണ്, ഇ.സി.ജി.സുദര്ശന് എന്ന കോട്ടയംകാരന് 'ടാക്യോണുകള്' എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ പ്രവചിച്ച സംഗതിയെക്കുറിച്ച് ഇന്ത്യന് മാധ്യമങ്ങള് സ്ഥിരമായി ഉപയോഗിക്കാറുള്ള ഒരു ക്ലീഷേയെക്കുറിച്ച് ഓര്മവന്നത്. 'പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ കാര്യത്തില് ഐന്സ്റ്റൈന് പറഞ്ഞത് തെറ്റാണെന്ന് ടാക്യോണുകളിലൂടെ സുദര്ശന് തെളിയിച്ചു' - ഇതാണ് ആ ക്ലീഷേ. യഥാര്ഥത്തില് സുദര്ശന് ചെയ്തത് ഐന്സ്റ്റൈന് തെറ്റാണെന്ന് തെളിയിക്കുകയായിരുന്നോ. അല്ല. ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സാധ്യതയെ പ്രകാശവേഗമെന്ന അതിര്ത്തിക്കപ്പുറത്തേക്ക് ആദ്യമായി കൈപിടിച്ചു നടത്തുകയും, അതുവഴി ടാക്യോണുകള് എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ പ്രവചിക്കുകയും ചെയ്യുകയാണ് 1960 കളില് സുദര്ശന് ചെയ്തത്.
ആധുനിക ഇന്ത്യന് ശാസ്ത്രജ്ഞരെക്കുറിച്ച് ഈ ലേഖകന് തയ്യാറാക്കുന്ന പുസ്തകത്തില് ടാക്യോണുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സുദര്ശന്റെ പഠനം വിവരിക്കുന്ന ഭാഗം ഇവിടെ ചേര്ക്കട്ടെ-
'1905 ല് ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അങ്ങേയറ്റം ലളിതമായ ഒരു സങ്കല്പ്പത്തിന് മേലാണ് കെട്ടിയുയര്ത്തിയിരിക്കുന്നത്. നിങ്ങള് ഏത് ചലനാവസ്ഥയിലാണെങ്കിലും ശരി, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മൗലിക നിയമങ്ങള്ക്ക് മാറ്റമുണ്ടാകില്ല - ഇതാണ് ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കാതല്. ആ സിദ്ധാന്തത്തിലെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ സംഗതികളിലൊന്ന് പ്രകാശവേഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആശയങ്ങളാണ്. സെക്കന്ഡില് 2,99,792 കിലോമീറ്റര് ആണ് ശൂന്യതയില് പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗം. ഇതൊരു പ്രാപഞ്ചിക സ്ഥിരാങ്കമാണ്. മാത്രമല്ല, പ്രപഞ്ചത്തില് ഏത് വസ്തുവിനും സാധ്യമായ പരമാവധി വേഗവും ഇതുതന്നെയെന്ന് ഐന്സ്റ്റൈന് പ്രഖ്യാപിച്ചു.
വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഒരു വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം (പിണ്ഡം) വര്ധിക്കുമെന്ന് ഡച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന് ഹെന്ട്രിക് എ.ലോറന്സ് (1853-1928) നടത്തിയ കണ്ടെത്തലാണ്, പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് ഒന്നിനും സഞ്ചരിക്കാന് സാധ്യമല്ലെന്ന തിരിച്ചറിവിലേക്ക് ഐന്സ്റ്റൈനെ നയിച്ചത്. കാരണം, 'ലോറന്സ് സമവാക്യം' അനുസരിച്ച് പ്രകാശവേഗത്തോടടുക്കുമ്പോള് ഒരു വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം അനന്തമാകും. അതിനാല്, പ്രകാശവേഗം ഒരു 'അതിര്ത്തി'യാണ്; പ്രപഞ്ചത്തില് സാധ്യമായ വേഗത്തിന്റെ 'അതിര്ത്തി'. ആ 'അതിര്ത്തി' ലംഘിക്കാന് ഒന്നിനും സാധിക്കില്ല -വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അടിവരയിട്ടുറപ്പിച്ചു.
പ്രപഞ്ചത്തില് വേഗത്തിന്റെ അതിര്ത്തി നിശ്ചയിക്കുക മാത്രമായിരുന്നില്ല ഐന്സ്റ്റൈന് ചെയ്തത്, ഒരര്ഥത്തില് ആ ദിശയിലുള്ള അന്വേഷണങ്ങള്ക്ക് അറുതി വരുത്തുകയുമായിരുന്നു. പിന്നീട് അരനൂറ്റാണ്ട് കാലത്തേക്ക് അതെക്കുറിച്ച് തലപുകയ്ക്കാന് അധികമാരും മെനക്കെട്ടില്ല. ഭൂതകാലത്തേക്ക് വിവരങ്ങളയയ്ക്കാന് പ്രകാശത്തിലും കൂടുതല് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുന്ന കണങ്ങള് സഹായിച്ചേക്കുമെന്ന് 1917 ല് യു.എസ്.ശാസ്ത്രജ്ഞന് റിച്ചാര്ഡ് സി. ടോള്മാന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടതും, പ്രകാശാതീതവേഗത്തെക്കുറിച്ച് 1922 ല് ഇറ്റാലിയന് ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞന് ജി. സോമിന്ഗ്ലിയാന ഒരു പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചതും മാത്രമാണ് ഇതിന് അപവാദം.
പ്രകാശവേഗമെന്ന പരിമിതിയില് നമ്മള് കുടുങ്ങിക്കിടക്കേണ്ടതുണ്ടോ എന്ന് ചിന്തിക്കാന് ആര്ക്കും തോന്നിയില്ല. അത്ര ശക്തമായിരുന്നു ഐന്സ്റ്റൈന്റെ സ്വാധീനം.
അവിടെയാണ് സുദര്ശന്റെ രംഗപ്രവേശം. ഐന്സ്റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് രണ്ടു വിഭാഗം കണങ്ങളാണ് പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ളത്. ഒന്ന് പ്രകാശവേഗം പ്രാപിക്കാന് സാധിക്കാത്തവ. ഇലക്ട്രോണും പ്രോട്ടോണും അടക്കം പദാര്ഥത്തിന്റെ ഘടകങ്ങളെല്ലാം ഇതില് ഉള്പ്പെടുന്നു. ഇത്തരം കണങ്ങളുടെ വിരാമദ്രവ്യമാനം (rest mass) പൂജ്യത്തെക്കാള് കൂടുതലായിരിക്കും. വേഗം കൂടുമ്പോള് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കും എന്നതിനാല് ഇവയ്ക്ക് പ്രകാശവേഗം പ്രാപിക്കുക അസാധ്യം. പ്രകാശവേഗമുള്ള കണങ്ങളാണ് രണ്ടാമത്തെ വിഭാഗം. പ്രകാശകണമായ ഫോട്ടോണ്, ന്യൂട്രിനോ എന്നിവ അതില് ഉള്പ്പെടുന്നു. ഇവയുടെ വിരാമദ്രവ്യമാനം പൂജ്യമാണ്. മാത്രമല്ല, പ്രകാശവേഗത്തേടെ പിറക്കുന്നവയാണ് ഇത്തരം കണങ്ങള്. നിശ്ചലാവസ്ഥ എന്നൊന്ന് ഇവയ്ക്കില്ല (പരോക്ഷ മാര്ഗങ്ങളിലൂടെയേ വിരാമദ്രവ്യമാനം ഗണിച്ചെടുക്കാനാകൂ).
ഇതുരണ്ടും കൂടാതെ, മൂന്നാമതൊരു വിഭാഗം കണങ്ങള്കൂടി പ്രപഞ്ചത്തില് ഉണ്ടായിക്കൂടെ? പ്രകാശത്തെക്കാളും വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുന്നവ. ഇക്കാര്യമാണ് സുദര്ശന് പരിശോധിച്ചത്.
പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടക്കുന്ന വസ്തുവിന് അല്ലെങ്കില് കണത്തിന് ലോറന്സ് സമവാക്യം അനുസരിച്ച് എന്തുസംഭവിക്കും? മേല്പ്പറഞ്ഞ പ്രശ്നം പരിശോധിക്കാന് സുദര്ശന് അവലംബിച്ച മാര്ഗം അതാണ്. യഥാര്ഥത്തില് ലോറന്സ് സമവാക്യത്തെ സാമാന്യവത്ക്കരിക്കുകയാണ് സുദര്ശന് ചെയ്തത്്.
പ്രകാശാതീതവേഗം (superluminal velocities) കൈവരിക്കുന്ന കണങ്ങള്ക്ക് ലോറന്സ് സമവാക്യം അനുസരിച്ച് 'അവാസ്തവിക ദ്രവ്യമാനം' (imaginary mass) ആണുള്ളതെന്ന് സുദര്ശന്റെ അന്വേഷണത്തില് വെളിവായി (സാധാരണ ദ്രവ്യമാനത്തെ 'മൈനസ് ഒന്നിന്റെ വര്ഗമൂലം' കൊണ്ട് ഗുണിക്കുമ്പോള് കിട്ടുന്നതാണ് അവാസ്തവിക ദ്രവ്യമാനം). നമുക്ക് പരിചിതമായ പ്രപഞ്ചത്തിലെ കാര്യങ്ങള്ക്ക് വിപരീതമാകും പ്രകാശാതീതവേഗമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തില് സംഭവിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, വേഗംകൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കുകയാണ് നമുക്ക് പരിചയമുള്ള സംഗതി. പ്രകാശാതീതവേഗത്തിന്റെ കാര്യത്തില് വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ദ്രവ്യമാനം കുറയും. പ്രകാശാതീത കണങ്ങള്ക്ക് വേഗം കുറയുമ്പോഴാണ് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കുക. വേഗം കുറഞ്ഞ് ഒടുവില് പ്രകാശത്തിന്റേതിന് തുല്യമാകുന്ന അവസ്ഥയില് ദ്രവ്യമാനം അനന്തമാകും!
ഈ വിഷയത്തില് 1959 ല് ഒരു ചെറുപ്രബന്ധം തയ്യാറാക്കി ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ ജേര്ണലിന് സുദര്ശന് അയച്ചുകൊടുത്തു. റഫറികള് വിരുദ്ധ അഭിപ്രായം പറഞ്ഞതുകൊണ്ട് അവരത് പ്രസിദ്ധീകരിക്കാന് കൂട്ടാക്കിയില്ല. പ്രകാശാതീതവേഗമെന്ന സമസ്യയെ കൂടുതല് പരിചിന്തനം ചെയ്ത്, ഒലെക്സ-മിറോണ് ബിലാനിയൂക് (1926-2009), വി.കെ.ദേശ്പാണ്ഡെ എന്നിവരുമായി ചേര്ന്ന് 1962 ല് 'മെറ്റാ റിലേറ്റിവിറ്റി' എന്ന പ്രബന്ധം അമേരിക്കന് ജേര്ണല് ഓഫ് ഫിസിക്സില് സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. പ്രകാശാതീത വേഗമുള്ള കണങ്ങളെ അവര് വിശേഷിപ്പിച്ചത് 'മെറ്റാ കണങ്ങള്' (meta particles) എന്നായിരുന്നു. ഇത്തരം കണങ്ങള്ക്ക് 'ടാക്യോണുകള്' (Tachyons) എന്ന് നാമകരണം ചെയ്യുന്നത് യു.എസ്.ഗവേഷകനായ ജെറാള്ഡ് ഫീന്ബര്ഗ് ആണ്; 1967 ല് അദ്ദേഹം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പ്രബന്ധത്തില്. ഗ്രീക്കില് 'വേഗ'മെന്ന അര്ഥം വരുന്ന പദമാണ് 'ടാക്യോണ്'.
ടാക്യോണുകളെ സംബന്ധിച്ച് 1962 ല് ആദ്യ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ശേഷം, ബിലാനിയൂക് ഉള്പ്പടെ വിവിധ ഗവേഷകരുമായി സഹകരിച്ച് എട്ട് പഠനപ്രബന്ധങ്ങള് രണ്ട് പതിറ്റാണ്ടിനിടെ സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ടാക്യോണുകള്ക്ക് നിലനില്ക്കാന് സൈദ്ധാന്തികമായി പ്രശ്നമൊന്നുമില്ലെന്നും, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മൗലിക സങ്കല്പ്പങ്ങള്ക്ക് ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് പരിക്കേല്ക്കുന്നില്ലെന്നും ആ പ്രബന്ധങ്ങളിലൂടെ അവര് സമര്ഥിച്ചു. 'കാര്യകാരണ ബന്ധം' ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് തകരില്ല. പരിചിത പ്രപഞ്ചത്തില് 'കാര്യം' എന്ന് നമ്മള് വിലയിരുത്തുന്ന സംഗതി 'കാരണ'മാവുകയും, നേരെ തിരിച്ചും പരിഗണിച്ചാല് പ്രശ്നം കുഴപ്പമില്ലാതെ അവസാനിക്കുമെന്ന് സുദര്ശനും കൂട്ടരും ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. ഉദാഹരണത്തിന്, പരിചിത അവസ്ഥയില് ഒരു കണം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നത്, ടാക്യോണ് ലോകത്ത് കണം പുറത്തുവരുന്നതായി കാണപ്പെടും.
ടാക്യോണ് സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് 'അവാസ്തവിക വിരാമദ്രവ്യമാനം' ഉണ്ടെന്ന് വന്നാല്, ടാക്യോണുകള്ക്ക് ചേരുംവിധം വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിലെ എല്ലാ സമവാക്യങ്ങളും പരിഷ്ക്കരിക്കാനാകുമെന്ന് സുദര്ശനും കൂട്ടരും തെളിയിച്ചു. വേഗം കൂടുമ്പോള് അത്തരം കണങ്ങളുടെ ഊര്ജം കുറയുകയും, വേഗം കുറയുമ്പോള് ഊര്ജം കൂടുകയും ചെയ്യുമെന്ന് മുകളില് സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ. ഇതുപ്രകാരം രണ്ടുതരം പ്രപഞ്ചങ്ങളുണ്ടെന്ന് വരുന്നു. ആദ്യത്തേത് നമുക്ക് പരിചിതമായത്. അതിനെ 'ടാര്ഡ്യോണ്-പ്രപഞ്ചം' (tardyon-universe) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തേത് നിത്യജീവിതത്തില് നമുക്ക് പരിചയമില്ലാത്ത 'ടാക്യോണ്-പ്രപഞ്ചം' (tachyon-universe). ടാക്യോണ്-പ്രപഞ്ചത്തില് കണങ്ങള് പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുകയും, ഊര്ജം കൂടുമ്പോള് വേഗം കുറഞ്ഞ് അവ പ്രകാശവേഗത്തോട് അടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇരുപ്രപഞ്ചത്തെയും വേര്തിരിക്കുന്നത്് പ്രകാശവേഗത്തോടടുത്ത 'ലക്സണ് മതില്' (lixon wall) ആണെന്ന് ടാക്യോണ് സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു.
ടാക്യോണുകള്ക്ക് മതിയായ ഊര്ജമുണ്ടെങ്കില് അവ പ്രകാശവേഗത്തോട് അടുക്കുമെന്ന് കണ്ടല്ലോ. ഉന്നത ഊര്ജത്തില് അവ ലക്സണ് മതില് മേഖലയില് നിലനില്ക്കുകയും, അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യത്തില് ഫോട്ടോണുകളുടെ കൂട്ടമായി പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യും. അങ്ങനെയുള്ള ഫോട്ടോണ് ഉല്സര്ജനം തിരിച്ചറിയാനായാല്, അത് ടാക്യോണുകളുടെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കാന് സാഹായിക്കുമെന്ന് പല ഗവേഷകരും കരുതുന്നു. പക്ഷേ, ടാക്യോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം വ്യക്തമായി തെളിയിക്കാന് ഇതുവരെ ആര്ക്കും കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.
'ദൈവകണം' എന്ന വിളിപ്പേരിലറിയപ്പെടുന്ന 'ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണുകളു'ടെ സാന്നിധ്യവും പ്രവചിക്കപ്പെടുന്നത്, സുദര്ശനും കൂട്ടരും ടാക്യോണുകള് പ്രവചിക്കുന്ന 1960 കളിലാണ്. 40 വര്ഷത്തെ ശ്രമഫലമായി 2012 ലാണ് യൂറോപ്യന് കണികാപരീക്ഷണശാലയായ 'സേണി'ലെ ലാര്ജ് ഹാഡ്രോണ് കൊളൈഡറില് ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം ആദ്യമായി സ്ഥിരീകരിച്ചത്. ടാക്യോണുകളും ഇതുപോലെ നാളെയൊരു പരീക്ഷണത്തില് കണ്ടെത്തിക്കൂടെന്നില്ല. ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഇന്നും ആകാംക്ഷ സൃഷ്ടിക്കുന്ന മുന്നേറ്റമാണ് ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് അരനൂറ്റാണ്ടുമുമ്പ് സുദര്ശന് നടത്തിയതെന്ന് സാരം'.
Note - ശ്രദ്ധിക്കുക, ഐന്സ്റ്റൈനെ തെറ്റെന്ന് തെളിയിക്കുകയല്ല സുദര്ശന് ചെയ്തത്. വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ വിപുലീകരണമാണ് അദ്ദേഹം നടത്തിയത്.
യഥാര്ഥത്തില് 'തെറ്റില്നിന്ന് തെറ്റിലേക്കുള്ള യാത്രയായി' ശാസ്ത്രത്തെ കാണുന്നത് ശരിയാണോ? ശാസ്ത്രത്തെ സംബന്ധിച്ച് അങ്ങേയറ്റം അബദ്ധജടിലമാണ് ഈ സമീപനമെന്ന് വ്യക്തമാക്കുകയാണ് Vaisakhan Thampi അദ്ദേഹത്തിന്റെ ബ്ലോഗില് ('കോലാഹലം' എന്ന ഈ ബ്ലോഗ് കാണാത്തവര്ക്ക് അത് ഞാന് ശുപാര്ശ ചെയ്യുന്നു. നിങ്ങള് ശാസ്ത്രതത്പരനല്ലെങ്കില് തീര്ച്ചയായും ആ ബ്ലോഗിലെ പോസ്റ്റുകള് വായിച്ചിരിക്കണം!). ബ്ലോഗ് ലിങ്ക്: http://kolaahalam.com/science-changes-opinions/
വൈശാഖന് തമ്പിയുടെ പോസ്റ്റ് വായിച്ചപ്പോഴാണ്, ഇ.സി.ജി.സുദര്ശന് എന്ന കോട്ടയംകാരന് 'ടാക്യോണുകള്' എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ പ്രവചിച്ച സംഗതിയെക്കുറിച്ച് ഇന്ത്യന് മാധ്യമങ്ങള് സ്ഥിരമായി ഉപയോഗിക്കാറുള്ള ഒരു ക്ലീഷേയെക്കുറിച്ച് ഓര്മവന്നത്. 'പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ കാര്യത്തില് ഐന്സ്റ്റൈന് പറഞ്ഞത് തെറ്റാണെന്ന് ടാക്യോണുകളിലൂടെ സുദര്ശന് തെളിയിച്ചു' - ഇതാണ് ആ ക്ലീഷേ. യഥാര്ഥത്തില് സുദര്ശന് ചെയ്തത് ഐന്സ്റ്റൈന് തെറ്റാണെന്ന് തെളിയിക്കുകയായിരുന്നോ. അല്ല. ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സാധ്യതയെ പ്രകാശവേഗമെന്ന അതിര്ത്തിക്കപ്പുറത്തേക്ക് ആദ്യമായി കൈപിടിച്ചു നടത്തുകയും, അതുവഴി ടാക്യോണുകള് എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ പ്രവചിക്കുകയും ചെയ്യുകയാണ് 1960 കളില് സുദര്ശന് ചെയ്തത്.
ആധുനിക ഇന്ത്യന് ശാസ്ത്രജ്ഞരെക്കുറിച്ച് ഈ ലേഖകന് തയ്യാറാക്കുന്ന പുസ്തകത്തില് ടാക്യോണുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സുദര്ശന്റെ പഠനം വിവരിക്കുന്ന ഭാഗം ഇവിടെ ചേര്ക്കട്ടെ-
'1905 ല് ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അങ്ങേയറ്റം ലളിതമായ ഒരു സങ്കല്പ്പത്തിന് മേലാണ് കെട്ടിയുയര്ത്തിയിരിക്കുന്നത്. നിങ്ങള് ഏത് ചലനാവസ്ഥയിലാണെങ്കിലും ശരി, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മൗലിക നിയമങ്ങള്ക്ക് മാറ്റമുണ്ടാകില്ല - ഇതാണ് ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കാതല്. ആ സിദ്ധാന്തത്തിലെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ സംഗതികളിലൊന്ന് പ്രകാശവേഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആശയങ്ങളാണ്. സെക്കന്ഡില് 2,99,792 കിലോമീറ്റര് ആണ് ശൂന്യതയില് പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗം. ഇതൊരു പ്രാപഞ്ചിക സ്ഥിരാങ്കമാണ്. മാത്രമല്ല, പ്രപഞ്ചത്തില് ഏത് വസ്തുവിനും സാധ്യമായ പരമാവധി വേഗവും ഇതുതന്നെയെന്ന് ഐന്സ്റ്റൈന് പ്രഖ്യാപിച്ചു.
വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഒരു വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം (പിണ്ഡം) വര്ധിക്കുമെന്ന് ഡച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന് ഹെന്ട്രിക് എ.ലോറന്സ് (1853-1928) നടത്തിയ കണ്ടെത്തലാണ്, പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് ഒന്നിനും സഞ്ചരിക്കാന് സാധ്യമല്ലെന്ന തിരിച്ചറിവിലേക്ക് ഐന്സ്റ്റൈനെ നയിച്ചത്. കാരണം, 'ലോറന്സ് സമവാക്യം' അനുസരിച്ച് പ്രകാശവേഗത്തോടടുക്കുമ്പോള് ഒരു വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം അനന്തമാകും. അതിനാല്, പ്രകാശവേഗം ഒരു 'അതിര്ത്തി'യാണ്; പ്രപഞ്ചത്തില് സാധ്യമായ വേഗത്തിന്റെ 'അതിര്ത്തി'. ആ 'അതിര്ത്തി' ലംഘിക്കാന് ഒന്നിനും സാധിക്കില്ല -വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അടിവരയിട്ടുറപ്പിച്ചു.
പ്രപഞ്ചത്തില് വേഗത്തിന്റെ അതിര്ത്തി നിശ്ചയിക്കുക മാത്രമായിരുന്നില്ല ഐന്സ്റ്റൈന് ചെയ്തത്, ഒരര്ഥത്തില് ആ ദിശയിലുള്ള അന്വേഷണങ്ങള്ക്ക് അറുതി വരുത്തുകയുമായിരുന്നു. പിന്നീട് അരനൂറ്റാണ്ട് കാലത്തേക്ക് അതെക്കുറിച്ച് തലപുകയ്ക്കാന് അധികമാരും മെനക്കെട്ടില്ല. ഭൂതകാലത്തേക്ക് വിവരങ്ങളയയ്ക്കാന് പ്രകാശത്തിലും കൂടുതല് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുന്ന കണങ്ങള് സഹായിച്ചേക്കുമെന്ന് 1917 ല് യു.എസ്.ശാസ്ത്രജ്ഞന് റിച്ചാര്ഡ് സി. ടോള്മാന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടതും, പ്രകാശാതീതവേഗത്തെക്കുറിച്ച് 1922 ല് ഇറ്റാലിയന് ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞന് ജി. സോമിന്ഗ്ലിയാന ഒരു പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചതും മാത്രമാണ് ഇതിന് അപവാദം.
പ്രകാശവേഗമെന്ന പരിമിതിയില് നമ്മള് കുടുങ്ങിക്കിടക്കേണ്ടതുണ്ടോ എന്ന് ചിന്തിക്കാന് ആര്ക്കും തോന്നിയില്ല. അത്ര ശക്തമായിരുന്നു ഐന്സ്റ്റൈന്റെ സ്വാധീനം.
അവിടെയാണ് സുദര്ശന്റെ രംഗപ്രവേശം. ഐന്സ്റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് രണ്ടു വിഭാഗം കണങ്ങളാണ് പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ളത്. ഒന്ന് പ്രകാശവേഗം പ്രാപിക്കാന് സാധിക്കാത്തവ. ഇലക്ട്രോണും പ്രോട്ടോണും അടക്കം പദാര്ഥത്തിന്റെ ഘടകങ്ങളെല്ലാം ഇതില് ഉള്പ്പെടുന്നു. ഇത്തരം കണങ്ങളുടെ വിരാമദ്രവ്യമാനം (rest mass) പൂജ്യത്തെക്കാള് കൂടുതലായിരിക്കും. വേഗം കൂടുമ്പോള് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കും എന്നതിനാല് ഇവയ്ക്ക് പ്രകാശവേഗം പ്രാപിക്കുക അസാധ്യം. പ്രകാശവേഗമുള്ള കണങ്ങളാണ് രണ്ടാമത്തെ വിഭാഗം. പ്രകാശകണമായ ഫോട്ടോണ്, ന്യൂട്രിനോ എന്നിവ അതില് ഉള്പ്പെടുന്നു. ഇവയുടെ വിരാമദ്രവ്യമാനം പൂജ്യമാണ്. മാത്രമല്ല, പ്രകാശവേഗത്തേടെ പിറക്കുന്നവയാണ് ഇത്തരം കണങ്ങള്. നിശ്ചലാവസ്ഥ എന്നൊന്ന് ഇവയ്ക്കില്ല (പരോക്ഷ മാര്ഗങ്ങളിലൂടെയേ വിരാമദ്രവ്യമാനം ഗണിച്ചെടുക്കാനാകൂ).
ഇതുരണ്ടും കൂടാതെ, മൂന്നാമതൊരു വിഭാഗം കണങ്ങള്കൂടി പ്രപഞ്ചത്തില് ഉണ്ടായിക്കൂടെ? പ്രകാശത്തെക്കാളും വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുന്നവ. ഇക്കാര്യമാണ് സുദര്ശന് പരിശോധിച്ചത്.
പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടക്കുന്ന വസ്തുവിന് അല്ലെങ്കില് കണത്തിന് ലോറന്സ് സമവാക്യം അനുസരിച്ച് എന്തുസംഭവിക്കും? മേല്പ്പറഞ്ഞ പ്രശ്നം പരിശോധിക്കാന് സുദര്ശന് അവലംബിച്ച മാര്ഗം അതാണ്. യഥാര്ഥത്തില് ലോറന്സ് സമവാക്യത്തെ സാമാന്യവത്ക്കരിക്കുകയാണ് സുദര്ശന് ചെയ്തത്്.
പ്രകാശാതീതവേഗം (superluminal velocities) കൈവരിക്കുന്ന കണങ്ങള്ക്ക് ലോറന്സ് സമവാക്യം അനുസരിച്ച് 'അവാസ്തവിക ദ്രവ്യമാനം' (imaginary mass) ആണുള്ളതെന്ന് സുദര്ശന്റെ അന്വേഷണത്തില് വെളിവായി (സാധാരണ ദ്രവ്യമാനത്തെ 'മൈനസ് ഒന്നിന്റെ വര്ഗമൂലം' കൊണ്ട് ഗുണിക്കുമ്പോള് കിട്ടുന്നതാണ് അവാസ്തവിക ദ്രവ്യമാനം). നമുക്ക് പരിചിതമായ പ്രപഞ്ചത്തിലെ കാര്യങ്ങള്ക്ക് വിപരീതമാകും പ്രകാശാതീതവേഗമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തില് സംഭവിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, വേഗംകൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കുകയാണ് നമുക്ക് പരിചയമുള്ള സംഗതി. പ്രകാശാതീതവേഗത്തിന്റെ കാര്യത്തില് വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ദ്രവ്യമാനം കുറയും. പ്രകാശാതീത കണങ്ങള്ക്ക് വേഗം കുറയുമ്പോഴാണ് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കുക. വേഗം കുറഞ്ഞ് ഒടുവില് പ്രകാശത്തിന്റേതിന് തുല്യമാകുന്ന അവസ്ഥയില് ദ്രവ്യമാനം അനന്തമാകും!
ഈ വിഷയത്തില് 1959 ല് ഒരു ചെറുപ്രബന്ധം തയ്യാറാക്കി ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ ജേര്ണലിന് സുദര്ശന് അയച്ചുകൊടുത്തു. റഫറികള് വിരുദ്ധ അഭിപ്രായം പറഞ്ഞതുകൊണ്ട് അവരത് പ്രസിദ്ധീകരിക്കാന് കൂട്ടാക്കിയില്ല. പ്രകാശാതീതവേഗമെന്ന സമസ്യയെ കൂടുതല് പരിചിന്തനം ചെയ്ത്, ഒലെക്സ-മിറോണ് ബിലാനിയൂക് (1926-2009), വി.കെ.ദേശ്പാണ്ഡെ എന്നിവരുമായി ചേര്ന്ന് 1962 ല് 'മെറ്റാ റിലേറ്റിവിറ്റി' എന്ന പ്രബന്ധം അമേരിക്കന് ജേര്ണല് ഓഫ് ഫിസിക്സില് സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. പ്രകാശാതീത വേഗമുള്ള കണങ്ങളെ അവര് വിശേഷിപ്പിച്ചത് 'മെറ്റാ കണങ്ങള്' (meta particles) എന്നായിരുന്നു. ഇത്തരം കണങ്ങള്ക്ക് 'ടാക്യോണുകള്' (Tachyons) എന്ന് നാമകരണം ചെയ്യുന്നത് യു.എസ്.ഗവേഷകനായ ജെറാള്ഡ് ഫീന്ബര്ഗ് ആണ്; 1967 ല് അദ്ദേഹം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പ്രബന്ധത്തില്. ഗ്രീക്കില് 'വേഗ'മെന്ന അര്ഥം വരുന്ന പദമാണ് 'ടാക്യോണ്'.
ടാക്യോണുകളെ സംബന്ധിച്ച് 1962 ല് ആദ്യ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ശേഷം, ബിലാനിയൂക് ഉള്പ്പടെ വിവിധ ഗവേഷകരുമായി സഹകരിച്ച് എട്ട് പഠനപ്രബന്ധങ്ങള് രണ്ട് പതിറ്റാണ്ടിനിടെ സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ടാക്യോണുകള്ക്ക് നിലനില്ക്കാന് സൈദ്ധാന്തികമായി പ്രശ്നമൊന്നുമില്ലെന്നും, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മൗലിക സങ്കല്പ്പങ്ങള്ക്ക് ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് പരിക്കേല്ക്കുന്നില്ലെന്നും ആ പ്രബന്ധങ്ങളിലൂടെ അവര് സമര്ഥിച്ചു. 'കാര്യകാരണ ബന്ധം' ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് തകരില്ല. പരിചിത പ്രപഞ്ചത്തില് 'കാര്യം' എന്ന് നമ്മള് വിലയിരുത്തുന്ന സംഗതി 'കാരണ'മാവുകയും, നേരെ തിരിച്ചും പരിഗണിച്ചാല് പ്രശ്നം കുഴപ്പമില്ലാതെ അവസാനിക്കുമെന്ന് സുദര്ശനും കൂട്ടരും ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. ഉദാഹരണത്തിന്, പരിചിത അവസ്ഥയില് ഒരു കണം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നത്, ടാക്യോണ് ലോകത്ത് കണം പുറത്തുവരുന്നതായി കാണപ്പെടും.
ടാക്യോണ് സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് 'അവാസ്തവിക വിരാമദ്രവ്യമാനം' ഉണ്ടെന്ന് വന്നാല്, ടാക്യോണുകള്ക്ക് ചേരുംവിധം വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിലെ എല്ലാ സമവാക്യങ്ങളും പരിഷ്ക്കരിക്കാനാകുമെന്ന് സുദര്ശനും കൂട്ടരും തെളിയിച്ചു. വേഗം കൂടുമ്പോള് അത്തരം കണങ്ങളുടെ ഊര്ജം കുറയുകയും, വേഗം കുറയുമ്പോള് ഊര്ജം കൂടുകയും ചെയ്യുമെന്ന് മുകളില് സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ. ഇതുപ്രകാരം രണ്ടുതരം പ്രപഞ്ചങ്ങളുണ്ടെന്ന് വരുന്നു. ആദ്യത്തേത് നമുക്ക് പരിചിതമായത്. അതിനെ 'ടാര്ഡ്യോണ്-പ്രപഞ്ചം' (tardyon-universe) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തേത് നിത്യജീവിതത്തില് നമുക്ക് പരിചയമില്ലാത്ത 'ടാക്യോണ്-പ്രപഞ്ചം' (tachyon-universe). ടാക്യോണ്-പ്രപഞ്ചത്തില് കണങ്ങള് പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുകയും, ഊര്ജം കൂടുമ്പോള് വേഗം കുറഞ്ഞ് അവ പ്രകാശവേഗത്തോട് അടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇരുപ്രപഞ്ചത്തെയും വേര്തിരിക്കുന്നത്് പ്രകാശവേഗത്തോടടുത്ത 'ലക്സണ് മതില്' (lixon wall) ആണെന്ന് ടാക്യോണ് സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു.
ടാക്യോണുകള്ക്ക് മതിയായ ഊര്ജമുണ്ടെങ്കില് അവ പ്രകാശവേഗത്തോട് അടുക്കുമെന്ന് കണ്ടല്ലോ. ഉന്നത ഊര്ജത്തില് അവ ലക്സണ് മതില് മേഖലയില് നിലനില്ക്കുകയും, അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യത്തില് ഫോട്ടോണുകളുടെ കൂട്ടമായി പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യും. അങ്ങനെയുള്ള ഫോട്ടോണ് ഉല്സര്ജനം തിരിച്ചറിയാനായാല്, അത് ടാക്യോണുകളുടെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കാന് സാഹായിക്കുമെന്ന് പല ഗവേഷകരും കരുതുന്നു. പക്ഷേ, ടാക്യോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം വ്യക്തമായി തെളിയിക്കാന് ഇതുവരെ ആര്ക്കും കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.
'ദൈവകണം' എന്ന വിളിപ്പേരിലറിയപ്പെടുന്ന 'ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണുകളു'ടെ സാന്നിധ്യവും പ്രവചിക്കപ്പെടുന്നത്, സുദര്ശനും കൂട്ടരും ടാക്യോണുകള് പ്രവചിക്കുന്ന 1960 കളിലാണ്. 40 വര്ഷത്തെ ശ്രമഫലമായി 2012 ലാണ് യൂറോപ്യന് കണികാപരീക്ഷണശാലയായ 'സേണി'ലെ ലാര്ജ് ഹാഡ്രോണ് കൊളൈഡറില് ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം ആദ്യമായി സ്ഥിരീകരിച്ചത്. ടാക്യോണുകളും ഇതുപോലെ നാളെയൊരു പരീക്ഷണത്തില് കണ്ടെത്തിക്കൂടെന്നില്ല. ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഇന്നും ആകാംക്ഷ സൃഷ്ടിക്കുന്ന മുന്നേറ്റമാണ് ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് അരനൂറ്റാണ്ടുമുമ്പ് സുദര്ശന് നടത്തിയതെന്ന് സാരം'.
Note - ശ്രദ്ധിക്കുക, ഐന്സ്റ്റൈനെ തെറ്റെന്ന് തെളിയിക്കുകയല്ല സുദര്ശന് ചെയ്തത്. വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ വിപുലീകരണമാണ് അദ്ദേഹം നടത്തിയത്.
2 comments:
വൈശാഖന് തമ്പിയുടെ പോസ്റ്റ് വായിച്ചപ്പോഴാണ്, ഇ.സി.ജി.സുദര്ശന് എന്ന കോട്ടയംകാരന് 'ടാക്യോണുകള്' എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ പ്രവചിച്ച സംഗതിയെക്കുറിച്ച് ഇന്ത്യന് മാധ്യമങ്ങള് സ്ഥിരമായി ഉപയോഗിക്കാറുള്ള ഒരു ക്ലീഷേയെക്കുറിച്ച് ഓര്മവന്നത്. 'പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ കാര്യത്തില് ഐന്സ്റ്റൈന് പറഞ്ഞത് തെറ്റാണെന്ന് ടാക്യോണുകളിലൂടെ സുദര്ശന് തെളിയിച്ചു' - ഇതാണ് ആ ക്ലീഷേ. യഥാര്ഥത്തില് സുദര്ശന് ചെയ്തത് ഐന്സ്റ്റൈന് തെറ്റാണെന്ന് തെളിയിക്കുകയായിരുന്നോ. അല്ല. ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സാധ്യതയെ പ്രകാശവേഗമെന്ന അതിര്ത്തിക്കപ്പുറത്തേക്ക് ആദ്യമായി കൈപിടിച്ചു നടത്തുകയും, അതുവഴി ടാക്യോണുകള് എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ പ്രവചിക്കുകയും ചെയ്യുകയാണ് 1960 കളില് സുദര്ശന് ചെയ്തത്.
വിജ്ഞാനപ്രദം!
Post a Comment