ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തവും കല്ലേച്ചിയും

ജ്യോതിശാസ്ത്ര ബ്ലോഗ്ഗില്‍ കല്ലേച്ചി ചോദിച്ച കുറച്ച് ചോദ്യങ്ങള്‍ക്ക് മറുപടി കമെന്റ് ആയി എഴുതിയതാണ് ഇത്. എഴുതി വന്നപ്പോള്‍ ഒരു പോസ്റ്റിന്റെ വലിപ്പമായി. എങ്കില്‍ ഇത് ഇവിടെ കടക്കട്ടെ എന്നു വച്ചു. ഈ ബ്ലോഗ്ഗില്‍ അങ്ങനെ ചുളുവില്‍ ഒരു പോസ്റ്റും കിട്ടി.

കല്ലേച്ചി ചോദിച്ചത് ഇതൊക്കെയാണ്

1. ആല്ബര്ട്ട് ഐൻസ്റ്റൈന്റെ വിഖ്യാതമായ ഇക്വേഷനുണ്ടല്ലോ. E=mc^2. ഇതിൽ സി എന്നാൽ പ്രകാശവേഗം. ഈ വേഗത്തിനപ്പുരം കടക്കാൻ ഒന്നിനും സാധയമല്ല എന്ന് അദ്ദേഹം സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ടല്ലൊ. എൻകിൽ c^2 എന്ന ഒരിക്കലും സംഭവിക്കാത്ത ഒരു വേഗം കൊണ്ട് അദ്ദേഹം എങനേയയിരിക്കും ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ടാവുക.

2. എന്റെ ചോദ്യം പ്രകാശം ശൂന്ന്യതയില് സഞ്ചരിക്കുന്ന വേഗത്തെകുറിച്ചല്ല. ശൂന്ന്യതയിൽ പ്രകാശം സഞ്ചരിക്കുന്ന വേഗം ഏതണ്ട് 299714 കി മി പര് സെക്കന്റ് എന്നതാണല്ലൊ. ശൂന്ന്യതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഈ വേഗത്തെ ഏതു മധ്യമത്തിലൂടെ അധികരിപ്പിക്കനാവും? ആവില്ല. അതായത് പ്രകാശത്തിനു കൂടിയാൽ മേല്പരഞ വേഗതയേ കൈവരിക്കാനാവൂ. മാത്രമല്ല ബീറ്റാകണ പ്രതിപ്രവർത്തനം മൂലം മറ്റൊന്നിനും വിശേഷിച്ചും പിണ്ടമുള്ള, ഈവേഗം മറികടക്കാനാവില്ല. ടോക്കിയോണുക്കളും സുദറ്ശനനും തൽക്കാലം അവിടെ നിൽക്കട്ടെ. എന്റെ സംശയം ഒരിക്കലും സംഭവിക്കാത്ത വേഗമാൺ ഉദാഹരണത്തിനു 299715 കി മീ എന്നത്. പിന്നെ അതെങനെ നമ്മുടെ കണക്കു കൂട്ടലുകൾക്ക് ഉപയോഗിക്കും? ഇല്ലാത്ത ഡാറ്റകൾ ഉപയോഗിച്ചു ചെയ്യുന്ന കണക്കുകളുടെ ഉത്തരങൾ തെട്ടായിരിക്കില്ലെ?

3. അതായത് പ്രകാശം ആകുന്നതിനു മുൻപ് ഊർജ്ജത്തിന്റെ അവസ്ഥയിലുള്ള ചില കണങൾ പ്രകാശ വേഗം മറികടക്കുവാനാകുമായിരിക്കും, ഇല്ലേ. (അങണേയെൻകിൽ നമുക്ക് സുദർശനനെ പരിഗണിച്ചു തുടങാം)അതായത് പ്രകാശം എന്നത് ഒരു സംസ്കരിക്കപ്പെട്ട രൂപമാണ്. അതിനുമുൻപ്പുള്ള അസംസ്കൃത കണികകൾ (കണികകൾ എന്നു പറയാമോ)ളാവണം പ്രകാശമായിട്ടുണ്ടാവുക. അങനെയാണൊ? പിണ്ടം തുടങിയവ അതിനുശേഷം പരിഗണിക്കേണ്ടവയാൺ. ഇത്രയും കാലം നജാൻ മനസ്സിലാക്കിയത് ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം തെളിയിക്കുന്നതിൽ, അതായത് അതിനു അവശ്യം വേണ്ട ഒരു ഇക്വേഷനാൺ E=mc2 എന്നാഅയിരുന്നു. അങനെയല്ല എന്നാണൊ മാഷ് പറയുന്നത്.

കല്ലേച്ചീ, കല്ലേച്ചിയുടെ ചോദ്യങ്ങള്‍ വളരെ പ്രസക്തമാണ്. ആദ്യത്തെ ചോദ്യം വായിച്ചപ്പോള്‍ എനിക്ക് മനസ്സിലായത് C^2 എന്നത് C യേക്കാള്‍ വലിയ വേഗം അല്ലേ. പിന്നെ എങ്ങനെയാണ് തിയറി ശരിയാവുക എന്നാണ്. എന്നാല്‍ താങ്കള്‍ രണ്ടാമത് ചോദ്യം വിശദമാക്കിയപ്പോഴാണ് താങ്കള്‍ എന്താണ് ഉദ്ദേശിച്ചത് എന്നു മനസ്സിലായത്. അതായത് C എന്നതു പിണ്ഡം ഉള്ള കണികളെ സംബന്ധിച്ച് ഒരിക്കലും സംഭവിക്കാത്ത ഒരു വേഗമാണ്. പിന്നെ എന്തു കൊണ്ട് അത് ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം തെളിയിക്കാന്‍ അത് ഉപയോഗിച്ചു? അതിന്റെ ഉദ്ദേശം എന്താണ്? ഇതല്ലേ താങ്കളുടെ സംശയം.

ഒറ്റ വാക്കില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ കല്ലേച്ചിയുടെ ഈ ചോദ്യത്തിനു ഉത്തരം എനിക്ക് ഇപ്പോള്‍ അറിയില്ല. (ഇനിയുള്ള കുറച്ച് വരികള്‍ എന്റെ അറിവില്ലായ്മയെ ന്യായീകരിക്കുവാന്‍ ഉള്ള വൃഥാ ശ്രമം ആണ്.) ഞാന്‍ കഴിഞ്ഞ 5-6 വര്‍ഷമായി ഭൌതീകശാസ്ത്രത്തില്‍ നിന്നു വളരെ അകലെയായിരുന്നു. ശാസ്ത്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു പുസ്തകവും ഞാന്‍ ഇക്കാലത്ത് വായിച്ചിട്ടില്ല. അദ്ധ്യാപനത്തോട് എനിക്ക് പണ്ടേ താല്പര്യം ഇല്ലാത്തതിനാല്‍ ആ വഴിക്കേ പോയിട്ടില്ല. അതിനാല്‍ പഠിച്ചതൊക്കെ ഞാന്‍ മറന്നിരിക്കുന്നു. മലയാളം ബ്ലോഗ് ആണ് എന്നെ ഇപ്പോള്‍ തിരിച്ച് ഭൌതീകശാസ്ത്രത്തിന്റെ ലോകത്തേക്ക് മടക്കി കൊണ്ട് വന്നത്. എല്ലാം ഒന്നു റിഫ്രഷ് ചെയ്യേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. ജ്യോതിശാസ്ത്രം ബ്ലോഗ്ഗിലും മറ്റിടത്തും ലേഖനം എഴുതാന്‍ വേണ്ടി പലയിടത്തു നിന്നും വിവരങ്ങള്‍ ശേഖരിക്കുമ്പോള്‍ ഞാന്‍ എന്നെതന്നെ ഒന്നു റിഫ്രഷ് ചെയ്യുകയാണ്. അല്ലാതെ ഈ എഴുതുന്ന വിഷയത്തിന്റെ എല്ലാം ഉസ്താത് ആണ് / എനിക്കു എല്ലാം അറിയും എന്ന് അതിനു അര്‍ത്ഥം ഇല്ല. പിന്നെ ഞാന്‍ മനസ്സിലാക്കിയത് എനിക്ക് അറിയുന്ന ഭാഷയില്‍ ഇവിടെ കോറിയിടുന്നു. അത് എത്ര പേര്‍ക്ക് സഹായം ആകുന്നുണ്ട് എനിക്ക് അറിയില്ല. അതിനാല്‍ ഭൌതീക ശാസ്ത്രവുമായും ജ്യോതിശാസ്ത്രവുമായും എന്ത് സംശയം ആര് ചോദിച്ചാലും ഉടനടി ഉത്തരം കഴിയാന്‍ എനിക്ക് കഴിയില്ല. ഒന്നും സംശയം നോക്കാനോ റെഫര്‍ ചെയ്യാനോ പുസ്തകങ്ങള്‍ പോലും ഇല്ല. ആകെ ഉള്ളത് M.Sc ക്ക് ഞാന്‍ തന്നെ prepare ചെയ്ത നോട്ടുകളാണ്. അതിലുള്ള വിവരം ഒക്കെ ലിമിറ്റഡ് ആണ്. അതിനാല്‍ ഞാന്‍ സംശയനിവാരണത്തിനൊക്കെ ബുദ്ധിമുട്ടുകയാണ്. പിന്നെ പതിവു പോലെ ഇവിടെയും ഒരു സാധാരണക്കാരനു ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക കേന്ദ്രങ്ങളിലെ ലൈബ്രറി (അവന് ശാസ്ത്രത്തില്‍ താല്പര്യം ഉണ്ടായാലും) പ്രാപ്യമല്ല. അത് കുറച്ച് ഗവേഷകന്മാരുടേയും ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരുടേയും കുത്തകയാണ്. ഞാന്‍ പൂനെ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയില്‍ ഒന്ന് ശ്രമിച്ചു നോക്കിയതാണ്. പക്ഷെ ഫലം ഇല്ല. അതിനാല്‍ വിജ്ഞാനശേഖരണം ഭയങ്കര ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. പുസ്തകങ്ങളുടെ ലോകം എനിക്ക് ഇപ്പോള്‍ അപ്രാപ്യം ആണ്. പണം കൊടുത്തു വാങ്ങാനാണെകില്‍ ഇവിടെ നല്ല ഒരു ബുക്ക് ഷോപ്പ് പോലും ഇല്ല. (ബാംഗ്ലൂര്‍ വിട്ടതില്‍ ഇപ്പോള്‍ ഞാന്‍ ഖേദിക്കുന്നു). അതിനാലാണ് പലതിനും എനിക്ക് ഉത്തരം തരാനാകാതെ പോകുന്നത്. (എന്റെ അറിവില്ലായ്മ മറച്ചു വെക്കാന്‍ ഇപ്പോള്‍ ഇത്രയും മതി. ഇനി അറിയുന്ന കുറച്ചു കാര്യങ്ങള്‍).

ഇനി കല്ലേച്ചിയുടെ ചോദ്യത്തിനു ഉത്തരം തരണം എങ്കില്‍ ആദ്യം ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തത്തെ പരിചയപ്പെടുത്തണം. ജ്യോതിശാസ്ത്രം ബ്ലൊഗ്ഗില്‍ പിന്നീട് ഒരവസരത്തില്‍ STR (Special theory of Relativity അഥവാ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം), GTR (General Theory of Relativity അഥവാ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം) എന്നീ രണ്ട് ആപേക്ഷികാ സിദ്ധാന്തങ്ങളും വളരെ വിശദമായി ഗണിതത്തിന്റെ സഹായമില്ലാതെ കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ ഉദ്ദേശമുണ്ട്. പക്ഷെ അതൊക്കെ പരിചയപ്പെടുത്തണം എങ്കില്‍ അതിനു മുന്‍പ് പരിചയപ്പെടുത്തേണ്ട ചില അടിസ്ഥാന പാഠങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. ഞാന്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രം ബ്ലോഗ്ഗില്‍ പടിപടിയായി ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത് അതാണ്. അതിനാല്‍ അതിന്റെ ഒക്കെ വിശദാംശങ്ങളിലേക്ക് പിന്നീട് ഒരവസരത്തില്‍ വരും.

ഇപ്പോള്‍ താങ്കളുടെ ചോദ്യത്തിനു പെട്ടെന്ന് എനിക്കു തരാന്‍ തോന്നുന്ന ഉത്തരം ഇതാണ്.

ഭൌതീകശാസ്ത്രം പഠിക്കുവാന്‍ വരുന്ന നമ്മുടെ മുന്‍പില്‍ ചലനങ്ങളുടെ ഒരു ലോകം ആണ് തുറന്നു വരുന്നത്. ഏത് ചലനത്തെ കുറിച്ചു പഠിക്കണം എങ്കിലും ഒരു ആധാരവ്യൂഹം (Frame of Reference) ആവശ്യമാണ്. ആധാരവ്യൂഹം നിശ്ചലമായതോ (Frame of reference at rest), സമവേഗത്തില്‍ (Frame of reference in uniform motion) സഞ്ചരിക്കുന്നതോ, വേഗതവ്യത്യാസം (acclerated Frame of reference) വരുന്നതോ ആകാം. ക്ലാസ്സിക്കല്‍ ഭൌതീകത്തിനു (ന്യൂട്ടന്റേയും, ഗലീലിയോവിന്റേയും ഒക്കെ ഭൌതീകം) നിശ്ചലമായതോ സമവേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നതോ ആയ ആധാരവ്യൂഹങ്ങളോടാണ് പ്രിയം. എന്തുകൊണ്ടെന്നാല്‍ ജഡത്വ (Inertia) നിയമങ്ങള്‍ ഇത്തരം ആധാരവ്യൂഹങ്ങളില്‍ ശരിയായി പാലിക്കപ്പെടുന്നു. അതിനാല്‍ ഇത്തരം ആധാരവ്യൂഹങ്ങളെ ജഡആധാരവ്യൂഹങ്ങള്‍ (Inertial frame of reference) എന്നാണ് പറയുന്നത്.

വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് അടിസ്ഥാന തൂണുകള്‍ അതിലെ രണ്ട് POSTULATE-കള്‍ (ഇതിന്റെ മലയാളം എന്താണോ) ആണ് . അത് താഴെ പറയുന്നവ ആണ്.

1. ഭൌതീകശാസ്ത്രത്തിലെ എല്ലാ നിയമങ്ങളും എല്ലാ ജഡആധാരവ്യൂഹങ്ങളിലും ഒന്നാണ്.

2. പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗം എല്ലാ ജഡആധാരവ്യൂഹങ്ങളിലും ഒരു സ്ഥിരസംഖ്യയാണ് (constant).

അപ്പോള്‍ ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ ഈ സിദ്ധാന്തം പണിഞ്ഞിരിക്കുന്ന അടിസ്ഥാനം തന്നെ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗം എന്നതിലാണ്. എന്തു കൊണ്ടാണ് അത്? അത് വിശദീകരിക്കണം എങ്കില്‍ ഞാന്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം മൊത്തം പരിചയപ്പെടുത്തണം. അതിനുള്ള അറിവ് (പുസ്തകം/ സഹായം) എനിക്ക് ഇപ്പോള്‍ ഇല്ല. അതിനാല്‍ ഇപ്പോള്‍ ഞാന്‍ അതിനു മുതിരുന്നില്ല. പക്ഷെ പിന്നിട് ഒരവസരത്തില്‍ തീര്‍ച്ചയായും അത് ചെയ്യും.

പിന്നെ E=mc^2 എന്ന ഐന്‍സ്റ്റീന്റെ സമവാക്യം ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു byproduct ആയി വരുന്നതാണ്. അല്ലാതെ ആ സമവാക്യം = വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അല്ല. ഈ സമവാക്യത്തെ വിശദമായി കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ പിന്നീടു പരിപാടി ഉണ്ട്. അതൊന്നും ഒരു കമന്റില്‍ ഒതുക്കാന്‍ പറ്റില്ല.

ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പ്രത്യേകത മനസ്സിലാകണം എങ്കില്‍ ആദ്യം ഇതിന്റെ ആവശ്യകത മനസ്സിലാകണം. നമ്മുടെ നിത്യജീവിതത്തിലെ എന്തു പ്രവര്‍ത്തിയേയും ചലനത്തേയും ഒക്കെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ക്ലാസ്സിക്കല്‍ (ന്യൂട്ടോണിയന്‍) മെക്കാനിക്സ് മതി. വേഗത കൂടുമ്പോഴാണ് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഉപയോഗം വരുന്നത്. ചില approximation നടത്തുകയാണെങ്കില്‍ ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സിലെ സമവാക്യങ്ങള്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിലെ സമവാക്യങ്ങളില്‍ നിന്നു ഉരുത്തിരിഞ്ഞു വരുന്നതു കാണാം. അതിനാല്‍ തന്നെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സിനെ replace ചെയ്യുകയല്ല മറിച്ച് കുറച്ച് കൂടി കൃത്യമായ ഒരു സിദ്ധാന്തം തരികയാണ് ചെയ്യുന്നത്. മറ്റൊരു വിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സ് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു subset ആയി മാറുന്നു. നമുക്ക് നമ്മുടെ നിത്യജീവിതത്തിലെ ചലനങ്ങളേയോ ഒരു വാഹനത്തിന്റെ ചലനത്തേയോ ഒരു റോക്കറ്റിന്റെ ചലനത്തെയോ ഒക്കെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സ് ധാരാളം മതി. കാരണം ഇതില്‍ ഒക്കെ നമുക്ക് കൂടിയാല്‍ എത്താന്‍ പറ്റുന്ന വേഗത 100 km/sec ഓ 1000 km/sec മാത്രമാണ്. ഇതു പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗമായ 3 ലക്ഷം km/sec ആയി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോള്‍ തുച്ഛമാണ്. അതിനാല്‍ ഇത്തരം ചലനങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സ് ധാരാളം മതി. അല്ലാതെ ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സ് തെറ്റല്ല. അങ്ങനെ തെറ്റായിരുന്നു എങ്കില്‍ നമ്മള്‍ ഇപ്പോഴും സ്ക്കൂളുകളിലും കോളേജുകളിലും ഒന്നും ന്യൂട്ടന്റെ 1,2,3 നിയമങ്ങളും അതിമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒട്ടേറെ അനവധി സിദ്ധാന്തങ്ങളും പഠിക്കില്ലല്ലോ.

എന്നാല്‍ വേഗത പ്രകാശവേഗതയോട് അടുക്കുമ്പോള്‍ ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സ് മൊത്തം പൊളിയുന്നതു കാണാം. ദ്രവ്യമാനം കൂടുന്നു, നീളം കുറയുന്നു, സമയത്തിന്റെ ഒഴുക്ക് പതുക്കെയാകുന്നു. അങ്ങനെ നമ്മുടെ സാമാന്യ ബുദ്ധിക്ക് മനസ്സിലാകാത്ത പല പ്രതിഭാസങ്ങളും ഉണ്ടാകുന്നു. അത്തരം ചലനം വിശദീകരിക്കണം എങ്കില്‍ ആപേക്ഷികാ സിദ്ധാന്തം കൂടിയേ കഴിയൂ. അത്തരം പ്രതിഭാസം നമ്മൂടെ നിത്യജീവിതത്തില്‍ കാണാന്‍ പ്രയാസമാണ്.. (നടക്കുന്നുണ്ട് പക്ഷെ അത് നമുക്ക് രേഖപ്പെടുത്താന്‍ അത്ര ചെറുതാണ്). ചില കണികാ പ്രതിവര്‍ത്തനത്തിലും ആദിമ പ്രപഞ്ചത്തിലും സൂപ്പര്‍നോവ സ്ഫോടനങ്ങളിലും ഒക്കെ ആണ് ഇത്തരം ചലനങ്ങള്‍ നടക്കുന്നത്.

പിന്നെ മുന്‍പ് പറഞ്ഞതുപോലെ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു byproduct ആയി വരുന്ന സമവാക്യം ആണ് E = mc^2 എന്ന സമവാക്യം. (ഈ സമവാക്യം ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ അല്ല ആദ്യമായി കണ്ടുപിടിച്ചത് എന്നു പറഞ്ഞ് പല പ്രതിവാദങ്ങളും ശാസ്ത്രലോകത്ത് നടക്കുന്നുണ്ട്). ന്യൂക്ലിയര്‍ റിയാക്ടറുകളിലെ വൈദ്യുതി ഉല്പാദനം, ആറ്റം ബോംബിന്റേയും ഹൈഡ്രജന്‍ ബോംബിന്റേയും പ്രവര്‍ത്തനം, നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഊര്‍ജ്ജ ഉല്പാദനം മുതലായവയില്‍ ഒക്കെ ഉണ്ടാകുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവിനെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ഈ ഒറ്റ സമവാക്യം മതി. അതാണ് ഈ സമവാക്യത്തിന്റേയും ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തത്തിന്റേയും ഒക്കെ പ്രത്യേകത.

ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ ന്യൂട്ടോണിയന്‍ മെക്കാനിക്സ് എന്ന അപൂര്‍ണ്ണമായ ഒരു സിദ്ധാന്തത്തില്‍ നിന്നു കുറച്ചുകൂടിപൂര്‍ണ്ണമായ വേറെ ഒരു സിദ്ധാന്തം ആണ് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ ഐന്‍‌സ്റ്റൈന്‍ കാഴ്ച വെച്ചത്.

അതുകൊണ്ട് ഈ സിദ്ധാന്തം പരിപൂര്‍ണ്ണമാണെന്നോ നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ പ്രതിഭാസങ്ങളേയും വിവരിക്കാന്‍ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിനാകുമെന്നോ അതിനു അര്‍ത്ഥമില്ല. ആദിമപ്രപഞ്ചത്തെ വിശദീകരിക്കാനും അത്യുന്നതമായ ഗുരുത്വബലം ഉള്ള തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെ ഒക്കെ ശാസ്ത്രം വിശദീകരിക്കാന്‍ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിനും പറ്റാതാകുന്നു. അപ്പോള്‍ കുറച്ചു കൂടി പൂര്‍ണ്ണതയുള്ള വേറൊരു സിദ്ധാന്തം ആവശ്യമായി വന്നു. അങ്ങനെ അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തം ആണ് ചരട് സിദ്ധാന്തം (string theory). ഈ സിദ്ധാന്തം ഇപ്പോഴും അതിന്റെ ശൈശവ അവസ്ഥയില്‍ ആണ്. പഠനങ്ങള്‍ നടക്കുന്നതേ ഉള്ളൂ. നമ്മുടെ വക്കാരിക്കും ഡാലിക്കും ഒക്കെ അത് കുറച്ചൊക്കെ അറിയാം എന്നു തോന്നുന്നു. എനിക്ക് ഒട്ടുമേ അറിയില്ല. മുന്‍പ് പറഞ്ഞതുപോലെ എനിക്ക് എല്ലാം ഇനി ഒന്നേന്ന് തുടങ്ങണം.

അപ്പോള്‍ ഞാന്‍ കല്ലേച്ചിയുടെ ചോദ്യത്തിനു ഉത്തരം തന്നോ. പൂര്‍ണ്ണമായി ഇല്ല എന്നാണ് എന്റെ ഒരു അനുമാനം. കാരണം അദ്ദേഹത്തിനു പൂര്‍ണ്ണമായ ഒരുത്തരം കൊടുക്കണം എങ്കില്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം മൊത്തം വിശദീകരിക്കണം. അതിനുള്ള അറിവ് എനിക്ക് ഇപ്പോള്‍ ഇല്ല. പക്ഷെ ഈ ബ്ലോഗ്ഗില്‍ ഭാവിയില്‍ ഈ പറഞ്ഞ വിഷയം ഒക്കെ കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ പരിപാടി ഉണ്ട്. അപ്പോഴെക്കും എനിക്ക് ഇതിനൊരു ഉത്തരം തരാന്‍ കഴിയും എന്നു പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. എങ്കിലും വളരെ അടിസ്ഥാനപരമായ വിധത്തില്‍ താങ്കളുടെ ചോദ്യത്തിനു ഉത്തരം തന്നു എന്നാണ് എന്റെ വിശ്വാസം.

പിന്നെ താങ്കള്‍ പറഞ്ഞു
എന്റെ സംശയം ഒരിക്കലും സംഭവിക്കാത്ത വേഗമാൺ ഉദാഹരണത്തിനു 299715 കി മീ എന്നത്. പിന്നെ അതെങനെ നമ്മുടെ കണക്കു കൂട്ടലുകൾക്ക് ഉപയോഗിക്കും? ഇല്ലാത്ത ഡാറ്റകൾ ഉപയോഗിച്ചു ചെയ്യുന്ന കണക്കുകളുടെ ഉത്തരങൾ തെട്ടായിരിക്കില്ലെ?

ഒരിക്കലും സംഭവിക്കാത്ത ഒരു വേഗമല്ല പ്രകാശവേഗം. പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാഭാഗത്തുനിന്നും നമ്മിലേക്ക് എത്തി കൊണ്ടിരിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ (പ്രകാശം ഒരു വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗമാണ്. കൂടുതല്‍ വിവരത്തിനു ജ്യോതിശാസ്ത്ര ബ്ലോഗ്ഗിലെ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും എന്ന പോസ്റ്റ് കാണുക) സഞ്ചരിക്കുന്നത് ഈ വേഗതയിലാണ്. നമ്മുടെ റേഡിയോ നിലയങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളും സഞ്ചരിക്കുന്നത് ഏകദേശം ഈ വേഗതിയിലാണ്. (വായുവില്‍ കൂടെ ആയതിനാല്‍ വേഗത കുറച്ച് കുറയും എന്നു മാത്രം. ശൂന്യതയില്‍ കൂടെ പ്രകാശം സഞ്ചരിക്കുന്ന വേഗത്തിന്റെ (3 ലക്ഷം km/sec) 99% ത്തിനു മേല്‍ വരും. അതിനാല്‍ അത് ഇല്ലാത്ത ഡാറ്റ അല്ല. അതിനാല്‍ തന്നെ അതുപയോഗിച്ചു ചെയ്യുന്ന കണക്കുകളുടെ ഉത്തരം തെറ്റുമല്ല. അങ്ങനെ തെറ്റായിരുന്നു എങ്കില്‍ നമ്മുടെ ബോംബ് ഒന്നും പൊട്ടുമായിരുന്നില്ല. ന്യൂക്ലിയര്‍ റിയാക്ടറുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുമായിരുന്നില്ല, കണികകളുടെ ചില പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ വിശദീകരിക്കാന്‍ നമുക്ക് പുതിയൊരു സിദ്ധാന്തം കണ്ടു പിടിക്കാണ്ടി വന്നേനെ.

അതായത് പ്രകാശം ആകുന്നതിനു മുൻപ് ഊർജ്ജത്തിന്റെ അവസ്ഥയിലുള്ള ചില കണങൾ പ്രകാശ വേഗം മറികടക്കുവാനാകുമായിരിക്കും, ഇല്ലേ. (അങണേയെൻകിൽ നമുക്ക് സുദർശനനെ പരിഗണിച്ചു തുടങാം).

ചില കണങ്ങള്‍ക്ക് പ്രകാശവേഗത മറികടക്കാനാവും എന്നാണ് സുദര്‍ശന്‍ അച്ചായന്‍ പറയുന്നത്. പ്രകാശം (ഫോട്ടോണ്‍) ആകുന്നതിനു മുന്‍പ് ഉള്ള ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അവസ്ഥയൊന്നും എനിക്കത്ര പിടിയില്ല. പക്ഷെ ടാക്കിയോണ്‍സ് എന്ന കണികയെ ഇതു വരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല. അത് ഇപ്പോഴും തിയറിയാണ്. ഇനി ഇപ്പോള്‍ കണ്ടെത്തിയാലും നെഗറ്റീവ് മാസ് തുടങ്ങിയ പ്രതിഭാസങ്ങളെ വിശദീകരിക്കേണ്ടി വരും. ഈ വിഷയത്തിലുള്ള എന്റെ അറിവ് പരിമിതം.

അതായത് പ്രകാശം എന്നത് ഒരു സംസ്കരിക്കപ്പെട്ട രൂപമാണ്. അതിനുമുൻപ്പുള്ള അസംസ്കൃത കണികകൾ (കണികകൾ എന്നു പറയാമോ)ളാവണം പ്രകാശമായിട്ടുണ്ടാവുക. അങനെയാണൊ? പിണ്ടം തുടങിയവ അതിനുശേഷം പരിഗണിക്കേണ്ടവയാൺ.

ഇതിനൊക്കെ ഉത്തരം തരണം എങ്കില്‍ എനിക്ക് ഒരു നല്ല വായന നടത്തണം. ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട കാര്യങ്ങള്‍ നമ്മള്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രബ്ലോഗ്ഗില്‍ ആദിമപ്രപഞ്ചത്തെ കുറിച്ച് പഠിക്കുമ്പോള്‍ വിശദമായി കൈകാര്യം ചെയ്യും. അതിനാല്‍ കുറച്ച് കാത്തിരിക്കൂ.

ഇത്രയും കാലം നജാൻ മനസ്സിലാക്കിയത് ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം തെളിയിക്കുന്നതിൽ, അതായത് അതിനു അവശ്യം വേണ്ട ഒരു ഇക്വേഷനാൺ E=mc2 എന്നാഅയിരുന്നു. അങനെയല്ല എന്നാണൊ മാഷ് പറയുന്നത്.

ഞാന്‍ മുന്‍പ് പറഞ്ഞതു പോലെ ആപേക്ഷികാ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ നിന്നു ഉരുത്തിരിഞ്ഞു വന്ന ഒരു സമവാക്യം ആണ് E=mc^2. അത് ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം ശരിയാണ് എന്നുള്ളതിന്റെ ഒരു തെളിവും ആണ്. അതുമാത്രമല്ല മറ്റ് പലതും അങ്ങനെ തെളിവായുണ്ട്. അതിനെ കുറിച്ച് സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തെകുറിച്ച് വിവരിക്കുമ്പോള്‍ കൂടുതല്‍ പറയാം. ഐന്‍സ്റ്റീന്റെ പ്രശസ്തി വാനോളം ഉയര്‍ത്തിയ 1918-ലെ സൂര്യഗ്രഹണ പരീക്ഷണവും, ബുധന്റെ ഭ്രമണപഥത്തിന്റെ പുരസ്സരണവും ഒക്കെ സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം ശരിയാണെന്ന് തെളിയിച്ചവ ആയിരുന്നു. അതൊന്നും ഇപ്പോള്‍ വിശദീകരിക്കാന്‍ നിര്‍വാഹമില്ല. കാരണം വേണ്ടത്ര അടിസ്ഥാന പാഠങ്ങള്‍ ഇല്ലാതെ അതൊക്കെ ഇപ്പോള്‍ വിശദീകരിച്ചാല്‍ വിരലിലെണ്ണാവുന്നവര്‍ക്കേ അത് മനസ്സിലാകൂ. പിന്നെ അത് ഒരു പൊങ്ങച്ചം പറയലും ആകും. അതിനാല്‍ അതിനൊന്നും ഇപ്പോള്‍ മുതിരുന്നില്ല.

ഇനി ഈ വിഷയം ബ്ലോഗ്ഗില്‍ അവതരിപ്പിക്കുന്നതു വരെ കാത്തിരിക്കുവാന്‍ നിവൃത്തിയില്ലാത്തവര്‍ക്കായി ഞാന്‍ ഒരു പുസ്തകം ശുപാര്‍ശ ചെയ്യാം. നമ്മുടെ മാതൃഭാഷയില്‍ തന്നെ സാമാന്യം വിശദമായി എന്നാല്‍ ഗണിതം കാര്യമായി ഉപയോഗിക്കാതെ ഡോ. മനോജ് കോമത്ത് എന്ന പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ എഴുതിയ ഒരു പുസ്തകം ഉണ്ട്. ഐന്‍‌സ്റ്റൈനും ആപേക്ഷികതയും എന്നാണ് ഈ പുസ്തകത്തിന്റെ പേര്. പ്രസിദ്ധീകരണം കേരള ശാസ്ത്രസാഹിത്യ പരിഷത്ത്. വില നൂറു രൂപ. വളരെ മനോഹരവും ലളിതവുമായി ഐന്‍‌സ്റ്റൈനെകുറിച്ചും ആപേക്ഷികതയെ കുറിച്ചും ഈ പുസ്തകം വിവരിക്കുന്നു.

പക്ഷെ താങ്കള്‍ക്ക് ഉത്തരം എഴുതാല്‍ ഇത്രയും ടൈപ്പ് ചെയ്തപ്പോള്‍ എനിക്ക് ഒരു കാര്യം മനസ്സിലായി താങ്കളില്‍ വലിയൊരു ശാസ്ത്രകുതുകി ഉറങ്ങി കിടക്കുന്നു. ആ കുതുകിക്ക് എന്റെ എല്ലാ വിധ ആശംസകളും. നിറുത്തട്ടെ നന്ദി. നമസ്കാരം.

ഈ വിഷയത്തിലുള്ള എല്ലാ ചര്‍ച്ചയും ഈ പോസ്റ്റില്‍ കേന്ദ്രീകരിക്കാന്‍ അപേക്ഷ. ജ്യോതിശാസ്ത്രബ്ലോഗ്ഗിലെ പോസ്റ്റില്‍ അതില്‍ പ്രതിപാദിച്ചിരിക്കുന്ന വിഷയത്തെ കുറിച്ച് നമുക്ക് ചര്‍ച്ച ചെയ്യാം.