ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ മഹാസിദ്ധാന്തത്തിന് 100
ഇന്ന് നമുക്കു
മുന്നിലുള്ള പ്രപഞ്ചസങ്കല്പമാകെ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ച
'സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്ത'ത്തിന്റെ ചുവടുപിടിച്ച് രൂപപ്പെട്ടതാണ്.
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉദ്ഭവവും വികാസവും അന്തിമവിധിയും അടങ്ങിയ ആ മഹാസിദ്ധാന്തം
അവതരിപ്പിച്ചിട്ട് 2015 നവംബര്‍ 25ന് ഒരുനൂറ്റാണ്ട് തികയുന്നു
അവയൊന്നും പക്ഷേ, പുതിയ സങ്കല്പങ്ങളായിരുന്നില്ല. കഴിഞ്ഞ നൂറുവര്‍ഷമായി ഒരു മഹാസിദ്ധാന്തവുമായി ശാസ്ത്രലോകം പടവെട്ടിയതിന്റെ അന്തരഫലങ്ങളാണ് മേല്‍സൂചിപ്പിച്ച സങ്കല്പങ്ങളോരോന്നും. 'സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം' (ജനറല്‍ തിയറി ഓഫ് റിലേറ്റിവിറ്റി) എന്നാണ് അതറിയപ്പെടുന്നത്. ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്സ്റ്റൈന് ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അന്തിമരൂപം ലോകത്തിനു മുന്നിലവതരിപ്പിച്ചത് 1915 നവംബര്‍ 25നാണ്.
സാധാരണക്കാരുടെ മനസ്സില്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് സ്ഥാനംനേടിക്കൊടുത്തത് അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രസിദ്ധമായ ഊര്‍ജസമവാക്യമാണ്. പദാര്‍ഥവും ഊര്‍ജവും ഒരേനാണയത്തിന്റെ ഇരുവശങ്ങളാണെന്നു സ്ഥാപിക്കുന്ന ആ സമവാക്യമാണ് ഒരര്‍ഥത്തില്‍ ആറ്റംബോംബിന്റെവരെ അടിത്തറ. വേഗം കൂടുമ്പോള്‍ സമയം പിന്നോട്ടിഴയും എന്നതായിരിക്കാം(ടൈം ഡയലേഷന്‍ ) ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളില്‍ സാധാരണക്കാരെ അമ്പരപ്പിച്ച മറ്റൊരു സങ്കല്പം. ഈ സങ്കല്പങ്ങളൊക്കെ പക്ഷേ, 1905ല്‍ അദ്ദേഹം അവതരിപ്പിച്ച 'വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്ത'ത്തില്‍ (സ്‌പെഷ്യല്‍ തിയറി ഓഫ് റിലേറ്റിവിറ്റി) ഉള്‍പ്പെട്ടതാണ്.
ഊര്‍ജസമവാക്യമുള്‍പ്പെടെ മേല്‍സൂചിപ്പിച്ച സംഗതികള്‍ കണ്ടെത്തിയ ഐന്സ്റ്റൈന് പിന്നെയും പത്തുവര്‍ഷത്തെ കഠിനാധ്വാനം വേണ്ടിവന്നു സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിലേക്കെത്താനെന്നു പറയുമ്പോള്‍, എന്താകും ആ മഹാസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കമെന്നൂഹിക്കാന്‍തന്നെ ബുദ്ധിമുട്ടാകും. 1970കളില്‍ എഴുത്തുകാരനായ സി.പി.സ്‌നോ ഇങ്ങനെയൊരു വിലയിരുത്തല്‍ നടത്തി: വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം 1905ല്‍ പ്രസിദ്ധീകരിക്കാന്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് കഴിയാതെ വന്നിരുന്നെങ്കില്‍, രണ്ടോമൂന്നോ വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ മറ്റാരെങ്കിലും ആ സിദ്ധാന്തവുമായി രംഗത്തെത്തിയേനെ. അത്തരമൊരു സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഈറ്റുനോവിലായിരുന്നു ശാസ്ത്രലോകം. എന്നാല്‍, സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം 1915ല്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ചിരുന്നില്ലെങ്കില്‍, ലോകമിന്നും ആ സിദ്ധാന്തത്തിനായി കാത്തിരുന്നേനെ! ഐന്‍സ്‌റ്റൈനിലെ പ്രതിഭ ശരിക്കും വെളിപ്പെട്ടത് 1915 ലാണെന്ന് സാരം.
രണ്ട് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് ആവിഷ്‌കരിച്ചുവെന്നു വ്യക്തമായല്ലോ. അതില്‍ 1905ലെ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അങ്ങേയറ്റം ലളിതമായ ഒരു സങ്കല്പത്തിനുമേലാണ് കെട്ടിയുയര്‍ത്തിയിരിക്കുത്. നിങ്ങള്‍ ഏതു ചലനാവസ്ഥയിലായാലും ശരി, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മൗലികനിയമങ്ങള്‍ക്കു മാറ്റമുണ്ടാകില്ല ഇതാണ് ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കാതല്‍. ആ സിദ്ധാന്തത്തിലെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ സംഗതികളിലൊന്ന് പ്രകാശവേഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആശയങ്ങളായിരുന്നു. സെക്കന്‍ഡില്‍ 2,99,792 കിലോമീറ്ററാണ് ശൂന്യതയില്‍ പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗം. ഇതൊരു പ്രാപഞ്ചിക സ്ഥിരാങ്കമാണ്. മാത്രമല്ല, പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഏതു വസ്തുവിനും സാധ്യമായ പരമാവധി വേഗവും ഇതുതന്നെയാണെന്ന് ഐന്സ്റ്റൈന് പ്രഖ്യാപിച്ചു. ഒരര്‍ഥത്തില്‍, ക്ലാസിക്കല്‍ ഭൗതികത്തിന്റെ അങ്ങേത്തലയ്ക്കല്‍ ഗലീലിയോ ഗലീലിയും ഐസക് ന്യൂട്ടനും ആവിഷ്‌കരിച്ച ചലനനിയമങ്ങളും ഇങ്ങേത്തലയ്ക്കല്‍ മൈക്കല്‍ ഫാരഡെയും ജെയിംസ് ക്ലാര്‍ക്ക് മാക്‌സ്‌വെല്ലും അവതരിപ്പിച്ച വൈദ്യുതകാന്തികസിദ്ധാന്തവും തമ്മില്‍ കൂട്ടിക്കെട്ടുകയാണ് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് ചെയ്തത്.
1879 മാര്‍ച്ച് 14ന് ജര്‍മനിയിലെ ഉം പട്ടണത്തില്‍ ജനിച്ച ഐന്സ്റ്റൈന്, സൂറിച്ചില്‍ സ്വിസ് ഫെഡറല്‍ പോളിടെക്‌നിക്കല്‍ സ്‌കൂളിലെ പഠനം മികവോടെ പൂര്‍ത്തിയാക്കാത്തതിനാല്‍ അധ്യാപകനാവുകയെന്ന മോഹം ഉപേക്ഷിക്കേണ്ടിവന്ന വ്യക്തിയാണ്. സ്വിറ്റ്‌സ്വര്‍ലന്‍ഡില്‍ ബേണിലെ പേറ്റന്റ് ഓഫീസില്‍ ഗുമസ്തനായിച്ചേര്‍ന്ന ആ യുവാവ്, പേറ്റന്റ് അപേക്ഷകള്‍ പരിശോധിക്കുന്ന ജോലിക്കിടെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ നാഴികക്കല്ലുകളായിമാറിയ ഏതാനും പ്രബന്ധങ്ങള്‍ 1905ല്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. അതില്‍ ഏറ്റവും പ്രധാനം വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തമായിരുന്നു. (പ്രകാശത്തെ കണങ്ങളായി പരിഗണിച്ചുകൊണ്ട് ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവത്തിന് നല്‍കിയ വിശദീകരമായിരുന്നു അതില്‍ മറ്റൊരു പ്രബന്ധത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം. അതിന് 1921ല്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് നൊബേല്‍ പുരസ്‌കാരം ലഭിച്ചു. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം പക്ഷേ, അത്തരമൊരു പുരസ്‌ക്കാരത്തിന് അര്‍ഹമാണെന്ന് നൊബേല്‍ കമ്മറ്റിക്ക് തോന്നിയില്ല!).
1907ല്‍ ഒരു സയന്‍സ് ഇയര്‍ബുക്കിനുവേണ്ടി ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെക്കുറിച്ച് ലേഖനം തയ്യാറാക്കുമ്പോഴാണ് ഒരുകാര്യം ഐന്സ്റ്റൈന് ശ്രദ്ധിച്ചത്. തന്റെ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ ഗുരുത്വബലം (ഗ്രാവിറ്റി) ഉള്‍പ്പെടുന്നില്ല. ഗുരുത്വബലംകൂടി ഉള്‍പ്പെടുത്തി ആ സിദ്ധാന്തം സാമാന്യവത്കരിക്കാനായി പിന്നീടുള്ള ശ്രമം. അതാണ് ഒടുവില്‍ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തമായി മാറിയത്. ന്യൂട്ടന്റെ ഗുരുത്വബലസിദ്ധാന്തത്തെ പുതിയ അറിവുകളുടെ വെളിച്ചത്തില്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് നവീകരിച്ചപ്പോള്‍ വെളിവായത്, ഗുരുത്വബലമെന്നത് കേവലമൊരു ബലമേയല്ല, അതൊരുതരം ജ്യാമിതിയാണ് എന്നാണ്. ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തത്തോടെ ന്യൂട്ടന്റെ സിദ്ധാന്തം അപ്രസക്തമായയെന്നു കരുതുന്നവരുണ്ട്. ഇതു തീര്‍ത്തും തെറ്റാണ്. ന്യൂട്ടന്റെ സിദ്ധാന്തത്തെ പരിഷ്‌കരിക്കുകയാണ് ഐന്സ്റ്റൈന് ചെയ്തത്. റോക്കറ്റുകളയക്കുക, ഗ്രഹചലനങ്ങള്‍ വിശദീകരിക്കുക തുടങ്ങിയ നിത്യജീവിതത്തിലെ പ്രശ്‌നങ്ങള്‍ വിശദീകരിക്കാന്‍ ഇന്നും ന്യൂട്ടനെത്തന്നെയാണ് ശാസ്ത്രം ആശ്രയിക്കുന്നത്. തമോഗര്‍ത്തങ്ങള്‍, പ്രപഞ്ചവികാസം പോലുള്ള സംഗതികള്‍ വരുമ്പോഴാണ് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ ആവശ്യം വരുന്നത്.
തന്റെ തനതുശൈലിയില്‍, ലളിതമായൊരു ചിന്താപരീക്ഷണത്തില്‍നിന്നാണ് ഗുരുത്വബലം സംബന്ധിച്ച അന്വേഷണം ഐന്സ്റ്റൈന് ആരംഭിച്ചത്. ഒരു ഗുരുത്വമണ്ഡലത്തില്‍ തടസ്സമില്ലാതെ പതിക്കുന്ന വസ്തുവിന്, താഴേക്കുള്ള ആ വിഴ്ചയില്‍ ഭാരം അനുഭവപ്പെടുമോ ഇല്ലയോ? ഇതായിരുന്നു പ്രശ്‌നം. ഇല്ല എന്ന നിഗമനത്തില്‍ ഐന്‍സ്‌റ്റൈനെത്തി. ഗുരുത്വമണ്ഡലമാകയാല്‍ താഴേക്കു വീഴുന്ന വേളയില്‍ വസ്തുവിന് ത്വരണം (ആക്‌സലറേഷന്‍) സംഭവിക്കും. ത്വരണവും ഗുരുത്വബലവും തമ്മിലുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥമൂലമാണ് വസ്തുവിന് ഭാരമനുഭവപ്പെടാത്തത്. സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ (സ്‌പേസ് ടൈമിന്റെ) വക്രതയാണ് യഥാര്‍ഥത്തില്‍ ഗുരുത്വബലമായി അനുഭവപ്പെടുന്നതെന്ന സങ്കല്പത്തിലേക്ക് ഐന്‍സ്‌റ്റൈനെ എത്തിച്ചത് ഈദിശയിലുള്ള അന്വേഷണമാണ്. പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിലെ ജര്‍മന്‍ ഗണിതപ്രതിഭ ബേണ്‍ഹാഡ് റീമാന്‍, വക്രപ്രതലങ്ങളെ കൈകാര്യംചെയ്യാന്‍ വികസിപ്പിച്ച ജ്യാമിതി(നോണ്‍യുക്ലിഡിയന്‍ ജ്യാമിതി) തുണയായി.
ആ ജ്യാമിതിയുടെ സഹായത്തോടെ തയ്യാറാക്കിയ വെറും മൂന്നുപേജുള്ള 'ദ ഫീല്‍ഡ് ഇക്വേഷന്‍സ് ഓഫ് ഗ്രാവിറ്റേഷന്‍' ബെര്‍ലിനിലെ പ്രൂഷ്യന്‍ അക്കാദമി ഓഫ് സയന്‍സസില്‍ നൂറുവര്‍ഷംമുമ്പ് അവതരിപ്പിക്കുമ്പോള്‍, മനുഷ്യന്റെ പ്രപഞ്ചസങ്കല്പങ്ങളെയാകെ കടപുഴക്കാന്‍പോന്ന ഒരു ബോംബാണ് അവിടെ ഐന്സ്റ്റൈന് പൊട്ടിക്കുന്നതെന്ന് ആര്‍ക്കും ബോധ്യമുണ്ടായിരുന്നില്ല. സംഭവിച്ചതു പക്ഷേ, അതാണ്. മനുഷ്യന്റെ പ്രപഞ്ചസങ്കല്പം പിന്നീടൊരിക്കലും പഴയതുപോലെ ആയില്ല!
ശാസ്ത്രത്തിന്റെ
വളര്‍ച്ചയെയും മനുഷ്യചിന്തയെയും അത്യഗാധമായി സ്വാധീനിക്കുകയും
പ്രപഞ്ചവീക്ഷണമാകെ തിരുത്തിക്കുറിക്കുകയും ചെയ്ത മഹാനായ ശാസത്രജ്ഞനാണ്
ആല്‍ബെര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റെന്‍. ശാസ്ത്രം ഉയര്‍ത്തിപ്പിടിക്കുന്ന സമത്വം,
സ്വാതന്ത്ര്യം, ജനാധിപത്യബോധം, മതനിരപേക്ഷത, ധാര്‍മികമൂല്യങ്ങള്‍
ഇവയുടെയെല്ലാം ഉജ്വലപ്രതീകമായിരുന്നു അദ്ദേഹം. കൂടുതല്‍ കൂടുതല്‍ അറിയാനും
അന്വേഷിക്കാനും പ്രചോദിപ്പിക്കുന്ന ആ മഹാപ്രതിഭയുടെ ജീവിതകഥയാണ് ഈ
ഗ്രന്ഥം.അടുത്ത വിജയം വന്നത്, പ്രസിദ്ധ ബ്രിട്ടീഷ് നക്ഷത്രഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ആര്‍തര്‍ എഡിങ്ടണിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള സംഘം ദക്ഷിണാഫ്രിക്കയില്‍ പോയി സൂര്യഗ്രഹണം നിരീക്ഷിച്ചപ്പോഴായിരുന്നു. സൂര്യന്റെ ഗുരുത്വബലം മൂലം അതിനടുത്തുള്ള സ്‌പേസ് വക്രീകരിക്കപ്പെടുമെന്നും സൂര്യനു സമീപത്തുകൂടി കടന്നുവരുന്ന നക്ഷത്രപ്രകാശത്തിന് അതിനാല്‍ ദിശാവ്യതിയാനമുണ്ടാകുമെന്നും ഐന്സ്റ്റൈന് പ്രവചിച്ചു. സൂര്യഗ്രഹണവേളയില്‍ ആകാശം ഇരുളുകയും നക്ഷത്രങ്ങള്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയും ചെയ്യുമ്പോള്‍ ഇത് അളന്നു തിട്ടപ്പെടുത്താമെന്നും ഐന്സ്റ്റൈന് പറഞ്ഞു. എഡിങ്ടണും കൂട്ടരും നടത്തിയ നിരീക്ഷണത്തില്‍ ഐന്സ്റ്റൈന് പ്രവചിച്ചത് ശരിയാണെന്നു തെളിഞ്ഞു. 1919 നവംബര്‍ ആറിന് ലണ്ടനില്‍ റോയല്‍ സൊസൈറ്റിയുടെയും റോയല്‍ അസ്‌ട്രോണമിക്കല്‍ സൊസൈറ്റിയുടെയും സംയുക്തയോഗത്തില്‍ ആ ഫലം അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. അതോടെയാണ് നമുക്കിന്ന് പരിചിതനായ ഐന്സ്റ്റൈന് എന്ന 'സൂപ്പര്‍സ്റ്റാര്‍' ജനിക്കുന്നത്!
നൂറുവര്‍ഷംമുമ്പ് അദ്ദേഹമവതരിപ്പിച്ച ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ മുന്നോട്ടുള്ള ഗതി ആധുനിക പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തിന്റെ സമീപകാലചരിത്രമാണ്. രണ്ടുതരത്തിലാണ് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ ഫീല്‍ഡ് സമവാക്യങ്ങളെ ശാസ്ത്രലോകം സമീപിച്ചത്. ആദ്യത്തെ കൂട്ടര്‍ അതിന്റെ വ്യത്യസ്തഫലങ്ങള്‍ എന്തൊക്കെയാണെന്ന് തിട്ടപ്പെടുത്താനുള്ള നിരന്തരശ്രമങ്ങള്‍ തുടര്‍ന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വിശാലഘടനയും പ്രപഞ്ചവികാസവും തമോഗര്‍ത്തങ്ങളും ന്യൂട്രോണ്‍താരങ്ങളും വേംഹോളുകളും ഗ്രാവിറ്റേഷണല്‍ ലെന്‍സിങ്ങും ശ്യാമോര്‍ജവും(ഡാര്‍ക്ക് എനര്‍ജി) ഒക്കെ, ശാസ്ത്രലോകത്തെയാകെ പരിഭ്രാന്തിയിലാഴ്ത്തിക്കൊണ്ട് പലകാലങ്ങളിലായി ആ ഫീല്‍ഡ് സമവാക്യങ്ങളില്‍നിന്ന് പുറത്തുചാടി. ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ ഫീല്‍ഡ് സമവാക്യങ്ങളെ ഇനിയും പൂര്‍ണമായി മെരുക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ലെന്നു വിശ്വസിക്കുന്നവരുമുണ്ട്. പുതിയ ഫലങ്ങള്‍ ഇനിയും കണ്ടെത്താനാകുമെന്നു സാരം!
ഇരുപതാംനൂറ്റാണ്ടില്‍ രൂപംകൊണ്ട ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മറ്റൊരു മഹാസ്തംഭമായ ക്വാണ്ടം ഭൗതികവുമായി ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തം കൂട്ടിയിണക്കാനുള്ള ശ്രമമാണ് രണ്ടാമത്തെ കൂട്ടര്‍ നടത്തിയത്. ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ ഫീല്‍ഡ് സമവാക്യങ്ങള്‍ വിശാലപ്രപഞ്ചത്തെയാണ് കൈകാര്യംചെയ്യുന്നത്. അതേസമയം, ക്വാണ്ടം ഭൗതികം ആറ്റങ്ങളും ഉപ ആറ്റമികകണങ്ങളുമടങ്ങിയ സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തെയും. ഇവ രണ്ടും പ്രായോഗികമായി ശരിയെന്നു തെളിഞ്ഞിട്ടുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങളാണ്. എന്നാല്‍, ഇവതമ്മില്‍ പരസ്പരം ചേരുന്നില്ല. അതിനുള്ള മാര്‍ഗം നൂറുവര്‍ഷമായിട്ടും തുറന്നുകിട്ടിയിട്ടില്ല. ആധുനികഭൗതികശാസ്ത്രം നേരിടുന്ന ഏറ്റവും വലിയ വെല്ലുവിളികളിലൊന്നാണിത്.
നൂറുവര്‍ഷം കഴിഞ്ഞിട്ടും ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തമുയര്‍ത്തിയ വെല്ലുവിളി അവസാനിച്ചിട്ടില്ലെന്നര്‍ഥം. ആ വെല്ലുവിളി നേരിടാന്‍ പുതിയൊരു ന്യൂട്ടനെയോ ഐന്‍സ്‌റ്റൈനെയോ കാക്കുകയാണ് ഇന്ന് ശാസ്ത്രലോകം
No comments:
Post a Comment