இந்த வலையில் தேடவும்

Monday, August 9, 2010

பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள் - V

எத்தனை பேர் இந்த blog-ஐ follow செய்கிறார்கள் என்று ஆபீசில் கேட்டார்கள் ... என்னையும் சேர்த்து ஒருவர் தான் என்றேன்..இந்த blog-ஐ ஆரம்பித்ததற்கு முதல் காரணம் அறிவியலை (எனக்குத் தெரிந்த வரைக்கும்) தமிழில் எழுதுவது தான்... அறிவியலை அறிந்து கொள்ள எத்தனையோ நல்ல web-site கள்,புத்தகங்கள் உள்ளன... ஆனாலும் பெரும்பாலானவை என்னென்னவோ குறிகளைஎல்லாம் சமன்பாடுகளில் போட்டு பயமுறுத்துகின்றன...சில தமிழ்-அறிவியல் சைட்டுகளோ , Fluctuations in Matter Density என்பதை "பிண்டத் திணிவு ஏற்ற இறக்கம்" என்றெல்லாம் கூறி மொழி பெயர்ப்பதில் தம் திறமைகளைக் காட்ட முயல்கின்றன...இப்படியெல்லாம் செய்யாமல் ஏதோ நமக்குத் தெரிந்த வரை அறிவியலை எளிமையாக்கிக் கூறினால் அறிவியல் தாகம் கொண்ட ஏதேனும் ஒரு ஜீவனாவது சந்தோஷப்படும் என்ற ஒரே நம்பிக்கையில் தொடர்ந்து எழுதுகிறேன்..]



பிரபஞ்சத்தை ஆட்டுவிக்கும் நான்கு விசைகளில் மூன்றைப் பார்த்து விட்டோம்.. (அப்பாடா!) இனி நான்காவதாக வரும் gravity எனப்படும் "ஈர்ப்பு விசை"....என்னதான் இந்த விசை பிரம்மாண்டமான நம் பூமியையே சூரியனை சமர்த்தாக சுற்றி வரச் செய்தாலும் ,அண்ட வெளியில் கிரகங்களும் விண்மீன்களும் கன்னாபின்னா வென்று சிதறி ஓடாமல் தடுத்து அடங்கி இருக்க வைத்தாலும் , அறிவியல் இந்த விசையை நான்கு விசைகளில் மிகவும் 'வீக்' ஆன விசையாகத்தான் பார்க்கிறது... மிக மிகப் பெரிய பரிமாணங்களில் (macroscopic scale) மட்டுமே இந்த விசை உள்ளே வருகிறது... எனவே மிகச் சிறிய தூரங்களிலும் (quantum distance) , மிக மிக மிக குட்டியான எலக்ட்ரான் முதலிய துகள்களுக்கு இடையே நடக்கும் பரிவர்த்தனைகளின் (interaction between atomic particles) போதும் அறிவியல் இந்த விசையை 'நீ ஒன்னும் வேணாம் போ" என்று ஒதுக்கி வைத்து விடுகிறது... இதற்கு ஒரு காரணம்: ஈர்ப்பு விசை அது செயல்படும் பொருட்களின் நிறையுடன் நேரடித் தொடர்பு உடையது....எலக்ட்ரான் போன்ற துகள்கள் கிட்டத்தட்ட 'நிறையற்ற' (massless) துகள்கள் என்பதால் இந்த விசையும் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியம் ....அதாவது இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் ஈர்ப்பு விசையின் காரணமாக ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கவே செய்கின்றன.... ஆனால் நாம் முன்பு பார்த்த 'மின் காந்த விசை" (electromagnetic interaction) யின் முன்பு ஈர்ப்பு எல்லாம் ஜுஜுபி... நம் மி.கா. விசை இரண்டு எலக்ட்ரான்களுக்கு மத்தியில் செயல்பட்டு அவற்றை (இரண்டும் ஒரே இனம் என்பதால்) ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகி ஓடச் செய்கிறது...இன்னொரு விஷயம் மற்ற விசைகளை நம்மால் உணரவும் , detect செய்யவும் முடியும்... உதாரணமாக ,மின் காந்த விசையை உணர்வதற்கு ஒரு மெல்லிய இரும்புக் கம்பியை கொண்டு போய் உங்கள் வீட்டில் உள்ள plug point ஒன்றின் துளையில் நுழைக்கவும்... (Disclaimar: பின் விளைவுகளுக்கு இந்த blog பொறுப்பல்ல...) ஆனால் ஈர்ப்பு விசையை 'உணரவோ' ஒரு கருவியின் மூலம் detect செய்யவோ முடியாது.... அதனால் தான் நியூட்டனுக்கு முன்னர் மக்கள் 'ஆப்பிள்' மரத்திலிருந்து 'கீழே' தானே விழும்? விசையும் கிடையாது பசையும் கிடையாது என்று நினைத்துக் கொண்டு இருந்தனர்...


ஆனால் நியூட்டன் கொஞ்சம் மாற்றி யோசித்ததால் (அதாவது: மேலே உள்ள படத்தைப் பார்க்கவும்..பூமியின் மேற்பரப்பில் உட்கார்ந்து கொண்டிருக்கும் ஒருவருக்கு (A) ஆப்பிள் 'கீழே' விழுகிறது... பூமி ஒரு உருண்டை என்பதால் அவருக்கு நேர் எதிரே பூமியின் அடுத்த பக்கத்தில் (தலை கீழாக) உட்கார்ந்து கொண்டுள்ள ஒருவருக்கும் (B ) அது 'கீழே' (அம்புக் குறி காட்டி உள்ளது போல்) தானே விழ வேண்டும்? அப்படியென்றால் 'B' க்கு ஆப்பிள் கிடைக்கவே கிடைக்காது... அது விண் வெளியில் பறந்து போய் விடும்,,,, எனவே நியூட்டன் எல்லாப் பொருள்களையும் பூமி 'தன்னை' நோக்கி இழுக்கிறது என்ற முடிவுக்கு வந்தார்... மேலும் பூமி மாத்திரம் ஆப்பிளை இழுப்பதில்லை.... ஆப்பிளும் பூமியை இழுக்கிறது என்று கண்டு பிடித்தார்... ஆப்பிளை நோக்கி பூமி மேலே வருவது கொஞ்சம் ஓவர்... ஏன் வருவதில்லை என்பதை உங்கள் ஹை ஸ்கூல் டீச்சரிடம் கேட்டுக் கொள்ளவும்,,,



தாவது 'R' தொலைவில் வைக்கப்பட்டுள்ள 'M1'நிறையுள்ள ஒரு பொருளுக்கும் 'M2' நிறையுள்ள ஒரு பொருளுக்கும் இடையே செயல் படும் ஈர்ப்பு விசையை கணக்கிட F=G M1M2 / (R*R) ..இங்கே G= ஈர்ப்பு மாறிலி.. என்ற சூத்திரத்தை உபயோக்கிறார்கள்...



கலிலியோவிற்கு முன் மக்கள் கனமான ஒரு பொருள் வேகமாகவும் லேசான ஒரு பொருள் மெதுவாகவும் கீழே விழும் என்று நம்பினர்.... கலிலியோ இதைத் தவறு என்று நிரூபித்து இரண்டும் ஒரே சமயத்தில் தரையை அடையும் என்றார்.... (ஆனால் ஏன் ஒரு கோழி இறகு ஒரு கல்லை விட மெதுவாக விழுகிறது என்றால் அது காற்றின் தடை என்றார்... (நிலாவுக்கு ச் சென்ற விண்வெளி வீரர்கள் நிலவில் இந்த ஆய்வைச் செய்து இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் விழுவதைக் கண்டதாகக் கேள்வி...) இது ஏன் என்று டீச்சரை எல்லாம் கேட்க வேண்டாம்...நானே சொல்கிறேன்... அதாவது கல்லும் ,கோழி இறகும் ஒரே 'முடுக்கத்தில்' (g ) கீழே இழுக்கப் படுகின்றன... (acceleration) கல் ஒன்றை கீழே போட்ட முதல் நொடியில் அதன் வேகம் ஒரு செகண்டுக்கு 9.81 மீட்டராகவும் அடுத்த நொடியில் வேகம் ஒரு நொடிக்கு 2 x 9.81 மீட்டராகவும் அடுத்த நொடியில் வேகம் ஒரு நொடிக்கு 3 x 9.81 மீட்டராகவும் இருக்கிறது... இறகுக்கும் இதே கேஸ் தான் .... இந்த முடுக்கம், acceleration என்பது விசை மற்றும் பொருளின் நிறை இரண்டின் விகிதம் ஆகும் ...அதாவது: a = F/M... (இதை ந்யூட்டனின் இயக்கவியல் இரண்டாம் விதி என்பார்கள்)
கனமான பொருளுக்கு M அதிகம்... எனவே அதைப் புவி இழுக்கும் F உம் அதிகம்... லேசான பொருளுக்கு M குறைவு... எனவே அதைப் புவி இழுக்கும் விசை F உம் குறைவு... எனவே இரண்டு கேசிலும் a என்பது மாறாமல் உள்ளது...
(அதாவது 2/4= 1024567890/ 2049135780 என்பது போல...)




இரண்டாவது விஷயம் ஈர்ப்பு எப்போதும் positive...(what an optimist!) அதாவது ஈர்ப்பு இரண்டு பொருட்களை ஈர்க்குமே தவிர விலக்காது... ஓகே அப்படியென்றால் நான்கு விசைகள் இருந்தாலும் நீங்களும் உங்கள் பக்கத்து சீட்டில் அமர்ந்து வேலை பார்க்கும் பெண்ணும் ஏன் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கப்பட்டு ஒட்டிக் கொள்வதில்லை? ( im NOT talking about biology now) முதல் இரண்டு அணுக்கரு விசைகளும் அணுவின் கருவைத் தாண்டி கூட வாரா... அப்படி இருக்கும் போது உங்களைத் தாண்டி எப்படி அடுத்தவரிடம் போகும்? ஈர்ப்பு விசை உங்கள் நிறையைச் சார்ந்தது என்பதால் உங்கள் 6.5 kg நிறை (64 kg எடை) எல்லாம் ஒட்டிக் கொள்ளும் அளவு விசையை எல்லாம் தோற்றுவிக்காது... அடுத்தது மின் காந்த விசை கொஞ்சம் மனசு வைத்தால் நீங்களும் உங்கள் பக்கத்து சீட் ஆர்த்தியும் ஒட்டிக் கொள்ள முடியும்... ஆனால் பாருங்கள் உங்கள் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆர்த்தியின் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை எதிர்க்கின்றன... உங்கள் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆர்த்தியின் உடலில் உள்ள ப்ரோடான்- களை ஈர்க்கின்றன... ஆர்த்தியின் உடலில் உள்ள ப்ரோடான்கள் உங்கள் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கின்றன... இதற்கு மேல் சொன்னால் அடிக்க வருவீர்கள்... எனவே இந்த விசைகள் கச்சிதமாக 'கான்செல் ' ஆகி விடுவதால் நீங்களும் ஆர்த்தியும் ஒட்டிக் கொள்வதில்லை....


OK..இதுவரை நியூட்டன் பார்வையில் ஈர்ப்பைப் பற்றிப் பார்த்தோம்...இனி ஐன்ஸ்டீன் என்ன சொன்னார் என்று பார்க்கலாம்... இதற்கு நீங்கள் இதுவரை கற்பனை செய்திராத ஒரு 'நான்காம்' பரிமாணத்தை (fourth dimension ) கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ள வேண்டி உள்ளது... இந்த நான்காம் பரிமாணம் வேறொன்றும் இல்லை... சில சமயம் நாம் துச்சமாக மதிக்கும் , சில சமயம் ஐயோ போய் விட்டதே என்று வருந்தும் 'காலம்' (time ) தான்...ஐன்ஸ்டீன் சொன்னது நம்மை சுற்றி வெறும் வெளி(space ) மட்டும் இல்லை..வெளியும் காலமும் பின்னிப் பிணைந்த சிக்கலான 'காலவெளி' (spacetime ) யாக உள்ளது...அதாவது நியூட்டனின் படி காலமும் வெளியும் எப்போதும் மாறாதவை... எதனாலும் பாதிக்கப் படாதவை... ஆனால் ஐன்ஸ்டீன் வந்த பிறகு பொருள்கள் தம்மைச் சுற்றி உள்ள வெளியையும் காலத்தையும் மாற்றக் கூடும் என்பது தெரிந்தது... ஈர்ப்பைப் பற்றி இரண்டு கேள்விகளை ஐன்ஸ்டீன் கேட்டதாகக் கூறுகிறார்கள்..ஒன்று: அது ஏன் எப்போதும் பொருட்களை ஈர்க்கிறது? ஏன் விலக்குவதில்லை? இரண்டு: இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையில் உள்ள தூரத்தை மாற்றினால் அவைகளுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பு 'விசை' உடனடியாக மாற வேண்டும்... அதாவது ஈர்ப்பு விசை முடிவே இல்லாத பயங்கர வேகத்தில் பயணிக்க வேண்டும்... ஆனால் சார்பியல் கொள்கைப்படி (relativity theory ) பிரபஞ்சத்தில் எந்த ஒரு பொருளும் 'ஒளி' யை விட வேகமாகப் பயணிக்க முடியாது...

எனவே , ஐன்ஸ்டீன் 'GRAVITY ' என்பது ஒரு விசை மாதிரி அல்ல ..பூமி போன்ற கனமான பொருள்கள் தங்களைச் சுற்றியுள்ள காலவெளியில் ஏற்படுத்தும் 'பள்ளம்' என்று கூறினார்... நியூட்டன் முதல் விதிப்படி எந்த ஒரு பொருளும் தன் மேல் ஏதேனும் தடை செயல் படும் வரை நேர்கோட்டில் சென்று கொண்டே இருக்கும்....(அல்லது சிவனே என்று உட்கார்ந்து கொண்டு இருக்கும்) பூமியும் தான் உண்டான அந்த நாளில் எந்த வேகத்துடன் தூக்கி எறியப்பட்டதோ (சூரியனிடமிருந்து) அதே வேகத்தில் இன்றும் நேர்கோட்டில்(?!) பயணித்துக் கொண்டு உள்ளது... ஏனென்றால் அதைத் தடுத்து நிறுத்த வெளியிலிருந்து எந்த விசையும் இல்லை... ஆனால் பாருங்கள் இந்த சூரியன் தன் பூதாகாரமான நிறை காரணமாக தன்னைச் சுற்றியுள்ள (கால) வெளியை வளைக்கிறது...(உங்கள் பெட்டின் (பெட்) மேல் கனமான ஒரு பந்தை வைத்தால் ஒரு குழி ஏற்படுமே அது போல) எனவே நம் பூமியின் பயணப் பாதை சூரியனால் வளைக்கப் பட்டு ஒரு நீள் வட்டமாக உள்ளது... ஆனால் நான்கு பரிமாணத்தில் நம் பூமியின் பயணப் பாதை ஒரு 'நேர் கோடு' தான்.....for example , பூமியின் மேற்பரப்பில் நீங்கள் நேர்கோட்டில் நடந்து செல்வதாகக் கொள்வோம்... நம் பூமி ஓர் உருண்டை என்பதை நீங்கள் உணரவே மாட்டீர்கள் ...உங்கள் பாதை எப்போதும் நேர்கோடாகவே இருக்கும்... ஆனாலும் நீங்கள் பூமியை வட்டமாக சுற்றி வந்து கொண்டே இருப்பீர்கள்.. இதே போல் தான் பூமி தான் ஒரு நேர்க்கோட்டில் செல்வதாக ஜாலியாக நினைத்துக் கொண்டு இருந்தாலும் அது சூரியன் உண்டாக்கும் கால வெளிப் பள்ளத்துக்குள் (spacetime distortion ) அகப்பட்டு ஒரு நீள் வட்டப் பாதையிலேயே குண்டுச் சட்டியில் குதிரை ஓட்டிக் கொண்டு உள்ளது....
ஓகே இன்றைக்கு இது போதும்... மீண்டும் 'பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள் -VI இல் சந்திக்கும் வரை உங்களிடமிருந்து விடை பெறுவது

சமுத்ரா











3 comments:

hareaswar said...

simply impressing.. great

Abarajithan said...

superb.. ஈர்ப்பை இதைவிட யாரும் எளிமையாகவும் சுவாரஸ்யமாகவும் அதேசமயம் சரியாகவும் விளக்கியதை நான் படித்ததில்லை.

நீங்கள் சொல்வதை நான் முன்னமே படித்திருக்கிறேன், ஒப்புக்கொள்கிறேன். ஆனால், எதிர்வீட்டில் வசிக்கும் ஒரு பல்கலைக்கழக ப்ரொபெசர் "இல்லை. ஈர்ர்பு என்பது இரண்டு பொருட்கள் பரிமாறிக்கொள்ளும் க்ராவிடன் (graviton) எனும் துகள் மூலம்தான் கிடைக்கிறது" என்றார். அதற்கு நான் "அப்படியென்றால் பூமி உருவான காலத்திலிருந்தே ஈர்ப்பு விசையை வெளியிட்டு வருகின்றது. அப்படியென்றால் அது நிறை/ஆற்றல் கொண்ட துகள்களை தொடர்ச்சியாக இழந்து வருவதால்(விழும் எரிகற்கள் மற்றும் வெளியிலிருந்து வரும்/ போகும் நிறையத் தவிர்த்து) பூமியின் நிறை படிப்படியாகக் குறைந்து வரவேண்டுமே? அப்படி வருகின்றதா?" எனக் கேட்டேன். அவர் ஏதேதோ கூறிவிட்டு திட்டியபடி சென்றுவிட்டார். இது உண்மையா?

Jegan said...

"ஆப்பிளை நோக்கி பூமி மேலே வருவது கொஞ்சம் ஓவர்... ஏன் வருவதில்லை என்பதை உங்கள் ஹை ஸ்கூல் டீச்சரிடம் கேட்டுக் கொள்ளவும்,,,"

இனிமேல்லாம் ஹை ஸ்கூல் டீச்சரிடம் போய் கேக்க முடியாது. அதையும் நீங்களே சொல்லிடுங்க சமுத்திரா.