அணு அண்டம் அறிவியல் -70

அணு அண்டம் அறிவியல் -70 உங்களை வரவேற்கிறது.

- ஒளியை விட வேகமாக நீங்கள் ஓடிவந்து பின்னால் திரும்பிப் பார்த்தால் நீங்கள் ஓடி வருவதை நீங்களே பார்க்க முடியுமா?

- பிரபஞ்சத்தின் அதிக பட்ச வேகம் ஒளி என்றால் குறைந்த பட்ச வேகம் என்ன?


'வேகம்' என்பது மனிதனை எப்போதும் வசீகரித்து வந்துள்ளது. கால்கள், குதிரை, கார்கள், ராக்கெட் என்று முன்னேறிய மனிதன் பிரபஞ்சத்தின் ULTIMATE SPEED LIMIT ஆன ஒளிவேகத்தையும் மிஞ்சி விட முடியாதா என்று ஆசைப்படுகிறான். சரி. மனிதர்கள் மிஞ்சுவது இருக்கட்டும். ஒளியின் வேகத்தை ஒளியே கூட மிஞ்ச முடியாது. தனக்கு எதிர்திசையில் வரும் ஒளி ஒன்றின் வேகத்தை இன்னொரு ஒளிக் கீற்று c + c =2c என்று பார்க்காமல் 'c ' என்று மட்டுமே பார்க்கும்.

ஒரு டார்ச் லைட்டை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். அதை அப்படியே வானத்தை நோக்கி அடியுங்கள்.இப்போது அந்த டார்ச்சின் பிம்பத்தை நீங்கள் வானத்தின் ஒரு முனையில் இருந்து இன்னொரு முனைக்கு ஒரு நொடியில் நகர்த்தலாம். கொள்கை ரீதியாக அந்த பிம்பம் பல்வேறு ஒளிவருடங்களை ஒரே நொடியில் கடந்து விட்டது என்று சொல்லலாம். ஆனால் இது FTL (Faster than light ) ஆகாது. ஐன்ஸ்டீன் கொள்கைப்படி எந்த ஒரு தகவலோ அல்லது ஆற்றலோ ஒளிவேகத்தை மிஞ்ச முடியாது. இங்கே டார்ச் லைட்டின் பிம்பம் எந்தத் தகவலையும் கொண்டிருப்பதில்லை.

இன்னொரு thought experiment இப்படி சொல்கிறது. மெகா சைஸ் கத்திரிக்கோல் ஒன்றைக் கருதுவோம். அதன் ப்ளேடுகள் பல ஒளி ஆண்டுகள் நீளம் உடையதாகக் கொள்வோம். திறந்திருக்கும் கத்திரிக்கோலின் பிளேடுகளை உடனே மூடுவோம். ப்ளேடுகள் சந்திக்கும் இடம் ப்ளேடுகளின் முனையை நோக்கி இப்போது படுவேகமாக நகரும்.மெகா சைஸ் பேப்பர் ஒன்றை அது வெட்டுவதாகக் கருதினால் பேப்பர் ஒளிவேகத்தை விட மிக வேகமாக வெட்டப்பட்டு விடும்.இது FTL ஆ?

மேலும், பல ஒளி ஆண்டுகள் நீளம் உள்ள ஒரு விரைப்பான கோலைக் கருதுவோம். அதன் ஒரு முனையை சிறிது அசைத்தால் அதன் மறுமுனை உடனே அசையும். எனவே அந்த 'அசைவு' ஒளிவேகத்தை விட வேகமாக நகர்கிறதா? இந்த அசைவை ஈர்ப்புக்கு ஒப்பிட்டால் , ஒரு மிகப்பெரிய நட்சத்திரம் அல்லது கருந்துளை ஒன்று எப்படியோ பூமிக்கு ஒரு ஒளி ஆண்டு தொலையில் வந்து விட்டதாகக் கொள்வோம். இப்போது அதன் ஒளி பூமியை அடைய ஒரு வருடம் ஆகும். WHAT ABOUT ITS GRAVITY ? அதன் ஈர்ப்பை ஒரு வருடம் கழித்து தான் நாம் உணர்வோமா இல்லை உடனேவா?

தத்துவார்த்த ரீதியில் மனம் ஒளியை விட வேகமாக பயணிக்கிறதா? 'டெலிபதி' உண்மையா?

ஒருவர் மீது ஒருவர் மிகுந்த அன்பு கொண்ட தம்பதிகள், நண்பர்கள், இரட்டையர்கள் எவ்வளவு தொலைவில் பிரித்து வைக்கப்
பட்டிருந்தாலும் ஒருவர் நினைப்பதை ஒருவர் மிக வேகமாக அறிந்து கொள்கிறார்கள் என்று சில கேஸ்களைப் பார்த்திருப்போம்.
இந்த சிக்னல்கள் சாதாரண பரிமாணத்தை விட்டு வேறு ஒரு பரிமாணத்தில் பயணிக்கின்றனவா?

இயற்பியலில் இது Quantum entanglement என்று டெக்னிகலாக அழைக்கப்படுகிறது.ஒரு எலக்ட்ரான் பாசிட்ரான் இணையை அருகருகே கொண்டு வரும் போது இரண்டின் சுழற்சியும் வேறுபடுகின்றன (SPIN ) தோராயமான உதாரணமாக எலெக்ட்ரான் கடிகார முள்ளின் திசையில் சுழன்றால் பாசிட்ரான் அதற்கு எதிர் திசையில் சுழலும்.இந்த ஒத்திசைவு இந்த இணைகள் எவ்வளவு தூரம் பிரித்து வைக்கப்படுகின்றன என்பதைப் பொறுத்து மாறுவதில்லை. எலக்ட்ரான் பூமியிலும்(அதன் இணை) பாசிட்ரான் பிரபஞ்சத்தின் மறு மூலையிலும் இருந்த போதும் எலெக்ட்ரானில் ஏற்படும் பண்பு மாற்றம் அதன் இணையை உடனே காலத்தின் தேவை இன்றி பாதிக்கிறது.A மற்றும் B இருவரிடம் ஒவ்வொரு பெட்டி (box ) இருப்பதாகக் கொள்வோம். இரண்டு பெட்டிகளிலும் சிவப்பு அல்லது நீல நிற பந்துகள் இருக்கின்றன. யாரிடம் எந்த பந்து இருக்கிறது என்று தெரியாது. A இடம் சிவப்பு இருந்தால் B இடம் நீலம் இருக்கும்.(and vice versa )A தன்னிடம் இருக்கும் பந்தின் கலரைப் பார்த்து B இடம் என்ன இருக்கிறது என்று சொல்லி விட முடியும் அல்லவா? அது போல தான் இது. Entanglement சாத்தியமானால் உலகத்தில் Communication engineer கள் எல்லாம் வேலை இழக்க வேண்டி வரும். நீங்கள் அமெரிக்காவுக்கு பேச வேண்டும் என்றால் முதலில் இணை துகள்களை ஒருசேர உருவாக்கி பின் அவைகளில் ஒன்றை இந்தியாவிலும் இன்னொன்றை அமெரிக்காவிலும் வைத்து விட வேண்டியது. இங்கே பேசும் பேச்சுக்கு ஏற்ப எலக்ட்ரான் அல்லது போட்டானின் பண்புகளை (spin , polarization ) மாற்ற வேண்டியது.அந்த மாற்றம் அதன் உடன் பிறப்புக்கு உடனடியாக கடத்தப்படும். அதை ஒரு குவாண்டம் NOT gate இன் வழியே அனுப்பும் போது பேசிய பேச்சு அப்படியே கிடைத்து விடும்.propagation delay , டெலிபோன் டவர்கள் சாட்டிலைட்டுகள் , கடலுக்கடியில் ஃபைபர் என்று எதுவுமே தேவையில்லை.

ஓகே...

டெக்யான் என்ற ஒரு விவகாரம் பிடித்த துகளை இயற்பியலாளர்கள் அனுமானித்து உள்ளார்கள். அது எப்போதும் நிகழ் காலத்தில் இருந்து இறந்த காலத்துக்குப் பயணிக்கிறது. அதனால் எப்போதும் ஒளி வேகத்துக்குக் கீழாகப் பயணிக்க முடியாது. மேலும், வேடிக்கை என்ன என்றால் சாதாரணமாக ஒரு துகளுக்கு ஆற்றல் கொடுக்கும் போது அதன் வேகம் அதிகரிக்கும். ஆனால் இந்த டெக்யான் ஆற்றலைப் பெற்றுக் கொண்டால் கோபித்துக் கொண்டு அதன் வேகம் குறைந்து விடும்.ஆற்றலை இழந்தால் வேகம் அதிகரிக்கும். ஓர் ஊடகத்தின் வழியே டெக்யான் பயணிக்கும் போது ஊடகத்தின் அணுக்களுடன் மோதும் போது அதன் ஆற்றல் குறைய வேண்டும். ஆனால் ஆற்றல் குறையும் போது அதன் வேகம் அதிகரிக்கும். எனவே டெக்யான் அடர்த்தி மிக்க ஒரு ஊடகத்தில் இன்னும் வேகமாகப் பயணிக்கும்! சில சயின்ஸ் பிக்ஷன் எழுத்தாளர்கள் ஒளிவேகம் குறைந்த பட்ச வேகமாக இருக்கும் ஒரு இணை பிரபஞ்சத்தை கற்பனை செய்து எழுதி இருக்கிறார்கள். அங்கே எல்லாமும் ஒளி வேகத்துக்கு மிக அதிகமாக நகர்ந்து கொண்டு இருக்கும். எந்த ஒரு பொருளாலும் ஒளிவேகத்தை விடக் கீழே இறங்கி வர முடியாது. அந்த பிரபஞ்சத்தில் ஒளி வேகத்தை நெருங்கும் பொருளுக்கு காலம் வேகமாக செல்லும்!

இயற்பியல் விதிகளின் அனுமதியுடன் ஒளிவேகத்தை மீறுவதற்கு கீழ்க்கண்ட வழிகளை சொல்கிறார்கள்:

WARP DRIVE

WORM HOLES

நியூட்டன் , வெளி மற்றும் காலத்தை மாறாத பண்புகளாகப் பார்த்தார். அது நாடகம் நடக்கும் மேடை மட்டுமே.. மேடையில் நடிகர்கள நடித்தால் போதும். மேடை நடிக்க வேண்டியது இல்லை.ஆனால் ஐன்ஸ்டீனின் வருகைக்குப் பின்னர் பிரபஞ்ச நாடகத்தில் மேடையும் பங்கு வகிக்கிறது என்று தெரிய வந்தது. வெளி மற்றும் காலத்தை (காலவெளியை) நம் வசதிக்கேற்ப நீட்டவோ மடக்கவோ குறுக்கவோ முடியும் என்று ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் நிரூபிக்கிறது. இதை வைத்துக் கொண்டு எப்போதும் நேர்க்கோட்டில்* பயணிக்கும் அப்பாவி ஒளியை ஏமாற்ற முடியும். Alcubierre drive என்ற ஒரு வாகனம் இதற்கு உதவ முடியும். சென்னைக்கு பஸ்ஸில் போகலாம் ரயிலில் போகலாம் விமானத்தில் போகலாம். ஒவ்வொரு வாகனத்திலும் வேகம் அதிகரிக்குமே தவிர சென்னைக்கும் பெங்களூருவுக்கும் உள்ள தூரம் ஒன்று தான். வெளியை அலேக்காக பாயை சுருட்டுவது போல சுருட்டி சென்னையை அப்படியே பக்கத்தில் கொண்டு வருவது தான் இந்த ஐடியா. இந்த டிரைவ் வெளியில் ஒரு குமிழியை (bubble ) உருவாக்குகிறது.இந்தக் குமிழி தனக்கு முன்னே உள்ள வெளியை சுருட்டியும் பின்னே உள்ள வெளியை நீட்டித்தும் ஓர் அலை போல நகர்கிறது.

*geodesic

ஆனால் இப்படிப்பட்ட ஒரு வாகனத்துக்கு சாதாரண எரிபொருள் உதவாது. எதிர்மறைப் பொருள் (Negative matter or exotic matter ) வேண்டி இருக்கும்.எதிர்மறைப் பொருள் என்பது எதிர்ப்பொருள் (anti -matter ) இடம் இருந்து வேறுபடுகிறது. உதாரணமாக எலக்ட்ரானின் நிறைக்கு சமமான ஆனால் எதிர் மின்சுமை மற்றும் எதிர் சுழற்சி கொண்ட துகள் அதன் எதிர் துகள் பாசிட்ரான் என்று அழைக்கப்படுகிறது. பாசிட்ரான் ப்ரோடானால் விலக்கப்படும் . ஆனால் அது பூமியின் ஈர்ப்பினால் ஈர்க்கப்படுமே தவிர விலக்கப்படாது.(எதிர் ஆப்பிள் மரத்தில் இருந்து 'மேலே' விழாது) ஆனால் இந்த எதிர்மறைப் பொருள் (Negative matter ) ஈர்ப்பினால் விலக்கப்படும்.(Gravity is repulsive for negative matter). எதிர்மறை ஆப்பிள் கீழே விழாமல் மேலே விழும்(?). மேலும் எதிர்மறைப் பொருளை 'தள்ளினால்' அது உங்களை நோக்கி வரும்!...ஒரு குட்டிக் கதை. இங்கே தேவை இல்லை என்றாலும் Worth mentioning !

ஓர் ஊரில் ஒரு ஞானி இருந்தார். அவர் ஞானி என்றாலும் எப்போதும் குறும்புத் தனமான செயல்கள் செய்து மற்றவர்களை சிரிக்க வைப்பார். ஒரு நாள் நடு ராத்திரி கடந்த நேரம். இவர் வீட்டுக் கூரை மேல் நடந்து கொண்டு தடால் புடால் என்று சத்தம் செய்து கொண்டிருந்தார். கீழே படுத்துக் கொண்டிருந்த அவரது நண்பர்கள் , 'இது டூ மச்.. ராத்திரி நேரத்தில் அங்கே எப்படி ஏறினாய்? அங்கே என்ன செய்து கொண்டிருக்கிறாய்? 'என்றார்கள். ஞானி "நான் என்ன செய்வது? நான் கீழே தூங்கிக் கொண்டிருந்தேன்... திடீரென்று 'மேலே' விழுந்து விட்டேன்" என்றார். இந்தக் கதை மிக அழகானது. 'மேலே' விழுவது என்றால் உலகாயதப் பொருட்களால் ஈர்க்கப்படாமல் தெய்வீகத்தால் இழுக்கப்படுவது என்று பொருள்.

இதன் காரணமாக எதிர்மறைப் பொருள் இன்னும் பிரபஞ்சத்தில் உணரப்படவில்லை. ஈர்ப்பு இதை விலக்குவதால் இது பிரபஞ்சத்தின் ஏதோ ஒரு மூலைக்கு விலகி ஓடி இருக்க வேண்டும். ஒளி இந்த எதிர்மறைப் பொருளை சாதாரண பொருள் போலவே நடத்துகிறது. எதிர்மறைப் பொருளினால் ஒளி வளைகிறது. இந்தப் பண்பை வைத்துக் கொண்டு தொலைதூர காலக்சிகளில் எதிர்மறைப் பொருள் இருக்கிறதா என்று தேடி வருகிறார்கள். பொருள் வெளியை வளைக்கிறது. அதாவது வெளியில் ஒரு பள்ளத்தை உண்டுபண்ணுகிறது.ஆனால் இந்த எதிர்மறைப் பொருள் வெளியில் ஒரு மேட்டை ( hump ) ஏற்படுத்துகிறது. எனவே சாதாரண காலக்ஸிகளில் ஒளி புகுந்து வரும் போது அது பள்ளத்தில் விழுந்து வருகிறது. எதிர்மறைப் பொருள் வழியே ஊடுரும் போது ஒரு மேட்டில் ஏறி வருகிறது. [ ஸ்பீட் பிரேக்கர் சில இடங்களில் மேடாகவும் சில இடங்களில் பள்ளமாகவும் இருப்பது போல] இந்தப் பண்பை வைத்துக் கொண்டு எதிர்மறைப் பொருள் இருக்கிறதா என்று தேட முடியும். இதன் பிம்பம் தொலை நோக்கிகளில் கிடைக்கும் வழக்கமான ஐன்ஸ்டீன் வளையங்களில் [Einstein rings]இருந்து வேறுபட்டு இருக்கும்!

இன்னொரு விஷயம் பொருளையும் எதிர்பொருளையும் பக்கத்தில் வைத்தால் இரண்டும் இணைந்து,அழிந்து போதுமான ஆற்றல் கிடைக்கும் என்று ஏற்கனவே பார்த்தோம். ஆனால் பொருளும் எதிர்மறைப் பொருளும் (electron and negative electron )இணையும் போது இரண்டும் சுவடே இல்லாமல் முற்றாக அழிந்தொழிந்து போகின்றன. (ஆற்றல் கூட கிடைப்பதில்லை) . பொருள் ஏற்படுத்தும் பள்ளமும் எதிர்மறைப் பொருள் ஏற்படுத்தும் மேடும் இணைந்து வெறுமை மட்டுமே மிஞ்சுகிறது. ஆணும் பெண்ணும் இணைந்து குழந்தை வருவது சாதாரணம். ஆனால் இருவரும் இணைந்து இருவருமே அன்பில் மறைந்து விடுவதுதான் தெய்வீகம். இன்னொரு ஜென் கதை.

காதலி வீட்டில் உட்கார்ந்து இருக்கிறாள். காதலன் கதவைத் தட்டுகிறான்.

'யாரது'?

நான் தான்.

காதலி 'நான் மறைந்ததற்கு அப்புறம் வா'..

நீண்ட நாள் கழித்து மீண்டும் கதவு தட்டப்படுகிறது.

யாரது.?

'நீ தான்'

காதலி 'நீ' யும் மறைந்ததற்கு அப்புறம் வா.

-'நான்' 'நீ' இரண்டும் மறைந்ததும் காதலன் திரும்பி வருவதே இல்லை.

கால இயந்திரம் அல்லது எப்போதும் நிற்காத இயந்திரம் (Perpetual motion machine )செய்வதற்கு முதலில் எதிர்மறைப் பொருள் வேண்டும் என்கிறார் ஸ்டீபன் ஹாகிங்.

negative energy , எதிர்மறை ஆற்றல் பற்றியும் பேசி விடுவோம்.Not to be confused with Dark Energy !

பிரபஞ்சம் ஒன்றுமே இல்லாத சூனியத்தில் இருந்து எப்படி உருவானது என்பது இன்னும் ஒரு புதிர். பொருள் -எதிர்பொருள் ஜோடிகள் தோன்றுவதற்கு முதலில் போதுமான ஆற்றல் தேவை. எனவே பிரபஞ்சம் தோன்றுவதற்கு குறைந்த பட்சம் போதுமான ஆற்றல் இருந்திருக்க வேண்டும்! அந்த ஆற்றல் எங்கிருந்து வந்தது???? ஆனால் ஒன்றுமே இல்லாத , ஆற்றல் கூட இல்லாத சூனியத்தில் இருந்து பொருள் தோன்ற முடியும் என்கிறது குவாண்டம் இயற்பியல். பிரபஞ்சத்தின் மொத்த ஆற்றலை தோராயமாகக் கணக்கிட்ட விஞ்ஞானிகள் அது கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாக இருப்பதைக் கண்டு வியக்கிறார்கள்.

1935 ஆம் ஆண்டு ஹென்றி காசிமிர் என்ற விஞ்ஞானி குவாண்டம் இயற்பியலில் ஒரு முக்கியமான கண்டுபிடிப்பை நிகழ்த்தினார். மின்னூட்டம் (charge ) இல்லாத இரண்டு உலோகத் தகடுகள் வெற்றிடத்தில் மிக அருகே வைக்கப்படும் போது அவைகளுக்கிடையில் மிகச் சிறிய விசை ஒன்று உணரப்படுகிறது. தகடுகளுக்கு இடையே உள்ள வெற்றிடத்தில் சதா தோன்றி மறைந்து கொண்டிருக்கும் virtual particle இணைகளினால் இந்த விசை உருவாகிறது.இதன் மூலம் ஒன்றும் இல்லாத வெட்ட வெளியில் இருந்து ஆற்றலை எடுக்கலாம் (negative energy ) என்று கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

WORM HOLES (புழுத்துளை) பற்றி அடுத்து பார்க்கலாம். இறைவன் படைத்த வெளி என்னும் பாயை மனிதன் கிழிக்க நினைக்கும் முயற்சி அது!

சமுத்ரா