அணு அண்டம் அறிவியல்-12

அணு அண்டம் அறிவியல் உங்களை வரவேற்கிறது..

இயற்பியலின் வரலாற்றில் நியூட்டனின் அத்தியாயங்களைப் பார்த்துக் கொண்டிருக்கிறோம்.

பொருட்களின் இயக்கத்தை விளக்க அவர் மூன்று முக்கியமான விதிகளை உருவாக்கினார் என்று பார்த்தோம்..

முதல் விதி
==========

"எந்த ஒரு பொருளும் அதன் நிலைமைத் தன்மையிலோ அல்லது சீரான வேகத்தில் நகருவதையோ தொடரும்..அதன் மீது ஒரு சமன்படுத்தப்படாத விசை (unbalanced force ) செயல்படும் வரை..

உங்கள் ஆபீஸ் மேஜை மீது எவ்வளவோ சாமான்களை நீங்கள் வைத்திருக்கலாம். உதாரணமாக காபி குடித்த கப், சிதறிக் கிடக்கும் புத்தகங்கள், பேனா, மவுஸ், வாட்டர் பாட்டில், போன் என்றெல்லாம்..இந்த விதி என்ன சொல்கிறது என்றால் நீங்கள் அந்த பொருட்களை நகர்த்தும் வரை அவை அப்படியே போட்டது போட்ட படி இருக்கும் என்பதுதான்.

இது எங்களுக்குத் தெரியாதா? இதை சொல்ல நியூட்டன் தான் வரவேண்டுமா என்று நீங்கள் கேட்பது காதில் விழுகிறது. பொறுங்கள் ..இந்த விதி என்ன சொல்கிறது என்றால் "நகர்ந்து கொண்டிருக்கும் ஒரு பொருள் கூட அப்படியே நகர்ந்து கொண்டு தான் இருக்கும்" என்று. அதாவது நீங்கள் உங்கள் மேஜை மீது இருக்கும் ஒரு புத்தகத்தை அப்படியே மெதுவாக தள்ளி விட்டால் அது அப்படியே விடாமல் நகர்ந்து கொண்டே இருக்கும். அதாவது ஒரு பொருளை விடாமல் நேர்கோட்டில் செலுத்துவதற்கு விசை தேவைப்படாது. அதை நிறுத்துவதற்கு மட்டுமே ஒரு விசை தேவைப்படும்.

அதாவது ஒரு கால்பந்தை நாம் உதைத்தால் அது அப்படியே விடாமல் போய்க்கொண்டே இருக்க வேண்டும். ஏனென்றால் பந்து நிலையாக இருக்கும் வரை அப்படியே நிலையாக இருக்கும். ஒரு தடவை உதைத்து விட்டால் அப்படியே போய்க்கொண்டிருக்கும். ஆனால் பந்து ஏன் கொஞ்ச தூரம் போய் நின்று விடுகிறது என்பதற்கான விளக்கம் நாமெல்லாம் ஸ்கூலிலேயே படித்தது தான். சமர்த்தாக போய்க்கொண்டிருக்கும் பந்தின் மீது இரண்டு விசைகள் வலுக்கட்டாயமாக செயல்பட்டு அதை நிறுத்தி விடுகின்றன. ஒன்று: காற்று அதற்கு எதிர் திசையில் தரும் உராய்வு விசை. இரண்டாவது: கீழே உள்ள நிலம் அதற்கு எதிர் திசையில் தரும் உராய்வு விசை. நிலாவில் காற்று இல்லை என்பதால் அங்கே பந்தை உதைத்தால் அது நீண்ட தூரம் போகலாம். அதே மாதிரி கீழே உள்ள நிலம் ரொம்ப வழுவழுப்பாக இருந்தாலும் பந்து நீண்ட தூரம் போகலாம்.

'வாயேஜர்' போன்ற விண்கலங்கள் பூமியில் இருந்து அனுப்பப்பட்டு இப்போது சூரிய மண்டலத்தையே தாண்டி சென்று கொண்டுள்ளன. அவை தொடர்ந்து செல்வதற்கு அவ்வளவு எரிபொருள் எங்கிருந்து கிடைக்கும் என்று நீங்கள் நினைத்துப் பார்த்தது உண்டா? உண்மையில் அதற்கு எந்த எரிபொருளும் தேவை இல்லை. நாம் முதலில் எந்த வேகத்தில் அனுப்பினோமோ அதே வேகத்தில் அவை காலம் காலமாகப் பயணித்துக் கொண்டிருக்கும்.பூமியின் ஈர்ப்பு விசையை எதிர்த்துக் கொண்டு செல்வதற்கு மட்டும் முதலில் சிறிய அளவு எரிபொருள் தேவைப்படும். மேலும் எப்போதாவது விண்கலத்தின் திசையையோ, வேகத்தையோ மாற்ற வேண்டி வந்தால் மட்டும் எரிபொருள் தேவைப்படும். அதாவது விசை என்பது ஒரு பொருளின் வேகத்தை மாற்ற மட்டுமே செய்யும் (வேகம் பூஜ்ஜியமாகவும் இருக்கலாம்). வேகத்தை வழங்கச் செய்யாது.

அரிஸ்டாட்டில் (384 BC – 322 BC) காலத்தில் அவர் ஒரு பொருளை ஒரு சீரான வேகத்தில் செலுத்துவதற்கு விசை தேவைப்படும் என்று நம்பினார். பொருட்கள் தொடர்ந்து ஓடாமல் வேகம் குறைந்து கடைசியில் இயல்பாகவே நின்று விடும் என்றார் (மேலோட்டமாகப் பார்த்தால் இது சரி என்று தான் தோன்றும். கார் தொடர்ந்து ஓடுவதற்கு தான் பெட்ரோல் போடுகிறோம் என்று நாம் நினைக்கிறோம். உண்மையில் பெட்ரோல் போடுவது காற்று மற்றும் நிலத்தின் உராய்வை எதிர்க்க மட்டுமே) இதனால் தான் கல் போன்ற கனமான பொருட்கள் பூமியின் மீது நிலையாக இருப்பதாகவும் கோழி இறகு போன்ற பொருட்கள் பறந்து விடுவதாகவும் நினைத்தார்.

அவருக்குப் பின் வந்த கலிலியோ (15 February 1564 – 8 January 1642 )இதை மறுத்து பொருட்களின் வேகத்தை மாற்ற மட்டுமே விசை தேவைப்படும் என்று நிரூபித்துக் காட்டினார். அரிஸ்டாட்டில் பிரபஞ்சத்தில் இரண்டு விதமான இயக்கங்கள் மட்டுமே இருப்பதாக நம்பினார். ஒன்று 'natural ' இயல்பானது, அதாவது ஒரு கல் கீழே விழும் போது..தீ மேலே எழும் போது..இரண்டாவது 'unnatural ' நாமாக எதையாவது நகர்த்தும் போது..இதன் படி பார்த்தால் ஒரு கோலி குண்டு மற்றும் ஒரு கோலி இறகு இவை இரண்டையும் ஒரே உயரத்தில் இருந்து கீழே போட்டால் கோலிகுண்டு முதலில் கீழே விழ வேண்டும். (கனமான பொருட்கள் 'பூமியுடன்' தொடர்புடையதாகவும் லேசான பொருட்கள் ஆகாயத்துடன் தொடர்புடையதாகவும் ஏனோ அவர் நம்பினார்) அப்படி கீழே போட்ட போது எதிர்பார்த்த படி குண்டு முதலில் விழுந்தது. உடனே எல்லாரும் அரிஸ்டாட்டில் சொன்னது சரி தான் என்று நம்பி விட்டனர். கலிலியோ வந்து 'அட மக்குகளா பூமி விழுவது குண்டா கோழி இறகா என்றெல்லாம் பார்த்துக் கொண்டு இருக்காது;ரெண்டும் ஒரே நேரத்தில் தான் தரையை அடையும்; இறகு லேட்டாக விழுவது காற்றின் தடையால் தான் ' என்றார். இதற்காக இவர் பைசாவின் சாய்ந்த கோபுரத்தின் மேலே இருந்து இரண்டையும் கீழே போட்டு நிரூபித்ததாக சொல்வதுண்டு..கோபுரத்தின் மேலே இருந்து இதை செய்தாரோ இல்லையோ ,கீழே உள்ளது போன்ற ஒரு ஆய்வை அவர் கண்டிப்பாக செய்திருக்க வேண்டும்.

கோழி இறகு எல்லாம் ரொம்ப டூ மச். அது கீழே விழுவதற்குள் போய் 'ஆடுகளம்' ஒரு தடவை பார்த்து விட்டு வந்து விடலாம். எனவே அவர் வெவ்வேறு எடை உள்ள இரண்டு பந்துகளை எடுத்துக் கொண்டார். (இப்போது தைரியமாக இரண்டின் மீதும் காற்று அளிக்கும் எதிர்விசை ஒரே அளவானதாக இருக்கும் என்று நம்பலாம்) இப்போது இரண்டும் ஒரே சமயத்தில் தரை முத்தமிட்டன.ரெண்டும் ரொம்ப வேகமாக விழுவதால் நீங்கள் எங்களை ஏமாற்றி இருக்கலாம் என்று சொன்னவர்களுக்காக அவர் கீழே உள்ளது மாதிரியான ஒரு அமைப்பை ஏற்படுத்தினார்.

எடை அதிகமான குண்டு முதல் சாய்வில் விழுந்து பின்னர் இரண்டாவது சாய்வில் மேலே எழுகிறது. காற்றின் தடை, உராய்வு எதுவும் இல்லை என்றால் எந்த புள்ளியில் இருந்து விடப்பட்டதோ இரண்டாவது சாய்வில் குண்டு அதே புள்ளி வரை மேலே எழும்பும். இப்போது எடை குறைந்த குண்டு உருட்டப்படுகிறது . முதல் குண்டு அடைந்த புள்ளியையே இரண்டாவதும் அடைந்தது . அதே நேரத்தில். ..

முதல் விதியில் இருந்து 'INERTIA ' (நிலைமம்) என்ற ஒரு சொல் இயற்பியலுக்கு கிடைத்தது. அதாவது நிலையாக இருக்கும் பொருளோ நகர்ந்து கொண்டிருக்கும் பொருளோ அதன் தற்போதைய நிலையை மாற்றிக் கொள்வதற்கு ரொம்ப சலித்துக் கொள்ளும்..."நான் இப்படியே இருக்கேன், எதுக்கு மாறணும்?" என்ற அரசியல்வாதி புத்தி..அதை வலுக்கட்டாயமாக மாற்ற வேண்டும் என்றால் ஒரு வெளிப்புற விசை தேவைப்படும்.. சாலை விபத்துகள் நிகழ்வது இந்த INERTIA காரணமாகத்தான்.

நியூட்டனின் முதல் விதி அபார முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. இதில் தான் ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கொள்கைக்கான விதை அடங்கி உள்ளது. இந்த இடத்தில் நியூட்டன் கொஞ்சம் ரூமெல்லாம் போட்டு யோசித்திருந்தால் ரிலேடிவிடியைக் கண்டுபிடித்திருக்க முடியும். ஆனால் என்ன காரணத்திற்காகவோ அவர் இதை யோசிக்கவில்லை...'untrust the obvious ?"

இயற்பியலின் படி நிலையாக உள்ள ஒரு பொருளுக்கும் சீரான வேகத்தில் நகரும் ஒரு பொருளுக்கும் எந்த வேறுபாடும் கிடையாது. இதனால் தான் எந்திரன் ரஜினியால் ஓடும் ரயிலில் சண்டை போட முடிகிறது. வடிவேலுவால் பஸ்ஸில் கம்பியைப் பிடிக்காமல் நின்று கொண்டு வீர வசனம் பேச முடிகிறது. (வண்டி சடன் பிரேக் போடும் போது கம்பியைப் பிடித்தால் போதும்) ...விமானங்களில் பயணம் செய்பவர்களால் உள்ளே அது நகருகிறது என்பதையே உணர முடியாது. எனவே வெளியில் உள்ள ஒரு 'frame ' இன் உதவி இன்றி நாம் நிலையாக இருக்கிறோமா அல்லது சீரான வேகத்தில் நகர்ந்து கொண்டு இருக்கிறோமா என்பதை உணர முடியாது. இதை இயற்பியல் 'Lack of absolute space ' என்கிறது.
அதாவது 'இது தான் பிரபஞ்சத்தில் நிலையான புள்ளி. இதை வைத்து எல்லாவற்றையும் ஒப்பிடலாம் ' என்று ஒரு புள்ளியை நாம் காட்டவே முடியாது. உதாரணமாக நாம் நிலையாக இருப்பதாக நினைத்துக் கொண்டிருக்கிறோம்..ஆனால் பூமி பயணித்துக் கொண்டிருக்கிறது சூரியனைச் சுற்றி..சூரிய மண்டலம் நம் காலக்சியை மெதுவாக சுற்றிக் கொண்டிருக்கிறது.

கொஞ்சம் ஆன்மீக ரீதியாக (ஆரம்பிச்சிட்டான்யா!) சொல்வதென்றால் நிலையாக இருக்கிறோம் என்பதும் நகர்ந்து கொண்டிருக்கிறோம் என்பதும் மாயைகள்..ஈஷா உபநிஷதத்தில் வரும் ஒரு பிரபலமான வாசகம் :

"அது நகர்ந்து கொண்டிருக்கிறது; அது நகராமலும் இருக்கிறது...அது பக்கத்தில் இருக்கிறது, அதே சமயம் தூரத்திலும் இருக்கிறது..அது உள்ளே இருக்கிறது, அதே சமயம் வெளியேயும் இருக்கிறது"

இங்கே 'அது' என்பது ஆன்மாவைக் குறித்து எழுதப்பட்டது. 'ஆன்மா' பற்றியெல்லாம் இங்கே சொன்னால் நம் 'அ-அ-அ' தலைப்பிற்கு மரியாதை இல்லை..

இதை எழுதியவர் நியூட்டனின் முதல் விதியை நினைவில் கொண்டு தான் எழுதினார் என்றெல்லாம் வாதம் செய்யாமல் இது வெறுமனே ஒரு ஒப்பீடு மட்டுமே . ...

அது நகர்ந்து கொண்டிருக்கிறது; அது நகராமலும் இருக்கிறது - நியூட்டனின் முதல் விதி (நாம் இது வரை பார்த்தது)

அது பக்கத்தில் இருக்கிறது, அதே சமயம் தூரத்திலும் இருக்கிறது - சில நட்சத்திர மண்டலங்கள் நமக்கு வெகு தொலைவில் உள்ளன..அதே சமயம் நமக்கு பக்கத்திலும் உள்ளன..பக்கத்திலா ?ஆமாம் இங்கிருந்து தெருமுனையில் உள்ள அண்ணாச்சி கடைக்கு செல்லும் தூரத்தில் தான் ..'worm holes ' பற்றி படித்திருக்கிறீர்களா?

அது உள்ளே இருக்கிறது, அதே சமயம் வெளியேயும் இருக்கிறது -குவாண்டம் கொள்கைப்படி ஒரு எலக்ட்ரான் அணுக்கருவின் உள்ளே இருப்பதற்கும் சாத்தியம் உண்டு.(என்ன அது லாக்-அப்பில் வைக்கப்பட்ட லோக்கல் தாதா போல திமிறிக் கொண்டு இருக்கும் அவ்வளவு தான்)

ஆபீசில் மேனேஜர் அடிக்க வரும் முன்னர் இந்த பாகத்தை நிறுத்திக் கொண்டு விடுகிறேன்..தரும் சம்பளத்திற்கு கொஞ்சமாவது வேலை செய்யலாம்..நியூட்டனின் மற்ற விதிகளுக்கு அடுத்த பதிவு வரை காத்திருக்கவும்...

~சமுத்ரா