பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் I, 11, 111

நமது நட்சத்திரப் பயணங்கள் விண்வெளித்தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் இதுவரை கரும் சக்தி (Dark Energy), மற்றும் கரும் பொருள் (Dark Matter) குறித்து சற்று விரிவாக ஆராய்ந்தோம். இன்றைய தொடரில் ‘பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம்’ எனும் புதிய அத்தியாயம் ஆரம்பமாகின்றது. அதாவது ஆதிகாலம் தொட்டு இன்றைய நவீன விஞ்ஞான யுகம் வரை பிரபஞ்சம் தொடர்பான மனிதனின் பார்வையும் அறிவும் எவ்வாறு மாற்றம் அடைந்து வருகின்றது என்பது குறித்து இவ்வத்தியாயத்தில் ஆராய உள்ளோம்.

20 ஆம் நூற்றான்டின் மத்தியில் நன்கறியப்பட்ட விஞ்ஞானிகளில் ஒருவரான ‘பெர்ட்ரான்ட் ரஸ்ஸெல்’ என்பவர் பொது மக்கள் முன்னிலையில் உரையாற்றிய போது பூமி சூரியனைச் சுற்றி வருகிறதெனவும் சூரியன் அது அமைந்துள்ள பால்வெளி அண்டத்தின் மையத்தை அதிலுள்ள ஏனைய பல மில்லியன் நட்சத்திரங்களுடன் சேர்ந்து சுற்றி வருவதாகவும் விளக்கினார். இவர் தனது விரிவுரையை முடித்த போது கூட்டத்தின் ஒரு மூலையில் இருந்த பெண்மணி ஒருவர் எழும்பி பின்வருமாறு கூறினார். ‘நீங்கள் இதுவரை சொன்னதெல்லாம் வெறும் குப்பை. உண்மை என்னவெனில் உலகம் ஒரு மிகப் பெரிய ஆமையின் ஓட்டில் அமைந்துள்ள ஒரு வட்டமான தட்டு.

விஞ்ஞானி உடனே அந்தப் பெண்மணியைப் பார்த்து விநோதமாகப் புன்னகைத்த பின் ஒரு கேள்வியை எழுப்பினார். ‘நீங்கள் கூறும் ஆமை எதன்மேல் அமர்ந்துள்ளது?’ அந்தப் பெண்மணி ஒரு கணம் திகைத்துப் போய் விட்டார். மேலும் விஞ்ஞானியைப் பார்த்து நீங்கள் மிகவும் புத்திசாலி என்று வாழ்த்தினார்.

இப்படி இன்னும் பல கேள்விகளை பிரபஞ்சம் குறித்து முன் வைக்கலாம். இன்றைய நவீன யுகத்தில் பௌதிகவியல் (Physics) துறையில் விஞ்ஞானிகள் அடைந்து வரும் முன்னேற்றம் காரணமாக விருத்தியடைந்து வரும் புதிய தொழிநுட்பங்கள் மிக நீண்ட காலமாக நிலவி வரும் இத்தகைய கேள்விகளுக்கு விடை கூறக் கூடும். எதிர்காலத்தில் எப்போதாவது இக்கேள்விகளுக்கு நாம் பெறும் விடைகள் இன்று பூமி சூரியனைச் சுற்றி வருவதை நாம் அறிந்திருப்பதைப் போல் தெளிவானதாக இருக்கலாம் அல்லது ஆமையின் ஓட்டில் உலகம் அமைந்துள்ளது என்பது போன்ற கேலிக்குரியதாக இருக்கலாம். காலம் தான் இதற்குப் பதில் சொல்ல வேண்டும்.

பிரபஞ்சவியலில் (Cosmology) முக்கியமான அடிப்படை அவதானங்கள் அவற்றுக்கான விளக்கங்கள் மற்றும் உண்மையான வாதங்கள் என்பன வரலாற்றில் சிறிது மெதுவாகவே தோற்றம் பெற்றன. 20 ஆம் நூற்றாண்டில் தான் பௌதிகவியலின் அபார வளர்ச்சி காரணமாக பிரபஞ்சவியலின் வளர்ச்சியும் சற்றுத் துரிதமடைந்தது. மிக நீண்ட காலத்துக்கு முன் அதாவது கி.மு 340 இல் கிரேக்க நாட்டின் அறிவியலாளரான அரிஸ்டோட்டில் தனது புத்தகமான ‘On The Heavens’ இல் பூமி தட்டையான கிண்ணமல்ல (Flat Plate) அது கோள வடிவமானது (Sphere) என்பதற்கு முதன் முதலாகத் தெளிவான இரு வாதங்களை முன்வைத்திருந்தார்.

இதில் முதலாவது வாதமாக சந்திர கிரகணத்தின் போது அதாவது சூரியனுக்கும் சந்திரனுக்கும் நடுவே பூமி வரும் போது பூமியின் நிழல் வட்ட வடிவத்தில் சந்திரனில் வீழ்வது அது கோளமாக இருப்பதனாலேயே என்பதைக் கூறினார். இரண்டாவது வாதமாக பூமியின் வடக்கே துருவப் பகுதிக்கு அண்மையிலுள்ள கிரீஸ் இல் இருந்து நோக்கும் போது துருவ நட்சத்திரம் வடக்குத் திசையில் தாழ்வாகக் காணப்படும். ஆனால் சற்றுக் கீழே துருக்கியில் இருந்து நோக்கும் போது இந்நட்சத்திரம் வடக்கு வானில் மூலையுடன் சற்றுத் தள்ளித் தென்படும். (துருவ நட்சத்திரம் வடதுருவத்தில் இருந்து நோக்கும் போது தலையுச்சிக்கு நேரே மேலே வானத்தின் மத்தியிலும் பூமத்திய ரேகையில் இருந்து நோக்கும் போது வடக்குத் திசையில் வானத்தின் மூலையிலும் காணப்படும்.) பூமி தட்டையாக இருந்தால் துருவ நட்சத்திரம் எப்போதும் உச்சி வானில் மட்டுமே தென்பட வேண்டும். இவ்வித்தியாசம் ஏற்படக் காரணம் பூமி கோளமாக இருப்பதனால் என்பதும் தெளிவாகின்றது.

அரிஸ்டோட்டில் கணிதவியல் தேற்றங்களையும் கிரீஸ் மற்றும் துருக்கிக்கான தூரத்தையும் பயன்படுத்தி பூமியின் அண்ணளவான சுற்றளவைக் கணித்து அது 400 000 Stadia எனக் கூறினார். (1stadia – 200 yards)

இந்த இரண்டு வாதங்களை விட தெளிவாக நோக்கப் படும் ஒரு அவதானமும் பூமி கோள வடிவானது என்பதை நிரூபிக்கின்றது. அதாவது ஒரு கடற்கரையிலிருந்து நோக்கும் போது கடலில் தூரத்தில் ஒரு பாய்மரக் கப்பல் வருகின்றது என வைத்துக் கொள்ளுங்கள். அப்போது நமது பார்வையில் முதலில் பாய்மரக் கப்பலின் உச்சியிலுள்ள துணியே தெரியும். பிறகு படிப்படியாக முழுக் கப்பலும் தெரிய்ம். இதற்குக் காரணம் பூமி கோள வடிவாக இருப்பது ஆகும்.

---

இப்பகுதியில் வரலாற்றுக்கு முற்பட்ட காலத்தில் இருந்து 21 ஆம் நூற்றாண்டு வரை பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது பார்வை எவ்வாறு மாறி வருகின்றது என்பது குறித்து ஆராய்ந்து வருகின்றோம்.

சென்ற தொடரில் வரலாற்றின் முதல் வானியல் மேதை எனக் கருதக் கூடிய கிரேக்க தேசத்தைச் சேர்ந்த அரிஸ்டோட்டில் மற்றும் அவர் எழுதிய புத்தகமான ‘On The Heavens’ இல் பூமியைப் பற்றிய அவரின் நிலைப்பாடு ஆகியவற்றைக் கண்டோம். பூமி கோள வடிவமானது என்று முதன்முறை கூறியவர் இவரே. எனினும் கிறித்தவ மதத்தின் ஆதிக்கமோ அல்லது வேறு ஏதும் நம்பிக்கை அடிப்படையிலேயோ அரிஸ்டோட்டில் பிரபஞ்சத்தின் மையம் பூமி என்ற பிழையான அவதானத்தை நம்புவதற்குக் காரணமானது.

(இவ்விடயம் பற்றி நமது ‘நட்சத்திரப் பயணங்கள் முதல் இரண்டு தொடர்களில் ஏற்கனவே அலசியிருந்தோம்)

இவரின் கூற்றுப்படி ‘பூமி பிரபஞ்சத்தின் மையம் என்பதுடன் நிலையானது. இதை சூரியன், சந்திரன், ஏனைய கிரகங்கள், மற்றும் நட்சத்திரங்கள் என்பன வட்டப் பாதையில் சுற்றி வருகின்றன’ என்று விளக்கப்பட்டது.

இவரைப் பின்பற்றி கி.பி 2 ஆம் நூற்றாண்டில் வாழ்ந்த எகிப்து நாட்டின் இன்னொரு மேதையான தொலமி பூமியை மையமாகவும் அதைச் சுற்றி 8 கோள வளையங்களில் (Spheres) முறையே சந்திரன்,புதன்,வெள்ளி,சூரியன்,செவ்வாய்,வியாழன்,சனி, மற்றும் நிலையான நட்சத்திரங்கள் என்பன அமையுமாறு ஒரு கணித வரைபடத்தை ஆக்கினார். இவ்வரைபடம் தொலைக்காட்டிகள் மூலம் நோக்கப் படாத கண்ணால் பார்க்கக் கூடிய வின்வெளியின் பிரத்தியட்சத் தோற்றத்தை வெறும் அவதானத்தை மட்டும் அடிப்படையாகக் கொண்டு அதில் உள்ள பொருட்களின் இயக்கத்தை விளக்கியது.

இவ்வரைபடம் முழுதும் விஞ்ஞான ரீதியாக இல்லாவிட்டாலும் கிறித்தவ தேவாலயங்களால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டு அவர்களின் புவி மையப் பரப்புரைகளை நியாயமாக்கி வந்தது. எனினும் கி.பி 1514 இல் நிக்கலஸ் கொப்பர்னிக்கஸ் எனும் போலந்து நாட்டைச் சேர்ந்த பாதிரியார் தொலமியின் மாதிரியை விட மிக எளிமையான வரைபடத்தை முன்வைத்தார். இதில் பிரபஞ்சத்தின் மையம் சூரியன் எனவும் சூரியனை மையமாகக் கொண்டு சந்திரன்,ஏனைய கிரகங்கள், மற்றும் நட்சத்திரங்கள் வட்ட ஒழுக்கில் வருகின்றன என்றும் அவர் விளக்கியிருந்தார். எனினும் இவரின் மாதிரியை அறிஞர்கள் ஏற்றுக் கொள்ள மேலும் ஒரு நூற்றாண்டு ஆனது.

சில நூற்றாண்டுகளாக நீடித்து வந்த தொலமி மற்றும் அரிஸ்டோட்டிலின் புவி மையக் கோட்பாட்டு மயக்கம் அடிபட்டுப் போனது கி.பி 1609 இல் தான். முதன் முதலில் தொலைக்காட்டி ஒன்றின் மூலம் அவதானங்களை மேற்கொண்டு கேத்திர கணித வரைபடங்களை வரைந்த அறிஞரான கலீலியோ கலிலி இவ்வருடத்தில் தான் தன் தொலைக்காட்டி மூலம் வியாழனைச் சுற்றி துணைக் கோள்கள் காணப்படுவதை கண்டு பிடித்தார். இவரின் அவதானத்துக்கும் தொலமியின் மாதிரிக்கும் தொடர்பின்மை உறுதியானதை அடுத்து கலீலியோ கொப்பர்னிக்கஸ்ஸின் மாதிரியை ஏற்றுக் கொண்டார்.

இவரைத்தொடர்ந்து அதே நூற்றாண்டில் வாழ்ந்தஇன்னொரு வானியலாளரான ஜொஹான்னாஸ் கெப்ளர் கொப்பர்னிக்கஸ் மற்றும் கலீலியோவின் யோசனைகளை ஏற்றுக் கொண்டதுடன் இன்னொரு படி மேலே போய் சூரியனைச் சுற்றிக் கிரகங்கள் வட்ட ஒழுக்கில் அல்லாது நீள்வட்டப் பாதையில் வலம் வருகின்றன என்றும் விளக்கினார்.

வானியலில் கிரகங்களின் நீள்வட்ட ஒழுக்கு என்பது எதிர்பாராத ஒரு அவதானமாகும். கிரகங்கள் இப்படித்தான் சூரியனை சுற்றி வருகின்றன என அக்காலத்தில் அறிஞர்களால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட முடியாமைக்குக் காரணம் ஈர்ப்பு விசை (Gravity) குறித்த இவர்களின் விளக்கம் போதாமையேயாகும். இதன் பின் தான் அறிவியலில் புரட்சி ஏற்படப் போகின்றது என அவர்கள் அறிந்திருக்க மாட்டார்கள். ஆம். சர் ஐசாக் நியூட்டன் அறிவியல் உலகில் பிரவேசித்தார். கிரகங்கள் சூரியனைச் சுற்றி வரக் காரணம் சூரியனின் காந்தப் புலத்தால் அன்றி அதன் ஈர்ப்பு விசையால் என அவர் கூறினார். மேலும் சந்திரன் பூமியைச் சுற்றி வரவும் பூமி சூரியனைச் சுற்றி வருவதற்கும் காரணம் ஈர்ப்பு விசையே என்றும் அவர் கூறினார். ஈர்ப்பு விசை என்பது பிரபஞ்சத்தில் எந்த இரு பொருட்களுக்கும் இடையே காணப்படும் ஒரு வித கவர்ச்சி விசை. இது பூமியில் உள்ள சிறு கற்கள் மரங்கள் மட்டுமன்றி கோள்கள் உட்பட நட்சத்திரங்கள் என்பவற்றுக்கு இடையிலும் காணப்படுகின்றது.

இந்த ஈர்ப்பு விசை ஒரு பொருளின் திணிவில் தங்கியுள்ளது என அவர் தெரிவித்தார். நியூட்டன் 1687 இல் எழுதிய ‘Philoshopiae Naturalis Principia Mathematica’ ‘எனும் புத்தகத்தில் சூரியன் மற்றும் கிரகங்களுக்கு இடையே மட்டுமல்லாது குறித்த இரு பொருட்களுக்கு இடையே தொழிற்படும் ஈர்ப்பு விசை அவற்றின் இயக்கம் குறித்த மிகவும் சிக்கலான கணிதச் சமன்பாடுகளும் சூத்திரங்களும் காணப்படுகின்றன. மேலும் பௌதிகவியலில் முக்கிய பகுதிகளான இயக்கவியல் (Dynamics), நிலையியல் (statics) ஆகியவற்றில் சிக்கலான பிரச்சனைகளைத் தீர்ப்பதற்காகக் கணிதவியலில் நுண்கணிதம் (Calculas) எனும் பிரிவை விருத்தி செய்தவர் நியூட்டனே ஆவார். இதற்காக என்றும் அறிவியல் அவருக்குக் கடமைப் பட்டுள்ளது.

நியூட்டனுக்குப் பின்னரும் வானியலில் பிரபஞ்சத்தின் மையம் எது என்ற குழப்பமும் நட்சத்திரங்கள் யாவும் நிலையாக ஒரு இடத்தில் இருக்கின்றன என்ற மயக்கமும் தீர்க்கப் படாமல் காணப் பட்டன. பிரபஞ்சத்தின் மையம் சூரியன் என்றும் பூமி தன்னைத் தானே சுற்றிக் கொண்டு சூரியனையும் சுற்றி வருவதாகவும் தெளிவான பின்னர் நட்சத்திரங்கள் இரவு வானில் கிழக்கில் இருந்து மேற்கு நோக்கிப் பயணிப்பது பூமியின் சுழற்சியால் தான் என ஊர்ஜிதமானது. ஆகவே அவை தமது இடத்தை மாற்றுவதில்லை விண்ணில் நிலையாக தத்தமது இடங்களில் உள்ளன என்ற கருதுகோளும் உருவானது.

ஆனால் நியூட்டனின் இயக்க விதிப்படி எந்த இரு பொருட்களுக்கும் இடையே ஈர்ப்பு விசை தொழிற்படும். அப்படியானால் நட்சத்திரங்களுக்கு இடையே ஈர்ப்பு விசையோ இயக்கமோ இல்லாமல் இருக்குமா? அப்படியிருந்தால் அவை எப்படி நிலையானவையாக இருக்க முடியும்? எனும் கேள்வி நியூட்டனின் கொள்கைகளால் விளைந்தது.

தலைப்பில் ஆரம்பிக்கப் பட்டு இரு தொடர்கள் முடிந்து விட்டன. சென்ற இரு தொடர்களிலும் பிரபஞ்சத்தில் பூமி, சூரியன் ஏனைய கிரகங்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் விண்வெளியில் எவ்வாறு நிலை பெற்றுள்ளன என்ற விளக்கம் பண்டைய காலத்தில் அரிஸ்டோட்டிலில் ஆரம்பித்து நியூட்டனின் காலம் வரை எவ்வாறு திருத்தம் பெற்று படிப்படியாக மனித அறிவுக்குத் தெளிவாகி வந்துள்ளது என்பதை அலசியிருந்தோம்.

இதில் நியூட்டனின் வருகைக்குப் பின்னரும் பிரபஞ்சத்தின் மையம் எது? நட்சத்திரங்கள் எப்படி விண்வெளியில் நிலையாக ஒரு இடத்தில் காணப் படக் கூடும்? அவற்றுக்கிடையே ஈர்ப்பு விசை தொழிற்பட்டு அவை ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி உருக்குலையாமல் ஏன் உள்ளன? எனும் கேள்விகளுக்கு விடை காணப்படாமல் இருந்தது.

இவ்விடயம் தொடர்பாக அக்காலத்தில் வாழ்ந்த ‘ரிச்சர்ட் பென்ட்லேய்’ எனும் விஞ்ஞானி ஒருவருக்கு 1691 ஆம் ஆண்டு நியூட்டன் எழுதிய கடிதத்தில் பின்வரும் விளக்கம் காணப்படுகின்றது.

”விண்வெளியில் எல்லைக்கு உட்பட்ட இடமும் குறிப்பிட்டளவு நட்சத்திரங்களும் மட்டும் காணப் பட்டால் தான் பிரபஞ்சத்துக்கு மையம் இருக்க முடியும் என்பது ஏற்றுக் கொள்ளக் கூடியதாக இருப்பதுடன் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக நட்சத்திரங்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதி உருக்குலைந்து போகும் வாய்ப்பும் ஏற்படும். ஆனால் இதற்குப் பதிலாக பிரபஞ்சம் எல்லையற்றதாகவும் அதில் முடிவற்ற நட்சத்திரங்கள் சம அளவுக்கு ஏறக்குறைய கூடவோ குறையவோ பங்கிடப் பட்டும் இருந்தால் அவை ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி உருக்குலைய வாய்ப்பில்லை. ஏனெனில் அவை ஈர்ப்பு விசையால் ஈர்க்கப் பட்டு மோதிக் கொள்ள பிரபஞ்சத்தின் மையப் புள்ளி இதுதான் என ஒன்றும் கிடையாது.”

மேலும் எல்லையற்ற பிரபஞ்சத்தில் ஒவ்வொரு நட்சத்திரமும் அதன் மையம் தான் எனக் கருதவும் முடியும். ஏனெனில் எந்த ஒரு நட்சத்திரத்தைச் சுற்றியும் எல்லாப் பக்கத்திலும் முடிவற்ற நட்சத்திரங்கள் அமைய முடியும்.

20 ஆம் நூற்றாண்டு தொடங்குவதற்கு முன்னர் யாருமே பிரபஞ்சம் விரிவடைகின்றது அல்லது சுருங்குகின்றது என்ற கருத்தை முன்வைத்ததில்லை. ஆனால் பொதுவாக எல்லோராலும் ஒப்புக் கொள்ளப் பட்ட கருத்து என்னவென்றால் கடந்த காலத்தின் ஏதோ ஒரு பகுதியில் இன்று நாம் பார்ப்பதை விட சற்று வேறுபாடு உடைய பிரபஞ்சம் படைக்கப் பட்டது எனும் கோட்பாடு அல்லது சற்றும் மாறுபாடு அடையாத பிரபஞ்சம் எப்போதும் இருக்கிறது எனும் கோட்பாடாகும். பிரபஞ்சம் அழிவில்லாதது மற்றும் மாறுபாடில்லாதது என்ற எண்ணம் அக்கால மத நம்பிக்கைப் படி மனிதன் வயதாகி இறக்க நேரிட்டாலும் பிரபஞ்சத்துக்கு இறப்பில்லை என்ற அடிப்படையில் தோன்றியதாகும்.

நியூட்டனின் கொள்கைகளின் படி பிரபஞ்சம் நிலையான (static) ஒன்றல்ல என்று தெளிவு படுத்தப் பட்ட போதும் யாரும் பிரபஞ்சம் விரிவடைகின்றது என எண்னவில்லை.

எனினும் அக்கால வானியலாளர்கள் ஈர்ப்பு விசையுடன், (gravity) விலக்கு விசை (repulsive force) எனும் புதிய கருதுகோளைச் சேர்த்து சற்று மாறுபட்ட எண்ணங்களை முன்வைத்தனர். அதாவது மிக அதிக தூரத்தில் உள்ள நட்சத்திரங்களுக்கு இடையே ஈர்ப்பு விசை விலக்கு விசையாக தொழிற்படுகின்றது எனவும், இது கிரகங்களுக்கு இடையிலான இயக்கத்தைப் பாதிக்காது என்றும் கருதினர்.