Tuesday , 22 May 2018
Home » പുതിയവ » ഹോക്കിംഗ് നമുക്ക് ആരായിരുന്നു?

ഹോക്കിംഗ് നമുക്ക് ആരായിരുന്നു?

പ്രൊഫ. കെ. പാപ്പൂട്ടി

ജീവിച്ചിരിക്കുമ്പോൾത്തന്നെ സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിംഗ് ഒരു ഇതിഹാസ കഥാപാത്രമായിരുന്നു. മരിച്ചുകഴിഞ്ഞപ്പോൾ അദ്ദേഹത്തോടുള്ള വീരാരാധന പല മടങ്ങായി വർധിക്കുകയും ചെയ്തു. ഹോക്കിംഗിനെ ഇകഴ്ത്തിക്കാട്ടാൻ ശ്രമിച്ചവരും ഇല്ലാതില്ല. മോട്ടോർ ന്യൂറോൺ രോഗത്തിന് അടിപ്പെട്ട് ചക്രക്കസേരയിൽ കഴിയേണ്ടിവന്നതിലുള്ള സഹതാപമാണ് ശാസ്ത്രരംഗത്തെ നേട്ടങ്ങളേക്കാൾ ഹോക്കിംഗിനെ പ്രശസ്തനാക്കിയത് എന്ന് എതിരാളികൾ പറഞ്ഞു. സ്റ്റീഫന്‍ ഹോക്കിംഗിനെ പറ്റി ലൂക്ക എഡിറ്റര്‍ പ്രോഫ. കെ. പാപ്പൂട്ടി എഴുതുന്നു…

ഹോക്കിംഗ് ഒബാമയ്ക്കൊപ്പം | കടപ്പാട് : Pete Souza, via Wikimedia Commons

 

ജീവിച്ചിരിക്കുമ്പോൾത്തന്നെ സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിംഗ് ഒരു ഇതിഹാസ കഥാപാത്രമായിരുന്നു. മരിച്ചുകഴിഞ്ഞപ്പോൾ അദ്ദേഹത്തോടുള്ള വീരാരാധന പല മടങ്ങായി വർധിക്കുകയും ചെയ്തു. ശാസ്ത്രനേട്ടങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ ന്യൂട്ടനും ഐൻസ്റ്റൈനും തുല്യനാണദ്ദേഹം എന്ന് ചിലർ സൂചിപ്പിച്ചു. ഹോക്കിംഗിനെ ഇകഴ്ത്തിക്കാട്ടാൻ ശ്രമിച്ചവരും ഇല്ലാതില്ല. മത,ദൈവനിഷേധ നിലപാടുകൾ അദ്ദേഹത്തിന് കുറെ ശത്രുക്കളെയും സൃഷ്ടിച്ചിട്ടുണ്ട്. ശാസ്ത്രകാര്യങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യുന്നിടത്തേക്ക് ദൈവത്തെ വലിച്ചിഴക്കുന്നതിനെ ഹോക്കിംഗ് എപ്പോഴും പരിഹസിക്കുമായിരുന്നു. മോട്ടോർ ന്യൂറോൺ ഡിസീസിന് അടിപ്പെട്ട് ചക്രക്കസേരയിൽ കഴിയേണ്ടിവന്നതിലുള്ള സഹതാപമാണ് ശാസ്ത്രരംഗത്തെ നേട്ടങ്ങളേക്കാൾ ഹോക്കിംഗിനെ പ്രശസ്തനാക്കിയത് എന്ന് എതിരാളികൾ പറഞ്ഞു.

ശരി ഈ രണ്ടു നിലപാടുകൾക്കും ഇടയ്ക്കാണ്.

പരീക്ഷണാത്മക ശാസ്ത്രഗവേഷണത്തെ മാറ്റി നിർത്തി, സൈദ്ധാന്തിക രംഗം മാത്രമെടുത്താൽ പോലും മാക്സ് വെൽ, നീൽസ് ബോർ, ഡിറാക്ക്, ഹൈസൻബർഗ്, ഫ്രീദ്മാൻ, ഫെയ്ൻമാൻ, എസ് ചന്ദ്രശേഖർ തുടങ്ങി പലർക്കും ഹോക്കിംഗിന് മീതെ സ്ഥാനം നൽകേണ്ടിവരും. എന്നാൽ തമോഗർത്തങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചും പ്രപഞ്ചോൽപ്പത്തി സംബന്ധിച്ചും നൂതനാശയങ്ങൾ അവതരിപ്പിച്ച ഒരു വലിയ പ്രപഞ്ച വിജ്ഞാനീയനായി ഹോക്കിംഗിനെ പരിഗണിക്കാ തിരിക്കാനും കഴിയില്ല.

ശാസ്ത്രനേട്ടങ്ങളോളം തന്നെ പ്രധാനമാണ് വിദ്യാർഥികളിലും സാധാരണ ജനങ്ങളിലും സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിംഗ് ജനിപ്പിച്ച ശാസ്ത്രകൗതുകവും ജിജ്ഞാസയും. പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയം പോലെ സങ്കീർണമായ ഒരു വിഷയത്തെക്കുറിച്ച് രസകരമായി നമ്മോടു പറയാൻ വേറെ ആരാണുണ്ടായിരുന്നത്? ഇനി ആരാണുള്ളത്? അതോർക്കുമ്പോൾ ഹോക്കിംഗിന്റെ നഷ്ടം വളരെ വലുതാണെന്ന് ബോധ്യമാകും.

ഹോക്കിംഗിന്റെ മാറ്റിപ്പറച്ചിലുകൾ പലരുടെയും ഓർമയിലുണ്ടാകും. ഒരിക്കൽ പറയും ഒരു നക്ഷത്രം തമോഗർത്തമായി മാറുമ്പോൾ അതിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ നമുക്ക് എന്നെന്നേക്കുമായി നഷ്ടപ്പെടും, പ്രകാശം ഉൾപ്പെടെ ഒരു വികിരണവും പിന്നീടതിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരില്ല എന്ന്. പിന്നെ പറയും, അതു ശരിയല്ല, വികിരണങ്ങൾ പുറത്തുവരാനുള്ള സാധ്യത ഉണ്ടെന്ന്. ഒരിക്കൽ പറയും, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ തുടക്കം അനന്ത സാന്ദ്രതയും അനന്ത സ്ഥലകാല വക്രതയും ഉള്ള ഒരു സ്ഥലകാല വൈചിത്ര്യത്തിൽ (space time singularity) നിന്നാണെന്ന്; ഭൗതിക നിയമങ്ങളെല്ലാം അതിലംഘിക്കപ്പെടാവുന്ന ഒരു ബിന്ദു വാണത്. പിന്നെപ്പറയും, ഏയ് അങ്ങനെയൊന്നുമല്ല; ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റി കൂടി പരിഗണിക്കുമ്പോൾ വൈചിത്ര്യമൊന്നും ആവശ്യമില്ല എന്ന്. ഇങ്ങനെ മാറ്റിപ്പറയുന്നതിൽ ഒരു തെറ്റും അദ്ദേഹം കണ്ടില്ല.

ശാസ്ത്രം അങ്ങനെയാണ്. തെറ്റാണെന്നു കണ്ടാൽ തിരുത്തും. അതുറക്കെ പറയണം. സാധാരണ ജനങ്ങളെക്കൂടി ശാസ്ത്രത്തോടൊപ്പം നടത്താൻ അതു സഹായിക്കും.

പ്രപഞ്ച വിജ്ഞാനീയത്തിൽ നിന്ന് തമോഗർത്തത്തിലേക്ക്

പഠിക്കുന്ന കാലത്ത് വലിയ പ്രതിഭയൊന്നും ഹോക്കിംഗ് പ്രദർശിപ്പിച്ചിരുന്നില്ല. ഓക്സ്ഫഡിലെ ബിരുദപഠനകാലത്ത് പായ് വഞ്ചി തുഴയലിലും (yachting) മറ്റുമായിരുന്നു കൂടുതൽ താൽപ്പര്യം. അവസാന വർഷ പരീക്ഷകൾ കഴിഞ്ഞപ്പോൾ ബോധ്യമായി, ഫസ്റ്റ് ക്ലാസ് കിട്ടാൻ പ്രയാസം – അതിന്റെ വക്കിലാണുള്ളത്. അഭിമുഖ പരീക്ഷ ബാക്കിയുണ്ട്. അഭിമുഖം കഴിഞ്ഞ് പരീക്ഷകൻ ചോദിച്ചു: ബിരുദശേഷം എന്തു ചെയ്യാനാണ് ഉദ്ദേശ്യം? ഹോക്കിംഗ് പറഞ്ഞു: ഗവേഷണം ആണ് ലക്ഷ്യം. സെക്കന്റ് ക്ലാസ്സ് കിട്ടിയാൽ ഇവിടെത്തന്നെ തുടരും. ഫസ്റ്റ് ക്ലാസ് കിട്ടിയാൽ കേംബ്രിഡ്ജിൽ പോകും. അടവ് ഫലിച്ചു എന്നാണ് ഹോക്കിംഗ് പറയുന്നത്. അവർ ഫസ്റ്റ് ക്ലാസ്സ് നൽകി വിട്ടു. കേംബ്രിഡ്ജിൽ അന്ന് പ്രശസ്ത പ്രപഞ്ച വിജ്ഞാനീയൻ (cosmologist) ഫ്രഡ്ഹോയൽ ഉണ്ട്. അദ്ദേഹത്തിന്റെ കൂടെ ഗവേഷണം ചെയ്യണമെന്നാണാഗ്രഹം. പക്ഷേ അദ്ദേഹം കാണാൻകൂടി കിട്ടാത്ത തിരക്കിലാണ്. അതുകൊണ്ട് ഡെനിസ് സ്കയാമയോടൊപ്പം ചേർന്നു. (സ്കയാമയും പിൽക്കാലത്ത് വളരെ പ്രശസ്തനായി). ഹോക്കിംഗിന് ഗവേഷണ കൂട്ടാളിയായി ഭ്രാന്തമായ ആശയങ്ങളുള്ള ഒരാളെ കിട്ടി. റോജർ പെൻറോസ്. 1965 മുതൽ അവരൊന്നിച്ചാണ് മുഖ്യ പഠനങ്ങളെല്ലാം നടത്തിയത്.

ഗവേഷണാരംഭത്തോടെ തന്നെ രോഗലക്ഷണങ്ങളും പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. നടക്കാൻ ഊന്നുവടി വേണമെന്നു വന്നു. ചികിത്സയില്ലാത്ത രോഗമാണ്. ഏറിയാൽ രണ്ടുവർഷം കൂടിയേ ഇനി ജീവിച്ചിരിക്കൂ എന്ന് ഡോക്ടർമാർ വിധിയെഴുതി. എന്നാലിനി അത്രയുംകാലം അടിച്ചുപൊളിച്ചു ജീവിക്കാം എന്നല്ല ഹോക്കിംഗ് തീരുമാനിച്ചത്. പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങളിലേക്ക് ഊളിയിടാനായിരുന്നു തീരുമാനം. ആ തീരുമാനത്തിനു മുന്നിൽ മരണം പോലും തോറ്റു പിൻമാറുന്നതാണ് പിന്നെ നമ്മൾ കാണുന്നത്.

Spacetime lattice analogy
സ്ഥലകാലം – ഒരു ചിത്രീകരണം | കടപ്പാട് : Mysid, via creativecommons.
പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിന്റെ അന്നത്തെ അവസ്ഥ ഇതായിരുന്നു: ഐൻസ്റ്റൈൻ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ തന്റെ ക്ഷേത്ര സമവാക്യങ്ങൾക്ക് (Field equations) രൂപം നൽകിക്കഴിഞ്ഞു. പക്ഷേ അതിന്റെ നിർധാരണം ഒരു സുസ്ഥിര പ്രപഞ്ചത്തിനു പകരം വികസിക്കുകയോ ചുരുങ്ങുകയോ ചെയ്യുന്ന ഒരു അസ്ഥിര പ്രപഞ്ചത്തിലേക്കാണ് നയിക്കുക എന്നദ്ദേഹം കണ്ടു. സമവാക്യത്തിൽ ഒരു സ്ഥിരാങ്കം (പ്രപഞ്ചസ്ഥിരാങ്കം- cosmological constant) കൂടി ചേർത്ത് സ്ഥിരത ഉറപ്പുവരുത്താൻ ഐൻസ്റ്റൈൻ തയ്യാറായി. 1928 ൽ എഡ്മണ്ട് ഹബ്ൾ ഗാലക്സികളുടെ പലായനവേഗമളന്ന് വികസിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചചിത്രം അവതരിപ്പിച്ചപ്പോളാണ് ഐൻസ്റ്റൈന് തന്റെ അബദ്ധം മനസ്സിലായത്.

Einstein_1921_by_F_Schmutzer_-_restoration
ഐൻസ്റ്റൈന്‍ | കടപ്പാട് :Wikimedia

എന്നാൽ, 1922 ൽ അലക്സാണ്ടർ ഫ്രീദ്മാൻ എന്ന റഷ്യൻ പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയൻ ഐൻസ്റ്റൈൻ സമവാക്യങ്ങൾക്ക് ഒന്നിലേറെ നിർധാരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. എല്ലാം വിരൽ ചൂണ്ടിയത് വികസിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിലേക്കായിരുന്നു. പ്രബന്ധങ്ങളെല്ലാം റഷ്യൻ ഭാഷയിലായിരുന്നതുകൊണ്ട് അത് യൂറോപ്പിലാരും അറിയാതെ പോയി. 1925ൽ (37-ാം വയസ്സിൽ) അദ്ദേഹം മരിക്കുകയും ചെയ്തു. 1925-27 കാലത്ത് ബൽജിയൻ കത്തോലിക്കാ പുരോഹിതനായ ലെമയ്ത്തറാണ് വികസിക്കുന്ന പ്രപഞ്ചം, മഹാവിസ്ഫോടനം തുടങ്ങിയ ആശയങ്ങൾ യൂറോപ്പിൽ അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന്റെ വിശദാംശങ്ങൾ തയ്യാറാക്കിയതും വിസ്ഫോടനത്തിന്റെ അവശിഷ്ട വികിരണമായ പരഭാഗ വികിരണം (Background radiation) എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിച്ചതും റഷ്യയിൽ നിന്ന് യു എസ്സിലേക്കു കുടിയേറിയ ജോർജ് ഗാമോ ആണ്. 1965 ൽ പെൻസിയാസ്, വിൽസൺ എന്നീ നിരീക്ഷകർ പരഭാഗ വികിരണം കണ്ടെത്തിയതോടെയാണ് മഹാവിസ്ഫോടന സിദ്ധാന്തത്തിന് ശാസ്ത്രലോകത്ത് പരക്കെ സ്വീകാര്യത കിട്ടിയത്.

ഗവേഷണം തുടങ്ങുമ്പോൾ ഹോക്കിംഗിന്റെ മുന്നിലുള്ള ചോദ്യങ്ങൾ ഇതൊക്കെയായിരുന്നു. ആരംഭത്തിൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വലുപ്പം എത്രയായിരുന്നു; അനന്ത സാന്ദ്രതയും അനന്ത സ്ഥലകാല വക്രതയും ഉള്ള ഒരു ബിന്ദുവിൽ നിന്ന് (സിംഗുലാരിറ്റി) ആയിരുന്നോ തുടക്കം? പദാർഥം എങ്ങനെ ഉണ്ടായി? മഹാ വിസ്ഫോടനത്തിന് മുമ്പ് എന്ന പ്രയോഗത്തിന് അർഥമുണ്ടോ? സമയവും ഉത്ഭവിച്ചത് മഹാവിസ്ഫോടനത്തോടെ ആണോ? പ്രപഞ്ചം എന്നും വികാസം തുടരുമോ അതോ ഒരു മഹാപതനം (big crunch) പ്രതീക്ഷിക്കാമോ? (പ്രപഞ്ചവികാസ നിരക്ക് വർധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ് എന്ന സമീപകാല കണ്ടെത്തൽ ഈ അവസാന ചോദ്യത്തെ ഇപ്പോൾ അപ്രസക്തമാക്കിയിട്ടുണ്ട്). – ഈ ചോദ്യങ്ങൾക്കെല്ലാം ഉത്തരം കാണണം. എന്നാൽ ഭൗതിക നിയമങ്ങളൊന്നും പാലിക്കാത്ത സിംഗുലാരിറ്റി എന്ന പ്രഹേളികയെ മറികടക്കാൻ കഴിയാതെ ഹോക്കിംഗ് കുഴങ്ങി.

അപ്പോഴാണ് പ്രപഞ്ചാരംഭവും തമോഗർത്തവും തമ്മിലുള്ള സാധർമ്യം ഹോക്കിംഗിന്റെ മനസ്സിലേക്കു വന്നത്. രണ്ടും വിപരീത പ്രതിഭാസങ്ങൾ അല്ലേ? പ്രപഞ്ച വികാസം സിംഗുലാരിറ്റിയിൽ തുടങ്ങുന്നു. തമോഗർത്തത്തിന്റെ കാര്യത്തിലാകട്ടെ ഒരു ഭാരിച്ച നക്ഷത്രം ചുരുങ്ങിച്ചുരുങ്ങി ഒരു സിംഗുലാരിറ്റിയിൽ അവസാനിക്കുന്നു. എങ്കിലിനി ഗവേഷണം തമോഗർത്തത്തിലാകാം എന്ന് ഹോക്കിംഗ് തീരുമാനിച്ചത് അങ്ങനെയാണ്.

തമോഗർത്തത്തെക്കുറിച്ച് വ്യക്തതയോടെ ആദ്യം ചിന്തിച്ചത് ഫ്രഞ്ച് ഗണിതജ്ഞനായ ലാപ്ലാസ് (1749 -1827) ആയിരുന്നു. ജ്വലിച്ചു തീർന്ന ഒരു നക്ഷത്രം ഗുരുത്വബലം മൂലം സ്വയം ചുരുങ്ങും; അപ്പോൾ അതിന്റെ പ്രതലത്തിലെ ഗുരുത്വബലം കൂടും; തന്മൂലം അതിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടാൻ ഒരു വസ്തുവിനു വേണ്ട വേഗത (പലായന പ്രവേഗം) കൂടും. നക്ഷത വ്യാസാർധം കുറഞ്ഞ് എത്ര എത്തുമ്പോഴാണ് പലായന പ്രവേഗം പ്രകാശവേഗത്തിനു തുല്യമാവുക? ന്യൂട്ടന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണ നിയമം ഉപയോഗിച്ച് അദ്ദേഹത്തിനു കിട്ടിയ ഫലം R=2GM/C2 (M-നക്ഷത മാസ്സ്, C -പ്രകാശവേഗം, G -ഗുരുത്വസ്ഥിരാ ങ്കം). 1918 ൽ കൂടുതൽ കൃത്യതയുള്ള, ഐൻസ്റ്റൈന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ നിയമം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കുകൂട്ടിയപ്പോൾ ഷ്വാർത് സ് ചൈൽഡ് എന്ന യുവ ശാസ്ത്രജ്ഞനു കിട്ടിയതും ഇതേ ഫലം. ഇത് ഇപ്പോൾ ഷ്വാർത് സ് ചൈൽഡ് വ്യാസാർധം എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. വ്യാസാർധം ഇതിലും കുറഞ്ഞാൽ പിന്നെ ആ നക്ഷത്രത്തിൽ നിന്ന് ഒരു വികിരണവും പുറത്തുവരില്ല. അത് എന്നേക്കുമായി അപ്രത്യക്ഷമാകും എന്നു വ്യക്തം. അതിന് തമോഗർത്തം (black hole) എന്നു പേരു നൽകിയത് ഏതാനും പതിറ്റാണ്ടുകൾക്ക് ശേഷം ജോൺ വീലർ എന്ന അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്.

ജ്വലിച്ചു തീർന്ന നക്ഷത്രങ്ങളുടെ കാമ്പുകൾ എല്ലാം ഇങ്ങനെ തമോഗർത്തങ്ങളായി മാറുമോ? നക്ഷത്രക്കാമ്പിലെ ബലാബലങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്? സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ അത് ആദ്യം പഠിച്ചത് സുബ്രഹ്മണ്യം ചന്ദ്രശേഖറാണ്. നക്ഷത്രക്കാമ്പ് തണുത്ത് ചുരുങ്ങുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ പരസ്പരം വളരെ അടുത്താകും. പോളിയുടെ അപവർജന തത്വം (Pauli’s Exclusion Principle) അനുസരിച്ച് ഒന്നിലേറെ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഒരേ അവസ്ഥയിൽ നിലനിൽക്കാനാവില്ല. അവ കൂടുതൽ കൂടുതൽ ഉയർന്ന ഊർജാവസ്ഥകളിലേക്കു പോകും. തന്മൂലം ഇലക്ട്രോണുക ളുടെ ഗതിവേഗവും മർദവും കൂടും. ഇതാണ് ഇലക്ട്രോൺ അപവർജക മർദം. സൂര്യനെപ്പോലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളിൽ കാമ്പിന്റെ സങ്കോചം തടയാൻ ഇതിനു കഴിയും. അപ്പോൾ മൃതനക്ഷത്രത്തിന്റെ കാമ്പ് ഒരു വെള്ളക്കുള്ളൻ (white dwarf ) ആയിമാറും. എന്നാൽ നക്ഷത്രക്കാമ്പിന്റെ മാസ്സ് സൂര്യമാസ്സിന്റെ 1.4 ഇരട്ടിയിൽ കൂടിയാൽ (ഇതാണ് ചന്ദ്രശേഖർ ലിമിറ്റ്) ഗുരുത്വബലം വളരെ കൂടും. സങ്കോചം തടയാൻ ഇലക്ട്രോൺ അപവർജക മർദത്തിനു കഴിയാതെ വരും. നക്ഷത്രം അതിവേഗം ചുരുങ്ങി ഒരു സിംഗുലാരിറ്റിയെ പ്രാപിക്കും; അത് അപ്രത്യക്ഷമാകും- ഇതായിരുന്നു ചന്ദ്രശേഖറിന്റെ നിഗമനം.

ഈ നിഗമനത്തെ ആർതർ എഡിംഗൺ എന്ന പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രജ്ഞൻ അതിശക്തമായി എതിർത്തു. ഒറ്റ ന്യായമേ അദ്ദേഹത്തിനു പറയാനുണ്ടായിരുന്നുള്ളു: നക്ഷത്രം ഇങ്ങനെ സ്വയം ഇല്ലാതാകാൻ ദൈവം അനുവദിക്കില്ല. പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിൽ അതികായനായിരുന്ന എഡിംഗ്ടണെ എതിർക്കാൻ അന്ന് ആരും തയ്യാറായിരുന്നില്ല. ഒടുവിൽ ചന്ദ്രശേഖർ തന്റെ ഗവേഷണരംഗം തന്നെ മാറ്റി. 15 വർഷത്തിനുശേഷം വാൾട്ടർ ബാ ദേ, ഫ്രിറ്റ്സ് സ്വികി എന്നീ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ചന്ദ്രശേഖറിന്റെ നിഗമനത്തിൽ ഒരു മാറ്റം വരുത്തി. ചന്ദ്രശേഖർ സീമക്കപ്പുറമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾ ചുരുങ്ങുമ്പോൾ പ്രോട്ടോണുകളും ഇലക്ട്രോണുകളും പരസ്പരം സംയോജിച്ച് ന്യൂട്രോണുകളായി മാറാമെന്നും അങ്ങനെ  ന്യൂട്രോൺ നക്ഷത്രങ്ങൾ രൂപപ്പെടാമെന്നും അവർ വാദിച്ചു. അവ തുടർന്നു സങ്കോചിക്കുന്നത് തടയാൻ ന്യൂട്രോൺ അപഭ്രഷ്ടതാ മർദത്തിനു കഴിയും എന്നവർ കാണിച്ചു. പൾസാറുകളുടെ കണ്ടെത്തൽ അതു ശരിവെക്കുകയും ചെയ്തു.

നക്ഷത്രക്കാമ്പിന്റെ മാസ്സ് സൗരമാസ്സിന്റെ പല മടങ്ങാണെങ്കിൽ ന്യൂട്രോൺ അപഭ്രഷ്ടതാ മർദവും സങ്കോചം തടയാൻ പ്രാപ്തമാകില്ലെന്നും അവ തുടർന്നും സങ്കോചിച്ച് തമോഗർത്തമായി മാറുമെന്നും റോബർട്ട് ഓപ്പൺ ഹൈമറുടെ തുടർപഠനങ്ങൾ കാണിച്ചു. എന്നാൽ രണ്ടാം ലോകയുദ്ധത്തിൽ അമേരിക്കയുടെ അണുബോംബ് നിർമാണച്ചുമതല അദ്ദേഹത്തിനു നൽകപ്പെട്ടതുകൊണ്ട് പഠനം തുടരാനായില്ല. തമോഗർത്ത പഠനങ്ങൾ പിന്നീട് പലരും തുടർന്നെങ്കിലും 1965ൽ റോജർ പെൻറോസ് ആ രംഗത്ത് എത്തി യതോടെയാണ് അത് ശ്രദ്ധേയമായത്. 1970 മുതൽ ഹോക്കിംഗും അതിൽ പങ്കാളിയായി.

ഹോക്കിംഗും ജെയ്ന്‍ വൈല്‍ഡും

നക്ഷത്രക്കാമ്പ് സങ്കോചിച്ച് സംഭവചക്രവാളം (event horizon) എന്ന പ്രതലത്തിനുള്ളിലേക്കു ചുരുങ്ങുമ്പോൾ ആണ് അതൊരു തമോഗർത്തമായി മാറുന്നത്. സംഭവ ചക്രവാളത്തിന്റെ വ്യാസാർധമാണ് ഷ്വാർത് സ് ചൈൽഡ് വ്യാസാർധം. അതിനുള്ളിൽ പിന്നെ എന്തു നടക്കുന്നു എന്ന് ആർക്കും മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയില്ല. ഒരു സിംഗുലാരിറ്റിയിലേക്ക് ചുരുങ്ങും എന്ന് പെൻറോസ്-ഹോക്കിംഗ് ടീമിന്റെ ആദ്യ കാല ഗണിത പഠനങ്ങൾ കാണിച്ചു. എന്നാൽ നന്നേ ചെറിയ വ്യാപ്തത്തിൽ ക്വാണ്ടം അനിശ്ചിതത്വ നിയമം (uncertainity principle) അവഗണിക്കാനാകില്ലെന്നും അത് സിംഗുലാരിറ്റി എന്ന പ്രഹേളികയെ അസാധ്യമാക്കുമെന്നും പിന്നീട് ഹോക്കിംഗ് വാദിച്ചു. ഒരു തമോഗർത്തം എന്നു പറയുമ്പോൾ നാം ഉദ്ദേ ശിക്കുന്നത് അതിന്റെ സംഭവചക്രവാളത്തെയാണ്. അതിനുള്ളിൽ എന്തു നടക്കുന്നു എന്ന് ആർക്കും അറിയില്ല.      മൂന്നുതരം തമോഗർത്തങ്ങളെക്കുറിച്ചാണ് ഹോക്കിംഗ് പറയുന്നത്. ഒന്ന്, മൃതനക്ഷത്രങ്ങൾ സങ്കോചിച്ചുണ്ടാകുന്നത്; സിഗ്നസ് X 1 പോലുള്ളവ. രണ്ട്, ഗാലക്സികളുടെ കേന്ദ്രത്തിൽ രൂപപ്പെടുന്ന, അനേക കോടി സൗരമാസ്സ് വരുന്ന ഭീമൻ തമോഗർത്തങ്ങൾ. ഉദാ. 3c273 പോലുള്ള ക്വാസാറുകൾ. മൂന്ന്, പ്രപഞ്ചാരംഭത്തിലെ അതീവ മർദത്തിൽ രൂപം കൊണ്ടിരിക്കാനിടയുള്ള സൂക്ഷ്മ തമോഗർത്തങ്ങൾ. ഒരു പർവതത്തിന്റത്ര മാസ്സ് (ഏകദേശം 10 – 100 കോടി ടൺ) ഉള്ള ഇവയ്ക്ക് ഒരു പ്രോട്ടോണിന്റെ വലുപ്പമേ കാണൂ. ഇവ മിക്കതും മുമ്പേ ബാഷ്പീകരിച്ച് പോയിട്ടുണ്ടാകാനാണ് സാധ്യത.

നോഹൈയർ സിദ്ധാന്തവും തമോഗർത്തങ്ങളുടെ ബാഷ്പീകരണവും

ഒരു നക്ഷത്രം തമോഗർത്തമായി മാറുന്നതോടെ അതിന്റെ പൂർവചരിത്രം മുഴുവൻ നഷ്ടമാകും, മൂന്നു രാശികൾ ഒഴികെ. നക്ഷത്രക്കാമ്പിന്റെ മാസ്സ്, കോണീയ സംവേഗം (angular momentum) മൊത്തം ചാർജ് ഇവയാണ് മാറ്റം കൂടാതെ അവശേഷിക്കുന്ന രാശികൾ, നോ ഹെയർ സിദ്ധാന്തം (no hair theorem) എന്നാണ് ഈ ചരിത്രനഷ്ടം (loss of history) അറിയപ്പെടുന്നത്. 1970ൽ ഹോക്കിംഗ് ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു കണ്ടെത്തൽ നടത്തി. ഒരു തമോഗർത്തത്തിന്റെ സംഭവചക്രവാളത്തിന്റെ വിസ്തൃതി ഒരിക്കലും കുറയില്ല. മാത്രമല്ല, രണ്ട് തമോഗർത്തങ്ങൾ കൂടിച്ചേർന്ന് ഒന്നായാൽ, പരിണത സംഭവചക്രവാളത്തിന്റെ – വിസ്തൃതി ഓരോ തമോഗർത്തത്തിന്റെയും സംഭവചക്രവാളങ്ങളുടെ വിസ്തൃതികളുടെ തുകയേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കും.

എൻട്രോപ്പിയും സംഭവചക്രവാള വിസ്തൃതിയും തമ്മിലുള്ള സാധർമ്യം ബെക്കൻസ്റ്റെയ്ൻ എന്ന ഒരു യുവഗവേഷകൻ 1972ൽ ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. ഒരു വ്യവസ്ഥയുടെ അനിയതത്വത്തിന്റെ (randomness) അളവാണല്ലോ എൻട്രോപ്പി. രണ്ടു വ്യവസ്ഥകൾ (systems) കൂടിച്ചേരുമ്പോൾ മൊത്തം എൻട്രോപ്പി എപ്പോഴും കൂടുകയാണ് ചെയ്യുക. സംഭവ ചക്രവാള വിസ്തൃതിയും അതുപോലെയായതുകൊണ്ട് ഒരു തമോഗർത്തത്തിന്റെ എൻട്രോപ്പിയുടെ സൂചകമാണ് അതിന്റെ സംഭവചക്രവാള വിസ്തൃതി എന്ന് ബൈക്കൻ സ്റ്റെയ്ൻ പറഞ്ഞു. തുടക്കത്തിൽ ഹോക്കിംഗിന് അതു സ്വീകാര്യമായില്ല. കാരണം, എൻട്രോപ്പിയോട് അനുബന്ധിച്ച് വ്യവസ്ഥയ്ക്ക് ഒരു താപനില ഉണ്ടായിരിക്കും. അപ്പോൾ തമോഗർത്തത്തിനും ഒരു താപനില ഉണ്ടാകണം. താപഗതിക സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് താപനിലയുള്ള ഏതൊരു വസ്തുവും വികിരണങ്ങൾ ഉത്സർജിക്കണം. അപ്പോൾ തമോഗർത്തവും വികിരണങ്ങൾ പുറത്തുവിടണം. ഇത് തമോഗർത്തത്തിന്റെ നിർവചനത്തിനു തന്നെ വിരുദ്ധമാണ്.

1974 ഓടെ ബെക്കൻസ്റ്റൈൻ ആണ് ശരി എന്ന് ഹോക്കിംഗിന് സമ്മതിക്കേണ്ടിവന്നു. വികിരണത്തിന്റെ മെക്കാനിസവും അദ്ദേഹം വിശദീകരിച്ചു. ഊർജക്ഷേത്രങ്ങൾ (energy fields) ഉള്ളിടത്ത് കണ-പ്രതികണ സൃഷ്ടിയും നാശവും (creation and annihilation) നിരന്തരം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, വിദ്യുത്കാന്തിക ക്ഷേത്രത്തിൽ ഇലക്ട്രോൺ-പോസിട്രോൺ ദ്വയം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും; രണ്ടും ചേർന്ന് ഉടൻ നശിപ്പിക്കപ്പെടും. അവ അയഥാർഥ (virtual) കണങ്ങളാണ്; സ്വതന്ത്ര നിലനിൽപ്പുള്ളവയല്ല. ഒരു തമോഗർത്തത്തിന്റെ സംഭവ ചക്രവാളത്തിനു ചുറ്റും ശക്തമായ ഗുരുത്വ ക്ഷേത്രമുണ്ട്. അവിടെ പലതരത്തിലുള്ള കണ-പ്രതികണ ദ്വയങ്ങൾ ജന്മമെടുക്കും. മിക്കതും ഉടൻ നശിക്കും. എന്നാൽ ചില ദ്വയങ്ങളിലൊന്നിനെ തമോഗർത്തം പിടിക്കും. അപ്പോൾ എതിർചാർജുള്ള ഇണ രക്ഷപ്പെടും. അയഥാർഥ കണങ്ങൾക്ക് യഥാർഥ കണങ്ങളാകാൻ വേണ്ട ഊർജം കിട്ടുന്നത് തമോഗർത്തത്തിൽ നിന്നായതുകൊണ്ട് രക്ഷപ്പെടുന്ന കണത്തിന്റെ ഊർജം തമോഗർത്തത്തിനു നഷ്ടപ്പെടും. ഇതിനെ തമോഗർത്ത വികിരണമായി കണക്കാക്കാം. (ഓർക്കുക, കണം വരുന്നത് സംഭവ ചക്രവാളത്തിനുള്ളിൽ നിന്നല്ല, പുറത്തുനി ന്നാണ്). തമോഗർത്തം നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതാണെങ്കിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജിനെയാവും അത് ദ്വയത്തിൽ നിന്നു പിടിച്ചെടുക്കുക. അപ്പോൾ വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുക നെഗറ്റീവ് ചാർജായിരിക്കും. തമോഗർത്തം പോസിറ്റീവ് ആണെങ്കിൽ വികിരണവും പോസിറ്റീവ് ആയിരിക്കും. ഫോട്ടോണുകളും വികിരണം ചെയ്യ പ്പെടാം .

പൊതുവിൽ ഹോക്കിംഗ് വികിരണം എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രതിഭാസം സാസ്ത്രജ്ഞർക്കിടയിൽ ഏറെ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുകയുണ്ടായി. ഇങ്ങനെ വികിരണം നടത്തി (ബാഷ്പീകരിച്ച്) ഒടുവിൽ തമോ ഗർത്തം തന്നെ ഇല്ലാതാവില്ലേ എന്ന ചോദ്യമുയർന്നു. തമോഗർത്തത്തിന്റെ താപനില അതിന്റെ മാസ്സിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലായിരിക്കുമെന്നും സൂര്യന്റെ മാസ്സുള്ള ഒരു തമോഗർത്തം ബാഷ്പീകരിച്ചില്ലാ താകാൻ 10 66വർഷങ്ങൾ(1 കഴിഞ്ഞ് 66 പൂജ്യം വർഷം) വേണ്ടിവരുമെന്നും കണക്കുകൾ കാണിച്ചു. (പ്രപഞ്ചത്തിനു പ്രായം ഏതാണ്ട്1010വർഷമേ ആയിട്ടുള്ളൂ). എന്നാൽ സൂക്ഷ്മ തമോഗർത്തങ്ങൾ യഥാർഥമാണെങ്കിൽ അവ അതിവേഗം ബാഷ്പീകരിച്ചു പോകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. വലുപ്പം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് അവയുടെ വികിരണനിരക്ക് കൂടുകയും ഒടുവിൽ അതിശക്തിയുള്ള ഒരു ഹൈഡ്രജൻ ബോംബുപോലെ പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യാം. എന്നാൽ ഇതുവരെ അത്തരം ഒരു സംഭവം കണ്ടെത്താൻ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.

പ്രപഞ്ചോൽപ്പത്തി സംബന്ധിച്ച് ഹോക്കിംഗ് അവതരിപ്പിച്ച ഒരു ആശയം ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഏറെ കൗതുകമുണർത്തിയിട്ടുണ്ട്. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മൊത്തം ഊർജം (E=mc² എന്ന ഐൻസ്റ്റൈൻ തത്ത്വമനുസരിച്ച് പദാർഥവും ഊർജം തന്നെ) എപ്പോഴും പൂജ്യമാണ് എന്നാണ് പറയുന്നത്. പദാർഥത്തിന്റെ മാസ്സും ഗതികോർജവും ഫോട്ടോണുകളുടെ ഊർജവും എല്ലാം പോസിറ്റീവ് ഊർജമാണ്. (സ്വാമിമാർ പറയുന്ന പോസിറ്റീവ് ഊർജമല്ല; ഫിസിക്സിലെ ഊർജം) പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ പദാർഥങ്ങളും അന്യോന്യം ഗുരുത്വാകർഷണം പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ആകർഷണം സൃഷ്ടിക്കുന്ന പൊട്ടൻഷ്യൽ ഊർജം നെഗറ്റീവ് ആണ്. ഈ രണ്ടുതരം ഊർജങ്ങളുടെയും ആകെത്തുക പൂജ്യമായിരിക്കും. അതായത്, ഇല്ലായ്മയിൽ നിന്നാണ് പ്രപഞ്ചോൽപ്പത്തി. മഹാവിസ്ഫോടനത്തിലും തുടർന്നു നടന്ന ദ്രുതവികാസാവസ്ഥയിലും (inflation) പദാർഥം സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടുകൊണ്ടേയിരുന്നു. ഒപ്പം നെഗറ്റീവ് ഗുരുത്വ ഊർജവും. അവയുടെ തുക എപ്പോഴും പൂജ്യമാണത്രെ . ഗണിതത്തിലൂടെ മാത്രം എത്തിച്ചേർന്ന ഈ നിഗമനത്തിന് നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ സാധൂകരണമൊന്നും കിട്ടിയിട്ടില്ല. ശാസ്ത്രലോകം ഇത് പൂർണമായി അംഗീകരിച്ചിട്ടുമില്ല. ഇത്തരം വിചിത്രമായ വേറെയും ആശയങ്ങൾ ഹോക്കിംഗും പെൻറോസും ചേർന്ന് അവതരിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതിലൊന്നാണ് അനേക പ്രപഞ്ചങ്ങൾ (multi universes) എന്ന ആശയം. ഒരു പ്രപഞ്ചം ഉത്ഭവിക്കുന്നതിനൊപ്പം വേറെയും  ശിശുപ്രപഞ്ചങ്ങൾ (baby universes) രൂപപ്പെടുകയും അന്യോന്യം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാതെ വികസിക്കുകയും ചെയ്യാം എന്നവർ പറയുന്നു. ഒരുപക്ഷേ തമോഗർത്തങ്ങൾ നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊരു

പ്രപഞ്ചത്തിലേക്കുള്ള ധവള ദ്വാരങ്ങൾ (white hole അഥവാ worm hole) ആയേക്കാം എന്നവർ അവകാശപ്പെടുന്നു.

തമോഗർത്തങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലായാലും പ്രപഞ്ചോൽപ്പത്തിയുടെ കാര്യത്തിലായാലും സിംഗുലാരിറ്റി എന്നത് ഒരു പ്രഹേളികയാണ്. നന്നേ ചെറിയ അളവുകൾ പരിഗണിക്കുമ്പോൾ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം മാത്രം പോരെന്നും ക്വാണ്ടം അനിശ്ചിതത്വ സിദ്ധാന്തം കൂടി പരിഗണിക്കണമെന്നും ഹോക്കിംഗ് പറയുന്നു. അങ്ങനെയാണ് ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റി എന്ന ആശയത്തിൽ അദ്ദേഹം എത്തിച്ചേരുന്നത്. സിംഗുലാരിറ്റി പ്രശ്നത്തെ മറികടക്കാൻ അത് സഹായിക്കുമെങ്കിലും സമയം അപ്പോൾ അയഥാർഥം (imaginary) ആയി മാറുന്നതുമൂലം നമുക്ക് ഉൾക്കൊള്ളാൻ പ്രയാസമുള്ള ഒരാശയമായി അത് അവശേഷിക്കുന്നു.

ഒരിക്കൽ പറഞ്ഞത് മാറ്റിപ്പറഞ്ഞും ഞെട്ടിപ്പിക്കുന്ന വെളിപാടുകൾ നടത്തിയും ഹോക്കിംഗ് എപ്പോഴും ശാസ്ത്രരംഗം സജീവമാക്കി നിർത്തി. ഒപ്പം, പ്രപഞ്ച സൃഷ്ടിയിൽ ഒരു അതിഭൗതിക ശക്തിയുടെ ഇടപെടൽ എന്ന ആശയത്തെ അദ്ദേഹം നിരന്തരം പരിഹസിച്ചു. മുതലാളിത്തം എപ്പോഴും ചൂഷണത്തിലേക്കും യുദ്ധങ്ങളിലേക്കും നയിക്കുന്നു എന്നും അതു ജനാധിപത്യവുമായി ചേർന്നു പോകുന്നതല്ല. എന്നും വിളിച്ചു പറഞ്ഞു. മനുഷ്യന്റെ ഭാവിയെക്കുറിച്ച് എന്നും അദ്ദേഹം ആശങ്കകളുയർത്തി. ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വിദ്യകളുടെ നേട്ടങ്ങളെ പുകഴ്ത്തുമ്പോഴും അവയുടെ ദുരുപയോഗത്തെക്കുറിച്ച് എപ്പോഴും മുന്നറിയിപ്പ് നൽകാൻ ഹോക്കിംഗ് മറന്നില്ല. അദ്ദേഹത്തിന്റെ മരണത്തിലൂടെ നമുക്ക് നഷ്ടമായത് ഒരു വലിയ മനുഷ്യസ്നേഹിയെയും ശാസ്ത്രത്തിന്റെ പോരാളിയെയുമാണ്.

 

Check Also

മിസ്റ്റര്‍ ഡാര്‍വിന്‍, മിസ്റ്റര്‍ ന്യൂട്ടണ്‍- നിങ്ങള്‍ക്കും മീതെ ആണ് ഞങ്ങള്‍

സമകാലീന ഇന്ത്യയില്‍ ശാസ്ത്രം നേരിടുന്ന വെല്ലുവിളികളെപ്പറ്റി

One comment

  1. P.K.Ramachandran

    gravity waves (energy compliments gravity), discovered in LIGO in August 2017, is the result of merger of two black holes. This may be proof of Hawking predictions. The event was repeated. Satellites are improving quality, including that of ISRO, making possible to track tiny black hole remnants of origin. We may hope that it may validate these.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *