Tuesday , 22 May 2018
Home » കവർസ്റ്റോറി » വേര റൂബിൻ – ജ്യോതിശ്ശാസ്‌ത്രരംഗത്തെ സംഭാവനകൾ

വേര റൂബിൻ – ജ്യോതിശ്ശാസ്‌ത്രരംഗത്തെ സംഭാവനകൾ

ഡോ എൻ ഷാജി

ഭൌതികശാസ്ത്ര വിഭാഗം, മാഹാരാജാസ് കോളജ്
പ്രപഞ്ചത്തിൽ നമുക്കു കാണാൻ കഴിയുന്നതിന്റെ പലമടങ്ങ്‌ ദ്രവ്യം അദൃശ്യമായ അവസ്ഥയിൽ  നിലനില്‌ക്കുന്നുവെന്നതിന്‌ അനിഷേധ്യമായ തെളിവുകൾ  കണ്ടെത്തിയ പ്രസിദ്ധ ശാസ്‌ത്രജ്ഞ വേര റൂബിൻ 88-ാം വയസ്സിൽ , കഴിഞ്ഞ ക്രിസ്‌തുമസ്‌ ദിനത്തിൽ  അന്തരിച്ചു. ശാസ്‌ത്രരംഗത്തെ അവരുടെ സംഭാവനകളെ സംബന്ധിച്ച ഒരു ചെറിയ കുറിപ്പ്‌ ഇവിടെ ചേർക്കുന്നു.
ഒരു ബാലിക ആയിരിക്കേ പത്താം വയസ്സിലാണ്‌ വേരയ്‌ക്ക്‌ ജ്യോതിശ്ശാസ്‌ത്രത്തിൽ  താത്‌പര്യം വരുന്നത്‌. രാത്രിയിൽ  ആകാശത്ത്‌ നക്ഷത്രങ്ങൾ  നീങ്ങുന്നത്‌ വീട്ടിലെ കിടപ്പുമുറിയിലെ ജാലകത്തിലൂടെ ഏറെ നേരം കൗതുകത്തോടെ നോക്കിയിരുന്നാണ്‌ ജ്യോതിശ്ശാസ്‌ത്രപഠനത്തിനു തുടക്കമിട്ടത്‌. പിന്നീട്‌ കോളേജിൽ  പഠിക്കാൻ പ്രായമായപ്പോൾ  അമേരിക്കയിലെ വാസ്സർ കോളേജ്‌ തിരഞ്ഞെടുത്തു. അതിന്‌ കാരണമായി പറഞ്ഞത്‌ പ്രശസ്‌ത ശാസ്‌ത്രജ്ഞ മറിയ മിച്ചെൽ അവിടെ ഉണ്ടായിരുന്നു എന്നതാണ്‌. ദൂരദർശിനി ഉപയോഗിച്ച്‌ ഒരു ധൂമകേതുവിനെ(comet) കണ്ടെത്തിയതിന്റെ പേരിൽ  പ്രസിദ്ധയായിരുന്നു മറിയ. ബിരുദപഠനം പൂർത്തിയാക്കിയപ്പോൾ  ആ ക്ലാസ്സിൽ  ജ്യോതിശ്ശാസ്‌ത്രത്തിൽ  ഡിഗ്രി നേടിയ ഏക വിദ്യാർത്ഥി അവരായിരുന്നു. തുടർ പഠനത്തിന് പ്രിൻസ്റ്റൺ സർവകലാശാലയിൽ അപേക്ഷിച്ചെങ്കിലും സ്ത്രീകൾക്ക് അന്നവിടെ ശാസ്ത്ര വിഷയങ്ങളിൽ പ്രവേശനമുണ്ടായിരുന്നില്ല പിന്നീട്‌ കോർണെൽ  സർവകലാശാലയിൽ  ബിരുദാനന്തര കോഴ്‌സിനു ചേർന്നു. ഫിലിപ്പ് മോറിസൺ, റിച്ചഡ് ഫെയ്ൻമാൻ, ഹാൻസ് ബെതെ തുടങ്ങിയ ഗംഭീരന്മാരെയാണ് അവൾക്ക് അധ്യാപകരായി കിട്ടിയത്.  വൻഗാലക്‌സികളുടെ ചലനത്തെക്കുറിച്ചായിരുന്നു വേരയുടെ പഠനം .  പ്രപഞ്ചവികാസത്തോടൊപ്പം ഹബ്‌ൾ  നിയമം അനുസരിച്ചുള്ള നേർരേഖാ ചലനം മാത്രമല്ല ഗാലക്‌സികൾക്കുള്ളതെന്ന്‌ വേര കണ്ടെത്തി. ഗാലകസികൾ  ഏതോ കേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യുകയാണെന്ന്‌ വേര സമർത്ഥിച്ചുവെങ്കിലും അന്ന്‌ ആ ആശയത്തിന്‌ അംഗീകാരം കിട്ടിയില്ല. അത്‌ പൂർണമായും മറ്റുള്ളവരെ ബോദ്ധ്യപ്പെടുത്താൻ ആവശ്യമായ നിരീക്ഷണഫലങ്ങൾ  ലഭ്യമാക്കാൻ സാധിച്ചില്ല.
1951ൽ  ജോർജ്‌ ഗാമോ എന്ന പ്രസിദ്ധ ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്റെ കൂടെ ഗവേഷണത്തിനു ചേരാൻ കഴിഞ്ഞത്‌ അവർക്ക്‌ വലിയ നേട്ടമായി. 1954ൽ  പി.എച്ച്‌.ഡി.യ്‌ക്കായി നൽകിയ പ്രബന്ധത്തിൽ  ഗാലക്‌സികൾ  ഒറ്റതിരിഞ്ഞ്‌ ചലിക്കുന്നവയല്ലെന്നും സംഘങ്ങളായി നിലനില്‌ക്കുന്നവയാണെന്നും സമർത്ഥിച്ചു. ഇത്‌ കുറേക്കാലത്തിനുശേഷമാണ്‌ മറ്റു ജ്യോതിശ്ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ ഗൗരവമായെടുത്തത്‌.

വേര റൂബിൻ വിക്കി കോമൺസിലെ ചിത്രം
വേര റൂബിൻ | വിക്കി കോമൺസിലെ ചിത്രം

വേര റൂബിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഗവേഷണം നടന്നത്‌ ദീർഘകാല സുഹൃത്തായ കെന്റ്‌ ഫോർഡിന്റെ (Kent Ford) കൂടെയായിരുന്നു. പ്രകാശത്തെ വിവിധ വർണങ്ങളായി തിരിക്കുന്ന സ്‌പെക്‌ട്രോമീറ്ററുകളുടെ നിർമാണത്തിൽ  വിദഗ്‌ധനായിരുന്നു കെന്റ്‌. ഇവരുടെ ഗവേഷണഫലമായി പുറത്തുവന്ന `റൂബിൻ – ഫോർഡ്‌ പ്രഭാവം’ പിന്നീട്‌ ശരിയല്ലെന്ന ബോധ്യപ്പെട്ടു. പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുന്ന രീതിയിലെ ചില അസമതകളെ സംബന്ധിച്ചതായിരുന്നു ആ നിഗമനങ്ങൾ.  പിശകുകൾ  ഉണ്ടായിരുന്നുവെങ്കിലും ഇത്‌ ശാസ്‌ത്രജ്ഞരുടെ ഇടയിൽ  വലിയ ചർച്ചയ്‌ക്ക്‌ തുടക്കമിട്ടു.
പിന്നീട്‌ വേര റൂബിൻ തന്റെ ശ്രദ്ധ ആൻഡ്രോമീഡ ഗാലക്‌സിയിലേക്കു തിരിച്ചു. നമുക്ക്‌ നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട്‌ കാണാവുന്ന ഒരു വൻ നക്ഷത്രസമൂഹമാണിത്‌. ഇതിന്‌ M 31 എന്നും NGC 224 എന്നുമൊക്കെ പേരുണ്ട്‌. ഭൂമിയിൽ  നിന്നും 25 ലക്ഷം പ്രകാശവർഷം അകലെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഈ ഗാലക്‌സിയിൽ  ഒടുവിലത്തെ കണക്കനുസരിച്ച്‌ ഒരു ലക്ഷം കോടി നക്ഷത്രമുണ്ടത്രെ. അമേരിക്കയിലെ കാലിഫോർണിയയിലെ മൗണ്ട്‌ പലോമർ ഒബ്‌സർവേറ്ററിയിൽ  നിരീക്ഷണങ്ങൾ  നടത്താൻ അവസരം ലഭിച്ചത്‌ ഒരു വഴിത്തിരിവായി. ഈ ഒബ്‌സർവേറ്ററിയിൽ  നിയമവിധേയമായി ആകാശനിരീക്ഷണം നടത്തിയ ആദ്യവനിതയായി വേര റൂബിൻ.

ആൻഡ്രോമീഡ ഗാലക്‌സിയുടെ കേന്ദ്രത്തിൽ  നിന്ന്‌ ഏറെ അകലെയുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ചലനത്തിൽ  കണ്ട ഒരു അസ്വാഭാവികത അവരുടെ ശ്രദ്ധയിൽ പെട്ടു. ഇതു മനസ്സിലാക്കാൻ നമുക്ക്‌ സൗരയൂഥത്തെ സംബന്ധിച്ച്‌ ഒരു കാര്യം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്‌. സൗരയൂഥത്തിൽ  സൂര്യനെചുറ്റാൻ ബുധൻ 88 ദിവസവും ഭൂമി ഒരു വർഷവുമെടുക്കുമ്പോൾ  നെപ്‌ട്യൂൺ 165 വർഷവും പ്ലൂട്ടോ 248 വർഷവും എടുക്കുന്നു. ബുധൻ സൂര്യനോടു വളരെ അടുത്തും പ്ലൂട്ടോ വളരെ അകലെയുമാണെന്ന് ഓർക്കുക. സൗരയൂഥകേന്ദ്രത്തിൽ  നിന്ന്‌ അകലുംതോറും ഗുരുത്വബലം കുറഞ്ഞുവരുന്നതാണ്‌ വേഗക്കുറവിന്‌ കാരണമാകുന്നത്‌. ഇതു ആൻഡ്രോമീഡയെപ്പോലെയുള്ള ഗാലക്‌സികളുടെ കാര്യത്തിലും ശരിയാകേണ്ടതാണ്‌. ഗാലക്‌സികേന്ദ്രത്തിനടുത്തുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾ  വേഗത്തിൽ  കേന്ദ്രത്തിനെ ചുറ്റിവരുമ്പോൾ  അകലെയുള്ളവ സാവധാനമാകണം‌ ചുറ്റിവരുന്നത്‌. ഇക്കാര്യത്തിൽ  നിരീക്ഷണഫലം ഇപ്രകാരമായിരുന്നു. കേന്ദ്രത്തിൽ  നിന്ന്‌ അകലുംതോറും വേഗത കുറഞ്ഞുവരുന്നു. പക്ഷേ ഗാലക്‌സികേന്ദ്രത്തിൽ  നിന്ന്‌ ഏറെ ദൂരത്തിലാകുമ്പോൾ  പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത്ര കുറയുന്നില്ല, എന്നു മാത്രമല്ല അവിടുന്നങ്ങോട്ട് ഏതാണ്ട്‌ വ്യത്യാസമില്ലാതെ നിലനിൽക്കുന്നതായും കാണുന്നു. ഇത്‌ ഒരു വലിയ കണ്ടെത്തലായിരുന്നു. പിന്നീട്‌ മറ്റ്‌ പല ഗാലക്‌സികളെക്കുറിച്ചു പഠിച്ചപ്പോഴും ഇതു സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടു. ഇതു വിശദീകരിക്കാനുള്ള ഒരു വഴി ഗാലക്‌സിയുടെ പുറംപാളികളിലായി നമുക്ക്‌ ദൃശ്യമല്ലാത്ത ഏതോ ദ്രവ്യം നിലനില്‌കുന്നുവെന്ന്‌ കരുതുകയാണ്‌. നമ്മുടെ വിവിധതരം ദൂരദർശിനികൾക്ക്‌ ദൃശ്യമാകാത്ത ഈ ദ്രവ്യം ഗുരുത്വാകർഷണം ചെലുത്തുന്നുണ്ടുതാനും. ഇതാണ്‌ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം (dark matter) എന്നറിയപ്പെടുന്നത്‌. ഈ ആശയം ആദ്യമായി ശാസ്‌ത്രലോകത്തിനു മുമ്പിൽ  അവതരിപ്പിച്ചത്‌ വേര റൂബിനല്ല. പക്ഷേ ഇതിന്റെ അസ്‌തിത്ത്വം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിന്‌ ആവശ്യമായ അനിഷേധ്യമായ തെളിവുകൾ  കണ്ടെത്തിയവരിൽ  ആദ്യം പരിഗണിക്കേണ്ടത്‌ അവരെയാണ്‌. ഇതിന്റെ പേരിൽ  അവരെ നൊബേൽ  പുരസ്‌കാരത്തിനു നാമനിർദേശം ചെയ്‌തുവെങ്കിലും അത്‌ ലഭിച്ചില്ല. പക്ഷേ മറ്റു നിരവധി പുരസ്‌കാരങ്ങൾ  അവർക്കു ലഭിച്ചു. ഇതിനിടയിൽ  ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം വലിയതോതിൽ  നിലനില്‌ക്കുന്നുവെന്നതിന്‌ ഉറച്ച തെളിവ്‌ ലഭിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. ദൃശ്യദ്രവ്യത്തിന്റെ അഞ്ചോ ആറോ ഇരട്ടി അദൃശ്യദ്രവ്യം ഉണ്ടെന്നാണ്‌ മതിപ്പുകണക്ക്‌.
തന്റെ കണ്ടുപിടുത്തങ്ങളിൽ  അഭിരമിച്ച്‌ വിശ്രമജീവിതം എടുക്കാതെ ഗവേഷണം തുടർന്നുകൊണ്ടിരുന്ന അവർ 63-ാം വയസ്സിൽ  ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു കണ്ടെത്തൽ  നടത്തി. NGC 4450 എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഗാലക്‌സിയുടെ ഒരു തലത്തിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളിൽ പകുതി ഒരേ ദിശയിൽ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുമ്പോൾ മറ്റേപ്പകുതി എതിർദിശയിൽ  നീങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നുവെന്നതായിരുന്നു അത്‌.
ഇതൊക്കെ അവർ നേരിട്ടു നടത്തിയ ഗവേഷണത്തിന്റെ ഫലങ്ങളായിരുന്നുവെങ്കിലും ഒരുപക്ഷേ അതിനേക്കാൾ  വിലപ്പെട്ടകാര്യം സ്വന്തം മക്കൾ  ഉൾപ്പെടെ നിരവധി പെണ്‍കുട്ടികളെ ശാസ്‌ത്രഗവേഷണരംഗത്തെത്തിക്കാൻ അവർക്കു കഴിഞ്ഞു എന്നതായിരിക്കും.

ഗ്രഹ ചലനവും നക്ഷത്ര ചലനവും

സൗരയൂഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രസ്ഥാനത്ത് അതി ഭീമൻ സൂര്യനുണ്ട്. അതിന്റെ ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള ബുധൻ അതിനെ ചുറ്റുന്നത് അതിവേഗത്തിലാണ്. ഭൂമി ചുറ്റുന്നത് അതിന്റെ ഏതാണ്ട് പകുതി വേഗത്തിലാണ്. നെപ്റ്റ്യൂണാകട്ടെ വളരെ പതുക്കെയും (ഒന്ന് ചുറ്റി വരാൻ 164.8 വർഷം ). അതായത് ഗ്രഹ ദൂരവും വേഗവും ഒരു ഗ്രാഫിൽ വരച്ചാൽ ചിത്രം 1 ലെപ്പോലിരിക്കും.

ചിത്രം 1
ചിത്രം 1
ചിത്രം 2
ചിത്രം 2

ഗാലക്‌സി കേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റും നക്ഷത്രങ്ങളും കറങ്ങുന്നുണ്ട്. പക്ഷേ കേന്ദ്രസ്ഥാനത്ത് ഒരു വലിയ മാസ്സ് ഇല്ല. ഗാലക്സി കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്ന് R ദൂരത്ത് ഒരു നക്ഷത്രമുണ്ടെങ്കിൽ അതിനെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം R വ്യാസാർധമുള്ള ഗോളത്തിനുള്ളിൽ അടങ്ങിയ പദാർഥങ്ങൾക്ക് (നക്ഷങ്ങൾ, നെബുലകൾ മുതലായവയ്ക്ക് ) എത്ര മാസ്സുണ്ടോ അത് കേന്ദ്രത്തിലുള്ള മാസ്സ് ആയി പരിഗണിക്കാം. ഇതിന്റെ ഫലമെന്താണ്? ദൂരം R കൂടുന്തോറുംമാസ്സ് R³ അനുസരിച്ച് കൂടും; ഗുരുത്വബലം R² അനുസരിച്ച് കുറയും. രണ്ടും ചേരുമ്പോൾ നക്ഷത്രത്തിൽ അനുഭവപ്പെടുന്ന ബലം R അനുസരിച്ച് കൂടും. തന്മൂലം നക്ഷത്രത്തിന്റെ പരിക്രമണ വേഗം അതേ തോതിൽ കൂടും, എന്നാൽ ഒരു നിശ്ചിത ദൂരം വരെയേ ഇങ്ങനെ കൂടു. കാരണം അവിടുന്നങ്ങോട്ട് പദാർഥസാന്ദ്രത കുറയാൻ തുടങ്ങും. തന്മൂലം നക്ഷത്രങ്ങളിൽ അനുഭവപ്പെടുന്ന ഗുരുത്വബലവും കുറയും. അവയുടെ പരിക്രമണ വേഗവും കുറയും. ഇതാണ് പ്രതീക്ഷിക്കേണ്ടത് (ഗ്രാഫ് 2 ). എന്നാൽ വേരാ റൂബിന് കിട്ടിയ നിരീക്ഷണ ഫലം അതല്ല. നിശ്ചിത ദൂരം കഴിഞ്ഞാൽ വേഗത മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു. അതിനർഥം ആ മേഖലയിൽ (അതിനെ ഗാലക്സി പരിവേഷം – Galaxy halo എന്നു വിളിക്കും) നമുക്കു കാണാൻ കഴിയാത്ത ഏതോ തരം പദാർഥമുണ്ടായിരിക്കണം എന്നാണ്. ഇതിനെയാണ് ഇരുണ്ട പദാർഥം എന്നു വിളിച്ചത്.

Check Also

ഭക്ഷ്യവസ്തുക്കളിലെ മായം

ഭക്ഷ്യവസ്തുക്കളിലെ മായം, അവയുടെ അപകടം, മായം കണ്ടുപിടിക്കുന്ന രീതി മുതലായവ ഡോ. കെ കെ വിജയന്‍ വിശദീകരിക്കുന്നു

Leave a Reply

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