വേര റൂബിന്‍: ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ തൊട്ടറിഞ്ഞവള്‍…!

ഗണിതശാസ്ത്രം കൊണ്ട് ചിത്രങ്ങളിലില്ലാത്തത് കാണാനുള്ള സായന്‍സിക മാര്‍ഗം തുറന്നവളുടെ കഥ.

ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ (Dark Matter) എന്ന് പറഞ്ഞുകേട്ടിട്ടുണ്ടാകും; പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഭൂരിഭാഗവും നമുക്ക് മനസിലാക്കാന്‍ പറ്റില്ലാത്ത എന്തോ ആണ് എന്ന നിലയില്‍ സയന്‍സ് വളച്ചൊടിക്കാന്‍ തത്പരകക്ഷികള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത് കൊണ്ട് പ്രത്യേകിച്ചും. ടെലസ്കോപ്പുകളിലൂടെ നേരിട്ട് കാണാന്‍ കഴിയാത്ത, അദൃശ്യമായ കുറച്ച് സാധനങ്ങള്‍ കൂടി ബഹിരാകാശത്തുണ്ട് എന്ന തിരിച്ചറിവില്‍ നിന്ന് ആ അദൃശ്യ വസ്തുക്കള്‍ക്കിട്ട പേരാണ് ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍. പ്രകാശം വഴിയല്ലാതെ കാര്യമായ ബഹിരാകാശ നിരീക്ഷണം സാധ്യമല്ലാതിരുന്ന 1970-കളില്‍ ഡാര്‍ക്ക് മാറ്ററിനെ കണക്കിലൂടെ കണ്ട വേര റൂബിന്റെ (Vera Rubin) കഥയാണിന്ന്. ഗണിതശാസ്ത്രം കൊണ്ട് ചിത്രങ്ങളിലില്ലാത്തത് കാണാനുള്ള സായന്‍സിക മാര്‍ഗം തുറന്നവളുടെ കഥ.

1928-ല്‍ ഫിലഡെല്‍ഫിയയിലാണ് വേര ജനിക്കുന്നത്. പത്താം വയസ്സില്‍ തന്റെ മുറിയിലെ ജനലിലൂടെ കട്ടിലില്‍ കിടന്ന് നക്ഷത്രങ്ങള്‍ നിശാകാശത്തിലൂടെ പതിയെ നീങ്ങുന്നത് നിരീക്ഷിച്ചതില്‍ നിന്നാണ് വേരക്ക് ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലുള്ള താത്പര്യം ജനിക്കുന്നത്. നക്ഷത്രരാശികള്‍ സുഹൃത്തുകള്‍ ചൂണ്ടിക്കാട്ടിയെങ്കിലും വേരക്ക് അവയൊന്നുമായിരുന്നില്ല, വെറുതെ നക്ഷത്രങ്ങളെ നക്ഷത്രങ്ങളായിത്തന്നെ കാണാനായിരുന്നു ഇഷ്ടം. (മറ്റുള്ളവര്‍ നിസ്സാരം, സ്വാഭാവികമെന്ന് കരുതുന്ന സാധനങ്ങളില്‍ കൗതുകം കണ്ടെത്തുന്ന ഇതേ മനോഭാവമാണ് വേരയുടെ പ്രധാന കണ്ടുപിടുത്തങ്ങളിലേക്കും നയിച്ചത്!) പഠനത്തില്‍ അത്രക്കൊന്നും മിടുക്കിയല്ലാതിരുന്നത് കൊണ്ട് തന്നെ ടീച്ചര്‍മാര്‍ക്ക് വേരയില്‍ ഒരു വിശ്വാസവുമില്ലായിരുന്നു. (സ്ഥിരമായി ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തെ പറ്റി മാത്രം സംസാരിക്കുന്ന ഒരു കുട്ടിയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കാത്തതില്‍ ചെറുതല്ലാത്ത സ്ത്രീവിരുദ്ധതയും ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കണം!) ഹൈസ്കൂള്‍ ഫിസിക്സ് ടീച്ചര്‍മാരിലൊരാള്‍, “സയന്‍സിന്റെ അടുത്തെങ്ങും പോകാതിരിക്കുന്നത് നന്നായിരിക്കും” (“As long as you stay away from science, you should do OK”) എന്നാണ് വേരയെ ഉപദേശിച്ചത്. പക്ഷേ, അതിലൊന്നും തളരുന്നതായിരുന്നില്ല വേരയുടെ കുതുകം.

വേര 1948-ല്‍ കോളേജ് ബിരുദം നേടി; അതേ കൊല്ലം തന്നെ റോബര്‍ട്ട് എന്നയാളെ വിവാഹം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. സ്ത്രീയായിരുന്നതുകൊണ്ട് പലയിടത്തും പോസ്റ്റ് ഗ്രാജ്വേറ്റ് ബിരുദത്തിന് പ്രവേശനം ലഭിക്കില്ലായിരുന്നു എന്നതുകൊണ്ട് പലയിടത്തും പ്രവേശനത്തിന് ശ്രമിച്ച് പരാജയപ്പെട്ട ശേഷം വേര കോര്‍ണെല്‍ സര്‍വ്വകലാശാലയില്‍ പ്രവേശനം നേടി; 1951-ല്‍ വേര പാസാകുകയും ചെയ്തു. തുടര്‍ന്ന് വേര ജോര്‍ജ്ടൗണ്‍ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയില്‍ നിന്ന് 1954-ല്‍ ഡോക്ടറേറ്റും നേടി; ഗാലക്സികളുടെ വിതരണം എങ്ങനെയായിരുന്നു എന്നതിനെപ്പറ്റിയായിരുന്നു ഡോക്ടറല്‍ തീസിസ്. (ഇന്നും പ്രസക്തമായ ഗവേഷണം നടക്കുന്ന വിഷയമാണിത്) ഡോക്ടറേറ്റ് കൊടുക്കുമായിരുന്നു എങ്കിലും അസ്ട്രോണമി ഡിപ്പാര്‍ട്ട്മെന്റ് ബില്‍ഡിങ്ങിലേക്ക് സ്ത്രീകള്‍ക്ക് പ്രവേശമില്ലാതിരുന്നത് കൊണ്ട് വേരയ്ക്ക് അഡ്വൈസറെ ഡിപ്പാര്‍ട്ട്മെന്റ് ലോബിയിലോ മറ്റൊരു ഡിപ്പാര്‍ട്ട്മെന്റിന്റെ ലൈബ്രറിയിലോ കണ്ട് സംസാരിക്കേണ്ടിയിരുന്നു ഡോക്ടറേറ്റ് ചെയ്യുന്ന സമയത്ത്.

പ്രപഞ്ചവികാസവും ക്വേസാറുകളും ഒക്കെ തന്റെ ഗവേഷണവിഷയമാക്കിയ വേര കുറച്ചധികം ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ടു. പ്രപഞ്ചവികാസത്തെ പറ്റി വേര നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങളെ ഇന്ന് റൂബിന്‍-ഫോര്‍ഡ് എഫക്റ്റ് എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. 1963-ല്‍ വേര തന്റെ ശ്രദ്ധ ഗാലക്സികളിലേക്ക് തിരിച്ചു; ഗാലക്സി കേന്ദ്രങ്ങളിലായിരുന്നു അന്ന് ഒരുപാട് ഗവേഷണം നടന്നിരുന്നത് എന്നതുകൊണ്ട് കേന്ദ്രത്തിന് ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളിലായി വേരയുടെ ശ്രദ്ധ. മറ്റുള്ളവര്‍ക്ക് കൗതുകമില്ലാത്തതില്‍ കൗതുകപ്പെടുന്ന വേരയുടെ സ്വഭാവം കൊണ്ടായിരിക്കണം ഈ മേഖലയില്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിന് പ്രസക്തമായ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്താനുണ്ട് എന്ന് നമ്മള്‍ മനസിലാക്കുന്നത് തന്നെ!

ആദ്യം നമുക്ക് അടുത്തുള്ള, തെളിഞ്ഞ് കാണാവുന്ന ആന്‍ഡ്രോമിഡ ഗാലക്സിയുടെ കറക്കം ആണ് വേര അവലോകനം ചെയ്തത്. വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള ഒരു ജോലിയായി മാറി അത്. ഒറ്റനോട്ടത്തില്‍, നമുക്കറിയാവുന്ന ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ നിയമം (സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം – General Theory of Relativity) പ്രവചിക്കുന്ന രീതിയിലല്ല ആന്‍ഡ്രോമിഡ കറങ്ങുന്നത്! അതുകൊണ്ട് തന്നെ, വളരെ സൂക്ഷ്മമായി അവലോകനം ചെയ്ത ശേഷമേ ഇങ്ങനെ ഒരു ഫലം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാവൂ എന്ന് വേരയ്ക്കറിയാമായിരുന്നു, 1963-ല്‍ തുടങ്ങിയ അവലോകനം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാന്‍ സാധിച്ചത് 1970-ലാണ്. അതിനുശേഷം മറ്റ് ഗാലക്സികളുടെ നിരീക്ഷണങ്ങളും നടത്തി 1980-ലും, 1985-ലും പ്രസക്തമായ പേപ്പറുകള്‍ വേര വീണ്ടും പബ്ലിഷ് ചെയ്തു. (ഇതിലൊന്നും ലേഖകയായി വേര ഒറ്റയ്ക്കായിരുന്നില്ല എങ്കിലും ഇവയില്‍ എല്ലാം തുടര്‍ച്ചയായി ഉണ്ടായിരുന്നത് വേര മാത്രമാണ്) ഇതേ പ്രശ്നം മറ്റ് ഗാലക്സികളിലും ഉണ്ട്

ഈ നിരീക്ഷണത്തെ “ഗാലക്സി കറക്ക പ്രശ്നം” (Galaxy Rotation Problem) എന്നാണ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ വിളിക്കുന്നത്. ഇതിനെ ലളിതമാക്കി പറയാന്‍ നമുക്ക് സൗരയൂഥം ഉദാഹരണമാക്കി എടുക്കാം. സൂര്യനിലാണ് സൗരയൂഥത്തിന്റെ മാസ് ഏതാണ്ട് മുഴുവനും; അതുകൊണ്ട് തന്നെ, സൂര്യനില്‍ നിന്ന് ദൂരത്തേക്ക് പോകുന്തോറും, ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന വസ്തുക്കളുടെ കറക്കത്തിന്റെ വേഗത കുറഞ്ഞ് വരും. ഉദാ: ഭൂമിയേക്കാല്‍ പതിയെയാണ് ചൊവ്വ, അതിലും പതിയെ ശനി, അതിലും പതിയെ വ്യാഴം അങ്ങനെയങ്ങനെ. ചുഴിയന്‍ ഗാലക്സികളിലെ (spiral galaxy) നക്ഷത്രങ്ങളുടെ മാസിന്റെ വലിയൊരു ഭാഗവും ഇതുപോലെ  നടുക്ക് കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുകയാണ്. (സൂര്യനോളം കേന്ദ്രീകൃതമല്ല, എങ്കിലും സമാനമായി എന്ന് പറയാം) അതുകൊണ്ട് തന്നെ, ഗാലക്സികളുടെ അറ്റങ്ങളിലേക്ക് വരുന്തോറും കറക്കത്തിന്റെ വേഗത കുറയണം; പക്ഷേ, ഒരു പ്രത്യേക വേഗതക്കപ്പുറം കാര്യമായി വേഗത മാറുന്നില്ല എന്നതാണ് വേരയുടെ നിരീക്ഷണം. (ഇത് മാത്രമല്ല, കുറച്ചുകൂടി സങ്കീര്‍ണ്ണതയുണ്ട് വേഗതയില്‍, അത് തത്കാലം കൂടുതല്‍ വിശദീകരിച്ച് കഥ ആകെ വഴിമാറ്റി വിടുന്നില്ല)

ഇതിന് പരിഹാരമായി വേര നിര്‍ദ്ദേശിച്ചത് നമുക്ക് അദൃശ്യമായ എന്തോ കൂടി ഗാലക്സികളിലുണ്ട് എന്നാണ്. അതായത്, വേര പ്രകാശത്തിന് അദൃശ്യമായത് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തിലൂടെ കണ്ടു. 1985 പേപ്പറില്‍ ഗാലക്സികളില്‍ എവിടെയാണ് ഈ അദൃശ്യ (ഡാര്‍ക്ക്) മാറ്റര്‍ ഉള്ളത് എന്നതുകൂടി കണക്കുകൂട്ടാന്‍ വേരയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞു. ഇതിനുമുന്‍പ് അദൃശ്യമായ എന്തൊക്കെയോ ബഹിരാകാശത്തുണ്ട് എന്ന ഊഹങ്ങളുണ്ടായിട്ടുണ്ട് എങ്കിലും വേരയാണ് ആദ്യമായി ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ എന്ന് നാമിന്ന് വിളിക്കുന്ന സാധനം നിരീക്ഷിച്ചത്.

പക്ഷേ, 1980-ല്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം തെറ്റായിരുന്നിരിക്കാം എന്ന ഒരു സാധ്യത കൂടിയുണ്ടായിരുന്നു ഗാലക്സി കറക്ക പ്രശ്നത്തിന്റെ ഉത്തരമായിട്ട്. പക്ഷേ, ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ നിന്ന് തന്നെ മാസ് പ്രകാശം വളയ്ക്കുന്നുണ്ട് എന്ന് നമുക്കറിയാം. ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ ഉണ്ടെന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി കരുതിയിടത്ത് തന്നെ നമ്മുടെ ഗാലക്സിയിലടക്കം അങ്ങനെയുള്ള വളയ്ക്കലുകളില്‍ നിന്ന് കൂടി ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്; അതുകൊണ്ട് തന്നെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം തെറ്റാണ് എന്ന വ്യാഖ്യാനത്തിന് ഈ ചോദ്യത്തിനുത്തരമായി ഇപ്പോള്‍ ശാസ്ത്രലോകത്ത് സ്വീകര്യതയില്ല.

വേരയുടെ 1970-കളിലെ നിരീക്ഷണം അത്ര എളുപ്പത്തില്‍ സ്വീകരിക്കപ്പെട്ടില്ല. നക്ഷത്രമല്ല എങ്കില്‍ നെബുല ആയിട്ടുള്ള ഗ്യാസാണ് എന്നൊക്കെ ഒരുപാട് ഊഹങ്ങള്‍ ഡാര്‍ക്ക് മാറ്ററിനെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ഉണ്ടായി. പക്ഷേ, ഇവയൊക്കെ പ്രകാശത്തിന്റെ മറ്റ് ഫ്രീക്വന്‍സികളിലൂടെ (ഉദാ: ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്) നിരീക്ഷിക്കാന്‍ പറ്റേണ്ടതാണ്. അവയുടെയെല്ലാം കണക്കെടുത്താലും ഗാലക്സി കറക്കം വിശദീകരിക്കാന്‍ വേണ്ടതിന്റെ മാസിന്റെ അടുത്തെങ്ങും എത്തില്ല. അതായത്, പ്രകാശത്തിന് വഴങ്ങാത്ത എന്തോ ബഹിരാകശത്ത് ഉണ്ടെന്ന്. ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് അത്രത്തോളം അസ്വസ്ഥത ഉണ്ടാക്കുന്ന മറ്റൊന്നില്ല. (എന്ത് എന്ന് മനസിലാക്കുന്നത്  പാര്‍ട്ടിക്കിള്‍ ഫിസിക്സിനും പണിയാണ്, എന്റെ മേഖലയല്ലാത്തതുകൊണ്ട് ഞാന്‍ അവിടേക്ക് തത്കാലം പോകുന്നില്ല) അതുകൊണ്ട്, ഡാര്‍ക്ക് മാറ്ററിന്റെ സ്വീകാര്യത വളരെ പതിയെയായിരുന്നു.

ഇന്ന് പക്ഷേ, ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ ആധുനിക ഭൗതിക ധാരണയുടെ ഭാഗമാണ്. ഗാലക്സി കറക്കം പ്രശ്നത്തിന് മാത്രമല്ല, ബിഗ് ബാങ്ങിന്റെ മോഡലുകളിലടക്കം ഒരുപാട് നിരീക്ഷണങ്ങളുടെ അവിഭാജ്യ ഘടകമാണ് ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍. ഉണ്ടോ ഇല്ലയോ എന്ന് സംശയമുള്ള ഒന്നല്ല ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍; അങ്ങനെ ഒരു തെറ്റിദ്ധാരണ കൂടി വ്യാപകമായി കാണാറുള്ളത് കൂടി ഈ സാഹചര്യത്തില്‍ തിരുത്തുന്നു. എന്ത് പാര്‍ട്ടിക്കിള്‍/പാര്‍ട്ടിക്കിളുകളുടെ സംയുക്തം ആണ് ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ എന്ന് മാത്രമേ സംശയമുള്ളൂ; ഉണ്ടോ എന്ന് സംശയമില്ല.

ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ പഠനങ്ങള്‍ക്ക് ശേഷം ഗാലക്സികളുടെ കറക്കത്തെ പറ്റി മറ്റ് ഒരുപാട് നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തുകയും ആ വിഷയത്തില്‍ പാഠപുസ്തകങ്ങളുടെ എഴുത്തുകാരിയാകുകയുമടക്കം ഒരുപാട് ജോലി ചെയ്തു ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തില്‍ വേര. ഒരുപാട് സെക്സിസം ജീവിതമൊട്ടാകെ അനുഭവിച്ച വേര സയന്‍സിലേക്ക്, ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലേക്ക് സ്ത്രീകളെ കൊണ്ടുവരുവാന്‍ തന്നാലാകും പോലെ എല്ലാം ചെയ്തിരുന്നു. ഒരുപാട് പെണ്‍കുട്ടികളെ ഡോക്ടോറല്‍ കാന്‍ഡിഡേറ്റ് ആയി സ്വീകരിക്കുകയും അല്ലാതെ പഠിപ്പിക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുകയും ചെയ്തു വേര; നാഷണല്‍ അക്കാഡമി ഓഫ് സയന്‍സസ് തിരഞ്ഞെടുപ്പുകളില്‍ സ്ത്രീകളെ തിരഞ്ഞെടുക്കാന്‍ ശക്തമായി സംസാരിക്കുകയും ചെയ്തിരുന്നു വേര. സയന്‍സ് പൊതുജനങ്ങളിലെത്തിക്കാന്‍ പോപ്പുലര്‍ സയന്‍സ് പ്രചരണങ്ങള്‍ക്കും വേര സന്നദ്ധയായിരുന്നു.

2016-ല്‍ സ്വന്തം മരണം വരെ വേര തന്റെ ഗവേഷണവും അധ്യാപനവും തുടര്‍ന്നു.

ഇനി ഒന്നും കാണാതിരിക്കുമ്പോള്‍ ഒന്നുകൂടി ശ്രദ്ധിച്ച് നോക്കാന്‍ വേര റൂബന്റെ അദൃശ്യമായതും കണ്ട ജീവിതം നിങ്ങള്‍ക്കൊരു പ്രചോദനമാകട്ടെ…!

കണ്ണന്‍ കീച്ചേരില്‍ എഴുതിയ ശാസ്ത്രവീഥിയിലെ പെണ്‍കരുത്തുകള്‍ – ലേഖനപരമ്പരയിലെ മറ്റുലേഖനങ്ങള്‍ വായിക്കാം

അധികവായനയ്ക്ക്

  1. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1970ApJ…159..379R/abstract
  2. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1980ApJ…238..471R/abstract
  3. https://www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/33963
  4. https://arxiv.org/abs/1703.00013
  5. https://science.sciencemag.org/content/295/5557/960

Leave a Reply