இந்த பதிவில் இடப்படும் இடுகைகள் காப்புரிமை பெற்றவை.

Wednesday, September 28, 2011

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும் -44

சமீபத்தில் நிகழ்ந்த நீயூட்ரினோ துகள் ஒளியை விட வேகமாக பயணிக்கிறது என்பதை பற்றிய பதிவு. கொஞ்சம் சுருக்கமாக இருக்கும்.

போன்றதுக்கு முன்னாடி நீயூட்ரினோ பத்தி பார்ப்போம். நீயூட்ரினோ என்பது மிக்ககுறைந்த எடையுள்ள அடிப்படைத்துகள். அடிப்படைத்துகள் என்றால் அதை அதற்கு மேல் உடைக்க முடியாது. இதற்கு எந்த வித மின்னேற்றமும் கிடையாது எனவே மின் காந்த புலத்தால் பாதிக்கப்படாது. அதனால் மிக அதிக தூரம் பயணம் செய்யும்.

இங்கே போட்டான் அதாவது ஒளியின் அடிப்படைதுகளுக்கு எடை இல்லை, ஒளி மின்காந்த புலத்தை தூண்டக்கூடியது என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

ஐரோப்பியர்கள் செய்த ஆராய்ச்சியின் விளைவாக ஓளியைவிட மிக அதிகவேகத்தில் இந்த நீயூட்ரினோக்கள் பயணிக்கின்றன என கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது. எதனால் இப்படி, இந்த விளைவு உண்மை தானா? ஐன்ஸ்டைன் சொன்ன கொள்கை பொய்யாகிவிடுகிறதா?

1. முதலில் இது இன்னும் இரண்டு அதற்கும் மேற்பட்ட ஆராய்ச்சிகளின் மூலம் உறுதி செய்யப்படவேண்டும். அப்போது தான் இது உண்மையிலேயே ஓர் விளைவு என ஏற்றுக்கொள்ளப்படும்.

2. நட்சத்திரங்களில் இருந்து வரும் துகள்களை கணித்ததில் நீயூட்ரினோக்கள் ஒளியை விட வேகமாக வரவில்லை. ஆனால் நீயூட்ரினோக்கள் எந்த மின் காந்த புலத்தாலும் பாதிக்கபடாத்தால் ஒளியைவிட அதிக எண்ணிக்கையில் வரும். எனவே பூமியில் செய்யப்படும் விளைவுகள் வெளியிலும் காணப்படவேண்டும்.

3. ஒருவேளை இப்போது பயணம் செய்த நீயூட்ரினோகள் வேறு வகை துகள்களாக அதாவது இதுவரை அறியப்படாத துகள்களாகவும் இருக்கலாம். இதுவும் ஆராயப்படவேண்டும்.

4. நீயூட்ரினோக்கள் பயணம் செய்யாமல் வேறு வகையில் இங்கு வந்து சேர்ந்திருக்கலாம் எனவும் விளக்கம் சொல்லப்படுகிறது. அதாவது ஒளியின் வேகத்தை மீறவில்லை. ஆனால் ஒரு பரிமாணத்தில் இருந்து இன்னோர் பரிமாணத்திற்கு போயிருக்கலாம் எனவும் சொல்கிறார்கள்.

5. மூன்று மற்றும் நான்கின் ஒட்டுமொத்த விளைவாக கூட இருக்கலாம்.

ஆக இந்த முடிவுகள் வரும் வரை ஐன்ஸ்டைனின் கொள்கை உண்மையாகவே இருக்கும். போன பதிவில் ஐன்ஸ்டைன் சொன்ன “அந்த கொள்கை எப்படியும் சரிதான்” என்பதை நினைவு படுத்துகிறேன்.

அடுத்து ஐன்ஸ்டைனுக்கு பிறகு என்னவாயிற்று என பார்க்கலாம்.

Tuesday, September 20, 2011

குவாண்டம் கொள்கையும் இருக்கும் துகள்களும்-43


இதிலே ஐன்ஸ்டைன் சொன்ன இரண்டு தியரிகளுகளையும் எப்படி பரிசோதித்தார்கள் என பார்ப்போம். பொது சார்பியல் புவீஈர்ப்பு விசை பற்றியது, சிறப்பு சார்பியல் பொருட்களின் நகர்தல் பற்றியது என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

பொது சார்பியலுக்கு தேவை வந்ததே நீயூட்டனின் விதிகள் பல கோள்கள் சலம்புவதை அதாவது முன் பின் போய் வருவதை விளக்க முடியவில்லை என பார்த்தோம். ஆக அப்படி ஒரு கோளின் சுற்றுப்பாதையை பொது சார்பியலால் விளக்க முடியுமா என்று பார்த்தார்கள்.

இரண்டாவது ஒளி வளையவேண்டும் மற்றும் ஒளிப்பட்டையில் முதலில் உள்ள நிறமே அதிகமாக தெரியவேண்டும்.

இந்த மூன்றும் ஐன்ஸ்டைன் சொல்லிய போது உடனடியாக சரிபார்க்கப்பட்டடு நீருபிக்கப்பட்டன. இருப்பினும் துல்லியமான பரிசோதனைகள் அளவீடுகள் சுமார் 1950 இல் தான் வந்தன.

முதலாவது பரிசோதனைக்கு எடுக்கப்பட்ட கோள், புதன் கிரகம். இது சூரியனை சுற்றி வருது என்பது அனைவருக்கும் தெரியும். அப்படி சுற்றும் போது சுற்றுப்பாதை ஒன்றாகவே இருக்கும் பாதையில் மாற்றம் ஏதும் இருக்காது என நியூட்டனின் விதி சொல்லியது ஆனால் புதன் கிரகம் சுற்றும் பாதை அப்படி இருப்பதில்லை.

கீழே இருக்கும் படத்தை பாருங்கள்.








சிகப்பு நிறத்தில் இருப்பது நீயூட்டனின் விதிப்படி இருக்கும் பாதை. நீல நிறத்தில் இருப்பது உண்மையான பாதை. இந்த சிக்கலை தீர்த்துவைத்தது ஐன்ஸ்டைனின் கொள்கை.

அடுத்து பார்ப்பது ஒளி வளைவு

இது பரிசோதிப்பது பெரும் காரியம். ஒளி கொஞ்சூண்டு தான் வளையும். அது தாண்டி போகும் கோள் அல்லது நட்சத்திரம் பெரிதாக இருந்தால் இன்னும் கொஞ்சூண்டு வளையும். ஒளியை எப்படி வளைச்சு பரிசோதிக்கறது? இதுக்கு ஆர்தர் எடிங்க்டன் அப்படீன்றவர் ஒரு யோசனை கொண்டுவந்தார். எப்படீன்னா முழு சூரிய கிரகணம் ஆகும் போது சூரியனுக்கு அருகில் இருக்கும் நட்சத்திரங்கள் எல்லாம் நல்லா தெரியும். சூரியகிரகணம் ஆகும் போது பூமியில் அந்த இடத்தில் இருந்து நட்சத்திரங்களின் இடத்தை பார்ப்போம் அதோ போல் கிரகணம் இல்லாத இடத்தில் இருந்தும் நட்சத்திரங்களோட இடத்தை பார்ப்போம். இந்த இரண்டுக்கும் வேறுபாடு இருந்தால் ஒளி வளையுது என உறுதியாக சொல்லிவிடலாம் அப்படீன்னார்.

இன்னும் கொஞ்சம் விளக்கமா சொன்னா சூரியனுக்கு அருகில் இருந்து வரும் நட்சத்திரங்களின் ஒளியை சூரியன் வளைக்கும். எனவே ஒரே சமயத்தில் பூமியில் இரண்டு இடத்தில் இருந்து அந்த நட்சத்திரத்தின் இடத்தை பார்த்தால் போதும். சாதாரணமா இதை பண்ண முடியாது, ஏன்னா பூமியின் இரவு பகல் வேறுபாடு. சூரிய கிரகணம் வரும் போதும் ஒரு சில நிமிடம் பூமியில் இரண்டு பக்கமும் இரவு இருக்கும் அப்போ இந்த பரிசோதனை பண்ணினா கண்டு பிடிச்சிடலாம்.

ஆர்தர் இதை 1919 ஆம் வருட முழு சூரிய கிரகணம் அப்போ செய்தார். ஐன்ஸ்டன் சொன்னது போல் ஒளி வளைவது உறுதிப்பட்டது. இதை ஐன்ஸ்டைனிடம் சொல்லி ஒருவேளை உங்கள் கொள்கை தவறு என சொல்லப்பட்டிருந்தால் என்ன செய்வீர்கள் என கேட்டார்கள். அதற்கு அவர், பரிசோதனை செய்தவருக்காக வருத்தப்படுவேன். அந்த கொள்கை எப்படியாயினும் சரியானது என்றார்.

அடுத்து ஓளியின் சிகப்புமாற்றம்/நீலமாற்றம் எனும் விளைவு,

ஒளி ஈர்ப்புவிசை அதிகமாக இருக்கும் இடத்தில் இருந்து குறைந்த இடத்திற்கு போகும் போது சிகப்பாக மாறும்.
ஒளி ஈர்ப்புவிசை குறைவாக இருக்கும் இடத்தில் இருந்து அதிகமாக இடத்திற்கு போகும் போது நீலமாக மாறும்.

கீழே இருக்கும் படத்தை பாருங்கள்.





ஒரு நட்சத்திரத்தில் இருந்து கோளுக்கு போகும் ஒளி மாறுபடுகிறது.


நட்சத்திரங்களில் இருந்துவரும் ஒளி நமக்கு இப்படி மாறுபட்டே வரும்.

இதுதான் சுருக்கமாக ஒளி மாற்றம் எனும் விளைவு. இதை 1959 வரை சரியாக நீருபிக்கப்படவில்லை. 1959 இலே தான் துல்லியமாக நீருபித்தார்கள்.

ஐன்ஸ்டைனின் கொள்கைகளின் விளைவுகள் இன்னும் பல இருக்கின்றன. அதையெல்லாம் பின்பு பார்ப்போம். அடுத்த பதிவில் மீண்டும் குவாண்டம் கொள்கையின் உள்ளே செல்வோம்.

Thursday, September 8, 2011

குவாண்டம் கொள்கையும் இருக்கும் துகள்களும்-42

ஐன்ஸ்டைன் வெளியிட்ட சார்பியல் கொள்கைகள் இரண்டு. ஒன்று சிறப்பு சார்பியல் இன்னொன்று பொது சார்பியல். சிறப்பு சார்பியல் கொள்கை மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்த சமன்பாடுகளையும் இயங்கியலையும் இணைக்கின்றது என முன் பதிவில் பார்த்தோம். இதிலே பொது சார்பியல் கொள்கை.

பொது சார்பியல் கொள்கை புவிஈர்ப்பு விசை பற்றியது. அதுக்குதான் நீயூட்டனின் விதிகள் இருக்கேன்னு கேக்குறது கேக்குது.

நீயூட்டனின் விதிகள் பொதுவாக ஒப்புக்கொள்ளப்பட்டாலும் அவற்றால் பல கோள்களின் இயங்கு நிலையை கணக்கிட முடியவில்லை. கூடவே இந்த புவி ஈர்ப்பு என்பது நீயூட்டன் காலத்தில் இருந்து இன்று வரை தண்ணிகாட்டிக்கொண்டிருக்கும் ஒரு விஷயம். மின்காந்த விசைகளை மாத்துறது எப்படீன்னு தெரிஞ்சுது. அது இப்போ நீங்க இத படிக்கற கணினி வரைக்கும் உபயோகம் ஆகுது. ஆனா அந்த மாதிரி புவி ஈர்ப்ப செய்யமுடியல. செய்ய முடிஞ்சா ஒரு லிட்டர் பெட்ரோலுக்கு ஆயிரம் கிமி தரும் கார் தயாரிக்கலாம். ஸ்டார் வார்ஸ் படத்துல வர்றமாதிரி பறந்து பறந்து போலாம்.

முன்பதிவுகளில் எடை ஏன் வருதுன்னு பார்த்தோம். எடைக்கு ஈர்ப்பு விசை வர்றது அடுத்த பிர்ச்சினை. கூடவே பெரிய எடைக்கு அதிக ஈர்ப்பு விசை வருதல் வேற சிக்கல். இது இதோட நிக்கல, அணுக்களில் எப்படி இந்த எடை இருக்கு? அதற்கு எப்படி ஈர்ப்பு சக்தி இருக்கு? பெரு வெடிப்பு கொள்கை உண்மை என்றால் எப்போ இதெல்லாம் சேர ஆரம்பித்தது? ஒளியை இது ஈர்க்குமா? என இந்த புவி ஈர்ப்பு விசை தரும் மண்டைக்குடைச்சல் ஏராளம். அந்த குடைச்சல் பத்தாதுன்னு ஐன்ஸ்டைன் தன்னுடைய விளக்கம் மூலமா இன்னோன்ன கொண்டு வந்தார்.

அது இடம் மற்றும் நேரம். இடம்ன்னா வெற்றிடம் அல்லது பெருவெளின்னு சொல்லலாம். பொருட்களின் எடையால் இந்த வெற்றிடமும் நேரமும் சுருக்கப்படுகின்றன. அதையே நாம் ஈர்ப்பு விசை என சொல்கிறோம். எப்படி சுருக்கப்படுகின்றன என்றால் ஒரு போர்வையை நான்கு புறமும் பிடித்துக்கொள்ளுங்கள். நடுவிலே எடை அதிகமான இரும்புக்குண்டை போடுங்கள். அது நடுவிலே நின்று போர்வையை இழுக்கும் அல்லவா அது போல் இந்த விளைவு இருக்கும்.

இன்னோர் விதமா சொன்னா ஈர்ப்பு விசை என இருப்பது நேரஇடம் வளைவதால் ஏற்படும் விளைவு. இந்த வளைவினால் பொருட்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று ஈர்க்கப்படுகின்றன. இந்த வளைவு ஓர் அலை போல பரவும். அதற்கு பெயர் ஈர்ப்பு அலைகள். குளத்தில் கல் எறிந்தால் அலை அலையாக நீரின் மேற்பரப்பு தெரிவது போல் இந்த அலை பரவும்.

சிறப்பு சார்பியலில் ஒளியின் வேகத்திற்கு போகும் போது நேரம் குறையும் என பார்த்தோம். அதே போல் பொது சார்பியலின் படி ஈர்ப்பு விசை அதிகமாக அதிகமாக நேரம் செல்வது குறையும்.

இந்த இரண்டும் சேர்ந்தா என்னாகும்? பின்னாடி பார்ப்போம்.

அடுத்து ஒளி. ஈர்ப்பு விசை ஒளியையும் வளைக்கும். அதாவது ஈர்ப்பு விசை அதிகமாக இருந்தால் ஒளி வளைந்து போகும். நேர்க்கோட்டில் போகாது. அதிக தொலைவில் இருந்து வரும் ஒளி, அங்கிருக்கும் நட்சத்திரங்களால் வளைக்கப்பட்டு வரும். ஒரே ஒரு நட்சத்திரத்திற்கு நமக்கு நான்கு நட்சத்திரமாக தெரியும். இதுக்கு பேரு ஈர்ப்புக்கண்ணாடி விளைவு. கிராவிட்டேஷனல் லென்ஸ் அப்படீன்னா ஈர்ப்புக்கண்ணாடி என மொழிபெயர்த்திருக்கேன்.

சூரிய கிரணம் அப்போ இந்த விளைவு எளிதாக பரிசோதனை செய்ய முடியும். முதன் முதலில் இதை ஓரு சூரிய கிரகணம் அப்போதான் செய்து சரி பார்த்தார்கள். ஐன்ஸ்டைனின் அனைத்து கொள்கைளும் இதே போல் சரிபார்க்க பட்டுள்ளன. எப்படி சரி பார்த்தார்கள் என தெரிஞ்சுக்க விருப்பம் உள்ளவர்கள் சொல்லுங்க. தனிப்பதிவாக போட்டுடலாம். 

நாம பாக்குறது குவாண்டம் கொள்கை தான? அதோட இது ஒத்துப்போகுதான்னா? இல்லை. குவாண்டம் கொள்கையும் சார்பியல் கொள்கையும் ஒத்துப்போகல. அணுக்கள், துகள்கள் அளவில் நடக்கும் விளைவுகளை விளக்க முடியல. ஐன்ஸ்டைன் தன்னுடைய கடைசி வருடங்களை இந்த இரண்டையும் இணைக்க முயற்சி செய்தார். இணைத்து ஒரு சேர்ந்த இட கொள்கையை கொண்டு வர ரொம்ப முயன்றார். ஆனா அது முடியல. அதுக்கு பல காரணம். ரொம்ப முக்கியமான ஒன்னு, குறை விசை-வலுவிசையை இதுக்குள்ள அவரு சேர்க்கல. ஏன்னா அதை அவர் இறந்து பல வருடங்களுக்கு பின்பு தான் விளக்கினாங்க.

குவாண்டம் கொள்கையில் புவிஈர்ப்புவிசையை இணைக்க கிராவிட்டான் எனும் துகளை கற்பனை செஞ்சாங்க. ஒளிக்கு போட்டான் எனும் துகள் இருப்பது போல் இதுக்கு கிராவிட்டான் இருந்தா அதை வைச்சு இதை விளக்கமுடியுமான்னு பார்த்தா கிராவிட்டான இன்னும் பார்க்க முடியல. அதை பின்னாடி பார்க்கலாம்.

அடிப்படை விசைகளில் மூன்றை பார்த்தாயிற்று. அடுத்து குறை விசை- வலு விசையை பார்க்கலாம்.