RSS

Daily Archives: ജൂലൈ 17, 2008

‘Big-Bang’ – സ്ഫോടനം സംഭവിച്ച കോസ്മിക്‌ സൂപ്പ്‌

‘ബിഗ്-ബാംഗും’, ബാക്ക് ഗ്രൌണ്ട് റേഡിയേഷനും (Big-Bang and Microwave Background Radiation) – 3

ഒരു കേന്ദ്രത്തില്‍ സംഭവിച്ചു്, അന്തരീക്ഷവായുവില്‍ മര്‍ദ്ദതരംഗങ്ങള്‍ പടര്‍ത്തി പ്രചരിക്കുന്ന, നമുക്കു് പരിചിതമായ ഒരു പൊട്ടിത്തെറിയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യാവുന്നതല്ല ‘ബിഗ്‌-ബാംഗ്‌’ എന്ന (നിര്‍ഭാഗ്യകരമായ!) പേരു് നല്‍കപ്പെട്ട പ്രപഞ്ചാരംഭം. ‘ഒരേസമയം എല്ലായിടത്തും’ സംഭവിക്കുകയും, കണികകള്‍ പരസ്പരം അകന്നു് പോവുകയും ചെയ്ത ഒരു പ്രക്രിയ ആണതു്. ‘ബിഗ്‌-ബാംഗ്‌ ഇന്നും സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു’ എന്നു് ചില ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പറയുന്നതിന്റെ അര്‍ത്ഥവും മറ്റൊന്നല്ല. പ്രപഞ്ചോത്ഭവത്തെ സംബന്ധിച്ചു് മറ്റു് തിയറികളും നിലവിലുണ്ടായിരുന്നു. അതില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ടതാണു് ‘steady state model’. “പ്രപഞ്ചം എന്നും ഇങ്ങനെ ആയിരുന്നു, എന്നും ഇങ്ങനെ തന്നെ ആയിരിക്കുകയും ചെയ്യും” എന്നതായിരുന്നു അതു്. അതുകൊണ്ടു് ഒരു പ്രപഞ്ചാരംഭം എന്ന ചോദ്യം അതില്‍ അപ്രസക്തമാവുന്നു. പിന്നെ എങ്ങനെ ബിഗ്‌-ബാംഗ്‌ തിയറി ‘standard model’ ആയി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു? വീക്ഷിക്കപ്പെട്ടതും, തെളിയിക്കപ്പെട്ടതുമായ വസ്തുതകള്‍ ശാസ്ത്രത്തെ അങ്ങനെ ഒരു നിഗമനത്തില്‍ എത്തിക്കുകയായിരുന്നു. അത്തരം യാഥാര്‍ത്ഥ്യങ്ങളെ നിഷേധിക്കാത്തതും, അവയ്ക്കു് യുക്തിസഹമായ വിശദീകരണങ്ങള്‍ നല്‍കാന്‍ കഴിയുന്നതുമായ മറ്റൊരു പുതിയ തിയറി ഭാവിയില്‍ ഒരിക്കലും ഉണ്ടാവാനേ പാടില്ല എന്നൊന്നും അതിനു് അര്‍ത്ഥവുമില്ല. ശാസ്ത്രത്തിന്റെ സ്വഭാവം തന്നെ യുക്തിസഹമായ മാറ്റങ്ങളെ സ്വാഗതം ചെയ്യുക എന്നതാണല്ലോ.

പറയുന്നത്ര കൊമ്പുകള്‍ ഉണ്ടെന്നു് ശരിക്കും എണ്ണിക്കാണിച്ചാല്‍, മൂന്നല്ല, മുപ്പതു് കൊമ്പുള്ള മുയലുകള്‍ക്കും ശാസ്ത്രത്തില്‍ ഓടിക്കളിക്കാം. മനുഷ്യബുദ്ധി വളരുന്നതിനനുസരിച്ചു്, നവീന ഉപകരണങ്ങള്‍ രൂപമെടുക്കുന്നതിനനുസരിച്ചു് പുതിയ പുതിയ ‘പ്രപഞ്ചസത്യങ്ങള്‍’ പുറത്തുവരും. തെളിയിക്കപ്പെട്ട ‘പഴയ സത്യങ്ങള്‍’ അംഗീകരിച്ചുകൊണ്ടുള്ളതായിരിക്കും അവ. റിലേറ്റിവിറ്റി തിയറി ന്യൂട്ടന്റെ തിയറികളെ നിഷേധിക്കുകയായിരുന്നില്ല, വിപുലീകരിക്കുകയായിരുന്നു എന്നപോലെ. ഒരേയൊരു ‘സത്യം’ എന്നൊന്നില്ല, പലപല സത്യങ്ങളെയുള്ളു. ‘ആത്യന്തികസത്യം’ എന്നതു് ചോദ്യങ്ങളില്‍ നിന്നും വഴുതിമാറാന്‍, എല്ലാ മറുപടികളും ആരോപിക്കാന്‍ മനുഷ്യന്‍ കണ്ടെത്തിയ ഒരു കുറുക്കുവഴി മാത്രം! “ഈ വഴിയെ പോകൂ” എന്നു് ‘മുകളില്‍ നിന്നു്’ ആരെങ്കിലും പറയുന്നതു് കേള്‍ക്കാനും ആ വഴിയെ മാത്രം പോകാനും ആഗ്രഹിക്കുന്നവര്‍ക്കു് ‘പല സത്യങ്ങള്‍’ എന്ന ആശയം തൃപ്തികരമാവില്ല എന്നറിഞ്ഞുകൊണ്ടുതന്നെയാണു് ഇതു് പറയുന്നതു്. സമൂഹങ്ങളില്‍, മതങ്ങളില്‍, രാഷ്ട്രീയത്തില്‍ എല്ലാമെല്ലാം മനുഷ്യന്‍ എക്കാലവും വിവിധ സത്യങ്ങള്‍ അംഗീകരിച്ചുകൊണ്ടാണു് ജീവിച്ചിരുന്നതു് എന്നറിയാനുള്ള മനസ്സില്ലായ്മയാണു് ‘ഏകസത്യഭ്രാന്തിന്റെ’ അടിസ്ഥാനം. അതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടവരെ അവരുടെ ‘ഏകസത്യം’ ജീവിതലഘൂകരണത്തിനു് സഹായിക്കുന്നുണ്ടു്, തീര്‍ച്ച! യുക്തി ബലി കഴിക്കേണ്ടി വരാതിരുന്നാല്‍ ‘ലളിതവും ലഘുവുമായ വ്യക്തത’ ആഗ്രഹിക്കത്തക്കതുമാണു്. പക്ഷേ, ‘ഏകസത്യത്തിന്റെ’ സ്വാഭാവികമായ പാര്‍ശ്വഫലവും, ദോഷവശവുമാണു് ‘അന്യസത്യങ്ങളോടുള്ള’ അതിന്റെ അന്ധമായ അസഹിഷ്ണുത. ജനങ്ങളെ ഉപകരണങ്ങളാക്കി നേതൃത്വവും നേട്ടങ്ങളും കയ്യടക്കാന്‍ ആഗ്രഹിക്കുന്നവര്‍ക്കു് ‘ശത്രുചിത്രങ്ങള്‍’ സൃഷ്ടിക്കാന്‍ ഇതുപോലുള്ള ‘ഏകസത്യങ്ങള്‍’ സഹായകമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രത്യയശാസ്ത്രങ്ങളില്‍ കടിച്ചുതൂങ്ങുകയല്ല, മനുഷ്യരുടെ പ്രശ്നങ്ങള്‍ക്കു് പരിഹാരങ്ങളും, പച്ചയായ ജീവിതത്തിലെ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കു് മറുപടികളും തേടുകയാണാവശ്യം. കുറുക്കുവഴികളും മയക്കുമരുന്നുകളും ഒളിച്ചോട്ടത്തിനുള്ള എളുപ്പവഴികളായിരുന്നു എന്നും. ഒളിച്ചോടുന്നവരല്ല, ഓടാന്‍ ആഹ്വാനം ചെയ്യുന്നവരാണു്, അവര്‍ക്കു് ‘സഹായവാഗ്ദാനങ്ങള്‍’ വാരിക്കോരി ചൊരിയുന്നവരാണു്, ഓടുന്നവര്‍ക്കു് എന്തു് സംഭവിച്ചാലും, എപ്പോഴും നേട്ടം കൊയ്യുന്നവര്‍. സഹസ്രാബ്ദങ്ങളിലൂടെ വളര്‍ത്തിയെടുത്ത വിധേയത്വം മൂലം ‘കൂട്ടത്തിലോട്ടക്കാര്‍’ ഈ ‘സത്യം’ മനസ്സിലാക്കുകയുമില്ല. ഈ വളര്‍ത്തിയെടുക്കലിനുവേണ്ടി വിവിധ ‘ദൈവനാമങ്ങള്‍’ കുറച്ചൊന്നുമല്ല ദുരുപയോഗം ചെയ്യപ്പെട്ടതും, ഇന്നും ചെയ്യപ്പെടുന്നതും. ശാസ്ത്രത്തെ സംബന്ധിച്ചു് പറഞ്ഞാല്‍, ‘ആത്യന്തികസത്യം’ എന്നതു് ശാസ്ത്രത്തിന്റെ തന്നെ മരണമാണു്. പൂര്‍ണ്ണത വളര്‍ച്ചയുടെ അന്ത്യമല്ലാതെ മറ്റെന്താണു്?

1823-ല്‍ ‘Olber’s paradox’ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു ആശയം Dr. Wilhelm Olbers (German astronomer and physician) മുന്നോട്ടു് വച്ചിരുന്നു. പ്രപഞ്ചം അനന്തവും, അതില്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ഏകതാനമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുകയുമാണെങ്കില്‍, രാത്രിയില്‍ ആകാശം ഇരുളുന്നതെങ്ങനെ എന്നതായിരുന്നു തികച്ചും യുക്തിപൂര്‍വ്വമായ അദ്ദേഹത്തിന്റെ ചോദ്യം. നക്ഷത്രങ്ങള്‍ പെട്ടെന്നു് ‘ചാവുന്നതുകൊണ്ടു്’ പ്രകാശത്തിനു് ഭൂമിയില്‍ എത്താന്‍ കഴിയാതെ പോകുന്നു, ശൂന്യാകാശത്തിലെ പൊടിപടലങ്ങള്‍ പ്രകാശത്തെ തടയുന്നു മുതലായ പല മറുപടികള്‍ പലരും നിര്‍ദ്ദേശിക്കുകയുമുണ്ടായി. (പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഒന്നും നഷ്ടപ്പെടുന്നില്ല എന്നതിനാല്‍, ‘അനാദികാലം’ മുതല്‍ പൊടിപടലങ്ങള്‍ പ്രകാശത്തെ തടഞ്ഞു് നിര്‍ത്തുകയായിരുന്നെങ്കില്‍, പണ്ടേതന്നെ ആ പൊടികള്‍ ചൂടുപിടിച്ചു് ജ്വലിക്കാന്‍ തുടങ്ങിയേനെ!) നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചം സ്ഥലകാലങ്ങളില്‍ അനന്തമോ, അനാദിയോ ആവാന്‍ കഴിയില്ലെന്നതാണു് ‘Olber’s paradox’-നു് നല്‍കാന്‍ കഴിയുന്ന കുറച്ചുകൂടി യുക്തമായ മറുപടി.

Galaxy- കളില്‍ നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശത്തില്‍ കാണപ്പെട്ട ‘red shift’, ‘Doppler effect’-ന്റെ വെളിച്ചത്തില്‍, പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നതിന്റെ തെളിവായി മനസ്സിലാക്കപ്പെട്ടു. വികസിക്കുന്നു എന്നാല്‍ അതിനര്‍ത്ഥം, ഈ വികാസം എന്നെങ്കിലും ആരംഭിച്ചിരിക്കണം എന്നാണല്ലൊ. Microwave Background Radiation-ന്റെ കണ്ടുപിടുത്തവും, അതിനോടകം തന്നെ മനുഷ്യന്‍ കൈവരിച്ചിരുന്ന nucleosynthesis അതിനു് നല്‍കിയ പിന്‍ബലവും ബിഗ്‌-ബാംഗ്‌ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള standard model-ന്റെ ‘വിജയത്തില്‍’ കലാശിക്കുകയായിരുന്നു. 1965-നു് ശേഷം, 0,33 സെന്റീമീറ്ററിനും, 73,5 സെന്റീമീറ്ററിനും ഇടയിലെ പല തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലും അളക്കപ്പെട്ട മൈക്രോവേവ്‌ ബാക്ക്‌ ഗ്രൗണ്ട്‌ റേഡിയേഷന്റെ എനര്‍ജി 2,7° കെല്‍വിനും, 3° കെല്‍വിനും ഇടയിലായിരുന്നു. അതായതു്, ആ അളവുകള്‍ മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കിന്റെ blackbody radiation – energy distribution graph-ലെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിനും, എനര്‍ജിക്കും അനുസൃതമായിരുന്നു.

നമ്മുടെ അന്തരീക്ഷം 0,3 സെന്റീമീറ്ററില്‍ താഴെയുള്ള തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളെ കടത്തിവിടുന്നില്ല എന്നതിനാല്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്നുകൊണ്ടു് ഇത്തരം അളവുകള്‍ താഴ്‌ന്ന തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തില്‍ സാദ്ധ്യമല്ല. പക്ഷേ, spectral analysis വഴി 1941-ല്‍ തന്നെ, ഭൂമിക്കും, ζ Oph (ζ = greek letter zeta) നക്ഷത്രത്തിനും ഇടയിലെ ‘പൊടിപടലത്തിന്റെ’ (interstellar dust) absorption lines-ല്‍, ഈ ദിശയില്‍ വിവക്ഷിക്കാമായിരുന്ന ചില പ്രത്യേകതകള്‍ വീക്ഷിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. അന്നു് അതു അത്ര കാര്യമായി ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ടില്ലെങ്കിലും, 1965-ല്‍ Penzias, Wilson എന്നിവര്‍ ‘exess radio noise’ കണ്ടെത്തിയതിനുശേഷം ഈ വിഷയത്തില്‍ നടത്തിയ പഠനങ്ങളുടെ ഫലം ബാക്ക്‌ ഗ്രൗണ്ട്‌ റേഡിയേഷനെയും, അതുവഴി ബിഗ്‌-ബാംഗ്‌ തിയറിയെയും ശരിവയ്ക്കുന്ന രീതിയിലുള്ളവയായിരുന്നു. 1989-ല്‍ ലോഞ്ച്‌ ചെയ്യപ്പെട്ട Cosmic Background Explorer (COBE) ഈ blackbody characteristic 2,735° K ആയി അളന്നു് തിട്ടപ്പെടുത്തി. ഈ പ്രപഞ്ചത്തിനുള്ളില്‍ തന്നെയുള്ളവയും, ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നവയുമായ ഗാലക്സിയുടെയും, സൂര്യന്റെയും, ഭൂമിയുടെയും, സാറ്റലൈറ്റിന്റെയുമെല്ലാം വേഗതകള്‍ ഈ അളവില്‍ നേരിയ മാറ്റങ്ങള്‍ക്കു് കാരണമാവും എന്നതും, isotropy, homogeneity, light horizon മുതലായവയൊക്കെ അളവിനെ ബാധിക്കാം എന്നതും ഇവിടെ സൂചിപ്പിക്കുന്നതു്, ഈ വിഷയത്തിന്റെ സങ്കീര്‍ണ്ണത മറക്കാതിരിക്കാന്‍ മാത്രം. ചുരുക്കത്തില്‍, മുകളില്‍ സൂചിപ്പിച്ച അറിവുകളെല്ലാം ‘ബിഗ്‌-ബാംഗ്‌’ തിയറിയ്ക്കു് അനുകൂലമായി തീരുകയായിരുന്നു.

‘ബിഗ്‌-ബാംഗിനു്’ ഏകദേശം 0,01 സെക്കന്റിനുശേഷം നിലനിന്നിരുന്ന ഊഷ്മാവു് പതിനായിരം കോടി ഡിഗ്രി സെല്‍സ്യസ്‌ ആയിരുന്നു. നക്ഷത്രകേന്ദ്രങ്ങളില്‍ പോലും ഇല്ലാത്തത്ര ഈ ഉയര്‍ന്ന ഊഷ്മാവില്‍ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യം elementary particles എന്ന രൂപത്തില്‍ മാത്രമായിരുന്നു. (അത്തരം കണികകളെയാണു് ഇന്നു് CERN പോലെയുള്ള പരീക്ഷണകേന്ദ്രങ്ങളില്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പഠനവിധേയമാക്കിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതു്.) നമുക്കു് പരിചിതമായ വൈദ്യുതി ആയി പ്രവഹിക്കുന്ന, നെഗറ്റിവ്‌ ചാര്‍ജുള്ള എലക്ട്രോണ്‍ അതിലൊന്നായിരുന്നു. മറ്റൊന്നു് എലക്ട്രോണിന്റെ antiparticle ആയ, പോസിറ്റിവ്‌ ചാര്‍ജുള്ള positron. പിണ്ഡം രണ്ടിനും സമം. ചില പ്രത്യേക പ്രതിഭാസങ്ങളിലും, പരീക്ഷണശാലകളിലുമൊഴിച്ചാല്‍, പോസിട്രോണ്‍ ഇന്നു് അസാധാരണമാണു്. പിന്നെ ഉണ്ടായിരുന്നതു് പിണ്ഡമോ, ചാര്‍ജോ ഇല്ലാത്ത ‘ഭൂതപാര്‍ട്ടിക്കിള്‍’ ആയ neutrinos. ഇവയെക്കൂടാതെ ‘പ്രപഞ്ചത്തില്‍’ നിറഞ്ഞുനിന്നിരുന്നതു് പ്രകാശത്തിന്റെ quantum ആയ photons ആയിരുന്നു. particles എനര്‍ജിയില്‍ നിന്നും രൂപമെടുക്കുകയും വീണ്ടും നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തുകൊണ്ടിരുന്നു. ഇത്തരം ഒരു സമതുലിതാവസ്ഥയില്‍ ഊഷ്മാവു് നാനൂറു് കോടിയില്‍ എത്തിയിരുന്ന ‘പ്രപഞ്ചസൂപ്പിന്റെ’ സാന്ദ്രത ഏകദേശം വെള്ളത്തിന്റേതിനു് തുല്യമായിരുന്നു. ആ അവസ്ഥയില്‍ രൂപമെടുത്ത proton, neutron എന്നിവയാണു് ഇന്നത്തെ ലോകത്തിലെ അണുകേന്ദ്രങ്ങള്‍. proton, neutron എന്നിവയും, electron, positron, neutrino, photon എന്നിവയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ഒന്നിനു് നൂറുകോടി എന്നതായിരുന്നു. പരീക്ഷണങ്ങളും നിരീക്ഷണങ്ങളും വഴി മനസ്സിലാക്കിയ ഈ അനുപാതം Big-Bang എന്ന Standard model-ല്‍ എത്തിച്ചേരാന്‍ നിര്‍ണ്ണായകമായ പങ്കു് വഹിച്ച ഒരു വസ്തുതയാണു്.

സ്ഫോടനഗതിയില്‍, 0,1 സെക്കന്റ്‌ കഴിഞ്ഞപ്പോള്‍ ടെമ്പറേച്ചര്‍ മൂവായിരം കോടി ഡിഗ്രി സെല്‍സ്യസ്‌ ആയി. ഒരു സെക്കന്റ്‌ കഴിഞ്ഞപ്പോള്‍ അതു് ആയിരം കോടിയും, പതിനാലു് സെക്കന്റുകള്‍ക്കു് ശേഷം മുന്നൂറു് കോടിയും ആയിത്തീര്‍ന്നു. ഈ ഊഷ്മാവില്‍, ഫോട്ടോണും ന്യൂട്രിനോയും ചേര്‍ന്നു് എലക്ട്രോണ്‍, പോസിട്രോണ്‍ എന്നിവ നിര്‍മ്മിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നതിലും വേഗതയില്‍ അവ നശിപ്പിക്കപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരുന്നതിനാല്‍, നശീകരണം വഴി ഉണ്ടാവുന്ന ചൂടു് മൂലം ‘തണുക്കല്‍’ അല്‍പം സാവകാശമായി. എങ്കിലും മൂന്നു് മിനുട്ടുകള്‍ക്കു് ശേഷം ഊഷ്മാവു് വീണ്ടും താണു് നൂറുകോടിയിലെത്തി. അതോടെ, പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും ചേര്‍ന്നു് അണുകേന്ദ്രങ്ങള്‍ രൂപമെടുക്കാന്‍ കഴിയുന്ന താപനിലയിലെത്തി. ആദ്യം ഒരു പ്രോട്ടോണും ഒരു ന്യൂട്രോണും ചേര്‍ന്നു് Deuterium (heavy hydrogen) ന്യൂക്ലിയസുകളും, പിന്നീടു്, പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും ഈരണ്ടുവീതം ചേര്‍ന്നു് stable ആയ Helium ന്യൂക്ലിയസുകളും രൂപമെടുത്തു.

മൂന്നു് മിനുട്ടുകള്‍ക്കു് ശേഷം, പ്രപഞ്ചം ഭൂരിഭാഗവും പ്രകാശം, ന്യൂട്രിനോ‌, ആന്റിന്യൂട്രിനോ‌ എന്നിവയും, ഒരു ചെറിയ അംശം അണുകേന്ദ്രങ്ങളും, നിറഞ്ഞതായിരുന്നു. അണുകേന്ദ്രങ്ങളില്‍ 73 ശതമാനം ഹൈഡ്രജനും, 27 ശതമാനം ഹീലിയവും ആയിരുന്നു. കൂടാതെ എലക്ട്രോണ്‍-പോസിട്രോണ്‍ നശീകരണത്തില്‍ നിന്നും രക്ഷപെട്ട അല്‍പം എലക്ട്രോണുകളും അവയോടൊപ്പം ഉണ്ടായിരുന്നു. പക്ഷേ, ഈ എലക്ട്രോണുകളും അണുകേന്ദ്രങ്ങളും തമ്മില്‍ യോജിച്ചു് ഹൈഡ്രജന്‍, ഹീലിയം എന്നിവയുടെ ആറ്റങ്ങള്‍ രൂപമെടുക്കാന്‍ തുടങ്ങിയതു് എത്രയോ ലക്ഷം വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു് ശേഷമാണു്. കാലക്രമേണ, ഗ്രാവിറ്റേഷന്റെ ഫലമായി, ഈ വാതകങ്ങള്‍ തടിച്ചുകൂടുകയും, സാന്ദ്രീകരിക്കുകയും തത്ഫലമായി ഇന്നത്തെ പ്രപഞ്ചവും അതിലെ ഗാലക്സികളുമെല്ലാം രൂപമെടുക്കുകയും ചെയ്തു. ഗാലക്സികളുടെ രൂപമെടുക്കലിനെപ്പറ്റി മറ്റുചില നിഗമനങ്ങളും ഉണ്ടു് എന്നു് ഇവിടെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

പ്രപഞ്ചത്തെ, മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കിന്റെ ബ്ലാക്ക്‌ ബോഡി റേഡിയേഷന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍, ഒരു ‘ബ്ലാക്ക്‌ ബോഡി’ ആയി കണക്കാക്കി പരിശോധിക്കുമ്പോള്‍, മാറ്ററും റേഡിയേഷനും തമ്മില്‍ thermodynamic equilibrium-ല്‍ ആയിരുന്ന അവസ്ഥയിലെ radiation-ന്റെ ‘ബാക്കി’ ആണു് പലവിധ അളവുകള്‍ വഴി നിശ്ചയിക്കപ്പെട്ടതും, ഇന്നു് ഏകദേശം 3°K equivalent temperature ഉള്ളതുമായ Microwave Background Radiation. ദ്രവ്യം അണുകേന്ദ്രകണികകളും എലക്ട്രോണുകളുമായി വേര്‍പെട്ടിരുന്നതും, അവ റേഡിയേഷന്റെ കണികകളായ ഫോട്ടോണുകളെ ‘കടത്തിവിടാതിരുന്നതുമായ’ അവസ്ഥയില്‍ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ‘equivalent temperature’ ഏകദേശം 3000°K ആയിരുന്നിരിക്കണം. അതിന്റെ വെളിച്ചത്തില്‍ പ്രപഞ്ചം ഇന്നു് അന്നത്തേതില്‍ നിന്നും ആയിരം മടങ്ങു് വികസിച്ചിട്ടുണ്ടാവണം. ആയിരം മടങ്ങു് വികസിച്ചു എന്നാല്‍, രണ്ടു് മാതൃകാഗാലക്സികള്‍ തമ്മിലുള്ള ദൂരം ആയിരം മടങ്ങു് വര്‍ദ്ധിച്ചു എന്നു് മാത്രമാണര്‍ത്ഥം. ടെമ്പറേച്ചര്‍ കുറഞ്ഞതോടെ, അതുവരെ റേഡിയേഷനു് അതാര്യമായിരുന്ന പ്രപഞ്ചം റേഡിയേഷനു് (ഫോട്ടോണുകള്‍ക്കു്) സുതാര്യമായി മാറി.

ഒരു നിശ്ചിത വ്യാപ്തത്തിലെ ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം ഊഷ്മാവിന്റെ ക്യുബിക്കിനും, അവയുടെ എനര്‍ജിസാന്ദ്രത (energy per litre) ഊഷ്മാവിന്റെ ക്വാര്‍ട്ടിക്കിനും (fourth power) അനുപാതത്തില്‍ വര്‍ദ്ധിക്കുമെന്നതിനാല്‍, ടെമ്പറേച്ചര്‍ ആയിരം മടങ്ങു് കൂടുതലായിരുന്നപ്പോള്‍ ഫോട്ടോണുകളുടെ എനര്‍ജി ഒരുലക്ഷംകോടി മടങ്ങു് കൂടുതലായിരുന്നിരിക്കണം. 3°K equivalent temperature-ല്‍ ഒരു ലിറ്ററില്‍ ഫോട്ടോണുകളുടെ അളവു് ഏകദേശം 550000 ആണു്. അപ്പോഴത്തെ ഫോട്ടോണിന്റെ ശരാശരി എനര്‍ജി 0,0007 electron volt മാത്രവും. ഇന്നത്തെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ അണുകേന്ദ്രകണികകളുടെ (protons, neutrons) സാന്ദ്രതയുടെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍, ഒരു അണുകേന്ദ്രകണികയ്ക്കു് പത്തു് കോടിക്കും രണ്ടായിരം കോടിക്കും ഇടയില്‍ എണ്ണം എന്ന അനുപാതത്തില്‍ ഫോട്ടോണുകള്‍ ഉണ്ടു്. ഈ അനുപാതം ശരാശരി നൂറുകോടി എന്നു് കരുതിയാല്‍ തന്നെയും, അണുകേന്ദ്രകണികകളുടെ പിണ്ഡത്തില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന എനര്‍ജി അന്നും ഇന്നും ഒന്നാവണമെന്നതിനാല്‍, ഉയര്‍ന്ന ടെമ്പറേച്ചര്‍ നിലനിന്നിരുന്ന സമയത്തു് ഫോട്ടോണുകളുടെ ആകെ എനര്‍ജി ദ്രവ്യകണികകളുടേതിനേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ ആയിരുന്നിരിക്കണം. E = mc² എന്ന ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ സമവാക്യപ്രകാരം, ഒരു അണുകേന്ദ്രകണികയുടെ എനര്‍ജി ഏകദേശം 939 MeV (million electron volts) ആണു്. അതായതു്, ഒരു ഫോട്ടോണിന്റെ എനര്‍ജി, അണുകേന്ദ്രകണികയുടെ എനര്‍ജിയുടെ നൂറുകോടിയില്‍ ഒന്നു്, അഥവാ ഏകദേശം ഒരു എലക്ട്രോണ്‍ വോള്‍ട്ട്‌, മാത്രമായിരുന്നാലും റേഡിയേഷന്‍ എനര്‍ജി ‘ദ്രവ്യഎനര്‍ജിയെ’ dominate ചെയ്യാന്‍ വേണ്ടത്ര അളവില്‍ ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കണം. പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുകയും, ടെമ്പറേച്ചര്‍ താഴുകയും ചെയ്തപ്പോള്‍ ഈ അവസ്ഥ നേരെ തിരിച്ചാവുകയും ചെയ്തു. ഈ രണ്ടു് അവസ്ഥകളെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ energy dominated era, matter dominated era എന്നു് തരം തിരിക്കുന്നു. ഈ അവസ്ഥാമാറ്റവും, ആദ്യം സൂചിപ്പിച്ച സുതാര്യതയും ഏകദേശം ഒരേ സമയത്തു് സംഭവിച്ചിരിക്കാം എന്നു് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.

ചുരുക്കത്തില്‍, റേഡിയേഷനു് സുതാര്യമാവുന്നതിനു് മുന്‍പു് പ്രപഞ്ചം, നിസ്സാരമായ ദ്രവ്യാംശം ഒഴിവാക്കിയാല്‍, മുഴുവന്‍ തന്നെ റേഡിയേഷനാല്‍ നിറഞ്ഞിരുന്നു. അന്നു് നിലനിന്നിരുന്ന അതിഭീമമായ എനര്‍ജിസാന്ദ്രത പ്രപഞ്ചവികാസം വഴി സംഭവിച്ച ഫോട്ടോണ്‍-തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലെ red shift വഴി നഷ്ടപ്പെട്ടു. പില്‍ക്കാലത്തു്, പ്രപഞ്ചത്തില്‍ അവശേഷിച്ച ദ്രവ്യാംശങ്ങളായ അണുകേന്ദ്രകണികകളും എലക്ട്രോണുകളും യോജിച്ചു് ദ്രവ്യമായി, നക്ഷത്രങ്ങളായി, കരയായി, കടലായി, ഏകകോശജീവികളായി, മനുഷ്യരായി…

അവലംബം:
1. First Three Minutes – Steven Weinberg
2. In search of Schroedinger’s Cat – John Gribbin
3. Im Anfang war der Wasserstoff – Hoimar von Ditfurth
4. Das Naturbild der Heutigen Physik – Werner Heisenberg

Advertisements
 
 

മുദ്രകള്‍: , , ,