വലിയശാല രാജു

February 24, 2020, 6:20 am

ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും ഇരുണ്ട ഊർജ്ജവും

Janayugom Online

വലിയശാല രാജു കണിക പരീക്ഷണത്തിലൂടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ നിലനിൽപ്പിന്റെ ഭാഗമായ ദ്രവ്യകണങ്ങളെയും ഊർജ്ജ കണങ്ങളെയും കണ്ടെത്താൻ കഴിഞ്ഞെങ്കിലും അറിഞ്ഞതിൽ കൂടുതൽ അറിയാനുണ്ട് എന്നതാണ് വാസ്തവം. പ്രപഞ്ചത്തിൽ നാം കാണുന്ന ദ്രവ്യത്തിന്റെ അളവ് വെറും 4 ശതമാനം മാത്രമാണ്. അതാണ് നാം കണിക പരീക്ഷണത്തിലൂടെ കണ്ടെത്തിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. ബാക്കി 73 ശതമാനം ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും 23 ശതമാനം ഇരുണ്ട ഊർജ്ജവുമാണ്.

1998 ൽ ഹബിൾ സ്പേസ് ടെലിസ്കോപ്പിന്റെ സഹായത്തോടെ ദൂരെയുള്ള ഒരു സൂപ്പർ നോവ നിരീക്ഷിച്ച ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു കാര്യം കണ്ടെത്തി. വളരെ പണ്ട് പ്രപഞ്ചം ഇന്നത്തെക്കാൾ പതുക്കെയാണ് വികസിച്ചുകൊണ്ടിരുന്നത്. അതായത് ശാസ്ത്രലോകം അതുവരെ വിശ്വസിച്ചിരുന്നത് പോലെ ഗുരുത്വാകർഷണം മൂലം പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വലുതാകലിന് വേഗത കുറയുന്നില്ല. മറിച്ച് പ്രപഞ്ച വികാസം നാൾക്ക് നാൾക്ക് കൂടിവരുന്നു. അതെങ്ങനെയെന്ന ചോദ്യം ശാസ്ത്രലോകത്തെ കുഴക്കി. പല സിദ്ധാന്തങ്ങളും ഉണ്ടായി. ക്രമേണ സാധാരണ ദ്രവ്യത്തെപ്പോലെയോ ഊർജത്തെപ്പോലെയോ അല്ലാത്ത എന്തോ സംഗതിയാണ് ഈ പ്രപഞ്ച വികാസത്തിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതെന്ന് ശാസ്ത്രലോക ത്തിന് മനസ്സിലായി. അതിന്റെ ദ്രവ്യാവസ്ഥയെ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യമെന്നും ഊർജ്ജാവസ്ഥയെ ഇരുണ്ട ഊർജമെന്നും വിളിക്കപ്പെട്ടു.

യഥാർത്ഥത്തിൽ ഇവ എന്താണെന്ന് ഇന്നും ചുരുളഴിയാത്ത രഹസ്യമാണ്. ഭൂമിയടക്കം കാണാൻ സാധിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളെല്ലാം കൂടി ചേർത്ത് ദൃശ്യ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ 4 ശതമാനം വരുന്നത് കഴിച്ച് ബാക്കി 96 ശതമാനവും ശാസ്ത്രലോകത്തിന് പിടിതരാത്ത ഈ ഇരുണ്ട കാര്യമാണ്. ടെലസ്കോപ്പോ മറ്റെന്തെങ്കിലും ഉപകരണങ്ങളോ ഉപയോഗിച്ച് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തെ കാണാനാകില്ല. അത് പ്രകാശത്തെ വലിച്ചെടുക്കുകയോ പുറത്തുവിടുകയോ ചെയ്യുന്നില്ല. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം ഉണ്ട് എന്നതിന് തെളിവ് അത് ചുറ്റുമുള്ള വസ്തുക്കളിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണ ബലവും പുറത്ത് വിടുന്ന വികിരണങ്ങളുമാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിറഞ്ഞു നിൽക്കുന്ന തമോഗർത്തങ്ങൾ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യങ്ങൾക്ക് ഉദാഹരണങ്ങളാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ളത് തമോ ഗർത്തങ്ങളാണ്. നമ്മുടെ ഗാലക്സികളെല്ലാം തമോഗർത്തമെന്ന ഒരു കേന്ദ്രത്തെ ചുറ്റിത്തിരിഞ്ഞാണ് കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. ദൈവകണം എന്താണ്? കണിക ഭൗതിക ശാസ്ത്രമനുസരിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യം ഉണ്ടായിരിക്കുന്നത് ചില അടിസ്ഥാന ദ്രവ്യകണങ്ങളും അവയെ തമ്മിൽ ചേർക്കുന്ന ഊർജ്ജ കണങ്ങളും ചേർന്നതാണല്ലോ! അടിസ്ഥാന കണങ്ങളുടെ സ്വഭാവ സവിശേഷതകളും അവ എങ്ങനെ ഊർജ്ജ കണങ്ങളുമായി ചേർന്ന് പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതും വിശദീകരിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തമാണ് സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡൽ. ഇതിനെ കുറിച്ച് നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ.

പ്രപഞ്ചത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ ഇന്നുള്ളതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും മികച്ച സിദ്ധാന്തവും ഇതുതന്നെ. സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിൽ പറയുന്ന മിക്ക അടിസ്ഥാന കണങ്ങളെയും 1960 നുശേഷം കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. എന്നാൽ ദ്രവ്യത്തിന് പിണ്ഡം എന്ന സവിശേഷ ഗുണം ലഭിക്കുന്നത് എങ്ങനെയാണെന്ന് ശാസ്ത്രലോകത്തിന് വിശദീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല. അപ്പോഴാണ് 1964 ൽ പീറ്റർ ഹിഗ്ഗ്സ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ മറ്റു രണ്ട് ഗവേഷണസംഘങ്ങളും പുതിയൊരു വിശദീകരണവുമായി വന്നത്, ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ ബലകണം വസതുക്കളുമായി പ്രവര്‍ത്തിച്ചാണ് അവയ്ക്ക് പിണ്ഡം ഉണ്ടാകുന്നത്. പീറ്റർ ഹിഗ്ഗ്സിന്റെ പേരിൽ നിന്നുമാണ് ഈ കണത്തിന് ഇങ്ങനെയൊരു പേര് ലഭിച്ചത്. ഈ കണങ്ങൾ വസ്തുക്കളുമായി പ്രവർത്തിച്ച് അവയ്ക്ക് പിണ്ഡം നൽകുന്ന പ്രക്രിയ ആദ്യമായി വെളിച്ചത്ത് കൊണ്ടുവന്നത് ഫിലിപ്പ് വാറെൻ ആൻഡേഴ്സൺ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്. 1962 ലായിരുന്നു ഇത്. രണ്ട് വർഷം കഴിഞ്ഞപ്പോൾ ഹിഗ്ഗ്സും കൂട്ടരും പിണ്ഡം എന്ന പ്രതിഭാസം വ്യക്തമായി വിശദീകരിച്ചു. ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണിനെ കുറിച്ച് ചൂടുപിടിച്ച ചർച്ചകൾ നടക്കുന്ന സമയം. 1993 ലീഡർമാൻ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ കണത്തെകുറിച്ച് ഒരു പുസ്തകമെഴുതി. ഈ പുസ്തകത്തിന് അദ്ദേഹം കൊടുത്ത പേര് ഗോഡ്‌മെന്‍ പാര്‍ട്ടിക്കല്‍ എന്നായിരുന്നു. അതായത് നാശം പിടിച്ച കണം എന്നർത്ഥം. എന്നാൽ പുസതകം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പ്രസാദകശാലയുടെ എഡിറ്റർക്ക് ഈ പേര് അത്ര പിടിച്ചില്ല.

അദ്ദേഹം ചെറിയൊരു പരിഷ്കാരം വരുത്തി. അത് ഇങ്ങനെയായിരുന്നു. ഗോഡ് പാര്‍ട്ടിക്കല്‍, അതായത് ദൈവകണം. ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണിന് ദൈവകണം എന്ന പേരുണ്ടാവാൻ കാരണമിതാണ്. നാല് ഇംഗ്ലീഷ് അക്ഷരങ്ങൾ മാറ്റിയപ്പോൾ ഉണ്ടായ കിടിലൻ വ്യത്യാസം. ദൈവകണത്തിലെ ഇന്ത്യൻ കയ്യൊപ്പ് ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോൺ എന്ന കണത്തിന്റെ പേരും ഇന്ത്യയും തമ്മിൽ ഒരു ബന്ധമുണ്ട്. ഭാരതീയനായ സത്യേന്ദ്രനാഥ ബോസ് (1894–1974) എന്ന ശാസ്ത്ര പ്രതിഭയുടെ സ്മരണാർത്ഥമാണ് ബോസോൺ എന്ന് അതിന് പേരുവന്നത്. ശാസ്ത്ര ചരിത്രത്തിൽ ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീനൊപ്പം നിൽക്കുന്ന ഒരു ജീനിയസ് ആണ് അദ്ദേഹം. കൽക്കട്ടയിലായിരുന്നു ജനിച്ചത്. ചെറുപ്പത്തിലെ അദ്ദേഹം ഗണിത ശാസ്ത്രത്തിൽ മിടുക്കനായിരുന്നു. സ്കൂൾ വിദ്യാഭ്യാസത്തിന് ശേഷം പ്രസിഡൻസി കോളജിൽ നിന്ന് ഫിസിക്സ് ബിരുദം നേടി. 1915 ൽ റെക്കോർഡ് മാർക്കോടെ കൽക്കട്ട യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിൽ നിന്ന് ബിരുദാന്തരബിരുദം. പിന്നെ ബോസ് പോയത് ധാക്ക യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലേക്കാണ്. ഗവേഷണമായിരുന്നു ലക്ഷ്യം. ഐൻസ്റ്റീന്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തവും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്ക്സിന്റെയും കാലമായിരുന്നു അത്. തന്റെ ഗവേഷണത്തിന് ബോസ് ഈ മേഖലയാണ് തെരഞ്ഞെടുത്തത്.

പ്ലാങ്ക്സ് ക്വാണ്ടം റേഡിയേഷൻ ലോ എന്നൊരു പഠനപ്രബന്ധം തയ്യാറാക്കിയ ബോസ് അത് ഐൻസ്റ്റീന് അയച്ചുകൊടുത്തു. ഇത് കണ്ട ഐൻസ്റ്റീൻ ബോസിനെ ക്ഷണിച്ചു. യൂറോപ്പിലെത്തിയ ബോസ് ഐൻസ്റ്റീനൊപ്പം പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങി. ഇവരൊന്നിച്ചുള്ള ഗവേഷണത്തിന്റെ ഫലമാണ് ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സ് എന്ന പേരിൽ അറിയപ്പെട്ടത്. ഇതനുസരിച്ചുള്ള കണങ്ങളെക്കുറിച്ച് പിന്നീട് ശാസ്ത്രം കണ്ടെത്തലുകൾ നടത്തി. ഇവയെ ബോസിന്റെ പേര് ചേർത്ത് ബോസോണുകൾ എന്ന വിളിക്കാൻ തുടങ്ങി. പോൾഡിറാക് എന്ന പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ആ പേര് നൽകിയത്. ബോസോണുകളെ തണുപ്പിച്ച് തണുപ്പിച്ചുകൊണ്ടുവന്നാൽ ദ്രവ്യത്തിന്റെ പുതിയ അവസ്ഥയായ ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസ്റ്റേറ്റ് എന്ന അവസ്ഥയിലെത്താം. 1995ൽ ഒരു കൂട്ടം അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ഇത് തെളിയിക്കുകയുണ്ടായി. 2001 ൽ ഭൗതികശാസ്ത്ര നോബേൽ സമ്മാനം ഇവർക്ക് ലഭിക്കുകയും ചെയതു. സത്യേന്ദ്രനാഥ ബോസിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾ പിന്തുടർന്ന പലർക്കും നോബേൽ സമ്മാനം കിട്ടി. പക്ഷേ ബോസിനെ ഒരിക്കൽ പോലും നോബേലിന് പരിഗണിച്ചില്ല. ഏറ്റവും വലിയൊരു അവഗണനയായാണ് ഇന്ന് ശാസ്ത്ര ലോകം ഇതിനെ കാണുന്നത്.