SCIENCE TALKS - ARIVIYAL TAMIL #1 - ஒளியை விட வேகமான துகள்கள் !

அறிவியலின் அடிப்படை விதிகளின்படி, ஒளியின் வேகத்தை விட வேகமாக எதுவும் பயணிக்க முடியாது என்பது ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கோட்பாட்டின் முக்கிய விதியாகும். ஆனால், டாக்கியான்கள் (Tachyons) எனப்படும் கற்பனைத் துகள்கள் இந்த விதியைச் சவால் செய்கின்றன. இவை ஒளியை விட வேகமாகவும், குறைந்தபட்சம் ஒளியின் வேகத்திலாவது எப்போதும் பயணிக்கும் பண்பைக் கொண்டவை என்று இயற்பியலாளர்கள் கருதுகின்றனர். சுவாரஸ்யமான விஷயம் என்னவென்றால், ஒரு டாக்கியான் அதிக ஆற்றலை இழக்கும்போது அதன் வேகம் குறையாமல், மாறாக இன்னும் அதிகமாகும்! இது நமது இயல்பான அறிவுக்குப் புறம்பாகத் தோன்றினாலும், கணித ரீதியாக இவை சாத்தியமான ஒன்றாகவே பார்க்கப்படுகின்றன.

இந்தத் துகள்கள் நிஜமாகவே இருந்தால், அவை காலப்போக்கின் திசையையே மாற்றிவிடும். ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிக்கும் ஒரு துகள், விளைவு ஏற்படுவதற்கு முன்பே காரணத்தை அடையும் விந்தையை நிகழ்த்தும். உதாரணமாக, ஒரு டாக்கியான் துப்பாக்கியால் சுடப்பட்டால், நீங்கள் தூண்டுதலை அழுத்துவதற்கு முன்பே இலக்கு தாக்கப்பட்டிருக்கும். இது "காரணகாரிய முரண்பாடு" எனப்படும் சிக்கலை உருவாக்குகிறது. அதாவது, தகவல்களைக் கடந்த காலத்திற்கு அனுப்பும் ஒரு 'காலத் தந்தி' போல இவை செயல்படக்கூடும், இது பிரபஞ்சத்தின் ஒழுங்கமைப்பையே கேள்விக்குறியாக்கும்.

இருப்பினும், ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிப்பது முற்றிலும் சாத்தியமற்றது என்று கூறிவிட முடியாது. ஒரு குறிப்பிட்ட ஊடகத்தில் (உதாரணமாக நீர் அல்லது கண்ணாடி), ஒளியின் வேகம் அதன் வெற்றிட வேகத்தை விடக் குறையும். அந்தச் சமயத்தில், மற்ற துகள்கள் அந்த ஊடகத்தில் ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிக்க முடியும். இவ்வாறு நிகழும்போது, ஒரு விமானம் ஒலியை விட வேகமாகச் செல்லும்போது 'சோனிக் பூம்' உருவாவதைப் போல, நீல நிற ஒளி வீச்சு உருவாகும். இது செரன்கோவ் கதிர்வீச்சு (Cherenkov Radiation) என்று அழைக்கப்படுகிறது. அணு உலைகளில் காணப்படும் அந்த மர்மமான நீல நிற ஒளி, துகள்கள் ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிப்பதற்கான ஒரு அழகான மற்றும் நிஜமான சான்றாகும்.

காரணகாரிய முரண்பாடு (Causality Paradox) ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிக்கும் (FTL) சூழலில், காரணகாரிய முரண்பாடு என்பது ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் ஒரு வியக்கத்தக்க விளைவாகும். இது 'காலம்' என்பது அனைவருக்கும் பொதுவானது அல்ல என்பதை உணர்த்துகிறது. இயற்பியலில், "காரணகாரியம்" (Causality) என்பது ஒரு விளைவு ஏற்படுவதற்கு முன்பு அதன் காரணம் நிகழ்ந்திருக்க வேண்டும் என்ற அடிப்படை விதியாகும். ஆனால், ஒரு துகள் ஒளியை விட வேகமாகப் பயணித்தால், அது இயற்பியலின் பாரம்பரிய "ஒளி கூம்பு" (Light Cone) எல்லைக்கு வெளியே சென்றுவிடும். இதன் விளைவாக, ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில் இருந்து பார்க்கும் ஒருவருக்கு, காரணம் நடப்பதற்கு முன்பே விளைவு நடப்பது போலத் தோன்றும்; அதாவது தகவல் கடந்த காலத்திற்கு அனுப்பப்படுவது சாத்தியமாகும்.

இதனை விளக்க "டாக்கியான் ஆன்டி-டெலிபோன்" (Tachyon Antitelephone) என்ற உதாரணம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒளியை விட வேகமான துகள்களைப் பயன்படுத்தி செய்தி அனுப்பும் ஒரு கருவி உங்களிடம் இருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். நபர் 'A' என்பவர் நபர் 'B'-க்கு ஒரு செய்தியை அனுப்புகிறார். அந்தத் துகள்கள் ஒளியை விட வேகமாகச் செல்வதால், நகர்ந்து கொண்டிருக்கும் ஒரு பார்வையாளரின் பார்வையில் அந்தச் செய்தி கடந்த காலத்தை நோக்கிச் செல்வது போலத் தோன்றும். நபர் 'B' அந்தச் செய்தியைப் பெற்றவுடன் உடனடியாக பதில் அனுப்பினால், நபர் 'A' அந்தச் செய்தியை அனுப்புவதற்கு முன்பே அந்தப் பதில் அவரை வந்தடையும். இது ஒரு தர்க்கரீதியான சுழற்சியை (Logic loop) உருவாக்குகிறது. உதாரணமாக, "இந்தச் செய்தியை அனுப்பாதே" என்று உங்கள் கடந்த காலத்திற்கே நீங்கள் செய்தி அனுப்பினால், நீங்கள் செய்தியை அனுப்பவும் மாட்டீர்கள், அதே சமயம் அந்தப் பதில் வரவும் வாய்ப்பிருக்காது இது ஒரு முரண்பாடான உண்மையை உருவாக்குகிறது.

இந்த முரண்பாடுகளைத் தீர்க்க இயற்பியலாளர்கள் சில கோட்பாடுகளை முன்வைக்கின்றனர். "நோவிகோவ் சுய-நிலைத்தன்மை கொள்கை" (Novikov Self-Consistency Principle) இதன்படி, பிரபஞ்சத்தின் விதிகள் கடந்த காலத்தை மாற்ற அனுமதிக்காது, அதாவது ஒரு முரண்பாடு ஏற்படாத வகையில் தான் நிகழ்வுகள் நடக்கும். மற்றொரு கருத்து என்னவென்றால், காரணகாரிய விதியை மீறுவது பிரபஞ்சத்தின் அஸ்திவாரத்தையே தகர்ப்பது போன்றது என்பதால், ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிப்பது என்பது முற்றிலும் சாத்தியமற்ற ஒன்றாகவே இருக்க வேண்டும். ஒருவேளை ஒளியின் வேகத்தைத் தாண்டும் ஒரு துகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டால், அது வெறும் வேகம் பற்றிய கண்டுபிடிப்பாக இருக்காது; 'காலத்தின் அம்பு' (Arrow of Time) மற்றும் வரலாற்றின் வரிசைமுறை பற்றிய நமது புரிதலையே அது மொத்தமாக மாற்றி எழுதும். இந்த விஷயங்களை பற்றி இன்னமும் தெரிந்துகொள்வோம் !