கவர்ச்சியூட்டும் ஈர்ப்புசக்தி

சுமார் 300 ஆண்டுகளுக்கு முன்பாக ஐசக் நியூட்டன் ஈர்ப்புசக்தி எவ்விதமாக செயல்பட்டு வருகிறது என்பதற்கு கோட்பாடு உருவாக்கினார். மகோன்னதமான மலை உச்சியின் மீதிருந்து ஒரு மனிதன் ஒரு பொருளை தூக்கியெறிவதை அவர் கற்பனை செய்தார். அதை வெறுமெனே கீழே விழும்படிச் செய்தால் ஓர் ஆப்பிள் பழத்தைப் போன்று நேர் கோட்டில் கீழே வந்து நிலத்தில் விழும்.

ஆனால் அது முன்னோக்கி தூக்கி எறியப்பட்டால், நிலத்திற்கு வளைகோட்டில் வந்து விழும். அப்படியென்றால், போதிய அளவு வேகமாக அது தூக்கி எறியப்பட்டால், அது பூமியை ஒரு சுற்றுப்பாதையில் சுற்றிவரும் என்பதாக நியூட்டன் விவாதித்தார்.

இந்தக் கோட்பாட்டிலிருந்து, ஈர்ப்பு சக்திக்கும். சந்திரன் மற்றும் கிரகங்களின் இயக்கங்களுக்குமிடையேயுள்ள பிணைப்பு அவருக்கு தெளிவாக தெரியவந்தது: பூமியின் ஈர்ப்பு சக்தி, சந்திரனை பூமியைச் சுற்றிய கோள்பாதையில் அதை இழுத்துப் பிடித்து வைத்திருக்கிறது, சூரியனின் ஈர்ப்பு சக்தி, கிரகங்களை அவைகளுடைய கோள்பாதையில் இழுத்து பிடித்து வைக்கிறது.

இயற்கை முழுவதுமுள்ள ஒரு சட்டம்

கவனமான ஆராய்ச்சிக்குப் பின்னர், நியூட்டன் இயற்கை முழுவதுமுள்ள இந்த சட்டத்துக்கு சரிநுட்பமான கணித விளக்கத்தை வாய்ப்பாடு வடிவமாக்கினார், எளிமையாகச் சொன்னால் சிறியதோ அல்லது பெரியதோ எல்லாப் பொருட்களுமே ஒன்றை ஒன்று இழுக்கின்றது, இழுப்பாற்றல் அந்த பொருட்கள் எத்தணை பளுவாக இருக்கிறது மற்றும் அவைகளுக்கிடையே உள்ள துயரத்தைச் சார்ந்திருக்கிறது என்பதா நியூட்டனின் சமன்பாடு சொல்லுகிறது.

ஒரு சில நுட்பமான வேறுபாடுகளோடு, விஞ்ஞானிகள் ஈர்ப்புசக்தியை விவரிக்கும் நியூட்டனின் அடிப்படை சூத்திரத்தையே பயன்படுத்துகிறார்கள். விண்வெளி பயணங்களுக்கு துணிந்து திட்டமிடுகையில் குறிப்பாக 1985-ல் ஹாலியின் வால்நட்சத்திரத்தை சந்திக்க விண்வெளி ஆய்வு விமானத்தை அனுப்பியபோது செய்ததைப் போல. உண்மையில் நியூட்டனின் கூட்டாளியான இங்கிலாந்து நாட்டைச் சேர்ந்த வானாராய்ச்சியாளர் எட்மன்ட் ஹாலி அந்த வால் நட்சத்திரம் மறுபடியுமாக எப்போது தோன்றும் என்பதை முன்னறிவிக்க நியூட்டனின் கோட்பாடுகளையே பயன்படுத்தினர்.

ஈர்ப்பு சக்தியைப் பற்றிய நியூட்டனின் கண்டுபிடிப்புகள், பிரபஞ்சத்தில் விளங்கும் ஒழுங்கை, புத்திக்கூர்மையுள்ள வடிவமைப்பின் மூலமாகத் தோன்றும் ஒழுங்கை, காண அவருக்கு உதவி செய்தது. ஆனால் அவருடைய சாதனையே எவ்வகையிலும் விஷயத்தின்பேரில் கடைசி வார்த்தையாக இருக்கவில்லை. இந்த நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில், நியூட்டனின் கோட்பாடுகளில் சில அம்சங்கள், குறைவுள்ளதாகவும் முரண்பாடுள்ளதாகவும்கூட இருப்பதை விஞ்ஞானிகள் அறிந்து கொண்டார்கள்.

ஐயன்ஸ்டீனும் ஈர்ப்பு சக்தியும்

1916-ல் ஆல்பர்ட் ஐயன்ஸ்டீன் தன்னுடைய பொது சார்பியல் கொள்கையை கண்டுபிடித்தார். ஈர்ப்பு சக்தி பிரபஞ்சத்துக்கு வடிவங்கொடுப்பது மட்டுமின்றி, நாம் அதைப் பார்த்து அதை அளக்கும்விதத்தையும் கூட கட்டுப்படுத்துகிறது என்பதே அவருடைய வியப்பூட்டும் கண்டுபிடிப்பாகும். ஏன், நேரம் அளவிடப்படும் விதத்தையும்கூட ஈர்ப்பு சக்தி பாதிக்கிறது.

மறுபடியுமாக ஓர் உதாரணம் காரியங்களைத் தெளிவாக்க உதவுகிறது. விண்வெளியை எல்லையற்ற பரந்த ரப்பர் விரிப்பாக கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். இப்பொழுது எளிதில் வளையத்தக்க இந்தப் பாயின் மீது ஒரு பொருளை வைக்கையில், அது ஒரு குழியை அல்லது தொய்வை உண்டுபண்ணும். ஐயன்ஸ்டீனின் விளக்கப்படி, பூமி, சூரியன் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் எளிதில் வளையத்தக்க ஒரு பாயின் மீதுள்ள பொருட்களாக, விண்வெளியை வளைவடிவமாக்குகிறது. ரப்பர் விரிப்பின் மீது மற்றொரு பொருளை நீங்கள் உருட்டிவிடுவீர்களேயானால் முதல் பொருளைச் சுற்றியுள்ள குழிவு பகுதியின் அருகே, ஒரு வளைந்த பாதையில் அது விலகிச் செல்கிறது.

அதேவிதமாகவே பூமி, கோள்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் விண்வெளியிலுள்ள இயற்கையான “குழிவுகளைத்” தொடர்ந்து வளைந்த பாதையில் செல்கின்றன. ஓர் ஒளிக்கற்றையும்கூட, பிரபஞ்சத்திலுள்ள மிகப்பெரிய ப பொருட்கள் அருகே கடந்து செல்கையில் வளைந்து செல்கிறது. மேலுமாக, ஈர்ப்பு சக்திக்கு எதிராக பயணப்படும் ஒளி, அதன் ஆற்றலில் கொஞ்சத்தை இழந்துவிடும் என்பதாக ஐயஸ்டீனின் சமன்பாடு முன்னறிவித்தது. ஒரு நிறமாலையின் சிவப்பு முனையின் பக்கமாக வண்ணத்தில் காணப்படும் இலேசான மாற்றத்தில் இது காணப்படுகிறது. இயற்கையில் வல்லுநர்கள் இந்தக் குறிப்பிடத்தக்க நிகழ்ச்சியை ஈர்ப்புசக்தி சிவப்பு மாற்றம் என்பதாக அழைக்கின்றனர்.

ஆக, நியூட்டனின் கண்டுபிடிப்புகளிலிருந்து எழும் முரண்பாடுகளை தெளிவாக்கினதைத் தவிர, ஐயன்ஸ்டீனின் கோட்பாடு, பிரபஞ்சத்தில் ஈர்ப்பு சக்தி எவ்விதமாக செயல்படுகிறது என்பதைப் பற்றிய புதிய இரகசியங்களை வெளிப்படுத்தியது.

கவர்ச்சியூட்டும் பாதிப்புகள்

ஒளி கடந்து செல்லும் விதத்தை பாதிக்கும் ஈர்ப்பு சக்தியின் திறமை வானாராய்ச்சியாளர் கவனித்திருக்கும் வியப்பூட்டும் சில பின்விளைவுகள் தோன்ற காரணமாயிருக்கிறது.

பாலைவனப் பயணிகள் கானல் நீரை நீண்டகாலமாகவே நன்கு அறிந்திருக்கின்றனர்—நிலத்தின் மீது நீர் மினுமினுப்பது போல தோன்றும் பொய்த்தோற்றம். இப்பொழுது வானாராய்ச்சியாளர்கள் விண் மின்காந்த “கானல் நீரை” படமெடுத்திருக்கிறார்கள். இது எவ்வாறு?

பால்வீதி மண்டலத்தின் செயல்திறமுடைய உட்கருவாக கருதப்படும் மகத்தான தொலைவிலுள்ள பொருளிலிருந்து வரும் ஒளி, குவேசார் என்றழைக்கப்படுகிறது. ஒளி பால்வீதிமண்டலங்களைக் கடந்து செல்கையில் ஈர்ப்பு சக்தியினால் அவை வளைந்து செல்கிறது. ஒளி வளைந்து செல்வது, ஒரு குவேசாருக்கு இரண்டு அல்லது அதற்கு அதிகமான பிம்பங்களை உருவாக்குகிறது. பூமியிலிருந்து பார்க்கும் ஒருவர், ஒளி தன்னிடம் நேராக வந்திருக்கிறது என்பதாக நினைத்துக்கொண்டு தான் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட பொருட்களைப் பார்ப்பதாக முடிவு செய்கிறார்.

ஐயன்ஸ்டீனின் ஆய்விலிருந்து தோன்றும் மற்றொரு கவர்ச்சியான அம்சம். கருந்துளைகள் சம்பந்தப்பட்டதாகும். அவை யாவை? ஈர்ப்பு சக்தியோடு அதன் சம்பந்தம் என்ன? எளிய சோதனை சோதனை பதிலளிக்க உதவுகிறது.

உங்கள் தலைக்கு மேல் ஒரு பொருளை தூக்கி எறிய முயற்சி செய்யுங்கள். அது குறிப்பிட்ட ஓர் உயரத்துக்கு மேலெழுந்து, கணநேரம் நின்று திரும்ப வந்து நிலத்தில் விழுகிறது. ஒளி வித்தியாசமாக இருக்கிறது. ஒரு ஒளிக்கற்றை ஈர்ப்பு சக்தியிலிருந்து தப்பிடமுடியும், ஏனென்றால் அது போதிய அளவு வேகமாக பயணம் செய்கிறது.

இப்பொழுது ஈர்ப்பு சக்தி அதிக வலிமையுடையதாக, ஒளி தப்பிச் செல்வதையுங்கூட தடை செய்ய போதிய வலிமையுடையதாக இருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். இப்படிப்பட்ட ஒரு பொருளிலிருந்து எதுவுமே தப்பிட முடியாது. அதன் ஈர்ப்பு சக்தியை எந்த ஒளியும் தப்பி, வெளிப்புறத்தே இருக்கும் பார்வையாளரின் கண்களை வந்தடையாமல் இருக்கும் காரணத்தால் பொருள்தானேயும்கூட கண்ணுக்குப் புலப்படாததாக இருக்கும். ஆகவே இதற்கு கருந்துளை என்று பெயர்.

ஜெர்மன் நாட்டைச் சேர்ந்த வானாராய்ச்சியாளர் காரல் ஷூவார்ஷீல்ட் கருந்துளையின் சாத்தியத்தை கோட்பாட்டில் காண்பித்த முதல் நபராவார். கருந்துளைகள் பிரபஞ்சத்தில் இருக்கின்றன என்பதற்கு தெளிவான அத்தாட்சி இன்னும் இல்லாவிட்டாலும். வானாராய்ச்சியாளர்கள் சாத்தியமான வேட்பாளர்களை அடையாளங் கண்டுகொண்டிருக்கின்றனர். கருந்துளைகள் சக்திவாய்ந்த கதிரியக்க அலைகளை கிடங்குகளாக இருக்கக்கூடும்.

ஈர்ப்பு சக்தி அலைகள்

ஐயன்ஸ்டீனின் சாதனையின் அடிப்படையில், ஈர்ப்பு சக்தியை எல்லாவற்றையும் இணைத்து பிரபஞ்சத்தை ஒன்றாகச் சேர்த்துப் பிடித்திருக்கும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத ஒரு வலையாகவும்கூட நாம் கற்பனை செய்யலாம். வலையை நிலைகுலையச் செய்தால் என்ன சம்பவிக்கிறது?

ரப்பர் விரிப்பின் உதாரணத்தை மறுபடியும் எடுத்துக் கொள்ளுங்கள், விரிப்பின் மீதுள்ள ஒரு பொருள் திடீரென்று இப்படியும் அப்படியும் தள்ளப்படுவதாக வைத்துக் கொள்வோம். விரிப்பில் உண்டாகும் அதிர்வுகள் அருகிலுள்ள பொருட்களைப் பாதிக்கும். அதேவிதமாகவே ஒரு நட்சத்திரம் பலமாகத் “தள்ளப்படுமேயானால்” வான்வெளியில் சிற்றலைகள் அல்லது ஈர்ப்பு சக்தி அலைகள் உண்டாகும், ஈர்ப்பு சக்தி அலையின் பாதையில் சிக்கிக்கொள்ளும் கிரகங்கள், நட்சத்திரங்கள் அல்லது பால்வீதிமண்டலங்கள்—ரப்பர் விரிப்பு அதிர்வது போல—விண்வெளியே சுருங்கி விரிவது போன்றதை அனுபவிக்கும்.

இந்த அலைகளை இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படாததன் காரணமாக, ஐயன்ஸ்டீனின் கோட்பாடு சரி என்பதற்கு விஞ்ஞானிகளுக்கு என்ன ஆதாரம் இருக்கிறது! பைனரி பல்சார் என்றழைக்கப்படும் ஒரு விண்மீன் கொத்திலிருந்து மிகச் சிறந்த அறிகுறி ஒன்று வருகிறது. இது சுற்றிவர சுமார் எட்டு மணி நேரமெடுக்கின்ற பொதுவான மையத்தைக் கொண்டு சுற்றிவருகிற இரண்டு நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களாக இருக்கின்றது. இந்த நட்சத்திரங்களில் ஒன்று பல்சாராகவும் இருக்கிறது—இது சுழன்று வருகையில் கலங்கரை விளக்கத்திலிருந்து ஒளிக்கோடு வீசுவதுபோல் ரேடியோ துடிப்புகளை வெளியிடுகிறது. பல்சார் காலத்தில் துல்லிபமாக செயலாற்றுவதன் காரணமாக வானாராய்ச்சியாளர்கள் இரண்டு நட்சத்திரங்களின் கோள்பாதையை துல்லிபமாக வரைய முடியும். ஈர்ப்பு சக்தி அலைகள் வெளியிடப்படுகின்றன என்ற ஐயன்ஸ்டீனின் கோட்பாட்டுக்கு இசைவாக சுற்றுப்பாதைக்கு எடுக்கும் நேரம் மெதுவாக குறைவதை அவர்கள் காண்கிறார்கள்.

பூமியின் மீது இந்த அலைகளின் பாதிப்புகள் மிகச் சிறியதாக இருக்கிறது. இதை விளக்க: 1987, பிப்ரவரி 24-ந் தேதி வானாராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு சூப்பர் நோவாவைக் கண்டுபிடித்தனர்—தன் வெறுப்புற அடுக்குகளின் ஆற்றலை இழக்கையில், இலட்சக்கணக்கான சூரியன்களின் ஒளியோடு கொழுந்துவிட்டெறிந்து கண்கவர் உருமாற்றத்துக்கு ஆளான ஒரு நட்சத்திரம் சூப்பர்நோவா உண்டுபண்ணின ஈர்ப்பு சக்தி அலைகள், பூமியின் மீது ஒரு ஹைட்ரஜன் குண்டினுடைய விட்டத்தில் பத்து லட்சத்தில் ஒரு பாகமான அளவில் ஒரு நடுக்கத்தை உண்டு பண்ணும் ஏன் இத்தனை சிறிய மாற்றம்? ஏனென்றால், அலைகள் பூமியை வந்தடைவதற்குள் ஆற்றல் பரந்தகன்ற தொலைவுக்குப் பரவிவிட்டிருக்கும்.

வியப்பூட்டுகிறது

அறிவியல் பெரும் முன்னேற்றங்கள் ஏற்பட்டிருந்தபோதிலும், ஈர்ப்பு சக்தியின் ஒரு சில அடிப்படை அம்சங்கள் இன்னும் விஞ்ஞானிகளுக்கு வியப்பூட்டுவதாகவே இருக்கிறது. அடிப்படையில் நான்கு சக்திகள் இருக்கின்றன என்பதாக நீண்ட காலமாகவே ஊகிக்கப்பட்டு வருகிறது—மின்சாரத்துக்கும் காந்தச் சக்திக்கும் காரணமாயிருக்கும் மின்காந்த ஆற்றல், அணுவின் உட்கருவினுள்ளே செயல்படும் வலுக்குறைந்த மற்றும் வலுமிகுந்த சக்திகள், மற்றும் ஈர்ப்பு சக்தி ஆனால் ஏன் நன்கு இருக்கின்றன? நான்கும் ஒரே அடிப்படையான சக்தியின் வித்தியாசமான வெளிக்காட்டுகளாக இருக்கக்கூடுமா?

மின்காந்த ஆற்றலும் வலுக்குறைந்த ஆற்றலும் அடிப்படையான இயல்நிகழ்ச்சியின்—எலக்ட்ரோவீக் பின்னிய செயல்விளைவுகள்—வெளிக்காட்டே என்பது அண்மையில் உறுதிசெய்யப்பட்டது—கோட்பாடுகள் வலுமிகுந்த ஆற்றலை இவை இரண்டோடு ஒருங்கிணைக்க நாடுகின்றன. என்றபோதிலும் ஈர்ப்பு சக்தி இந்தத் தொகுதியில் சேராமல் இருக்கிறது—மற்றவற்றோடு அது பொருந்துவதாக தெரியவில்லை.

கிரீன்லாந்து பனிக்கட்டிப் பரப்பில் அண்மையில் அண்மையில் செய்யப்பட்ட பரிசோதனைகளிலிருந்து துப்புகள் என்பதாக விஞ்ஞானிகள் நம்பிக்கை தெரிவிக்கிறார்கள். பனிக்கட்டியில் ஒன்றே கால் மைல் ஆழத்துக்கு ஆழ்துளை இட்டு அத்துளையிலிருந்து எடுக்கப்பட்ட பனி உருளைகளைப் பகுப்பாய்வு செய்தபோது, எதிர்பார்க்கப்பட்டதிலிருந்து ஈர்ப்பு சக்தி வித்தியாசமாக இருப்பதாக தெரிந்தது, முற்காலத்தில் கீழே சுரங்க வாயிற் குழியிலும் மேலே டெலிவிஷன் கோபுரத்திலும் செய்யப்பட்ட பரிசோதனைகள், அதேவிதமாகவே ஈர்ப்பு சக்தியைப் பற்றிய நியூட்டனின் வருணனையின் முன்னறிவிப்பிலிருந்து விளங்காத ஏதோ ஒன்று பிழைப்பாட்டை உண்டுபண்ணுகிறது என்பதை சுட்டிக்காட்டியது. இதற்கிடையில் இயற்கை சக்திகளை ஒருங்கிணைக்க “சூப்பர்ஸ்டிரிங் தத்துவம்” என்ற புதிய கணிதவியல் அணுகுமுறையை உருவாக்க சில தத்துவவாதிகள் முயன்று வருகிறார்கள்.

ஈர்ப்பு சக்தி—உயிருக்கு இன்றியமையாதது

நியூட்டன் ஐயன்ஸ்டீனின் கண்டுபிடிப்புகள் வானொலிக் கோளங்களில் இயக்கங்களை விதிகள் கட்டுப்படுத்துகின்றன என்பதையும் ஈர்ப்பு சக்தி பிரபஞ்சத்தை ஒன்றாகச் சேர்த்துப் பிடித்திருக்க ஒரு பிணைப்பாக செயல்படுகிறது என்பதையும் காண்பிக்கின்றனர். இயற்பியல் பேராசிரியர் ஒருவர் புதிய விஞ்ஞானி-யில் எழுதுகையில் இந்த விதிகளிலிருக்கும் வடிவமைப்பின் அத்தாட்சிக்கு கவனத்தைத் திருப்பி இவ்விதமாக சொன்னார்: “ஈர்ப்பு சக்தி மற்றும் மின் காந்த ஆற்றல்களின் ஒப்பு ஆற்றல்களின் மிகச் சிறிய மாற்றம், சூரியன் போன்ற நட்சத்திரங்களை நீல நிற இராட்சத உருவாக அல்லது தாழ்வான ஒளிர்வுடைய விண்மீனாக மாற்றிவிடும். எல்லாப் பக்கங்களிலும் நம்மைச் சுற்றி, இயற்கை சரியான விதமாக அமைந்திருப்பதற்கு அத்தாட்சியை நாம் கொண்டிருக்கிறோம்.” ஈர்ப்பு சக்தி இல்லாமல் நாம் உயிர்வாழவே முடியாது. சற்று சிந்தித்துப் பாருங்கள்: ஈர்ப்பு சக்தி சூரியனைச் சுற்றிய கோள்வீதியில் நம்முடைய சுழலுகின்ற பூமியை பிடித்து அதன் அணுச்சேர்க்கைக்கு ஊக்குதலளிக்கிறது, இது நமக்குத் தேவையான உஷ்ணத்தையும் வெளிச்சத்தையும் தருகிறது. ஈர்ப்பு சக்தி சூரியனைச் சுற்றிய கோள்வீதியில் நம்முடைய சுழலுகின்ற பூமியை பிடித்து வைக்கிறது—இரவு மற்றும் பகல் மற்றும் பருவங்களை உண்டுபண்ணுகிறது. சுழலுகின்றன சக்கரத்திலிருந்து ஒரு சக்தியைப் போல நாம் தூக்கியெறியப்படாதபடிக்கு தடைசெய்கிறது. பூமியின் வழிமண்டலம் ஈர்ப்பு சக்தியினால் அதனிடத்தில் வைக்கப்பட்டிருக்கிறது, சந்திரன் மற்றும் சூரியனிலிருந்து வரும் ஈர்ப்பு சக்தியின் இழுப்பு, வழக்கமான அலைகளை உண்டுபண்ண, இது நம்முடைய சமுத்திரங்களிலுள்ள தண்ணீர்களை சுழற்சி செய்ய உதவுகிறது.

நமது சின்னஞ்சிறிய உறுப்பாகிய உள் காதை உபயோகித்து, நாம் ஈர்ப்பு சக்தியை உணர்ந்து சிறு பிரயாயத்திலிருந்து நடக்கும்போதும் ஓடும் போதும் அல்லது குதிக்கும் போதும் அதைக் கவனத்தில் கொள்ள கற்றுக்கொள்கிறோம். விண்வெளிப் பயணத்தில் பூஜ்ய ஈர்ப்பு சக்தி நிலைமைகளை சமாளிக்க வேண்டியிருக்கையில் விண்வெளி வீரர்களுக்கு எத்தனை கடினமாக அது இருக்கிறது!

ஆம், பூமியில் நமது வாழ்க்கை இயல்பாக இருக் ஈர்ப்பு சக்தி உதவி புரிகிறது. நமது சிருஷ்டிகரின் “ஆச்சரியமான கிரியைகளுக்கு” நிச்சயமாகவே இது ஒரு கவர்ச்சியூட்டும் உதாரணமாகும்.—யோபு 37:14,16. (g89 10/8)