Tuesday, October 4, 2011

ഭൗതികത്തിലെ പ്രതിസന്ധി - വി.ടി.സന്തോഷ്‌








ന്യൂട്രിനോകള്‍ പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടന്നാല്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന് എന്തു സംഭവിക്കും?


ഗുമസ്തപ്പണിയെല്ലാം വിട്ട് ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ കോളേജില്‍ പ്രൊഫസറായി ജോലി നോക്കുന്ന കാലം. കൊല്ലപ്പരീക്ഷ നടക്കുന്നതിനിടെ ഒരു വിദ്യാര്‍ഥി പരിഭ്രമിച്ചു കടന്നുവന്നു.

'ഇത്തവണത്തെ പരീക്ഷയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞ വര്‍ഷത്തെ ചോദ്യങ്ങള്‍ അപ്പടി ആവര്‍ത്തിച്ചിരിക്കുകയാണ്, സര്‍'

'ചോദ്യങ്ങള്‍ പഴയതു തന്നെ', ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ഒന്നു ചിരിച്ചു. 'പക്ഷേ ഇക്കൊല്ലം ഉത്തരങ്ങള്‍ പുതിയതാണല്ലോ!'

ഇതു വെറും കഥയാവാം. മഹാന്‍മാരുടെ ജീവചരിത്രത്തിനു കൊഴുപ്പേകാന്‍ എഴുത്തുകാര്‍ കൂട്ടിച്ചേര്‍ക്കുന്ന തൊങ്ങലുകളിലൊന്ന്. കഥയായാലും അല്ലെങ്കിലും ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ പറഞ്ഞതു കാര്യമായിരുന്നു. പഴയ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്ക് അപ്പോഴേക്കും പുതിയ ഉത്തരങ്ങള്‍ തയ്യാറായിരുന്നു.

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കു നൂറ്റാണ്ടുകളായി പറഞ്ഞുപോരുന്ന ഉത്തരങ്ങളാണ് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പുതുക്കിയത്. പഴയ സമവാക്യങ്ങള്‍ അദ്ദേഹം തിരുത്തി. പാഠപുസ്തകങ്ങള്‍ മാറ്റിയെഴുതിച്ചു. വൈജ്ഞാനിക ലോകത്ത് പുതുവിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു.

ഇപ്പോള്‍ ശാസ്ത്ര ലോകം ചര്‍ച്ച ചെയ്യുന്നത് മറ്റൊരു വിപ്ലവത്തെക്കുറിച്ചാണ്. അതു യാഥാര്‍ഥ്യമായാല്‍ ഭൗതികത്തില്‍ വീണ്ടുമൊരു കോളിളക്കമുണ്ടാകും. പഴയ വിപ്ലവനായകന്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പഴഞ്ചനാകും. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം കാലഹരണപ്പെടും. കോലാഹലമെല്ലാം കെട്ടടങ്ങുമ്പോള്‍, ആ പഴയ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്ക് കുറേക്കൂടി പുതിയ ഉത്തരങ്ങള്‍ ലഭിക്കും.

പ്രപഞ്ചോല്‍പ്പത്തിയുടെ രഹസ്യങ്ങള്‍ തേടി കണികാ പരീക്ഷണം നടത്തുന്ന യൂറോപ്യന്‍ ആണവോര്‍ജ ഗവേഷണ ഏജന്‍സി(സേണ്‍)യിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തെ പിടിച്ചുലച്ചേക്കാവുന്ന കണ്ടെത്തലിനു പിന്നില്‍. കണികാ പരീക്ഷണം എങ്ങുമെത്തിയിട്ടില്ലെങ്കിലും അവരുടെ 'ഒപേര' പദ്ധതി പ്രതീക്ഷിക്കാത്ത വഴിയിലൂടെയാണ് മുന്നേറിയത്.

സ്വിറ്റ്‌സര്‍ലന്‍ഡിലെ ജനീവയിലുള്ള 'സേണി'ല്‍ നിന്ന് അവര്‍ 730 കിലോമീറ്റര്‍ അകലെ ഇറ്റലിയില്‍ റോമിനടുത്തുള്ള ഗ്രാന്‍ സാസോ ഗവേഷണ ശാലയിലേക്ക് പദാര്‍ഥത്തിന്റെ മൗലിക കണങ്ങളിലൊന്നായ ന്യൂട്രിനോ തൊടുത്തുവിട്ടു. ജനീവയില്‍ നിന്നു റോമിലേക്കുള്ള സഞ്ചാരത്തിന് ആ കുഞ്ഞു കണങ്ങളെടുത്ത സമയം നോക്കിയപ്പോള്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ഞെട്ടിപ്പോയി. 'പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗത്തിലാണ് ന്യൂട്രിനോകള്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നത്'.

ശൂന്യതയിലൂടെ പ്രകാശം സഞ്ചരിക്കുന്ന വേഗത്തെ മറികടക്കാന്‍ ഈ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ മറ്റൊന്നിനുമാവില്ലെന്ന ആശയമാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കാതല്‍. അതാണ് ആധുനിക ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം. പ്രകാശ വേഗത്തെ എന്തെങ്കിലും മറികടന്നാല്‍ ഈ അടിത്തറയ്ക്കുമേല്‍ കെട്ടിപ്പൊക്കിയ ശാസ്ത്ര സിദ്ധാന്തങ്ങളെല്ലാം തകിടം മറിയും. ഒരു നൂറ്റാണ്ടു പിന്നിട്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെ മറികടന്നുകൊണ്ട് ശാസ്ത്രം പുതുവഴികള്‍ തേടും. അതുകൊണ്ടെന്താ പ്രശ്‌നം എന്നു ചോദിക്കുന്നവരുണ്ടാകും. അവര്‍ക്ക് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം എന്താണെന്നറിയില്ല എന്നു മനസ്സിലാക്കിയാല്‍ മതി. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെ പിന്തുടര്‍ന്നുവന്നുണ്ടായ സിദ്ധാന്തങ്ങളെക്കുറിച്ച് അത്രയും അറിവുണ്ടാകില്ല. അതില്‍ ലജ്ജിക്കാനൊന്നുമില്ല. നമ്മള്‍ സാധാരണക്കാര്‍ക്ക് അത്രയെളുപ്പം മനസ്സിലാകുന്നതല്ല ഇതൊന്നും.

ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം

ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ശരിക്കുള്‍ക്കൊണ്ടിട്ടുള്ളവരുടെ എണ്ണം ഒരു ഡസനില്‍ താഴെയേ വരൂ എന്ന് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ തന്നെ പറഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രചാരകനായിരുന്ന ആര്‍തര്‍ എഡിങ്ടണോട് ഒരിക്കല്‍ പത്രപ്രവര്‍ത്തകര്‍ ചോദിച്ചു. 'ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം പൂര്‍ണമായി മനസ്സിലായിട്ടുള്ളത് മൂന്നു പേര്‍ക്കു മാത്രമാണ് എന്നു പറയുന്നത് ശരിയാണോ?' എന്ന്. 'ആരാണാ മൂന്നാമന്‍?' എന്നായിരുന്നു എഡിങ്ടന്റെ മറുചോദ്യം.

നൂറ്റാണ്ടുകള്‍ക്കു മുമ്പ് ആര്‍ക്കിമിഡീസും ഗലീലിയോയും ന്യൂട്ടനുമെല്ലാം പറഞ്ഞ കാര്യങ്ങള്‍ നമുക്ക് എളുപ്പം മനസ്സിലാവും. കാരണം നമ്മള്‍ക്കു ചിരപരിചിതമായ വസ്തുക്കള്‍ ചൂണ്ടിക്കാണിച്ചും കണ്‍മുന്നിലുള്ള പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ വിശദീകരിക്കാന്‍ വേണ്ടിയുമാണ് അവര്‍ ശാസ്ത്ര തത്ത്വങ്ങള്‍ ആവിഷ്‌കരിച്ചത്. മൂന്നര നൂറ്റാണ്ടു മുമ്പ് സര്‍ ഐസക് ന്യൂട്ടന്‍ അവതരിപ്പിച്ച ചലന നിയമങ്ങളും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ സിദ്ധാന്തവുമായിരുന്നു, ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ വരുന്നതുവരെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ശില. പ്രപഞ്ച പ്രതിഭാസങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ന്യൂട്ടന്റെ ചലനനിയമങ്ങളായിരുന്നു, ആശ്രയം. അതായിരുന്നു അവസാന വാക്ക്.

പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനമായപ്പോഴേക്ക് കഥ മാറാന്‍ തുടങ്ങി. ഒന്നിനു പിറകെ ഒന്നായി പുതിയ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങള്‍ വന്നു. പരമാണുവിന്റെ ഉള്ളറകളിലെ സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തിലേക്കു മനുഷ്യന്റെ ദൃഷ്ടികള്‍ തുളച്ചിറങ്ങി. അതി വിദൂരതയിലുള്ള ആകാശഗോളങ്ങളിലേക്ക് അവന്റെ കണ്ണുകള്‍ പറന്നുചെന്നു. അവിടെ കണ്ടറിഞ്ഞ കാര്യങ്ങള്‍ വിശദീകരിക്കാന്‍ ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങള്‍ മതിയാവാതെ വന്നു. അപ്പോഴാണ് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ പുതിയൊരു പ്രപഞ്ച വീക്ഷണം അവതരിപ്പിച്ച് ശാസ്ത്രലോകത്തെ പിടിച്ചുകുലുക്കിയത്.
സ്ഥലകാലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ സിദ്ധാന്തമാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ സാമാന്യാപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം എന്നു പറയാം. നീളം, വീതി, ഉയരം എന്നീ മൂന്നു മാനങ്ങള്‍ക്കു പുറമെ കാലം എന്ന നാലാമതൊരു മാനം കൂടിയുള്ള ചതുര്‍മാന സാന്തത്യം (Four Dimentional Space-time Continuum) ആണ് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ പ്രപഞ്ചം. എല്ലാ പ്രപഞ്ചപ്രതിഭാസങ്ങളെയും ഈ ചതുര്‍മാന ജ്യാമിതിയുപയോഗിച്ചു വിശദീകരിക്കാമെന്ന് അദ്ദേഹം തെളിയിച്ചു.

സ്ഥലം(space), കാലം(time) ഇവ ആപേക്ഷികമാണെന്ന ആശയമാണ് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം. ചലനത്തിനനുസരിച്ച് വസ്തുക്കളുടെ ദ്രവ്യമാന(mass)വും നീളവും മാറും. അതിവേഗം ചലിക്കുമ്പോള്‍ സമയം നീങ്ങുന്നതു പോലും പതുക്കെയാവും. ചലിക്കുന്ന ദണ്ഡിന്റെ നീളം കുറയും, ദ്രവ്യമാനം കൂടും. വേഗം പ്രകാശ വേഗത്തിനൊപ്പമായാല്‍ ദ്രവ്യമാനം അനന്തമാവും. പ്രകാശ വേഗത്തില്‍ ചലിക്കുമ്പോള്‍ കാലം മുന്നോട്ടു പോവില്ല. അങ്ങനെവരുമ്പോള്‍ പ്രകാശ വേഗത്തിനുമപ്പുറം വേഗമാര്‍ജിച്ചാല്‍ കാലത്തിലൂടെ പിന്നിലേക്കു സഞ്ചരിക്കാന്‍ പറ്റണം. അതെങ്ങനെ പറ്റും?

അങ്ങനെയൊരപകടം വരാതിരിക്കാന്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം വസ്തുക്കളുടെ ചലന വേഗത്തിന് പരിധി വച്ചു. ഈ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഏറ്റവും വേഗമുള്ളത് പ്രകാശത്തിനാണ്. ഒരു പദാര്‍ഥത്തിനും പ്രകാശ വേഗത്തിനൊപ്പം സഞ്ചരിക്കാന്‍ പറ്റില്ല. ശൂന്യതയില്‍ പ്രപഞ്ചത്തിന്റ വേഗം സാര്‍വലൗകിക സ്ഥിരാങ്കം (Universal constant) ആണെന്ന് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ സ്ഥാപിച്ചു. ഇ സമം എംസി സ്‌ക്വയേഡ് എന്ന വിഖ്യാത സമീകരണത്തിലെ സിയാണ് ഈ സ്ഥിരാങ്കം.

കോടികള്‍ ചെലവിട്ടു നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയോ കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ സഹായത്തോടെ നടത്തിയ കണക്കുകൂട്ടലുകളിലൂടെയോ അല്ല, ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ ഈ സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ ആവിഷ്‌കരിച്ചത്. കടലാസും പെന്‍സിലും മാത്രമായിരുന്നു, പേറ്റന്‍്‌റ് ഓഫീസില്‍ ഗുമസ്തനായിരുന്ന ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ഗവേഷണ സാമഗ്രികള്‍. സ്ഥിരവേഗത്തില്‍ ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന വസ്തുക്കള്‍ക്കു മാത്രം ബാധകമായ വിശിഷ്ടാപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തവുമായി ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ശാസ്ത്രലോകത്തെ ഞെട്ടിക്കുന്നത് 1905ലാണ്. എല്ലാ വസ്തുക്കള്‍ക്കും ബാധകമായ സാമാന്യാപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം 1916ല്‍ അവതരിപ്പിച്ചു. മടിച്ചുമടിച്ചാണ് ശാസ്ത്രലോകം ഈ ആശയങ്ങള്‍ സ്വീകരിച്ചത്. പക്ഷേ പില്‍ക്കാലത്തു നടന്ന പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഐന്‍സ്്‌റ്റൈന്റെ നിഗമനങ്ങള്‍ ശരിവെച്ചു. അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രവചനങ്ങള്‍ ഒന്നൊന്നായി ശരിയെന്നു തെളിഞ്ഞു. അതോടെ ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ ആശയങ്ങള്‍ ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിലെ ആണിക്കല്ലായി, അവസാന വാക്കായി. വര്‍ഷം 106 ആയിട്ടും അതിന് ഇളക്കമൊന്നും പറ്റിയില്ല.

എങ്കിലും ഐന്‍സ്റ്റൈനു തെറ്റുപറ്റിയെന്ന അവകാശ വാദങ്ങളുമായി ഇടക്കിടെ ചിലരൊക്കെ മുന്നോട്ടുവരാറുണ്ട്. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം വായിച്ചു മനസ്സിലാക്കാന്‍ പോലും ശേഷിയെത്തിയിട്ടില്ലാത്ത കുട്ടികളും ശാസ്ത്രത്തിന്റെ കണ്ടെത്തലുകളെല്ലാം ഉപനിഷത്തുകളിലും മതഗ്രന്ഥങ്ങളിലുമുണ്ടെന്ന അവകാശവാദവുമായെത്തുന്ന കപട ചിന്തകരും മുതല്‍ വിഖ്യാത ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ വരെയുണ്ട് അക്കൂട്ടത്തില്‍. പക്ഷേ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ചുവടിളക്കാന്‍ പോന്ന കണ്ടെത്തലുകളൊന്നും ഇതുവരെ ഉണ്ടായിട്ടില്ല. അതുകൊണ്ടാണ് സേണിലെ 'ഒപേര' പരീക്ഷണം ഞെട്ടലുളവാക്കുന്നത്.

ന്യൂട്രിനോ പരീക്ഷണം

പരമാണുവിലെ സൂക്ഷ്മകണങ്ങളിലൊന്നാണ് ന്യൂട്രിനോ. പരമാണു കേന്ദ്രത്തിലെ കണമായ പ്രോട്ടോണ്‍ ഗ്രാഫൈറ്റ് പാളിയില്‍ ചെന്നിടിച്ചാല്‍ ന്യൂട്രിനോകള്‍ സ്വതന്ത്രമാവും. ചില തരം റേഡിയോ ആക്ടീവ് ക്ഷയത്തിലൂടെയും കോസ്മിക് രശ്മികള്‍ പരമാണുക്കളുമായി ഇടിക്കുമ്പോളും സൂര്യനില്‍ നടക്കുന്നതു പോലുള്ള ആണവ പ്രവര്‍ത്തനത്തിലൂടെയും അവ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും. 1930ല്‍ വോള്‍ഫ്ഗാങ് പൗളിയാണ് ഇങ്ങനെയൊരു കണമുണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യതയെക്കുറിച്ച് ആദ്യമായി പ്രവചിച്ചത്. 1956ലാണ് അതു കണ്ടെത്തുന്നത്. വൈദ്യുതി ചാര്‍ജില്ലാത്ത ഈ കണങ്ങള്‍ക്ക് ഇത്തിരിയാണെങ്കിലും പിണ്ഡമുണ്ടെന്നു കണ്ടെത്തിയത് ജപ്പാനിലെ സൂപ്പര്‍ കാമിക്കോന്‍ഡെ ഡിറ്റക്ടറുപയോഗിച്ച് 1998ല്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തിലാണ്.

പ്രകാശകണമായ ഫോട്ടോണുകളെപ്പോലെയല്ല ന്യൂട്രിനോകള്‍. പാറക്കെട്ടുകള്‍ തുളച്ചും അതു കടന്നുപോകും. ഇതു വായിക്കുമ്പോഴേക്ക് കോടാനുകോടി ന്യൂട്രിനോകള്‍ നിങ്ങളറിയാതെ, നിങ്ങളുടെ ശരീരം തുളച്ചു കടന്നു പോയിട്ടുണ്ടാകും. കണ്ടത്താന്‍ നന്നെ പ്രയാസമായതുകൊണ്ട് ചെകുത്താന്‍ കണമെന്നാണ് അതിന്നു വിശേഷണം. മറ്റൊരു മാധ്യമത്തിലൂടെ കടന്നുപോവുമ്പോള്‍ ന്യൂട്രിനോയുടെ സ്വഭാവത്തില്‍ ചില മാറ്റങ്ങള്‍ വരും. അതേക്കുറിച്ചായിരുന്നു സേണിലെ 'ഒപേര' പരീക്ഷണം. 11 രാജ്യങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള 160 ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ 'ഒപേര' പദ്ധതിയില്‍ പങ്കാളികളാണ്.

നേരത്തേ പറഞ്ഞ പോല, 'ഒപേര'യിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ സേണില്‍ നിന്് ഗ്രാന്‍ സാസോ ഭൂഗര്‍ഭ ഗവേഷണശാലയിലേക്ക് ന്യൂട്രിനോകള്‍ തൊടുത്തുവിട്ടു. ആല്‍പ്‌സ് പര്‍വതനിരകള്‍ തുളച്ചുകടന്ന് ഇറ്റലിയിലെ ഗ്രാന്‍ സാസോയിലെത്തിയപ്പോള്‍ അവയെ ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് പ്ലേറ്റുകളില്‍ പകര്‍ത്തി. അവ സഞ്ചരിച്ച ദൂരമളക്കാന്‍ ജി.പി.എസ് സംവിധാനം ഉപയോഗിച്ചു. ആറ്റമിക് ക്ലോക്കുകളുപയോഗിച്ച് സഞ്ചാര സമയം നിര്‍ണയിച്ചു. പത്തു നാനോ സെക്കന്‍ഡു(ഒരു സെക്കന്‍ഡിന്റെ നൂറുകോടിയിലൊന്നാണ് ഒരു നാനോ സെക്കന്‍ഡ്) വരെ കൃത്യമായിരുന്നു സമയനിര്‍ണയം. 20 സെന്റീമീറ്റര്‍ വരെ കൃത്യമായിരുന്നു ദൂരനിര്‍ണയം. ഭൂമിയുടെ ഭ്രമണം മൂലം പദാര്‍ഥകണത്തിന്റെ വേഗത്തില്‍ വന്നേക്കാവുന്ന വ്യത്യാസം അവര്‍ കണക്കിലെടുത്തിരുന്നു. ന്യൂട്രിനോയുടെ സഞ്ചാര പാതയിലുള്ള തുരങ്കങ്ങളിലെ വാഹന ഗതാഗതംപോലും വിര്‍ത്തിവെച്ചിരുന്നു. കണ്ടെത്താന്‍ വലിയ ബുദ്ധിമുട്ടായതുകൊണ്ട് കറുത്തീയ പാളികള്‍കൊണ്ടുവേര്‍തിരിച്ച് നിരനിരയായിവെച്ച 150,000 ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് ഫിലിമുകളിലാണ് ന്യൂട്രിനോകളെ പകര്‍ത്തിയത്.

സേണില്‍ നിന്ന് ഗ്രാന്‍ സാസോയിലെത്താന്‍ ന്യൂട്രിനോകളെടുത്ത സമയം നിര്‍ണയിച്ചപ്പോഴാണ് ഗവേഷകരുടെ തല പെരുത്തത്. അത്രയും ദൂരമെത്താന്‍ പ്രകാശത്തിന വേണ്ട സമയത്തിലും 60 നാനോ സെക്കന്‍ഡ് മുമ്പേ ന്യൂട്രിനോകള്‍ എത്തിയിട്ടുണ്ട്. (ഒരു സെക്കന്‍ഡിനെ നൂറുകോടിയായി വിഭജിച്ച് അതില്‍ 60 എണ്ണം എടുത്താല്‍ 60 നാനോ സെക്കന്‍ഡായി. നമുക്കു സങ്കല്‍പിക്കാന്‍പോലുമാവാത്തത്ര ചെറുതാണീ സംഖ്യ. പക്ഷേ സൂക്ഷ്മ കണങ്ങളെപ്പറ്റി പഠിക്കുന്ന കണഭൗതികത്തില്‍ അതത്ര നിസ്സാരമല്ല.) ശൂന്യതയില്‍ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗം 299,792,458 മീറ്ററാണ്. സേണിലെ പരീക്ഷണം ശരിയാണെങ്കില്‍ ന്യൂട്രിനോയുടെ വേഗം സെക്കന്‍ഡില്‍ 299,798,454 മീറ്റര്‍ വരും. അതായത് പ്രകാശവേഗത്തിന്റെ 0.002 ശതമാനം അധികമാണ് ന്യൂട്രിനോയുടെ വേഗം. പ്രകാശ കണമായ ഫോട്ടോണ്‍ ശൂന്യതയിലൂടെയാണ് ഈ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നത്. ചില്ലുപോലുള്ള മാധ്യമങ്ങളിലൂടെ പോകുമ്പോള്‍ വേഗം കുറയും. പാറയിലൂടെ കടന്നുപോകാന്‍ അതിനാവില്ല. എന്നാല്‍ ന്യൂട്രിനോ കടന്നുപോയത് പാറയിലൂടെയാണ്. എന്നിട്ടുമത് പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടന്നു.

എന്തെങ്കിലും തെറ്റു പറ്റിയിട്ടുണ്ടാകുമെന്ന സംശയത്തില്‍ അവര്‍ പരീക്ഷണം ആവര്‍ത്തിച്ചു. മൂന്നു വര്‍ഷം കൊണ്ട് 15,000 തവണ ന്യൂട്രിനോകളെ പായിച്ചു സമയമളന്നു. പറ്റിയേക്കാവുന്ന പിഴവുകള്‍ക്കുള്ള കിഴിവുകള്‍ വരുത്തി. പക്ഷേ ന്യൂട്രിനോകള്‍ പ്രകാശത്തെ പിന്നിലാക്കിയെന്നായിരുന്നു, അപ്പോഴെല്ലാം കിട്ടിയ ഉത്തരം. ഇത്ര തവണ പരീക്ഷണം ആവര്‍ത്തിച്ചിട്ടും ഒരേ ഉത്തരമാണു കിട്ടുന്നതെങ്കില്‍ കണ്ടെത്തല്‍ ഔപചാരികമായി പ്രഖ്യാപിക്കാം. പക്ഷേ സംഗതി പ്രകാശ വേഗത്തിന്റെ കാര്യമായതുകൊണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് അതിനു ധൈര്യം വന്നില്ല. ഈ കണ്ടെത്തലിനെ അവിശ്വസനീയം എന്നു തന്നെ വിശേഷിപ്പിക്കേണ്ടിവരുമെന്ന് സേണിന്റെ റിസര്‍ച്ച് ഡയരക്ടര്‍ സെര്‍ജിയോ ബെര്‍ത്തലൂച്ചി പറയുകയും ചെയ്തു. എന്തെങ്കിലും അബദ്ധം പറ്റിയിട്ടുണ്ടാകുമെന്ന കണക്കുകൂട്ടലില്‍ വീണ്ടും വീണ്ടും വിശദമായി പരിശോധിച്ചെങ്കിലും ഇതുവരെ ഒന്നും കണ്ടെത്താനായില്ലെന്നാണ് ഗവേഷണത്തിനു നേതൃത്വം നല്‍കിയ ബേണ്‍ സര്‍വകാലാശാലാ പ്രൊഫസര്‍ അന്റോണിയോ എറെഡിറ്റാറ്റയുടെ വിശദീകരണം. എന്നിട്ടും കണ്ടെത്തല്‍ അദ്ദേഹം പ്രഖ്യാപിച്ചിട്ടില്ല.

ഭൗതികശാസ്ത്ര വെബ്‌സൈറ്റില്‍ (arXiv.org) പരസ്യപ്പെടുത്തിയ ഗവേഷണഫലം ലോകത്തിന്റെ നാനാഭാഗത്തുമുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് വിശകലനത്തിനു വിധേയമാക്കാന്‍വെച്ചിരിക്കുകയാണിപ്പോള്‍. തെറ്റുകളുണ്ടെങ്കില്‍ അവര്‍ക്കു ചൂണ്ടിക്കാണിക്കാം. പറ്റുമെങ്കില്‍ വേറൊരു ഗവേഷണശാലയില്‍ പരീക്ഷണം ആവര്‍ത്തിക്കാം എന്നിട്ടു ഫലങ്ങള്‍ താരതമ്യം ചെയ്യാം. അതും ഇക്കാര്യം സ്ഥിരീകരിക്കാനാവൂ.

ഇത്തരത്തില്‍ ന്യൂട്രിനോ പരീക്ഷണം നടത്താന്‍ സൗകര്യമുള്ള രണ്ടു ഗവേഷണശാലകളേ ലോകത്തുള്ളൂ. അമേരിക്കയില്‍ ഷിക്കാഗോയിലുള്ള നാഷണല്‍ ഫെര്‍മിലാബാണ് ഒന്ന്. ജപ്പാനിലാണ് രണ്ടാമത്തേത്. ഫെര്‍മി ലാബില്‍ 2007ല്‍ സമാനമായ പരീക്ഷണം നടത്തിയതാണ്. മിനോസ്(ങകചഛട) എന്നു പേരിട്ട ആ പദ്ധതിയില്‍ ന്യൂട്രിനോകള്‍ പ്രകാശ വേഗം മറി കടന്നതായി അവര്‍ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്തു. എന്നാല്‍ സൂക്ഷ്മ പരിശോധന നടത്തിയപ്പോള്‍ അളവുകളില്‍ പിഴവു പറ്റിയിരിക്കാനുള്ള സാധ്യത വെളിപ്പെട്ടു. കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ കാര്യം അതോടെ അവര്‍ വിട്ടുകളയുകയും ചെയ്തു. ജപ്പാനില്‍ ടി ടു കെ എന്ന പേരില്‍ നടന്ന സമാന പരീക്ഷണവും ലക്ഷ്യത്തിലെത്തിയില്ല. ഇക്കഴിഞ്ഞ ഭുകമ്പത്തില്‍ അവരുടെ ഗവേഷണ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്കു കേടുപാടുപറ്റുകയും ചെയ്തു. എങ്കിലും അടുത്ത വര്‍ഷത്തോടെ രണ്ടിടത്തും ന്യൂട്രിനോ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ പുനരാംഭിച്ചേക്കും. അതില്‍നിന്നു കിട്ടുന്ന വിവരങ്ങള്‍കൂടി വിശദപഠനത്തിനു വിധേയമാക്കിയ ശേഷമേ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ അന്തിമ നിഗമനത്തിലെത്തൂ.

അസാധാരണങ്ങളായ അവകാശവാദങ്ങള്‍ സ്ഥാപിക്കണമെങ്കില്‍ അസാധാരണ തെളിവുകള്‍തന്നെ നിരത്തേണ്ടി വരുമെന്ന് കാള്‍ സാഗന്‍ പറഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. അതാണു ശാസ്ത്രത്തിന്റെ രീതി.

പഴയ ചോദ്യം, പുതിയ ഉത്തരം


ശാസ്ത്രത്തിലാണെങ്കിലും തത്ത്വചിന്തയിലാണെങ്കിലും ചോദ്യങ്ങള്‍ മിക്കതും പഴയതു തന്നെയാണ്. മതങ്ങള്‍ പഴയ ഉത്തരങ്ങളില്‍ത്തന്നെ കടിച്ചുതൂങ്ങും. ശാസ്ത്രമാകട്ടെ, ഉത്തരങ്ങള്‍ പുതുക്കാനുള്ള അന്വേഷണങ്ങള്‍ തുടരും. ന്യൂട്ടന്റെ ചനലനിയമങ്ങളുടെ സ്ഥാനത്ത് ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം വന്നപ്പോള്‍ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനു കരുത്തു വര്‍ധിച്ചതേയുള്ളൂ. ന്യൂട്രിനോ പരീക്ഷണത്തെ വിശദീകരിക്കാന്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തം പോരെന്നുവന്നാല്‍ കുറേക്കൂടി ശക്തമായ മറ്റൊരു സിദ്ധാന്തം പകരം വരും. അപ്പോഴും, നമുക്കു പരിചിതമായ കാര്യങ്ങള്‍ മനസ്സിലാക്കാന്‍ ന്യൂട്ടന്റെ സയന്‍സ് മതിയെന്നു പറയുമ്പോലെ, അതിവേഗത്തില്‍ ചരിക്കുന്ന സംഗതികള്‍ മനസ്സിലാക്കാന്‍ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ഉപയോഗിക്കാം. പ്രകാശവേഗം മറികടക്കുന്ന കണങ്ങളുടെ കാര്യത്തില്‍ പുതിയ സിദ്ധാന്തവും.

പക്ഷേ ഇവിടെ വേറൊരു പ്രശ്‌നമുണ്ട്. വേണമെങ്കിലതിനെ ഭൗതികത്തിലെ പ്രതിസന്ധി എന്നു വിളിക്കാം. ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, പ്രകാശ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന പദാര്‍ഥങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം കാലം നിശ്ചലമാകണം. പ്രകാശവേഗത്തിനുമപ്പുറം സഞ്ചരിക്കുന്നവര്‍ക്ക് കാലത്തിലൂടെ പിന്നോട്ടു സഞ്ചരിക്കാനാകണം. കാലം മുന്നില്‍നിന്നു പിന്നോട്ടു സഞ്ചരിക്കാന്‍ തുടങ്ങിയാല്‍ കാര്യകാരണ ബന്ധവും തകിടംമറിയും. കാര്യം ആദ്യം, അതിന്റെ കാരണം പിന്നെ എന്ന അവസ്ഥ വരും. ലൈറ്റ് കത്തിയതിനു ശേഷം സ്വിച്ച് ഓണാക്കിയാല്‍ മതിയാവും. അതങ്ങനെയാണ്, ഒരുപാടു മുന്നോട്ടുപോകുമ്പോള്‍ ശാസ്ത്രം തത്വചിന്തയോടടുക്കും. കുറേയേറെ കിഴക്കോട്ടു പോകുമ്പോള്‍ പടിഞ്ഞാറെത്തുമെന്നതുപോലെ. എന്നുവെച്ച് സ്വിച്ചിടുന്നതിനു മുമ്പു ലൈറ്റു കത്താന്‍ പാടുണ്ടോ?

കാലത്തിലൂടെ പിന്നോട്ടു സഞ്ചരിക്കുന്നതിനെപ്പറ്റി ശാസ്ത്ര കഥകള്‍ ധാരാളമിറങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. അങ്ങനെയൊരു സാധ്യതയെപ്പറ്റി ശാസ്ത്രജ്ഞരും ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ട്. പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടക്കുന്ന ടാക്കിയോണുകളെന്ന സാങ്കല്‍പിക കണങ്ങളെപ്പറ്റി അവര്‍ മുമ്പേ പറഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. പ്രശസ്ത ജര്‍മ്മന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ആര്‍നോള്‍ഡ് സൊമ്മര്‍ഫെഡ് ആണ് ആദ്യമായി ഈ ആശയം അവതരിപ്പിച്ചത്. മലയാളിയായ ഇ.സി.ജി. സുദര്‍ശന്‍ അതിനെ ഒന്നുകൂടി വികസിപ്പിച്ച് അതിന്റെ വക്താവായി മാറി. പ്രകാശത്തെക്കാള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നതുകൊണ്ട് ടാക്കിയോണുകള്‍ക്ക് കാലത്തിലൂടെ പിന്നോട്ടു സഞ്ചരിക്കാന്‍ പറ്റും. പക്ഷേ നിലവിലുള്ള പദാര്‍ഥങ്ങളുമായൊന്നും ഇടപെടാന്‍ അതിനു പറ്റില്ല. സൈദ്ധാന്തിക തലത്തില്‍ മാത്രമേ അതിനു നിലനില്‍പ്പുള്ളൂ എന്നര്‍ഥം. ഈ സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ ഇന്നേവരെ കണ്ടെത്താനായിട്ടില്ല. പ്രകാശവേഗം മറികടന്ന ന്യൂട്രിനോകള്‍ക്ക് ടാക്കിയോണുകളുമായി ഒരു ബന്ധവുമില്ല. അതുകൊണ്ടുതന്നെ സേണിലെ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ സുദര്‍ശന്റെ നിഗമനങ്ങള്‍ ശരിവെക്കുന്നു എന്നു പറയാനുമാവില്ല.

എങ്കിലും, കാലത്തിലൂടെ പിന്നോട്ടു സഞ്ചരിക്കുന്നത് സൈദ്ധാന്തികായി സാധ്യമാണ് എന്നു വേണമെങ്കില്‍ പറയാം. പക്ഷേ പ്രായോഗിക തലത്തില്‍ തത്ക്കാലം അത് അസാധ്യം തന്നെയാണ്. അതുപയോഗപ്പെടുത്താനുള്ള സാങ്കേതിക വിദ്യ നിലവിലില്ല. ന്യൂട്രിനോകള്‍ പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടന്നു എന്നു തന്നെ വയ്ക്കുക. മനുഷ്യന് അങ്ങനെയൊരു വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കാനുള്ള സംവിധാനം അടുത്ത കാലത്തൊന്നും നിലവില്‍ വരില്ല. പേരിനു മാത്രം പിണ്ഡമുള്ള ന്യൂട്രിനോകളെപ്പോലെ ഭാരമുള്ള കണങ്ങള്‍ക്കു സഞ്ചരിക്കാനാവില്ല.

അപ്പോള്‍പിന്നെ പ്രകാശവേഗം മറികടന്ന ന്യൂട്രിനോകളെ എങ്ങനെ വിശദീകരിക്കും? ഈ പ്രപഞ്ചത്തിന് ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം മുന്നില്‍ കണ്ടിട്ടില്ലാത്ത ഒരു അഞ്ചാം മാനമുണ്ടാകാം എന്നൊരു സാധ്യത ചില ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ മുന്നോട്ടുവെക്കുന്നുണ്ട്. നീളം, വീതി, ഉയരം, കാലം എന്നീ നാലു മാനങ്ങള്‍ക്കു പുറമെ അഞ്ചാമതൊരു മാനം കൂടിയുള്ള, നമുക്ക് പരിചിചമല്ലാത്ത, ആ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏതെങ്കിലും കുറുക്കുവഴിയിലൂടെയാവാം ന്യൂട്രിനോ സഞ്ചരിച്ചതെന്നാണ് ഇന്‍ഡ്യാന സര്‍വകലാശാലയിലെ അലന്‍ കോസ്‌റ്റെലെക്കി പറയുന്നത്. ആ തലത്തില്‍ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗം വ്യത്യസ്തമായിരിക്കുമെന്ന് അദ്ദേഹം പറയുന്നു. ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ പറഞ്ഞ നാലു മാനങ്ങള്‍ വിഭാവനം ചെയ്യാന്‍ തന്നെ നമുക്ക് എളുപ്പമല്ല, അപ്പോളീ അഞ്ചാം മാനത്തെ എവിടെകൊണ്ടുവെക്കും?

അതല്ലെങ്കില്‍ പിന്നെ രണ്ടു വഴികളാണുള്ളത്. ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്റെ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം പൂര്‍ണമായും തെറ്റായിരുന്നെന്നു തെളിയാനുള്ള സാധ്യതയാണ് ആദ്യത്തേത്. അങ്ങനെയാണെങ്കില്‍ പ്രകാശവേഗം പരമോന്നതമാണെന്ന് പറയുന്നതില്‍ അര്‍ഥമില്ല. പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടന്നാല്‍ കാലത്തിലൂടെ പിന്നോട്ടു സഞ്ചരിക്കാമെന്നു പറയുന്നതിലും അര്‍ഥമില്ല. പക്ഷേ ചരിത്രത്തില്‍ ഒരു മനുഷ്യന്റെ ബുദ്ധിയില്‍ നിന്നുദിച്ച ഏറ്റവും വലിയ ആശയമെന്നു വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെട്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം തെറ്റാണെന്നു സ്ഥാപിക്കാന്‍ ഇപ്പറഞ്ഞ തെളിവുകളൊന്നും പോരാ. അസാധാരണമായ ആ അവകാശവാദത്തിന് അസാധാരണ തെളിവുകള്‍ തന്നെ വേണം.

പിന്നെ ഒരു വഴിയേ ഉള്ളൂ. സേണിലെ ശാസ്്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് എവിടെയെങ്കിലും തെറ്റുപറ്റിയിട്ടുണ്ടാകണം. ന്യൂട്രിനോകള്‍ പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടന്നു എന്ന കണ്ടെത്തല്‍ അബദ്ധത്തില്‍ സംഭവിച്ചതായിരിക്കണം. ദൂരവും സമയവുമളക്കുമ്പോള്‍ എവിടെയോ അവര്‍ക്കു പിശകു പറ്റിയിട്ടുണ്ടാകാം. ആ പിശകു കണ്ടെത്തിയാല്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈനും ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിനും ഒരു കുഴപ്പവുമുണ്ടാകില്ല. കാലത്തിലൂടെ പിന്നോട്ടു ചെല്ലുന്നതുകൊണ്ടുള്ള ആശയക്കുഴപ്പങ്ങളുമുണ്ടാകില്ല. കാര്യകാരണ ബന്ധം ഇന്നത്തെപ്പോലെ സുഭദ്രമായി നിലകൊള്ളും. വാസ്തവത്തില്‍ അങ്ങനെയൊരു പിശക് കണ്ടെത്താമെന്ന പ്രതീക്ഷയിലാണ് ഭൂരിപക്ഷം ശാസ്ത്രജ്ഞരും ന്യൂട്രിനോ ഗവേഷണം സൂക്ഷ്മവിശകലനത്തിനു വിധേയമാക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ട് തത്ക്കാലം ഇ എന്നാല്‍ എംസി സ്‌ക്വയേഡ് തന്നെയാണ്.

വാല്‍ക്കഷണം


സേണിലെ ന്യൂട്രിനോ പരീക്ഷണത്തെത്തുടര്‍ന്ന് ട്വിറ്ററില്‍ പ്രചരിക്കുന്ന ഫലിതങ്ങളില്‍ ഒന്നിതാ-

'ന്യൂട്രിനോകള്‍ക്ക് ഇവിടെ മദ്യം നല്‍കാറില്ല'- വെയിറ്റര്‍ പറഞ്ഞു. പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗമുള്ള ഒരു ന്യൂട്രിനോ ബാറില്‍ പ്രവേശിച്ചു.

എന്താണിതിലെ തമാശയെന്നാണോ? അതു മനസ്സിലാകാത്തവര്‍ക്കായി വേറൊരു ന്യൂട്രിനോ ഫലിതം 'ഇന്നലെ' വരുമെന്നും ട്വിറ്ററില്‍ കണ്ടു.

പേജിലേക്ക്