29/11/2019

வேதிப் பிணைப்புகள் - அடிப்படை வேதியியல் 5

அணு தான் பொருளின் அடிப்படை. ஆனால் அணு அணுத்துகள்களால் கட்டமைக்கப்பட்டது. அணுத்துகள்கள் பொருளின் அடிப்படைத்துகள்கள் தானே அல்லாமல் பொருளின் அடிப்படையாக கொள்ள முடியாது.

ஏனென்றால் அணுத்துகள்கள் எண்ணிலடங்காதவை. அணுத்துகள்கள் நிரந்தர நிலையில் இருப்பதில்லை. அணுத்துகள்கள் எப்போதும் அணுவாக கட்டமையும் முயற்சியிலேயே உள்ளன. நிரந்தர நிலை மற்றும் நிலைப்பு தன்மை இல்லாததால் அணுத்துகள்களை பொருளாக அறிவியல் ஏற்பது இல்லை.

அணுநிலையே பொருளின் முதல் நிலை. பொருட்களின் நிலைகளை இயந்திரவியல் அடிப்படையில் 8 ஆக பிரிக்கலாம். 1.அணுத்துகள், 2.அணு, 3,தனிமம், 4.மூலக்கூறு, 5.திடம், 6.திரவம், 7.காற்று, 8.ஒளி. (இவை குறித்து அடிப்படை இயந்திரவியல் பகுதில் விரிவாக பார்க்கலாம்). அணுத்துகள்கள் குறித்து குவாண்டவியல் பகுதியில் படிக்கலாம். தற்போது வேதியியல் துறையின் அடிப்படையான அணுக்களை பற்றி மட்டும் இங்கு புரிந்து கொள்வோம்.

அணு அணுத்துகள்களாக உடைந்து மீண்டும் அணுவாக கட்டமைகிறது. அணு எப்போதும் தன்னை ஒரு முழுப் பொருளாக நிலைநிறுத்திக் கொள்கிறது. புற சூழலால் உடையும் நிலை ஏற்பட்டால் உடனே மீளாக்கம் பெற்று முழுமை பெறுகிறது. அணு தனியாகவோ, கூட்டாகவோ தனது முழுமையை நிலைநிறுத்துகிறது. இந்த நிலைநிறுத்தலே தனிமங்கள் முதல் காற்று வரையிலான பொருட்கள் அமைய காரணமாக அமைகிறது.

அணு உடைகையில் எண்ணிலடங்கா துகள்களாக சிதறுகிறது. ஆனால் அணு மீளுகையில் எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் என்ற மூன்று துகள்களாக மட்டுமே கட்டமைகிறது. எனவே இந்த மூன்று துகள்கள் மட்டுமே இயந்திரவியலில் பங்காற்றுகின்றன. மற்ற துகள்கள் நேரடியாக பங்காற்றுவதில்லை. அதனால் அவை மறைமுக துகள்கள் எனப்படுகின்றன.

எலக்டரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் என்பவை நேரடி துகள்கள். நேரடித்துகள்கள் நேரடியாக விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன. மறைமுக துகள்கள் நேரடி துகள்கள் வழி மறைமுக தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

தற்போது உங்கள் புரிதலுக்காக மறைமுக துகள் ஒன்றான போட்டான்(தமிழில் ஒளித்துகள்) விளைவை மட்டும் குறிப்பிடுகிறேன்.

ஒளியால் நாம் எந்த விதத்திலும் நேரடியாக பாதிக்கப்படுவது இல்லை. ஆனால் நமது உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஒளியால் பாதிப்படைகின்றன. உதாரணமாக எலும்பு முறிந்தால் எக்ஸ்-ரே எடுக்கிறோம். எக்ஸ்-ரே வின் போது நாம் எந்த உணர்வையும் உணருவதில்லை. நமது உடலை கோடிக்கணக்கான போட்டான்கள்(ஒளித்துகள்கள்) கடந்து செல்கின்றன. நாம் அதை துளியும் உணருவதில்லை. அதே நேரத்தில் நமது உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அவற்றை எதிர்கொள்கின்றன. அதனாலேயே எக்ஸ்ரே பிலிமில் நமது உடல் பாகங்களின் புகைபடம் கிடைக்கிறது.


ஒளியை போல ஏராளமான மறைமுக அணுத்துகள்கள் நேரடி அணுத்துகள்களை விளைவுகளுக்கு உட்படுத்துகின்றன. தங்களின் உறுப்புகள் என்பதால் மறைமுக துகள்களின் தாக்கத்தை நேரடி துகள்கள் எளிமையாக எதிர்கொள்கின்றன. மறைமுக துகள்களின் தாக்கம் குறித்து குவாண்டவியல் பகுதியில் பார்க்கலாம்.

தற்போது வேதியியல் பிணைப்புக்கு வருவோம்.

நேரடி அணுத்துகளான எலக்ட்ரான் மீது மறைமுக அணுத்துகள்கள் தாக்கம் கொள்ளும்போது எலக்ட்ரான் தனது சமநிலையில் தடுமாற்றம் கொள்கிறது. இந்த தடுமாற்றம் அருகில் உள்ள அணுவின் எலக்ட்ரானையும் தடுமாற செய்கிறது.

 ஒரு அணுவின் எலக்ட்ரான் தடுமாற்றம் அருகில் உள்ள அணுவின் எலக்ட்ரான் உதவியுடன் சரிசெய்யப் படுமானால் அங்கு அணுபிணைப்பு உண்டாகிறது. அணுக்கள் எலக்ட்ரான்களை பிணைத்து பங்கிட்டுக் கொள்ளும் போது அணுக்கருவிலும் சிறிய மாற்றம் நிகழ்கிறது. இந்த நிகழ்வு அணுவின் அமைப்பையும், நிலையையும் மாற்றி அமைக்கிறது. இந்த மாற்றம் அணுக்களின் வேறுபாட்டுக்கு காரணமாக அமைகிறது. அணுக்களின் வேறுபாடே தனிமங்களை உருவாக்குகின்றன.

இரு அணுக்களுக்கு இடையேயான முழுமையான எலக்ட்ரான்களின் பங்கீட்டை சகபிணைப்பு என்றும்., குறை எலக்ட்ரான்களின் பங்கீட்டை அயனி பிணைப்பு என்றும் வேதியியலில் குறிப்பிடுகின்றனர்.

சகப்பிணைப்பு, அயனிப்பிணைப்பு என்ற 2 பிணைப்புகளில் தான் ஒட்டுமொத்த பிரபஞ்ச பொருட்களும் இயங்குகின்றன. அணு தனிமங்களாக மாறுவதும். தனிமங்கள் மூலக்கூறுகளாக இணைவதும், மூலக்கூறுகள் பொருட்களாக பிணைந்து இருப்பதற்கும் சகப்பிணைப்பு மற்றும் அயனிப்பிணைப்பு தான் காரணம்.

பள்ளி பாடபுத்தகத்தில் படித்த வேதியியல் பிணைப்புகள் இந்த இரண்டும் தான். இது போக ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு என்ற மூன்றாவது ஒன்றையும் படித்திருப்பீர்கள். அதாவது அணுவின் ஐசோடாப்புகள் தமிழில் ஓரிடத்தான்கள் என படித்தது நினைவிருக்கிறதா?

எலக்ட்ரான் பிணைப்பின் போது அணுக்கருவில்(நியூட்ரானில்) எற்படும் மாற்றம் ஐசோடாப்புகளை (ஓரிடத்தான்களை) உண்டாக்குகின்றன. இந்த மாற்றம் ஒட்டுமொத்த அணுவின் நிலைப்பு தன்மையில் சிறிய தடுமாற்றத்தை கொண்டு வருகிறது. இந்த தடுமாற்றத்தை சரி செய்ய ஒட்டுமொத்த அணுவும் அருகில் உள்ள ஒத்த அணுவோடு பிணைப்பை ஏற்படுத்துகிறது. இந்த பிணைப்பை தான் ஐசோடாப்பு அல்லது ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு என அழைக்கிறோம்.

அணுக்களின் பிணைப்பும் விளைவும் தான் வேதியியல். இந்த 5 கட்டுரைகள் வழி அடிப்படை வேதியியல் ஒரளவு புரிந்திருக்கும் என நினைக்கிறேன். அறிவியலில் ஆர்வம் உள்ளவர்கள் தொடர்ந்து அறிவகம் கட்டுரைகளை படியுங்கள்.

அடிப்படை இயற்பியல், அடிப்படை வேதியியல், அடிப்படை குவாண்டவியல், அடிப்படை ஒளியியல், அடிப்படை இயந்திரவியல் இவற்றை தெரிந்து கொள்வதன் மூலம் நீங்கள் நிச்சயமாக அறிவியலில் முதல்படி ஏற முடியும் என நம்புகிறேன்.

முற்றும். நன்றி! 

அணுத்துகள்கள் - அடிப்படை வேதியியல் 4

ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கும் ஆய்வில் அறிவியலாளர்களை ஒரு நிகழ்வு உற்று நோக்க வைத்தது. ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கினால் அணு பல துகள்களாக உடைகிறது. ஆனால் ஒரு துகளிடம் மட்டும் ஒளி தோற்று போகிறது. தோல்வி என்றால் சாதாரன தோழ்வி அல்ல. மரண தோல்வி. ஆம்!, ஒளிக்கு மரணமே சம்பவித்து விடுகிறது.

ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கும் போது ஏராளமான ஒளிச்சிதறல்கள் நிகழ்கின்றன. ஆனால் மூன்று மட்டும் நிலைத்து நிற்கிறது. அந்த மூன்றில் ஒன்று ஒளியையே விழுங்கி விடுகிறது. ஒளியே கொல்லப்படுமானால் நிச்சயம் ஒளியை விட ஆற்றல் பெற்ற ஒன்று அணுவில் உள்ளது.

இப்போது அறிவியலாளர்கள் அடுத்த கட்ட இறுதி முடிவுக்கு வந்தனர்.

அணு என்பது தனிப்பொருள் அல்ல. அணுத்துகள்களால் ஆனது தான் அணு. அணுத்துகள்கள் என்பது எண்ணிலடங்காதவை. எண்ணிலடங்கா அணுத்துகள்கள் இருந்தாலும் மூன்று மட்டுமே அணுவை இயல்பு உலகிற்கு எடுத்து செல்கின்றன. இந்த மூன்று மட்டுமே இயல்பு உலகில் நேரடி விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன.

இயல்பு உலகோடு நேரடி தொடர்புடைய அணுத்துகளுக்கு எலக்ட்ரான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் வெளி மின்னி என பெயரிட்டு அழைக்கலாம். இயல்பு உலகோடு மறைமுக தொடர்பை கொண்டுள்ள அணுத்துகளுக்கு புரோட்டான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் நேர் மின்னி என அழைக்கலாம்(வேறு பொருத்தமான பெயர் வேண்டும்). ஒளியை விழுங்கும் அணுத்துகளுக்கு நியூட்ரான் என பெயரிட்டுள்ளனர். தமிழில் அணுக்கரு அல்லது மையக்கரு என அழைக்கலாம்.

எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் இந்த மூன்று அடிப்படை துகள்கள் சேர்ந்தது தான் அணு. எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் இவற்றோடு இன்னும் ஏராளமான அணுத்துகள்கள் உள்ளன. அத்தனை அணுத்துகள்களும் சேர்ந்து தான் அணுவின் விளைவுகளை தீர்மானிக்கின்றன.

மூன்று அடிப்படை துகள்களை தவிர மற்ற துகள்களை பற்றி குவாண்டவியல் பகுதியில் படிக்கலாம்.

இனி வேதியியலுக்குள் நேரடியாக செல்வோம்.

அணுத்துகள்களான எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் என்பவைகளின் இயந்திரவியலை பொருத்து அவற்றின் விளைவுகள் அமைகின்றன. (இயந்திரவியல் குறித்து அடிப்படை இயற்பியல் பகுதியில் எழுதியுள்ளேன்.)

அணுவின் புற விளைவில் ஆதிக்கம் செலுத்துவது எலக்ட்ரான் தான். ஏனென்றால் அணுவின் புற எல்லையாக இருப்பது இந்த எலக்ட்ரான்.

ஒரு அணுவின் புற எல்லையாக உள்ள எலக்ட்ரானை வேறு ஒரு அணுத்துகள் தாக்கும் போது எலக்ட்ரான் மறைமுக அணுத்துகள்களாக உடைகிறது. இந்த உடைப்பு புதிய இயந்திர விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. இந்த விளைவுகளுக்கு ஏற்ப அணுவில் மாற்றம் நிகழ்கிறது. இந்த மாற்றமே தனிமங்களை கட்டமைக்கிறது.

கொஞ்சம்  குழப்பமாக தான் இருக்கும். பொறுமையாக படியுங்கள்.

அறிவியல் என்பது திரும்ப திரும்ப படித்தால் மட்டுமே புரியும். கதை என்றால் சுவாரசியம் இருந்தால் படித்து விடலாம். எளிதாக புரிந்தும் விடும். ஆனால் அறிவியல் என்பது ஆய்வு செய்ய வேண்டும். ஆய்வு செய்ய செய்யத்தான் ஆர்வம் வரும். ஆர்வம் வந்துவிட்டால் அப்புறம் எல்லாம் எளிமையாக புரிய ஆரம்பித்து விடும்.
atom particles மாதிரி படம் மட்டுமே
அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் என்ற துகள்களை நாம் நேரடி அணுத்துகள்கள் என அழைக்கலாம். மற்றவைகளை மறைமுக அணுத்துகள்கள் என அழைக்கலாம். ஏனென்றால் நேரடி அணுத்துகள்கள் மட்டுமே நிரந்தர நிலைப்பு தன்மை கொண்டுள்ளன. உடைந்தாலும் மீண்டும் கட்டமைக்கும் தன்மை பெற்றுள்ளன. மறைமுக துகள்கள் அப்படி அல்ல. அவைகள் மீளும் தன்மை அற்றவை. நேரடி துகள்கள் உடைவதால் மட்டும் உண்டாகுபவை. (குவாண்டவியலில் இது குறித்து விரிவாக தெரிந்து கொள்ளலாம்.)

மீளா தன்மை உடையதாலும், நேரடி அணுத்துகள்களின் உறுப்புக்கள் என்பதாலும் மறைமுக அணுத்துகள்களை ஒரு பொருளாக ஏற்க முடியாது. அதே நேரத்தில் அவை பொருளின் அங்கம் என்பதை மறக்க கூடாது.

நேரடி அணுத்துகள்களான எலக்ட்ரான் உடையும் போது முக்கிய மறைமுக அணுத்துகளாக வெளிப்படுவது போட்டான். எலக்ட்ரான் உடையும் போது ஏரளமான மறைமுக அணுத்துகள்கள் தோன்றினாலும். பெரும்பான்மையாக போட்டான்கள் தான் தோன்றும். இந்த போட்டான்கள் தான் ஒளி. இந்த ஒளியே பிரபஞ்சத்தில் ஏகப்பட்ட அணு உடைப்புகளை நிகழ்த்துகிறது.

ஒளியின் தாக்கத்தால் ஏற்படும் அணு உடைப்பு இயந்திரவியல் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது. இதனால் அணுக்களில் இயந்திரவியலை தாண்டி மாற்றம் நிகழ்வது இல்லை. இதனாலேயே தனிமங்கள் இயற்கையில் 94 என்ற எண்ணிக்கைக்குள் கட்டுப்பட்டு உள்ளன.

ஒரு அணுவின் எலக்ட்ரானும் மற்றொரு அணுவின் எலக்ட்ரானும் உடைபட்டு மீள்தன்மையாகும் போது தங்களுக்குள் முழுமையை பகிர்ந்து கொள்கின்றன. உடைப்பும் பகிர்வும் இயந்திரவியலை மீறுவதில்லை.

எலக்ட்ரான்களின் பகிர்வை பொருத்து தனிமங்கள் அமைவதை ஆய்வு செய்யும் துறை தான் வேதியியில் துறை.

வேதியியல் துறையில் அதிகமாக எலக்ட்ரான் பிணைப்புகள் தான் ஆய்வுக்கு உதவுகிறது. எலக்ட்ரான் பிணைப்புகளை பொருத்தே அணுக்கள் தனிமங்களாக கட்டமைகின்றன.

தனிமங்கள் மூலக்கூறுகளாகவும், மூலக்கூறுகள் பொருட்களாகவும் பொருட்கள், திட, திரவ, காற்று, நிலைகளில் இயங்கவும் எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பே காரணமாக அமைகிறது. 

எலக்ட்ரான்கள் ஏன் பிணைகின்றன என்பது பற்றி அடுத்த இறுதி பகுதியில் பார்க்கலாம்.

தொடரும்.

28/11/2019

அணு உடைப்பு - அடிப்படை வேதியியல் 3

பொருட்களை மூலக்கூறு நிலையில் இருந்து தனிம நிலைக்கு உடைத்து விடலாம். ஆனால் தனிம நிலையில் உள்ள பொருட்களை அணுநிலைக்கு உடைப்பது செயற்கையாக இயலாத செயல். தனிமத்தையே உடைக்க முடியாத போது அணுவை எப்படி உடைப்பது?

அணுவை உடைக்க முடியாது. அதே நேரத்தில் அணுவின் புற விளைவுகளை வைத்து அணுவின் உள்  விளைவுகளை கணிக்க முடியும் என தீர்மானித்தனர் அறிவியலாளர்கள்.

அணுவின் விளைவுகள் மிக எளிமையானது. அதே நேரத்தில் மிகமிக சிக்கலானது. ஏன் என்றால் அணுவை துகளா அலையா என நிர்ணயிக்க முடியவில்லை. இயற்பியல் விதிப்படி அணு ஒரு துகள். அதற்கு அலை தன்மையை கொடுக்க முடியாது. 

அலைதன்மையுடன் அணுவை அணுகினால் இயற்பியல் உலகின் அத்தனை விதிகளும் பொய்யாகி விடும். அதே நேரத்தில் துகள் தன்மையையும் கொடுக்க முடியாது. ஏனென்றால் அணுவை ஒரு துகளாக அணுகினால் அணுவியல் விளைவுகளுக்கு அர்த்தமே இல்லை. தனிமங்களின் எண்ணிக்கை கேலிக்கூத்தாகிவிடும். இது இயற்பியல் உலகின் விதிகளை பொய்யாக்குவதோடு மட்டுமல்ல கேலிக்கும் ஆளாக்கிவிடும்.

இந்த பிரச்சனையை தீர்க்க அணு என்பது துகள்/அலை கலந்த கலவை என அறிவியலாளர்கள் சமாதானப்படுத்திக் கொண்டனர். சமாதானம் தானே தவிர முழுமையான அறிவியலாக அணுநிலை மாறவில்லை.

அணுவின் விளைவுகள் அலை தன்மையோடு ஒத்துபோகிறது. அணுவின் அமைப்போ துகள் தன்மையோடு ஒத்து போகிறது. இந்த குழப்பங்களை தீர்க்க அணுவின் மையத்திற்கு துகள் தன்மையையும். எல்லைக்கு அலை தன்மையையும் கொடுத்தார்கள். ஓரளவு இந்த கோட்பாடு அணுவின் நிலையை விளக்கியது.

துகள் தன்மையான மையத்திற்கு நியூட்ரான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் அணுக்கரு. எல்லைக்கு எலக்ட்ரான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் மின்னி. 

நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் சேர்ந்த அமைப்பு தான் அணு. நியூட்ரான் எலக்ட்ரான் என்ற இரு நிலையில் இருந்தாலும் அணு என்பது ஒன்று தான். நியூட்ரான் எலக்ட்ரானை பிரிக்க முடியாது. இந்த இரண்டும் ஒன்றோடு ஒன்று இரண்டற கலந்தவை. இந்த கலவையே அணு. - இந்த கோட்பாடு ஓரளவு அணுவின் புற விளைவுகளை விளக்கியது. தனிமம் முதல் காற்று வரையிலான இயல்புலகின் அத்தனை விதிகளையும் மெய்பித்துக் காட்டியது.

தனிமம் முதல் காற்று வரை சரி. ஆனால் ஒளிக்கு அணுவின் எலக்ட்ரான், நியூட்ரான் அமைப்பு விளக்கம் தரவில்லை. இப்போது மீண்டும் பழைய குழப்ப நிலைக்கே சென்றனர் அறிவியலாளர்கள்.


ஒளி நிலையை விளக்க வேண்டும் என்றால் அணுவின் அமைப்பில் நிச்சயம் மாற்றம் செய்தாக வேண்டும். என்ன மாற்றம் செய்வது? நீண்ட காலம் அறிவியலாளர்களால் விடை காண முடியவில்லை.

இதற்கு எல்லாம் ஒரே தீர்வு எப்படியாவது அணுவை உடைப்பது தான். அணுவுக்குள் என்ன இருக்கிறது என்பதை கண்டு பிடித்தால் மட்டுமே அணுவின் உண்மை நிலையை அறிய முடியும். சரி அணுவை எப்படி உடைப்பது?

செயற்கையாக நம்மால் அணுவை உடைக்க முடிவதில்லை. அதேநேரத்தில் இயற்கையில் ஒளி மிக எளிதாக அணுவை உடைக்கிறது. முள்ளை முள்ளால் எடுப்பது போல ஒளியை கொண்டே அணுவை உடைக்கும் அதிரடி முடிவுக்கு வந்தனர் அறிவியலாளர்கள்.

அணுவை ஒளியாக கருதி, அணுவின் மீது ஒளியை பாய்ச்சினார்கள். என்ன ஆச்சரியம்! அற்புதம் நிகழ்ந்தது. அணு தூள் தூளாக உடைந்து சிதறியது. அறிவியலார்களால் நம்பவே முடியவில்லை. அணுவை உடைப்பது இவ்வளவு எளிதான செயலா என ஆச்சரியத்தில் உறைந்து நின்றனர். கண்கட்டு வித்தையாக இருக்குமோ என திரும்ப திரும்ப ஆய்வை செய்து பார்த்தனர். எல்லா முறையும் அணு ஒரே போலவே தூள் தூளானது. வித்தையும் இல்லை. விசித்திரமும் இல்லை. அணு உடைவது உண்மையே! என்ற இறுதி முடிவுக்கு வந்தனர் அறிவியலாளர்கள்.

அணு உடைந்து விட்டது. தூள் தூளாகிவிட்டது. எல்லாம் சரி. ஆனால் இது நடந்தது எல்லாம் ஒளியால். அணு உடைந்து தூள் தூளானதும் ஒளியாக! இப்போது அறிவியலாளர்கள் இருதலை கொள்ளியாக, மதில்மேல் பூனையாக முடிவு எடுக்க முடியாத நிலைக்கு தள்ளப்பட்டனர். ஒன்று அணுவை ஒளியாக கருத வேண்டும். அல்லது ஒளியை அணுவாக கருத வேண்டும்.

சிலர் அணுவை ஒளி என்றனர். சிலர் ஒளியை அணு என்றனர். அறிவியலாளர்கள் வசதிக்கு ஏற்ப அணு/ஒளி கோட்பாடை அங்கும் இங்குமாக பயன்படுத்திக் கொண்டனர். அறிவியலாளர்களின் இந்த மதில்மேல் பூனை நிலைக்கு பூனைக்கு மணி கட்டுவது யார்? என்ற ஏக்கம் நீண்ட காலம் இருந்தது.

20 நூற்றாண்டு ஆரம்பத்தில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் தைரியமாக பூனைக்கு மணி கட்டினார். அணு என்பது ஒளி என்ற முடிவை அதிரடியாக அறிவித்தார். இ=எம்சி2 கோட்பாட்டை முன்வைத்தார். ஆரம்பத்தில் யாரும் ஏற்றுக்கொள்ளவில்லை. ஆனால் 20 நூற்றாண்டின் மிகப்பெரிய கோட்பாடு இந்த இ=எம்சி2 கோட்பாடு தான்.

ஒளியின் வேகத்தில் இயங்கும் எந்த பொருளும் ஒளியாகிவிடும் என்பதே இ=எம்.சி2 கோட்பாட்டின் சாராம்சம். ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கினால் அணுவும் ஒளியாகிவிடும்.  

குவாண்டவியல் கொள்கை பிறக்கும் வரை ஐன்ஸ்டீன் கொள்கைகள் கொடிகட்டி பறந்தன.

21ம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் அணுகொள்கை தலைகீழாக மாறியது. அணு என்பது ஒளி அல்ல. அணுத்துகள் தான் ஒளி! என்ற மகத்தான உண்மை பிறந்தது. 

ஒளிச்சிதறகள் எல்லாம் அணுத் துகள்களாக ஒன்றான் பின் ஒன்றாக பெயர்சூடிக் கொண்டன. ஒளியின் வாலை அணுத்துகள் ஒன்று ஒட்ட நறுக்கிய காட்சி அறிவியலாளர்களை மிரள வைத்தது.

தொடரும்...

27/11/2019

அணு - அடிப்படை வேதியியல் 2

அடிப்படையில் உலகில் 94 வகை பொருட்கள் தான் உள்ளன. 94 அடிப்படை பொருட்களை தான் 94 தனிமங்கள் என பெயரிட்டு அழைக்கிறோம். சரி இந்த 94 தனிமங்களுக்குள் என்ன இருக்கிறது?

தனிமங்களை திரும்ப திரும்ப ஆய்வு செய்த அறிவியலாளர்கள் எல்லோருக்கும் ஒற்றை விடையே கிடைத்தது. தனிமங்கள் எல்லாம் அடிப்படையில் ஒற்றை பொருளால் ஆனது. அந்த ஒற்றை பொருளுக்கு அணு என பெயரிட்டனர்.

அணுக்களால் ஆனது தான் தனிமம் என்றால் அணுவில் என்ன இருக்கிறது? பொருட்களின் அடிப்படை அணு. அணுவுக்கு அடிப்படை என்ன? உலகில் உள்ள எல்லா பொருட்களும் அணுக்களால் ஆனது. அணுக்கள் எதனால் ஆனது?

நுண்ணோக்கி வழி அணுவை ஆய்வு செய்த அறிஞர்களுக்கு அணுவின் வடிவமைப்பு பெரும் குழப்பத்தையே தந்தது. பலரும் பல வடிவங்களை பார்த்தார்கள். ஒவ்வொருவரும் ஒரு வடிவத்தை பெரிது படுத்தி காண்பித்தார்கள். ஒவ்வொருவரும் ஒவ்வொரு வடிவத்தை காண்பித்தாலும், எல்லோர் வடிவத்திலும் ஒரே ஒரு ஒற்றுமை இருந்தது. அணுவுக்குள் மூன்று பொருட்கள் இருப்பது தான் அந்த ஒற்றுமை.

நடுவில் ஒன்றும், அதைஒட்டி ஒன்றும், இந்த இரண்டில் இருந்து தொலைவு வட்டத்தில் ஒன்றும் என மூன்று பொருட்கள் அணுவில் இருந்தன. இந்த மூன்றும் என்ன? முன்றும் ஏன் ஒன்றை ஒன்று ஈர்த்த அமைப்பில் இருக்கிறது? இதை பிரிக்க முடியுமா?

நுண்ணோக்கி வழி அணுவை பார்த்து வடிவம் வரைவதில் அர்த்தம் இல்லை. அணுவின் வடிவத்தை விட அதன் இயக்கத்தை ஆய்வு செய்தால் அணுவின் உண்மை தன்மையை அறிய முடியும் என இயற்பியல் அறிஞர்கள் கருதினர். அணுவின் இயக்கத்தை கருவிகளை கொண்டு துள்ளியமாக அறிய முடியாது., அதே நேரத்தில் அணுவின் பண்புகளை ஆய்ந்தால் விடை கிடைக்கும் என்ற முயற்சியில் இறங்கினர் வேதியியல் அறிஞர்கள்.

அணுவின் இயக்கம் தனிமத்திற்கு தனிமம் வேறுபடுகிறது. ஆனால் தனி ஒரு அணுவாக அதன் இயக்கத்தில் எந்த வேறுபாடும் இல்லை. இந்த மர்மத்திற்கு விடை காண்பது இயற்பியல் அறிஞர்களுக்கு சவாலாக இருந்தது. அதே போல தான் அணுவின் பண்புகளிலும். தனி ஒரு அணுவின் பண்புகள் கூட்டு அணுவின் பண்புகளோடு முற்றிலும் வேறுபடுகிறது. அது ஏன்? வேதியலாளர்களால் விடைகாண முடியவில்லை.

இப்போது இயற்பியல், வேதியியல் என இருதுறை அறிஞர்களும் ஒரு இறுதி முடிவுக்கு வந்தனர். ''அணுவின் புற அமைப்பில் எந்த வித இயற்பியல், வேதியியல் மாற்றங்களும் நிகழுவது இல்லை. அணுவுக்குள் தான் எல்லா மாற்றங்களும் நிகழ்கின்றன. இப்படி அணுவுக்குள் நிகழும் மாற்றங்கள் தான் அணுவுக்கு வெளியேயும் விளைவுகளை  ஏற்படுத்துகின்றன. அந்த விளைவுகளே தனித்தனி தனிமங்களை கட்டமைக்கின்றன.'' என்பதே இயற்பியல், வேதியியல் அறிஞர்களின் இறுதி முடிவு.

ஒரு அணுவுக்குள் நிகழும் மாற்றம் இவ்வளவு பெரிய பிரபஞ்சத்தையே மாற்றி அமைக்கிறது என்பதை அறிவியலாளர்களால் ஆரம்பத்தில் நம்ப முடியவில்லை. ஆனால் அணு உடைப்பு நிகழ்ந்த பின் நம்பாமல் இருக்கவும் முடியவில்லை.

அணுவுக்குள் என்ன நடக்கிறது? இந்த கேள்விக்கு அணுவை உடைத்து பார்த்தால் மட்டுமே விடை கிடைக்கும்.

சரி அணுவை எப்படி உடைப்பது?

இயற்பியல் உலக பொருட்களும், அணுவியல் உலக பொருட்களும் ஒன்று தான். ஆனால் இயற்பியல் உலகில் பொருட்களை உடைப்பது போல அணுவியல் உலகில் உடைக்க முடியாது. ஏனென்றால் இயற்பியல் உலகில் பொருட்களை நாம் திடம், திரவம், காற்று என்ற மூன்று நிலைகளில் கையாள்கிறோம். ஆனால் அணுவியல் உலகில் எல்லாவற்றையும் ஒளி நிலையில் தான் கையாள முடியும்.

 (ஒளி நிலை என்பது பற்றி விண்வெளியியில் கட்டுரையில் விளக்கி உள்ளேன்.)

திடம், திரவம், காற்று என்ற மூன்று நிலைகளில் உள்ள தனிமங்களை அணு நிலையில் நேரடியாக கையாள முடியாது. உதாரணமாக வீட்டில் சமையல் செய்ய பெட்ரோலியம் காற்றை  பயன்படுத்துகிறோம். காற்றை நேரடியாக சிலிண்டர்களில் அடைத்து பயன்படுத்த முடியாது. அதனால் திரவ நிலையில் காற்றை கையாளுகிறோம். சிலிண்டருக்குள் தண்ணீர்(திரவம்) இருப்பதன் காரணம் இது தான். காற்று நிலையில் உள்ள தனிமங்களை திரவம் அல்லது திடநிலைக்கு கொண்டு வந்து கையாளுகிறோம்.

(திடம், திரவம், காற்று நிலைகள் குறித்து அடிப்படை இயற்பியல் பகுதியில் விளக்கி உள்ளேன்.)

அணு நிலையில் பொருட்களை ஒளி நிலையில் தான் கையாள முடியும். துகள்/அலை அல்லது பரல்/பரவல் சேர்ந்த நிலை தான் ஒளி நிலை.
Real atom structure - அணு நிலை
நடுவில் இருந்து எல்லை வரை ஒரே நிலையில், ஒரே தன்மையில் இருந்தால் அது துகள் அல்லது பரல் நிலை. நடுவும் எல்லையும் வேறு வேறு நிலையில் இருந்தால் அது அலை அல்லது பரவல் நிலை.

 உதாரணமாக சூரியனின் நடுவட்டம் பரல் நிலையிலும், அதன் வெளி வட்ட கதிர்விச்சு பரவல் நிலையில் இருப்பதை பார்க்கலாம்.

திட பொருட்களை தவிர திரவ, காற்று நிலையில் உள்ள பொருட்கள் எல்லாம் பரவல் நிலையில் தான் உள்ளன. அதனால் தான் இந்த பொருட்களை நிலையாக வைக்க திடப்பொருட்களின் உதவியை நாடுகிறோம்.

தண்ணீர் பாட்டில் வைத்த இடத்தில் இருக்கம். ஆனால் தண்ணீர் அப்படி இருக்காது. அதனால் தான் தண்ணீரை திடப்பொருளான பாட்டிலுக்குள் அடைத்து வைக்கிறோம். அதே போல தான் காற்றையும். பரல் பரவல் புரிந்திருக்கும் என நினைக்கிறேன்.

சரி இனி வேதியியலுக்குள் செல்வோம்.

தொடரும்.

20/11/2019

அடிப்படை வேதியியல் 1

வேதிபொருள், இரசாயனம், கெமிக்கல் என்றால் பலருக்கும் அலர்ஜி. சமீப காலமாக இயற்கை விவசாயம், இயற்கை பொருட்கள், இயற்கை உணவுகள் என்பது பிரபலமாகி வருகிறது.

உண்மையில் நமது உடலுக்கு தேவையான தூய்மையான உணவு வேதிப்பொருட்கள் தான். நாம் உண்ணும் அனைத்து உணவுகளும் வேதிப்பொருட்களாக மாற்றப்பட்டே இரத்தத்திற்குள் செல்கிறது. 

இயற்கை இயற்கை என நாம் பெருமைப்பட்டு வாங்கி உண்ணும் இயற்கை பொருட்களில் உள்ள வேதி பொருட்களை மட்டுமே உடல் உணவாக எடுத்துக் கொள்கிறது. மற்ற இயற்கை பொருட்களை எல்லாம் மலமாக வெளியே தள்ளி விடுகிறது.

நமது உடலுக்கு தேவையான உணவு என்பது கார்பன், ஹைட்ரஜன், என்ற இரண்டு வேதிப்பொருட்கள் தான். உடலில் ஆற்றல் ஒருங்கே செயல்பட ஆக்சிஜன் தேவை. உடலின் நோய்த்தொற்று, சூழல் மேலாண்மையை எதிர்கொள்ள மருந்தாக நைட்ரஜன், பாஸ்பரஸ், சல்பர், மாக்னீஷ், பொட்டாசியம், கால்சியம், இரும்பு, வெள்ளி, சோடியம், அயோடின், குளோரின் ஆகிய வேதி பொருட்கள் தேவை. அவ்வளவே. இதைத் தவிர வேறு எந்த உணவும் நமது உடலுக்கு தேவை இல்லை. அப்படியே நீங்கள் கொடுத்தாலும் கழிவாகத் தான் வெளியே வரும்.

இந்த 14 வேதிப்பொருட்கள் தான் தேவை என்றால் நாம் ஏன் உணவுக்காக இவ்வளவு கடினப்பட வேண்டும். விவசாயமே தேவை இல்லையே, வேதிப்பொருட்களை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு தொழிற்சாலை போதுமே என உங்களுக்குள் ஐயம் வருவது நியாயமே.

நமது இயல்பு உலகிற்கும் வேதியல் உலகிற்கும் நெறுங்கிய வேறுபாடு உள்ளது. அதை புரிந்து கொண்டால் விவசாயமா? தொழிற்சாலையா என்ற உங்கள் குழப்பம் தீரும்.

வேதியல் என்பது தனிம நிலையில் பொருட்களை அறிந்து கொள்ளும் துறை. அது என்ன தனிம நிலை?

பொருட்கள் எல்லாம் மூலக்கூறால் ஆனது. மூலக்கூறுகள் தனிமங்களால் ஆனது. தனிமங்கள் அணுக்களால் ஆனது என்பதை ஏற்கனவே படித்திருக்கிறோம்.

உதாரணமாக ஒரு வாழைப்பழத்தை எடுத்துக்கொள்வோம். வாழைப்பழம் என்பது நாம் இயல்பாக அறிந்து கொள்ளும் ஒரு பொருள். வாழைப்பழத்தின் மூலப்பொருட்கள் என்ன என பார்க்க வாழைப்பழத்தை பிரித்து சிறிய சிறிய துண்டுகளாக வெட்டி பார்க்கிறோம். இப்படி வெட்டி வெட்டி நம் இயல்பான கண்ணால் பார்க்க கூடிய மீச்சிறு அளவுக்கு வெட்டி விட்டோம். 0.05 மில்லிமீட்டர். இதற்கு மேலும் வெட்ட முடியாது. ஏனென்றால் இந்த அளவிலேயே வாழைப்பழம் ஒரு தூசு அளவை விட சிறிதாக இருக்கிறது.
சரி நம் இயல்பான கண்ணால் தான் பார்க்க முடியாது. நுண்ணோக்கி உதவியுடன் பார்ப்போம். நுண்ணோக்கி வழி பார்க்கும் போது தூசை விட சிறிய துண்டு நூறு மடங்கு பெரிதாகத் தெரிகிறது. இப்போது மேலும் அதை நூறு பிரிவாக வெட்டி சிறிதாக்குகிறோம். இதற்கு மேலும் சிறிதாக்க முடியாது என்ற நிலை வருகிறது. நாம் விட்டபாடில்லை. நவீன நுண்ணோக்கியான எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியை வைத்து மேலும் சிறிதாக வெட்டுகிறோம். அப்போது இன்னும் 100 மடங்கு சிறிய துண்டுகளாக வெட்ட முடிகிறது. ஒரு கட்டத்தில் வெட்ட முடியாத இறுதி நிலை ஏற்படுகிறது.

இப்போது வெட்டிய துண்டுகளை எல்லாம் நாம் பரிசோதிக்கிறோம். எல்லா துண்டுகளும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கின்றன. இப்படி ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் துண்டுகளுக்கு எல்லாம் ஒரு பெயர் இடுகிறோம். அதற்கு பேர்  தான் தனிமம்.

வாழைப்பழத்தை வெட்டியதைப் போல உலகில் உள்ள எல்லா பொருட்களையும் வெட்டி மீச்சிறு துண்டாக்குகிறோம். கல், இரும்பு, பிளாஸ்டிக், இலை, மரம், மனிதன், பறவை, கம்யூட்டர், தண்ணீர், கற்றில் உள்ள தூசுகள் என உலகில் உள்ள எல்லா பொருட்களையும் மீச்சிறு அளவாக வெட்டி துண்டாக்குகிறோம். இப்படி துண்டாக்கும் போது நமக்கு 94 வகையான பொருட்கள் கிடைக்கிறது. உலகில் உள்ள கோடான கோடி பொருட்களை வெட்டி துண்டாக்கினாலும் நமக்கு இறுதியாக கிடைப்பது இந்த 94 வகை பொருட்கள் தான். எந்த பொருளை பிரித்துப் பிரித்து மீச்சிறு நிலைக்கு சென்றாலும் இறுதியாக இந்த 94 வகையுள் அடங்கி விடுகிறது.

இப்படி பொருட்களின் இறுதி தனித்தனி நிலையான 94 வகையைத் தான் நாம் 94 தனிமங்கள் என அழைக்கிறோம். இயற்கையாக 94 தனிமங்களை அறிவியலாளர்கள் கணித்துள்ளனர்.

பள்ளி பாடபுத்தகத்தில் காணும் தனிம அட்டவணை என்பது இந்த 94 தனிமங்கள் தான். இயற்கையாக இருப்பது 94. இயற்கையில் இருந்து செயற்கையாக 24 தனிமங்களை ஆய்வகத்தில் அறிவியலாளர்கள் தயாரிக்கின்றனர். 94+24=118 தனிமங்களை தனிம அட்டவணையில் படித்திருப்பீர்கள்.

94 வகை தனிமத்திற்கும் 94 பெயர்கள் வைத்துள்ளோம். அந்த பெயர்கள் தான் கார்பன், ஹைட்ரன், ஆக்சிஜன், இரும்பு, வெள்ளி, தங்கம், நிக்கல் என்பது எல்லாம்.

தனிமங்கள் என்றால் என்ன என புரிந்திருக்கும் என நினைக்கிறேன்.

இறுதியாக சுருக்கமாக ஒருமுறை.

நாம் காணும் அனைத்து பொருட்களும் பல மூலப்பொருட்கள் சேர்ந்த கலவை. இந்த கலவையால் உலகில் பலகோடி பொருட்கள் உள்ளன. ஆனால் உண்மையில் தனித்தனி நிலையில் பொருட்கள் 94 தான் உள்ளன. இந்த 94 பொருட்கள் தான் பல்வேறு சேர்மங்களாக, கலவைகளாக பலகோடி பொருட்களாக மாறி உள்ளன. தனித்தனி நிலையில் உள்ள 94 மூலப்பொருட்களை தான் நாம் மூலக்கூறுகள் என்றும் தனிமங்கள் என்றும் அழைக்கிறோம்.

சரி இந்த 94 பொருட்களுக்குள் என்ன இருக்கிறது?
தனிமங்கள் எப்படி மூலக்கூறுகளாக மாறுகின்றன?
மூலக்கூறுகள் எப்படி பொருட்களாக மாறுகின்றன?

அடுத்த பகுதியில் பார்க்கலாம்.

தொடரும்.

19/11/2019

பால்வெளி, அண்டம், பிரபஞ்சம் - விண்வெளியியல் 5

பலகோடி சூரியன்களால் நிறைந்தது பிரபஞ்சம். ஒவ்வொரு சூரியனிலும் நிகழும் அணுக்கரு இணைவும், பிளவும் விண்வெளியில் பலகோடி பொருட்களை உண்டாக்குகின்றன. இப்படி உருவான பலகோடி பொருட்களில் ஒன்று தான் நீங்களும் நானும்.

அணுக்கரு இணைவாலும் பிளவாலும் எப்படி பொருட்கள் உண்டாகின்றன என்பதை பற்றி அடிப்படை வேதியியல் பகுதியில் பார்க்கலாம்.(அறிவகத்தின் அடுத்த கட்டுரைத் தொடர்).

தற்போது விண்வெளி கட்டுரையின் இறுதியாக பால்வெளி(milky way), அண்டம்(galaxy), பிரபஞ்சம்(universe) குறித்து பார்த்து விடுவோம்.

பூமி, சூரியக்குடும்பம், பால்வெளி, அண்டம், பிரபஞ்சம் இந்த 5 தான் விண்வெளி கொள்கையின் முக்கிய கட்டமைப்புகள்.

பூமி சூரியக்குடும்பத்தில் ஒரு அங்கம். சூரியக்குடும்பம் பால்வெளியில் ஒரு அங்கம். பால்வெளி அண்டத்தில் ஒரு அங்கம். அண்டம் பிரபஞ்சத்தில் ஒரு அங்கம்.

பூமி போல பலகோடி பொருட்கள் சூரியக் குடும்பத்தில் உள்ளன. இவை அனைத்தும் சூரியனை சுற்றி வருகின்றன. சூரியக் குடும்பம் போல பலகோடி சூரியக்குடும்பங்கள் பால்வெளி அமைப்பில் உள்ளன. பல கோடி பால்வெளி அமைப்புகள் சேர்ந்தது அண்டம். பல கோடி அண்டங்கள் சேர்ந்தது பிரபஞ்சம்.

அப்படியானால் இந்த பிரபஞ்சம் எவ்வளவு பெரியது என கற்பனை செய்து பாருங்கள். கூடவே இத்தனை கோடான கோடி பொருட்களும் ஒரு சிறிய அணுவில் இருந்து வெடித்து சிதறியவை என்பதையும் உங்கள் கற்பனையில் சேர்த்துக்கொள்ளுங்கள். என்ன தலையே சுற்றுகிறதா? கவலை வேண்டாம் ஒரு சின்ன ஆறுதல் இதெல்லாம் கோட்பாடுகளே அல்லாமல் நிரூபிக்கப்பட்ட உண்மைகள் அல்ல.

பலகோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஒரு சிறிய அணு அளவிலான பொருள் வெடித்து சிதறியதால், உருவானதே இந்த பிரபஞ்சம் என்பதே பெருவெடிப்பு (பிக்பேங்) கொள்கை. இந்த கொள்கை பிரபஞ்சம் வேகமாக விரிந்து கொண்டே செல்கிறது என்ற கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் கணிக்கப்பட்டது.

சூரியனும், சூரியனைச் சுற்றும் கிரகங்களும் ஆண்டுதோறும் தங்கள் சுற்றுவட்ட பாதையில் சிறிய மாற்றத்தை காண்பிக்கின்றன. இந்த மாற்றம் விரிவடையும் தன்மையுடன் ஒத்துபோகிறது. இப்படி விரிவடையும் தன்மையை ஒளியின் வேகத்துடன் ஒப்பிடும் போது மிகவேகமாக, மிகப்பெரிய அளவில் விரிவடைவதை கணிக்கின்றனர் அறிவியலாளர்கள்.

அணு வெடித்து சிதறியதால் பிரபஞ்சம் விரிவடைகிறது, பலகோடி பொருட்கள் உண்டானது என்பது சரி. ஆனால் அணு ஏன் வெடித்து சிதறியது? இந்த கேள்விக்கு பதிலாக மற்றொரு கோட்பாட்டை வைக்கின்றனர் அறிவியலாளர்கள். அது தான் பெரும்சுருக்க கொள்கை.


பரந்து விரிந்து கொண்டிருக்கும் இந்த பிரபஞ்சம் ஒரு கட்டத்தில் மீண்டும் சுருங்க ஆரம்பிக்கும். அப்படி சுருங்கிச் சுருங்கி அணு அளவிலான பொருளாக மாறும். கோடானகோடி பொருட்கள் அணு அளவில் சுருக்கம் அடைவதால் ஏற்படும் அழுத்தம் காரணமாக மீண்டும் அதிபயங்கரமாக வெடிக்கும்.

இப்படி வெடிப்பதால் பிரபஞ்சம் விரிவடையும். வெடித்து விரிந்த பிரபஞ்சம் மீண்டும் சுருங்கும். இப்படி பிரபஞ்சம் வேகமாக விரிந்தும் சுருங்கியும் கொண்டு இருப்பதாலேயே நாம் உயிர்வாழ்வது உட்பட அனைத்து இயக்கங்களும் நடக்கின்றன என்கின்றனர் அறிவியலாளர்கள்.

பிரபஞ்சம் வெடிப்பதும் சுருங்குவதும் மிகவேகமாக நடக்கிறது. எவ்வளவு வேகத்தில் என கேட்டால் அந்த வேகத்தை நம்மால் உணரமுடியாது என்பதே பதில். இல்லை எனக்கு தெரிந்தே ஆக வேண்டும் என்பவர்கள் ஒளியின் வேகத்தை குறித்து கொஞ்சம் படியுங்கள்.

பிரபஞ்சம் விரிதல், சுருங்குதல், அண்டம், பால்வெளி, சூரியக்குடும்பம், பூமி இதெல்லாம் கோட்பாடுகளே அல்லாமல், நிரூபிக்கப்பட்ட உண்மைகள் அல்ல என்பதை எப்போதும் நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

விண்வெளி கோட்பாடுகள் ஒவ்வொரு நூற்றாண்டும் பெரும் மாற்றாத்தை சந்தித்து வந்திருக்கிறது. இறுதியாக 20ம் நூற்றாண்டில் பிக்பேங் கொள்கை அங்கீகாரம் பெற்றிருக்கிறது. இதுவும் தற்போதைய 21ம் நூற்றாண்டில் மாற்றம் பெறலாம்.

ஆய்வுகள் தொடர்கின்றன. கற்பனைகள் இன்னும் அதிவேகமாக பயணிக்கின்றன. சர்வதேச விண்வெளி அறிவியலாளர்கள் புவி ஈர்ப்பு மண்டலத்தை கூட கடக்கவில்லை. நிலவு பயணம் கூட கோட்பாடு அளவில் தான் நிற்கிறது. ஆனால் ஹாலிவுட் இயக்குனர்கள் பால்வெளி, அண்டம் கடந்து பிரபஞ்சத்தின் எல்லைக்கே சென்று திரும்பி விட்டனர்.

விதிக்கும் கோட்பாட்டுக்கும் எவ்வளவு வேறுபாடு இருக்கிறதோ, அதே அளவு வேறுபாடு கோட்பாட்டுக்கும், கற்பனைக்கும் இருக்கிறது.

கற்பனைகள் கோட்பாடுகளை முட்டாள்தனமாக்கி விடக்கூடாது. அதே போல கோட்பாடுகள் விதிகளை முட்டாள் தனமாக்கி விடக்கூடாது. கற்பனைகளை வியாபாரம் செய்யலாம். ஏன் விதிகளை கூட வியாபாரம் செய்யலாம். ஆனால் கோட்பாடுகளை வியாபாரம் செய்யக்கூடாது. ஏனென்றால் கற்பனைகளை விதிகளாக மெய்பிக்கும் ஆற்றல் கோட்பாடுகளுக்கு தான் உள்ளது.

வானில் பறக்க முடியும் என்ற கற்பனையே, மந்திர பறக்கும் பாய் என்ற கோட்பாட்டை தந்தது. அந்த பறக்கும்பாய் கோட்பாடே விமானம் என்ற விதிக்கு வித்திட்டது. பூமிக்கு மேலே வானத்தில் சொர்க்கம் இருக்கிறது என்ற கற்பனையே, விண்வெளியில் மிதக்க முடியும் என்ற கோட்பாட்டை தந்தது. விண்வெளியில் மிதக்க முடியும் என்ற கோட்பாடே, இன்று சர்வதேச விண்வெளி ஆய்வு மையம் என்ற விதியை சாத்தியமாக்கி இருகிறது.

கற்பனைகளை கடந்து கோட்பாடுகளை படைப்போம்.,
கோட்படுகளை தொடர்ந்து விதிகளை சாத்தியமாக்குவோம். 

முற்றும். நன்றி.

அடுத்த தொடர் : அடிப்படை வேதியல்

13/11/2019

சூரியக் குடும்பம் - விண்வெளியியல் 4

சூரியன் நடுவிலும், சூரியனை சுற்றி பூமி உட்பட 8 கோள்களும், நிலா உட்பட பல துணை கோள்களும் உள்ளன. - பள்ளி பாடபுத்தகத்திலேயே இதை பல முறை படித்து விட்டோம்.

20ம் நூற்றாண்டில் 9 கோள்கள் இருப்பதாக கூறப்பட்டது. தற்போது புதன், வெள்ளி, பூமி, செவ்வாய், வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் ஆகிய 8 கோள்கள் மட்டுமே சூரியனை சுற்றுவதாக கணிக்கப்பட்டு உள்ளது.

சூரியன் என்பது பூமிக்கு அருகில் உள்ள ஒரு எரியும் நட்சத்திரம். பிற கோள்கள் எரிந்து தீர்ந்த நட்சத்திரத்தின் துண்டுகள். பூமி உட்பட கோள்கள் சூரியனின் எரிவால் எறிந்து வீசப்பட்ட சூரிய துண்டுகளாக இருக்கலாம் என்பது அறிவியலாளர்களின் கணிப்பு.

நட்சத்திரங்கள், கோள்கள், துணைக்கோள்கள், எரிகற்கள், எறியப்பட்ட பலகோடி துண்டுகள் என விண்வெளி எங்கும் கோடிக்கணக்கான பொருட்கள் உள்ளதாக அறிவியலாளர்கள் கணித்துள்ளனர்.

கோடிக்கணக்கான பொருட்கள் இருந்தாலும், அத்துனை பொருட்களும் 94 தனிமங்களுக்குள் அடக்கம் என்பதும் அறிவியல் கணிப்பே.

(தனிமங்கள் மற்றும் அடிப்படை துகள்கள் குறித்து அறிய குவாண்டவியல் கட்டுரையை படிக்கவும்)

சூரியன் என்பது ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் தனிமத்தால் ஆனது. சூரியனில் மையத்தில் சுமார் 73% ஹைட்ரஜனும், வெளிபகுதியில் சுமார் 25% ஹீலியமும், கார்பன், ஆக்சிஜன், இரும்பு, நியான் போன்ற தனிமங்கள் சுமார் 2% இருப்பதாக கணிக்கப்பட்டு உள்ளது.

சூரியன் என்பது பிளாஸ்மா நிலையில் இருக்கும் பொருளாகும். எப்போதும் எரிந்து கொண்டே இருக்கும் சூரியனில் அணுக்கரு இணைவு மற்றும் பிளவு நிகழ்ந்துகொண்டே இருக்கிறது. இதனால் வெளிப்படும் போட்டான் உட்பட அடிப்படை துகள்கள் விண்வெளியில் எறியப்பட்டு கொண்டே இருக்கின்றன. இப்படி எறியப்படும் துகள்கள் விண்வெளியில் பல்வேறு தனிமங்கள் உண்டாக காரணமாக அமைகின்றன.


சூரியனின் மையப்பகுதியில் ஹைட்ரஜன் அணு உடைந்து போட்டான் உட்பட துகள்களை வீசி எறிகிறது. இவை சூரியனின் வெளிப்பகுதியில் மீண்டும் மாற்றி இணைந்து ஹீலியம் அணுவாக மாறுகின்றன. ஹலீயம் அணு உடைந்து போட்டான் உட்பட துகள்களை எறிகிறது. அவை விண்வெளியில் பயணிக்கின்றன. இப்படி பயணிக்கும் துகள்கள் விண்வெளியில் எற்கனவே உள்ள துகள்களோடு முட்டி மோதி அவற்றை பிரித்தும் சேர்த்தும் வெவ்வேறு தனிமங்களை உண்டாக்குகின்றன.

சூரியனில் இருந்து வீசப்படும் அடிப்படை துகள்கள் 18 வகையானவை என குவாண்டவியல் கணித்துள்ளது. 18 அடிப்படை துகள்கள் இருந்தாலும் இவற்றுள் விண்வெளி ஆய்வில் அதிகம் பயன்படுவது போட்டான் துகள்தான்.

போட்டான் துகளை தான் ஒளி என்கிறோம். ஒளி தான் விண்வெளி ஆய்வில் பல்வேறு சாதனைகளுக்கு உதவி உள்ளது.

பிளாஸ்மா நிலையில் இருக்கும் பொருட்கள் எப்போதும் எரிந்து கொண்டே இருக்கின்றன. இந்த எரிதலில் அணுக்கரு இணைவும், பிளவும் இயல்பாக நிகழ்கிறது. அணுக்கரு இணைவு மற்றும் பிளவால் ஏற்படும் துகள் எறிதல் பல்வேறு பொருட்களை உருவாக்குகிறது. இப்படி உருவாகும் பொருட்கள் விண்வெளியில் தங்கள் இயல்பு நிலையில் தொடர்ந்து பயணிக்கின்றன.

பிளாஸ்மா நிலையில் உள்ள பொருட்களை சூரியன் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் என்றும், 50%க்கும் மேல் எரிந்து தீர்ந்த பொருட்களை கோள்கள் என்றும், 70%க்கும் மேல் எரிந்து தீர்ந்த பொருட்களை துணைக் கோள்கள் என்றும். 100% எரிந்து தீர்ந்த பொருட்களை கருந்துளை என்றும் அழைக்கிறோம்.

அடிப்படைத் துகள்கள் எறிதலை ஆற்றல் என்றும், அடிப்படை துகள்கள் பிணைந்து இருக்கும் தன்மையை பொருள் என்றும் அழைக்கிறோம். ஒரு பொருளுக்கும் இன்னொரு பொருளுக்குமான இடைவெளியை விண்வெளி என்று அழைக்கிறோம்.

பொருளை நாம் 5 நிலைகளில் அறியலாம்
1. அடிப்படை துகள்கள் இறுக பிணைந்த நிலையில் அணு நிலை.
2. அணுக்களுக்கு இடையில் சிறு இடைவெளி இருந்தால் திடநிலை.
3. திடநிலையில் மேலும் இடைவெளி அதிகரித்தால் திரவ நிலை.
4. திரவ நிலையில் மேலும் இடைவெளி அதிகரித்தால் வாயு நிலை.
5. வாயு நிலையில் மேலும் இடைவெளி அதிகரித்தால் பிளாஸ்மா நிலை.

பிளாஸ்மா நிலையில் அணுத்துகள்கள் இடைவெளியை அதிகம் கொண்டு இருப்பதால் அவற்றின் ஆற்றல் எல்லை மிகப்பெரியதாக இருக்கிறது. அதனாலேயே பிளாஸ்மா நிலையில் இருக்கும் பொருட்கள் தங்கள் எல்லைக்கு உட்பட்ட இடைவெளியில் இருக்கும் அனைத்து பொருட்களையும் ஆளுகைக்கு உட்படுத்துகின்றன.

சூரியனின் பிளாஸ்மா எல்லைக்குள் பூமி வருவதால், சூரிய இடைவெளியில் பூமி  சுழன்று கொண்டு இருக்கிறது. சூரிய பிளாஸ்மா எல்லைக்குள் வரும் கோள்கள், துணைக்கோள்கள், எறிகற்கள், பொருட்கள் அனைத்தும் சூரிய குடும்பம் என அழைக்கப்படுகின்றன. சூரிய குடும்பத்தில் உள்ள பொருட்கள் அனைத்தும் சூரியனை மையமாக கொண்டு சுற்றி வருகின்றன.

சூரிய குடும்பம் போல பலகோடி சூரிய குடும்பங்கள் விண்வெளியில் இருப்பதாக அறிவியல் கணித்துள்ளது. வானில் நாம் காணும் ஒவ்வொரு நட்சத்திரமும் ஒவ்வொரு சூரியக்குடும்பம் என்றால் எவ்வளவு சூரியக் குடும்பம் இருக்கும் என நீங்களே கணித்துக்கொள்ளுங்கள்.

தொடரும்...

07/11/2019

பொருள் என்றால் என்ன? - விண்வெளியியல் 3

வானியலை படிக்க பொருள், வெளி என்ற இரண்டு சொற்கள் மிக முக்கியமானவை. இந்த இரண்டிற்கும் சரியான விளக்கமும், வேறுபாடும் தெரியாவிட்டால் வானியலை படிக்க முடியாது.

பொருள் என்றால் என்ன? எளிமையாக சொல்லவேண்டும் என்றால் ‘‘மையமும், எல்லையும் உள்ளது பொருள். மையமும் எல்லையும் இல்லாதது வெளி.’’

உதாரணமாக ஒரு பேனாவை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். பேனாவிற்கு மையமும், எல்லையும் இருக்கிறது. அதே நேரத்தில் பேனாவை சுற்றி உள்ள பரந்த வெளிக்கு மையமோ எல்லையோ இல்லை.

பொருள் என்றால் அதற்கு மையமும் எல்லையும் இருக்கும். அது பேனாவானலும் சரி, காகிதமானாலும் சரி, அல்லது கடுகு, குண்டூசி, கார், ரயில், கடல், பூமி, சூரியன் என எந்த பொருளானாலும் அதற்கு மையமும் எல்லையும் இருக்கும்.

எதற்கு மையமும் எல்லையும் இல்லையோ அது பொருளாகாது. அதற்கு பெயர் வெளி. 

சரி காற்று பொருளா? அதற்கு மையமும் எல்லையும் இருக்கிறதா என்றால்., ஆம். காற்று பொருள் தான். காற்றிற்கு மையமும் எல்லையும் இருக்கிறது. காற்று என்பது அலை வடிவில் இருக்கும் பொருள். காற்று மட்டுமல்ல ஆக்சிஜன், நைட்ரஜன், ஹீலியம் உட்பட வாயு நிலையில் இருக்கும் தனிமங்கள் அனைத்தும் பொருட்கள் தான். ஆச்சரியமாக இருக்கலாம் ஒளியும் ஒரு பொருள் தான்.

ஒளி எப்படி பொருளாகும்? ஒளியின் மையம் என்ன? ஒளியின் எல்லை என்ன? ஒளியின் வடிவம் என்ன?

ஒளி ஒரு பொருள் என்பதை புரிந்து கொள்ள நாம் கொஞ்சம் குவாண்டவியலுக்குள் சென்று வர வேண்டும்.

ஒரு பொருளை மிகச்சிறிய துகளாக பிரித்தால் அது மூலக்கூறு நிலையை அடையும். உதாரணமாக ஒரு கடுகை ஆயிரம் மடங்கு சின்னதாக உடைத்தீர்கள் என்றால் கடுகு எப்படி இருக்கும். அந்த நிலையை மூலக்கூறு என்கிறோம்.

மூலக்கூறு மேலும் உடைத்தால் அது அணுக்களாக மாறும். அணு தான் ஒரு பொருளின் மீச்சிறு அளவு. அதற்கு மேல் உடைத்தால் அந்த பொருள் என்னவாகும்?

20ம் நூற்றாண்டின் துவக்கத்தில் அணுவை உடைக்கும் முயற்சியில் வெற்றி கண்டார்கள்.  அணுவை அணுத்துகள்களாக உடைத்தார்கள். அந்த அணுத்துகள்களே எலக்ட்ரான், புரோட்டான். நியூட்ரான்.

இப்போது ஒரு பொருளின் மீச்சிறு அளவு அணு அல்ல. அணுத்துகள்கள் என்ற முடிவுக்கு அறிவியலாளர்கள் வந்தனர். இந்த முடிவும் ரொம்ப நாட்கள் நீடிக்கவில்லை. அணுத்துகள்களையும் உடைக்க முடியும் என நிரூபித்து காட்டினர் 20ம் நூற்றாண்டு இறுதிகால அறிவியலாளர்கள்.

அணுத்துகள்களான எல்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் இவைகளை மேலும் சிறிதாக உடைத்தனர். இப்படி உடைக்கும் போது அது பலநூறு துகள்களாக சிதறுண்டு போவதை கண்டறிந்தனர்.

அணுத்துகள்கள் பல்லாயிரம் துகள்களாக சிதறுண்டு போனாலும் அவற்றுள் சில துகள்கள் மட்டும் நீண்ட நேரம் வாழ்ந்தன. மையமும் எல்லையும் உள்ள பொருளாக இயங்கின.

இப்படி மையமும் எல்லையும் உள்ள பொருளாக இயங்கும் துகள்களை மட்டும் வடிகட்டி ஸ்டேண்டேடு பொது குவாண்டவியலை உண்டாக்கினர். அப்படி ஸ்டேண்டேடு குவாண்டவியலில் 18 அணுத்துகள்கள் உள்ளன. (இது குறித்து விரிவாக குவாண்டவியலில் படிப்போம்)

இந்த 18 அணுத்துகள்களில் ஒன்று தான் போட்டான். இந்த போட்டான் தான் ஒளி! எலக்ட்ரானை உடைக்கும் போது அதிகப்படியான போட்டான்கள் வெளிப்படுகின்றன. இந்த போட்டான்கள் தான் நமது ஒட்டுமொத்த உயிர் உலகையும் ஆட்டிவைக்கின்றன. இந்த போட்டான்கள் இல்லை என்றால் பூமியில் உயிரினங்கள் இல்லை.

போட்டான்கள் இல்லை என்றால் இந்த நொடியே நாம் இயக்கமற்று நின்று விடுவோம். உயிர் இயக்கம்  நின்றுவிட்டால் பிணமாகி மண்ணாகி மக்கிப்போவோம். ஆனால் ஒட்டுமொத்த போட்டான் இயக்கம் நின்றால் அப்படியே சிலையாகி விடுவோம். நமது உடல் மக்க கூட செய்யாது. உடல் மட்டுமல்ல ஒட்டுமொத்த பிரபஞ்சமும் அப்படியே நின்று விடும்.

புதிராக இருக்கிதா? விரிவாக பார்ப்போம்.

பள்ளி பாடத்தில் ஒளிச்சேர்க்கை குறித்து படித்ததை சற்று நினைவுபடுத்திக் கொள்ளுங்கள். ஒளிச்சேர்க்கை எப்படி நடக்கிறது? சூரியனில் இருந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள் இலைகளின் மீது படுகிறது. இலைகளில் உள்ள பச்சையம் சூரிய ஒளியின் உதவியுடன். தண்ணீரை நீராவியாக்குகிறது. தண்ணீர் நீராவியாக மாறும் போது தண்ணீர் மூலக்கூறான ஹைட்ரஜன்+ஆக்ஜிஜன் பிரிகிறது. அதே நேரத்தில் காற்றில் உள்ள கார்பன் டை ஆக்சைடை உடைத்து, கார்பன் + ஹைட்ரஜனை சேர்த்து கார்போஹைட்ரேட்டை உண்டாக்குகிறது தாவரங்கள். இந்த கார்போ ஹைட்ரேட் தான் நமக்கு மட்டுமல்ல அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் உணவாக இருக்கிறது.

சரி ஒளி எப்படி மூலக்கூரை உடைக்கிறது? 


சூரியனில் இருந்து ஒளியாக வருபவை போட்டான் துகள்கள். இந்த போட்டான் துகள்கள் இலையில் உள்ள எலக்ட்ரானை உடைக்கின்றன. இப்படி எலக்ட்ரான் உடைபடும்போது எலக்ட்ரானில் ஏற்கனவே உள்ள போட்டான்கள் வெடித்து சிதறுகின்றன. இந்த சிதறல் ஆற்றல் மூலக்கூறுகளை உடைக்க உதவுகிறது. இதனால் ஒளிச்சேர்கை நிகழ்கிறது!

இலையில் நிகழும் அதே நிகழ்வு தான் சூரியஒளி மின்சாரம் தயாரிக்கும் தகடுகளிலும் நடக்கிறது. தகடுகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை உடைப்பதால் நிகழும் போட்டான் நகர்ச்சியே நமக்கு மின்சாரமாக கிடைக்கிறது. 

தொடரும்...

05/11/2019

ஒளி என்றால் என்ன? - விண்வெளியியல் 2

‘வெளிச்சம்’ எதார்த்தமாக இப்படித் தான் நாம் ஒளியை அழைக்கிறோம். இந்த வெளிச்சம் எங்கிருக்கிறது? எப்படி இருக்கிறது? ஏன் இருக்கிறது? வெளிச்சம் இல்லாவிட்டால் என்னதான் நிகழும்?

நம்மைப் பொருத்தவரை பகல் பொழுதில் சூரியனில் இருந்தும், இரவு பொழுதில் நிலா மற்றும் நட்சத்திரங்களில் இருந்தும் இயற்கையாக வெளிச்சம் கிடைக்கிறது. மழைக் காலங்களில் மின்னலின் வெளிச்சம் மின்னலாக வந்து போகிறது.

எதாவது ஒரு பொருளை எரிய வைப்பதால் செயற்கையாக நம்மால் வெளிச்சத்தை உண்டாக்க முடியும்.

முன்பு தீப்பந்தம், எண்ணெய் விளக்குகள், மின்னும் கற்கள் இவற்றின் உதவியுடன் செயற்கை வெளிச்சத்தை உண்டாக்கினர். தற்போது மின் விளக்குகள், கிரிஸ்டல் உப்புகள், லேசர்கதிர்கள் என செயற்கை வெளிச்ச புரட்சியே நடக்கிறது.

வெளிச்சம் உண்டாக இரண்டு பொருட்கள் வேண்டும். 1.எரியும் பொருள், 2.ஒளிரும் பொருள்.

எரியும் பொருள் தெரியும்., அது என்ன ஒளிரும் பொருள்? - இங்கே தான் வெளிச்சத்திற்கும் ஒளிக்கும் உள்ள வேறுபாட்டை நீங்கள் புரிந்து கொள்ள வேண்டிய சரியான தருணம் வருகிறது.

ஒரு பொருள் வெளிச்சத்தை ஏற்படுத்தினால் அது எரியும் பொருள். ஒரு பொருள் வெளிச்சத்தை ஏற்றுக்கொண்டால் அது ஒளிரா பொருள். 

குழப்பம் ஏற்படாமல் இருக்க மெதுவாக படியுங்கள்.

வெளிச்சத்தை ஏற்படுத்தும் பொருளும், வெளிச்சத்தை ஏற்கும் பொருளும் எதிர்எதிரே இருந்தால் அங்கு வெளிச்சம் ஏற்படாது. வெளிச்சத்தை ஏற்படுத்தும் பொருளும் வெளிச்சத்தை ஏற்கா பொருளும் எதிரெதிரே இருந்தால் அங்கு வெளிச்சம் ஏற்படும்.

மேற்சொன்ன விளக்கத்தை நிதானமாக ஆய்வு செய்தீர்களானால் ஒளி என்றால் என்ன? என உங்களுக்கு புலப்பட்டிருக்கும்.

எரியும் பொருள் ஏதோ ஒன்றை எறிகிறது(வீசுகிறது). வீசப்பட்டது ஏதிரே இருக்கும் பொருள் மீது மோதி எதிர்விளைவை ஏற்படுத்துகிறது என்றால் அங்கு வெளிச்சம் பிறக்கிறது. எதிர்விளைவை ஏற்படுத்தவில்லை என்றால் வெளிச்சம் எரியும் பொருளிலும் இல்லை. ஏற்ற பொருளிலும் இல்லை.

உதாரணமாக : நீங்கள் விளக்கை எரிய விடுகிறீர்கள். விளக்கை எரித்தால் மட்டும் வெளிச்சம் வந்து விடாது. வெளிச்சம் பட்டு பிரதிபளிக்க சுவரோ, மேசையோ, பேனாவா, கட்டிலோ, திரைச்சீலையோ என எதாவது ஒரு பொருள் இருக்க வேண்டும். எந்த பொருளுமே இல்லாத ஒரு வெற்றிடத்தில் வெளிச்சத்தை பார்க்க முடியாது.

காற்றில் உள்ள சின்ன சின்ன தூசுகள் ஒளியை பிரதிபளிப்பதால் தான் ஒளிக்கதிர்கள் நமது கண்களுக்குத் தெரிகிறது.

ஒளியை வெளியிடும் ஒரு பொருள் வேண்டும். அதே போல ஒளியை பிரதிபளிக்கும் ஒரு பொருள் வேண்டும். இந்த இரண்டும் இருந்தால் மட்டுமே வெளிச்சத்தை நம்மால் பார்க்க முடியும்.

சரி ஒளிக்கும் வெளிச்சத்துக்குமான வித்தியாசத்திற்கு வருவோம்.

எரியும் ஒரு பொருளில் இருந்து எறியப்படும் ஒன்று எதிரே உள்ள பொருளில் பட்டு பிரதிபளித்தால் அது ஒளி. அந்த பிரதிபளிப்பை நம் கண்கள் உணர்ந்தால் அது வெளிச்சம். வெளிச்சம் எல்லாம் ஒளியாகும். ஆனால் ஒளி எல்லாம் வெளிச்சம் ஆகாது. குறிப்பிட்ட ஒளியை மட்டுமே நமது கண்கள் உணர்கிறது. நமது கண்கள் உணரும் ஒளி வெளிச்சம் எனப்படுகிறது.

முதலில் வெளிச்சம் குறித்து தெரிந்து கொண்டு அடுத்து ஒளிக்குள் செல்வோம்.

உதாரணமாக வெளிச்சம் என்பது ஒரு நீர்த்துளி அளவு என்றால், ஒளி என்பது கடலின் அளவை விட அதிகமானது. அதனால் சிறுதுளியான வெளிச்சத்தை கொண்டே ஒளியை புரிந்து கொள்ள முயற்சிப்போம்.

நமது கண்கள் உணரும் ஒளியை வண்ணங்களாக வகைபடுத்தலாம்.

உதாரணமாக வானவில்லின் 7 வண்ணங்களை நமது கண்கள் நேரடியாக உணர்கிறது. அந்த 7 வண்ணங்களே இயற்கையின் அடிப்படை வண்ணங்கள். இந்த 7 வண்ணங்களை பல நூறு வண்ணங்களாக நாம் கலக்கிக்கொள்கிறோம்.


சிவப்பு, பழுப்பு, பச்சை, நீலம், ஊதா, மஞ்சள், வெள்ளை என்ற 7 நிறங்கள் தான் இயற்கையின் அடிப்படை நிறங்கள். இவற்றின் கலப்பட அளவிற்கு ஏற்ப நமது கண்களுக்கு பலநூறு நிறங்கள் தெரிகிறது. நமது கண்களுக்கு தெரியும் நிறங்களே அந்தந்த பொருளின் நிறங்களாக நாம் அறிகிறோம்.

சிவப்பு + பச்சை + நீலம் என்பவை நாம் செயற்கை தயாரிப்புகளுக்காக வைத்திருக்கும் அடிப்படை நிறங்கள். இந்த மூன்று நிறங்களைக் கொண்டு 255 நிறங்களை உருவாக்க முடியும். இந்த 255 நிற விளக்குகளில் தான் டி.வி முதல், செல்போன் ஸ்கிரீன் வரை தயாரிக்கப்படுகிறது. 
சிவப்பு + பச்சை + நீலம் RGB
எல்.ஈ.டி. எல்.சி.டி, டிஸ்ப்ளே திரைகள் எல்லாம் இந்த 255 நிற விளக்குகளின் துள்ளிய ஒளிர்வால் வருபவை தான்.

இயற்கை வண்ணங்கள் சிவப்பு முதல் வெள்ளை வரை இருக்கின்றன. ஆனால் நமக்கு எல்லாம் மிகவும் பிடித்த ஒற்றை நிறம் அதில் இல்லை என்பது உங்கள் கவனத்தில் வந்ததா?

வெளிச்சத்தில் இல்லாத ஒரே நிறம் கருப்பு. கருப்பில் வெளிச்சம் மட்டுமல்ல ஒளியும் இல்லை. இந்த பிரபஞ்சத்தில் அதிகமாக உள்ள நிறம் கருப்பு தான். ஆனால் உண்மையில் கருப்பு ஒரு நிறம் அல்ல. எந்த நிறமும், எந்த வெளிச்சமும் இல்லாத ஒன்றிற்கு கருப்பு என பெயரிட்டுள்ளோம்.

கருப்பில் பொருள் கூட இல்லை. கருப்பான பொருள் பிரபஞ்சத்தில் இல்லவே இல்லை. பொருளே அல்லாத இந்த கருப்பை தான் வெளி என்கிறோம். பிரபஞ்ச வெளி எங்கும் கருப்பே நிறைந்திருக்கிறது. 

இந்த கருப்பு தான் கருந்துளையா?
கருப்பிடம் ஏன் ஒளி தோற்றுப்போகிறது?

தொடரும்...

04/11/2019

இடைவெளி - விண்வெளியியல் 1

வானம்! ஏராளமான ஆச்சரியங்களுடன் காட்சி தரும் மிகப்பெரிய உலகம். அப்படி வானத்தில் என்ன தான் இருக்கிறது?

வானத்தில் சொர்க்கம் உள்ளதா? பூமியைத் தாண்டி இன்னொரு உலகம் இருக்கிறதா? உண்மையில் பூமியை போன்று நிலவிலும் நிலம் இருக்கிறதா? சூரியன் எரிந்து கொண்டிருக்கிறதா? - ஏராளமான கேள்விகள். எல்லாவற்றிற்கும் கோட்பாடு ஒன்றே பதில்.

வானத்தில் எதை விளக்கினாலும் கோட்பாடு ரீதியாகவே விளக்க முடியும். நமது இயல்பியல் விதிகளின் படி வானில் இருந்து எந்தத் தரவையும் பெற முடியாது.

 (விதிகள் என்றால் நிரூபிக்கப்பட்ட உண்மைகள். கோட்பாடு என்றால் நிரூபிக்கப்பட்ட யூகங்கள். உண்மைகள் என்றும் மாறாது. யூகங்கள் மாறலாம்.)

ஒலி, ஒளி இதை கடந்து எந்த உணர்வையும் வானத்தில் இருந்து பெற முடியாது. வானத்தை ருசிக்க முடியாது. வானத்தை நுகர முடியாது. வானத்தை தொட முடியாது. 

ஒளியை பார்க்கலாம். ஒலியை கேட்கலாம். நம்மை பொருத்தவரை ஒளியும் ஒலியும் சேர்ந்தது தான் வானம்.

வானம் என்றால் உடனே நம் நினைவுக்கு வருவது, சூரியன், நிலா, நட்சத்திரங்கள், மேகம், மழை, இடி, மின்னல் இவ்வளவு தான். இந்த 7 ஐ தவிர வேறு ஒன்று வானத்தில் இல்லை. இந்த 7 ஐ தவிர வேறு எதையும் நம் கண்ணால் பார்க்கவோ, காதால் கேட்கவோ முடியாது.

தொலைநோக்கி உதவியுடன் பார்த்தால் ஏராளமான விண்கற்கள், கிரகங்கள் இருப்பதை ஓரளவு யூகிக்க முடியும். ஆனால் அது யூகமே தவிர உண்மை என உறுதியாக சொல்ல முடியாது.


நாம் நேரடியாக பார்க்கும் சூரியன், நிலா, நட்சத்திரங்கள், மேகம், மழை, இடி, மின்னல் இவைகள் தான் வானமா என்றால், இல்லை!, இன்னும் ஒன்றை சேர்த்துக்கொள்ளுங்கள் என்பதே பதில்!

அது என்ன இன்னொன்று? எளிமையான பதில் தான்., ‘‘இடைவெளி’’ தான் அந்த இன்னொன்று!

வானம் நிரம்ப இருப்பது இந்த இடைவெளி தான். வானத்தில் 99.99 சதவீதம் இடைவெளியே. அதனால் தான் வானியலை விண்வெளியியல் என குறிப்பிடுகிறோம். 

இடைவெளியை பார்க்கவோ, கேட்கவோ, நுகரவோ, சுவைக்கவோ, தொட்டு உணரவோ முடியாது. நமது இயல்பறிவால் உணரவே முடியாத ஒன்று தான் இடைவெளி!

இடைவெளி என்பது நமது உணர்வுக்கு அப்பாற்பட்டது. நமது அறிவின் அளவிற்கு உட்பட்டது. நமது அறிவு தான் இடைவெளியை தீர்மானிக்கிறதே அல்லாமல் இடைவெளி என்ற ஒன்று இருப்பதை கோட்பாடு ரீதியாகக் கூட விளக்க முடியாது!

இரண்டு இடங்களுக்கு இடைப்பட்ட வெளி = இடைவெளி. - இது தான் இடைவெளிக்கான சூத்திரம்.

ஏன் இந்த இடைவெளி?

இயற்பியல் விதிகளால் மட்டுமல்ல, கோட்பாடுகளால் கூட பதில் சொல்ல முடியாது!

சூரியனுக்கும் பூமிக்கும் இடையில் ஏன் இந்த இடைவெளி? இந்த கேள்விக்கு கோட்பாடுகள் பதில் தருகின்றன. ஆனால் நிரூபிக்கப்பட்ட உண்மைகள் இன்னும் பிறக்கவே இல்லை.

புவி ஈர்ப்பு விசையால் பூமியை நோக்கி எல்லா பொருட்களும் விழுகின்றன. புவி ஈர்ப்பு விசையின் எல்லைக்கு அப்பால் உள்ள பொருட்கள் பூமியில் விழுவது இல்லை என நிரூபித்தார் சர் ஐசக் நியூட்டன்.

நியூட்டன் தான் இன்று வரை இயல்பியல் உலகின் அரசன். நியூட்டனின் விதிகளே இன்று வரை அறிவியலாக உள்ளது. பூமியில் நியூட்டனின் விதிகள் தான் கடவுள். ஆனால் விண்வெளியில் நியூட்டன் விதிகள் செல்லாக் காசு!

விண்வெளியில் நியூட்டன் விதிகள் செயல்படாமல் போவதன் காரணம் என்ன? இந்த கேள்விக்கு ஐன்ஸ்டீனை போல குழம்பி, குழப்பி, கூட்டி, கழித்து, பெருக்கி, வகுத்து வராத ஒரு விடையை கோட்பாடு அளவில் வரவைத்துக் கொள்ள வேண்டியது இல்லை.

எளிமையான பதில் ‘‘ நியூட்டன் விதிகள் இடத்திற்கானது., வெளியில் நியூட்டன் விதிகள் பொருந்தாது.’’ இடமும் வெளியும் சேர்ந்தது தான் இடைவெளி. இடைவெளியில் இடத்திற்கான ஒற்றை விதிகள் மட்டும்  செயல்படாது! இடம் + வெளிக்கான விதிகள் படியே இடைவெளி செயல்படும். - இதையே காலநேரம் என சுற்றி வளைத்து ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கோட்பாடு சொல்கிறது.

அது என்ன நியூட்டனின் விதிகள்? இடம் என்றால் என்ன? வெளி உலகம் என ஒன்று உள்ளதா? அதை எப்படி புரிந்து கொள்வது? சூரியன், கிரகங்கள், நட்சத்திரங்கள், நிலா இவை ஏன் இடைவெளியில் இருக்கின்றன? சூரிய குடும்பம், பால்வெளி மண்டலம், பிரபஞ்சம் இதெல்லாம் உண்மையா? சார்பியல் கோட்பாடு சரியானதா? -  புதிரான இந்த கேள்விகளுக்கு எல்லாம் விடைதேடிச் செல்வது ஒரு சுவாரசியப் பயணமாக அமையும்.

5 குறுங் கட்டுரைகள் வழி விண்வெளியை சுற்றி காட்ட முயற்சிக்கிறேன்.

நியூட்டன் விதிகள், ஐன்ஸ்டின் கோட்பாடுகள் இவற்றை தவிர்த்து விட்டு, நாம் ஒளி, ஒலியை கொண்டு விண்வெளியை புரிந்து கொள்ள முயற்சிப்போம். ஏனென்றால் இந்த இரண்டும் தான் நமக்கு வானத்தை நேரடியாக காட்டுகின்றன.

நமது இயல்பு அறிவால் ஒளி, ஒலியாக மட்டுமே வானத்தை புரிந்து கொள்ள முடியும். அப்படிப்பட்ட புரிதலே உண்மையான அறிவியலாக இருக்கும் என நினைக்கிறேன்.

ஒளி இது தான் உண்மையான வானம். நாம் வானத்தில் பார்ப்பது எல்லாம் ஒளி தான். இடியாக ஒலியையும், மழையாக ருசியையும், பனியாக உணர்வையும், காற்றாக நுகர்வையும் பெறுகிறோம். என்றாலும் மழையை தவிர்த்து விட்டு சூரியன், நிலா, நட்சத்திரங்கள் என மற்ற எல்லாவற்றையும் ஒளியாகத் தான் உணர்கிறோம்.

ஒளி என்றால் என்ன? ஒளி எங்கு இருக்கிறது? ஒளியில் என்ன தான் இருக்கிறது? கண்களை மூடிவிட்டால் ஒளியின் கதையும் முடிந்ததா?

ஒளியை படிக்காமல் விண்வெளியை எட்டி கூட பார்க்க முடியாது. ஆனால் ஒளியை மட்டும் தெரிந்து கொண்டால் போதும், ஒட்டுமொத்த விண்வெளியையும் கரைத்து குடித்துவிடலாம்.

- இடைவெளி தொடரும்...