പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിലെ പ്രഹേളികകളും പ്രതിസന്ധിയും – ഡോ.എ. രാജഗോപാൽ കമ്മത്ത്
‘മഹാവിസ്ഫോടന സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിന് 13.8 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾ മാത്രമേ പഴക്കമുള്ളൂ. ഞങ്ങൾ ചില നിരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി, അത് ഇപ്പോഴും വിശദീകരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുകയാണ്, പക്ഷേ, ഏറ്റവും ലളിതമായ വിശദീകരണം 20ബില്യൻ വർഷങ്ങൾ പഴക്കമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുണ്ടെന്നതാണ്….’ പ്രൊഫ.ജയന്ത് നാർലിക്കർ
“നമ്മളും ഭൂമിയും സൗരയൂഥവും ഗാലക്സികളും പ്രപഞ്ചംതന്നെയും ഒരു ഹോളോഗ്രാം മാത്രമാണോ?” സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിങ്ങിന്റെ ശിഷ്യനും പിന്നീട് സഹഗവേഷകനുമായ ബെൽജിയത്തിലെ കെ.യു ല്യൂവെൻ സർവകലാശാലയിലെ തോമസ് ഹെർട്ടോഗിനോടായിരുന്നു ഞാൻ ഈ ചോദ്യം ഉന്നയിച്ചത്. ഇതിനുത്തരം ലഭിച്ചില്ലെന്നു മാത്രമല്ല മറ്റു പല ചോദ്യങ്ങളിൽനിന്നു ഹെർട്ടോഗ് ഒഴിഞ്ഞുമാറാൻ ശ്രമിക്കുകയുംചെയ്തു. ആംസ്റ്റർഡാമിൽ നടന്ന ജി-10 സമ്മേളനത്തിൽ സംവദിക്കാനെത്തിയത് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെ പ്രതിനിധീകരിച്ച് ഹെർട്ടോഗും പിന്നെ സ്ലൊവേനിയൻ ചിന്തകനായ സ്ലാവോയ് സിസെക്കുമാണ്‌. ‘തോമസ് ഹെർട്ടോഗ്, ഏറ്റവും പുതിയ ആശയമായ ഹോളോഗ്രാഫിക് തത്വം അവതരിപ്പിക്കുന്നു’ എന്നായിരുന്നു ജി-10 സംഘാടകരുടെ പ്രചാരണം. എന്നാൽ, ഹെർട്ടോഗ് ആ മേഖലയിലേക്ക് കടന്നതുപോലുമില്ല. ഗ്രീക്ക്ചിന്തകരുടെ കാര്യത്തിൽത്തുടങ്ങി ഒരു സ്റ്റീരിയോടൈപ്പ് വിവരണത്തിൽ പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തെ ഒതുക്കാനാണ്‌ ശ്രമിച്ചത്.
‘പ്രപഞ്ചം രൂപകല്പന ചെയ്യപ്പെട്ടതുപോലെ തോന്നുന്നു’ എന്ന, സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിങ്ങിന്റെ ശബ്ദത്തെ അനുകരിച്ചുള്ള റെക്കോഡിങ്ങോടെയാണ്‌ ഹെർട്ടോഗ് തന്റെ പ്രഭാഷണം തുടങ്ങിയത്. മൾട്ടീവേഴ്സ് (ബഹുപ്രപഞ്ചം) എന്ന ആശയത്തോട് ഹോക്കിങ്ങിന്‌ യോജിപ്പുണ്ടായിരുന്നില്ല എന്നു പറയുകയുണ്ടായി. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ തുടക്കമെന്നു കരുതപ്പെടുന്ന മഹാവിസ്ഫോടനസിദ്ധാന്തത്തെ ന്യായീകരിക്കാനുള്ള ശ്രമവും ഹെർട്ടോഗ് തുടർന്നു. അവിടെ സന്നിഹിതരായവരിൽ ഭൗതികശാസ്ത്ര പ്ര‍ഫസർമാരും വിദ്യാർഥികളും ശാസ്ത്രകുതുകികളുമുണ്ടായിരുന്നു. ‘സമയം എന്നത് രേഖീയമോ അതോ ചാക്രികമോ എന്ന് എന്റെയൊപ്പം മുൻനിരയിലിരുന്ന ഒരു യുവതി ചോദിച്ചു. ‘സമയം ആവിർഭവിക്കുന്ന ഒന്നാണ്‌’ എന്നു പറഞ്ഞ് ഹെർട്ടോഗ് തന്റെ പ്രഭാഷണം അവസാനിപ്പിച്ചു.
സമയത്തെക്കുറിച്ചു പറയാൻ അടിസ്ഥാനമാക്കേണ്ടത് ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈന്റെ സങ്കല്പനങ്ങളെയാണ്‌. സമയം എന്നത് വ്യക്തിപരമാണ്‌. ഓരോരുത്തർക്കും അവരുടേതായ സമയമുണ്ട്. പ്രാപഞ്ചികമായ സമയം എന്നൊന്നില്ല. സമയം കടന്നുപോകുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ധാരണകൾ, അളവുകൾ എല്ലാം നിരീക്ഷകന്റെ സ്ഥാനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഹോളോഗ്രാഫിക് തത്വമനുസരിച്ച് മൂന്നുമാനങ്ങളു(dimensions)ള്ളതെന്നു കരുതുന്ന പ്രപഞ്ചം അടിസ്ഥാനപരമായി രണ്ടുമാനങ്ങൾ മാത്രമുള്ളതാണ്‌. മൂന്നുമാനങ്ങളിൽ നമുക്കു ദൃശ്യമാകുന്നവ, (നാലാമത്തെ മാനമായി സമയവും) രണ്ടുമാനങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ ഹോളോഗ്രാമാണ്‌.
ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ പ്രതിസന്ധി
ശാസ്ത്രത്തിലിപ്പോൾ ഒരു അരാജകത്വം നിലനില്‍ക്കുന്നു. ഈ നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കംമുതൽ ഇതു രൂഢമൂലവുമാണ്‌. പണ്ടൊക്കെ അതതു വിഷയങ്ങളിലെ വിദഗ്ധന്മാരുടെ വിശദമായ പരിശോധനയ്ക്കുശേഷം മാത്രമേ ശാസ്ത്രപ്രബന്ധങ്ങൾ പ്രസിദ്ധപ്പെടുത്തുകയുള്ളു. അങ്ങനെയുള്ളവ ആധികാരികമെന്നും കരുതിപ്പോന്നു. ഇന്നത്തെ പ്രബന്ധങ്ങളിൽ അടിസ്ഥാനമില്ലാത്ത സങ്കല്പനങ്ങൾ കടന്നുകൂടുന്നു. അവയ്ക്ക് ധാരാളം പ്രചാരം ലഭിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് വെബ് അധിഷ്ഠിത ശ്രമങ്ങളിലൂടെ.
ഗണിതത്തിന്റെ അമിതമായ കൈകടത്തലുകൾമൂലം യാഥാർഥ്യം എന്നത് അകന്നുപോകുന്ന കാഴ്ചയാണ്‌ കഴിഞ്ഞ കുറച്ചുദശകങ്ങളായി കണ്ടുവരുന്നത്. ചിന്താപരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി ആർക്കും സമയം ചെലവഴിക്കാനാകുന്നില്ല. ആഴത്തിലുള്ള ചിന്ത നഷ്ടമായിരിക്കുന്നു. വിവരങ്ങളുടെ ബാഹുല്യം മനുഷ്യന്റെ ചിന്താശേഷിയിൽ ഗണ്യമായ കുറവു വരുത്തിയിരിക്കുന്നു. ഗണിതം, യാഥാർഥ്യത്തെ അകറ്റിനിർത്തിയാണ്‌ സങ്കല്പനങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനമായ സമീകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള വേദിയൊരുക്കുന്നത്. ഇപ്രകാരം ലഭിക്കുന്ന ഉൾക്കാഴ്ച്കൾ സാങ്കേതികതയുടെ സഹായത്തോടെ, നിരീക്ഷണ, പരീക്ഷണ ഉദ്യമങ്ങളിലൂടെ സ്ഥാപിക്കുകയാണ്‌ ചെയ്യുന്നത്. ഗണിതത്തിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന വെളിപാടുകൾ യാഥാർഥ്യത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു എന്നുറപ്പിച്ചു പറയാനാകില്ല. ചില കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ വേണ്ടിവന്നേക്കാം. സങ്കല്പനങ്ങൾ ചിന്താപരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഉറപ്പിച്ച് പിന്നീടതിനു ഗണിതഭാഷ്യം നൽകുമ്പോൾ ഐൻസ്റ്റൈൻ അവതരിപ്പിച്ച വിപ്ലവകരമായ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തങ്ങളെപ്പോലെയുള്ളവ ജന്മംകൊള്ളുന്നു. ഐൻസ്റ്റൈന്റെ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതയുടെ ഗണിതം അദ്ദേഹത്തിന്റെ സഹധർമ്മിണിയായ മിലേവയുടെയും കൂടി സംഭാവനയാണ്‌. അതേപോലെ, സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഗണിതശാസ്ത്ര ചട്ടക്കൂട് മാർസെൽ ഗോസ്മാന്റെ സംഭാവനയാണ്‌. ഗണിതത്തിലൂടെ ഭൗതികത്തിലെത്തുന്നവർ കഴിഞ്ഞ കുറച്ചു ദശകങ്ങളായി കാടുകയറിയുള്ള ആശയങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനൊക്കെ നല്ല പ്രചാരവും ലഭിക്കുന്നുണ്ട്.
ഭൗതികശാസ്ത്രം ഒരു പ്രതിസന്ധിഘട്ടത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുകയാണ്‌. ഇതേപോലെയുള്ള അവസ്ഥകൾ പണ്ടും ഈ ശാസ്ത്രമേഖലയിൽ ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട്. അന്നൊക്കെ പുതിയ ആശയങ്ങൾ രംഗത്തുവരികയും പഴയതൊക്കെ ചരിത്രത്തിന്റെ ഭാഗമാകുകയുംചെയ്തു. മൈക്കൽ ഫാരഡെയുടെ വിദ്യുത്കാന്തികതയെക്കുറിച്ചുള്ള കണ്ടെത്തലുകൾ, ജയിംസ് ക്ലാർക്ക് മാക്സ്‌വെല്ലിന്റെ വിദ്യുത്കാന്തികമണ്ഡലത്തെക്കുറിച്ചുള്ള സമീകരണങ്ങൾ, മാക്സ് പ്ലാങ്കിന്റെ ക്വാണ്ട എന്ന ആശയം, ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ, ലൂയി ഡിബ്രോയ്, എർവിൻ ഷ്രോഡിംഗർ, വെർനെർ ഹൈസൻബർഗ്, പോൾ ഡിറാക്ക് എന്നിവരുടെ ആധുനിക ക്വാണ്ടം സങ്കല്പനങ്ങൾ എന്നിവ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ വിപ്ലവകരമായ മുന്നേറ്റമാണുണ്ടാക്കിയത്. ആറ്റങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനമായ കണങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയതും ഇവിടെ പ്രത്യേകം പരാമർശിക്കണം. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം എന്നു കരുതിയ കണങ്ങൾ, തരംഗസ്വഭാവവും കാണിക്കുന്നു. ‘ആരും ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം മനസ്സിലാക്കുന്നില്ല’ എന്ന റിച്ചാർഡ് ഫൈൻമാന്റെ പ്രസ്താവം നോക്കുക. ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം, സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഏകദേശവിവരം മാത്രമാണ്‌ നൽ കുന്നത്.
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യാവസ്ഥയെ വിവരിക്കുന്ന മഹാവിസ്ഫോടന സിദ്ധാന്തം ആദ്യം അവതരിപ്പിച്ച തരമേയല്ല ഇപ്പോൾ. ധാരാളം കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകൾ ആ സിദ്ധാന്തത്തെ നിലനിർത്താനായി പല ഗവേഷകരും അവതരിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. ജയന്ത് നാർലിക്കറുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ ഇവയെല്ലാം പണ്ടത്തെ ഗ്രീക്ക്ചിന്തരുടെ എപ്പിസൈക്കിളുകളെ ഓർമിപ്പിക്കുന്നു, ആകാശഗോളങ്ങളുടെ ചലനത്തെ വിവരിക്കാനായി പലകാലങ്ങളിൽ പലർ ചേർന്നു മുന്നോട്ടുവച്ചവ.
പ്രപഞ്ചം ചിരസ്ഥായിയായി നിലനില്‍ക്കുന്നു എന്ന ആശയമായ സ്ഥിരസ്ഥിതി സിദ്ധാന്തം (steadystate theory) മഹാവിസ്ഫോടന സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ആവിർഭാവത്തോടെ തിരശ്ശീലയ്ക്കു പിന്നിലായി. പ്രപഞ്ചമെങ്ങും അലയടിക്കുന്ന, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യകാലത്തു രൂപപ്പെട്ട പ്രാപഞ്ചിക സൂക്ഷ്മതരംഗ പശ്ചാത്തല വികിരണം (cosmic microwave background radiation), പ്രപഞ്ചത്തിലെ ലഘുമൂലകങ്ങളുടെ അളവ് എന്നിവ മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന്റെ തെളിവുകളായി കണക്കാക്കുന്നു. സ്ഥലവും കാലവും ഒരുമിച്ചുനിലകൊണ്ട അതിസാന്ദ്രബിന്ദുവായ സിൻഗുലാരിറ്റി എന്ന ഏകത്വാവസ്ഥയിൽനിന്നാണ്‌ പ്രപഞ്ചം ഉദ്ഭവിച്ചത് എന്ന ആശയം മുന്നോട്ടുവച്ച സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിങ് ക്വണ്ടംസിദ്ധാന്തക്കാരുടെ ബഹുപ്രപഞ്ചം (multiverse) എന്ന ആശയത്തോട് മമത പുലർത്തിയില്ല. റോജർ പെൻറോസാകട്ടെ കൺഫോമൽ സൈക്ളിക്ക് കോസ്മോളജി എന്നൊരാശയം കഴിഞ്ഞ ദശകത്തിൽ മുന്നോട്ടു വയ്ക്കുകയും ചെയ്തു. അതിൽ പ്രപഞ്ചം നിലനില്‍ക്കുന്നത് മഹാവിസ്ഫോടനം, മഹാസങ്കോചനം എന്ന അവസ്ഥകൾ ചാക്രികമായി ഉണ്ടാകുന്ന രീതിയിലാണ്‌. പ്രപഞ്ചം ദ്രുതഗതിയിൽ വികസിക്കുന്നു. അതായത് ഗാലക്സികൾക്കിടയിലെ സ്പേസ് വലുതാകുന്നു. ഇങ്ങനെ വികസിച്ച് പ്രപഞ്ചം ഒടുവിൽ തണുത്തുറയും. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അവസ്ഥയെക്കുറിച്ച് മനസ്സിലാക്കാൻ ഒന്നും നിലനില്ക്കില്ല; ദ്രവ്യം ശിഥിലമാകും. മഹാവിസ്ഫോടനത്തിനു സമമായ ഒരവസ്ഥയിൽ വീണ്ടും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ തുടക്കമാകും. കഴിഞ്ഞ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സൂചനകളായി ബ്ളാക്ഹോളുകളുടെ അവശിഷ്ടങ്ങൾ ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലും നിരീക്ഷിക്കാനാകും. ഫ്രഡ് ഹോയ്‌ലിന്റെ ശിഷ്യനായ ജയന്ത് നാർലിക്കറുടെ ക്വാസി സ്റ്റെഡിസ്റ്റേറ്റ് മോഡലിൽ പ്രപഞ്ചം സ്ഥിരമായി നിലനില്‍ക്കുന്നു. അയ്യായിരംകോടി വർഷത്തിനിടയിൽ ചെറുമഹാവിസ്ഫോടനങ്ങളിൽ പ്രാദേശികമായി ദ്രവ്യമുണ്ടാകുന്നു. പ്രപഞ്ചം ഉദ്ഭവിച്ചശേഷം അതിനൊരു പെരുപ്പാവസ്ഥയുണ്ടായി ദ്രുതഗതിയിൽ വികസിച്ച് വലിയൊരു ഇടമായി എന്നു സമർഥിക്കുന്ന ഇൻഫ്ലേഷൻ സിദ്ധാന്തം വളരെയധികം ശ്രദ്ധപിടിച്ചുപറ്റിയ ഒന്നാണ്‌. എന്നാൽ, ആ സിദ്ധാന്തം രൂപവത്കരിച്ചവരിൽ ഒരാളായ സ്റ്റൈൻഹാഡ് തന്നെ ആ ആശയത്തിന്റെ സാധുതയെക്കുറിച്ചുള്ള ആശങ്ക വ്യക്തമാക്കുകയും ചെയ്തു.
ഏറ്റവും നല്ലത് ടോപ്പ്ഡൗൺ കോസ്മോളജി ആണെന്നുതോന്നുന്നു. ഇന്നുകാണുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സവിശേഷതകളാണ്‌ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കഴിഞ്ഞകാലത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ അനുമാനങ്ങൾക്കാധാരം. അങ്ങനെ നോക്കുമ്പോൾ പ്രപഞ്ചത്തിന് ഏതൊരുതരം തുടക്കവും അനുമാനിക്കാനുള്ള സ്വാതന്ത്ര്യം ലഭിക്കുന്നു. അതുകൊണ്ട് ‘നമ്മൾ സൃഷ്ടിയുടെ പ്രഭുക്കളാണ്‌’ എന്ന് ഹോക്കിങ് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. റിച്ചാർഡ് ഫൈൻമാന്റെ ആശയം പ്രകാരം ഒരു കണം നിശ്ചിത ഇടത്തുനിന്നു മറ്റൊരു ബിന്ദുവിലെത്താൻ അതിനു സാധ്യമായ എല്ലാ പാതകളും തരണംചെയ്യുന്നു. ഒരു വ്യൂഹത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കാര്യമെടുത്താൽ, അതിനുസാധ്യമായ എല്ലാ ചരിത്രങ്ങളും ഉണ്ട് എന്നു കരുതണം. ഇന്നു നാം കാണുന്ന പ്രപഞ്ചം അത്തരം എല്ലാ സാധ്യതകളുടെയും ആകെത്തുകയാണ്‌. സംഭാവ്യമായ എല്ലാ സാധ്യതകളുടെയും ആകെത്തുകയാണ്‌ (sum over histories) ഈ പ്രപഞ്ചവും.
സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ പോരായ്മകളും പുതിയ സാധ്യതകളും
പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം, കമ്പനംചെയ്യുന്ന സ്ട്രിങ്ങുകളെന്നു സമർഥിക്കുന്ന സ്ട്രിങ്സിദ്ധാന്തം ഇപ്പോൾ വഴിമുട്ടിയ നിലയിലാണ്‌. കഴിഞ്ഞനൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനദശകങ്ങളിൽ അതിപ്രമുഖമായി ഭവിച്ച ഈ ആശയത്തിൽ ഒരുവിധ മുന്നേറ്റവും നടത്താനായിട്ടില്ല. അടിസ്ഥാനകണങ്ങൾ ഒരോന്നും വ്യത്യസ്തമായ രീതിയിൽ കമ്പനംചെയ്യുന്ന സ്ടിങ്ങുകളാണ്‌. ഇത്തരത്തിൽ ഗ്രാവിറ്റോണിനെയും ചേർത്ത് പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ അടിസ്ഥാനബലങ്ങളെയും സമന്വയിപ്പിച്ചു വിവരിക്കാം എന്നായിരുന്നു പരികല്പന. സങ്കീർണമായ ഗണിതശാസ്ത്രത്തിൽ പണികഴിപ്പിച്ച സ്ട്രിങ്സിദ്ധാന്തത്തിനുള്ള നിരീക്ഷണത്തെളിവുകൾ ലഭ്യമല്ല. അതിനായി, സൗരയൂഥത്തിന്റെ വലുപ്പമുള്ള കണികാത്വരകം വേണം. ഇന്നത്തെ സാങ്കേതികതവച്ച് അത്തരം പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്താനാവില്ല. പല സ്ട്രിങ്സിദ്ധാന്തങ്ങളുണ്ട്. ഇവയെല്ലാംകൂടി ഒരുമിക്കുന്ന എം സിദ്ധാന്തം അന്തിമസിദ്ധാന്തമാണെന്നു കരുതാം. പക്ഷേ, എന്തുകൊണ്ട് ഇത്രയും സ്ട്രിങ്സിദ്ധാന്തങ്ങൾ എന്ന ചോദ്യത്തിന്‌ ഉത്തരമില്ല. പുതിയ തലമുറയിലെ ഗവേഷകരിൽ വിശ്വാസമർപ്പിക്കുന്നു എന്ന് ലിയോനാർഡ് സസ്കിൻഡ് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ പറയുന്നു. സ്ട്രിങ്സിദ്ധാന്തത്തിലെ കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് ഫീൽഡ്സ് മെഡൽ നേടിയ എഡ് വിറ്റെനും ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാണ്‌. വ്യത്യസ്തമായ ഒരു ചിന്താപദ്ധതിയുടെ ആവശ്യകത ദൃശ്യമാകുന്നു.
പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിലെ സ്റ്റാൻഡേഡ് മോഡലായ മഹവിസ്ഫോടനസിദ്ധാന്തം ധാരാളം കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകളോടെ വികൃതമായിത്തീർന്നിരിക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചം ഉദ്ഭവിച്ചത് 1382കോടി വർഷംമുമ്പെന്ന അനുമാനം, അതിനെക്കാൾ പ്രായമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾ കണ്ടെത്തുമ്പോൾ അപ്രസക്തമാകും എന്ന് ജയന്ത് നാർലിക്കർ അഭിപ്രായപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. മഹാവിസ്ഫോടനസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പരിമിതികളെ തുറന്നുകാണിക്കുന്ന നിരീക്ഷണമാണിത്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദൃശ്യമാകുന്ന ദ്രവ്യത്തെക്കാൾക്കൂ‍ടുതൽ അളവിൽ ഇരുണ്ടദ്രവ്യം (dark matter) നിലനില്‍ക്കുന്നു എന്ന് അനുമാനിച്ചിട്ടുണ്ട്. അത്തരം ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടന വ്യക്തമല്ല. ഇരുണ്ടകണങ്ങളാകാം ഈ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം എന്നു പരികല്പന. ഗാലക്സികൾ ഇന്നു കാണുന്ന രീതിയിൽ നിലനില്‍ക്കണമെങ്കിൽ ഈ അളവിലുള്ള എന്തോ ഒന്നിന്റെ സാന്നിധ്യം ആവശ്യമായി വരുന്നു. അതുപോലെ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്വരിതഗതിയിലുള്ള വികാസത്തിന്റെ കാരണമായി പറയുന്നത് ഇരുണ്ട ഊർജ്ജമാണ്‌. (dark energy). എന്നാൽ, ഈ സങ്കല്പനത്തിനെതിരായുള്ള ചിന്തകളും ആശയങ്ങളും രംഗപ്രവേശം ചെയ്തുകഴിഞ്ഞു.
പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയ തത്വമനുസരിച്ച് പ്രപഞ്ചം ഏകസമാനവും സമദൈശികവുമാണ്‌. ഇപ്പോൾ നിരീക്ഷിക്കുന്ന തരത്തിലുള്ള ഘടനതന്നെയാണ്‌ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ എല്ലാ ഭാഗത്തും എന്ന പരികല്പനയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌ മറ്റാശയങ്ങൾ രൂപവത്കരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഐൻസ്റ്റൈന്റെ സമീകരണത്തിലെ ലാംഡാ ഘടകം പ്രപഞ്ചം സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു എന്നു വരുത്താനായി കൂട്ടിച്ചേർത്തതാണ്‌. എഡ്വിൻ ഹബിളും മറ്റും ചേർന്ന് നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുകയാണെന്നു ഗ്രഹിക്കാനായി. പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയ സ്ഥിരാങ്കം എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ ഘടകം കൂട്ടിച്ചേർത്തത് തനിക്കു പറ്റിയ വലിയ ഒരു അബദ്ധമണെന്ന് ഐൻസ്റ്റൈൻ പ്രഖ്യാപിക്കുകയും ചെയ്തു. എന്നാൽ, അതൊരു അബദ്ധമല്ല; മറിച്ച്, അത്തരമൊരു ഘടകത്തിന്റെ ആവശ്യമുണ്ടെന്ന് ഇപ്പോൾ നടത്തുന്ന നിരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നു.
പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിലെ പ്രഹേളികകൾ പുതിയ ആശയങ്ങളുടെ ആവശ്യകത വ്യക്തമാകുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യഘട്ടങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നതിൽ കൃത്യതക്കുറവുണ്ട്. സ്ഥലവും കാലവുമെല്ലാം ഒന്നാകുന്ന സിൻഗുലാരിറ്റി അവസ്ഥയെ വിവരിക്കാൻ ഇന്നത്തെ ഭൗതികം പോരാതെവരുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉദ്ഭവത്തിനുശേഷം 380000 വർഷംകഴിഞ്ഞുള്ള പരിണാമത്തെ ഏകദേശം അനുമാനിക്കാനാകുന്നത് ഇന്നു നടത്തുന്ന നിരക്ഷണ തെളിവുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌. ഈ നിരീക്ഷണങ്ങളുടെ കൃത്യതയെ ബാധിക്കുന്ന പല ഘടകങ്ങളുണ്ട്. പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത്തിനൊരു പരിധിയുള്ളതുകൊണ്ട് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മുൻഘട്ടങ്ങളെ ശക്തമായ ദൂരദർശിനികൾവഴി നിരീക്ഷിക്കാനാകുന്നു. 1350 കോടി വർഷംവരെ പ്രായമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. അതിലും പ്രായമായവ നിലനില്‍ക്കുന്നില്ല എന്നു കരുതാൻ കഴിയില്ല. പ്രപഞ്ചം ത്വരിതഗതിയിൽ വികസിക്കുന്നതിനാൽ അതിന്റെ വലുപ്പം 9300 കോടി പ്രകാശവർഷം എന്നനുമാനിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിനപ്പുറം സ്ഥലകാലം നിലനില്‍ക്കുന്നോ എന്നറിയാനുള്ള മാർഗമില്ല. പ്രപഞ്ചം അനന്തമാണോ, അതോ പരിധിയുള്ളതോ എന്നറിയാനാകുന്നില്ല, ബഹുപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ചെറിയൊരു ഭാഗം മാത്രമാണോ എന്നും.
പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആഴത്തിലുള്ള അന്വേഷണം സാധ്യമാക്കുന്നത് ചില മോഡലുകളാണ്‌. പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള തൃപ്തികരമായ വിശദീകരണം നല്‍കാൻ ഈ മോഡലുകൾക്കു കഴിയുന്നുണ്ടോ എന്നുമാത്രം പരിശോധിച്ചാൽ മതിയാകും. ചിലപ്പോൾ, ഈ മോഡലുകൾ അപൂർണമാകാൻ ഇടയുണ്ട്. എന്നാൽ സാധ്യമായ ഏറ്റവും നല്ല വിവരണം എന്നു കരുതിയാൽ മതിയാകും. ഇത്തരം മോഡലുകൾ നല്‍കുന്ന യാഥാർഥ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌ പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയം പടുത്തുയർത്തിയിട്ടുള്ളത്. ഭൗതികമോഡലുകളിൽ നിരവധി പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്. പ്രപഞ്ചം പ്രാഥമികകണങ്ങളാൽ നിർമിതമായതിനാലും ഹൈസൻബർഗ് അനിശ്ചിതത്വ തത്വവും തരംഗപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സംഭാവ്യതകളും കാരണം കണങ്ങളുടെ സ്വഭാവം ചില സാധ്യതകളോടെ മാത്രമേ പ്രവചിക്കാൻ കഴിയൂ എന്നതിനാലും ഒരു ഭൗതികബന്ധവും പൂർണ കൃത്യതയോടെ ഗ്രഹിക്കാനാകുന്നില്ല. ഓരോ ഭൗതികസമവാക്യത്തിനും യാഥാർഥ്യത്തെ ഏകദേശം മാത്രമേ വിവരിക്കാൻ കഴിയൂ. അതിനാൽ, ഏതൊരു മോഡലിലും നിരവധി സാമാന്യവത്കരണങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു ഏകദേശ വിവരണം മാത്രമേ സാധ്യമാകുകയുള്ളു എന്നു സാരം.
പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിന്റെ ഭാവി
പ്ലാങ്ക് നിരീക്ഷണാലയംപോലുള്ള ബഹിരാകാശദൗത്യങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തിയ പ്രാപഞ്ചിക പശ്ചാത്തല വികിരണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ ആദ്യകാലപ്രപഞ്ചത്തിൽ ഹബിൾ സ്ഥിരാങ്കത്തിന് (പ്രപഞ്ചവികാസത്തിന്റെ തോത്) കുറഞ്ഞമൂല്യം നിർദേശിക്കുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി പ്രാദേശിക പ്രപഞ്ചത്തിൽനിന്നുള്ള അളവുകൾ ഉയർന്ന മൂല്യം നൽകുന്നു. ഈ പൊരുത്തക്കേട് പരിഹരിക്കപ്പെടാതെ തുടരുന്നു, ഇതു വ്യവസ്ഥാപരമായ പിശകുകളെയോ പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയത്തിന്റെ സ്റ്റാൻഡേഡ് മോഡലിനപ്പുറം പുതിയ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ആവശ്യകതയെയോ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഏകദേശം തൊണ്ണൂറ്റിയഞ്ചു ശതമാനവും ഇരുണ്ടദ്രവ്യവും ഇരുണ്ടഊർജ്ജവും ചേർന്നതാണ്. അവ ഇപ്പോഴും നിഗൂഢമായി തുടരുന്നു. താരാപഥങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണ ഫലങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുന്ന ഇരുണ്ടദ്രവ്യം ഇതുവരെ നേരിട്ട് കണ്ടെത്താനായിട്ടില്ല. അതുപോലെ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്വരിതഗതിയിലുള്ള വികാസത്തിന് കാരണമായ ഇരുണ്ടഊർജ്ജത്തിന് പൂർണമായ ഒരു സൈദ്ധാന്തിക ചട്ടക്കൂടില്ല. ഈ പ്രതിഭാസങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാനോ വിശദീകരിക്കാനോ കഴിയാത്തത് നമ്മുടെ ധാരണയിലെ ഗണ്യമായ വിടവുകൾ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.
പ്രപഞ്ചം ഏകസമാനവും സമദൈശികവുമെന്നു പറയുമ്പോൾത്തന്നെ, ഗാലക്സി ക്ലസ്റ്ററുകൾപോലുള്ള വലിയ ഘടനകൾ, പ്രാപഞ്ചിക പശ്ചാത്തല വികിരണത്തിലെ ‘തണുത്ത ഇടം’ (cold spot), പോലുള്ള സമീപകാല നിരീക്ഷണങ്ങൾ, ഈ തത്വത്തിന്റെ ലംഘനത്തിനുള്ള സാധ്യതകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടാൽ , നമ്മുടെ മാതൃകകളുടെ അടിസ്ഥാനപരമായ പുനരവലോകനം വേണ്ടിവരും.
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യകാല ദ്രുതവികാസത്തിന്റെ പെരുപ്പ മാതൃക (inflation), നിരവധി നിരീക്ഷണങ്ങളെ വിജയകരമായി വിശദീകരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പെരുപ്പത്തെ നയിക്കുന്ന കൃത്യമായ സംവിധാനവും ക്വാണ്ടംഫീൽഡ് സിദ്ധാന്തവുമായുള്ള അതിന്റെ ബന്ധവും വ്യക്തമല്ല. നേരിട്ടുള്ള തെളിവുകളുടെ അഭാവവും അനിശ്ചിതത്വങ്ങൾ വർധിപ്പിക്കുന്നു. സമയത്തിന്റെയും സ്ഥലത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാനസ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ചോദ്യങ്ങൾ പരിഹരിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല. സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തെയും ക്വാണ്ടംമെക്കാനിക്സിനെയും ഏകീകരിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്ന ക്വാണ്ടം ഗുരുത്വത്തിന്‌, ബ്ലാക്ഹോളുകൾ, ആദ്യകാലപ്രപഞ്ചംപോലുള്ള അതിതീവ്രമായ അവസ്ഥകളിലെ സ്ഥലകാലത്തെക്കുറിച്ച് പൂർണമായ ഒരു വിവരണം നൽകാൻ ഇതുവരെ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.
ഓക്സ്ഫഡിലെ യുവഗവേഷകയായ ചിയാരാ മാർലെറ്റോയും ഡേവിഡ് ഡോയ്ച്ചും മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്ന കൺസ്ട്രക്റ്റർ സിദ്ധാന്തം പ്രതീക്ഷ നല്‍കുന്ന ഒന്നാണ്‌. കൗണ്ടർ ഫാക്ച്വൽ ചിന്താപദ്ധതി, ഭൗതികനിയമങ്ങളെ വേറിട്ടരീതിയിൽക്കണ്ട്, പ്രപഞ്ചപ്രതിഭാസങ്ങളെ വിവരിക്കാനായുള്ള വകനല്‍കുന്നു. ഇത്തരത്തിൽ വലിയ കണികാത്വരകങ്ങളില്ലാതെതന്നെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകങ്ങളുടെ സവിശേഷതകളും ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം ഭാഷ്യവും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യാവസ്ഥയിലെ ക്വാണ്ടം ഗുരുത്വവും അറിയാനാകും എന്നു പ്രതീക്ഷ.
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉത്ഭവം, പരിണാമം, ഘടന എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള ശാസ്ത്രീയപഠനമായ പ്രപഞ്ചവിജ്ഞാനീയം, നിരവധി പ്രതിസന്ധികളെ നിലവിൽ നേരിടുന്നു. ഈ പ്രതിസന്ധികൾ, കാര്യമായ തടസ്സങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനൊപ്പം, നമ്മുടെ അറിവ് വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള അവസരങ്ങളും നൽകുന്നു.
