ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் - 2

இளங்கோ பிச்சாண்டி
Via facebook
2018-03-15

ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்கின் மகத்துவம் என்ன? 
SINGULARITY (ஒருமை) என்றால் என்ன?
கற்பனை நேரத்தை ஏன் ஹாக்கிங் அறிமுகம் செய்தார்? (முந்தைய கட்டுரையின் தொடர்ச்சி!)
------------------------------------------------------------------

1) ஒரு பொருளானது ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் (single point) கணித இயற்பியல் விதிகளுக்கு உட்படாமல் இருக்குமென்றால், அந்தப்புள்ளி ஒருமை (singularity) எனப்படும்.

உதாரணம்:  கருந்துளை (black hole) என்பது ஒரு
ஒருமை (singularity) ஆகும்.  

2) ஆதி ஒருமை என்றால் என்ன?
ஒரு பெருவெடிப்புக்குப் பின்னர் பிரபஞ்சம் பிறந்தது.
நல்லது; அதற்கு முன்பு என்ன இருந்தது?  வரம்பற்ற
அடர்த்தி உடைய ஒரு பொருள் (matter of infinite density) இருந்தது.
அதாவது மொத்தப் பிரபஞ்சத்தின் நிறையும் ஒரு குண்டூசி
முனையில் இருந்தது என்று புரிந்து கொள்ளலாம்.

இதற்கு என்ன பெயர்? இதை பிரபஞ்ச முட்டை (cosmic egg)
என்று குறிப்பிடுகிறார்கள். எனினும் இது அறிவியல்படி
அமைந்த  கறாரான பெயர் அல்ல.

அறிவியல்படி அமைந்த கறாரான பெயர் என்ன? அதுதான்
ஆதி ஒருமை (singularity). இத்தகைய singularity நிலையில்
கணித இயற்பியல் விதிகள் செயல்படுவதில்லை.

குறிப்பு: பெருவெடிப்புக்கு முன்னர் இருந்த singularityயை
ஆதி ஒருமை என்றும் ஏனைய singularityகளை வெறுமனே
அடைமொழியின்றி ஒருமை என்றும் குறிப்பிட்டுள்ளேன்.
ஆதி ஒருமை என்னும் பிரயோகத்துக்கு நானே பொறுப்பு!

கற்பனை நேரம் (imaginary time) என்றால் என்ன?
-------------------------------------------------------------------------------
பெருவெடிப்புக்கு முன்னர் இருந்த ஆதி ஒருமையானது
வெடித்தது. தொடர்ந்து பிரபஞ்சம் பிறந்தது. இதுவே
பெருவெடிப்புக் கொள்கை. இதில் முதன் முதலில் இருந்த
ஆதி ஒருமை (singularity) நிலையின்போது கணித இயற்பியல்
விதிகள் செயல்படாது. இந்த நிலை அறிவியலாளர்களுக்கு
ஒரு பெரிய இடர்ப்பாடாக இருந்தது.

இந்த இடர்ப்பாட்டைக் களையும் பொருட்டு, ஸ்டீபன்
ஹாக்கிங் கற்பனை நேரம் (imaginary time) என்ற கோட்பாட்டை
அறிமுகப்படுத்தினார். (கற்பனை நேரம் என்பது
குவாண்டம் விசையியல் கோட்பாடு).

கணிதத்தில் கற்பனை எண்கள் பற்றிப் படித்துள்ளோம்.
16ன் வர்க்க மூலம் 4 என்பதை அறிவோம்.
(square root of 16= plus or minus 4). சரி, minus 16ன் வர்க்க மூலம்
என்ன? 4i ஆகும்.

(square root of minus 16 = plus or minus 4i)
இங்கு 4i என்பதில் உள்ள i = imaginary.
i squared = minus 1 ஆகும். எனவே i = square root of minus 1.

ஆக மேலே சொன்னதுதான் கற்பனை எண். மெய் எண்ணும்
கற்பனை எண்ணும் சேர்ந்தால் அது சிக்கல் எண்
(complex number). கற்பனை எண்கள் பற்றி மேலும்
அறிய தமிழக அரசு பாடத்திட்டம் அல்லது CBSE 11ஆம்
வகுப்பு கணிதப் புத்தகத்தை வாசகர்கள் படிக்கலாம்.

கற்பனை எண் போன்றதே கற்பனை நேரம் ஆகும்.
கற்பனை எண் என்று பெயர் வைத்து விட்டதால்,
அவை கற்பனை எண்கள் என்று கருதி விட வேண்டாம்.
கற்பனை எண்கள் என்பவை உண்மையில் இருப்பவை.

மெய்யான நேரத்தை iஆல் பெருக்கினால், கற்பனை
நேரம் கிடைக்கும். (real time multiplied by i = imaginary time).

வெளி காலம் வரம்புள்ளது என்றும் எல்லைகளோ
விளிம்புகளோ அற்றது என்றும் எடுத்துக் கொண்டால்,
(space time is finite; no boundary proposal) இயற்பியல் விதிகளுக்கு
உட்பட்டு பெருவெடிப்பை பிரபஞ்ச விரிவை
எளிதாக விளக்க இயலும். ஏனெனில் இந்நிலையில்
ஆதிஒருமைகள் நீக்கப்பட்டு விடுகின்றன. இது
எப்போது சாத்தியம் ஆகிறது என்றால், கற்பனை
நேரத்தில் மட்டுமே சாத்தியம் ஆகிறது. அதாவது
பிரபஞ்சமானது கற்பனை நேரத்தில் பிறந்தது
என்று எடுத்துக் கொண்டால்,  அனைத்துச் சிக்கல்களும்
உயிரை விட்டு விடுகின்றன. மாறாக மெய்யான நேரத்தில்
பிரபஞ்சம் பிறந்ததாக எடுத்துக் கொண்டால்,
ஆதி ஒருமை அச்சுறுத்துகிறது. எனவேதான் ஸ்டீபன்
ஹாக்கிங் கற்பனை நேரத்தை அறிமுகம் செய்தார்.

ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் சொன்னபடி, வரம்புள்ளதும்
விளிம்புகள் அற்றதுமான வெளிகாலத்தில் (space time)
ஒருமைகள் நீங்கி விடுமா? இதை நமக்குச்
சாத்தியமான அளவில் நாம் பரிசீலித்துப் பார்க்கலாமா?

பூமியை எடுத்து உங்கள் உள்ளங்கையில் வையுங்கள்.
ஒரு ஆரஞ்சுப்பழம் என்பது பூமிதான். அதை உங்கள்
உள்ளங்கையில் வைத்துக் கொண்டு நன்கு தடவிப்
பாருங்கள். அதன் மேற்பரப்பு வரம்புள்ளதா அல்லது
வரம்பற்றதா? இந்தக் கேள்விக்குப் பதில் கூறுங்கள்.

வரம்புள்ளது என்பதுதான் சரியான விடை. இல்லையா!
அதே போல வெளிகாலமும் வரம்புள்ளது என்று
எடுத்துக் கொள்ளலாமா? கொள்ளலாம்.

அடுத்து வரம்புள்ள அந்த ஆரஞ்சுப் பழத்துக்கு
எல்லைகள் (boundaries) உண்டா? அல்லது விளிம்புகள்
அல்லது ஓரங்கள் உண்டா? எதுவும் கிடையாது.
தயவு செய்து ஆரஞ்சுப்பழமானது ஒரு முழுநிறைவான
கோளம் (a perfect sphere) என்று கருதிக் கொள்ளுங்கள்.

ஆரஞ்சுப் பழத்துக்கு எல்லையும் இல்லை: விளிம்பும்
இல்லை; ஓரமும் இல்லை என்று தெரிகிறது அல்லவா!
இந்த ஆரஞ்சுப் பழத்தின் மீது ஒரு சிற்றெறும்பைப்
பிடித்து விடுங்கள். பழத்தின் மேற்பரப்பு முழுவதும்
எறும்பு ஊர்ந்து செல்கிறது என்று வைத்துக் கொண்டால்,
அந்த எறும்பு கீழே விழுமா? விழாது. ஏனெனில் ஆரஞ்சுப்
பழத்துக்கு விளிம்போ ஓரமா எல்லையோ கிடையாது.

அதைப்போலவே,  எல்லைகள் அற்ற வெளிகாலத்தில்
ஆதி ஒருமை என்பதும் கிடையாது என்கிறார் ஹாக்கிக்.
இதெல்லாம் எப்போது சாத்தியம் என்றால், கற்பனை
நேரத்தில்தான் சாத்தியம். ஆக, ஹாக்கிங் அறிமுகம்
செய்த கற்பனை நேரம் மூலமாக, ஆதி ஒருமை
அகன்ற, இயற்பியல் விதிகள் செல்லுபடி ஆகிற
ஒரு பெருவெடிப்புக் கொள்கை சாத்தியம் ஆகிறது
அல்லவா!

இதுதான் ஹாக்கிங்கின் மகத்துவம்! முட்டுச் சந்தில் மாட்டிக்கொண்ட இயற்பியலை விடுதலை செய்தவர் ஹாக்கிங்!

**********************************************************  

பின்குறிப்பு: இது ஹாக்கிங் பற்றிய முந்தைய
கட்டுரையின் தொடர்ச்சி. வாசகர்கள் அருள்கூர்ந்து
முந்தைய கட்டுரையைப் படித்த பின்னர் இதைப் 
படிக்குமாறு வேண்டுகிறோம்.
-----------------------------------------------------------------------------------

https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=2133772313518992&id=100006587319842