← പ്രപഞ്ചവും മനുഷ്യനും

പ്രപഞ്ചവും മനുഷ്യനും
ഗ്രന്ഥകർത്താവ്	കെ. വേണു
രാജ്യം	ഇന്ത്യ
ഭാഷ	മലയാളം
വിഭാഗം	ശാസ്ത്രസാഹിത്യം
വര്‍ഷം	1970
മാദ്ധ്യമം	അച്ചടി
പുറങ്ങള്‍	346
വായനക്കാരുടെ പ്രതികരണങ്ങള്‍	ഇവിടെ രേഖപ്പെടുത്തുക

നാം അധിവസിക്കുന്ന ഭൂമിയിലെ വൈവിധ്യമാർന്ന എല്ലാ വസ്തുക്കളും നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതു് ഏതെല്ലാം മൂലകങ്ങൾ കൊണ്ടാണെന്നു് ഇന്നു നമുക്കറിയാം. ഇതുവരെ അറിയപ്പെട്ടിട്ടുള്ളതു് തൊണ്ണൂറ്റിമൂന്നു് പ്രകൃത്യാലുള്ള മൂലകങ്ങളും കൃത്രിമമായി നിർമ്മിക്കപ്പെട്ട പതിനൊന്നെണ്ണവുമാണു്. ഈ മൂലകങ്ങൾതന്നെ വ്യത്യസ്തരീതിയിൽ സംയോജിക്കുന്നതിന്റെ ഫലമായാണു്, ഒരു തരത്തിലും സാദൃശ്യം തോന്നിക്കാത്ത വിവിധ വസ്തുക്കൾ രൂപംകൊണ്ടിരിക്കുന്നതു്. എന്നാൽ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അനന്തമേഖലകളിൽ നിലനില്ക്കുന്ന വസ്തുസഞ്ചയങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനഘടകങ്ങൾ ഈ മൂലകങ്ങൾ തന്നെയാണോ? ബാഹ്യാകാശത്തുനിന്നും വരുന്ന ഉല്ക്കകളും, അതിവിദൂര നക്ഷത്രസഞ്ചയങ്ങളിൽനിന്നും ‘നെബുലുക’ളിൽനിന്നും വന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തതരംഗങ്ങളും മറ്റും തെളിയിക്കുന്നതു് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ എല്ലാ മേഖലകളിലും ഇതേ മൂലകങ്ങൾ തന്നെയാണു് നിലനില്ക്കുന്നതെന്നാണു്.

അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരായ സ്വെസ്സും ഉറെയും ചേർന്നു് പ്രപഞ്ചത്തിലെ മൂലകങ്ങളുടെ ഒരു സർവ്വെ നടത്തുകയുണ്ടായി. അതിൻപ്രകാരം പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവുമധികമുള്ള മൂലകങ്ങൾ ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവുമാണു്. അവരുടെ കണക്കനുസരിച്ചു്, നമ്മുടെ ഭൂമിയിലെ മണ്ണിലും മറ്റും ധാരാളമായിട്ടുള്ള സിലിക്കണിന്റെ ഓരോ ആറ്റത്തിനും, 40,000 ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ വീതം പ്രപഞ്ചത്തിലുണ്ടു്. ഹീലിയം അതിനേക്കാളല്പം കുറവാണു്. ഇവയോടടുത്തുവരുന്ന ഒരു മൂലകവും പ്രപഞ്ചത്തിലില്ല. കാർബൺ, ഓക്സിജൻ, നിയോൺ, മഗ്നീഷ്യം, കാത്സ്യം, ഇരുമ്പു് തുടങ്ങിയ മൂലകങ്ങളെല്ലാം ഏറെക്കുറെ സിലിക്കണിന്റെ നിലവാരത്തിൽ തന്നെ വരുന്നു. അതേസമയം, ലിതിയം, ബെറീലിയം, ബോറോൺ തുടങ്ങിയ ഭാരം കുറഞ്ഞ മൂലകങ്ങൾ 10 കോടി ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾക്കു് ഒന്നു വീതമാണു് പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിലനില്ക്കുന്നതു്. സ്കാൻഡിയം, ടൈറ്റാനിയം, വനേഡിയം, ക്രോമിയം തുടങ്ങിയവയുടെ സ്ഥിതി ഇതുപോലെതന്നെയാണു്. ഇരുമ്പുമുതൽക്കങ്ങോട്ടു്, മൂലകങ്ങളുടെ അണുഭാരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ചു് അവയുടെ ആധിക്യം കുറഞ്ഞു വരുന്നു.

ഭൗതികപരിവർത്തനവും രാസപരിവർത്തനവും

നിരന്തരമായ ചലനം അടിസ്ഥാനസ്വഭാവമായ പ്രപഞ്ചത്തിൽ, പരിവർത്തനവിധേയമാകാതെ ഒരു പ്രാപഞ്ചികവസ്തുവിനും നിലനിൽക്കാനാവില്ല. അനവരതം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഈ പരിവർത്തന പ്രക്രിയകൾ അടിസ്ഥാനപരമായി രണ്ടുവിഭാഗത്തിലുൾപ്പെടുന്നു. ഒന്നാമത്തെ വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നതു് വസ്തുക്കളുടെ ബാഹ്യവും പ്രകടവുമായ രൂപത്തിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങളാണു്. ഇവയധികവും നമ്മുടെ ദൈനംദിനജീവിതത്തിൽ നമുക്കനുഭവവേദ്യവുമാണു്. ചൂടുപിടിപ്പിക്കുമ്പോൾ പല ഖരവസ്തുകളും ദ്രാവകങ്ങളാവുന്നതും, ദ്രാവകങ്ങൾ വാതകങ്ങളാവുന്നതും മറ്റും നമുക്കു് സുപരിചിതമാണു്. ഇത്തരം പരിവർത്തനങ്ങളെ ഭൗതികപരിവർത്തനങ്ങളെന്നു വിളിക്കുന്നു. ഇവിടെ, പരിവർത്തനവിധേയമാകുന്ന വസ്തുവിന്റെ അടിസ്ഥാനഘടകങ്ങളായ പരമാണുക്കളുടെ ആന്തരഘടനയിൽ ഒരു മാറ്റവുമുണ്ടാകുന്നില്ല. പരമാണുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ബാഹ്യബന്ധങ്ങളിൽ മാത്രമാണു് മാറ്റമുണ്ടാകുന്നതു്. തന്മൂലം ഈ മാറ്റങ്ങൾ സ്ഥായിയായതല്ല; താല്ക്കാലികം മാത്രമാണു്.

രണ്ടോ അതിലധികമോ മൂലകങ്ങൾ ചേർന്നു് പുതിയൊരു വസ്തു ഉണ്ടാകുമ്പോൾ സ്ഥിതി ഇതല്ല; ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും ചേർന്നു് വെള്ളമുണ്ടാകുമ്പോൾ ഹൈഡ്രജനണുവിന്റെയും ഓക്സിജനണുവിന്റെയും മൗലികമായ ആന്തരികഘടനയിൽ വ്യത്യാസമുണ്ടാകുന്നു. അവയുടെ ഇലക്ട്രോൺ പഥങ്ങൾ തമ്മിൽ അവിഭാജ്യമായവിധം ബന്ധിക്കപ്പെടുന്നു. ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന ബന്ധങ്ങൾ സ്ഥായിയായിട്ടുള്ളതായിരിക്കും. സവിശേഷ സാഹചര്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചു് അവയെ വേർപെടുത്തുന്നതുവരെ അവ അതേപടിയിൽ തന്നെ നിലനിൽക്കും. ഇങ്ങനെയുണ്ടാകുന്ന പരിവർത്തനങ്ങളെയാണു് രാസപരിവർത്തനങ്ങളെന്നു് വിളിക്കുന്നതു്. വാതകാവസ്ഥയിലും മറ്റും നിലനില്ക്കുന്ന അപൂർവം ചില മൂലകങ്ങളൊഴിച്ചു് ബാക്കിയെല്ലാം, വിവിധതരത്തിലുള്ള രാസബന്ധങ്ങൾക്കു വിധേയമായി പലതരം യൗഗികങ്ങളായിട്ടാണു് നിലനിൽക്കുന്നതു്. നാമടക്കമുള്ള ജീവികളും, നമുക്കു ചുറ്റുമുള്ള വിവിധതരം അചേതനവസ്തുക്കളും രൂപംകൊണ്ടിട്ടുള്ളതു് ഇത്തരം യൗഗികങ്ങൾ പലതരത്തിൽ സംയോജിച്ചതിന്റെ ഫലമായിട്ടാണു്.

താപനിലയും പദാർത്ഥത്തിന്റെ അവസ്ഥകളും

എല്ലാ ഭൗതികമാറ്റങ്ങൾക്കും നിദാനമായി വർത്തിക്കുന്ന ഒരു പ്രതിഭാസമുണ്ടു് — താപം. താപമാകട്ടെ പദാർത്ഥകണികകളുടെ ചലനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. പദാർത്ഥകണികകളെല്ലാം നിരന്തരമായി ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നുള്ള വസ്തുത, താപം ഇവയുടെ പരസ്പരബന്ധത്തിലെ ഒരു സുപ്രധാന ഘടകമാണെന്നു വ്യക്തമാക്കുന്നു. കണികകളുടെ ചലനം വർദ്ധിക്കുന്നതോടൊപ്പം താപവും വർദ്ധിക്കുന്നു. ഈ ചിന്താഗതിക്കു് ഇന്നു ചില മാറ്റങ്ങൾ വന്നിട്ടുണ്ടു്. താപവും തന്മാത്രകളുടെ ചലനവും രണ്ടു വ്യത്യസ്ത പ്രതിഭാസങ്ങളല്ല. അവ ഒന്നു തന്നെയാണു്. അഥവാ, തന്മാത്രകളുടെ ചലനമാണു് താപം.

പദാർത്ഥകണികകളുടെ ചലനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഈ സിദ്ധാന്തത്തിനു് ഗതികസിദ്ധാന്തം അഥവാ ചലനസിദ്ധാന്തം എന്നു പറയുന്നു. ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ ആസ്പദമാക്കിക്കൊണ്ടു് പദാർത്ഥത്തിന്റെ വിവിധ അവസ്ഥകൾക്കു് തൃപ്തികരമായ വ്യാഖ്യാനം നൽകാൻ ഇന്നു നമുക്കു് കഴിയും. പദാർത്ഥത്തിന്റെ മൗലികമായ നാലവസ്ഥകളും — ഖരം, ദ്രാവകം, വാതകം, പ്ലാസ്മാ — ഈ നിയമത്തിന്റെ പരിധിയിലൊതുങ്ങുന്നതാണു്.

ഖരാവസ്ഥയിൽ കണികകൾക്കു് സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കാനുള്ള കഴിവില്ല; സ്വസ്ഥാനത്തുനിന്നു് അവ കമ്പനം ചെയ്യുമെങ്കിലും. ഖരവസ്തുവിനു് നിയതമായ വ്യാപ്തവും രൂപവുമുണ്ടു്. ബാഹ്യശക്തിയുടെ സഹായം കൂടാതെ, അതിന്റെ രൂപം മാറ്റുക സാദ്ധ്യമല്ല. ദ്രാവകത്തിനു് നിയതമായ വ്യാപ്തമുണ്ടെങ്കിലും നിയതമായ രൂപമില്ല. അതു് എന്തിലാണോ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതു് അതിന്റെ രൂപം കൈക്കൊള്ളുന്നു. ദ്രവത്തിനുള്ളിലെ തന്മാത്രകൾക്കു് സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കാൻ കഴിയും. പക്ഷേ അവയ്ക്കു് അതിൽനിന്നു് പുറത്തുപോകാൻ കഴിയില്ല. അപൂർവ്വമായി ഉപരിതലത്തിൽനിന്നു് ചില കണികകൾ പുറത്തു ചാടുമെന്നു മാത്രം. ഇതിനെയാണു് നാം ബാഷ്പീകരണം എന്നു വിളിക്കുന്നതു്. വാതകത്തിനു് വ്യാപ്തമോ രൂപമോ ഇല്ല. തന്മാത്രാ കണികകൾ നിരന്തരം ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. അങ്ങോട്ടുമിങ്ങോട്ടും ദ്രുതഗതം ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന അവ പരസ്പരം കൂട്ടിയിടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

നമുക്കു ചിരപരിചിതമായ പദാർത്ഥത്തിന്റെ, ഈ മൂന്നവസ്ഥകൾ പ്രപഞ്ചത്തെ ഒട്ടാകെ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, വളരെ വളരെ വിരളമാണു്; തികച്ചും അവഗണനാർഹമായ തോതിലേ അവ നിലനില്ക്കുന്നുള്ളു. നമ്മുടെ ക്ഷീരപഥത്തെപ്പോലുള്ള നക്ഷത്രസമൂഹങ്ങളിലും മറ്റും കണ്ടുവരുന്ന ധൂളിമേഘങ്ങളിലാണു് ഖരപദാർത്ഥം അധികപക്ഷവും കണ്ടുവരുന്നതു്. പിന്നെ ഭൂമിയെപ്പോലുള്ള ഗ്രഹങ്ങളിലും. ഇതുപോലുള്ള ഗ്രഹങ്ങളിൽ ജലത്തെ ആവരണം ചെയ്തുകൊണ്ടു് ഒരു ഖരാവരണം ഉണ്ടായിരിക്കുമെന്നുമാത്രം. ഭൂമിയിൽ ജലാശയങ്ങളിലുള്ള വെള്ളവും, ജന്തുസസ്യോല്പന്നങ്ങളായ എണ്ണകളുമാണു് പ്രധാന ദ്രവപദാർത്ഥങ്ങൾ. ജീവികളെല്ലാംതന്നെ ദ്രവത്തിന്റെയും ഖരത്തിന്റെയും ഒരു സവിശേഷ മിശ്രമാണു്; എങ്കിലും എല്ലാ ജീവശരീരത്തിലെയും ബഹുഭൂരിഭാഗവും ദ്രവം തന്നെയാണു് കയ്യടക്കിയിട്ടുള്ളതു്. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ദ്രവ്യമാനവുമായി ഈ ഗ്രഹങ്ങളുടെയും ധൂളിമേഘങ്ങളുടെയും ദ്രവ്യമാനം തുലനം ചെയ്യുമ്പോൾ അവ അവഗണനാർഹം മാത്രമാണു്. നക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിലനിൽക്കുന്ന പദാർത്ഥത്തിന്റെ മറ്റൊരവസ്ഥയായ പ്ലാസ്മയാണു് വാസ്തവത്തിൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ബഹുഭൂരിഭാഗവും നിറഞ്ഞു നിൽക്കുന്നതു്. എന്നാൽ നക്ഷത്രങ്ങൾക്കും നക്ഷത്രസമൂഹങ്ങൾക്കുമിടയ്ക്കു് അതിവിപുലമായ തോതിൽ വാതകപടലങ്ങൾ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നുണ്ടു്.

പ്ലാസ്മ

തീനാളവും മറ്റും സാധാരണ രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ താപപരിധിക്കുള്ളിൽ ആയതുകൊണ്ടു്, അതു പ്ലാസ്മയുടെ ‘യഥാർത്ഥ’ രൂപമാണെന്നു് പറഞ്ഞുകൂടാ. 6000-8000 ഡിഗ്രി സെന്റിഗ്രേഡാണു് രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഉയർന്ന താപപരിധി. അതിനപ്പുറമുള്ള താപനിലയിലാണു് യാഥാർത്ഥ പ്ലാസ്മ നിലകൊള്ളുന്നതു്. അതിസങ്കീർണ്ണമായ പരീക്ഷണ സാഹചര്യങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ മാത്രമേ ഇത്തരം പ്ലാസ്മകളെക്കുറിച്ചു് പഠിക്കാനാവൂ. ലക്ഷക്കണക്കിനു് ഡിഗ്രി താപനിലയിലുള്ള പ്ലാസ്മകൾ നിരീക്ഷണവിധേയമാക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർക്കിന്നു കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ടു്. നക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിലവിലുള്ള അപാരമായ താപനിലയിൽ, പരമാണുക്കൾക്കും മറ്റും തങ്ങളുടെ ഘടന അതേപടി നിലനിർത്താനോ, നിയതമായ രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലേർപ്പെടാനോ കഴിയില്ല. ആ അവസ്ഥയിൽ പദാർത്ഥം നിലനിൽക്കുന്നതു് പ്ലാസ്മയായിട്ടാണു്. സൂര്യന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ താപനില 8000 ഡിഗ്രിയാണു്. ആന്തരികതലങ്ങളിൽ ലക്ഷക്കണക്കിനു് ഡിഗ്രിയാണു് താപനില. സൂര്യനേക്കാൾ എത്രയോ മടങ്ങു് അധികം താപനിലയുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾ പ്രപഞ്ചത്തിൽ അസംഖ്യമുണ്ടു്. ചുരുക്കത്തിൽ, പ്രാപഞ്ചിക പദാർത്ഥത്തിന്റെ സിംഹഭാഗവും പ്ലാസ്മയുടെ രൂപത്തിലാണു് നിലനില്ക്കുന്നതു്.

മണ്ഡലങ്ങൾ

ഇതുവരെ പറഞ്ഞതു്, നമ്മുടെ ഇന്ദ്രിയങ്ങൾകൊണ്ടു് എളുപ്പത്തിൽ അനുഭവവേദ്യമാകുന്ന പദാർത്ഥത്തിന്റെ അവസ്ഥകളെക്കുറിച്ചാണു്. എന്നാൽ, അവയേക്കാൾ അതിവിപുലമായ മേഖലകളിൽവ്യാപരിച്ചു കിടക്കുന്ന ചില അവസ്ഥകളുണ്ടു്. അവയെ മണ്ഡലങ്ങളെന്നു പറയുന്നു. വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലം, ഗുരുത്വാകർഷണമണ്ഡലം, അണുകേന്ദ്രമണ്ഡലം എന്നിവയാണവ.

വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലത്തിലെ ഒരംശം നമുക്കു് നേരിട്ടു് അനുഭവപ്പെടുന്നതാണു് — പ്രകാശം. എന്നാൽ, എണ്ണമറ്റ നക്ഷത്രങ്ങളിൽനിന്നു് പുറപ്പെട്ടു് പ്രപഞ്ചത്തിലെങ്ങും വ്യാപരിച്ചു കിടക്കുന്ന പ്രകാശരശ്മികളോടൊപ്പം നമ്മുടെ നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്കജ്ഞാതമായ അതിവിപുലമായ ഒരു മേഖല നിലകൊള്ളുന്നുണ്ടു്. നമ്മുടെ നേത്രങ്ങൾക്കു് വിഷയീഭവിക്കുന്ന പ്രകാശം തന്നെ, വിവിധ ഘടകങ്ങൾ ചേർന്നതാണെന്നറിയാമല്ലോ. ഒരു പ്രകാശരശ്മിയെ വിവിധ ഘടകങ്ങൾ അവയുടെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിനനുസരിച്ചു് അപഭംഗത്തിനു് വിധേയമാകുന്നതു കൊണ്ടു്, പ്രിസത്തിൽനിന്നു് പുറത്തുകടക്കുന്ന രശ്മി പലതായി ചിതറുന്നു. അങ്ങനെ ഒരറ്റത്തു് ചുവപ്പും മറ്റേ അറ്റത്തു വയലറ്റും ഉള്ള ഏഴു നിറങ്ങളടങ്ങിയ ഒരു സ്പെക്ട്രം നമുക്കു് ദൃശ്യമാകുന്നു. ഈ ഏഴു വർണ്ണങ്ങൾ ചേർന്നതാണു് ഓരോ പ്രകാശരശ്മിയുമെന്നു് ഇതിൽ നിന്നു് മനസ്സിലാക്കാം.

എന്നാൽ, നമുക്കു് ദൃശ്യമായ ഏഴു നിറങ്ങളടങ്ങുന്ന സ്പെക്ട്രത്തിനിരുവശത്തുമായി അതിവിപുലമായ ചില മേഖലകൾ കൂടിയുണ്ടു്. ഇവ നമ്മുടെ നഗ്നദൃഷ്ടികൾക്കു് ഗോചരമാണു്. സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ ഒരറ്റമെന്നു് നമുക്കു തോന്നുന്ന ചുവപ്പുനിറം യഥാർത്ഥത്തിൽ എവിടെയാണവസാനിക്കുന്നതെന്നു് തിട്ടപ്പെടുത്തുക വിഷമമാണു്. അതിനപ്പുറത്തുള്ളതു് നമുക്കു് ദൃശ്യമാകുന്ന സ്പെക്ട്രത്തെക്കാൾ പല മടങ്ങു് വിപുലമായ ഇൻഫ്രാറെഡ് റേഡിയേഷന്റെ മേഖലയാണു്. അതേ തുടർന്നുള്ളതാകട്ടെ റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ മേഖലയാണു്. ഈ മേഖല എവിടം മുതലാണു് ആരംഭിക്കുന്നതെന്നു് തിട്ടപ്പെടുത്താൻ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. ആ ഭാഗം കഴിഞ്ഞു തുടങ്ങുന്നതു് അത്യുച്ച-ആവൃത്തി-തരംഗബാൻഡുകളാണു്. ടെലിവിഷനിലും തടസ്സം കൂടാതുള്ള ശബ്ദ പ്രക്ഷേപണത്തിലും മറ്റും ഉപയോഗിക്കുന്നതു് ഈ മേഖലയിലെ തരംഗങ്ങളെയാണു്. അതിനെ തുടർന്നുള്ളതാണു്, സാധാരണ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്ന വിവിധതരംഗദൈർഘ്യത്തിലുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ മണ്ഡലം.

സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ മറുവശത്തു് മറ്റൊരു മേഖലയുണ്ടു്. ദൃശ്യമായ സ്പെക്ട്രത്തിലെ വയലറ്റുവർണ്ണം മുതല്ക്കാണതു് ആരംഭിക്കുന്നതു്. വയലറ്റിനെ തുടർന്നുള്ളതു് ഹ്രസ്വതരംഗ-അൾട്രാവയല­റ്റാണു്. അതിനുശേഷം വരുന്നതാണു് എക്സ്-റേ മേഖല. എക്സ്-റേ വൈദ്യശാസ്ത്രവിഷയകമായി വ്യാപകമായ തോതിൽ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നതുകൊണ്ടു് എല്ലാവർക്കും സുപരിചിതമാണു്. ഇതേതുടർന്നു സ്പെക്ട്രത്തിൽ വരുന്ന അടുത്തമേഖലയാണു് ഗാമാറേഡിയേഷൻ. ഇങ്ങനെ ഒരറ്റത്തു് റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ മുതൽ നമുക്കു ദൃശ്യമായ പ്രകാശരശ്മികളടക്കം മറ്റെ അറ്റത്തു് ഗാമാറേഡിയേഷൻ വരെ വ്യാപരിച്ചുകിടക്കുന്ന ഈ മേഖലയെയാണു് വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലം എന്നു വിളിക്കുന്നതു്. ഇവിടെ വിവരിച്ചതു് ഒരു രശ്മിയിൽ അണിനിരന്നിട്ടുള്ള വിവിധ മേഖലകളെക്കുറിച്ചാണു്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ പ്രസരിക്കപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന അനന്തമായ രശ്മി പ്രവാഹം മുഴുവൻ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലം നിലനിൽക്കാത്ത ഒരു മേഖലയുമില്ലെന്നു വ്യക്തമാവും.

വൈദ്യുതകാന്തതരംഗങ്ങളെ വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലത്തിൽനിന്നു വേർപെടുത്താവുന്നതല്ല. വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലത്തിന്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ചു് ശാസ്ത്രമണ്ഡലത്തിൽ വമ്പിച്ച തർക്കങ്ങൾ നടന്നിട്ടുണ്ടു്. ഉദാഹരണത്തിനു് പ്രകാശം ഫോട്ടോണുകൾ എന്നു വിളിക്കപ്പെടുന്ന വിവിക്തങ്ങളായ കണികകളാണെന്നു് ഒരു വാദഗതിയും, അല്ല, പ്രകാശം തരംഗരൂപത്തിലാണെന്നു വേറൊരു വാദമുഖവും നിലനിന്നിരുന്നു. എന്നാൽ ഇന്നു ഫോട്ടോണുകളടക്കം വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലത്തിലെ കണികകളെ ക്വാണ്ടങ്ങൾ എന്നാണു വിളിക്കുന്നതു്. കണികകളുടെയും തരംഗങ്ങളുടെയും സ്വഭാവങ്ങൾ സമന്വയിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഒരവസ്ഥയാണു് ക്വാണ്ടം എന്നതുകൊണ്ടുദ്ദേശിക്കുന്നതു്. ഫോട്ടോണുകളും, വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലത്തിലെ മറ്റു മൗലിക ഘടകങ്ങളും വാസ്തവത്തിൽ വിവിക്തങ്ങളായ കണികകളല്ല; എന്നാൽ തരംഗങ്ങളുമല്ല. ഇതുതന്നെയാണു് ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും മറ്റു പരമാണുഭാഗങ്ങളുടെയും സ്ഥിതി. ഈ ചിന്താഗതിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന തത്വത്തെയാണു് ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം എന്നു പറയുന്നതു്.

ഗുരുത്വാകർഷണ മണ്ഡലം

എല്ലാ പ്രാപഞ്ചികവസ്തുക്കളും പരസ്പരം ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഒരു മേഖലയും പ്രാപഞ്ചിക ഗുരുത്വാകർഷണത്തിൽനിന്നു മോചിതമല്ല. പ്രാപഞ്ചിക ഗുരുത്വാകർഷണ നിയമം ആദ്യമായി ആവിഷ്കരിക്കുകയും എല്ലാ പ്രാപഞ്ചിക പ്രതിഭാസങ്ങൾക്കും ബാധകമാക്കുകയും ചെയ്തതു് ന്യൂട്ടനാണു്. ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ വളരെക്കാലം ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടാതെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടു പോന്നുവെങ്കിലും, പിൽക്കാലത്തു് അതേക്കുറിച്ചു് സംശയങ്ങൾ ഉന്നയിക്കപ്പെട്ടു. പ്രസിദ്ധമായ സീലിഗർ വിരോധാഭാസം ശ്രദ്ധേയമാണു്. പ്രപഞ്ചം അനന്തമാകയാൽ അതിൽ ഒരു സ്ഥാനത്തു് ചെലുത്തപ്പെടുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണശക്തി നിർണ്ണയിക്കുവാൻ സീലിഗർ തീരുമാനിച്ചു. ആ ശക്തി പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വ്യാസാർദ്ധത്തിനു് ആനുപാതികമാണെന്നു് അദ്ദേഹം കണ്ടു. പക്ഷേ, പ്രപഞ്ചം അനന്തമാണെങ്കിൽ അതിൽ ഏതു സ്ഥാനത്തുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണവും അനന്തമായിരിക്കും. പക്ഷേ, വാസ്തവമിതല്ല; അങ്ങനെ വരുമ്പോൾ പ്രാപഞ്ചിക നിലവാരത്തിൽ ഗുരുത്വാകർഷണ നിയമത്തിനു സാധുതയില്ലെന്നു വരുന്നു. ഈ വിരോധാഭാസം പരിഹരിക്കാനായി പല സിദ്ധാന്തങ്ങളും ആവിഷ്കരിക്കപ്പെട്ടെങ്കിലും തൃപ്തികരമായ പരിഹാരമുണ്ടായില്ല.

ഐൻസ്റ്റീന്റെ സാപേക്ഷതാ സിദ്ധാന്തം പല പ്രശ്നങ്ങൾക്കും പരിഹാരമേകി. എല്ലാ വസ്തുക്കളുടെയും ജഡത്വദ്രവ്യമാനം, പ്രവേഗത്തോടൊപ്പം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതായി അദ്ദേഹം സിദ്ധാന്തിച്ചു. തന്മൂലം വസ്തുക്കളുടെ ഗുരുത്വാകർഷണദ്രവ്യമാനവും പ്രവേഗത്തോടൊപ്പം വ്യത്യാസപ്പെടേണ്ടതാണു്. അങ്ങനെ ജഡത്വത്തിന്റെയും ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാനം ഒന്നുതന്നെയാണെന്നു് അദ്ദേഹം സ്ഥാപിച്ചു. സാപേക്ഷതാ സിദ്ധാന്തപ്രകാരം സ്ഥലവും കാലവും സമന്വയിക്കപ്പെടുകയും ഊർജ്ജവും ദ്രവ്യമാനവും അനന്യമാക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തതോടെ ന്യൂട്ടോണിയൻ സിദ്ധാന്തങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ചു് അതിവിശാലമായ ഒരു പശ്ചാത്തലത്തിൽവച്ചു് പ്രാപഞ്ചിക പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ പരസ്പരബന്ധത്തെ വ്യാഖ്യാനിക്കാനിതിനു കഴിഞ്ഞു.

1916-ൽ ഐൻസ്റ്റീൻ ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങളുടെ അസ്തിത്വത്തെക്കുറിച്ചു പ്രവചിച്ചു. സാപേക്ഷതാസിദ്ധാന്തത്തിനുസൃതമായി ന്യൂട്ടന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ പുനരാവിഷ്കരിക്കുന്നതിനുവേണ്ടി അദ്ദേഹം ‘മണ്ഡല’ത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ധാരണ രൂപപ്പെടുത്തി. അദ്ദേഹത്തിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ സൂര്യനു ചുറ്റും നിലനിൽക്കുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണമണ്ഡലമാണു് ഗ്രഹങ്ങളെ അതാതു സ്ഥാനങ്ങളിൽ നിലനിർത്തുന്നതു്.

ഗുരുത്വാകർഷണമണ്ഡലത്തെക്കുറിച്ചു് അദേഹമാവിഷ്കരിച്ച സമവാക്യങ്ങളും മറ്റും വൈദ്യുതകാന്തതരംഗങ്ങൾക്കു ബാധകമായ സമവാക്യങ്ങൾക്കു തുല്യമാണെന്നു വ്യക്തമായി. ഇതിൽ നിന്നും ഗുരുത്വാകർഷണശക്തി പ്രസരിക്കപ്പെടുന്നതു തരംഗരൂപത്തിലാണെന്ന നിഗമനത്തിൽ ഐൻസ്റ്റീൻ എത്തിച്ചേർന്നു. ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങളുടെ വേഗത പ്രകാശവേഗതയ്ക്കു സമമാണെന്നും കാണുകയുണ്ടായി.

ഐൻസ്റ്റീന്റെ ഈ നിഗമനങ്ങൾ ഇതുവരെ താത്വികമണ്ഡലത്തിൽ മാത്രമാണു് നിലനിന്നിരുന്നതു്. ഗുരുത്വാകർഷണതരംഗങ്ങളുടെ അസ്തിത്വം സ്ഥാപിക്കാനുതകുന്ന പരീക്ഷണങ്ങളൊന്നും തന്നെ വിജയകരമായി നടത്തപ്പെട്ടില്ല. എന്നാൽ 1969 ജൂണിൽ യു. എസു്. എ.-യിലെ മേരിലാൻഡ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ജെ. വെബർ, ഗുരുത്വാകർഷണതരംഗങ്ങളുടെ അസ്തിത്വം സംശയാതീതമായി തെളിയിച്ചതായി പ്രഖ്യാപിച്ചതോടെ ഈ മണ്ഡലത്തിന്റെ മൗലികഘടനയെക്കുറിച്ചു കൂടി വ്യക്തമായ ധാരണ രൂപീകൃതമായി.

അണുകേന്ദ്ര മണ്ഡലം

അണുകേന്ദ്രമണ്ഡലത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശക്തികളെ അപേക്ഷിച്ചു് ഗുരുത്വാകർഷണ മണ്ഡലം തികച്ചും അവഗണനാർഹം മാത്രമാണു്. പരമാണുവിനുള്ളിലെ മൗലികകണികകൾ തമ്മിലുള്ള പരസ്പരബന്ധങ്ങളുടെ ഫലമായി ഉളവാകുന്ന അണുകേന്ദ്രമണ്ഡലത്തെ അപേക്ഷിച്ചു് അവ തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്ന സംഖ്യ ദശാംശസ്ഥാനം കഴിഞ്ഞു് 36 പൂജ്യങ്ങൾക്കുശേഷം വരുന്ന ഒരു സംഖ്യയായിരിക്കും! ഇതുമായിട്ടു തുലനം ചെയ്യുമ്പോൾ വൈദ്യുതകാന്തമണ്ഡലത്തിന്റെ കാര്യം ഭേദമാണു്. അതു് അണുകേന്ദ്രശക്തികളെക്കാൾ നൂറുമടങ്ങു് ചെറുതാണു്.

ഒരു അണുകേന്ദ്രത്തിലെ മൗലികകണികകൾ തൊട്ടടുത്തുള്ളവയുമായി മാത്രമേ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നുള്ളു. ഇതിനു കാരണമെന്താണെന്നറിവായിട്ടില്ല. രണ്ടു കണികകൾ തമ്മിലുള്ള പരസ്പരപ്രവർത്തനം, അവ തമ്മിലുള്ള അകലത്തെ മാത്രമല്ല അവയുടെ പ്രദക്ഷിണദിശയെക്കൂടി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. പരമാണുഘടനയെക്കുറിച്ചു പറഞ്ഞപ്പോൾ കഴിഞ്ഞ അദ്ധ്യായത്തിൽ വിവിധ മൗലികകണികകളെക്കുറിച്ചു പ്രതിപാദിക്കുകയുണ്ടായല്ലോ. അവയിൽ മീസോണുകളാണു് അണുകേന്ദ്രമണ്ഡലത്തിലെ പ്രധാന പങ്കാളികൾ. മൗലികകണികകൾ തമ്മിൽ മീസോണുകൾ കൈമാറുന്നതിന്റെ ഫലമായാണു് അണുകേന്ദ്രശക്തികളുണ്ടാവുന്നതെന്നു കരുതപ്പെടുന്നു. അണുകേന്ദ്രത്തിലടങ്ങിയിട്ടുള്ള ഈ ശക്തി — അണുശക്തി — ഇന്നു വിവിധ മാർഗ്ഗങ്ങളിലൂടെ മനുഷ്യൻ തന്റെ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിച്ചു വരുന്നു.

അജ്ഞാത മേഖലകൾ

മുകളിൽ വിവരിച്ച നാലു് അവസ്ഥകളിലും മൂന്നു മണ്ഡലങ്ങളിലുമായിട്ടു മാത്രമാണോ പ്രാപഞ്ചികപദാർത്ഥം നിലനില്ക്കുന്നതു? ഒരിക്കലുമായിരിക്കില്ല. ഇതുവരെ അറിയപ്പെടാത്ത പല മേഖലകളും ഇനിയും അനാവരണം ചെയ്യപ്പെടാനുണ്ടു്. പ്രകാശത്തേക്കാൾ വേഗതയുള്ള ടാക്കിയോണുകളെക്കുറിച്ചുള്ള സങ്കല്പം യാഥാർത്ഥ്യമായിത്തീരുകയാണെങ്കിൽ അതു് അത്യത്ഭുതകരമായ ഒരു പുതിയ മേഖലയാണു് നമുക്കു തുറന്നുതരിക.

പ്ലാസ്മയെക്കുറിച്ചുള്ള ഇന്നത്തെ നമ്മുടെ അറിവു് പരിമിതമാണു്. അതുതന്നെ പുതിയ മേഖലകൾ അനാവരണം ചെയ്തുകൂടായ്കയില്ല. താപനിലയുടെ പരമാവധി പരിധിയെന്താണെന്നോ, ആ അവസ്ഥയിൽ പദാർത്ഥത്തിന്റെ സ്ഥിതി എന്തായിരിക്കുമെന്നോ നമുക്കറിഞ്ഞുകൂടാ. നമുക്കു് ഇന്നു് ചിന്തനീയംപോലുമല്ലാത്ത വിധത്തിൽ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ പദാർത്ഥത്തിന്റെ സ്ഥിതി എന്തായിരിക്കുമെന്നും നമുക്കറിവില്ല. ഇതുപോലെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ പല മേഖലകളെക്കുറിച്ചും ഇനിയും നാം പഠിക്കേണ്ടതായിട്ടാണിരിക്കുന്നതു്.