Oct 8, 2021 • 15M

ഉറുമ്പിനെ അപേക്ഷിച്ച് എലി വളരെ വലുതാകുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ലോകപ്രശസ്തസിദ്ധാന്തങ്ങളും ചിന്തകളും വലിയ മാറ്റമാണ് ശാസ്ത്രരംഗത്തുണ്ടാക്കിയത്. ഇന്നും അത് പ്രസക്തമാണ്. മഹാപ്രതിഭയുടെ ശാസ്ത്ര നേട്ടങ്ങളിലേക്ക്...

8
3
 
1.0×
0:00
-14:35
Open in playerListen on);
Episode details
3 comments
Illustration: Sudheesh P S//Science Indica/Storiyoh

ശാസ്ത്രലോകത്തെ എക്കാലത്തെയും മഹത്തായ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങള്‍ നടത്തിയ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ വളരെ ലളിതമായ വ്യക്തിത്വത്തിന് ഉടമയായിരുന്നു. ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ജീവിതത്തെ ഒറ്റവാക്യത്തില്‍ സംക്ഷേപിച്ചാല്‍ ലളിതം എന്നായിരിക്കുമെന്ന് അദ്ദേഹത്തിന്റെ ജീവചരിത്രകാരനായിരുന്ന ബനേഷ് ഹോഫ്മാന്‍ പറഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.

ഊര്‍ജ്ജതന്ത്ര വിഷയങ്ങളില്‍ വളരെ വ്യക്തമായ കാഴ്ചപ്പാട് ഐന്‍സ്റ്റൈന് ഉണ്ടായിരുന്നു. മാത്രമല്ല ഊര്‍ജ്ജതന്ത്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സമസ്യകള്‍ക്ക് ഉത്തരം കണ്ടെത്താനാകുമെന്ന ദൃഢനിശ്ചയവും അദ്ദേഹത്തിനുണ്ടായിരുന്നു. എന്നാല്‍ ഇത്തരം വിഷയങ്ങളില്‍ സ്വന്തമായൊരു ശൈലിയും നയങ്ങളുമാണ്  ഐന്‍സ്റ്റൈന് ഉണ്ടായിരുന്നത്. തന്റെ ലക്ഷ്യത്തിലേക്കുള്ള ഓരോ പ്രധാന ഘട്ടവും അദ്ദേഹത്തിന് ഭാവനയില്‍ കാണാന്‍ കഴിയുമായിരുന്നു. ജീവിതത്തിലെ സുപ്രധാന നേട്ടങ്ങളെല്ലാം അടുത്ത നേട്ടത്തിലേക്കുള്ള ചവിട്ടുപടികളായി മാത്രമാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ കണ്ടിരുന്നത്.

ശാസ്ത്രരംഗത്തെ തന്റെ കണ്ടെത്തലുകളുടെ തുടക്കത്തില്‍ തന്നെ ന്യൂട്ടന്റെ ചലനസിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ പോരായ്മകള്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തിരിച്ചറിഞ്ഞിരുന്നു. ചലന നിയമങ്ങളെ വൈദ്യുത കാന്തിക മണ്ഡലവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നിയമങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാനുള്ള ശ്രമത്തില്‍ നിന്നുമാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തം ഉടലെടുക്കുന്നത്. കുറഞ്ഞ വികിരണ അവസ്ഥയില്‍ പ്രകാശത്തിന്റെ താപ ഗുണങ്ങളെ കുറിച്ചുള്ള അദ്ദേഹത്തിന്റെ നിഗമനങ്ങളാണ് പിന്നീട് പ്രകാശത്തിന്റെ ഫോട്ടോണ്‍ സിദ്ധാന്തത്തിന് അടിത്തറയായത്.

ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ നമുക്ക് നല്‍കിയത് എന്ത്-ഭാഗം ഒന്ന് വായിക്കാനും കേള്‍ക്കാനും ഇവിടെ ക്ലിക്ക് ചെയ്യുക

സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കല്‍ മെക്കാനിക്സിലെ (വസ്തുക്കളിലടങ്ങിയിരിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ സ്വഭാവത്തെ ഗണിതശാസ്ത്ര തത്വങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ വിശദീകരിച്ച് വസ്തുക്കളുടെ സ്വാഭാവം വിശദീകരിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജതന്ത്ര ശാഖ) സാധാരണ സമസ്യകള്‍ പരിഹരിച്ചും ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തിയുള്ളവ പരിഹരിച്ചുമാണ് തന്മാത്രകളുടെ ബ്രൗണിയന്‍ ചലനത്തെ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ വിശദീകരിച്ചത്.

ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ നാല് സിദ്ധാന്തങ്ങളാണ് ലോകം ഏറ്റവുമധികം ചര്‍ച്ച ചെയ്തിട്ടുള്ളത്. ഇവയെല്ലാം 1905ല്‍ ഗുമസ്തപ്പണിക്കിടെ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തയ്യാറാക്കിയ പ്രബന്ധങ്ങളിലുള്ളവയാണ്. പിന്നീടുള്ള വര്‍ഷങ്ങളില്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ അവ കൂടുതല്‍ മിനുക്കിയെടുത്തെങ്കിലും 1905ലാണ് അവയെല്ലാം തയ്യാറാക്കിയതെന്നതില്‍ സംശയമില്ല. ഇരുത്തം വന്ന ഒരു ശാസ്ത്രജ്ഞനായി ഐന്‍സ്റ്റൈനെ ലോകം അംഗീകരിക്കുന്നത് 1905ലെ ആ കണ്ടെത്തലുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്. ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ പ്രകാശ വൈദ്യുത പ്രഭാവത്തെ വിശദീകരിക്കുന്നതായിരുന്നു ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ആദ്യ പ്രബന്ധം. പ്രകാശം ഫോട്ടോണുകള്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്ന വളരെ ചെറിയ പാക്കറ്റുകളാണെങ്കില്‍ ഒരു ലോഹത്തില്‍ പ്രകാശം തട്ടുമ്പോള്‍ അവിടുത്തെ ഇലക്ട്രോണുള്‍ക്ക് സ്ഥാനചലനമുണ്ടാകുമെന്നതായിരുന്നു ആദ്യ പ്രബന്ധത്തിന്റെ കാതല്‍.

ആറ്റത്തിന്റെ അസ്തിത്വം സംബന്ധിച്ച നിര്‍ണ്ണായക തെളിവ് നല്‍കുന്നതായിരുന്നു ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ രണ്ടാമത്തെ പ്രബന്ധം. നിശ്ചലമായ ജലത്തിനുള്ളിലെ സൂക്ഷ്മ കണികകളുടെ ചലനം അപഗ്രഥിച്ച ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ അതിനെ ബ്രൗണിയന്‍ ചലനമെന്ന് വിളിച്ചു. വെള്ളത്തിലെ ചലനാവസ്ഥയിലുള്ള ആറ്റങ്ങളുടെ വലുപ്പം കണ്ടെത്താനും അവഗാഡ്രോ സംഖ്യ (ഒരു പദാര്‍ത്ഥത്തിന്റെ ഒരു മോളില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന യൂണിറ്റുകളുടെ എണ്ണം)കണ്ടെത്താനും അദ്ദേഹത്തിന് കഴിഞ്ഞു.


ഉറുമ്പിനെ അപേക്ഷിച്ച് എലി വളരെ വലുതാണ്, എന്നാല്‍ ആനയെ അപേക്ഷിച്ച് എലി വളരെ ചെറുതാണുതാനും. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ഒരേ വസ്തുവിന്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകള്‍ തീര്‍ത്തും വിരുദ്ധമായി മാറുന്നു. ഇതാണ് ആപേക്ഷികമെന്ന് പറയുന്നത്


മൂന്നാമത്തെ പ്രബന്ധത്തിലാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതയ്ക്ക് പിന്നിലെ ഗണിതശാസ്ത്രം അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. പൊതു ആപേക്ഷികത സിദ്ധാന്തമാണ് നാലാമത്തെ പ്രബന്ധത്തിന്റെ കാതല്‍. ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്റെ നിര്‍ണ്ണായക കണ്ടെത്തലായി കരുതിയതും ഇതിനെയാണ്. E = mc2 എന്ന ലോകപ്രശസ്ത സമവാക്യം ജനിക്കുന്നത് ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഭാഗമായാണ്. സൂര്യന്റെയും മറ്റ് നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകളെ വിശദീകരിക്കുന്ന ആദ്യ സിദ്ധാന്തമാണിത്.

ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍

പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ ഊര്‍ജ്ജതന്ത്ര രംഗത്ത് പ്രബലമായിരുന്ന രണ്ട് തിയറികളാണ് ഉണ്ടായിരുന്നത്. ഐസക് ന്യൂട്ടന്റെ ചലന നിയമങ്ങളും മാക്സ്വെല്ലിന്റെ പ്രകാശവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തവുമായിരുന്നു അവ. എന്നാല്‍ ഇവ പരസ്പര വിരുദ്ധമാണെന്നും ഇവയില്‍ ഏതെങ്കിലും ഒന്നേ ശരിയായിരിക്കുകയുള്ളുവെന്നും കണ്ടെത്തിയത് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍  ആയിരുന്നു. മറ്റൊന്നുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോഴാണ് ആപേക്ഷികം എന്ന വാക്ക് പ്രസക്തമാകുന്നത്. ഉറുമ്പിനെ അപേക്ഷിച്ച് എലി വളരെ വലുതാണ്, എന്നാല്‍ ആനയെ അപേക്ഷിച്ച് എലി വളരെ ചെറുതാണുതാനും. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ഒരേ വസ്തുവിന്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകള്‍ തീര്‍ത്തും വിരുദ്ധമായി മാറുന്നു. ഇതാണ് ആപേക്ഷികമെന്ന് പറയുന്നത്.

വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികത

ആപേക്ഷികതയുടെ ചുവടുപിടിച്ചാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ തന്റെ സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. വിശിഷ്ട ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തമായിരുന്നു അതില്‍ ആദ്യത്തേത്. മറ്റ് ശക്തികളുടെ സ്വാധീനത്തില്‍ അല്ലെങ്കില്‍ മാത്രമേ ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങള്‍ എല്ലാ വസ്തുക്കള്‍ക്കും ഒരുപോലെ ബാധകമായിരിക്കൂ എന്ന് അദ്ദേഹം തെളിയിച്ചു. എന്നാല്‍ ഒരാള്‍ എത്രവേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിച്ചാലും ശൂന്യതയില്‍ പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത സ്ഥിരമായിരിക്കുമെന്നും അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. സ്ഥല-കാല സങ്കല്‍പ്പത്തിന് വിത്ത് പാകിയത് ഈ സിദ്ധാന്തമാണ്.

ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ എളുപ്പത്തില്‍ മനസിലാക്കാന്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു ട്രെയിനിനിന്റെ അകത്ത് ഇരിക്കുന്ന ഒരാളെയും പുറത്ത് നില്‍ക്കുന്ന ഒരാളെയും ഉദാഹരണമായി എടുക്കാം. ട്രെയിന്‍ കടന്നുപോകുന്ന ട്രാക്കിന്റെ ഒരു സ്ഥലത്ത് ഇരുവശത്തും രണ്ട് മരങ്ങള്‍ ഉണ്ടെന്നിരിക്കട്ടെ. പെട്ടന്നൊരു മിന്നല്‍ ഇരുമരങ്ങളിലും പതിച്ചാല്‍ ട്രെയിനിന്റെ ചലനം മൂലം അകത്തിരിക്കുന്നയാള്‍ക്ക് ആദ്യം മിന്നല്‍ ഒരു മരത്തിലും പിന്നീട് അടുത്ത മരത്തിലും പതിച്ചതായി തോന്നും. എന്നാല്‍ പുറത്ത് നില്‍ക്കുന്ന ആള്‍ക്ക് രണ്ട് മരങ്ങളിലും ഒരേസമയം മിന്നല്‍വെളിച്ചം കാണാനാകും. ഒരേസമയമെന്നത് പോലും ആപേക്ഷികമാണെന്നാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ വാദം. ഒരാള്‍ ഒരേസമയത്ത് കാണുന്ന കാര്യങ്ങള്‍ മറ്റൊരാള്‍ക്ക് അങ്ങനെ ആയിക്കൊള്ളണമെന്നില്ല. ചലനത്തിന്റെ സ്ഥിതി അനുസരിച്ച് സമയത്തിന്റെ ഒഴുക്ക് വ്യത്യസ്തതരത്തിലാണെന്നും ദൂരവും ആപേക്ഷികമാണെന്നുമുള്ള നിഗമനങ്ങളില്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ എത്തിയത് അങ്ങനെയാണ്.

സ്ഥിരവേഗതയില്‍ നേര്‍രേഖയിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ സ്ഥാനവും സമയവും പരസ്പര ബന്ധിതമാണെന്നാണ് വിശിഷ്ട ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം പറയുന്നത്. പ്രകാശവേഗതയില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന വസ്തുക്കളിലാണ് ഈ സിദ്ധാന്തം ഏറ്റവുമധികം പ്രയോഗിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ളത്. ഒരു വസ്തുവിന് പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത കൈവരുമ്പോള്‍ അതിന്റെ പിണ്ഡം അനന്തമാകുകയും പ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വേഗതയില്‍ അതിന് സഞ്ചരിക്കാനാകുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ഈ കണ്ടെത്തലിന് മുമ്പ് ഐസക് ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്ന് ചലന നിയമങ്ങളുടെ പശ്ചാത്തലത്തിലാണ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പ്രപഞ്ചത്തെ മനസിലാക്കിയിരുന്നത്. ചലിച്ച് കൊണ്ടിരിക്കുന്നതോ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലുള്ളതോ ആയ വസ്തുക്കളില്‍ പുറത്ത് നിന്നും ഒരു ബലം പ്രയോഗിക്കപ്പെട്ടെങ്കില്‍ മാത്രമേ അതിന്റെ അവസ്ഥയില്‍ മാറ്റമുണ്ടാകൂ, ബലമെന്നത് ഒരു വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡത്തെയും വേഗതയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, എല്ലാ പ്രവൃത്തിക്കും തത്തുല്യവും എതിര്‍ദിശയിലുള്ളതുമായ ഒരു പ്രതികരണമുണ്ടാകും എന്നിവയായിരുന്നു ന്യൂട്ടന്റെ ചലന നിയമങ്ങള്‍. എന്നാല്‍ ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ രംഗത്തെത്തിയതോടെ ന്യൂട്ടന്റെ കണ്ടെത്തലുകളില്‍ തിരുത്തലുകള്‍ വേണ്ടിവന്നു.

E = mc2

വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതയില്‍ നിന്നുമാണ് ശാസ്ത്രലോകത്തെ വിഖ്യാത സമവാക്യമായ E = mc2 ഉണ്ടാകുന്നത്. ഊര്‍ജ്ജമെന്നത് പിണ്ഡത്തിന്റെയും വേഗതയുടെ വര്‍ഗ്ഗത്തിന്റെയും ഗുണനഫലമാണെന്നാണ് ഈ സമവാക്യം പറയുന്നത്. ഊര്‍ജ്ജവും പിണ്ഡവും ഒരു നാണയത്തിന്റെ ഇരുപുറങ്ങളാണെന്നും പിണ്ഡത്തെ പൂര്‍ണ്ണമായും ഊര്‍ജ്ജമാക്കി മാറ്റിയാല്‍ എത്രത്തോളം ഈര്‍ജ്ജം അതിലുണ്ടാകുമെന്നും ഈ സമവാക്യം പറഞ്ഞുതരുന്നു. അണുബോംബിന്റെ ശക്തി വ്യക്തമാക്കുന്ന സമവാക്യം കൂടിയാണിത്. വേഗതക്കനുസരിച്ച് പിണ്ഡം കൂടുന്നുവെന്നും ഈ സമവാക്യം അര്‍ത്ഥമാക്കുന്നുണ്ട്. പ്രപഞ്ചത്തിന് ചുറ്റും വസ്തുക്കള്‍ക്ക് സഞ്ചരിക്കാവുന്ന വേഗതയുടെ പരിധി കണ്ടെത്താനും ഇതുപയോഗിക്കാം.


പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിനാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ നൊബേല്‍ പുരസ്‌കാരം പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നതെങ്കിലും പ്രകാശ വൈദ്യുത പ്രഭാവം കണ്ടെത്തിയതിനാണ് 1921ല്‍ അദ്ദേഹത്തിന് നൊബേല്‍ ലഭിക്കുന്നത്


പൊതു ആപേക്ഷികത

വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികത അവതരിപ്പിച്ച് പത്ത് വര്‍ഷത്തോളം സമയമെടുത്താണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തെ വിശദീകരിക്കുന്നത്. ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ സിദ്ധാന്തമാണ് പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം. 1600കളിലാണ് ന്യൂട്ടന്‍ ചലന നിയമങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. ഇരുവസ്തുക്കള്‍ക്കിടയില്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം എങ്ങനെയാണ് സംഭവിക്കുന്നതെന്ന് ന്യൂട്ടന്‍ വിശദീകരിക്കുന്നുണ്ട്. എത്ര ദൂരത്തിലാണെങ്കിലും അവക്കിടയിലെ ബലം എന്നത് അവയുടെ പിണ്ഡത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്നായിരുന്നു ന്യൂട്ടന്റെ കണ്ടെത്തല്‍. എന്നാല്‍ സ്ഥല-കാലങ്ങള്‍ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോള്‍, ഭാരം കൂടിയ വസ്തു സ്ഥല-കാലത്തില്‍ ഒരു വക്രീകരണത്തിന് കാരണമാകുന്നുവെന്ന് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പറഞ്ഞു (ഭാരം കൂടിയ ഒരു വസ്തു ഒരു റബ്ബര്‍ഷീറ്റില്‍ വെക്കുമ്പോള്‍ സംഭവിക്കുന്നത് പോലെ).

സ്ഥല-കാലത്തിലെ വക്രീകരണം മൂലം ഉണ്ടാകുന്ന കുഴിയിലേക്ക് വീഴുമ്പോഴാണ് വസ്തുക്കള്‍ക്ക് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം ഉണ്ടാകുന്നതെന്ന പുതിയ അറിവ് ശാസ്ത്രലോകത്തിന് ലഭിക്കുന്നത് ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ ഈ കണ്ടെത്തലിലൂടെയാണ്.

ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ സൂര്യന്റെ അടുത്ത് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പ്രകാശത്തിന് വ്യതിചലനമുണ്ടാകുമെന്ന ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ പ്രവചനം  ശരിയാണോ എന്ന് കണ്ടെത്തുന്നതിനായി 1919ലെ സൂര്യഗ്രഹണ സമയത്ത് ഒരു സംഘം ഗവേഷകര്‍ പടിഞ്ഞാറന്‍ ആഫ്രിക്കയിലെ പ്രിന്‍സിപ്പ് ദ്വീപിലേക്കും മറ്റൊരു സംഘം ബ്രസീലിലെ സോബ്രലിലേക്കും യാത്ര തിരിച്ചു.

നവംബര്‍ ആറിന് റോയല്‍ സൊസൈറ്റിയും റോയല്‍ അസ്ട്രോണമിക്കല്‍ സൊസൈറ്റിയുമാണ് ആ കണ്ടെത്തലുകള്‍ അവതരിപ്പിച്ചത്. റോയല്‍ സൊസൈറ്റിയുടെ പ്രസിഡന്റായിരുന്ന നൊബേല്‍ സമ്മാനജേതാവ് ജെ ജെ തോംസണ്‍ അന്ന് പറഞ്ഞത് ഇതാണ്, ഇത് ഒറ്റപ്പെട്ട കണ്ടെത്തലാണ്, ശാസ്ത്ര ആശയങ്ങളുടെ ഒരു വന്‍കരയാണിത്. ന്യൂട്ടന് ശേഷം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ സിദ്ധാന്തവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ലഭിക്കുന്ന ഏറ്റവും വലിയ നിരീക്ഷണമാണിത്. ശാസ്ത്രലോകത്ത് വിപ്ലവം- പ്രപഞ്ചത്തില്‍ പുതിയൊരു സിദ്ധാന്തം-ന്യൂട്ടന്റെ ആശയങ്ങള്‍ക്ക് തിരുത്ത് എന്നിങ്ങനെയായിരുന്നു അന്ന് ലണ്ടനിലെ ദ ടൈംസ് പത്രത്തിന്റെ തലക്കെട്ട്.

പ്രകാശ വൈദ്യുത പ്രഭാവം

പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിനാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ നൊബേല്‍ പുരസ്‌കാരം പ്രതീക്ഷിച്ചിരുന്നതെങ്കിലും പ്രകാശ വൈദ്യുത പ്രഭാവം കണ്ടെത്തിയതിനാണ് 1921ല്‍ അദ്ദേഹത്തിന് നൊബേല്‍ ലഭിക്കുന്നത്. ചുറ്റുമുള്ള ലോകത്തെ മനസിലാക്കുന്നതില്‍ ഈ കണ്ടെത്തല്‍ വലിയ പങ്ക് വഹിച്ചു.അന്ന് വരെ കരുതപ്പെട്ടിരുന്നത് പോലെ പ്രകാശം കേവലം ഒരൊറ്റ തരംഗം മാത്രമല്ലെന്നും അനേകം കണികകളുടെ (ഫോട്ടോണുകള്‍) കൂട്ടമാണെന്നും 1905ല്‍ തന്നെ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പറഞ്ഞിരുന്നു.

പ്രകാശത്തിന്റെ ഈ ഇരട്ട സ്വഭാവമാണ് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെ അടിസ്ഥാനം. ഇലക്ട്രോണ്‍ മൈക്രോസ്‌കോപ്പുകളുടെയും സോളാര്‍ സെല്ലുകളുടെയും കണ്ടുപിടിത്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചതും പ്രകാശത്തിന്റെ ഈ സവിശേഷത തന്നെ.

ഒരു പരിധിയില്‍ കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജമുള്ള പ്രകാശം ഒരു ലോഹപ്രതലത്തില്‍ തട്ടുകയാണെങ്കില്‍ മുമ്പ് ആ ലോഹത്തിന്റെ ഭാഗമായിരുന്ന ഇലക്ട്രോണിന് ഇളക്കമുണ്ടാകുമെന്നാണ് പ്രകാശ വൈദ്യുത പ്രഭാവം വിശദമാക്കുന്നത്. ഫോട്ടോണ്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഓരോ പ്രകാശ കണികയും ഒരു ഇലക്ട്രോണുമായി കൂട്ടിമുട്ടുകയും അതിനെ ലോഹത്തില്‍ നിന്നും ഇളക്കിമാറ്റുവാന്‍ നിശ്ചിത ഊര്‍ജ്ജം പ്രയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫോട്ടോണിലെ ബാക്കിയുള്ള ഊര്‍ജ്ജം സ്വതന്ത്രമായി ചുറ്റിനടക്കുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജ്ജുള്ള ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

ഏക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തം

പ്രകാശ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തെയും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ മണ്ഡലത്തെയും ഒന്നാക്കാനായിരുന്നു അവസാന കാലങ്ങളില്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പരിശ്രമിച്ചിരുന്നത്. പ്രകൃതിയിലെ എല്ലാ ശക്തികളെയും പരസ്പരമുള്ള അവയുടെ ഇടപെടലുകളെയും ഒരൈാറ്റ സിദ്ധാന്തത്തിന് കീഴില്‍ കൊണ്ടുവരാന്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന് ശേഷവും ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ശ്രമം തുടര്‍ന്ന് കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. 1920കളിലാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ഇതിനുള്ള ശ്രമം ആരംഭിക്കുന്നത്. അന്ന് പ്രധാനമായും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ, പ്രകാശ വൈദ്യുത ശക്തികളെ കുറിച്ച് മാത്രമേ ലോകത്തിന് അറിവുണ്ടായിരുന്നുള്ളു. ഇവ ഏകീകരിക്കാനായിരുന്നു ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ശ്രമിച്ചത്. ആദ്യം ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തെ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ എതിര്‍ത്തിരുന്നെങ്കിലും പിന്നീട് അതിനെയും ഏക മണ്ഡല സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഭാഗമാക്കാന്‍ അദ്ദേഹം ശ്രമിച്ചു. എന്നാല്‍ 1955ല്‍ മരണമടയുമ്പോള്‍ തന്റെ ശ്രമം പൂര്‍ത്തിയാക്കാന്‍ ഐന്‍സ്റ്റീന് സാധിച്ചിരുന്നില്ല.

ജ്യോതിശാസ്ത്രലോകത്തിന് ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ നല്‍കിയ സംഭാവനകള്‍

ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ പല കണ്ടെത്തലുകളും ശാസ്ത്രലോകത്തിന് പല തരത്തിലും ഉപയോഗപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. എന്നാല്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്ര മേഖലയില്‍ അദ്ദേഹം നല്‍കിയ സംഭാവനകള്‍ അതുല്യങ്ങളായിരുന്നു.

ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങള്‍

2016ല്‍, ലേസര്‍ ഇന്റെര്‍ഫെറോ മീറ്റര്‍ ഗ്രാവിറ്റേഷണല്‍ വേവ് ഒബ്സര്‍വേറ്ററി (ലിഗോ- പ്രപഞ്ചത്തിലെ സ്ഥല-കാല ജ്യാമിതിയിലെ ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങള്‍ മൂലമുള്ള പ്രകമ്പനങ്ങള്‍ ഡിറ്റക്റ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച് കണ്ടെത്തി രേഖപ്പെടുത്തി വിശകലനം ചെയ്യുന്ന ശാസ്ത്ര സംഘം) സ്ഥല-കാലത്തില്‍ ചില പ്രകമ്പനങ്ങള്‍ കണ്ടെത്തി. ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങള്‍ എന്നാണ് ഇവയെ വിളിക്കുന്നത്. തമോഗര്‍ത്തങ്ങള്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്നും 1.4 ബില്യണ്‍ പ്രകാശവര്‍ഷം അകലെവെച്ച് കൂട്ടിയിടിച്ചതിന്റെ ഫലമായാണ് അവയുണ്ടായത്. 2015ലാണ് ലിഗോ ആദ്യമായി ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങളെ കണ്ടെത്തുന്നത്. ഗുരുത്വ തംരംഗമെന്ന പ്രതിഭാസത്തെ കുറിച്ച് ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ പ്രവചിച്ച് നൂറ് വര്‍ഷം പിന്നിടുമ്പോഴാണ് ഇത്. ഐന്‍സ്റ്റീന്റെ പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഭാഗമായിരുന്നു അവ.

ബുധന്റെ ഭ്രമണപഥം

തന്നേക്കാളും വളരെയധികം വലുപ്പമുള്ള സൂര്യനെ ഏറ്റവുമടുത്ത് നിന്ന് വലംവെക്കുന്ന ചെറിയ ഗ്രഹമാണ് ബുധന്‍. സ്ഥല-കാലത്തിലുണ്ടാകുന്ന വക്രീകരണം ബുധന്റെ ചലനത്തെയും ഭ്രമണപഥത്തിലെ വ്യതിയാനത്തെയും ബാധിക്കുന്നതായി പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ വിശദീകരിക്കുന്നത് വരെ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് ബുധന്റെ സഞ്ചാരപഥത്തെ മനസിലാക്കാന്‍ സാധിച്ചിരുന്നില്ല. ഈ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ മൂലം ശതകോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്ക് ശേഷം ബുധന്‍ സൗരയൂഥത്തില്‍ നിന്നും പുറത്ത് പോകാന്‍ വളരെ ചെറിയ സാധ്യതയുണ്ട്.

ഗ്രാവിറ്റേഷണല്‍ ലെന്‍സിംഗ്

നക്ഷത്രക്കൂട്ടങ്ങളോ തമോഗര്‍ത്തമോ പോലുള്ള വലിയ വസ്തുക്കള്‍ തങ്ങള്‍ക്ക് ചുറ്റുമുള്ള പ്രകാശത്തെ വളയ്ക്കുന്ന പ്രതിഭാസമാണിത്. ടെലസ്‌കോപ്പിലൂടെ ഇവയ്ക്ക് ചുറ്റുമുള്ള മേഖല നിരീക്ഷിക്കുന്ന ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് വലിയ വസ്തുക്കള്‍ക്ക് പിന്നിലുള്ള വസ്തുക്കളെ നേരിട്ട് കാണാന്‍ കഴിയുന്നത് ഈ മേഖലയില്‍ പ്രകാശത്തിന് വളവുണ്ടാകുന്നത് മൂലമാണ്.

തമോഗര്‍ത്തങ്ങള്‍

2019 ഏപ്രിലിലാണ് ഇവന്റ് ഹോറൈസണ്‍ ടെലസ്‌കോപ്പ് മുഖേന ആദ്യമായി ഒരു തമോഗര്‍ത്തത്തിന്റെ ചിത്രം ലഭിക്കുന്നത്. പൊതു ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നിരവധി വസ്തുതകള്‍ സത്യമാണെന്ന് തെളിയിക്കുന്നവയായിരുന്നു അവ.

ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്‌റ്റൈന്‍ ശാസ്ത്രത്തിന് നല്‍കിയ സംഭാവനകള്‍ വിശദീകരിക്കുന്ന സയന്‍സ് ഇന്‍ഡിക്കലേഖനപരമ്പരയുടെ രണ്ടാം ഭാഗമാണിത്. ആദ്യ ഭാഗം വായിക്കാന്‍ ഇവിടെ ക്ലിക്ക് ചെയ്യുക