തമോദ്വാരങ്ങൾ സമാന്തര പ്രപഞ്ചങ്ങളുടെ ഇടനാഴികൾ ? 

✍️ Sabu Jose

⭕ “ഐൻസ്റ്റൈൻ ക്ഷമിക്കുക, തമോദ്വാരങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ ദൈവം പകിട കളിക്കുന്നുണ്ട്. അതുമാത്രമല്ല, പകിടയെറിയുന്നത് പലപ്പോഴും നിരീക്ഷകനു മതിഭ്രമമുണ്ടാക്കുന്ന തരത്തിലുമാണ്”

⭕ തമോദ്വാങ്ങളെക്കുറിച്ചുതന്നെയാണ് വീണ്ടും പറയുന്നത്. തമോദ്വാരങ്ങളിൽ നഷ്ടപ്പെടുന്ന വിവരങ്ങൾക്ക് എന്താണു സംഭവിക്കുന്നത്? തമോദ്വാരങ്ങൾ മറ്റൊരു പ്രപഞ്ചത്തിലേക്കു തുറക്കുന്ന ഇടനാഴികളാണോ? തമോദ്വാരങ്ങളുടെ ഭൗതികമെന്താണ്? ഉയർന്ന ശാസ്ത്രബോധമുള്ളവരെപ്പോലും കുഴക്കുന്നവയാണ് ഈ ചോദ്യങ്ങൾ.

⭕  1783ൽ ജിയോളജിസ്റ്റായ ജോൺ മൈക്കൽ റോയൽ സൊസൈറ്റിയ്ക്ക് എഴുതിയ കത്തിൽ ഒരു വസ്തുവിലടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ദ്രവ്യം ആത്യധികം സാന്ദ്രമാവുകയും അതിന്റെ ഗുരുത്വബലം അനന്തമാവുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ അതിൽ നിന്നുള്ള പലായന പ്രവേഗം പ്രകാശവേഗത്തെ കവച്ചുവയ്ക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത സൂചിപ്പിച്ചിരുന്നു. പിന്നീട് 1798 ൽ ഫ്രഞ്ച് ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞനായ പിയറി സൈമൺ ഡി ലാപ്ളാസ് ഇത്തരമൊരു സാധ്യതയിലേക്കു വിരൽ ചൂണ്ടിയെങ്കിലും അന്നത്തെ ശാസ്ത്രത്തിന് അതംഗീകരിക്കാൻ തക്ക വളർച്ചയുണ്ടായിരുന്നില്ല. പ്രകാശത്തിന്റെ നേർരേഖാ സഞ്ചാരപഥം വ്യതിചലിപ്പിക്കാൻ ഗുരുത്വബലത്തിനു കഴിയില്ലെന്നുതന്നെയായിരുന്നു ശാസ്ത്രലോകം കരുതിയിരുന്നത്. 1915 ൽ ഐൻസ്റ്റൈൻ പൊതു ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അവതരിപ്പിച്ചതോടെ ജോൺ മൈക്കലിന്റെയും ലാപ്ളാസിന്റെയും പ്രവചനങ്ങൾക്ക് സ്വീകാര്യതയുണ്ടായി. പിന്നീട് 1939 ൽ റോബർട്ട് ഓപ്പൺഹൈമറും ഹാർട്ട്ലൻഡ് സ്നൈഡറും ചേർന്ന് നടത്തിയ ഗണിതക്രിയകൾ തമോദ്വാരങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം അരക്കിട്ടുറപ്പിച്ചു. പ്രകാശത്തിനുപോലും രക്ഷപ്പെടാകാകാത്തവിധം ഗുരുത്വബലം തീവ്രമാകുന്ന ഈ പ്രതിഭാസത്തിനു ‘ബ്ളാക്ക്ഹോൾ ' എന്ന പേരു നല്കിയത് ക്വാണ്ടം ഭൗതികജ്ഞനായ ജോൺ വീലറാണ്.

⭕ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അനന്തവിശാലതയിൽ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കാത്ത തമോദ്വാരങ്ങളെ എങ്ങനെയാണ് കണ്ടെത്തുന്നത്? ചില നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ക്രമരഹിതമായ സഞ്ചാരപഥം സമീപമുള്ള തമോദ്വാരത്തിന്റെ സൂചനയാണ്. തമോദ്വാരങ്ങളുടെ അതിശക്തമായ ഗുരുത്വബലം നക്ഷത്രങ്ങളുടെ സഞ്ചാരപാതയിൽ വ്യതിയാനമുണ്ടാക്കും. സ്പേസിലുള്ള ധൂളീപടലങ്ങളും വാതകങ്ങളും തമോദ്വാരങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും അവയുടെ അതിവേഗത്തിലുള്ള കറക്കം ഉണ്ടാക്കുന്ന ഘർഷണം കണികകളെ ചൂടുപിടിപ്പിച്ച് ഉന്നത ഉര്ജനിലയിലുള്ള വികിരണങ്ങൾ ഉത്സർജിക്കുകയും ചെയ്യും. നക്ഷത്ര ശോഭയുള്ള ഈ ‘അക്രീഷൻ ഡിസ്ക്ക്’ കണ്ടെത്താൻ കഴിയും. വളരെ അകലെയുള്ള ഗാലക്സികളിൽ നിന്നുവരുന്ന പ്രകാശ രശ്മികളുടെ നേർരേഖാ സഞ്ചാരപഥത്തിലുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനം (Gravitational lensing) അപഗ്രഥിച്ചും തമോദ്വാരങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും. 

⭕  സൂര്യന്റെ പത്തുമടങ്ങിലധികം വലിപ്പമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങള് ക്രമേണ അവയുടെ ഗുരുത്വവലിവും വികിരണ മർദവും തമ്മിലുള്ള അസന്തുലിതാവസ്ഥ താങ്ങാനാവാതെ അത്യുജ്ജ്വല ശോഭയോടെ പൊട്ടിച്ചിതറും (Supernova). അവശേഷിക്കുന്ന നക്ഷത്രക്കാമ്പിന്റെ പിണ്ഡം 2.85 x 10^30 കിലോഗ്രാമിൽ അധികമായാൽ (Chandrashekhar limit) നക്ഷത്രം ഒരു വെള്ളക്കുള്ളനായി മാറും. നക്ഷത്രക്കാമ്പിന്റെ പിണ്ഡം മൂന്ന് സൗര പിണ്ഡത്തിൽ അധികമായാൽ ( ഓപ്പൺഹൈമർ വോൾക്കോഫ് ടോൾമാൻ ലിമിറ്റ്) ഗുരുത്വബലം അതിസങ്കീർണമാവുകയും നക്ഷത്രക്കാമ്പ് അനന്തമായി സങ്കോചിക്കുകയും ചെയ്യും. സ്ഥലകാലങ്ങളുടെ വക്രത അനന്തമാകുന്ന ഈ മേഖലയിൽ നിന്ന് ഒരു വിവരവും, പ്രകാശം പോലും പുറത്തുവരില്ല. സമയം അവിടെ നിശ്ചലമാകും. 

⭕ തമോദ്വാരത്തിന്റെ വലുപ്പമാണ് ഷ്വാർസ്ചൈൽഡ് റേഡിയസ്. ഷ്വാർസ് ചൈൽഡ് റേഡിയസ് വളരെ ചെറിയൊരു മേഖലയാണ്. സൂര്യൻ ഒരു തമോദ്വാരമായി മാറിയെന്നു സങ്കല്പ്പിച്ചാൽ അതിന്റെ വ്യാസം വെറും മൂന്നു കിലോമീറ്റർ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ. ഭൂമിയുടെ കാര്യത്തിലാണെങ്കിൽ അതൊരു പയറുമണിയുടെയത്ര മാത്രം. മിക്കവാറും എല്ലാ സർപ്പിള ഗാലക്സികളുടെയും കേന്ദ്രത്തിൽ തമോദ്വാരങ്ങളുണ്ടാകാം. 

⭕  ഈ രീതിയിലല്ലാതെ തമോദ്വാരങ്ങൾ രൂപപ്പെടുന്നതിന് സൈദ്ധാന്തികമായി തെളിയിക്കാവുന്ന മറ്റു സാഹചര്യങ്ങളുമുണ്ട്. ഉന്നത ഊർജനിലയിലുള്ള കോസ്മിക് കിരണങ്ങൾ ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിലെ തന്മാത്രകളുമായി കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോൾ അതിസൂക്ഷ്മമായ തമോദ്വാരങ്ങളുണ്ടാകും. എന്നാൽ ഇവ നിമിഷാർധങ്ങൾക്കുള്ളിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ടു പോകും. സേണിലെ ലാര്ജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളെഡറിന്റെ അപകട സാധ്യത ഇത്തരം ‘മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ബ്ളാക്ക്ഹോളുകളെ’ ചുറ്റിപ്പറ്റിയാണ്. എന്നാല് ഈ ആരോപണം അടിസ്ഥാനരഹിതമാണ്. 

⭕  തമോദ്വാരമായി മാറുമ്പോഴേക്കും മാതൃനക്ഷത്രത്തിന്റെ എല്ലാ സവിശേഷതകളും ഗുരുത്വതരംഗങ്ങളായി (Gravitational waves) വികിരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കും. അവശേഷിക്കുന്നത് കഷണ്ടിത്തലയിലെ രണ്ടോ മൂന്നോ മുടിയിഴകൾ പോലെ മാതൃനക്ഷത്രത്തിന്റെ പിണ്ഡവും, കറക്കവും (Angular momentum), വൈദ്യുത ചാർജും മാത്രം. ഈ കഷണ്ടിത്തല സിദ്ധാന്തം (No hair theorem) സ്പേസിലെ ശൂന്യതകളിലും കണികകളുടെയും പ്രതികണികകളുടെയും സാധ്യത കാണുന്നുണ്ട്. ഒരു നിമിഷാർധം കൊണ്ട് പരസ്പരം നിഗ്രഹിക്കുകയും ഊർജം ഉല്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഇവ കണ്ടുമുട്ടുന്നത് തമോദ്വാരത്തിന്റെ സംഭവചക്രവാളത്തിന് (Event horizon) തൊട്ടടുത്താണെങ്കിൽ കണികയോ പ്രതികണികയോ ഏതെങ്കിലുമൊന്ന് തമോഗര്ത്തത്തില് അകപ്പെടുകയും രണ്ടാമത്തേത് രക്ഷപ്പെടുകയും ചെയ്യും. പുറമേ നിന്നുനോക്കുന്ന ഒരു നിരീക്ഷകന് കാണുന്നത് തമോദ്വാരം ഒരു കണികയെ പുറന്തള്ളുന്നതാണ്. ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷനെന്ന ഇത്തരം വികരണങ്ങൾ തമോദ്വാരങ്ങളിൽ ഉണ്ടാകുമെന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി തെളിയിക്കാമെങ്കിലും സ്ഥൂല പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഇതൊരിക്കലും നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയില്ല.

⭕  കഷണ്ടിത്തലയിൽ അവശേഷിക്കുന്ന സവിശേഷതകളുടെ (മാസ്സ്, ആംഗുലർ മൊമെന്റം, വൈദ്യുത ചാർജ്) അടിസ്ഥാനത്തിൽ തമോദ്വാരങ്ങളെ വർഗീകരിക്കാൻ കഴിയും. സൗരപിണ്ഡത്തിന്റെ ലക്ഷക്കണക്കിന് മടങ്ങു ഭാരമുള്ള ‘സൂപ്പർ മാസ്സീവ് തമോദ്വാരങ്ങൾ’, നൂറുമടങ്ങുകൾ ഭാരമുള്ള ‘ഇന്റർ മീഡിയറ്റ് തമോദ്വാരങ്ങൾ’, ഏതാനും മടങ്ങുമാത്രം ഭാരമുള്ള സ്റെല്ലാർ മാസ് തമോദ്വാരങ്ങൾ, സൈദ്ധാന്തികമായി മാത്രം നിലനില്ക്കുകയും മൈക്രോസെക്കന്റുകൾ മാത്രം ആയുസ്സുള്ള ‘സൂക്ഷ്മ തമോദ്വാരങ്ങൾ’ എന്നിങ്ങനെ നാലുതരത്തിലാണവയെ തരംതിരിച്ചിരിക്കുന്നത്. തമോദ്വാരങ്ങളുടെ ഹൃദയത്തിൽ എന്താണു സംഭവിക്കുന്നതെന്ന് ഉറപ്പിച്ചു പറയാൻ കഴിയില്ല.

⭕   ദ്രവ്യോർജ സാന്ദ്രത അനന്തമായ, തമോദ്വാരങ്ങളുടെ കേന്ദ്രത്തെ ‘വൈചിത്ര്യം’ അല്ലെങ്കിൽ ‘സിംഗുലാരിറ്റി’ (A spacetime is singular if it is timelike or null geodesically incomplete but cannot be embedded in a larger space time) എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റിയെന്ന നൂതന പ്രപഞ്ചസിദ്ധാന്തങ്ങൾക്ക് (ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റി ഒരൊറ്റ സിദ്ധാന്തമല്ല, നിരവധി പ്രപഞ്ച സിദ്ധാന്തങ്ങളുടെ സംഘാതമാണ്) ഒരു പക്ഷെ വൈചിത്ര്യത്തിനു മണികെട്ടാൻ കഴിയുമെന്ന് ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ കരുതുന്നു. റോജർ പെൻ റോസിന്റെ കോസ്മിക് സെൻസർഷിപ്പ് ഹൈപോതെസിസ് ഇത്തരത്തിലുള്ള ഒരു സമീപനത്തിന്റെ സാധ്യതയാണ് തുറന്നുതരുന്നത്. വൈചിത്ര്യത്തിനു ചുറ്റുമുള്ള സംഭവ ചക്രവാളം (Event horizon) ഒരു ലക്ഷ്മണ രേഖയായി കണക്കാക്കാൻ കഴിയില്ലെങ്കിലും അതിനപ്പുറം കടന്നാൽ ഒരു തിരിച്ചുവരവ് സാധ്യമല്ല(Point of no return). സംഭവ ചക്രവാളത്തിനപ്പുറം ദൃശ്യപ്രപഞ്ചത്തിൽ നിന്നു മറയ്ക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതു കൊണ്ട് അതിനപ്പുറമുള്ള വൈചിത്ര്യം ഒരിക്കലും നഗ്നമാക്കപ്പെടില്ല (Nature abhors a naked singularity). എന്നാൽ കോസ്മിക് സെൻസർഷിപ് പരികല്പന പൂർണമായി തെളിയിക്കാൻ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. അതുകൊണ്ടുതന്നെ നഗ്നവൈചിത്ര്യങ്ങളുടെ സാധ്യത തള്ളിക്കളയാനുമാകില്ല.

⭕  ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷൻ വഴി തമോദ്വാരങ്ങൾ വളരെ സാവധാനം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയും ശതകോടിക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ കൊണ്ട് അവ അപ്രത്യക്ഷമാവുകയും ചെയ്യുമെന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി തെളിയിക്കാമെങ്കിലും അത് തമോദ്വാരങ്ങളേക്കാൾ വിചിത്രമായ ചില പ്രശ്നങ്ങൾക്കും കാരണമാകും. തമോദ്വാരങ്ങൾ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുമ്പോൾ അതില്പെട്ടുപോയ വിവരങ്ങൾ (Informations) പൂർണമായി നഷ്ടമാകും. ഇത് ഭാതികശാസ്ത്ര പ്രമാണങ്ങൾക്കെതിരാണ് (Black hole information loss paradox). തമോദ്വാരങ്ങൾ എക്കാലവും നിലനില്ക്കുന്നവയാണെങ്കിൽ വിവരങ്ങൾ അവിടെ കെട്ടിയിട്ടിരിക്കുകയാണെന്നു പറയാം. പ്രപഞ്ച രഹസ്യങ്ങളുടെ സമ്പൂർണ സിദ്ധാന്തമെന്നു ചിലരെങ്കിലും കരുതുന്ന ‘സ്ട്രിങ് തിയറി’ ഏറെക്കുറെ അഭികാമ്യമായ ഒരു പോംവഴി ഈ പ്രഹേളികയ്ക്കു നല്കുന്നുണ്ട്. സിംഗുലാരിറ്റിയിൽ കെട്ടിയിട്ടിരിക്കുന്ന വിവരങ്ങൾ ഒരേസമയം രണ്ടു തലങ്ങളിൽ (Superposition) നിലനില്ക്കുന്നുണ്ട് എന്നാണ് ചരടു സിദ്ധാന്തം പറയുന്നത്.

⭕ സ്റീഫൻഹോക്കിംഗ് വിരൽ ചൂണ്ടുന്നത് മറ്റൊരു സാധ്യതയിലേക്കാണ്. തമോദ്വാരങ്ങളിൽ അകപ്പെട്ടുപോയ വിവരങ്ങൾ ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷനിൽ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെങ്കിലും അവ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിലായിരിക്കില്ല എന്നാണ് അദ്ദേഹത്തിന്റെ അഭിപ്രായം. മറ്റൊരു സാധ്യത കുറേകൂടി സങ്കീർണവും അതേസമയം കൗതുകകരവുമാണ്. തമോദ്വാരങ്ങൾ മറ്റൊരു പ്രപഞ്ചത്തിലേക്കു കടക്കാനുള്ള ഇടനാഴികളായിരിക്കാം. വിവരങ്ങൾ നഷ്ടപെടുകയല്ല, മറിച്ച് മറ്റൊരു പ്രപഞ്ചത്തിലേക്ക് പമ്പു ചെയ്യപ്പെടുകയുമാവാം.

⭕  തമോദ്വാരങ്ങളുടെ ചുറ്റുപാടുകൾ സംഭവ ബഹുലമാണ്. ശക്തമായ ഗുരുത്വ വലിവു കാരണം അവയുടെ സമീപമുള്ള ദ്രവ്യം കണികളായി ചിതറിക്കപ്പെടുകയും തമോദ്വാരത്തിനു ചുറ്റും ഒരു ഡിസ്ക്കിന്റെ ആകൃതിയിൽ ചുറ്റാനാരംഭിക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ ‘അക്രീഷൻ ഡിസ്ക്കിൽ’ നിന്നും ഉന്നത ഊർജനിലയിലുള്ള കണികകൾ സ്പേസിലേക്ക് പമ്പു ചെയ്യപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരിക്കും. മൂന്നുലക്ഷം പ്രകാശവർഷം വരെ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്ന കുമിളകളായാണ് ഈ ജെറ്റുകൾ കാണപ്പെടുന്നത്. തമോദ്വാരങ്ങളുടെ സമീപമുള്ള നിർഭാഗ്യവാന്മാരായ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ദ്രവ്യം ഛിന്നഭിന്നമാവുകയും അത് ശക്തമായ ഗാമാ കിരണങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും. നക്ഷത്രസമൂഹങ്ങൾ കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോൾ അവയിലുള്ള തമോദ്വാരങ്ങൾ കൂടിച്ചേർന്ന് ഭീമൻ തമോഗർത്തങ്ങളുണ്ടാവുകയോ, ഗാലക്സികളിൽ നിന്ന് തെറിച്ചുപോയി നക്ഷത്രാന്തര സ്പേസിൽ ചുറ്റിത്തിരിയുകയോ ചെയ്യാം.

⭕ തമോദ്വാരങ്ങളുടെ പഠനം പ്രപഞ്ചബോധത്തിന്റെ സമഗ്രതയ്ക്ക് അനിവാര്യമാണ്. ക്വാസാറുകളുടെ പവർ ഹൗസ് ആക്ടീവ് ഗാലാക്ടിക് ന്യൂക്ളിയസ്സുകളെന്നറിയപ്പെടുന്ന തമോദ്വാരങ്ങളാണ്. കോസ്മിക് കിരണങ്ങൾക്ക് ശക്തി പകരുന്നതും തമോദ്വാരങ്ങൾ തന്നെയാണ്. തമോദ്വാരങ്ങളുടെ ബാഷ്പീകരണം സ്പേസിന്റെ അധികമാനങ്ങളിലേക്കുള്ള വഴികാട്ടിയാണ്. ഭാവിയിലെ നക്ഷത്രാന്തരയാത്രകൾക്കുള്ള ഇന്ധന സ്രോതസ്സായും ഏറ്റവും മികച്ച കണികാ ത്വരത്രമായും (Particle accelerator) തമോദ്വാരങ്ങളെ കാണാൻ കഴിയും. 

⭕ ഗുരുത്വബലത്തിന്റെ അതിസങ്കീർണമായ തലത്തിൽ പലപ്പോഴും തമോദ്വാരങ്ങൾ പ്രവചനാതീതമായാണ് പെരുമാറുന്നത്. ഹോക്കിംഗിന്റെ ഭാഷ കടമെടുത്താൽ 'ഐൻസ്റ്റൈൻ ക്ഷമിക്കുക, തമോദ്വാരങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലെങ്കിലും ദൈവം പകിട കളിക്കുന്നുണ്ട്. അതുമാത്രമല്ല, പകിടയെറിയുന്നത് പലപ്പോഴും നിരീക്ഷകനു മതിഭ്രമമുണ്ടാക്കുന്ന തരത്തിലുമാണ്