ലോകം ഉറപ്പിച്ചു, അത് ഗുരുത്വതരംഗം തന്നെ

പ്രപഞ്ചത്തില്‍ നടക്കുന്ന കൂട്ടിയിടികളുടെയും സംഘര്‍ഷങ്ങളുടെയും ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പ്രകമ്പനമായ ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ച ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റീന്‍െറ പ്രവചനം ശരിവെക്കുന്ന ലിഗോ നിരീക്ഷണ കേന്ദ്രത്തിന്‍െറ കണ്ടുപിടിത്തം ഏറ്റവും വലിയ നേട്ടമായാണ് ശാസ്ത്രലോകം വിലയിരുത്തുന്നത്. കാണാനും കേള്‍ക്കാനും കഴിയാത്ത ഈ തരംഗങ്ങള്‍ക്കുള്ള തെളിവുകള്‍ ശാസ്ത്രലോകത്തിന് മുന്നില്‍ ലഭിക്കാത്തതിനാല്‍ ഇതുവരെ ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം സ്ഥിരീകരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിരുന്നില്ല. 24 വര്‍ഷം മുമ്പ് ഈ ശാസ്ത്ര പ്രതിഭാസം രേഖപ്പെടുത്താന്‍ സ്ഥാപിച്ച ‘ലേസര്‍ ഇന്‍റര്‍ഫെറോമീറ്റര്‍ ഗ്രാവിറ്റേഷനല്‍ വേവ് ഒബ്സര്‍വേറ്ററി‘ (ലിഗോ) ആണ് ഭൂമിയിലൂടെ കടന്നുപോയ ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങളെ സ്ഥിരീകരിച്ചത്. 2015 സെപ്റ്റംബര്‍ 12ന് ആണ് ഗുരുത്വ തരംഗത്തിന്‍െറ സാന്നിധ്യം ആദ്യമായി കണ്ടത്. 1300 കോടി പ്രകാശവര്‍ഷം അകലെയുള്ള രണ്ടു തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെ കൂട്ടിയിടിയെ തുടര്‍ന്ന് ഉണ്ടായ ഗുരുത്വ തരംഗമാണ് പരീക്ഷണശാലയില്‍ കണ്ടത്തെിയത്. അതി സങ്കീര്‍ണ ഉപകരണങ്ങള്‍ വഴി ലേസര്‍ രശ്മികളുടെ സഹായത്തോടെയാണ് എല്‍ ആകൃതിയിലുള്ള ലിഗോ പരീക്ഷണകേന്ദ്രത്തില്‍  ഇത് സാധ്യമായത്. ഒരു കൂട്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ മേല്‍നോട്ടത്തില്‍ നടന്ന ഈ പരീക്ഷണത്തില്‍ ഇന്ത്യക്കും അഭിമാനിക്കാം. 31 ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് പദ്ധതിക്ക് പിന്നില്‍ പ്രവര്‍ത്തിച്ചിരുന്നത്. 
 പ്രപഞ്ചോല്‍പത്തി മുതലുള്ള കാര്യങ്ങളിലേക്കു ശാസ്ത്രലോകത്തെ തിരികെക്കൊണ്ടുപോകാന്‍ സഹായിക്കുന്ന കണ്ടത്തെലാണ് ഏറെക്കാലത്തെ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ കണ്ടത്തെിയിരിക്കുന്നത്. യുഎസ് നാഷനല്‍ സയന്‍സ് ഫൗണ്ടേഷന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഫെബ്രുവരി 11ന് വാര്‍ത്താസമ്മേളനത്തില്‍ അഭിമാനകരമായ നേട്ടം പ്രഖ്യാപിച്ചത്. ലിഗോ പരീക്ഷണശാലയില്‍ ഒരു പ്രോട്ടോണിന്‍െറ ആയിരത്തില്‍ ഒരുഭാഗം വലുപ്പത്തിലുള്ള വ്യതിയാനം സൃഷ്ടിക്കാന്‍ ഗുരുത്വ തരംഗത്തിനു കഴിഞ്ഞതായി ലിഗോ എക്സിക്യൂട്ടീവ് ഡയറക്ടര്‍ ഡേവിഡ് റെയ്റ്റ്സെ പയുന്നു. ഇതുവരെ കാണാത്ത പ്രപഞ്ചമായിരിക്കും ഗുരുത്വ തരംഗത്തിന്‍െറ കണ്ടത്തെലിലൂടെ ദൃശ്യമാകുകയെന്നാണ് പ്രതീക്ഷ. 

അന്ന് മാത്രമല്ല, ഇന്നും ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ 
പേറ്റന്‍റ് ഓഫിസിലെ ഗുമസ്തന്‍െറ കസേരയിലിരുന്നാണ് ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തില്‍ നേട്ടങ്ങളുടെ പട്ടിക എഴുതിച്ചേര്‍ത്തത്. ഒന്നിനുപുറകെ ഒന്നായി നാലു പ്രബന്ധങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിച്ച് ശാസ്ത്രലോകത്ത് മിന്നും നക്ഷത്രമായി. ദ്രാവകങ്ങളില്‍ പൂര്‍ണമായി ലയിക്കാതെ കിടക്കുന്ന പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ തന്‍മാത്രാചലനം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതായിരുന്നു ആദ്യപ്രബന്ധം. ചില പദാര്‍ഥങ്ങളില്‍ പ്രകാശം തട്ടുമ്പോള്‍ ഇലക്¤്രടാണുകള്‍ സ്വതന്ത്രമാകുന്ന പ്രകാശ വൈദ്യുത പ്രഭാവത്തെ മാക്സ്പ്ളാങ്കിന്‍െറ ക്വണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന്‍െറ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ വ്യാഖ്യാനിക്കുന്നതായിരുന്നു രണ്ടാമത്തേത്. 
മൂന്നാമത്തെ പ്രബന്ധത്തിലാണ് ‘വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം’ വെളിച്ചം കണ്ടത്. ദ്രവ്യത്തെ ഊര്‍ജമാക്കി മാറ്റുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രശസ്തമായ e=mc2 എന്ന സമവാക്യം നാലാമത്തെ പ്രബന്ധത്തിലാണ്. 1916ല്‍ ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ ‘സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം’ അവതരിപ്പിച്ചതോടെ ഐസക് ന്യൂട്ടണിന്‍െറ പ്രപഞ്ചസങ്കല്‍പം വഴിമാറിക്കൊടുത്തു. ലോകം നമിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തങ്ങളും നിരീക്ഷണങ്ങളും ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ആ തലച്ചോറിന്‍െറ ഭാരം 1230 ഗ്രാമായിരുന്നു.  സാധാരണ മനുഷ്യന്‍്റെ തലച്ചോറിന് ശരാശരി 1300-1400 ഗ്രാം ഭാരം വരുമത്രെ. 

ന്യൂട്ടണ്‍ തുടങ്ങി, ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ പൂരിപ്പിച്ചു
പ്രപഞ്ചത്തിലെ അടിസ്ഥാന ബലമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം മൂലമാണ് വസ്തുക്കള്‍ക്ക് ഭാരം അനുഭവപ്പെടുന്നത്. ഭൂമി അതിന്‍െറകേന്ദ്രത്തിലേക്ക് വസ്തുക്കളെ ആകര്‍ഷിക്കുന്നുണ്ടെന്നും ഈ ആകര്‍ഷണ ബലമാണ് വസ്തുക്കളുടെ ഭാരമെന്നും ഐസക് ന്യൂട്ടണ്‍ പണ്ടേ പറഞ്ഞിരുന്നു. 
1915ല്‍ ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ ഇത് തിരുത്തി.  ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം മൂലമുള്ള വലിവുകൊണ്ടല്ല ഒരു വസ്തു ഭൂമിയിലേക്കു വീഴുന്നതെന്നും ഭൂമിയുടെ ഭാരത്താല്‍ കാലത്തിനും സ്ഥലത്തിനുമുണ്ടാകുന്ന ഏറ്റക്കുറച്ചിലില്‍ (വക്രീകരണം) സുഗമമായ പാത സ്വീകരിക്കുന്നതാണ് ആ വസ്തു താഴേക്ക് വീഴാണ് കാരണമെന്നുമാണ് ഐന്‍സ്റ്റീന്‍െറ സിദ്ധാന്തം. ഉദാഹരണം: 
ചുളിവുകളില്ലാതെ വലിച്ചുകെട്ടിയ റബര്‍ഷീറ്റില്‍ വലിയ ഇരുമ്പുഗോളം വെച്ചാല്‍ ഇരുമ്പുഗോളത്തിന്‍െറ ഭാരത്താല്‍ ഷീറ്റിന്‍െറ പ്രതലം വളയുകയും കുഴിയുകയും ചെയ്യും. ഇതുപോലെയാണു സ്ഥല-കാലമെന്നു സങ്കല്‍പ്പിക്കുക. ഇരുമ്പുഗോളം ഭൂമിയാണെന്നും ഷീറ്റിലെ കുഴി ഭൂമിയുടെ സാന്നിധ്യത്തില്‍ സ്ഥലത്തിനും കാലത്തിനും ഉണ്ടാകുന്ന ഏറ്റക്കുറച്ചിലാണെന്നും സങ്കല്‍പിക്കുക. മറ്റൊരു ചെറിയ ഗോളം ഈ പ്രതലത്തില്‍  വെക്കുമ്പോള്‍ അത് ഇരുമ്പഗോളത്തിന് സമീപമുള്ള വലിയ കുഴിയിലേക്ക് ഉരുണ്ടുവീഴും. അതായത്, ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം മൂലമല്ല ഒരു വസ്തു ഭൂമിയിലേക്ക് വീഴുന്നത്. ഭൂമിയുടെ ഭാരത്താല്‍ സ്ഥലകാലത്തിനുണ്ടാകുന്ന മാറ്റംകൊണ്ട് ആ വസ്തു ഇരിക്കാന്‍ എളുപ്പമുള്ള പാത സ്വീകരിക്കുന്നതാണ് വീഴലിന് കാരണം.

ഗുരുത്വതരംഗങ്ങള്‍
എല്ല ാവസ്തുക്കളും പ്രപഞ്ചത്തിന്‍െറ രൂപമാറ്റത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഭാരമേറെയുള്ള വസ്തുവാണെങ്കില്‍ ഈ മാറ്റം കൂടും. റബര്‍ ഷീറ്റിലേക്ക് ഉയരത്തില്‍നിന്ന് ഒരു ഇരുമ്പുഗോളം ഇട്ടാല്‍ പ്രകമ്പനം ഉണ്ടാകും. ഗോളവും ഷീറ്റും ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കും. ഷീറ്റിലെ ചലനം പുറത്തേക്കു തരംഗരൂപത്തില്‍ വ്യാപിക്കും. അതുപോലെ സ്ഥല-കാലത്തിന്‍െറ ഏറ്റക്കുറച്ചിലിിനുള്ളില്‍ ഭാരമുള്ള വസ്തു ചലിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ആ രൂപമാറ്റം വ്യത്യാസപ്പെടും.
വസ്തു വേഗത്തില്‍ ചലിക്കുകയാണെങ്കില്‍ ഈ സ്ഥല- കാല മാറ്റം പ്രകാശവേഗത്തില്‍ തരംഗരൂപത്തില്‍ ചുറ്റുപാടും വ്യാപിക്കും. നീളം, വീതി, ഉയരം, സമയം എന്നിങ്ങനെ ചതുര്‍മാനങ്ങളിലായിട്ടായിരിക്കും വ്യാപനം. ഇങ്ങനെ ചുറ്റുപാടും വ്യാപിക്കുന്ന തരംഗത്തെ ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു വിളിച്ചു.

 

ലിഗോ പരീക്ഷണശാല
എല്‍ ആകൃതിയില്‍ പരസ്പരം ലംബമായി നാലു കിലോമീറ്റര്‍ നീളത്തില്‍ ശൂന്യമായ തുരങ്കമാണ് ലിഗോ പരീക്ഷണനിലയം. ഉറവിടത്തില്‍നിന്നുള്ള ഒരു ലേസര്‍ രശ്മിയെ പ്രത്യേക സംവിധാനം ഉപയോഗിച്ച് രണ്ടായി വിഭജിക്കുന്നു. ഓരോ ഭാഗവും എല്‍-ന്‍െറ രണ്ട് തുരങ്കത്തിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ഈ നാലു കിലോമീറ്റര്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ലേസര്‍ രശ്മി അവസാനം സ്ഥാപിച്ചിരുന്ന കണ്ണാടിയില്‍ തട്ടി പ്രതിഫലിച്ചു തിരിച്ചുവരും. തിരിച്ചുവരുന്ന രശ്മികള്‍ തമ്മില്‍ തട്ടി നിര്‍വീര്യമാകും. അത് ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടര്‍ ഉപയോഗിച്ച് പരിശോധിക്കും.
ഒരേ നീളത്തിലുള്ള പാതയിലൂടെ സഞ്ചരിച്ച് തിരിച്ചുവരുന്ന പ്രകാശ രശ്മികള്‍ തമ്മില്‍ തട്ടി നിര്‍വീര്യമാകാറാണ് പതിവ്്. അങ്ങനെ വന്നാല്‍ ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടറില്‍ ഒന്നും കാണില്ല. എന്നാല്‍ ഗുരുത്വതരംഗത്തിന്‍െര്‍ സാന്നിധ്യമുണ്ടെങ്കില്‍ അവ സഞ്ചരിക്കുമ്പോള്‍ തുരങ്കത്തെ ചുരുക്കുകയും വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. (മില്ലിമീറ്ററിന്‍്റെ കോടിക്കണക്കിന് അംശത്തേക്കാള്‍ ചെറുതായിരിക്കും ഈ മാറ്റം). അതായത് ഇരു ദിശയിലേക്കും ലേസര്‍ രശ്മി സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരത്തില്‍ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകും. അവ പരസ്പരം നിര്‍വീര്യമാക്കില്ല. ഈ ചെറിയ വ്യതിയാനം ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ടറില്‍ കണ്ടുപിടിക്കാം. വാഷിങ്ടണിലും ലൂസിയാനയിലുമുള്ള രണ്ട് ഇന്‍റര്‍ഫെറോ മീറ്ററുകളിലും ഈ മാറ്റം കണ്ടത്തെി. ഇതിനു കാരണം ഗുരുത്വതരംഗമാണെന്നാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സ്ഥിരീകരണം. ലോകത്തിന്‍െറ പലഭാഗങ്ങളിലും ലിഗോ പരീക്ഷണശാലകളുണ്ട്. ഈ സിഗ്നലുകള്‍ ഓരോ പരീക്ഷണശാലയിലും വെവ്വേറെ കണ്ടുപിടിക്കും. ഏതെങ്കിലും ഒരു പ്രദേശത്തു മാത്രം കണ്ടുപിടിച്ചാല്‍, അത് ആ ഭാഗത്തുണ്ടായ ഭൂചലനത്തിന്‍െറയോ മറ്റോ ഭാഗമാകാം. തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെയോ ന്യൂട്രോണ്‍ സ്റ്റാറുകളുടെയോ കൂട്ടിയിടി മൂലമാണെങ്കില്‍ ഭൂമിയിലെല്ലായിടത്തും ഗുരുത്വ തരംഗത്തിന്‍െറ സാന്നിധ്യമുണ്ടാകും.

കാത്തിരുന്ന് കാത്തിരുന്ന്
ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഐന്‍സ്റ്റീന്‍ പ്രവചിച്ച 1916 മുതല്‍ ശാസ്ത്രലോകം വലനെയ്ത് കാത്തിരിക്കുകയായിരുന്നു. 40 വര്‍ഷം മുമ്പ് യു.എസിലെ നാഷനല്‍ സയന്‍സ് ഫൗണ്ടേഷന്‍ (എന്‍എസ്എഫ്) ഗുരുത്വതരംഗം കണ്ടത്തൊന്‍ കച്ചകെട്ടിയിറങ്ങി. എന്‍എസ്എഫിന്‍െറ സഹായത്തോടെയാണ് ലിഗോ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തുന്നത്.
അഡ്വാന്‍സ്ഡ് ലേസര്‍ ഇന്‍റര്‍ഫെറോമീറ്റര്‍ ഗ്രാവിറ്റേഷനല്‍ വേവ് ഒബ്സര്‍വേറ്ററി എന്ന ലിഗോയില്‍ 15 രാജ്യങ്ങളില്‍നിന്നുള്ള ആയിരത്തോളം ശാസ്ത്രജ്ഞരുണ്ട്.  ഗുരുത്വതരംഗങ്ങള്‍ മൂലമുള്ള പ്രകമ്പനങ്ങള്‍ ഡിറ്റക്ടറുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച് സൂക്ഷ്മമായി രേഖപ്പെടുത്തി വിശകലനം ചെയ്യലാണ് ജോലിി. ഇതിനായി യുഎസിലെ വാഷിങ്ടണ്‍, ലൂസിയാന എന്നിവിടങ്ങളില്‍ ഡിറ്റക്ടറുകള്‍ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ഇന്ത്യയില്‍നിന്ന് ലിഗോയില്‍ തിരുവനന്തപുരം ഐസര്‍, മുംബൈ ടാറ്റാ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഫണ്ടമെന്‍റല്‍ റിസര്‍ച്ച്, പുണെ ഇന്‍റര്‍ യൂനിവേഴ്സിറ്റി സെന്‍റര്‍ ഫോര്‍ അസ്¤്രടാണമികല്‍ ആന്‍ഡ് അസ്ട്രോ ഫിസിക്സ് തുടങ്ങിയ സ്ഥാപനങ്ങള്‍ അംഗങ്ങളാണ്.