‘பிக் பேங்’ தியரி: பிரபஞ்சம் எப்படி உருவானது? அறிவியலின் பிரம்மாண்டமான கதை!

ஒரு பிரம்மாண்டமான கேள்வி!

இரவு நேரத்தில் வானத்தை அண்ணாந்து பார்த்திருக்கிறீர்களா? கண்சிமிட்டும் கோடானுகோடி நட்சத்திரங்கள், அழகிய நிலா, தொலைதூரத்து கிரகங்கள்… இதையெல்லாம் பார்க்கும்போது, நம் மனதில் ஒரு பிரம்மாண்டமான கேள்வி எழும். “இந்த பிரபஞ்சம் எப்படி உருவானது? நாம் எங்கிருந்து வந்தோம்?”. இந்தக் கேள்வி, மனித நாகரிகத்தின் தொடக்கத்திலிருந்தே நம்மைக் குடைந்து கொண்டிருக்கும் ஒரு மகா புதிர்.

இந்த மகா புதிருக்கு, இன்று அறிவியல் உலகம் ஏற்றுக்கொள்ளும் மிக வலிமையான பதில், ‘பிக் பேங் தியரி’ (Big Bang Theory) எனப்படும் ‘பெருவெடிப்புக் கோட்பாடு’ ஆகும். இது ஏதோ ஒரு திரைப்படத்தின் பெயரல்ல; இது பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பு மற்றும் பரிணாமத்தை விளக்கும் ஒரு ஆழமான அறிவியல் கோட்பாடு. வாருங்கள், காலப் பயணத்தில் பின்னோக்கிச் சென்று, பிரபஞ்சத்தின் தொடக்கப் புள்ளியைத் தொட்டுப் பார்ப்போம்.

இது ‘வெடிப்பு’ அல்ல, ‘விரிவடைதல்’! – ஒரு முக்கிய திருத்தம்

‘பிக் பேங்’ என்ற பெயரை கேட்டவுடன், நம் மனதில் ஒரு பெரிய குண்டு வெடிப்பது போன்ற காட்சி தோன்றும். ஆனால், உண்மை அதுவல்ல. பிக் பேங் என்பது, ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் நடந்த வெடிப்பு அல்ல; அது பிரபஞ்சமே விரியத் தொடங்கிய ஒரு நிகழ்வு.

இதை எளிதாகப் புரிந்துகொள்ள, ஒரு சிறிய பலூனை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். அதன் மீது சில புள்ளிகளை வைத்துவிட்டு, அந்த பலூனை ஊத ஆரம்பியுங்கள். என்ன ஆகும்? பலூனின் பரப்பு விரிய விரிய, அந்தப் புள்ளிகளும் ஒன்றிலிருந்து ஒன்று விலகிச் செல்லும். அந்தப் புள்ளிகள் பலூனின் பரப்பில் ஓடவில்லை; பலூனின் பரப்பே விரிவடைகிறது. இதேபோல்தான், பிக் பேங்கின் போது, பிரபஞ்சத்தின் இடமே (Space) விரியத் தொடங்கியது. அதற்கு முன்பு ‘இடம்’, ‘காலம்’ என்ற ஒன்று இல்லை.

பிரபஞ்சத்தின் காலவரிசை: ஒரு புள்ளியில் இருந்து பிரம்மாண்டம் வரை

t = 0: ஒருமையின் புள்ளி (The Singularity) சுமார் 13.8 பில்லியன் (1380 கோடி) ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, இன்று நாம் காணும் இந்தப் பிரபஞ்சம் முழுவதும்—அதாவது, அனைத்து நட்சத்திரங்கள், கோள்கள், விண்மீன் திரள்கள் (Galaxies) என சகலமும்—கற்பனைக்கு எட்டாத அளவு மிக மிகச் சிறிய, ஒரு பட்டாணி அளவை விடவும் கோடிக்கணக்கான மடங்கு சிறிய, ஒரு புள்ளியில் அடங்கியிருந்தது. அந்தப் புள்ளி, எல்லையற்ற அடர்த்தியும், எல்லையற்ற வெப்பமும் கொண்டிருந்தது.

முதல் சில விநாடிகள்: ஆற்றலும், துகள்களும்! அந்தத் தருணத்தில், அந்தப் புள்ளி விரியத் தொடங்கியது. முதல் சில கணங்களில், பிரபஞ்சம் நம்பமுடியாத வெப்பத்தில் கொதித்தது. அந்த வெப்பத்தில், ஆற்றல் மட்டுமே இருந்தது. அந்த ஆற்றலிலிருந்துதான், குவார்க்குகள், எலக்ட்ரான்கள் போன்ற பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படைக் கட்டுமானப் பொருட்கள் (Fundamental Particles) உருவாகின. சில விநாடிகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சம் சற்று குளிர்ந்ததும், குவார்க்குகள் இணைந்து புரோட்டான்களையும், நியூட்ரான்களையும் உருவாக்கின.

முதல் மூன்று நிமிடங்கள்: முதல் அணுக்கருக்களின் உதயம்! பிரபஞ்சம் தோன்றி மூன்று நிமிடங்கள் ஆனபோது, புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும் இணைந்து, பிரபஞ்சத்தின் முதல் அணுக்கருக்களை (Atomic Nuclei) உருவாக்கின. இவை பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் அணுக்கருக்களாக இருந்தன. ஆனாலும், பிரபஞ்சம் ஒரு ஒளிபுகா, கொதிக்கும் சூப் போலவே இருந்தது.

380,000 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு: ஒளி பிறந்தது! பிரபஞ்சம் தொடர்ந்து விரிவடைந்து, குளிர்ந்துகொண்டே வந்தது. சுமார் 3,80,000 ஆண்டுகள் கழித்து, பிரபஞ்சத்தின் வெப்பநிலை, எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருக்களைச் சுற்றி வரப் போதுமான அளவுக்குக் குறைந்தது. அப்போதுதான், பிரபஞ்சத்தின் முதல் முழுமையான அணுக்கள் (ஹைட்ரஜன், ஹீலியம்) உருவாகின. இந்த நிகழ்வின்போதுதான், அதுவரை அணுக்களுக்குள் சிறைப்பட்டிருந்த ஒளி (Light/Photons) விடுபட்டு, பிரபஞ்சம் முழுவதும் முதன்முதலாகப் பயணிக்கத் தொடங்கியது. பிரபஞ்சம் ‘ஒளிபுகும்’ தன்மை கொண்டதாக மாறியது.

பல மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு: முதல் நட்சத்திரங்களின் ஜனனம்! அதன்பிறகு, ஈர்ப்பு விசையின் விளையாட்டால், ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் வாயு மேகங்கள் ஒன்றிணைந்து, பிரம்மாண்டமான நட்சத்திரங்களாகவும், விண்மீன் திரள்களாகவும் (Galaxies) உருவெடுத்தன.

இது வெறும் கதை அல்ல: பெருவெடிப்புக் கோட்பாட்டிற்கான சான்றுகள்

பிக் பேங் தியரி என்பது ஒரு கற்பனைக் கதை அல்ல. அது உறுதியான அறிவியல் சான்றுகளால் நிரூபிக்கப்பட்ட ஒரு கோட்பாடு. அதில் முக்கியமான மூன்று சான்றுகள்:

விரிவடையும் பிரபஞ்சம் (Hubble’s Law): 1929 ஆம் ஆண்டு, அமெரிக்க வானியலாளர் எட்வின் ஹப்பிள் (Edwin Hubble), தொலைநோக்கி மூலம் விண்மீன் திரள்களை ஆராயும்போது ஒரு அதிசயத்தைக் கண்டார். கிட்டத்தட்ட அனைத்து விண்மீன் திரள்களும் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன என்றும், எவ்வளவு தொலைவில் இருக்கிறதோ, அவ்வளவு வேகமாக விலகிச் செல்கிறது என்றும் கண்டுபிடித்தார். பலூன் உதாரணத்தைப் போல, பிரபஞ்சம் விரிவடைவதால்தான் இது நிகழ்கிறது. இது பிக் பேங் கோட்பாட்டின் முதல் மற்றும் மிக வலிமையான சான்றாகும்.

அண்ட நுண்ணலைப் பின்னணி கதிர்வீச்சு (Cosmic Microwave Background – CMB): இதுதான் பிக் பேங்கிற்கான ‘புகை படிந்த துப்பாக்கி’ (Smoking Gun) சான்று. 3,80,000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பிரபஞ்சத்திலிருந்து விடுபட்ட அந்த முதல் ஒளி, இன்றும் பிரபஞ்சம் முழுவதும் பரவியுள்ளது. பிரபஞ்சத்தின் தொடர்ச்சியான விரிவாக்கத்தால், அந்த ஒளியின் அலைநீளம் நீண்டு, இன்று அது சக்தி குறைந்த ‘மைக்ரோவேவ்’ அலைகளாக உள்ளது. இந்த ‘பிரபஞ்சத்தின் எதிரொலியை’ 1965-ல் விஞ்ஞானிகள் தற்செயலாகக் கண்டுபிடித்தனர். இது, பிரபஞ்சம் ஒரு காலத்தில் மிக வெப்பமாக இருந்தது என்பதற்கு நேரடி ஆதாரம்.

ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியத்தின் அளவு (Abundance of Light Elements): பிக் பேங் கோட்பாட்டின் கணக்கீடுகள், ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தில் எவ்வளவு ஹைட்ரஜன் (சுமார் 75%) மற்றும் ஹீலியம் (சுமார் 25%) உருவாகியிருக்க வேண்டும் என்று துல்லியமாகக் கணித்தன. நாம் இன்று காணும் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள வாயுக்களின் அளவும், அந்தக் கணிப்புடன் மிகச் சரியாகப் பொருந்துகிறது.

கோட்பாட்டின் கதாநாயகர்கள்

• ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்: இவரது சார்பியல் கோட்பாடுதான், பிரபஞ்சம் நிலையானது அல்ல என்ற முதல் விதையை விதைத்தது.
• ஜார்ஜ் லமாய்டர் (Georges Lemaître): பெல்ஜியத்தைச் சேர்ந்த பாதிரியார் மற்றும் இயற்பியலாளரான இவர்தான், 1927-ல் பிரபஞ்சம் ஒரு “ஆதி அணுவிலிருந்து” (Primeval Atom) தொடங்கியிருக்க வேண்டும் என்ற கருத்தை முதன்முதலில் முன்வைத்தார். இவரே ‘பிக் பேங் தியரியின் தந்தை’ என அழைக்கப்படுகிறார்.
• ஜார்ஜ் கேமோ (George Gamow): இவர்தான் இந்தக் கோட்பாட்டைப் பிரபலப்படுத்தி, CMB இருப்பதற்கான சாத்தியக்கூறையும் கணித்தவர். சுவாரஸ்யம் என்னவென்றால், இந்தக் கோட்பாட்டை எதிர்த்த ஃப்ரெட் (Fred Hoyle) என்ற விஞ்ஞானிதான், ஒரு வானொலி நிகழ்ச்சியில் கிண்டலாக “பிக் பேங்” என்ற பெயரைப் பயன்படுத்தினார். ஆனால், அந்தப் பெயரே நிலைத்துவிட்டது!

அறியப்படாத மர்மங்கள்

பிக் பேங் கோட்பாடு, பிரபஞ்சம் எப்படி உருவானது, அது எப்படிப் பரிணமித்தது என்பதை மிகத் தெளிவாக விளக்குகிறது. ஆனால், அறிவியலின் பயணம் முடிந்துவிடவில்லை. “அந்த ஆரம்பப் புள்ளிக்கு முன்பு என்ன இருந்தது?”, “பிரபஞ்சத்தை விரிவடையச் செய்யும் அந்த மர்மமான சக்தி (Dark Energy) என்ன?”, “கண்ணுக்குத் தெரியாத கரும்பொருள் (Dark Matter) என்பது என்ன?” போன்ற பல கேள்விகளுக்கு விஞ்ஞானிகள் இன்றும் விடை தேடிக்கொண்டிருக்கிறார்கள்.

பிரபஞ்சம், தன் மர்மங்களை அவிழ்க்க அவிழ்க்க, நம் அறிவு விரிவடைகிறது. பிக் பேங் என்பது ஒரு முடிவல்ல; அது ஒரு பிரம்மாண்டமான கதையின் முதல் அத்தியாயம் மட்டுமே!