സങ്കല്‍പ്പങ്ങള്‍ തിരുത്തിയ ക്രിസ്റ്റലും; അകലുന്ന പ്രപഞ്ചവും

ലോകം അവസാനിക്കുന്നത് തീയിലോ തണുപ്പിലോ എന്ന് ഒരു പഴയ ചോദ്യമുണ്ട്. തണുപ്പില്‍ തന്നെ ആയിരിക്കുമെന്ന് വേണമെങ്കില്‍ മറുപടി പറയാം. ഇത്തവണത്തെ ഫിസിക്സ് നൊബല്‍ സമ്മാനം നേടിയ കണ്ടെത്തല്‍ പ്രപഞ്ച വികാസത്തിന്റെ വേഗം വര്‍ധിക്കുന്നുവെന്ന ശാസ്ത്രത്തിന്‍െ തിരിച്ചറിവിനാണ്. യുഗങ്ങളോളം അകന്നകന്ന് തണുത്ത് അവസാനിക്കാനായിരിക്കും ലോക നിയോഗമെന്ന് ഇനി ചിന്തിച്ചു നോക്കുകയാവാം. ക്രിസ്റ്റല്‍ ലോകത്തെ അപരന്‍മാരെ വെളിച്ചത്തു നിര്‍ത്തി സങ്കല്‍പ്പങ്ങള്‍ പൊളിച്ചെഴുതിയതിനാണ് രസതന്ത്ര നോബല്‍ ലഭിച്ചത്. ഇരു ഗവേഷണങ്ങളും അതത് രംഗത്ത് വിപ്ലവകരമായ ചുവടുവെപ്പുകള്‍ തന്നെയായിരുന്നു.

സങ്കല്‍പ്പങ്ങള്‍ തിരുത്തിയ ഖ്വാസി ക്രിസ്റ്റല്‍

ഡാനിയല്‍ ഷെറ്റ്സ്മാന്‍

ലോഹവസ്തുക്കളെ എക്സറേ ക്രിസ്റ്റലോഗ്രഫി, ഇലക്ട്രോണ്‍ മൈക്രോസ്കോപ്പ് സങ്കേതങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ലഭ്യമാക്കുന്ന ഡിഫ്രാക്ഷന്‍ പാറ്റേണ്‍ വിശകലനം ചെയ്താണ് ഓരോ ക്രിസ്റ്റല്‍ ഘടനയും തിരിച്ചറിയുന്നത്. അങ്ങനെ ലഭ്യമായ വിവരങ്ങളില്‍ നിന്നാണ്  ക്രിസ്റ്റലുകളെ സിമ്മെട്രിയുടെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ വ്യത്യസ്ത ലാറ്റൈസ് സിസ്റ്റങ്ങളായി തരം തിരിച്ചത്. അങ്ങനെ രൂപം കൊടുത്ത ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ നിര്‍വചനം തന്നെ അട്ടിമറിക്കുകയാണ് ഡാനിയല്‍ ഷെറ്റ്സ്മാന്‍ എന്ന ഇസ്രായേല്‍ ഗവേഷകന്‍ ചെയ്തത്. 'ആറ്റങ്ങളോ തന്‍മാത്രകളോ അയോണുകളോ ക്രമമായി  ആവര്‍ത്തിച്ച് ത്രിമാനമായി വിന്യസിച്ച ഘടനയുള്ള വസ്തുക്കളാണ് ക്രിസ്റ്റലുകള്‍' എന്നായിരുന്നു കാലങ്ങളായി കൈമാറിയ നിര്‍വചനം. 'കൃത്യമായി വേര്‍തിരിക്കാവുന്ന ഡിഫ്രാക്ഷന്‍ പാറ്റേണുള്ള ഖരവസ്തുക്കളാണ് ക്രിസ്റ്റലുകള്‍' എന്ന് മാറ്റിയെഴുതിപ്പിച്ചു ഷെറ്റ്സ്മാന്‍. അതുവരെയുള്ള ക്രിസ്റ്റല്‍ ധാരണകളെ തെറ്റിക്കുകയായിരുന്നു  ഖ്വാസി ക്രിസ്റ്റല്‍(quasi crystal) എന്ന  ഷെറ്റ്സ്മാന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം. കൃത്യമായി ആവര്‍ത്തിക്കുന്ന യൂനിറ്റ് സെല്ലുകള്‍ ഉള്ള ക്രിസ്റ്റല്‍ സങ്കല്‍പ്പങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാത്ത ഒരിക്കലും ആവര്‍ത്തിക്കാത്ത ആറ്റ വിന്യാസമുള്ളവയായിരുന്നു ഖ്വാസി ക്രിസ്റ്റലുകള്‍. ക്രിസ്റ്റല്‍ ലാറ്റൈസുകളിലെവിടെയും കാണാത്ത 5 ഫോള്‍ഡ് സിമ്മെട്രിയും ഇവ കാണിച്ചു. 2,3,4,6 ഫോള്‍ഡ് സിമ്മെട്രികളില്‍ മാത്രമായി പരിമിതപ്പെട്ട ക്രിസ്റ്റല്‍ സിമ്മെട്രിയിലേക്കാണ് ഷാറ്റ്സ്മാന്‍ 5ഫോള്‍ഡ് സിമ്മെട്രിയുമായി വരുന്നത്. 1982 ഏപ്രില്‍ 8ന് നിരന്തരം ശീതീകരിച്ച അലൂമിനിയം മാംഗനീസ് ലോഹസങ്കരത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോണ്‍ മൈക്രോസ്കോപ്പ്  ഇമേജുകള്‍ പരിശോധിക്കവേയാണ് അസാധാരണമായ വിന്യാസം ഷെറ്റ്സ്മാന്‍ തിരിച്ചറിഞ്ഞത്. ആറ്റങ്ങര്‍ ഒരിക്കലും ആവര്‍ത്തിക്കാത്ത ക്രമത്തില്‍ അടുക്കിവച്ചിരിക്കുന്ന ക്രിസ്റ്റല്‍ ഘടന ആദ്യമായി വെളിപ്പെടുകയായിരുന്നു. ക്രിസ്റ്റല്‍ സങ്കല്‍പ്പങ്ങളെ ഉലച്ചുകളഞ്ഞ  ഷാറ്റ്സ്മാന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം അന്ന് വേണ്ടത്ര പരിഗണിക്കപ്പെട്ടില്ല. രണ്ടുതവണ നോബല്‍ കരസ്ഥമാക്കിയ ശാസ്ത്രകാരന്‍ ലീനസ് പോളിങ് ഏതെങ്കിലും ക്രിസ്റ്റലോഗ്രഫി ടെക്സ്റ്റ് ബുക്ക് എടുത്ത് വായിക്കൂ എന്ന് ഷാറ്റ്സ്മാനെ പരിഹസിച്ചു.  സഹപ്രവര്‍ത്തകരില്‍ നിന്നു തന്നെ ഈ വാദത്തിന് ഏറെ പഴി കേള്‍ക്കേണ്ടിയും വന്നു. പിന്നീട് ഇത്തരം ക്രിസ്റ്റല്‍ ഘടനയുള്ള നിരവധി വസ്തുക്കളെ തിരിച്ചറിഞ്ഞതോടെ ഖ്വാസി ക്രിസ്റ്റലുകളെന്ന അപരന്‍മാര്‍ ക്രിസ്റ്റലോഗ്രഫിയില്‍ ഇടം പിടിക്കുകയായിരുന്നു. അസാധാരണ കാഠിന്യമുള്ള ഇത്തരം ഖ്വാസി ക്രിസ്റ്റല്‍ വസ്തുക്കള്‍ ഫ്രൈയിങ് പാനുകള്‍, റാസര്‍ ബ്ലേഡുകള്‍, ശസ്ത്രക്രിയ ഉപകരണങ്ങള്‍ എന്നിവയുടെ നിര്‍മാണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്.  താപം തീരെ കുറഞ്ഞ അളവില്‍ മാത്രം സംവഹിപ്പിക്കുന്ന ഇവ താപകവചങ്ങളായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.  രസതന്ത്ര നോബെല്‍ ഷാറ്റ്സ്മാന്റെ കണ്ടെത്തലിന് പരിപൂര്‍ണമായ അംഗീകാരം പതിച്ചു നല്‍കുന്നു; ഒപ്പം അവഗണനയുടെ കറുത്ത പാടുകളെ മായ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അതിവേഗം അകലുന്ന പ്രപഞ്ചം

1998ല്‍ രണ്ടു ഗവേഷക സംഘങ്ങള്‍  ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തെ അടിമുടി അമ്പരപ്പിച്ച ഗവേഷണ ഫലം പുറത്തിറക്കി. പ്രപഞ്ച വികാസത്തിന്റെ വേഗത വര്‍ധിക്കുന്നുവെന്നായിരുന്നു നിരന്തര നിരീക്ഷണങ്ങളില്‍ നിന്ന് അവര്‍ എത്തിച്ചേര്‍ന്ന നിഗമനം. പ്രപഞ്ചം 1400 കോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കപ്പുറത്തെ ബിഗ് ബാങ് സ്ഫോടനത്തിനുശേഷം വികസിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുന്നുവെന്നത് നേരത്തെ സ്വീകാര്യമായ നിരീക്ഷണമായിരുന്നു. എന്നാല്‍ കാലമേറും തോറും പ്രപഞ്ച വസ്തുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള  അകല്‍ച്ചയുടെ വേഗം വര്‍ധിക്കുന്നുവെന്നത് വിപ്ലവകരമായ കണ്ടെത്തല്‍ തന്നെയായിരുന്നു. അതിവിദൂര സൂപ്പര്‍ നോവകളെ നിരന്തരം നിരീക്ഷണ വിധേയമാക്കുകയായിരുന്നു ഈ ഗവേഷക സംഘം. അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകന്‍ സോള്‍ പെള്‍മുട്ടറുടെ നേതൃത്വത്തില്‍ 1988 ല്‍തുടങ്ങിയ പഠനത്തിനു തുടക്കമിടുന്നത്.  ആസ്ത്രേലിയന്‍ ഗവേഷകന്‍ ബ്രയന്‍ സ്മിത് അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകന്‍ ആദം റൈസസ് എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്ന് 1994ല്‍ മറ്റൊരു നിരീക്ഷണ ദൌത്യവും തുടങ്ങി. ഇരു ഗവേഷക സംഘങ്ങളും ചേര്‍ന്ന് അമ്പരപ്പിക്കുന്ന ഫലത്തില്‍ എത്തിച്ചേരുകയായിരുന്നു. അതിവിദൂര സൂപ്പര്‍ നോവകള്‍( നക്ഷത്ര സ്ഫോടനങ്ങളാണ് സൂപ്പര്‍ നോവകള്‍, നക്ഷത്രങ്ങളുടെ കത്തിയാളുന്ന ചിത) നിരീക്ഷിച്ച് പ്രപഞ്ചമാപ്പ് തയാറാക്കുകയായിരുന്നു ഗവേഷണത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. ബഹിരാകാശത്തും ഭൂമിയിലും അത്യാധുനിക ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ വിന്യസിച്ചും ശേഷികൂടിയ കമ്പ്യൂട്ടര്‍, ഡിജിറ്റല്‍ ഇമേജിങ് സെന്‍സറുകള്‍ എന്നിവ  ഉപയോഗിച്ചും ആയിരുന്നു നിരീക്ഷണം. ഏറെ പ്രായം ചെന്ന ചെറു നക്ഷത്രങ്ങളുടെ സൂപ്പര്‍ നോവകളായ ടൈപ്പ് 1 സൂപ്പര്‍ നോവകളാണ് നിരീക്ഷണവിധേയമാക്കിയത്. ഒരു ഗാലക്സിഒന്നാകെ പ്രകാശപൂരിതമാക്കാന്‍ ശേഷിയുണ്ട് ഇത്തരം നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക്. അന്‍പതോളം ടൈപ്പ ്1 സൂപ്പര്‍ നോവകളെ നിരീക്ഷിച്ചതില്‍ നിന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി കണക്കാക്കിയതിനേക്കാള്‍ കുറവാണ് അവയില്‍ നിന്നുള്ള പ്രകാശത്തിന്റെ തോതെന്ന് തിരിച്ചറിഞ്ഞു. പ്രപഞ്ചവ്യാപനത്തിന്റെ വേഗം വര്‍ധിക്കുന്നുവെന്നതിന്റെ പ്രത്യക്ഷ സൂചനയായിരുന്നു ഇത്. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തെ അതിജീവിച്ച് പരസ്പരം അകലാന്‍ പ്രപഞ്ച വസ്തുക്കളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്ന രഹസ്യബലം എന്താണെന്നത് രഹസ്യമായി തന്നെ ഇപ്പോഴും അവശേഷിക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മുക്കാല്‍ ഭാഗവും നിറഞ്ഞു നില്‍ക്കുന്ന സാങ്കല്‍പ്പിക പദാര്‍ഥമായ ഡാര്‍ക് എനര്‍ജി(തമോ ഊര്‍ജം) ആയിരിക്കാം ഇതിനു പിന്നിലെന്നും കരുതുന്നു. പ്രപഞ്ച പഠനങ്ങള്‍ക്ക് പുതുവഴി തിരിച്ചുവിട്ട കണ്ടെത്തല്‍ ഫിസിക്സ് നോബല്‍ നേടിയത് വരും കാല വിപ്ലവത്തിന് ആക്കം കൂട്ടുന്നു.