பருவநிலை மாற்றமும் இயற்பியல் நோபலும்

இரண்டு, நான்கு, ஆறு என இப்படியே இரண்டின் மடங்கில் கூட்டிக்கொண்டே செல்கிறோம், இந்தத் தொடரில் 1,000-க்கு அடுத்து எந்த எண் வரும் என்று கேட்டால், 1,002 என்று எளிதாகக் கணிக்க முடியும். இதுவே ஒன்றிலிருந்து ஒன்பது வரை எண்களைக் கொடுத்து, நம் மனப்போக்கில் மாறிமாறி எண்களைச் சொல்லச் சொன்னால், நம் இஷ்டத்துக்கு 2, 9, 7, 5, 1, 4 என்று சொல்லிக்கொண்டே போவோம். இதே போக்கில் போனால், ஒருவர் அடுத்து என்ன எண்களைச் சொல்லுவார் கணிக்க முடியுமா? இப்படி உலகில் பல விஷயங்கள் தற்போக்காகத்தான் நடைபெறுகின்றன. இதனாலேயே அறிவியல் ஆய்வுகளும் கணிப்புகளும் நேரடியானவையாக இருப்பதில்லை.

கூட்டமாகப் பறக்கும் பறவைகள் அடுத்து எந்தத் திசையில் திரும்பும்? வளிமண்டலத்தில் ஏற்படும் சிறுசிறு மாற்றங்களால் நூறாண்டுகள் கழித்துக் கடலின் வெப்பநிலை என்னவாக இருக்கும்? இப்படித் தன் போக்கில் நடக்கும் விஷயங்களைக் கணிக்க முடியாது என்று நாம் நினைத்தாலும், முடியும் என்று நிரூபித்திருக்கிறார்கள், இந்த ஆண்டு இயற்பியலில் நோபல் பரிசு வென்ற விஞ்ஞானிகளான சுகுரோ மனாபே (Syukuro Manabe), கிளவுஸ் ஹாஸல்மான் (Klauss Hasselmann), ஜார்ஜோ பரீசி (Giorgio Parisi) ஆகிய மூவரும். மிகவும் சிக்கலான விஷயங்களில்கூட அடிப்படையில் ஓர் ஒழுங்கு இருக்கிறது, வடிவுரு இருக்கிறது என்னும் புரிதலைக் கொடுத்திருக்கிறார்கள். எனவே “சிக்கலான இயற்பியல் அமைப்புகளைப் புரிந்துகொள்வதற்குத் திறவுகோலாக இருந்த ஆய்வுப் பங்களிப்புகளுக்காக” இந்த ஆண்டுக்கான இயற்பியல் நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டிருக்கிறது.

இரவில் வெப்பம் எப்படி?

சூரியனிலிருந்து வரும் கதிர்களால் பூமிக்கு வெப்பம் கிடைக்கிறது. அப்படியென்றால், சூரியன் மறைந்த பின்பு வெப்பம் இல்லாமல் பூமி குளிர்நிலைக்குச் சென்றுவிட வேண்டும் இல்லையா? ஆனால், இரவிலும் குறிப்பிட்ட அளவு வெப்பம் நிலவுகிறது. அதனால்தானே நாம் உறைந்துபோகாமல் இருக்கிறோம். இது ஏன் என்று சிந்தித்த ஃபூரியர், பூமியில் இருக்கும் வளிமண்டலம் வெப்பத்தைத் தக்க வைக்கிறது என்று 200 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கண்டறிந்தார்.

ஜப்பானைச் சேர்ந்த இயற்பியலாளரான மனாபே இரண்டாம் உலகப் போரினால் சிதைந்த டோக்கியோ நகரிலிருந்து 1950-களில் அமெரிக்காவுக்குக் குடிபெயர்ந்து, ஆய்வுப் பணிகளை மேற்கொண்டவர். வளிமண்டலம்தான் வெப்பத்தைத் தக்கவைக்கிறது என்றாலும், அதில் எந்த வாயு எவ்வளவு வெப்பத்தைத் தக்கவைக்கிறது என்கிற கேள்வி அவருக்கு எழுந்தது. வளிமண்டலத்தில் பல வாயு மூலக்கூறுகள், பல்வேறு அடுக்குகள் இருப்பதால், இது மிகுந்த சிக்கலான கேள்வி. எனினும் தன் அசாத்திய உழைப்பால், இதற்கான விடையை மனாபே கண்டறிந்தார். காற்றில் இருக்கும் ஆக்ஸிஜனும் நைட்ரஜனும் வெப்பநிலையில் பெரும் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தவில்லை. ஆனால், வளிமண்டலத்தில் இருக்கும் கரியமில வாயுவின் அளவு இரட்டிப்பானால் வெப்பநிலை 2 டிகிரி செல்சியஸ் அளவுக்கு அதிகரிக்கிறது என்று துல்லியமாகக் கணக்கிட்டுச் சொன்னது, 1960-களில் இவர் கண்டுபிடித்த பருவநிலை மாதிரி. அதற்குப் பின், தினசரி மாறும் வானிலையையும், பொதுவான பருவநிலையையும் இணைக்கும் பணியில் ஈடுபட்டவர் ஜெர்மனியைச் சேர்ந்த பருவநிலையாளர் ஹாஸல்மான்.

மனிதரே காரணம்

ஒரு நாயைக் கூட்டிக்கொண்டு நீங்கள் சாலையில் நடந்துபோனால், அது முன்னே செல்லும், பின்னால் இழுக்கும், காலைச் சுற்றும். இதுபோன்ற சிறுசிறு மாற்றங்களைக் கொண்டதுதான் வானிலை. ஆனால், நீங்களோ சீராக நடந்துபோய் இலக்கை அடைந்துவிடுவீர்கள். இதுதான் பருவநிலை. இன்றளவும் ஒரு வாரம், பத்து நாட்களுக்கு மேல் வானிலை எப்படியிருக்கும் என்று துல்லியமாகக் கணிக்க முடியாது. ஆனால், 50 ஆண்டுகள் கழித்துப் பருவநிலை எப்படியிருக்கும் என்று சொல்ல முடிகிறது.

நாள்தோறும் விரைவாக மாறும் வானிலையால், கடலில் சிறிய மாறுபாடு உண்டாகும் என்பதை 1980-களில் தன் கணக்கீட்டு மாதிரிகளின் அடிப்படையில் ஹாஸல்மான் நிரூபித்தார். மேலும், பருவநிலையில் மனிதச் செயல்பாடுகளால் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கணக்கிட்டுச் சொன்னார். பசுங்குடில் விளைவால் புவி வெப்பமடைகிறது என்பதை அறுதியிட்டுச் சொன்னவை, இன்றளவும் பயன்பாட்டில் உள்ள இவருடைய மாதிரிகள். 1980-களில் ஒழுங்கற்ற பொருட்களில் மறைந்திருக்கும் வடிவுருக்களைக் கண்டுபிடித்தவர் இத்தாலியைச் சேர்ந்த ஜார்ஜோ பரீசி.

காந்தத் தன்மையின் ரகசியம்

தற்சுழற்சிக் கண்ணாடி (spin glass) என்று சொல்லப்படும் பொருட்களில் காந்தத் தன்மை கொண்ட அணுக்கள் இருக்கும். அருகில் உள்ள அணுக்களின் தன்மையால் தங்களின் காந்த அமைப்பை இவை மாற்றிக்கொண்டே இருக்க வேண்டிவரும். இருப்பினும், அவற்றில் ஓர் அடிப்படை உருமாதிரி இருப்பதைக் கண்டுபிடித்து, எப்படி அணுக்களின் காந்தத்தன்மை அமையும் என்னும் சிக்கலைத் தீர்த்துவைத்தவர் பரீசி. மேலும், இதன் அடிப்படையில், பறவைக் கூட்டம் முதற்கொண்டு கோள்கள் வரை பல்வேறு சிக்கலான அமைப்புகள் சார்ந்து விடையளித்தவர் பரீசி.

பருவநிலை மாற்றத்துக்கு அங்கீகாரம்

நோபல் பரிசுத் தொகையின் ஒரு பாதியை மனாபேவும் ஹாஸல்மானும் பிரித்துக்கொள்ள, மறுபாதி பரீசிக்கு அறிவிக்கப்பட்டுள்ளது. பரீசியின் கண்டுபிடிப்புகள் மற்றவற்றிலிருந்து மாறுபட்டவை போலத் தோன்றினாலும் மூவரும் சிக்கலான, சீரற்ற இயற்பியல் அமைப்புகளைப் புரிந்துகொள்ளும் வழிமுறைகளைக் கொடுத்திருக்கிறார்கள். நோபல் பரிசுக்குத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுவது அரிய கண்டுபிடிப்பாக இருக்க வேண்டும் என்பதைத் தாண்டி, ஒரு கண்டுபிடிப்பால் உலகம் எந்த அளவுக்குப் பயனடைந்திருக்கிறது என்பதும் முதன்மையாகக் கொள்ளப்படுவதுண்டு. அப்படிப் பார்க்கையில் இவர்களின் பணி பல்வேறு துறை ஆய்வாளர்களுக்கு ஒளிவிளக்காகத் திகழ்கிறது.

பருவநிலை மாற்றம் குறித்த ஆய்வுகளுக்கு நோபல் பரிசு வழங்கியதன் மூலம், உலகத் தலைவர்களுக்கு ஒரு செய்தியை உணர்த்துகிறீர்களா என்று தேர்வுக் குழுவினரை நோக்கிக் கேள்வி எழுப்பப்பட்டது. ‘‘ஆமாம், புவி வெப்பமாதல் என்பது வெறும் வார்த்தை விளையாட்டல்ல, அறிவியல்பூர்வமானது என்று உரக்கச் சொல்லியிருக்கிறோம்’’ என்று அதற்குப் பதில் அளிக்கப்பட்டுள்ளது. இது ஒன்று போதாதா இந்த ஆண்டு நோபல் பரிசின் முக்கியத்துவத்தை உணர்ந்துகொள்ள!

- இ.ஹேமபிரபா, இஸ்ரேல் டெக்னியான் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் ஆராய்ச்சியாளர்

தொடர்புக்கு: hemazephyrs@gmail.com