നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ജനനം എങ്ങനെയാണ്?

ആയിരക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളായി മനുഷ്യരാശി വിശ്വസിച്ചുപോന്ന ഏറ്റവും സുന്ദരമായ ഒരു മിഥ്യയിൽ നിന്നാണ് ആധുനിക പ്രപഞ്ചശാസ്ത്രത്തിന്റെ ചരിത്രം ആരംഭിക്കുന്നത്. രാത്രികാലങ്ങളിൽ ആകാശത്തേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ നക്ഷത്രങ്ങൾ നിശ്ചലമായി ഒരിടത്ത് തന്നെ നിൽക്കുന്നതായാണ് നമുക്ക് അനുഭവപ്പെടുക. ഈ ദൃശ്യാനുഭവം നൽകുന്ന സുരക്ഷിതബോധത്തിൽ നിന്ന്, പ്രപഞ്ചം മാറ്റമില്ലാത്തതും നിശ്ചലവുമാണെന്ന "സ്റ്റാറ്റിക് യൂണിവേഴ്സ്" (Static Universe) എന്ന സങ്കൽപ്പം രൂപപ്പെട്ടു. വിഖ്യാതരായ ശാസ്ത്രജ്ഞർ മുതൽ സാധാരണക്കാർ വരെ ഒരുകാലത്ത് വിശ്വസിച്ചിരുന്നത് പ്രപഞ്ചത്തിന് തുടക്കമോ ഒടുക്കമോ ഇല്ലെന്നും അത് എക്കാലത്തും ഇങ്ങനെതന്നെ ആയിരുന്നു എന്നുമാണ്. മാറ്റമില്ലാത്ത ഒരു പ്രപഞ്ചം മനുഷ്യന് ഒരു തറവാട് പോലെ സുരക്ഷിതമായ ക്രമങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്തിരുന്നു. എന്നാൽ ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ രൂപപ്പെട്ട ചില ഗണിതശാസ്ത്ര ചിന്തകൾ ഈ ശാന്തമായ വിശ്വാസത്തിന്റെ അടിത്തറയിളക്കാൻ പര്യാപ്തമായിരുന്നു.

ആധുനിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ പിതാവായ ആൽബർട്ട് ഐൻസ്റ്റീൻ തന്റെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം (General Relativity) വികസിപ്പിച്ചെടുത്തതോടെയാണ് ഈ മാറ്റങ്ങൾക്ക് തുടക്കമായത്. ഐൻസ്റ്റീന്റെ ഗണിതശാസ്ത്ര സമവാക്യങ്ങൾ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് വളരെ വിചിത്രമായ ഒരു കാര്യം വിളിച്ചുപറയുന്നുണ്ടായിരുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന് ഒരിക്കലും ഒരിടത്ത് അടങ്ങിയിരിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നതായിരുന്നു ആ സത്യം. പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ വസ്തുക്കളും തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണം (Gravity) പ്രപഞ്ചത്തെ ഉള്ളിലേക്ക് വലിച്ചടുപ്പിക്കുകയും ഒടുവിൽ അത് തകർന്നു വീഴാൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യേണ്ടതാണ്. ഇതല്ലെങ്കിൽ, ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന് വിപരീതമായി പ്രപഞ്ചത്തെ പുറത്തേക്ക് തള്ളുന്ന എന്തെങ്കിലും ഒരു ബലം അവിടെ ഉണ്ടാകണം, എങ്കിൽ പ്രപഞ്ചം വികസിക്കണം. ചുരുക്കത്തിൽ, കണക്കുകൾ പ്രകാരം പ്രപഞ്ചം ഒന്നുകിൽ ചുരുങ്ങുകയോ അല്ലെങ്കിൽ വികസിക്കുകയോ ചെയ്യുന്ന ചലനാത്മകമായ ഒന്നായിരിക്കണം.

എന്നാൽ തന്റെ കണക്കുകൾ കാണിച്ചുതന്ന ഈ അസ്ഥിരതയെ അംഗീകരിക്കാൻ ഐൻസ്റ്റീന് സാധിച്ചില്ല. ഒരു തുടക്കമുള്ളതോ അല്ലെങ്കിൽ എപ്പോഴും മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതോ ആയ പ്രപഞ്ചം എന്ന ആശയം അദ്ദേഹത്തിന്റെ ശാസ്ത്രീയ ബോധ്യങ്ങൾക്ക് വിരുദ്ധമായിരുന്നു. തന്റെ സമവാക്യങ്ങൾ തെറ്റാണെന്ന് ലോകം കരുതാതിരിക്കാൻ അദ്ദേഹം അതിൽ 'കോസ്മോളജിക്കൽ കോൺസ്റ്റന്റ്' (Cosmological Constant) എന്നൊരു പുതിയ ഘടകത്തെ കൃത്രിമമായി കൂട്ടിച്ചേർത്തു. ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ പ്രതിരോധിക്കാനും പ്രപഞ്ചത്തെ നിശ്ചലമായി നിർത്താനും ഈ ബലം സഹായിക്കുമെന്ന് അദ്ദേഹം വാദിച്ചു. ഇത് പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള തീരുമാനമായിരുന്നില്ല, മറിച്ച് പ്രപഞ്ചം നിശ്ചലമായിരിക്കണം എന്ന അദ്ദേഹത്തിന്റെ വൈകാരികമായ ആഗ്രഹത്തിന്റെ ഫലമായിരുന്നു.

ഐൻസ്റ്റീൻ തന്റെ ഗണിതത്തെ തിരുത്താൻ ശ്രമിച്ചപ്പോൾ, ബെൽജിയത്തിലെ ലൂവൈൻ സർവ്വകലാശാലയിലെ പുരോഹിതനും ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനുമായ ജോർജ്ജ് ലെമൈറ്റർ ആ ഗണിതം പറയുന്ന കഥയെ അതിന്റെ യുക്തിഭദ്രമായ അന്ത്യം വരെ പിന്തുടരാനാണ് ശ്രമിച്ചത്. പ്രപഞ്ചം ഇന്ന് വികസിക്കുകയാണെങ്കിൽ, സമയത്തിലൂടെ നമുക്ക് പുറകോട്ട് സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ എന്ത് സംഭവിക്കും എന്ന വിപ്ലവാത്മകമായ ചിന്ത ലെമൈറ്റർ മുന്നോട്ട് വെച്ചു. ഒരു സിനിമ റിവൈൻഡ് ചെയ്യുന്നത് പോലെ പുറകോട്ട് പോകുമ്പോൾ ഗാലക്സികൾ തമ്മിലുള്ള അകലം കുറയുകയും നക്ഷത്രങ്ങൾ പരസ്പരം അടുക്കുകയും വേണം. അങ്ങനെയാണെങ്കിൽ സങ്കൽപ്പിക്കാവുന്നതിലും അപ്പുറം പഴക്കമുള്ള ഒരുകാലത്ത് പ്രപഞ്ചത്തിലെ മുഴുവൻ ദ്രവ്യവും ഊർജ്ജവും ഒരു പരമാണുവിലേക്ക് ചുരുങ്ങിയിരിക്കണം. ഈ ആശയത്തെ അദ്ദേഹം 'പ്രൈമീമൽ ആറ്റം' (Primal Atom) അഥവാ ആദിമ ആറ്റം എന്ന് വിളിച്ചു. പ്രപഞ്ചത്തിന് ഒരു തുടക്കമുണ്ടെന്നും സമയം പോലും ജനിക്കുന്നത് അവിടെ നിന്നാണെന്നും അദ്ദേഹം വാദിച്ചു. എന്നാൽ അന്നത്തെ ശാസ്ത്രലോകം ഇതിനെ പുച്ഛിച്ചു തള്ളി. സൃഷ്ടിവാദത്തിന് ശാസ്ത്രീയമായ പരിവേഷം നൽകാൻ ഒരു പാതിരി നടത്തുന്ന ശ്രമമായിട്ടാണ് ഭൂരിഭാഗം പേരും ഇതിനെ കണ്ടത്. ഐൻസ്റ്റീൻ പോലും ലെമൈറ്ററുടെ കണക്കുകൾ ശരിയാണെങ്കിലും അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഭൗതികശാസ്ത്രം മോശമാണെന്ന് പറഞ്ഞ് ഇതിനെ തള്ളിക്കളഞ്ഞു.

എന്നാൽ ശാസ്ത്രത്തിലെ തർക്കങ്ങൾ അവസാനിക്കുന്നത് അധികാരത്തിന്റെ വാക്കുകളാലല്ല, മറിച്ച് നിരീക്ഷണങ്ങളാലാണ്. കാലിഫോർണിയയിലെ മൗണ്ട് വിൽസൺ ഒബ്സർവേറ്ററിയിൽ എഡ്വിൻ ഹബിൾ എന്ന ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞൻ നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങൾ പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ കാഴ്ചപ്പാടിനെ മാറ്റിമറിച്ചു. ഹുക്കർ ടെലിസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ആകാശത്തെ മങ്ങിയ വെളുത്ത പാടുകളെ (Nebulae) നിരീക്ഷിച്ച ഹബിൾ, അവ നമ്മുടെ ആകാശഗംഗയ്ക്കുള്ളിലെ വെറും വാതകക്കൂട്ടങ്ങളല്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി. ആൻഡ്രോമിഡ പോലുള്ള നെബുലകളിൽ മിന്നിത്തിളങ്ങുന്ന ചില പ്രത്യേക നക്ഷത്രങ്ങളിലേക്കുള്ള ദൂരം അളന്നപ്പോൾ അവ നമ്മുടെ ഗാലക്സിയിൽ നിന്ന് ലക്ഷക്കണക്കിന് പ്രകാശവർഷങ്ങൾ അകലെയാണെന്ന് തെളിഞ്ഞു. അതായത് പ്രപഞ്ചം എന്നാൽ നമ്മുടെ ക്ഷീരപഥം മാത്രമല്ല, മറിച്ച് കോടിക്കണക്കിന് ഗാലക്സികൾ നിറഞ്ഞ അനന്തമായ ഒരിടമാണെന്ന് അദ്ദേഹം ബോധ്യപ്പെടുത്തി.

ഹബിളിന്റെ ഏറ്റവും നിർണ്ണായകമായ കണ്ടെത്തൽ ഗാലക്സികളുടെ ചലനത്തെക്കുറിച്ചുള്ളതായിരുന്നു. വിദൂര ഗാലക്സികളിൽ നിന്നുള്ള പ്രകാശത്തെ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് പരിശോധിച്ചപ്പോൾ അതിലെ രേഖകൾ സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ ചുവപ്പ് വശത്തേക്ക് നീങ്ങിയതായി (Redshift) അദ്ദേഹം കണ്ടു. ഇതിനെ ഡോപ്ലർ ഇഫക്റ്റ് (Doppler Effect) എന്ന പ്രതിഭാസം ഉപയോഗിച്ച് വിശദീകരിക്കാം. ഒരു ശബ്ദസ്രോതസ്സ് നമ്മളിൽ നിന്ന് അകന്നുപോകുമ്പോൾ അതിന്റെ ശബ്ദതരംഗങ്ങൾ വലിഞ്ഞ് നീളുന്നതുപോലെ, പ്രകാശസ്രോതസ്സ് അകലുമ്പോൾ പ്രകാശതരംഗങ്ങൾ നീളുകയും അതിന്റെ നിറം ചുവപ്പിലേക്ക് മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ഭൂരിഭാഗം ഗാലക്സികളും ചുവപ്പിലേക്ക് നീങ്ങിയിരിക്കുന്നു എന്ന കണ്ടെത്തലിലൂടെ പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുകയാണെന്ന് ഹബിൾ തെളിയിച്ചു. ഇത് കേവലം ഗാലക്സികൾ സ്പേസിലൂടെ ഓടുകയല്ല, മറിച്ച് സ്പേസ് തന്നെ വികസിക്കുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഒരു ബലൂൺ വീർപ്പിക്കുമ്പോൾ അതിന് മുകളിലെ അടയാളങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള അകലം കൂടുന്നത് പോലെ സ്പേസ് വികസിക്കുമ്പോൾ ഗാലക്സികൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരവും കൂടുന്നു. ഇതോടെ ഐൻസ്റ്റീൻ തന്റെ പഴയ നിലപാട് തെറ്റാണെന്ന് സമ്മതിക്കുകയും 'കോസ്മോളജിക്കൽ കോൺസ്റ്റന്റ്' ചേർത്തത് തന്റെ ജീവിതത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ മണ്ടത്തരമാണെന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.

പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുന്നു എന്ന് ഉറപ്പായതോടെ അതിനൊരു തുടക്കമുണ്ടായിരിക്കണം എന്ന ലെമൈറ്ററുടെ വാദത്തിന് ശക്തി കൂടി. ഫ്രെഡ് ഹോയിൽ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഈ സിദ്ധാന്തത്തെ പരിഹസിച്ചുകൊണ്ട് ഒരു റേഡിയോ അഭിമുഖത്തിൽ "ബിഗ് ബാങ്" (Big Bang) എന്ന് വിളിച്ചെങ്കിലും പിന്നീട് ആ പേര് തന്നെ ലോകപ്രശസ്തമായി. എങ്കിലും പ്രപഞ്ചത്തിന് മാറ്റമില്ലെന്നും വികസിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് പുതിയ ദ്രവ്യം നിരന്തരം ഉണ്ടായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നും വാദിക്കുന്ന "സ്റ്റെഡി സ്റ്റേറ്റ്" (Steady State) സിദ്ധാന്തത്തിൽ വിശ്വസിച്ചിരുന്നവരും ഉണ്ടായിരുന്നു. ഈ തർക്കം പരിഹരിക്കാൻ ബിഗ് ബാങ് സ്ഫോടനത്തിന്റെ അവശേഷിപ്പുകൾ കണ്ടെത്തേണ്ടതുണ്ടായിരുന്നു. ഒരു വലിയ സ്ഫോടനം നടന്നിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ അതിന്റെ ചൂട് തണുത്ത് ഇന്നും പ്രപഞ്ചത്തിൽ എവിടെയെങ്കിലും മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങളായി അവശേഷിക്കുന്നുണ്ടാകണം.

1960-കളിൽ യാദൃശ്ചികമായാണ് ഈ തെളിവ് ലോകത്തിന് മുന്നിലെത്തിയത്. ബെൽ ലാബിലെ ആർനോ പെൻസിയാസും റോബർട്ട് വിൽസണും ചേർന്ന് ഒരു വലിയ റേഡിയോ ആന്റിന പരീക്ഷിക്കുന്നതിനിടയിൽ അതിൽ തടസ്സമില്ലാതെ ഒരു മൂളൽ അനുഭവപ്പെട്ടു. ആന്റിന ഏത് ദിശയിലേക്ക് തിരിച്ചാലും ഈ ശബ്ദം മാറുന്നുണ്ടായിരുന്നില്ല. അവസാനം ആന്റിനയ്ക്കുള്ളിലെ പ്രാവുകളുടെ കാഷ്ഠം വരെ അവർ നീക്കം ചെയ്‌തെങ്കിലും ആ മൂളൽ നിർത്താൻ കഴിഞ്ഞില്ല. എന്നാൽ അവർ കേട്ടുകൊണ്ടിരുന്നത് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ജനനസമയത്ത് പുറപ്പെട്ട ആദിമ പ്രകാശത്തിന്റെ മാറ്റൊലിയായിരുന്നു എന്ന് വൈകാതെ തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. 'കോസ്മിക് മൈക്രോവേവ് ബാക്ക്ഗ്രൗണ്ട് റേഡിയേഷൻ' (Cosmological Microwave Background - CMB) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ കണ്ടെത്തൽ ബിഗ് ബാങ് സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അന്തിമ വിജയമായി മാറി.

ഇന്നും ഈ സത്യത്തിന്റെ അടയാളങ്ങൾ നമ്മുടെ ചുറ്റുമുണ്ട്. പഴയ ടെലിവിഷനുകളിൽ ചാനലുകൾക്കിടയിൽ കാണുന്ന വെളുത്ത തിരക്കുകളിൽ (Static) ഒരു ചെറിയ ഭാഗം ഇത്തരത്തിൽ 13.8 ബില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപുണ്ടായ ബിഗ് ബാങ്ങിന്റെ റേഡിയേഷൻ ആണ്. പ്രപഞ്ചസൃഷ്ടിയുടെ ഈ പുകയ്ക്ക് പുറമെ മറ്റൊരു നിർണ്ണായക തെളിവ് കൂടി ശാസ്ത്രലോകം കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ മൂലകങ്ങളുടെ അളവാണ് അത്. ബിഗ് ബാങ് നടന്ന് ആദ്യത്തെ മൂന്ന് മിനിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ പ്രപഞ്ചത്തിലെ മൂലകങ്ങൾ രൂപപ്പെട്ടിരിക്കണം. അങ്ങനെയെങ്കിൽ പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏകദേശം 75% ഹൈഡ്രജനും 24% ഹീലിയവും ഉണ്ടായിരിക്കുമെന്ന് ജോർജ്ജ് ഗാമോവിനെപ്പോലുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ മുൻകൂട്ടി പ്രവചിച്ചിരുന്നു. പിൽക്കാലത്ത് ദൂരദർശിനികൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തെ നിരീക്ഷിച്ചപ്പോൾ ഈ കണക്കുകൾ കൃത്യമാണെന്ന് തെളിഞ്ഞു. നക്ഷത്രങ്ങൾക്ക് മാത്രം ഇത്രയധികം ഹീലിയം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നത് ബിഗ് ബാങ് എന്ന മഹാസ്ഫോടനത്തിന്റെ ചൂടിൽ ഈ മൂലകങ്ങൾ പാകം ചെയ്യപ്പെട്ടതാണെന്ന സത്യം ഉറപ്പിച്ചു.

ആധുനിക ടെലിസ്കോപ്പുകളെ ഒരു ടൈം മെഷീൻ പോലെ ഉപയോഗിച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇന്നും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭൂതകാലം പരിശോധിക്കുന്നുണ്ട്. പ്രകാശം സഞ്ചരിക്കാൻ സമയമെടുക്കുന്നതിനാൽ നമ്മൾ ദൂരെയുള്ള ഗാലക്സികളെ നോക്കുമ്പോൾ കാണുന്നത് അവയുടെ കോടിക്കണക്കിന് വർഷം മുൻപുള്ള രൂപമാണ്. ദൂരേക്ക് നോക്കുന്തോറും ഗാലക്സികൾ കൂടുതൽ ചെറുതും പക്വതയില്ലാത്തതുമായി കാണപ്പെടുന്നത് പ്രപഞ്ചം പരിണമിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്നതിന് തെളിവാണ്. റെഡ് ഷിഫ്റ്റിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന കാഴ്ചയും, CMB റേഡിയേഷനിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന ശബ്ദവും, മൂലകങ്ങളുടെ അളവിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന രാസപരിശോധനാ ഫലങ്ങളും എല്ലാം വിരൽ ചൂണ്ടുന്നത് ഒരൊറ്റ സത്യത്തിലേക്കാണ്: നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചം അനന്തതയിൽ നിശ്ചലമായി കിടക്കുന്ന ഒന്നല്ല, മറിച്ച് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ പോലും കഴിയാത്ത ഊർജ്ജമുള്ള ഒരു മഹാസ്ഫോടനത്തിൽ നിന്ന് ജനിച്ചതും ഇന്നും മാറ്റങ്ങൾക്ക് വിധേയമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നതുമായ ഒന്നാണ്. പ്രപഞ്ചം അതിന്റെ ഓരോ ആറ്റത്തിലും ഒളിപ്പിച്ചുവെച്ച ഈ രഹസ്യങ്ങൾ മനുഷ്യൻ തന്റെ നിരന്തരമായ അന്വേഷണത്തിലൂടെ തിരിച്ചറിഞ്ഞു എന്നത് തന്നെയാണ് ശാസ്ത്രചരിത്രത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ അത്ഭുതം.