டாப் டாப்ளர்!

ஈ.சி.ஆரில் விர்ரென்று பைக்கில், மணிக்கு 80 கி.மீ.யில் பறந்துபோகும்போது, ஏதேனும் ஒரு வளைவைக் கடக்க வண்டியின் வேகத்தைக் குறைக்கையில், வெள்ளைச் சட்டை போலீஸ்காரர் ஒருவர் வண்டியை ஓரங்கட்டச் சொல்லி, ஓவர் ஸ்பீட் என்கிறார். அதெல்லாம் இல்லையே என்று சமாளித்ததும், ஒரு மானிட்டரில் நாம் பயணித்த வேகத்தைக் காட்டுகிறார். வேகம், திரையில் பல்லிளிக்கிறது. அதன்பிறகான சம்பிரதாயங்கள் தனி. நகருக்குள் திரிந்துகொண்டே இருக்கும் சிலருக்கு மட்டும் இந்த வேகச் சோதனை எங்கு எப்போது நடக்கும் என்று தெரியும். நகாசாய் தப்பிவிடுவார்கள். ஆனால், அந்த வேகத்தை கணிக்கும் கருவியின் செயல்பாடு ஒரு இயற்பியல் விந்தை.

நீங்கள் மாண்புமிகு நகரக் காவலால், மாண்புமிகு அமைச்சர் ஒருவர் கடந்து போகிறார் என்று, மாண்புமிகு வெய்யிலில், மாண்புமிகு கால் மணி நேரமாக நிறுத்திவைக்கப்பட்டிருக்கிறீர்கள் என்று வைத்துக்கொள்வோம். மேற்படி மா.மி மந்திரியின் கார் சைரன் தூரத்தில் வருகையில் சத்தம் குறைவாய்க் கேட்கும். அதுவே கிட்ட நெருங்க நெருங்க, சத்தம் உச்சத்துக்குப் போய், நம்மைக் கடந்த உடன், மறுபடியும் சட்டென்று சத்தம் குறைந்துவிடும். இதே அனுபவம் ரயில் நிலையங்களில், க்ராஸிங்கில் நிற்கும் ரயிலில் என பல இடங்களில் ஏற்பட்டிருக்கலாம். சைரனோ, ரயிலின் சத்தமோ கூட்டவோ குறைக்கவோ படுவதில்லை. நமக்கு அப்படித் தெரிகிறது, அவ்வளவுதான். இந்த இயற்பியல் விளைவுக்குப் பெயர் டாப்ளர் விளைவு (Doppler effect).

ஒளியோ, ஒலியோ அதை வெளிப்படுத்தும் பொருள், அதை உள்வாங்கும் பொருளையோ நபரையோ நோக்கி நகர்கையில், அதன் அதிர்வெண் (frequency) அதிகமாவதாகத் தோன்றும். மழையில் வாகனத்தில் வேகம் போகப் போக, நம்மேல் அதிகம் துளிகள் விழுகிறதல்லவா அதுமாதிரி. அதேபோல், அந்த ஒலியை அல்லது ஒளியை வெளிப்படுத்தும் பொருள் விலகிப்போனால், அதிர்வெண் குறைவதுபோல் தோன்றும். இதை கவனித்து ஆராய்ந்த அறிஞரின் பெயர் டாப்ளர்.

நாம் முதலில் பார்த்த ஓவர் ஸ்பீடு உதாரணத்தில், வேகம் அறியப் பயன்படும் கருவியின் பெயர் டாப்ளர் கன் அல்லது டாப்ளர் ரேடார் (Doppler gun or Doppler radar). நாம் ஓட்டிவருகிற வாகனத்தை நோக்கி அந்த கன்னைத் திருப்பி ஒரு பட்டனை அழுத்தினால், அது வாகனத்தை நோக்கி ரேடியோ அலைகளைப் பாய்ச்சும். கருவியை நோக்கி வாகனம் வந்துகொண்டிருப்பதால் அதன் அதிர்வெண், முதலில் வந்து மோதியதைவிட அதிகமாக இருக்கும். இந்த அதிவெண் வேறுபாடு, எவ்வளவு வேகமாக நகர்கிறோமோ அவ்வளவு அதிகமாக இருக்கும். அப்படி மோதித் திரும்பிகிற அலைக்கும், அனுப்பப்பட்ட அலைக்கும் உள்ள வித்தியாசத்தை வைத்து, ஒரு சின்ன சிலிக்கான் சிப் நம்மைப் போட்டுக் கொடுத்துவிடும்.

இப்படி போலீஸிடம் போட்டுக்கொடுத்து நம் மானத்தை வாங்குவதைத் தவிரவும், வான் ஆராய்ச்சியில் இதற்கு முக்கியப் பங்கு உண்டு. முக்கியமாக விண்மீன், நட்சத்திர மண்டலங்கள் போன்றவற்றின் நகர்வைக் கண்டுபிடிக்க. நாம் அவற்றில் இருந்து கோடிக்கணக்கான கி.மீ. தொலைவில் இருக்கிறோம். சாதாரணமாக, கோணங்களை வைத்தெல்லாம் இந்தக் கணக்கைப் போடமுடியாது. காரணம், அவ்வளவு தொலைவில் இருப்பதால், எல்லாமே செங்குத்தாக இருப்பதுபோல்தான் தோன்றும். ஆனால், டாப்ளர் விளைவின் மூலம் இந்த நகர்வை கவனித்தல் சாத்தியம்.

ஒரு விண்மீன் ஒளியை உமிழக்கூடிய ஒன்று. நாம் அதைப் பார்க்கிறோம். அப்படியென்றால், டாப்ளர் விளைவின்படி, அந்த ஒளியின் அதிர்வெண்ணும் மாற வேண்டும்தானே. ஒலியின் அதிர்வெண் மாறுகையில் அதன் சத்தம் மாறுபட்டாற்போல, ஒளியின் அதிர்வெண் மாறுகையில் அதன் வண்ணம் மாறுபடும். புலனாகு நிறமாலை (visible spectrum) எனப்படும் ஏழு வண்ணங்களில் ஊதாவுக்கு அதிர்வெண் அதிகம்; சிவப்புக்கு அதிர்வெண் குறைவு. அப்படியெனில், நம்மை நோக்கி நகர்ந்து வரும் ஒரு விண்மீனின் ஒளியானது, நீல நிறத்தை நோக்கி நகரும். இதனை நீலச்சார் விலகல் (blue shift) என்று அழைக்கிறார்கள். அதே நேரம், நம்மைவிட்டு விலகிப்போகும் ஒரு விண்மீனின் நிறமாலை, சிவப்பை நோக்கி நகரும். அதனை செஞ்சார் நகர்வு (red shift) என்று அழைக்கிறார்கள். சிவப்போ நீலமோ, இந்த வானியல் விளைவின் பெயர் டாப்ளர் விலகல் (Doppler shift). ஒரு குறிப்பிட்ட விண்மீனை சில நாட்கள் தொடர்ச்சியாகக் கண்காணித்து, அதன் அதிர்வெண் எத்தனை ஹெர்ட்ஸ் அளவு மாறுகிறது என்பதைப் வைத்து, இன்ன வேகத்தில் நகர்கிறது என்று சொல்லிவிடுகிறார்கள்

இதன் பயன்பாட்டில் சமீபத்திய சேர்க்கை மருத்துவத்தில் இருக்கிறது. உடலில் ஓடும் ரத்தத்தின் வேகத்தைக் கண்டறிய டாப்ளர் விளைவுதான் கைகொடுக்கிறது. எக்கோகார்டியோகிராம் என்னும் எதிரொலிச் சோதனையினால் இதயத்தின் முப்பரிமாணத் தோற்றத்தைக்கூட பெற்றுவிட முடியும். ஆனால், அதன் வேகத்தைக் கணிக்க டாப்ளர் விளைவே உதவுகிறது.

அடுத்தமுறை, மா.மி அமைச்சர் சைரன் ஒலி கேட்கையில், கொஞ்சம் டாப்ளரையும் நினைத்துப் பாருங்கள்!