ഭൌമാന്തരീക്ഷവും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും

വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജി

ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ വസ്തുക്കളും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളായിട്ടാണ് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നത്. കുറച്ചു സങ്കീര്‍ണ്ണമായ പ്രക്രിയയിലൂടെ അണുവിന്റേയും, ഇലക്ട്രോണുകളുടേയും മറ്റ് അണുകണികകളുടേയും ന്യൂക്ലിയര്‍ കണികകളുടേയും മറ്റും ചലനത്തിന്റെ പ്രതിഫലനമായാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയയില്‍ ഉള്‍പ്പെടുന്ന ബലത്തിന്റെ തീവ്രത അനുസരിച്ച് വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഗാമാരശ്മികള്‍ തൊട്ട് റേഡിയോ തരംഗം വരെ ഏതുമാകാം. ഇങ്ങനെ ഗാമാരശ്മികള്‍ തൊട്ട് റേഡിയോ തരംഗം വരെയുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ഒന്നാകെ ചേര്‍ത്ത് നമ്മള്‍ വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജി എന്നു പറയുന്നു. ഇതിനെകുറിച്ച് നമ്മള്‍ ഹൈസ്കൂള്‍ ക്ലാസ്സുകളില്‍ പഠിച്ചിട്ടുണ്ടല്ലോ.

വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജി

അനോന്യം ലംബമായി സ്പന്ദിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ക്ഷേത്രവും കാന്തിക ക്ഷേത്രവും അടങ്ങിയതാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണം. അടുത്തുത്ത രണ്ട് crust-കളുടെ ഇടയിലുള്ള ദൂരത്തെയാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണത്തിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം (wave length) എന്ന് പറയുന്നത്. ഇതിനെ lambda (λ) എന്ന ഗ്രീക്ക് അക്ഷരം കൊണ്ടാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. അതേ പോലെ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി (frequency) എന്ന nu (ν) എന്ന ഗ്രീക്ക് അക്ഷരം കൊണ്ടാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തിയേയും തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തേയും തമ്മില്‍ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ലളിതമായ സമവാക്യം ഉണ്ട്. അത് താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

ν = c / λ

ν എന്നത് ആവൃത്തിയേയും(in Hz) , λ എന്നത് തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തേയും (in m), c എന്നത് പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയേയും (3 X 10⁸ m/s) കുറിക്കുന്നു.

താപനിലയും വിദ്യുത്കാന്തിക വികിരണങ്ങളും

ഒരു വസ്തു ചൂടുപിടിക്കുമ്പോള്‍ അത് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തു വിടുന്നു. ഈ ഊര്‍ജ്ജം വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആയി ആണ് വസ്തുവില്‍ നിന്ന് പുറപ്പെടുന്നത്. വസ്തു പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി ആ വസ്തുവിന്റെ താപനിലയെ ആശ്രയിക്കുന്നു, കൂടുതല്‍ ചൂടുള്ള വസ്തു കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു എന്നു പറഞ്ഞാല്‍ തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി കൂടി ഇരിക്കുന്നു എന്നത്ഥം.

ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനിലയും അത് പുറത്തു വിടുന്ന വികിരണങ്ങളേയും കുറച്ച് അറിയണം എങ്കില്‍ അദ്യം താപനില (temperature) എന്താണെന്ന് മനസ്സിലാക്കണം. ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില ആ വസ്തുവിലെ മൊത്തം അണുക്കളുടെ ശരാശരി വേഗതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഒരു വസ്തുവിനു ചൂട് കൂടുതല്‍ ഉണ്ടെങ്കില്‍ അതിലെ അണുക്കള്‍ വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ആ വസ്തു തണുത്താണ് ഇരിക്കുന്നതെങ്കില്‍ (അല്ലെങ്കില്‍ ചൂട് കുറവാണെങ്കില്‍) അതിലെ അണുക്കള്‍ പതുക്കെ സഞ്ചരിക്കുന്നു. താപനിലയെകുറിച്ച് പറയുമ്പോള്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏകകം കെല്‍വിന്‍ (K) ആണ്. ഈ താപനില മാപനത്തില്‍ (temperature scale) പൂജ്യം കെല്‍വിനില്‍ നിന്ന് മേലോട്ടാണ് എണ്ണുന്നത്. ഒരു വസ്തുവിന് ചെന്നെത്താവുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ താപനില ആണ് 0 K. ഈ താപനില ഉള്ള വസ്തുവിലെ അണുക്കളുടെ ചലനം ഏറ്റവും കുറവായിരിക്കും.

താപനില അളക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന വേറെ രണ്ട് ഏകകങ്ങള്‍ ആണ് ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസും , ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റും. സാധാരണ അന്തരീക്ഷ താപ നിലയെ കുറിച്ചൊക്കെ പറയുമ്പോള്‍ ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് ( °C എന്ന ചിഹ്നം കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു) ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് (കേരളത്തിലെ ഏറ്റവും കൂടിയ ചൂട് 39 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് പുനലൂരില്‍ രേഖപ്പെടുത്തി എന്നൊക്കെ വാര്‍ത്ത വായിക്കുന്നത് കേട്ടിട്ടില്ലേ). അതേ പോലെ നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ താപനില ഒക്കെ പറയുമ്പോള്‍ ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റ് ( °F എന്ന ചിഹ്നം കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.) ആണ് ഉപയോഗിക്കുക. (ഡോക്ടര്‍ പരിശോധിച്ചിട്ട് 102 ഡിഗ്രി പനിയുണ്ടായിരുന്നു എന്ന് ആരെങ്കിലും ആശുപത്രിയില്‍ ഒക്കെ പോയി വന്നാല്‍ പറയുന്നത് കേട്ടിട്ടില്ലേ). ശരിക്കും ഇതിനെ 102 ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റ് എന്നു തന്നെ പറയണം. ഇതു തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം അറിയാത്തതു കൊണ്ടാണ് പലരും ആശുപത്രിയില്‍ ഒക്കെ പോയി വന്നീട്ട് 102 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് ആയിരുന്നു എന്നൊക്കെ പറയുന്നത് ആന മണ്ടത്തരം ആണെന്ന് പറയുന്നത്.

ഈ മൂന്നു താപനില മാപനങ്ങളുടേയും വിശദീകരണത്തിലേക്കൊന്നും പോകാന്‍ ഈ പോസ്റ്റില്‍ ഉദ്ദേശിക്കുന്നില്ല. പക്ഷെ ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റിലുള്ള താപനില അറിഞ്ഞാല്‍ അത് ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലേക്കു മാറ്റാനും, ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനില അറിഞ്ഞാല്‍ അത് ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹീറ്റിലേക്ക് മാറ്റാനും നിങ്ങളെ സഹായിക്കുന്ന രണ്ട് സമവാക്യങ്ങള്‍ താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

T_F = (9/5) T_C + 32

T_C = (5/9) (T_F - 32)

ഇവിടെ T_F എന്നത് ഫാരന്‍ഹീറ്റിലുള്ള താപനിലയും T_C എന്നത് ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനിലയും ആണ്.

ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനില കെല്‍വിനിലേക്ക് മാറ്റാന്‍ വളരെ എളുപ്പമാണ്. ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനിലയോട് 273 കൂട്ടിയാല്‍ കെല്‍വിനിലുള്ള താപനില കിട്ടും. അതേപോലെ കെല്‍വിനിലുള്ള താപനിലയില്‍ നിന്ന് 273 കുറച്ചാല്‍ ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിലുള്ള താപനില കിട്ടും.

താപനിലയുടെ SI Unit കെല്‍വിനാണ്. അതിനാല്‍ എല്ലാ ശാസ്ത്രീയമായ കണക്കുക്കൂട്ടലുകള്‍ക്കും കെല്‍വിനാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നതും. ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലും എല്ലാ കണക്കുകളിലും കെല്‍വിനാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

ആരേഖം (Blackbody)

താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ആരേഖത്തില്‍ വിവിധ താപനിലകളില്‍ ഉള്ള Blackbodyയില്‍ നിന്നു വരുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചതയെ വ്യക്തമാക്കുന്ന വക്രരേഖകള്‍ കാണൂ. അതിന്റെ താപനിലയുമായി എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നു കാണിക്കുന്നു

ഈ ആരേഖത്തിലെ ഓരോ വക്രരേഖയും ഒരു പ്രത്യേക താപനിലയില്‍ (ഇവിടെ 3000 K മുതല്‍ 7000K വരെ) Blackbody പുറത്തുവിടുന്ന വികിരണത്തിന്റെ തീവ്രത വ്യക്തമാക്കുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ഈ വക്രരേഖ (ഇംഗ്ലീഷില്‍ ഈ വക്രരേഖയ്ക്ക് Blackbody curve എന്നാണ് പറയുന്നത്) ഒരു പ്രത്യേക താപനില ഉള്ള ഒരു വസ്തുവിന്റെ വര്‍ണ്ണരാജി എപ്രകാരം ഉള്ളതായിരിക്കും എന്നു പറഞ്ഞുതരുന്നു. ഏതു താപനിലയിലും ഒരു ചൂടുള്ള വസ്തു എല്ലാ തര വികിരണങ്ങളേയും പുറപ്പെടുവിക്കും. എന്നാല്‍ ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തില്‍ വികിരണം ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ (wave length of maximum emission) ആയിരിക്കും. അതേപോലെ ഈ വക്രരേഖ വിടവുകള്‍ ഒന്നുമില്ലാതെ, സുഗമമായ ഒരു തുടര്‍ച്ചയായ രേഖ ആയിരിക്കും.

പക്ഷെ ഈ രേഖയുടെ രൂപം വസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് മാറും. ഒരു താഴ്ന്ന താപനില (ഉദാ: 3000 K) ഉള്ള വസ്തുവിന്റെ Blackbody curve-ഉം താഴ്ന്നതായിരിക്കും. ഇത് ആ വസ്തുവില്‍ നിന്നു വരുന്ന താരതമ്യേന തീവ്രത കുറഞ്ഞ വികിരണങ്ങളെ ആണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഏത് ഭാഗത്താണോ ഈ വക്ര രേഖ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ ഉയര്‍ന്നിരിക്കുന്നത് ആ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള വികിരണങ്ങളായിരിക്കും ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്നു ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ വരിക. താപനില ഉയരുംതോറും ഈ രേഖയും ഉയരും. അതായത് വികിരണത്തിന്റെ തോത് തീവ്രത കുറഞ്ഞ തരംഗദൈര്‍ഘ്യമുള്ള ഭാഗത്തേക്ക് മാറുന്നു.

Wein's law

ഈ നിയമത്തിന്റെ സമവാക്യം താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

λ_max=0.0029/T

ഈ നിയമം ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനിലയും ആ വസ്തു ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യവും തമ്മില്‍ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. അതായത് ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില അറിഞ്ഞാല്‍ നമുക്ക് അത് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ ഉച്ചത (wave length of maximum emission), വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ ഏത് ഭാഗത്താണെന്ന് അറിയാം. ഉദാഹരണത്തിനു ഈ സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് നമ്മള്‍ 3000 K, 6000 K, 12,000 K എന്നിങ്ങനെ വിവിധ താപനിലയുള്ള മൂന്നു വസ്തുക്കളുടെ വികിരണത്തിന്റെ തീവ്രതയുടെ ഉച്ചത കണ്ടാല്‍ അത് യഥാക്രമം 9600 X 10^-10m, 4800 X 10^-10m, 2400 X 10^-10m ആണ് എന്നു കാണാം. ഈ മൂന്നു തരംഗങ്ങളും വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ വിവിധ ഭാഗത്ത് കിടക്കുന്നതായി കാണാം. 9600 X 10^-10m എന്നത് വര്‍ണ്ണ രാജിയുടെ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ഭാഗത്തും, 4800 X 10^-10m എന്നത് ദൃശ്യപ്രകാശ ഭാഗത്തും 2400 X 10^-10m എന്നത് അള്‍ട്രാവയലറ്റ് ഭാഗത്തും ആണ് കിടക്കുന്നത്. Wein's law വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒന്നാണ് ഇത് ഉപയോഗിച്ചാണ് നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഉപരിതല താപനില കണ്ടു പിടിക്കുന്നത്.

ഇനി ഇതിന്റെ ഭൌതീക പ്രത്യേകത മനസ്സിലാക്കാന്‍ ഒരു ഉദാഹരണം കൊടുക്കട്ടെ. ഒരു വെല്‍ഡര്‍ ഒരു ഇരുമ്പ് കഷ്ണം എടുത്ത് ചൂടാക്കുന്നു എന്നു വയ്ക്കുക. ചൂടുകൂടും തോറും ഇരുമ്പിന്റെ നിറം കടും ചുവപ്പാകുന്നു. പിന്നേയും ചൂടാക്കികൊണ്ടിരുന്നാല്‍ ആദ്യം ഒരു ചുവപ്പ് കലര്‍ന്ന ഓറഞ്ച് നിറവും പിന്നീട് മഞ്ഞ കലര്‍ന്ന വെള്ള നിറവും ആകുന്നു. പിന്നേയും‍ ഇരുമ്പ് കഷ്ണം ഉരുകിവീഴാതെ ചൂടാക്കാന്‍ കഴിയുന്നു എങ്കില്‍ അതിന്റെ നിറം നീലകലര്‍ന്ന വെള്ള നിറവും ആകുന്നു. താഴെയുള്ള ചിത്രം കാണൂ.

ചൂട് കൂടുമ്പോള്‍ ഇരുമ്പ് പുറത്ത് വിടുന്ന തരംഗങ്ങളുടെ വ്യത്യാസം

ഈ ഉദാഹരണത്തില്‍ നിന്നു, ഒരു വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന ഊര്‍ജ്ജവും ആ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുന്ന വൈദ്യുതികാന്തിക പ്രസരണവും വസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് ഇരിക്കുന്നു എന്നു മനസ്സിലാക്കാം. താപനില കൂടുതല്‍ ഉള്ള വസ്തു കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തു വിടുന്നു. അതിനാല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുന്നത് തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കുറഞ്ഞ (അല്ലെങ്കില്‍ ആവൃത്തി കൂടിയ) വൈദ്യുതികാന്തിക തരംഗങ്ങളായിട്ടായിരിക്കും. അതേപോലെ താപനില കുറഞ്ഞ വസ്തു കുറച്ച് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തു വിടുന്നു. ഈ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുന്നത് തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കൂടിയ (അല്ലെങ്കില്‍ ആവൃത്തി കുറഞ്ഞ) വൈദ്യുതികാന്തിക തരംഗങ്ങളായിട്ടായിരിക്കും.

അപ്പോള്‍ ഇത്രയും കാര്യങ്ങള്‍ പറഞ്ഞത് ഒരു ഖഗോള വസ്തു വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജിയിലെ വളരെ ചെറിയ ഒരു ഭാഗം മാത്രമായ ദൃശ്യ പ്രകാശം മാത്രമായല്ല ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നത് എന്നു കാണിക്കാനാണ്. ആ വസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചത വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജിയിലെ ഏതു വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗവുമാകാം.

ഭൌമാന്തരീക്ഷവും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും

പക്ഷെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നുള്ള ജ്യോതിശാസ്ത്ര നിരീക്ഷണത്തിന്റെ ഒരു പ്രശ്നം ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷം മിക്കവാറും എല്ലാ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളേയും തടയും എന്നതാണ്. സത്യത്തില്‍ ഇതു ഭൂമിയിലെ നമ്മുടെ നിലനിപ്പിനു അത്യാവശ്യമാണ്. അങ്ങനെയല്ലായിരുന്നു എങ്കില്‍ ഇന്നു ഭൂമിയില്‍ ജീവന്റെ ഒരു കണിക പോലും ഉണ്ടാകുമായിരുന്നില്ല. ഇങ്ങനെ അന്തരീക്ഷം വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ തടയുന്നതു മൂലം അതിനെ മറികടന്ന് ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തില്‍ എത്താന്‍ കഴിവുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളും റേഡിയോ തരംഗങ്ങളും മാത്രമാണ്. ബാക്കി എല്ലാ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെയും അന്തരീക്ഷം തടയും. ഏതൊക്കെ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ അന്തരീക്ഷത്തെ കടന്ന് ഭൂമിയിലെത്തും ഏതൊക്കെ തടയപ്പെടും എന്നു വ്യക്തമാക്കുന്ന ഒരു ചിത്രം ഇതാ.

വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ വിഭജനം

ഇനി നമ്മള്‍ക്ക് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ എല്ലാം ഒന്നു പരിചയപ്പെടാം. വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ഈ വിഭജനം വളരെ കൃത്യമായ അതിര്‍വരമ്പുകള്‍ നിര്‍വചിച്ചുകൊണ്ടുള്ളതല്ല. വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ കുറച്ച് പറയുമ്പോള്‍ അവയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യംവും ആവൃത്തിയും ഫോട്ടോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവും ഒക്കെ മാറി മാറി ഉപയോഗിക്കും. സാധാരണ റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ കുറിച്ച് ഒക്കെ പറയുമ്പോള്‍ ആവൃത്തിയും (ആകാശ വാണി തൃശൂര്‍, 630 kHz എന്നൊക്കെ പറയാറില്ലേ) എക്സ്-റേ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ചും ഗാമാ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ചും പറയുമ്പോള്‍ അവയുടെ ഫോട്ടോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവോ തരംഗദൈര്‍ഘ്യൈമോ ഒക്കെ ആണ് സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുക. ചിലപ്പോള്‍ ഇതൊക്കെ ഇടകലര്‍ത്തിയും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ ‍

മനുഷ്യനേത്രത്തിനു കാണാനാകാത്ത വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളില്‍ മനുഷ്യന്‍ ആദ്യം ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ പഠനങ്ങള്‍ക്ക് ഉപയോഗിച്ചത് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ ആണ്. ഏതാണ്ട് 10^-3 മീറ്ററില്‍ കൂടുതല്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു വിളിക്കുന്നത്‍. വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ ഏറ്റവും കൂടുതല്‍ തരംഗദൈര്‍ഘ്യൈം ഉള്ളതും ഇതിനാണ്.

ബെല്‍ ലബോറട്ടറിയില്‍ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന അമേരിക്കന്‍ എഞ്ചിനീയറായ കാള്‍ ജി ജാന്‍സ്കി ആണ് ബഹിരാകാശത്തു നിന്നുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ തികച്ചും യാദൃശ്ചികമായി ആദ്യം കണ്ടെത്തിയത്. അറ്റ്ലാന്റിക്കിനു കുറുകേ പുതുതായി സ്ഥാപിച്ച റേഡിയോ ലിങ്കില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന disturbance നെ കുറിച്ചു പഠിക്കുകയായിരുന്നു അദ്ദേഹം. ധനു രാശി ആകാശത്തിന്റെ ഉച്ചിയില്‍ എത്തുന്ന സമയത്ത് ഈ disturbance ഏറ്റവും അധികം ആണെന്നു അദ്ദേഹം കണ്ടു. (നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്രം ധനു രാശിയില്‍ ആണ്.) ബഹിരാകാശത്തു നിന്നുള്ള റേഡിയോ തരംഗങ്ങളാണ് തന്റെ ശ്രദ്ധയില്‍ പെട്ടതെന്ന് അദ്ദേഹത്തിനു ബോധ്യപ്പെട്ടു. അവിടെ റേഡിയോ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിനു തുടക്കം കുറിച്ചു. നമുക്ക് ഇന്നു ആകാശഗംഗയെ കുറിച്ചുള്ള മിക്കവാറും എല്ലാ വിവരങ്ങളും റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ പഠിച്ചതു വഴി ലഭിച്ചതാണ്.

ശനി ദൃശ്യപ്രകാശത്തിലും റേഡിയോ തരംഗത്തിലും

ഇപ്പോള്‍ നിങ്ങള്‍ക്ക് തോന്നാവുന്ന ന്യായമായ ഒരു സംശയം ഉണ്ട്. ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗം ഒഴിച്ച് മറ്റുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഒന്നും മനുഷ്യനു കാണാന്‍ പറ്റില്ല അപ്പോള്‍ പിന്നെ എങ്ങനെയാണ് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ (അല്ലെങ്കില്‍ മറ്റ് ദൃശ്യപ്രകാശേതര വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍) ഇതേ പോലെ നമുക്ക് കാണാന്‍ പറ്റുന്ന വിധത്തിലാക്കുന്നത് എന്ന്. ഇതിനു ഉപയോഗിക്കുന്ന സംവിധാനത്തിനു false-color technique എന്നാണ് പറയുന്നത്. ഈ ചിത്രത്തില്‍ ഏറ്റവും തീവ്രത ഉള്ള റേഡിയോ തരംഗത്തിനു ചുവപ്പ് നിറം കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. തീവ്രത ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ റേഡിയോ തരംഗത്തിനു നീല നിറവും. ഇതിന്റെ ഇടയ്ക്ക് തീവ്രത ഉള്ള തരംഗങ്ങള്‍ക്ക് അതിന്റെ തീവ്രത അനുസരിച്ച് ചുവപ്പിന്റേയും നീലയുടേയും ഇടയ്ക്കുള്ള നിറങ്ങളും കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. ഇതേ പോലെ ആണ് മറ്റുള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളേയും നമ്മുടെ കണ്ണുകള്‍ക്ക് കാണാന്‍ പറ്റുന്ന വിധത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നത്.

മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങള്‍

1 മില്ലി മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 10 സെന്റി മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആണ് മൈക്രോവേവ് തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു പറയുന്നത്. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉല്പത്തിയെ കുറിച്ചൊക്കെ വിവരം തരുന്ന cosmic microwave background radiation ഈ തരംഗത്തിലാണ് വരുന്നത്.

cosmic microwave background radiation

ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍

ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളേക്കാല്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കൂടുതല്‍ ഉള്ളതും എന്നാല്‍ മൈക്രോ തരംഗങ്ങളേക്കാള്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കുറവും ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആണ് ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു പറയുന്നത്. 1 മില്ലി മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 7 x 10^-7 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നീരാവി ഈ തരംഗങ്ങളെ മിക്കവാറും ആഗിരണം ചെയ്യും. അതിനാല്‍ തന്നെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നു ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കുവാന്‍ സാധ്യമല്ല. അന്തരീക്ഷത്തിലെ നീരാവി ഒക്കെ ഒഴിവാക്കി ഈ തരംഗങ്ങളെ നിരീക്ഷിക്കുവാനുള്ള ഏറ്റവും എളുപ്പമുള്ള മാര്‍ഗ്ഗം ഭൂമിയെ ചുറ്റിയുള്ള ഒരു ഭ്രമണപഥത്തില്‍ ഒരു ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ടെലിസ്കോപ്പ് വയ്ക്കുക എന്നതാണ്. 1983-ല്‍ നാസ ചെയ്തതും അതു തന്നെയാണ്. ആ വര്‍ഷം നാസ Infrared Astronomical Satellite (IRAS) എന്ന ഒരു ബഹിരാകാശ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ടെലിസ്കോപ്പ് ഭൂമിയില്‍ നിന്നു 900 കിമി ഉയരത്തിലുള്ള ഒരു ഭ്രമണ പഥത്തില്‍ ഇട്ടു. ഏതാണ്ട് പത്തു മാസം നീണ്ട നിരീക്ഷണത്തില്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള അനേകം ചിത്രങ്ങള്‍ IRAS ഭൂമിയേക്ക് അയച്ചു. ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ ആദ്യമായി സൌരയൂഥത്തിലെ പൊടിപടലങ്ങളും സമീപ നക്ഷത്രങ്ങളെ ചുറ്റിയുള്ള പൊടിപടലങ്ങളുടെ വലയത്തേയും കണ്ടു. ഈ പൊടിപടലങ്ങളുടെ താപനില വളരെ കുറവായതിനാല്‍ ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍ ഇതില്‍ നിന്നും വികിരണം ചെയ്യുന്നുണ്ടായിരുന്നില്ല. അതിനാല്‍ തന്നെ ദൃശ്യ പ്രകാശ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ക്ക് ഇവയെ കണ്ടെത്താന്‍ കഴിയുമായിരുന്നില്ല.

ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍

7 x 10^-7 മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 4 x 10^-7 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. നമ്മളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം ഇതാണ് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗം. വിദ്യുത് കാന്തിക വര്‍ണ്ണ രാജിയിലെ വളരെ ഒരു ചെറിയ വിഭാഗം മാത്രമേ ദൃശ്യ പ്രകാശം ഉള്ളൂ എങ്കിലും നമ്മള്‍ ഇത് ഉപയോഗിച്ചാണ് ബാക്കി എല്ലാത്തിനേയും പഠിക്കുന്നത്. താഴെയുള്ള ചിത്രം ശ്രദ്ധിക്കൂ.

ദൃശ്യപ്രകാശ വര്‍ണ്ണ രാജി

റേഡിയോ തരംഗം ജ്യോതിശാസ്ത്രപഠനത്തിനു ഉപയോഗിക്കുന്നതിനു മുന്‍പ് അത് വരെ നമ്മള്‍ പ്രപഞ്ചത്തെകുറിച്ച് നേടിയ അറിവ് എല്ലാം ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ്.

മനുഷ്യ നേത്രം അതില്‍ തന്നെ ഒരു അസാമാന്യ യന്ത്രം ആണെങ്കിലും ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിന്റെ അനന്തമായ സാധ്യതകളെ തിരയുവാന്‍ അത് അപര്യാപ്തമാണ്. ഗ്രഹങ്ങളും നക്ഷത്രങ്ങളും ഒക്കെ മനുഷ്യ നേത്രത്തിനു ചെന്നു എത്താവുന്നതിലും അകലങ്ങളില്‍ ഇരുന്നു മനുഷ്യനില്‍ നിന്നു അതിന്റെ യഥാര്‍ത്ഥ രൂപവും സ്വരൂപവും മറച്ചു പിടിക്കുന്നു. ഏതാണ്ട് പതിനഞ്ചാം നൂറ്റാണ്ടു വരെ നഗ്ന നേത്രം മാത്രമേ മനുഷ്യനെ ആകാശ നിരീക്ഷണത്തിനു സഹായിയായി ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ. അതിനു ശേഷം മനുഷ്യനെ ആകാശ നിരീക്ഷണത്തിനു സഹായിക്കാന്‍ പല ഉപാധികളും എത്തി. അങ്ങനെ മനുഷ്യനെ സഹായിച്ച ഒരു പ്രധാന ഉപാധി ആയിരുന്നു ദൂരദര്‍ശിനി. 1609-ല്‍ ഗലീലിയോ ഗലീലി ആണ് ദൂരദര്‍ശിനി കണ്ടെത്തിയത്. വിവിധ തരത്തിലും വലിപ്പത്തിലും ഉള്ള ദൃശ്യ പ്രകാശ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ (optical telescopes) അതിനു ശേഷം നമ്മെ ആകാശനിരീക്ഷണത്തിനു സഹായിക്കാനെത്തി. പക്ഷെ കാലം പുരോഗമിച്ചതോടെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നുള്ള നിരീക്ഷണത്തിന്റെ പരിമിതികള്‍ മനുഷ്യന്‍ മനസ്സിലാക്കി. അങ്ങനെ അവന്‍ ദൃശ്യ പ്രകാശ ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ അന്തരീക്ഷത്തിനു പുറത്ത് സ്ഥാപിച്ചും ആകാശ നിരീക്ഷണം നടത്തി.

അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങള്‍

ദൃശ്യ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളേക്കാല്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കുറഞ്ഞതും എന്നാല്‍ എക്സ് റേ തരംഗങ്ങളേക്കാള്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കൂടുതലും ആയ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആണ് അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങള്‍ എന്നു പറയുന്നത്. 4 x 10^-7 മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 10^-9 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. ഈ തരംഗങ്ങളിലെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കൂടിയ തരംഗങ്ങള്‍ ഭൂമിയിലെത്തും. അതിനു near-ultra violet വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ എന്നാണ് പറയുന്നത്. ഈ തരംഗങ്ങളെ ഭൂമിയില്‍ നിന്നു തന്നെ ഒരു അള്‍ട്രാ വയലറ്റ് ദൂരദര്‍ശിനി ഉപയോഗിച്ച് നിരീക്ഷിക്കാം. പക്ഷെ ദൂരദര്‍ശിനിയില്‍ ഗ്ലാസ്സ് ലെന്‍സ് ഉപയോഗിക്കാന്‍ പറ്റില്ല. കാരണം ഗ്ലാസ്സ് അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങളെ തടയും. അതിനാല്‍ ക്വാര്‍ട്ട്സ് പോലെ അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ് തരംഗങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യാത്ത എന്തെങ്കിലും വേണം ഇത്തരം ദൂരദര്‍ശിനികളില്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍.

പക്ഷെ ഈ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളിലെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം കുറഞ്ഞ വിഭാഗമായ far-ultra violet തരംഗങ്ങള്‍ ഭൂമിയിലേക്ക് എത്തില്ല. അപ്പോള്‍ പിന്നെ ഭൂമിയുടെ പുറത്തു നിന്നു അതിനെ നിരീക്ഷിക്കുകയേ വഴിയുള്ളൂ. അങ്ങനുള്ള ആദ്യത്തെ ദൂരദര്‍ശിനി നാസ 1978-ല്‍ വിക്ഷേപിച്ചു. International Ultraviolet Explorer എന്നായിരുന്നു ഇതിന്റെ പേര്. 1996- വരെ അത് ഭൂമിയിലേക്ക് ചിത്രങ്ങള്‍ അയച്ചു കൊണ്ടിരുന്നു.

ഭൂമി അള്‍ട്രാവയലറ്റ് തരംഗത്തില്‍

എക്സ് റേ തരംഗങ്ങള്‍

10 ^-9 മീറ്റര്‍ മുതല്‍ 10^-11 മീറ്റര്‍ വരെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. ഈ കിരണങ്ങള്‍ക്കും അന്തരീക്ഷത്തെ മറികടന്ന് ഭൂമിയിലേക്ക് എത്താനാവില്ല. താപനില 10⁶ K ഒക്കെയുള്ള വാതകങ്ങള്‍ ആണ് എക്സ് റേ തരംഗങ്ങള്‍ വികിരണം ചെയ്യുന്നത്. അതിനാല്‍ തന്നെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഊര്‍ജ്ജപൂരിതമായ മേഖലകളെ കുറിച്ച് പഠിക്കാനാണ് എക്സ് റേ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുക. .

ഗാമാ തരംഗങ്ങള്‍

10^-11 മീറ്ററിനു താഴെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ആണ് ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പെടുന്നത്. ഈ കിരണങ്ങള്‍ക്കും അന്തരീക്ഷത്തെ മറികടന്ന് ഭൂമിയിലേക്ക് എത്താനാവില്ല. അള്‍ട്രാ വയലെറ്റ്, ദൃശ്യ പ്രകാശം, ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് മുതലായ വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഒക്കെ അണുവിനു ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന ഇലട്രോണ്‍ അതിന്റെ ഊര്‍ജ്ജ തലം മാറുന്നതു മൂലം ഉണ്ടാകുമ്പോള്‍ എക്സ് റേ തരംഗങ്ങളും ഗാമാ തരംഗങ്ങളും അണുകേന്ദ്രത്തിലെ ചില പ്രവര്‍ത്തനം മൂലം ആണ് ഉണ്ടാകുന്നത്. അതിനാല്‍ തന്നെ മറ്റ് വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ തരുന്നതിനപ്പുറം വേറെ ചില വിവരങ്ങള്‍ ആണ് ഗാമാ തരംഗങ്ങള്‍ നമുക്ക് തരുന്നത്. 1960-ല്‍ Orbiting Solar Observatory (OSO 3) എന്ന ഉപഗ്രഹത്തില്‍ ഉണ്ടായിരുന്ന ഒരു ഗാമാ വികിരണ detector ആയിരുന്നു ആദ്യമായി ബഹിരാകാശത്തുനിന്നുള്ള ഗാമാ കിരണങ്ങളെ detect ചെയ്തത്.

പലവിധ കാന്തിമാനം

ഒരു ഖഗോളവസ്തുവിന്റെ താപനില അനുസരിച്ച് അതിന്റെ തരംഗ വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചത (wavelength of maximum emission) വിദ്യുത്കാന്തിക കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയിലെ ഏതു തരംഗവുമാകാം എന്നു നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കി. അതിനാല്‍ ഇപ്പോള്‍ ദൃശ്യകാന്തിമാനവും കേവല കാന്തിമാനവും ഒക്കെ പറയുമ്പോള്‍ അത് ഏത് തരംഗത്തിലുള്ള അളവ് അണെന്നും പറയണം. അതിനു വേണ്ടി ദൃശ്യപ്രകാശത്തില്‍ ഉള്ള കാന്തിമാനത്തോടൊപ്പം v എന്ന അക്ഷരവും (v=visual) ചേര്‍ക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിനു തിരുവാതിര നക്ഷത്രത്തിന്റെ ദൃശ്യകാന്തിമാനം +0.45 ആണെന്നു പറഞ്ഞാല്‍ m_v = +0.45 എന്നാണ് അര്‍ത്ഥം.

ഇതിന്റെ ഭൌതീക അര്‍ഥം ഖഗോളവസ്തു വിവിധ തരത്തിലുള്ള തരംഗങ്ങള്‍ പുറത്തു വിടുന്നതു കൊണ്ട് എല്ലാ തരംഗത്തിലും അതിന്റെ കാന്തിമാനം ഒന്നായിരിക്കില്ല എന്നതാണ്.

മനുഷ്യന്റെ വിദ്യുത് കാന്തിക വികിരണം

Blackbody യെ കുറിച്ചും Wein's Law യെ കൂറിച്ചും മുകളില്‍ നല്‍കിയ വിശദീകരണങ്ങളില്‍ നിന്നു നമുക്ക് എന്തുകൊണ്ട് ഇരുട്ടില്‍ കാണാന്‍ പറ്റില്ല എന്നു മനസ്സിലാക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്നു. മനുഷ്യരുടെയും, മൃഗങ്ങളുടേയും, ഒരു മുറിയില്‍ ഉള്ള സാമാനങ്ങളുടേയും ഒക്കെ താപനില മുകളില്‍ വിവരിച്ച ഉദാഹരണത്തേക്കാള്‍ ഒക്കെ എത്രയോ കുറവായിരിക്കും. ഏതാണ്ട് 310 K ആണ് നമ്മുടെ ഒക്കെ ശരാശരി ശരീര താപനില. അപ്പോള്‍ Wein's Law അനുസരിച്ച് ഏതാണ്ട് 9300 X 10^-9m ആണ് Wavelenghth of maximum emission. അതിനാല്‍ മുകളില്‍ പറഞ്ഞ വസ്തുക്കള്‍ ഒക്കെ പുറത്തു വിടുന്ന വൈദ്യുതികാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ചുവപ്പിനേക്കളും ഉയര്‍ന്ന തരംഗങ്ങള്‍ (ഇന്‍ഫ്രാ റെഡ് തരംഗങ്ങള്‍) ആയിട്ടായിരിക്കും വരിക. ഈ തരംഗങ്ങള്‍ കാണാനുള്ള കഴിവ് നമ്മുടെ കണ്ണിനില്ല. പക്ഷെ ഇന്‍ഫ്രാ റെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ കാണാന്‍ കഴിവുള്ള ഒരു ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ചാല്‍ ഈ തരംഗങ്ങളെ നമുക്ക് കാണാം.

ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ക്ക് ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗങ്ങള്‍ കടന്നു പോകാത്ത പല വസ്തുക്കളില്‍ കൂടെ കടന്നു പോകാനും കഴിയും. ഉദാഹരണം മൂടല്‍ മഞ്ഞ്, പുക, പ്ലാസ്റ്റിക് പോലുള്ള ചില വസ്തുക്കള്‍. അതിനാല്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളെ കുറ്റാന്വേഷണത്തിനും, രക്ഷാപ്രവര്‍ത്തനത്തിനും, വിമാനം ഇറക്കാന്‍ പൈലറ്റുമാര്‍ക്ക് സഹായിയായും ഒക്കെ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

മനുഷ്യന്റെ വിദ്യുത്കാന്തിക പ്രസരണം

ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗം കടന്നു പോകാത്ത പല വസ്തുക്കളില്‍ കൂടെയും ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗം കടന്നു പോകും. പക്ഷെ അതേ പോലെ അതിന്റെ എതിരും ശരിയാണ്. ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗം കടന്നു പോകാത്ത പല വസ്തുക്കളില്‍ കൂടെ ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗം കടന്നു പോകും. ചിത്രത്തിലെ ഉദാഹരണത്തില്‍ ഈ മനുഷ്യന്റെ കണ്ണടയുടെ ഗ്ലാസ്സ് ശ്രദ്ധിക്കൂ. അതില്‍ കൂടെ ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗം കടന്നു പോകുമ്പോള്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗം പോകുന്നില്ല. അതിനാല്‍ അയാളുടെ കണ്ണടയുടെ ഗ്ലാസ്സ് ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ചിത്രത്തില്‍ കറുത്തിരിക്കുന്നു.

നമ്മള്‍ ഇനി ജ്യോതിര്‍ഭൌതീകത്തിന്റെ അത്ഭുത പ്രപഞ്ചത്തിലേക്ക് നീങ്ങുകയാണ് . പ്രപഞ്ച രഹസ്യം തേടിയുള്ള യാത്ര നമ്മള്‍ നക്ഷത്രങ്ങളെ കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതില്‍ ആരംഭിക്കുന്നു.

1. (a) സൂര്യന്റെ ഉപരിതല താപനില 5800 K ആണ്. അങ്ങനെയാണെങ്കില്‍ അതിന്റെ വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചതയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം എത്രയാണെന്നും അത് വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ ഏത് ഭാഗത്ത് വരുന്ന തരംഗം ആണെന്നും നിങ്ങള്‍ക്ക് കണ്ടു പിടിക്കാമോ?
(b)സൂര്യന്റെ ഉപരിതല താപനില ഇപ്പോഴുള്ളതിന്റെ പകുതി ആയിരുന്നെങ്കില്‍ അതിന്റെ വികിരണത്തിന്റെ ഉച്ചതയുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം എത്രയായിരുന്നേനേ. അത് വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയുടെ ഏത് ഭാഗത്ത് വരുന്ന തരംഗം ആയിരിക്കും.

വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത് എങ്ങനെ

എങ്ങനെയാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത്? രണ്ട് വിധത്തിലാണ് ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്ന് വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ വികിരണം ചെയ്യുന്നത്.

1. Thermal emission
2. Non-thermal emission‍

. . ശുദ്ധ ഭൌതീക ശാസ്ത്രമാണെകിലും ഇനി പറയാന്‍ പോകുന്നതൊക്കെ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ പഠനത്തിനു ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ്. സത്യത്തില്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രം അതിന്റെ പഠനത്തിനു സഹായി ആയി ഉപയോഗിക്കാത്ത ശാസ്ത്രശാഖകള്‍ ഇല്ല എന്നു തന്നെ പറയാം.

അതായത് ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപം മൂലം (black body radiation) അത് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍. Black body radiation കൂടാതെ രണ്ട് പ്രധാന തരത്തില്‍ കൂടെ Thermal emission മൂലം വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുന്നുണ്ട്. അയണീകൃത വാതകങ്ങളില്‍ സംഭവിക്കുന്ന free-free emissionഉം മറ്റൊന്ന് spectral line emissionഉം. താപം മൂലമല്ലാതെ മറ്റു വിധത്തില്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെടുന്ന വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങളാണ് Non-thermal emission‍ വഴി വികിരണം ചെയ്യുന്നത്.‍

Blackbody വികിരണം

ഒരു വസ്തുവിനേയും 0 K എന്ന മാന്ത്രിക താപനിലയിലേക്ക് തണുപ്പിക്കാന്‍ പറ്റില്ല. അതിനര്‍ത്ഥം ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളും താപ വികിരണം (thermal radiation) പുറത്തു വിടുന്നു എന്നാണ്.

ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില മൂലം അതിലുള്ള അണുക്കളും തന്മാത്രകളും നിരന്തരചലനത്തിലാണ്. ഇങ്ങനെ ഉള്ള ചലനം മൂലം ഈ അണുക്കള്‍ കൂട്ടിമുട്ടുന്നു. അങ്ങനെ കൂട്ടിമുട്ടുമ്പോള്‍ അവയുടെ ദിശ മാറുന്നു. ദിശ മാറുന്നു എന്നു പറഞ്ഞാല്‍ ത്വരണം ഉണ്ടാകുന്നു എന്നാണ് അര്‍ത്ഥം. ഇലക്ട്രിക് ചാര്‍ജ്ജ് ഉള്ള ഒരു കണത്തിനു ത്വരണം ഉണ്ടായാല്‍ അത് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗം പുറപ്പെടുവിക്കും എന്നു നമ്മള്‍ സ്കൂള്‍ കോളേജ് തലത്തിലെ ഫിസിക്സില്‍ പഠിച്ചിട്ടുണ്ടല്ലോ. അതു കൊണ്ട് ഒരോ പ്രാവശ്യവും അണുക്കള്‍ ദിശ മാറുമ്പോള്‍ അത് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗം പുറപ്പെടുവിക്കും. ഇങ്ങനെയാണ് ഈവിധത്തില്‍ വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെടുന്നത്.

പക്ഷെ ഇങ്ങനെ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗത്തിന്റെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം അതിന്റെ താപനിലയ്ക്ക് അനുപാതമായിരിക്കും.

അപ്പോള്‍ ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ ചാര്‍ജുള്ള കണങ്ങളും തന്മാത്രകളും മറ്റും അതിന്റെ വേഗതയോ സഞ്ചാരത്തിന്റെ ദിശയോ മാറ്റുമ്പോമ്പോഴാണ് വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നത്. ഇതിനെയാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ Blackbody Radiation എന്നു വിളിക്കുന്നത്.

Free-Free Emission

ഇനി മറ്റൊരു തരത്തിലുള്ള താപ വികിരണം (thermal emission) വരുന്നത് അയണീകൃതമായ വാതകങ്ങളില്‍ നിന്നാണ്. അണുക്കള്‍ അയണീകൃതമാകുന്നത് അതിന്റെ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ നഷ്ടപ്പെടുമ്പോഴാണ്. ഇങ്ങനെ സ്വതന്ത്രമാക്കപ്പെട്ട ഇലക്‌ട്രോണും അയണീകൃതമായ കണങ്ങളും ഉള്‍പ്പെട്ട പദാര്‍ത്ഥത്തിന്റെ നാലാമത്തെ അവസ്ഥയായ പ്ലാസ്മയിലേക്ക് മാറ്റപ്പെടുന്നു. ഇങ്ങനെ ഉള്ള പദാര്‍ത്ഥത്തില്‍ ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ക്ക് കണങ്ങളുടെ ആകര്‍ഷണം മൂലം തുടര്‍ച്ചയായ ത്വരണം സംഭവിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കും. അപ്പോള്‍ അത് വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ പുറപ്പെടുവിക്കും. ഇത്തരം വികിരണത്തെ Free-Free Emission അല്ലെങ്കില്‍ bremsstrahlung എന്നു വിളിക്കുന്നു. ഇതു മൂലം ഉണ്ടാകുന്ന വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ കൂടുതലും എക്സ് കിരണങ്ങള്‍ അല്ലെങ്കില്‍ ഗാമാകിരങ്ങള്‍ ആയിരിക്കും.

മുകളില്‍ പരിചയപ്പെടുത്തിയ സമവാക്യത്തില്‍ n = 3 എന്ന് ഇട്ടാല്‍ H_α യുടെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കിട്ടുന്നു.H_β കിട്ടാന്‍ n = 4 എന്ന് കൊടുക്കുക. അങ്ങനെ ഓരോന്നും. അവസാനം n = ∞ എന്നു കൊടുത്താല്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ സ്പെക്ട്രത്തിലെ അവസാനത്തെ spectral line-ന്റെ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യമായ 364.6 nm ഉം കിട്ടുന്നു.

പക്ഷെ ഈ പറഞ്ഞ spectral lines എങ്ങനെ ഉണ്ടാകുന്നു എന്നൊന്നും വിശദീകരിക്കാന്‍ Rutherfordന്റെ അണു മാതൃകയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞില്ല. അണുവിന് തൃപ്തികരമായ ഒരു ഘടനയും അതോടൊപ്പം spectral lines-ഉം വിശദീകരിക്കാനുള്ള ജോലി ഡാനിഷ് ഭൌതീകശാസ്ത്രജ്ഞനായ Neils Bohr ഏറ്റെടുത്തു.

Bohr Atom Model

അണുഘടനയും അണു സ്‌പെക്‍ട്രവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം പഠിക്കുവാന്‍ തുനിഞ്ഞ Bohr തന്റെ പഠനം ഏറ്റവും ലളിതവും ദ്രവ്യമാനം കുറഞ്ഞതുമായ മൂലകവുമായ ഹൈഡ്രജന്‍ അണുവിനെ പഠിക്കുന്നതില്‍ നിന്ന് ആരംഭിച്ചു. അദ്ദേഹത്തിന്റെ അണുമാതൃകയെ ലളിതമായി താഴെ പറയുന്ന വിധത്തില്‍ വിശദീകരിക്കാം.

1. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ അണുമര്‍മ്മത്തിനു ചുറ്റും ഏതെങ്കിലും ഭ്രമണപഥത്തില്‍ കൂടി സഞ്ചരിക്കില്ല; പിന്നെയോ ചില നിശ്ചിതങ്ങളായ പഥങ്ങളില്‍ കൂടി മാത്രമേ സഞ്ചരിക്കൂ. ഓരോ പഥത്തിലുമുള്ള ഇലക്ട്രോണിന് നിശ്ചിതമായ ഊര്‍ജ്ജം ഉണ്ട്.‍
2. മുകളില്‍ പറഞ്ഞ പഥങ്ങളില്‍ കൂടി സഞ്ചരിക്കുന്ന ഇലക്ടോണുകള്‍ വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ പുറപ്പെടുവിക്കില്ല. ഈ പഥങ്ങളില്‍ അവ stable ആയിരിക്കും. എന്നാല്‍ ചിലപ്പോള്‍ ഒരു പഥത്തില്‍ നിന്ന് മറ്റൊരു തലത്തിലേക്ക് ഇലക്ട്രോണ്‍ ചാടിയെന്നിരിക്കും. അങ്ങനെ ചാടുമ്പോള്‍ ഈ രണ്ട് പഥങ്ങളുടെ ഊര്‍ജ്ജത്തിനു വ്യത്യാസത്തിനു തുല്യമായ ഒരു വിദ്യുത്കാന്തിക വികിരണത്തെ പുറത്തുവിടും. ഇതിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം നിശ്ചിതമാണ്.

ബോറിന്റെ ഘടനയില്‍ ഉള്ള ഇലക്ടോണ്‍ ഭ്രമണ പഥങ്ങളെ Bohr orbitals എന്നു പറയുന്നു. Bohr orbitals നെ n =1,2,3.... എന്നിങ്ങനെയാണ് അടയാളപ്പെടുത്തുന്നത്. ഈ orbitals-ല്‍ കൂടി മാത്രമേ ഇലക്ടോണ്‍ കണമര്‍മ്മത്തെ ചുറ്റി സഞ്ചരിക്കൂ. മുന്‍പ് പറഞ്ഞതു പോലെ ചിലപ്പോള്‍ ഒരു പഥത്തില്‍ നിന്ന് മറ്റൊരു പഥത്തിലേക്ക് ഇലക്ട്രോണ്‍ ചാടിയെന്നിരിക്കും.

ഒരു ഇലക്ട്രോണിനു ഒരു Bohr orbit-ല്‍ നിന്നു മറ്റൊരു Bohr orbit-ലേക്ക് ചാടണമെങ്കില്‍ ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജം നേടുകയോ നഷ്ടപ്പെടുത്തുകയോ വേണം. ഒരു അക പഥത്തില്‍ (inner orbit) നിന്ന് ഒരു പുറം പഥത്തിലേക്ക് (outer orbit) ചാടാന്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ ഊര്‍ജ്ജം നേടിയിരിക്കണം. അതേ പോലെ ഒരു പുറം പഥത്തില്‍ നിന്ന് ഒരു അകം പഥത്തിലേക്ക് ചാടാന്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ ഊര്‍ജ്ജം നഷ്ടപ്പെടുത്തിയിരിക്കണം.‍

ഇലക്ട്രോണ്‍ ഒരു പഥത്തില്‍ നിന്ന് മറ്റൊരു പഥത്തിലേക്ക് ചാടുമ്പോള്‍ അത് നേടുന്നതോ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നതോ ആയ ഊര്‍ജ്ജം ഈ രണ്ട് പഥങ്ങളുടെ ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ വ്യത്യാസത്തിനു തുല്യമായിരിക്കും. അതായത് ഒരു അക പഥത്തില്‍ നിന്ന് ഒരു പുറം പഥത്തിലേക്ക് ചാടാന്‍ ഇലക്ട്രോണിനു വേണ്ട അതേ ഊര്‍ജ്ജം തന്നെയായിരിക്കും പുറം പഥത്തില്‍ നിന്നു അക പഥത്തിലേക്കു ചാടുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നതും.

ഈ പുറത്തുവിടുന്ന ഊര്‍ജ്ജം ക്വാണ്ടം പാക്കറ്റുകള്‍ ആയിട്ടായിരിക്കും വികിരണം ചെയ്യുക എന്ന് ഐന്‍സ്റ്റീനും പ്ലാങ്കും സിദ്ധാന്തിച്ചു. ഈ ഊര്‍ജ്ജ പാക്കറ്റുകളുടെ ഊര്‍ജ്ജം E= hc/λ എന്ന സമവാക്യം കൊണ്ടാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഇവിടെ h എന്നത് Planck's constant-ഉം, c എന്നത് പ്രകാശവേഗതയേയും λ എന്ന വികിരണത്തിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തേയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.‍

ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ ബോറിന്റെ ആറ്റം മോഡലിനു ഒരു മൂലകത്തിന്റെ അണു ഒരേ തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള വികിരണം ആണ് പുറത്തുവിടുകയും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നത് എന്ന കിര്‍ക്കോഫിന്റെ നിരീക്ഷണത്തെ വിശദീകരിക്കാന്‍ പറ്റി.

ബോറിന്റെ അണു മാതൃക എങ്ങനെയാണ് emission line spectrum ഉണ്ടാകുന്നത് എന്നും മനസ്സിലാക്കാന്‍ നമ്മെ സഹായിച്ചു. ഒരു വാതകം ചൂടു പിടിക്കുമ്പോള്‍ അതിലെ അണുക്കള്‍ അന്യോന്യം അങ്ങോട്ടും ഇങ്ങോട്ടും വേഗത്തില്‍ സഞ്ചരിച്ച് തമ്മില്‍ കൂട്ടിയിടിക്കുന്നു. ഈ കൂട്ടിയിടി ആ അണുക്കളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉദ്ദീപിച്ച് ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജനിലകളിലേക്ക് തള്ളി വിടുന്നു. ഈ ഉയര്‍ന്ന നിലകളില്‍ നിന്നു ഇലക്ട്രോണ്‍ പിന്നീട് അതിന്റെ സാധാരണ നിലകളിലേക്ക് മടങ്ങി വരുന്നു. മറങ്ങി വരുമ്പോള്‍ രണ്ട് ഊര്‍ജ്ജനിലകളുടേയും ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ വ്യത്യാസത്തിനു തുല്യമായ ഫോട്ടോണുകള്‍ ഉല്‍ത്സജനം ചെയ്യുന്നു. അങ്ങനെ ചൂടുള്ള ഒരു വാതകം emission line spectrum ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ഇനി absorption line spectrum ഉണ്ടാകുന്നത് എങ്ങനെയാണെന്ന് നോക്കാം. തണുത്ത ഒരു വാതകത്തിലെ അണുക്കളിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ താഴ്ന്ന നിലകളില്‍ ആയിരിക്കും. ഈ തണുത്ത വാതകത്തിലേക്ക് സമീപത്തുള്ള ചൂടുള്ള continuous spectrum ഉണ്ടാക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്നുള്ള രശ്മികള്‍ കടന്നു പോകുന്നു എന്നു കരുതുക. മിക്കവാറും രശ്മികള്‍ ഒരു സ്വാധീനവും ചെലുത്താതെ കടന്നു പോകും. പക്ഷെ ഈ വാതകത്തിലെ ഊര്‍ജ്ജനിലകളുടെ വ്യത്യാസത്തിനു തുല്യമായ ഊര്‍ജ്ജം ഉള്ള ഫോട്ടോണുകളെ മാത്രം ആഗിരണം ചെയ്ത് വാതകത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉയര്‍ന്ന നിലകളിലേക്ക് പോകും. ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ ചില പ്രത്യേക ഫോട്ടോണുകളെ മാത്രം വാതകം ആഗിരണം ചെയ്യും. വാതകത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രം പരിശോധിക്കുന്ന ഒരാള്‍ക്ക് അങ്ങനെ absorption line spectrum ലഭിയ്ക്കും.

തന്റെ അണുമാതൃകയിലെ അനുവനദീയമായ പ്രത്യേക ഭ്രമണ പഥങ്ങള്‍ എന്ന ചിത്രവും E = hc/λ എന്ന സമവാക്യവും ഉപയോഗിച്ച് ബോറിന് ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ N എന്ന അക ഭ്രമണ പഥത്തില്‍ നിന്ന് nഎന്ന പുറം ഭ്രമണ പഥത്തിലേക്ക് ചാടുമ്പോള്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഫോട്ടോണിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കണക്കാക്കാന്‍ പറ്റി. ആ സമവാക്യം താഴെ കൊടുക്കുന്നു.‍

ഇവിടെ N എന്നത് അക ഭ്രമണ പഥത്തിന്റെ സംഖ്യ n എന്നത് പുറം ഭ്രമണ പഥത്തിന്റെ സംഖ്യ R= Rydberg constant, λ എന്നത് വികിരണം ചെയ്യുകയോ ആഗിരണം ചെയ്യുകയോ ചെയ്ത ഫോട്ടോണിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം.‍

ഇനി ഈ സമവാക്യത്തില്‍ N = 2 എന്ന് കൊടുത്താല്‍ Balmerന്റെ സമവാക്യം ലഭിയ്ക്കുന്നു. അതിനാല്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ N = 2 എന്ന അക ഭ്രമണ പഥത്തില്‍ നിന്നു പഥത്തില്‍ നിന്ന് n = 3,4,5...എന്നിങ്ങനെയുള്ള പുറം ഭ്രമണ പഥത്തിലേക്ക് ചാടുമ്പോഴാണ് Balmer series-ലിലുള്ള spectral lines ഉണ്ടാകുന്നത് എന്ന് Bohr സിദ്ധാന്തിച്ചു. മാത്രമല്ല Bohrന്റെ ഈ സമവാക്യം ദൃശ്യപ്രകാശം അല്ലാത്ത മറ്റ് തരംഗദൈര്‍ഘ്യങ്ങളില്‍ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന spectral lines നേയും വിശദീകരിക്കുന്നു.

Bohrന്റെ ഈ സമവാക്യത്തില്‍ N = 1എന്നും n = 2,3,4,5... എന്നും കൊടുത്താല്‍ പുതിയൊരു spectral lines ന്റെ പുതിയൊരു സീരീസ് കിട്ടുന്നു. ഇതിനു Lyman series എന്നാണ് പേര്. ഈ സീരീസിലുള്ള spectral lines, L_α (തരംഗദൈര്‍ഘ്യം 122 nm) തുടങ്ങി L_∞ (തരംഗദൈര്‍ഘ്യം 91 nm) യില്‍ അവസാനിക്കുന്നു. ഈ spectral lines എല്ലാം വിദ്യുത്കാന്തികവര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ അള്‍ട്രാവയലറ്റ് ഭാഗത്താണ് വരിക.

ഇതേ പോലെ Bohrന്റെ ഈ സമവാക്യത്തില്‍ N = 3 എന്നും n = 4,5,6,... എന്നും കൊടുത്താല്‍ Paschen series എന്ന വേറൊരു spectral line സീരീസ് കിട്ടുന്നു. ഈ സീരീസിലുള്ള spectral lines, P_α (തരംഗദൈര്‍ഘ്യം 1875 nm) തുടങ്ങി P_∞ (തരംഗദൈര്‍ഘ്യം 821 nm) യില്‍ അവസാനിക്കുന്നു. ഈ spectral lines മൊത്തം വിദ്യുത്കാന്തിക വര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് ഭാഗത്താണ് വരിക.

Lyman seriesലെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ തരംഗദൈര്‍ഘ്യമായ L_∞ (തരംഗദൈര്‍ഘ്യം 91 nm) ഒരു പ്രത്യേകത ഉണ്ട്. ഏറ്റവും അകത്തുള്ള പഥമായ N = 1 ല്‍ നിന്ന് ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ 91 nm തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള ഒരു ഫോട്ടോണ്‍ ആഗിരണം ചെയ്താല്‍ അത് n = ∞ എന്ന ഭ്രമണപഥത്തിലേക്ക് മാറ്റപ്പെടുന്നു. പക്ഷെ ഈ ഭ്രമണപഥം കണമര്‍മ്മത്തില്‍ നിന്നു വളരെയധികം അകലെയാണ്. അതിനാല്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ അണുവില്‍ നിന്ന് പുറത്തു ചാടി എന്നു പറയാം. ഇങ്ങനെ ഇലക്ട്രോണ്‍ അണുവില്‍ നീന്ന് നീക്കപ്പെടുന്ന പ്രക്രിയക്കാണ് ionization എന്നു പറയുന്നത്. ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ അണു അള്‍ട്രാവയലറ്റ് തരംഗദൈര്‍ഘ്യത്തിലുള്ള ഒരു 91nm ഫോട്ടോണ്‍ ആഗിരണം ചെയ്താല്‍ അത് അയണീകൃതമാകുന്നു.

Qunatum model

അണുവിനെ കുറിച്ച് നമുക്ക് ഇന്നുള്ള അടിസ്ഥാന വിവരത്തിന് നമ്മള്‍ അണുവിന്റെ ബോര്‍ മാതൃകയോട് കടപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. പക്ഷെ അണുവിന്റെ ആധുനിക മാതൃക ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഇതില്‍ ഭൌതീക ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ ഇലക്ട്രോണ്‍ ഒരു അണുവില്‍ പ്രത്യേക ഭ്രമണ പഥത്തിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു എന്ന് സിദ്ധാന്തിക്കുന്നില്ല. പകരം ഇലക്ട്രോണ്‍ അണുവില്‍ ചില പ്രത്യേക ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ സ്വായത്തമാക്കുന്നു എന്നാണ് സിദ്ധാന്തിക്കുന്നത്. ഇതിന്റെ ഇടയ്ക്കുള്ള മറ്റ് ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ കൈവരിക്കാന്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് ആവില്ല. ഈ ഊര്‍ജ്ജനിലകളെ ക്വാണ്ടം നിലകള്‍ എന്നു പറയുന്നു.

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സില്‍ ഇലക്ട്രോണിനെ ഒരു കണികയായിട്ടല്ല മറിച്ച് കണികയുടേയും തരംഗത്തിന്റേയും സ്വഭാവം ഒരുമിച്ച് പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്ന ഒന്നായിട്ടാണ് കരുതുന്നത് (ഇതില്‍ കൂടുതല്‍ ഇതിനെ കുറിച്ച് ഇപ്പോള്‍ പറയുന്നില്ല.

Quantum model-ല്‍ ഒരു അണുവിന്റെ ഘടന കാണിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ഉപാധി ആണ് അതിന്റെ energy level diagram കാണിക്കുക എന്നത്.

ഏറ്റവും താഴ്ന്ന ഊര്‍ജ്ജ നില ground state എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഇത് ബോര്‍ അണുമാതൃകയിലെ n = 1 എന്ന പഥത്തിനു തുല്യമാണ്. അതിനു മുകളില്‍ ഉള്ള ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ excited states എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. ഇത് ബോര്‍ അണുമാതൃകയിലെ n =1നു മുകളില്‍ ഉള്ള ഭ്രമണ പഥങ്ങള്‍ ആണ്.

ഒരു ഇലക്ട്രോണിന് ground state ല്‍ (n = 1) നിന്ന് excited states ആയ n = 2 ലേക്ക് ചാടണമെങ്കില്‍ അതിന് 122 nm തരംഗദൈര്‍ഘ്യം ഒരു ഫോട്ടോണ്‍ (Lyman photon എന്ന് ഇതിനെ പറയാറുണ്ട്) ആഗിരണം ചെയ്യും. അതിനു മുകളിലോ താഴെയോ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം ഉള്ള ഫോട്ടോണ്‍ ആണെങ്കില്‍ ഈ ചാട്ടം സംഭവിക്കില്ല. ഫോട്ടോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജം കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള സമവാക്യം E = hν = hc/λ. അതിന്റെ SI unit J (Joule) ആണെങ്കിലും സാധാരണ ഇത് eV (electron volt) എന്ന ഏകകത്തിലാണ് പറയുക ഭൌതീകശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ പറയുക.

1 eV= 1.6 X 10^-19 J.

Lyman photonന്റെ ഊര്‍ജ്ജം 10.19 eV ആണ്. അതിനാല്‍ ബോര്‍ മാതൃകയിലെ n = 2 ഭ്രമണപഥത്തെ 10.19 eV എന്ന ഊര്‍ജ്ജനില കൊണ്ട് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതേ പോലെ n = 3 നെ 12.07 eV എന്നിങ്ങനെ ഒരോന്നും. n = ∞ എന്ന ഭ്രമണപഥത്തിന്റെ ഊര്‍ജ്ജനില 13.6 eV. അതിന്റെ അര്‍ത്ഥം 13.6 eV ഓ അതിനു മുകളിലോ ഉള്ള ഊര്‍ജ്ജം ഉള്ള ഒരു ഫോട്ടോണ്‍ ഒരു ആഗിരണം ചെയ്യുകയാണെങ്കില്‍ ആ ഇലക്ട്രോണ്‍ അണുവില്‍ നിന്ന് വേര്‍പെടും മറ്റൊരു വിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ആണു അയണീകൃതമാകും.

മുകളില്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജനിലകള്‍ ഏതെങ്കിലും രണ്ടെണ്ണം തമ്മിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജ വ്യത്യാസം കണക്കാക്കിയാല്‍ ആ ഊര്‍ജ്ജനിലയിലേക്ക് ചാടാന്‍ വേണ്ട ഫോട്ടോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജം ലഭിയ്ക്കും.

Quantum model of spectral lines
Image credit. The National Radio Astronomy Observatory (NRAO)

ഉയര്‍ന്ന മൂലകങ്ങളുടെ energy-level diagram പിന്നേയും സങ്കീര്‍ണ്ണമാണ്. അതിനെ കുറിച്ച് വിശദീകരിക്കണം എങ്കില്‍ ആദ്യം പ്രീഡിഗ്രിക്ക് ഒക്കെ കെമിസ്ട്രിയിലും ഫിസിക്സിലും പഠിച്ച ആറ്റോമിക് എനര്‍ജി ലെവലസ് ആദ്യം വിശദീകരിക്കേണ്ടി വരും. അതിനൊന്നും ഇവിടെ മുതിരുന്നില്ല. സോഡിയത്തിന്റെ വര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ ദൃശ്യ പ്രകാശ പരിധിയില്‍ വരുന്ന ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട രണ്ട് spectral lines ആണ് Sodium D lines. അതിന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം 588.99 nm ഉം 588.59 nmഉം ആണ്.

ജ്യോതിശാസ്തജ്ഞന്മാര്‍ energy level diagram നക്ഷത്രങ്ങളുടെ സ്‌പെക്ട്രം പഠിക്കുമ്പോള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന് മുകളില്‍ പരിചയപ്പെടുത്തിയ Sodium D lines ഒരു നക്ഷത്രസ്‌പെക്ട്രത്തില്‍ ഉണ്ടെങ്കില്‍ ആ നക്ഷത്രത്തില്‍ Sodium ഉണ്ടന്നാണ് അര്‍ഥം. അതിനര്‍ഥം ആ നക്ഷത്രം ഒരു Population I നക്ഷത്രം ആണെന്നാണ്. സൂര്യന്‍ ഒരു Population I നക്ഷത്രമാണ്. Population I നക്ഷത്രം എന്താണെന്നൊക്കെ വഴിയെ പരിചയപ്പെടാം.

21cm spectral line emission of neutral hydrogen

ഇത് വേറൊരു പ്രധാനപ്പെട്ട spectral line emission ആണ്. ഇത് എന്താണെന്നും ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തില്‍ ഇതിനുള്ള പ്രാധാന്യം എന്താണെന്നും നോക്കാം. ഇലക്ട്രോണ്‍ പ്രോട്ടോണ്‍ മുതലായ കണികകള്‍ക്ക് ദ്രവ്യമാനവും ചാര്‍ജ്ജും ഉണ്ടെന്ന് നിങ്ങള്‍ പഠിച്ചിട്ടുണ്ടല്ലോ. പക്ഷെ ഇതിനു പുറമേ വേറെ ഒരു പ്രധാന ഗുണം കൂടി ഈ കണങ്ങള്‍ക്ക് ഉണ്ട്. അതാണ് angular momentum commonly called as spin. ഇത് എന്താണെന്ന് നോക്കാം. നമുക്ക് ഇലക്ട്രോണിനേയും പ്രോട്ടോണിനേയും കറങ്ങുന്ന ചെറിയ കാന്തങ്ങളോട് ഉപമിക്കാം. ഈ രണ്ട് കാന്തങ്ങളുടേയും സമധ്രുവങ്ങള്‍ ഒരേ ദിശയില്‍ ആകുമ്പോള്‍ ആ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഊര്‍ജ്ജം കൂടുതലായിരിക്കും. എന്നാല്‍ ധ്രുവങ്ങള്‍ വ്യത്യസ്തദിശയില്‍ ആകുമ്പോള്‍ ആ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഊര്‍ജ്ജം കുറവായിരിക്കും.

21 cm spectral line emission of neutral hydrogen Image credit
The National Radio Astronomy Observatory (NRAO)

പക്ഷെ ഏതൊരു സിസ്റ്റത്തിന്റേയും അടിസ്ഥാന ത്വര ഏറ്റവും താഴ്ന്ന നിലയില്‍ ഇരിക്കുക എന്നതാണ്. ഇനി മുകളില്‍ പറഞ്ഞ spin എന്ന ഗുണം കാരണം ഇലക്ട്രോണും പ്രോട്ടോണും ചെറിയ കാന്തങ്ങളായി വര്‍ത്തിക്കും. ഇലക്ട്രോണും പ്രോട്ടോണും ഒരേ ദിശയില്‍ spin ചെയ്യുമ്പോള്‍ ആ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഊര്‍ജ്ജം എതിര്‍ ദിശയില്‍ spin ചെയ്യുമ്പോള്‍ ഉള്ള ഊര്‍ജ്ജത്തേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ ആയിരിക്കും. ഇലക്ട്രോണ്‍ ഉയര്‍ന്ന നിലയിലേക്ക് പോകുന്നത് അതിനു വേണ്ട ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ ഒരു ഫോട്ടോണ്‍ ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോഴോ അല്ലെങ്കില്‍ അണുക്കള്‍ തമ്മില്‍ കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോഴോ ആണ്. ഇലക്ട്രോണ്‍ അതിന്റെ spinന്റെ ദിശ മാറ്റുമ്പോള്‍ (അതായത് ഉയര്‍ന്നതില്‍ നിന്ന് താഴ്ന്നതിലേക്ക്) രണ്ട് ഊര്‍ജ്ജനിലകളുടേയും വ്യത്യാസത്തിനു തുല്യമായ ഒരു ഫോട്ടോണ്‍ പുറത്തുവിടും. ഈ പ്രക്രിയക്ക് spin-flip transition എന്നാണ് പറയുന്നത്. (വൈദ്യശാസ്ത്രത്തില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന Magnetic Resonance Imaging (MRI)- ല്‍ പുറകില്‍ ഉള്ള ശാസ്ത്രവും Spin-Flip transition ആണ്)

ഇനി ഇങ്ങനെ പുറത്തുവിടുന്ന ഫോട്ടോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജം വളരെ കുറവായിരിക്കുന്നത് കൊണ്ട് അതിന്റെ ആവൃത്തിയും വളരെ കുറവായിരിക്കും. മറ്റൊരു വിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കൂടുതല്‍ ആയിരിക്കും. ഈ spin-flip transition ന്റെ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം 21 cm ആയിരിക്കും (കൃത്യമായി ഇതു 21.11 cm ആണ്. സൌകര്യത്തിനുവേണ്ടി 21 cm എന്നു പറയുന്നു). അത് വിദ്യുത് കാന്തികവര്‍ണ്ണരാജിയില്‍ റേഡിയോ മേഖലയില്‍ വരുന്ന തരംഗമാണ്. ഇതിനെയാണ് 21cm spectral line emission of neutral hydrogen എന്നു പറയുന്നത്. നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ നമുക്ക് എതിരായി ഉള്ള ഭാഗം ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്രഭാഗത്ത് നക്ഷത്രാന്തരീയ മാധ്യമത്തിന്റെ സാന്ദ്രത കൂടിയതു കാരണം ദൃശ്യപ്രകാശത്തില്‍ വീക്ഷിക്കാന്‍ പറ്റില്ല. കാരണം അവിടെ നിന്ന് പുറപ്പെടുന്ന തരംഗദൈര്‍ഘ്യം കൂടിയ എല്ലാ തരംഗങ്ങളേയും നക്ഷത്രാന്തരീയ മാധ്യമം ആഗിരണം ചെയ്യും. പക്ഷെ ഈ നക്ഷത്രാന്തരീയ മാധ്യമത്തെ കടന്ന് പുറത്തുവരാന്‍ ആവൃത്തികുറഞ്ഞ റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ക്ക് ആകും. അങ്ങനെ പുറത്തു വരുന്ന റേഡിയോ തരംഗത്തില്‍ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടതാണ് 21cm spectral line emission. നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ spiral രൂപത്തെ കുറിച്ച് ഒക്കെ മനസ്സിലാക്കാന്‍ സഹായിച്ചത് ഈ തരംഗമാണ് സഹായിച്ചത്. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ തണുത്ത പലമേഖലകളെ കുറിച്ച് പഠിക്കാനും‍ ഈ തരംഗമാണ് നമുക്ക് പ്രയോജനപ്പെടുന്നത്.

ഇതു വരെ പരിചയപ്പെടുത്തിയതു കൂടാതെ മറ്റു പല തരത്തിലും വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങള്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിനു Synchrotron radiation, Masers, Compton scattering അങ്ങനെ പലതും. ഇതു വരെയുള്ള പോസ്റ്റുകളില്‍ നിന്നു നേടിയ അറിവ് വച്ച് പരിചയപ്പെടുത്താവുന്നത് മാത്രമേ ഇവിടെ കൈകാര്യം ചെയ്തിട്ടുള്ളൂ. മാത്രമല്ല അണുമര്‍മ്മത്തിലെ കണികകളുടെ പ്രവര്‍ത്തനം മൂലം ഉണ്ടാകുന്ന വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ഇവിടെ പ്രതിപാദിച്ചിട്ടില്ല. അതൊക്കെ കുറച്ചു സങ്കീര്‍ണ്ണം ആണ്. അതിനാല്‍ ഭാവിയില്‍ എപ്പോഴെങ്കിലും സന്ദര്‍ഭം ഒത്തു വരികയാണെങ്കില്‍ ലേഖനത്തിനു ആവശ്യമുള്ളവയെ അപ്പപ്പോള്‍ പരിചയപ്പെടുത്താം.

ഇനി ഇതില്‍ കൂടുതല്‍ ഈ വിഷയം വിശദീകരിക്കുന്നില്ല. ഈ പോസ്റ്റില്‍ നമ്മള്‍ Spectroscopyയുടേയും Atomic Physicsന്റേയും ചില അടിസ്ഥാനപാഠങ്ങള്‍ ആണ് മനസ്സിലാക്കിയത്. പക്ഷെ അതിലൂടെ spectral linesനെ നിങ്ങള്‍ക്ക് പരിചയപ്പെടുത്താന്‍ പറ്റി. ഞാന്‍ spectral lines ഒക്കെ നിങ്ങള്‍ക്ക് എങ്ങനെ പരിചയപ്പെടുത്തും എന്ന് ശങ്കിച്ചിരിക്കുകയായിരുന്നു. സുനില്‍ ചേട്ടന്റെ ചോദ്യം അതിനുള്ള ഒരു വഴി കാണിച്ചുതന്നു. Spectroscopy അതില്‍ തന്നെ വലിയൊരു ശാസ്ത്ര ശാഖയാണ്. ഇനി ഈ വിഷയത്തില്‍ കൂടുതല്‍ അറിവ് വേണമെന്നുള്ളവര്‍ ബിരുദ, ബിരുദാനന്തര നിലവാരത്തിലുള്ള Spectroscopyയുടേയും Atomic Physics-ന്റേയും പുസ്തകങ്ങള്‍ വായിച്ച് മനസ്സിലാക്കുക. പക്ഷെ കൂടുതല്‍ ആഴത്തിലേക്ക് പോകണമെങ്കില്‍ ഗണിതത്തിലും അത്യാവശ്യം ജ്ഞാനം വേണം. പക്ഷെ Spectroscopy വളരെ രസകരമായ ഒരു ശാസ്ത്രശാഖയാണ്. നമ്മുടെ സ്വന്തം C. V. Raman -ന് നോബേല്‍ സമ്മാനം കിട്ടിയത് ഈ മേഖലയിലെ പഠനത്തിനാണ്. ഇന്‍ഡ്യയിലെ ശാസ്ത്രസമൂഹം (പ്രത്യേകിച്ച് IISc-യും Raman Research Institute (RRI)-ഉം) ഈ ശാസ്ത്രശാഖയ്ക്ക് കാര്യമായ സംഭാവന നല്‍കിയിട്ടുണ്ട്..

Stefan-Boltzmann law

ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ ഏകകം ജൂള്‍സ് ആണ്. J എന്ന അക്ഷരം കൊണ്ടാണ് ഇതിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഒരു black bodyയില്‍ നിന്നു വരുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവ് അതിന്റെ താപനിലയേയും ആ വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതല വിസ്തീര്‍ണ്ണത്തേയും ആശ്രയിച്ച് ഇരിക്കുന്നു. ഇത് നമുക്ക് നിത്യജീവിതത്തില്‍ പരിചയമുള്ളതാണ്. താപനില ഒന്നാണെങ്കിലും ഒരു വിറകുകൊള്ളിയില്‍ നിന്ന്, ഒരു തീപ്പെട്ടി കമ്പില്‍ നിന്നു വരുന്നതിനേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുന്നു.

ഇതില്‍ താപനിലയുടെ മാത്രം സ്വാധീനം മനസ്സിലാക്കാന്‍ വസ്തുവിന്റെ ഒരു ചതുരശ്രമീറ്റര്‍ സ്ഥലത്ത് നിന്ന് ഒരു സെക്കന്റില്‍ പുറപ്പെടുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവ് നോക്കിയാല്‍ മതിയാകും. ഈ അളവിനെ Energy flux എന്നു പറയുന്നു. F എന്ന അക്ഷരം കൊണ്ട് ഇതിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

Flux എന്നതിന് ഒഴുക്കിന്റെ അളവ് എന്നാണ് അര്‍ത്ഥം. അപ്പോള്‍ Energy flux (F) എന്നത് ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്നു ഒരു സെക്കന്റില്‍ പുറപ്പെടുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവ്. അതിന്റെ ഏകകം J/m²s.

ആസ്ട്രിയന്‍ ഭൌതീകശാസ്ത്രജ്ഞനായ Josef Stefan ഈ മേഖലയില്‍ വളരെയധികം പരീക്ഷണ നിരീഷണങ്ങള്‍ നടത്തിയതിനു ശേഷം 1879-ല്‍ തന്റെ അനുമാനങ്ങള്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. അതു പ്രകാരം ഒരു black bodyയില്‍ നിന്നു വരുന്ന Energy flux ആ black bodyയുടെ താപനിലയുടെ നാലാം വര്‍ഗ്ഗത്തിന് അനുപാതമായിരിക്കും. Josef Stefan തന്റെ ഫലം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച് നാല് വര്‍ഷത്തിനുശേഷം മറ്റൊരു ആസ്ട്രിയന്‍ ഭൌതീകശാസ്ത്രജ്ഞനായ Ludwig Boltzmann, അണുക്കളേയും തന്മാത്രകളേയും കുറിച്ചുള്ള ചില അടിസ്ഥാന അനുമാനങ്ങളില്‍ നിന്ന് Josef Stefan ന്റെ ഫലം ഗണിതശാസ്ത്ര പരമായി നിര്‍ദ്ധാരണം ചെയ്യാം എന്നു തെളിയിച്ചു. ഈ ഫലം ഇന്ന് Stefan-Boltzmann law എന്ന പേരിലാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. അത് താഴെ കൊടുക്കുന്നു.

F = σT⁴‍

ഇവിടെ σ എന്നത് ഒരു constant ആകുന്നു. അതിന്റെ മൂല്യം 5.67 X 10⁻⁸ W·m^-2·K^-4 ആണ്.

Stefan-Boltzmann law നോക്കിയാല്‍ അറിയാം നമ്മള്‍ ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപനില ഇരട്ടി ആക്കുക ആണെങ്കില്‍ ആ വസ്തുവില്‍ നിന്നു പുറപ്പെടുന്ന Energy flux ന്റെ അളവ് 2⁴ = 16 ഇരട്ടി ആകും. താപനില പത്തിരട്ടി ആക്കിയാല്‍ Energy flux ന്റെ അളവ് 10⁴ = 10,000 ഇരട്ടി ആകും.

സാധാരണ അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ (300 K) അത് വിടുന്ന വികിരണം മിക്കവാറും ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍ ആയിരിക്കും. പക്ഷെ താപനില പത്തിരട്ടിയോളം (3000 K) ഉയരുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജ്ജപ്രവാഹത്തിന്റെ അളവ് വര്‍ദ്ധിക്കുകയും അത് ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ ഭാഗത്തേക്ക് നീങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു.

Luminosity

ഇനി വേറൊരു പ്രധാനപ്പെട്ട ഭൌതീക പരിമാണത കൂടി നമ്മള്‍ക്ക് മനസ്സിലാക്കാം. ഇതിന്റെ പേരാണ് Luminosity. ഒരു വസ്തു ഒരു സെക്കന്റില്‍ പുറത്തുവിടുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവാണ് Luminosity. അതായത് ഒരു വസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന Energy flux ആകെ തുകയാണ് Luminosity. Luminosityയെ L എന്ന ചിഹ്നം കൊണ്ടാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഒരു വസ്തുവില്‍ നിന്ന് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തുവരുമ്പോള്‍ അത് വസ്തുവില്‍ നിന്ന് ദൂരത്താകുംതോറും കൂടുതല്‍ സ്ഥലത്തേക്ക് വ്യാപിക്കും എന്ന് നമുക്ക് അറിയാവുന്നതാണല്ലോ.

1 AU ദൂരത്ത് സൂര്യന്റെ ഒരു പ്രത്യേക അളവ് ഊര്‍ജ്ജം ഒരു ചതുരത്തിനകത്താണ് പതിക്കുന്നതെങ്കില്‍ 2 AU ദൂരത്ത് അതേ അളവ് ഊര്‍ജ്ജം നാല് ചതുരത്തിനകത്താണ് പതിക്കുന്നത്. 3 AU ദൂരത്താകുമ്പോള്‍ അത് ഒന്‍പത് ചതുരമാകുന്നു. അങ്ങനെ ഊര്‍ജ്ജം വസ്തുവില്‍ നിന്ന് ദൂരത്താകുംതോറും ഒരേ അളവ് ഊര്‍ജ്ജം കൂടുതല്‍ സ്ഥലത്തേക്ക് വ്യാപിക്കും.

സൂര്യന്റെ Energy flux

ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിനു പുറത്തു സ്ഥാപിച്ച വിവിധ detector-കള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ സൂര്യനില്‍ വരുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ (Energy flux) ശരാശരി മൂല്യം അളന്നു. ഈ ശരാശരി Energy flux-നു Solar Constant എന്നാണ് പേര്. അതിന്റെ മൂല്യം 1370 W/m ² ആണ്. പക്ഷെ നമ്മള്‍ മുകളില്‍ പരിചയപ്പെട്ട Stefan-Boltzmann law പറയുന്ന പ്രകാരം ഉള്ള Energy flux (F) സൂര്യന്റെ ഉപരിതലത്തില്‍ ഉള്ള Energy flux ആണ്, അല്ലാതെ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തില്‍ ലഭിയ്ക്കുന്ന സൌരോര്‍ജ്ജത്തിന്റെ Energy flux അല്ല.ഇനി F കണ്ടു പിടിക്കാന്‍ നമ്മള്‍ ആദ്യം, 1 AU ആരമുള്ള (AU എന്താണെന്ന് അറിയാന്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ ഏകകങ്ങള്‍ എന്ന പോസ്റ്റ് കാണൂ) സൂര്യന്‍ മദ്ധ്യഭാഗത്തായുള്ള വലിയ ഒരു ഗോളം സങ്കല്‍പ്പിക്കൂ.

അപ്പോള്‍ ഈ ഗോളത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ ഓരോ ചതുരശ്രമീറ്റര്‍ സ്ഥലത്തും ലഭിയ്ക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവാണ് 1370 W/m ². അങ്ങനെനോക്കിയാല്‍ ഈ ഗോളത്തിന്റെ മൊത്തം ഉപരിതലവിസ്തീര്‍ണ്ണത്തെ 1370 W/m ² കൊണ്ട് ഗുണിച്ചാല്‍ നമുക്ക് സൂര്യന്‍ പുറത്തുവിടുന്ന ആകെ ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവ് ലഭിയ്ക്കും. ഇങ്ങനെ ഒരു Black Body പുറത്തുവിടുന്ന ആകെ Energy flux ന്റെ മൂല്യത്തിനു ഒരു പ്രത്യേക പേരുണ്ട്. അതാണ് Luminosity. ചുരുക്കിപറഞ്ഞാല്‍ ഒരു ഖഗോളവസ്തു പുറത്തുവിടുന്ന Energy flux ആകെ തുകയാണ് Luminosity.

സൂര്യന്റെ Luminosity

സൂര്യന്റെ Luminosity യെ L๏ എന്ന ചിഹ്നം കൊണ്ടാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. അതിന്റെ മൂല്യം 3.90 X 10 ²⁶ Watts. അതായത് സൂര്യന്‍ ഒരു സെക്കന്റില്‍ 3.90 X 10²⁶ Watts ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നു. സൂര്യന്റെ വലിപ്പം നമുക്ക് അറിയുന്നത് കൊണ്ട് അതിന്റെ ഉപരിതല Energy flux കണക്കാക്കിയെടുക്കാന്‍ പറ്റും. അതായത് സൂര്യന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ ഒരു ചതുരശ്രമീറ്റര്‍ സ്ഥലം ഒരു സെക്കന്റില്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവ്.. സൂര്യന്റെ ആരം 6.96 X 10 ⁸ m ആണെന്ന് നമ്മള്‍ക്കറിയാം. അതിനാല്‍ അതിന്റെ ഉപരിതലവിസ്തീര്‍ണ്ണം 4π R๏ ². അതിനാല്‍ സൂര്യന്റെ Luminosityയെ അതിന്റെ ഉപരിതലവിസ്തീര്‍ണ്ണം കൊണ്ട് ഹരിച്ചാല്‍ നമുക്ക് സൂര്യന്റെ Energy flux കിട്ടും.

അതായത്

പക്ഷെ സൂര്യന്റെ ഉപരിതലത്തില്‍ ഉള്ള Energy flux നമ്മള്‍ മുന്‍പ് പരിചയപ്പെട്ട Solar Constant-നെക്കാള്‍ വളരെ കൂടുതല്‍ ആണെന്ന് കാണാം. അത് സ്വാഭാവികമാണ്. കാരണം സൂര്യനില്‍ നിന്ന് 15 കോടി കിലോമീറ്റര്‍ സഞ്ചരിച്ച് സൌരോര്‍ജ്ജം ഭൂമിയിലെത്തുമ്പോഴേക്കും അത് വളരെയധികം സ്ഥലത്തേക്ക് വ്യാപിച്ചിരിക്കും. അതിനാല്‍ ഒരു ചതുരശ്രമീറ്റര്‍ സ്ഥലത്ത് ലഭിയ്ക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവും സ്വാഭാവികമായും കുറയും.

സൂര്യന്റെ ഉപരിതല താപനില

സൂര്യന്റെ Energy flux കിട്ടികഴിഞ്ഞാല്‍ നമുക്ക് മുകളില്‍ പരിചയപ്പെട്ട Stefan-Boltzmann law ഉപയോഗിച്ച് സൂര്യന്റെ ഉപരിതലതാപനില വളരെയധികം എളുപ്പത്തില്‍ കണ്ടെത്താം.

അതായത്

ഇതിന്റെ fourth root (നാലാം ഘാതം?) കണ്ടാല്‍ ഉപരിതല താപനില 5800 K ആണെന്ന് കട്ടുന്നു.

ഇനി വിദ്യുത്കാന്തിക തരംഗങ്ങളും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും എന്ന പോസ്റ്റില്‍ Wein's law ഉപയോഗിച്ച് നമ്മള്‍ കണ്ടെത്തിയ സൂര്യന്റെ ഉപരിതലതാപനിലയും ഇത് തന്നെയാണെന്ന് കാണാം. ഒരു നക്ഷത്രത്തിന്റെ ദൃശ്യകാന്തിമാനം ഒക്കെ വളരെ കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കുന്നത് അതില്‍ നിന്ന് വരുന്ന Energy flux വിവിധ ഉപകരണങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് വളരെ സൂക്ഷമമായി അളന്നിട്ടാണ്.

Intrinsic brightness of an object is called Luminosity. അതായത് ഒരു വസ്തുവിന്റെ യഥാര്‍ത്ഥ brightness എന്താണോ അതാണ് Luminosity. നമ്മള്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്നു വീക്ഷിക്കുമ്പോള്‍ ഒരു വസ്തുദൂരത്തായതു കൊണ്ട് അതിന്റെ brightness കുറവായി തോന്നാം. പക്ഷെ ഒരു വസ്തുവിന്റെ യഥാര്‍ത്ഥ brightness എന്താണോ (അതായത് ദൂരം ഒരു മാനദണ്ഡം ആക്കാതെ) അതാണ് Luminosity. ഇതേ പ്രതിസന്ധി തരണം ചെയ്യുന്നതിനാണ് കാന്തിമാനത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ absolute magnitude എന്ന ഒരു concept കൊണ്ടുവന്നത്.

കാന്തിമാനവും Lumnosityയും Energy Fluxഉം ഒക്കെ നമുക്ക് ഇനി ഇറയ്ക്കിടയ്ക്ക് എടുത്തു പ്രയോഗിക്കേണ്ടി വരും. ഒരു വതുവിന്റെ ഏതെങ്കിലും ഒരു ഭൌതീക പരിമാണത (Physical quantity) അറിയാമെങ്കില്‍ അതില്‍ നിന്ന് ആ വസ്തുവിന്റെ Lumnosityയും, ദ്രവ്യമാനവും, ആരവും, താപനിലയും, വസ്തുവിലേക്കുള്ള ദൂരവും ഒക്കെ എങ്ങനെയാണ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ എങ്ങനെയാണ് കണ്ടെത്തുന്നത് എന്ന് വഴിയേ പറയാം.

സൂര്യന്റെ ആന്തരികഘടനയ്ക്ക്‌ ഒരു ആമുഖം

ഭൂമിയുടെ നിലനിപ്പിനു തന്നെ നിദാനമായതും ഭൂമിയോടു ഏറ്റവും അടുത്തു കിടക്കുന്നതുമായതുമായ നക്ഷത്രമാണ് സൂര്യന്‍. അതു തന്നെയാണു ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തില്‍ ആ ഖഗോളവസ്തുവിനുള്ള പ്രാധാന്യവും. സൂര്യനെക്കുറിച്ചുള്ള നിരീക്ഷണ-സൈദ്ധാന്തിക പഠനങ്ങളില്‍ നമ്മള്‍ നേടിയ മുന്നേറ്റങ്ങളാണ് ഇന്നു നമുക്കു സൂര്യനെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവുകള്‍ക്ക് നിദാനം.

ക്ഷീരപഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്ന് 30,000 പ്രകാശവര്‍ഷം അകലെയാണ് സൂര്യന്റെ സ്ഥാനം. സെക്കന്റില്‍ 250 കിമി വേഗതയിലാണ് സൂര്യന്‍ ക്ഷീരപഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തെ വലം വെക്കുന്നത്.

സൂര്യന്റെയും അതിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റേയും ഘടനെയെ വളരെ ചുരുക്കമായി വിവരിക്കാനുള്ള ശ്രമമാണു ഈ പോസ്റ്റില്‍. ഏറ്റവും അകത്തുള്ള കാമ്പ് മുതല്‍ ഏറ്റവും പുറമേയുള്ള കൊറോണ വരെയുള്ള വിവിധ പാളികള്‍ സൂര്യനും അതിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിനും കൂടിയുണ്ട്.

സൂര്യന്റെ ഘടന വളരെയെധികം സങ്കീര്‍ണ്ണതകള്‍ നിറഞ്ഞതാണു. നമുക്കു അതിനെ കുറിച്ച് കുറച്ച് മാത്രമേ മനസ്സിലാക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞുട്ടുള്ളൂ. എങ്കിലും ഇതുവരെയുള്ള പഠനങ്ങളിലൂടെ വിവിധപാളികള്‍ തമ്മില്‍ എങ്ങനെയാണു പരസ്പരം പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ നടത്തുന്നതെന്നു മനസ്സിലാക്കാന്‍ നമുക്കു സാധിച്ചിട്ടുണ്ട്.

സൂര്യന്റെ അകക്കാമ്പ് മുതല്‍ തുടങ്ങി പുറത്തേക്കുള്ള ഒരോ പാളിയേയും പരിചയപ്പെടാം. പ്രധാനമായ പാളികള്‍ ഇനി പറയുന്നവ ആണ്.

1. കാമ്പ് (Core)
2. വികിരണ മേഖല (Radiative Zone)
3. സംവഹന മേഖല (Convection Zone)
4. പ്രഭാമണ്ഡലം (Photosphere)
5. വര്‍ണ്ണമണ്ഡലം (Chromosphere)
6. കൊറോണ (Corona)

ആദ്യത്തെ മുന്നു പാളികള്‍ സൂര്യനിലും, പ്രഭാമണ്ഡലം സൂര്യന്റെ ഉപരിതലവും, ബാക്കിയുള്ളവ അതിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിലുമാണു. സൂര്യനെ അതിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തോട് ഒപ്പം ചേര്‍ത്ത് ഇവിടെ പരിഗണിക്കുന്നതിന്റെ പ്രധാന കാരണം സൂര്യന്‍ ഒരു വാതക ഗോളം ആണു എന്നതു കൊണ്ടാണു. അതിനാല്‍ തന്നെ ഒരു പ്രത്യേക ബിന്ദുവില്‍ വച്ച് ഒരു പാളി തീരുകയല്ല. മറിച്ച് അടുത്തടുത്ത 2 പാളികള്‍ തമ്മിലുള്ള അതിര്‍വരമ്പ് നിര്‍വചിക്കാവുന്നതല്ല.സൌരകേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്നു ഏതാണ്ട് 0.25 R_sun ഭാഗം വരെയാണു സൂര്യന്റെ കാമ്പ് എന്നു പറയാം. 0.25 R_sunതൊട്ട് വികിരണ മേഖല ആരംഭിക്കുന്നു. അതു 0.7 R_sun വരെ നീണ്ടു കിടക്കുന്നു. അവീടെ നിന്നു ഉപരിതലം വരെയാണു സംവഹനമേഖലയുടെ സ്ഥാനം

കാമ്പ്

തെര്‍മോന്യൂക്ളിയാര്‍ പ്രക്രിയകളാണു സൂര്യനില്‍ ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ ഉറവിടമെങ്കിലും ഈ പ്രക്രിയകള്‍ സൂര്യന്റെ എല്ലാ ഭാഗങ്ങളിലും നടക്കില്ല. അതിനു കാരണം 10 ⁷ K നു മുകളിലുള്ള താപമാണു ഈ പ്രക്രിയ നടക്കുവാന്‍ ആവശ്യമായതു എന്നാണു. ഇത്രയും താപം സൂര്യന്റെ കാമ്പില്‍ മാത്രമേ ഉള്ളൂ. അണുസംയോജന പ്രക്രിയയിലൂടെ ഊര്‍ജ്ജം ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഇടമാണു സൂര്യന്റെ കാമ്പ്. 15,000,000 K താപത്തില്‍ എരിഞ്ഞുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന പദാര്‍ത്ഥമാണു സൂര്യന്റെ കാമ്പില്‍ ഉള്ളത്. സൂര്യന്റെ കാമ്പിന്റെ സാന്ദ്രത 160,000 kg/m^3 ആണു. അതായതു വെള്ളത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയുടെ 160 ഇരട്ടി.

ഹൈഡ്രജന്‍ അണുകേന്ദ്രം (പ്രോട്ടോണ്‍) ഹീലിയം അണുകേന്ദ്രമായി മാറുന്ന അണുസംയോജന പ്രക്രിയയിലൂടെയാണു സൂര്യനില്‍ ഊര്‍ജ്ജം ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്.

വികിരണ മേഖല

നക്ഷത്രത്തിന്റെ കാമ്പിനെ ചുറ്റി വികിരണ പാളി. ഈ പാളി കാമ്പിന്റെ ഇന്‍സുലേറ്ററായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുകയും അണുസംയോജനം നടക്കാനാവശ്യമായ ഉന്നത താപനില നിലനിര്‍ത്താന്‍ കാമ്പിനെ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കാമ്പില്‍ തെര്‍മോന്യൂക്ലീയാര്‍ പ്രക്രിയയില്‍ ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഊര്‍ജ്ജ കണികകള്‍(ഗാമാ ഫോട്ടോണുകള്‍) പുറത്തേക്ക് വരുന്ന വഴിയിലുള്ള ദ്രവ്യവുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം നടത്തുന്നു. വികിരണമേഖലയക്കു അകത്തെ താപം 5 ലക്ഷം ഡിഗ്രി കെല്‍‌വിന്‍ ആണു. ഊര്‍ജ്ജകണികകള്‍ വികിരണമേഖലയിലെ അണുകേന്ദ്രങ്ങള്‍ തുടര്‍ച്ചയായി സ്വാംശീകരിക്കുകയും പുറം തള്ളുകയും ചെയ്യുന്നു. അന്യോന്യമുള്ള ഇടിമൂലം നിരന്തരമായി ഇതിന്റെ സഞ്ചാരദിശയും മാറി കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.ഫോട്ടോണ്‍ റാന്‍ഡം വാക്ക് എന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രക്രിയ അത്യന്തം സങ്കീര്‍ണ്ണമാണു.

ഫോട്ടോണ്‍ റാന്‍ഡം വാക്ക്.

സൂര്യന്റെ കാമ്പില്‍ ഉല്പാദിപ്പിക്കപെടുന്ന ഊര്‍ജ്ജകണികയ്ക്കു ഫോട്ടോണ്‍ റാന്‍ഡം വാക്കിലൂടെ സൂര്യന്റെ ഉപരിതലത്തില്‍ എത്താന്‍ കുറഞ്ഞത് 1,70,000 വര്‍ഷം എങ്കിലും എടുക്കുമെന്നു സൈദ്ധാന്തികമായി കണക്കു കൂട്ടിയിട്ടുണ്ട്. ചുരുക്കി പറഞ്ഞാല്‍ ഇന്നു നമുക്കു ലഭിക്കുന്ന സൌരോര്‍ജ്ജത്തിന്റെ സ്രോതസ്സ് ഏതാണ്ട് 1,70,000 വര്‍ഷംവര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു മുന്‍പ് സൂര്യന്റെ കാമ്പില്‍ നടന്ന തെര്‍മോ ന്യൂക്ലിയാര്‍ പ്രക്രിയ ആണു

സൂര്യന്റെ ആരത്തിന്റെ 0.25 R_sunമുതല്‍ 0.7 R_sun വരെയാണു വികിരണമേഖലയായി കരുതുന്നത്. അതിനു ശെഷം സംവഹനമേഖല ആരംഭിക്കുന്നു.

സംവഹനമേഖല

ഫൊട്ടോണ്‍ റാന്‍ഡം വാക്ക് വഴി ഒരു വിധത്തില്‍ വികിരണ മേഖലയില്‍ നിന്നു രക്ഷപ്പെട്ടു വരുന്ന ഊര്‍ജ്ജകണികകള്‍ക്കു അവിടെ നിന്നു പുറത്തേക്കുള്ള യാത്രയ്ക്കു വേറൊരു യാത്രാമാദ്ധ്യമം അത്യാവശ്യമാണു. ഈ മാദ്ധ്യമം ഇവിടെ അത്യാവശ്യമാകുന്നതിന്റെ പ്രധാന കാരണം വികിരണമേഖല തീരുന്നിടത്തുള്ള താപം 2ലക്ഷം ഡിഗ്രി കെല്‍‌വിന്‍ മാത്രമാണു എന്നതാണു. വികിരണമേഖലയക്കു അകത്തെ താപം 5 ലക്ഷം ഡിഗ്രി കെല്‍‌വിന്‍ ആണെന്നു ഓര്‍ക്കുക. ഈ താപനിലയില്‍ സം‌വഹനമേഖലയിലെ പരമാണുക്കള്‍ ഊര്‍ജ്ജകണികളെ സ്വാംശീകരിക്കുമെങ്കിലും അത്ര പെട്ടന്നു പുറത്തു വിടുകയില്ല. അതിനാല്‍ വികിരണം വഴിയുള്ള യാത്രയുടെ വേഗത കുറയുന്നു. അതിനാല്‍ പുതിയൊരു മാദ്ധ്യമം ഉണ്ടായലേ ഊര്‍ജ്ജകണികയ്ക്കു അതിന്റെ പുറത്തേക്കൂള്ള യാത്ര സുഗമമായി തുടരാനാവൂ. അവിടാണു സംവഹന മേഖയുടെ സംഭാവന കടന്നു വരുന്നത്.

സൂര്യന്റെ ആരത്തിന്റെ അവസാനത്തെ 30 ശതമാനത്തോളം ഭാഗത്തു് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തേക്ക് വരുന്നത് സംവഹനം വഴിയാണു.വാതകത്തിന്റെ കായികമായ ചലനങ്ങളിലൂടെ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തേക്ക് എത്തിക്കുന്ന മേഖലയാണു ഇതു. അതു കൊണ്ടാണു ഇതിനു സംവഹന മേഖലയെന്നു പേരായതും.

താരമതമ്യേന താപം കുറഞ്ഞ ഈ മേഖലയില്‍ അയോണുകള്‍ക്കു ഫോട്ടോണുകളുടെ പുറത്തേക്കുള്ള പാച്ചിലിന്റെ വേഗത കുറയ്ക്കാനാകുന്നു. അതിനാല്‍ തന്നെ താപം കൂടിയ ഇടമായ സം‌വഹനമേഖലയുടെ അടിത്തട്ടില്‍ നിന്നു കായികമായ ചലനത്തോടെ താപം കുറഞ്ഞ ഇടമായ ഫൊട്ടോണുകള്‍ സം‌വഹനമേഖലയുടെ മുകളിലെത്തുന്നു. വെള്ളം വെട്ടിത്തിളക്കുമ്പോള്‍ കാണുന്ന അതേ പ്രതിഭാസത്തെ നമുക്കു ഇതിനോടു തരതമ്യപ്പെടുത്താം. ഈ കായിമായ ചലനം മൂലം ഏതാണ്ട് ഒരാഴ്ച സമയം കൊണ്ട് സം‌വഹനമേഖലയുടെ അടിത്തട്ടില്‍ നിന്നു ഫൊട്ടോണുകള്‍ സം‌വഹനമേഖലയുടെ മുകളിലെത്തുന്നു എന്നു കണക്കുക്കൂട്ടലിലൂടെ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.

ചുരുക്കത്തില്‍ കാമ്പില്‍ നിന്നു വികിരണമേഖലയുടെ പുറത്തു കടക്കാന്‍ 1,70,000 വര്‍ഷം എടുക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജകണിക വെറും ഒരാഴ്ച കൊണ്ടു സംവഹനമേഖല പിന്നിട്ട് പുറത്തെക്കുള്ള യാത്ര തുടരുന്നു. മുന്‍പ് സൂചിപ്പിച്ചതു പോലെ ഏതാണ്ട് 1,70,000 വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്ക് മുന്‍പ് സൂര്യന്റെ കാമ്പില്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട ഊര്‍ജ്ജകണികളാണു നമുക്കു ഇന്നു ലഭിക്കുന്നത്.

കാമ്പിനേയും, വികിരണ മേഖലയേയും, സംവഹനമേഖലയേയും പരിചയപ്പെട്ട് കഴിഞ്ഞതിനാല്‍ നമുക്കു അടുത്ത പോസ്റ്റില്‍ സൂര്യന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഘടനയെ കുറിച്ച് മനസ്സിലാക്കാം. പ്രഭാമണ്ഡലം എന്ന പാളി ശരിക്കും പറഞ്ഞാല്‍ സൂര്യന്റെ ഉപരിതലം ആണു. അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഭാഗമല്ല അത്.

സൂര്യന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഘടനയ്ക്കു ഒരു ആമുഖം

സൂര്യനെ കാമ്പ്, വികിരണമേഖല, സംവഹനമേഖല ഇങ്ങനെ മൂന്നു പാളികളായി വിഭജിച്ചിരിക്കുന്നതായി നമ്മള്‍ കഴിഞ്ഞ പോസ്റ്റില്‍ നിന്നു മനസ്സിലാക്കി. ഇതു മൂന്നും നമ്മുടെ പരമ്പരാഗത നിരീക്ഷണ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്കു മറഞ്ഞിരിക്കുന്നു. സൌരശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ സൂര്യന്റെ ആന്തരികഘടനയെക്കുറിച്ചു പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്രശാഖയ്ക്കു ഹീലിയോസെസിമോളജി (helioseismology) എന്നാണു പേര്‍. സൂര്യനില്‍ നടക്കുന്ന വിവിധതരത്തിലുള്ള ആന്ദോളങ്ങള്‍ പഠിക്കുകയാണു ഈ ശാസ്ത്രശാഖയിലെ പ്രധാന ഗവേഷണവിഷയം. പ്രസ്തുതശാഖയിലെ പഠനങ്ങളിലൂടെയാണു സോളാര്‍ ന്യൂട്രിനോ പ്രോബ്ലം പോലുള്ള പ്രഹേളികയ്ക്കു ഉത്തരം കണ്ടെത്താന്‍ കഴിഞ്ഞത്.

സൂര്യന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിനു 3 പാളികള്‍ ആണുള്ളത്.

1. പ്രഭാമണ്ഡലം (Photosphere)
2. വര്‍ണ്ണമണ്ഡലം (Chromosphere)
3. കൊറോണ (Corona)

ഈ മൂന്നു പാളികളേയും പരിചയപ്പെടുത്തുക എന്നതു മാത്രമാണു ഈ പോസ്റ്റിന്റെ ലക്ഷ്യം. ഈ പാളികള്‍ എല്ലാം തന്നെ വിവിധ ടെലിസ്കോപ്പുകളും വിവിധ തരത്തിലുള്ള ഡിറ്റക്‌‌ടറുകളൂം ഉപയോഗിച്ചു പഠിക്കാവുന്നതാണു. വിശദാംശങ്ങളിലേക്കു കടക്കാതെ ഓരോ പാളിയിലും നടക്കുന്ന വിവിധ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ച് വളരെ ലഘുവായി പ്രദിപാദിക്കാന്‍ ശ്രമിക്കാം

പ്രഭാമണ്ഡലം (Photosphere)

പ്രഭാമണ്ഡലത്തെ (Photosphere) സൂര്യന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ ആദ്യപാളിയാണു. സൂര്യന്റെ ആപേക്ഷിക ഉപരിതലമാണു പ്രഭാമണ്ഡലം എന്നു പറയാം. സൂര്യന്‍ പൂര്‍ണ്ണമായും ഒരു വാതകഗോളമായതു കൊണ്ടു ഭൂമിയിലെ പോലെ ഉറച്ച പ്രതലമല്ല സൂര്യന്റെ ഉപരിതലം. ഭൂമിയില്‍ നിന്നു സൂര്യനെ നിരീക്ഷിക്കുമ്പോള്‍ നമ്മുടെ നിരീക്ഷണസംവിധാനങ്ങള്‍ക്കു പരമാവധി കടന്നെത്താവുന്ന ഇടമാണു പ്രഭാമണ്ഡലം. അതായതു നമ്മള്‍ സൂര്യനെ നിരീക്ഷിക്കുമ്പോള്‍ കാണുന്നതു അതിന്റെ പ്രഭാമണ്ഡലത്തേയാണു. (ദയവു ചെയ്തു നഗ്നനേത്രങ്ങളാല്‍ സൂര്യനെ നിരീക്ഷിക്കരുത്. അതു ഭാഗികമായോ പൂര്‍ണ്ണമായോ അന്ധതയ്ക്കു കാരണമാകും)

സൂര്യനില്‍ ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഊര്‍ജ്ജകണികളുടെ ബഹിര്‍ഗമന ഇടമാണു പ്രഭാമണ്ഡലം എന്നും പറയാവുന്നതാണു. ഇവിടെ നിന്നാണു ഊര്‍ജ്ജകണികകള്‍ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അനന്തവിശാലതയിലേക്കുള്ള യാത്രതുടങ്ങുന്നതു. യാത്ര തുടങ്ങി ഏതാണ്ട് 8 മിനിറ്റ് കൊണ്ട് സൂര്യപ്രകാശം ഭൂമിയിലെത്തും. ഫോട്ടോസ്ഫിയറിനു ഏതാണ്ടു 500 km കട്ടിയുണ്ട്.

സൗരകളങ്കം (Sun spot), സൌരജ്വാല (Solar flare) , പ്രോമിനെന്‍സ് (Solar prominence) തുടങ്ങി പ്രതിഭാസങ്ങളുടേയും ഉറവിടം പ്രഭാമണ്ഡ‍ലം ആണു. ഈ പ്രതിഭാസങ്ങളെക്കുറിച്ച് തുടര്‍ന്നുള്ള പോസ്റ്റുകളീല്‍ വിശദമായി കൈകാര്യം ചെയ്യുവാന്‍ ഉദ്ദേശിക്കുന്നതിനാല്‍ ഇപ്പോള്‍ വിശദീകരണത്തിനു തുനിയുന്നില്ല. പ്രഭാമണ്ഡലത്തിന്റെ ശരാശരി താപനില 5800 K ആണു.

വര്‍ണ്ണമണ്ഡലം

പ്രഭാമണ്ഡലത്തിനു ശേഷം വര്‍ണ്ണമണ്ഡലം എന്ന പാളി. സൂര്യഗ്രഹണത്തിന്റെ സമയത്ത് ചന്ദ്രന്റെ അതിരില്‍ പിങ്ക് നിറത്തിലുള്ള നേര്ത്ത പാളി കാണാവുന്നതാണു. ഇതാണു ഏതാണ്ട് 2000 കിമി കനം ഉള്ള വര്‍ണ്ണമണ്ഡലം എന്ന പാളി.

സാധാരണ ഗതിയില്‍ നഗ്നനേത്രത്താല്‍ വര്‍ണ്ണമണ്ഡലം ദൃശ്യമാവില്ല. അതിനു കാരണം പ്രഭാമണ്ഡലത്തിന്റെ പ്രകാശം വര്‍ണ്ണമണ്ഡലത്തിന്റെ പ്രകാശത്തെ അതിശയിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണു. പക്ഷെ സൂര്യ ഗ്രഹണ സമയത്തു ചന്ദ്രന്‍ സൂര്യഗോളത്തെ (അതായതു പ്രഭാമണ്ഡലത്തെ) മറക്കുമ്പോള്‍ ചന്ദ്രന്‍ മറച്ച സൂര്യന്റെ അതിരുകളില്‍ ഒരു നേര്‍ത്ത ചുവന്ന വളയം പോലെ വര്‍ണ്ണമണ്ഡലം കാണപ്പെടും.

ഇനിയും ശാസ്ത്രജ്ഞര്ക്കു ശരിയായി മനസ്സിലാകാന്‍ സാധിക്കാത്തെ എന്തോ കാരണത്താല്‍ വര്‍ണ്ണമണ്ഡലത്തിലെ താപം 20,000 K ആണു (അതായതു പ്രഭാമണ്ഡത്തേതിലും നാലു ഇരട്ടിയോളം). പ്രഭാമണ്ഡലത്തില്‍ നിന്നുള്ള വികിരണം കൂടുതല്‍ സ്ഥ്ലത്തേക്കു പരക്കുമ്പോള്‍ സ്വാഭാവികമായും താപം കുറയും എന്നാണു പ്രതീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നത്. പക്ഷെ എന്തുകൊണ്ടു താപം 20, 000 K ആകുന്നു എന്ന പ്രഹേളികയുടെ കെട്ടഴിക്കാനുള്ള പഠനങ്ങള്‍ നടന്നു കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ചില സിദ്ധാങ്ങള്‍ ഒക്കെ മുന്നോട്ടു വച്ചിട്ടുണ്ടെന്കിലും പൂര്‍ണ്ണമായ ഉത്തരം ആയിട്ടില്ല. 20,000 K ഉള്ള വര്‍ണ്ണമണ്ഡലത്തിലെ പരമാണുക്കള്‍ ചുവപ്പു ദീപ്തിയുള്ള പ്രകാശം (H-alpha emission) ആണൂ പുറപ്പെടുവിക്കുക.

വര്‍ണ്ണമണ്ഡലത്തിനു ക്രമരഹിതമായ അതിരുകള്‍ ആണുള്ളതു. ഈ ക്രമരഹിതമായ രൂപത്തിനു കാരണം സ്പൈക്യൂള്‍സ് എന്നു പറയുന്ന പ്രതിഭാസമാണൂ. പ്രഭാമണ്ഡലത്തില്‍ നിന്നു പുറപ്പെട്ട് കൊറോണയിലേക്കു ജെറ്റ് പോലെ പായുന്ന സൗരപദാര്‍ത്ഥമാണു സ്പൈക്യൂള്‍സ് എന്നു അറിയപ്പെടുന്നതു. സ്പൈക്യൂള്‍സ് എന്ന ഈ പ്രതിഭാസമാണു വര്‍‌ണ്ണമണ്ഡലം എന്ന പാളിയുടെ സൃഷ്ടിക്കുകാരണം എന്നു കരുതുന്നു. സൗരജ്വാല, പ്രോമിനെന്‍സ് തുടങ്ങി പല പ്രതിഭാസങ്ങളും നടക്കുന്നത് വര്‍ണ്ണ മണ്ഡലത്തിലാണു.

കൊറോണ

സൂര്യന്റെ ഘടനയിലെ ഏറ്റവും ബാഹ്യമായ പാളിയാണു കൊറോണ. വര്‍‌ണ്ണമണ്ഡല പാളിയെ പോലെത്തന്നെ സൂര്യഗ്രഹണസമയത്തു പ്രഭാമണ്ഡലത്തില്‍ നിന്നുള്ള പ്രകാശം തടയപ്പെടുന്ന വേളയില്‍ മാത്രമേ കൊറോണ എന്ന പാളിയും നഗ്നനേത്രങ്ങള്‍ക്കു ദൃശ്യമാകൂ. കൊറോണഗ്രാഫ് എന്ന ഉപകരണത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ (കൃത്രിമമായി സൂര്യഗ്രഹണം സൃഷ്ടിച്ച് പ്രഭാമണ്ഡലത്തില്‍ നിന്നുള്ള പ്രകാശം തടയുന്ന ഒരു ഉപകരണം) സാധാരണ സമയത്തും കൊറോണയെ നിരീക്ഷിക്കാവുന്നതാണു.

സൂര്യഗ്രഹണസമയത്തു കൊറോണ ദൃശ്യമാകുമ്പോള്‍ കാണുന്ന കിരീടം പോലെയുള്ള രൂപത്തില്‍ നിന്നാണു കൊറോണ എന്ന പേരു ഈ പാളിക്കു ഉണ്ടായതു. കൊറോണ സൂര്യന്റെ ചുറ്റും ഒരു വലയമായി നില്‍ക്കുകയല്ല, മറിച്ച് അതിന്റെ വിന്യാസം ബാഹ്യാകാശത്തിലേക്കു നീളുന്നു. കുറച്ചു കൂടി കൃത്യമായി പറഞ്ഞാല്‍ കൊറോണയില്‍ നിന്നുള്ള കണങ്ങള്‍ ഭൂമിയുടെ ഭ്രമണപഥത്തോളം എത്തുന്നുണ്ട്.

കൊറോണയുടെ രൂപം ഒരു പരിധി വരെ സൂര്യന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രം ആണു നിര്‍ണ്ണയിക്കുന്നത്. കൊറോണയിലെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകള്‍ സൂര്യന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ രേഖകള്‍ പിന്തുര്‍ന്നു പ്രത്യേകതരത്തിലുള്ള രൂപങ്ങള്‍ രചിക്കുന്ന ദൃശ്യം സൂര്യഗ്രഹണസമയത്തു നമുക്കു കാണാവുന്നതാണു.

20 ലക്ഷം കെല്‍‌വിനോളം വരും കൊറോണയിലെ താപനില. ചില പ്രത്യേക സൌരപ്രതിഭാസങ്ങളുടെ സമയത്തു ഇതു 36 ലക്ഷം കെല്‍‌വിനോളം ഉയരുന്നു എന്നും കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്.

കൊറോണയുടെ ഭൂരിഭാഗവും സൂര്യന്റെ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ബന്ധനത്തിലാണു. എക്സ്-റേ ചിത്രങ്ങളില്‍ സൂര്യന്റെ ഈ കാന്തിക ക്ഷേത്രരേഖകള്‍ ലൂപ്പ് പോലെ കാണപ്പെടും. ഈ പ്രതിഭാസത്തിനാണു കൊറോണല്‍ ലൂപ്സ് (Coronal Loops) എന്നു പറയുന്നതു. എക്സ്-റേ ചിത്രങ്ങളില്‍ ഈ ഭാഗം തെളിഞ്ഞു കാണപ്പെടും.

പക്ഷെ ചില കാന്തികക്ഷേത്ര രേഖകള്‍ സൂര്യനിലേക്കു ലൂപ്പ് അവസാനിപ്പിക്കുന്നില്ല എന്നു കാണുന്നു . ഇതിനാണു കൊറോണല്‍ ഹോള്‍സ് എന്നു പറയുന്നത്. കൊറോണല്‍ ഹോള്‍സ്(Coronal Holes) എക്-റേ ചിത്രത്തില്‍ ഇരുണ്ട് കാണപ്പെടും.

കൊറോണല്‍ ഹോള്‍സ്

ഈ പോസ്റ്റ് വായിച്ചു കഴിയുമ്പോള്‍ ധാരാളം ചോദ്യങ്ങളാണു അവശേഷിക്കുക എന്നു മനസ്സിലാക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ചു ഓരോ പാളിയിലും നടക്കുന്ന പ്രതിഭാസങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള (ഉദാ: സൌരകളങ്കം, സൌരജ്വാല തുടങ്ങിയവ) സംശയങ്ങള്‍. കഴിഞ്ഞ രണ്ടു പോസ്റ്റു കൊണ്ടു ഉദ്ദേശിച്ചതു സൂര്യന്റേയും അതിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റേയും വിവിധഘടകങ്ങളെ പരിചയപ്പെടുത്തുക എന്നതു മാത്രമാണു. വിവിധഘടകങ്ങള്‍ക്കു ഒരു ആമുഖം മാത്രമാണു കഴിഞ്ഞ രണ്ട് പോസ്റ്റുകള്‍. തുടര്‍ന്നുള്ള പോസ്റ്റുകളില്‍ സൂര്യന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ വിവിധപ്രതിഭാസങ്ങളെക്കുറിച്ചാണു കൈകാര്യം ചെയ്യുവാന്‍ ഉദ്ദേശിക്കുന്നതു. അതിനുള്ള ഒരു അടിസ്ഥാനമിടാന്‍ കഴിഞ്ഞ രണ്ടു പോസ്റ്റു കൊണ്ടു കഴിഞ്ഞു എന്നു കരുതട്ടെ.

എന്താണു് സൗരകളങ്കങ്ങള്‍?

സൗരകളങ്കങ്ങളെ (sunspots) കുറിച്ചുള്ള വൈജ്ഞാനികശകലങ്ങള്‍ സംക്ഷിപ്തമായി അവതരിപ്പിക്കാനാണു് തുടര്ന്നുള്ള രണ്ടു് പോസ്റ്റുകളില്‍ ശ്രമിക്കുന്നതു്. ഒന്നാമത്തെ ഭാഗത്തു് , അതായതു് ഈ പോസ്റ്റില്‍, അടിസ്ഥാനപരമായ വിവരങ്ങള്‍ മാത്രമേ കൊടുക്കുന്നുള്ളൂ. സൗരകളങ്കങ്ങളെ കൂടുതല്‍ വിശദമായി പരിചയപ്പെടുത്തുന്ന അവസാന ഭാഗം അടുത്ത പോസ്റ്റില്‍.

സൂര്യന്റെ പ്രഭാമണ്ഡലത്തിലെ‍ (ഫോട്ടോസ്ഫിയര്‍), പ്രകാശതീവ്രത കുറഞ്ഞതായി കാണുന്ന ക്രമരഹിതമായ ഭാഗങ്ങളാണ് സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ എന്നറിയപ്പെന്നത്. ചുറ്റുമുള്ള ഭാഗങ്ങളിലെ ശക്തമായ പ്രകാശതീവ്രതമൂലം ഈ പ്രദേശങ്ങള്‍ കറുത്തതായി കാണപ്പെടും. പ്രഭാമണ്ഡലത്തില്‍ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ഇവയുടെ സാന്നിദ്ധ്യം സ്ഥിരമല്ലെന്നും, എണ്ണത്തില്‍ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകാറുണ്ടെന്നും ,ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ചാക്രികമായി, പതിനൊന്നു കൊല്ലത്തിലൊരിക്കല്‍ ഇവയുടെ എണ്ണം പരമാവധിയാകുന്നു എന്നു് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ടു്.

സൗരകളങ്കങ്ങള്‍

ആധുനിക ദൂരദര്‍ശിനികള്‍ സൗരകളങ്കങ്ങളെ കുറിച്ചുള്ള നിരവധി വിവരങ്ങള്‍ നമുക്ക് വെളിവാക്കി തന്നിട്ടുണ്ട്. എല്ലാ സൌരകളങ്കങ്ങളള്‍ക്കും അം‌ബ്ര എന്ന ഇരുണ്ട മദ്ധ്യഭാഗവും അതിന്റെ ചുറ്റി താരതമ്യേന ഇരുളിച്ച കുറഞ്ഞ പെനംബ്ര എന്ന ഭാഗവും ഉണ്ടു്.

ഗ്രഹണങ്ങളെക്കുറിച്ചു് (eclipses) പഠിക്കുമ്പോള്‍ ഭൂമിയുടേയും ചന്ദ്രന്റേയും നിഴലിന്റെ ഭാഗങ്ങളെ കുറിയ്ക്കാന്‍ അം‌ബ്ര, പെനംബ്ര എന്നീ വാക്കുകള്‍ നമ്മളുപയോഗിക്കാറുണ്ടെങ്കിലും സൌരകളങ്കങ്ങള്‍ നിഴല്‍ അല്ല. സൂര്യന്റെ പ്രഭാമണ്ഡലത്തിലെ താരതമ്യേന താപനിലകുറഞ്ഞതും, തന്മൂലം പ്രകാശതീവ്രത കുറഞ്ഞതുമായ ഭാഗങ്ങളാണു് സൗരകളങ്കങ്ങള്. ചുറ്റുമുള്ള പ്രഭാമണ്ഡലം കാഴ്ചയില്‍ നിന്നു മറച്ചാല്‍ അം‌ബ്ര ചുവപ്പു് നിറത്തിലും, പെനം‌ബ്ര ഓറഞ്ചു് നിറത്തിലും കാണപ്പെടും. ഈ വിവരങ്ങളും വെയിന്‍‌സു് നിയമവും ഉപയോഗിച്ചു് നമുക്ക് അം‌ബ്രയിലേയും, പെനംബ്രയിലേയും താപനില കണക്കു് കൂട്ടിയെടുക്കാവുന്നതാണു്. അതു് പ്രകാരം അം‌ബ്രയിലെ ശരാശരി താപനില 4300 K -നും പെനംബ്രയിലേതു് 5000 K - നും ആണു്. ഭൂമിയിലെ അളവുകള്‍ വെച്ചു് ഇതു് വലിയ താപനില ആണെങ്കിലും, ഈ മൂല്യങ്ങള്‍ സൂര്യന്റെ ശരാശരി ഉപരിതല താപനിലയായ 5800 -K നും വളരെ താഴെയാണു്.

സൗരകളങ്കങ്ങളിലെ താപനില അതിനു ചുറ്റുമുള്ള ഇടങ്ങളിലെ താപനിലയേക്കാള്‍ 1500-K നോളം കുറവാണെങ്കില്‍ എന്താണു് അതിനെ ഈ ചെറിയ താപനിലയില്‍ നിര്‍‌ത്താന്‍ സഹായിക്കുന്നതു്? ഈ ലളിതമായ ചോദ്യത്തിനു് പൂര്‍‌ണ്ണമായൊരു ഉത്തരം കണ്ടെത്താന്‍ ഇതു വരെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്ക് ആയിട്ടില്ല. നിരവധി ഗവേഷണപഠനങ്ങള്‍ നടക്കുന്ന ഒരു മേഖലയാണിതു്. സൗരകളങ്കങ്ങളിലെ ശീതീകരണവും അതിലെ ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രവും തമ്മില്‍ അഭേദ്യമായൊരു ബന്ധമുണ്ടെന്ന കാര്യത്തില്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ സമവായത്തിലെത്തിയിട്ടുണ്ടു്. സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ പല സവിശേഷതകള്‍ക്കും പിറകില്‍ അതിലെ ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രമാണെന്നു് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ടു്.

സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ ജനനവും മരണവും

സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ സൂര്യന്റെ സൌരോപരിതലത്തിലെ സ്ഥിരമായൊരു സവിശേഷതയല്ല. ഓരോ സൗരകളങ്കത്തിനും ജനനവും മരണവും ഉണ്ടു്. സൗരകളങ്കളുടെ ജീവിതദൈര്‍ഘ്യം ഏതാനും മണിക്കൂറുകള്‍ മുതല്‍ ഏതാനും മാസങ്ങള്‍ വരെ നീണ്ടു നില്‍ക്കും.

സൗരകളങ്ക ചക്രം

കഴിഞ്ഞ കുറേക്കാലത്തെ സൂക്ഷ്മനിരീക്ഷണങ്ങളില്‍ നിന്നു് സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ എണ്ണം ക്രമമായി കൂടുകയും കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നു കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ടു്. സൗരകളങ്കളെ നിരവധി വര്‍ഷങ്ങള്‍ ശാസ്ത്രീയമായി പഠിച്ചു് സൌരകളങ്കളുടെ എണ്ണത്തിലുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനത്തെകുറിച്ചു് ആദ്യമായി മനസ്സിലാക്കിയതു് ജര്‍മ്മന്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനാ‍യിരുന്ന ഹെന്‍‌ട്രി ഷാബെ ആണു്. 1843ലാണു് അദ്ദേഹം തന്റെ കണ്ടുപിടുത്തം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചതു്. അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തിയ സൗരകളങ്കളുടെ എണ്ണത്തിലുണ്ടാകുന്ന ചാക്രികമായ വ്യതിയാനം സൗരകളങ്ക ചക്രം (sunspot cycle) എന്നു് അറിയപ്പെടുന്നു.

ചിത്രത്തില്‍ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പോലെ സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ ശരാശരി എണ്ണത്തില്‍ 11 വര്‍ഷത്തെ കാലയളവില്‍ ക്രമമായ വ്യതിയാനം വരുന്നു. എല്ലാ 11 വര്‍ഷത്തിലും സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ ശരാശരി എണ്ണം പരമാവധിയില്‍ എത്തുന്നു. അതായതു് സൗരകളങ്ക ചക്രത്തിന്റെ ശരാശരി കാലയളവു് 11 വര്‍ഷമാണു്.

സൗരകളങ്കളുടെ എണ്ണം വളരെ കൂടുതലായിരിക്കുന്ന കാലയളവിനെ സണ്‍സ്പോട്ട് മാക്സിമം എന്നു് പറയുന്നു. അതേപോലെ സൗരകളങ്കളുടെ എണ്ണം വളരെ കുറവായിരിക്കുന്ന കാലയളവിനെ സണ്‍സ്പോട്ട് മിനിമം എന്നു് പറയുന്നു.2001ലാണു് അവസാനത്തെ സണ്‍സ്പോട്ട് മാക്സിമം ഉണ്ടായതു്. അതിനാല്‍ ഇനി 2012ഓടുകൂടി അടുത്ത സണ്‍സ്പോട്ട് മാക്സിമം പ്രതീക്ഷിക്കാം. 2006-2007 വര്‍ഷങ്ങള്‍ സണ്‍‌സ്പോട്ട് മിനിമം കാലഘട്ടം ആയിരുന്നു.

ഇവിടെ മനസ്സിലാക്കേണ്ട ഒരു പ്രധാന കാര്യം സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ 11 വര്‍ഷത്തെ ചാക്രിക ആവര്‍ത്തനവും ഒരു പ്രത്യേക സൌരകളങ്കത്തിന്റെ ജീവിത ദൈര്‍ഘ്യവും തമ്മില്‍ യാതൊരു ബന്ധവുമില്ല എന്ന കാര്യമാണു്. ഒരു സാധാരണ സൗരകളങ്കത്തിന്റെ ജീവിത ദൈര്‍ഘ്യം ഏതാനും മാസങ്ങള്‍ മാത്രമാണു്. സൂര്യനിലെ സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ ജനനനിരക്കാണു് ഒരു പ്രത്യേക സമയത്തെ സൌരകളങ്കങ്ങളുടെ എണ്ണം കൊണ്ടു് സൂചിപ്പിക്കുന്നതു്.

മൗണ്ടര്‍ മിനിമം

സൗരകളങ്കങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഴയ രേഖകള്‍ പഠിച്ചതില്‍ നിന്നു് 17ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനകാലത്തു് സൂര്യനിലെ കാന്തികപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ വളരെ കുറവായിരുന്നു എന്നു് കാണുന്നു. 1645 മുതല്‍ 1715 വരെയുള്ള ഈ കാലയളവില്‍ സൂര്യനില്‍ വളെ കുറച്ചു് സൗരകളങ്കങ്ങളേ കാണപ്പെട്ടുള്ളൂ. ഇന്നു് നടക്കുന്ന വിധത്തിലുള്ള വിപുലമായ പഠനങ്ങളൊന്നും നടന്നിരുന്ന കാലമല്ലെങ്കിലും അക്കാലത്തു് സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിലുണ്ടായ കുറവു് രേഖപ്പെടുത്തപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടു്. ഇക്കാലയളവു് പൊതുവെ ലിറ്റില്‍ ഐസ് ഏജു് എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഇക്കാലത്തു് പൊതുവെ ഉത്തരാര്‍ദ്ധ ഗോളത്തില്‍ ശൈത്യം കൂടുതലായിരുന്നു എന്നു രേഖകള്‍ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈയടുത്തായി ദക്ഷിണാര്‍ദ്ധഗോളത്തിലും സമാനമായ സ്ഥിതിയായിരുന്നു എന്ന തെളിവുകള്‍ വരുന്നുണ്ടു്.

സൂര്യന്‍ ഇതിനു് മുന്‍പും ഇതിനു സമാനമായ അവസ്ഥയിലൂടെ കടന്നു് പോയിട്ടുണ്ടു് എന്നതിനു് തെളിവുകള്‍ ഉണ്ടു്. സൂര്യനിലെ കാന്തിക ക്ഷേത്രത്തിന്റെ തീവ്രതയും ഭൂമിയിലെ കാലാവസ്ഥയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം കണ്ടെത്താനുള്ള പഠനങ്ങള്‍ ഇപ്പോഴും നടക്കുന്നതേ ഉള്ളൂ.

സൌരകളങ്കങ്ങള്‍ എങ്ങനെയുണ്ടാകുന്നു?

സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ എന്താണെന്നും അവയെക്കുറിച്ചുള്ള വളരെ അടിസ്ഥാനപരമായ വിവരങ്ങളും നമ്മള്‍ മനസ്സിലാക്കി.

സ്പോററുടെ നിയമം (Sporer's law)

സൗരകളങ്ക ചക്രത്തിന്റെ ദൈര്‍ഘ്യം ഏകദേശം 11 വര്‍ഷമാണെന്നു് കഴിഞ്ഞ പോസ്റ്റില്‍ നിന്നു് നാം മനസ്സിലാക്കി. സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ സ്ഥാനം, സൗരചക്രത്തിന്റെ ഏതു് ഘട്ടത്തിലാണു് കളങ്കങ്ങള്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതു് എന്നതിനനുസരിച്ചു് മാറുമെന്നു് റിച്ചാര്‍ഡ് കാരിങ്ങ്ടന്‍ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ദീര്‍ഘനാളത്തെ നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ കൊണ്ടു് മനസ്സിലാക്കി. ഈ പ്രതിഭാസം പിന്നീടു് ഗുസ്താവു് സ്പോറര്‍ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ വളരെ വിശദമായി പഠിച്ചു. അതിനാല്‍ ഇന്നീ പ്രതിഭാസം സ്പോററുടെ നിയമം (Sporer's law) എന്ന പേരിലറിയപ്പെടുന്നു. ഇതനുസരിച്ചു് സണ്‍സ്പോട്ട് മിനിമത്തിനു ശേഷം പുതിയൊരു സൗരചക്രം തുടങ്ങുന്ന സമയത്തു്, കൂടുതല്‍ കളങ്കങ്ങളും മദ്ധ്യരേഖക്കു് ഏകദേശം 30° തെക്കും വടക്കും ആയാണു് കാണുക. ചക്രം മുന്നോട്ടു് പോകുന്നതിനനുസരിച്ചു് സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ സ്ഥാനം സൂര്യന്റെ മദ്ധ്യരേഖയുടെ സമീപത്തേക്കു് നീങ്ങി കൊണ്ടിരിക്കും. സണ്‍സ്പോട്ട് മാക്സിമത്തിന്റെ സമയത്തു് കൂടുതല്‍ സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ മദ്ധ്യരേഖക്കു് 15° തെക്കും വടക്കും ആയാണു് കാണുക. ചക്രം അവസാനിക്കുന്ന സമയത്തു് കളങ്കങ്ങള്‍ ഭൂരിഭാഗവും സൗരമദ്ധ്യരേഖയുടെ വളരെ സമീപത്തായാണു് കാണുക.

ബട്ടര്‍ഫ്ലൈ ഡയഗ്രം

സ്പോററുടെ നിയമം അനുസരിച്ചുള്ള സൗകളങ്കങ്ങളുടെ രേഖാംശത്തിലൂടെയുള്ള വിന്യാസം, കളങ്കം കണ്ട വര്‍ഷത്തിനെതിരെ പ്ലോട്ട് ചെയ്താല്‍ ബട്ടര്‍ഫ്ലൈ ഡയഗ്രം എന്ന പേരില്‍ പ്രശസ്തമായ ആരേഖം ലഭിക്കുന്നു.

പ്ലോട്ട് ചെയ്യുമ്പോള്‍ കിട്ടുന്ന രൂപത്തിനു പൂമ്പാറ്റയുമായുള്ള സാമ്യം കൊണ്ടു് മാത്രമാണു് ഇതിനു് ബട്ടര്‍ഫ്ലൈ ഡയഗ്രം എന്നു് പേരു് കിട്ടിയതു്. അല്ലാതെ സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ക്ക് പൂമ്പാറ്റയുമായി യാതൊരു ബന്ധവും ഇല്ല.

നിരവധി ചൊദ്യങ്ങള്‍

എന്തു് കൊണ്ടാണു് 11 വര്‍ഷത്തെ കാലയളവില്‍ സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ എണ്ണത്തില്‍ ക്രമമായ വ്യതിയാനം വരുന്നതു്? എന്തു് കൊണ്ടാണു് സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ ദൃശ്യമാകുന്ന രേഖാംശങ്ങള്‍ മാറി കൊണ്ടിരിക്കുന്നതു്? ഇതിനൊക്കെ അപ്പുറം എന്തു് കൊണ്ടാണു് സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുന്നതു്? ഈ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കൊക്കെ ഉത്തരം കണ്ടെത്താനുള്ള തുടക്കം 1908-ല്‍ ജോര്‍ജ്ജ് ഹാലി സൗരകളങ്കങ്ങളോടു് ബന്ധപ്പെട്ടു് അതിതീവ്രമായ കാന്തിക ക്ഷേത്രമുണ്ടു് എന്നു് കണ്ടെത്തുന്നതോടെയാണു് ആരംഭിക്കുന്നതു്.

സൌരകളങ്കങ്ങളുടെ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി

സൗരകളങ്കങ്ങളില്‍ നിന്നു് വരുന്ന സൂര്യപ്രകാശം സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പു് ഉപയോഗിച്ചു് വിശകലനം ചെയ്തപ്പോള്‍ പല സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖകളും വിഭജിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതായി ഹാലി കണ്ടു.

1896-ല്‍ ഡാനിഷ് ഭൗതീകശാസ്ത്രജ്ഞനായ പീറ്റര്‍ സീമാന്‍ ആണു് സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖകള്‍ വിഭജിക്കപ്പെടുന്ന പ്രതിഭാസം ആദ്യമായി തന്റെ പരീക്ഷണശാലയില്‍ കണ്ടെത്തിയതു്. അതിനാല്‍ സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖകള്‍ വിഭജിക്കപ്പെടുന്ന പ്രതിഭാസം സീമാന്‍ ഇഫക്ട് എന്നാണു് അറിയപ്പെടുന്നതു്. പരമാണുക്കളെ തീവ്രശക്തിയുള്ള കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനു് വിധേയമാക്കിയാല്‍ സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖകള്‍ വിഭജിക്കപ്പെടുമെന്നു് സീമാന്‍ തെളിയിച്ചിരുന്നു. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ തീവ്രതകൂടുന്നതിനനുസരിച്ചു് വിഭജനത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയും കൂടും..

സൗരകളങ്കങ്ങളില്‍ നിന്നു വരുന്ന രശ്മികളുടെ സ്പെക്ട്രല്‍ രേഖകള്‍ വിഭജിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതായി കണ്ടതു്, സൂര്യന്റെ പ്രഭാമണ്ഡലത്തില്‍ ചൂടേറിയ സൗരവാതകങ്ങള്‍ നിര്‍ഗമിക്കുന്ന പാതയില്‍ സാന്ദ്രതയേറിയ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യം ഉണ്ടെന്നു് മനസ്സിലാക്കാന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിച്ചു.

ഹെയിലിന്റെ പൊളാരിറ്റി നിയമം

സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ കൂടുതലെണ്ണവും കൂട്ടമായാണു് കാണപ്പെടുക. സൗരകളങ്കകൂട്ടങ്ങളെല്ലാം ബൈപോളാര്‍ (bipolar) ആണു്. അതായതു് N പൊളാരിറ്റിയുള്ള സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിന്റെ അത്രതന്നെ S പൊളാരിറ്റിയുള്ള കളങ്കങ്ങളും ഉണ്ടായിരിക്കും. ഒരു സൗരകളങ്ക ഗ്രൂപ്പില്‍ 2 പ്രധാന സൗരകളങ്കങ്ങള്‍ ഉണ്ടെങ്കില്‍ അതു് വിപരീത പൊളാരിറ്റിയോടു് കൂടിയതായിരിക്കും. വലിയ അളവില്‍ സൗരകളങ്കങ്ങളിലെ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ വിന്യാസം പഠിക്കുകയാണെങ്കില്‍ വളരെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്ന വിധത്തില്‍ സാമ്യത കാണുന്നുവെന്നു് ജോര്‍ജ്ജു് ഹെയില്‍ കണ്ടെത്തി.

ഒരു സൗരകളങ്ക കൂട്ടത്തില്‍ സൂര്യന്റെ കറക്കത്തിന്റെ ദിശയിലുള്ള സൗരകളങ്കങ്ങളെ പ്രിസീഡിങ്ങ് മെംമ്പേര്‍സു് (preceding members) എന്നു് പറയുന്നു. അതിനെ പിന്തുര്‍ന്നു് പോകുന്ന കളങ്കങ്ങളെ ഫോളൊയിങ്ങ് മെംമ്പേര്‍സു് (following members) എന്നു് പറയുന്നു. ജോര്‍ജ്ജു് ഹെയില്‍ ഉത്തര-ദക്ഷിണ സൗരാര്‍ദ്ധഗോളങ്ങളിലുള്ള സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ കാന്തികപൊളാരിറ്റിയെ വളരെ വിശദമായി പഠിച്ചു. ഒരു സൗരാര്‍ദ്ധഗോളത്തിലുള്ള പ്രിസീഡിങ്ങ് മെംമ്പേര്‍സിനു് എല്ലാം ഒരേ പൊളാരിറ്റിയും, ഫോളോയിങ്ങ് മെംമ്പേര്‍സിനു് എല്ലാം വിപരീത പൊളാരിറ്റിയും ആണെന്നു് ഹെയില്‍ മനസ്സിലാക്കി. മറ്റേ സൗരാര്‍ദ്ധഗോളത്തില്‍ ഇതിന്റെ നേരെ വിപരീത വിധത്തിലായിരിക്കും സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ കാന്തിക പൊളാരിറ്റി.

ഒരു സൗരചക്രത്തിന്റെ കാലയളവിലുടനീളം ഈ നിയമം പാലിക്കപ്പെടുന്നു എന്നു ഹെയില്‍ മനസ്സിലാക്കി. അടുത്ത സൗരചക്രത്തില്‍ ഇതിനു് നേരെ വിപരീതമായ വിധത്തിലായിരിക്കും സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ കാന്തിക പൊളാരിറ്റി. അതിനെത്തുടര്‍ന്നു് വരുന്ന ചക്രത്തില്‍ പിന്നേയും കാന്തിക പൊളാരിറ്റി ആദ്യത്തെ പോലെയായിരിക്കും. സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ കാന്തിക പൊളാരിറ്റിയുടെ ഈ പ്രതിഭാസം ഇന്നു് Hale's Polarity Law എന്നു് അറിയപ്പെടുന്നു.

സൌരചക്രത്തിന്റെ ദൈര്‍ഘ്യം 22 വര്‍ഷം ആണെന്നും പറയാം!

സൗരകളങ്കങ്ങളുടെ കാന്തിക പൊളാരിറ്റിയുടെ ഈ സവിശേഷത കൊണ്ടു്, കാന്തികപൊളാരിറ്റി അടിസ്ഥാനമായെടുത്താല്‍ സൗരചക്രത്തിന്റെ കാലദൈര്‍ഘ്യം 11 വര്‍ഷത്തിനു് പകരം 22 വര്‍ഷമാണു് എന്നു് പറയാവുന്നതാണു്.

സൌരകളങ്കങ്ങള്‍ എങ്ങനെയുണ്ടാകുന്നു?

സൌരകളങ്കങ്ങളെക്കുറിച്ചു് കൂടുതല്‍ വിശദീകരിക്കുന്നതിനു് മുന്‍പു് സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ വിശദീകരിക്കുന്നതിനാ‍വശ്യമായ മൂന്നു് സവിശേഷതകള്‍ പരിചയപ്പെടുത്തട്ടെ.

1. ഡിഫെറെന്‍ഷ്യല്‍ ഭ്രമണം
2. സൂര്യനില്‍ ഊര്‍ജ്ജം ഒരു മേഖലയില്‍ നിന്നു് മറ്റൊരു മേഖലയിലേക്കു് പ്രവഹിക്കുന്ന വിധം
3. സോളാര്‍ ഗ്രാനുലേഷന്‍

ഡിഫെറെന്‍ഷ്യല്‍ ഭ്രമണം

സൂര്യന്റെ ഭ്രമണം ഭൂമിയുടേതില്‍ നിന്നു് വളരെ വ്യത്യസ്തമായ വിധത്തിലാണു്. അതിനുള്ള പ്രധാന കാരണം സൂര്യന്‍ ഒരു വാതക ഗോളമാണു് എന്നുള്ളതാണു്. അതിനാല്‍ സൂര്യന്റെ ഭ്രമണം ഡിഫെറെന്‍ഷ്യന്‍ ഭ്രമണം ആണു്. അതായതു് സൂര്യന്റെ മദ്ധ്യരേഖാഭാഗം ധ്രുവങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ചു് വേഗത്തില്‍ ഭ്രമണം ചെയ്യും. ഇതിന്റെ ഫലമായി സൂര്യന്റെ മദ്ധ്യരേഖാഭാഗം ധ്രുവങ്ങളേക്കാള്‍ ദിവസങ്ങളുടെ വ്യത്യാസത്തില്‍ ഭ്രമണം പൂര്‍ത്തിയാക്കും.

സൂര്യനില്‍ ഊര്‍ജ്ജം ഒരു മേഖലയില്‍ നിന്നു് മറ്റൊരു മേഖലയിലേക്കു് പ്രവഹിക്കുന്ന വിധം

സൂര്യന്റെ ആരത്തിന്റെ അവസാനത്തെ 30 ശതമാനത്തോളം ഭാഗത്തു് ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തേക്ക് വരുന്നത് സംവഹനം വഴിയാണു്. വാതകത്തിന്റെ കായികമായ ചലനങ്ങളിലൂടെ ഊര്‍ജ്ജം പുറത്തേക്ക് എത്തുന്ന മേഖലയാണു ഇതു. അതു കൊണ്ടാണു ഇതിനു സംവഹന മേഖലയെന്നു പേരായതും.

താരമതമ്യേന താപം കുറഞ്ഞ ഈ മേഖലയില്‍ അയോണുകള്‍ക്കു ഫോട്ടോണുകളുടെ പുറത്തേക്കുള്ള പാച്ചിലിന്റെ വേഗത കുറയ്ക്കാനാകുന്നു. അതിനാല്‍ തന്നെ താപം കൂടിയ ഇടമായ സം‌വഹനമേഖലയുടെ അടിത്തട്ടില്‍ നിന്നു കായികമായ ചലനത്തോടെ സം‌വഹനമേഖലയുടെ മുകളിലെത്തുന്നു. വെള്ളം വെട്ടിത്തിളക്കുമ്പോള്‍ കാണുന്ന അതേ പ്രതിഭാസത്തെ നമുക്കു ഇതിനോടു തരതമ്യപ്പെടുത്താം. ഈ കായിമായ ചലനം മൂലം ഏതാണ്ട് ഒരാഴ്ച സമയം കൊണ്ട് സം‌വഹനമേഖലയുടെ അടിത്തട്ടില്‍ നിന്നു ഫൊട്ടോണുകള്‍ സം‌വഹനമേഖലയുടെ മുകളിലെത്തുന്നു എന്നു കണക്കുക്കൂട്ടലിലൂടെ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.

സോളാര്‍ ഗ്രാനുലേഷന്‍

തക്കതായ ഫില്‍റ്ററുകളുള്ള ടെലിസ്കോപ്പുപയോഗിച്ചു് സൂര്യന്റെ ഉപരിതലം (പ്രഭാമണ്ഡലം) പരിശോധിക്കുന്ന ഒരാള്‍ക്കു് ആദ്യം കണ്ണില്‍പ്പെടുക സൂര്യന്റെ ഉപരിതലം നമ്മള്‍ കരുതന്നതു പോലെ ക്രമമല്ല അല്ലെന്നുള്ളതാണു്. ധാന്യമണികള്‍ പരത്തിയിട്ടതു് പോലുള്ള ഒരു ക്രമീകരണം ആണു് നമ്മള്‍ക്കു് കാണുക. ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ഈ ക്രമീകരണത്തെ സോളാര്‍ ഗ്രാന്യൂള്‍സു് എന്നു് വിളിക്കുന്നു.

ഓരോ ഗ്രാന്യൂളിനു് ഏതാണ്ടു് 1000 കിലോമീറ്ററിനടുത്താണു് വ്യാസം. സംവഹനം മൂലം വാതകം പുറത്തേക്കു് തള്ളപ്പെടുന്ന പ്രക്രിയയാ‍ണു് ഗ്രാന്യൂള്‍സു് ഉണ്ടാക്കുന്നതെന്നതിനാല്‍ ഈ പ്രക്രിയ സോളാര്‍ ഗ്രാനുലേഷന്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. താഴേതട്ടില്‍ നിന്നു് വാതകം മുകളിലേക്കുയര്‍ന്നു് പ്രഭാമണ്ഡലത്തില്‍ വാതകം തണുക്കുകയും തിരിച്ചു് ഗ്രാനൂളിന്റെ അതിര്‍ത്തിയിലൂടെ തിരിച്ചു പോവുകയും ആണു് ചെയ്യുക.

ബാബ്കോക്കിന്റെമാഗ്നെറ്റിക്ക് ഡൈനാമോ

1960-ല്‍ അമേരിക്കന്‍ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ബാബ്കോക്ക് സൌരകളങ്കങ്ങളുടെ 22 വര്‍ഷ ചക്രത്തിന്റെ പല സവിശെഷതകളും വിശദീകരിക്കുന്ന ഒരു സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ടു് വച്ചു. ഇന്നു് ഈ സിദ്ധാന്തം ബാബ്കോക്കിന്റെ മാഗ്നെറ്റിക്ക് ഡൈനാമോ സിദ്ധാന്തം എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്നു. ഇതിന്റെ വിശദീകരണം.

ബാബ്കോക്കിന്റെ മാഗ്നെറ്റിക്ക് ഡൈനാമോ സിദ്ധാന്തപ്രകാരം, സൌരചക്രത്തിന്റെ പ്രധാന കാരണം സൂര്യന്റെ ഡിഫെറെന്‍ഷ്യല്‍ ഭ്രമണം ആണു്. ചിത്രം കാണുക.

സൂര്യന്റെ വടക്കേ കാന്തികധ്രുവത്തില്‍ നിന്നു് തെക്കേ കാന്തിക ധ്രുവത്തിലേക്കു് പോകുന്ന കാന്തികബല രേഖ ശ്രദ്ധിക്കുക. ഡിഫറനെഷ്യല്‍ ഭ്രമണം കാരണം ഒരു ഭ്രമണം കഴിയുമ്പോഴേക്കു് ബലരേഖയുടെ രൂപത്തിലുണ്ടാകുന്ന വ്യതിയാനം ശ്രദ്ധിക്കുക. നിരവധി ഭ്രമണങ്ങള്‍ക്കു് ശേഷം സൂര്യന്റെ കാന്തിക ബലരേഖകള്‍ കെട്ടു പിണഞ്ഞു് കിടക്കുന്ന പോലാകും. കാന്തിക ബലരേഖകളുടെ ഈ കെട്ടു പിണയല്‍ മൂലം മദ്ധ്യരേഖയോടു് ചേര്‍ന്നുള്ള പ്രദേശങ്ങളില്‍ കാന്തിക ബലരേഖകളുടെ സാന്ദ്രത കൂടി വരും. സംവഹനം മൂലം ബലരേഖകള്‍ പുറത്തേക്കു് തള്ളപ്പെടും. ഇങ്ങനെ തള്ളപ്പെടുന്ന ഇടങ്ങള്‍ സൌരകളങ്കമായി നമുക്കു് കാണപ്പെടുന്നു. സൌരകളങ്കത്തിന്റെ പ്രെസീഡിങ്ങ് മെമ്പറിന്റെ പൊളാരിറ്റി അതു് ഏതു് സൌരാര്‍ദ്ധഗോളത്തിലാണു് എന്നതും പ്രസ്തുത അര്‍ദ്ധഗൊളത്തിന്റെ ധ്രുവത്തിന്റെ പൊളാരിറ്റി എന്താണു് എന്നതും ആശ്രയിച്ചു് ഇരിക്കും. അതു കൊണ്ടു് തന്നെ മുകളിലെ ചിത്രത്തിന്റെ അവസാനശകലത്തില്‍ കാണുന്ന പോലെ, അവിടെ ദക്ഷിണാര്‍ദ്ധധ്രുവത്തിന്റെ പൊളാരിറ്റി S ആയതിനാല്‍ പ്രസ്തുത സൌരാര്‍ദ്ധഗോളത്തിലെ പ്രെസീഡിങ്ങ് മെമ്പേര്‍സിനു് എല്ലാം S പൊളാരിറ്റി ആയിരിക്കും. മറ്റേ സൌരാര്‍ദ്ധഗോളത്തില്‍ ഇതിന്റെ നേരെ വിപരീതമായിരിക്കും പ്രെസീഡിങ്ങ് മെമ്പേര്‍സിന്റെ പൊളാരിറ്റി.

സംവഹനം മൂലം പുറത്തേക്കു് തള്ളപ്പെടുന്ന ബലരേഖകള്‍ മുറിഞ്ഞു് പോവുകയല്ല. മറിച്ചു് ഒരു കളങ്കത്തിലൂടെ പുറത്തു് വന്നു് പ്രഭാമണ്ഡലത്തിലൂടെ വളഞ്ഞു് അതിന്റെ ജോടിയായ കളങ്കത്തിലൂടെ പ്രഭാമണ്ഡലത്തിനു് അകത്തേക്കു് തന്നെ പോവുകയാണു്.

ഡിഫറന്‍ഷ്യന്‍ ഭ്രമണം കാലക്രമേണ പിരിഞ്ഞു കിടക്കുന്ന കാന്തിക രേഖകളെ സ്വതന്ത്രമാക്കും. അങ്ങനെ സൌരകളങ്കങ്ങളിലെ പ്രസീഡിംങ്ങ് മെംബേര്‍സു് ക്രമേണ മദ്ധ്യരേഖയിലേക്കു് നീങ്ങും. രണ്ടു് അര്‍ദ്ധഗോളത്തിലേയും പ്രെസീഡിങ്ങ് മെമ്പേര്‍സിന്റെ പോളാരിറ്റി വിപരീതമായതിനാല്‍ അവ തമ്മില്‍ റദ്ദു് ചെയ്യപ്പെടും. പക്ഷെ ഓരോ സൌരാര്‍ദ്ധ ഗോളത്തിലും ഫോളോയിങ്ങു് മെമ്പേര്‍സിന്റെ പൊളാരിറ്റി അവിടുത്തെ കാന്തിക ധ്രുവത്തിനു് വിപരീതമായിരിക്കും എന്നു് മുന്‍പു് സൂചിപ്പിച്ചിരുന്നല്ലോ. കാന്തിക ബല രെഖകള്‍ സ്വതന്ത്രമാക്കപ്പെടുമ്പോള്‍ ഫോളൊയിംങ്ങ് മെമ്പേര്‍സു് പ്രസ്തുക അര്‍ദ്ധഗോളത്തിന്റെ ധ്രുവത്തിലേക്കു് നീങ്ങും. അവിടുത്തെ പൊളാരിറ്റി വിപരീതമായതിനാല്‍ ആദ്യം അവ തമ്മില്‍ റദ്ദു ചെയ്യപ്പെടുകയും തുടര്‍ന്നു് സൂര്യന്റെ ധ്രുവപ്രദേശത്തിന്റെ കാന്തിക ധ്രുവത്തിന്റെ പൊളാരിറ്റി നേര്‍ വിപരീതമാക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ സമയത്തു് കാന്തിക ബല രേഖകള്‍ ചിത്രത്തില്‍ ആദ്യ ഭാഗത്തില്‍ കാണുന്ന പോലെ സാധാരണ നില കൈവരിക്കും. പിന്നേയും ഡിഫറെഷ്യല്‍ ഭ്രമണം കാന്തിക ബലരേഖകളെ കെട്ടു പിണയ്ക്കാന്‍ തുടങ്ങും. അങ്ങനെ അടുത്ത സൌരചക്രത്തിനു് തുടക്കമാകും. പക്ഷെ അടുത്ത ചക്രത്തില്‍ സൂര്യന്റെ കാന്തിക പൊളാരിറ്റി തൊട്ടു മുന്‍പത്തെ ചക്രത്തിന്റേതിനു് നേര്‍ വിപരീതമായിരിക്കും. ഈ വിശദീകരണം മൂലം സൂര്യന്റെ കാന്തിക പൊളാരിറ്റിയുടെ കീഴ്മറിയല്‍ വിശദീകരിക്കാന്‍ ബാബ്കോക്കിന്റെ ഡൈനാമോ മോഡലിനു് കഴിഞ്ഞു. ഒപ്പം സൌരകളങ്കത്തിന്റെ 22 വര്‍ഷ ചക്രവും വിശദീകരിച്ചു.

നിലവില്‍ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിനു് സൌരകളങ്കത്തിന്റെ അത്യാവശ്യം സവിശെഷതകള്‍ ഒക്കെ വിശദീകരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഇനിയും ഉത്തരം കിട്ടാത്ത നിരവധി ചൊദ്യങ്ങള്‍ അവശേഷിക്കുന്നുണ്ടു്. അടുത്ത കാലത്തായി വേറെ ചില സൌരഡൈനാമോ സിദ്ധാന്തങ്ങള്‍ പുറത്തു് വന്നിട്ടുണ്ടു്. ഏറ്റവും സജീവമായ ഗവേഷണങ്ങള്‍ നടക്കുന്ന ഒരു മെഖലയാണു് ഇതു്. ഈ ഗവേഷണങ്ങള്‍ ഉത്തരം കിട്ടാത്ത കിടക്കുന്ന നിരവധി ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കു് ഉത്തരം തരുമെന്നു് നമുക്കു് പ്രത്യാശിക്കാം.

സോളാര്‍ വെറുമൊരു പേരല്ല; ഒരു വിപ്ലവമാണ്

പരമ്പരാഗത ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകള്‍ നേരിടുന്ന പ്രതിസന്ധികളേക്കുറിച്ചുള്ള ചര്‍ച്ചകള്‍ക്ക് നീണ്ട പാരമ്പര്യമുണ്ട്. കടല്‍ത്തിര മുതല്‍ കാറ്റും മഴയുമൊക്കെ വൈദ്യുതി നിര്‍മ്മാണത്തിന് ഉപയോഗിക്കാമെന്ന വാര്‍ത്തകള്‍ പലതവണ പ്രാധാന്യം നേടുകയും ചെയ്തു. എന്നാല്‍ ബദല്‍ ഊര്‍ജ്ജോത്പാദന രംഗത്ത് അവയൊന്നും സോളാര്‍ വൈദ്യുതിയോളം പ്രചാരം നേടിയില്ല. 

കാരണങ്ങള്‍ പലതാണ്. തുടക്കത്തില്‍ സാധാരണക്കാരന് ചിന്തിക്കാന്‍ പോലും പറ്റാത്തത്ര ചിലവേറിയ സോളാര്‍ വൈദ്യുതിക്ക് അനുദിനം വില കുറഞ്ഞു വരുന്നു. അതിലും വേഗത്തില്‍ പെട്രോളിയം തൊട്ട് കല്‍ക്കരി വരെയുള്ള ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളുടെ വില കൂടുകയും ചെയ്തു. അന്തരീക്ഷ മലിനീകരണം വേറെ. ആണവോര്‍ജ്ജത്തെ ഭാവിയുടെ ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സായി കണ്ട് ആണവ നിലയങ്ങള്‍ക്കു പിന്നാലെ പോയെങ്കിലും ഫുക്കുഷിമ അപകടത്തോടെ ലോകരാജ്യങ്ങള്‍ കളം മാറിച്ചവിട്ടി. (എന്നാലും ഇന്ത്യ കൂടംകുളം പദ്ധതി വിട്ടില്ല!). സസ്യഎണ്ണ, മൃഗക്കൊഴുപ്പ് തുടങ്ങിയവയെ ഇന്ധനമാക്കുന്ന വിദ്യ നിലവിലുണ്ടെങ്കിലും വേണ്ടത്ര പ്രചാരം നേടിയില്ല. എഥനോളും ഹൈഡ്രജനും പരീക്ഷിച്ചു വിജയിച്ചെങ്കിലും ചിലവ് കൂടും. 

ഈ സാഹചര്യത്തിലാണ് ചെടികളും ചില ബാക്ടീരിയകളും സൂര്യപ്രകാശത്തെ ഊര്‍ജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന ജൈവ പ്രക്രിയയുടെ ചുവടുപിടിച്ച് സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ നിന്നും വൈദ്യുതി നിര്‍മ്മിക്കുന്ന പദ്ധതികള്‍ക്ക് പ്രാധാന്യമേറിയത്. ഒരു തരത്തില്‍ പ്രകൃതിയിലേക്കുള്ള തിരിച്ചുപോക്കു കൂടിയാണത്.

വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു മുമ്പ് 'വെളിച്ചം കണ്ട്' പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന സോളാര്‍ വാച്ചുകള്‍ക്കപ്പുറം സാധരണക്കാര്‍ അധികമാരും സോളാര്‍ വൈദ്യുതിയേക്കുറിച്ച് ചിന്തിച്ചിരുന്നില്ല. പിന്നീട് വീടുകളുടെ മുകളില്‍ ചെറിയ സോളാര്‍ പാനലുകളും, വെയില്‍ കൊണ്ട് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ട്രാഫിക് സിഗ്നലുകളുമൊക്കെ നമ്മുടെ നാട്ടിലും സാധാരണമായി. ഇന്ന് ബുദ്ധിപൂര്‍വം വീട് നിര്‍മിക്കുന്നവര്‍ സൗരോര്‍ജത്തിനുള്ള പഴുതുകള്‍ കൂടി ഇട്ടാണ് വീടുകള്‍ ഡിസൈന്‍ ചെയ്യുന്നത് തന്നെ.കഴിഞ്ഞ മൂന്നു വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ സൗരവൈദ്യുതിയുടെ ചിലവ് വന്‍ തോതില്‍ കുറഞ്ഞു. ഉല്‍പ്പന്നങ്ങളിലുമുണ്ടായി വൈവിധ്യം.

2011 ല്‍ കേന്ദ്രസര്‍ക്കാര്‍ 500 മെഗാവാട്ട് സൗരവദ്യുതി പദ്ധതിക്കുവേണ്ടി ടെണ്ടര്‍ ക്ഷണിച്ചപ്പോള്‍ യൂണിറ്റിന് ഏതാണ്ട് 12.15 രൂപയാണ് കമ്പനികള്‍ വിലയിട്ടത്. അന്ന് കല്‍ക്കരി വൈദ്യുതി മൂന്നു രൂപയില്‍ താഴെ കിട്ടുന്ന കാലമായിരുന്നു. രണ്ടു വര്‍ഷത്തിനു ശേഷം 2013 യില്‍ സൗരവൈദ്യുതിയുടെ വില ഏതാണ്ട് പകുതിയോളം കുറഞ്ഞ് യൂണിറ്റിന് ഏഴുരൂപയായി. കല്‍ക്കരിയില്‍ നിന്നുത്പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതിക്ക് വില അഞ്ചുരൂപയായി കൂടി. ഇവക്കിടയിലുള്ള വ്യത്യാസം രണ്ടു വര്‍ഷം കൊണ്ട് ഏതാണ്ട് ഒമ്പതു രൂപയില്‍ നിന്ന് രണ്ടു രൂപയായി!.പാരമ്പര്യ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകള്‍ക്ക് ചിലവേറുന്നതും സൗരോര്‍ജ്ജത്തിന് വില കുറയുന്നതുമാണ് നമ്മള്‍ കാണുന്നത്.

കല്‍ക്കരിക്ക് വിലകൂടാന്‍ കാരണം ആവശ്യത്തിനനുസരിച്ച് കല്‍ക്കരി കിട്ടാനില്ലാത്തതു തന്നെ. കല്‍ക്കരിയും പെട്രോളിയം ഉള്‍പ്പന്നങ്ങളും ഇറക്കുമതി ചെയ്യേണ്ടിവരുമ്പോള്‍ ചിലവ് സ്വാഭാവികമായും കൂടും. ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഉപഭോഗത്തിന്റെ ഉന്നതാവസ്ഥയിലാണിപ്പോള്‍. 

മണ്ണിനടിയിലെ ഇന്ധനത്തിന്റെ അളവും ആഗോള ഉപയോഗവും മുന്‍നിര്‍ത്തി അമേരിക്കന്‍ ഭൗമശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ കിങ് ഹബ്ബേര്‍ട്ട് ആവിഷ്‌കരിച്ച തിയറി വെച്ചു നോക്കുകയാണെങ്കില്‍ ( Hubbert Peak Theory) 2050 ല്‍ താഴെയെത്തുന്ന ഫോസില്‍ ഇന്ധന ഉദ്പാദനം 2075 ഓടെ ശുഷ്‌കമാകും. കമിഴ്ത്തിവെച്ച ബെല്ലിന്റെ ആകൃതിയിലായിരിക്കും ഫോസില്‍ ഇന്ധന ഉദ്പാദനത്തിന്റെ ഗ്രാഫ് എന്നാണ് തിയറി. തുടക്കത്തില്‍ ഉപയോഗം കുറവും സാങ്കേതികതയുടേയും മറ്റും വികസനത്തിന്റെ അഭാവം കൊണ്ടും ഉദ്പാദനം കുറവായിരുന്നു. പിന്നീട് ഉപയോഗം ഏറ്റവും ഉയര്‍ന്ന അവസ്ഥയിലെത്തി പിന്നീട് ലഭ്യതയുടെ കുറവുമൂലം ഉദ്പാദനം കുറയുന്നു എന്നാണ് ഹബ്ബേര്‍ട് തിയറിയുടെ രത്‌നച്ചുരുക്കം. 

സൗരവൈദ്യുതിയുടെ സ്ഥിതി അതല്ല. സൂര്യ കിരണങ്ങളെ വൈദ്യുതിയാക്കുന്ന സോളാര്‍ ഫോട്ടോവോള്‍ടെയ്ക് സെല്ലുകളുടെ (solar photovoltaic) വില കുറഞ്ഞുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. സൂര്യകിരണങ്ങള്‍ക്ക് ആരും കണക്കുപറയില്ല. ആഗോളവിപണിയില്‍ ചാഞ്ചാടുന്ന വിലയില്ല. ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങള്‍ പോലെ അത് തീര്‍ന്നു പോകില്ല. ഇറക്കുമതി തീരുവ കൊടുക്കേണ്ട. നയാപൈസപോലും കൊടുക്കേണ്ട... അടുത്ത നാലുവര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ സൗരവൈദ്യുതി പരമ്പരാഗത വൈദ്യുതിയുടെ വിലക്ക് സമാനമാകുമെന്നാണ് കണക്കുകൂട്ടല്‍. കാര്യങ്ങള്‍ ഇങ്ങനെയൊക്കെയായിട്ടും എത്രപേര്‍ സൗരോര്‍ജ്ജത്തിനു പിന്നാലെ പോകുന്നു?

വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തില്‍ സൗരവൈദ്യുതി യൂണിറ്റിന് ഏഴുരൂപക്ക് കിട്ടുന്ന ഇപ്പോള്‍ തന്നെ ഇന്ത്യിലെ മെട്രോ നഗരങ്ങളിലെ ഷോപ്പിങ് മാളുകളും മള്‍ട്ടിപ്ലക്‌സുകളും ഫാക്ടറികളും പോലുള്ള വന്‍കിട വ്യാപാര സമുച്ചയങ്ങള്‍ക്ക് ലാഭം സൗര വൈദ്യുതി തന്നെയാണെന്ന് കണക്കുകള്‍ പറയുന്നു. കാരണം സാധാരണ വൈദ്യുതിക്ക് അവരുടെ താരിഫ് പ്രകാരം ഒമ്പതു രൂപയോളം നല്‍കേണ്ടിവരുന്നുണ്ട്. സൗരവൈദ്യുതിയാകുമ്പോള്‍ യൂണിറ്റിന് രണ്ടുരൂപയോളം ലാഭം. ഉപയോഗിക്കുന്ന യൂണിറ്റുവെച്ച് കണക്കാക്കുമ്പോള്‍ വന്‍ ലാഭം തന്നെ. 

കേന്ദ്രസര്‍ക്കാരിന്റെ വിവിധ പദ്ധതികള്‍ക്കു പുറമേ ഗുജറാത്തും തമിഴ്‌നാടും ആന്ധ്രാപ്രദേശുമാണ് സൗരോര്‍ജ്ജത്തെ ഗൗരവമായെടുത്ത് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന സംസ്ഥാനങ്ങള്‍. അതില്‍ ഇന്ത്യയിലെ സൗരവൈദ്യുത നിലയങ്ങളുടെ പകുതിയും ഗുജറാത്തിലാണ്. കേന്ദ്രസര്‍ക്കാരിന്റെ ജവഹര്‍ലാല്‍ നെഹറു നാഷണല്‍ സോളാര്‍ മിഷന്റെ ചുവടുപിടിച്ചാണ് ഈ സംസ്ഥാനങ്ങളൊക്കെ സൗരവൈദ്യുത പദ്ധതികളാരംഭിച്ചത്. 

എന്നാല്‍ മറ്റു സംസ്ഥാനങ്ങളില്‍ ഇപ്പോഴും പഴയ നയം തന്നെ തുടരുകയാണ്. സര്‍ക്കാര്‍ സബ്‌സിഡികളുടെ വന്‍ നിരതന്നെ സൗരവൈദ്യുതി ഉല്‍പ്പന്നങ്ങള്‍ക്കും പദ്ധതികള്‍ക്കുമുണ്ടായിട്ടും പ്രചാരണം ഇപ്പോഴും കുറവാണ്. തട്ടിപ്പുകള്‍ പെരുകുന്നതും അവ വന്‍ രാഷ്ട്രീയ വിവാദമായി തീരുന്നതും അതുകൊണ്ടാണ്.

വലിയ പദ്ധതികള്‍ക്കു മാത്രമല്ല വീടുകളിലും വാണിജ്യ സമുച്ചയങ്ങളിലുമുപയോഗിക്കുന്ന ചെറിയ സൗരോര്‍ജ്ജ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്കും രാജ്യത്തിന്റെ ഊര്‍ജ്ജ പ്രതിസന്ധി പരിഹരിക്കുന്നതില്‍ വലിയ സ്ഥാനമുണ്ട്. അഞ്ചു പേരുള്ള ഒരു കുടുംബം സോളാര്‍ വാട്ടര്‍ ഹീറ്ററുകള്‍ സ്ഥിരമായി ഉപയോഗിച്ചാല്‍ ദിവസം അഞ്ചുയൂണിറ്റ് വൈദ്യുതി ലാഭിക്കാം. നിലവിലെ വിലയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോള്‍ മൂന്നര നാലു വര്‍ഷത്തിനകം മുടക്കു മുതല്‍ ലാഭമാകുമെന്നാണ് കണക്ക്. ഫാക്ടറികളിലാണെങ്കില്‍ രണ്ടു വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ മുടക്കുമുതല്‍ ലാഭമാകും. 

രാജ്യത്ത് സൗരവൈദ്യുതിക്ക് ഇത്രയൊക്കെ സാധ്യതകളുണ്ടായിട്ടും 2012-13 സാമ്പത്തിക വര്‍ഷത്തില്‍ ആകെ വൈദ്യുത ഉത്പാദനത്തില്‍ വെറും 6.4 ശതമാനമാണ് സൗരവൈദ്യുതിയുടെ സംഭാവന. 2010-11 വര്‍ഷത്തില്‍ 4.7 ശതമാനവും അടുത്ത വര്‍ഷം 5.5 ശതമാനവുമായിരുന്നു. നേരിയ വര്‍ദ്ധന മാത്രം. നിലവിലുള്ള സഹചര്യത്തില്‍ സൊളാര്‍ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകളെ ഇനിയും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കേണ്ടിയിരിക്കുന്നുവെന്നു സാരം. 

ചെറുതായെങ്കിലും അത്തരം പ്രോത്സാഹനങ്ങള്‍ രാജ്യത്തിന്റെ പല കോണിലുമുണ്ടാകുന്നു എന്നത് കാണാതിരിക്കാന്‍ കഴിയില്ല. രാജ്യത്ത് ആദ്യമായി സൗരോര്‍ജ്ജ എയര്‍കണ്ടീഷന്‍ കോച്ചുകള്‍ സ്ഥാപിക്കുമെന്ന് ഇന്ത്യന്‍ റെയില്‍ വേ പ്രഖ്യാപിച്ചത് കഴിഞ്ഞ ജൂണിലാണ്. ആഗസ്തിലാണ് രാജ്യത്തെ ഏറ്റവും വലിയ സോളാര്‍ വൈദ്യുത പ്ലാന്റ് രാജസ്ഥാനിലെ ജോഥ്പുരില്‍ കമ്മീഷന്‍ ചെയ്തത്. ഇന്ത്യയിലെ ആദ്യത്തെ ഫ്ലോട്ടിങ് സോളാര്‍ പവര്‍ പ്ലാന്റ് കൊല്‍ക്കത്തയിലെ വിക്ടോറിയ മെമ്മോറിയലില്‍ സ്ഥാപിക്കാന്‍ പോകുന്നു. 

നമ്മള്‍ ഇവയെല്ലാം ചെയ്യാന്‍ പോകുമ്പോള്‍ ബെല്‍ജിയത്തിലെ തുറമുഖ നഗരമായ ആന്റ്‌വെര്‍പില്‍ രണ്ടുവര്‍ഷം മുമ്പേ പാരിസ് - ആംസ്റ്റര്‍ഡാം അതിവേഗ റെയില്‍ പാതയില്‍ സോളാര്‍ വൈദ്യുതിയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന റെയില്‍വേ ടണല്‍ പ്രവര്‍ത്തിച്ചു തുടങ്ങി. ഫ്രാന്‍സും ഓസ്‌ട്രേലിയയും സ്വിറ്റസര്‍ലാന്‍ഡുമൊക്കെ ഫ്ലോട്ടിങ് സോളാര്‍ പദ്ധതികളുമായി ബഹുദൂരം മുന്നിലെത്തി. 

കെനിയയിലെ പാവപ്പെട്ടവര്‍ക്ക് സോളാര്‍വൈദ്യുതി എത്തിക്കാന്‍ എയ്റ്റ് 19 എന്ന് ബ്രിട്ടിഷ് കമ്പനി ആവിഷ്‌കരിച്ച വിദ്യ പുതിയതും അതിനൊപ്പം രസകരവുമാണ്. പത്തു ഡോളര്‍ ഡെപ്പോസിറ്റ് നല്‍കിയാല്‍ രണ്ടര വാട്ടിന്റെ സോളാര്‍ സെല്‍ കമ്പനി നല്‍കും. രണ്ടു മുറികളില്‍ വെളിച്ചം പകരാനും ഏഴു മണിക്കൂര്‍ മൊബൈല്‍ ചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യാനുമുള്ള വൈദ്യുതി ഈ ബാറ്ററി നല്‍കും. പിന്നീട് കമ്പനിയുടെ സ്‌ക്രാച്ച് കാര്‍ഡ് വാങ്ങി അതിലെ റഫറന്‍സ് നമ്പറും അവര്‍ക്ക് നല്‍കിയ കോഡും ഉപയോഗിച്ച് കമ്പനിക്ക് എസ് എം എസ് ചെയ്യണം. സോളാര്‍ സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള വാടകയാണിത്. കമ്പനിയുടെ സെര്‍വര്‍ അത് കൃത്യമായി കണക്കാക്കിക്കൊള്ളും. ഇങ്ങനെ 80 ഡോളറിന്റെ കാര്‍ഡ് വാങ്ങി ഉപയോഗിച്ചാല്‍ അവര്‍ക്ക് സോളാര്‍ സംവിധാനം സ്വന്തമായെടുക്കാം. പിന്നീട് ചിലവില്ലാതെ ഉപയോഗിക്കാം. 

നാനോടെക്‌നോളജി സോളാര്‍ ഊര്‍ജ്ജ മേഖലയിലും വന്‍ വിപ്ലവമുണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്. നാനോസോളാര്‍ എന്ന ഓമനപ്പേരിലറിയപ്പെടുന്ന ഈ പുതിയ ശാഖയുടെ വിപണി വളരെ വലുതായിക്കഴിഞ്ഞു. തിന്‍ ഫിലിം സോളാര്‍ സെല്ലുകള്‍, ഓര്‍ഗ്ഗാനിക് സോളാര്‍ സെല്ലുകള്‍, ഡൈ സെന്‍സിറ്റീവ് സോളാര്‍ സെല്ലുകള്‍, ക്വാണ്ടം ഡോട്ട് സോളാര്‍ സെല്ലുകള്‍ തുടങ്ങി ചെറുതും ഫലപ്രദവുമായ പുത്തന്‍ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ശ്രേണി തന്നെയുണ്ടിന്ന്. യാത്രക്കിടെയും വെയില്‍ കായുമ്പോഴും ഉപയോഗിക്കാന്ന സോളാര്‍ വസ്ത്രങ്ങള്‍ മുതലിങ്ങോട്ട് കൗതുകകരമായ ഒട്ടേറെ ഉല്‍പ്പന്നങ്ങളും. സോളാര്‍ വെറുമൊരു സാങ്കേതിക വിദ്യമാത്രമല്ല ഒരു വിപ്ലവം കൂടിയാണ്

ഊര്‍ജ്ജ ക്ഷാമം പരിഹരിക്കാന്‍....

വൈദ്യുതി ഉല്പാദനത്തിനും മറ്റ് ഇന്ധനങ്ങളുടെ ലഭ്യതയ്ക്കും വലിയ പ്രതിസന്ധി നേരിടുന്ന സമയമാണിത്. പുനരുപയോഗം സാധ്യമാകാത്ത ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളാണ് ഇന്നും നാം ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നത്. ലോകത്ത് ഇന്നുപയോഗിക്കുന്ന ആകെ ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ പെട്രോള്‍/ഡീസല്‍ എന്നിവയുടെ പങ്ക് 40% ആണ്, 23% കല്‍ക്കരിയില്‍ നിന്നും, 22% പ്രകൃതിവാതകത്തില്‍ നിന്നുമാണ്. ശേഷിക്കുന്ന 15% മാത്രമാണ് പുനരുപയോഗ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകളില്‍ നിന്നുളള ഊര്‍ജ്ജ ഉല്പാദനം. 

ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളായ പെട്രോള്‍, ഡീസല്‍, കല്‍ക്കരി, പ്രകൃതിവാതകം എന്നിവയുടെ ലഭ്യത, ഇവയുടെ ഉപയോഗത്തിന് ആനുപാതികമായി കുറഞ്ഞുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഒപ്പം വലിയ തോതില്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈ ഓകസൈഡ് പുറത്തുവിടുകയും അന്തരീക്ഷ മലിനീകരണത്തിനു കാരണമാകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇവയുടെ ജ്വലനത്തിലൂടെ പുറത്തുവരുന്ന കാര്‍ബണ്‍ വാതകങ്ങള്‍ അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവ് ക്രമാതീതമയി ഉയര്‍ത്തുകയും, ഇതുമൂലം മഞ്ഞുരുകിയൊലിച്ച് സമുദ്രനിരപ്പ് ഉയരുമെന്നും പഠനങ്ങള്‍ തെളിയിച്ചതാണ്.

കഴിഞ്ഞ 5 വര്‍ഷങ്ങളായി അമേരിക്ക, സ്പെയിന്‍, ഇറ്റലി, ജര്‍മ്മനി, നെതര്‍ലന്‍ഡ്, ചൈന, തുടങ്ങിയ രാജ്യങ്ങള്‍ മറ്റ് ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകള്‍ കണ്ടെത്താന്‍ ശ്രമിക്കുന്നുണ്ട്. എന്നാല്‍ പുതുതായി വന്നവയില്‍ പലതും ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളെക്കാള്‍ ചിലവേറിയതായിരുന്നു. എന്നാല്‍ ഇന്നു പല രാജ്യങ്ങളും ചിലവ് കുറഞ്ഞതും പ്രകൃതിദത്തവുമായ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകള്‍ കണ്ടെത്തുകയും, വിജയകരമായി ഉപയോഗിക്കാന്‍ തുടങ്ങുകയും ചെയ്തിരിക്കുന്നു. 

മുമ്പ് വലിയ വിജയമാക്കാന്‍ കഴിയാതിരുന്ന പല പദ്ധതികള്‍ പോലും ഇപ്പോള്‍ ചില മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്തി ഉപയോഗിച്ചു തുടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇന്ധന ദൌര്‍ലഭ്യതയും വിലക്കയറ്റവും വൈദ്യുതി ക്ഷാമവും നേരിടുന്ന ഈ കാലഘട്ടത്തില്‍, വിദേശ രാജ്യങ്ങളില്‍ വിജയകരമായി നടപ്പാക്കിയ ഇത്തരം പദ്ധതികള്‍ ഇവിടെയും പ്രാവര്‍ത്തികമാക്കാന്‍ ശ്രമിക്കേണ്ടതാണ്. ഇത്തരത്തില്‍ ചില മാതൃകകള്‍ പരിചയപ്പെടാം.

കാറ്റില്‍ നിന്നും ചിലവുകുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി

നമ്മുടെ രാജ്യത്ത് നിലവിലുളള കാറ്റാടി യന്ത്രങ്ങള്‍ വളരെ ചിലവേറിയതായിരുന്നു. വലിയ തുക മുടക്കി യന്ത്രങ്ങള്‍ സ്ഥാപിച്ചാലും, കാറ്റു കുറവുളളപ്പോള്‍ അവ പ്രവര്‍ത്തിക്കാതെ കിടക്കുന്നതാണ് കാണാന്‍ സാധിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ ഇപ്പോള്‍ കാറ്റില്‍നിന്നും ചിലവ് കുറഞ്ഞ രീതിയില്‍ വൈദ്യുതി ഉല്പാദിപ്പിക്കാനുളള മാര്‍ഗ്ഗം കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നു.
ഹീലിയം ഉപയോഗിച്ച് അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഉയര്‍ത്തിക്കെട്ടിയ ചെറിയ ടര്‍ബൈനുകള്‍ കറക്കി, കാറ്റില്‍ നിന്ന് വൈദ്യുതിയുണ്ടാക്കാന്‍ തുടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. വലിപ്പക്കുറവും ഭാരക്കുറവും മൂലം തീരെചെറിയ കാറ്റില്‍പോലും വൈദ്യതോല്പാദനം നടക്കുന്നതിനാല്‍ പഴയ കാറ്റാടി യന്ത്രങ്ങളെക്കാള്‍ വളരെ പ്രയോജനപ്രദമാണ് ഇത്.

ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് വിന്റ് ടര്‍ബൈന്‍

ബഹ്റൈന്‍ വേള്‍ഡ് ട്രേഡ് സെന്ററില്‍ അടുത്തുളള രണ്ടു വലിയ കെട്ടിടങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍, ടര്‍ബൈനുകള്‍ സ്ഥാപിച്ച് കാറ്റില്‍നിന്ന് വൈദ്യുതി ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ട്. ഈ രണ്ടു കെട്ടിടങ്ങളിലെയും ആകെ ഊര്‍ജ്ജ ആവശ്യങ്ങളുടെ 15% ഇതില്‍നിന്നു ലഭിക്കുന്നു. 300 വീടുകള്‍ക്ക് ഒരു വര്‍ഷം പ്രകാശം പകരാനുളള ഊര്‍ജ്ജത്തിനു തുല്ല്യമാണ് ഇത്.

സോഡിയം-പൊട്ടാസ്യം നൈട്രേറ്റ് മിശ്രിതം ഉപയോഗിക്കുന്ന സോളാര്‍ പവര്‍ പ്ളാന്റ്
സാധാരണ സോളാര്‍ പവര്‍ പ്ളാന്റുകളില്‍ സൌരോര്‍ജ്ജം ലഭ്യമല്ലാത്ത ദിവസങ്ങളിലും, രാത്രിയിലും ഊര്‍ജ്ജോല്പാദനം സാധ്യമല്ല. ഇതാണ് ഇത്തരം പ്ളാന്റുകളുടെ പോരായ്മയും. അതുപോലെ ഇവയില്‍ ഓയിലുകളാണ് താപനില കൈമാറ്റം ചെയ്യാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ ഉരുകിയ അവസ്ഥയിലുളള സോഡിയം-പൊട്ടാസ്യം നൈട്രേറ്റ് മിശ്രിതം വളരെ ഉയര്‍ന്ന താപനില കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതിന് പ്രാപ്തമാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഇറ്റലിയിലെ സോളാര്‍ പവര്‍ പ്ളാന്റില്‍ 30,000 സ്ക്വയര്‍ മീറ്റര്‍ ഉളള കണ്ണാടികള്‍ ഉപയോഗിച്ച് പ്രകാശ രശ്മികളെ, ഈ ഉരുകിയ മിശ്രിതം നിറച്ച പൈപ്പിലേക്ക് പതിപ്പിച്ച്, താപോര്‍ജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയത് വൈദ്യുതി ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഇത്തരത്തിലുളള പ്ളാന്റുകള്‍ 550 ഡിഗ്രീ സെല്‍ഷ്യസ് വരെയുളള ഉയര്‍ന്ന താപനിലയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കും. ഉയര്‍ന്ന താപസംഭരണ ശേഷിയുളള മിശ്രിതം ആയതിനാല്‍, സംഭരിച്ച താപമുപയോഗിച്ച് രാത്രിയിലും, സൌരോര്‍ജ്ജം ലഭ്യമല്ലാത്ത ദിവസങ്ങളിലും വൈദ്യുതോല്പാദനം സാധ്യമാകുന്നു എന്നതാണ് ഇതിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രത്യേകത.

തിരമാലയില്‍ നിന്ന് വൈദ്യുതി

പോര്‍ച്ചുഗലില്‍ തിരമാലയില്‍ന്ന് വൈദ്യതോല്പാദനം നടത്തുന്നുണ്ട്. കടലില്‍ പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്ന പ്രത്യേകതരം ഫ്ളോട്ടിങ് ട്യൂബുകള്‍ വഴി തിരകളുടെ ഉയര്‍ന്നും താഴ്ന്നുമുളള ചലനങ്ങളില്‍ നിന്ന് ഊര്‍ജ്ജം ശേഖരിച്ച്, വേവ് പവര്‍ സ്റേഷനുകള്‍ വഴി വിതരണത്തിനു നല്‍കുന്നു. 1000 വീടുകള്‍ക്കുളള ഊര്‍ജ്ജം വരെ ഒരു പവര്‍ സ്റേഷനില്‍നിന്ന് ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു.

ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ ബയോമാസ്സ് പവര്‍ പ്ളാന്റ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത് നെതര്‍ലന്‍ഡിലാണ്. ഒരു വര്‍ഷം 440,000 ടണ്‍ ചിക്കന്‍വേസ്റില്‍ നിന്ന് 90,000 വീടുകള്‍ക്ക് വൈദ്യുതി നല്‍കാന്‍ ഈ പ്ളാന്റിനു കഴിയുന്നു. 270 മില്ല്യണ്‍ കിലോ വാട്ട്സ് ആണ് വാര്‍ഷിക ഉല്പാദനശേഷി. ഊര്‍ജ്ജ ഉല്പാദനത്തിനൊപ്പം, വലിയ അളവിലുളള ചിക്കന്‍വേസ്റിന്റെ സംസ്കരണത്തിനും ഇത് സഹായകമാകുന്നു. ബയോഗ്യാസ് പ്ളാന്റും ഇതേരീതിയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നുണ്ട്. അമേരിക്കന്‍ രാജ്യമായ മിസ്സോറിയില്‍ ടര്‍ക്കിവേസ്റില്‍ നിന്ന് ബയോഡീസല്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ട്. മാലിന്യ സംസ്കരണം വലിയൊരു പ്രശ്നമായിരിക്കുന്ന കേരളത്തില്‍, ഇതെല്ലാം വളരെ ഫലപ്രദമായി നടപ്പാക്കാവുന്നതാണ്.

ഭൂതാപ ഊര്‍ജ്ജം

ഭൂമിയ്ക്കുളളിലെ ചൂട് ഊര്‍ജ്ജോല്പാദനത്തിനായി ചോര്‍ത്തിയെടുക്കുന്ന രീതിയും നിലവിലുണ്ട്. ഭൂമിയുടെ പുറത്തേക്കു വരുന്ന നീരാവിയും ഉഷ്ണജല പ്രവാഹവും ഊര്‍ജ്ജ ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കു വേണ്ടി പ്രയോജനപ്പെടുത്താം. ചില പ്രദേശങ്ങളില്‍ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തില്‍ നിന്ന് അധികം താഴ്ച്ചയിലല്ലാതെ, ചുട്ടുപഴുത്ത പാറക്കെട്ടുകളും മറ്റും കണ്ടെത്താനാകും. ഇങ്ങനെയുളള പ്രദേശങ്ങളില്‍ ഭൂമി തുരന്ന് പൈപ്പുകളിറക്കി, അതിലൂടെ ഉന്നത മര്‍ദ്ദത്തില്‍ ജലം പ്രവേശിപ്പിച്ച് നീരാവിയുണ്ടാക്കി വൈദ്യുതി ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്.

മദ്യ നിര്‍മ്മാണ ശാലയില്‍ നിന്നു വൈദ്യുതി

സ്കോട്ലന്‍ഡിലെ മദ്യ നിര്‍മ്മാണ ശാലയില്‍, മദ്യത്തിന്റെ ഉപോല്പ്പന്നങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് 7.2 മെഗാ വാട്ട് വൈദ്യുതി ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നു. പ്രതിവര്‍ഷം 46,000 ടണ്‍ കാര്‍ബണ്‍ പുറത്തുവിടുന്നത് തടയാനും, 16,000 വീടുകള്‍ക്ക് വൈദ്യുതി നല്‍കുവാനും ഇതിലൂടെ സാധിക്കും.
സ്റ്റീല്‍ റിഫ്ളക്ടറുകള്‍

600 സ്റ്റീല്‍ റിഫ്ളക്ടറുകള്‍ ഘടിപ്പിച്ച വലിയ കോണ്‍ക്രീറ്റ് ടവറില്‍ നിന്ന് സൌരോര്‍ജ്ജം പ്രയോജനപ്പെടുത്തി, സ്പെയ്നില്‍ വൈദ്യുതോല്പാദനം നടക്കുന്നു. ഈ ഒരു ടവറിലെ റിഫ്ളക്ടറുകളില്‍ നിന്നു മാത്രം ലഭിക്കുന്ന സൌരോര്‍ജ്ജം നീരാവിയാക്കി, ടര്‍ബൈനുകള്‍ കറക്കുകവഴി 6,000 വീടുകള്‍ക്ക് വൈദ്യുതി ലഭ്യമാകുന്നു. മറ്റു പല രാജ്യങ്ങളിലും, വലിയ കെട്ടിടങ്ങളുടെ പുറംഭിത്തിയില്‍ ഇത്തരത്തില്‍ പാനലുകള്‍ ഘടിപ്പിച്ച് വൈദ്യുതോല്പാദനം നടത്തുന്നുണ്ട്.
സംയോജിത പവര്‍ പ്ളാന്റുകള്‍
മൊത്തം ഊര്‍ജ്ജോല്പാദനത്തിന്റെ ഏറിയ പങ്കും പുനരുപയോഗ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകളില്‍ നിന്ന് ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന ജര്‍മ്മനിയില്‍, രാജ്യത്തുളള 36 വാതോര്‍ജ്ജ, സൌരോര്‍ജ്ജ, ബയോമാസ്സ്, ജലവൈദ്യുതി പ്ളാന്റുകള്‍ സംയോജിപ്പിച്ച് പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു സെന്‍ട്രല്‍ കണ്‍ട്രോള്‍ യൂണിറ്റുവഴി നിയന്ത്രിച്ചിരിക്കുന്നതിനാല്‍, ഏതെങ്കിലുമൊരു പ്ളാന്റിലെ ഉല്പാദനം നടക്കാത്ത അവസ്ഥയില്‍, യൂണിറ്റിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന മറ്റൊരു പ്ളാന്റിലെ ഉല്പാദനം ഉയര്‍ത്തിക്കെണ്ട് ഈ കുറവ് പരിഹരിക്കാനാകും.

ഇവിടെ പരിചയപ്പെട്ട പല പദ്ധതികളും നമ്മുടെ രാജ്യത്തും വിജയകരമായി നടത്താന്‍ സാധിക്കുന്നവയാണ്. കാനഡ, സ്വീഡന്‍, ഡെന്‍മാര്‍ക്ക്, ജപ്പാന്‍, യു.കെ, ജെര്‍മനി, സ്പെയ്ന്‍, ഇറ്റലി തുടങ്ങിയ രാജ്യങ്ങളെ മാതൃകയാക്കി, നമ്മുടെ രാജ്യത്തും പുനരുപയോഗ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകള്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തണം. വ്യാവസായിക അടിസ്ഥാനത്തില്‍ ഇത്തരത്തിലുളള പ്രകൃതിദത്ത സ്രോതസ്സുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍ തുടങ്ങിയില്ലെങ്കില്‍ നമ്മുടെ രാജ്യം ഇതിലും വലിയ പ്രതിസന്ധികളെ നേരിടേണ്ടി വരു

ബാഹ്യാകാശ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകള്‍ തേടി

ഭൂഗ്രഹത്തിലെ ജൈവ ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സുകളായ എണ്ണയും, കല്ക്കരിയും, പ്രകൃതിവാതകവും മറ്റും തീരുന്നതനുസ്സരിച്ച്, ഇവയുടെ ലഭ്യതയ്ക്കായുളള അന്വേഷണങ്ങള്‍ നമ്മുടെ സൗരയൂഥത്തിലെ മറ്റിടങ്ങളിലേക്ക് വ്യാപിപ്പിക്കുന്ന പരിശ്രമത്തിലാണ് നമ്മുടെ ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍. ഈ ശ്രമത്തിന്റെ ഉപോദ്ബലകമായി, ഏതാനും മാസങ്ങള്‍ക്കു മുന്‍പ് മനുശ്യനിര്‍മ്മിതമായ ഒരു റോബോട്ടിക് ലാന്‍ഡറിന്റെ - ഒരു ഇീാല േന്റെ ഉപരിതലത്തിലേക്കുളള ഇറക്കം സാദ്ധ്യമായത് ബാഹ്യാകാശനേട്ടങ്ങളില്‍ വളരെ പ്രാധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ യു. എസ്. സ്‌പേയ്‌സ് ഏജന്‍സിയുടെ പഛനവിധേയമായ ഒരു ആശയോദ്ദേശം (ഇീിരലു േങശശൈീി) ഇതിനും ഉപരിയായുളളതാണ്.

ഇവിടെ ഗവേഷണവിധേയമാകുന്നത് ശനി (ടമൗേൃി) ഗ്രഹത്തിന്റെ ടൈറ്റന്‍ എന്ന ഉപഗ്രഹമാണ്. ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ ടൈറ്റന്‍ എന്ന ശനിയുടെ ചന്ദ്രനിലെ എണ്ണ നിറഞ്ഞ കടലുകളിലേക്ക് ഒരു റോബോര്‍ട്ട് അന്തര്‍വാഹിനി ( ഞീയീ േടൗഹീാമൃശില) അയയ്ക്കുന്നതിനേപ്പറ്റി ചിന്തിക്കുന്നു. ടൈറ്റാന്റെ കടലുകള്‍ വെളളം നിറഞ്ഞതല്ല, പകരം മീഥേന്‍ (ങലവേമില ഇഒ4), ഈഥേന്‍- ഇ2ഒ6) എന്നീ ഹൈഡ്രോകാര്‍ബണുകള്‍ 180 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസില്‍ ദ്രാവണാവസ്ഥയില്‍ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു.

ടൈറ്റാന്‍ വളരെ കൂടുതല്‍ തണുത്തുറഞ്ഞ ഭൂമിയുടെ ഒരു പകര്‍പ്പായി വര്‍ത്തിക്കുന്നു. ഇത് അതിന്റെ ഗവേഷണ വിധേയലക്ഷ്യ സാദ്ധ്യതയെപ്പറ്റി സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഗവേഷകരെ, ബാഹ്യലോക കണ്ടെത്തലുകളിലേക്ക് പഠനങ്ങള്‍ വ്യാപരിപ്പിക്കാന്‍ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു. ചഅടഅ കിിീ്മശേ്‌ല അറ്മിരലറ ഇീിരലുെേ (ചകഅഇ) എന്ന നേതൃത്വം, ഈ പദ്ധതിക്ക് ധനസഹായം നല്‍കുന്നു. ഈ പ്രൊജക്ടിനു പിന്നില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ഉൃ. ഞമഹുവ ഘീൃലി്വ ന്റെ അഭിപ്രായപ്രകാരം ഈ ലക്ഷ്യം ശരിയായ, സഹായോപാധികള്‍ കൊണ്ടും, സമയവും, സാങ്കേതികവശങ്ങളാലും, തീര്‍ച്ചയായും ഉയര്‍ന്ന നേട്ടമുളളതായിരിക്കുമെന്നാണ്.

അന്വേഷണ ടീമുകള്‍ മിലിട്ടറി ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കും, കൂടാതെ ശാസ്ത്രീയ പരിശോധനകള്‍ക്കും, എണ്ണപര്യവേഷണ കാര്യങ്ങള്‍ക്കുമായി മനുഷ്യരെ കയറ്റാത്ത സാമുദ്രിക ഗര്‍ഭവാഹനങ്ങള്‍ (ഡിാമിിലറ ഡിറലൃ ണമലേൃ ഢലവശരഹല  ഡഡഢ) ഇപ്പോള്‍ ധാരാളം ഉപയോഗിച്ചു വരുന്നുണ്ട്. അതിന്റെ തണലില്‍ നിലവിലുളള സാങ്കേതിക വിദ്യകള്‍, മറ്റൊരു ലോകത്തേപ്പറ്റി പഠിക്കുവാന്‍ യോജ്യമായിരിക്കും. ഈ പദ്ധതിയുടെ എടുത്തു പറയത്തക്ക ഒരു പ്രധാനപ്പെട്ട സംഗതി, യു. എസ്. മിലിട്ടറിയുടെ രഹസ്യ മിനി- സ്‌പേസ്ഷട്ടില്‍ ത37 ആ യിലേക്ക്  ഈ യു. യു. വി കയറ്റി  അയയ്ക്കാനുളള മാര്‍ഗ്ഗത്തേപ്പറഅറിയാണ്.

ഒരു റോക്കറ്റില്‍ അയയ്ക്കുന്ന ഉളളടക്കത്തോടൊപ്പം ഡിാമിിലറ ടവൗേേഹല ന്റെ പേലോഡ് ബേയില്‍ ഈ അന്തര്‍വാഹിനി (യു. യു. വി) ഫിറ്റായിരിക്കണം. ഒരിക്കല്‍ ടൈറ്റനില്‍ എത്തിക്കഴിഞ്ഞാല്‍ ഷട്ടിലും, അതിന്റെ പേലോഡും ടൈറ്റന്റെ സൂപ്പുപോലുളള വാതാവരണത്തിലൂടെ (അാേീുെവലൃല) താഴേക്കു തെന്നിപൊകും. (ചലം്യീൃസ ഠശാല െചലം െടലൃ്ശരല).

ബാഹ്യ ഊര്‍ജ്ജസ്‌ത്രോതസ്സുകളുടെ അന്വേഷണാര്‍ത്ഥമുളള സാഹസികമായ ഒരു സ്‌പേസ്മിഷന് ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാര്‍ പദ്ധതി ഒരുക്കുന്നു. അവര്‍, ഒരു റോബോട്ട് അന്തര്‍വാഹിനി, ശനിഗ്രഹത്തിന്റെ ചന്ദ്രനായ ടൈറ്റന്റെ ഓയില്‍ കടലുകളെ ലക്ഷ്യമാക്കി അയയ്ക്കാന്‍ തീരുമാനിച്ചിരിക്കുന്നു. പദ്ധതി വിജയിക്കുകയാണെങ്കില്‍ അടുത്തലക്ഷ്യം ടൈറ്റാനില്‍ നിന്ന് എപ്രകാരം ഇന്ധന ഓയില്‍ ഭൂമിയിലേക്കു കൊണ്ടു വരാന്‍ സാധിക്കും എന്നതിലേക്കായിരിക്കും. ഒരുപക്ഷേ, അത് എണ്ണപര്യവേഷണ ലക്ഷ്യത്തേക്കാള്‍ പ്രയാസം കുറഞ്ഞതായിരിക്കാം. കാരണം, ഉറവിടത്തില്‍ നിന്ന് ഏതെങ്കിലും ഒരു സുരക്ഷിതമായ കയറ്റി അയയ്ക്കല്‍ സമ്പ്രദായം സ്വീകരിച്ചാല്‍ മാത്രം മതിയാകും. ശൂന്യാകാശത്തിലേക്ക് കയറ്റി അയയ്ക്കുന്ന പേടകങ്ങളെ ഭൂമിയില്‍ എത്തിക്കാനുളള മാര്‍ഗ്ഗങ്ങള്‍ മനുഷ്യര്‍ എപ്പോഴെ കണ്ടു പിടിച്ചു കഴിഞ്ഞു. എന്തായാലും, ടൈറ്റനില്‍ നിന്ന് അല്ലെങ്കില്‍ മറ്റേതെങ്കിലും ഗ്രഹങ്ങളിലോ, അവയുടെ ഉപഗ്രഹങ്ങളിലോ നിന്ന് ജൈവ ഇന്ധനങ്ങള്‍ ഇറക്കുമതി ചെയ്യുന്ന ഒരു കാലഘട്ടം സംജാതമാകുമെന്ന് നമുക്ക്, ഇവിടെ ഇങ്ങു ഭൂമിയില്‍ ഇരുന്നു കൊണ്ട് സ്വപ്‌നം കാണാം. ഇന്ത്യയുടെ ഐ. എസ്. ആര്‍. ഒ യുടെ പി. എസ്. എല്‍. വി. സി- 27 റോക്കറ്റ് വിജയകരമായി ഭ്രമണ പഥത്തിലെത്തിച്ച കിറശമി ഞലഴശീിമഹ ചമ്ശഴമശേീി ടമലേഹശലേ ട്യേെലാ (കഞചടട)  അതിന്റെ തുടക്കമായിരിക്കട്ടെ

ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണം നാടിന്റെ

നന്മയ്ക്ക്

ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ക്ക് എന്നത്തേക്കാളുമുപരി വലിയ പ്രാധാന്യമാണ് കൈവന്നിരിക്കുന്നത്. വൈദ്യുതി ഉപയോഗം കുറയുന്നതുവഴി കേവലം പണം ലാഭിക്കാം എന്നതിനുപരിയായി വൈദ്യുതി പ്രതിസന്ധി മറികടക്കുന്നതിനും ആഗോളതാപനമെന്ന സാമൂഹ്യവിപത്തിനെ ഫലപ്രദമായി ചെറുക്കുന്നതിനുവരെ ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ സഹായകരമാവുന്നുണ്ട്.

ഡിസംബര്‍ 14 ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണ ദിനമാണ്. വര്‍ദ്ധിച്ചുവരുന്ന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം തടഞ്ഞുനിര്‍ത്തുവാന്‍ അടുത്ത ഒരു വര്‍ഷത്തേക്ക് വിപുലമായ ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ നടത്തുവാന്‍ വൈദ്യുതി ബോര്‍ഡ് തീരുമാനിച്ചിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുതി ബോര്‍ഡിലെ ഓഫീസര്‍മാരുടെ പ്രബലസംഘടനയായ കെ. എസ്. ഇ. ബി. ഓഫീസേഴ്സ് അസോസിയേഷന്‍ കഴിഞ്ഞ ഒരു ദശാബ്ദകാലമായി ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണം, വൈദ്യുതി സുരക്ഷ എന്നീ വിഷയങ്ങളില്‍ സംസ്ഥാനവ്യാപകമായി നടത്തിവരുന്ന ബോധവത്കരണ പരിപാടികള്‍ക്ക് വിവിധ മേഖലകളില്‍ നിന്നും വലിയ തോതിലുള്ള സ്വീകാര്യതയാണ് ലഭിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ സന്ദേശം പ്രചരിപ്പിക്കുന്നതിനായി ലാഭേച്ഛയില്ലാതെ വിവിധ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ നടത്തിയതിന് സംസ്ഥാന ഗവണ്‍മെന്റിന്റെ ഈ വര്‍ഷത്തെ ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ അവാര്‍ഡ് കെ.എസ്.ഇ.ബി. ഓഫീസേഴ്സ് അസോസിയേഷന് ലഭിച്ചിരിക്കുന്നു. കഴിഞ്ഞ ഇടതുപക്ഷ ഗവണ്‍മെന്റിന്റെ കാലത്ത് വിജയകരമായി നടപ്പിലാക്കിയ ഒന്നരക്കോടി സി.എഫ്.എല്‍. വിതരണപദ്ധതി വളരെയധികം ജനശ്രദ്ധ പിടിച്ചുപറ്റിയ പ്രവര്‍ത്തനമായിരുന്നു. ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ക്ക് എന്നത്തേക്കാളുമുപരി വലിയ പ്രാധാന്യമാണ് കൈവന്നിരിക്കുന്നത്. വൈദ്യുതി ഉപയോഗം കുറയുന്നതുവഴി കേവലം പണം ലാഭിക്കാം എന്നതിനുപരിയായി വൈദ്യുതി പ്രതിസന്ധി മറികടക്കുന്നതിനും ആഗോളതാപനമെന്ന സാമൂഹ്യവിപത്തിനെ ഫലപ്രദമായി ചെറുക്കുന്നതിനുവരെ ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ സഹായകരമാവുന്നുണ്ട്. ഈ നേട്ടങ്ങളെല്ലാം ഓരോന്നായി പരിശോധിക്കുന്നത് ഈ അവസരത്തില്‍ വളരെ ഉചിതമായിരിക്കും. 
വൈദ്യുതി ചാര്‍ജ്ജ് കുറയുന്നു.
കേരളത്തിലെ ഒരു കോടി പത്തുലക്ഷം വരുന്ന ഉപഭോക്താക്കളില്‍ 85 ലക്ഷത്തിലധികവും ഗാര്‍ഹിക വിഭാഗത്തില്‍പെടുന്നവരാണ്. സ്വന്തം വീട്ടില്‍ നടത്തുന്ന ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ വഴി വൈദ്യുതി ചാര്‍ജ്ജ് ഗണ്യമായി കുറക്കുവാന്‍ കഴിയുന്നു എന്നുള്ളത് ഓരോ ഉപഭോക്താവിനും നേരിട്ട് ലഭിക്കുന്ന നേട്ടമാണ്. ഓരോ നൂറുവാട്ട് ബള്‍ബിനും പകരമായി 15 വാട്ടിന്റെ ഇഎഘ കളും കുറേകൂടി വെളിച്ചം വേണ്ടിടത്ത് ഇലക്ട്രോണിക് ചോക്ക് ഘടിപ്പിച്ച സ്ളിം ടൂബുകളും ഉപയോഗിച്ച് ഉപഭോഗം ഗണ്യമായി കുറക്കാം. പ്രകൃതി ദത്തമായ വെളിച്ചവും കാററും പരമാവധി പ്രയോജനപ്പെടുത്തി പകല്‍ സമയത്തെ ഉപയോഗവും നിയന്ത്രിക്കാവുന്നതാണ്. സ്റാര്‍ ലേബലുകളുള്ള ഫ്രിഡ്ജ്, വാഷിംഗ്മെഷീന്‍, ഘഇഉ ടെലിവിഷന്‍ എന്നിവ പഴയ ഉപകരണങ്ങള്‍ക്ക് പകരമായി ഘട്ടം ഘട്ടമായി ഉപയോഗത്തില്‍ കൊണ്ടുവരുന്നതോടെ ഉയര്‍ന്ന ഉപയോഗം പിടിച്ചു നിറുത്താവുന്നതാണ്. സൂര്യപ്രകാശത്തില്‍ ചാര്‍ജ്ജ് ചെയ്യുന്ന ഇന്‍വര്‍ട്ടറുകളും വാട്ടര്‍ ഹീറററുകളും വളരെ ഫലപ്രദമാണ്. വൈദ്യുതി ഉപകരണങ്ങള്‍ കാര്യക്ഷമമായും യുക്തിബോധത്തോടെയും ഉപയോഗിക്കുന്നതുവഴി പാഴായി പോവുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ അളവ് പരമാവധി കുറച്ചുകൊണ്ടുവരാവുന്നതാണ്. കുട്ടികളും മുതിര്‍ന്നവരും ഇക്കാര്യങ്ങളില്‍ വളരെയധികം നിഷ്കര്‍ഷത പാലിക്കേണ്ടതാണ്.
പവര്‍കട്ടും ലോഡ് ഷെഡിംഗും ഒഴിവാക്കിയെടുക്കാം.
രാജ്യമെമ്പാടും കടുത്ത വൈദ്യുതി ക്ഷാമം അനുഭവിക്കുമ്പോഴും ഒന്നരവര്‍ഷം മുമ്പുവരെ പവര്‍കട്ട്, ലോഡ് ഷെഡിംഗ് എന്നീ പദങ്ങള്‍ കേരള ജനതയ്ക്ക് ന്അന്യമായിരുന്നത് മികച്ച ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ മൂലമായിരുന്നു. മികച്ച പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ക്ക് നിരവധി ദേശീയ അവാര്‍ഡുകള്‍ ഇക്കാലയളവില്‍ വൈദ്യുതി ബോര്‍ഡിനു ലഭിച്ചിരുന്നു. എന്നാല്‍ ഇന്ന് പവര്‍കട്ട്, ലോഡ് ഷെഡിംഗ് എന്നിവ ജീവിതത്തിന്റെ ഭാഗമായി തീര്‍ന്നിരിക്കുകയാണ്. ഇവ രണ്ടും ഒരേ അര്‍ത്ഥത്തിലാണ് സാധാരണ ജനങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നത്. എന്നാല്‍ ഇവ തികച്ചും വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഇപ്പോള്‍ രാവിലെയും വൈകിട്ടും അരമണിക്കൂര്‍ വീതം കറണ്ട് പോവുന്നത് ലോഡ് ഷെഡിംഗ് മൂലമാണ്. അതായത് നമ്മുടെ വൈദ്യുതി ശൃംഖലയ്ക്ക് താങ്ങാവുന്നതിലധികം ആവശ്യകത ഒരേ സമയം അനുഭവപ്പെടുന്ന ഈ സമയങ്ങളില്‍ സബ് സ്റേഷനുകളില്‍ നിന്നും 11 കെ. വി. ഫീഡറുകള്‍ ഓരോന്നായി നിശ്ചിത ഇടവേളകളില്‍ ഓഫ് ചെയ്യുന്നു. വൈദ്യുതി ശൃംഖല മൊത്തത്തില്‍ തകരാറാവുന്നത് ഒഴിവാക്കുവാനാണ് ഇങ്ങനെ ചെയ്യുന്നത്.

പവര്‍കട്ട് നിലവില്‍ വരുന്നതോടെ ഉപഭോക്താക്കള്‍ തങ്ങളുടെ ഉപഭോഗം സ്വയം കുറയ്ക്കുവാന്‍ നിര്‍ബന്ധിതരാകുന്നു. ഓരോ വിഭാഗത്തില്‍പെടുന്ന ഉപഭോക്താക്കള്‍ക്കും ഒരു നിശ്ചിത യൂണിററ് അവരുടെ പ്രതിമാസ ക്വാട്ട ആയി നിശ്ചയിച്ചു നല്‍കുന്നു. ഇതിനു മുകളില്‍ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിക്കുവാന്‍ നിയമപരമായി ആര്‍ക്കും അധികാരമില്ല. ക്വാട്ടാ പരിധി ലംഘിക്കുന്ന ഉപഭോക്താക്കള്‍ അധികമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുതിക്ക് ഉയര്‍ന്നവില നല്‍കേണ്ടതായി വരുന്നു.

ഇന്‍ഡക്ഷന്‍ കുക്കറുകളുടെ വര്‍ദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഉപയോഗമാണ് രാവിലെയുള്ള അധിക ആവശ്യകതയ്ക്ക് കാരണമാവുന്നത്. താഴ്ന്ന വരുമാനമുള്ള കുടുംബങ്ങള്‍ പോലും ഇന്ന് ഇന്‍ഡക്ഷന്‍ കുക്കറിനെ അമിതമായി ആശ്രയിക്കുന്നു. ഇത് വൈദ്യുതി ശൃംഖലയെ വളരെയധികം ദോഷകരമായ ബാധിക്കുന്നുണ്ട്. രാവിലെയും വൈകുന്നേരങ്ങളിലും വാട്ടേജ് കൂടിയ ഉപകരണങ്ങള്‍ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുന്നത് ഉപഭോക്താക്കള്‍ സ്വയം ഒഴിവാക്കിയാല്‍ മാത്രമെ ലോഡ് ഷെഡിംഗില്‍ നിന്നും രക്ഷപെടാനാവൂ.
എല്ലാ ഉപഭോക്താക്കള്‍ക്കും ആവശ്യമായ വൈദ്യുതി മുഴുവന്‍ ദിവസവും വിതരണം ചെയ്യുവാന്‍ കെ. എസ്. ഇ. ബി. യുടെ കൈവശം ഇല്ലാതെ വരുമ്പോഴാണ് പവര്‍കട്ട് ഏര്‍പ്പെടുത്തുവാന്‍ നിര്‍ബന്ധിതരാവുന്നത്. കേരളത്തിലെ ജലനിലയങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള ഉല്‍പാദനവും കേന്ദ്രവിഹിതമായി ലഭിക്കുന്ന വൈദ്യുതിയും ചേര്‍ത്ത്വച്ചാലും നമ്മുടെ ആവശ്യകത നിറവേററുവാന്‍ സാധിക്കാതെ വരുന്നുണ്ട്. ബ്രഹ്മപുരം, കോഴിക്കോട്, കായംകുളം എന്നീ താപനിലയങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള വൈദ്യുതിയും നാം ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ഇതു കൂടാതെ ഉയര്‍ന്ന വിലയ്ക്ക് വൈദ്യുതി പുറമെ നിന്നും ലഭ്യമാക്കിയാണ് ഉപഭോക്താക്കളുടെ ആവശ്യകത നിറവേററുന്നത്. ഇങ്ങനെ ഉയര്‍ന്ന വിലയ്ക്ക് വൈദ്യുതി പുറമെ നിന്നും എത്തിക്കുന്നതിന് പല സാങ്കേതിക തടസ്സങ്ങളും വന്നു ചേരാറുണ്ട് കൂടാതെ കെ.എസ്.ഇ.ബി. ക്ക് കടുത്ത സാമ്പത്തിക ബാധ്യതയും ഉണ്ടാവുന്നുണ്ട്.

ആഭ്യന്തര വൈദ്യുതി ഉല്‍പാദനം വര്‍ദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് പവര്‍കട്ട്, ലോഡ് ഷെഡിംഗ് എന്നിവ ഒഴിവാക്കിയെടുക്കുവാനുള്ള മാര്‍ഗ്ഗം. എന്നാല്‍ ഉല്‍പാദന പദ്ധതികളൊന്നും തന്നെ പുതുതായി തുടങ്ങുവാന്‍ സാധിക്കാത്ത സ്ഥിതി വിശേഷമാണ് ഇന്നു കേരളത്തിലുള്ളത്. വളരെ പ്രതീക്ഷയോടെ കേരളം ഉററു നോക്കിയിരുന്ന ആതിരപ്പിള്ളി പദ്ധതിക്ക് കേന്ദ്രാനുമതി നിഷേധിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. പൂയ്യംകുട്ടി, പാത്രക്കടവ് പദ്ധതികള്‍ ഇന്ന് വിദൂര സ്മരണയില്‍ പോലുമില്ലാത്ത അവസ്ഥയിലാണ്. ഒറീസ്സ സംസ്ഥാനത്തിനകത്ത് ഒരു കല്‍ക്കരിപാടം കഴിഞ്ഞ ഗവണ്‍മെന്റിന്റെ കാലത്ത് നേടിയെടുക്കുവാന്‍ സാധിച്ചെങ്കിലും ഇതുപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതി ഉല്‍പാദിപ്പിച്ചെടുക്കുവാനുള്ള ക്രിയാത്മകമായ നടപടികളൊന്നും തന്നെ ഇപ്പോള്‍ നടക്കുന്നില്ല. കൊച്ചിയിലെ എല്‍.എന്‍.ജി. ടെര്‍മിനല്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തി വൈദ്യുതി ഉല്‍പാദിപ്പിക്കുന്ന കാര്യത്തിലും വലിയ അവ്യക്തതയാണ് നിലനില്‍ക്കുന്നത്. കൂടംകുളത്തെ ആണവനിലയത്തില്‍ നിന്നും നമുക്ക് അര്‍ഹതപ്പെട്ട വിഹിതം കൊണ്ടുവരാനുള്ള പ്രസരണ ലൈനുകളുടെ നിര്‍മ്മാണവും തടസ്സപ്പെട്ടു നില്‍ക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തില്‍ വൈദ്യുതി പ്രതിസന്ധി തരണം ചെയ്യുവാനുള്ള ബദല്‍ മാര്‍ഗ്ഗം ഊര്‍ജ്ജ സംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ മാത്രമാണ്.
ആഗോള താപനത്തെ ചെറുക്കാം.
കല്‍ക്കരി, പെട്രോളിയം തുടങ്ങിയ ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങള്‍ കത്തുമ്പോള്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈ ഓക്സൈഡ് അടക്കമുള്ള ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങള്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ധാരാളമായി വന്നു ചേരുന്നു. ഇവയ്ക്ക് സൂര്യപ്രകാശത്തിലെ ചൂടിനെ ആഗിരണം ചെയ്യുവാനുള്ള ശേഷി ഉണ്ട്. അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ അളവ് വര്‍ദ്ധിക്കുംതോറും അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവ് ഉയര്‍ന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസത്തെയാണ് ആഗോള താപനം എന്നു പറയുന്നത്. അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവ് വര്‍ദ്ധിക്കുന്നതുവഴി ധ്രുവങ്ങളിലെ മഞ്ഞുരുകി കടല്‍നിരപ്പ് ക്രമാതീതമായി ഉയരുകയും കാററിന്റെ സ്വാഭാവിക ഗതി വ്യത്യാസപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതുവഴി കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം എന്ന പ്രതിഭാസം ഉടലെടുത്തിരിക്കുന്നു. ഇന്നു ലോകമെമ്പാടും ചര്‍ച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രധാന വിഷയമാണിത്. കാലാവസ്ഥ വ്യതിയാനം മൂലം കാര്‍ഷിക വിളകള്‍ നശിക്കുകയും മാറാരോഗങ്ങള്‍ പിടിപെടുകയും ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

ഇവിടെ ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ക്ക് വളരെ വലിയ സാമൂഹ്യപ്രാധാന്യം ഉണ്ട്. നമ്മുടെ വീട്ടില്‍ ഒരു യൂണിററ് വൈദ്യുതി ലാഭിച്ചാല്‍ താപനിലയങ്ങളില്‍ ഒരു കിലോഗ്രാം കല്‍ക്കരി കത്തിക്കുന്നത് ഒഴിവാക്കുവാന്‍ സാധിക്കുമെന്നാണ് കണക്കാക്കപ്പെട്ടി രിക്കുന്നത്. രാജ്യത്തെ ഉല്‍പാദന നിലയങ്ങളിലെ സിംഹഭാഗവും കല്‍ക്കരി ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത് എന്ന വസ്തുത കണക്കിലെടുക്കുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ വഴി ഒഴിവാക്കപ്പെടുന്ന ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ അളവ് വളരെ ഗണ്യമാണ്. അക്ഷയ ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സുകളായ സൂര്യന്‍, കാററ്, തിരമാല, ബയോഗ്യാസ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചുള്ള വൈദ്യുതിയുല്‍പ്പാദനത്തിന് വളരെയധികം സാമൂഹ്യപ്രാധാന്യമാണ് ഇന്നുള്ളത്. കല്‍ക്കരി, പെട്രോളിയം എന്നീ ഊര്‍ജ്ജ സ്രോതസ്സുകള്‍ അമിതമായി ഉപയോഗിച്ച് തീരുന്നത് ഒഴിവാക്കാനും ഇതുമൂലം സാധിക്കുന്നു.

കമ്പോളവത്കരണം ദോഷം ചെയ്യുന്നു.

കേന്ദ്രഗവണ്‍മെന്റ് 2003ല്‍ കൊണ്ടുവന്ന പുതിയ വൈദ്യുതി നിയമപ്രകാരം വൈദ്യുതി മേഖല കമ്പോളവത്കരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുകയാണ്. ഇതിലെ വ്യവസ്ഥകള്‍ അനുസരിച്ച് വൈദ്യുതി മേഖലയില്‍ പവര്‍ ട്രേഡിംഗ്, പവര്‍ എക്സ്ചേഞ്ച് എന്നീ പുതിയ സംവിധാനങ്ങള്‍ നിലവില്‍ വന്നിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുതിയുടെ ആവശ്യക്കാരെ ഉല്‍പാദകരുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഇടനില സംവിധാനങ്ങളാണിവ. സ്വകാര്യവ്യക്തികള്‍ക്ക് രാജ്യത്തെവിടെ വേണമെങ്കിലും വൈദ്യുതി ഉല്‍പാദിപ്പിക്കുവാനും അങ്ങിനെ ഉല്‍പാദിപ്പിച്ച വൈദ്യുതി നിലവിലുള്ള വൈദ്യുതി ലൈനുകളിലൂടെ എവിടേക്കു കൊണ്ടുപോവാനും നിയമത്തില്‍ വ്യവസ്ഥയുണ്ട്. പഴയനിയമത്തില്‍ വൈദ്യുതി മേഖലയുടെ നിയന്ത്രണം പൊതുമേഖലയില്‍ മാത്രം നിക്ഷിപ്തമായിരുന്നു. അന്ന് കാര്‍ഷിക-വ്യാവസായിക മേഖലകളിലുള്‍പ്പെടെ സമൂഹത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള വികസനത്തിനു വേണ്ടിയാണ് വൈദ്യുതി മേഖല നിലനിന്നിരുന്നത്.

കേരളമടക്കമുള്ള വിവിധ സംസ്ഥാനങ്ങളിലെ വൈദ്യുതി വിതരണ ലൈസന്‍സികള്‍ തങ്ങളുടെ ഉപഭോക്താക്കളുടെ വൈദ്യുതി ആവശ്യകത നിറവേററുവാന്‍ പവര്‍ എക്സ്ചേഞ്ചുകളിലെത്തുന്നുണ്ട്. രാജ്യത്തെ വിവിധ വൈദ്യുതി ഉല്‍പാദകരും ഇവിടെ വരുന്നു. ഉല്‍പാദകര്‍ തമ്മില്‍ മത്സരിച്ച് ഗുണമേന്മയുള്ള വൈദ്യുതി കുറഞ്ഞവിലയ്ക്ക് ഉപഭോക്താക്കള്‍ക്ക് ലഭ്യമാകും എന്ന മഹത്തായ ആശയമാണ് ആഗോളവത്കരണ വക്താക്കള്‍ കൊട്ടിഘോഷിക്കുന്നതെങ്കിലും വൈദ്യുതി വാങ്ങുന്നവര്‍ തമ്മിലുള്ള മത്സരമാണ് യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ ഇവിടെ നടന്നു കൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. ഇത് വൈദ്യുതിയുടെ വിലവര്‍ദ്ധനവിലേക്കാണ് നയിക്കപ്പെടുന്നത്. കടുത്ത വൈദ്യുതി ക്ഷാമമുള്ള സമയങ്ങളില്‍ വൈദ്യുതി വാങ്ങുന്നവര്‍ തമ്മില്‍ ശക്തിയേറിയ മത്സരം നടക്കുന്നതിന്റെ ഫലമായി വൈദ്യുതിയുടെ വില യൂണിററിന് 15 രൂപ മുതല്‍ 19 രൂപ വരെ ഉയരുന്നു. ഏത് ഇന്ധനത്തില്‍ നിന്നാണ് വൈദ്യുതി ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നത് എന്ന വസ്തുത ഇവിടെ തികച്ചും അപ്രസക്തമായ കാര്യമാണ്. സ്വകാര്യ മുതലാളിമാര്‍ നമ്മെ അമിതമായി കൊള്ളയടിക്കുന്ന അവസ്ഥാവിശേഷമാണ് ഇന്ന് വൈദ്യുതി മേഖലയില്‍ നിലനില്‍ക്കുന്നത്. ഇതിന്റെ ഭാരം ഒടുവിലായി വന്നു ചേരുന്നത് നമ്മെപ്പോലുള്ള വൈദ്യുതി ഉപഭോക്താക്കളുടെ ചുമലിലാണ് എന്ന് പ്രത്യേകം പറയേണ്ടതില്ലല്ലോ. മികച്ച ഊര്‍ജ്ജസംരക്ഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ വഴി വലിയൊരളവ് വരെ ഈ ചൂഷണങ്ങള്‍ തടയാവുന്നതാണ്. ഇതിലേക്കായി എല്ലാ വിഭാഗം ആളുകളുടെയും സഹായസഹകരണങ്ങള്‍ അഭ്യര്‍ത്ഥിച്ചുകൊള്ളുന്നു

ഊർജ്ജ പ്രതിസന്ധി

മനുഷ്യ ചരിത്രത്തിൽ ഏറ്റവും സുഖലോലുപരായി ജീവിക്കാനുള്ള ഭാഗ്യം സിദ്ധിച്ചവരാണു നമ്മൾ,  പൂർവ്വീകരെ  അപേക്ഷിച്ച് ഹിമാലയൻ തണുപ്പുമുതൽ സഹാറൻ ചൂട് വരെ ഏത് കാലവസ്ഥയേയും നമുക്ക് എളുപ്പം അതിജീവിക്കാം, അറ്റ്ലാന്റിക്കിനു അടിത്തട്ട് മുതൽ മച്ചുപിച്ചുവിന്റെ കൊടുമുടി വരെ വലിയ ബുദ്ധിമുട്ടില്ലാതെ എത്തി ജീവിക്കാം, ആണ്ടിപ്പട്ടിയിലിരുന്ന് ആപ്പിളിന്റെ ഷെയർ മേടിക്കാൻ ഒന്നുരണ്ട് ക്ലിക്കുകൾ മതി എന്നിങ്ങനെ അവരാരും സ്വപ്നം കണ്ടതിലും അധികം സൌകര്യങ്ങൾ ഇന്ന് നമുക്കുണ്ട്. ഇവയെല്ലാം ഇല്ലാതാവുന്ന ഒരു ദിവസം നിങ്ങൾക്ക് സങ്കല്പിക്കാമോ? സഞ്ചരിക്കൻ വാഹനങ്ങളില്ലാത്ത, ഇന്റർനെറ്റും കമ്പ്യൂട്ടറുമില്ലാത്ത, ഗ്യാസടുപ്പില്ലാത്ത, കറന്റില്ലാത്ത, ശുദ്ധവായു ഇല്ലാത്ത ഒരു നാളെയെ ഒന്ന് സങ്കല്പിക്കൂ. അത്തരമൊരു അവസ്ഥയിലേക്ക് നമ്മെ എത്തിക്കാൻ സാധ്യതയുള്ള കാര്യ കാരണങ്ങളെ കുറിച്ച് ഒരു ചിന്തയാണു ഈ കുറിപ്പ് (കഴിവതും ഒഴിവാക്കിയിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഇത്തിരി അതിശയോക്തികൾ കടന്നു വരാൻ സാധ്യതയുണ്ട് അത് കൊണ്ട് ഒത്തിരി ഉപ്പ് ചേർത്ത് വിഴുങ്ങുക).

നമ്മുടെ ഇന്നത്തെ ഉയർന്ന ജീവിത നിലവാരത്തിനു പല ഘടഘങ്ങളോട് നന്ദി പറയണം, അവയിൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടവയിൽ ഒന്നാണു ഫോസിൽ ഫ്യുവൽ എന്ന് പൊതുവെ അറിയപ്പെടുന്ന, ദശലക്ഷക്കണക്കിനു വർഷങ്ങൾ കൊണ്ട് പ്രക്രുതി ശേഖരിച്ചുവച്ച അമൂല്യ നിധി, ക്രൂഡ് ഓയിൽ. ലിറ്ററിനു എൺപത്/നൂറ് രൂപ കൊടുത്ത് വാങ്ങിക്കുന്ന പെട്രോൾ മുതൽ ടൂത് പേസ്റ്റ്, ഷേവിങ് ക്രീം, ചീപ്പ് -സോപ്പ്- ഷാമ്പൂ വരെ   ഏകദേശം ആറായിരത്തിൽ പരം ഉല്പന്നങ്ങൾ നമ്മൾ അതിൽ നിന്നും ഉണ്ടാക്കിയുപയോഗിക്കുന്നു. നമ്മുടെ സാമ്പത്തിക- സാമൂഹ്യ ജീവിതത്തിന്റെ നട്ടെല്ല് ആയി മാറിയ ഈ  എണ്ണയില്ലെങ്കിൽ നാമില്ല എന്നതാണു കാര്യം. നമ്മിൽ പലർക്കും അറിയാത്ത/അറിഞാലും പ്രാധാന്യം കൊടുക്കാത്ത ഒന്നുണ്ട്, എത്രനാളത്തേക്ക് നാമിങ്ങനെ എണ്ണ വറ്റിച്ച് സുഖിച്ച് ജീവിക്കും?   ഭൂമിയിലെ പെട്രോളിയം നിക്ഷേപം വളരെ വേഗത്തിൽ ചുരുങ്ങി വരുകയാണു,  പല പഠനങ്ങളും പറയുന്നത് വിശ്വസിക്കാമെങ്കിൽ അടുത്ത അമ്പത് വർഷത്തിനുള്ളിൽ എണ്ണയുടെ ലഭ്യത വളരെ കുറയുമെന്നാണു, എന്ന് വെച്ചാൽ പെട്രോളിയത്തിനു അസമാന്യ വില വർദ്ധനവ് ഉണ്ടായിക്കൊണ്ടിരിക്കും അതിസമ്പന്നർക്ക് മാത്രം ഇവ ഉപയോഗിക്കാൻ പറ്റുന്ന രീതിയിൽ കാര്യങ്ങൾ നീങ്ങുമെന്ന് സാരം. പത്തിരുന്നൂറ് വർഷങ്ങൾക്ക് ശേഷം  അവസാന തുള്ളി എണ്ണയും വറ്റി കഴിയുമ്പോൾ നമ്മുടെ ഭാവി തലമുറ എന്ത് ചെയ്യും, മുകളിൽ പറഞ ആ സങ്കല്പം അന്ന് ഒരു പക്ഷെ സത്യമാവും.

പ്രശ്നം അത് മാത്രമല്ല, ഈ കാർബണികവസ്തുക്കൾ നാം ഉപയോഗിക്കുന്നത് മൂലമുണ്ടാകുന്ന പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതം എന്താണെന്ന് ആലോചിച്ചിട്ടുണ്ടോ? ഓരോലിറ്റർ പെട്രോൾ കത്തിക്കുമ്പോഴും 2കിലോയിലധികം കാർബൺ ഡയോക്സൈഡ് ആണു നാം അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് തള്ളുന്നത് (മറ്റ് ഇന്ധനങ്ങളുടെ കണക്ക് അറിയാൻ ടേബിൾ കാണുക), അതിനു കൂടെ മറ്റ് പല മാലിന്യവാതകങ്ങളും. ഈ പുറന്തള്ളപ്പെടുന്ന വാതകങ്ങളെല്ലാം കൂടി ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തെ മലിനപ്പെടുത്തുക മാത്രമല്ലാതെ, ഹരിതഗ്രഹ പ്രഭാവത്തിലൂടെ ഭൂമിയിലെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനു കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.

അങ്ങനെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നത് മൂലം കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനങ്ങൾക്ക് ആക്കം കൂടുന്നു (ഭൂമിയുടെ ചൂട് വർദ്ധിക്കുന്നത് ഒരു ചാക്രിക പ്രതിഭാസമാണെന്നും, Solar activity ആണു ഇതിനു മുഖ്യ കാരണം എന്ന് ഒരു കൂട്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞർ വാദിക്കുന്നുണ്ട് സൂര്യന്റെ കളികൾ), ഒരു വശത്ത് വന നശീകരണത്തിലൂടെ കാർബണ്ഡൈ ഓക്സൈഡ് നിർമ്മാണോപയോഗ ചക്രത്തെ പരിപാലിച്ചിരുന്ന മരങ്ങൾ ഇല്ലാതാവുന്നതും, മറുവശത്ത് വാഹനങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിലുണ്ടാവുന്ന വർദ്ധനയും, മറ്റ് ഉപഭോഗങ്ങളിലൂടെയുള്ള അധിക വാതക ഉല്പാദനവുമൊക്കെ ചേർന്ന്   ഭൂമിയിലെ ജീവജാലങ്ങളുടെ ജീവിതം കൂടുതൽ ദുസ്സഹമാവുന്നു. ഇതിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടാൻ എന്ത് ചെയ്യണം‌/ചെയ്യരുത്  എന്ന ചോദ്യം നമുക്ക് മുന്നിൽ ഉയർന്ന് വരുന്നു. ഈ പ്രശ്നത്തെ നമുക്ക് രണ്ട് രീതിയിൽ പ്രതിരോധിക്കാം

1. പാരമ്പര്യേതര ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുക
2. ഊർജ്ജോപഭോഗം നിയന്ത്രിക്കുക

പാരമ്പര്യേതര ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുക

നാം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളിൽ മുഖ്യമായത് ക്രൂഡ് ഓയിലും കൽക്കരിയുമടങ്ങിയ ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളാണെങ്കിലും, ഭൂമിയുടെ പരിസ്ഥിതിക്ക് അധികം കോട്ടം തട്ടിക്കാത്ത മറ്റ് ചില പാരമ്പര്യേതര സ്രോതസ്സുകളും നമുക്കുണ്ട്.  ജല വൈദ്ധ്യുത പദ്ധതികൾ, പവനോർജ്ജം ശേഖരിക്കുന്ന കാ‍റ്റാടികൾ, ജൈവാവശിഷ്ടങ്ങൾ(ബയോ മാസ്സ്) സൌരോർജ്ജം ശേഖരിക്കുന്ന സോളാർ പാനലുകൾ, തിരമാലകളിൽ നിന്നും ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന ടൈഡൽ എനർജി, ഭൂഗർഭത്തിൽ നിന്നുമുള്ള ചൂട് നീരുറവകൾ, എന്നിങ്ങനെ അവ എണ്ണത്തിൽ ഒട്ടേറെ ഉണ്ടെങ്കിലും മൊത്ത ഊർജ്ജോപഭോഗത്തിന്റെ വളരെ ചെറിയൊരു ശതമാനം മാത്രമേ ഇവ മൂലം ഇന്ന് നിർവ്വഹിക്കപ്പെടുന്നുള്ളൂ, പാരമ്പര്യ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ  ചിലവേറിയതാണു എന്നതാണു അവയുടെ ഉപയോഗം കുറക്കുന്നത്. 2012 വർഷത്തെ വിവിധരീതികളിൽ കറന്റുല്പാദന ചിലവുകളുടെ പ്രവചനം  ഇംഗ്ലണ്ടിൽ നിന്നും

സോളാർ പാനൽ, കാറ്റാടിയന്ത്രം എന്നിവയുടെ എഫിഷ്യൻസി വളരെ താഴ്ന്നതാണു അത്  മെച്ചപ്പെടുത്തുക വഴിയും, ഇവയുടെ കൂടുതൽ ഉല്പാദനം നടത്തുക വഴിയും (ഗവണ്മെന്റ് സബ്സിഡി) വില ഒരളവ് വരെ കുറയ്ക്കാം.  സൂര്യ താപം, കാറ്റ്, വെള്ളം ഇവ  ഭൂമിയിൽ എവിടെയും ലഭ്യമാണു, ഇവയെ നാമെങ്ങനെ കാര്യക്ഷമമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു എന്നതിലാണു കാര്യം ഇത്രയും നാൾ നാമിതെല്ലാം വെറുതെ കളയുകയായിരുന്നു  ഇനിയങ്ങോട്ട് അത് സാദ്ധ്യമല്ല.

ഫോസിൽ ഫ്യുവലിൽ നിന്നുമുള്ള മോചനത്തിനു ചിലർ ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനങ്ങളെ രക്ഷയായി കാണുന്നു, ഫ്യൂഷനിലൂടെയും ഫിഷനിലൂടെയും വളരെ ഉയർന്ന തോതിൽ താപോർജ്ജമുണ്ടാക്കി അതിൽ നിന്നും വൈദ്യുതി ലഭ്യമാക്കുകയാണു ന്യൂക്ലിയർ റിയാക്റ്ററുകൾ ചെയ്യുന്നത്. പക്ഷെ അവ പുറന്തള്ളുന്ന ന്യൂക്ലിയർ ചവറുകൾ കാര്യക്ഷമമായി ഡിസ്പോസ് ചെയ്യൽ വളരെ പ്രാധാന്യമേറിയതാണു. കോൺക്രീറ്റിനുള്ളിൽ അടക്കം ചെയ്ത് കടലിൽ തള്ളുന്നത് മുതൽ വികസ്വര രാജ്യങ്ങളിലേക്ക് കൊണ്ട് കളയുന്നത് വരെ പല തരം ആരോപണങ്ങൾ ഗ്രീൻ പീസ് ന്യൂക്ലിയർ സെക്റ്ററിനെതിരെ ഉന്നയിക്കുന്നു. മാത്രമല്ല റിയാക്ടർ പ്രദേശത്തുണ്ടാകുന്ന ഭൂചലനം മറ്റ് പ്രക്രുതി ദുരന്തങ്ങൾ മുതലായവ വൻ പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതമുണ്ടാക്കാം. എന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ  പാരമ്പര്യേതര ഊർജ്ജം കാര്യക്ഷമമായി ചിലവ് കുറച്ച് ഉല്പാദനം തുടങ്ങും വരെ, ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഉപയോഗം വേണ്ടിവരും എന്നാണു.

ഊർജ്ജോപഭോഗം നിയന്ത്രിക്കുക

ചരിത്രകാരന്മാർ സംസ്കാരങ്ങളുടെ ജീവിത നിലവാരം താരതമ്യം ചെയ്യാൻ പല മാപിനികൾ ഉപയോഗിച്ച് കണ്ടിട്ടുണ്ട്, അവയിലൊന്നാണു ഒരാളുടെ ശരാശരി ഊർജ്ജോപയോഗം എത്രയാണെന്ന് നോക്കി അത് ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള സംസ്കാരം ബാക്കിയുള്ളവയേക്കാൾ വികസിച്ചതായിരൂന്നു എന്നുള്ള അനുമാനം., ഇത്തരമൊരു നാഴി വെച്ചളക്കുമ്പോൾ ഏറ്റവും പുരോഗമിച്ച് ജീവിക്കുന്നവരാണു നമ്മുടെ തലമുറ. കഴിഞ 12000 വർഷത്തെ മനുഷ്യന്റെ ഊർജ്ജവിനിയോഗം ചിത്രത്തിൽ കാണാം

ഇവിടെ നിന്നും എടുത്തത് ഊർജ്ജവും സംസ്കാരങ്ങളും. ആദികാലത്ത് ഭക്ഷണവും താമസവും മാത്രമായിരുന്നു മനുഷ്യന്റെ ഊർജ്ജോപഭോഗം നിയന്ത്രിച്ചിരുന്നത്, പിന്നിട് കുടിലുകെട്ടി കുടുംബമായി ജീവിക്കാൻ തുടങ്ങിയത് മുതൽ അവർക്ക് വീട്ടുപയോഗത്തിനുള്ള ഊർജ്ജം കണ്ടെത്തേണ്ടി വന്നു, കാലക്രമേണ വ്യവസായം, ഗതാഗതം മറ്റ് സേവനങ്ങൾ എന്നിവ സംസ്കാരത്തിന്റെ ഭാഗമായി, അവയെല്ലാം ഊർജ്ജപരമായി മനുഷ്യനു വൻ ബാദ്ധ്യതകളാണു ഉണ്ടാക്കിയത്(അവ മൂലമുണ്ടായ സാമൂഹ്യ നേട്ടങ്ങളെ നമുക്ക് മറക്കാതിരിക്കാം). ആധുനിക മനുഷ്യന്റെ ഊർജ്ജാവശ്യത്തിന്റെ സിംഹഭാഗം ഗതാഗതം, വീട്ടുപയോഗം, വ്യവസായം എന്നീ മേഖലകളിലാണു വിന്യസിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് എന്ന് ചിത്രത്തിൽ നിന്നും മനസ്സിലാക്കാം. ഭൂമിയെ അധികം പരിക്കേല്പിക്കാതെ, ആവാസ വ്യവസ്ഥിതി നശിപ്പിക്കാതെ നമുക്ക് എങ്ങനെ ജീവിക്കാം ? ഇവിടെ നമുക്ക് പലതും ചെയ്യാനുണ്ട് നമ്മുടെ ദിനസരി ഊർജ്ജോപഭോഗം എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കാം

• യാത്രകൾക്ക് കഴിവതും പബ്ലിക് ട്രാൻസ്പോർട്ടുകൾ ഉപയോഗിക്കുക തന്മൂലം വലിയൊരളവ് ഇന്ധനം ലാഭിക്കാം (ഇതിനായി കാര്യക്ഷമമായ ഒരു സംവിധാനം ഏർപ്പെടുത്താൻ സർക്കാർ മുൻ കൈ എടുക്കണം)
• ഒരു നിശ്ചിത ദൂരത്തിൽ കുറഞ സ്ഥലത്തേക്ക് സൈക്കിളിലോ, കാൽ നടയായോ മാത്രമേ സഞ്ചരിക്കൂ എന്ന് തീരുമാനിക്കുക, അത് നടപ്പാക്കുക. കാശ് മാത്രമല്ല ആരോഗ്യവും ലാഭിക്കാം
• വീട്ടിൽ കഴിവതും ഊർജ്ജ ക്ഷമതയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ വാങ്ങിക്കുക
• വാഷിംഗ് മെഷിൻ കാര്യക്ഷമമായി ഉപയോഗിക്കുക,  തേപ്പ് പെട്ടി ഉപയോഗം കഴിവതും കുറക്കുക
• പകൽ സമയങ്ങളിൽ കഴിവതും ഇലക്ട്രിക് ബൾബുകൾ ഉപയോഗിക്കാതിരിക്കുക
• ഒരു പാരമ്പര്യേതര ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് വീട്ടിൽ സജ്ജമാക്കുക (ബയോ മാസ്, ചിലവ് കുറഞ സോളാർ ലാമ്പ് മുതലായവയെങ്കിലും) അത്തരം സംഭവങ്ങൾക്ക് പ്രചാരണം കൊടുക്കുക, ചുറ്റുവട്ടത്തുള്ളവരെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ പ്രാധാന്യത്തെ കുറിച്ച് പറഞ് മനസ്സിലാക്കുക

ഇത്രയുമൊക്കെ ചെയ്താൽ വീട്ടുപയോഗത്തിനുള്ള വൈദ്യുതിയുടെ അളവ് കാര്യമായി കുറയും, കറന്റ് ബില്ല് കുറയും കെ.എസ്.ഇ.ബീടെ കടം കുറയും. സൂപ്പർ കൂൾ യുവാക്കളുണ്ടെങ്കിൽ അവർക്ക് നടപ്പിലാക്കാവുന്ന ചില പദ്ധതികൾ

• ജീൻസ് ഒരാഴ്ചയെങ്കിലും അലക്കാതെ ഉപയോഗിക്കാം (മാസങ്ങൾ അങ്ങനെ ചെയ്യുന്നവരുണ്ടെന്ന് എനിക്കറിയാം   )
• എണ്ണക്കൊതിയന്മാരായ ബൈക്കുകളോടുള്ള കമ്പം കുറക്കുക
• തേപ്പ് പെട്ടി ഉപയോഗിക്കില്ലെന്ന് പ്രതിജ്ഞയെടുക്കുക
• സൈക്കിൾ സ്വന്തമാക്കി ഉപയോഗിക്കുക

പതിനായിരം വർഷങ്ങൾക്ക്  ശേഷം സംസ്കാരങ്ങളുടെ ജീവിത നിലവാരത്തിന്റെ  ഗ്രാഫ് ആരെങ്കിലും വരക്കുകയാണെങ്കിൽ, അതിൽ ഏറ്റവും എഫിഷ്യന്റായി ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ചവർ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ജീവിതം നയിച്ചവരായി കണക്കാക്കപ്പെടും, ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിച്ചവർ മണ്ടന്മാരായും. കൂട്ടുകാരെ ഇനി നിങ്ങൾ സ്വയം തീരുമാനിക്കൂ ഭാവിയിൽ മണ്ടൻ കുണാപ്പിമാരായി അറിയപ്പെടണോന്ന്.      :)

ഹൈഡ്രജന്‍ എന്ന താരം

കടുത്ത ഊര്‍ജ പ്രതിസന്ധിയില്‍നിന്നു ലോകത്തെ കരകയറ്റാന്‍ പുത്തന്‍ ഊര്‍ജസ്രോതസ്സുകള്‍ തേടിയുള്ള യാത്രയിലാണു ശാസ്‌ത്രലോകം. ഈ യാത്രയും അന്വേഷണങ്ങളും ഇപ്പോള്‍ എത്തിനില്‍ക്കുന്നത്‌ ഹൈഡ്രജനിലാണ്‌. അതിവേഗം തീര്‍ന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങള്‍, നിലവിലുള്ള ഊര്‍ജസ്രോതസ്സുകളുടെ പരിമിതികള്‍ ഇവയൊക്കെ ഒരു പുത്തന്‍ ഊര്‍ജസ്രോതസ്സിന്റെ അനിവാര്യതയിലേക്കാണു വിരല്‍ചൂണ്ടുന്നത്‌. ഹൈഡ്രജനും സൗരോര്‍ജവുമായിരിക്കും ഭാവിയുടെ ഇന്ധനസ്രോതസ്സുകളെന്നാണു പരീക്ഷണശാലകളില്‍നിന്നുള്ള പ്രവചനം.
പ്രകൃതിയില്‍ സുലഭമായി ലഭിക്കുന്ന ഒരു മൂലകമാണ്‌ ഹൈഡ്രജന്‍. ഒരു പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ ഇന്ധനമാണു ഹൈഡ്രജന്‍ എന്നതാണ്‌ ഏറ്റവും വലിയ പ്രത്യേകത. ഹൈഡ്രജന്റെ രാസപ്രവര്‍ത്തനഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഉല്‍പന്നങ്ങള്‍ ജലവും താപവും മാത്രം. പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണഭീഷണി ഇല്ലേയില്ല. ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങള്‍ സൃഷ്‌ടിക്കുന്ന ആഗോളതാപനേ പോലുള്ള ഭീഷണികളുമില്ല. കാരണം ഹൈഡ്രജന്‍ വാതകം ഇന്ധനമായുപയോഗിക്കുമ്പോള്‍ ഗ്രീന്‍ഹൗസ്‌ വാതകങ്ങളൊന്നും തന്നെ പുറത്തുവരുന്നില്ല. 
ജലം, പ്രകൃതിവാതകം, എണ്ണകള്‍ ഇവയില്‍ നിന്നൊക്കെ ഹൈഡ്രജന്‍ വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കാനുള്ള മാര്‍ഗങ്ങള്‍ ഇന്നു നിലവിലുണ്ട്‌.
ഹൈഡ്രജന്‍ സോളാര്‍ എന്ന ബ്രിട്ടീഷ്‌ ഗവേഷണസ്ഥാപനം സൂര്യപ്രകാശമുപയോഗിച്ചു ജലത്തില്‍നിന്നും ഹൈഡ്രജന്‍ സ്വതന്ത്രമാക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു കഴിഞ്ഞു. നാനോ ടെക്‌നോളജിയുടെ സഹായത്തോടെ ഹൈഡ്രജന്‍ സോളാര്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ടാന്‍ഡം സെല്‍ ടെക്‌നോളജി (Tandem Cell Technology) എന്ന പുത്തിന്‍ സങ്കേതം ഇന്ധനസെല്‍ (Fuel Cell) രംഗത്ത്‌ വന്‍ കുതിച്ചുചാട്ടമുണ്ടാക്കുമെന്നു തീര്‍ച്ച. നാനോ ക്രിസ്റ്റലൈന്‍ വലിപ്പത്തിലുള്ള മെറ്റല്‍ ഓക്‌സൈഡ്‌ (Metal Oxide) പാളികൊണ്ട്‌ ആവരണം ചെയ്‌ത രണ്ടു ഫോട്ടോ കാറ്റലിറ്റിക്‌ സെല്ലുകളാണ്‌ (Photo Catalytie Cells) ഇതിലുപയോഗിക്കുന്നത്‌. സെല്ലുകളുടെ ഉപരിതലം ആവരണം ചെയ്യാനുപയോഗിക്കുന്ന മെറ്റല്‍ ഓക്‌സൈഡ്‌ നാനോ വലിപ്പത്തില്‍ (10 -9 മീറ്റര്‍) ആയതിനാല്‍ അതിന്റെ പ്രതലവിസ്‌തീര്‍ണ്ണം ഏറ്റവും കൂടുതലായിരിക്കും. ഇവ സൂര്യപ്രകാശത്തിലെ അള്‍ട്രാവയലറ്റ്‌ കിരണങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്‌ത്‌ ഇലക്‌ട്രോണുകളെ സ്വതന്ത്രമാക്കും. ഇങ്ങനെയുണ്ടാക്കുന്ന വൈദ്യുതിയുപയോഗിച്ച്‌ ജലത്തിന്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം നടത്തിയാണഅ അതില്‍നിന്ന്‌ ഹൈഡ്രജന്‍ സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നത്‌. വിന്‍ഡ്‌ ഫാമുകള്‍ പോലെ വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തില്‍ വന്‍ തോതില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ഫാമുകള്‍ അധികം വൈകാതെ യാഥാര്‍ഥ്യമാക്കാന്‍ കഴിയുമെന്നിവരുടെ പ്രതീക്ഷ.
ഇംഗ്ലണ്ടില്‍ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ്‌ ലീഡ്‌സില്‍ വാലെറി ഡ്യൂപോണ്ടിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ശാസ്‌ത്രജ്ഞര്‍ സൂര്യകാന്തി എണ്ണയില്‍നിന്നും ഹൈഡ്രജന്‍ വേര്‍തിരിക്കാനുള്ള പരീക്ഷണത്തില്‍ വിജയിച്ചുകഴിഞ്ഞു. ചില ബാക്‌ടീരിയകള്‍ സൂര്യപ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച്‌ ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ഉല്‍പാദിപ്പിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്‌. ജനിതക എന്‍ജിനീയറിങ്ങിലൂടെ ഇത്തരം ബാക്‌ടീരിയകളെ വന്‍തോതില്‍ സൃഷ്‌ടിച്ചെടുക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞാല്‍ ബാക്‌ടീരിയല്‍ ഹൈഡ്രജന്‍ ഇന്ധനസെല്ലുകള്‍ രംഗപ്രവേശം ചെയ്യാന്‍ അധികകാലം വേണ്ടിവരില്ല.
ഹൈഡ്രജന്‍ വന്‍തോതില്‍ കുറഞ്ഞ ചെലവില്‍ ഉല്‍പാദിപ്പിക്കാനുള്ള മാര്‍ഗങ്ങള്‍ വിജയിക്കുമ്പോഴും ഉത്‌പാദിപ്പിച്ച ഹൈഡ്രജന്‍ ശേഖരിച്ചുവയ്‌ക്കുക എന്നത്‌ ഇത്തരമൊരു വെല്ലുവിളിതന്നെയാണ്‌. ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റത്തിന്റെ വലിപ്പം അത്രയും ചെറുതാണെന്നതുതന്നെ കാരണം ഇവിടെയും രക്ഷയ്‌ക്കെത്താന്‍ പോവുന്നത്‌ നാനോ ടെക്‌നോളജി തന്നെ. നാനോ ടെക്‌നോളജി ഉപയോഗിച്ച്‌ ഹൈഡ്രജന്‍ ആറ്റങ്ങള്‍ക്ക്‌ രക്ഷപ്പെടാന്‍ കഴിയാത്ത സൂക്ഷ്‌മഭിത്തികളോടുകൂടിയ സംഭരണികളുണ്ടാക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണു ശാസ്‌ത്രജ്ഞര്‍.
ഹൈഡ്രജന്‍ ഇന്ധനസെല്ലുകളുടെ രംഗപ്രവേശത്തോടെ അടിമുടി മാറാന്‍ പോവുന്നത്‌ മോട്ടോര്‍ വാഹനങ്ങളാണ്‌. ഹൈഡ്രജന്‍ ഫ്യൂവല്‍ സെല്‍ ഉപയോഗിച്ചോടുന്ന വാഹനങ്ങള്‍ വ്യാപകമാവുന്ന കാലം വിദൂരത്തല്ല. ജര്‍മനിയില്‍ 2001 ല്‍ തന്നെ ബി.എം.ഡബ്യു (BMW) ഹൈഡ്രജന്‍ കാര്‍ നിര്‍മിച്ചിരുന്നു. ഇതില്‍ ഇന്ധനമായി 1970കള്‍ മുതല്‍ തന്നെ ഹൈഡ്രജന്‍ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ടായിരുന്നു.

ആഗോളതാപനം

ഭൂമിക്കു ചൂടു കൂടിവരികയാണ്. ഈ അവസ്ഥ തുടരുകയാണെങ്കില്‍ ഇരുപത്തി ഒന്നാം നൂറ്റാണ്ട് അവസാനിക്കുമ്പോഴേക്കും ഭൂമിയുടെ ശരാശരി താപനിലയില്‍ 5 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിന്റെ വര്‍ദ്ധനവുണ്ടാകും. പ്രവചനാതീതമായ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ക്കും വരള്‍ച്ചയ്ക്കും വെള്ളപ്പൊക്കത്തിനും കടലാക്രമണത്തിനുമെല്ലാം അതു കാരണമാകും. മഹാനഗരങ്ങള്‍ പലതും വെള്ളത്തില്‍ മുങ്ങും. വ്യാവസായിക വിപ്ളവത്തിന്റെ ഉപോല്പന്നങ്ങളായ രാസപദാര്‍ത്ഥങ്ങളാണ് ഈ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ക്കെല്ലാം മാറ്റമെന്ന് ആരോപിക്കുകയും അതിനെല്ലാം പരിഹാരമായി മരങ്ങള്‍ നട്ടുവളര്‍ത്തണമെന്നു പറയുകയും ചെയ്യുന്നത് പ്രായോഗികമോ ശാസ്ത്രീയമോ ആണെന്നു കരുതാന്‍ വയ്യ. ജനസംഖ്യാ വിസ്ഫോടനവും കാര്‍ഷിക-വ്യാവസായിക വളര്‍ച്ചയും വനങ്ങളുടെ നശീകരണത്തിനു കാരണമാണ്. ഇനിയൊരു തിരിച്ചുപോക്ക് വ്യാവസായിക വളര്‍ച്ചയെ പിന്നോട്ടടിപ്പിക്കുന്നതിന് തുല്യമായിരിക്കും. കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിന് വ്യാവസായിക വളര്‍ച്ച കാരണമാകുന്നുണ്ടെങ്കില്‍ കാലാവസ്ഥയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുകയാണ് ശാസ്ത്രീയ സമീപനം. മരങ്ങളെല്ലാം മുറിച്ചുമാറ്റി വ്യവസായ ശാലകള്‍ തുടങ്ങണമെന്നോ വനവത്ക്കരണം അപകടകരമാണെന്നോ അല്ല പറയുന്നത്. എന്നാല്‍ എല്ലാ പ്രശ്നങ്ങള്‍ക്കും മരമാണ് മറുപടി എന്ന് ഒഴുക്കന്‍ മട്ടില്‍ പറഞ്ഞുകൊണ്ട് തുറിച്ചു നോക്കുന്ന യാഥാര്‍ത്ഥ്യങ്ങളുടെ മുന്നില്‍ അന്ധനായിത്തീരുന്നതാണ് അപകടം. അതിവേഗ പാതകളുടെ ഓരങ്ങളിലും രാജവീഥികളിലുമെല്ലാം മുഗള്‍ ഭരണകാലത്തെ നഗരപരിഷ്ക്കരണത്തെ അനുകരിച്ച് മരങ്ങള്‍ വച്ചുപിടിപ്പിക്കുകയും അയല്‍ക്കാരന്റെ കൃഷിസ്ഥലത്തും പുരയിടത്തിലും വിത്തുവലിച്ചെറിയുകയും ചെയ്യുന്നതല്ല വനവത്ക്കരണം. അത് പ്രത്യയ ശാസ്ത്ര ദാരിദ്യ്രമാണ്. ശാസ്ത്രീയമായ അവബോധമില്ലായ്മയാണ്. പരിസ്ഥിതി പ്രവര്‍ത്തകര്‍ക്ക് താത്പര്യമുണ്ടെങ്കിലും ഇല്ലെങ്കിലും മറ്റു പോംവഴികള്‍ അന്വേഷിക്കേണ്ടത് ശാസ്ത്രബോധമുള്ള സമൂഹത്തിന്റെ ആവശ്യമാണ്.

ആഗോളതാപനത്തെക്കുറിച്ചും അതിന്റെ കാരണ-പ്രത്യാഘാതങ്ങളെക്കുറിച്ചുമുള്ള ചര്‍ച്ചകള്‍ക്ക് ദശാബ്ദങ്ങളുടെ പഴക്കമുണ്ട്. സൌരചക്രങ്ങളുടെ സ്വഭാവം, അഗ്നി പര്‍വ്വത സ്ഫോടനങ്ങള്‍ മുതലായ പ്രാപഞ്ചിക പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ പങ്ക് ഇക്കാര്യത്തിലുണ്ടെന്നു പറയുമ്പോഴും അവ എങ്ങനെ, എത്രത്തോളം ഭൂമിയുടെ കാലാവസ്ഥയെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുമെന്ന് കൃത്യമായി കണക്കുകൂട്ടാന്‍ കഴിയില്ല. കഴിയുന്ന കാര്യമാകട്ടെ മനുഷ്യരുടെ പ്രകൃതിയിലുള്ള അനിയന്ത്രിത ഇടപെടല്‍ കാരണം ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ ഉല്പാദനത്തിലുണ്ടാകുന്ന വര്‍ധനയും അതു വരുത്തിവയ്ക്കുന്ന പ്രത്യാഘാതങ്ങളുമാണ്. ഇന്റര്‍നാഷണല്‍ പാനല്‍ ഓണ്‍ ക്ളൈമറ്റ് ചേഞ്ച് (IPCC) എന്നറിയപ്പെടുന്ന കാലാവസ്ഥാ-ഭൌമശാസ്ത്രസംഘം ഓരോ വര്‍ഷവും കാലാവസ്ഥയിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങള്‍ പഠിക്കുകയും ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ പഠനറിപ്പോര്‍ട്ടുകള്‍ സമാഹരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ട്. അവരുടെ റിപ്പോര്‍ട്ടുകളുടെത്തുടര്‍ന്നാണ് രാഷ്ട്രീയമായ ഇടപെടലുകള്‍ നടത്താന്‍ രാഷ്ട്രത്തലവന്മാര്‍ നിര്‍ബന്ധിതരാകുന്നത്.

ആഗോളതാപനത്തിന്റെ പ്രധാന ഉത്തരവാദിത്വം ഹരിതഗൃഹപ്രഭാവത്തിനാണ്. സൂര്യപ്രകാശം ഭൌമോപരിതലത്തില്‍ പതിച്ചതിനുശേഷം അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പ്രതിഫലിക്കുമ്പോള്‍ അതിലേറിയ പങ്കും താപവികിരണങ്ങളുടെ (ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങള്‍) രൂപത്തിലാണ്. ഭൌമാന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള വാതകങ്ങള്‍ ഈ താപവികിരണങ്ങളെ കെണിയില്‍പ്പെടുത്തുകയും അവയുടെ സ്വതന്ത്രസഞ്ചാരത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. വാതകങ്ങള്‍ ഇവിടെ ഒരു സ്ഫടിക മേലാപ്പു പോലെയാണ് പെരുമാറുന്നത്. ഭൌമാന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഈ സ്വഭാവമാണ് ഭൂമിയില്‍ ചൂടും തണുപ്പും ക്രമീകരിക്കുന്നത്. ഭൌമജീവന്റെ ഉത്ഭവത്തിനും വികാസത്തിനും പിന്നില്‍ ഹരിതഗൃഹപ്രഭാവത്തിന് നിര്‍ണ്ണായക സ്ഥാനമുണ്ടെന്നര്‍ത്ഥം. 1824ലാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ആദ്യമായി ഹരിതഗൃഹപ്രഭാവത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാനാരംഭിച്ചത്. ജോസഫ് ഫൊറിയര്‍ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ അന്തരീക്ഷത്തെക്കുറിച്ചു നടത്തിയ പഠനത്തില്‍ ഭൂമിയ്ക്ക് ഇത്തരമൊരു അന്തരീക്ഷ ഘടന ഇല്ലായിരുന്നുവെങ്കില്‍ അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ 60 ഡിഗ്രി ഫാരന്‍ഹൈറ്റുവരെ കുറവുണ്ടാകുമെന്നും അത് ഭൂമിയെ വാസയോഗ്യമല്ലാതാക്കുമെന്നും കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. പിന്നീട് 1895ല്‍ സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ സ്വാന്തേ അറേനിയസ് ഹരിതഗൃഹപ്രഭാവത്തിന്റെ പ്രധാന കാരണം അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ സാന്നിധ്യമാണെന്നും മനുഷ്യപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ അളവ് ഗണ്യമായി വര്‍ദ്ധിപ്പിക്കുന്നുണ്ടെന്നും കണ്ടെത്തി. ഒരു നൂറു വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ ഈ വര്‍ദ്ധനവ് ഭീകരമാകുമെന്നും അത് ഭൂമിയില്‍ ഗുരുതരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങളുണ്ടാക്കുമെന്നും അറേനിയസ് നൂറു വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു മുമ്പ് പ്രവചിക്കുകയുണ്ടായി.

ആഗോളതാപനത്തിന്റെ പ്രധാന കാരണം അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള വാതകങ്ങളുടെ ഹരിതഗൃഹസ്വഭാവമാണെന്നു പറഞ്ഞല്ലോ. എങ്ങനെയാണിത് സംഭവിക്കുന്നതെന്ന് നോക്കാം. ഭൌമോപരിതലത്തില്‍ തട്ടി പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് കിരണങ്ങളാണ് താപവാഹകര്‍. വികിരണങ്ങള്‍ ദ്രവ്യകണികകളുടെ ആറ്റോമിക-തന്മാത്രാ ഘടനയെ ആശ്രയിച്ചാണ് അവയിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നത്. ആറ്റങ്ങള്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജ്ജുള്ള ഒരു ന്യൂക്ളിയസ്സും നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജ്ജുള്ള ഇല്ക്ട്രോണുകളും കൊണ്ടാണെന്ന് സാമാന്യമായി പറയാന്‍ കഴിയും. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ വ്യത്യസ്ത ഊര്‍ജ്ജനിലയിലുള്ള ഓര്‍ബിറ്റുകളില്‍ ന്യൂക്ളിയസ്സിനെ ചുറ്റി സഞ്ചരിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കും. ഇത്തം രണ്ട് ഓര്‍ബിറ്റുകളുടെ ഇടയില്‍ ഊര്‍ജ്ജനിലയുടെ ഒരു വിടവ് നിലനില്‍ക്കുന്നുണ്ട്. ഈ വിടവുകളിലേക്ക് താപവികിരണങ്ങള്‍ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും അതുവഴി താഴ്ന്ന ഊര്‍ജ്ജ നിലയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകള്‍ കുറേക്കൂടി ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജനിലയിലേക്കു ചാടുകയും (Quantum Leap) ചെയ്യും. ഇങ്ങനെ താപവികിരണങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതില്‍ വാതകങ്ങളുടെ കഴിവ് വ്യത്യസ്തമാണ് . കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡും, നീരാവിയും, മീഥേയ്നും, നൈട്രസ് ഓക്സൈഡും, ക്ളോറോ ഫ്ളൂറോ കാര്‍ബണുമെല്ലാം താപവികിരണങ്ങളെ കെണിയില്‍പ്പെടുത്താന്‍ കഴിവുള്ള വാതകങ്ങളാണ്. പൊതുവെ ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങള്‍ എന്നാണിവ അറിയപ്പെടുന്നത്. ആഗോളതാപനമെന്നു കേള്‍ക്കുമ്പോള്‍ തന്നെ ഓര്‍മ്മയിലെത്തുന്ന കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ ഇരുപത് മടങ്ങ് താപവാഹകശേഷിയുണ്ട് മീഥേയ്ന്‍ വാതകത്തിന്. നൈട്രസ് ഓക്സൈഡിനാകട്ടെ ഇത് 300 മടങ്ങ് അധികവുമാണ്. വികസിത രാജ്യങ്ങളില്‍ നിരോധിച്ച ക്ളോറോഫ്ളൂറോ കാര്‍ബണിന്റെ താപവാഹകശേഷി കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ ആയിരക്കണക്കിന് മടങ്ങ് അധികവുമാണ്. എന്നാല്‍ ഇത്തരം വാതകങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിനെ അപേക്ഷിച്ച് അന്തരീക്ഷത്തില്‍ വളരെ കുറവായതിനാല്‍ അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് വരുത്തുന്ന വര്‍ദ്ധനവു തന്നെയാണ് ഗണനീയമായിട്ടുള്ളത്. 1990നുശേഷമുള്ള ഓരോ വര്‍ഷവും ഏകദേശം 6 ബില്യണ്‍ മെട്രിക് ടണ്‍ എന്ന തോതിലാണ് അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നത്. ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങള്‍ സ്വാഭാവികമായും ആഗോളതാപനത്തിനു കാരണമാകുന്നുണ്ടെങ്കിലും മനുഷ്യന്റെ ഇടപെടല്‍ ഇത്തരം വാതകങ്ങളുടെ അമിത ഉല്പാദനത്തിന് ഇടയാക്കുന്നുണ്ട്. ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഉപയോഗവും ഫാക്ടറികളുടേയും വൈദ്യുതോല്പാദനകേന്ദ്രങ്ങളുടെ പ്രവര്‍ത്തനവുമെല്ലാം അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പമ്പു ചെയ്തുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെയും നീരാവിയുടെയുമെല്ലാം തോത് അതിഭീകരമാണ്. അതുമാത്രമല്ല ജനസംഖ്യാവര്‍ധനവും ഇത്തരത്തിലുള്ള വാതകങ്ങളുടെ ഉല്‍സര്‍ജ്ജനത്തില്‍ പ്രധാന പങ്കുവഹിക്കുന്നുണ്ട്. ജന്തുക്കളുടെ ശ്വസന പ്രക്രിയയില്‍ പുറന്തള്ളുന്ന വാതകങ്ങളില്‍ പ്രധാന പങ്കും കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡും നീരാവിയുമാണ്. അതുകൂടാതെ കൃഷിയിടങ്ങളില്‍ കാര്‍ഷികോല്പന്നങ്ങളുടെ അവശിഷ്ടങ്ങള്‍ ചീയുമ്പോഴും സസ്യാഹാരികളായ ജന്തുക്കളുടെ വിസര്‍ജ്യങ്ങളില്‍ നിന്നും ഉയര്‍ന്ന തോതില്‍ മീഥേയ്ന്‍ വാതകവും അന്തരീക്ഷത്തില്‍ വ്യാപിക്കുന്നുണ്ട്. രാസവളങ്ങളിലുള്ള നൈട്രസ് ഓക്സൈഡും റെഫ്രിജറേറ്ററുകളിലും വ്യാവസായികാവശ്യങ്ങള്‍ക്കുമെല്ലാമുപയോഗിക്കുന്ന ക്ളോറോഫ്ളൂറോ കാര്‍ബണുമെല്ലാം അന്തരീക്ഷ താപനില ഉയര്‍ത്തുന്നതില്‍ ചെറുതല്ലാത്ത സംഭാവന നല്‍കുന്നുണ്ട്.

ഭൌമാന്തരീക്ഷം കോടിക്കണക്കിനു വര്‍ഷങ്ങളുടെ പരിണാമത്തെ തുടര്‍ന്ന് രൂപപ്പെട്ടതാണ്. സ്വാഭാവികമായുണ്ടാകുന്ന ഇത്തരം പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റേയും മറ്റ് ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെയും വര്‍ദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നുണ്ട്. എന്നാല്‍ മനുഷ്യനുള്‍പ്പെടെയുള്ള ജന്തുക്കളുടെ ഇടപെടല്‍ ഹരിതഗൃഹ പ്രഭാവത്തിന് എത്രത്തോളം കാരണമാകുന്നുണ്ടെന്ന് പരിശോധിക്കപ്പെടണം. കഴിഞ്ഞ ഒന്നരക്കോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കുള്ളില്‍ അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ വര്‍ദ്ധനവ് ഇത്രയധികമാവുന്നത് ഇതാദ്യമാണ്. ധ്രുവമേഖലയിലെ ഹിമപാളികളിലും സമുദ്രാന്തര്‍ഭാഗത്തെ അവസാദശിലകളിലും നടത്തിയ പഠനമാണ് ഇക്കാര്യം വ്യക്തമാക്കുന്നത്. ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളായ കല്‍ക്കരി, പെട്രോളിയം ഉല്പന്നങ്ങള്‍ എന്നിവയുടെ ഉപയോഗം അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പുറന്തള്ളുന്ന കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ അളവ് ഭീമമാണ്. അതുപോലെതന്നെ ഭീമമാണ് കാട്ടുതീയുണ്ടാകുമ്പോഴും വിറകു കത്തിക്കുമ്പോഴും സംഭവിക്കുന്നത്. ഇവ തമ്മിലുള്ള അന്തരം രണ്ടാമത്തെ പ്രവര്‍ത്തനം ഏറെക്കുറെ സ്വാഭാവികമാണെന്നതാണ്. കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് സ്വീകരിക്കുകയും പ്രാണവായുവായ ഓക്സിജന്‍ പുറന്തള്ളുകയും ചെയ്തുകൊണ്ട് ഒരു ഓക്സിജന്‍ - കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് സന്തുലനം നിലനിര്‍ത്താന്‍ മരങ്ങള്‍ക്ക് കഴിയും. എന്നാല്‍ ജനസംഖ്യാ വിസ്ഫോടനവും ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളുടെ അനിയന്ത്രിത ഉപഭോഗവും ഈ സന്തുലനാവസ്ഥയെ തകിടം മറിക്കുന്ന കാഴ്ചയാണ് കാണുന്നത്. ഒരു നിര്‍ണായക നിലയിലെത്തിക്കഴിഞ്ഞാല്‍ ഈ സന്തുലിതാവസ്ഥ നിലനിര്‍ത്താന്‍ മരങ്ങള്‍ക്ക് കഴിയാതെ വരും. ഒരു കയര്‍ വലിച്ചു നീട്ടുന്നതുപോലെ അവസാനത്തെ ചകിരിനാരും പൊട്ടിക്കഴിഞ്ഞാല്‍ കയറിന് പൂര്‍വ്വസ്ഥിതി പ്രാപിക്കാന്‍ കഴിയാത്തതുപോലെ പിന്നീട് നടത്തുന്ന വനവത്ക്കരണത്തിനും അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഓക്സിജന്‍ - കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് സന്തുലനം നിര്‍വഹിക്കാന്‍ കഴിയില്ല. അത്തരമൊരവസ്ഥയില്‍ കുറെ മരങ്ങള്‍ നട്ടുപിടിപ്പിക്കുകയല്ല പരിഹാരം. ബുദ്ധിപരമായ ഇടപെടലുകളാണ് ഉണ്ടാകേണ്ടത്.

ഭൂമിയുടെ ചരിത്രം പരിശോധിച്ചാല്‍ അതിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ തോത് കൂടിയും കുറഞ്ഞും വന്നിട്ടുള്ള സന്ദര്‍ഭങ്ങള്‍ കാണാന്‍ കഴിയും. ഇത്തരം മാറ്റങ്ങളെ സ്വാഭാവികമായിത്തന്നെ പ്രകൃതി സന്തുലനം ചെയ്യുന്നുമുണ്ട്. എന്നാല്‍ കഴിഞ്ഞ ഏതാനും ആയിരം വര്‍ഷങ്ങളായി ഇത്തരമൊരു പുന:ക്രമീകരണത്തിന് പ്രകൃതിയ്ക്ക് കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല എന്നത് വസ്തുതയാണ്. ആഗോളതാപനിലയില്‍ വര്‍ദ്ധനവല്ലാതെ കുറവുണ്ടായ ഒരു സന്ദര്‍ഭം ഉണ്ടായിട്ടുമില്ല. അനുദിനം ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ഉപഭോഗവര്‍ധനയും മറ്റ് ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ ഉത്സര്‍ജ്ജനവുമെല്ലാം വഴി മനുഷ്യര്‍ അന്തരീക്ഷ താപനില വര്‍ദ്ധിപ്പിക്കുന്നതില്‍ മറ്റെല്ലാ ജന്തുവര്‍ഗ്ഗങ്ങളെക്കാളും വളരെ മുന്നിലാണ്. ആഗോളതാപനം എന്ന വാക്ക് പലപ്പോഴും തെറ്റിദ്ധരിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രയോഗമാണ്. ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പൊതുവെ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം (Climate Change) എന്നാണ് ഇതിനു പറയുന്നത്. കാരണം ഭൂമിയുടെ ശരാശരി താപനിലയിലുണ്ടാകുന്ന വര്‍ധന കാറ്റുകള്‍ക്കും സമുദ്രജല പ്രവാഹങ്ങള്‍ക്കും കാരണമാകുന്നുണ്ട്. ഇവ ചില പ്രദേശങ്ങളെ ക്രമാതീതമായി ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ മറ്റുചില പ്രദേശങ്ങള്‍ അതിശൈത്യത്തിലേക്ക് വഴുതിവീഴാനും ഇടയാകും. മഴയും മഞ്ഞുവീഴ്ചയുമെല്ലാം പ്രവചനാതീത സ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കും. അതിനാല്‍ ആഗോളതാപനമെന്നു പറയുന്നതിലും സാധ്യത കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിനാണ്. ഭൂമിയുടെ താപനിലയും അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ അളവും സൂര്യനും ഭൂമിയും തമ്മിലുള്ള അകലത്തെ ആശ്രയിച്ചാണിരിക്കുന്നത്. ലക്ഷക്കണക്കിന് വര്‍ഷങ്ങളുടെ ഇടയില്‍ ഈ സന്തുലിതാവസ്ഥയ്ക്കു നേരിടുന്ന നേരിയ വ്യതിയാനം പോലും ഭൂമിയില്‍ ഗുരുതരമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങളുണ്ടാക്കും. ഹിമയുഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുന്നത് അങ്ങനെയാണ്. എന്നാല്‍ ഏതാനും ആയിരം വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍ അത്തരം ഹിമയുഗങ്ങള്‍ സംഭവിക്കാത്തതുകൊണ്ടാണ് ഇവിടെ നാഗരികത വളര്‍ന്നുവന്നതും മനുഷ്യവര്‍ഗ്ഗത്തിന്റെ വികാസമാരംഭിച്ചതും. അഗ്നിപര്‍വ്വത സ്ഫോടനങ്ങളും സമുദ്രജല പ്രവാഹങ്ങളും എല്‍-നിനോ പ്രതിഭാസവുമെല്ലാം താപവര്‍ദ്ധനവിന് സ്വാഭാവികമായും കാരണമാകുന്നുണ്ടെങ്കിലും ആയിരക്കണക്കിന് വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കൊണ്ടു സംഭവിക്കാവുന്ന കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെയും മറ്റ് ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെയും വര്‍ധന അതിന്റെ മൂന്നിലൊന്ന് സമയത്തിനുള്ളില്‍ വ്യാവസായിക വിപ്ളവം സൃഷ്ടിക്കുന്നുണ്ട്.

ധ്രുവപ്രദേശങ്ങളിലെയും ഗിരിശൃംഖങ്ങളിലെയും മഞ്ഞുരുകുന്നതാണ് ആഗോളതാപനത്തിന്റെ പ്രത്യാഘാതങ്ങളില്‍ പ്രധാനം. അതോടൊപ്പം അത്തരം പ്രദേശങ്ങളിലെ ആവാസവ്യവസ്ഥയും ജീവജാലങ്ങളുടെ നിലനില്‍പ്പും പ്രതിസന്ധിയിലാകും. മഞ്ഞുരുകുന്നതോടെ സമുദ്രനിരപ്പ് ഉയരാന്‍ ആരംഭിക്കും. കഴിഞ്ഞ നൂറ്റാണ്ടിനെ അപേക്ഷിച്ച് കടലാക്രമണം ഈ നൂറ്റാണ്ടില്‍ കൂടുതലായിരിക്കും. തണുപ്പിനെ ആശ്രയിച്ചു ജീവിക്കുന്ന സ്പീഷീസുകള്‍ക്ക് വംശനാശം സംഭവിക്കുകയോ അവ ധ്രുവപ്രദേശങ്ങലിലേക്ക് പലായനം നടത്തുകയോ ചെയ്യും. കാലാവസ്ഥയുടെ ചാഞ്ചാട്ടം ഈ രീതിയില്‍ തുടര്‍ന്നാല്‍ ഇരുപത്തി ഒന്നാം നൂറ്റാണ്ട് അവസാനിക്കുമ്പോഴേക്കും ഭൂമിയിലുണ്ടാകുന്ന പ്രത്യാഘാതങ്ങള്‍ വിവരണാതീതമായിരിക്കും. സമുദ്രനിരപ്പ് 18 മുതല്‍ 59 സെന്റീമീറ്റര്‍ വരെ ഉയരും. മഹാനഗരങ്ങള്‍ വെള്ളത്തിനടിയിലാകും. ഇപ്പോള്‍ തന്നെ തീവ്രസ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ചുഴലിക്കൊടുങ്കാറ്റുകള്‍ അതിലേറെ ശക്തമാകും. പരസ്പരം ആശ്രയിച്ചു കഴിയുന്ന സസ്യ-ജന്തു ശൃംഖലയുടെ താളം തെറ്റും. വെള്ളപ്പൊക്കവും വരള്‍ച്ചയും ക്ഷാമവുമെല്ലാം നിത്യസംഭവങ്ങളാകും. ശുദ്ധജലം കിട്ടാക്കനിയാവും. പെറുവിലെ ക്വല്‍കയ മലനിരകളിലെ മഞ്ഞുരുക്കം ഇപ്പോഴുള്ള അവസ്ഥയില്‍ തുടര്‍ന്നാല്‍ തന്നെ 2100-ാമാണ്ട് ആകുമ്പോഴേക്കും അവിടെയുള്ള ജനങ്ങള്‍ക്ക് കുടിവെള്ളവും വൈദ്യുതിയും അന്യമാകും. ലോകമാകെ മലേറിയ പോലെയുള്ള കൊതുകുജന്യരോഗങ്ങള്‍ പെരുകും. അനേകം ജന്തുക്കള്‍ക്കും സസ്യങ്ങള്‍ക്കും വംശനാശം സംഭവിക്കും. ഭൂമിയിലെ ആവാസവ്യവസ്ഥ ആകെ താറുമാറാകും.

കുറേയേറെ മരങ്ങള്‍ വച്ചുപിടിപ്പിച്ചതുകൊണ്ടുമാത്രം പരിഹരിക്കാന്‍ കഴിയുന്നതല്ല ഭാവിയില്‍ നേരിടേണ്ടിവരുന്ന പ്രത്യാഘാതങ്ങള്‍. ബുദ്ധിപൂര്‍വ്വമായ ഇടപെടലുകളാണ് വേണ്ടത്. അത്തരം ചില സാധ്യതകള്‍ പരിശോധിക്കാം. ഇപ്പോള്‍ ബാലിശമെന്നു പറഞ്ഞ് തള്ളിക്കളയാവുന്ന ചില നിര്‍ദ്ദേശങ്ങളായിരിക്കും ഭാവിയില്‍ പ്രശ്നപരിഹരണത്തിന് ആവശ്യമായി വരുന്നത്. യഥാര്‍ത്ഥ സസ്യങ്ങള്‍ വളര്‍ത്താന്‍ കഴിയാത്ത സ്ഥലങ്ങളിലും സാഹചര്യങ്ങളിലും കൃത്രിമ സസ്യങ്ങളെ വളര്‍ത്താന്‍ കഴിയും. ഇത്തരം കൃത്രിമ ചെടികള്‍ അവയുടെ സമീപമുള്ള കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിനെ ഒരു വാക്വം ക്ളീനര്‍ എന്നപോലെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും അവയെ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡായി പരിവര്‍ത്തനം വരുത്തുകയും ചെയ്യും. ഇങ്ങനെ ശേഖരിക്കപ്പെട്ട ലായനിയെ ചൂടുപിടിപ്പിച്ചാല്‍ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിന്റെ ഒരു ജറ്റ് പുറപ്പെടുകയും ഈ വാതകപ്രവാഹത്തെ ഉന്നതമര്‍ദ്ദത്തില്‍ ടാങ്കുകളില്‍ സംഭരിക്കുകയും ചെയ്യാന്‍ കഴിയും. മര്‍ദ്ദം വര്‍ധിപ്പിക്കുന്നതോടെ ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്ന കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിനെ ഭൂമിക്കടിയിലേക്ക് പമ്പുചെയ്യുന്നതിനും അങ്ങനെ ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളുടെ ജ്വലനം വഴി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ഈ ഹരിതഗൃഹവാതകത്തെ അതിന്റെ ഉത്ഭവസ്ഥലത്തു തിരിച്ചെത്തിക്കുന്നതിനും സാധിക്കും. മറ്റൊരു സാധ്യത ദ്രാവകാവസ്ഥയിലുള്ള കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് സമുദ്രാടിത്തട്ടിലേക്ക് പുറന്തള്ളുകയാണ്. സമുദ്രജലത്തിലെ ഫൈറ്റോപ്ളാങ്ടണുകള്‍ ഈ കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡിനെ അവയുടെ വളര്‍ച്ചയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കും. എന്നാല്‍ ഫൈറ്റോപ്ളാങ്ടണുകള്‍ മൃതിയടയുന്നതോടെ മോചിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് സമുദ്രജലത്തിന്റെ രാസഘടനയില്‍ മാറ്റമുണ്ടാക്കാനുള്ള സാധ്യത തള്ളിക്കളയാനാവില്ല. മനുഷ്യരുടെയും മറ്റു ജീവിവര്‍ഗ്ഗങ്ങളുടെയും നിലനില്‍പ്പിന് ഹാനികരമാകുന്ന രീതിയിലുള്ള ഒരു മാറ്റം ജലത്തിന്റെ ഘടനയിലുണ്ടാവുമോ എന്ന് പരീക്ഷിച്ചറിയേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

സൂര്യതാപം ഭൂമിയിലെത്താതെ തടഞ്ഞുനിര്‍ത്തുകയാണ് മറ്റൊരു പോംവഴി. ക്ളൌഡ് സീഡിംഗ് എന്നു വിളിക്കാവുന്ന ഈ രീതിയില്‍ സമുദ്രജലം അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പമ്പുചെയ്യുന്നു. അന്തരീക്ഷത്തില്‍വെച്ച് സമുദ്രജലം ബാഷ്പീകരിക്കുമ്പോള്‍ അവശേഷിക്കുന്ന ലവണങ്ങള്‍ മേഘങ്ങളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും അവയെ സാന്ദ്രീകരിച്ച് മഴ പെയ്യിക്കുകയും ചെയ്യും. മാത്രവുമല്ല മേഘങ്ങള്‍ സൌരവികിരണങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും ഭൂമിയില്‍ അവ പതിക്കുന്നത് തടയുകയും ചെയ്യും. എന്നാല്‍ ധവളമേഘങ്ങള്‍ സൌരവികിരണങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതുപോലെ ജലബാഷ്പവും കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡുമടങ്ങിയ മേഘങ്ങള്‍ക്ക് പ്രതിഫലനശേഷിയുണ്ടോ എന്ന കാര്യം സംശയാതീതമായി തെളിയിക്കപ്പെടാത്തതും കാലാവസ്ഥാ നിര്‍ണയത്തില്‍ മേഘങ്ങളുടെ പങ്കിനെക്കുറിച്ചുള്ള അനിശ്ചിതത്വവും ഇത്തരമൊരു പരീക്ഷണത്തിന്റെ വിജയത്തെ ചോദ്യം ചെയ്തേക്കാം.

അന്തരീക്ഷ താപനില കുറയ്ക്കാന്‍ പ്രകൃതി തന്നെ ചില ഇടപെടലുകള്‍ നടത്താറുണ്ട്. 1991ല്‍ ഫിലിപ്പൈന്‍സിലെ മൌണ്ട് പിനാട്യുമ്പോ അഗ്നിപര്‍വ്വതം പൊട്ടിത്തെറിച്ചപ്പോള്‍ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ വ്യാപിച്ചത് 20 മുല്യണ്‍ ടണ്‍ സള്‍ഫര്‍ഡയോക്സൈഡ് വാതകമാണ്. ഈ വാതത്തിന്റെ സ്വാധീനം ഏകദേശം രണ്ടുവര്‍ഷത്തോളം ആഗോള താപനിലയില്‍ ശരാശരി 0.5 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസിന്റെ കുറവുണ്ടാക്കി. അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഗന്ധകബാഷ്പം പമ്പുചെയ്യുന്നതിലൂടെ താപനില കുറയ്ക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന പ്രകൃതിപാഠം അനുകരിക്കാവുന്നതേയുള്ളൂ. എന്നാല്‍ സള്‍ഫര്‍ഡയോക്സൈഡ് അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള ഓക്സിജനുമായും ഹൈഡ്രജനുമായും പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിച്ച് സള്‍ഫ്യൂറിക് അമ്ളം ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യതയുണ്ട്. അത് അമ്ളമഴയ്ക്കും സമുദ്രത്തിലേയും തടാകങ്ങളിലെയും ജലത്തിന്റെ അമ്ളത വര്‍ധിക്കുന്നതിനും കാരണമായേക്കാം. മത്സ്യസമ്പത്തിനെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നതിനും മത്സ്യം ഭക്ഷണമാക്കുന്ന മറ്റു ജീവികളേയും ഭക്ഷ്യശൃംഖലയെത്തന്നെയും അപകടപ്പെടുത്തുമെന്നുമുള്ള ഒരു സാധ്യതയും ഈ പരീക്ഷണത്തില്‍ നിലനില്‍ക്കുന്നുണ്ട്.

അന്തരീക്ഷമലിനീകരണവും പരിസര പ്രത്യാഘാതങ്ങളും ഉണ്ടാക്കാത്ത രീതികള്‍ സ്വീകരിക്കുന്നതാണ് കൂടുതല്‍ അഭികാമ്യം. അതിന് കുറേക്കൂടി ഉയര്‍ന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ ആവശ്യമാണ്. ബഹിരാകാശത്തു സ്ഥാപിക്കുന്ന പ്രതിഫലകങ്ങളെക്കുറിച്ചാണ് പറയുന്നത്. സൂര്യന്റെയും ഭൂമിയുടെയും പരസ്പരമുള്ള ഗുരുത്വ വലിവ് നിര്‍വീര്യമാകുന്ന സ്ഥാനങ്ങളില്‍ (L1- Lagrange Point 1) സ്ഥാപിക്കുന്ന പ്രതിഫലകങ്ങള്‍ സൌരവികിരണങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷതാപനില ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ഇതിന് പ്രായോഗികമായി ഇന്നനുഭവപ്പെടുന്ന ബുദ്ധിമുട്ടുകളില്‍ പ്രധാനം ഇതിനാവശ്യമായ യന്ത്രസാമഗ്രികള്‍ ബഹിരാകാശത്തെത്തിക്കുന്നതിനുള്ള സാമ്പത്തിക ചെലവാണ്. ഇപ്പോഴത്തെ അവസ്ഥയില്‍ 80 ട്രില്യണ്‍ ഡോളര്‍ ആവശ്യമുള്ള ഈ പദ്ധതി ഭൂമിയിലെ എല്ലാ രാഷ്ട്രങ്ങളുടെയും ആകെ ദേശീയ വരുമാനത്തിന് തുല്യമാണ്. ഏകദേശം ഗ്രീന്‍ലാന്‍ഡിന്റെ വിസ്തൃതിയുള്ള പ്രതിഫലകങ്ങളാണ് ബഹിരാകാശത്ത് സ്ഥാപിക്കേണ്ടതെന്നത് നിലവില്‍ സ്പേസിലേക്ക് യന്ത്രസാമഗ്രികള്‍ കൊണ്ടുപോകുന്ന ഉപഗ്രഹങ്ങള്‍ക്ക് അതൊരു ദീര്‍ഘകാല പദ്ധതിയുമാകും. എന്നാല്‍ ഭാവിയിലെ വികസിച്ച സാങ്കേതിക വിദ്യയില്‍ ഈ ദൌത്യം വിജയകരമായി നിര്‍വഹിക്കാന്‍ സാധിക്കുമെന്നതില്‍ സംശയമൊന്നുമില്ല.

കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിനു കാരണം പ്രകൃതിയില്‍ മനുഷ്യന്റെ അനിയന്ത്രിതമായ ഇടപെടലുകളാണെന്നതിന് ശക്തമായ തെളിവുകളുണ്ടെങ്കിലും അതിന് സാമ്പത്തികമായും രാഷ്ട്രീയപരമായും സാമൂഹികവുമായ നിരവധി മാനങ്ങളുണ്ട്. ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ ഉത്സര്‍ജ്ജനം പൂര്‍ണമായി അവസാനിപ്പിച്ചാലും അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ താപനില ഉടനെയങ്ങു താഴുകയുമൊന്നുമുണ്ടാകില്ല. എന്നാല്‍ ഇന്നു നടത്തുന്ന മുന്‍കരുതലുകള്‍ നാളെ വലിയ മാറ്റമായിരിക്കും ഉണ്ടാക്കുന്നത്. ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രീകരണം 450550 ppm(parts per million) എന്ന തോതില്‍ നിലനിര്‍ത്താന്‍ കഴിഞ്ഞാല്‍ ആസന്നമായ ദുരന്തത്തില്‍ നിന്ന് ഒരു പരിധിവരെ പിടിച്ചുനില്‍ക്കാന്‍ കഴിയും. ഇപ്പോള്‍ ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രീകരണം 380 ppm എന്ന തോതിലാണുള്ളത്. അതിനര്‍ത്ഥം ഇനി കളയാന്‍ അധിക സമയമില്ലെന്നു തന്നെയാണ്. ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ ഉത്സര്‍ജ്ജനം 50 മുതല്‍ 80 ശതമാനം വരെ കുറച്ചുകൊണ്ടുവന്നെങ്കില്‍ മാത്രമേ ഈ നൂറ്റാണ്ടവസാനിക്കുമ്പോഴേക്കും ഈ നിര്‍ണായക മൂല്യത്തില്‍ നിലനിര്‍ത്താന്‍ കഴിയുകയുള്ളൂ. കുറഞ്ഞ ഇന്ധനം കൊണ്ട് കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജ്ജമുല്പാദിപ്പിക്കുന്ന വാഹനങ്ങള്‍, കാറ്റ്, സൂര്യപ്രകാശം, ഹൈഡ്രജന്‍, അണുശക്തി മുതലായവയില്‍ നിന്ന് ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഊര്‍ജത്തിന്റെ ഉപയോഗം, സസ്യങ്ങളില്‍ നിന്ന് ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന ജൈവ ഇന്ധനങ്ങള്‍, പ്രകൃതി വാതകം എന്നിവയെല്ലാം പകരം വയ്ക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ഊര്‍ജ്ജസ്രോതസ്സുകളാണ്. അതോടൊപ്പം ഫോസില്‍ ഇന്ധനങ്ങളില്‍ നിന്നു പുറന്തള്ളപ്പെടുന്ന കാര്‍ബണ്‍ഡയോക്സൈഡ് ശേഖരിക്കുകയും അത് ഭൌമാന്തര്‍ഭാഗത്ത് എത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ‘കാര്‍ബണ്‍ സ്വീക്വസ്ട്രേഷന്‍’ സമ്പ്രദായവും അഭിലഷണീയമാണ്.

വനവത്ക്കരണം ഫലപ്രദമല്ലെന്നല്ല. എന്നാല്‍ അതിനെമാത്രം ആശ്രയിക്കുന്നത് യാഥാര്‍ത്ഥ്യങ്ങളുടെ നേരെ പുറംതിരിഞ്ഞു നില്‍ക്കുന്നതിന് തുല്യമാണ്. കൂടുതല്‍ സാധ്യതകള്‍ കണ്ടെത്തേണ്ടത് കാലഘട്ടത്തിന്റെ ആവശ്യമാണ്. മതപുരോഹിതര്‍ക്കും രാഷ്ട്രീയ നേതാക്കള്‍ക്കും അവരുടെ പ്രഭാഷണങ്ങളില്‍ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം ഒരു വിഷയമാക്കാന്‍ ശ്രമിക്കാവുന്നതാണ്. ഭൂമിയില്‍ മനുഷ്യനും ജീവനും അവശേഷിച്ചെങ്കിലല്ലേ സ്വര്‍ഗ്ഗരാജ്യവും ദൈവിക ഭരണവുമെല്ലാം സ്ഥാപിക്കാന്‍ കഴിയൂ.