താണു പദ്മനാഭൻ

മലയാളിയായ ഒരു സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്നു താണു പദ്മനാഭൻ(മാർച്ച് 10 1957 - സെപ്റ്റംബർ 17 2021). പത്മശ്രീ, ഭട്നാഗർ പുരസ്കാരം,ബിർള ശാസ്ത്ര പുരസ്കാരം എന്നീ പുരസ്കാരങ്ങൾ നേടിയിട്ടുണ്ട്. പൂണെയിലെ ഇന്റർ യൂനിവേഴ്സിറ്റി സെന്റർ ഫോർ ആസ്ട്രോണമി ആൻഡ് ആസ്ട്രോഫിസിക്സിലെ അക്കാദമിക് വിഭാഗത്തിന്റെ ഡീനായിരുന്നു അദ്ദേഹം.  പ്രപഞ്ചത്തിലെ വിന്യാസങ്ങളുടെ രൂപീകരണം, ഗുരുത്വാകർഷണം, ക്വാണ്ടം ഗുരുത്വം എന്നിവയാണ്‌ അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രധാന ഗവേഷണവിഷയങ്ങൾ.  എമെർജന്റ് ഗ്രാവിറ്റിയിൽ  താപഗതികത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി സാമാന്യ ആപേക്ഷികസിദ്ധാന്തത്തെ കൂടുതൽ വികസിപ്പിച്ചതാണ് ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാന സംഭാവന. 2008-ൽ അമേരിക്കയിലെ ഗ്രാവിറ്റി റിസർച്ച് ഫൗണ്ടേഷന്റെ സമ്മാനം ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് ഇദ്ദേഹത്തിന് ലഭിച്ചു. 2021 സെപ്തംബർ 17ന് 64-ാം വയസ്സിൽ ഹൃദയാഘാതത്തെ തുടർന്ന് അദ്ദേഹം പൂനെയിൽ വച്ച് അന്തരിച്ചു.

ജീവിതരേഖ
1957-ൽ തിരുവനന്തപുരത്ത് ജനിച്ചു. സ്കൂൾ വിദ്യാഭ്യാസം അവിടെത്തന്നെയായിരുന്നു.  കേരള സർവകലാശാലയുടെ കീഴിലുള്ള  യൂനിവേഴ്സിറ്റി കോളേജിൽ നിന്ന് ബി.എസ്.സി.(1977), എം.എസ്.സി.(1979) ബിരുദങ്ങൾ സ്വർണ്ണമെഡലോടെ നേടി. ആദ്യത്തെ റിസർച്ച് പേപ്പർ ഇരുപതാം വയസ്സിൽ ബി.എസ്.സി.ക്ക് പഠിക്കുമ്പോൾത്തന്നെ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. സാമാന്യ ആപേക്ഷികതയായിരുന്നു വിഷയം.

മുംബൈയിലെ ടി.ഐ.എഫ്.ആറിൽ നിന്ന് 1983-ൽ പി.എച്.ഡി. നേടിയ അദ്ദേഹം 1992 വരെ അവിടെ ജോലി ചെയ്തു. 1992 മുതൽ പൂണെയിലെ  ഇന്റർ യൂനിവേഴ്സിറ്റി സെന്റർ ഫോർ ആസ്ട്രോണമി ആൻഡ് ആസ്ട്രോഫിസിക്സിലാണ്‌. ഇപ്പോൾ അവിടത്തെ അക്കാദമിക് വിഭാഗത്തിന്റെ ഡീനാണ്‌. സ്വിറ്റ്സർലാണ്ടിലെ പ്രസിദ്ധ കണികാ ഭൗതിക ഗവേഷണ കേന്ദ്രമായ  സേൺ,  ന്യൂ കാസിൽ സർവകലാശാല, ലണ്ടനിലെ  ഇംപീരിയൽ കോളേജ്,  കാൾടെക്,  പ്രിൻസ്ടൺ,  കേംബ്രിഡ്ജ് സർവകലാശാലകളിൽ വിസിറ്റിംഗ് പ്രൊഫസറാണ്. ആഫ്ടർ ദി ഫസ്റ്റ് ത്രീ മിനുട്സ് - ദ സ്റ്റോറി ഓഫ് ഔവർ യൂനിവേഴ്സ് (ആദ്യത്തെ മൂന്നു നിമിഷങ്ങൾക്കു ശേഷം നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിൻറെ കഥ), തിയററ്റിക്കൽ ആസ്ട്രോഫിസിക്സ്, ആൻ ഇൻവിറ്റേഷൻ ടു ആസ്ട്രോഫിസിക്സ് തുടങ്ങിയ കൃതികൾ പ്രസിദ്ധമാണ്.  ജയന്ത് നർലിക്കറുമൊത്ത് ഗ്രാവിറ്റി, ഗേജ് തിയറീസ് ആൻറ് കോസ്മോളജി എന്നൊരു ഗ്രന്ഥവും രചിച്ചിട്ടുണ്ട്.  കേന്ദ്ര ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പിൻറെ ഭാഗമായ വിഗ്യാൻ പ്രസാർ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഭൗതികത്തിൻറെ കഥ എന്ന പുസ്തകത്തിൻറെ മലയാള പരിഭാഷ കേരള ശാസ്ത്രസാഹിത്യ പരിഷത്ത് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ടി.ഐ.എഫ്.ആറിൽ നിന്ന് പി.എച്.ഡി. നേടിയ വാസന്തി പദ്മനാഭനാണ് അദ്ദേഹത്തിൻറെ സഹധർമിണി.അവരുമായി ചേർന്ന് അദ്ദേഹം The Dawn of Science എന്നൊരു പുസ്തകം രചിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇന്റർ യൂനിവേഴ്സിറ്റി സെന്റർ ഫോർ ആസ്ട്രോണമി ആൻഡ് ആസ്ട്രോഫിസിക്സ് ൽ നിന്നും പി എച്ച് ഡി നേടിയിട്ടുള്ള ഹംസവാഹിനി പദ്മനാഭൻ മകളാണ്.

ഗവേഷണം
ഗുരുത്വാകർഷണമാണ് താണു പദ്മനാഭന്റെ പ്രധാന ഗവേഷണവിഷയം, പ്രത്യേകിച്ചും മറ്റു അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങളിൽ നിന്നും ഉരുത്തിരിയുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണം (എമെർജന്റ് ഗ്രാവിറ്റി, emergent gravity).  ഐൻസ്റ്റീൻ'ന്റെ  സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തമാണ് ഇന്ന് നിലവിലുള്ളതിൽ ഏറ്റവും സ്വീകാര്യമായ ഗുരുത്വാകർഷണ സിദ്ധാന്തം. എന്നാൽ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് ഇതുവരെ പരിഹരിയ്ക്കാനാകാത്ത ചില പോരായ്മകളുണ്ട്. ഇതിൽ ഏറ്റവും പ്രധാനം ഇത് സ്ഥൂലലോകത്ത്‌ മാത്രമേ ഉപയോഗിയ്ക്കാൻ സാധിയ്ക്കൂ എന്നാണ്. അതിസൂക്ഷ്മ കണികകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം വിശദീകരിയ്ക്കുന്ന ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം, പ്രകൃതിയിലെ മറ്റു മൂന്ന് പ്രധാന ബലങ്ങളെയും ഏകോപിപ്പിയ്ക്കുന്ന  ക്വാണ്ടം ഫീൽഡ് തിയറി തുടങ്ങിയ ഭൗതികശാഖകളുമായി ഒത്തുചേർന്ന് പോകാൻ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് ഇതുവരെ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. ഇക്കാരണത്താൽ സൂക്ഷ്മലോകത്തുനിന്നും സ്ഥൂലലോകത്തേക്കുള്ള സംക്രമണത്തിൽ, ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെ ലോകത്തു നിന്നും ആപേക്ഷികതയുടെ തത്ത്വങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് ഉരുത്തിരിയുന്നത് എന്നതിൽ ഇതുവരെ എല്ലാവര്ക്കും സ്വീകാര്യമായ ഒരു വ്യക്തത കൈവന്നിട്ടില്ല.  ലൂപ്പ് ക്വാണ്ടം ഗ്രാവിറ്റി, സ്ട്രിങ്ങ് സിദ്ധാന്തം തുടങ്ങിയ ഭൗതികശാസ്ത്ര സിദ്ധാന്തങ്ങൾ ഒരു പരിധി വരെ ഇതിനുള്ള ഉത്തരങ്ങൾ മുന്നോട്ടു വെയ്ക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും ഇവ എല്ലാ ശാസ്ത്രകാരന്മാർക്കും ബോധ്യപ്പെട്ടിട്ടില്ല. അതിലും പ്രധാന പ്രശ്നം ഈ സിദ്ധാന്തങ്ങൾ മുന്നോട്ടു വെയ്ക്കുന്ന ആശയങ്ങൾ ടെസ്റ്റ് ചെയ്യാൻ ശാസ്ത്രസാങ്കേതികതയുടെ ഇന്നത്തെ അവസ്ഥയിൽ നമുക്ക് കഴിയില്ല എന്നതാണ്.

ഈ അവസ്ഥയിൽ ഗുരുത്വാകർഷണത്തെ തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ രീതിയിൽ മോഡൽ ചെയ്യാൻ ഉള്ള ശ്രമം നടക്കുന്നുണ്ട്. ഈ വഴിയ്ക്കുള്ള ഒരു പ്രധാന ശ്രമമാണ്  താപഗതികത്തിന്റെ(thermodynamics) അടിസ്ഥാന തത്ത്വങ്ങളിൽ നിന്ന് സാമാന്യആപേക്ഷികത ഉരുത്തിരിച്ചെടുക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ. സാമാന്യആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തപ്രകാരം സ്ഥലകാലം ഒരു  പിണ്ഡത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ വളയുന്നതാണ് അതിലൂടെ സഞ്ചരിയ്ക്കുന്ന വേറൊരു വസ്തുവിന് ഗുരുത്വാകർഷണമായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്. എന്നാൽ ഈ പ്രസ്താവനയ്ക്ക് താഴെ ഈ സിദ്ധാന്തം പോകുന്നില്ല. സ്ഥലകാലത്തെ എങ്ങനെ ഇനിയും വിഭജിയ്ക്കാമെന്നോ ഇങ്ങനെ വിഭജിച്ചു കിട്ടിയ അടിസ്ഥാന ബിൽഡിംഗ് ബ്ലോക്കുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സ്ഥലകാലം എങ്ങനെ വളയുന്നുവെന്നോ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിൽ പറയുന്നില്ല.   

താപഗതികത്തിന്റെ ആശയങ്ങളുപയോഗിച്ച് സാമാന്യഅപേക്ഷികതയെ വികസിപ്പിയ്ക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ വർഷങ്ങളായി നടക്കുന്നുണ്ട്. 1967 ൽ സോവിയറ്റ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന ആൻഡ്രൂ സഖറോവ് താപഗതികത്തിന്റെയും സ്ഥലകാലത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങളെയും പറ്റി പ്രസ്താവിച്ചിരുന്നു. 1980 ൽ  കിപ് തോൺ,  തിബോൾട് ഡാമർ എന്നിവർ ഹൈഡ്രോഡയനാമിൿസ്,  തമോദ്വാരങ്ങൾ എന്നിവ തമ്മിലുള്ള സാദൃശ്യങ്ങളെപ്പറ്റി പഠിച്ചിരുന്നു. 1995 ൽ റ്റെഡ് ജേക്കബ്സൺ താപഗതികം ഉപയോഗിച്ച് സാമാന്യആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം വിവരിച്ചു. 2009 ൽ ഡച്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ  എറിക് വേർലിൻഡെ ക്വാണ്ടം ഇൻഫർമേഷൻ, താപഗതികത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ആശയമായ  ഉത്ക്രമം(എൻട്രോപ്പി) എന്നിവയെ ഗുരുത്വാകർഷണവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തിയുള്ള തന്റെ സുപ്രധാന പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. തന്റെ പ്രബന്ധത്തിൽ അദ്ദേഹം പദ്മനാഭന്റെ ആശയങ്ങളെ പരാമർശിയ്ക്കുന്നുണ്ട്.

ജേക്കബ്സൺ 1995 ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ആശയത്തെ 2002 ൽ പദ്മനാഭൻ വിപുലീകരിച്ചു.  ബിൽ ഉൻരു,  പോൾ ഡേവിസ്, സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിങ് തുടങ്ങിയവർ പഠനം നടത്തിയ സാമാന്യആപേക്ഷികതയിലെ  താപഗതികചക്രവാളത്തെ (thermodynamics horizons) ആസ്പദമാക്കിയായിരുന്നു ഇത്. ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു  തമോദ്വാരത്തിന് ഒരു സാങ്കല്പിക ഉപരിതലം (സംഭവചക്രവാളം, event horizon) ഉണ്ട്. ഈ ഉപരിതലത്തിനപ്പുറത്ത് ഒരു നിശ്ചിത അളവ്  വിവരവും(information), വിവരം ഉള്ളതിനാൽ  ഉത്ക്രമവും(entropy) ഉണ്ട്. ഉൽക്രമം ഉള്ളതിനാൽ അതിന് ഒരു നിശ്ചിത  താപനിലയുമുണ്ട്. ഈ ഉപരിതലത്തിന്റെ വിസ്തീർണം കൂടുംതോറും ഉള്ളിലെ എൻട്രോപ്പിയും വർദ്ധിയ്ക്കുന്നു. പദ്മനാഭന്റെ ആശയപ്രകാരം ഒരു വസ്തുവിന് ഒരു താപനില കൈവരിയ്ക്കാൻ സാധിയ്ക്കണമെങ്കിൽ നിശ്ചയമായും അതിനൊരു സൂക്ഷ്മഘടന ഉണ്ടായിരിയ്ക്കണം.

 ലുഡ്‌വിഗ് ബോൾട്സ്മാൻ താപഗതികത്തെ പറ്റിയുള്ള തന്റെ പഠനങ്ങളിൽ നിന്നും ഉരുത്തിരിച്ചെടുത്ത ആശയത്തിന് സമാനമാണ് ഈ ആശയം. ബോൾട്സ്മാൻ ഒരു  വാതകത്തിന് താപം ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവുള്ളതിനാൽ ആ വാതകം ഒരു കൂട്ടം സൂക്ഷ്മകണികകളാൽ രൂപപ്പെട്ടിരിയ്ക്കണം എന്നു വാദിച്ചു. താപം വർദ്ധിയ്ക്കുമ്പോൾ ഈ കണികകൾ  കൂടുതൽ വേഗത കൈവരിയ്ക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് വാതകത്തിന് ചൂട് കൂടുതലായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്. ഈ ആശയപ്രകാരം അദ്ദേഹം ഒരു നിശ്ചിത അളവ് വാതകത്തിൽ അടങ്ങിയിരിയ്ക്കുന്ന 'കണിക'കളുടെ എണ്ണം കണക്കാക്കി. ബോൾട്സ്മാന്റെ ഈ കണികകൾ ആണ് പിന്നീട്  തന്മാത്രകൾ എന്ന അടിസ്ഥാന ആശയമായത്. ബോൾട്സ്മാൻ വാതകങ്ങളുടെ വ്യാപ്തം, ഊഷ്മാവ്, മർദ്ദം തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന നിലയിലുള്ള ആശയങ്ങൾ മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് എപ്രകാരം അവയുടെ സൂക്ഷ്മകണങ്ങളുടെ ഘടന കണ്ടെടുത്തോ അപ്രകാരം ഒരു വികസനം സാമാന്യആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിൽ കൊണ്ടുവരാനാണ് പദ്മനാഭൻ ശ്രമിയ്ക്കുന്നത്.

ഒരു താപഗതികചക്രവാളത്തിന്റെ നിശ്ചിത താപനില അതിനൊരു സൂക്ഷ്മഘടന ഉണ്ടെന്നുള്ള കാര്യം വ്യകതമാക്കുന്നു. വാതകത്തിന് സമാനമായ ഇവിടുത്തെ മാദ്ധ്യമം സ്ഥലകാലം തന്നെയാണ്. സ്ഥലകാലത്തിന്റെ ഈ അതിസൂക്ഷ്മ 'കണങ്ങൾക്ക്' താപം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ചലിയ്ക്കാനുള്ള സ്വാതന്ത്ര്യം കൈവരുന്നു. ഇവയുടെ ചലനത്തിലൂടെ സ്ഥലകാലത്തിന്റെ എൻട്രോപ്പി വർദ്ധിയ്ക്കുന്നു. ഒരു വാതകത്തിന്റെ എൻട്രോപ്പി ഏറ്റവും അധികം ആകുമ്പോൾ ആ വാതകം താപഗതികപരമായി  താപസംതുലിതാവസ്ഥ (thermal equilibrium) കൈവരിയ്ക്കുന്നു. ഇതേപോലെ സ്ഥലകാലത്തിന്റെ എൻട്രോപ്പി ഏറ്റവും അധികം ആകുമ്പോൾ അതു കൈവരിയ്ക്കുന്ന സ്ഥിരാവസ്ഥയാണ് സാമാന്യആപേക്ഷികതയിലെ ഫീൽഡ് സമവാക്യങ്ങളുടെ സാധുത എന്നാണ് അദ്ദേഹത്തിന്റെ നിഗമനം.

പുരസ്കാരങ്ങൾ
 ഇന്ത്യൻ നാഷണൽ സയൻസ് അക്കാഡമിയുടെ യുവശാസ്ത്രജ്ഞനുള്ള പുരസ്കാരം - 1984
 ബിർള ശാസ്ത്രപുരസ്കാരം - 1991
 ഭൗതികശാസ്ത്രങ്ങൾക്കുള്ള ഭട്നാഗർ പുരസ്കാരം - 1996
 സി.എസ്.ഐ.ആർ മില്ലേനിയം മെഡൽ - 2000
 പത്മശ്രീ - 2007
 ദി വേൾഡ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസ്(TWAS) പ്രൈസ് ഇൻ ഫിസിക്സ് - 2011
 INSA വൈനു-ബാപ്പു മെഡൽ - 2007
 ഇൻഫോസിസ് പ്രൈസ് ഇൻ ഫിസിക്കൽ സയൻസസ് - 2009 
പ്രസിദ്ധീകരണങ്ങൾ

പുസ്തകങ്ങൾ
അദ്ദേഹം ഭൗതികത്തിലെ ടെക്സ്റ്റ്ബുക്കുകൾ ആയി പല സർവകലാശാലകളിലും ഉപയോഗിയ്ക്കുന്ന നിരവധി പുസ്തകങ്ങൾ എഴുതിയിട്ടുണ്ട്. ഇവ താഴെ കൊടുക്കുന്നു. 

 Quantum Field Theory: The Why, What and How, Springer, Heidelberg (2016)
 Sleeping Beauties in Theoretical Physics: 26 Surprising Insights, Springer, Heidelberg (2015)
 Gravitation: Foundations and Frontiers, Cambridge University Press, Cambridge, (2010)
 An Invitation to Astrophysics , World Scientific, Singapore, (2006)
 Theoretical Astrophysics - Volume III : Galaxies and Cosmology, Cambridge University Press, Cambridge, (2002)
 Theoretical Astrophysics - Volume II : Stars and Stellar Systems, Cambridge University Press, Cambridge, (2001)
 Theoretical Astrophysics - Volume I : Astrophysical Processes, Cambridge University Press, Cambridge, (2000) - Review
 Cosmology and Astrophysics through Problems, Cambridge University Press, Cambridge, (1996) Review
 Structure Formation in the Universe,  Cambridge University Press, Cambridge, (1993) - Review
 Gravity, Gauge Theories and Quantum Cosmology, (co-authored with J.V. Narlikar), Reidel (1986)
 Quantum Themes: The Charms of the Microworld , World Scientific, Singapore, (2009)
 After the First Three Minutes - The Story of Our Universe, Cambridge University Press, Cambridge, (1998)

പ്രബന്ധങ്ങൾ

 Emergent Gravity Paradigm: Recent Progress, Mod. Phys. Letters A, 30, 1540007 (2015) 
 Statistical Mechanics of Gravitating Systems, Physics Reports, Vol.188, pp. 285–362 (1990)
 Cosmological Constant - the Weight of the Vacuum, Physics Reports, Vol. 380, pp. 235–320 (2003)
 Thermodynamical Aspects of Gravity: New insights, Reports in Progress of Physics, 73, 046901 (2010)
 Lessons from Classical Gravity about the Quantum Structure of Spacetime, J.Phys.Conf.Ser., 306:012001 (2011)
 Physical significance of Planck length, Annals of Physics, Vol. 165, pp. 38, (1985)
 The Story of Physics, a comic strip serialised in the magazine Science Age, from Sept. 84 to Dec. 86; published in book form by Vigyan Prasar, New Delhi, (2002) and now translated into several Indian regional languages.
 The IYA Astronomical Diary - 2009, 53 illustrated pages of astronomical information, celebrating the International Year of Astronomy (2009) (with J.V.Narlikar and Samir Dhurde).
 Dawn of Science  - a 24 instalment set of articles on the early history of all branches of science published in the journal 'Resonance' in 2010-2012 [based on a set of articles originally published in Science Today from Jan 1990 to April 1992].

ഇതും കൂടി കാണുക
 ഗുരുത്വാകർഷണം
 സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തം
  ഉത്ക്രമഗുരുത്വാകർഷണം

അവലംബങ്ങൾ

പുറം കണ്ണികൾ
പദ്മനാഭന്റെ ഹോം പേജ്  
 A 50-hour course by Padmanabhan on Quantum Field Theory, (available on YouTube).
 A one-semester course of lectures on General Relativity by Padmanabhan.
 Another set of lectures  (15 hours) by Padmanabhan on Advanced Topics in General relativity at the 'troisieme cycle de la physique en suisse romande' course (Geneva, Switzerland).
 Thanu Padmanabhan's Home page

വർഗ്ഗം:ഇന്ത്യൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ
വർഗ്ഗം:കേരള സർവ്വകലാശാലയിലെ പൂർവ്വ വിദ്യാർത്ഥികൾ
വർഗ്ഗം:1957-ൽ ജനിച്ചവർ
വർഗ്ഗം:2021-ൽ മരിച്ചവർ
വർഗ്ഗം:പത്മശ്രീ പുരസ്കാരം ലഭിച്ച മലയാളികൾ