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.

ഗവേഷണം
ജീവിതരേഖ
പ്രസിദ്ധീകരണങ്ങൾ
പുസ്തകങ്ങൾ