பிரபஞ்சவியல் 1
நீண்ட இடைவெளிக்குப் பின் நட்சத்திரப் பயணங்கள் எனும் நமது விண்வெளித் தொடரில் புதிய பகுதியாக பிரபஞ்சவியல் எனப்படும் Cosmology புதிய தொடராக தொடக்கியுள்ளோம். முதல் கட்டமாக பிரபஞ்சம் விரிவடைவதைத் துரிதப் படுத்திக் கொண்டிருப்பதும் பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிகளவாகக் காணப்படுவதுமான கரும் சக்தியைப் பற்றிய தகவல்களை ஆராய்வோம்.
அவதானிக்கத் தக்க பிரபஞ்ச வெளியின் அண்டங்கள்
நமது பிரபஞ்சத்தில் எண்ணிலடங்காது ஒளி வீசிக் காணப்படும் நட்சத்திரங்கள், சூப்பர்நோவாக்கள், மற்றும் குவாசர்கள் என்பவற்றை தவிர்த்து விட்டுப் பார்த்தால் பிரபஞ்சம் முழுவதும் இருளாகவே காணப்படும்.
இதற்குக் காரணம் பிரபஞ்சத்தில் மிகப் பெரியளவு இடத்தை கரும்சக்தியும் (74%) கரும்பொருளும் (22%) தக்க வைத்திருப்பதே ஆகும். ஏனைய பொருட்களைப் பார்த்தால் அண்டங்களுக்கு இடையேயுள்ள வாயுப் படலம் 3.6% வீதத்தையும் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒளி வீசிடும் பொருட்களும் நட்சத்திரங்களும் 0.4% வீதத்தையும் மட்டுமே கொண்டுள்ளன.
பிரபஞ்சத்தை அடைக்கும் கூறுகளின் சதவீதம்
கரும் சக்தி என்பது பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் மிக முக்கியமான விசையான ஈர்ப்பு விசைக்கு (Gravity) எதிரான விலக்கு விசையாகும் (Anti-Gravity). இது முக்கியமாக அண்டங்களின் (Galaxies) நகர்ச்சியைக் கட்டுப் படுத்துகின்றது. மேலும் அண்டங்களின் வெவ்வேறான வடிவங்களுக்குக் காரணமாக விளங்குவதுடன் அவை தமக்கிடையே மோதிக் கொள்ளாமல் இருக்க வைக்கவும், ஒன்றிலிருந்து இன்னொன்றை அதிகரித்து வரும் வேகத்தில் விலகிச் செல்லவும் வைக்கின்றது. இதன் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் விரிவு துரிதப்படுகின்றது என பிரிட்டனின் நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக் கழகத்தின் பேருரையாளரும், வானியலாளருமான கிறிஸ்டோபர் கன்ஸிலிஸ் கூறுகிறார்.
அண்டங்களின் நகர்வு:
நமது பூமி மற்றும் நட்சத்திரங்களில் Entropy எனப்படும் பிரபஞ்ச வெப்பத் தேய்வு தீவிரமாகிக் கொண்டு வருகின்றது. இதற்குக் காரணம் கரும்சக்தியாகும். அதாவது நட்சத்திரங்களில் அணுக்கரு எரிசக்தி தீர்ந்து போய் அவை கருந்துளைகளாகியோ அல்லது வேறு விதத்திலோ முற்றாக அழிந்து விடும். இதன் பின்னர் ஒரு காலத்தில் அனைத்து நட்சத்திரங்களுக்கும் இந்நிலை ஏற்பட்டு பிரபஞ்சம் இருண்ட வெளியாகி விடக் கூடும் என சில விஞ்ஞானிகளால் எதிர்வு கூறப்படுகின்றது.
1998 ஆம் ஆண்டுக்கு முன் கருமைச் சக்தி எனும் விஞ்ஞானக் கருத்தை யாரும் கேள்விப் பட்டதில்லை. இக் காலப்பகுதியில் அகிலவியல் மேதைகளான பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஃபிரெட் ஹாயில் மற்றும் அவரின் மாணவர் ஜெயந்த் நர்லிகர் இருவரும் பிரபஞ்சத் தோற்றத்தை விளக்கும் நிரந்தர நிலை அமைப்புப் பிரபஞ்சத்தைப் (Steady State Theory of the Universe) பிரகடனம் செய்திருந்தனர். ஆனால் இக்கொள்கை ஐன்ஸ்டீனின் பொதுச் சார்புக் கொள்கையைப் (General Theroy of Relativity) பூர்த்தி செய்த போதும் மக்களால் நம்பப் படவில்லை. இதற்குக் காரணம் பெரு வெடிப்பு நியதியை நம்பி வானாராய்ச்சி செய்து வருபவர்கள் புதிதாகக் கண்டு பிடித்த கரும் பொருள் மற்றும் கரும் சக்தி ஆகிய கோட்பாடுகளை இந்நியதியின் நிழலாகப் பின் தொடர்ந்தமையே ஆகும்.
பிரபஞ்சக் கட்டமைப்பின் வெவ்வேறு மாதிரிகள்:
பிரபஞ்சத்திலுள்ள ஒளிச்சக்தி, ஒலிச்சக்தி, மின்சக்தி, காந்தசக்தி, அணுச்சக்தி, மற்றும் ஈர்ப்புச்சக்தி போல அங்கு புதிராக மறைந்திருக்கும் ஒரு விசையே கரும் சக்தி என்றால் அது மிகையாகாது. இக் கரும்சக்தி இரு வகைகளாகப் பிரித்து ஆய்வு செய்யப் படுகின்றது.
அவை
1. பிரபஞ்ச மாறிலி (cosmological constant)
2 ஸ்காலார் ஃபீல்டு (scalar field) எனப்படும் சக்தியின் அடர்த்தி. இது காலம் மற்றும் வெளியில் வேறுபடுகிறது.
இவற்றில் பிரபஞ்ச மாறிலி பௌதிகவியலில் வெற்றிட சக்திக்கு (Vacum energy) சமனாகக் கருதப் படுகின்றது. ஸ்காலார் ஃபீல்ட் வெற்றிடத்தில் வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்திய போதும் இவ்வித்தியாசம் வெற்றிட சக்தியிலிருந்து வேறுபடுத்தி அறிய முடியாத அளக்கு மிகக் குறைவாகும்.
பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து வருவதை உறுதிப் படுத்துவதற்கும் அளவிடுவதற்கும் பொதுச் சார்புக் கொள்கையும் கரும் சக்திக் கொள்கையும் பயன்படுத்தப் படுகின்றன. இதன் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் வெப்பம், அமுக்கம், சடப்பொருள் வீதம்,சக்தி, குறித்த வெளியிலுள்ள வெற்றிடச் சக்தி அடர்த்தி ஆகியவற்றுக்கான தொடர்பை கண்டறிவதே இன்றைய அவதானிக்கத் தக்க விண்வெளியில் உள்ள மிகப் பெரிய சவால் ஆகும்.
CMB எனப்படும் விண்வெளியில் உள்ள புற ஊதாக் கதிர்களின் பின்புல வரைபடம் WMAP எனும் செய்மதி மூலம் அனுமானிக்கப் பட்டு பிரபஞ்சத்தின் தட்டையான வரைபடம் பெறப்பட்டது. இதில் கடந்த 5 வருடங்களுக்கும் மேலாக இச் செய்மதியால் சேகரிக்கப் பட்ட விபரங்களைக் கொண்டு பிரபஞ்ச வெளியை அடைக்கும் பொருட்களின் சதவீதம் அறியப்பட்டது.
WMAP செய்மதி
இன்று கேத்திர கணித (Geometry) ரீதியில் பிரபஞ்சத்தின் முப்பரிமாணக் கட்டமைப்பை வடிவமைக்க உதவும் கருது கோளான கரும் சக்தி ஆரம்பத்தில் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது அப்படி ஒரு பொருள் உள்ளது என்ற ஊகத்திலேயே ஆகும். அதாவது பிரபஞ்சத்தில் மிதந்து கொண்டிருக்கும் எண்ணற்ற அண்டங்கள் (Galaxies) ஆற்றல் மிக்க வானியல் தொலைக் காட்டிகளால் நோக்கப் படும் போது தொலைதூரத்தில் ஒன்றை விட்டு ஒன்று அதிகரிக்கும் வேகத்தில் விலகிச் செல்வதைக் கண்டனர். நியூட்டன் ஈர்ப்பு விதிகளின் படி தனிப்பட்ட ஒரு விசையின்றி இவ்வேகங்கள் அதிகரிப்பது சாத்தியமில்லை. இந்தக் காரண காரிய யூகத்தில் தான் கருமைச் சக்தி எனும் ஒரு விசை பிரபஞ்சம் முழுவதையும் ஆக்கிரமித்துள்ளது எனும் கோட்பாடு பிறந்தது.
விரிவடையும் பிரபஞ்சம்:
அண்டங்கள் யாவும் தமக்கிடையே ஈர்ப்பு சக்தியைக் கொண்டுள்ள போதும் இவ் ஈர்ப்பு விசை கரும் சக்தியினால் ஏற்படும் விரிவைத் தடுப்பத்தில்லை. கரும்சக்திக்கு முக்கியமான 3 அம்சங்கள் உள்ளது. அவையாவன :
1.கண்ணுக்குப் புலப்படாமல் பிரபஞ்ச முழுவதும் ஓர் அசுர விலக்கு விசையாகவும் (Anti-Gravity Force) அகில விரைவாக்கியாகவும் (Cosmic Accelerator) செயற்படுதல்
2.அண்டங்களின் வடிவம் மற்றும் வளர்ச்சியை நெறிப் படுத்துதல்
3.பிக்பாங் நிகழ்ந்ததிலிருந்து இன்றைய நிலை வரை அணுக் கருத்தாக்கங்களை நிகழ்த்தி பூமி முதலான கிரகங்களில் மூலகங்கள் மற்றும் பஞ்ச பூதங்கள் என்பன உருவாக வழிவகுத்து வருகின்றமை
இதுவரை கரும் சக்தி பற்றிய அடிப்படைத் தகவல்களைப் பார்த்தோம். அடுத்த பகுதியில் கரும்சக்தி குறித்த மேலும் சில தகவல்களுடன் பிரபஞ்ச அழிவுக்கு அது எவ்வாறு இட்டுச் செல்ல வல்லது என்பது குறித்தும் ஆராய்வோம்.
தகவலுதவி, நன்றி - விக்கிபீடியா, ஜெயபாரதன் (வலைப்பதிவாளர்)
0000000000000000000000000000
பிரபஞ்சவியல் 2
நமது நட்சத்திரப் பயணங்கள் விண்வெளித் தொடரில் சென்ற வாரம் பிரபஞ்சவியல் எனும் புதிய அத்தியாயத்தைத் தொடங்கி இருந்தோம்.
அதில் இன்றைய விஞ்ஞானிகளின் ஆராய்ச்சியில் முதல் நிலை வகிப்பதும் அவர்களை மர்மத்தில் ஆழ்த்தி வருவதும் ஆன கரும் சக்தி (Dark Energy) எனும் அகில விரைவாக்கி அல்லது அசுர விலக்கு விசை குறித்த அடிப்படைத் தகவல்களைப் பார்த்தோம். இன்று அது குறித்து மேலதிக தகவல்களையும் இக் கரும் சக்தி எவ்வாறு பிரபஞ்ச அழிவுக்கு வழி சமைக்க வல்லது என்பது குறித்தும் பார்ப்போம்.
பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றிக் கருதும் போது வெகு சமீபத்திலேயே அதாவது 1998 ஆம் ஆண்டே கரும் சக்தி எனும் மறைப்பு விசை பிரபஞ்சத்தை ஆக்கிரமித்திருக்கிறது என்ற ஊகம் உறுதிப் பட்டது. அதுவரை அதன் இருப்பை அறியாது வானியல் வெறும் குருடாகவே இருந்துள்ளமை குறிப்பிடத்தக்கது. மேலும் தற்போது இக்கருமைச் சக்தியை மையமாக வைத்து இன்று நிலவும் பௌதிகவியலின் (Phsics and meta physics) கோட்பாடுகள் விருத்தி செய்யப் படவுள்ளமை முக்கியமானது.
பிரபஞ்சக் கட்டமைப்பின் வெவ்வேறு மாதிரிகள்
இதன் ஒரு கட்டமாகவே சுவிட்சர்லாந்தின் சேர்ன் நகரில் சமீபத்தில் மேற்கொள்ளப் பட்டு வரும் கடவுள் துணிக்கை ஆராய்ச்சியை சொல்ல முடியும். இவ்வாராய்ச்சியில் ஈடுபட்டுள்ள பல்வேறு நாடுகளில் இருந்தும் வந்துள்ள விஞ்ஞானிகள் தற்போது கடவுள் துணிக்கை இருப்பதை உறுதி செய்யும் அதே போன்ற ஒரு துணிக்கையை கண்டு பிடித்திருந்தனர். இதை மேலும் உறுதி செய்யும் பட்சத்தில் பிரபஞ்சவியலின் மிக முக்கியமான கூறுகளாகவும் மேலும் அதிகமாக ஆராயப் பட வேண்டிய தேவை உடையதாகவும் உள்ள கரும் பொருள் மற்றும் கரும் சக்தி குறித்த இயல்புகளை அறிய இது உதவும் எனக் கூறப் படுகின்றது.
கரும் சக்தி குறித்து இரு வரிகளில் சுருக்கமாக சொல்வதானால் பெருவெடிப்புடன் (Bigbang) தோன்றிய காலத்தை வழி நடத்தும் வெளியில் மறைந்துள்ள விலக்கு விசை எனலாம். அகில விசை (Cosmic Force) எனக் கருதப்படும் கரும் சக்தி இருப்பதை நாசா பெப்ரவரி 2003 ஆம் ஆண்டே நிரூபித்தது.
இதற்கு முன்னர் அல்பேர்ட் ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் வரை பிரபஞ்சத்தின் அழிவு குறித்து ஒருமித்த கருத்தையே கொண்டிருந்தார்கள். அதாவது பிரபஞ்சம் ஒருநாள் விரிவை நிறுத்தி ஈர்ப்பு விசையால் திரண்டு உள்வெடிப்பில் (Implosion) முறியும் என இவர்கள் கருதினார்கள். இத்தகைய அழிவு பாரிய உடைவு (Big Crunch) எனப் படுகின்றது. ஆனால் இக்கால விஞ்ஞானிகள் இக் கருத்தை ஏற்றுக் கொள்வதில்லை.
இதற்கான காரணம் சமீபத்தைய கண்டு பிடிப்பான கரும் சக்தி பிரபஞ்ச விரிவாக்கத்தைத் துரிதப் படுத்துகிறது (accelarating) எனும் கோட்பாடு ஆகும். அதாவது பிரபஞ்சக் கட்டமைப்பை வடிவமைப்பதற்காகவும் அதன் தோற்றத்தை விளக்கும் பெருவெடிப்பு (Bigbang) கொள்கையினை உறுதிப் படுத்துவதற்காகவும் நாசாவினால் 2001 ஆம் ஆண்டு விண்ணில் செலுத்தப் பட்ட WMAP எனப்படும் நுண்ணலை வேறுபாட்டு விண்ணுளவி எனும் செய்மதி மின்காந்த அலைகளைக் கொண்டு விண்வெளியை ஆராய்ந்தது. இதில் பிரபஞ்சத்தில் 'கனல் தளங்கள்' (Hot Spots) இருப்பதை அது கண்டுபிடித்ததன் மூலம் பிரபஞ்சம் துரித விரைவாக்கத்தில் விரிவதை (Accelarating Expansion) உறுதி செய்தது. இதன் மூலம் பாரிய உடைவுக் கொள்கை (Big Crunch) அடிபட்டுப் போனது.
பிரபஞ்ச அழிவுக்கு வித்திடும் கரும் சக்தி
அதாவது பிரபஞ்ச விரிவு ஒவ்வொரு விநாடியும் துரிதப் படுவதால் (Accelerating) ஈர்ப்பு விசை காரணமாக அண்டங்கள் சுருங்கி நொறுங்க வாய்ப்பில்லை. இப் புதிய கோட்பாடு பிரபஞ்சம் குறித்த நமது கருத்தை மாற்றி விடும் என கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தின் வானியலாளர் அந்தோனி லாஸன்பி கூறியுள்ளார்.
பிரபஞ்ச அழிவு வகைகள் - நேர அட்டவணை
பிரபஞ்சத்தில் கரும் சக்தி ஆதிக்கம் செலுத்துவதைக் கண்டு பிடித்த பின்னர் விஞ்ஞானிகளால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்ட பிரபஞ்ச அழிவுக் கொள்கைகளில் முதலாவது பாரிய உதறல் (Big Rip) எனப் படும் வகையாகும். அதாவது பிரபஞ்சத்தின் விரிவியக்க வீதம் மிகையாகத் துரிதமாகும் போது கருமைச் சக்தியுடன் இணைந்த சக்தியின் திணிவு (Energy Density Associated with Dark Energy) வலிமை பெற்று அது பேய்ச் சக்தியாக (Phantom Energy) உக்கிரமடையும். இதனால் அண்டங்கள், நட்சத்திரங்கள், மற்றும் கிரகங்களுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பாற்றல் வலுவிழந்து பேய்ச் சக்தியின் கோர தாண்டவத்தால் உதறி எறியப்பட்டு அழிவைச் சந்திக்கும் எனக் கூறப்படுகின்றது.
இது குறித்து மேலும் விவரிக்கையில் பேய்ச்சக்தி அணுக்களைக் கூட பிளந்து விரியச் செய்து விடும் எனவும் கூறப் படுகின்றது. எனினும் இந்த Big RiP எனும் அழிவு இன்னும் பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பின்னரேயே நடைபெறும் எனக் கணித்துள்ளனர்.
பாரிய உதறல் பிரபஞ்ச அழிவு
பிரபஞ்சத்தின் அழிவு குறித்து மேலதிக தகவல்களை நமது நட்சத்திரப் பயணங்கள் தொடரில் தொடர் 6 இல் வாசகர்கள் பார்வையிட முடியும். அதற்கான இணைப்பு -
0000000000000000000000000000
பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் (முடிவு) - நட்சத்திர பயணங்கள் : 6
இதுவரை கரும் சக்தி குறித்த தகவல்களையும் அது எவ்வாறு பிரபஞ்சத்தை ஆட்டிப் படைக்கிறது என்பது குறித்தும் பார்த்தோம். அடுத்த தொடரில் இதன் ஜோடியும் பிரபஞ்சத்தின் திணிவில் 63% வீதத்தை தன் வசம் கொண்டிருப்பதும் ஆனால் அதி சக்தி வாய்ந்த தொலைக் காட்டிகளால் கூட அவதானிக்க முடியாதளவு மறைவில் கருமைப் பிண்டமாகவும் விளங்கும் கரும் பொருள் பற்றிய தகவல்களைப் பார்ப்போம்.
தகவலுதவி, நன்றி - விக்கிபீடியா, ஜெயபாரதன் (வலைப்பதிவாளர்)
பிரபஞ்சவியல் 3 (கரும் பொருள்)
நமது நட்சத்திரப் பயணங்கள் விண்வெளித் தொடரின் புதிய அத்தியாயமான பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் முதல் இரண்டு தொடர்களிலும் கரும் சக்தி (Dark energy) பற்றிய சுருக்கமான மற்றும் தெளிவான விளக்கத்தைப் பார்த்தோம்.
இன்றைய தொடரில் அதன் ஜோடியான கரும் பொருள் (Dark matter) பற்றிய விபரங்களைப் பார்ப்போம்.
நாம் வாழும் பூமி உட்பட இந்த பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிகளவு கனவளவைத் (74%) தன்வசம் கொண்டிருப்பது கரும் சக்தி. இதைப் போல் அதிகளவு திணிவைத் தன் வசம் கொண்டிருக்கும் சடப்பொருள் கரும் பொருள் ஆகும். இக் கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தை அடைக்கும் கனவளவில் 22% ஐயும் திணிவில் 63% ஐயும் கொண்டுள்ளது. இக்கரும் பொருளானது அண்டங்களுக்கு (galaxies) மத்தியில் மறைவாகக் காணப்பட்டு அவை ஈர்ப்பு விசை காரணமாக ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிக் கொள்ளாமல் தடுக்கின்றது. இக்கரும்பொருள் கரும் சக்தி போலவே மிக அண்மையில் அதாவது 21 ஆம் நூற்றாண்டிலேயே விஞ்ஞானிகளால் ஊர்ஜிதப் படுத்தப் பட்ட மிக முக்கியமான அதே நேரம் மர்மமான ஒரு அவதானம் ஆகும்.
அண்டங்கள் (Galaxies) தமக்கிடையே கொண்டிருக்கும் கோடானு கோடி நட்சத்திரங்கள் அவற்றின் மையத்தில் உள்ள கரும் பொருளை (அல்லது அதன் அம்சமான கருந்துளையை) சுற்றி வருகின்றன எனவும் அண்டங்கள் எதையும் சுற்றாமல் கரும் சக்தியால் உந்தப் பட்டு ஒரே திசையில் அதிகரிக்கும் வேகத்துடன் பிரிந்து செல்கின்றன (பிரபஞ்ம் விரிவடைதல்) எனவும் கூறப்படுகின்றது. இதன் போது சில சமயங்களில் இரு அண்டங்கள் அல்லது பல அண்டங்கள் தமக்கிடையே மோதி புதிய அண்டங்கள் தோன்ற அல்லது சூப்பர் நோவாக்கள் (Supernova) உருவாக வழி பிறக்கின்றது.
இரு அண்டங்கள் மோதி உருவான புது அண்டம்
உதாரணமாக வானியலாளர்கள் முதன் முதலாக ஹபிள் மற்றும் சந்திரா விண் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் பால்வெளி அண்டத்தில் இருந்து 5.7 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் அமைந்துள்ள MACSJOO25.4-1222 எனும் அண்டத்துடன் இன்னுமொரு அண்டம் மோதிய அரிய நிகழ்வை பதிவு செய்துள்ளனர். இதன் மூலம் அண்டங்களுக்கு இடையேயும் மையத்திலும் பெருமளவு கரும் பொருள் காணப்படுவதற்கு அழுத்தமான சான்று கிடைத்தது. இக் கண்டு பிடிப்பு 2008 ஆம் ஆண்டு ஆகஸ்டு 30 ஆம் திகதி மேற்கொள்ளப் பட்டதாக BBC செய்தி நிறுவனம் முதன் முதலில் செய்தி வெளியிட்டிருந்தது.
அதாவது இம்மோதலின் போது அண்டங்கள் கொண்டிருக்கும் சாதாரண சடப் பொருளிலிருந்து கரும் பொருள் பிரிந்ததை வானியல் நிபுணர்கள் கருவிகள் (விண் தொலைக் காட்டி) மூலம் கண்டு பிடித்துள்ளனர்.
மேலும் நாம் வாழும் பூமி மற்றும் சூரிய குடும்பம் என்பவற்றுடன் பல மில்லியன் நட்சத்திரங்களைக் கொண்டிருக்கும் அண்டமான பால் வெளியின் (Milky way galaxy) மையத்தில் மிகப் பெரிய கருந்துளை ஒன்று காணப்படுவதாகவும் வானியல் அறிஞர்கள் கூறுகின்றனர். ஏனைய அண்டங்களின் நிலமையும் இவ்வாறு இருக்க இன்றைய நவீன தகவற் தொடர்பு யுகத்தில் விஞ்ஞானிகளின் மூளையைக் குழப்பிக் கொண்டிருக்கும் கோட்பாடான கரும் பொருள் பற்றிய முடிச்சு இனிவரும் யுகத்தில் அவிழ்க்கப் பட வேண்டிய கட்டாயம் உள்ளது. இல்லாவிட்டால் பிரபஞ்சத்தின் அம்சங்களை விஞ்ஞானிகள் சிக்கலின்றி எளிதாக நிர்ணயம் செய்ய முடியாத சூழ்நிலை ஏற்பட்டு அறிவியலில் மிகப் பெரிய புதிர் தோன்றி விடும்.
பால்வெளி அண்டம் (Milky way Galaxy)
ஏனென்றால் கரும்பொருள் பற்றி மிக அண்மையிலேயே சான்று கிடைத்த போதும் இதன் அடிப்படை அம்சம் 1930 ஆண்டு டச் வானியல் அறிஞர் ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) என்பவரால் பல ஆண்டுகளுக்கு முன்னமேயே கண்டு பிடிக்கப்பட்டது. அதாவது அவர் சூரியனுக்கு அருகில் நட்சத்திரங்களின் நகர்ச்சிகளை ஆராயும் போதே இதற்கு அடிக்கல் நாட்டப் பட்டு விட்டது. எனினும் விஞ்ஞானிகளால் இதை ஊர்ஜிதம் செய்ய இவ்வளவு காலம் (78 வருடங்கள்) சென்றமை அறிவியல் முன்னேற்றத்தில் ஒரு சிறிய பின்னடைவு என்றே கூற வேண்டும்.
இந்த அறிஞரின் யூகம் என்னவென்றால் நமது பால்வெளி அண்டம் போல் பல்லாயிரக் கணக்கான அண்டங்கள் இப் பிரபஞ்சத்தில் காணப் படுகின்றன. மேலும் இவை தமக்கிடையே ஆட்டு மந்தைகள் போல் ஒன்றாய்க் கூடி நகர்வதுடன் (Clusters) இவை பிசகி விடாமல் செல்வதற்கு இவற்றின் மத்தியில் அதிகளவு திணிவுடைய பொருள் காணப்பட வேண்டும் எனவும் கூறிய அவர் இத் திணிவே நட்சத்திரங்கள் அண்டங்களில் இருந்து தப்பி விடாமலும் ஈர்ப்பு விசையால் பாதிப்புற்று அண்டத்தின் மையத்தை சுற்றி ஓர் ஒழுக்கில் வரும் தன்மையைப் பெறுவதாகவும் இவர் கருதினார்.
இவர் தான் கண்டு பிடித்த திணிவுடைய பொருளை கரும் பொருள் என்று குறிப்பிடா விட்டாலும் இப்பொருள் சூரியனில் உள்ள திணிவை விட மூன்று மடங்கு அதிகம் எனக் கூறியிருந்தார். இத்திணிவுடைய பொருளே பின்னாளில் அறியப் பட்ட கரும் பொருள் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பு, அதன் தோற்றம், மற்றும் எதிர்காலம் என்பவற்றை நிர்ணயிக்கும் கரும் பொருள் பற்றி மூன்று அடிப்படை வினாக்கள் எழுகின்றன. அவையாவன :
1.கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தில் எங்கே உள்ளது?
2.பிரபஞ்சத்தில் கண்ணுக்குத் தெரியும் சூரிய மண்டலம், கோள்கள் போல் கண்ணுக்குத் தெரியாத கரும் பொருள் எத்தனை மடங்கு அதிகமாக உள்ளது?
3.கரும் பொருளில் உள்ள உட்பொருட்கள் என்ன?
கரும் பொருள் பற்றிய கவிதை
இவற்றுக்கான விடையை ஒவ்வொன்றாய்ப் பார்ப்போம்.
1.கரும் பொருள் அண்டங்களின் (Galaxies) உட்பகுதியிலும், எல்லைகளில் அல்லது இடைப் பகுதியிலும் காணப் படுகின்றது.
2.அண்டங்களில் காணப்படும் கண்ணுக்குத் தெரியும் சடப்பொருட்களை விட கரும் பொருள் குறைந்த பட்சம் 10 மடங்கு அதிகம் உள்ளது. அதாவது சடப் பொருள் : கரும்பொருள்
வீதம் - 1:10 அதிக பட்சம் - 1:100. (இவ்விகிதம் தேர்வு செய்யப் பட்ட ஆயிரம் அண்டங்களில் ஐதரசன் வாயுப் படலம் சுழலும் வேகத்தையும் அவற்றிலுள்ள வாயுப் படலத்தின் வெப்பத்தினையும் அளவிட்டு கண்டு பிடிக்கப் பட்டது.)
3.கண்ணுக்குத் தெரியாத கரும் பொருளின் கணணி மாடல்களை நோக்கும் போது பின்வரும் மூலக்கூறுகளில் ஒன்று அதில் காணப்படலாம் என ஊகங்கள் உள்ளன.
1.இயங்கும் வலுவற்ற திணிவுடைய துகள்கள் (Weekly Interacting Massive Particles - WIMPS) எனும் பரமாணுக்கள் (Sub-atomic Stuff)
2.திணிவுடைய வான் இயற்பியல் திணிப்பு சடம் (Massive Astrophsyical Compact Objects - MACHO) எனும் சாதாரண சடப் பொருள். இப்பொருள் கதிர்வீச்சோ ஒளிவீச்சோ இல்லாதது.
கரும்பொருள் கணனி மாடல்
இதுவரை நவீன யுகத்தில் அதிகம் ஆராயப்பட வேண்டிய தேவையைக் கொண்டிருக்கும் கரும் பொருள் பற்றிய அடிப்படைத் தகவல்கள் சிலவற்றைப் பார்த்தோம். அடுத்த தொடரில் கரும் பொருள் பற்றிய மேலதிக தகவல்களுடன் கூடிய இதன் தொடர்ச்சியை எதிர்பாருங்கள்.
பிரபஞ்சவியல் 4 (கரும் பொருள் 02)
நட்சத்திரப் பயணங்கள் தொடரின் புதிய அத்தியாயமான பிரபஞ்சவியலில் (Cosmology) தற்போது பிரபஞ்சத்தின் முக்கிய அம்சங்களான கரும் சக்தி மற்றும் கரும் பொருள் குறித்து ஆராய்ந்து வருகின்றோம்.
சென்ற தொடரில் கரும் பொருள் பற்றிய அடிப்படைத் தகவல்களைப் பார்த்தோம். இன்று இது பற்றிய மேலதிக தகவல்களையும் இதன் சிறப்புக்களையும் பார்ப்போம்.
பால்வெளி அண்டத்திலுள்ள கரும்பொருள் (The Amount of Dark Matter Inside Milkyway Galaxy)
பிரபஞ்சத்தில் கரும் பொருள் சாதாரண கண்ணுக்குத் தெரியும் சடப் பொருளை விட 5 மடங்கு அதிகம் உள்ளது என்பது ஏற்கனவே கூறப்பட்ட விடயம். இக்கரும்பொருளின் இருப்பு இரு அண்டங்கள் (Galaxies) தமக்கிடையே மோதிக் கொள்வதை சக்தி வாய்ந்த விண் தொலைகாட்டி மூலம் நோக்கி உறுதிப் படுத்தப்பட்டது. உதாரணமாக விஞ்ஞானிகள் சந்திரா எக்ஸ்-ரே தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி இரு அண்டங்கள் மோதிக் கொள்ளும் போது அவற்றுக்கிடையே உள்ள வாயுப் படலத்திலிருந்து வரும் எக்ஸ்-ரே கதிர்களை ஆய்வு செய்ததில் இவை இணைந்து சுமார் மில்லியன் Km/h வேகத்தில் புதிய அண்டத்தை உருவாக்கிய போதும் அவற்றுக்கிடையேயான கரும் பொருளின் நகர்ச்சி வேகம் குறையாது அவற்றை ஊடுருவிச் சென்று கொண்டிருந்ததை அறிய முடிந்தது.
கரும் பொருள் இயங்கும் வேகம் அண்டங்கள் (Galaxies) மோதும் போது மெதுவாகுவதில்லை என்னும் இந்த அவதானம் கரும் பொருளில் உள்ள பிரதான அணுக்கள் ஈர்ப்பாற்றலால் இழுக்கப் பட்ட போதும் இவை ஒன்றுடன் ஒன்று கலந்து இயங்குவதில்லை எனும் கண்டு பிடிப்புக்குக் காரணமாக உள்ளது.
கரும் பொருள் ஓளியையோ அல்லது கதிர் வீச்சுக்களையோ வெளிப்படுத்தாத காரணத்தால் அவற்றை விண்வெளியில் கண்டு உளவுவது கடினம். இது மூன்று வகைப் படுத்தப் படுகின்றது. அவையாவன, பாரியானிக் கரும் பொருள் (Baryonic Matter), வெப்பக் கரும் பொருள் (HDM : Hot Dark Matter), குளிர்ப்புக் கரும் பொருள் (CDM : Cold Dark Matter).
நாம் சென்ற தொடரில் பார்த்த திணிவுடைய வான் இயற்பியல் திணிப்பு சடம் எனப்படும் (சுருக்கமாக மாக்கோ MACHO) மங்கிய ஒளி வீசும் இளம் விண்மீன்களில் காணப்படும் சடப்பொருளே பாரியானிக் கரும் பொருள் எனப்படுகின்றது. இது சாதாரண கண்ணுக்குத் தெரியும் பொருளை விட 10 மடங்கு அதிகம். பாரியானிக்கற்ற பொருள் CDM மற்றும் HDM என இரு வகைப் படும்.
HDM எனப்படும் வெப்பக் கரும் பொருள் துணிக்கைகள் ஒளி வேகத்தில் செல்லும் ஒப்புமைத் துகள்களாகும். (Relativistic Particles). பிரபஞ்சம் தோன்றிய புதிதில் வெளி முழுவதும் கரும் பொருள் நிறைந்து மிகுந்த அடர்த்தியாக இருந்தது. இதனால் கரும் பொருள் ஒளியைக் கடந்து செல்ல விடவில்லை. அதனால் அப்போது காணப்பட்ட கரும் பொருள் பெரும்பாலும் ஒப்புமையில்லாத குளிர்ப்புக் கரும் பொருள் (Non-Relativistic Particles) அல்லது வலுவிலாது இயங்கும் திணிவுடைய துகள்கள் (Weakly Interacting Massive Particles - WIMPS) என அழைக்கப்பட்டது.
அண்டங்களின் தொகுதிகளை (Clusters of Galaxies) வானியல் தொலைகாட்டிகளால் அவதானித்த போது தற்காலத்தில் குளிர்ப்பு கரும் பொருளே (CDM) பிரபஞ்சத்தில் அதிகம் காணப்படுவதாக அறியப்பட்டுள்ளது.
புள்ளெட் அண்டங்களின் தொகுதி (Bullet Clusters)
எனினும் எந்த வகை கரும் பொருளாக இருந்தாலும் அவை கொண்டிருக்கும் அடிப்படை மூலக்கூறுகள் எவை என்பது குறித்து இன்றைய விஞ்ஞானிகளால் கூட அறிய முடியாமலேயே இருக்கின்றது. அதாவது கரும் பொருள் ஆக்கப் பட்டிருக்கும் துணை அணுத் துணிக்கைகள் (Subatomic particle) எவை என்பதை அறிவதே இன்றைய துகள் இயற்பியல் (Particle physics) இன் முக்கிய பணியாக உள்ளது.
பிரபஞ்சவியலில் (Cosmology) அண்டங்களுக்கு இடையே உள்ள வெளியை நிரப்பும் மர்மப் பொருளாக கரும் பொருள் சித்தரிக்கப் பட்டு பிரபஞ்சம் குறித்த ஆய்வுகள் தற்காலத்தில் பெருமளவு மேற்கொள்ளப் பட்ட போதும் கரும் பொருள் கொள்கைக்குப் பதிலாக ஒழுங்கீனமுடைய வேறு கொள்கைகளும் வானியலாளர்களால் முன் வைக்கப் பட்டுள்ளன.
எனினும் பிரபஞ்சவியலில் பெரிதும் ஒத்துக் கொள்ளப்பட்ட கரும் சக்தி அல்லது கரும் பொருள் கொள்கையில் கரும் பொருள் என்பது பொதுவாக எவற்றைச் சுட்டி நிற்கிறது என்றால் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒளியை வெளிவிடவோ பிரதிபலிக்கவோ செய்யாத அனைத்துப் பொருட்களையும் ஆகும். அதாவது அணுக்கள், மூலக்கூறுகள், துணை அணுத் துணிக்கைகள் (Subatomic particles) மட்டுமல்லாது இக்கட்டுரையை வாசித்துக் கொண்டிருக்கும் நீங்கள், நான் உட்பட பூமியில் உள்ள அனைத்துப் பொருட்களும் கிரகங்கள், பிரவுன் டிவார்ஃப் நட்சத்திரங்கள், மற்றும் கருந்துளைகள் அனைத்துமே கரும் பொருட்கள் தான்.
இக் கரும் பொருள் இருப்பதை ஈர்ப்புவிசையின் விளைவினாலும் அல்லது ஈர்ப்பு விசையின் ஒளிப் பிரதி விளைவினாலும் (Gravitational-lensing) மட்டுமல்லாது HDM எனும் வெப்பக் கரும் பொருளிலிருந்து வெளிவரும் எக்ஸ்-ரே கதிர்களை அளவிட்டுமே ஊகிக்க முடிகின்றது.
ஈர்ப்பு விசையின் ஒளிப் பிரதி விளைவு
அண்டங்களுக்கிடையே ஒளிப் பிரதி விளைவு
கரும்பொருள் குறித்த இன்னும் மேலதிக தகவல்களை அடுத்த தொடரிலும் எதிர் பாருங்கள்....
பிரபஞ்சவியல் 5 (கரும்பொருள் 03 )
கடந்த இரு தொடர்களிலும் பிரபஞ்சத்தை ஆக்கிரமித்திருக்கும் மர்மப் பொருளான கரும் பொருள் (Dark Matter) குறித்து ஆராய்ந்தோம். இன்றைய தொடர் இதன் நீட்சியாகும். அதாவது சென்ற தொடரில் பாரியானிக் அற்ற கரும் பொருள் வெப்பக் கரும்பொருள் (HDM) எனவும் குளிர்ப்புக் கரும்பொருள் (CDM) எனவும் இருவகைப்படும் எனக் கூறப்பட்டது. இப்போது இவ்விரு வகைகளினதும் சிறப்பம்சங்களை சுருக்கமாக பார்த்த பின் ஏனைய விவரங்களுக்குச் செல்வோம்.
1.Hot Dark Matter (HDM)
வெப்பக் கரும்பொருள் நியூட்ரினோஸ் (Neutrinos) எனும் உப அணுத் துணிக்கை போன்ற நிறையற்ற அல்லது பூச்சிய நிறைக்குச் சமனான துணிக்கைகளால் ஆக்கப்பட்டுள்ளது. நிறையற்ற துணிக்கைகள் வெளியில் ஓளியின் வேகத்தில் பயணிப்பதாக ஐன்ஸ்டீன் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை விவரிப்பதால் இத்துணிக்கைகள் ஓளியின் வேகத்துக்கு சமனாகவோ அல்லது ஏறக்குறையவோ மிக அதிக வேகத்துடன் பயணித்து மிகுந்த வெப்பமுடைய வாயுப் படலத்தை வாயுக்களுக்கான இயக்க விதிப்படி (Kinetic Theory Gases) உருவாக்குகின்றன.
வெப்ப வாயுப் படலத்தால் சூழப்பட்ட அண்டம்
2.Cold Dark Matter (CDM)
குளிர்ப்புக் கரும்பொருள் ஒளியின் வேகத்தை விடக் குறைவாக துணை சார்பு வேகங்களில் பயணிக்கும் ஓரளவான நிறையை உடைய துணிக்கைகளால் ஆக்கப் பட்டுள்ளது. இதனால் மிகவும் குளிர்வான வாயுப் படலத்தை இவை உருவாக்குகின்றன. HDM மற்றும் CDM ஆகிய இரண்டுமே அவற்றின் கட்டமைப்பில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாட்டைக் கொண்டிருப்பதற்கான காரணம் HDM இன் மிக அதிக வேகம் காரணமாக இவை சிறியளவான வாயுப் படலத்தை உருவாக்குவதில்லை என்பதாகும்.
வெப்பக் கரும்பொருள் (HDM)
இப் பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிகளவு நிறையை உள்ளடக்கியிருப்பது கரும் பொருள் என்பதற்கான ஆதாரம் நவீன வான் பௌதிகவியலில் (Astro Physics) மிகவும் தேடப்படும் கேள்வியாக கரும்பொருள் எனப்படுவது என்ன? என்பதாக மாற்றியுள்ளது. இதை பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தில் இருந்து படிப்படியாக அதன் கட்டமைப்பில் கரும் பொருள் எவ்வாறு செல்வாக்கு செலுத்தி வருகின்றது என வானியலாளர்கள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர்.
இக் கேள்விக்கான விடையை நோக்கும் போது பிரபஞ்சத்தின் பின்புலக்கதிரைக் கொண்டு ஆராயும் செய்மதியான WMAP இன் மூலம் தெளிவு படுத்தப்படுவது என்னவென்றால் கரும் பொருள், சாதாராண பரியோனிக் சடப் பொருட்களான புரோட்டன்கள், நியூட்ரோன்கள் மூலம் கட்டமைக்கப் பட்டிருக்கும் நட்சட்த்திரங்கள்,கிரகங்கள், நட்சத்திரங்களுக்கிடையே உள்ள சடப்பொருட்கள் போன்றவற்றில் இருந்து உருவாகுவதில்லை.
மாறாக அண்டங்களுக்கிடையே உள்ள வெப்ப வாயுக்கள், குளிர் வாயுக்கள், பழுப்பு நிறக் குள்ளன்கள் (Brown Dwarfs), சிவப்புக் குள்ளன்கள் (Red Dwarfs), வெள்ளைக் குள்ளன்கள் (White Dwarfs), நியூட்ரன் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கரும் துளைகள் ஆகியவற்றில் இயங்கும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத பொருள் கரும் பொருளாகும்.
வானியலாளர்களான மார்கரெட் கெல்லெர் மற்றும் எமிலியோ ஏ. ஃபல்கோ ஆகிய இருவரும் அண்டங்கள் (Galaxies), அவற்றின் தொகுதிகள் (Clusters) என்பவற்றின் நிலை குறித்து ஆராய்ந்தனர். இதன் போது தெளிவாகிய விடயம் என்னவென்றால் இந்த அண்டங்களும் அவற்றின் தொகுதிகளும் பிரபஞ்சத்தில் சீராக விநியோகிக்கப் படவில்லை. பதிலாக அவை நீளமான நாரிழை போன்ற சுவர்களால் (walls) திணிக்கப்பட்டு இடையிடையே வெற்றிட வெளிகளால் (Voids) நிரப்பப் பட்டும் முடிவாக ஒரு சிலந்திவலைக்கு ஒப்பான (cobweblike) ஒரு கட்டமைப்பைக் காட்டுகின்றன.
சிலந்திவலை போன்ற அண்டங்களின் தொகுதி
எப்படி இது போன்ற ஒரு கட்டமைப்பு உருவாகக் கூடும்? எந்த மர்மப் பொருள் இவற்றை இறுக்கமாகப் பிடித்து வைத்துள்ளது?
இந்தக் கேள்விக்கான பதிலை இவர்கள் தேடும் போது கரும்பொருள் இருப்பது ஊகிக்கப் பட்டது. மேலும் விவரமாகக் கூறினால் பெரு வெடிப்பு (BigBang) நிகழ்ந்து இன்றைய பிரபஞ்சம் உருவாகுவதற்கு ஆதியில் மிகப் பெரியளவு கரும் பொருள் இருந்திருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகளால் கருதப்படுகின்றது. கரும் பொருள் அண்டங்களின் சுவர்களுக்குள் புகுந்து பிரபஞ்சம் முழுதையும் ஆக்கிரமிக்க்குமா? எனும் கேள்வியும் வருங்கால ஆராய்ச்சியில் ஏற்படுகின்றது. கரும் சக்தி போலவே கரும் பொருளும் பிரபஞ்சத்தின் முடிவு எப்போது நிகழும் எனத் தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றது.
பிரபஞ்சத்தின் கால வெளி பரிணாமத்தில் கரும்பொருளின் பங்கு
நமது பிரபஞ்சம் தற்போது அதிகரிக்கும் வேகத்துடன் விரிவடைந்து வருகிறது என்பதை பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகள் ஒத்துக் கொள்வார்கள். இவ்வாறு விரிவடையும் பிரபஞ்சத்தில் ஈர்ப்பு விசை அதன் அழிவைத் தீர்மானிக்கும் முக்கிய காரணியாக இருக்கும். இந்த ஈர்ப்பு விசை பிரபஞ்சத்திலுள்ள திணிவில் தங்கியிருப்பதால் இத்திணிவின் பெரும் பகுதியான கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தின் அழிவிலும் முக்கிய பங்கு வகிப்பது தெளிவாகின்றது.
பிரபஞ்சம் விரிவடைவதை உறுதிப்படுத்தும் சூப்பர் நோவா
அதாவது பிரபஞ்சம் இவ்வாறு தான் அழியும் என்று கருதப்படுகின்ற அனைத்து வகைகளிலும் திணிவு அடர்த்தியை அளவிடுவதில் ஓளி மற்றும் கரும்பொருள் ஆகிய இரண்டும் சேர்க்கப் படவேண்டும் என்று கூறப்படுகின்றது.
இதுவரை பிரபஞ்சத்தின் முக்கிய கூறுகளாகவும் அதே நேரம் விஞ்ஞானிகளால் முழுதும் விவரிக்கப்படாத சிறப்புக்களையும் மர்மங்களையும் உடைய கரும்சக்தி (Dark Energy) மற்றும் கரும்பொருள் (Dark Matter) பற்றிய விவரங்களை முடிந்தளவு எளிதாக ஆராய்ந்தோம். இதன் அடிப்படையில் இன்றைய வானியலில் மிகவும் அறியப் பட வேண்டிய கேள்விகளாக இவற்றை வகைப் படுத்தலாம் -
1.கரும் பொருளின் இயற்கை யாது?
2.எத்தனை பங்கு கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தில் காணப்படுகின்றது?
3.பிரபஞ்சத்தில் கரும்பொருளின் மிகச் சரியான விநியோகம் எது?
4.கரும் சக்தி எனப்படுவது யாது?
இக்கேள்விகளுக்கான பதிலை தேடுவது பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம், கட்டமைப்பு, மற்றும் முடிவு பற்றிய நமது அறிவை விருத்தி செய்து கொள்வதற்குச் சமம் எனக் கூறப்படுகின்றது. இத்துடன் கரும் பொருள் குறித்த நமது அத்தியாயம் முடிவடைகின்றது.
பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் போது கரும்பொருள் சதவீதம்
நன்றி : http://4tamilmedia.com/knowledge/essays/7712-cosmolgy-part-5
Comments
Post a Comment