சென்ற தொடரின் இறுதியில் பிரபஞ்சத்தில் நடைபெறும் ஏதேனும் ஒரு நிகழ்வின் கடந்த கால மற்றும் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புகளை எவ்வாறு காலவெளி வரைபடத்தில் கொண்டு வர முடியும் எனவும் இவ்விரு கூம்புகளும் ஒன்றுக்கொன்று நேர் எதிராக அமையும் என்றும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி..
பிரபஞ்சத்தில் குறிப்பிட்ட ஓரிடத்தில் நடக்கும் P எனும் ஒரு நிகழ்வின் கடந்த கால மற்றும் எதிர்கால ஒளிக்கூம்புகள் அதனுடன் தொடர்புடைய காலவெளியை (space-time) மூன்று பிரதேசங்களாகப் பிரிக்கின்றன. (வரைபடம் - 1) முதலாவது பிரதேசமாக இந்நிகழ்வின் மிகத் திருத்தமான எதிர்காலம் P இன் எதிர்காலக் கூம்பின் (future light cone) உள்ளே அமையும். இந்த எதிர்காலக் கூம்பே நிகழ்வு P இல் இடம்பெறும் நிகழ்வினால் பெரும்பாலும் பாதிக்கப் படக்கூடிய அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியாகும். P இன் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புக்கு வெளியே நிகழும் நிகழ்வுகள் P இல் இருந்து வரும் சமிக்ஞைகளை உள்வாங்க முடியாது. இதற்குக் காரணம் ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிக்கக் கூடிய பதார்த்தம் இல்லை என்பதனால் ஆகும்.
இரண்டாவது பிரதேசமாக P என்ற நிகழ்வின் மிகத் திருத்தமான கடந்த காலம் P இன் கடந்த கால ஒளிக்கூம்பின் உள்ளே அமையும். அதாவது இந்த கடந்த கால ஒளிக் கூம்பே P இலுள்ள நிகழ்வை அடைவதற்கு ஏற்ற விதத்தில் ஒளியின் வேகத்தில் அல்லது அதற்குக் குறைந்த வேகத்தில் சமிக்ஞைகளை (signals) அனுப்பும் அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியாகும். இன்னொரு விதமாகக் கூறினால் P இல் நடைபெறும் நிகழ்வைப் பாதிக்கும் அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியே கடந்த கால ஒளிக் கூம்பாகும். (past light cone)
வரைபடம் - 1
P இன் கடந்த காலக் கூம்பின் உள்ளே குறிப்பிட்ட ஒரு நேரத்தில் அதற்கு இணையான பிரதேசத்தில் நடைபெறும் நிகழ்வை ஒருவர் அறிந்திருந்தால், அவரால் P இல் என்ன நடைபெறும் என்பதை முன்கூட்டியே கணிக்க முடியும். எஞ்சிய மூன்றாவது பிரதேசம் (elsewhere) ஆனது P இல் நிகழும் நிகழ்வின் கடந்தகால மற்றும் எதிர்கால கூம்புகளுக்கு வெளியே உள்ள காலவெளியாகும். இப்பிரதேசத்தில் நடைபெறும் நிகழ்வுகள் P இல் நடைபெறும் நிகழ்வு அல்லது நிகழ்வுகளைப் பாதிக்கவோ அல்லது அவற்றால் பாதிப்படையவோ முடியாதவையாகும்.
இதற்கு உதாரணமாக, இந்தக் கணத்தில் சூரியன் பிரகாசிப்பதை நிறுத்திக் கொண்டது என எடுத்துக் கொள்வோம். இச்செயல் பூமியில் வசிக்கும் நம்மை அதே கணத்தில் உடனடியாகப் பாதிக்கப் போவதில்லை. ஏனெனில் சூரியன் அணைந்த அக்கணத்தில் பூமியானது அந்நிகழ்வின் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புக்கு வெளியே அதாவது எஞ்சிய பிரதேசத்தில் அமைந்திருக்கும். (வரைபடம் - 2) சூரியன் அணைந்ததை பூமியில் உள்ள நாம் 8 நிமிடங்கள் கழித்தே உணர முடியும். இதற்குக் காரணம் அங்கிருந்து பூமிக்கு ஒளி பயணிக்க 8 நிமிடங்கள் எடுப்பதனால் ஆகும். கணித அடிப்படையில் கூறினால் சூரியன் அணைந்ததனால் ஏற்பட்ட நிகழ்வின் எதிர்காலக் கூம்பை பூமியில் நமது கண்களில் இருந்து புறப்படும் ஒளி (காலவெளி நிகழ்வு) சந்திக்கும் புள்ளியில் நேரம் 8 நிமிடங்கள் ஆகும்.
(வரைபடம் 2 இல் சூரியன் மரணித்த போது என்ற உவமை கையாளப் பட்டுள்ளது..)
வரைபடம் - 2
உதாரணத்துக்கு எடுத்துக் கொண்ட இந்நிகழ்வைப் போன்றதே பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் அனைத்து மாற்றங்களும். அதாவது மிக மிக அதிகத் தொலைவில் பிரபஞ்சத்தில் இந்தக் கணத்தில் என்ன நடக்கின்றது என யாராலும் வரையறை செய்ய முடியாது. அதாவது தற்போது நாம் கண்டு கொண்டிருக்கும் மிக அதிகத் தொலைவில் உள்ள அண்டங்களின் (Galaxies) ஒளி அவற்றில் இருந்து புறப்பட்டு மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டன. இதை விட அதிர வைக்கும் தகவல் என்னவென்றால் மிகுந்த உயர் வலுவுடைய விண் தொலைக் காட்டிகளினால் கூட இன்று வானியலாளர்களால் அவதானிக்கப் பட்ட பிரபஞ்சத்தின் கூறுகளிலேயே மிக அதிகத் தொலைவில் உள்ள பொருள் அல்லது நிகழ்வின் நாம் இப்போது பார்க்கும் ஒளியானது புறப்பட்டு 13.14 பில்லியன் ஒளி வருடங்கள் ஆகி விட்டது என்பதாகும். மனிதனின் உயர்ந்த பட்ச பார்வைத் திறனுடன் அதாவது விண் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் அவதானிக்கப் படக்கூடிய பிரபஞ்சமே இவ்வளவு பெரிதென்றால் இதற்கப்பால் அதன் பிரம்மாண்டத்தின் தூரமும் காலமும் எவ்வளவு இருக்கும் எனும் கேள்வி எழுவது சகஜம். இதனால் இப்போது நாம் அவதானித்துக் கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சம் அதன் பழைய வடிவமே என்பதும் தெளிவாகின்றது.
பூமியில் இருந்து மிகத் தொலைவிலுள்ள பொருள்
1905 ஆம் ஆண்டு ஐன்ஸ்டீனும் (Einstein) பொயின்காரேயும் (Poincare) இணைந்து பிரபஞ்ச நிகழ்வுகளைக் குறிப்பதற்கான காலவெளி வரைபடங்களை சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையை (Special Relativity) பயன்படுத்திக் கட்டமைத்தனர். இதன் போது அவர்கள் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கத்தைப் புறக்கணித்ததுடன் ஒளியின் வேகம் ஒவ்வொரு நிகழ்விலும் அவை பரப்பும் ஒவ்வொரு காலவெளிக் கூம்புகளின் திசைகளிலும் சமன் என்ற வெளிப்படையையும் கையாண்டனர். ஓளியின் இவ்வியல்பு காரணமாக இந்த அனைத்து நிகழ்வுகளின் ஒளிக் கூம்புகளையும் தனித்தனியே அடையாளங் காண முடியும் எனவும் அவையாவும் குறித்த ஒரு திசையை நோக்கி இருக்கும் எனவும் அவர்கள் கண்டு பிடித்தனர். சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை ஒளியை விட வேகமான பொருள் பிரபஞ்சத்தில் இல்லை எனவும் கூறுவதனால் காலவெளியில் பயணிக்கும் எந்த ஒரு பொருளினதும் பயணப் பாதையினை ஒளிக்கூம்புக்கு உள்ளே நிகழ்காலத்தை இணைக்கும் ஒரு குறுக்குக் கோட்டினால் (line) குறிப்பிட முடியும் எனவும் இக்கோட்டில் அப்பயணப் பாதையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு நிகழ்வையும் ஒரு புள்ளியினால் காட்ட முடியும் எனவும் அவர்கள் விளக்கினர்.
அவதானிக்கத் தக்க பிரபஞ்சம்
மிக்கெல்சன் - மோர்லே பரிசோதனையில் நிரூபிக்கப் பட்ட ஒளியின் இயல்பு குறித்த உண்மை (ஒளியின் வேகம் இன்னொரு பொருள் அல்லது பார்வையாளர் சார்பாக மாறிலி) சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையால் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் வெற்றிகரமாக கையாளப்பட்டது. இக்கொள்கை இன்னொரு படி மேலே போய் ஒரு பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அண்மித்தால் என்ன நடக்கும் என்பதையும் விளக்கியது. எனினும் இக்கொள்கை நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையுடன் உடன்பட மறுத்தது. நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதிப்படி எந்த இரு பொருட்களுக்கும் இடையே ஒரு ஈர்ப்பு விசை இருக்கும் என்பதுடன் இந்த ஈர்ப்பு விசை அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தில் தங்கியிருக்கும் எனக் கூறப்படுகின்றது.
இதன் அடிப்படையில் நாம் ஒரு பொருளை அசைத்தால் அருகிலுள்ள மற்றைய பொருளுக்கான ஈர்ப்பு விசை கணப்பொழுதில் மாறி விட வேண்டும். இன்னொரு விதத்தில் சொன்னால் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கங்கள் முடிவிலி வேகத்தில் இருக்க வேண்டும். ஆனால் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கைப் படி இவ்வேகம் ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமனாக அல்லது அதை விடக் குறைவாகவே இருக்க முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
இப்பிரச்சினையைத் தீர்க்கக் கூடிய புதிய ஒரு ஈர்ப்புக் கொள்கையை உருவாக்குவதற்காக ஐன்ஸ்டீன் 1908 தொடக்கம் 1914 வரை செய்த பல முயற்சிகள் தோல்வியில் முடிந்தன. எனினும் சளைக்காது தனது சிந்தனையைப் பயன்படுத்திய இவர் 1915 ஆம் ஆண்டு மும்மொழிந்ததுதான நவீன பௌதிகவியலுக்கு மிக முக்கியமான கொள்கையாக இன்று கருதப் படும் பொதுச் சார்புக் கொள்கையாகும்.
நன்றி - தகவலுதவி: 'A Breif History of Time' - Stephen W.Hawking
தொடரும்
00000000000000000000000000000
பிரபஞ்சத்தின் கூறுகளின் பருமன் ஒப்பீடு (புதிய பகுதி)
மனித இனத்தின் அறிவுத் தேடலில் இப்பிரபஞ்சத்தின் மிகச் சிறிய கூறுக்களான அணுக்களில் (Atoms) இருந்து மிகப்பெரிய அண்டங்கள் (Galaxies) வரை இரு துறைகளும் முக்கியமாக உள்ளடக்கப் பட்டுள்ளன.
இன்றைய நவீன யுகத்தில் நாம் அணுக்களில் மேலும் பிரிக்க முடியாத அதாவது மிகச் சிறியதன் (கரு, புரோட்டன் மற்றும் இலத்திரன்கள்) இருப்பை அறிந்துள்ளோம்.
ஆனால் நம் கண் பார்வைக்குத் தெரிந்த பூமியின் தரையில் உள்ள ஒரு பூங்காவில் இருந்து நவீன விண்தொலைக் காட்டிகளால் அவதானிக்கப் படக்கூடிய மிகப் பெரிய வெளியான (Observable Universe) அண்டங்களின் கூட்டு (clusters of galaxies) வரை அமைந்துள்ள ஒவ்வொரு விண் பொருட்களினதும் பருமன் ஒப்பீடு எத்தகையது என கேள்விப் பட்டிருக்க மாட்டோம்.
நட்சத்திரப் பயணங்களின் இன்றைய புதிய பகுதியில் இந்த ஒப்பீடை நாம் 13 படங்களின் ஊடாக விளக்கவுள்ளோம். ஒவ்வொரு படமும் முன்னைய படத்தினை விட 100 மடங்கு பரப்பளவு உருப்பெருக்கம் உடையவை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
படம் 1 :
16 மீட்டர் (52 அடி) விட்டமுடைய ஒரு பூங்காவில் மனிதன் ஒருவன் அமர்ந்திருக்கும் இந்தப் படம் தெளிவாக எமது பார்வை வீச்சத்துக்கு உட்பட்டது.
படம் 2 :
முன்னையதை விட 100 மடங்கு பரப்பளவு உருப்பெருக்கிய இந்தப் படம் 1.60Km (1 mile) விட்டமுடையது. USGS எனப்படும் அமெரிக்க புவியியற் திணைக்களத்தால் எடுக்கப் பட்ட இப்படத்தில் முந்தைய படத்தில் காட்டப் பட்டுள்ள எமது கண் பார்வைக்குட்பட்ட மரங்கள் சிறிய பாதை மற்றும் மனிதன் ஆகியோர் மறைந்து விட்டாலும் நம் அன்றாட வாழ்வில் பரிச்சயமான கல்லூரி வளாகம், வீடுகள், பாதைகள் என்பன தெளிவாகத் தெரிகின்றன. மேலும் இந்த ஒரு மைல் தூரத்தினை நாம் சில வேளைகளில் நடந்தே சென்றிருப்போம் என்பது முக்கியமானது.
படம் 3 :
சுமார் 160Km விட்டமுடைய இந்த புகைப்படம் நாசாவின் அகச்சிவப்புப் புகைப் படக் கருவியால் (Nasa infrared photograph) எடுக்கப் பட்டது. இதில் எமது கண் பார்வைக்கு உட்பட்ட பகுதிகளும், பல்கலைக் கழக வளாகம் வீதிகள் என்பன மறைந்து விட்டன. எனினும் புவியியற் கூறுகளான நதிப் படுக்கைகள், மலைத்தொடர்கள், ஏரிகள் பள்ளத்தாக்குகள் என்பன தென்படுகின்றன.
படம் 4 :
எமது கண்பார்வை வீச்சுக்கு உட்பட்ட பூங்காவில் (16 மீட்டர் விட்டம்) இருந்து சுமார் 1 மில்லியன் மடங்கு பெரிதாக பூமி அமைந்துள்ளது. (12 756 Km விட்டம்) நமது பூவி மேற்பரப்பில் வளி மண்டலத்தின் தடிப்பு வெறும் சில நூறு கிலோ மீட்டர்கள் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
படம் 5 :
படம் 4 ஐ விட 100 மடங்கு உருப்பெருக்கம் செய்யப் பட்ட இப்படத்தில் நமது பூமியும் அதன் துணைக் கோளான சந்திரனும் சிறு புள்ளிகளாகக் காணப் படுகின்றன. இந்தப் படத்தின் விட்டம் 1 600 000 Km ஆகும். பூமியின் விட்டத்தின் 1/4 பங்கு சந்திரனின் விட்டம் என்பதுடன் பூமியில் இருந்து 380 000 Km தூரத்தில் அது பூமியைச் சுற்றி வருகின்றது.
படம் 6 :
படம் 5 ஐ விட 100 மடங்கு பெரிய இந்தப் படத்தில் முன்னர் காட்டப் பட்ட பூமியும் சந்திரனும் ஒரு சிறு புள்ளிக்குள் அடங்கி விடுவதுடன் சூரிய குடும்பத்தில் அதற்கு அண்மையாகச் சுற்றி வரும் வெள்ளியும், புதனும் உள்ளே வந்து விடுகின்றன. இதன் விட்டம் (1.6 * 10 இன் வலு 8) Km ஆகும் இப்போது நாம் AU (Astronomical Unit) எனப் படும் புதிய அலகைப் பாவிப்போம். (1AU = சூரியனுக்கும் பூமிக்கும் இடையேயான சராசரித் தூரம் அல்லது 1.5 * 10 இன் வலு 11 m ஆகும்.) சூரியனுக்கும் புதனுக்குமான தூரம் 0.39 AU மற்றும் சூரியனுக்கும் வெள்ளிக்குமான தூரம் 0.7 AU உம் ஆகும்.
படம் 7 :
நமது பார்வை வீச்சத்துக்கு உட்பட்ட பூங்காவான படம் 1 ஐ விட 6 மடங்கு அதாவது ஒரு டிரில்லியன் மடங்கு (10 இன் வலு 12 மடங்கு) பெரிது நமது முழு சூரிய குடும்பமும் ஆகும். இதில் நாம் முன்னர் பார்த்த சூரியனுக்கு அருகிலுள்ள கோள்களான புதன்,வெள்ளி மற்றும் பூமி,சந்திரன் என்பன மையத்தில் சிறு புள்ளியில் அடங்கி விடுகின்றன. இவற்றுக்கு அப்பால் 1.5 AU தூரத்தில் செவ்வாய் அமைந்துள்ளது. சூரியனிலிருந்து பூமிக்கு ஒளி வர 8 நிமிடங்களும் ஆனால் சூரியனில் இருந்து மிகத் தொலைவிலுள்ள நெப்டியூனுக்கு ஒளி சென்று சேர 4 மணித்தியாலங்களும் எடுப்பதாகவும் கணிப்பிடப் பட்டுள்ளது.
படம் 8 :
சூரிய குடும்பத்தை உள்ளடக்கிய முன்னைய படத்தை இன்னமும் 100 மடங்கு பெரிதாக்கினால் தெரிவது வெறும் சூரியனே ஆகும். இதன் விட்டம் 11 000 AU என்பதுடன் பிரபஞ்சத்தில் பில்லியனுக்கும் அதிகமான நட்சத்திரங்கள் இருப்பினும் அவற்றில் ஒன்று கூட இப் புகைப் படத்தில் வரவில்லை. இதற்குக் காரணம் அவை சூரியனை விட இன்னமும் மிகத் தூரத்தில் அதாவது பல ஒளியாண்டுகள் (ஒளி ஒரு வருடத்துக்குப் பயணிக்கும் தூரம் 10 இன் வலு 13 Km அல்லது 63 000 AU ஆகும்) தொலைவில் அமைந்திருப்பதனால் ஆகும். நமது சூரியனில் இருந்து மிக அருகில் உள்ள நட்சத்திரமான Proxima Centaury கூட 4.2 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் உள்ளமை குறிப்பிடத்தக்கது. இது நமது அடுத்த புகைப்படத்தில் உள்ளடக்கப் படுகின்றது.
படம் 9 :
படம் 8 ஐ விட 100 மடங்கு பெரிய இப்புகைப் படத்தில் சூரியன் காட்டப் படுவதன் நோக்கம் அதன் நிலையைக் குறிப்பதற்கேயாகும். மேலும் இதிலும் சூரியன் மையமாகக் கொண்டே கணிக்கப் பட்டுள்ளது. இப்புகைப் படத்தின் விட்டம் 17 Ly ஒளி வருடங்கள் (1 மில்லியன் AU ஐ விட அதிகம்) இதில் Proxima Centaury உட்பட சூரியனுக்கு அண்மையில் உள்ள சில நட்சத்திரங்கள் காட்டப் படுகின்றன. இப்படத்தில் நட்சத்திரங்களின் பருமன் (தடிப்பம்) அவற்றின் நிஜமான அளவை அல்லாது பிரகாசத்தையே குறிக்கின்றன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
படம் 10 :
படம் 9 ஐ விட 100 மடங்கு பெரிய இப்புகைப்படம் உருவகப் படுத்தப் பட்ட ஒன்றாகும். சுமார் 1700 Ly ஒளி வருடங்கள் விட்டமுடைய இப்படத்தில் சூரியனுடன் அதன் அருகிலுள்ள நட்சத்திரங்கள் மறைந்து விட மெல்லிய குழுக்களைச் சேர்ந்த ஆயிரக் கணக்கான ஏனைய நட்சத்திரங்கள் காணப் படுகின்றன. இவற்றுக்கிடையே Clouds எனப் படும் மெல்லிய வாயுப் படைகள் உள்ளன. இவ்வாயுப் படலம் நமது பார்வைக்குத் தெரியாதது என்பதுடன் பூமியில் உள்ள மிகச்சிறந்த வெற்றிடத்தை விட மெல்லியவை எனவும் கூறப்படுகின்றது. இது போன்ற ஒரு Cloud இல் இருந்தே 5 பில்லியன் வருடங்களுக்கு முன்னர் நமது சூரியன் தோன்றியது எனவும் கூறப்படுகின்றது.
படம் 11 :
படம் 10 ஐ விட 100 மடங்கு பெரியது நமது சூரியன் உட்பட 100 பில்லியன் நட்சத்திரங்களைக் கொண்டுள்ள பால்வெளி அண்டமாகும் (Milkyway Galaxy). இதன் விட்டம் 75 000 Ly ஒளி வருடங்கள் ஆகும். நமது சூரியன் இதனுடன் ஒப்பிடுகையில் மிக மிகச் சிறிது என்ற போதும் அதன் நிலை பால்வெளி அண்டத்தின் மத்தியில் இருந்து 2/3 பங்கு தூரத்தில் அதன் சுருளில் அமைந்துள்ளது எனக் கணிக்கப் பட்டுள்ளது. அண்டம் எனப் படுவது (Galaxies) நட்சத்திரங்கள், வாயுப் படை மற்றும் தூசுகள் இணைந்த மிகப் பெரிய முகில் அல்லது இவற்றின் மொத்த ஈர்ப்பு விசையின் மையம் ஆகும். இவை 1500 தொடக்கம் 300 000 Ly விட்டங்களைக் கொண்டிருக்கும் என்பதுடன் வடிவமும் வேறுபடும்.
படம் 12 :
பால்வெளி அண்டத்தின் பருமனை விட 100 மடங்கு பெரிய 17 மில்லியன் Ly விட்டம் கொண்ட வெளியைக் கருதினால் அதில் நமது அண்டம் மிகச் சிறிய புள்ளியாக ஏனைய அண்டங்களின் கூட்டில் (Cluster) இன்னும் சில அண்டங்களுடன் அமைந்து இருக்கும். தற்போது வானியலாளர்களை மர்மத்தில் ஆழ்த்தி வரும் விடயங்களில் ஒன்று அண்டங்களில் பல சுருள் வடிவிலும், சில ஏனைய வடிவங்களிலும் இன்னும் சில சிதைவடைந்தும் காணப் படுவது ஏன் என்பதாகும்.
படம் 13:
அதியுயர்ந்த தொலைக் காட்டிகளுக்குக் கூட எட்டாத பிரபஞ்சத்தின் இறுதி உருவக வடிவம் இதுவாகும். இதில் தெரியும் மிகப் பெரிய வலையமைப்பு (Network) இல் அடங்கியிருப்பது அண்டங்களின் கூட்டு (Clusters), சூப்பர் கிளஸ்டர்ஸ் (Super Clusters), மற்றும் கிளஸ்டர்க்ளின் கூட்டு (Clusters of Clusters) ஆகியவை ஆகும். இவற்றின் எல்லைகள்(edge), சுவர்கள் (wall), இழைகள் (Filaments), சுழியங்கள் (Voids) என்பன இணைந்து கிட்டத்தட்ட அனைத்து பில்லியன் கணக்கான அண்டங்களினதும் வெற்றிட வெளியாகவும் இவை விளங்கும். இவற்றின் கட்டமைப்புக்களை அறிய முற்படும் போது நாம் மனித அறிவின் முதல் நிலையில் இருப்போம் என வானியலாளர்கள் கூறுகின்றனர்.
இதேவேளை இந்த பில்லியன் கணக்கான அண்டங்கள் அவற்றுக்கு உள்ளே பில்லியன் கணக்கான நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கிரகங்களில் பூமிக்கு ஒப்பாக உயிர்வாழ்க்கையோ அல்லது மனிதனுக்கு ஒப்பான அறிவுடைய உயிரினமோ இருப்பதற்கான வாய்ப்பு நிச்சயம் இருக்கலாம் எனவும் ஆனால் இவற்றை உறுதி பட அறிவது மிகச் சிரமம் எனவும் அறிவியலாளர்கள் கூறி வருகின்றனர்.
நன்றி - தகவலுதவி, Horizons (Michael.A.Seeds)
தொடரும்
கடந்த தொடரில் ஒளியின் இயல்பு கொண்டு பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் நிகழ்வுகள் குறித்து கணிப்பிட எவ்வாறு ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை உதவியது என்றும் எனினும் நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையுடன் இது உடன்பட மறுத்ததால் பௌதிகவியலுக்கு தனித்துவமான இன்னொரு கொள்கை தேவைப்பட்டது. என்றும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி...
அல்பேர்ட் ஐன்ஸ்டீன்
ஈர்ப்பு விசை (Gravity) ஒளி (Light), காலம் (Time), காலவெளி (Space-Time) ஆகியவை குறித்துத் தெளிவாக விளங்கிக் கொள்ள 1915 ஆம் ஆண்டு ஐன்ஸ்டீன் மும்மொழிந்தது தான் பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General Theory of Relativity) ஆகும். இக்கொள்கை மூலம் ஐன்ஸ்டீன் ஈர்ப்பு விசையானது ஏனைய விசைகளைப் போன்று தொழிற்படுவது அல்ல என்றும் முன்னர் அவ்வாறு கருதப் பட்டதற்குக் காரணம் கால-வெளி (Space-Time) ஆனது தட்டையானது (Flat) என நம்பப் பட்டதால் தான் என்றும் கூறியுள்ளார்.
{ காலவெளி (Space-Time) எனப்படுவது பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் அனைத்துப் பௌதிக நிகழ்வுகளையும் (Physical events) உள்ளடக்கும் விதத்தில் 3 பரிமானங்களிலான (Dimensions) வெளியையும் இன்னொரு தனித்த ஒரேயொரு பரிமானத்திலான காலத்தையும் இணைத்து உருவாக்கப் படும் கணிதரீதியான 4 பரிமான ஆயத் திட்டமாகும். (coordinate system) - (காலவெளிக் கூம்புகள் குறித்து முன்னைய தொடரில் விளக்கப் பட்டிருந்தது) }
உண்மையில் ஈர்ப்பு விசையானது, தன்னுள்ளே இருந்து வழங்கப் படும் திணிவு மற்றும் சக்தியின் கூட்டு இயல்பினால் வளைந்திருக்கும் (curved or warped) காலவெளியின் பிரதிபலனாகும். பூமி போன்ற பொருட்கள் ஈர்ப்பு விசை எனப்படும் விசையினால் வளைந்த ஒழுக்கில் (Orbit) பயணிக்கும் படி உந்தப் படுவதில்லை.
பதிலாக அவை உண்மையில் வளைந்திருக்கும் கால-வெளியில் தமக்குக் கிட்டே உள்ள ஒரு பொருளை நோக்கி நேர்ப்பாதையில் (Geodesic) தான் பயணிக்கின்றன அல்லது ஈர்க்கப் படுகின்றன. (இது நியூட்டனின் முதலாவது ஈர்ப்பு விதியைத் திருப்திப் படுத்துகின்றது எனினும் ஒளி போன்ற மின்காந்த அலைகளுக்குப் பொருந்தாது) வளைந்த வெளிக்குள்ளே இரு அருகிலுள்ள பொருட்களுக்கு அல்லது புள்ளிகளுக்கு இடையேயான குறுகிய அல்லது நீண்ட நேரடிப் பாதையே Geodesic என அழைக்கப் படுகின்றது. இது தமிழில் கோள மேற்பரப்புக்குரிய பாதை எனப் பொருள்படுகின்றது.
படம் -1
Geodesic பற்றி விளங்கிக் கொள்ளப் பின்வரும் உதாரணத்தைப் பார்ப்போம். பூமியின் மேற்பரப்பானது இரு பரிமானங்களிலான வளைந்த வெளியாகும். இம்மேற்பரப்பில் இரு புள்ளிகளை இணைக்கும் மிகக் குறுகிய நேரடிப் பாதையான Geodesic, பெருவட்டம் (Great Circle) எனப்படுகின்றது. (படம் 1) இனி இதன் ஒரு பயன்பாட்டை நோக்குவோம். பூமியின் மேற்பரப்பில் வெவ்வேறு நாடுகளில் அமைந்திருக்கும் இரு விமான நிலையங்களுக்கிடையே பறக்கும் விமானத்தின் பயணக்கருவி (Navigator) தான் புறப்பட்ட இடத்திலிருந்து செல்ல வேண்டிய விமான நிலையத்துக்கான மிக அண்மித்த பாதையை Geodesic மூலமாகவே தீர்மானித்து ஒவ்வொரு கணமும் விமானிக்கு அறிவுறுத்துகின்றது.
பொதுச் சார்புக் கொள்கைப் படி 4 பரிமான கால-வெளி (Space-Time) வரைபில் பொருட்கள் நேர்கோட்டிலேயே பயணிக்கின்றன. இருந்த போதும் அவை முப்பரிமான வெளியில் (Space) வளைந்த பாதையில் (curved paths) பயணிப்பது போலவே எப்போதும் தென்படுகின்றன. இதனை இந்த உதாரணத்தின் மூலமும் விளங்கிக் கொள்ள முடியும்.
வானத்தில் பறக்கும் விமானமொன்றின் நிழலை ஒரு மலைப்பாங்கான தரை மேற்பரப்பில் அவதானிக்கும் போது விமானம் வானில் முப்பரிமான வெளியில் நேர்கோட்டில் பறந்த போதும் அதன் நிழல் இரு பரிமாணத் தரையில் வளைவான பாதையையே பின்பற்றிச் செல்லுவதை இனங் காணலாம். இதைப் போன்றதே பூமி சூரியனைச் சுற்றி வரும் விதமும். பூமியானது சூரியனை நோக்கி 4 பரிமான கால-வெளியில் நேர்ப் பாதையிலேயே பயணிக்கும் போதும் சூரியனின் திணிவு அதனைச் சுற்றியுள்ள காலவெளியை வளைப்பதனால் முப்பரிமாண வெளியில் பூமி வட்டப் பாதையில் செல்வது போன்ற தோற்றத்தை ஏற்படுத்தி விடுகின்றது. பொதுச்சார்புக் கொள்கையின் இந்த விளக்க அடிப்படையில் கணிக்கப் பட்ட கோள்களின் (Planets) ஒழுக்கும் (Orbits) நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கைப்படி கணிக்கப் பட்ட கோள்களின் ஒழுக்கும் மிகச் சிறிய வித்தியாசத்துடன் சரியாகப் பொருந்தியது குறிப்பிடத்தக்கது.
புதனின் ஒழுக்கு
ஆனாலும் கோள்களின் ஒழுக்கைக் கணிப்பதிலும் விளங்கப் படுத்துவதிலும் நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையை விட பொதுச்சார்புக் கொள்கை மிகத் திருத்தமானது என்பது பல ஆண்டுகளாக நிலவிய புதன் கிரகத்தின் ஒழுக்கு பற்றிய மர்ம முடிச்சை 20 ஆம் நூற்றாண்டில் பொதுச் சார்புக் கொள்கை அவிழ்த்ததன் மூலம் நிரூபணமானது. சூரியனுக்கு மிக அண்மைய கோளான புதன் ஏனைய கிரகங்களை விட அதிகளவு ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கத்துக்கு உட்படுவதுடன் சூரிய குடும்பத்தில் உள்ள மற்றைய கோள்களின் ஒழுக்கை விட அதன் ஒழுக்கு மிகை நீள்வட்டமாகும் (very elliptical). மேலும் இந்த நீள்வட்ட ஒழுக்கின் மிக நீண்ட அச்சானது (axis) ஒவ்வொரு 10 000 வருடங்களுக்கும் ஒருமுறை சூரியனை ஒரு டிகிரி (degree) சுற்றுகிறது என்றும் இந்த மிகச் சிறிய அசைவு 1915 ஆண்டுக்கு முன்னரே அனுமானிக்கப் பட்டு ஏன் எனப் புரியப் படாமலும் இருந்தது.
ஆனால் 1915 ஆண்டு பொதுச் சார்புக் கொள்கை இக்குழப்பத்தைத் தெளிவுபடுத்தி இது இவ்வாறு தான் இருக்க முடியும் என உறுதிபடக் கூறியதன் மூலம் அதன் கொள்கை சரியானது என நிரூபிக்கப் பட முதல் சான்றாக அது மாறியது. அண்மைய வருடங்களில் புதன் மட்டுமன்றி ஏனைய கோள்களின் ஒழுக்கில் ஏற்படும் மிகச் சிறிய விலக்குகள் (deviations) கூட நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கைப்படி ரேடார் (radar) மூலம் அளக்கப் பட்டு பொதுச் சார்புக் கொள்கை அடிப்படையில் எதிர்வுகூறப்பட்ட முடிவுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டு இரண்டுமே சரியென ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டுள்ளன.
ஒளியின் பாதையில் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கம்
ஒளி அலைகள் (Light rays) கூட கால-வெளியில் Geodesics இனைப் பின்பற்ற வேண்டும். எனினும் உண்மையில் வெளியானது வளைந்திருக்கின்றது என்பது சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையால் (Special Relativity) நிரூபிக்கப் பட்ட ஒன்றாகும். அப்படியெனில் வளைந்திருக்கும் வெளியில் ஒளியானது நேர் கோட்டில் பயணிக்க முடியாது என்பது வெளிப்படை. எனவே ஒளி எவ்வாறு பயணிக்கின்றது என்ற கேள்வி எழும். இதனை பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General theory of Relativity) இவ்வாறு தெளிவு படுத்துகின்றது. ஒளி வெளியில் நேர்கோட்டில் தான் பயணிக்கின்றது. ஆனால் அது பயணிக்கும் பாதையில் உள்ள ஈர்ப்புப் புலத்தால் அதன் திசை மாற்றப் படுகின்றது அல்லது வளைக்கப் படுகின்றது.
படம் -2
இதனால் சூரியனுக்கு அண்மையில் உள்ள ஒளிக்கூம்புகள் (Light cones) கூட அதன் திணிவினால் (ஈர்ப்பினால்) உட்புறம் நோக்கி சிறிது திருப்பப் படுகின்றன. உதாரணமாக விண்ணில் மிகத் தூரத்தில் அமைந்துள்ள நட்சத்திரம் ஒன்றின் ஒளி சூரியனுக்கு அருகே கடந்து பூமியில் உள்ள நம் கண்களை வந்தடைய வேண்டும் என எடுத்துக் கொள்வோம். இதன்போது இந்த நட்சத்திரத்தின் ஒளி சூரியனின் திணிவினால் சிறிது முறிவடைந்து (deflection) அதன் கோணம் மாறுவதால் பூமியில் உள்ள நம் கண்களுக்கு அது வானத்தில் வேறு ஒரு திசையில் இருப்பது போலத் தென்படும். (படம் 2). பூமி நிலையாக இல்லாமல் சூரியனைச் சுற்றி வருவதால் குறித்த நட்சத்திரத்தின் ஒளி எப்போதும் சூரியனைக் கடந்து வர வேண்டிய நிலமை ஏற்படாது எனினும் அதன் உண்மையான இருப்பு இதுதானா அல்லது அதன் ஒளி சூரியனால் திசை திருப்பப் பட்டதா என்பதை நம்மால் கணிப்பது கடினமாகும்.
இதேவேளை பூமி சூரியனைச் சுற்றி வந்து கொண்டிருப்பதால் வானில் வெவ்வேறு இடங்களிலுள்ள நட்சத்திரங்கள் வெவ்வேறு சமயத்தில் தமது ஒளி சூரியனைக் கடந்து செல்ல வேண்டிய நிலமை ஏற்படுவதுடன் அவை பூமியில் உள்ள பார்வையாளனுக்கு எப்போதும் தமது இருப்பை மாற்றிக் கொண்டிருப்பது போல் தென்படும். இந்த விளைவை வெறும் கண்களாலோ அல்லது தொலைக் காட்டியாலோ கண்காணிப்பது மிகக் கடினமான காரியமாகும்.
நன்றி - தகவலுதவி: 'A Breif History of Time' - Stephen W.Hawking
தொடரும்
நன்றி : http://4tamilmedia.com/knowledge/essays/16179-star-journey-40-cosmology-22
Comments
Post a Comment