பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! துணைக்கோள் நிலவு எப்படித் தோன்றியது ?

 

(கட்டுரை: 18)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

பொங்கிவரும் பெருநிலவைப்
புலவர் புனைந்தார் !
மங்கிப் போன
மதிமுகத்தில் தடம் வைத்தார் !
முழு நிலவுக்கு
வெள்ளை பூசி
வேசம் போட்டது
பரிதி !
அச்சில்லாமல் நகர்வது நிலவு !
அங்கிங் கெனாதபடி
எங்கும்
முகப் பருக்கள் ! பெருங்குழிகள் !
சுற்றியும் சுழலாத பம்பரம் !
ஒருமுகம் காட்டும் !
மறுமுகம் மறைக்கும் !
நிலவில்லை யென்றால்
அலையேது ?
கடல் நீருக்கு
ஏற்ற மில்லை ! இறக்க மில்லை !
புவிக் கவர்ச்சி மடியில்
துடுப்பின்றி
முடுக்கியது யார் ?
உருவானது எப்படிக்
கருநிலவு ?

 

“பிண்டங்கள் பிளந்து விழுகின்றன, நடுமையம் தாங்க முடியாமல்.” 

வில்லியம் பட்லர் ஈட்ஸ், ஐரிஸ் கவிஞர் (1865-1939)

நம்மால் எட்டிப் பிடிக்க இயலாதபடி அல்லது நாம் கண்டுபிடிக்க முடியாதபடி எந்த ஒரு பொருளும் நம்மிடமிருந்து நீக்கப்பட வில்லை.

டெஸ்கார்டிஸ், பிரெஞ்ச் கணித மேதை (1596-1650)

காலாக்ஸியிலும், பால்மய வீதியிலும் விண்மீன்கள் தூள்களாய்ச் சிந்திக் கிடக்கின்றன.

மில்டன், ஆங்கிலக் கவிஞன் “இழந்த சொர்க்கலோகம்” (1608-1674)

இருள்வெளியின் திமிங்கலப் பற்கள் அப்படியே அதை விழுங்கிவிடும்.

வில்லியம் ஷேக்ஸ்பியர் ஆங்கில நாடக் மேதை (1564-1616)

சூரிய மண்டலத்தில் நூதனப் புதிரான பூகோளம்

பிரபஞ்சக் காலாக்ஸிகளில் நாமறிந்த பால்மய வீதியின் பரிதி மண்டலத்தில் நாம் வசிக்கும் ஒரே ஒரு கோளில்தான் நூதனமாகப் பேரளவில் நீர்மயம் திரவ வடிவிலும், திடவ உருவிலும், ஆவியாகவும் (Liquid, Solid & Vapour) பல கோடி ஆண்டுகள் நீடித்து வருகிறது.  அதிலும் விந்தையாகப் பூமியின் பிரம்மாண்டன கடற்குழி எப்படி நீர்மயமாக நிரம்பியது என்பது புதிர்களில் ஒரு புதிராக உள்ளது !  அந்தக் கடல்நீர் எப்படி உப்புக் கலவை நீராகி உயிரினங்கள் எப்படித் தோன்றின என்பது மேலும் புதிராக உள்ளது !  பல மாதிரிச் சான்றுகளில் ஒத்திருக்கும் துணைக்கோள் நிலவு பூமியின் சேயாகக் கருதப்படுகிறது !  ஆனால் வாயு மண்டலமும், நீர் வளமும் தாய்க்கோளில் பெருவாரியாக இருக்கச் சேய்க் கோளில் ஏனப்படி இல்லாமல் போயின என்பதும் வியப்பாக இருக்கிறது !  பூமிக்கு ஒரே முகத்தை மட்டும் மில்லியன் ஆண்டுகளாய்க் காட்டிச் சுற்றிவரும் துணைக்கோள் நிலவு எப்படித் தோன்றியது என்பது உறுதியாக அறியப் பாடாமல் இன்னும் புதிரான ஒரு சிந்தனைக் கோட்பாடாகத்தான் உள்ளது.

சூரிய மண்டலத்தில் உள்வட்டக் கோள்களான புதன், வெள்ளி, பூமி (நிலவு), செவ்வாய் ஆகிய நான்கு கோள்களும் திடப் பிண்டம் (Solid Matter) கொண்டவை.  பூமியில் மட்டும் திடப் பிண்டமும் பெருவாரிக் கடல் நீரும் உள்ளன.  ஆனால் வெளிவட்டக் கோள்களான வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் ஆகிய நான்கும் ஏன் வாயுக் கோள்கள் ஆயின ?  திடக்கோள்கள் பரிதியின் மூர்க்க ஈர்ப்பு விசையால் இழுக்கப்பட்டு நெருக்கமான நீள்வட்ட வீதியில் சுற்றுகின்றன.  அதே சமயத்தில் வெளிவட்ட வாயுக் கோள்கள் உள்வட்டக் கோள்களுக்கு அப்பால் வெகு தொலைவில் சுற்றி வருகின்றன.

அப்பொல்லோ பயணத்தில் கிடைத்த ஒப்பில்லா மாதிரிகள்        

பரிதியின் உள்வட்டக் கோள்களில் புதனுக்கும், வெள்ளிக்கும் துணைக்கோள் எதுவும் இல்லை.  செவ்வாய்க் கோளுக்கு உருளைக் கிழங்கு போல் இரண்டு சிறிய துணைக் கோள்கள்.  பூமிக்கு ஒரு துணைக்கோள்.  வெளிவட்டத்தில் உள்ள வியாழனுக்கு 63 நிலவுகள், சனிக்கு 62 நிலவுகள், யுரேனசுக்கு 27 நிலவுகள், நெப்டியூனுக்கு 13 நிலவுகள் இருப்பது வியப்பாக உள்ளன. பல ஆண்டுக் காலமாக வானியல் விஞ்ஞானிகள் பூமியும் சந்திரனும் தனித்தனியாகத் தோன்றிப் பிறகு ஈர்ப்பு மண்டலத்தில் சேர்ந்து கொண்டவை என்று கருதினார்கள்.  அதைக் “கூட்டுச் சேகரிப்பு” முறை  (Co-Accretion) என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுவர்.  கூட்டுச் சேகரிப்பு முறையில் உருவாகும் ஓர் அண்டம் அருகில் பரவிய பிண்டத் துணுக்குகளை ஈர்ப்பு விசையால் தன்வசம் இழுத்து உடல் பெருத்து ஈர்ப்பாற்றலும் மிகையாக்கிக் கொள்வது.  இழுப்பு நியதி (Capture Theory) நிலவு உண்டான பிறகு, பூமி நோக்கி வந்து புவியீர்ப்பு மண்டலத்தில் இழுக்கப் பட்டுச் சுற்றி வருவதாகச் சொல்கிறது.  பிளவுக் கோட்பாடு (Fission Theory) சொல்கிறது: பரிதி மண்டலத்தில் தோன்றிய இளம்பருவக் காலத்தில் பூமி அரைத் திரவ நிலையில் (Semi-fluid State) இருந்து பிளவு ஏற்பட்டு சிறு கோளொன்று நிலவாகப் பிரிந்து பூமியைச் சுற்றியது.  அடுத்தது “குளிர்த்திண்மை விதி” (Condensation Theory) எனப்படுவது.  அந்த முறையில் பரிதி மண்டலக் கோள்கள் உண்டான “நிபுளாவிலிருந்து” (Nebula) தனித்தனியாக உருவாகிய இரண்டு கோள்களாக பூமியும், நிலவும் அனுமானிக்கப் படுகின்றன.

1969-1970 ஆண்டுகளில் நிலவுக்குப் பயணம் செய்த பல்வேறு அப்பொல்லோ குறிப்பணிகளில் (Apollo Moon Missions) வானியல் விமானிகள் கொண்டுவந்த இரசாயன மாதிரிகள் நமது துணைக்கோள் நிலவைப் பற்றி மகத்தானப் புதுமைகளை வெளியிட்டன.  நிலாப் பாறைகளின் மாதிரிகளில் பூமியில் கிடைக்கும் “ஆக்ஸிஜென் ஏகமூலப் பொருட்கள்” (Oxygen Isotope Materials) போல் காணப் பட்டன.  அதாவது பூமியும், நிலவும் பரிதி மண்டலத்தின் ஒரே அரங்கப் பகுதியில் (Same Region of the Solar System) தோன்றையவை என்று நிரூபித்தன !  அத்துடன் நிலவிலும் பூமியைப் போல் உச்ச உஷ்ணத்தில் உருகும் ஆவியியல் மூலகங்கள் (Volatile Elemets that melt at high Temperatures) எதுவும் கிடையாது !  அவை இரண்டும் ஆதி காலத்தில் அதி உச்சநிலை உஷ்ணத்தில் வடிவானவை என்பது தெரிய வருகின்றன.

வானியல் விஞ்ஞானிகள் நிலவின் இரசாயன மாதிரிகள் பூகோளத்தின் மேற்தளத் தட்டைப் போல் (Earth’s Mantle) ஒத்திருப்பதைக் கண்டறிந்தார்கள்.  ஆனால் தோன்றிய போது பூமியின் மேற்தளத் தட்டு மிகத் திண்மையான உலோகத்திலிருந்து உண்டானது.  தனித்துத் தோன்றிய நிலாவிலே எப்படி பூமியை ஒத்த உலோகவியல் தட்டுப் பொருட்களைக் கொண்டிருக்க முடியும் என்னும் கேள்வி எழுகிறது !   அப்பொல்லோ-11 வானியல் விமானிகள் கொண்டுவந்த வெள்ளைக் கூழாங்கற்களில் நூதனப் பாறை “அநார்த்தோசைட்” (Anorthosite) இருந்தது.  அப்பாறையில் பூமியில் தென்படும் சோடியம், கால்சியம் அலுமினியம் சிலிகேட் (Sodium & Calcium Aluminiuam Silicates) தாதுக்கள் இருந்தன.

நிலவு தோன்றியதை முடிவு செய்ய மூன்று நிபந்தனைகள்  

நிலவு எப்படி உண்டானது என்ற கேள்விக்குப் பதில் கூறும் எந்தக் கோட்பாடும் கீழ்க்காணும் மூன்று நிபந்தனை மெய்ப்பாடுகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும் :

1.  நிலவின் கீழான பிண்டத் திணிவு [(Moon’s Density 3.3 gram/c.c) (Earth’s Density 5.5 gram/c.c)] கூறுவது என்ன வென்றால், நிலவின் இரும்பு உட்கரு (Iron Core) பூமியை போல் கனமான தில்லை என்னும் கருத்து.

2.  நிலவின் பாறைகளில் நீரைப் போல் ஆவியாகும் பொருட்கள் (Volatile Substances) இல்லை.  அதாவது பூமியை விடப் பேரளவில் சூடாக்கப்பட்ட தளத்தைப் பெற்றுள்ளது நிலவு (Baking of Lunar Surface).

3.  பூமியிலும் நிலவிலும் காணப்படும் ஆக்ஸிஜென் ஏகமூலத் தாதுக்கள் ஒரே ஒப்புமை வீதத்தில் இயற்கையாகப் படிந்துள்ளன (Relative Abundane of Oxygen Isotopes).  அதாவது பரிதி மண்டலத்தில் ஒரே தூரப் பகுதியில் பூமியும், நிலவும் உண்டாகி உள்ளன.

நிலவு எப்படி தோன்றியது என்பதற்குக் கூறப்படும் கோட்பாடுகள்

பூமியின் இரட்டைக் கோள்போல் காணப்படும் நிலவு எப்படிப் பிறந்தது என்பதை விளக்க வானியல் விஞ்ஞானிகள் நான்குவிதக் கோட்பாடுகளை அனுமானம் செய்கிறார்.  முதல் மூன்று நியதிகளில் ஓரளவு மெய்யாடுகள் இருந்தாலும், நான்காவது “பூதத் தாக்கு நியதியே” (The Giant Impact Theory) பெரும்பான்மை விஞ்ஞானிகளால் ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்டுள்ளது.

1.  பிளவு நியதி (The Fission Theory) 

இந்தக் கோட்பாட்டின்படி நிலவு ஒரு காலத்தில் பூமியின் ஒரு பகுதியாக ஒட்டியிருந்து பிறகு  சூரிய மண்டலத்தின் துவக்க காலத்தில் எப்படியோ பிளந்து தனியாகப் பிரிந்தது என்று கருதப் படுகிறது.  தற்போதுள்ள மாபெரும் பசிபிக் கடற்குழியே நிலவுக்குப் பூர்வீக இருப்பிடமாக இருந்திருக்க வேண்டு மென்று யூகிக்கப் படுகிறது !  அந்தப் பகுதியிலிருந்துதான் நிலவு பிரிந்து வந்திருக்க வேண்டும் என்பது ஒரு சித்தாந்தக் கருத்து.  இதற்கு ஒரு காரணம்.  பூமியின் மேற்தளத் தட்டு (Earth’s Mantle) நிலவின் தளப்பகுதி இரசாயனப் பொருட்களை ஒத்துள்ளது.  வேகமாகச் சுழலும் பூமியே, சுழல்வீச்சு விசையால் பிரிந்து போன சிறு கோளை வெளியே தள்ளிச் சுற்ற வைத்திருக்கும்.  அந்தக் கோட்பாடை மெய்யாக எடுத்துக் கொண்டால் பூமியிலும் நிலவிலும் ஏதாவது ஒத்திருக்கும் “பூர்வப் படிவச் சான்றுகள்” (Fossil Evidences) கிடைத்திருக்க வேண்டுமல்லவா ?  ஆனால் அத்தகைய நிரூபணச் சான்றுகள் அப்பொல்லோ பயண விமானிகளுக்கு கிடைக்கவில்லை.  மேலும் நிலவில் காணப்படும் பெரும் சூட்டுப் பொருட்கள் (Baked Rock Substances) எப்படி வந்தன என்பதற்கு இதில் விளக்கம் காண முடிவதில்லை.

2. இழுப்பு நியதி (The Capture Theory)

இந்தக் கோட்பாடு மூலம் அறிவது: நிலவு சூரிய மண்டலத்தில் முதலில் வேறெங்கோ தோன்றியது என்றும், பின்னால் அதைப் பூமியின் ஈர்ப்பு விசை இழுத்துக் கொண்டது என்றும் அனுமானம் செய்யப் படுகிறது.  நிலவில் காணப்படும் வெவ்வேறு விதமான இரசாயனப் பொருட்களுக்கு இவ்விதி உதவினாலும் பூகோள ஈர்ப்பில் கவரப்பட்டு, நிலவு சுற்றும் நீள் வட்டவீதிக்கு வந்தது என்பதை விளக்க முடியாவில்லை.  காரணம் பூமியை நோக்கி இழுக்கப்படும் நிலவைக் கட்டுப்படுத்தி மெதுவாக்கும் ஓர் எதிர்ப்பு உந்தாற்றல் எதுவும் இல்லாமல் அப்படிச் செய்ய முடியாது என்று விஞ்ஞானிகள் எண்ணுகிறார்.  மேலும் நிலவில் காணப்படும் பெரும் சூட்டுப் பொருட்கள் (Baked Rock Substances) எப்படி வந்தன என்பதற்கு இதில் விளக்கம் காண முடிவதில்லை.

 

3. குளிர்த்திண்மை நியதி (The Condensation Theory) 

சூரிய மண்டலத்தை உருவாக்கிய மூல “நிபுளாவிலிருந்து” (Nebula) பூமியும், நிலவும் தனித்தனியாகத் தோன்றியவை என்றும் நிலவு பூமியைச் சுற்றும் கோண வட்டவீதியில் தள்ளப்பட்டது என்றும் இந்தக் கோட்பாடு அனுமானம் செய்கிறது !  அந்தக் கோட்பாடு மெய்யென்றால் அவை இரண்டுக்கும் ஏறக்குறைய ஒரே அளவு திணிவுள்ள “கன உலோக உட்கரு” (Same Dense Iron Core) அமைய வில்லை யென்னும் முரண்பாடு உண்டாகுகிறது.  அத்துடன் அவை இரண்டும் ஒரே மாதிரி உட்பொருட்கள் (Composition of Materials) கொண்டிருக்க வில்லை.  மேலும் நிலவில் காணப்படும் பெரும் சூட்டுப் பொருட்கள் (Baked Rock Substances) எப்படி வந்தன என்பதற்கு இதில் விளக்கம் காண முடிவதில்லை.

4. பூதத் தாக்கு நியதி அல்லது விலக்கு வளைய நியதி (The Giant Impact Theory or The Ejected Ring Theory)

பெரும்பான்மையான வானியல் விஞ்ஞானிகள் தற்போது ஏற்றுக் கொண்டை கோட்பாடு இது.  இந்தக் கொள்கையின்படி செவ்வாய்க் கோள் அளவான குட்டிக் கோள் ஒன்று, சூரிய மண்டலம் உண்டான இளம்பருவத்தில் பூமியைத் தாக்கியதாகவும், மோதலின் விளைவில் இரண்டு கோள்களின் மேற்தளத் தட்டுப் பொருட்கள் பேரளவில் எறியப்பட்டன வென்று அனுமானம் செய்கிறது.  சிதறிய துணுக்குகள் ஒன்துடன் ஒன்று சேர்ந்து. நிலவாக உருண்டு திரண்டு பூமியைச் சுற்றும் ஒரு கோளானது.  மோதலில் எழுந்த கனல் வெப்பத்தால் நிலவின் பாறைகள் சூடாக்கப் பட்டன !  நிலாவின் பெரும்பகுதி ஏன் பாறைக் குன்றாக உள்ளது, அக்குன்றுகள் எப்படிக் கடுமையாகச் சூடாக்கப்பட்டன என்னும் கேள்களுக்கு விளக்கம் தருகிறது இந்தக் கோட்பாடு.  சூரிய மண்டலம் உருவான பிறகு இத்தகைய மோதல்கள் பெருமளவில் நேர்ந்ததற்குச் சான்றுகள் கிடைக்கின்றன.

உறுதி செய்யப்பட்ட முடிவான நிலவுத் தோற்ற நியதி

1970 ஆண்டுக் காலங்களில் நிலவுத் தோற்றத்தை விளக்க வானியல் விஞ்ஞானிகள் முடிவான பூதத் தாக்கு நியதியை (The Giant Impact Theory) அரங்கேற்றினார்கள்.  பூமி மீது மோதிய சிறிய கோள் முட்டிய போது, “கோண-மையத் தாக்குதலில்” (Off-center Impact) மோதியதாக அனுமானிக்கப் படுகிறது.  அத்தகைய மோதல் இளமைப் பருவப் பூமிக்கு விரைவான துவக்கச் சுழற்சியை (Fast Inititial Spin) அளித்திருக்க முடியும் என்றும், எறியப்பட்ட துண்டம் நிலவாக வடிவம் பெற்றுச் சுற்றியிருக்க வேண்டும் என்றும் கருதப்படுகிறது.  அத்துடன் மோதலில் விளைந்த வெப்பசக்தி நிலவின் பாறைப் பொருட்களைச் சூடேற்ற ஏதுவாக உதவியிருக்கும் என்று நம்பச் செய்கிறது. ஏறக்குறைய அடுத்த பத்தாண்டுகளாக “பூதத் தாக்கு நியதியை” விஞ்ஞானிகள் நம்பாமல் இருந்தனர். 1984 இல் நடந்த ஒரு கூட்டுக் கருத்தரங்கில் எல்லா நியதிகளும் விவாதிக்கப்பட்டு, முடிவில் பெரும்பான்மையான எண்ணிக்கையில் பூதத் தாக்கு நியதி பலரால் ஒப்புக்கொள்ளப் பட்டது.

50 மில்லியன் ஆண்டு வயதாகிப் பூமி தவழ்ந்து வளரும் பருவத்தில் உடல் முறுக்கேறாது கனிந்த நிலையில் உள்ள போது அத்தகைய பூத மோதல் நிகழ்ந்திருக்க முடியுமென்று நம்ப இடமிருக்கிறது !  அதை நிரூபித்துக் காட்ட அமெரிக்காவில் போல்டர், கொலராடோ தென்மேற்கு ஆய்வுக் கூடத்தில் ராபின் கானூப் (Robin Canup, Southwest Research Institute), என்பவரும் காலி·போர்னியா பல்கலைக் கழகத்தின் எரிக் ஆஸ்ஃபாக் (Erik Asphaug) என்பவரும் ஒரு புதிய “கணினி போலிப் படைப்பை” (Computer Simulation) வெற்றிகரமாகச் செய்தார்கள்.

[தொடரும்]

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Moon form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By :  Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies (2005)
10 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
11 Wikipedia – Inner Structure of the Moon (January 31, 2008)
******************

jayabarat@tnt21.com [February 29, 2008]