Year: 2011

(1889-1953)

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

https://youtu.be/bPMW7Q77p74

https://youtu.be/k8fS_W4ZI1A

https://youtu.be/mUNP1Zd_IuM​                             ​https://youtu.be/dB4-hoe8KDI

விரியும் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி அறிய ஒரு பிறவிக் காலம் முழுதும் அர்ப்பணித்தாலும் போதாது! மறைந்து கிடக்கும் அகிலத்தின் மர்மங்கள் சிறிது சிறிதாகவே மலர்கின்றன!  அநேக புதிய புதிர்களை வரப் போகும் எதிர்கால யுகங்களுக்காக, இயற்கை தனியாக  வைத்துள்ளது! எல்லா மர்மங்களையும் ஒரே காலத்தில் விடுவிக்க, இயற்கை ஒருபோதும்  நம்மை விடுவ தில்லை

ஸெனேகா [Seneca (First Century)]

பிரபஞ்சத்தில் பெரு வெடிப்பிற்குப் பின் விளைந்த புரட்சி!

பெரு வெடிப்புக்குப் பின், பிரபஞ்சத்தில் விளைந்தது மாறுபாடுகள் மிகுந்த மாபெரும்  புரட்சி [Chaos]! எங்கெங்கு நோக்கினும் தாறுமாறு, ஒழுங்கீனம்! விண்வெளியில்  விண்மீன்கள் இல்லை! பால்மய வீதிகள் இல்லை! காலக்ஸிகள் இல்லை! உயிரினமோ,  விலங்கினமோ எதுவும் இல்லை! ரசாயனக் கூட்டுகள் கிடையா! அங்கிங்கு எனாதபடி  எங்கும் கதிரெழுச்சிகள்! கதிர் வீச்சுகள்! வெறும் துகள்கள் [Particles]! பரமாணுக்கள் [Sub  atomic particles]! துகள்களின் நாட்டியம்! தொடர்ந்து அவை யாவும் நகர்ந்து முட்டி மோதி,  இணைந்து, பிணைந்து புதுத் துணுக்குகள் உண்டாயின! மோதலில் சில துகள்கள் அழிந்தும் போயின!  எங்கும் தணல், வெப்பம், கற்பனிக்க இயலாத அளவில் புரட்சித் துகள்கள் [Chaotic Particles]  உமிழ்ந்த உஷ்ணம்! அதே கணத்தில் கொட்டும் பேரொளி அருவிகள்! அடுத்து எங்கணும்  எக்ஸ்ரே கதிர்கள் எழுச்சி! மைய மில்லாத, கங்கு கரையற்ற எல்லை மீறிய வெளி!  எங்கெங்கு காணினும் சக்தி மயம்! எந்தெந்த அடிப்படைகளில் பிறக்க முடியுமோ, அந்தந்த  தோற்றங்களில் உருவாகிச் சக்தியின் தாண்டவம்!

எத்திக்கிலும் விரிவு! வெளியெங்கும் விரிவு! விரிவு! விரிவு! ஈர்ப்பியல் இருப்பினும்  விரிவு, துரித விரிவு! இரப்பர் பலூன் உப்பும் போது, ஒரு புள்ளி அருகிய புள்ளியை  முந்தாமல் ஒன்றாய் விரிவது போல், அகிலத்தின் [Universe] ஒவ்வொரு களமும் தளமும்  விரிந்தது! ஒவ்வோர் அரங்கமும் [Region] ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகி அப்பால் சென்றது!  அடுத்த கணத்தில் நிகழ்ந்தது, தணிப்பு [Cooling]! குளிர்ந்து வெப்பம் தணிந்து ஏராளமான  துகள்கள் சுருங்கி இடவசதி அமைப்பு! விரியும் விண்வெளிச் சக்தியின் உக்கிரத்தைக்  குறைத்து, அகிலத்தில் உஷ்ணமும் குன்றியது!

முடிவில் ஒழுங்கீனத் தாண்டவங்களில் விளைந்த புதுத் துணுக்குகளின் பிறப்புகள்  ஒய்ந்தன! அழிவு இயக்கமும் ஓய்ந்தது! ஆனால் விண்வெளியின் விரிவு நிற்காமல்,  தொடர்ந்து விரிந்து கொண்டே பேரொளி மட்டும் மங்குகிறது! மீதப்பட்டுத் தங்கிய பிண்டத்  துணுக்குகள் குளிர்ந்து, உண்டைத் கட்டிகளாகத் திரண்டு வாயு மேகங்களாய் மிதந்தன!  அப்போது பூத ஈர்ப்பியல் விசை [Giant Gravitational Force] எழுந்து மேகங்களை அழுத்திச்  சுருக்கி விண்மீன்கள் தோன்றின! அண்ட கோளங்கள் தோன்றின! காலக்ஸிகள் [Galaxies]  தோன்றின! சூரிய மண்டலங்கள் தோன்றின!

இருபதாம் நூற்றாண்டில் யூகித்த பெரு வெடிப்பு நியதி!

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பைப் பற்றி யூகிக்கும் பல கோட்பாடுகளில் ஒன்றான, ‘பெரு வெடிப்பு  நியதியைத் ‘ தற்போது பெரும்பான்மையான விஞ்ஞானிகள் ஒப்புக் கொண்டுள்ளனர்.  அக்கருத்துப்படி ஆதியில் பிரபஞ்சம் பேரளவுத் திணிவுள்ள, மிகத் திட்பமான, வெப்பக்  கட்டியாக [Extremely Dense, Compact & Hot] இருந்தது! 10-20 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு,  ஓர் அகிலப் பெரு வெடிப்பு [Cosmic Explosion] நிகழ்ந்து அதன்பின் பிரபஞ்சம் விரிந்து,  குளிர்ந்து போய் வருகிறது! 1915 இல் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ஆக்கிய ‘பொது ஒப்பியல்  நியதியின் தளவியல் சமன்பாடுகளின்’ [Field Equations of General Theory of Relativity]  அடிப்படையில் அந்தக் கோட்பாடு உருவானது!

பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தை விளக்கும் ‘பெரு வெடிப்பு நியதி ‘ [Big Bang Theory] இதுதான்!  பேரளவு உஷ்ண முள்ள, மாபெரும் திணிவும் [Density] பளுவு முள்ள [Mass] ஒரு தீக்கோளத்  தீவிர வெடிப்பின் தொடர் விரிவு! அவ்வெடிப்பில் ஏற்பட்ட ஒழுங்கீனத்தின் பின்  விளைவுகள்! முதலில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் கூட பெரு வெடிப்பு நியதியை  நம்புவதற்குத் தயங்கினார்! அதற்குப் பதிலாக விரியாத, நிலையான பிரபஞ்ச மாதிரி  அமைப்பை விளக்க முயன்று அவர் தன் சமன்பாடுகளைத் திருத்தினார்! பின்னால் அவ்வாறு மாற்றியதற்கு, ஐன்ஸ்டைன் வருந்தினார்! சில ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு 1922 இல்  ரஷ்ய வானியல் நிபுணர் அலெக்ஸண்டர் ஃபிரைட்மன் [Alexander Friedmann (1888-1925)]  பெல்ஜியம் அகிலவியல் ஞானி ஜார்ஜஸ் லெமைட்டர் [Georges Lemaitre (1894-1966)]  இருவரும் பெரு வெடிப்பு நியதியை அறிவித்து, விரியும் பிரபஞ்சத்தை முதன் முதலில்  விளக்கினார்கள்.

1923 இல் ஐன்ஸ்டைன் மாறாத பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி எழுதியதைத் ‘தான்  செய்த மாபெரும் தவறு ‘ என்று ஒப்புக் கொண்டார்! அலெக்ஸாண்டர் ஃபிரைட்மன்  கருத்தை ஏற்றுக் கொண்டு விரியும் பிரபஞ்சக் கோட்பாடைப் பிரதிபலிக்க, ஐன்ஸ்டைன்  தன் சமன்பாடுகளைத் திருத்தி எழுதினார்!

அமெரிக்க வானியல் நிபுணர், எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble] 1929 ஆம் ஆண்டில் கண்டு  பிடித்த விண்வெளி விந்தை பெரு வெடிப்பு நியதிக்கு ஆணித்தரமான சான்றாக ஆனது!  வெகு தொலைவு காலக்ஸிகள் [Galaxies] விடும் ஒளிநிறப் பட்டையை [Light Spectrum], சக்தி  வாய்ந்த பூதத் தொலை நோக்கி மூலம் ஆராய்ந்த போது, அது செந்நிற விளிம்பை  நோக்கிப் பெயர்வதைக் [Redshift, செந்நிறப் பெயர்ச்சி] கண்டார்! ‘டாப்பிளர் விளைவு ‘ [Doppler  Effect] கூற்றுப்படி செந்நிறப் பெயர்ச்சிக் காலக்ஸிகள் ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகி  அப்பால் போகின்றன என்று தெளிவாக நிரூபிக்கிறது! மேலும் காலக்ஸிகளின் தூரம்  அதிகமாக அதிகமாக, அவற்றின் வேகமும் மிகையாகிறது, என்றும் எட்வின் ஹப்பிள்  கண்டு பிடித்தார்!

பூதத் தொலைநோக்கியில் பிரபஞ்சத்தை ஆய்ந்த விஞ்ஞானி

1925 புத்தாண்டு தினத்தில் வாஸிங்டன் D.C. இல் நடந்த அமெரிக்க வானியியல்  குழுவினரின் [American Astronomical Society] முப்பத்தி மூன்றாவது கூட்டத்தில்,  காலிஃபோர்னியாவின் பாஸடேனா [Pasadena] நகரிலிருந்து, நேராக வர முடியாத  ஓரிளைஞரின் விஞ்ஞானத் தாள் மட்டிலும் வாசிக்கப் பட்டது! அப்போதைய உலகப்  பெரும் வில்ஸன் சிகரத்தின் 100 அங்குல எதிரொளிப்பியில் [Mount Wilson 100 ‘ Reflector]  பணி யாற்றிய, 32 வயதுடைய, அமெரிக்க வானியல் விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin  Hubble] ஒரு பூத விண்மீனைக் [Giant Star, Cepheid] கண்டார்! அது ஒளி மலர்ச்சியிலும்,  வடிவிலும் [Luminosity, Size] மாறிடும் விண்மீன் [Variable Star]! ஆகவே காலம் நீடிக்க நீடிக்க,  அவ்விண்மீன் ஒளியின் முழுப் பூரண மதிப்புகள் [Absolute Magnitude] கிடைக்கும்.  ஆன்ரோமீடா [Andromeda or M31] என்று அழைக்கப்படும் அந்த விண்மீன், அகண்ட சுருள்  மேகம் போன்ற ஒரு மாபெரும் நிபுளா [Great Nepula]! அந்த விண்மீன் அகிலத் தூரங்களை  [Cosmic Distances] கணிப்பதற்கு மிகவும் உதவுகின்றது! ஆன்ரோமீடா நமது பால்மய  வீதிக்கும் [Milky Way] அப்பால் வெகு தொலைவில் இருப்பதாக ஹப்பிள் ஐயமின்றி  நிரூபித்துக் காட்டினார்!

எட்வின் ஹப்பிள் அவரது காலத்திய, மாபெரும் வில்ஸன் நோக்ககத்தின் [Mount Wilson  Observatory] 100 அங்குல தொலை நோக்கியை முதன் முதல் இயக்கி வான மண்டலத்தைத்  துருவி வட்ட மிட்டு, அரிய பல கண்டு பிடிப்புகளை வெளியிட்டவர்! பிரபஞ்சத்தின்  பேரளவு, கட்டமைப்பு, பண்பாடுகள் ஆகியவற்றின் அறிவில் பெருத்த மாறுதல்களை  உண்டாக்கினார்! மாபெரும் வடிவு கொண்ட காலக்ஸிகள் [Galaxies] ‘தீவு அகிலங்கள் ‘ [Island  Universes] என்று ஹப்பிளின் ஆய்வுகள் கூறின! மேலும் ஹப்பிள் பல காலக்ஸிகளின்  வடிவங்களை நோக்கி, அவற்றின் ‘இனப் பகுப்பு ஏற்பாட்டை ‘ [Classification System for the  Galaxies] வகுத்தார். அந்த ஏற்பாடு இப்போதும் ஒப்பிடக் கையாளப் படுகிறது! அவரது  உன்னத ஆக்கம், காலக்ஸியின் தூரத்திற்கும், அது விலகி நகரும் வேகத்திற்கும் உள்ள  ஓர் உடன்பாட்டை 1929 இல் கண்டு பிடித்தது. அதாவது காலக்ஸிகளின் வேகம் அவற்றின்  தூரத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது என்று அறிவித்தார்! காலக்ஸிகளின் வேகத்துக்கும்,  தூரத்துக்கும் உள்ள விகிதம் [வேகம்/தூரம்] ‘ஹப்பிள் நிலை இலக்கம் ‘ [Hubble Constant]  என்று வானியலில் குறிப்பிடப் படுகிறது!

எட்வின் ஹப்பிளின் வாழ்க்கை வரலாறு

1889 ஆம் ஆண்டு நவம்பர் 20 ஆம் தேதி அமெரிக்காவில் எட்வின் ஹப்பிள்  மிஸ்ஸொரியில் பிறந்தார். தந்தையார் ஜான் ஹப்பிள் மிஸ்ஸொரியைச் சேர்ந்தவர்.  தாயார் வெர்ஜினியா நெவாடாவைச் சேர்ந்தவர். அவரது குடும்பத்தார் 1898 இல் சிகாகோ  நகரில் குடியேறினர். அங்கே சிறுவன் ஹப்பிள் உயர்நிலைப் பள்ளியில் சிறப்பில்லாமல்  சாதாரண மாணவன் போல் படித்தான். ஆனால் உடல்திறப் போட்டிகளில் தீரனாகப் பெயர்  எடுத்தான்! சிறு வயதில் ஜூல்ஸ் வெர்ன் [Jules Verne], ரைடர் ஹாகார்டு [Rider Haggaard]  ஆகியோர் நாவல், மற்றும் ஸாலமன் சுரங்கங்கள் [Solomon ‘s Mines] போன்ற நூல்களைப்  படித்தான். தாத்தாவின் விருப்பப்படி பனிரெண்டாம் வயதில் செவ்வாய்க் கோளைப் பற்றி  ஹப்பிள் எழுதிய ஓர் அரிய கட்டுரையை ஸ்பிரிங்ஃபீல்டு செய்தித்தாள் வெளியிட்டது!  அடுத்து உதவி நிதி பெற்று சிகாகோ பல்கலைக் கழகத்தில் சேர்ந்து 1910 இல் B.S.  பட்டத்தைப் பெற்றார்.

கல்வி மேன்மைக்குரிய ரோடெஸ் சன்மானம் பெற்று [Rhodes Scholarship] ஆக்ஸ்ஃபோர்டு  பல்கலைக் கழகத்தின் ராணி கல்லூரியில் மேற்படிப்பு பயில, அவருக்கு ஓர் வாய்ப்புக் கிடைத்தது! ஹப்பிள் இங்கிலாந்துக்குச் சென்றார். அங்கே சட்டப் படிப்பை முடித்து, அமெரிக்காவுக்கு 1913 இல் மீண்டார். அமெரிக்காவில்தான் ஹப்பிள் தனது வானியல் அறிவை வளர்ச்சி செய்ய அநேக வாய்ப்புக்கள் கிடைத்தன.

மறுபடியும் சிகாகோ  பல்கலைக் கழகத்தில் சேர்ந்து, வானியல் விஞ்ஞானம் பயின்று 1917 இல் Ph.D. பட்டம்  பெற்றார்! 1917-1919 இரண்டாண்டுகள் முதல் உலக யுத்தத்தில் பங்கெடுத்த பின்பு,  அமெரிக்க வானியல் வல்லுநர் ஜார்ஜ் ஹேல் [George Hale (1868-1938)] வேண்டுகோளுக்கு  இணங்கிப் பாஸடேனா, காலிஃபோர்னியாவில் உள்ள [Pasadena, California] வில்ஸன் சிகர  நோக்ககத்தில் [Mount Wilson Observatory] ஆராய்ச்சி செய்ய நுழைந்தார்!

1970 ஆம் ஆண்டு வில்ஸன் & பால்மர் நோக்ககங்கள் [Mount Wilson & Mount Palmer  Observatories], விஞ்ஞானி ஹேல் நினைவாக ‘ஹேல் நோக்ககங்கள் ‘ [Hale Observatories] என்று  பெயர் மாற்றம் ஆயின! உலகின் பெரிய விண்வெளி நோக்கங்களில் காலிஃபோர்னியா  ஹேல் நோக்ககம் ஒன்று! 1919 இல் அமைக்கப் பட்ட மாபெரும் 100 அங்குல பூதத்  தொலை நோக்கியை ஹப்பிள் இயக்கியதோடு, அடுத்து 200 அங்குலத் தொலை  நோக்கியின் டிசைனுக்கும் உதவி செய்தார்! நிறுவனம் ஆன பிறகு, அதையும் தான்  இறப்பதற்கு முன் [1953] உபயோகித்து ஆய்வுகள் செய்தார்! 1973 ஆண்டு வரை பெரிதாய்க்  கருதப்பட்ட 200 அங்குல தொலை நோக்கி இருந்த இடத்தில், இப்போது மிகப் பெரிய 400  அங்குல தொலை நோக்கி ஒன்று அமைக்கப் பட்டுள்ளது!

1924 இல் எட்வின் ஹப்பிள் கிரேஸ் பர்க் [Grace Burke] என்னும் மாதை பாஸடேனாவில்  மணந்து கொண்டார். இரண்டு உலக யுத்தங்களிலும் பங்கெடுத்து இடையே 30 ஆண்டுகள்  அண்ட வெளி ஆராய்ச்சிகள் செய்து, ஹப்பிள் 1953 ஆண்டு செப்டம்பர் 28 ஆம் தேதி  மூளை உதிரத் தடைப்பட்டு [Cerebral Thrombosis] பாஸடெனாவில் காலமானார்.

பிரபஞ்ச விரிவு பற்றி ஐன்ஸ்டைனும், எட்வின் ஹப்பிளும்

1915 ஆம் ஆண்டில் ஒப்பியல் நியதியை ஆக்கிய ஆரம்ப சமயத்தில் ஐன்ஸ்டைன்  பிரபஞ்சம் நிலையானது என்று நம்பினார்! பெரு வெடிப்பு நியதி வெளியாகி, பிரபஞ்சம்  சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பி விரிகிறது என்னும் கருத்தை முதலில் ஐன்ஸ்டைன் ஒப்புக்  கொள்ளத் தயங்கினார்! அவரது பொது ஒப்பியல் நியதித் தளவியல் சமன்பாடுகளின்  தீர்வுகளிலிருந்து பெரு வெடிப்பு நியதி தோன்ற ஓர் கூட்டமைப்பு [Framework] உருவானது.  ஆனால் பல ஆண்டுகளுக்குப் பின் இன்றும் ஒப்பியல் நியதியின் பல விபரங்கள் மாற்றப்  பட்டு வருகின்றன! நியதிச் சமன்பாட்டில் பிரபஞ்சம் விரிகிறதா அல்லது சுருங்குகிறதா  என்பதை விளக்க வந்த இடத்தில், ஐன்ஸ்டைன் ஓர் நிலை யிலக்கத்தைச் [Constant]  சேர்த்ததால், விரிவும் சுருக்கமும் கழிவு பட்டுப் போயின! பின்னால் பிரபஞ்சம் விரிகிறது  என்ற கருத்துக்கள் உறுதியான போது, அகில நிலை யிலக்கத்தைச் [Cosmological Contant]  இடையில் நுழைத்தது, ‘தனது மாபெரும் தவறு ‘ என்று ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ஒப்புக்  கொண்டார்!

1924 இல் பிரபஞ்சத்தின் பிரம்மாண்டம், அதனுள் ஊர்ந்து செல்லும் எண்ணற்ற  விண்மீன்கள், காலக்ஸிகள் ஆகியவற்றைப் பற்றிய புதிய கருத்துக்கள் பல எழுந்தன!  அமெரிக்க வானியல் வல்லுநர் மெல்வின் ஸ்லிஃபர் [Melvin Slipher], எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin  Hubble], மில்டன் ஹுமாஸன் [Milton Humason] மூவரும் அண்டையில் நம் பால்மய வீதியில்  இருப்பதாக எண்ணி யிருந்த சில நிபுளாக்கள், மெய்யாகப் பிரபஞ்சத்தில் பல பில்லியன்  மைல்களுக்கு அப்பால் உள்ளதாகக் கண்டார்கள்! அரிசோனா பிளாக்ஸ்டாஃப் நோக்ககத்தில்  [Flagstaff Observatory, Arizona] ஸ்லிஃபரும், ஹப்பிள், ஹுமாஸன் இருவரும் காலிஃபோர்னியா  வில்ஸன் சிகர நோக்ககத்திலும் [Mount Wilson Observatory, CA] பணி புரிந்து வந்தனர். அதி  வேகத்தில் காலக்ஸிகள் பூமியை விட்டு அப்பால் வெகு தொலைவில் விலகிச் செல்வதை நோக்கி, பிரபஞ்சத்தின் பிரம்மாண்டப் பேரளவைக் கண்டு வியந்தனர்! டாப்பிளர்  விளைவைப் [Doppler Effect] பின்பற்றிக் காலக்ஸிகளின் ஒளிநிறப் பட்டையில் செந்நிறப்  பெயர்ச்சி [Red-Shift end of Spectrum] விளிம்பில் முடிவதைக் கண்டு, அவற்றின் அதி  வேகத்தைக் கண்டு வியப்புற்றனர்!

ஹப்பிள் ஐன்ஸ்டைனுடன் சேர்ந்து பணியாற்றி, அவரது பொது ஒப்பியல் நியதிச்  சமன்பாடுகளில் [Equations in General Theory of Relativity] சில மாற்றங்கள் செய்ய உதவினார்!  1929 இல் ஹப்பிளின் விதி [Hubble ‘s Law] வெளியானது: ‘காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு,  தம்முள் ஒன்றை ஒன்று விட்டு விலகி அப்பால் இடைத் தூரங்களுக்கு ஏற்ப நேர்  விகிதத்தில் மிகுந்திடும் வேகங்களில் செல்கின்றன ‘ என்பதே ஹப்பிள் விதி! 1929 இல்  ஹப்பிள் மதிப்பிட்ட காலக்ஸிகளின் வேகம், வினாடிக்கு 45 மைல் [162,000 mph]!

ஐன்ஸ்டைன் ஹப்பிள் கூறிய விரியும் பிரபஞ்சக் கருத்துக்களை ஒப்புக் கொண்டார்! 1931  இல் காலிஃபோர்னியா வில்ஸன் நோக்ககத்தில் ஐன்ஸ்டைன் மூன்று ஆண்டுகள்  ஹப்பிளுடன் பணி செய்து, பிரபஞ்ச அண்டங்களை நேராகக் கண்டு, அவருடன்  விவாதித்துத் தன் ஒப்பியல் சமன்பாடுகளைத் திருத்தினார்! பிறகு ஐன்ஸ்டைன்,  பிரின்ஸ்டன் மேல்நிலைப் பெளதிக கூடப் [Princeton Institute of Advanced Studies, New Jersey]  பதவியை ஏற்றுக் கொண்டு நியூ ஜெர்ஸிக்குச் சென்றார்!

ஹப்பிள் கண்டுபிடித்த அகிலவெளி மெய்ப்பாடுகள்

1920 ஆண்டுகளின் துவக்கத்தில் ஹப்பிள் காலக்ஸிகள் யாவை என்று ஆய்வுகள் செய்தார்.  சில சுருள் நிபுளாக்கள் [Spiral Nepulae] தமக்குள்ளே தனித்தனி விண்மீன்களைக்  கொண்டதாக எண்ணிய கருத்து, உறுதிப்படுத்தப் படாமலே இருந்தது! அவ்விண்மீன்  கூட்டம் நமது காலக்ஸியைச் சேர்ந்ததா அல்லது தனிப் பட்ட ‘பிரபஞ்சத் தீவைச்’ [Island  of Universe] சார்ந்ததா வென்று ஐயம் எழுந்தது! 1924 இல் ஹப்பிள் 100 அங்குல  தொலைநோக்கி மூலம் ‘ஆன்ரோமேடா நிபுளாவின் ‘ [Andromeda Nebula] தூரத்தை அளந்து,  அது நமக்கு அருகில் உள்ள விண்மீன் கூட்டத்திற்கும் அப்பால் நூறாயிரம் மடங்கு  தொலைவில் இருப்பதாகக் காட்டினார்! நமது பால்மய வீதிக்கு [Milky Way] ஒப்பான  வடிவில், ஆனால் அப்பால் வெகு தூரத்தில் உள்ள ஓர் தனிக் காலக்ஸி [Separate Galaxy]  என்றும் கூறினார்!

ஹப்பிள் மற்றும் சில காலாக்ஸிகளின் தூரங்களை அளந்து, அவை வெளிவிடும்  தெளிவான ஒளியை ஆய்ந்து அவற்றின் தூரத்தைக் காட்டும் பொது அளவுக் கோலாக  எடுத்துக் கொள்ளலாம் என்று குறிப்பிட்டார்! ஒரு காலாக்ஸி நம்மை விட்டு விலகிப்  போகும் வேகத்தையோ, அல்லது அது நம்மை நோக்கி அருகி வரும் வேகத்தையோ, அது வீசும் ‘ஒளியின் டாப்பிளர் பெயர்ச்சி’ [Doppler Shift of Light] மூலம் அளப்பது மிக எளிது என்று கண்டார்.

ஒருவர் ரயில் தண்டவாளக் கடப்புப் [Railway Crossing] பாதையில் நின்று  ரயில் ஊதும் விசிலைக் கேட்டால் டாப்பிளர் பெயர்ச்சியைப் புரிந்து கொள்ளலாம்! ரயில்  கடப்பு வாயிலை நெருங்கும் போது, விசிலின் ஓசை மிகுந்து கொண்டே பெருகுகிறது!  ரயில் கடப்பு வாயிலைத் தாண்டியவுடன் விசிலின் ஓசை குறைந்து கொண்டே தணிகிறது!  இந்நிகழ்ச்சி தான் ‘டாப்பிளர் விளைவு ‘ [Doppler Effect] என்று கூறப் படுகிறது. ஒளிச்  சக்தியும், ஒலிச்சக்தி போலவே நடந்து கொள்கிறது! தாண்டிச் செல்லும் ரயில் விசிலைப்  போல, நம்மைக் கடந்து செல்லும் காலக்ஸியின் ஒளிநிறப் பட்டையை [Light Spectrum]  நோக்கினால் செந்நிறம் மிகையாகிறது! நம்மை நெருங்கி வரும் காலக்ஸியின் ஒளிநிறப்  பட்டையை நோக்கினால் எதிர் விளிம்பான நீல நிறம் மிகையாகிறது! மேற்கூறிய  செந்நிறப் பெருக்கம் ‘செந்நிறப் பெயர்ச்சி ‘ [Redshift] என்று குறிப்பிடப் படுகிறது! ஹப்பிள்  நுணுக்கமான ஒளிப்பட்டை வரைமானியைப் [Sensitive Spectrograph] பயன்படுத்தி, விலகிச்  செல்லும் பல காலக்ஸிகளின் ‘செந்நிறப் பெயர்ச்சிகளை ‘ 1929 ஆம் ஆண்டில் சேமித்து  ஓர் வரைப்படத்தில் குறித்தார்.

ஹப்பிள் காலக்ஸிகளின் தூரத்தைக் மட்ட அச்சிலும் [X axis], அவற்றின் செந்நிறப்  பெயர்ச்சிகளை நேர் அச்சிலும் [Y axis] குறித்து வரைந்த போது, எதிர்பாராத விதமாக ஒரு  நேர் கோடு உருவாகியது! அதாவது காலக்ஸிகளின் தூரங்கள், அவை அப்பால் விலகிச்  செல்லும் வேகங்களுக்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளன [Redshifts or speeds of the Galaxies are  directly proportional to their distances] என்ற விந்தையான ஓர் உடன் பாட்டைக் கண்டு பிடித்தார்!  காலக்ஸியின் தூரத்துக்கும், செல்லும் வேகத்துக்கும் உள்ள இந்த அரிய உடன் பாடே,  ‘ஹப்பிளின் விதி ‘ [Hubble’s Law] என்று கூறப்படுகிறது. காலக்ஸிகளின் செந்நிறப்  பெயர்ச்சியைக் [Red-Shift] கண்டால், அவை நம்மை விட்டு அப்பால் ஏகுகின்றன என்பது  அர்த்தம்!

பிரபஞ்சம் உப்பி விரியும் போது, காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன!  அதை வேறு விதமாகக் கூறினால், காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்வதால், பிரபஞ்சம் உப்பி விரிகிறது என்பது தெளிவாகிறது! அதாவது பிரபஞ்சம் நிலையாக  முடங்கிக் கிடக்கும் ஒரு கூண்டு என்று கருதக் கூடாது! அது சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிக்  கொண்டே போகும் ஒரு கோளம் என்று ஹப்பிளால் நிரூபிக்கப் பட்டது! பொது ஒப்பியல்  நியதிக்கு [General Theory of Relativity] உட்பட்டு, 1915 இல் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ஆக்கிய  ‘ஈர்ப்பியல் நியதியின்’ [Theory of Gravity] தவிர்க்க முடியாத முடிவு, எல்லா காலக்ஸிகளும்,  மற்றும் பிரபஞ்சம் முழுவதுமே, பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய ‘பெரு  வெடிப்பில் ‘ உண்டானவை என்பதே!

பெருவெடிப்பு நியதியை மெய்பித்த விஞ்ஞானிகள்

பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடு 1917 இல் ஐன்ஸ்டைன் பொது ஒப்பியல் நியதியில்  உருவாக்கிய ஒரு கருத்து! அதை விருத்தி செய்தவர், பெல்ஜிய விஞ்ஞானி ஜார்ஜ்  லெமைட்டர் [George Lemaitre], ஹாலந்து விஞ்ஞானி வில்லம் சித்தர் [Willem de Sitter], ரஷ்ய  விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann]. அம்மூவரது கருத்துக்களும்  பிரபஞ்சம் தோற்றத்திற்குப் பின்பு, எவ்வாறு ஒழுங்கானது என்றுதான் கூறினவே தவிர,  அகிலத்தின் ஆதித் துவக்கத்தைப் பற்றி எதுவும் ஆராயவில்லை! 1940 இல் ஜார்ஜ காமாவ்  [George Gamov] அப்பணியைச் செய்ய தனது மாணவர் ரால்ஃப் ஆல்ஃபர் [Ralph Alpher], ராபர்ட்  ஹெர்மன் [Robert Herman] இருவருடன் கூட்டுழைத்து, ஐன்ஸ்டைன் பொது ஒப்பியல்  நியதிக்காக எழுதிய பிரைடுமான் தீர்வுகளை எடுத்துக் கொண்டு அவற்றைப் பின்னும்  அபிவிருத்தி செய்தார்.

அடுத்து ஆல்ஃபர், ஹெர்மன் இருவரும் தனியாகக் காமாவின் கருத்துகளை விரிவு  செய்தனர். அதன்படி கதிர்வீச்சுக் கடலில் [Sea of Radiation] கொந்தளிக்கும் புரோட்டான்,  நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் [Proton, Neutron, Electron] ஆகிய பரமாணுக்களைக் [Subatomic Particles]  கொண்ட இலெம் [Ylem] என்னும் ஆதி அண்ட நிலையிலிருந்து [Primordial State of Matter] பிரபஞ்சம் விரிந்தது!

பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பின் போது மிக மிகச் சூடான நிலையில்  இருந்து, பரமாணுக்கள் இணைந்து ஹைடிரஜன் மூலகத்தை விட கனமான மூலகங்கள்  [Heavier Elements] முதலில் உண்டாயின! காமாவ், ஆல்ஃபர், ஹெர்மன் குழுவினர் பெரு  வெடிப்பில் விளைந்த வெப்பவீச்சுக் கடல் [Sea of Radiation] இன்னும் அகிலத்தில் தங்கி  இருக்க வேண்டும் என்று ஊகித்து முன்னறிவித்தார்கள்!

அவர்கள் கணக்கிட்ட அகிலப் பின்புலக் வெப்பவீச்சுக்கு [Cosmic Background Radiation]  இணையான உஷ்ணம் [3 டிகிரி K (கெல்வின்)]. 1965 ஆம் ஆண்டில் பெல் ஆய்வகத்தில்  [Bell Laboratories, Crawford Hill] பணியாற்றும் ஆர்னோ பென்ஸியாஸ், ராபர்ட் வில்ஸன் என்ற  இரண்டு கதிரலை விஞ்ஞானிகளால் [Radio Astronomers: Arno Penzias, Robert Wilson] அந்த  உஷ்ண நிலை விண்வெளியில் மெய்ப்பிக்கப் பட்டு, பெரு வெடிப்பு நியதி மேலும்  உறுதியாக்கப் பட்டுள்ளது! அவ்வரிய ‘அகிலப் பின்புல நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சுக் ‘ [Cosmic  Microwave Background Radiation] கண்டு பிடிப்புக்குப் பென்ஸியாஸ், வில்ஸன் இருவரும் 1978  இல் நோபெல் பரிசு பெற்றார்கள்!

பூமியைச் சுற்றிவரும் ஹப்பிள் விண்வெளித் தொலைநோக்கி

நாசா [NASA] எட்வின் ஹப்பிள் நினைவாக, அவரது பெயரில் 1990 ஆம் ஆண்டில் பூமியைச்  சுற்றி வரும் ஒரு விண்வெளித் தொலை நோக்கியை [Orbiting Hubble Space Telescope] அண்ட  வெளியில் ஏவியது. பிரதம ஆடி 94.5 அங்குல விட்டமுள்ள ஹப்பிள் தொலை நோக்கி  370 மைல் உயரத்தில், வட்ட வீதியில் பூமியைச் சுற்றி வருகிறது. பூமியின் வாயுச்  சூழ்மண்டலமும், மேக மந்தைகளும் விண்வெளிக்கு முகத்திரை யிட்டு வானக்  கோள்களை மறைக்காத உயரத்தில் பயணம் செய்கிறது, ஹப்பிள் தொலை நோக்கி!  அண்ட வெளி மீன்கள் வீசும் மின்காந்த ஒளிநிறப் பட்டையின் [Electromagnetic Spectrum]  உட்சிவப்பு, புறவூதா அரங்குகளை [Infrared, Ultraviolet Regions] ஆராயும் கருவிகளைக்  கொண்டது! விரிதள, மங்கிய கோள் காமிராக்கள் [Wide Field, Faint Object Cameras], மிக  நுணுக்க, மங்கிய கோள் ஒளிநிறப் பட்டை மானிகள் [High Resolution, Faint Object Spectrographs],  விரை வேக ஒளித்திரள் ஒப்புமானி [High Speed Photometer] ஆகியவை தொலை நோக்கியில்  அமைக்கப் பட்டுள்ளன.

பத்தாண்டுகளுக்கு மேலாக அண்ட கோளங்களின் அற்புதக் காட்சிகளை, பால்மய வீதியை,  கண்கவரும் காலக்ஸிகளைப் படமெடுத்து பூமிக்கு அனுப்பிக் கொண்டு வருகிறது ஹப்பிள்  தொலை நோக்கி! பிரபஞ்சத்தில் ஒருவேளை இருக்கலாம் என்று யூகிக்கப்பட்ட கருங்குழி  [Black Hole] இருக்கையை முதன் முதலாக உறுதிப் படுத்தி, ஹப்பிள் தொலை நோக்கி 1994  ஆம் ஆண்டில் சான்றாக விபரங்களைக் காட்டி யுள்ளது! பரிதியின் பளுவை விட மூன்று  பில்லியன் மடங்கு நிறையுடைய மாபெரும் ஓர் அண்டத்தைக் M87 காலக்ஸியின்  மையத்தில் காட்டி யுள்ளது! பூதக்கோள் வியாழனின் தெளிவான வடிவத்தைக் காட்டி, 1994  இல் வால் மீன் சூமேக்கர் லெவி [Shoemaker-Levi 9] வியாழனுடன் மோதித் தூளாகி  எரிந்ததைப் படமெடுத்துள்ளது!

 

 

நாசாவின் ‘துணைக்கோள் கோபி’ [COBE Spacecraft, Cosmic Background Explorer] 1989-1993  ஆண்டுகளில் அகிலப் பின்புலக் கதிர்வீச்சின் தளவரைவைப் [Cosmic Background Radiation  Mapping] படம் எடுத்தது! வெப்பத்தால் அண்டங்கள் உமிழும் கதிர்வீச்சு அடர்த்தி ‘பெரு  வெடிப்பு நியதி ‘ முன்னறிவித்து போல் பிரபஞ்சத்தில் பரவி இருந்ததை அது  மெய்ப்பித்துக் காட்டியது! மேலும் அகிலப் பின்புலக் கதிர்வீச்சு சீராகப் பரவாது, அங்கு  மிங்கும் சிறிது வேறுபட்டு இருந்ததாக படத்தில் அறியப் படுகிறது! இந்தச் சீரற்ற  வேறுபாடுகள்தான் பிரபஞ்சத்தில் காலக்ஸிகளின் வளர்ச்சிக்கும், மற்றும் பிற  அண்டங்களின் பெருக்கத்திற்கும் விதைகளாய் அமைகின்றன என்று உறுதியாய்க் கருதப்  படுகிறது!

*********************************************

தகவல் :

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble   :   Edwin Hubble  (November 30, 2015)

2.  www. Spacetelescope.org   (Edwin Hubble – The Man Who Discovered The Cosmic Expansion ).

3. https://www.spacetelescope.org/about/history/the_man_behind_the_name/

4.  http://www.biography.com/people/edwin-hubble-9345936

5.  http://www.space.com/15665-edwin-powell-hubble.html

6.  http://www.physicsoftheuniverse.com/scientists_hubble.html

7.  https://cosmology.carnegiescience.edu/timeline/1929

8.  https://www.aip.org/history/cosmology/ideas/hubble.htm

9.  http://asd.gsfc.nasa.gov/archive/hubble/overview/hubble_bio.html

10. http://www.bbc.co.uk/science/space/universe/scientists/edwin_hubble

++++++++++++++++++

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com)  December 2, 2015

http://www.jayabarathan.wordpress.com

[கட்டுரை: 72]

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

 

 

கண்ணுக்குத் தெரியாத
கருந்துளை
கருவிக்குத் தெரிகிறது !
காலவெளிக் கருங்கடலில்
பாலம் கட்டுபவை
கோலம் வரையா தவை
கருந்துளைகள் !
கதிர்கள் வீசுபவை
பிரபஞ்சக்
கலைச் சிற்பியின்
களிமண் களஞ்சியம் !
கருந்துளைக் குள்ளே
ஒளிந்திருக்கும்
ஒரு புதிய பிரபஞ்சம் !
ஒளி உறிஞ்சும் உடும்புகள் !
விண்மீன் விழுங்கிகள் !
காலாக்ஸிகள் நெய்யலாம் !
எண்ணற்ற
விண்மீன்கள் உருவாகலாம் !
பிரபஞ்சத்தை வயிற்றில் சுமக்கும்
ஒரு கருந்துளை !
கருந்துளைகளை வளர்க்கும்
ஒரு பிரபஞ்சம் !
கோழிக்குள் முட்டைகள்
முட்டைக்குள் குஞ்சு !

++++++++++++

“நமது பிரபஞ்சமே அடுத்தோர் பிரபஞ்சத்தில் தோன்றியுள்ள கருந்துளைக் குள்ளே இருக்கலாம்.  ஈர்ப்பியல் நியதியில் செய்யும் சிறிது மாற்றம் நமது பிரபஞ்சம் ஒரு கருந்துளையிலிருந்து தோன்றும் போது அதன் காலத் திசைப்போக்கை (Arrow of Time) வாரிசாகப் பெற்றது என்பதை மறைமுகமாய்க் காட்டும்.”

நிக்கோடெம் போப்லாக்ஸி ( பௌதிக விஞ்ஞானி, இண்டியானா பல்கலைக் கழகம்)

பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, வாழ்வுச் சுற்று ஆயுள் முடிந்த பின் பெருநிறை விண்மீன்கள் (Massive Stars) ஒருவேளை சிதைந்து, ஒற்றைப் பூதநிறை வடிவுக் (Super Massive Object) கருந்துளைகள் நிலை பெறத் தோன்றியிருக்கலாம்.

ஆன்ரியா கீஸ், வானியல் பௌதிகப் பேராசிரியை (Andrea Ghez, UCLA)

“சமீபத்திய ஹப்பிள் தொலைநோக்கியின் கண்டுபிடிப்புகள் வானியல் விஞ்ஞானிகளுக்கு மாபெரும் பிரபஞ்சச் சவாலாகி விட்டன !  காரணம் அது ஒவ்வொரு காலாக்ஸியின் மையத்திலும் பூதகரமான கருந்துளை ஒன்று இருப்பைத் திறந்து காட்டி விட்டது !”

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

“புதிய பொறிநுணுக்க முறை “விளைவுத் தொடுவானைத்” (Event Horizon) தெளிவாகக் காட்டுகிறது.  அதுவே கருந்துளை இருப்பை நேரிடைச் சான்றாக நிரூபிக்கிறது.”

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

“கருந்துளைகள் மெய்யாகக் கருமை நிறம் கொண்டவை அல்ல !  அவை ஒளித்துகள் மினுக்கும் கனல் கதிர்களை (Quantum Glow of Thermal Radiation) வீசுபவை.

ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் (1970)

விண்மீன் முந்திரிக் கொத்தில் (Star Cluster) இடைத்தரக் (Medium Size) கருந்துளை ஒன்று இருக்குமானால், அது சிறிய கருந்துளையை விழுங்கும் அல்லது கொத்திலிருந்து விரட்டி அடிக்கும்.

டேனியல் ஸ்டெர்ன் [Jet Propulsion Lab (JPL), California]

பிரபஞ்சத்திலே கண்ணில் புலப்படாத கருந்துளைகள் அகிலத்தின் மர்மமான விசித்திரங்கள் !  அந்தக் கருந்துளைகள்தான் பிரபஞ்சத்தின் உப்பிய வடிவில் 90% பொருளாக நிரம்பியுள்ளன !  எளிதாகச் சொன்னால், ஒரு சுயவொளி விண்மீன் எரிசக்தி முழுவதும் தீர்ந்து போய் எஞ்சிய திணிவுப் பெருக்கால் எழும் பேரளவு ஈர்ப்பாற்றலில் அடர்த்தியாகி “ஒற்றை முடத்துவ” (Singularity) நிலை அடைவதுதான் கருந்துளை.  அந்தச் சமயத்தில் கருந்துளையின் அழுத்தம், திணிவு கணக்கற்று முடிவில்லாமல் மிகுந்து விடுகிறது. (At the point of Singularity, the Pressure & Density of a Black Hole are Infinite) !

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

இந்த பௌதீக உலகத்திலே மர்மத்தைத் தாண்டிச் சென்று குறிப்பிடாத ஒரு மர்மம் இல்லை ! அனைத்து அறிவு வீதிகளும், நியதிகளின் தனி வழிகளும், சிந்தனை யூகிப்புகளும் முடிவிலே, மனித மகத்துவம் தொட முடியாத ஒரு பிரதமக் கொந்தளிப்பை (Primal Chaos) நோக்கிச் செல்கின்றன.”

லிங்கன் பார்னெட் (பிரபஞ்சம் & டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன்)

கருந்துளை பிரபஞ்சத்தைப் பெற்ற தாய் !

இண்டியானா பல்கலைக் கழகத்தின் பௌதிக விஞ்ஞானி நிக்கோடெம் போப்லாக்ஸி (Nikodem Poplawski) பிரபஞ்சத் தோற்றத்தைப் பற்றி ஒரு புதிரான கருத்தை வெளியிட்டுள்ளார். “நமது பிரபஞ்சமே அடுத்தொரு பிரபஞ்சத்தில் தோன்றியுள்ள கருந்துளைக் குள்ளே இருக்கலாம்.  ஈர்ப்பியல் நியதியில் செய்யும் சிறிது மாற்றம் கருந்துளையிலிருந்து தோன்றும் போது நமது பிரபஞ்சம் அதன் காலத் திசைப்போக்கை (Arrow of Time) வாரிசாகப் பெற்றது என்பதை மறைமுகமாய்க் காட்டுகிறது.  அதாவது நமது பூமியைக் கொண்டுள்ள பரிதி மண்டலப் பிரபஞ்சம் வேறொரு பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒரு கருந்துளை அல்லது புழுத்துளைக்குள் (Black Hole or Worm Hole) இருக்கலாம்.  சுருக்கமாய்ச் சொன்னால் ஒவ்வொரு கருந்துளைக்குள்ளும் ஒரு பிரபஞ்சம் இருக்கிறது.”

ஐன்ஸ்டைனின் பொது ஒப்புமை நியதியைத் தழுவி நிக்கோடெம் போப்லாக்ஸி ஒரு கருந்துளையின் உள்ளே நடப்பதாய் ஊகிக்கும் ஒரு தத்துவ நகர்ச்சியை (Theoretical Motion) ஆராய்ந்தார். அதனால் கிடைத்த முடிவு :  பூரணப் பிரபஞ்சம் ஒன்று ஒவ்வொரு கருந்துளைக் குள்ளும் இருக்கிறது என்பதே.  அதன் ஒரு முக்கிய விளைவு: நமது பால்வீதி உலவும் பிரபஞ்சமே ஒரு கருந்துளைக்குள் உள்ளது என்பதே.

போப்லாக்ஸி நியூ சையன்டிஸ்ட் வார இதழுக்குக் (New Scientist) கொடுத்த நேர்காணலில், நமது பால்மய வீதி நடுவில் இருக்கும் பூதக் கருந்துளைகளுக்கும் மற்ற காலாஸிகளில் உள்ள கருந்துளைகளுக்கும் உள்ளே ஒளிந்துள்ள பற்பல பிரபஞ்சங் களுக்குள் ஒன்றை ஒன்று இணைக்கும் பாலங்கள் இருக்கலாம் என்று கூறியிருக்கிறார்.

பௌதிக வெளியீட்டு (Journal of Physics) அறிக்கையில் போப்லாக்ஸி தன் ஆராய்ச்சியில் (Einstein-Cartan-Kibble-Scima “ECKS” Theory of Gravity) “ஈசிகேயெஸ்” ஈர்ப்பியல்பு நியதியைப் பயன்படுத்திக் கருந்துளையில் உள்ள துகள்களின் நெம்பு கோண நிறைப் பெருக்கலை (Angular Momentum of Particles) கணிப்புக்கு எடுத்துக் கொண்டதாகக் கூறியிருக்கிறார்.  இவ்விதம் செய்வது ஈர்ப்பியல்பை எதிர்த்து விலக்கும் “சுழல் முறிவு” எனப்படும் காலவெளிப் பண்பாட்டைக் (Space-Time Property : Torsion) கணக்கிட ஏதுவாய் இருக்கும்.

போப்லாக்ஸி விளக்குவது என்ன வென்றால் ஐன்ஸ்டைன் ஒப்புமை நியதிப்படி ‘ஒற்றை முடத்துவ நிலை’ (Singularity) எனப்படும் கருந்துளையில் முடிவற்ற திணிவை எட்டும் பிண்டத்துக்குப் (Matter Reaching Infinite Density) பதிலாகக் கால வெளிப் பிண்டம் அழுத்தப்பட்டு ஒரு தவ்வுச் சுருள்கம்பி போல் (Spring) இயங்குகிறது.  பிறகு அதனால் பிரபஞ்சம் தொடர்ந்து விரியவும் செய்கிறது.  காலவெளிப் பிண்டத் தவ்வுதல் கருந்துளையின் ஈர்ப்பியல்பு வலுவுக்கு எதிராக ஓர் விலக்கு விசையை (Repulsive Force) எழுப்புகிறது.  போப்லாக்ஸியின் கோட்பாடு மெய்யானதா, இல்லையா என்று சோதிப்பது கடினம்.  காரணம் கருந்துளையின் தீவிர ஈர்ப்பு சக்தி, நெருங்கும் எதனையும் தப்ப விடாது விழுங்கி விடுவதால், அதன் மர்மக் குழிக்குள்ளே என்ன நிகழ்கிறது என்று அறிவது மிகக் கடின முயற்சி.

போப்லாக்ஸி மேலும் கூறுகிறார் : வேகமாய்ச் சுழலும் கருந்துளைக் குள்ளே (Spinning Black Hole) நாம் வசித்து வந்தோமானால் அந்த சுழற்சி உள்ளிருக்கும் கால வெளிக்குக் கடத்தப் படும்.  அதாவது அந்தப் பிரபஞ்சத்திக்குத் தேவைப்பட்ட ஒரு காலத் திசைப் போக்கிருக்கும் (Arrow of Time of Universe).  நாமதை அளக்க முடியும்.  அந்த தேவையான திசைப்போக்கு பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் பிண்டம், எதிர்ப்பிண்டத்தின் ஏற்ற இறக்க நிலைப்பு முரணோடு (Imbalance of Matter & Anti-Matter) சார்ந்திருக்கும்.  அது நியூடிரினோக்களின் அசைவுகளை (Oscillation of Neutrinos) விளக்கும்.

போப்லாக்ஸி முடிவில் கூறுவது என்ன வென்றால் புதிய பிரபஞ்சங்களின் அகிலத் தாய்கள் (Cosmic Mothers) கருந்துளைகள் என்னும் கோட்பாடு காலவெளிப் பண்பாட்டின் ஓர் இயற்கை விளைவே !  அவ்விதம் தோன்றும் புதிய பிரபஞ்சம் ஒரு தனிப்பட கால வெளியில் விரிந்து விருத்தி அடைவது என்றும் மொழிகிறார்.  காலத்தின் திசைப்போக்கு மூலமானது (Origin of Arrow of Time) தாய்ப் பிரபஞ்சத்தின் கருந்துளை நோக்கி ஓடும் பிண்டத்தின் சீர்மையற்ற போக்கால் (Asymmetry of Flow of Matter) தோன்றுகிறது.

மேலும் கருந்துளைக்குள் இருக்கும் ஒரு பிரபஞ்சத்தின் அகிலக் காலத் திசைப்போக்கு (Arrow of Cosmic Time) நிலையானது.  அவ்விதம் நிகழ்வதற்குக் காரணம் : கருதுளையின் ‘நிகழ்ச்சித் தொடுவான்’ (Event Horizon of Black Hole) இடையே காலச் சீர்மையின்மையால் நேரும் பிண்டச் சிதைவே (Time Asymmetric Collapse of Matter).

பிரபஞ்சக் கருந்துளைகள் என்பவை எவை ?

1916 ஆம் ஆண்டில் ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதியின் அடிப்படையில் ஜெர்மன் வானியல் விஞ்ஞானி கார்ல் சுவார்ஸ்சைல்டு (Karl Schwarzschild), பிரபஞ்சத்தில் முதன்முதல் கருந்துளைகள் இருப்பதாக ஓரரிய விளக்கவுரையை அறிவித்தார்.  ஆனால் கருந்துளைகளைப் பற்றிய கொள்கை, அவருக்கும் முன்னால் 1780 ஆண்டுகளில் ஜான் மிச்செல், பியர் சைமன் லாப்பிளாஸ் (John Michell & Pierre Simon Laplace) ஆகியோர் இருவரும் அசுர ஈர்ப்பாற்றல் கொண்ட “கரும் விண்மீன்கள்” (Dark Stars) இருப்பதை எடுத்துரைத்தார்கள்.  அவற்றின் கவர்ச்சிப் பேராற்றலிலிருந்து ஒளி கூடத் தப்பிச் செல்ல முடியாது என்றும் கண்டறிந்தார்கள் !  ஆயினும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருந்துளைகள் மெய்யாக உள்ளன என்பதை விஞ்ஞானிகள் ஏற்றுக் கொள்ள நூற்றி முப்பது ஆண்டுகள் கடந்தன !

1970-1980 ஆண்டுகளில் பேராற்றல் படைத்த தொலைநோக்கிகள் மூலமாக வானியல் விஞ்ஞானிகள் நூற்றுக் கணக்கான காலாக்ஸிகளை நோக்கியதில், கருந்துளைகள் நிச்சயம் இருக்க வேண்டும் என்னும் கருத்து உறுதியானது.  கருந்துளை என்பது ஒரு காலவெளி அரங்கில் திரண்ட ஓர் திணிவான ஈர்ப்பாற்றல் தளம் (A Black Hole is a Region of Space-time affected by such a Dense Gravitational Field that nothing, not even Light, can escape it).  பூமியின் விடுதலை வேகம் விநாடிக்கு 7 மைல் (11 கி.மீ./விநாடி).  அதாவது ஓர் ஏவுகணை விநாடிக்கு 7 மைல் வீதத்தில் கிளம்பினால், அது புவியீர்ப்பை மீறி விண்வெளியில் ஏறிவிடும்..  அதுபோல் கருந்துளைக்கு விடுதலை வேகம் : ஒளிவேகம் (186000 மைல்/விநாடி).  ஆனால் ஒளிவேகத்துக்கு மிஞ்சிய வேகம் அகிலவெளியில் இல்லை யென்று ஐன்ஸ்டைனின் நியதி எடுத்துக் கூறுகிறது.  அதாவது அருகில்  ஒளிக்கு ஒட்டிய வேகத்திலும் வரும் அண்டங்களையோ, விண்மீன்களையோ கருந்துளைகள் கவ்வி இழுத்துக் கொண்டுபோய் விழுங்கிவிடும்.

கண்ணுக்குத் தெரியாத அந்த அசுரக் கருந்துளைகளை விஞ்ஞானிகள் எவ்விதம் கண்டுபிடித்தார்கள் ?  நேரடியாகக் காணப்படாது, கருந்துளைகள் தனக்கு அருகில் உள்ள விண்மீன்கள், வாயுக்கள், தூசிகள் ஆகியவற்றின் மீது விளைவிக்கும் பாதிப்புகளை விஞ்ஞானிகள் கண்டு ஆராயும் போது அவற்றின் மறைவான இருப்பை அனுமானித்து மெய்ப்பிக்கிறார்கள். நமது சூரிய மண்டலம் சுற்றும் பால்மய வீதியில் பல விண்மீன் கருந்துளைகள் (Stellar Black Holes) குடியேறி உள்ளன !  அவற்றின் திணிவு நிறை (Mass) சூரியனைப் போன்று சுமார் 10 மடங்கு !  பெருத்த நிறை யுடைய அவ்வித விண்மீன் ஒன்று வெடிக்கும் போது அது ஓர் சூப்பர்நோவாக (Supernova) மாறுகிறது !  ஆனால் வெடித்த விண்மீனின் உட்கரு ஒரு நியூட்ரான் விண்மீனாகவோ (Neutron Star) அல்லது திணிவு நிறை பெருத்திருந்தால் கருந்துளையாகவோ மாறிப் பின்தங்கி விடுகிறது.

பிரபஞ்சத்திலே கண்ணில் புலப்படாத கருந்துளைகள் அகிலத்தின் மர்மமான விசித்திரங்கள் !  அந்தக் கருந்துளைகள்தான் பிரபஞ்சத்தின் உப்பிய வடிவில் 90% பொருளாக நிரம்பியுள்ளன !  எளிதாகச் சொன்னால், ஒரு சுயவொளி விண்மீன் எரிசக்தி முழுவதும் தீர்ந்து போய் எஞ்சிய திணிவுப் பெருக்கால் எழும் பேரளவு ஈர்ப்பாற்றலில் அடர்த்தியாகி “ஒற்றை முடத்துவ” (Singularity) நிலை அடைவதுதான் கருந்துளை.  அந்தச் சமயத்தில் கருந்துளையின் அழுத்தம், திணிவு கணக்கற்று முடிவில்லாமல் மிகுந்து விடுகிறது. (At the point of Singularity, the Pressure & Density of a Black Hole are Infinite) !

அண்டவெளிக் கருந்துளைகள் பற்றி ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் ஆராய்ச்சிகள்

1965-1970 இவற்றுக்கு இடைப்பட்ட ஆண்டுகளில், பிரபஞ்சவியலைப் [Cosmology] பற்றி அறியப் புதியக் கணித முறைகளைக் கையாண்டு, ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் பொது ஒப்பியல் நியதியில் [General Theory of Relativity] “ஒற்றை முடத்துவத்தை” [Singularities] ஆராய்ந்து வந்தார்.  அப்பணியில் அவருக்கு விஞ்ஞானி ராஜர் பென்ரோஸ் [Roger Penrose] கூட்டாளியாக வேலை செய்தார்.  1970 முதல் ஸ்டீஃபன் அண்டவெளிக் கருந்துளைகளைப் [Black Holes] பற்றி ஆய்வுகள் செய்ய ஆரம்பித்தார்.  அப்போது அவர் கருந்துளைகளின் ஓர் மகத்தான ஒழுக்கப்பாடைக் [Property] கண்டுபிடித்தார்!  ஒளி கருந்துளைக் கருகே செல்ல முடியாது!  ஒளியலைகளை அவை விழுங்கி விடும்!  ஆதலால் அங்கே காலம் முடிவடைகிறது !  கருந்துளையின் வெப்பத்தால் கதிர்வீச்சு எழுகிறது !  ஜெர்மன் விஞ்ஞானி வெர்னர் ஹைஸன்பர்க் ஆக்கிய குவாண்டம் நியதி [Quantum Theory], ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் படைத்த பொது ஒப்பியல் நியதி இரண்டையும் பயன்படுத்திக் கருந்துளைகள் கதிர்வீச்சை [Radiation] வெளியேற்றுகின்றன என்று ஹாக்கிங் நிரூபித்துக் காட்டினார்!

********************

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Comman are Black Holes ? & Can Light Escape from Black Holes ? (Aug 21, 2007)
3 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
4 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
5 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
6 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
7 A Discover Special – Unseen Universe – Comets Captured By : Jack McClintock (Jan 31, 2007)
8 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711221&format=html (கருமைப் பிண்டம்) (Dark Matter)
9 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711291&format=html (கருமைச் சக்தி) (Dark Energy)
10 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712061&format=html (கருந்துளை) (Black Hole)
11. https://jayabarathan.wordpress.com/2008/08/29/katturai40/ (கருந்துளைகள் விடுக்கும் மர்மங்கள்)
12. https://jayabarathan.wordpress.com/2007/12/07/black-holes/ (பேராற்றல் படைத்த கருந்துளைகள்)
13.  https://jayabarathan.wordpress.com/2009/01/16/katturai50-1/ (பால்வீதி மையத்தில் பூதக் கருந்துளை)
14 Astronomy Magazine – Peering into Black Holes By : Steve Nadis (Feb 2001)
15 Scientific American – Echoes of Black Holes By : Theodore Jacobson (Dec 2005)
16 Astronomy Magazine – Black Holes Seeing Unseeable ! New Technology will Prove Black Holes Exit By : Seteve Nadis (April 2007)
17 BBC News : Black Holes Reveal More Secrets [Aug 24, 2008]
18 BBC News : Black Holes Dodge Middle ground [Aug 24, 2008]
19 Milky Way’s Core Black Hole Beamed out Massive Flares 300 Years Ago [Aug 26, 2008]
20 BBC News : Huge Black Hole Tips the Scale By : Paul Rincon, Austin Texas.
21 BBC News : Rapid Spin for Giant Black Holes By : Paul Rincon, Austin Texas
22 Daily Galaxy – 18 Billion Suns – Biggest Black Hole in the Universe Discovered Posted By Rebecca Sato [Dec 30, 2008]
23 Daily Galaxy :  Massive Mystery Objects Millions of Years Old Discovered at Milky Way Center
24 Daily Galaxy : First Supermassive Black Hole Found in Dwarf Galaxy (Jan 10, 2011)
25. Daily Galaxy : A Hidden Universe Could Exist Inside Every Black Hole By : Casey Kazan (Jan 10, 2011) http://www.newscientist.com
26. Space Daily : Taking the Pulse of a Black Hole System (Jan 14, 2011)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) January 15, 2011
[https://jayabarathan.wordpress.com]

(கட்டுரை -2)

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

 

நாற்பதாண்டு பயணம் செய்து
நாசாவின்
பூர்வீக விண்ணுளவி இரண்டு
சூரிய மண்டலச்
சூழ்வெளி வேலி தாண்டி
அண்டை விண்மீன்
மண்டலத்தை அருகி விட்டன !
நாற்பது நாட்களில்
செந்நிறக் கோளுக்குச்
சீக்கரம் செல்லும்
ராக்கெட் தயாராகி வருகுது !
பிளாஸ்மா அயான் ராக்கெட்
வெகுதூரம் செல்வது !
வலு மிகைவு ! எடை குறைவு !
மலிவான செலவு !
இயக்கத் திறன் மிகைவு !
பயணக் காலம் குறைவு !
பாதுகாப்பு மிகைவு !
எரிவாயு ஆர்கான் மலிவு !
எந்திர சாதனங்கள்
குறைவு !
பரிதியின் கதிர்வீச்சால்
விமானி கட்குப்
பாதிப்புகள் குறைவு !
ஐம்பது ஆண்டுக்குள்
அடுத்த பரிதி மண்டலம் போகும்
வான ஊர்தி
ஞானத்தில் உதிக்குது !

ஒரு காலத்தில் கடலைக் கடப்பதே சவாலான சாதனையாகத் தெரிந்தது.  தற்போது பயன்படும் உன்னத ரசயான எரிசக்தி ராக்கெட்டுகள் அகிலவெளிப் பரிதி மண்டலப் பயணத்துக்கு ஏற்றதல்ல.  எதிர்காலத்தில் பின்ன ஒளிவேகத்தில் செல்லும் அணுப்பிணைவு சக்தி அசுர விண்கப்பல்கள் அண்டைப் பரிதி மண்டலத்தை நெருங்கப் பயன்படலாம்.

பெர்னார்டு ஹெய்ஸ் & அல்ஃபான்ஸோ ரூடா (Astronomical Society)

“வாஸிமர் பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின் ((VASIMR) விண்வெளிப் பயணம் செய்யத் தயாராக இருக்கும் ஏவுகணைகளையும் விட அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்னியல் உந்துச் சாதனம் (High Power Electric Propulsion System).”

“நாங்கள் ஆய்வு விருத்தி செய்யும் ராக்கெட் பொறிநுணுக்கம் ‘அணுப்பிணைவு நுணுக்க மாற்றம்’ (Transformational Technology in Nuclear Fusion) எனப்படுவது.  விண்வெளிப் போக்கு வரத்துக்கு இரசாயன எரிசக்திப் பயன்பாடு மெய்யாக வெகுதூரம் கொண்டு செல்லாது என்பது எனது நெடுங் காலத்து எண்ணம்.”

ஃபிராங்கிலின் சாங்டியாஸ் (Franklin Chang-Diaz, VASIMR Plasma Rocket Engine Chief Designer)

“ஆழ் விண்வெளி விண்ணுளவியில் (Deep Space -1 Spaceship) இணைத்துள்ள அயான் உந்து சக்தி எஞ்சின் (Ion Propulsion Engine) விண்வெளித் திட்ட வரலாற்றில் இதுவரை பயன்பட்ட ராக்கெட்டுகளை விட நீடித்த காலத்தில் பணி புரிந்துள்ளது.”

நாசா விஞ்ஞானி, ஜான் பிரோ·பி (NASA Scientist John Brophy) (August 19, 2000)

“(பரிதி சக்தி மின்னியல் எஞ்சின்) (Solar Electric Ion Engine) எனப்படும் புதிய ஏவுகணைப் பயன்பாடு இயற்கை நியதியைப் பின்பற்றி மெய்யாக விண்வெளியில் வேலை செய்வதை நாங்கள் காண முடிந்தது.  பரிதி வெளியேற்றும் பிளாஸ்மா அயனி வாயு பூமியின் காந்த தளத்தைத் தாக்கும் போது இருவிதமான பிளாஸ்மா அடுக்கு அரங்கிற்கு வரம்பை உருவாக்குகிறது.  ஒவ்வோர் அடுக்கும் வெவ்வேறு மின்னியல் பண்பாடு கொண்டது.  அந்த வேற்றுமையே பூகோள வாயு மண்டத்தைத் தாக்கி ‘வண்ண வான் ஒளியை’ (Aurora) உண்டாக்குகிறது.”

ராஜர் வாக்கர் (Roger Walker, ESA Advasnced Concepts Team)

“சில ஆண்டுகளில் நிச்சயம் இந்தப் பொறியியல் நுணுக்கம் (பிளாஸ்மா ராக்கெட்) பூமிக்கும் நிலவுக்கும், பூமிக்கும் செவ்வாயிக்கும் விண்கப்பல்களைத் தொடர்ந்து இயக்குவிக்கும்.”

பீடர் கான்லன் (Neutel Project Chief Executive Officer)

“பிளாஸ்மா பொறிநுணுக்கம் விண்வெளிப் பயணத்தை அதி வேகமாகவும், பாதுகாப்பாகவும் ஆக்கப் போகிறது.  எங்களைப் போன்ற விண்கப்பல் விமானிகள் பரிதி மண்டலத்தின் மற்ற கோள்களுக்கு விரைவாகச் செல்வதோடு பல்வேறு கோள்களுக்குப் போக உடனே தயாராக்க ஏதுவாகிறது.  அதாவது அதிவேகப் பயணம் என்றால் நுண்மை ஈர்ப்பில் (Micro-Gravity) குன்றிய நேரம், சூரியக் கதிர்வீச்சால் (Solar Radiation) விமானிகளுக்குக் குறைந்த காலத் தாக்குதல் என்பது அர்த்தமாகும்.”

டேவிட் வில்லியம்ஸ் (Canadian Astronaut Twice in Space)

“பிளாஸ்மா பொறியல் நுணுக்கம் விண்வெளிப் பயணச் செயற்பாட்டுக்கு ஏற்றது.  சாதனம் மிகவும் சிறியது,  திறனியக்கம் (Efficiency) மிக்கது.  50 கிலோ வாட் மின்னாற்றலுக்கு உலகிலே மிகச் சிறிய சாதனம் இது.”

டிமதி ஹார்டி (Neutel Project Head Engineer)

“பிளாஸ்மா ராக்கெட் உறுதியானது.  நிலவுக்கு அப்பாலும், செவ்வாய்க் கோளுக்கு அப்பாலும் பயணம் செய்ய மெய்யாகப் பிணைவு நுணுக்க மாற்றம் நமக்குத் தேவை.  வாஸிமர் ராக்கெட் (VASIMR) வருங்காலப் பயணக் குதிரைக்கு உகந்த வளர்ச்சித் துறை (Work Horse for the Transformational Infrastructure) என்று நாங்கள் குறிப்பிடுகிறோம்.”

ஃபிராங்கிலின் சாங்டியாஸ் (Franklin Chang-Diaz, VASIMR Plasma Rocket Engine Chief Designer)

அண்டைப் பரிதி மண்டலப் பயணத்துக்கு புதிய விண்கப்பல் படைப்பு

மனித இனம் தோன்றியதிலிருந்து மற்றப் பரிதி மண்டலத்துக்குப் பயணம் செய்வதற்கு வல்லுநர் பலர் கனவு கண்டும், புனைகதைகள் எழுதியும், ஸ்டார் டிரெக் (Star Trek) போன்ற வெள்ளித்திரைக் காட்சிகள் காட்டியும் நமது சிந்தனையைத் தட்டி எழுப்பியிருக்கிறார்.  ஆனால் அக்கனவு நிறைவேறுவதில் சிக்கலும், சிரமும், பேரளவு செலவும் இருப்பதால், அவ்விதத் திட்டங்கள் தாமதமாகியும், தடுக்கப்பட்டும், தள்ளி வைக்கப்பட்டும் வருகின்றன !  அண்டைப் பரிதி மண்டலங்களின் ஒளியாண்டுத் தூரங்கள் கற்பனை செய்ய முடியாத பேரளவில் இருப்பதால் அப்பயணங்கள் நிறுத்தப் பட்டுள்ளன.  இதுவரை ரஷ்யா, அமெரிக்காவின் நாசா, ஐரோப்பவின் ஈசா, ஜப்பான் ஆகிய விண்வெளித் தேடல் ஆணையகங்கள் பயன்படுத்திய திரவ எரிசக்தி ராக்கெட்டுகள் அகிலவெளிப் பரிதி மண்டல நீள் பயணங்களுக்கு ஏற்றவை அல்ல !

நமது பரிதி மண்டலத்துக்கு அடுத்திருக்கும் மிக நெருங்கிய ‘பிராக்சிமா செந்தவுரி’ (Proxima Centauri) என்னும் சூரிய மண்டலம் 4.23 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது ! இப்போது நமது பரிதி மண்டலத்தின் எல்லை தாண்டிய வாயேஜர் (Voyager 1 & 2) விண்கப்பல்கள் போகும் வேகத்தில் பிராக்சிமா விண்மீன் மண்டலத்தில் தடம்வைக்க 72,000 ஆண்டுகள் ஆகும் !  1977 ஆண்டில் பயணம் தொடங்கிய வாயேஜர் விண்கப்பல்கள் மற்றப் பரிதி மண்டலச் சூழ்வெளியில் பயணம் செய்யப் படைக்கப் பட்டவை அல்ல.  விண்வெளித் தேடலுக்கு இதுவரைப் பயன்பட்ட திரவ, திடவ எரிசக்தி ராக்கெட்டுகள் எதுவும் 50 ஆண்டு களுக்குள் அருகில் இருக்கும் எந்தப் பரிதி மண்டலத்தை நெருங்க முடியாது.

பல ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கும் அண்டைப் பரிதி மண்டலத்தை நெருங்க பின்ன ஒளிவேகத்தில் ராக்கெட் செல்ல வேண்டும்.  ஒளிவேகம் விநாடிக்கு 300,000 கி.மீடர் (விநாடிக்கு 186,000 மைல்).  பளு மிகுந்த எந்த ராக்கெட்டும், எந்த எரிசக்தியை உபயோகித்தும் ஒட்டிய ஒளிவேகத்தையோ, பின்ன ஒளிவேகத்தையோ அடைவது சவாலான அசுர சாதனை.  அத்தகைய அசுர வேகத்தை உண்டாக்க அணுப்பிளவு அல்லது அணுப்பிணைவு சக்தியை ராக்கெட்டில் பயன்படுத்த முயலலாம்.  அப்போது விண்கப்பல் ராக்கெட்டின் பளுவும், அணு உலைச் சாதனங்களும் பெருகுகின்றன.  நிதிச் செலவும் அதிகமாகும்.  பத்தில் ஓர் ஒளிவேகத்தில் ஒரு டன் பளு ராக்கெட்டை முடுக்க 125 பில்லியன் கிலோ வாட்டவர் (kWh) சக்தி தேவைப்படும்.  ஆதலால் அண்டைப் பரிதி மண்டலத் தேடல் விஞ்ஞானிகட்கும், எஞ்சினியருக்கும் மிகச் சவாலான முயற்சியாகும்.

அசுர வேக விண்கப்பலுக்கு அவசியமான பொறிநுணுக்கங்கள்

மூன்று முக்கிய வழிநோக்கு முறைகள் விண்கப்பல் ஆக்கத்திற்கு குறிப்பிடப் படுகின்றன.

1.  அண்டைப் பரிதி விண்கப்பல் நவீன, வருங்காலப் பொறிநுணுக்கத்தைக் கையாள வேண்டும்.

2.  அசுர வேக விண்கப்பல் ஒரு மனித ஆயுட் காலத்தில் தன் குறிக்கோளை நிறை வேற்றும்படி அமைக்கப் வேண்டும்.

3.  புதிய விண்கப்பல் பல்வேறு விண்மீன்களுக்குப் பயணம் செய்யத் தகுதி உடையதாய் இருக்க வேண்டும்.

பிரிட்டீஷ் அண்டவெளிப் பயண அசுர விண்கப்பல்

பிரிட்டீஷ் அண்டவெளி அசுரக் கப்பல் பொறி நுணுக்காளர் ஆக்கத் திட்டமிட்ட ஐகாரஸ் திட்டத்தின் (Project Icarus) அடிப்படைக் குறிக்கோள் இதுதான் :

1.  அண்டைப் பரிதி மண்டல ஆய்வுக்குத் தேவைப்படும் புதிய நூற்றாண்டு குறிப்பயணங்களுக்கு டிசைன் செய்யப்பட வேண்டும்.

2.  அணுப்பிணைவு சக்தியால் உந்தப்படும் (Fusion Power Propulsion) அசுரக் கப்பலாக அமைக்கப் பட வேண்டும்.

3.  நவீனப் பொறிநுணுக்கம் கையாளப்பட்டு ராக்கெட் விருத்தி செய்யப் பட வேண்டும்.

4.  நமது பரிதி மண்டலத்துக்கு அப்பால் பயணம் செய்ய விழையும் நிபுணரைக் கவர்ந்து டிசைன் செய்ய ஊக்கிவிக்க வேண்டும்.

அணுசக்தி இயக்கும் அண்டவெளி அசுர ராக்கெட்டுகள் :

1.  பிரிட்டீஷ் பூதக் கப்பல் டேடாலஸ் (Project Daedalus)

இந்த அசுர விண்கப்பல 1972 இல் பிரிட்டீஷ் அண்டைப் பரிதி ஆய்வுக் குழுவினரால் திட்டமிடப் பட்டது.  இது 12% ஒளிவேகத்தில் (0.12 C) 50 ஆண்டுகளுக்குள் 5.9 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள “பர்னார்டின் விண்மீனை” (Barnard’s Star) நெருங்கத் திட்டமிடப் பட்டது.  இரட்டை அடுக்கு விண்கப்பலான டேடாலஸ் 630 அடி (190 மீடர்) நீளம் உள்ளது.  முதல் அடுக்கு 46,000 மெட்ரிக் டன் பளுவும், இரண்டாம் அடுக்கு 4000 மெ. டன் பளுவும் கொண்டது.  முதலடுக்கு ராக்கெட் எஞ்சின் 2 வருடமும் இரண்டாம் அடுக்கு எஞ்சின் 1.75 வருடமும் இயங்கும்.  நீடித்த கால அணுப்பிணைவு சக்திக்கு எரியணுக்கரு (Fusion power Fuel) டியூடிரியம் & டிரிடியம்-3 (Liquid Deuterium & Tritium -3) பனித்திரவம்.  ராக்கெட் எஞ்சின் புறப்போக்கு வேகம் (Exhaust Velocity) 10 மில்லியன் மீடர்/விநாடி ! திரவ எரிக்கருவின் பளு : 50,000 டன்.  தூக்கிச் செல்லும் பாரம் : 500 டன்.

அணுப்பிணைவு சக்தியில் 2 வருடம் இயங்கும் முதலடுக்கு விண்ணூர்தி 7% ஒளிவேகத்திலும் (0.7 C), அது அற்று விடப்பட்ட பிறகு 1.75 வருடம் இயங்கும் இரண்டாம் அடுக்கு 12% ஒளிவேகத்திலும் (0.12 C) சென்று புதிய விண்மீனை நெருங்கும். முதலடுக்கு எஞ்சின் 46,000 டன் எரிசக்தியை எரித்து விண்கப்பலை மணிக்கு 76.6 மில்லியன் கி.மீடர் வளர்வேகத்துக்குத் தள்ளிவிடும்.  முதலடுக்கு எஞ்சின் அற்றுவிடப் பட்ட பிறகு, இரண்டாம் அடுக்கு எஞ்சின் மணிக்கு 135 மில்லியன் கி.மீடர் வளர்வேகத்தில் விண்கப்பலை உந்திச் செல்லும்.  அவ்வித அசுர வேகத்தில் டேடாஸ் விண்கப்பல் புதிய விண்மீனை நெருங்க சுமார் 46 ஆண்டுகள் ஆகும்.

(தொடரும்)

படங்கள்: Astronomy Magazine, BBC News, National Geographic News, NASA & ESA, Wikipedia, Science Illustrated & Popular Science.

தகவல்:

1.  BBC Science & Technology – New Space Engine Clocks up Record (Aug 19, 2000)

2.  How Fusion Propulsion Will Work By : Kevin Bonsor (March 12, 2001)

3. (a) BBC News : Europe Lunar Adventure Begins -The First Solo European Mission to the Moon is Well on its Way (Sep 28, 2003)

3 (b) BBC News : Probe Pushes onto Lunar Target – Smart -1 Spacecraft Has Fired up its Innovative Solar-Electric Engine (Sep 30, 2003)

3 (c) BBC News : Europe Lunar Probe Arrives at the Moon -The Smart -1 Lunar Probe has Entered into Orbit Around the Moon – The First Europen Mission to do so. (Nov 16, 2004)

4.  BBC News : Plasma Engine Passes Initial Test (Dec 14, 2005)

5.  Space Fellowship : Plasma Rocket Engine VASIMR VX-200 First Stage Achieves Full Power Rating By : Klaus Schmidt (Oct 27, 2008)

6. NASA Report : ESA SMART -1 Lunar Probe (Nov 23, 2009)

7.  CBC (Canadian Broadcasting Company) News : Nova Scotia Company Helps Build Plasma Rocket (January 7, 2010)

8.  Ad Astra Rocket Company : Chemical VS Plasma Rockets

9.  Wikipedia : Plasma Propulsion Engine (May 20, 2010)

10.  Space Flight Now : Plasma Rocket Could Revolutionize Space Travel By Stephan Clark (June 1, 2010)

11.  Wikipedia : Variable Specific Impulse Magento Plasma Rocket (VASIMR) (June 1, 2010)

12.  Prospects for an Interstellar Mission -Hard Technoloby Limits But Surprising Physics possibilities By: Bernard Haisch & Alfonso Rueda (July-Aug 2000)

13  Project Icarus Interstellar Spaceship Project (May 8, 2010) & Project Daedalus Spaceship Project By Justin Ames (September 30, 2010)

14  https://jayabarathan.wordpress.com/2010/05/21/voyager-1-2-spaceships/ (Voyager Space Probes Leaving the Solar System) (May 20, 2010)

15  https://jayabarathan.wordpress.com/2010/06/05/plasma-rockets/ (நாற்பது நாள் செவ்வாய்க் கோள் பயணத்துக்கு பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின்) (June 4, 2010)

16  Wikipedia – Interstellar Travel (January 1, 2011)

17 http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus  (Daedalus Giant Spaceship) (Jan 3, 2011)

18.  Science Illustrated – Destination Alien Stars (Jan-Feb 2011)

********************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) January 9, 2011

[ 1942 – 2018 ]

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

http://time.com/5199149/stephen-hawking-death-god-atheist/

http://www.biography.com/people/stephen-hawking-9331710

http://www.ted.com/talks/stephen_hawking_asks_big_questions_about_the_universe

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=OPV3D7f3bHY

“என்னைப் போல் நீயும் விஞ்ஞானத்தை நம்பினால், எப்போதும் பின்பற்றப்படும் ஏதோ  சில பிரபஞ்ச விதிகள் இருந்தன என்பதை நீ ஏற்றுக் கொள்ளலாம்.  அவற்றைக்  கடவுளின் வேலையென்று நீ விரும்பினால் சொல்லிக் கொள்ளலாம். அது கடவுளின்  விளக்கத்தைக் கூறுகிறதே தவிர அவரது இருப்பை நிரூபிக்க வில்லை.”

ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங்

“பிரபஞ்சம் எப்படித் தோன்றியது என்பதைத் தீர்மானிக்க விஞ்ஞான விதிகள் இருக்கலாம்  என்று நான் காட்டியிருக்கிறேன்.  அந்த ரீதியில் எப்படிப் பிரபஞ்சம் தோன்றத் துவங்கியது  என்று கடவுளிடம் கேட்கத் தேவையில்லை. ஆனால் அது கடவுள் இல்லை என்று  நிரூபிக்காது. கடவுள் தேவையில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது.”

Der Spiegel, German Weekly Magazine (October 17, 1988)

கடவுள் எப்படி இந்த உலகைப் படைத்தார் என்று நான் அறிய விரும்புகிறேன். இந்தக்  கோட்பாடு அந்தக் கோட்பாடு என்பதைக் கேட்பதில் எனக்கு இச்சையில்லை. அந்தப்  படைப்புக் கடவுளின் உள்ளக் கருத்துக்களைத் தேட விழைகிறேன்; மற்றவை எல்லாம்  அதன் விளக்கங்கள்தான்.

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (காலவெளிக்கு அப்பால் பிரபஞ்சங்கள்)

(காலம் என்னும்) நான்காவது பரிமாணம் 1910 ஆண்டுகளில் பெரும்பாலும் புழங்கும் ஒரு  வீட்டுச் சொல்லாக ஆகிவிட்டது. பிளாடோ, கந்தின் பூரண மெய்ப்பாடு (An Ideal Platonic or  Kantian Reality) முதல் துவங்கி வானுலகும் உட்படத் தற்காலப் புதிரான விஞ்ஞானப்  பிரச்சனைகள் அனைத்துக்கும் விடையாக எல்லாராலும் அது ஏற்றுக் கொள்ளப்படும்.

பேராசியை டாக்டர் லிண்டர் ஹென்டர்ஸன் (கலையியல் விஞ்ஞானம்)

பிரபஞ்சத்திலே கண்ணில் புலப்படாத கருந்துளைகள் அகிலத்தில் புதிரான விசித்திரங்கள் !  ஆயினும் கருந்துளைகள்தான் பிரபஞ்சத்தின் உப்பிய வடிவில் 90% பொருளாக நிரம்பி  யுள்ளன ! எளிதாகச் சொன்னால், ஒரு சுயவொளி வீசும் விண்மீன் எரிசக்தி முழுவதும்  தீர்ந்துபோய் திணிவுப் பெருக்கால் எழும் பேரளவு ஈர்ப்பாற்றலில் சிதைந்து “ஒற்றை  முடத்துவ” (Singularity) நிலை ஆவது. அப்போது கருந் துளையின் அழுத்தம், திணிவு  கணக்களவில் முடிவில்லாமல் மிகுந்து விடுகிறது (At the point of Singularity, the Pressure &  Density of a Black Hole are Infinite) !

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

நியூட்டன், ஐன்ஸ்டைனுக்கு நிகரான தற்கால விஞ்ஞானி

1974 ஆம் ஆண்டு வசந்த காலத்தின் ஒரு நாள் காலை வேளை! லண்டனில் கோட்டும்,  சூட்டும் அணிந்த ஓர் இளைஞரைப் புனிதர் ஜேம்ஸ் பூங்காவின் எதிரே நிற்கும் வெள்ளை  மாளிகைப் படிகளில் தூக்கிக் கொண்டு சென்றார்கள்! உள்ளே இருந்த உருளை  நாற்காலியில் [Wheelchair] அமர வைத்துக், கார்ல்டன் மாளிகை யின் திறந்த மாடியில் [Carlton  House Terrace] இருந்த ஒரு பெரும் அறைக்கு அவர் கொண்டு செல்லப் பட்டார்! அங்கே  பிரிட்டனின் மிகச் சிறந்த விஞ்ஞான மேதைகளின் பேரவையான ராஜீயக் குழுவின் [Fellow  of Royal Society] சிறப்புநராக ஒரு மாபெரும் கெளரவத்தைப் பெறுவதற்கு வந்தார்! 32  வயதில் அந்த மதிப்பைக் கோட்பாடு பெளதிகத்திற்கு [Theoretical Physics] அடைந்த ஸ்டீஃபன்  ஹாக்கிங்தான் [Stephen Hawking] இதுவரை சிறப்புநராக இருக்கும் எல்லோருக்கும் மிக  இளையவர்!

இருபது, இருபத்தி ஒன்றாம் நூற்றாண்டுகளின் ஒப்பற்ற பெளதிக மேதையாகத் தற்போது  கடுமையான நோயில் காலந் தள்ளி வரும், 2010 இல் அறுபத்தெட்டு வயதான ஸ்டீஃபன்  ஹாக்கிங் ஞான ஆற்றலில் காலிலியோ, ஐஸக் நியூட்டன், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்  ஆகியோருக்கு இணையாகக் கருதப்படும் ஓர் பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி! விரிந்து செல்லும்  பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம், மறைவு [The Origin & Fate of the Universe], ஈர்ப்பியல்பின்  கதிர்த்துகள் நியதி [Quantum Theory of Gravity], நிச்சயமற்ற கோட்பாடு [The Uncertainty Principle],  அடிப்படைத் துகள்கள், இயற்கையின் உந்தியல் [Elementary Particles, the Force of Nature],  பிரபஞ்சத்தின் கருந்துளைகள் [Black Holes], கால அம்பு [The Arrow of Time (காலத்தின்  ஒருதிசைப் போக்கு)], பெளதிகத்தின் ஐக்கியப்பாடு [The Unification of Physics] ஆகியவற்றில் தனது  ஆழ்ந்த கருத்துக்களைத் தெளிவாக, எளிதாக எடுத்துக் கூறியவர். பிரம்மாண்டமான  பிரபஞ்ச அண்டங்களின் இயக்க ஒழுக்கங்களையும், கண்ணுக்குப் புலப்படாத அடிப்படைத்  துகள்களின் [Fundamental Particles] அமைப்பையும் ஒன்றாக விளக்கக் கூடிய ‘மகா ஐக்கிய  நியதி’ [Grand Unified Theory, GUT] ஒன்றை விஞ்ஞானிகள் என்றாவது ஒருநாள் உருவாக்க  வேண்டும் என்று கேட்டுக் கொள்பவர், ஹாக்கிங்!

இப்போது இங்கிலாந்தில் ஹாக்கிங் லுகாஸியன் கணிதப் பேராசிரியராக [Lucasian Professor of  Mathematics] கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தில் பணி யாற்றி வருகிறார். முன்னூறு  ஆண்டுகளுக்கு முன்பாக அதே பதவியில் அதே இடத்தில் அமர்ந்திருந்தவர், ஈர்ப்பியலைக்  [Gravitation] கண்டுபிடித்த கணிதப் பெளதிக மேதை, ஸர் ஐஸக் நியூட்டன் (1642-1726)!  நோபெல் பரிசு பெற்றக் கணித மேதை பால் டிராக் [Paul Dirac (1902-1984)] என்பவரும் அதே  இடத்தில் பின்னால் பதவி வகித்தவர்!

ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் இளமை வாழ்க்கை வரலாறு

காலிலியோ இறந்து துள்ளியமாக 300 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, இங்கிலாந்தில் ஸ்டீஃபன்  ஹாக்கிங் 1942 ஜனவரி 8 ஆம் தேதி ஆக்ஸ்போர்டு நகரில் பிறந்தார். மருத்துவ டாக்டரான  தந்தை பிராங்க் ஹாக்கிங், தேசிய மருத்துவ ஆய்வுக் கூடத்தில் [National Institute for Medical  Research] வேனில் நாட்டு நோய்களில் [Tropical Diseases] சிறப்பாக ஆராய்ச்சி செய்து வந்த  உயிரியல் விஞ்ஞானி [Research Biologist]. தாயார் இஸபெல் ஹாக்கிங், ஆக்ஸ்போர்டு  பல்கலைக் கழகத்தில் வேதாந்தம், அரசியல், நிதித்துறை பற்றிப் படித்தவர். அவர்களது  நான்கு குழந்தைகளில் ஸ்டீஃபன்தான் மூத்த பையன். அவன் பிறந்த சமயம்தான்  இரண்டாம் உலகப் போர் துவங்கி, ஜெர்மன் கட்டளை ராக்கெட்டுகள் அடிக்கடி ஏவப்பட்டுக்  குண்டுகள் விழுந்து, பிரிட்டனில் பல நகரங்கள் தகர்க்கப் பட்டன!

சிறுவனாக உள்ள போதே ஸ்டீஃபன் பெளதிகத்திலும், கணிதத்திலும் மித மிஞ்சிய  சாமர்த்தசாலியாக இருந்தான்! ஹைகேட் [Highgate] ஆரம்பப் பள்ளியில் படித்தபின்,  ஸ்டீஃபன் பிறகு புனித ஆல்பன்ஸ் [St. Albans] உயர்நிலைப் பள்ளியில் தொடர்ந்தான். 1958  இல் மேற்படிப்பிற்கு ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக் கழகத்தில் சேர்ந்தார். தந்தையார்  மருத்துவம் எடுக்கத் தூண்டியும் கேளாது, ஸ்டீஃபன் கணிதம், பெளதிகம் இரண்டையும்  விரும்பி எடுத்துக் கொண்டார்! அங்கே அவர் வெப்பயியக்கவியல், ஒப்பியல் நியதி,  கதிர்த்துகள் யந்திரவியல் [Thermodynamics, Relativity Theory, Quantum Mechanics] ஆகிய  பகுதிகளைச் சிறப்பாகப் படித்தார். 1961 இல் ராஜீய விண்ணோக்கிக் கூடத்தில் [Royal  Observatory] சேர்ந்து, தன் சிறப்புப் பாடங்களின் வேட்கையில் சில மாதங்கள் ஆராய்ச்சியில்  ஈடுபட்டார். 1962 இல் ஆக்ஸ்போர்டு கல்லூரியில் B.A. பெளதிகப் பட்டதாரி ஆகி, அடுத்துக்  கேம்பிரிட்ஜ் சென்று பொது ஒப்பியல், அகிலவியல் துறைகளில் [General Relativity, Cosmology]  ஆராய்ச்சி செய்யப் புகுந்தார்.

கேம்பிரிட்ஜில் முதற் காலவரைப் படிப்பு [First Term] முடிந்த பின் மிகவும் சோர்ந்து  நொய்ந்து போன ஸ்டீஃபனைக் கண்ட தாய், டாக்டரைப் பார்க்கும்படி மகனை  வற்புறுத்தினார். இரண்டு வார உடம்பு சோதனைக்குப் பின், அவருக்கு ALS என்னும்  [Amyotropic Lateral Disease] ஒருவித நரம்புத் தசை நோய் [Neuro-muscular Disease (Motor Neurone  Disease)] உள்ளதாக, டாக்டர்கள் கண்டு பிடித்தார்கள்! அமெரிக் காவில் அந்நோயை ‘லோ  கேரிக் நோய்’ [Lou Gehrig ‘s Disease] என்று குறிப்பிடுகிறார்கள்! அந்நோய் மூளை, முதுகுத்  தண்டு [Spinal Cord] ஆகியவற்றில் சுயத்தசை இயக்கத்தை ஆட்சி செய்யும் நரம்புச்  செல்களைச் [Nerve Cells] சிதைத்து விடும்! ஆனால் மூளையின் அறிவாற்றலைப்  பாதிக்காது! அடுத்து நோயாளிக்குச் சுவாசிக்கும் தசைகள் சீர்கேடாகி மூச்சடைத்தோ  அல்லது நிமோனியா தாக்கியோ சீக்கிரம் மரணம் உண்டாகும்! திடீரென அவரது  உடல்நிலை மிகவும் மோசமாகி, டாக்டர்கள் அவர் Ph.D. பட்டம் வாங்குவது வரை கூட  வாழ மாட்டார் என்று முன்னறி வித்தார்கள்! அதைக் கேட்ட ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங்  அதிர்ச்சியும் வருத்தமும் அடைந்தாலும், பெளதிக ஆராய்ச்சி செய்யும் போது மன  உறுதியும், வலிவும் பெற்று ஆய்வுகளில் முன்னேறிக் கொண்டு வந்தார்!

மாதர் குல மாணிக்கம் மனைவி ஜேன் ஹாக்கிங்!

வாழ்க்கையில் நொந்து போன ஹாக்கிங், 1965 இல் ஜேன் ஒயில்டு [Jane Wilde] என்னும்  மாதைத் திருமணம் செய்து கொண்டார். மனைவி ஜேன் ஹாக்கிங் மாதருள் ஒரு  மாணிக்கம்! மில்லியனில் ஒருத்தி அவள்! அவரது கடும் நோயைப் பற்றி அறிந்த பின்னும்,  அவர் நீண்ட காலம் உயிர் வாழமாட்டார் என்று தெரிந்த பின்னும், மன உறுதியோடு  ஸ்டீஃபனை மணந்து கொண்டது, ஓர் வியக்கத் தக்க தீரச் செயலே! ஹாக்கிங் கசந்த  போன வாழ்வை வசந்த வாழ்வாய் மாற்றி, மாபெரும் விஞ்ஞானச் சாதனைகள் புரிய  வசதி செய்த வனிதாமணி, ஜேன் ஹாக்கிங்! 1962 இல் லோ கேரிக் நோய் [Lou Gehrig ‘s  Disease] வாய்ப்பட்டதும் இரண்டு ஆண்டுகளுக்குள் ஸ்டீஃபன் ஆயுள் முடிந்துவிடும் என்று  டாக்டர்கள் கணக்கிட் டார்கள்! ஆனால் நாற்பத்தெட்டு ஆண்டுகள் தாண்டியும் [2010] அவரது  ஆயுள் இன்னும் நீண்டு கொண்டே போகிறது! அவர்களுக்கு இரண்டு புதல்வர்களும், ஒரு  புதல்வியும் உள்ளார்கள்!

துரதிர்ஷ்ட வசமாக நகர்ச்சி நரம்பு நோயில் [Motor Neurone Disease] துன்புறும் ஸ்டீஃபன்,  முழுவதும் நடக்க முடியாது முடமாகிப் போய், பேச்சுத் தடுமாறி உருளை நாற்காலியில்  நகர்ந்து செல்லும் நிலைமை ஏற்பட்டு விட்டது! மற்றும் சில முறைகளில் அவருக்கு  யோகமும் இருந்தது! அவரது மனைவி ஜேன், ஹாக்கிங் [Jane Hawking] புதல்வர், புதல்வி  அளிக்கும் உதவி, ஆதரவு ஸ்டீஃபனுக்கு விஞ்ஞானப் பணிகளில் வெற்றியும், சுமுகமான  வாழ்க்கையும் பெற ஏதுவாக இருந்தது! அவரது விஞ்ஞானக் கூட்டாளிகளான ராஜர்  பென்ரோஸ் [Roger Penrose], ராபர்ட் ஜெரோச் [Robert Geroch], பிரான்டன் கார்டர் [Brandon Carter],  ஜார்ஜ் எல்லிஸ் [George Ellis] ஆகியோர் ஆராய்ச்சியிலும், பெளதிகப் பணியிலும்  அவருக்குப் பேராதரவாகவும், பெருந்துணைவராகவும் அருகே இருந்தனர்!

1985 இல் ‘காலத்தின் ஒரு சுருக்க வரலாறு’ [A Brief History of Time] என்னும் அவரது நூலின்  முதற்படி எழுத்தாக்கம் [Draft] முடிந்தது. ஜெனிவாவுக்குச் சென்று செர்ன் பரமாணு  விரைவாக்கியில் [CERN Particle Accelerator] ஆராய்ச்சிக்காகத் தங்கிய போது, நிமோனியா  நோய் வாய்ப்பட்டு மருத்துவக் கூடத்திற்குத் தூக்கிச் செல்லப் பட்டார். உயிர்த்துணைச்  சாதனத்தை [Life Support System] அவருக்கு இணைத்திருப்பதில் எதுவும் பயனில்லை என்று  டாக்டர்கள் கூற, மனைவி ஜேன் ஹாக்கிங் கேளாமல், அவரைக் கேம்பிரிட்ஜ் மருத்துவக்  கூடத்திற்கு விமானத்தில் கொண்டு வந்தார்! அங்கே தொண்டைக் குழாய் அறுவை  [Tracheostomy Operation] அவருக்குச் செய்ய நேரிட்டது. என்ன ஆச்சரியம்! அறுவை வெற்றி  யாகி ஸ்டீஃபன் உயிர் பிழைத்தார்! ஆனால் அவரது குரல் முழுவதும் போய் விட்டது!  அதன் பின் அவர் எந்த விதத் தொடர்பும் பிறரிடம் வைத்துக் கொள்ள முடியாமல்  போய்விட்டது!

அப்போது அவரது மாணவருள் ஒருவரான பிரையன் விட் [Brian Whitt] என்பவர் நூலை  எழுதி முடிக்க உதவியதோடுப், பிறரிடம் தொடர்பு கொள்ள ‘வாழ்வு மையம் ‘ [Living Center]  என்னும் தொடர்புக் கணனிப் பொறி [Communication Program] ஒன்றை ஸ்டீஃபனுக்கு  அமைத்துக் கொடுத்தார். ‘வாழ்வு மையம்’ சன்னிவேல் கலிஃபோர்னியாவில் உள்ள வால்ட்  வால்டாஸ் [Walt Woltosz of Words Plus Inc. & Speech Plus Inc. Sunnyvale, California] அவரின்  அன்பளிப்பு! அதைப் பயன்படுத்தி ஸ்டீஃபன் கட்டுரை எழுதலாம்; புத்தகம் தயாரிக்கலாம்;  அதில் உள்ள பேச்சு இணைப்பியின் [Speech Synthecizer] மூலம் ஸ்டீஃபன் பிறருடன்  பேசலாம்! டேவிட் மேஸன் [David Meson] என்பவர் பேச்சு இணைப்பி, மின்கணனி  இரண்டையும் அவரது உருளை நாற்காலியில் வசதியாகப் பிணைத்து வைத்தார்.  இப்போது ஸ்டீஃபன் மின்னியல் குரலில் [Electronic Voice], முன்னை விடத் தெளிவாக இவை  மூலம் பேச முடிகிறது!

1966 இல் ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங், கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழக டிரினிடி கல்லூரியில் தனது  Ph.D. பட்டத்தைப் பெற்று அங்கேயே பட்ட மேல்நிலை ஆராய்ச்சியையும் [Post-doctoral  Research] தொடர்ந்தார். 1973 இல் வானியல் கல்விக் கூடத்தில் [Institute of Astronomy]  ஆராய்ச்சியை விட்டுவிட்டு, கேம்பிரிட்ஜில் கணிதப் பெளதிகத் துறையகத்தில்  ஆசிரியராகச் சேர்ந்தார். முப்பத்திரண்டாம் வயதில் எல்லாருக்கும் இளைய ஹாக்கிங்,  ராயல் குழுவின் சிறப்புநராக [Fellow of Royal Society] 1974 இல் ஆக்கப் பட்டார்! டிரினிடி  கல்லூரியில் 1977 இல் ஈர்ப்பியல் பெளதிகப் [Gravitational Physics] பேராசிரியராகவும் ஆனார்.  முன்னூறு ஆண்டுகளுக்கு முன் ஐஸக் நியூட்டன் ஆட்கொண்ட ஆசனத்தில், 1979 இல்  ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் லுகாஸியன் கணிதப் பேராசிரியராக [Lucasian Professor of Mathematics]  கேம்பிரிட்ஜில் பதவி மேற்கொண்டார்!

கடவுள் பிரபஞ்சத்துடன்  பகடை ஆடுவதில்லை!

‘எது முதலில் வந்தது ? கோழிக்குஞ்சா ? அல்லது முட்டையா ? பிரபஞ்சத்திற்கு ஓர்  ஆரம்பம் இருந்ததா ? அப்படி யென்றால் அதற்கு முன்பாக என்ன நிகழ்ந்தது ? எங்கிருந்து  பிரபஞ்சம் வந்தது ? அது எங்கே போய்க் கொண்டிருக்கிறது ?’ இவ்வாறு வினாக்களை  எழுப்பியவர், ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங்! ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைனின் பொது ஒப்பியல் நியதி  மெய்யென்றால், சென்ற காலத்தில் முடிவில்லாத் திணிவு கொண்ட நிலை [The State of  Infinite Density] இருந்திருக்க வேண்டும்! அதுவே பெரு வெடிப்பு ஒற்றை மாறுபாடு [Big Bang  Singularity] என்று கூறப்படுவது. பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பம் அதுதான் என்றும் சொல்லலாம்.  அறியப்பட்ட விஞ்ஞானத்தின் விதிகள் அனைத்தும் ஒற்றை மாறுபாட்டில் அடிபட்டுப்  போகின்றன! பொது ஒப்பியல் நியதி மெய்யென்றால், பிரபஞ்சம் எப்படித் தோன்றியது  என்று விஞ்ஞானம் முன்னறிவிக்க முடியாது!

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் நியதி [Second Law of Thermodynamics] கூறுகிறது: ‘ஓர்  தனிப்பட்ட ஏற்பாட்டில் எப்போதும் ‘என்றாப்பி’ [ஒழுங்கீனம்] மிகுந்து கொண்டே போகிறது  [The Entropy or Disorder of an isolated system always increases]’. கீழே விழுந்து நொறுங்கிய  முட்டையை மறுபடியும் ஒன்றாய்ச் சேர்த்து முன்பிருந்த வடிவத்திற்குக் கொண்டு வர  முடியாது! கருந்துளையின் ‘நிகழ்ச்சி விளிம்பு’ [Event Horizon] காலம் செல்லச் செல்ல  எப்போதும் பெரிதாகிறது! நிகழ்ச்சி விளிம்பின் பரப்பு பெருகிக் கொண்டு போவ தால்,  கருந்துளை ‘என்றாப்பி’ கொண்டுள்ளது என்பது தெரிகிறது! அதாவது கருந்துளையில்  எவ்வளவு ஒழுங்கீனம் [Entropy or Disorder] நிறைந்துள்ளது என்பதை ‘என்றாப்பி’ காட்டும்.  என்றாப்பி இருந்தால் நிச்சயம் கருந்துளையில் உஷ்ணம் இருக்க வேண்டும்! பழுக்கக்  காய்ச்சிய இரும்பில் வெப்பக் கதிர் வீசுவது போல், கருந்துளையிலும் வெப்பக் கதிர்கள்  [Heat Radiation] வெளியாகிக் கொண்டு இருக்க வேண்டும்!

நிச்சயமற்ற விதிகளும், சூதாட்டம் போல் [Chance & Uncertainty] நிகழ்ச்சிகளும் இருப்பதால்,  ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் கதிர்த்துகள் யந்திரவியலை [Quantum Mechanics] ஒருபோதும் ஒப்புக்  கொள்ள மாட்டார்! அதைப் பற்றிக் குறிப்பிடும் போது, ‘கடவுள் பிரபஞ்சத்துடன் பகடை  ஆடுவதில்லை’ [God does not play dice with the universe] என்று பல தடவைச் சொல்லி  யிருக்கிறார்! ‘ஐன்ஸ்டைன் அப்படிச் சொல்லியது, முற்றிலும் தவறு! கருந்துளையின் மீது  ஒளித்துகள் பாதிப்பு நிகழ்ச்சியை ஆராய்ந்தால், கடவுள் பகடை ஆடுவதோடு மட்டும்  நில்லாமல், சில சமயம் அவற்றைக் காண முடியாதபடித் தூக்கி விட்டெறிந்தும் விடுகிறார்  ‘ என்று ஹாக்கிங் மறுதலித்துக் கூறினார்!

பிரபஞ்சத்தின் மெய்க் காலம்! கற்பனைக் காலம்!

‘பிரபஞ்சம் இருவித முடிவுகளில் சிதைந்து போகலாம்! ஒன்று குமிழிபோல் உப்பிக்  கொண்டு அது தொடர்ந்து விரியலாம்! அல்லது பெரும் வெடிப்பில் [Big Bang] தோன்றிய  பிரபஞ்சம், ஒரு பெரும் நெருக்கலில் [Big Crunch] மறுபடியும் நொறுங்கி முடிந்து  போகலாம்! எனது யூகம், பிரபஞ்சம் பெரும் நெருக்கலில் ஒரு சமயம் அழிந்து போய்  விடும் என்பது! பிரபஞ்சத்தின் பிரளய முடிவுகளை முன்னறி வித்த முனிவர்களை விட  எனக்கு ஓர் பெரிய சலுகை உள்ளது! இப்போதிருந்து பத்து பில்லியன் ஆண்டு களுக்குப்  பிறகு எது நிகழ்ந்தாலும், என் கருத்து பிழையான தென்று நிரூபிக்கப்பட நான் உயிரோடு  இருக்கப் போவதில்லை’ என்று புன்னகை புரிகிறார், ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங்!

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பை அனுமானிப்பதாய் இருந்தால், அது தோன்றிய காலத்தின்  நியதிகளைப் பற்றி ஒருவர் அறிய வேண்டும்! மெய்க் காலத்துக்கு இருவிதக் கோலங்களை  எடுத்து விளக்கலாம்! ஒன்று காலக் கடிகாரம் பின்னோக்கி வரையில்லாமல் தொடர்ந்து  போய்க் கொண்டே இருக்கும் ஒரு நிலை! அல்லது பெரு வெடிப்பு போல் [Big Bang] ஒற்றை  முறைகேட்டில் [Singularity] காலம் ஆரம்பம் ஆகி யிருக்கலாம்! மெய்க் காலம் [Real Time]  என்பது பிரபஞ்ச பெரு வெடிப்பில் ஆரம்பம் ஆகிப் பெரு நொறுங்கலில் முடியும் வரை  செல்லும் ஒரு மெய்யான கோடு! இன்னும் ஒரு திசையில் வேறொரு காலம் உள்ளது.  அதுதான் கற்பனைத் திசையில் செல்லும் காலம் [Imaginary Direction of Time]! அது மெய்க்  காலத்திற்கு நேர் செங்குத்தான திசையில் செல்வது! அந்தக் கற்பனைத் திசையில் பெரு  வெடிப்போ அல்லது பெரு நொறுங்கலோ போன்று எந்த வித ஒற்றை முறைகேடும்  கிடையாது! அம்முறையில் அத்திசையில் பார்த்தால் பிரபஞ்சத்துக்குத் தோற்றமும்  இல்லை! அடுத்து முடிவும் இல்லை! அத்தகைய கற்பனைக் காலத்தில் தற்போதைய  விஞ்ஞான நியதிகள் யாவும் தகர்ந்து போய் விடுகின்றன! அதாவது பிரபஞ்சம் படைக்கப்  படவும் இல்லை! பிரபஞ்சம் முடியப் போவதும் இல்லை! பிரபஞ்சம் இப்படியே இருக்கும்!  இவ்வாறு பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி, ஹாக்கிங் தன் புதுக் கருத்தைக் கூறுகிறார்!

 

அந்தக் கற்பனைக் காலத்தைத்தான் நாமெல்லாம் மெய்க் காலமாய்க் கருதிக் கொண்டு  வரலாம்! மெய்க் காலம் என்று நாம் பின்பற்றி வருவது வெறும் கற்பனையே! மெய்க்  காலத்தில் பிரபஞ்சத்துக்கு ஆரம்பம் உண்டு! முடிவும் உண்டு! கற்பனைக் காலத்துக்கு  ஒற்றை முறைகேடு எதுவும் இல்லை! எல்லையும் இல்லை! அதாவது கற்பனைக்  காலந்தான் மெய்யான அடிப்படை! நாம் கணித்த மெய்க்காலம் என்பது பிரபஞ்சம்  இப்படித்தான் உண்டானது என்று யூகித்து, நம் சிந்தையில் உதயமான ஒரு கருத்தே!  இப்படிச் சொல்கிறார், ஹாக்கிங்!

அண்டவெளிக் கருந்துளைகள் பற்றி ஹாக்கிங் ஆராய்ச்சிகள்

1965-1970 இவற்றுக்கு இடைப்பட்ட ஆண்டுகளில், பிரபஞ்சவியலைப் [Cosmology] பற்றி  அறியப் புது கணித முறைகளைக் கையாண்டு, ஸ்டீஃபன் பொது ஒப்பியல் நியதியில்  [General Theory of Relativity] ஒற்றை முறைகேடுகளை [Singularities] ஆராய்ந்து வந்தார்.  அப்பணியில் அவருக்கு விஞ்ஞானி ராஜர் பென்ரோஸ் [Roger Penrose] கூட்டாளியாக  வேலை செய்தார். 1970 முதல் ஸ்டீஃபன் அண்ட வெளிக் கருந்துளைகளைப் [Black Holes] பற்றி  ஆய்வுகள் செய்ய ஆரம்பித்தார்.  அப்போது அவர் கருந்துளைகளின் ஓர் மகத்தான  ஒழுக்கப்பாடு குணத்தைக் [Property] கண்டு பிடித்தார்! ஒளி கருந்துளைக் கருகே செல்ல முடியாது! ஒளித்துகளை அவை விழுங்கி விடும்! ஆதலால் அங்கே காலம்  முடிவடைகிறது! கருந்துளையின் வெப்பத்தால் கதிர்வீச்சு எழுகிறது! ஜெர்மன் விஞ்ஞானி  வெர்னர் ஹைஸன்பர்க் ஆக்கிய கதிர்த்துகள் நியதி [Quantum Theory], ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்  படைத்த பொது ஒப்பியல் நியதி இரண்டையும் பயன்படுத்திக் கருந்துளைகள் கதிர்வீச்சை  [Radiation] வெளி யேற்றுகின்றன என்று ஹாக்கிங் நிரூபித்துக் காட்டினார்!

 

அந்த வெற்றியின் முடிவில் ஹாக்கிங் பொது ஒப்பியல் நியதியையும், கதிர்த்துகள்  நியதியையும் ஒன்றாக இணைக்க முற்பட்டு, பிரபஞ்ச இயக்கங்களை ஒருங்கே விளக்கக்  கூடிய ‘மகா ஐக்கிய நியதி ‘ [Grand Unified Theory, GUT] ஒன்றை உண்டாக்க முடியுமா என்று  முயன்றார்! மர்மமான கருந்துளைகளைப் பற்றிய விபரங்களை அறிய முடியாத  சமயத்தில், அவற்றைப் பற்றி ஆராய முற்பட்டார். 1971 இல் பிரபஞ்சப் படைப்பை  ஆராய்ந்து, பெரு வெடிப்புக்குப் [Big Bang] பிறகு ஒரு பில்லியன் டன் கனமான, ஆனால்  புரோட்டான் [Proton] அளவு வடிவில் மிகச் சிறிய பல அண்டங்கள், தோன்றி யிருக்க  வேண்டும் என்று எடுத்துக் கூறினார்! அவற்றை ‘மினிக் கருந்துளைகள்’ [Mini Black Holes] என்றார், ஹாக்கிங்! பொது ஒப்பியல் நியதியைப் பின்பற்றும், பிரம்மாண்டமான ஈர்ப்பியல்  கவர்ச்சியைக் கொண்ட இந்த மினிக் கருந்துளைகள் சிறியதாய் இருப்பதால், கதிர்த்துகள்  யந்திரவியல் நியதியும் [Laws of Quantum Mechanics] இவற்றுக்குப் பொருந்தும் என்று  ஹாக்கிங் கூறினார்! கதிர்த்துகள் நியதியின் விதிப்படி, கருந்துளைகள் சேமிப்புத் தீரும்  வரைப் பரமாணுக்களை [Subatomic Particles] வெளியேற்றி, முடிவில் வெடித்துச்  சிதைகின்றன என்று கண்டறிந்தார்! ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் கண்ட இந்த அரிய விஞ்ஞான  முடிவு, கருந்துளைகளின் ஆயுட் கால வரலாற்றில் பூர்வீக வெப்ப யியக்கவியல் [Classical  Thermodynamics], கதிர்த்துகள் யந்திரவியல் [Quantum Mehanics] இரண்டுக்கும் தொடர்புள்ளது  என்று எடுத்துக் காட்டும் முக்கியத்துவம் பெற்றது!

மேலும் ஒரு மகத்தான ஹாக்கிங் சாதனை 1983 இல் ஸான்டா பார்பராவைச் சேர்ந்த ஜிம்  ஹார்ட்டிலுடன் [Jim Hartle of Santa Barbara] ஆராய்ந்து அறிவித்த ‘விளிம்பற்ற கூறுபாடு’ [No  Boundary Proposal]! விண்வெளி, காலம் இரண்டும் வரையரை கொண்டவை [Space & Time are  finite]! ஆனால் அவற்றுக்கு எல்லையோ, விளிம்போ இருக்க முடியாது [They do not have any  boundary or edge]!

ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் படைத்த நூல்கள், பெற்ற பாராட்டுகள்

1973 இல் எல்லிஸுடன் [G.R.S Ellis] எழுதிய ‘விண்வெளிக் காலத்தின் பேரளவு அமைப்பு’  [The Large Scale Structure of Space Time], 1981 இல் எழுதிய ‘பிரம்மாண்ட விண்வெளி பெரு ஈர்ப்பியல்’ [Superspace & Supergravity], 1983 இல் எழுதிய ‘மிக இளைய பிரபஞ்சம்’ [The Very  Early Universe]. ஸ்டீஃபன் எழுதி 1988 இல் வெளியிட்ட ‘காலத்தின் ஒரு சுருக்க வரலாறு ‘ [A  Brief History of Time] சிறப்பு விற்பனை நூலாக பல மில்லியன் பிரதிகள் விற்கப் பட்டன! 1993  இல் எழுதிய ‘கருந்துளைகள், குழந்தை அகிலங்கள்’ [Black Holes & Baby Universes]. 1992 இல்  படாதிபதி எர்ரல் மாரிஸ் [Errol Morris] ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் ‘வாழ்க்கையும் பணியும்’ என்னும்  தலைப்பில் ஒரு திரைப்படம் எடுத்து, அவர் எழுதிய ‘காலத்தின் ஒரு சுருக்க வரலாறு’  என்னும் நூலுக்கு வடிவம் தந்துள்ளார்! மிக இளைய வாலிப வயதிலே ஸ்டீஃபன் F.R.S  [Fellow of Royal Society] பெற்று, 12 கெளரவப் பட்டங்களையும் இதுவரைப் பெற்றுள்ளார்.  அவர் 1989 இல் ‘மதிப்பு மிகு தீரர்’ [Champian of Honour], பெயர் எடுத்து, அமெரிக்காவின்  தேசிய விஞ்ஞானப் பேரவையில் [National Academy of Sciences] உறுப்பினர் ஆனார்!

1991 மார்ச் 5 ஆம் தேதி இரவு 10:45 மணிக்கு ஹாக்கிங் வீடு திரும்பும் போது, உருளை  நாற்காலியின் முன்னும் பின்னும் சிவப்பு விளக்குகள் மின்ன, அவர் வீதியைப் பாதி  கடந்து செல்கையில், வேகமாய் எதிர்த்து வந்த கார் வாகனம் ஒன்று எதிர்ப்பட பணிப் பெண் [நர்ஸ்] ‘அங்கே பாருங்கள்’ என்று அலறினாள்! ஆனால் ஸ்டீஃபன் தப்ப முடிய  வில்லை! வாகனம் வேகமாய் உருளை நாற்காலியை மோதித் தள்ள, ஹாக்கிங் வீதியில்  குப்புற விழுந்தார்! அந்தக் கோர விபத்து உருளை நாற்காலியை சிதைத்து, மின்கணனியை  உடைத்து, அவரது இடது கையையும் முறித்து விட்டது! தலையில் பல வெட்டுக்  காயங்களுடன் எப்படியோ ஹாக்கிங் உயிர் தப்பினார்! அவருக்குப் பதிமூன்று இடங்களில்  தலையில் தையல் போட வேண்டிய தாயிற்று! பலமுறைக் காப்பாற்றி விட்ட கடவுள்,  இந்த விபத்திலும் ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங்கைப் பாதுகாத்து விட்டார்! சரியாக இரண்டு நாள்  கழித்து, ஹாக்கிங் வேலை செய்ய ஆய்வுக் கூடத்திற்குக் கிளம்பினார்!

2018 ஆம் ஆண்டு மார்சு 13 ஆம் தேதி தனது 76 ஆம் வயதில் ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் காலமானார்.   ஹாக்கிங் கடும் நோயுடன் துன்புற்றாலும்,  சீக்கிரம் நடுத்தர வயதில் மரிப்பார் என்று எதிர்பார்த்தாலும், அவர் பல்லாண்டு காலம் வீல்சேரில் மௌனமாய் வாழ்ந்து விண்வெளித் தோற்றம், கருந்துளை, பெருவெடிப்பு விளக்க விஞ்ஞானத்தை விருத்தி செய்தார்.  காலவெளிக் கருந்துளை ஆய்வு, பிரபஞ்சத் தோற்ற விளக்கம் போன்ற புதிய விஞ்ஞான  ஆக்கத்திற்கு இதுவரை,  அவருக்கு  நோபெல் பரிசு கிடைக்காமல் போனது விஞ்ஞான உலகின் புறக்கணிப்பைக் காட்டுகிறது !

ஆதாரங்கள்:

1. A Brief History of Time, By: Gene Stone & Stephen Hawking [1992]
2. Scientific Genius, By: Jim Glenn [1996]
3. Stephen Hawking ‘s Universe, By: John Boslough [1889]
4. A Brief History of Time, By: Stephen Hawking [1988]
5.  http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40210223&format=html (பிரபஞ்ச விஞ்ஞான  மேதை டாக்டர் ஸ்டீ·பென் ஹாக்கிங்)
6. https://jayabarathan.wordpress.com/2007/12/07/black-holes/ [பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள்  ! பேராற்றல் கொண்ட பிரபஞ்சக் கருந்துளைகள் (Black Holes)]

7.  http://www.biography.com/people/stephen-hawking-9331710
8. http://en.wikipedia.org/wiki/Stephen_Hawking  (February  12, 2015)

9. http://www.cbc.ca/news/world/stephen-hawking-dead-obituary-1.4575341 [March 13, 2018]

10.  http://www.spacedaily.com/reports/Stephen_Hawking_a_brief_history_of_genius_999.html  [March 14, 2018]

11. http://www.bbc.com/news/uk-43396008  [March 14, 2018]

***********************
S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com)  March 14, 2018 [R-2]

***********************