அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்தை நோக்கி ஜப்பான் விண்வெளிப் பளு தூக்கி !

Japan Freighter

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


விண்வெளி மீள்கப்பல்கள்
யாவும் நாசா
ஓய்வெடுக்க முடிவு செய்யும் !
அகில நாட்டு நிலையத்து
விமானிகட்கு
உணவு, சாதனங்கள்
ஏந்திச் செல்ல
ஏவு கணை விண்சிமிழ்கள்
தேவை நாசா வுக்கு !
இப்போது
அப்பணியைத்
தப்பாது செய்து வரப்
புறப்பட் டுளது
மனிதரற்ற
ஜப்பான் பளு தூக்கி !
நிலையத் தோடு இணைக்கப்
பளு தூக்கியைப்
பற்றி இழுக்கும்
கனடாவின்
சுய நகர்ச்சிக் கரம் !
புதிய விண்வெளி வாகனம் !
புதிய நோக்கம் !
புதிய பயணம் !

Cover Image Japan Rocket

“ஜப்பான் பளு தூக்கி (H-II Transfer Vehicle – HTV-1) முதன்முதல் விண்வெளி இயக்கத்தையும் போக்குவரவையும் சோதித்து நிரூபிக்க அனுப்பப் பட்டது.  இந்தக் குறிப்பணியை முடித்ததும் நாங்கள் சராசரி ஆண்டுக்கு ஒருமுறை 2015 ஆண்டு வரை இவ்விதம் விண்வெளி நிலையத்துக்கு அனுப்பத் திட்டமிட்டுள்ளோம்.”

மஸாசூமி மியாகே (Masazumi Miyake, JAXA Senior Officer) (JAXA – Japan Space Agency)

“விண்வெளி விமானிகள் பளு தூக்கி வாகன நகர்ச்சியை நிறுத்தவோ, பின் தள்ளவோ, தடை செய்யவோ முடியும்.  நிலையத்தின் முனையுடன் சேர்ப்பதில் பிரச்சனை இருக்குமாயின் கனடா கரம் வாகனத்தைத் துண்டித்துக் கொள்ளவும் முடியும்.”

டானா வைஜல் (Dana Weigel, NASA Director, HTV Systems)

“ஜப்பான் விண்வெளிப் பளு தூக்கியின் பக்கத்தில் உள்ள லேஸர் கருவி எதிரொலிப்பிகளை நோக்கிக் லேஸர் கதிர்களை ஏவும்.  இடைத் தூரத்தையும், கோணத்தையும் அளந்து மீளும் சமிக்கையால் அகில நாட்டை விண்வெளி நிலைய பிணைப்பு முனையின் ஒப்பான XYZ இடத்தை (நேர், மட்ட, ஆழத் தூரங்கள்) அறிய முடியும்.”

ஹிரோ உமட்சு (Hiro Uematsu, Senioer Engineer HTV Space Freighter)

Fig 1A Japan Rocket“மற்ற புது விண்வெளி வாகனங்களுக்காக தேவைப்படும் நூதன பொறி நுணுக்கங்கள் அனைத்தும் வரவேற்கப் படுகின்றன !  (அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்கு) புதிய வாகன ஏற்பாடு வரப் போவதோடு எதிர்கால ஏற்பாடுகளுக்கு வேண்டிய புதிய நுணுக்க முறைகளைச் சோதிக்கவும் தயாராக இருக்கிறோம்.”

மைக்கேல் ஸுஃப்பிரினி (Michael Suffrini, NASA’s Space Station Program Manager)

“பளு தூக்கியைப் ‘பிணைக்கும் தொடர் முறைப்பாடு’ அதைத் தன்வசம் இழுக்கும் பொறி நுணுக்கம் (Rendezvous Sequence & Capture Technique) புரிவதில் எமக்குப் பெரிய வெற்றி கிடைத்துள்ளது.  முக்கிய கட்டுப்பாடு முயற்சிகளில் எல்லாம் ‘பூஜியப் பிழைப் பொறுப்புக்’ (Zero-Fault Tolerance) கொள்கையைக் கையாள்வதால், அபாய வேளைகளில் பளு வாகனம் தானாக இயக்கத்தைத் துண்டித்துக் கொள்ளும்.”

டானா வைஜல் (Dana Weigel, NASA Director, HTV Systems)

முறிவு ராக்கெட் சோதனை வெற்றி “ஓரியன் விண்வெளி ஒளிமந்தைத் தேடல் திட்டத்தின்” (Abort Motor Testing in Orion Constellation Program) ஒரு மைல் கல்லாகக் கருதப்படுகிறது.  அந்த வெற்றி ஓரியன் விண்வெளி விமானிகள் 2015 இல் அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்குச் சென்று அங்கே தங்கி, நிலவில் ஓய்வெடுத்து அடுத்து 2020 இல் செவ்வாயை அடைந்து மனிதர் பூமிக்குத் திரும்ப வசதி உண்டாக்கும்.  உந்துகணை ஏவுதல் முறிவு ஏற்பாடு ராக்கெட்டில் எந்த விதப் பழுதுகள் நேரினும் விண்சிமிழைத் துண்டித்துப் பாதுகாப்பாக விமானிகளை நிலத்தில் இறக்கி விடும்.”

மார்க் கேயர் (Mark Geyer, Orion Project Manager NASA Johnson Space Center, Houstan) [Nov 20, 2008]

Fig 1C First Japan Unmanned Spaceshipஅகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்தை அண்டிய ஜப்பான் பளு தூக்கி

2009 செப்டம்பர் 17 ஆம் தேதி ஜப்பானுடைய மனிதரற்ற விண்வெளிப் பளு தூக்கி (Unmanned Space Freighter) முதன்முதல் அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துடன் பிணைத்துக் கொண்டது.  அந்த விண்வெளி வாகனத்தின் பெயர் (HTV) (H-II Trandfer Vehicle).  வாகனம் விண்வெளி நிலையத்துக்கு 10 மீடர் (சுமார் 33 அடி) அருகில் வந்ததும் நிலையத்தின் கனடா சுய நகர்ச்சிக் கரம் (Canada’s Robotic Arm) பற்றிக் கொண்டது.  கனடா கரத்தை நிலையத்தின் உள்ளிருந்து இயக்கிய விமானிகள் நிக்கோல் ஸ்காட் & ராபர்ட் திர்ஸ்க் (Nicole Scott & Robert Thirsk).  பற்றிய பளு தூக்கியை மெல்ல இழுத்து நிலையத்தின் பிணைப்பு வாயிலுடன் (Docking Port) இணைத்தனர்.

ஜப்பானின் 16. 5 டன் எடையுடைய பளு தூக்கியை ஏந்திச் சென்றது ஜப்பானின் ராக்கெட் H–IIB.  2009 செப்டம்பர் 10 ஆம் தேதி ஜப்பான் தேசத்தின் தென்பகுதியில் உள்ள ராக்கெட் ஏவு தளமான தனேகஷிமாவில் (Tanegashima Launch Base) வெற்றிகரமாக ராக்கெட் ஏவப்பட்டது.  வாகனம் விண்வெளி நிலையத்துக்காகத் தன் முதுகில் 4.5 டன் சாதனங்களை ஏந்திக் கொண்டு சென்றது.  ஜப்பானின் மனிதரற்ற பளு தூக்கி இதுவரை நிலையத்துக்குச் சென்ற ரஷ்ய, அமெரிக்க விண்கப்பல்கள் போல் நேராகப் பிணைப்பு வாயிலை நோக்கிச் செல்லாமல், முதலில் தற்காலியமாக நிலையத்தின் கீழே அருகில் பயணம் செய்தது.  அப்போது நிலையத்தின் சுய நகர்ச்சிக் கரம் அதைப் பற்றி இழுத்து பிணைப்பு முனையுடன் பூட்டப் பட்டது.

Fig 1 Japan Spaceship Linking Space Station

2010 அல்லது 2011 ஆண்டு ஆரம்பத்தில் நாசா தன் பூதவடிவ விண்வெளி மீள்கப்பல்களுக்கு (Space Shuttles) ஓய்வளிக்கத் திட்டமிட்டுள்ளது.  அடுத்து விண்வெளி நிலையங்களுக்குச் சாதனங்களை ஏற்றிச் செல்ல புதிதாக “ஓரியன் விண்சிமிழ்” (Orion Capsule) தயாராகி வருகிறது.  அதை ஏந்திச் செல்லும் “ஏரிஸ்” (Ares -5 Rocket) எனப்படும் புதியதோர் ராக்கெட் சோதனைகளில் ஈடுபடுத்தப் பட்டு வருகிறது.  ஓரியன் விண்சிமிழ் நான்கு விண்வெளி விமானிகளைத் தூக்கிச் செல்லும் தகுதி உள்ளது.  ஆனால் ஓரியன் விண்சிமிழ் 2015 ஆண்டில்தான் பயணம் செய்யத் தயாராகும்.  அதுவரை நாசா நிலைய விமானிகளைக் கண்காணித்து உணவளிக்க ரஷ்யாவின் துணையை நாடும்.  இப்போது ஜப்பானின் பளு தூக்கி வெற்றிகரமாக பிணைப்பைச் செய்து காட்டியுள்ளதால் நிலையத்துக்கு மனிதரற்ற அதன் விண்வெளிப் பயணம் தொடரும்.  2015 ஆண்டு வரை ஜப்பான் தனது பளு தூக்கியை ஆறு தடவைகள் அனுப்பிட ஒப்பியுள்ளது.  2010 ஆண்டிலிருந்து ஈசாவின் ‘சுயக் கடத்தி வாகனம்’ (Automated Transfer Vehicle -ATV) நான்கு தடவைச் செல்வதாக ஒப்புக் கொண்டுள்ளது.  ஆனால் ஆகஸ்டின் குழுவினர் (Augustian Panel) நாசாவின் ஓரியன் விண் மீள்கப்பல் நிரப்புத் திட்டங்கள் 3 பில்லியன் டாலர் நிதிக் குறைப்பு முறையில் பின்தங்கித் தாமதப் பட்டு வருவதாக குறை கூறியுள்ளது !

Fig 1B Japan's Robotic Freighter

ஜப்பான் பளு தூக்கியில் அமைந்துள்ள பகுதிகள்

9.8 மீடர் நீளமும், 4.4 மீடர் விட்டமும் உச்சப் பளு எடை 10.5 டன் தூக்கும் தகுதியுள்ள ஜப்பான் பளு தூக்கியில் நான்கு முக்கிய பாகங்கள் உள்ளன.

1.  அழுத்தக் கலன் (Pressurised Carrier) : இதில் நிலைய விமானிகளுக்கு உணவுப் பண்டங்கள், உடைகள், தண்ணீர், மடிக் கணனிகள், விஞ்ஞானச் சாதனங்கள் கொண்டு செல்லலாம்.  இது நிலையத்துடன் பிணைக்கும் தகுதியுடையது.

2.  அழுத்தமற்ற கலன் (Unpressurised Carrier) : வெளிப்புறச் சோதனைகள் புரியும் சாதனங்களைக் கொண்டு செல்லலாம்.  HTV-1 இல் பூதளக் கடல், சூழ்வெளி ஆய்வுக் கருவிகள் அமைந்துள்ளன.  இது நிலையத்துடன் பிணைக்கும் தகுதி இல்லாதது.

3.  பயணக் கலன் (Avionics Module) : பயணப் பறப்புப் பாதையில் புகுத்தும் கருவிகள் கொண்டது.

4.  உந்துகணைக் கலன் (Propulsion Module) : பளு தூக்கியை நகர்த்தும் சிறு ராக்கெட்டுகள்

Fig 1D Various Space Freighter

ஜப்பான் பளு தூக்கியின் பணிகள் என்ன ?

ஜப்பான் பளு தூக்கி விண்வெளி நிலையத்துடன் இணைவதற்கு நாசாவின் துணைக் கோள்களைப் பயன்படுத்திப் ‘பூகோள வழி நகர்ச்சி ஏற்பாடு’ (Global Navigation Satellite System) OR (Global Positioning System -GPS) மூலம் கட்டளை இடப்பட்டது.  நிலையத்தின் அருகில் வரும் போது பளு தூக்கியின் வேகம் விநாடிக்கு ஓரங்குல வீதத்தில் நகர்ந்து மெதுவாகப் பிணைக்க நெருங்கும்.

ஜப்பான் பளு தூக்கிச் சாதனங்களை நிலையத்தில் இறக்கிய பிறகு இரண்டு (NASA & JAXA) விண்வெளிச் சோதனைகளைச் செய்யும் :

1. நாசாவின் கடல், சூழ்வெளிச் சோதனைகள் (NASA’s HREP Payload 839 பவுண்டு கருவி அடுக்கு).  நாசாவின் HREP உளவி கடற்தளப் பண்பாடுகளையும் அயனோக் கோளத்திலும், வெப்பக் கோளத்திலும் சூழ்வெளிப் புறவூதாக் கதிர்களைக் (Ultraviolet Rays in Ionoshere & Thermoshere) காணும்.

Fig 1E Japan HTV & Space Station Details

2. ஜப்பானின் ஓஸோன் அடுக்கில் (Ozone Layer) வாயுக்களை அறிதல் (JAXA’s SMILES Payload 1049 பவுண்டு கருவி அடுக்கு).  இது மனித வினைப்பாடுகளால் ஓஸோன் அடுக்குகளில் நேரும் விளைவுகளைக் காணும்.

அகில நாட்டு விண்வெளி நிலைய விமானிகளுக்கு உணவுப் பண்டங்களும், சாதனங்களும் நாலரை டன் எடையில் கொண்டு செல்லும் பளு தூக்கி மீளும் போது காலியாக வராமல் நிலையத்தின் குப்பை கூளங்களைச் சுமந்து வரும். வாகனம் ஆறு வாரங்கள் நிலையத்துடன் இணைப்பாகிப் பிறகு துண்டித்து விடைபெற்றுக் கொண்டு கிளம்பும்.  பசிபிக் கடல் மேலே பயணம் செய்யும் போது குப்பை கூளங்களை அவிழ்த்து விட்டுக் கட்டுபாடான வகையில் அவற்றை எரித்துச் சாம்பலாக்கும்.

Fig 5 Japan's Manned Space Laboratory

நாசாவின் புதிய ஓரியன் விண்வெளிக் கப்பல்

முதல் மனிதன் நிலவில் கால் வைத்து 40 ஆண்டுகள் கடந்த பிறகு நாசா மறுபடியும் அங்கே போவதற்குக் காரணம் செவ்வாய்க் கோளுக்கு 2020 இல் தடமிடப் பயணம் செய்யும் போது இடையே ஓய்வெடுக்கத் தற்போது தங்கு நிலையம் ஒன்றைச் சந்திரனில் அமைப்பதற்கே !  அத்துடன் பூமிக்கும் நிலவுக்கும் இடையே விமானிகள் ஓய்வெடுக்கத் தற்போது புவியைச் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் “அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையமும்” (International Space Station) தயாராகப் போகிறது.  ஏற்கனவே நிலையத்தில் பன்னாட்டு விமானிகள் செவ்வாய்க் கோளுக்குச் செல்லும் நீண்ட காலப் பயணத்துக்குப் பயிற்சி பெற்று வருகிறார்கள்.  அவர்களுக்குத் தேவையான பொருட்களை ரஷ்யாவும் அமெரிக்காவும் தமது விண்வெளி வாகனங்களில் அனுப்பி வருகின்றன.  குறிப்பாக 2010 ஆண்டில் நாசா பயன்படுத்தும் “விண்வெளி மீள்கப்பல்கள்” (Space Shuttles) நிரந்தர ஓய்வு எடுக்கும் என்று தீர்மானிக்கப் பட்டுள்ளது.

Fig 2 Unloading Japan Freighter

ஆதலால் நாசாவின் முதல்பணி விண்வெளி மீள்கப்பலுக்கு இணையான புதிய விண்கப்பல் ஒன்றைத் தயாரித்து அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்குச் சாதனங்களை அனுப்பப் பயிற்சிகளைச் செய்து வருகிறது.  இரண்டாவது சந்திரனில் விமானிகள் ஓய்வெடுக்கத் தக்க தளத்தைத் தேர்ந்தெடுத்து அங்கே தங்குமிடம் ஒன்றை அமைக்கத் திட்டமிட்டுள்ளது.  மூன்றாவது செவ்வாய்க் கோளுக்கு மனிதர் பயணம் செய்யத் தகுந்த விண்கப்பல் ஒன்றைத் தயாரிக்க வேண்டும்.  இம்மூன்று முக்கியப் பணிகளை நிறைவேற்றத்தான் நாசாவின் “ஓரியன் விண்வெளித் திட்டம்” இப்போது மும்முரமாய்த் தயாராகி வருகிறது.

ஓரியன் ஒளிமந்தை விண்கப்பல் திட்டம்

21 ஆம் நூற்றாண்டில் நாசா புது நுணுக்க விண்வெளி தேடும் நூதனக் கப்பலைப் படைத்து வருகிறது.  “ஓரியன் ஒளிமந்தைத் திட்டம்” (Orion Constellation Program) எனப்படும் இது முதலில் செந்நிறக் கோள் செவ்வாயிக்கு 2020 ஆண்டுகளில் நான்கு விண்வெளி விமானிகளை ஏற்றிச் செல்லும் வசதி உள்ளது.  முதன்முதல் 1969 இல் சந்திரனில் தடம் வைத்த அப்போல்லோ-11 விண்கப்பலில் மூவர்தான் அமர்ந்து செல்ல முடிந்தது.  அடுத்தடுத்து ஓரியன் விண்கப்பல் எதிர்காலத்தில் சூரிய மண்டலத்தின் மற்ற கோள்களுக்கு மனிதப் பயணம் செய்யத் தயாரிக்கப்படும்.

Fig 3 Inside of HTV Vehicle

2010 ஆம் ஆண்டில் விண்வெளி மீள்கப்பல் ஓய்வெடுத்ததும் ஓரியன் விண்கப்பல் உணவுப் பண்டங்களையும், உதவும் சாதனங்களையும் விண்வெளி நிலையப் பயிற்சி விமானிகளுக்கு நிரந்தரப் பணிசெய்ய ஆரம்பிக்கும்.  அதற்காக விண்வெளி நிலையத்துடன் இணைக்கப்பட (Spaceship Docking or Rendezvous) ஓரியன் விண்கப்பலில் சாதனங்கள் அமைக்கப்படும்.  மேலும் சந்திர தளத்தில் இறங்கும் இரதத்தை (Lunar Landing Module) ஏந்திச் செல்லும் தூக்குச் சாதனங்களும் இணைக்கப் படும்.  ஒருநாள் செவ்வாய்த் தளத்தில் இறங்கும் விண்ணுளவிகளைக் கொண்டு போகும் எந்திர அமைப்புகளும் கட்டப்படும்.  இதில் சிறப்பு அம்சம் என்னவென்றால்  ஓரியன் விண்கப்பல் விமானிகள் நிலவுக்குப் போய் வரவோ அல்லது செவ்வாயிக்குப் போய் வரவோ அவற்றுக்கு ஏதுவான இரட்டை வசதி உள்ளது.  அத்துடன் ஓரியன் விண்கப்பல் 21 ஆம் நூற்றாண்டு ராக்கெட், பொறியியல், மின்னியல், மின்கணினி, பாதுகாப்பு, கவச முற்போக்குச் சாதனங்களை உடையது.

Fig 4 Japan Freighter Near Space Station

ஓரியன் விண்வெளிக் கப்பலின் அமைப்புகள்

20 ஆம் நூற்றாண்டு அப்பொல்லோ விண்சிமிழ்கள் போல் வடிவம் இருப்பினும், ஓரியன் விண்கப்பல் பெரியது.  ஓரியன் அடித்தட்டு 16 அட் 6 அங்குலம் விட்டமும், 11 அடி உயரமும் கொண்டது.  அதன் எடை 25 டன்.  ஓரியன் விண்கப்பல் கொள்ளளவு அப்பொல்லோ சிமிழ் போல் இரண்டரை மடங்கு உள்ளது.  ஓரியனில் நிலவுக்குச் செல்லும் போது நால்வர் இருக்கலாம்.  விண்வெளி நிலையத்துக்கோ அல்லது செவ்வாயிக்கோ போகும் போது ஆறு பேர் அமர்ந்து செல்லலாம்.  ஓரியன் கப்பலின் முதல் பயணம் விண்வெளி நிலையத்துக்கு 2010 ஆண்டிலும், நிலவை நோக்கி 2014 ஆண்டிலும், செவ்வாய்க் கோளுக்கு 2020 ஆண்டிலும் இருக்கும் என்று திட்டமிடப் பட்டுள்ளன.

Fig 6 ESA's ATV for ISS

ஓரியன் விண்கப்பலை சுமார் 350 அடி உயரமுள்ள ஏரிஸ்-1 (Ares-1) ராக்கெட் ஏந்திச் செல்லப் போகிறது.  ஏதாவது பழுதுகள் ஏற்பட்டுப் பாதகம் விளையும் முன்பே அதைத் தடுத்து விமானிகளைப் பாதுகாக்க விண்சிமிழின் மேல் “ஏவுகணைத் தடுப்பு ஏற்பாடு” (Launch Abort System) ஒன்று அமைக்கப் பட்டுள்ளது.  ஓரியன் உந்துகணை அமைப்புச் சாதனங்கள் விண்சிமிழின் கீழ் “பணித் தேரில்” (Service Module) உள்ளன.  விண்வெளி நிலையத்துடன் பிணைக்கப் பட்டுள்ள போது ஓரியன் விண்கப்பல் ஆறு மாதங்கள் இணைந்திருக்க முடியும்.  எப்போது வேண்டுமாலும் ஓரியன் மீண்டு பூமிக்கு இறங்கலாம்.  அதுபோல் நிலவில் உள்ள போதும் அது ஆறு மாதங்கள் தங்கியிருக்க முடியும்.

Fig 7 NASA Future Orion Spaceship

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

தகவல்:

Picture Credits :  NASA, ESA & JAXA

1. Cosmos Magazine – The Science of Everything – India Counts Down to Lunar Mission [Oct 21, 2008]
2..  Space Expolaration – Chembers Encyclopedic Guides (1992)
3. The Times of India – After Mood Odyssey, It’s “Mission to Sun” for ISRO [2008]
4.  National Geographic -50 Years Exploring Space [November, 2008]
5. Science Annual Volume Library -The Moon Revisited By : Dennis Mammana (1995)
6. Readers’ Digest Publication -Why in the World ? -Uncovering Moon’s Secrets (1994)
7. Time Great Discoveries – An Amazing Journey through Space & Time – Man on the Moon – Science or Show ? (2001)
8. India Abroad Magazine : “Pie in the Sky” By Supriya Kurane [Nov 21, 2008]
9. Time Magazine : “Back to the Moon” By Jeffrey Kluger & Houstan [Nov 24, 2008]
10.. http://en.wikipedia.org/wiki/Orion_(spacecraft) (NASA’s Orion Voyage to the Moon) [Nov 26, 2008]
11. BBC Science News – ESA Europe’s 10 Billion Euro Space Vision By Jonathan Amos
12. http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter – NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter [No 27, 2008]
13. NASA Orion Spaceship Passes Critical Review (Sep 2, 2009)

14 BBC News – Japan’s Space Freighter in Orbit By : Jonathan Amos (Sep 10, 2009)

15 Space Station Set to Welcome Japanese Visiter Thursday By : Stephen Clark (Sep 17, 2009)

16. BBC News : Station Grabs Japanese Freighter By : Jonathan Amos (Sep 17, 2009)

******************
S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] (October 2, 2009)

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! பிரபஞ்சத்தின் துவக்கம் என்ன ? முடிவு என்ன ?

Fig 1 Cosmic Expansion

(கட்டுரை: 64 பாகம் -1)

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


பிரபஞ்சம் ஒன்றில்லை !
பல்வேறு !
காலமற்ற பிரபஞ்சமே
கருவாகி
உருவாகி உள்ளது !
காலத்துக்குத் துவக்கம் இல்லை !
முறிந்த கருந்துளையால்
பிறக்கும்
சேய்ப் பிரபஞ்சம் !
மாண்ட பிரபஞ்சம் அடுத்து
மீண்டெழும் !
ஆதி அந்த மற்ற
காலத் தூரிகை போடும்
கோலம்
மூலமும் முடிவு மில்லாப்
பிரபஞ்சம் !
பிரபஞ்சம் முறிந்து புதிதாய்ப்
பிறக்கும் !
உதித்த பிரபஞ்சம்
உப்பி விரிந்து வெப்ப இழப்பில்
சப்பிப் போகும் !
பிரபஞ்சம்
புத்துயிர் பெறக் கருந்துளைக்கு
வித்துள்ளது !
உயிரினங்கள் தோன்றி
மடிவது போல்
முடிவடையும் பிரபஞ்சம் !
புரிந்தும் புரியாய வேதமாய்ப்
புதிருக்குள் புதிராகும்
அதிசயப் பிரபஞ்சம் !

Fig 1A What Powered the Big Bang

“வெறுமையிலிருந்து எதுவுமே உருவாக முடியாது.”

லுகிரிடியஸ் ரோமானிய வேதாந்தி (Lucretius) கி.மு. (99-55)

“நமது பிரபஞ்சம் பத்து பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு மெய்யாகவே வெறுமையிலிருந்து தோன்றியதாக நான் அனுமானம் செய்கிறேன் ! . . . . ஏன் அவ்விதம் நிகழ்ந்தது என்னும் கேள்விக்கு எனது தாழ்மையான முன்னறிவிப்பு இதுதான் : எப்போதாவது ஒரு யுகத்தில் அப்படி நேரும் தோற்றங்களில், நமது பிரபஞ்சமும் ஒன்று என்பது !”

எட்வேர்டு டிரையன், பௌதிகப் பேராசிரியர் நியூயார்க் பல்கலைக் கழகம் (1975)

“நமது பிரபஞ்சம் பெரும் பாய்ச்சலில் (Big Bounce) உதித்ததே தவிரப் பெரு வெடிப்பில் (Big Bang) தோன்றவில்லை !  அதாவது முதலில் குவாண்டம் ஈர்ப்பாற்றல் நிகழ்த்திய விந்தை விளைவுகளால் உள் வெடிப்பு தூண்டிப் புற வெடிப்பில் (An Implosion Triggering an Explosion) உண்டானது.”

மார்டின் போஜோவால்டு,  (Martin Bojowald, Asst Professor of Physics, Penn. State, USA) (Authour of Big Bounce Theory) (July 2007)

Fig 1B Composion Cosmos Details

“பெரு வெடிப்பு நியதியில் உள்ள இடைவெளித் துளைகளை அகிலத்தின் உப்புதல் கொள்கை (Cosmic Inflation Concept) அடைத்து நமது பிரபஞ்சத்தைப் பலவற்றுள் ஒன்றாக மாற்றி விட்டது.  மேலும் விஞ்ஞானிகளுக்கு உப்புதல் கொள்கை பல்வேறு பிரபஞ்சங்களைப் (Multiverse) பற்றி உரையாட மன உறுதி தந்துள்ளது.  அதாவது பிரபஞ்சத்தில் பிரபஞ்சங்கள் (A Universe of the Universes) இருப்பது”

ஆடம் ஃபிராங்க் (Astronomy Magazine Editor, Physicist)

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 விடுவதில்லை !

ஸெனேகா (முதல் நூற்றாண்டு ஞானி)

Fig 1C Before the Big Bang Explosion

புரிந்தும் புரியாத புதிருக்குள் புதிரான பிரபஞ்சம் !

பிரபஞ்சம் எப்படித் தோன்றியது, எப்போது தோன்றியது, எதனால் தோன்றியது என்னும் வினாக்கள் பல்லாண்டுகளாய் விஞ்ஞானிகளுக்குச் சவாலாய் இருந்து வருகின்றன !  யானையைப் பார்த்த குருடராய் விஞ்ஞானிகள் தடுமாறி ஒவ்வோர் அங்கத்தை வெவ்வேறு விதமாய் விளக்கி குழப்பத்தையும் மயக்கத்தையும் உண்டாக்கி வருகிறார்.  இதுவரைப் பெரும்பான்மையினர் ஒப்புக் கொண்ட பிரபஞ்சப் “பெரு வெடிப்பு நியதியும்” (Bib Bang Theory) அத்திவாரத்தில் ஆட ஆரம்பித்துள்ளது !  பெருவெடிப்பு நியதியை வேத நெறியாக ஏற்றுக் கொள்ளாது பல்வேறு புதிய கோட்பாடுகள் முளைவிட்டுக் கிளைவிட்டுள்ளன.  பூமியில் விழுந்த பூர்வீக விண்கற்களின் கதிரியக்க எச்சங்களின் அரை ஆயுளை (Radioactive Half Life of Decay Elements) ஆராய்ந்து விஞ்ஞானிகள் இப்போதுள்ள பிரபஞ்சம் 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் தோன்றியது என்று கணித்துள்ளார். அந்தக் கணித எண்ணிக்கையில் ஐயப்பாடு எதுவும் இல்லை.  பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பில் தோன்றியது என்று கூறினால் பெரு வெடிப்புக்கு முன்னால் விண்ணில் என்ன இருந்தது என்னும் வினா எழுகிறது !  வரையறை யில்லா அசுரத் திணிவுள்ள கடுகுப் பிண்டம் (Minute Matter of Infinite Density) ஒன்று வெடித்துப் பிரபஞ்சம் உண்டானது என்று அனுமானிக்கும் போது அந்தப் புதிரான பிண்டம் எந்த பௌதிக விதியையும் பின்பற்றுவதில்லை.  வரையறை யில்லா அத்தகைய திணிவுப் பிண்டத்தைச் சில விஞ்ஞானிகளால் கற்பனை செய்ய முடியவில்லை !  ஐயப்பாடு எழுப்பும் பெரு வெடிப்பு நியதிக்குப் பதிலாக இப்போது வேறு சில புதுக் கோட்பாடுகள் வெளிவந்துள்ளன !

Fig 1D Beginning to Now

நூறாண்டுகளுக்கு முன் அறியப்பட்ட பிரபஞ்சம் மிக்க எளியது. நீடிப்பது நிலையானது.  ஒற்றைக் காலாக்ஸி (நமது பால்வீதி) கொண்டு கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒரு சில மில்லியன் விண்மீன்களை உடைய ஒரு பிரபஞ்சம் !  21 ஆம் நூற்றாண்டில் விண்ணோக்கிகள் மூலம் காணப்படும் பிரபஞ்சம் பிரமிக்க வைப்பது !  கோடான கோடி காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகள், பல கோடி பில்லியன் விண்மீன்கள் உலாவிடும் பிரபஞ்சம் !  நூற்றுக்கு மேற்பட்ட மூலக அணுக்களும், புரோட்டன், நியூட்ரான், எலெக்டிரான் போன்ற பரமாணுக்களும், அவற்றைப் பிணைத்த குவார்க்குகள், லெப்டான்கள் (Quarks & Leptons) போன்ற நுன்ணிய அடிப்படைத் துகள்களும் உடையது.  விண்ணோக்கிக் கருவிகளுக்குப் புலப்படும் பிரபஞ்சப் பகுதியில் சுமார் 100 பில்லியன் காலாக்ஸிகளும், அவை ஒவ்வொன்றிலும் சுமார் 100 பில்லியன் விண்மீன்களும் எண்ணற்ற அண்டக் கோள்களும் இருப்பதாகக் கணிக்கப் படுகிறது.

Fig 1E Big Bang Funnel

காலாஸிகளை விண்மீன்களின் தோரணங்களோடு ஓர் ஒழுங்கு அமைப்பில் அடைத்து வைத்திருப்பது அவற்றின் மையத்தில் உள்ள புதிரான அசுரக் கருந்துளையின் (Black Hole) ஈர்ப்பியல் விசையே !  காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளை விரைவாக விரட்டிப் பிரபஞ்சத்தை விரியச் செய்வது மாயமான கருஞ்சக்தி (Dark Energy) !  கருஞ்சக்தி கவரும் ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிரான ஒரு விலக்கு விசை !  இந்த விலக்கு விசைதான் ஒளிமந்தைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி முறிந்து போகாதவாறு அவற்றைத் தனியாகக் கடத்திச் செல்கிறது !

பிரபஞ்சம் ஒன்றில்லை பல்வேறு !

2006 ஆம் ஆண்டில் வாடர்லூ பல்கலைக் கழகத்தின் அமெரிக்க விஞ்ஞானி லீ ஸ்மோலின் (Lee Smolin) “கருவிருத்திப் பிரபஞ்ச நியதி” (Fecund Universes Theory) என்னும் தன் நூல் ஒன்றில் கூறுவது இதுதான் :  அந்த நியதி பிரபஞ்சப் பிறப்புகளின் இயற்கைத் தேர்வுக்குப் பயன்படுகிறது.  கருந்துளைகள் முறிந்து புதிய பிரபஞ்சங்கள் உருவாகும் என்று குறிப்பிடுகிறார்.  சேய்ப் பிரபஞ்சம் தாய்ப் பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை நிலைப்புப் பண்பாடுகளைச் சில மாறுபாட்டுடன் பெற்றிருக்கும் !  சேய்ப் பிரபஞ்சம் மூலப் பிரபஞ்சத்தின் பண்பாடுடன் அதன் வாரிசாக இருக்கும்.  வாரிசாக இல்லாத தோல்விக் குணப்பாடுள்ள பிரபஞ்சங்கள் சிசு உருவாக்குவதற்கு முன்பே “வெப்ப மரணத்தை” (Heat Death due to High Entropy) எய்து விடும். !  லீ ஸ்மோலின் உயிரியல் விஞ்ஞானத்தைப் (Biology) பின்பற்றித் தனது கருவிருத்திப் பிரபஞ்ச நியதியை விளக்குகிறார்.  அந்த நியதி ‘அகிலவியல் இயற்கைத் தேர்வு’ (Cosmological Natural Selection) என்றும் குறிப்பிடப் படுகிறது.

Fig 1F The Future of the Universe

லீ ஸ்மோலின் ஒவ்வொரு பிரபஞ்சத்திலும் எத்தனை கருந்துளைகள் உள்ளனவோ அத்தனையும் முறிந்து அவை சேய்ப் பிரபஞ்சங்களாய்ப் பிறக்கும் என்று கூறுகிறார்.  ஆதலால் கருவிருத்திப் பிரபஞ்ச நியதி சார்லஸ் டார்வின் விளக்கிய பரிணாம வளர்ச்சி விதியை ஒட்டி இருப்பதாகத் தெரி,கிறது.  லீ ஸ்மோலின் நியதியைத் திறனாய்வு செய்த ஜோ ஸில்க் (Joe Silk) என்பவர் சுட்டிக் காட்டுவது :  “நமது பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள் உற்பத்தி செய்யும் தகுதி நான்கு அடுக்கு (Four Orders of Magnitude) குன்றியுள்ளது.”  சிற்றாயுள் பிரபஞ்சங்கள் (Short-lived Universes) பெருத்துப் போய் நீளாயுள் பிரபஞ்சங்களை (Long-lived Universes) ஆளுமை செய்யக் கூடுமாதலால், பரிணாம இயக்கத்தை (Evolutionary Dynamics) உண்டு பண்ண ‘பற்பல பிரபஞ்ச காலத்’ (Multiversal Time) தொடர்வைத் திணிக்கக் கூடாது என்று வேறொரு விஞ்ஞானி அதையும் எதிர்க்கிறார்.

Fig 1F The inflation Tgeory

2009 ஆம் ஆண்டில் வெளியிட்ட கட்டுரையில் லீ ஸ்மோலின் தனது முந்தைய கருத்தை நிராகரித்து வேறொரு புதிய கொள்கையை அறிவித்தார். “ஒரே ஒரு பிரபஞ்சம்தான் உள்ளது.  அதனை வடிவளவில் ஒத்துள்ள வேறெந்தப் பிரபஞ்சங்களும் கிடையா !  ஒன்றுக்கு ஒன்று இணையாகப் பல்வேறு பிரபஞ்சங்களும் (Multiverse) இருப்பவையல்ல !  மேலும் ஒன்றைப் போல் ஒன்றுள்ள பிரபஞ்சமும் ஒன்றுக்குள் ஒன்று அடங்கியுள்ள பிரபஞ்சமும் இல்லவே இல்லை.

பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்னால் நேர்ந்தது என்ன ?

பென்சில்வேனியா மாநிலப் பல்கலைக் கழகத்தின் பௌதிகத் துணைப் பேராசியர் மார்டின் போஜோவால்டு ஒரு புதிய கணித மாடலைப் படைத்து “முடிச்சுத் துகளியல் ஈர்ப்புக் கோட்பாடு” (Loop Quantum Gravity Theory) ஒன்றில் ஆழ்ந்து சிந்தனை செய்தார்.  அது ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதியையும் துகளியல் யந்திரவியலையும் (Relativity Theory & Quantum Mechanics) இணைத்தது.  அந்தக் கணிதச் சமன்பாட்டில் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலம் (Time T=0) என்று நிரப்பினால் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றக் கொள்ளளவு பூஜியமில்லை என்பது தெரிய வந்தது.  மேலும் அடர்த்தி முடிவில்லாமை அல்ல (Density of the Universe is NOT Infinite) என்றும் தெளிவானது.  அதாவது அவரது புதிய கணித மாடல் பிரபஞ்சத்தின் தோற்ற கால நிலையை ஆராய உதவியது.

Fig 1G The Doppler Shiftமுன்பே இருந்த முடிச்சுத் துகளியல் கோட்பாட்டைப் புதிய கணித மொழியில் போஜோவால்டு எளிதாக்கினார்.  ஆனால் அவர் பயன்படுத்திய கணிதச் சமன்பாட்டு விதத்தில் ஒரு மகத்தான நிகழ்ச்சி பிரமிப்பை உண்டாக்கியது.  அதாவது தற்போதுள்ள நமது பிரபஞ்சத்துக்கும் முன்பாக வேறொரு பிரபஞ்சம் இருந்திருக்கிறது என்பதைக் காட்டியுள்ளது.  இது சற்று சிக்கலான சிந்தனைதான்.  ஏனெனில் பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில் கால வெளி அந்தக் கணத்தில் தோன்றின என்பது அறியப் படுகிறது.  போஜோவால்டு கணிப்பு மெய்யானால் அது இதற்கு முந்தி இருந்த ஒரு பிரபஞ்சத்தை எடுத்துக் காட்டுகிறது.  அது எங்கோ ஒரு மூலையில் ஒளிந்து கொண்டுள்ளது.  ஆனால் அது சிறுத்துக் குறுகிப் போய் பேரசுரத் திணிவில், பேரளவு உஷ்ணத்தில் மிகக் மிகக் குள்ளி காலவெளிக் கடுகாய்க் (Ultra-dense, Ultra-Hot & Ultra-Small Ball of Space Time) கிடக்கிறது !  ஏதோ ஓர் கட்டத்தில் எப்படியோ அந்த உஷ்ணத் திணிவுக் கடுகைத் “துகளியல் ஈர்ப்பாற்றல்” (Quantum Gravity) இழுத்துச் சுருக்கி வைத்துக் கொண்டது.

Fig 1H Holographic Universeஇதை வேறு விதக் கண்ணோட்டத்தில் பிரபஞ்ச விளைவுகளைப் படிப்படியாகப் பின்னோக்கிப் பார்த்துக் கால மணி பூஜியத்துக்கு (Time T=0) நெருங்கினால் போஜோவால்டு கணித்த முந்தைய பிரபஞ்சத்தின் காணாத தோற்றம் தெரிகிறது.  போஜோவால்டு அந்த பூஜிய காலமணி நிகழ்ச்சியை “பெரும் பாய்ச்சல்” (Big Bounce) என்று குறிப்பிடுகிறார்.  அதாவது முந்தைய பிரபஞ்சம் அந்தப் பூஜிய கால மணியில் சீர்குலைந்து மறுபடியும் ஒரு புது முகப் பிரபஞ்சமாக, நமது பிரபஞ்சமாகக் குதித்தது என்று போஜோவால்டு கூறுகிறார்.  அவரது கணிசச் சமன்பாடுகளில் பூர்வீகப் பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் எத்தனை பெரியது என்பதைக் கணக்கிட முடியவில்லை.  ஆகவே போஜோவால்டு கோட்பாட்டில் அத்தகைய “உறுதியில்லா ஊகிப்புகள்” (Uncertain Speculations) இருப்பதை நாம் உணர்ந்து கொள்ள வேண்டும்.

Fig 2 Hubble's Long Sight

நான்கு வகுப்பு வடிவ நிலைகளில் பிரபஞ்ச அமைப்புகள்

“பல்லரங்கப் பிரபஞ்சம்” அல்லது “மேல்நிலைப் பிரபஞ்சம்” (Multiverse, Multi-Domain Universes or Meta-Universe) என்பது நிகழக் கூடிய பல்வேறு இணைப் பிரபஞ்சங்கள் பற்றிய ஓர் சித்தாந்தப் பௌதிகக் கோட்பாடு (Hypothesis of Possible Multiple Universes).  அதனுள் நாம் வாழும் பிரபஞ்சமும் அடங்கும்.  அது ஒரு பௌதிக விஞ்ஞான மெய்ப்பாடுதான் !  பற்பல பிரபஞ்சங்களின் கட்டமைப்புகள் (Structures of the Multiverse), ஒவ்வொரு பிரபஞ்சத்தின் இயல்பான பண்பாடு (The Nature of Each Universe), பல்வேறு பிரபஞ்ச உட்பண்டங்களின் உறவுப்பாடு (The Relationship between the Constituent Universes), ஆகியவை குறிப்பிட்ட பிரபஞ்சத்தின் சித்தாந்த பௌதிகக் கோட்பாடைச் சார்தவை.  “Multiverse” என்னும் சொல்லை ஆக்கியவர் அமெரிக்க வேதாந்தி வில்லியம் ஜேம்ஸ் (1848-1910).  அவற்றை (Alternate Universes, parallel Universes, Quantum Universes, Parallel Worlds, Alternate Realities & Alternate Timelines) என்றெல்லாம் குறிப்பிடுகிறார்கள்.

Fig 6 Dr Edwin Hubble's Telescope

பல்லரங்க பிரபஞ்சங்கள் வகுப்பு -1, வகுப்பு -2, வகுப்பு -3 & வகுப்பு -4 (Level I, Level II, Level III & Level IV) என்று நான்கு வகுப்புகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன.  இந்தப் வகுப்பு முறைகளை ஆக்கியவர் மூவர் :  1. ஜியார்ஜ் எல்லிஸ் (George Ellis).  2. யு. கெர்ச்செனர் (U. Kirchner) & 3. டபிள்யு. ஆர். ஸ்டோஜர் (W.R. Stoeger).  அப்பிரிவு முறைகளுக்கு “டெக்மார்க் வகுப்பியல்” (Tegmark Classification) என்பது பெயர்.

1.  பல்லரங்க பிரபஞ்சங்கள் (Multi-Domain Universes)

வகுப்பு : 1 (திறந்த வெளிப் பிரபஞ்சம்)

யுகங்கள் கடந்த பிரபஞ்சத்தின் எல்லையிலா அகிலவெளி வீக்கம் பற்றி ஒரு பூர்வீக முன்னறிவிப்புச் சித்தாந்தம் இது.  அதனில் ஆதிகால நிபந்தனைகள் எடுக்கப்பட்டு ஹப்பிள் தொலைநோக்கி காணமுடிந்த கொள்ளளவுகள் இருக்க வேண்டும்.

(Level : 1 A Generic Prediction of Cosmic Inflation is an infinite Ergodic Universe which, being infinite, must contain Hubble Volumes, realizing all initial conditions)

2.  வேறுபட்ட பௌதிக நிலைத்துவம் கொண்ட பிரபஞ்சங்கள் (Universes with Different Physical Constants)

வகுப்பு : 2 (ஆன்ரி லிண்டேயின் குமிழ் நியதி) (Andrei Linde’s Bubble Theory)

கொந்தளிக்கும் அகிலவெளி வீக்கத்தில் வெப்ப அரங்கங்கள் பரிமாணவியல், நுண்துகள் இருப்புகளுடன் வேறுபட்ட, வளப்பூட்டும் பௌதிக நிலைப்பாடுகள் அடைவது.

Fig 3 The Big Bang Expansion

(Level : 2 In Chaotic Inflation other Thermalized Regions may have different Effective Physical Constants Dimensionality & Particle Content.  Also it includes Wheeler’s Oscillating Universe Theory)

3.  பல்வேறு பிரபஞ்சங்கள் (Multiverses)

வகுப்பு : 3

நுண்துகள் யந்திரவியலை விளக்கும் போது சமத் தோற்றம் கொண்ட ஆனால் மாறுப்பட்ட தன்மையுள்ள பல்வேறு பிரபஞ்சங்களைப் பற்றிக் கூறுகிறது.  2007 செப்டம்பரில் டேவிட் டாய்ட்ஸ்ட் (David Deutsch) பல்வேறு உலகங்களைப் பற்றி விளக்கமும் நிரூபணமும் அளித்தார்

(Level : III An Interpretation of Quantum Mechanics that proposes of Multiple Universes which are identical but exist in possibly different States)

4.  முடிவான முழுத்தோற்றப் பிரபஞ்சங்கள் (Ensemble Theory of Tegmark – Ultimate Ensemble)

வகுப்பு : 4 மற்ற கணித அரங்குகள் வெவ்வேறு அடிப்படைப் பௌதிகச் சமன்பாடுகளை உண்டாக்குகின்றன.

(Level : IV Other Mathematical Structures give different fundamental Equations of Physics)

Fig 4 Universe Expansion Models

காலமற்ற ஒரு பிரபஞ்சம் (A Timeless Universe) !

அகிலத் தோற்றத்தைப் பற்றிய புதுக் கோட்பாடுகள் நமது பிரபஞ்சத்தைப் பல்வேறு பிரபஞ்சங்களில் ஒன்றாக இருக்கலாம் என்று கூறுகின்றன !  மேலும் “காலம்” என்று ஒன்றில்லை என்னும் புதியதோர் கருத்தும் விஞ்ஞானிகளிடையே தற்போது உலவி வருகிறது.  அமெரிக்க விஞ்ஞானி லீ ஸ்மோலின் (Lee Smolin) ‘காலமற்ற பற்பலப் பிரபஞ்சக்’ (Timeless Mulitiverse) கருத்தை எதிர்க்கிறார் !  மற்ற பிரபஞ்சங்களில் ஒன்றான காலமற்ற நமது பிரபஞ்சத்தில் ‘பௌதிக விதிகள்’ (Laws of Physics) வெவ்வேறாக இருக்கும் என்று கருதப் படுகிறது.

மூன்று புது விதப் பிரபஞ்சங்கள் இருக்கலாம் என்று சில விஞ்ஞானிகள் எண்ணுகிறார்.  முதலாவது ஒரே ஒரு பிரபஞ்சம் உள்ளது என்பது.  பற்பல பிரபஞ்சங்கள் உள்ளன என்று காட்டுவது விஞ்ஞானப் புனைகதைகளே ! இரண்டாவது : காலம் என்பது மெய்யானது (Time is Real) மேலும் உணரப் படுவது (Time Exists) !  காலமற்ற பிரபஞ்சம் (Timeless Universe) உள்ளது என்பது தர்க்கத்துக்கு உரியது.  மூன்றாவது : முந்தைய பிரபஞ்சம் முறிந்து மீளும் சேய்ப் பிரபஞ்சம்.

Fig 5 What Occurred During the Big Bang

(தொடரும்)

+++++++++++

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines.  Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Big Bang Happen ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition -Exploring the Early Universe By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40801101&format=html (பிரபஞ்சம் ஒன்றா ? பலவா ?)
21 https://jayabarathan.wordpress.com/2009/01/09/katturai49/ (பெரு வெடிப்புக்கு முன் பிரபஞ்சத்தில் நேர்ந்தது என்ன ?)
22 Big Bang Theory – The Premise
23 Dark Energy – Universe Expansion Discovered.
24 The Ultimate Fate of the Universe (Wikipedea)  (Sep 9, 2009)
25 Time May not Have a Beginning & it might not Exist at all -Three Theories That Might Blow up the Big Bang Theory [March 25, 2008]
25 Expanding Universe, Multiverse & Timeless Universe (June 2, 2009)
26 The Question of the Beginning & the End of the Universe (June, 2006)
27 Scientific American – Origin of the Universe (September 2009)
28 Daily Galaxy : Will the Laws of Physics Extend Beyond our Universe (August 29, 2009)
29 Wikipedia -The Life of Cosmos & The Trouble with Physics By: Lee Smolin (September 4, 2009)

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

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (September 10, 2009)

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! புதிரான ஈர்ப்பு விசையும், புலப்படாத கருந்துளையும் !

Fig 1B Black Hole Sucking a Star

(கட்டுரை: 63)

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

சூரிய மண்டலத்தின்
சூழ்வெளிக் காலப் பின்னலில்
பம்பரங்கள்
சுற்றிவரும் விந்தை யென்ன ?
நீள் வட்ட வீதியில்
அண்டங்கள் தொழுதுவரும்
ஊழ்விதி என்ன ?
கோள்கள் அனைத்தும்
ஒருதிசை நோக்கி
ஒழுங்காய்ச் சுழல்வ தென்ன ?
ஒரே மட்டத்தில் அண்டக் கோள்கள்
பரிதி இடுப்பில்
கரகம் ஆடுவ தென்ன ?
யுரேனஸ் அச்சாணி செங்குத்தாய்
சரிந்து போன தென்ன ?
பரிதி மண்ட லத்தில்
புதன் கோள் மட்டும்
மாலை சுற்றும் ஈசலாய்க்
கோலமிடும் காட்சி என்ன ?
சனிக்கோள் ஆயிரம் ஆயிரம்
ஒளி வளையல்களைத்
தனித்துவமாய் அணிந்த தென்ன ?
தன்னச்சில் சுற்றாது
வெண்ணிலா
முன்னழகைக் காட்டிப்
பின்னழகை
மறைப்ப தென்ன ?
ஒளிச்சுருள் மந்தைகளை
ஒருங்கே கவர்ந்து கொள்ளும்
பிரபஞ்சச் சக்தி
ஈர்ப்பியல் சக்தி ! காலாக்ஸிகளை
விரைந்து செல்ல வைப்பது
எதிரான
விலக்கு விசை !

Fig 1 Anatomy of a Black Hole

பிரபஞ்சத்திலே கண்ணில் புலப்படாத கருந்துளைகள் அகிலத்தில் புதிரான விசித்திரங்கள் !  ஆயினும் கருந்துளைகள்தான் பிரபஞ்சத்தின் உப்பிய வடிவில் 90% பங்குப் பிண்டமாக நிரம்பியுள்ளன !  எளிதாகச் சொன்னால், ஒளிவீசும் விண்மீன் எரிசக்தி முழுவதும் தீர்ந்துபோய் திணிவுப் பெருக்கால் எழும் பேரளவு ஈர்ப்பாற்றலில் சிதைந்து “ஒற்றை முடத்துவ” (Singularity) நிலை ஆவது.  அப்போது கருந்துளையின் அழுத்தம், திணிவு கணக்களவில் முடிவில்லாமல் மிகுந்து விடுகிறது.

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

“ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதி தற்கால மானிட ஞானத்தில் உதயமான ஒரு மாபெரும் சித்தாந்தச் சாதனை.”

பெர்ட்ராண்டு ரஸ்ஸல் (1872-1970)

Fig 1C Black Hole Simulation“டாலமி [Ptolemy] ஒரு பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கினார் !  அது ஈராயிரம் ஆண்டுகள் நீடித்தன!  நியூட்டன் ஒரு பிரபஞ்சத்தைக் கண்டுபிடித்தார் ! அது இரு நூறாண்டுகள் நீடித்தன ! இப்போது டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன் ஒரு புதிய பிரபஞ்சத்தைக் கண்டுபிடித்திருக்கிறார் ! எத்தனை ஆண்டுகளுக்கு அது நீடிக்கும் என்பது யாருக்கும் தெரியாது !”

ஜார்ஜ் பெர்னாட் ஷா (1856-1950)

“எனது ஒப்பியல் நியதி மெய்யென்று நிரூபிக்கப் பட்டால், ஜெர்மெனி என்னை ஜெர்மானியன் என்று பாராட்டும்.  பிரான்ஸ் என்னை உலகப் பிரமுகன் என்று போற்றி முழக்கும்.  எனது நியதி  பிழையானது என்று நிரூபணமானால், பிரான்ஸ் என்னை ஜெர்மானியன் என்று ஏசும் ! ஜெர்மெனி என்னை யூதன் என்று எள்ளி நகையாடும் !”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

Fig 1A Black Hole Edgeகருந்துளைகள் முதன்முதல் கண்டுபிடிப்பு

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 விழுங்கிவிடும்.

Fig 1B The Giant Black Hole

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 நிறையுடைய அவ்வித விண்மீன் ஒன்று வெடிக்கும் போது அது ஓர் சூப்பர்நோவாக (Supernova) மாறுகிறது !  ஆனால் வெடித்த விண்மீனின் உட்கரு ஒரு நியூட்ரான் விண்மீனாகவோ (Neutron Star) அல்லது திணிவு நிறை பெருத்திருந்தால் கருந்துளையாகவோ பின்தங்கி விடுகிறது.

Fig 1D What is a Black Hole

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

கருந்துளை என்பது என்ன ?

ஒரு கருந்துளை என்பது அதன் ஈர்ப்பியல் ஆற்றலைத் தாண்டும் ‘விடுதலை வேகத்துக்கு’ (Escape Velocity) ஒப்பாகப் பெருத்துக் கதிர்வீசும் ஒரு மாயப் பிண்டச் சேமிப்பு (Huge Invisible Mass).  சில விஞ்ஞானிகள் அதைக் ‘கருஞ்சக்தி விண்மீண்’ அல்லது ‘மாய விண்மீன்’ (Dark Energy Star OR Invisible Star) என்று அழைக்கிறார்.  உதாரணமாக பூமியின் நிறைக்கேற்ப அதன் விடுதலை வேகம் : 11 கி.மீ./வினாடி (சுமார் 40,000 km/hour) (24000 mph) என்று கணக்கிடப் படுகிறது.  அதாவது 11 கி.மீ./வினாடி வேகத்தில் செல்லும் ஒரு ராக்கெட் பூமியின் ஈர்ப்பு சக்தியைத் தாண்டிச் செல்லும்.  அதாவது ஓர் அண்டத்தின் விடுதலை வேகம் அதன் திணிவு அடர்த்தியைச் (Compactness or Mass to Radius Ratio) சார்ந்தது.  ஒரு கருந்துளையின் திணிவு அடர்த்தி (ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்திற்குள்) ஒளிவேகம் கொண்ட துகள் கூட தாண்டிச் செல்ல முடியாதவாறு அசுர அளவில் மிகையானது !  அதாவது கருந்துளைகளின் ஈர்ப்பியல் சக்தியும் பேரளவு பெருத்தது !

Fig 1E Black Hole in a Binary Sysyem

எத்தனை வகையான கருந்துளைகள் உள்ளன ?

விண்வெளியில் வடிவத்தைச் சார்ந்து மூன்று விதமான கருந்துளைகள் உள்ளன என்று விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகிறார் :  1. தாரகைக் கருந்துளைகள் (Stellar Black Holes), 2. பெருத்த கருந்துளைகள் (காலக்ஸி கருந்துளைகள்) (Supermassive Black Holes), 3. சிறுத்த கருந்துளைகள் (Miniature Black Holes) என்று மூவகைக் கருந்துளைகள் இருப்பதாக இதுவரை அறியப்பட்டுள்ளது.  அவை வெவ்வேறு முறைகளில் தோன்றியவை.

தாரகைக் கருந்துளைகள் :
நிறை கனத்தத் தாரகைகளே கருந்துளையாக மாறத் தகுதியுடையவை.  நாலரை பில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்து நமது பரிதியும் அணுக்கரு எரிசக்தி இழந்து ஆயுள் முடிந்து மரணம் அடையும்.  இம்மாதிரி விண்மீன்கள் இறுதியில் ஒளிவீசா வெண்குள்ளியாக (White Dwarf) மாறிவிடும் !  நமது பரிதியைப் போல் 20 மடங்கு நிறையுள்ள விண்மீன்கள் ஆயுள் முடிவில் கருந்துளையாகத் தோன்றிவிடலாம்.  நிறை கனத்த விண்மீன்களின் எரிசக்தி வற்றிய பிறகு தமது நிறைப் பளுவை அவை நீடிக்க முடியாது சிதைந்து போய் விடுகின்றன.  நிறைக்கு ஏற்றவாறு சில விண்மீன்கள் சிதைவு அடையாமல் நியூட்ரான் விண்மீனாக மாறிவிடலாம்.  அல்லது சிதைந்து கொண்டே போய் முடிவில் ஒரு கருந்துளையாக ஆகலாம்.  இத்தகைய விதிக்கு உட்படும் நிறை வரையறை 2.5 மடங்கு பரிதி நிறை என்று அறியப்படுகிறது.

Fig 1F Properties of Black Holes

காலக்ஸி கருந்துளைகள் : பெரும்பான்மையான காலக்ஸிகளின் மையத்தில் இருப்பவை பெருத்த கருந்துளை பரம்பரையைச் சேர்ந்தவை.  நமது பால்வீதி காலக்ஸியின் நடுவிலும் ஒரு பெரும் கருந்துளை உள்ளது.  காலக்ஸிகளின் மையத்தில் உள்ள தாரகைக் கூட்டங்கள் மிகையானவை.  இரு தாரகைகளுக்கு உள்ள இடைத்தூரம் மிகப் பெரியது.  இவையே பின்னால் பெருத்த ஒரு கருந்துளையாக மாறுகின்றன.  காலக்ஸி மையத்தில் உள்ள ஏராளமான விண்மீன்கள் நிகழ்ச்சித் தொடுவானைச் சுற்றிவந்து கருந்துளை யால் உறிஞ்சப்பட்டு நிறை இன்னும் மிகையாகிறது. கருந்துளையின் ‘ஆப்பம்’ போன்ற தட்டுக்குச் (Accretion Disk of the Black Hole) செங்குத்தாகச் சில சமயங்களில் இரண்டு வாயுக் கதிர்க் கணைகள் (Two Jets of Hot Gas) எழுந்திடும்.  அவற்றின் நீளம் மில்லியன் கணக்கான ஒளியாண்டு தூரங்கள் (Light Years) !  ஹப்பிள் தொலைநோக்கி மூலம் கண்ட காலக்ஸிக் காட்சிகள் பெருத்த நிறைக் கருந்துளைகள் (Supermassive Black Holes) இருப்பதற்குச் சிறந்த சான்றுகளாக இருக்கின்றன.  யேல் பல்கலைக் கழகத்தின் (Yale University, USA) வானியல் பேராசிரியை டாக்டர் பிரியா நடராஜன் பெருத்த நிறைக் கருந்துளையின் உச்ச வரம்பு 10 பில்லியன் பரிதிகள் நிறை என்று கூறியிருக்கிறார்.

Fig 1G How Black Holes Form

சிறுத்த கருந்துளைகள் : சிறுத்த கருந்துளைகள் எப்படித் தோன்றின என்னும் கோட்பாடு இன்னும் தெளிவாக எழுதப்படவில்லை.  பல்வேறு சிந்தனை முறைகள் சிபாரிசு செய்யப் பட்டுள்ளன.  அவற்றின் அடிப்படை யாவும் 15 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் நேர்ந்த பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு தோன்றியவை என்னும் கருத்தில் நிலவி வருகிறது. பிள்ளைப் பிரபஞ்சத்தில் சிற்சில பிண்டங்கள் மிக விரைவாக விரிந்து, மெதுவாக நகரும் பிண்டங்களைச் சுருக்கி மிகச்சிறு கருந்துளைகளாக மாற்றி இருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார்.  சில விஞ்ஞானிகள் கருந்துளைகள் அவற்றின் நிறையளவைப் பொருத்து ஆவியாகி வெடித்து விடலாம் (Evaporate & Explode) என்று யூகிக்கிறார்.  மிகச்சிறு கருந்துளைகள் மட்டும் பிரபஞ்சத்தின் ஆயுள் முடிவதற்குள் ஆவியாகக் கூடும் என்று கருதப்படுகிறது.  பிரபஞ்ச பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு தோன்றிய மிகச்சிறு கருந்துளைகள் ஆவியாக மாறி வெப்பச்சக்தி இழக்க வேண்டுமானால் (Black Hole Entropy) அவற்றின் நிறை 10^15 கிராம் அளவாக (2 டிரில்லியன் பவுண்டு) இருக்க வேண்டும் என்று கணிக்கப் பட்டுள்ளது !  ஆனால் புதிரான மிகச்சிறு கருந்துளைகளை இதுவரை விண்ணோக்கிகள் மூலம் யாரும் கண்டதாகத் தெரியவில்லை !

விண்மீன் கருந்துளைகள் எப்படி உண்டாகின்றன ?

மரணம் அடையும் சில விண்மீன்கள் ஒருவிதப் பொதுக் கருந்துளைகளை உண்டாக்கும்.  நமது பரிதியைப் போல் 20 மடங்கு நிறையுள்ள ஒரு விண்மீன் தன் ஆயுள் முடிவில் ஒரு கருந்துளையை உண்டாக்கலாம்.  ஒரு விண்மீனின் சாதாரண வாழ்வில் அதன் ஈர்ப்பியல் இழுப்புக்கும், உள்ளழுத்த விலக்குக்கும் (Gravitational Pulling & Pressure Pushing) எப்போதும் “இழுப்பு-விலக்குப் போர்” (Tug of War) நிகழ்ந்து வருகிறது !  விண்மீனின் எரிவாயு எரிந்து அணுக்கரு இயக்கச் சக்தி (Nuclear Reaction) தொடர்ந்து உள்ளழுத்த விலக்கு விசையை அளித்து வருகிறது.  விண்மீனின் நீண்ட வாழ்வு பூராவும் பெரும்பான்மையாக ஈர்ப்பியலும், அழுத்தமும் ஒன்றை ஒன்று சமப்படுத்தி வந்துள்ளன !  ஆயுள் முடியும் போது விண்மீனில் ஹைடிரஜன் வாயு தீர்ந்து ஈர்ப்பியல் சக்தியின் வல்லமை ஓங்கி அதன் உட்கரு மேலும் சுருங்க ஆரம்பிக்கிறது !  அதாவது விண்மீனின் வடிவம் சுருங்கி திணிவு (Density) அடர்த்தியாகி தன் நிறையாலே சிதைவடைகிறது.  மிகையான நிறையுள்ள விண்மீன் பேரளவு உட்கருச் சுருக்கம் பெறுகிறது.

Fig 1K Black Holes at the Centre of Galaxies

சிறிய விண்மீன்களில் எரிசக்தி சீக்கிரம் தீர்ந்து போய் எலெக்டிரான்களின் விலக்கு விசை விண்மீன் சுருக்கத்தை முடிவில் நிறுத்துகிறது.  மரண நிலை அடையும் இச்சிறு விண்மீன் ‘வெண்குள்ளி’ (White Dwarf) என்று குறிப்பிடப்படுகிறது.  அதே சமயத்தில் பெருநிறை கொண்ட விண்மீன் தன் எரிசக்தி முழுவதையும் இழக்கும் போது “சூப்பர்நோவா” (Supernova) வெடிப்பாக நிகழ்கிறது.  அப்போது விண்மீனின் வெளிப்புறத்துப் பகுதியில் விண்வெளியில் எறியப்பட்டு உட்கரு சுருங்கிச் சிதைகிறது !  விண்மீனின் வடிவம் ஒரு புள்ளியாகி திணிவு கணிக்க இயலாத “முடிவின்மை அடர்த்தி” (Infinite Density) ஆகிறது ! அந்தப் புள்ளி நிலை “ஒற்றை முடத்துவம்” (Point of Singularity) என்று குறிப்பிடப் படுகிறது.  அப்போது அதை மீறிச் செல்ல ஓர் அண்டத்துக்கு ஒளிவேகத்தையும் மிஞ்சிய வேகம் தேவைப்படுகிறது.  விடுதலை வேகம் ஒளிவேகத்தை எட்டும் இடத்துக்கும் கருந்துளைப் புள்ளிக்கும் உள்ள தூரம் “நிகழ்ச்சித் தொடுவான்” (Event Horizon) என்று அழைக்கப் படுகிறது.  நிகழ்ச்சித் தொடுவானில் ஒளியும் ஒளிவேகத்தில் புகும் எதுவும் கருந்துளையால் உடனே கவ்வி இழுத்துக் கொள்ளப்படும் !

Fig 1L Why Black Holes are Important

நியூட்டனின் பழைய ஈர்ப்பியல் விதி மாற்றமானது !

பதினேழாம் நூற்றாண்டில் ஐஸக் நியூட்டன் (1642–1727) தனது “பிரின்சிபியா மாதமாட்டிகா” (Principia Mathematica) என்னும் கணித நூலில் “ஈர்ப்பியல் விதியைப்” (Law of Gravity) பற்றி விளக்கமாக எழுதியுள்ளார்.  முன்னூறு ஆண்டுகளாக நியூட்டனின் ஈர்ப்பியல் விதி பெரும்பான்மையான வானோக்குக் காட்சிகளுக்கு ஒப்பியதாக இருந்தது.  ஆனால் அது எல்லா ஐயங்களுக்கும் விடைகூறிப் பூரணம் அடையவில்லை.  230 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு 1916 இல் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879–1955) தனது “பொது ஒப்பியல் நியதியை” (General Theory of Relativity) வெளியிட்டு நியூட்டனின் ஈர்ப்பியல் நியதியைக் “காலவெளி வளைவாக” (Space Time Curvature) மாற்றிக் காட்டினார் !  ஐன்ஸ்டைனின் நியதி “ஈர்ப்பியல் விசை” (Gravitational Force) எப்படியெல்லாம் இயங்குகிறது என்று விளக்கி தீராத பல்வேறு பிரச்சனைகளுக்கு விடைகள் கண்டுபிடித்தது.  ஆனால் ஒப்பியல் நியதியும் இப்போது எல்லா வினாக்களுக்கும் விடை கூற முடியவில்லை !  சென்ற சில பத்தாண்டுகளாக விஞ்ஞானிகள் ஈர்ப்பியல் விளைவுகளில் பற்பல புதிரான நிகழ்ச்சிகளைக் கண்டுள்ளதால் 21 ஆம் நூற்றாண்டில் ஒப்பியல் நியதியும் செப்பமிட வேண்டிய நிர்ப்பந்தம் வந்து விட்டது !

Fig 1M Black Hole & its Entropy

பரிதி மண்டலத்தில் புதிரான புதன் கோளின் சுற்றுவீதி !

19 ஆம் நூற்றாண்டின் மத்தியில் ஜான் ஜோஸ·ப் லெவெர்ரியர் (Jean Joseph LeVerrier) (1811–1877) பரிதிக்கு நெருங்கிய தீக்கோளான புதனின் நகர்ச்சி இடங்கள் வெவ்வேறாய்ப் புரியாமல் இருப்பதை நோக்கினார்.  புதன்கோள் பரிதியைச் சுற்றிவரும் நீள்வட்டப் பாதை மாறிக் கொண்டே போனது !  சூரிய¨னைச் சுற்றிவரும் மற்ற அண்டக் கோள்கள் யாவும் ஏறக்குறைய ஒரே நீள்வட்டப் பாதையைப் பல பில்லியன் ஆண்டுகளாகப் பின்பற்றி வருகின்றன.  சுற்றுவீதி வட்டமிடும் இந்த “புதன்கோள் முரண்பாடு” (Mercury Anomaly) ஏற்படக் காரணம் மற்ற அண்டக் கோள்களின் நுட்பமான ஈர்ப்பு விசைப் பாதிப்புகளே !  இரண்டு கோள்கள் உள்ள சுற்றுப் பாதைகளில் ஒரு கோள் மற்ற கோளை நீள்வட்டத்தில் சுற்றிவரும் என்று நியூட்டனின் விதிகள் முன்னறிவிக்கின்றன.  ஆனால் விஞ்ஞானிகள் அவ்விதம் மற்ற கோள்களின் ஈர்ப்பியல் கவர்ச்சிகளை எடுத்துக் கொள்ளும் போது நியூட்டனின் விதிகள் தவறாகி விடுகின்றன.  அண்டக்கோள் நீள்வட்டப் பாதையை மேற்கொண்டாலும் அந்த நீள்வட்டமும் மற்ற கோள்களின் ஈர்ப்பு விசையால் வட்ட மிடுகிறது என்று அறியும் போது விந்தையாக இருக்கிறது.

Limit to the Largest Blackhole

(தொடரும்)

+++++++++++

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines.  Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What Creates Gravitational Waves ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition -Exploring the Early Universe By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/02/02/einsteins-universe-1/ [Einstein’s Theory on Gravity -1]
21 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/02/09/einsteins-universe-2/ [Einstein’s Theory on Gravity -2]
22 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/03/21/how-gravity-works/ [How Gravity Rules the Universe]
22 (a) https://jayabarathan.wordpress.com/2009/03/06/katturai54-part-1/ [Change Gravity Theory ?]
22 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712061&format=html (Black Holes-1)
22 (c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40808282&format=html (Mighty Black Holes)
22 (d) https://jayabarathan.wordpress.com/first-indian-tamil-woman-scientist/ (Dr. Priya Natarajan Supermassive Black Hole Limit)
23 New Theory og Gravity – A Brief Introduction By : David W. Allan (March 31, 2000)
24 A New Look at Gravity By : Jerrold Thacker (2001-2002)
25 Gravity Theory Dispenses with Dark Matter By Maggie McKee (Jan 25, 2006)
26 Finding a Fourth Dimension – By : D. Keeton Professor Physics & Astronomy Duke University Source (May 24/30 2006)
27 Einstein’s Gravity – Warping Space & Lensing Star Light
28 Einstein Proved to be Right on Gravity -BBS News (January 8, 2003)
29 Physics of the Impossible – New Views of Time Travel, New Book By : Michio Kaku (2008)
30 The Daily Galaxy – 18 Billion Suns – Biggest Black Hole in Universe Discovered (March 18, 2008)
31 New Gravity Theory May Outsistance Einstein Part 1 to Part 4 By : Mike Martin UPI Science Correspondent.
32 Astronomy Magazine – Is There Something We Don’t Know About Gravity By : John D. Anderson. (March 2009)
33 Science Illustrated – What is Gravity (September /October 2009)
34 The Truth about Black Holes By Daniel Steinberg
35 Black Holes & Gravity By G. Kunstatter University of Winnipeg, Canada (April 2002)

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

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (September 3, 2009)

இந்தியத் துணைக்கோளும் நாசாவின் விண்ணுளவியும் சந்திரன் வடதுருவக் குழியில் பனிப்படிவு கண்டுபிடிப்பு

Fig 1 Chandrayaan Surveys the Moon

(கட்டுரை : 5)

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

நிலவைச் சுற்றும் சந்திரயான்
உளவிச் சென்று
நாசா வோடு வடதுருவத்தில்
ஒளிமறைவுக் குழியில்
பனிப் படிவைக் கண்டது !
நீரா அல்லது வாயுவா என்று
ஆராயப் போகுது
பாரதமும் நாசாவும் ஒன்றாக !
சந்திரனில் முத்திரை வைத்தது முன்பு
இந்திய மூவர்ணக் கொடி !
யந்திரத் திறமை காட்டும்
பந்தய மில்லை !
விந்தை புரிந்தது இந்தியா !
இரண்டாவது சந்திராயன்
மூன்றாண்டில் சென்று இறக்கும்
வாகனம், தளவுளவி ! அடுத்து
பாரத விண்வெளி விமானிகள் இயக்கும்
சீரான விண்கப்பல்
தாரணியைச் சுற்றி வரும் !
சந்திரனில் சாவடி அமைக்கும்
திட்ட முள்ளது ! விண்கோள்
செந்நிறக் கோளைச் சுற்றிவரும்
திட்டமும் உள்ளது !
பரிதியை உளவி ஆராயும்
எதிர்காலத் திட்டமும்
ஏட்டில் உள்ளது !

Fig 1C NASA's LRO & Chandrayaan Find Ice

“தூரத்து உளவு செய்வதில் (Remote Sensing) இந்தச் சோதனை முடிவு (பனிப்படிவுக் கண்டுபிடிப்பு) சாதனையில் உயர்வானது.  நிலவில் கால் வைக்காமல் நிலவைத் தோண்டாமல் இவ்விதம் சோதனை புரிவது உன்னத முறை என்பதில் ஐயமில்லை.  கடினமான அந்தச் சோதனையை (Bi-Static Experiment) நாங்கள் செய்து முடித்தோம்.  பனிப்படிவு ரேடார் சமிக்கைத் தகவலை ஆராய்ந்து விளைகளை வெளியிடச் சில வாரங்கள் ஆகும்.”

ஸ்டீவர்ட் நாஸெட் (Srewart Nozette NASA Mini-RF Principal Investigator, LRO)

“இந்த தனித்துவச் சோதனையை (Unique Bi-Static Experiment) நிலவைச் சுற்றும் இரண்டு விண்ணுளவிகள் (சந்திரயான்-1 & நாசாவின் LRO நிலவு விண்ணுளவுச் சுற்றி) ஒரே சமயத்தில் வட்ட வீதியில் சுற்றி வந்தாலன்றிச் செய்ய இயலாது.  விஞ்ஞானிகள் அந்த சோதனை சீராக இயங்கியதா வென்று இன்னும் சரிபார்த்து வருகிறார்.  இரண்டு விண்ணுளவிகளையும் சரியான தருணத்தில் சரியான இடத்தில் பறக்க வைத்துத் திட்டமிட்டபடிச் சோதனையைச் செய்து முடித்தார்.  இந்த இந்திய அமெரிக்கக் கூட்டு முயற்சி எதிர்காலத்தில் எழும் வாய்ப்பையும் காட்டுகிறது.  அந்தக் கூட்டுழைப்பு விண்வெளித் தேடலில் ஓர் உன்னத முன்னடி வைப்பு.”

ஜேஸன் குரூஸன் நாசா தலைமைக் கூடம், வாஷிங்டன் D.C.

Fig 1B Bi-Static Imaging“நிலவின் களத்தில் விஞ்ஞானச் செல்வக் களஞ்சியம் குவிந்துள்ளது.  மேலும் சில வினாக்களுக்கு இன்னும் விடை தேட வேண்டியுள்ளது. உதாரணமாகப் பூமியிலிருந்து நேராக 41% பகுதி நிலவைக் காண முடியாது.  சந்திரயான்-1 துணைக்கோள் செய்து வரும் சோதனைகள் நிலவின் விஞ்ஞானத் தகவலை மேம்பட உதவும்.”

எம். வொய். எஸ். பிரஸாத் (துணை ஆளுநர் ஸதிஷ் தவன் விண்வெளி மையம்)

“சந்திரயான் -1 துணைக்கோளைத் திட்டமிட்ட வட்டவீதியில் வெற்றிகரமாய்ப் புகுத்திச் சந்திரனுக்குச் செல்லும் பயணம் இப்போது முடிந்தது.  அடுத்துத் தொடங்கப் போகும் ஆய்வுச் சோதனைகளை ஆரம்பிக்க நாங்கள் ஆவலுடன் காத்திருக்கிறோம்.”

மயில்சாமி அண்ணாத்துரை, சந்திரயான் திட்ட இயக்குநர் (Chandrayaan Project Director) [நவம்பர் 13, 2008]

Fig 1 Chandrayaan -1“சந்திராயன் -1 நுணுக்கமாகக் கட்டுப்படுத்தப் பட்டு சந்திரனைச் சுற்றுவீதியில் நிபுணர் புகுத்தியது மகத்தானதோர் நிகழ்ச்சி.  அந்த இயக்கத்தில் ஏதேனும் ஒரு சிறு பிழை ஏற்பட்டிருந்தாலும் துணைக் கோள் நிலவை விட்டு வழிதவறி விண்வெளியில் எங்கோ போயிருக்கும்.”

எஸ், ராமகிருஷ்ணன், திட்ட இயக்குநர் விக்ரம் சாராபாய் விண்வெளி மையம், திருவனந்தபுரம் [நவம்பர் 9, 2008]

“எதிர்காலத்தில் பூமி, நிலவு, செவ்வாய் ஆகிய மூன்று கோள்களும் மனித இனத்துக்குப் பயன்தரும் ஒருமைப்பாடு அண்டங்களாய்க் கருதப்படும்.  செவ்வாய்க் கோளில் நீரிருக்கலாம்.  அங்கே ஒரு குடியிருப்பு அரங்கம் நமக்குத் தேவைப்படுகிறது.  நிலவில் பேரளவு மின்சக்தி உண்டாக்க உதவும் முக்கியமான ஹீலியம்-3 எரிவாயு பெருமளவில் கிடைக்கிறது.”

டாக்டர் அப்துல் கலாம், ராக்கெட் விஞ்ஞான மேதை (International Conference on Aerospace Science & Technologies) [ஜனவரி 26, 2008]

Fig 1 Ice Deposit in Polar Region

இந்திய விண்வெளி ஆய்வுக் குழுவும், அமெரிக்க நாசாவும் இணைந்து செய்த சோதனை

2009 ஆகஸ்டு 20 ஆம் தேதியன்று இந்திய விண்வெளி ஆய்வுக் குழுவும் நாசாவின் விண்ணுளவுக் குழுவும் ஒன்று சேர்ந்து ஒரு நூதனச் சோதனையை சந்திரனின் வடதுருவப் பகுதியில் புரிந்தன.  அந்த அரிய சோதனைக்கு இந்தியத் துணைக்கோள் சந்திராயன் -1, நாசாவின் நிலவு விண்ணுளவி (Lunar Reconnaissance Orbiter -LRO) ஆகிய இரண்டும் இணையாகத் துருவப் பகுதிகளைத் துருவி நோக்கிப் பனிப்படிவைக் கண்டுபிடித்து நிலவுத் தள ஆய்வில் ஒரு புது மைல் கல்லை நாட்டின !  முதன் முதலாகக் காணப்பட்ட அந்த பனிப்படிவு நிலவின் வடதுருவப் பகுதியில் பரிதி ஒளிக்கு மறைவான “எர்லாஞ்சர்” என்னும் ஓர் படுகுழியில் (Lunar Crater Erlanger in the Polar Region) கிடந்தது !  அதன் சமிக்கையை ஒரே சமயத்தில் இந்தியாவின் சந்திரயான் கருவியும், நாசாவின் நிலாச் சுற்றியும் உறிஞ்சி எடுத்துள்ளன என்பது வியக்கத் தக்க நிகழ்ச்சி.  அந்த ஆய்வுச் சோதனைக்குப் பெயர் ‘இரட்டை நிலைநோக்குச் சோதனை’ (Bi-Static Experiment).  நிலவைச் சுற்றி வரும் இரண்டு விண்ணுளவிகளில் உள்ள “நுண்ணலை ரேடியோ அதிர்வுக் கருவிகள்” (Miniature Radio Frequency Instrument: Mini-RF) பனிப்படிவுச் சமிக்கையை உறிஞ்சி தள ஆய்வு அரங்குகளுக்கு அனுப்பியுள்ளன.  இன்னும் சில நாட்களில் அந்தப் பனிப்படிவில் உள்ளது நீரா அல்லது வேறு வாயுவா என்று ஆராய்ந்து உறுதியாக உலகுக்கு அறிவிக்கப்படும் !  மேலும் ஆராய்ந்து சேமிக்கப்படும் தகவலில் மறைந்த குழிப் பகுதிகளில் ‘புதைபட்ட பனிப்படிவுகள்’ இருக்கலா மென்று தெரியவரும்.  இந்தப் பனிப்படிவு சமிக்கை நீர் என்று நிரூபிக்கப்பட்டால் நிலவில் நிரந்தர ஓய்வுக்கூடம் அமைக்கப் போகும் நாசாவுக்கு மாபெரும் வெற்றியாகும்.  இந்திய விண்வெளி ஆய்வு அமைப்பகமும் நாசாவைப் போல் பின்னால் சந்திரனில் ஓய்வகம் அமைக்கத் திட்டமிட்டிருக்கிறது !

Fig 1A Final Orbit of Chandrayaan -1
ஒன்பது மாதங்களாய்ச் சந்திரயான்-1 நிறைவேற்றிய சாதனைகள்

அக்டோபர் 28 2008 முதல் ஆகஸ்டு 2009 வரைச் சந்தரயான்-1 நிலவை 3000 மேற்பட்ட சுற்றுக்கள் சுற்றி விட்டது.  மேலும் சந்திரனுக்கு அருகே தணிவாக 60 மைல் (100 கி.மீ.) வட்ட வீதி உயரத்தில் பறந்து நிலவில் 70,000 படங்களை எடுத்து அனுப்பியதுடன் நிலவின் குழிகளையும் மலைகளையும் வியப்புறும் வண்ணம் படமெடுத்து விபரங்களைக் காட்டியுள்ளது.  நிலவின் துருவப் பகுதிகளில் நிரந்தரமாய் மறைந்துள்ள குழிகளின் படங்களை எடுத்துள்ளது.  அத்துடன் தளப் பரப்புகளை உளவி  இரசாயன மற்றும் தாதுக்கள் இருக்கும் தகவலைக் கொடுத்துள்ளது.  மே மாதம் 19, 2009 தேதிதான் சந்திரயான்-1 விண்கப்பலின் உயரம் 60 மைலிலிருந்து 120 மைல் வட்ட வீதிக்குத் (100 கி.மீ –> 200 கி.மீ) தள்ளப் பட்டது.  நாசாவின் நிலவு விண்ணுளவுச் சுற்றி 2009 ஜூன் மாதம் 18 ஆம் தேதி ஏவப் பட்டது. ஏப்ரல் 26, 2009 இல் சந்திரயான்-1 விண்மீனை ஒப்புநோக்கித் தன் இருப்பிடத்தைக் காட்டும் “தாரகை நோக்கிக்” (Star Sensor) கருவிப் பழுதாகி இன்னல் விளைவித்தது.  இந்திய நிபுணர் துணைக்கோள் நேர்மைப்பாடுக் கருவியையும் ஏரியல் கம்பியையும் (Sensors of Gyroscopes & Antenna) பயன்படுத்திச் சந்திரயான் இருப்பிடத்தை அறிந்து கொண்டார்.  அந்த ஒரு பழுதைத் தவிர மற்ற கருவிகள் யாவும் இதுவரைச் செம்மையாக இயங்கி வந்துள்ளன.

Fig 1F Bangalore Control Centre

பனிப்படிவு இரட்டை நிலைநோக்குச் சோதனை (Bi-Static Experiment) புரிய இரண்டு விண்ணுளவிகள் தேவைப்படும்.  இரண்டு விண்ணுளவிகளும் நெருங்கிப் பறந்து வட்ட வீதிகளில் நிலவைச் சுற்றிக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.  ஆகஸ்டு 20, 2009 ஆம் தேதி சந்திரயானும் நாசாவின் நிலவு விண்ணுளவுச் சுற்றியும் (Lunar Reconnaissance Orbiter -LRO) 20 கிலோ மீடர் (12 மைல்) தூரத்தில் பறந்து செல்லக் கட்டுப்பாடு செய்யப்பட்டு நிலவின் துருவப் பகுதியில் எர்லாஞ்சர் குழியின் பனிப் படிவைக் கண்வைத்தன.  அவற்றின் இரு உளவுக் கருவிகளும் (Mini Radio Frequency Instrument -Mini-RF) பனிப்படிவு இருப்பைக் கண்டு தமது ரேடார்க் (Synthetic Aperture Radars -SAR) கதிர்க் கற்றைகளை அனுப்பி அவற்றின் எதிரொலிப்பை உறிஞ்சின.  தெறித்த சமிக்கைகளை உள்வாங்கிப் பூமியில் உள்ள கட்டுப்பாடு அரங்குகளுக்கு ஆராய விண்ணுளவிகள் அனுப்பி வைத்தன.  அந்த பனிப்படிவு ரேடார் சமிக்கைத் தகவலை ஆராய்ந்து விளைகளை வெளியிடச் சில வாரங்கள் ஆகும் என்று அறியப்படுகின்றது.

Fig 1D Moon Map Showing Ice

சந்திரனைச் சுற்றிவரும் முதல் இந்திய துணைக்கோள் !

2008 நவம்பர் 12 ஆம் தேதி சந்தரயான் -1 துணைக்கோள் திட்டமிட்ட 100 கி.மீடர் (60 மைல் உயரம்) துருவ வட்டவீதியில் (Polar Orbit) நிலவைச் சுற்றிவரத் துவங்கியது.  பூமியைக் கடப்புச் சுற்றுவீதியில் சுற்றிவந்த சந்திரயான் நவம்பர் 8 ஆம் தேதியன்று, நிலவை நெருங்கும் போது 440 நியூட்டன் திரவ எஞ்சின் இயங்கி வேகம் குறைக்கப்பட்டு (367 metre/Sec) நிலவின் ஈர்ப்பு மண்டலத்தில் கவரப்பட்டு முதன்முதல் நிலவைச் சுற்ற ஆரம்பித்தது.  சந்திர விண்வெளி யாத்திரையில் பூமியிலிருந்து மனிதர் மின் சமிக்கைகள் அனுப்பி விண்சிமிழைத் திசை திருப்பி வேகத்தைக் குறைத்து நிலவைச் சுற்ற வைப்பது மிகச் சிரமமான பொறியியல் நுணுக்க முயற்சி.  முதன்முதலில் அவ்விதம் செய்ய முயன்ற ரஷ்யா அமெரிக்கா, ஜப்பான் போன்ற நாடுகளின் துணைக்கோள்கள் சந்திரனைச் சுற்றாது சூரியநைச் சுற்றி வர நழுவிச் சென்றன.  இந்தியா முதல் முயற்சியிலேயே நிலவைச் சுற்ற வைத்தது பாராட்டத் தக்க ஒரு நிபுணத்துவம்.  இதற்கு முன்பு பன்முறைத் துணைக்கோள்களைப் “புவியிணைப்புச் சுற்றுவீதியில்” (Geosynchronous Orbit) இறக்கிப் பூமியைச் சுற்ற வைத்த கைப்பயிற்சியே அதற்கு உதவி செய்திருக்கிறது !  இந்த சிக்கலான விண்வெளி இயக்க நுணுக்கத்தைச் செய்து காட்டி இந்தியா தன்னை ஐந்தாவது சாதனை நாடாக உயர்த்தி இருக்கிறது.  ஏற்கனவே இவ்விதம் ரஷ்யா, அமெரிக்கா, ஜப்பான், சைனா தேசங்கள் செய்து காட்டியுள்ளன. ஈசா எனப்படும் ஐரோப்பாவின் பதினேழு கூட்டு நாடுகளின் விண்வெளி ஆய்வகமும் [European Space Agency (ESA)]) இந்த விந்தையைப் புரிந்துள்ளது.

Fig 1E Chandrayaan-1 Mission

விண்ணுளவியின் முக்கிய குறிப்பணி வெண்ணிலவின் மேற்தளத்தை ஆராய்வது.  நிலவின் துருவப் பரப்பில் அடித்தள நீர்ப்பனி உள்ளதா என்று அறிவது.  பூமியில் அரிதாக இருக்கும் ஹீலியம்-3 ஏகமூல வாயு (Helium-3 -An Isotope of Helium-4 Gas) இருப்பைக் கண்டறிவது.  எதிர்கால அணுப்பிணைவுச் சக்தி உற்பத்திக்கு ஹீலியம்-3 வாயு எரிசக்தியாகப் பயன்படும் என்று நம்பப் படுகிறது.  இந்தப் பேரிச்சை விண்வெளித் திட்டத்துக்கு இந்தியா 78 மில்லியன் டாலர் (3800 மில்லியன் ரூபாய்) (2008 ஆகஸ்டு நாணய மதிப்பு) செலவு செய்கிறது !

சுமார் ஒன்றரை மீடர் சதுரப் பக்க வடிவான சந்திரயான் பூமியில் 1300 கிலோ கிராம் எடையும், நிலவில் வீதியில் சுற்றும் போது சுமார் பாதி எடையும் (590 கி.கிராம்) கொள்வது.  அதைத் தூக்கிச் செல்லும் ராக்கெட் PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) 1995-2005 ஆண்டுகளில் 8 தடவைத் துணைக் கோள்களைப் பூமியைச் சுற்ற அனுப்பி அனுபவம் பெற்றது.  அது 45 மீடர் (150 அடி) உயரம் உள்ளது.  மேம்படுத்தப் பட்ட PSLV ராக்கெட் 316 டன் எடை கொண்டது.  அது தூக்கிச் செல்லும் விண்ணுளவியை முதலில் பூமியைச் சுற்ற வைக்கும் போது (240 கி.மீடர் X 24000 கி.மீடர்) நீள்வட்ட வீதியில் சுற்றி வரும்.  முதலில் 1300 கிலோ கிராம் இருந்த துணைக்கோள் இப்போது 590 கி. கிரோம் எடையாகப் பாதியாகி விடும்.  காரணம் பூமியின் ஈர்ப்பாற்றல் உயரே போகப் போகக் குன்றுகிறது.

Fig 8 Radar Antenna Station

சந்திரயான் விண்ணுளவித் திட்டத்தின் குறிக்கோள்கள்

இந்திய விண்வெளி ஆய்வு நிறுவகம் படைத்த [Indian Space Research Organization (ISRO)] சந்திரயான்-1 விண்ணுளவி ஏழு விதமான உபகரணங்களை ஏந்திச் செல்கிறது.  அதனில் இந்திய நிபுணர் ஆக்கிய 5 இந்தியக் கருவிகளும் அன்னிய நாடுகள் செய்த ஆறு கருவிகளும் அமைக்கப் பட்டுள்ளன.  உபகரணங்களில் முக்கியமானவை இரண்டு :  700 வாட்ஸ் மின்சக்தி அளிக்கும் பரிதித் தட்டும் (Solar Panel) நிலவில் தள்ளபடும் உளவியும் (Moon Impact Probe).

சந்திரயான்-1 அனுப்பியதின் குறிக்கோள் :

1.  சந்திரனின் தெரியும் முகத்தளம், மறைந்த பின்புறம் ஆகிய இரு தளப் பரப்புகளின் முப்புறப் படங்களைப் பதிவு செய்து (Three Dimensional Atlas) அனுப்புதல்.

2. சந்திர தளத்தின் இரசாயனத் தாதுக்கள் இருப்பு வரைப் படங்களைத் தயாரித்தல்.  (மெக்னீஸியம், அலுமினியம், சிலிகான், கால்சியம், இரும்பு, டிடானியம், ரேடான் வாயு, யுரேனியம், தோரியம்)

Fig 1F Images of the Moon-1

சந்திரயான்-1 துணைக்கோளில் உள்ள உளவுக் கருவிகள்

1.  முதற் கருவி [Chandrayaan Energetic Neutral Analyser (CENA)]

2.  30 கிலோ கிராம் எடையுள்ள நிலவில் வீழும் உளவி [Moon Impact Probe (MIP)].  சந்திரனை 100 கி.மீடர் மைல் உயரத்தில் தாய்க் கப்பல் சுற்றி வரும் போது தளத்தில் தள்ளப்படும் உபகரணம் இது.  தளத்தில் விழும் போது உளவி நிலா மண்டலத்தில் பரவிய நலிந்த வாயுக்களின் அளவைப் பதிவு செய்யும்.

3.  கதிரியக்கத் தாக்கமானி [Radiation Dose Monitor (RADOM)]

4.  நிலவுத் தளப் பதிப்புக் காமிரா [Terrain Mapping Camera (TMC)]

5.  நிலவுத் தாதுக்கள் பதிப்புமானி [Moon Mineralogy Mapper (M3)]

6.  ஒளிக்கற்றை உறிஞ்சும் உயர் நுணுக்கக் காமிரா [Hyper Spectral Imaging Camera (HySI)]

7.  மெக்னீஸியம், இரும்பு போன்ற பல்வேறு மூலகங்களின் செழிப்பைக் காணும் எக்ஸ்-ரே ஒளிப்பட்டை மானி [Chandrayaan -1 X-Ray Spectrometer (C1XS)].  இதன் மூலம் நிலவின் மூலத்தையும், தோற்றத்தையும் பற்றி எழும் வினாக்களுக்கு விடை கிடைக்கும்.  ஒரு காலத்தில் உருகிய தாதுக் கடல் நிலவில் இருந்ததா என்று அறிய உதவலாம்.  மெக்னீஸியம் இரும்பு இருப்பு வீதம் எத்தனை அளவு நிலவு உருகிய நிலையில் இருந்தது என்று விபரம் கூறும்.  மேலும் டிடேனியம் போன்ற அரிய உலோகம் கொண்ட பாறைகள் உள்ளனவா என்றும் அந்தக் கருவி சோதனை செய்யும்.

8.  700 வாட்ஸ் மின்சக்தி அளிக்கும் பரிதித் தட்டு [700 Watts Solar Panel]

Fig 1G Indian Rockets

சந்திரயான் விண்ணுளவி புரியும் விஞ்ஞான ஆய்வுகள்

1.  பூமியிலிருந்து நோக்குவோர் கண்ணுக்குப் புலப்படாத நிலவின் இருண்ட பின்புறத்தைச் சந்திரயான் விண்ணுளவி சுற்றிவரும் போது ஆராயும்.  சந்திரனின் பின்புறத்தில் உள்ள குழிகளின் எண்ணிக்கை அதிகம்.  முன்புறத்தில் இருப்பதை விட வேறான தளப்பண்பாடு கொண்டது பின்புறம்.

2.  இருபுறத்திலும் உள்ள நிலவுச் சூழ்வெளியில் ஓர் முப்புற முகப்படத்தைத் (3D Atlas with Spatial & Altitude Resolusion of both side Moon) தயார் செய்யும்.

3.  மாக்னீஷியம், அலுமினியம், ஸிலிகான், கால்சியம், இரும்பு, டிடானியம் போன்ற சிற்றளவு அணு எண் கொண்ட மூலகங்களையும், ரேடான், யுரேனியம், தோரியம் போன்ற உயர் அணு எண் கொண்ட கன மூலகங்களையும் தேடிப் பதிவு செய்யும்.

4.  சந்திரனின் தோற்ற வரலாற்றை அறியவும் மேற்தள தட்டு இரசாயனப் பண்பாடுகளை உளவவும் தகவலைச் சேகரிக்கும்.

Fig 2 Chandrayaan -2 Mission 2011இந்திய விண்வெளித் தேடலின் எதிர்காலத் திட்டங்கள்

இந்திய விண்வெளி ஆய்வகத்தின் (ISRO) இரண்டாவது சந்திராயன் (Chandrayaan -2) விண்ணுளவி 2011-2012 இல் ஏவிச் செல்ல அடுத்து தயாராகி வருகிறது.  அது சந்திரயான் -1 விட பல முறைகளில் வேறுபட்டது.  முதன்முதல் இந்திய விண்ணுளவி சந்திராயன்-2 அணுக்கரு எரிசக்தியைப் பயன்படுத்த ஏற்பாடுகள் நடந்து வருகின்றன.  விண்சிமிழ் தன்னுடன் ஒரு தளவுளவியையும், வாகனத்தையும் (A Lander & Rover) சுமந்து சென்று பாதுகாப்பாகச் சந்திர தளத்தில் இறக்கும்.  தளவுளவி நிலவின் தளத்தை ஆராயும் போது வாகனம் நிலவின் பரப்பில் ஊர்ந்து சென்று தகவல் தயாரிக்கும்.  தளவுளவி, வாகன (Lunar Lander & Rover) அமைப்புகளுக்கு இந்தியா ரஷ்யாவின் கூட்டுறவை ஏற்படுத்திக் கொண்டுள்ளது.  அதற்காகும் நிதித்தொகை 4.25 கோடி ரூபாய் ஒதுக்கப்பட்டுள்ளது என்று திட்ட இயக்குநர் மயில்சாமி அண்ணாத்துரை கூறுகிறார்.  16,000 பேர் பங்கெடுத்து வரும் ISRO வுக்கு 2008 ஆண்டு நாணய மதிப்புப்படி இந்தியாவின் விண்வெளி ஆராய்ச்சி செய்ய நிதி ஒதுக்கம் ஒரு பில்லியன் டாலர் என்று அறியப்படுகிறது !

Fig 6 India's Future Manned Flight

2015 ஆண்டுக்குள் இந்திய விண்வெளி ஆய்வுக் குழு இரண்டு அல்லது மூவர் இயக்கும் மனித விண்வெளிக் கப்பலைத் தயார் செய்யத் திட்டமிட்டுள்ளது.  அதற்காகும் நிதி மதிப்பு 242 மில்லியன் டாலர் (1240 கோடி ரூபாய்).  மூவர் இயக்கும் அந்த மனித விண்கப்பல் பூமியை 250 மைல் தணிந்த உயரத்தில் 7 நாட்கள் சுற்றி வரும்.  இந்திய அரசு மனிதப் பயணத் திட்டத்துக்கு 95 கோடி ரூபாய் நிதித் தொகையை அளித்துள்ளது.  விண்வெளிப் பயண மனிதப் பயிற்சிக்கு 1000 கோடி ரூபாய்ச் செலவில் பங்களூரில் பயிற்சிக் கூடம் ஒன்றும் அமைக்கப்படும்.

அடுத்து இந்தியா செவ்வாய்க் கோள் பயணத்துக்கும், மனிதர் இயக்கும் விண்ணுளவியை நிலவுக்கு ஏவும் யாத்திரைக்கும் திட்டங்களைத் தயாரித்துக் கொண்டிருக்கிறது.  “எதிர்காலத்தில் பூமி, நிலவு, செவ்வாய் ஆகிய மூன்று கோள்களும் மனித இனத்துக்குப் பயன்தரும் ஒருமைப்பாடு அண்டங்களாய்க் கருதப்படும்.  செவ்வாய்க் கோளில் நீரிருக்கலாம்.  அங்கே ஒரு குடியிருப்பு அரங்கம் நமக்குத் தேவைப்படுகிறது. நிலவில் பேரளவு மின்சக்தி உண்டாக்க உதவும் முக்கியமான ஹீலியம்-3 எரிவாயு பெருமளவில் கிடைக்கிறது,” என்று ராக்கெட் விஞ்ஞான மேதை டாக்டர் அப்துல் கலாம், ஜனவரி 26, 2008 இல் நடந்த அகில நாட்டு விண்வெளி விஞ்ஞானப் பொறியியல் பொதுக் கருத்தரங்கில் (International Conference on Aerospace Science & Technologies) கூறியிருக்கிறார். “கடந்த 50 ஆண்டுகளாய் விண்வெளி ஆராய்ச்சி, படைப்பல மேன்மை, அணுசக்தி ஆய்வுப் பங்கெடுப்பில் மூழ்கிய இந்தியா முதன்முதல் ஒரு வெற்றிகரமான சந்திரயான் -1 நிலவுப் பயணத்தைச் செய்து காட்டியுள்ளது,” என்று அந்தக் கருத்தரங்கில் டாக்டர் அப்துல் கலாம் பாரத நாட்டைப் பாராட்டினார்.

Fig 7 India's Manned Spaceship

தகவல்: Picture Credits :

The Hindu, ISRO & other Websites

1. British & Indian Satellites Fly to Space on Ariane-5 Rocket By: Stephan Clark [March 11, 2007]

1A Stars & Planets By : Duncan John [2006]

1B. Astronomy Facts on File Dictionary (1986)

2. India to Develop Interconntinental Ballistic Missile By: Madhuprasad

3. Indian Space Program By: Subhajit Ghosh

4  Chennai Online News Service About Insat

4B Orbiting Satellite [March 14, 2007]

5. The Perfect Launch of Ariane-5 Rocket with Insat 4B Satellite By The Hindu [March 12, 2007]

6. Geostationary Satellite System [www.isro.org/rep20004/geostationary.htm]

7. Indian Space Program: Accomplishments & Perspective [www.isro.org/space_science]

8. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40210013&format=html  [Dr. Vikram Sarabhai Space Pioneer]

9. Indian Space Program By: Wikipedia

10 Indian Space Research Organization (ISRO) [www.geocities.com/indian_space_story/isro.html]

11 Interview Dr. Abdul Kalam, Indian Airforce [www.geocities.com/siafdu/kalam1.html?200717]

12 President of India : President’s Profile [http://presidentofindia.nic.in/scripts/presidentprofile.jsp

13 Dr. Abdul Kalam : India’s Missile Program http://www.geocities.com/siafdu/kalam.html

14 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40810231&format=html (இந்தியாவின் முதல் துணைக்கோள் சந்திரனை நோக்கிச் செல்கிறது)

15 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40811131&format=html (இந்தியத் துணைக்கோள் சந்திரனைச் சுற்றுகிறது)

16. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40811201&format=html (இந்திய மூவர்ணக் கொடிச் சந்திரனில் தடம் வைத்தது)

17. Times Now  India’s First Unmanned Mission on Moon [Oct 22, 2008]

18. BBC News : India Launches First Moon Mission [Oct 22, 2008]

19 Cosmos Magazine  The Science of Everything – India Counts Down to Lunar Mission [Oct 21, 2008]

20.  https://jayabarathan.wordpress.com/2008/05/24/fusion5/ [Fusion Power -1]

21.  https://jayabarathan.wordpress.com/2007/09/29/nuclear-fusion-power/ [Fusion Power -2]

22.  Space Expolaration Chembers Encyclopedic Guides (1992

23.  National Geographic -50 Years Exploring Space [November, 2008]

24.  Chandrayaan-1 Enters Lunar Orbit Makes History [Nov 8, 2008]

25.  Latest News Chandrayaan Descends into Lower Orbit [Nov 11, 2008]

26  Chandrayaan-1 Successfully Reaches its Operational Lunar Orbit ISRO Repot [Nov 12, 2008]

27. Chandrayaan -1 Reaches Final Lunar Orbit [Nov 13, 2008] 36. Press Trust of India : Chandrayaan -1 Reaches Final Orbital Home [Nov 13, 2008]

28 India Mulls Using Nuclear Energy to Power Chandrayaan -2 (August 8, 2009)

29 The Search for Ice on the Moon Heats up By : Jeff Salton (August 2, 2009)

30 Space Spin – LRO, Chandrayaan -1 Team up for Unique Search for Water Ice By : Nancy Atkinson (August 19, 2009)

31 LRO & Chandrayaan -1 Perform in Tandem to Search for Ice on the Moon (August 22, 2009)

32 Hindustan Times – Indo-Asian News Service, Bangalore “India’s Lunarcraft Hunts for Ice on Moon with NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (August 21, 2009)

33. IEES Spectrum Interview of G. Madhavan Nair Head of India Space Agency (June, 2009)

34 Indian Space Research Organization (ISRO) Press Release – ISRO–NASA Joint Experiment to Search for Water Ice on the Moon. (August 21, 2009)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (August 27, 2009)

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! காந்த விண்மீன்களில் தீவிரக் காமாக் கதிர் வெடிப்புகள் !

Fig 1E Compton Gamma Ray Observatory

(கட்டுரை: 61)

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

காந்த விண்மீன்கள்
தீவிரக் கதிர்கள் விடுப்பவை !
பூதச் சக்தி கொண்ட
காமாக் கதிர்கள் அவை !
பூதள உயிரினத்தைப் பாதிக்கும் !
அசுரக் காந்த முள்ள
மரண விண்மீன்கள் அவை !
பூமிக்கருகே நெருங்கினால்
மாந்தரின்
உடற் மூலக்கூறுகளைச்
சிதைத்து
முடமாக்கி விடும் !
உயிரினத் துக்குச் சீர்கேடு
உண்டாக்கும்
நியூட்ரான் விண்மீன்கள் !
எரிசக்தி தீர்ந்த பின்
வறிய விண்மீனாகி
சிறிய தாகிப்
பரிதிபோல் திணிவு நிறைப்
பன்மடங்கு பெருத்துக்
குள்ள வடிவிலே பூமியைப்
காமாக் கதிர்க்
குண்டுகளாய்த் தாக்கும்
விண்மீன்கள் !

Fig 1E Neutron Stars

“பால்வீதியில் (Milky Way) குறைந்தது 100 காந்த விண்மீன்கள் (Magnetars) இருக்கலாம்.  அவற்றால் பூதளத்துக்குக் கேடுகள் விளையலாம் !  அதிகமாக அவை இருந்தால் எதிர்பார்த்ததற்கும் மாறாகப் பேரளவில் காமாக் கதிர் வெடிப்புகள் (Gamma Ray Bursts) நேரிடலாம்.  அதனால் உயிரினத்துக்கு அபாயப் பாதிப்புகள் நிகழ வாய்ப்புள்ளன !  பூமிக்கருகில் அத்தகைய காமா வெடிப்பு (பாதுகாப்பான) ஓஸோன் கோளத்தை ஒழித்துவிடலாம் !  அதாவது பிரளய முடிவு போல் மனிதரும் விலங்குகளும் ஒருங்கே முழுமையாய் அழிந்து போகலாம் (Mass Extinction).”

டோனால்டு ஃபைகர் (Donald Figer, Rochester Institute of Tecnology, USA)

காந்த விண்மீனைச் சுற்றியிருக்கும் காந்த தளத்தின் (Magnetic Field of Magnetar) தீவிரத்தின் ஆழத்தைக் காண்பது கடினம் ! பூகாந்த தளத்தின் அளவு சுமார் அரை காஸ் (0.5 Gauss) (Gauss – Unit of Magnetism).  குளிர்ச் சாதனப் பெட்டியின் காந்த அளவு 100 காஸ். ஆனால் ஒரு சாதாரணக் காந்த விண்மீனின் அசுரக் காந்த தளம் குவாடிரில்லியன் காஸ் (Quadrillion Gauss —> 10^15 Gauss. USA) !  அதன் விளைவு உயிரினத்துக்குப் பேராபத்தை உண்டாக்கக் கூடியது !  அதன் காந்த சக்தி வீரியம் பூகோள மாந்தரின் உடல் மூலக்கூறுகளை உடனே திரித்து முரணாக்கும் வல்லமை பெற்றது !

விஞ்ஞான விளக்க வெளியீடு (Science Illustrated Magazine) (Jan-Feb 2009)

Fig 1A Inside a Magnetar

விண்வெளியில் பூதக் கதிர்கள் வீசும் காந்த விண்மீன்கள் !

1987 ஆம் ஆண்டில்தான் முதன்முதல் வானியல் விஞ்ஞானிகள் ராபர்ட் டங்கனும் கிரிஸ்டஃபர் தாம்ஸனும் (Robert Duncan & Christopher Thompson) அசுரக் காந்த ஆற்றல் கொண்ட நியூட்ரான் விண்மீன்களின் இருப்பைக் கண்டுபிடித்தனர்.  அவையே பின்னால் “காந்த விண்மீன்கள்” (Magnetars) அல்லது “சாவூட்டும் விண்மீன்கள்” (Deadly Magnetars) என்று பெயரிடப் பட்டன.  காந்த விண்மீன்கள் அசுரக் காந்த ஆற்றல் மட்டுமல்ல பூதச் சக்தி கொண்ட காமாக் கதிர்கள் (Mammoth Bursts of Energetic Gamma Rays) வீசி நாசமூட்டும் தீவிர விண்மீன்களாகவும் கருதப் படுகின்றன !  இந்தப் புதிரான மரண விண்மீன்கள் எப்படித் தீவிரக் காமாக் கதிர்களை வீசுகின்றன ஏன் வீசுகின்றன என்று விஞ்ஞானிகள் ஆழ்ந்து ஆராய்ந்து வருகின்றனர்.

Fig 1B Gamma Ray Flares from Magnetars

நியூட்ரான் விண்மீன், துடிப்பு விண்மீன், காந்த விண்மீன் (Neutron Star, Pulsar & Magnetar) ஆகியவற்றின் வேறுபாடுகளை நாம் முதலில் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்.  எரிசக்தி தீர்ந்து போன நியூட்ரான் விண்மீன்களின் தனித்துவம் என்ன ?  ஒரு சூப்பர்நோவாவில் (Supernova) உருவான பெருத்த விண்மீன் (Massive Star) ஒன்றின் உட்கருவாய் மிஞ்சி விட்ட திணிவு மிக்க எச்சம் (Dense Remnant) அது !  அத்தகைய விண்மீன்கள் நமது பரிதியை விட இரண்டு மடங்கு நிறை கொண்டு சுமார் 12 மைல் (20 கி.மீ.) விட்டமுள்ள ஒரு சிறு கோளமாய்ச் சுருங்கி விடுகின்றன !  துடிப்பு விண்மீன் என்பது வெகு வேகமாய்த் தன்னச்சில் சுழலும் உருவித நியூட்ரான் விண்மீன் !  அதன் காமாக் கதிர்க் கற்றைகள் (Radiation Beams) ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் ஒரு துடிப்பை உண்டாக்கிப் பூமியை ஊடுருவுகின்றன !  மெகனடார் எனப்படும் காந்த விண்மீனின் தனித்துவம் என்ன ?  ஒரு நியூட்ரான் விண்மீன் இயல்பு நிலையைப் போல் (Normal Staus) ஆயிரம் மடங்கு ஆற்றலுள்ள காந்த சக்தியை அடையும் போது அது காந்த விண்மீன் ஆகிறது.

Fig 1B Magnetar SGR 1806-20

இருபது ஆண்டுகளாய் விஞ்ஞானிகளிடையே ஐயப்பாடுகள் இருந்த பிறகு 2007 இல் காந்த விண்மீன்களின் மெய்யான இருப்பு ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டது.  புதிரான இந்த நியூட்ரான் விண்மீன்கள் ஒருவிதத் துடிப்பு விண்மீன்கள்தான் !  வெகு வேகமாய்ச் சுழலும் தீவிரக் காந்த ஆற்றல் கொண்டவை !  சூப்பர்நோவா வெடிப்பில் திணிவு நிறை மிக்க எச்ச விண்மீனாய் மரண நிலையில் இருப்பவை !  இந்த காந்த விண்மீன்கள் எப்படி உண்டாகின்றன ?  அவற்றின் அசுரத்தனமான காந்த ஆற்றலின் தீவிரம் எத்தனை அளவு ?  ஏன் சில விண்மீன்கள் மட்டும் புதிராகக் கருந்துளை யாகாமல் காந்த விண்மீன்களாக மாறுகின்றன ?  பிரபஞ்சத்தில் காந்த விண்மீன்களின் இருப்புத் தொகை (Abundance) என்ன ?  இவை போன்ற வினாக்களுக்கு வானியல் விஞ்ஞானிகள் விடை தேடிக் கொண்டிருக்கின்றனர் !

Fig 1C The Mighty Magnetar SGR 1806-20

புதிரான காமாக் கதிர்வீசும் பூதக் காந்த விண்மீன்கள்

1992 ஆம் ஆண்டில்தான் பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த கிரிஸ்டஃபர் தாம்ப்ஸனும், ராபர்ட் டன்கனும் காந்த விண்மீன் நியதியை முதன்முதலில் நிலைநாட்டினர்.  அதற்கு ஆதாரமாக 1979 ஆம் ஆண்டிலே காந்த விண்மீன் ஒன்றிலிருந்து எழுந்த காமாக் கதிர்வீச்சுக்களை முதலில் அவரிருவரும் பதிவு செய்தனர்.  அதன் பிறகு அடுத்த பத்தாண்டுகளில் காந்த விண்மீன் நியதி பரவலாகப் பலரால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டது.  சூப்பர்நோவா (Supernova) வயிற்றிலிருந்து பிறந்து சுருங்கிப் பேரளவு திணிவுள்ள காந்த விண்மீன்கள் (Super-Dense Magnetars) பூமியின் காந்த தளத்தைப் போன்று 1000 டிரில்லியன் மடங்கு தீவிரக் காந்த சக்தியைக் கொண்டவை !  காந்த வின்மீன்கள் என்பவை வாயு எரிசக்தி தீர்ந்து போன ஒருவகை நியூட்ரான் விண்மீன்களே (Neutron Stars) !  அவற்றை அதி தீவிர ஆற்றல் உள்ள காந்தத் தளம் சூழ்ந்திருக்கிறது.  அந்தக் காந்த தளமே தேய்வடைந்து பேரளவு சக்தி வாய்ந்த மின்காந்த கதிர்வீச்சாக (High Energy Electromagnetic Radiation) குறிப்பாக எக்ஸ்ரே, காமாக் கதிர்களாக (X-Rays & Gammar Rays) மாறி எழுகின்றன.

Fig 1E Magnetars Discovered

இதுவரை (2007) விண்வெளியில் 16 காந்த விண்மீன்கள் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளன.  அவற்றில் இரண்டு விதங்கள் உள்ளன.  முதல் வகை : “SGR” என்று அழைக்கப்படும் “மென்மைக் காமாக் கதிர் மீளெழுச்சி மீன்கள்” (Soft Gamma Ray Repeaters). அடுத்த வகை : AXP என்று குறிப்பிடப்படும் “முரண் எக்ஸ்ரே துடிப்பு மீன்கள் (Anomalous X-Ray Pulsars).  இதுவரைப் பிரபஞ்சத்தில் பதிவு செய்த காந்த விண்மீன்களில் அதி தீவிரக் காந்த தளம் கொண்டது : SGR 1806-20.  அதன் கணிக்கப்பட்ட காந்த தளம் : 2 X (10^11) Teslas OR 2 X (10^15) Gauss (1 Teslas = 10,000 Gauss). பூத வல்லமை உடைய அந்த காந்த விண்மீனின் தீவிரத்தை ஒப்பாகக் காட்ட வேண்டுமானால் இப்படிக் கூறலாம்.  பூமியின் காந்த தளம் : அரை காஸ்.  மருத்துவ மனையில் உள்ள “காந்த இணைத் துடிப்புப் படவரைவு யந்திரம்” (MRI – Magnetic Resonance Imaging Machine) 32,000 காஸ். ஆய்வுக் கூடங்களில் இதுவரை தயாரிக்க முடிந்த காந்த தளம் : 40 டெஸ்லாஸ் (400,000 காஸ்).

Fig 1F High Energy Observatories

தீவிரக் காமாக் கதிர் வீசும் காந்த விண்மீன்

2007 ஆண்டுவரை விஞ்ஞானிகள் 16 காந்த விண்மீன்களைக் கண்டுபிடித்துள்ளார்.  அவற்றின் பெயர்கள், இருப்பிடங்கள், சுழற்சி வேகங்கள், கண்டுபிடித்த ஆண்டுகள் ஆகிய விபரங்களை அட்டவணையில் காணலாம்.  அவற்றில் 1979 இல் கண்டுபிடிக்கப் பட்ட காந்த விண்மீன் SGR 1806-20 டிசம்பர் 27 2004 தேதி அன்று இதுவரைப் பதிவு செய்யப் படாத அளவு கதிர்ச் சக்தியை வெளியிட்டிருக்கிறது.  அந்தப் பேரளவு சக்தி நமது சூரியன் 250,000 ஆண்டுகள் தொடர்ந்து வெளியிடும் வெப்ப சக்தி அளவுக்கு ஒப்பாகும்.  வெளியிட்ட நேரம் : 0.2 வினாடி !  வெளியிட்ட அளவு : வினாடிக்கு 1 மில்லியன் ஒளித்துகள் (1000,000 Photons per Sec) !  இந்தக் காந்த விண்மீன் ஓர் எக்ஸ்-ரே துடிப்புக் களஞ்சியம் (Pulsating X-Ray Source).  பூமியிலிருந்து 50,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது.  அதன் சுழற்சி வேகம் : 7.56 வினாடிக்கு ஒரு சுற்று.  அதன் அசுரக் காந்த ஆற்றல் : 10^15 காஸ் (Gauss).  ஒப்பு நோக்கினால் பூமியின் காந்த தளத்தின் ஆற்றல் : 0.6 காஸ் !  அகில உலக விஞ்ஞானிகள் 2004 டிசம்பர் 27 ஆம் தேதி அன்று விளைந்த சம்பவங்களை ஆராய்ந்து டங்கன் தாம்ஸன் கோட்பாடுகளை ஒப்புக் கொண்டுள்ளனர்.  அதாவது காந்த விண்மீனின் முறிவுகளில் கதிர் வீச்சுகள் வெளிப்படுகின்றன என்றும் இந்த காந்த தளங்கள் விண்மீனின் மேற்தட்டைப் (Magnetar’s Crust) பல மைல் தூரம் தகர்த்துக் கிழிக்கின்றன !  இந்த முறிவு அரங்குகள் பூமியிலுள்ள பூகம்பப் பழுதுக் கோடுபோல் (Earth’s Tectonics Fault Line) காணப் படுகின்றன.  1998 ஆகஸ்டு மாதம் 20,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள SGR 1900+14 காந்த விண்மீன் மிகச் சக்தி வாய்ந்த காமா கதிர்களையும் எக்ஸ்-ரே கதிர்களையும் உமிழ்ந்தது !

Fig 2 Making a Magnetar

நியூட்ரான் விண்மீன்களில் காமாக்கதிர் வெடிப்புகள்

பிரபஞ்சத்தில் பிறந்த ஒரு விண்மீனின் இறுதி மரண நிலைகளில் ஒன்று நியூட்ரான் விண்மீன் எனப்படும் முடிவான வடிவம்.  சூரியப் பளுவைப் போல் 4 முதல் 8 மடங்கு பெருத்த திணிவு விண்மீன்கள் சிதைவாகி விளைவதே ஒரு நியூட்ரான் விண்மீன் !  பொதுவான விண்மீன்கள் தமது அணுக்கரு எரிசக்தி யாவும் எரிந்து போன பிறகு, சூப்பர்நோவாவாக வெடித்து விடுகின்றன !  அந்த வெடிப்பில் விண்மீனின் மேலடுக்குகள் சிதறிப் போய் அது வனப்புள்ள ஓர் சூப்பர்நோவாவின் மிச்சமாகிறது.  விண்மீனின் உட்கருவானது பேரளவு ஈர்ப்பு விசை அழுத்தத்தில் சின்னா பின்னம் ஆகச் சிதைகிறது !  அப்படிச் சிதைவாகும் போது விண்மீனில் உள்ள நேர் மின்னியல் புரோட்டான்களும், எதிர் மின்னியல் எலெக்டிரான்களும் இணைந்து (1 புரோட்டான் + 1 எலெக்டிரான் = 1 நியூட்ரான்) நியூட்ரான்களாக மாறிகின்றன.  அதனால் அவை நியூட்ரான் விண்மீன் என்று அழைக்கப் படுகின்றன.

Fig 2 Neutron Stars & Magnetars

ஒரு நியூட்ரான் விண்மீன் சுமார் 20 கி.மீடர் (12 மைல்) விட்டம் கொண்டது.  அதன் பளு சூரியனைப் போல் சுமார் 1.4 மடங்குள்ளது.  அதாவது நியூட்ரான் விண்மீன் குள்ளி ஆயினும், பளு திண்மையானது (Mass is Dense with High Density).  நியூட்ரான் விண்மீனின் சிறு பிண்டம் கூட பல டன் பளுவைக் கொண்டதாய் இருக்கும்.  நியூட்ரான் விண்மீனின் பளு அடர்த்தி ஆனதால், அதன் ஈர்ப்பாற்றலும் பேரளவில் பிரமிக்க வைப்பதாய் உள்ளது.  ஒரு நியூட்ரான் விண்மீனின் ஈர்ப்பு விசை பூமியின் ஈர்ப்பு விசைபோல் (2 X 10^11) மடங்கு மிகையானது !   அதே போல் நியூட்ரான் விண்மீனின் காந்த சக்தி பூமியின் காந்த சக்தி போல் 1 மில்லியன் மடங்கு மிகுந்தது !

Fig 4 Spitzer Space Telescope

சூப்பர்நோவா மிச்சங்களாக (Supernova Remnants) நியூட்ரான் விண்மீன்கள் தோன்றலாம் !  தனிப்பட்ட நியூட்ரான் விண்மீன்களாகவும் பிறக்கலாம் !  இரட்டைப் பிறவிகளாக (Binary Systems) காட்சி அளிக்கலாம் !  அவ்விதம் இரட்டையாக அமைந்துள்ள நியூட்ரான் விண்மீனின் பளுவைக் கணிப்பது எளியது.  அப்படிக் கண்டுபிடித்ததில் நியூட்ரான் விண்மீன்களின் பளு, பரிதியின் பளுவைப் போல் 1.4 மடங்கு (சந்திரசேகர் வரம்பு) இருந்ததாக அறியப்பட்டது. இரட்டை அமைப்பில் நான்கு நியூட்ரான் விண்மீன்கள் அண்டக் கோள்களைக் கொண்டுள்ளதாக அறியப் படுகிறது !  கருந்துளைகள் (Black Holes) மிகவும் கனமானதால் “சந்திரசேகர் வரம்பு” ஒரு பிண்டத்தை நியூட்ரான் விண்மீனா அல்லது கருந்துளையா என்று அடையாளம் காண உதவுகிறது !

Fig 3 Supervova Explosion

பால்வீதி விண்மீன் கொத்துக்களில் காந்த விண்மீன்களைத் தேடல்

அமெரிக்காவின் ராச்செஸ்டர் தொழில் நுணுக்கக் கூடத்தின் வானியல் விஞ்ஞானி டோனால்டு ஃபைகர் நமது பால்வீதி காலக்ஸியின் விண்மீன் கொத்துக்களை (Star Clusters) உளவி குறைந்தது 100 காந்த விண்மீன்கள் அவற்றில் ஒளிந்து கொண்டிருக்கலாம் என்று கூறுகிறார்.  அப்பணிகளுக்கு நாசாவின் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி, ஸ்பிட்ஸர் விண்ணோக்கி, சந்திரா எக்ஸ்-ரே தொலைநோக்கி, கிளாஸ்ட் தொலைநோக்கி போன்றவையும் ஹவாயியில் உள்ள உட்சிவப்புக் கருவிகள் பயன்படுகின்றன.  நாசாவின் கிளாஸ்ட் தொலைநோக்கி [Gamma-Ray Large Area Space Telescope (GLAST)] காமாக் கதிர் வெடிப்புகளைக் காணும்.  நியூட்ரான் விண்மீன், துடிப்பு விண்மீன் ஆகியவற்றைக் கண்டுபிடிக்கும்.  கருந்துளை, கரும் பிண்டம், அகிலக் கதிர்களைப் பற்றி அறிய உதவும். அதாவது இதுவரை 10% காந்த விண்மீன்களைத்தான் விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடித்துள்ளார்.  இத்தகைய அசுரக் காந்த விண்மீன்களை ஏன் விஞ்ஞானிகள் தேடிப் பதிவு செய்ய வேண்டும் என்னும் வினா நம்மிடையே எழுகிறது.  உதாரணமாக 2004 டிசம்பர் 27 ஆம் தேதி அடித்த பேரளவுக் காமாக் கதிர்ப் புயலின் பூதள விளைவுகள் பல விஞ்ஞானிகளுக்கு அச்சத்தை உண்டாக்கி யிருக்கிறது !  விண்வெளியில் ஏற்படும் இயற்கையின் விந்தை நிகழ்ச்சிகளால் பூமியில் விளையும் பூகம்பங்கள், எரிமலைகள், சுனாமிகள், மின்காந்த அலை அபாயங்கள் ஆகியவற்றுக்கு எந்தத் தொடர்பும் உள்ளதா என்று உளவி ஆராய உதவியாய் இருக்கும்.

Fig 6 Gamma Ray Bursts Initiate Extinction

+++++++++++

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines, Science Illustrated, Wikipedia & Earth Science & the Environmental Book.

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)
10 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40802141&format=html (Gamma Ray Bursts)
10 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40801031&format=html (Neutron Stars)
10 (c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40905121&format=html (Death Stars)
10(d) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40905281&format=html (Harmful Death Stars)
11 Space Com – Origins of the Universe’s Most Powerful Magnets (The Magnetars) By : Michael Schirber (Feb 1, 2005)
12 Extreme Universe : Magnetic Fields & Magnetars Posted By : Jcconwell in Astronomy (Mar 12, 2009)
13 Science Illustrated – Death Star – Could the Most Magnetic Objects (Magnetars) in the Universe Cause Extinction on Earth ? (Jan-Feb 2009)
14 From Wikipedea – Magnetar (May 1, 2009).
15 Space & Earth – Integral Looks at Earth to Seek Source ogf Cosmic Radiation (Mar 16, 2006)
16 BBC News – NASA’s Eye on the Violent Cosmos By Paul Rincon [June 6, 2008]
17 BBC News – A Glimpse of Ancient Dying Stars By Victoria Gill (Sep 7, 2009)
18 Astronomy – Gammy Rays from Monster Stars By Philips Plait (Feb 7, 2007)
19 Thunderbolt Info – Magnetic Monsters (May 22, 2009)
20 Astronomy Magazine – In Search of the Galaxy’s Magnetic Monsters By : Steve Nadis (September 2009)

++++++++++++++++
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (August 13, 2009)

நிலவிலிருந்து செவ்வாய்ச் சென்று மீளும் நாசாவின் ஓரியன் பயணத் திட்டம் !

Fig 1 The Last Moon Lander 1972

(கட்டுரை : 1)

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

நாற்பது ஆண்டுகட்கு முன்னே
நீல் ஆர்ம்ஸ்டிராங்
கால் வைத்த நிலவுக்கு
மீள வேண்டுமா ? அல்லது
ஓரியன் விண்கப்பல்
நேராகச்
செவ்வாய்க் கோள் நோக்கிச்
செல்ல வேண்டுமா ?
வினா எழுகிறது இப்போது !
ஆகில நாட்டு விண்வெளி
நிலையத்தில் சற்று
இளைப்பாறி
நிலவின் புதுச் சத்திரத்தில்
களைப்பாறித்
தாமதமாய்ச் செவ்வாயில்
தடம் வைப்பது
நிதி விரையம் ஆகாதா ?
மதியின் மடியில் புதிதாய்
இறங்கி விட்டது
இந்தியத் தளவுளவி !
சந்திரனில் வர்த்தகச்
சந்தையைத் திறந்து வைக்க
சைனாவும் ஜப்பானும்
பாரதமும் தமது
ஈரடித் தடங்கள் பதிக்கட்டும் !
அமெரிக்காவின்
ஓரியன் விண்கப்பல்
சூரிய மண்டலக் கோள்களைச்
சுற்றி வரச் செல்லட்டும்
மனித நிபுணர்
நுணுக்கமாய் இயக்கி !

Fig 1A The First Moon Landing Crew 1969

“நாற்பது ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நாமடைந்த நிலவின் வெற்றிகள் மகத்தானவை !  ஆனால் அவை தெய்வீக நிகழ்ச்சிகள் (Miracles) அல்ல !  அபொல்லோ திட்ட (Apollo Projects) நிபுணரின் அற்புதக் கற்பனையும், கண்டுபிடிப்புச் சாதனைகளும் எட்டாண்டுகளாய்ச் சாதித்த உன்னத விளைவுகளே அவை எல்லாம் !  அந்த ஆண்டுகள் நவீனப் பொறியியல் நுணுக்க வரலாற்றில் பெருத்த சவாலாகவும், மிகக் கடினமாகவும், பேரளவு ஆக்க வினைகளாகவும் இருந்தன !”

நீல் ஆர்ம்ஸ்டிராங் (Neil Armstrong) (நிலவில் முதல் தடமிட்டவர்) (ஜூலை 20, 2009)

“நமது குறிநோக்கு இப்போது நிலவுக்குப் பதிலாக செவ்வாய்க் கோளுக்கு நேராகப் பயணம் செய்வதாக இருக்க வேண்டும்.”

பஸ் ஆல்டிரின் (Buzz Aldrin) (நிலவில் இரண்டாவதாகத் தடமிட்டவர்) & (ஜூலை 20, 2009)

“சில சமயங்களில் தவறான ஓரிடத்துக்குப் பயணம் செய்ததாக நான் நினைக்கிறேன்.  சிறுவனாக இருந்த போதே எனது விருப்பத் தளம் செவ்வாய்க் கோளே !  இப்போதும் அதே விருப்பம்தான்.  நிலவுக்கு மறுபடியும் போவ தென்னும் நாசாவின் தற்போதைய திட்டம் எனக்கு வருத்தம் தருகிறது !  அது தொழிற் பொறிநுணுக்க முறைகளில் நம்மை முடக்கிப் பல்லாண்டுகளாக தேவையற்ற முறையில் செவ்வாய்க் கோள் தேடலில் தாமதப் படுத்தப் போகிறது.  செவ்வாய்க் கோள்தான் தக்கதோர் மேலான பயணக் குறிப்பணியாக எனக்குத் தோன்றுகிறது.”

மைக்கேல் காலின்ஸ் (Michael Collins, Apollo 11 Astronaut) (ஜூலை 20, 2009)

Fig 1 Returning to the Moon

“நமது அடுத்த பெரும் குறிக்கோள் மூன்று நாட்கள், மூன்று வாரங்கள், அல்லது மூன்று மாதங்கள் செலவழித்து நிலவில் தங்கப் போவதில்லை !  ஆனால் செவ்வாய்க் கோளுக்குச் சென்ற ஒரு குழுவினர் அங்கே பயணம் எப்படி இருக்கும் என்று சொல்வதை நீங்களோ உங்கள் பிள்ளைகளோ அல்லது பேரப் பிள்ளைகளோ உட்கார்ந்து கேட்பதே.”

யுஜீன் செர்னன் (Eugene Cernan, Apollo 17 Astronaut) (நிலவில் இறுதித் தடமிட்டவர்) (ஜூலை 20, 2009)

“(அமெரிக்க விண்வெளி விமானிகளின்) அடுத்த அசுரத் தடம் வைப்பு (The Next Giant Leap to Mars) இப்போதே ஆரம்பமாகி விட்டது.”

மைக்கேல் கிரி·ப்பின் (Michael Griffin, Former NASA Administrator 2003)

“1961 ஆம் ஆண்டு முதல் நிலவுக்கு மனிதரை அனுப்பிய காலத்தை விடத் தற்போது மனிதரைச் செவ்வாய்க் கோளுக்கு விரைவில் அனுப்ப அனுபவமும், நுணுக்கமும், உறுதியும், திறமைமையும் நாசா விஞ்ஞானிகள் மிகுதியாகப் பெற்றுள்ளார்.”

ராபர்ட் ஸ¤ப்ரின் (Robert Zubrin, President of Pioneer Astronautics & The Mars Society 2001)

“மனிதர் 2020 ஆண்டுக்குள் அண்டவெளிப் பயணம் செய்து, முதன்முதல் செவ்வாய்க் கோளில் தடம் வைத்து மீளப் போகிறார்கள்.”

ஜியார்ஜ் புஷ், அமெரிக்க அதிபதி (ஜனவரி 2004)

FIg 1C Orion Trip To The Moon

நிலவுக்குப் பதில் நேராகச் செவ்வாய்க் கோளுக்குப் பயணம்

2020 ஆண்டில் நிலவுக்கு மீண்டும் செல்லும் நாசாவின் திட்டத்தை நிறுத்தி விண்வெளி விமானிகள் நேராகச் செவ்வாய்க் கோளுக்குப் பயணம் செய்வதுதான் சரியான திட்டம் என்று 1969 ஆண்டில் நிலவில் தடம் வைத்த இரு விண்பயண விமானிகள் பஸ் ஆல்டிரின், மைக்கேல் காலின்ஸ் (Buzz Aldrin & Michael Collins) ஆகியோர் 2009 ஜூலை 20 ஆம் தேதியில் கொண்டாடிய நாற்பதாண்டு நிறைவு நிலவுத் தடம் வைப்பு நாளன்று அழுத்தமாகச் சொல்லியிருக்கிறார்கள்.  முன்னாள் ஜனாதிபதி ஜான் கென்னடி ஊக்கிவித்து முதன்முதல் அபொல்லோ-11 விண்பயண விமானிகள் (Apollo-11 Astronauts) நீல் ஆர்ம்ஸ்டிராங் (Neil Armstrong), பஸ் ஆல்டிரின், மைக்கேல் காலின்ஸ் நிலவை நோக்கிப் பயணம் செய்து 1969 ஜூலை 20 ஆம் தேதி முதல் தடமிட்டுப் பாதுகாப்பாகப் பூமிக்கு மீண்டார்கள்.  தற்போது ஆசிய நாடுகள் ஜப்பான், சைனா, இந்தியா ஆகிய மூன்றும் நிலவுக்குப் பயணம் செய்ய முனைந்து வரும்போது, அமெரிக்காவின் அண்டவெளித் தேடும் குறிக்கோள் நிலவைத் தவிர்த்துச் செவ்வாய்க் கோளாக இருக்க வேண்டும் என்று மூவரும் ஜனாதிபதி ஓபாமாவைத் திங்கள் அன்று சந்தித்து வற்புறுத்தப் போவதாகத் தெரிகிறது.  அந்த மூன்று விண்பயண விமானிகள் உரையாற்றிய இடம் : வாஷிங்டன் டி.சி. தேசீய ஆகாய விண்வெளிக் கண்காட்சி மாளிகை.

Fig 5 Orion Spaceship with Lunar Lander

பஸ் ஆல்டிரின் கூறினார் : “அபொல்லோ-11 திட்டம் ஒரு பெரிய தேசத்தில் வாழும் உயர்ந்த குடிமக்கள் படைத்த ஒரு சின்னம் !  அது கடின உழைப்பு, கூட்டியக்கம், விடாமுயற்சி, உள்ளொளி கொண்ட தலைமை ஆளுமை ஆகியற்றில் எழுந்தது !  செவ்வாய்க் கோளைத் தேடும் மனித முயற்சி ஒரு கூட்டுழைப்பாக மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.  அபொல்லோத் திட்டங்களின் வெற்றியாளரை உண்மையாக மதிப்பதும் நினைவில் வைப்பதும் இப்படித்தான்.  அதாவது அவரைப் பின்பற்றி அவரது பாதையில் நடப்பது.  மேலும் ஊக்கத்தோடு மீண்டுமோர் புதிய கோளைத் தேடப் போவது.”  அடுத்து மைக்கேல் காலின்ஸ் கூறினார்: “சில சமயங்களில் தவறான ஓரிடத்துக்குப் பயணம் செய்ததாக நான் நினைக்கிறேன்.  சிறுவனாக இருந்த போதே எனது விருப்பத் தளம் செவ்வாய்க் கோளே !  இப்போதும் அதே விருப்பம்தான்.  நிலவுக்கு மறுபடியும் போவ தென்னும் நாசாவின் தற்போதைய திட்டம் எனக்கு வருத்தம் தருகிறது ! அது தொழிற் பொறிநுணுக்க முறைகளில் நம்மை முடக்கிப் பல்லாண்டுகளாக தேவையற்ற முறையில் செவ்வாய்க் கோள் தேடலில் தாமதப் படுத்தப் போகிறது.  செவ்வாய்க் கோள்தான் தக்கதோர் மேலான பயணக் குறிப்பணியாக எனக்குத் தோன்றுகிறது.”

Fig 1E NASA Rockets Space Rockets

நாசாவின் தற்போதைய நிலவுப் பயணத் திட்டம்

2020 ஆம் ஆண்டுக்குள் நாசா விண்பயண விமானிகளை சந்திரனுக்கு அனுப்பி 2025 ஆம் ஆண்டுக்குள் சந்திர தளத்தில் ஓர் தங்குமிடத்தை அமைக்கத் திட்டமிட்டுள்ளது.  விண்வெளி விமானிகள் அந்த ஓய்வுக் கூடத்தில் ஆறு மாதம் தங்க வசதிகள் இருக்கும். அந்த வசதிகளைப் பயன்படுத்தி 2030 ஆம் ஆண்டுக்குள் செவ்வாய்க் கோளில் தடம் வைக்க முடிவு செய்திருக்கிறது.  செவ்வாய்த் திட்டத்துக்குத் தயாராக்கப்படும் ஏரிஸ்-1 (Ares-1) ராக்கெட்டும் ஓரியன் விண்சிமிழும் (Orion Spacecraft) 2010 இல் நிரந்தர ஓய்வெடுக்கும் விண்வெளி மீள்கப்பல்களுக்குப் (Space Shuttles) பதிலாகப் பூமியைச் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் அகில நாட்டு விண்வெளி நிலைய விமானிகளுக்கு வேண்டிய தேவைகளை அனுப்பிவரும்.  இப்போது அபொல்லோ-11 விண்பயண விமானிகள் 2020 இல் நிலவுக்குப் போகும் திட்டத்தைத் தவிர்த்து நேராகச் செவ்வாய்க் கோளுக்குச் செல்லும் முயற்சியிலும், பயிற்சிலும் முனைய வேண்டும் என்று நாசாவையும் அமெரிக்க ஜனாதிபதி ஓபாமாவையும் வற்புறுத்துகிறார்கள்.  அந்த ஆலோசனையை ஓர் தனிப்பட்ட ஆய்வுக் குழு இப்போது பரிசீலனை செய்யப் போகிறது.

Fig 1F Back to The Moon Details

1960 -1972 ஆண்டுகளில் சந்திரனுக்குச் சென்று மீளும் ஆறு அபொல்லோ திட்டங்கள் (Apollo -11 to Apollo -17) பயிற்சிக்குள் உருவாகி 12 அமெரிக்க விண்வெளி விமானிகள் நிலவில் நடந்து பல்வேறு பௌதிகத் தளவியல் ஆராய்ச்சிகள் செய்தார்.  இப்போது 2020 ஆண்டுக்குள் மீண்டும் நிலவுக்குப் போகும் நாசாவின் இரண்டாம் திட்டத்துக்கு ஆகப் போகும் நிதிச்செலவு சுமார் 100 பில்லியன் டாலர் (2009 நாணய மதிப்பு) !  தற்போது அகில நாட்டு விண்வெளி நிலைய விமானிகளுக்கு உணவு, தண்ணீர் மற்ற சாதனங்களைக் கொண்டு செல்ல விண்வெளி மீள்கப்பல்கள் (Several Space Shuttles) பயன்படுகிறன.  அசுர ராக்கெட்டுகளையும் பூதகரமான மீள்கப்பல் உடம்பையும் தூக்கிக் கொண்டு போகும் விண்வெளிக் காட்சிகள் 2010 ஆண்டுக்குப் பிறகுக் காணப்படா.  2015 ஆண்டுக்குள் ஓரியன் முதற் பயணம் அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துடன் இணைய நாசா திட்டமிடுகிறது. புதிதாகப் படைக்கப்படும் ஏரிஸ் -1 & ஏரிஸ் -5 ராக்கெட்டுகள் இருவிதமான பணிகளைச் செய்யும்.  சிறியதான ஏரிஸ் -1 ஓரியன் விண்வெளிச் சிமிழை மட்டும் சுமந்து செல்லும் தகுதி உடையது.  அது பூதகரமான மீள்கப்பல் போல் பொதி சுமக்காது.  விண்வெளி விமானிகளை மட்டும் சுமந்து செல்லும்.  பெரும் பளுக்களைச் சுமக்க ஏரிஸ் -5 ராக்கெட் “சுமைதாங்கி” விண்சிமிழைத் தூக்கிச் செல்லும்.  ஏரிஸ் -1 துண்டித்து முதலில் பூமியைச் சுற்றிவரும் ஓரியன் விண்சிமிழ் இரண்டாவது செல்லும் ஏரிஸ் -5 துண்டித்துப் பூமியைச் சுற்றும் “சுமைதாங்கியை” இணைத்துக் கொண்டு அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்தை நெருங்கி இணைந்து கொள்ளும்.

Fig 10 Orion Crew Return Capsule

ஏரிஸ் ராக்கெட்டுகள் ஓரியன் விண்சிமிழ் புரியும் எதிர்காலப் பணிகள்

1960 -1972 ஆண்டுகளில் சந்திரனுக்குப் பயணம் செய்த அபொல்லோ விண்சிமிழ்களில் மூன்று விமானிகள்தான் அமர்ந்து செல்ல முடியும்.  அபொல்லோ விண்சிமிழைத் தூக்கிச் சென்ற சனி-5 ராக்கெட் 363 அடி உயரம் !  அதே சமயத்தில் அபொல்லோ விண்சிமிழைப் போல் காணப்படும் ஓரியன் விண்சிமிழ் அதைப்போல் இருமடங்கு பெரியது;  நான்கு அல்லது ஆறு விமானிகளை ஏற்றிச் செல்லும் வசதியுள்ளது.  ஓரியன் பூமியைச் சுற்றும் தகுதி உடையது. அதுபோல் நிலவைச் சுற்றம் திறனும் கொண்டது.

அகில நாட்டு நிலையத்துக்குச் செல்ல ஓரியன் ஆறு விமானிகளைச் சுமந்து போகும் வசதி உடையது.  நிலவுக்குப் பயணம் செய்யும் போது நான்கு விமானிகளை ஏற்றிச் செல்லும் தகுதியுள்ளது.  ஓரியன் விண்சிமிழை ஏற்றிச் செல்லும் ராக்கெட் ஏரிஸ்-1.  முதலில் ஏவப்படும் ஏரிஸ்-1 ராக்கெட் ஓரியன் விண்சிமிழைப் பூமியின் சுற்று வீதியில் விட்டுவிடும்.  அதில் சுற்றி வரும் ஓரியன் பிறகு அகில நாட்டு நிலையத்துடன் இணைந்து கொள்ளும்.  நிலவை நோக்கி ஓரியன் விண்சிமிழ் செல்ல வேண்டி இருந்தாலும் முதலில் பூமியின் சுற்று வீதியில் ஓரியன் சுற்றிவர அவசியமாகிறது.  சூரிய மின்கலன்கள் (Solar Batteries) ஓரியன் விண்சிமிழைப் பாதை வழுவாது பயணம் செய்யக் கட்டுப்படுத்தும்.  அகில நாட்டு நிலையப் பணிகள் முடிந்த பிறகு ஓரியன் விண்சிமிழ் பூமிக்கு மீள வெப்பக் கவசமும், (Heat Shield) பாதுகாப்பாய் மிதக்கப் பாராசூட் குடைகளும் அமைக்கப்பட்டுள்ளன.

Fig 3 Rocket with Lunar Orbiter & Lander

ஓரியன் விண்கப்பல் நிலவுக்குப் போகும் பயணம்

முதலில் ஏவப்படும் ஏரிஸ்-1 ராக்கெட் ஓரியன் விண்சிமிழைப் பூமியின் சுற்று வட்ட வீதியில் விட்டுவிடுகிறது.  இரண்டாவது ஏவப்படும் ஏரிஸ்-5 ராக்கெட் சந்திரனில் இறங்கப் போகும் நிலவுத் தேரைத் (Lunar Lander Module) தூக்கிச் சென்று பூமியின் சுற்றுப் பாதையில் விட்டுவிடுகிறது.  பிறகு ஓரியன் விண்சிமிழ் நிலவுத் தேருடன் இணைந்து ஒன்றாக சந்திரனை நோக்கிச் செல்கிறது.  சந்திர ஈர்ப்பு மண்டலத்தில் சிக்கிச் கொள்ளும் ஓரியன் நிலவுத் தேர் இணைப்பு பிரிந்து நிலவுத் தேர் மட்டும் கீழே இறங்குகிறது.  அதைக் கண்காணித்துக் கொண்டு ஓரியன் விண்சிமிழ் நிலவை வட்ட மிட்டுக் கொண்டிருக்கும்.  நிலவுத் தேரில் இரண்டு பகுதிகள் உள்ளன.  நான்கு கால்களுடன் நிலவில் இறங்கும் கீழ் ரதம்.  பிரிந்து விமானிகளை ஓரியன் விண்சிமிழுக்கு மீண்டும் தூக்கிச் செல்லும் ராக்கெட் வாகனம் மேலே உள்ளது.  நிலவைச் சுற்றும் ஓரியன் ராக்கெட் வாகன இணைப்பை அற்றுக் கொண்டு தனியாக தனது ராக்கெட்டுகளை இயக்கிப் பூமிக்கு மீள்கிறது.

Fig 4 International Space Station

நாசா சந்திரனை மீண்டும் தேடிச் செல்லக் காரணம் என்ன ?

முதல் மனிதன் நிலவில் கால் வைத்து 40 ஆண்டுகள் கடந்த பிறகு நாசா மறுபடியும் அங்கே போவதற்குக் காரணம் செவ்வாய்க் கோளுக்கு 2020 இல் தடமிடப் பயணம் செய்யும் போது இடையே ஓய்வெடுக்கத் தற்போது தங்கு நிலையம் ஒன்றைச் சந்திரனில் அமைப்பதற்கே !  அத்துடன் பூமிக்கும் நிலவுக்கும் இடையே விமானிகள் ஓய்வெடுக்கத் தற்போது புவியைச் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் “அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையமும்” (International Space Station) தயாராகப் போகிறது.  ஏற்கனவே பன்னாட்டு விமானிகள் செவ்வாய்க் கோளுக்குச் செல்லும் நீண்ட காலப் பயணத்துக்குப் பயிற்சி பெற்று வருகிறார்கள்.  அவர்களுக்குத் தேவையான பொருட்களை ரஷ்யாவும் அமெரிக்காவும் தமது விண்வெளி வாகனங்களில் அனுப்பி வருகின்றன.  குறிப்பாக 2010 ஆண்டில் நாசா மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுத்தும் “விண்வெளி மீள்கப்பல்கள்” (Space Shuttles) நிரந்தர ஓய்வு எடுக்கும் என்று தீர்மானிக்கப் பட்டுள்ளது.

Fig 8 Lunar Lander in Flight & On the Moon

ஆதலால் நாசாவின் முதல்பணி விண்வெளி மீள்கப்பலுக்கு இணையான விண்கப்பல் ஒன்றைத் தயாரித்து அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்குச் சாதனங்களை அனுப்பிப் பயிற்சிகளைத் தொடர்வது.  இரண்டாவது சந்திரனில் விமானிகள் ஓய்வெடுக்கத் தக்க தளத்தைத் தேர்ந்தெடுத்து அங்கே தங்குமிடம் ஒன்றை அமைப்பது.  மூன்றாவது செவ்வாய்க் கோளுக்கு மனிதர் பயணம் செய்யத் தகுந்த விண்கப்பல் ஒன்றைத் தயாரிப்பது.  இம்மூன்று முக்கியப் பணிகளை நிறைவேற்றத்தான் நாசாவின் “ஓரியன் விண்வெளித் திட்டம்” இப்போது மும்முரமாய்த் தயாராகி வருகிறது.

Fig 1D To Moon & Back to Earth

நிலவுக்கு மீள்வதைத் தவிர்த்து நேரே செவ்வாயிக்குப் போவதின் குறைபாடுகள்

விண்வெளி மீள்கப்பல்கள் (Space Shuttles) 2010 இல் ஓய்வெடுக்கப் போவதால் நாசாவின் முதற்பணி ஓரியன் விண்கப்பல் அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துடன் இணைப்பது !  அதுவரை நாலைந்து ஆண்டுகளுக்கு அமெரிக்கா ரஷ்யா விண்வெளி வாகனத்தை நம்பி உதவி பெற வேண்டியதிருக்கும்.  நிலவின் அபாய தளத்தில் 2020-2025 ஆண்டுகளுக்குள் ஓய்வுக்குத் தங்குமிடம் அமைப்பதில் நிதி விரையமும் கால தாமதமும் ஏற்பட்டாலும் ஆறு மாத கால நீண்டச் செவ்வாய்ப் பயணத்துக்கும் விமானிகளுக்கும் அனுகூலங்கள் பலன்கள் கிடைக்க வாய்ப்புக்கள் உள்ளன.  நிலவின் தங்குமிடத்தில் விமானிகள் ஆறு மாதங்கள் வரை ஓய்வெடுக்கலாம்.  அந்தக் காலப் பொழுதில் ராக்கெட் வாகன எரிசக்தி சேகரிக்க வசதியுள்ளது.  மேலும் நிலவின் எளிய ஈர்ப்பு மண்டலத்திலிருந்து ராக்கெட்டைச் செவ்வாயிக்குப் போக ஏவுவது பூமியின் அசுர ஈர்ப்பிலிருந்து ஏவுவதை விட எளிதானது.  எரிசக்தி சேமிப்பு ஓர் அனுகூலம்.  பூமியிலிருந்து செவ்வாயிக்குப் போவதிலும் பூமிக்கு மீள்வதிலும் பல மில்லியன் மைல் பயணத்தில் பிரச்சனைகள் ஏற்பட்டால் நிலவுத் தங்குமிடம் விமானிகளுக்கு ஓர் பசுஞ்சோலையாகப் பயன்படும்.  அந்த ஓய்வுக் கூடம் நிலவில் தேவையில்லை என்று நிதிச் செலவைக் குறைத்து நேராகச் செவ்வாய்க் கோளுக்குப் போவதிலும் பூமிக்கு மீள்வதிலும் விண்வெளி விமானிகளுக்கு நிரம்ப அபாயங்கள் தாக்கிடக் காத்துக் கொண்டிருக்கின்றன !

Fig 9 NASA's Future Lunar Resthouse

(தொடரும்)

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

தகவல்:

Picture Credits : Astronomy Magazine (August 2009) & ISRO Indian Website

(a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40603311&format=html (Trip to the Moon March 2006)

(b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40811271&format=html [Trip to the Moon Nov 2008]

(c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40906251&format=html (NASA Trip to the Moon June 2009)
1. Indian Space Research Organization (ISRO) -Scientific Objectives, Spacecraft, of Chandryaan -1
2. BBC News – India in Multi-satellite Launch
3. Times Now – India’s First Unmanned Mission on Moon (Oct 22, 2008)
4. BBC News : India Launches First Moon Mission (Oct 22, 2008)
5. Cosmos Magazine – The Science of Everything – India Counts Down to Lunar Mission (Oct 21, 2008)
6..  Space Expolaration – Chembers Encyclopedic Guides (1992)
7. The Times of India – After Mood Odyssey, It’s “Mission to Sun” for ISRO (2008)
8.  National Geographic -50 Years Exploring Space (November, 2008)
9.  Chandrayaan-1 Enters Lunar Orbit – Makes History (Nov 8, 2008)
10.  Latest News – Chandrayaan Descends into Lower Orbit (Nov 11, 2008)
11.  Chandrayaan-1 Successfully Reaches its Operational Lunar Orbit ISRO Repot (Nov 12, 2008)
12. Chrayaan -1 Reaches Final Lunar Orbit (Nov 13, 2008)
13. Press Trust of India : Chandrayaan -1 Reaches Final Orbital Home [Nov 13, 2008]
14. Science Annual Volume Library -The Moon Revisited By : Dennis Mammana (1995)
15. Readers’ Digest Publication -Why in the World ? -Uncovering Moon’s Secrets (1994)
16. Time Great Discoveries – An Amazing Journey through Space & Time – Man on the Moon – Science or Show ? (2001)
17. India Abroad Magazine : “Pie in the Sky” By Supriya Kurane (Nov 21, 2008)
18. Time Magazine : “Back to the Moon” By Jeffrey Kluger & Houstan [Nov 24, 2008]
19.. http://en.wikipedia.org/wiki/Orion_(spacecraft) (NASA’s Orion Voyage to the Moon) (Nov 26, 2008)
20. BBC Science News – ESA Europe’s 10 Billion Euro Space Vision By Jonathan Amos
21. http://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Reconnaissance_Orbiter – NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter [Nov 27, 2008]
22 CNN Report – Moon or Mars – Next Giant Leap Sparks Debate By : A. Powlowski (July 20, 2009)
23 NASA Report – What is Orion (June 30, 2009)
24 How the “Right Stuff” Went Wrong By : Tom Wolfe & Stephen Hawking on the Apollo Moon Landing (July 15, 2009)
25. Astronaut Neil Armstrong Marks 40th Anniversary in his Own Words. By William Harwood (July 20, 2009)
26 BBC News : Moon Astronauts Urge Mars Missin (July 20, 2009)
27 From the Moon to Mars By: Harrison H Schmitt (July 2009)
28 Astronomy Magazine – Special Report Countdown to 2020 Return to the Moon (August 2009)

******************
S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com (July 23, 2009)

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! காலக்ஸி ஒளிமந்தையின் நான்கு நியதிகள்

Fig 1 Spiral Castle Galaxy

(கட்டுரை: 60 பாகம் -3)

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


பிரபஞ்சத்தின் வெப்ப இழப்பு
மென்மேலும்
மிகையாகி வருகிறது !
மீண்டும் மரண சக்தி
புத்துயிர் பெறுமா ?
ஆக்க முடியாத சக்தியை
அழிக்கவும் முடியாது
என்பது ஒரு நியதி !
அகில வெளியிலே
வெப்பத் தேய்வு
மிகுதி ஆகும் என்பதோர்
நியதி !
பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படைப்
படைப்புச் செங்கல்
அகிலவெளி வாயு முகில் !
வாயுத் திணிவை
மாயமாய்
உருட்டித் திரட்டி
உருவம் தருவது
ஈர்ப்பியல் சக்தி ! அது
ஆக்கும் சக்தி !
வெப்ப இயக்கவியல்
இரண்டாம் விதி எச்சரிக்கும் :
வெப்ப இழப்பு மிகுதி
பிரபஞ்சத்தின்
மீளாத ஓர் ஒழுங்கீனம் !
அழிக்கும் சக்தி அது
அகில மெங்கும்
ஒரு போதும் போர் ஓயாது
ஆக்க சக்திக்கும்
அழிவு சக்திக்கும் !

Fig 1A The Big Bang & Appearance of Galaxies

வானியல் விஞ்ஞானத்தில் அடிப்படை யுத்தம் என்ன வென்றால் ஆக்க ஆளுமை பெற்ற மாபெரும் ஈர்ப்பியல் சக்திக்கும் (Gravity -The Great Organizer) ஒழுங்கீன ஆளுமை நிகழ்த்தும் இரண்டாம் வெப்ப இயக்கவியல் நியதிக்கும் (Second Law of Thermodynamics -The Great Disorganizer) இடையே ஏற்படும் போராட்டமே !  இரண்டாம் வெப்ப இயக்கவியல் விதி கூறுவது என்ன ?  ஒரு சுய ஒழுங்குப் பௌதிக ஏற்பாடு மீளாத ஓர் ஒழுங்கீன நிலையை அல்லது வெப்ப இழப்பு மிகுதியை (State of Disorder or Increased Entropy) நோக்கிப் போய்க் கொண்டிருக்கிறது !

ஃபிராங்க் சூ (Frank Shu University of California, San Diego)

நமது பூகோளத்திலும், விண்மீன்களிலும் பிரபஞ்ச வெப்ப இழப்பு (Entropy) தீவிரமாய் மிகுந்து கொண்டு வருகிறது.  அதாவது விண்மீன்களில் அணுக்கரு எரிசக்தி சிறுகச் சிறுக இறுதியிலே தீர்ந்துபோய் அவை மரணம் அடைந்து பிரபஞ்சம் வெறும் கனலற்ற பிண்டமாகி விடும்.  விண்மீன்கள் அவ்விதம் ஒவ்வொன்றாய்ச் சுடரொளி மங்கிப் பிரபஞ்சமானது ஒருகாலத்தில் இருண்ட கண்டமாகிவிடும்.

டாக்டர் மிசியோ காக்கு, (அகிலவியல் விஞ்ஞான மேதை)

Fig 1 Whirlpool Galaxyபிரபஞ்சம் 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 பெருங்கோளம் !

வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள்

பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, வாழ்வுச் சுற்று ஆயுள் முடிந்த பின் பெருநிறை விண்மீன்கள் (Super Massive Stars) ஒரு வேளை சிதைந்து, ஒற்றைப் பூதநிறை வடிவு கொண்ட கருந்துளைகள் (Super Massive Black Holes) நிலைபெறத் தோன்றியிருக்கலாம்.

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

Fig 3 An Unusaual Globuleபிரபஞ்சத்தில் பெரு வெடிப்பிற்குப் பின் விளைந்த புரட்சி!

பெரு வெடிப்புக்குப் பின், பிரபஞ்சத்தில் விளைந்தது மாறுபாடுகள் மிகுந்த மாபெரும் காலவெளிப் புரட்சி (Space-Time Chaos) ! எங்கெங்கு நோக்கினும் தாறுமாறு, ஒழுங்கீனம் ! விண்வெளியில் விண்மீன்கள் இல்லை! பால்மய வீதி 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 !

Fig 1 Cosmic Pearls Around a Star

எத்திக்கிலும் விரிவு! வெளியெங்கும் விரிவு! விரிவு! விரிவு! ஈர்ப்பியல் இருப்பினும் விரிவு, துரித விரிவு! ரப்பர் பலூன் உப்பும் போது, ஒரு புள்ளி அருகிய புள்ளியை முந்தாமல் ஒன்றாய் விரிவது போல், அகிலத்தின் (Universe) ஒவ்வொரு களமும் தளமும் விரிந்தது! ஒவ்வோர் அரங்கமும் 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! காலாக்ஸிகள் தோன்றின!  பரிதி மண்டலங்கள் தோன்றின!  அண்ட கோளங்கள் தோன்றின!

Fig 1B Galaxy M104

பிரபஞ்சத்தின் பூதகரமான காலாக்ஸி மந்தைகள்

பரிதியைப் போல் கோடான கோடி விண்மீன்கள் சேர்ந்து நமது பால்வீதியில் குடியேறி உள்ளன.  பால்வீதியில் உள்ள விண்மீன்களின் எண்ணிக்கை 200 பில்லியன் !  பால்வீதியை விடப் பன்மடங்கு பெரிய தனித்தனிக் காலாக்ஸிகள் ஒன்று கூடி “காலாக்ஸிகளின் கொத்துக்களாக” (Clusters of Galaxies) உலவி வருகின்றன !  மந்தையில் காக்லாக்ஸிகளும், காலாக்ஸிகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி நிரப்பிகளும் அடங்கும்.  மந்தையில் இருப்பவற்றை இறுக்கிப் பிணைத்துக் கொள்வது ஈர்ப்பு விசை.  மந்தையில் உள்ள காலாக்ஸிகளின் இடைவெளியை நிரப்புவது கனல் வாயு !  கனல் வாயுவின் உஷ்ணம் மில்லியன் கணக்கான டிகிரிகள் !  அந்தப் பேரளவு உஷ்ண வாயுவில் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஓளி வீசாது, கருவிக்குத் தெரியும் எக்ஸ்-ரே கதிர்கள் வீசும் !  வாயு உஷ்ணம் பரவியுள்ள விதத்தை உளவி ஈர்ப்பு விசை எத்தகைய முறையில் அழுத்தியுள்ளது என்றும், இடைவெளியில் எத்தனை அளவு பிண்டம் இருக்கிறது என்றும் விஞ்ஞானிகள் அறிய முடிகிறது.  அம்முறையில் கணித்ததில் காலாக்ஸிகள் மற்றும் இடைவெளிக் கன வாயு நிறையை விட ஐந்து மடங்கு நிறை காலாக்ஸி மந்தைகளில் உள்ளது என்று தெரிகிறது.

Fig 1C Galaxy NGC 3079

பரிதி மண்டல அளப்பின் போது விஞ்ஞானிகள் பால்வீதி மையத்தின் அருகே இருக்கும் “ஸாகிட்டேரியஸ் A” (Sagittarius A) என்னும் ஓர் விண்மீனைக் குறிவைத்தார். இருபது ஆண்டுகளுக்கு முன்புதான் (1988) அந்த விண்மீன் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.  பத்து நாட்கள் தொடர்ந்து தொலைநோக்கி மூலம் அந்த விண்மீனின் நகர்ச்சியை மற்ற விண்மீன்கள் நகர்ச்சிக்கு ஒப்பாக அளந்தார்கள்.  அவர் குறிவைத்த “ஸாகிட்டேரியஸ் A” விண்மீனின் ஒப்பியல் நகர்ச்சித் தூரம் மிக மிகச் சிறியது.  அதாவது பரிதி போல் மையத்தைச் சுற்றும் வேகம் (விநாடிக்கு 135 மைல்) இல்லாமல் “ஸாகிட்டேரியஸ் A” மையத்தை மிக மிகக் குன்றிய வேகத்தில் சுற்றுவதால் மையத்தில் பேரசுரத் திணிவுள்ள கருந்துளை ஒன்றிருப்பதற்குச் சான்று அளித்துள்ளது.  அந்த மையக் கருந்துளையின் அசுர நிறை நமது பரிதியின் நிறையைப் போல் 2.6 மில்லியன் மடங்கு என்று கணிக்கப் பட்டுள்ளது !

Fig 1D Cosmic Pearls around a Star -1

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 1

காலக்ஸி கொந்தளிக்க முனைந்து ஒரு மையத்தை நோக்கிக் குவிகிறது.

பால்வீதி காலக்ஸி ஒரு சுய ஈர்ப்பாற்றல் உள்ளடக்க ஏற்பாடு (Self-gravitating System).  எல்லா ஈர்ப்பாற்றல் உள்ளடக்க ஏற்பாடுகளும் தமக்குள்ளே கொந்தளித்து முறியும் நிலையைக் கொண்டுள்ளவை.  மற்ற விசைகள் எதிர்க்காத நிலையில் அல்லது கொந்தளிப்பு முறிவை மெதுவாக்காத முறையில் அவை தமக்குள்ளே உள்ளடங்கும்.

காலக்ஸிகளில் ஈர்பாற்றலை எதிர்க்கும் விசைகளில் ஒன்று விண்மீன் உருவாக்கம் !  வாயு முகில்கள் பால் வீதித் தட்டுக்கு உள்ளே கொந்தளிப்பு முறியும் போது, சில முகில்கள் திணிவு அடர்த்தியாகிப் புதிய விண்மீன் ஒன்று உண்டாகச் சுடப்படும் ! காலக்ஸியின் சுழற்சியும் தடுக்கப் படுகிறது.  பால்வீதி வெளிப்புற ஆரத் திசையில் (Outward Radial Direction) சுழற்சி நிகழ்ச்சியில் ஈர்ப்பாற்றல் கொந்தளிப்பு முறிவைத் தடுக்க முற்படுகிறது.  இந்த விசைகள் எழாமல் இருக்குமாயின் காலக்ஸி சுருங்கிப் போவதுடன் அதன் ஈர்ப்பாற்றல் காலவெளியைத் தகர்த்து உட்புறத்தில் ஓர் கருந்துளை உருவாக ஏதுவாகிறது !

உதாரணமாக பால் வீதி மையத்தின் A விண்மீன் எனப்படும் ஸாகிடேரியஸ் A இன் இல்லம் (Home to Sagittarius A or “A Star”).  நான்கு மில்லியன் பரிதி நிறையுடைய அது ஓர் அசுரக் கருந்துளையே (Giant Black Hole).  பேரளவு பளுயுடைய அத்தகைய அசுரக் கருந்துளை எப்படி பால் வீதி அல்லது மற்ற காலக்ஸிகளின் மையத்தில் அமைகின்றன என்பது இன்னும் புதிராகவே உள்ளது !  அதிர்ஷ்ச வசமாக சிற்றளவு எண்ணிக்கையில் உள்ள காலக்ஸிகளின் முழுப் பளுவே மையக் கருந்துளை ஒன்றில் போய் முடிவடைகிறது.

Fig 1D Parts of a Galaxy

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 2

காலக்ஸிகளின் தோற்ற வளர்ச்சி பிரபஞ்சத்தின் முழு ஒழுங்கீனத்தை மிகையாக்குகிறது.

பௌதிக விஞ்ஞானத்தில் என்டிராப்பி (Entropy in Physics) என்பது சுய ஒழுங்கு அல்லது மூடிய ஓர் அரங்கில் நேரும் “வெப்ப மரணம்” அல்லது “ஒழுங்கீன மிகுதி” (Heat Death or Disorder in a Self-contained or a Closed System) நிலையைக் குறிப்பிடுகிறது.  சக்தியை ஆக்கவும் முடியாது, சக்தியை அழிக்கவும் முடியாது என்னும் விதிகள் மெய்யானாலும், பிரபஞ்சத்தின் முழு வெப்ப இழப்பு மிகுந்து கொண்டே வருகிறது என்று வெப்பவியலின் இரண்டாம் விதி (Second Law of Thermodynamics) கூறுகிறது !  அதாவது ஆக்கும் திறனுள்ள வெப்ப சக்தி குறைந்து கொண்டே வருகிறது.

“வானியல் விஞ்ஞானத்தில் அடிப்படை யுத்தம் என்ன வென்றால் ஆக்க ஆளுமை பெற்ற மாபெரும் ஈர்ப்பியல் சக்திக்கும் (Gravity -The Great Organizer) ஒழுங்கீன ஆளுமை நிகழ்த்தும் இரண்டாம் வெப்ப இயக்கவியல் நியதிக்கும் (Second Law of Thermodynamics -The Great Disorganizer) இடையே ஏற்படும் போராட்டமே !  இரண்டாம் வெப்ப இயக்கவியல் விதி கூறுவது என்ன ?  ஒரு சுய ஒழுங்குப் பௌதிக ஏற்பாடு மீளாத ஓர் ஒழுங்கீன நிலையை அல்லது வெப்ப இழப்பு மிகுதியை (State of Disorder or Increased Entropy) நோக்கிப் போய்க் கொண்டிருக்கிறது !” என்று விஞ்ஞானி ·பிராங்க் சூ (Frank Shu University of California, San Diego) கூறுகிறார்.

Fig 1E Starburst Galaxy

இயற்கையானது எப்போதும் ஒரு கட்டுப்பாட்டு விதியைக் கைக்கொள்கிறது :  சுய ஈர்ப்பியல் சுருக்க ஏற்பாடு (A Self-gravitating System) முடிவில்லாத் திணிவு நிலைக்குக் கொந்தளிப்பு அடைவதைத் (Collapsing to a State of Infinite Density) தடை செய்யும் அல்லது மெதுவாக்கும் ! உதாரணமாக விண்மீன்கள் அணுக்கருப் பிணைவு இயக்கத்தில் (Nuclear Fusion) ஒளித்திரள்களை (Photons) வெளியேற்றும்.  அவ்விதம் நிகழும் போது வெப்பமும், கதிர்வீச்சும் ஈர்ப்பியல் சக்தி இழுப்புக்கு எதிராகத் தளர்த்தி விண்மீனைக் காப்பாற்றுகிறது !  அதாவது அகிலவெளியில் ஒளித்திரள்களின் வெளியேற்றம் பிரபஞ்சத்தின் முழுதுமான வெப்ப இழப்பைக் (Overall Entropy) கூட்டுகிறது !

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 3

காலக்ஸியின் கோண நெம்புதல் எப்போதும் நிலையானது.

புறத்தில் வேறோர் விசை குறுக்கிடாது, சுற்றிவரும் ஓர் திணிவு நிறையின் கோண நெம்புதல் மாறாமல் நிலையாகத் (Conservation of Angular Momentum) தொடர்கிறது.  உதாரணமாக நமது பால் வீதி காலக்ஸி தோன்றிய போதே சுற்ற ஆரம்பித்தது இன்னும் தொடர்ந்து சுற்றுகிறது.  புறத்திலிருந்து வேறு பிண்டம் உள்ளே நுழையாமல் அல்லது உள்ளிருந்து வெளியேறாமல் காலக்ஸியின் மொத்தக் கோண நெம்புதல் மாறுவதில்லை.  காலக்ஸிக்குள் இருக்கும் விண்மீன்கள், அல்லது வாயு முகில் கோண நெம்புதலைத் திரிபு செய்யாமல் தாமிருக்கும் இடத்தை மாற்றிக் கொள்ள முடியாது !

Fig 2 Cartwheel Galaxy

பால் வீதி காலக்ஸியின் பட்டை (Bar) மைய மூலக்கூறு அரங்கத்தில் (Cengtral Molecular Zone) அமைந்துள்ளது.  பட்டையின் முழுப் பரப்பு 2400 ஒளியாண்டு அகலத்தில் நிரம்பியுள்ளது.  காலக்ஸி பட்டைதான் வாயு முகிலை உட்புகுத்தி விண்மீன் பிறப்பு அரங்கத்தின் உன்னதக் கொந்தளிப்பு வாயுப் பகுதியில் நுழைக்க உதவுகிறது. மையப் பட்டையின் வெளிப்புறத்தில் பால் வீதியின் சுருள் கரங்கள் வாயு முகிலை உட்புறத்தில் தள்ள உதவுகின்றன.  எப்படி சுருள் கரங்கள் காலக்ஸிக்கு உருவாகின்றன என்பது பல்லாண்டு ஆய்வுகளுக்குப் பிறகும் விஞ்ஞானிகள் இன்னும் தெளிவாகக் கூற வில்லை !

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 4

சீரமைப்பில் நிலைக்க முனையும் காலக்ஸிகள் முடிவாக அடைவது தோல்வியே

காலக்ஸிகளின் சுற்றுத் தட்டுகள் சுற்றும் டிவிடி தட்டு (DVD Disc) போல் சுழல் அச்சு மையத்துக்குச் “சீர் ஒழுங்கு அமைப்பில்” (Symmetrical) இருக்க வேண்டும்.,  ஆனால் பெரும்பான்மையான காலக்ஸிகள் நேர் எதிர்த் திசைகளில் மட்டுமே சீர் ஒழுங்கில் அதாவது “ஈர் ஒழுங்கு அமைப்பில்” (Bisymmetrical) காணப்படுகின்றன.  சமீபத்தில் பால் வீதி காலக்ஸியை நோக்கித் தளப்பதிவு செய்த ஸ்பிட்ஸர் தொலைநோக்கி (Spitzer Telescope Survey) சுருள் கரங்கள் நார்மா & ஸகிட்டேரியஸ் (Norma & Sagittarius Spiral Arms) அகிலவெளி விண்மீனின வாயு முகிலைச் (Intersteller Gas Clouds) சேமித்து அப்பிக் கொள்வதாகக் காட்டியுள்ளது.  மற்ற இரண்டு சுருள் கரங்கள் ஸ்குயூடம்-சென்ட்ரஸ் & பெர்ஸியஸ் (Scutum-Centaurus & Perseus) ஆகிய இரண்டிலும் வாயு முகிலும், விண்மீன்களும் நிரம்பியுள்ளன.  பால் வீதி காலக்ஸியின் வெளி அரங்கங்கள் ஈர் ஒழுங்கு அமைப்பிலிருந்து மாறுபட்டுத் திரிந்து போய் காணப்படுகின்றன.  மேலும் பால் வீதி காலக்ஸியின் பெரும்பான்மைத் தோற்றம் பூரண வட்டமாக இல்லாது சற்று நீள்வட்டத்தில் இருப்பதாக கருதப்படுகிறது.  பல்வேறு முறைகளில் பால் வீதி காலக்ஸி பூரணமற்ற வடிவத்தில் அமைந்து இருக்கிறது.  அதன் தட்டு உருளைக் கிழங்கு சிப்ஸ் போல் நெளிந்திருக்கிறது !  அது அப்படி நெளிந்து போகக் காரணம் : ஈர்ப்பியல் இயக்கப்பாடுகள் (Gravitational Interations) அண்டையில் உள்ள குள்ள காலக்ஸிகள், அகில விண்மீனின வாயு முகில் அல்லது காலக்ஸி கருமைப் பிண்டத்தின் ஒளிவளையம் (Dark Matter’s Halo) ஆகியவற்றுடன் புரியும் மோதல்களே !

Fig 3 A Galactic Core

21 ஆம் நூற்றாண்டில் காலக்ஸிகளின் ஐக்கியப் படைப்பு நியதி

பிரபஞ்சத்தில் காலக்ஸி ஒளிமந்தைகள் பால்வீதி உட்பட யாவும் வாயுவை விண்மீனாக மாற்றும் “ஈர்பாற்றல் சுயச் சுருக்க ஏற்பாடு” (Gravitating System) என்று விஞ்ஞானிகளால் குறிப்பிடப் படுகின்றன.  அந்த இயக்கி முறை வாயு முகிலைக் காலக்ஸி மையத்தை நோக்கிப் புனலைப் (Funnel) போல் புகுத்துகிறது.  ஆயினும் வாயுவானது கொந்தளித்து விண்மீனாய் வடிவு பெறும் போது கடின முறையில் வாயு முகில் கோண நெம்புதலை (Angular Momentum of the Gas) நீக்கி வாயு ஓட்டத்தைத் நிறுத்துகிறது.  உதாரணமாகப் பால் வீதியின் பட்டையும், சுருள் ஆரங்களும் (Milky Way Bar & Spiral Arms) உட்புற வாயு இழுப்பை விரைவு படுத்த உதவி செய்கின்றன !  இந்த நிகழ்ச்சிகளை முறிவு செய்பவை புறத் தூண்டு வினைகள்.  அவை : மற்ற காலக்ஸி மோதல்கள், வாயு முகில்களின் உள் வீழ்ச்சிகள் (Galaxy Collisions & Infalling Clouds of Gas) !

தற்போது வானியல் பால்வீதி பற்றி விஞ்ஞானிகள் சேகரித்த தொலைநோக்கித் தகவல்களும் யூகிப்புகளும் முழுமையாக இணைக்கப் படாமல் “இடப்பூர்த்திப் புதிரின்” (Jigsaw Puzzle) தனித் தனித் துண்டுப் பகுதிகளைப் போல் தொங்கிக் கொண்டிருக்கின்றன !  இருபதாம் நூற்றாண்டு வானியல் விஞ்ஞானிகள் விண்மீன்களைப் பற்றி இதுவரை முற்றுப் பெறாத பல்வேறு கருத்துக்களைப் பின்னி விண்மீன் உருவாகும் பௌதிக நியதியை வடித்துள்ளார்கள். ஒருவேளை 21 ஆம் நூற்றாண்டு விஞ்ஞானிகள் எதிர்பார்க்கும் காலக்ஸிகளின் ஐக்கியப் படைப்பு நியதி குறிப்பாகப் பால் வீதி காலக்ஸி தோற்றத்தைப் பற்றி ஆழ்ந்த விளக்கத்தைக் கூறலாம் !

Fig 5 Giant Galaxy String

(தொடரும்)
+++++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines. Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe -How Did the Milky Way Galaxy Form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. Daily Galaxy – Cataclysmic Orbit – Our Solar System’s Journey Through the Milky Way Posted By : Luke McKinney [Sep 26, 2008]
21 Daily Galaxy -GAIA Space Probe – Mapping the Family Tree of the Milky Way Posted By : Casey Kazan (July 2, 2007]
22 Daily Galaxy – Hubble’s Secret – Orbiting the Milky Way Posted By : Casey Kazan [Dec 22, 2008]
23 Daily Galaxy – 18 Billion Suns – Biggest Black Hole in the Universe Discovered Posted By Rebecca Sato [Dec 30, 2008]
24. Daily Galaxy – Journey to the Center of the Milky Way Postd By : Casey Kazan (Jan 12, 2009)
25. Astronomy Today – The Milky Way Galaxy A Grand Design By : Eric Chaisson & Steve Mcmillan (1999)
26. (Galex Space Probe) Galaxy Evolution Explorer Celebrates Five Years in Space By : Linda Vu (Spitzer Space Center (April 28, 2008)
27. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40807101&format=html (My Thinnai Article on Galaxy) [July 11, 2008]
28. Cosmos By : Carl Sagan (1980)
29. National Geographic Encyclopedia of Space By : Linda Glover (2005)
31 Astronomy Magazine – Cosmos & Galaxies (Jan 2007)
32 Astronomy Magazine – (1) Receipe for a Galaxy By : Francis Reddy (2) How the Milk Way Works & (3) The Milky Way Inside & Out Both Articles By : Robert Benjamin (July-Sept 2009)
33 Daily Galaxy – Stars Zipping at One-Million mpr in Milky Way’s Halo May Be from Other Galaxies (July 8, 2009)
34 BBC News – A Glimpse of Ancient Dying Stars By : Victoria Gill (July 9, 2009)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (July 16, 2009)

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! பால்வீதி காலக்ஸியின் அமைப்பும் உறுப்புகளும்

Fig 5 Dark Matter & Early Universe

(கட்டுரை: 60 பாகம் -2)

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

அகிலவெளி அரங்கில் வாயு
முகில் படைத்த
காலக்ஸிகள் மோதிக் கொண்டால்
வாள் சண்டை போடாது
தாழ் பணிந்து
தழுவிக் கொள்ளும் !
கடலிரண்டு கலப்பது போல்
உடலோடு உடல்
ஒட்டிக் கொள்ளும் !
வாயு முகில் சூடாகித்
திரண்டு கொள்ளும் !
கருத் தரித்துக்
குஞ்சு விண்மீன்கள் பொரிக்கும் !
எஞ்சிடும் மிச்சத்திலே
அண்டக் கோள்கள் உண்டாக்கும் !
ஈர்ப்புச் சக்தியால்
விண்மீன்களைச் சுற்ற வைக்கும்
காலக்ஸி ஒளிமந்தை !
கோள்கள்
நீள்வட்டப் பாதையில் சுற்றும்
காலாக்ஸி தீவுகளைக்
கருங்கடலில் நீந்தச் செய்வது
கருமைச் சக்தி !

Fig 8 Two Merging Galaxies

“நமது பால்வீதி காலக்ஸி பக்கத்தில் நெருங்கும் ஆன்ரோமேடா காலாக்ஸியுடன் ஐந்து பில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்து மோதப் போகிறது !  (எதிர்பார்க்கப்படும்) அந்த பிரபஞ்ச நிகழ்ச்சிக்குப் பிறகு வான மண்டலம் இரவில் எப்படித் தோன்றும் என்பது யாருக்கும் தெரியாது !”

ஆப்ரஹாம் லோப் (Abraham Loeb) வானியல் பேராசிரியர் ஹார்வேர்டு பல்கலைக் கழகம்

விண்மீன்களின் மூர்க்கத்தனமான வாயுத் தூசி இயக்க விண்வெளியில் பெரும்பானமையான காலாக்ஸிகள் மோதிக் கொந்தளித்து, ஒற்றை வடிவத்தில் முழுவதும் சேர்ந்து கொள்கின்றன !  பெரிய காலாக்ஸி சிறிய காலாக்ஸியுடன் பின்னிக் கொள்வது பொதுவாக விண்வெளியில் நேரும் ஒரு சாதாரண நிகழ்ச்சியே !

டேனியல் கிறிஸ்ட்லைன் (Daniel Christlein, Astronomer Yale University)

ஹப்பிள் & கெக் தொலைநோக்கிகள் மூலமாக இப்போது செந்நிறக் கடப்பு : 7 இல் (Redshift Light -7) குறிப்பிடும் (பிரபஞ்சம் தோன்றி ஒரு மில்லியன் வயதாகும்) பூர்வ காலாக்ஸிகளைப் பற்றி அறிய முடிகிறது ! ஈர்ப்பாற்றல் குவியாடி (Gravitational Lensing) நோக்கில் காணும் மங்கலான பூர்வ ஒளி மந்தைகள் பால்வீதியை (Milkyway Galaxy) விட 100 மடங்கு சிறியவை !

ரிச்சர்டு எல்லிஸ் வானியல் பேராசிரியர் (California Institute of Technology) [March 2008]

Fig 1B Galaxy Formation“பூர்வீக விண்மீன்களைப் பற்றி அறிவது பேபி பிரபஞ்சத்தின் மர்மங்களை அவிழ்த்துவிட வானியல் விஞ்ஞானிகளுக்குப் பேருதவி செய்யும்.  முதன்முதலில் உதித்த விண்மீன்களின் பிறப்பை விட அவற்றின் இறப்பே விஞ்ஞானிகளுக்கு முக்கிய நிகழ்ச்சியாகும்.  பிரபஞ்சத்தின் பூர்வ காலப் பிண்டத்தில் உருவான முதற்பிறவி விண்மீன்கள் பெரும்பான்மையாக ஹைடிரஜன், ஹீலிய வாயுக்களாலும், சிறிதளவு லிதிய வாயுவாலும் உண்டானவை.  முதலில் தோன்றியவை பேரளவுப் பளுவில் இருந்ததால், அவை விரைவாக வாழ்ந்து முடிந்து, அற்ப ஆயுட் காலத்தில் பிறந்த 200 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குள் இறந்து போயின !”

ரே ஜெயவர்தனா வானியல் பேராசிரியர், டொராண்டோ பல்கலைக் கழகம், கனடா

“பூமிக்கு அப்பால் 11 பில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கும் இந்த (பூர்வாங்க) 18 நீல வண்ணச் சிறிய வடிவமைப்புகள் (Dim Blue Small Objects) தற்கால காலாக்ஸிகள் சிலவற்றின் வித்துக்களாய் இருக்கலாம் !  ஒவ்வோர் உண்டையிலும் (Clump) பல பில்லியன் விண்மீன்கள் உள்ளன.  இம்மாதிரியான பல்வேறு உண்டைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிச் சேர்ந்து வெகு காலமாக ஒளிமயப் பூத காலாக்ஸிகளாக உருவாகி வந்தவை என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள்.”

ராஜர் வின்ட்ஹார்ஸ்ட் & ஸாமுவெல் பாஸ்காரெல் (அரிஸோனா மாநிலப் பல்கலைக் கழகம்)

Fig 1B Hubble Classification

“நமது பால்வீதி காலக்ஸியின் விண்மீன்களின் எண்ணிக்கையை நிலையாக வைத்துக் கொண்டு அதன் ஆரத்தை மட்டும் மூன்று மடங்கு விரிவு செய்தால் அப்போது ஒரு தணிவு ஒளிநிலை காலக்ஸி (Low Surface Brightness Galaxy) உண்டாக்கப்படும்.  தணிவுத் திணிவுள்ள சூழ்நிலையில் (Low Density Environments) விண்மீன் உருவாக்கம் தோன்றுவ தில்லை !  ஆயினும் விண்மீன்கள் நிரம்பி வழியும் தணிவுத் திணிவுள்ள முழுமையான காலக்ஸிகள் இருப்பதை அறிந்திருக்கிறோம்.  அவை எதிர்காலத்தில் மிகையான ஒளிநிலை மேவிய சுருள் காலக்ஸிகளாய் (Higher Surface Brightness Spiral Galaxies) மாறலாம் !  ஆனால் அவ்விதம் மாறுவதற்கு அடுத்து இன்னும் 5 பில்லியன் ஆண்டுகள் கூட ஆகலாம் !”

கிரேக் போதுன் (Creg Bothun, University of Oregon Astronomer)

தணிவுத் தள ஒளிபடைத்த காலாக்ஸிகளின் தோற்ற விளக்கங்கள்

தணிவுத் தள ஒளிபடைத்த (LSB -Lower Surface Brightness Galaxies) பெரும்பான்மையான காலக்ஸிகள் நீல நிறத்தில் இருக்கும் ஏராளமான இளம் விண்மீன்களையும் ஹைடிரஜன் வாயு முகிலையும் கொண்டுள்ளவை.  அவை மிகையான திணிவு கொண்ட பால்வீதி போன்ற அதிகமான மேனி ஒளியுடைய (Higher Density & Higher Surface Brightness) காலக்ஸிகளை விட மெதுவான எண்ணிக்கை வீதத்தில் உருவாகின்றன.  ஒப்பு நோக்கினால் பால்வீதி காலக்ஸி ஏற்கனவே 90% கொள்ளளவு ஹைடிரஜன் வாயுவை விண்மீன்களாக மாற்றி விட்டிருக்கிறது.  தணிவு ஒளிநிலை கொண்ட காலாக்ஸிகள் இன்னும் பெரும்பான்மை நடுத்துவ ஹைடிரஜன் சேமிப்புக் களஞ்சியங்களை (Neutral Hydrogen Reserves) வைத்துக் கொண்டிருக்கின்றன.  ரேடியோ வானலை நோக்கி விஞ்ஞானிகள் (Radio Astronomers) இந்த நடுத்துவ ஹைடிரஜன் வாயு முகிலைக் கவனித்து நோக்கி அது மையக்கரு ஒளிமயத்தோடு ஒரு பெரு நீட்சித் தணிவு ஒளித் தட்டாக ஒட்டிக் கொண்டுள்ளது.

Fig 1A Smith Gas Cloud

தணிவு ஒளிநிலை (LSB) உடைய காலக்ஸிகளின் பெரும்பானையான அளவு (90%) ஹைடிரஜன் வாயு முகில்கள் இன்னும் விண்மீன்களாக மாறவில்லை ! “நமது பால்வீதி காலக்ஸியின் விண்மீன்களின் எண்ணிக்கையை நிலையாக வைத்துக் கொண்டு அதன் ஆரத்தை மட்டும் மூன்று மடங்கு விரிவு செய்தால் அப்போது ஒரு தணிவு ஒளிநிலை காலக்ஸி (Low Surface Brightness Galaxy) உண்டாக்கப்படும்.  தணிவுத் திணிவுள்ள சூழ்நிலையில் (Low Density Environments) விண்மீன் உருவாக்கம் தோன்றுவதில்லை !  ஆயினும் விண்மீன்கள் நிரம்பி வழியும் தணிவுத் திணிவுள்ள முழுமையான காலக்ஸிகள் இருப்பதை அறிந்திருக்கிறோம்.  அவை எதிர்காலத்தில் மிகையான ஒளிநிலை மேவிய சுருள் காலக்ஸிகளாய் (Higher Surface Brightness Spiral Galaxies) மாறலாம் !  ஆனால் அவ்விதம் மாறுவதற்கு அடுத்து இன்னும் 5 பில்லியன் ஆண்டுகள் கூட ஆகலாம் !” என்று ஆரகான் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த வானியல் விஞ்ஞானி கிரேக் போதுன் கூறுகிறார்.

Fig 1D Andromeda Galaxy

எப்படி காலக்ஸி வடிவங்கள் உருவாகின்றன ?

இயல்பான தள ஒளிநிலை உடைய காலக்ஸிகள் (Normal Surface Brightness) ஒருவிதத் “தலைகீழ் வழிமுறையில்” (Bottom-up Scenerio) தோன்றுவதாகத் தெரிகின்றன !  அந்த வழிமுறையில் குள்ள காலக்ஸிகளின் (Dwarf Galaxies) மையக் கருவுக்கும், புற ஒளிமந்தை ஒளிவளைவுக்கும் (Central Core & Galactic Halo) பேரளவுக் “கரும் பிண்டம்” (Dark Matter) ஊட்டப்பட்டு தொடர்ந்து பின்னிக் கொண்டு பூத அளவு அமைப்புகள் உண்டாகுகின்றன !  சமீபத்தில் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி மூலம் அறிந்து கொண்டதில் பிரபஞ்சம் தோன்றி 6 பில்லியன் ஆண்டுகளில் பெரும்பான்மை காலக்ஸிகள் அப்படித்தான் உருவாகியுள்ளன என்று கருதப்படுகின்றது.

நேரிடையாகத் தெரியாத கரும் பிண்டம் தனது ஈர்ப்பாற்றலால் நடுத்துவ ஹைடிரஜனை இழுத்து புதிய ஒரு திணிவு செரிந்த காலக்ஸித் திரட்டாக கோண நெம்புதலால் (Angular Momentum) முழு காலக்ஸியையும் சுழல வைத்து உருவாக்குகிறது !  ஆனால் தணிவுத் தள ஒளிநிலைத் தட்டுகள் முறிந்து போய் ஏன் நமது பால்வீதி காலக்ஸியை விட மூன்று அல்லது ஐந்து மடங்கு பெரிய காலக்ஸி உருவாகிறது என்பது இன்னும் புதிராகவே இருந்து வருகிறது.

Fig 1E Milky Way Galaxy

வானியல் விஞ்ஞானிகள் பெருங்கொண்ட “ஸ்லோன் புள்ளித்துவ விண்வெளிப் பரவல் நோக்கில்” (Sloan Digital Sky Survey) பால்வீதி காலக்ஸியின் அருகில் சுற்றிவரும் விந்தையான பல்வேறு குள்ள காலக்ஸிகளைக் (Dwarf Galaxies) கண்டுபிடித்திருக்கிறார்.  மங்கலாகத் தெரியும் அவை யாவும் ஆன்ரோமேடா காலக்ஸியை (Andromeda Galaxy) விடவும் அருகே உள்ளன !  அது நமக்கு உணர்த்துவது குள்ள காலக்ஸிகளைச் சிதறச் செய்வது பால்வீதி காலக்ஸியின் அசுர ஈர்ப்பாற்றல் மண்டலம் என்பதே !

அகில ஒளிமந்தையின் திணிவு மிக்க ஹைடிரஜன் வாயு முகில்கள் (Intergalatic Dense Hydrogen Gas Clouds) கோடான கோடிப் பரிதிகளை உருவாக்கும் கொள்ளளவு கொண்டவை !  உதாரணமாக நமது பால்வீதி காலக்ஸியில் பேரளவு ஹைடிரஜன் வாயு நிறை கொண்ட “ஸ்மித் முகில்” (Smith’s Cloud) சுற்றி வருகிறது !  அதில் உள்ள வாயு நிறை முழுமையாக குள்ள காலக்ஸியை ஒன்றை உருவாக்கும் திணிவு கொண்டது.  போகப் போக அந்த வாயு முகில் இறுதியில் பால்வீதி காலக்ஸியோடு இணைந்து எதிர்கால விண்மீன் உற்பத்திக்கு மூலம் அளிக்கும்.  வானியல் விஞ்ஞானிகள் பால்வீதி காலக்ஸியைச் சுற்றி வரும் இரண்டு டஜன் பூத முகில்களையும் நூற்றுக் கணக்கான சிற்றுருவ முகில்களையும் கண்டுபிடித்துள்ளார்.  காலக்ஸிகளில் விண்மீன்களை உற்பத்தி செய்யும் யந்திரத்துக்கு அகிலவெளி வாயு முகில்களே எரிசக்தி ஊட்டும் மூலமாக அமைந்து வருகின்றன.  ஆனால் பால்வீதி, குள்ள காலக்ஸிகள், வாயு முகில்கள் ஆகியவை ஒன்றை ஒன்றை மோதும் போது கனல் பிழம்புகளை உண்டாக்கி விண்மீன் உருவாக்கம் தானாகவே நிகழலாம்.

Fig 2 Various Forms of Galaxies

பால்வீதி ஒளிமந்தையின் உள்ளே விண்மீன் உற்பத்தி

காலக்ஸிகள் விண்மீன்களை உற்பத்தி செய்யும் யந்திரம் !  அதுதான் அவற்றின் பிரதான வேலை !  அவ்விதமே நமது பால்வீதி ஒளிமந்தையும் வினை புரிந்து வருகிறது.  200 பில்லியனுக்கும் மேற்பட்ட விண்மீன்களின் இல்லம் அது !  ஒவ்வொரு விண்மீனும் ஹைடிரஜன் வாயு முகில் திணிவில் முறிந்து தோன்றியுள்ளது.  பால்வீதி ஒளிமந்தையின் வெவ்வேறு விசைகள் அதன் சுருள் வடிவத்தை உருவாக்கிப் பராமரித்து வருகிறது.  அத்துடன் புதிய விண்மீன்களைச் சுட்டுப் படைக்கிறது.  மேலும் அண்டக் கோள்கள் உண்டாக்க மூலப் பிண்டத்தை அளிக்கிறது.  பால்வீதியின் பெரும்பான்மை உறுப்புக்களும் அவற்றின் இயக்கங்களும் கீழே கூறப்பட்டுள்ளன :

1.  காலக்ஸியின் மையக் கரு (Galactic Center)

பால்வீதி ஒளிமந்தையின் மையக் கரு சுழல்வது.  பூமியிலிருந்து 26,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது.  மையத்தில் பூதப் பெரும் கருந்துளை ஒன்று (Supermassive Black Hole) அமர்ந்திருக்கிறது !  அந்தக் கருந்துளை மட்டும் நமது பரிதி நிறையைப் போல் 4 மில்லியன் மடங்கு நிறை உள்ளது.

Fig 6 Inside the Galaxy Factory-1

2.  காலக்ஸியின் புடைப்பு (Galactic Bulge)

காலக்ஸி மையத்தில் மையத்தைச் சுற்றி வரும் விண்மீன்களின் வசிப்புக் கோள வீக்கம் (Spherical Population of Stars Orbiting the Galactic Center)

3.  காலக்ஸிப் பட்டை (Galactic Bar)

காலக்ஸியின் பட்டைப் பகுதியில் விண்மீன்கள் வட்ட வீதியில் சுற்றுவதற்குப் பதிலாக நீள்வட்ட வீதியில் சுற்றி வருகின்றன.  பட்டையின் நீளம் : 28,000 ஒளியாண்டு தூரம்.  அதுவே மையத்தில் உள்ள வாயுவை மையத்தின் மூலக்கூறு அரங்கத்தை (Central Molecular Zone) நோக்கிப் புகுத்துகிறது !

4.  மைய மூலக்கூறு அரங்கம் (Central Molecular Zone)

மையத்தின் இந்தப் பகுதியில்தான் திணிவு அடர்த்தியான வாயு கொந்தளிக்கிறது.  மற்ற பகுதிகளைக் காட்டிலும் இங்குதான் புதிய விண்மீன்களின் உற்பத்தி வீதம் மிகையாக உள்ளது.  இந்த அரங்கத்தின் அகலம் 2400 ஒளியாண்டு !

5.  சுருள் கரங்கள் (Spiral Arm)

இந்த அரங்கம் சராசரிக்கு மேற்பட்ட திணிவு கொண்டது.  காலக்ஸி மையத்தைச் சுற்றிவரும் விண்மீன்களும் வாயு முகில்களும் வேகம் தணிந்து இந்தக் கரங்களில் புகுந்து கொள்கின்றன.  அப்போது அவை பெரு வீதியில் இடநெருக்கமாகி ஓடும் கார் வாகனங்கள் போல் போக்கு வேகத்தைத் தாழ்த்திக் கொள்ளும் (Like Traffic Jam of Cars in Highways).  சுருள்கரத்தில் விண்மீன்களின் அடர்த்தி பேரொளி உண்டாக்குகிறது !  வாயு முகில் அடர்த்தியாகி அழுத்தப்படும் போது புதிய விண்மீன் உதிக்கத் தூண்டப்படுகிறது.

Fig 7 Galaxy Disc Structure -2

6  வாயு நகர்ச்சி (Gas Flow)

வாயு முகில் நகர்ச்சி தளர்ந்து சுருள்கரத்தில் நுழையும் போது அதன் பாதை சிறிது திரிந்து மையத்தை நோக்கித் திரும்புகிறது !  இவ்விதம் மெதுவாகப் புலம்பெயர்ந்து வாயு முகில்கள் மையத்தை நெருங்கி அங்கே விண்மீன் உற்பத்திக்கு எரிசக்தி ஆகிறது.

7.  காலக்ஸித் தட்டு (Galactic Disc)

மெலிந்து அகண்ட இந்தத் தட்டில்தான் பெரும்பான்மை விண்மீன்கள் தங்கியுள்ளன,  மையத்தில் உள்ள மெலிந்த தட்டு (7a) சுமார் 1300 ஒளியாண்டு அகலமானது.  அது அருகில் பரவியுள்ள தடிப்பான தட்டுடன் (7b) சேர்ந்துள்ளது.  (7b) தட்டு 5 மடங்கு (6500 ஒளியாண்டு) தடிப்பானது.

8.  காலக்ஸித் தட்டின் அமைப்பு (Disc Structure)

விண்மீன்கள் காலக்ஸி தட்டில் உருவாகும் போது அவை கதிர்வீச்சை எழுப்பி அருகில் உள்ள வாயு முகிலைச் சூடாக்கும். அந்தகைய கொந்தளிப்பும் மற்ற இயக்கங்களும் புறத்துவ அழுத்தத்தை உண்டாக்கித் தட்டானது தனது ஈர்ப்பாற்றலில் சுருங்கிக் முறிந்து போகாதபடி தடுக்கிறது !

Fig 4 Galaxies Collision

9.  ஹைடிரஜன் வாயு முகில்கள் (Gas Clouds)

பால்வீதி காலக்ஸி மற்றும் அதன் விண்மீன் புறவொளி வட்டத்தில் (Galactic Steller Halo) குறைந்தது இரண்டு டஜன் வாயு முகில்களும், நூற்றுக் கணக்கான சிறு முகில்களும் சுற்றி வருகின்றன !  அந்த முகில்கள் அனைத்தும் கொந்தளிப்பில் பிறகு மையத் தட்டுடன் பிணைந்து விண்மீன் உற்பத்திக்கு எரிசக்தி அளிக்கின்றன.

10  கோள் வடிவுக் கொத்துகள் (Globular Clusters)

பால்வீதி காலக்ஸியின் நீட்சி ஒளிவளைவில் குறைந்தது 158 திடத் திரட்டு விண்மீன் கோளங்கள் காணப்படுகின்றன.  அவைதான் கோள் வடிவக் கொத்துக்கள் என்று அழைக்கப் படுபவை !  இந்தக் கொத்துக்களை இழுத்து தன்னகத்தே வைத்துக் கொள்வது பால்வீதியின் ஈர்ப்பாற்றல் மண்டலமே !

Fig 1A Two Galaxies

11  தட்டின் முரண் சீர்மைப்பாடுகள் (Disk Asymmetries)

பால்வீதியின் தட்டு பூரண கோளமில்லை !  தட்டையானது மில்லை !  தட்டின் வாயுத் தள அடுக்கில் கனல் எழுச்சி உண்டாகும்.  தட்டின் மையத்தை விட்டுப் புறத்தில் செல்லச் செல்ல தடிப்பு அதிகமாகிறது.  பிறகு உருளைக் கிழங்குச் சீவல் போல் (Potato Chips) அது முறிகிறது ! தட்டும் நீள்வட்டத்தில் காணப்படுகிறது.

12.  வாயு முகில் சுழற்சி (Gas Cloud Rotation)

பால்வீதி ஒளிமந்தையின் வடிவத்தைப் பராமரித்து வருவது வாயு முகில்கள் தூசிகள் ஆகியவற்றின் சுற்றுகளே !  சுழலும் வடிவு (Rotating Object) ஒன்றின் தொடர்ச் சுற்றுகளுக்குக் காரணம் அதன் கோண நெம்புதலே (Angular Momentum),  விண்மீனோ அல்லது வாயு முகிலோ கோண நெம்புதலில் குறைவோ அன்றி நிறைவோ ஆகாமல் ஆரம்ப இடத்திலிருந்து இப்பாலோ அல்லது அப்பாலோ நகர்வதில்லை !

அடுத்த கட்டுரையில் காலாக்ஸிகளின் உருவாக்க விதிகளைப் பற்றி அறிவோம்

Fig 3 Elliptical Galaxies

(தொடரும்)
+++++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines. Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe -How Did the Milky Way Galaxy Form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. Daily Galaxy – Cataclysmic Orbit – Our Solar System’s Journey Through the Milky Way Posted By : Luke McKinney [Sep 26, 2008]
21 Daily Galaxy -GAIA Space Probe – Mapping the Family Tree of the Milky Way Posted By : Casey Kazan (July 2, 2007]
22 Daily Galaxy – Hubble’s Secret – Orbiting the Milky Way Posted By : Casey Kazan [Dec 22, 2008]
23 Daily Galaxy – 18 Billion Suns – Biggest Black Hole in the Universe Discovered Posted By Rebecca Sato [Dec 30, 2008]
24. Daily Galaxy – Journey to the Center of the Milky Way Postd By : Casey Kazan (Jan 12, 2009)
25. Astronomy Today – The Milky Way Galaxy A Grand Design By : Eric Chaisson & Steve Mcmillan (1999)
26. (Galex Space Probe) Galaxy Evolution Explorer Celebrates Five Years in Space By : Linda Vu (Spitzer Space Center (April 28, 2008)
27. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40807101&format=html (My Thinnai Article on Galaxy) [July 11, 2008]
28. Cosmos By : Carl Sagan (1980)
29. National Geographic Encyclopedia of Space By : Linda Glover (2005)
31 Astronomy Magazine – Cosmos & Galaxies (Jan 2007)
32 Astronomy Magazine – (1) Receipe for a Galaxy By : Francis Reddy (2) How the Milk Way Works & (3) The Milky Way Inside & Out Both Articles By : Robert Benjamin (July-Sept 2009)
33 Daily Galaxy – Stars Zipping at One-Million mpr in Milky Way’s Halo May Be from Other Galaxies (July 8, 2009)
34 BBC News – A Glimpse of Ancient Dying Stars By : Victoria Gill (July 9, 2009)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (July 9, 2009)

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான நூறு புதிர்கள் ! பரிதி மண்டலம் சுற்றும் நமது பால்வீதி காலாக்ஸி எப்படி இயங்குகிறது ?

Fig 1 Our Milky Way Center

(கட்டுரை: 60 பாகம் -1)

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

காலவெளிக் கருங்கடலில்
கோலமிட்டுக்
கொலு விருக்கும் தீவுகள்
காலாக்ஸிகள் !
சுருள் சுருளாய் சுற்றுபவை
கால்களா ? வால்களா ? கரங்களா ?
ஆதி அந்தம் அறியா
நீல வெளி அலைக்கடலில்
ஆக்டபஸ் போல்
நீந்திச் செல்பவை !
காலக்ஸி
மையக் கருவில் கதிர்வீசும்
கருந் துளைகள்
பிரபஞ்சக் குமிழி வடித்த
காலக் குயவனின்
கரும் பொருட் களஞ்சியம் !
அசுரப் பேய்களாய் முடங்கிக்
காணாமல் பதுங்கிய
மோனத் திமிங்கலங்கள் !
உறங்கியும் உறங்காத உடும்புகள் !
விண்மீன் விழுங்கி !
காலாக்ஸி பின்னலாம்
வாயு முகிலில் !
விண்மீனும் தோன்றலாம் !
அண்டக்கோள் உண்டாக்கலாம் !
ஒளியும் பிண்டமும்
ஒன்றென
ஓதினார் ஐன்ஸ்டைன்
வேதமாய் !
ஒளியை உறிஞ்சிக்
கரும் பிண்டமாய் மாற்றும்
மூலக் குகை
மாயக் கருந்துளை !
பிரபஞ்சப் படைப்பு
சீரான கொந்தளிப்பு !

Fig 1A Galaxy Structure

“வானியல் விஞ்ஞானம் ஒவ்வொருவர் ஆத்மாவையும் விண்ணை நோக்கக் கட்டாயப் படுத்துகிறது.  மேலும் நம்மை ஓர் உலகிலிருந்து மற்றோர் உலகிற்கும் அது வழிநடத்திச் செல்கிறது.”

கிரேக்க மேதை பிளாடோ (கி.மு. 428-348)

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)

Fig 1B The Galaxy Spirals & Glow

நமது பூகோளத்திலும், விண்மீன்களிலும் பிரபஞ்ச வெப்பத் தேய்வு (Entropy) தீவிரமாய் மிகையாகிக் கொண்டு வருகிறது.  அதாவது சிறுகச் சிறுக விண்மீன்களில் அணுக்கரு எரிசக்தி தீர்ந்துபோய் முடிவிலே அவை செத்து வெறும் கனலற்ற பிண்டமாகி விடும்.  விண்மீன்கள் அவ்விதம் ஒவ்வொன்றாய்ச் சுடரொளி மங்கிப் பிரபஞ்சமானது ஒருகாலத்தில் இருண்ட கண்டமாகிவிடும்.

டாக்டர் மிசியோ காக்கு, (அகிலவியல் விஞ்ஞான மேதை)

“விஞ்ஞானிகளின் முக்கிய வினா: ‘பூர்வாங்க விண்மீன்களின் சந்ததிகள் இப்போது எங்கே உள்ளன ? என்பதுவே.  அதற்குப் பதில், கருமைப் பிண்டம் சூடாக இருந்தால் பூர்வாங்க விண்மீன்கள் சில நமது பால்வீதி காலாக்ஸியில் திரிந்து கொண்டிருக்கும் !  எங்களுடைய ஆராய்ச்சி விளைவுகள் பூர்வாங்க விண்மீன்களை அறிவதன் மூலம் கருமைப் பிண்டத்தின் இயற்கைப் பண்பாடைக் கற்றுக் கொள்ள முடியும்.  நமது பால்வீதி போல் மையத்தில் இருக்கும் பூதக் கருந்துளைகளைப் பற்றி அறிய அறிவிப்புச் சின்னத்தைக் (Tell-Tale Sign) காண முடியும்.”

டாக்டர் டாம் தியூன்ஸ் (Dr. Tom Theuns, Researcher, Durham University U.K.)

Fig 1A Evolution of a Galaxy

கண்ணுக்குத் தெரியும் பிரமாண்டமான பால்வீதி காலாக்ஸி

பரிதி மண்டலம் சுற்றிவரும் நமது பால்வீதி காலாக்ஸியைக் (Milky Way Galaxy) காண பூதக் கண்ணாடியோ அல்லது பெரிய தொலை நோக்கியோ தேவையில்லை.  அமாவாசைக் காரிருளில் நகர விளக்குகள் திரிபு செய்யாத தெளிவான வானத்தை முழுமையாகப் பார்த்தால் நாமிருக்கும் பால்வீதி காலாக்ஸி நீள்வாக்கில் அமைந்திருப்பது தெரியும்.  அந்த ஒளிமந்தையில் இருப்பவை : கோடான கோடி விண்மீன்கள், திணிவு மிக்க வாயு முகில்கள், மற்றும் தூசிக் குவியல்கள் !  அசுர ஆப்பம் போல் மையத்தில் தடித்து ஓரத்தில் மெலிந்த உருவம் கொண்டது !  அந்தத் தட்டின் விட்டம் சுமார் 120,000 ஒளியாண்டுகள்.  (Light-year ஒளியாண்டு என்பது விண்வெளித் தூர அளவீடு.  ஓராண்டில் ஒளி செல்லும் தூரம்).  மையக் கருவில் கதிர் வீச்சால் ஒளிமயமாகத் தெரிவது மாபெரும் கருந்துளை (Black Hole).  கருந்துளையின் நிறை மட்டும் சுமார் 4 மில்லியன் பரிதிப் பளு¨வைக் கொண்டது.  ஈர்ப்பாற்றலில் தனது அண்டக் கோள்கள் அனைத்தையும் பின்னிக் கொண்டு நமது பரிதி மண்டலம் பால்வீதி மையத்தை ஒருமுறை சுற்றிவர 225 மில்லியன் ஆண்டுகள் எடுக்கின்றன !  பால்வீதி ஒளிமந்தையில் சூரிய மண்டலத்தின் தூரம் மையத்திலிருந்து 26,000 ஒளியாண்டுகள் !  பால்வீதி ஒளிமந்தையில் 200 பில்லியன் விண்மீன்களுக்கு மேல் இருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் யூகிக்கிறார். அவற்றில் உள்ள அண்டக் கோள்களின் எண்ணிக்கை ஒரு டிரில்லியன் (1 Trillion = 10^12) என்றும் மையக் கருந்துளையும் சேர்த்துப் பால்வீதியின் நிறை மொத்தம் ஒரு டிரில்லியன் பரிதிகள் என்றும் ஊகிக்கப் படுகின்றன.  பால்வீதி காலாக்ஸியில் காணப்படும் மிகப் பூர்வ விண்மீனின் வயது சுமார் 13.2 பில்லியன் ஆண்டுகள் !

Fig 1C Shape of A Galaxy

சூரிய மண்டலம் தோன்றி சுமார் 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்து விட்டன.  இன்னும் பரிதியின் எரிசக்தி எரிந்து ஒளியூட்டும் தகுதி சுமார் 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் வரை நீடிக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் எதிர்பார்க்கிறார்.  பால்மய வீதிக்கு உயிரூட்டி அவற்றின் கோடான கோடி விண்மீன்களைச் சுற்ற வைத்துச் சதா சக்தி பரிமாறி வருவது அதன் மையத்தில் அமைந்துள்ள குவிமேடான அசுரக் கருந்துளையே !  அதிலிருந்து பேரளவு கதிர்வீச்சு சக்தி (Radiation Energy) தொடர்ந்து வெளியாகி வருகிறது.  நமது பால்வீதி காலாக்ஸியை ஆழ்ந்து அறிந்து கொள்ளும் போது மற்ற காலாக்ஸிகளின் பண்பாடுகளைத் (Properties) தெரிந்து கொள்ள நாம் தயாராகிறோம்.  மேலும் உலக நாடுகள் தள விண்ணோக்கிகளை உபயோகித்தும், நாசா ஹப்பிள் தொலைநோக்கி, ஸ்பிட்ஜர் தொலைநோக்கி (Spitzer Infra-red Observatory) இரண்டைப் பயன்படுத்தியும் ஈசா (ESA – European Space Agency) தனது புதிய ஹெர்ச்செல் தொலைநோக்கியை அனுப்பியும் பிரபஞ்சத்தின் காலாக்ஸிகளையும் விண்மீன்களையும் ஆராய்ந்து வருகின்றன.

Fig 1 The Cosmic History

பால்வீதி மந்தையின் மில்லியன் கணக்கான விண்மீன்க¨ளைத் தனது பூர்வீகத் தொலைநோக்கியில் முதன்முதல் 1610 இல் கண்டவர் இத்தாலிய விஞ்ஞானி காலிலியோ !  இப்போது பால்வீதி மந்தையில் 200 பில்லியனுக்கும் மேலாக விண்மீன்கள் சுற்றிக் கொண்டு வருகின்றன !  மேலும் பால்வீதியில் பரிமாணம் கூற முடியாத பேரளவில் அகிலமீனின வாயும் தூசியும் (Interstellar Gase & Dust) மண்டிக் கிடக்கின்றன.   பூமியிலிருந்து இரவில் வான்வெளியை நோக்கினால் பால்மய வண்ணத்தில் தூரிகையில் வரைந்தால் போல் தெரிவதால் அந்தப் பெயர் அளிக்கப்பட்டது !  சுருள் காலாக்ஸியான (Spiral Galaxy) நமது பால்வீதியின் ஒரு கரமான ஓரியன் வளைவில் (Orion Arm) நமது சூரிய மண்டலம் வசித்து வலம் வருகிறது !

18 ஆம் நூற்றாண்டில் வானியல் விஞ்ஞானிகளான வில்லியம் ஹெர்செல் அவரது சகோதரி கரோலின் ஹெர்செல் (William Herschel & Caroline Herschel) இருவரும் பல்வேறு விண்மீன்களின் இடைத் தூரங்களைப் பல்வேறு திசைகளில் கணித்தனர்,  பால்வீதி காலாக்ஸி தட்டு போல் அமைந்த விண்மீன் முகில் என்றும் நமது பரிதி பால்வீதி மையத்தில் இருப்பதாகவும் கூறினார்.  1781 ஆம் ஆண்டில் சார்லஸ் மெஸ்ஸியர் (Charles Messier) வான வெளியில் மங்கல் பொட்டு ஒளிகளான (Faint Patches of Light) பல்வேறு நிபுளாக்களை பதிவு செய்து அவற்றை எல்லாம் சுருள் நிபுளாக்கள் (Spiral Nubulae) என்ற வகுப்பில் பிரித்தனர்.

Fig 1E Hydrogen Gas in Omega Nebula

20 ஆம் நூற்றாண்டில் வானியல் நிபுணர் ஹார்லோ ஸேப்லி (Harlow Shapely) கோள் வடிவில் உள்ள விண்மீன் கொத்துக்கள் (Globular Star Clusters) பரவி இருப்பதையும், அவை இருக்கும் தளங்களையும் அளந்து பால்வீதி மந்தையின் மையம், பூமியிலிருந்து 28,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கிறது என்றும், விண்மீன் தோரணங்களான ஸாகிட்டாரியஸ், ஸ்கார்ப்பியோ (Constellations Sagittarius & Scorpio) இரண்டுக்கும் அருகில் உள்ளது என்றும், பால்வீதி மையம் தட்டாக இல்லாமல் ‘ஆப்பம் போல்’ (Pan Cake) நடுவில் தடித்த தென்றும் அறிவித்தார்கள் !  மெஸ்ஸியர் கூறிய சுருள் நிபுளா பிரபஞ்சத் தீவுகள் அல்லது காலாக்ஸிகள் (Island Universe or Galaxy) என்று பின்னால் ஹார்லோ ஸேப்லி தர்க்கம் செய்தார்.  1942 இல் வானியல் விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் (Edwin Hubble) தனது புதிய மிகப் பெரும் 100 அங்குலத் தொலைநோக்கி மூலம் உளவி அந்தத் தர்க்கங்களுக்கு முற்றுப் புள்ளி வைத்தார்.

Fig 5 Spitzer Space Telescope

பால்வீதி காலாக்ஸி புரியும் பௌதிகப் பணிகள் என்ன ?

வானியல் விஞ்ஞானிகள் 200 பில்லியனுக்கும் மேற்பட்ட விண்மீன்கள் பொதுவான மையப் பீடம் ஒன்றைச் சுற்றும் பால்வீதி காலாக்ஸியை ஓர் அகிலவெளித் தீவாகக் கருதுகிறார்.  மொத்தப் பால்வீதியின் நிறையில் அத்தனை விண்மீன்களும் 10% பளு வீத ஒப்பளவில் உள்ளன.  விண்மீன்களுக்கு இடையில் சுமார் 1% நிறை அளவு வாயு முகிலும், தூசியும் நிரப்பியுள்ளன.  காலாக்ஸியில் மீதமிருக்கும் 89% நிறையாவும் கரும் பிண்டம் (Dark Matter) என்று கணிக்கப் படுகிறது. !  மாயமான இந்தக் கரும் பிண்டம் கண்ணுக்குப் புலப்படாமல் நியூட்ரான், புரோட்டன் கலந்த அடிப்படைப் பரமாணுக்களின் திணிவாகத் (Baryonic Matter) தனது பூதகரமான ஈர்ப்புச் சக்தியை மட்டும் விண்மீன்கள் மீது வெளிப்படுத்திக் கொண்டு “தூங்கும் சிங்கம்” போல் முடங்கிக் கிடக்கிறது !

Fig 2 Our Huge Milky Way Galaxy

மேலும் பால்வீதி காலாக்ஸி மிகத் தாழ்வாக 1% ஒப்பு நிறையில் அகில விண்மீன் இன வாயுச் சேமிப்புக் களஞ்சியமாக (Reservoir of Intersteller Gas) உள்ளது.  ஆயினும் அச்சிறிய அளவே புதிய விண்மீன்களின் எதிர்கால உதய மூலமாய்ப் பரவிக் கொண்டுள்ளது.  காலாக்ஸியின் வாயு முகில் திணிவு (Gas Cloud Density) நமது சூரியனைப் போல் ஒரு பில்லியன் மடங்கு பெரிய பூதப் பரிதி ஒன்றை ஆக்கும் திண்மை கொண்டது.  வாயுவே காலாக்ஸியின் உட்தள இயக்கங்க வேலைகளுக்கு மையப் பொருளாக இருப்பது.  ஒரு விண்மீன் ஆனது சுய “ஈர்ப்பு வாயுக் கோளமாக” (Self-Gravitating Ball of Gas) ஹைடிரஜன் எரிசக்தியை அணுப்பிணைவு (Nuclear Fusion) செய்து உருவாவது.  அவ்வித அணுப்பிணைவுத் தொடர் இயக்கங்களில் வெப்பசக்தி வெளியாகிக் கன மூலகங்கள் (Heavier Elements) தோன்றுகின்றன.  அதே நோக்கத்தில் பார்த்து ஒரு காலக்ஸியை கரும் பிண்டம், விண்மீன், வாயு முகில் அனைத்தையும் இழுக்கும் சுய ஈர்ப்புத் தீவாகக் கருதி அதை விண்மீன் அண்டக் கோள்கள் தயாரிக்கும் ஓர் யந்திரமாக வைத்துக் கொள்ளலாம் ! இதில் ஓர் ஆச்சரியம் என்ன வென்றால் காலாக்ஸிகள் உருவான பிறகு தனிப்பட்ட முறையில் அவை விருத்தி அடைவதில்லை.  அருகில் உள்ள மற்ற காலாக்ஸிகளின் சூழ்வெளியோடு முட்டி மோதி மாறுதல் அடைகின்றன.

Fig 1G The Galex Space Telescope

நாசா அனுப்பிய காலெக்ஸ் விண்ணோக்கி

2003 ஏப்ரல் 28 ஆம் தேதி நாசா பூமியைச் சுற்றிவரும் “காலெக்ஸ்” (GALEX Orbiting Space Telescope) என்னும் விண்ணோக்கியை ராக்கெட் மூலம் அனுப்பியது.  பூமியை ஒன்றரை மணி நேரத்தில் ஒரு முறை சுற்றி வரும் காலெக்ஸ் விண்ணோக்கிப் பிரபஞ்சத்தில் கடந்த 10 பில்லியன் ஆண்டுகளாக புறவூதா ஒளிவீசும் பூர்வாங்க காலாக்ஸிகளை நோக்கிக் கடந்த 5 ஆண்டுகளாய் அகிலத்தின் பூர்வீக வரலாற்றைத் (Cosmic History) தொடர்ந்து அறிந்து வந்தது. அந்த விண்ணோக்கு விளைவுகள் நமது பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படைக் கட்டமைப்பையும், அது எவ்வாறு வளர்ச்சி அடைந்து மாறியது என்பதையும் விஞ்ஞானிகளுக்கு எடுத்துக் காட்டியுள்ளது.  அத்துடன் காலெக்ஸ் பூர்வாங்க காலத்தில் விண்மீன்கள் உருவாக இருந்த மூல காரணங்களை உளவிக் காணும்,  மேலும் காலெக்ஸ் முதல் முறையாக பிரபஞ்சத்தில் உருவாகி வரும் காலக்ஸிகளைக் காட்டும் ஓர் விளக்கமான விண்வெளிப் படத்தைத் (Galaxy Map) தயார் செய்துள்ளது !  அதன் மூலம் நமது பால்வீதி போன்ற காலாக்ஸிகள் எவ்விதம் உருவாயின என்று நான் அறியலாம்.  காலெக்ஸ் உளவி அனுப்பும் புறவூதா நோக்கு நிகழ்வுகள் நமது பால்வீதியில் எப்போது விண்மீன்கள் இரசாயன மூலகங்களை உற்பத்தி செய்தன என்னும் புதிரையும் விடுவிக்கும் !

Fig 1D Our Huge Galaxy

பிரபஞ்சத்தின் பூதகரமான காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகள்

பரிதியைப் போல் கோடான கோடி விண்மீன்கள் சேர்ந்து நமது பால்வீதியில் குடியேறி அதன் மையத்தில் உள்ள கருந்துளையைச் சுற்றி வருகின்றன.  பால்வீதியில் உள்ள விண்மீன்களின் எண்ணிக்கை 200 பில்லியனுக்கு மேற்பட்டது !  பால்வீதியை விடப் பன்மடங்கு பெரிய தனித்தனிக் காலாக்ஸிகள் ஒன்று கூடி “காலாக்ஸிகளின் கொத்துக்கள் அல்லது மந்தைகளாக” (Clusters of Galaxies) உலவி வருகின்றன !  மந்தையில் காக்லாக்ஸிகளும், காலாக்ஸிகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி நிரப்பிகளும் அடங்கும்.  மந்தையில் இருப்பவற்றை இறுக்கிப் பிணைத்துக் கொள்வது அவற்றின் ஈர்ப்பு விசை. மந்தையில் உள்ள காலாக்ஸிகளின் இடைவெளியை நிரப்புவது கனல் வாயு !  கனல் வாயுவின் உஷ்ணம் மில்லியன் கணக்கான டிகிரிகள் !  அந்தப் பேரளவு உஷ்ண வாயுவில் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஓளி வீசாது, கருவிக்குத் தெரியும் எக்ஸ்-ரே கதிர்கள் வீசும் !  வாயு உஷ்ணம் பரவியுள்ள விதத்தை உளவி ஈர்ப்பு விசை எத்தகைய முறையில் அழுத்தியுள்ளது என்றும், இடைவெளியில் எத்தனை அளவு பிண்டம் இருக்கிறது என்றும் விஞ்ஞானிகள் அறிய முடிகிறது.  அம்முறையில் கணித்ததில் காலாக்ஸிகள் மற்றும் இடைவெளிக் கன வாயு நிறையை விட ஐந்து மடங்கு நிறை காலாக்ஸி மந்தைகளில் உள்ளது என்று தெரிகிறது.

Fig 1F Our Milky Way Galaxy Details

பிரபஞ்சக் கூண்டுக்குள்ளே இருக்கும் புதிரான பிண்டங்கள் என்ன ?

காரிருள் விண்வெளி எங்கணும் குவிந்த குடைபோல் பரந்து விரிந்து கிடக்கும் பிரபஞ்சத்தின் கூண்டுக்குள்ளே சிதறிக் கிடக்கும் பொருள்கள் என்ன ?  சூரியன், சூரிய மண்டலம், சூரிய மண்டலத்தைப் போல் பல்லாயிரம் கோடி விண்மீன்களின் ஒளிக் குடும்பங்கள் கொண்ட நமது பால்மய வீதி, பால்மய வீதி போல் கோடான கோடி ஒளிமய மந்தைகள் கொண்டது பிரபஞ்சம் !  அவை எல்லாம் போக கருமையாகத் தெரியும் பரந்த கரிய விண்ணில் உள்ளவைதான் என்ன ? அவை எல்லாம் சூனிய மண்டலமா ? வெறும் இருள் மண்டலமா ?

சுமாராகச் சொல்லப் போனால் பிரபஞ்சத்தில் 73% கருமைச் சக்தி (Dark Energy), 23% கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) 4% தான் சூரிய மண்டலம் போன்ற ஒளிமய மந்தைகள் (Normal Matter).  விபரமாகச் சொன்னால் கருமைச் சக்தி 65%, கருமைப் பிண்டம் 30%, விண்மீன்கள் 0.5% [Stars],  உலவும் ஹைடிரஜன், ஹீலியம் சேர்ந்து 4% [Free Hydrogen & Helium], கன மூலகங்கள் 0.03% [Heavy Elements], மாய நியூடிரினோக்கள் 0.3% [Ghostly Neutrinos].  இவற்றில் நமக்குப் புரியாமல் புதிராகப் இருக்கும் இருட் பிண்டம் என்பது என்ன ?  ஒளிச்சக்தி, ஒலிச்சக்தி, மின்சக்தி, காந்த சக்தி, அணுசக்தி, ஈர்ப்புச் சக்தி போலத் தெரியும் பிரபஞ்சத்தின் புதிரான இருட் சக்தி என்பது என்ன ?

Fig 4 Galaxy Creation

பூர்வாங்க காலாக்ஸிகள் பிரபஞ்சத்தில் உருவாதல்

பேரளவு ஹைடிரன் வாயு ஈர்ப்புச் சக்தியால் உருண்டு திரண்டு அடர்த்தி மிகுந்து விண்மீன்கள் ஒன்று வளரும் அல்லது கலைந்து போய்விடும் !  அவை பல்வேறு வடிவுகளிலும், பரிமாணத்திலும் உருவாகின்றன.  முதலில் சிதைந்த விண்மீன் சிறியதாய்த் திணிவு மிகுந்து வடிவு பெறும் !  பேரளவில் திரண்டவை மெதுவாக உருவாகிப் பிறகு சிதைந்து சிதறுகின்றன !  பிரபஞ்ச விரிவாக்கத்தின் ஆரம்ப காலங்களில் உண்டைகளாகத் திரண்டு விடுவித்துக் கொண்டவை பெரும்பான்மையாக கரும்பிண்டமும், நடுத்தன்மை ஹைடிரஜனும், (Dark Matter & Neutral Hydrogen) ஓரளவு ஹீலிய வாயுவாகவும் கருதப்படுகிறது.  இந்த உண்டை (Object) தனது ஈர்ப்புச் சக்தியால் சிதைய ஆரம்பிக்குக் போது, அது “பூர்வாங்க காலாக்ஸி” (Protogalaxy) என்று குறிப்பிடப் படுகிறது.  முதன்முதல் திரணட பூர்வாங்க காலாக்ஸிகள் 13 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னே தோன்றிச் சிதைந்து போயின !

Fig 1H Hubble Telescope Viewing Galaxies

கருமைப் பிண்டம், சாதாரணப் பிண்டம் (Dark Matter & Ordinary Matter in the form of Hydrogen & Helium Gas) இரண்டும் இந்த சமயத்தில் பிரிகின்றன !  வாயுக்கள் மோதி வெப்பத்தை இழக்கின்றன. வாயுக்களில் உள்ள அணுக்கள் மோதி வெப்பம் உண்டாக்கி, உட்சிவப்பு ஒளிக்கதிராக (Radiate as Infrared Light) வீசுகின்றன !  விண்மீன்கள் உதிக்காவிட்டாலும் பூர்வாங்க காலாக்ஸிகள் உட்சிவப்பு ஒளிக்கதிர் வீசித் தம்மைக் காட்டிக் கொள்கின்றன !  ஆனால் அவை விண்வெளியில் வெகு தூரத்தில் (பல ஒளியாண்டுகள் தூரம்) மிக மிக மங்கலாகத் தெரிவதால், தொலைநோக்கிகள் மூலம் காண்பதுவும் சிரமமானது !

காலாக்ஸிகள் பிரபஞ்ச வரலாற்றின் அறிகுறிச் சின்னங்கள் !

Fig 8 Dark Matter & Dark Energy

பிரபஞ்சத்தில் கோடான கோடி விண்மீன்கள் சுற்றும் மந்தை மந்தையான காலாக்ஸிகள் அகிலத்தின் அடிப்படை அரங்கம் (Basic Unit of Cosmology) !  அவற்றில் இருப்பவை பெரும்பாலும் : எண்ணற்ற விண்மீன்கள், வாயுக்கள், தூசி துணுக்குகள், பேரளவில் கரும்பிண்டம் (Dark Matter) ! பூகோளத் தளத்திலிருந்து பிரபஞ்ச விளிம்புவரை தொடும் காலாக்ஸிகள் மட்டும்தான் பிரபஞ்சத்தின் ஆதிகால மூல வரலாறுகளை விளக்கும் பூர்வாங்க “மைல்கற்கள்” அல்லது “அறிகுறிச் சின்னங்கள்” (Signposts) !  காலாக்ஸி ஒன்றில் பில்லியன் கணக்கில் விண்மீன்களும் மற்றும் சில வாயுக்களும், கருமைப் பிண்டங்களும் (Dark Matter) ஈர்ப்பாற்றலால் பின்னிக் கொண்டிருக்கின்றன !  விலக்கித் தள்ளும் “கருமைச் சக்தியால்” (Repulsive Dark Energy) மந்தை காலாக்ஸிகள் நில்லாமல் பிரபஞ்ச விளிம்பை விரித்துக் கொண்டு விரைவாய்ச் செல்கின்றன.  வாயுக்கள் நிரம்பச் செழித்து இன்னும் புதிய விண்மீன்கள் உருவாகும் நமது பால்வீதி காலாக்ஸி சுருள் வடிவைக் (Spiral Shaped Milkyway) கொண்டது.  நீள்வட்ட காலாக்ஸியில் (Elliptical Galaxy) வாயுக்கள் கிடையா.  மற்றும் பால்வீதிக்கு அருகில் “ஆப்பம்” போன்ற தட்டு லென்ஸ் காலாக்ஸியும் (Lenticular Galaxy), வடிவீன காலாக்ஸியும் (Irregular Galaxy), ஸாகிட்டாரியஸ் குள்ள காலாக்ஸியும் (Sagittarius Dwarf Galaxy) பல்வேறு வடிவத்தில் உள்ளன.

Fig 5 Galaxy Evolution

பிரபஞ்சத்தில் எப்படி காலாக்ஸிகள் உருவாயின என்பது வானியல் விஞ்ஞானிகளுக்கு இன்னும் ஒரு புதிராகவே இருந்து வருகிறது !  காலாக்ஸிகள் உருவான முறையைக் கூறும் வானியல் பௌதிகம் சிக்கலானது !  காரணம் : விண்மீன்கள் ஆக்கப்படும் விஞ்ஞான இயக்கங்களை அவை கடினமானக் கணினி மாடல் மூலம் விளக்குகின்றன.  ஹைடிரஜன், ஹீலியம் போன்ற வாயுக்கள் பேரளவு உஷ்ணத்தில் மூலக மாற்றம் அடையும் வெப்ப இயக்கவியல் (Thermodynamics), அணுக்கரு இயக்கங்கள் (Nuclear Reactions), வெப்ப அணுக்கரு இயக்கங்கள் (Thermo Nuclear Reactions or Fusion Reactions) போன்றவை நிகழ்வதையும், அவற்றிலிருந்து எழுகின்ற சக்தியைப் பற்றியும் அந்த விபரங்கள் கூறுகின்றன !  உதாரணமாக வாயு முகில்களில் விண்மீன்கள் உருவாவதையும், புதிய விண்மீன்கள் அந்த வாயுக்களை வெப்பமாக்குவதையும், பிறகு அவை அந்த வெப்பத்தைப் பரப்புவதையும், அடுத்தினி விண்மீன்கள் பிறக்காமல் தடுக்கப்படுவதும் அவற்றில் அறியலாம் !

Fig 7 Herschel Telescope

(தொடரும்)
+++++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines. Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe -How Did the Milky Way Galaxy Form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. Daily Galaxy – Cataclysmic Orbit – Our Solar System’s Journey Through the Milky Way Posted By : Luke McKinney [Sep 26, 2008]
21 Daily Galaxy -GAIA Space Probe – Mapping the Family Tree of the Milky Way Posted By : Casey Kazan (July 2, 2007]
22 Daily Galaxy – Hubble’s Secret – Orbiting the Milky Way Posted By : Casey Kazan [Dec 22, 2008]
23 Daily Galaxy – 18 Billion Suns – Biggest Black Hole in the Universe Discovered Posted By Rebecca Sato [Dec 30, 2008]
24. Daily Galaxy – Journey to the Center of the Milky Way Postd By : Casey Kazan (Jan 12, 2009)
25. Astronomy Today – The Milky Way Galaxy A Grand Design By : Eric Chaisson & Steve Mcmillan (1999)
26. (Galex Space Probe) Galaxy Evolution Explorer Celebrates Five Years in Space By : Linda Vu (Spitzer Space Center (April 28, 2008)
27. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40807101&format=html (My Thinnai Article on Galaxy) [July 11, 2008]
28. Cosmos By : Carl Sagan (1980)
29. National Geographic Encyclopedia of Space By : Linda Glover (2005)
30. Astronomy Magazine – (1) Recipe for a Galaxy By : Francis Reddy (2) How the Milk Way Works & (3) The Milky Way Inside & Out Both Articles By : Robert Benjamin (July-Sept 2009)

******************
S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) (July 2, 2009)

நாற்பது ஆண்டுகள் கடந்து நாசா வெண்ணிலவை நோக்கி மீண்டும் விண்ணுளவச் செல்கிறது !

Fig 1C LRO Satellite

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

நீல் ஆர்ம்ஸ்டிராங் நிலவில்
கால் வைத்து
நாற்பது ஆண்டுகள் கடந்து
நாசா மீண்டும்
விண்ணுளவுப் பயணம் துவங்கும்
வெண்ணிலவை நோக்கி !
நுண்ணிய ஏழு கருவிகள்
மண்தளப் பரப்பை விரிவாய்ப்
பதிவு செய்யும்.
துருவப் பகுதியில்
ராக்கெட் ஒன்றை நிலவுமேல்
தாக்கிடச் செய்து
தளத்தில் குழி பறித்து
தண்ணீர் உள்ளதா எனக் கருவிகள்
மண்ணுளவு செய்யும் !
எரிசக்தி ஹைடிரஜன் வாயு
இருக்கிறதா வென்றும்
துருவி ஆய்ந்திடும் !
வருங் காலத்தில்
செவ்வாய்க் கோளுக்குச்
செல்லும் விண்வெளி விமானிகட்குத்
தங்குமிடம் காண
நிலா யாத்திரை புரியும் இந்த
நீண்ட பயணம் !

Fig 1 Lunar Reconaissancs Mission

“நிலவைப் படைத்த நியதி இயக்கங்களே பூமியையும் மற்ற பரிதி மண்டலக் கோள்களையும் ஆக்கியுள்ளன.  ஆதலால் நிலவைப் பற்றி ஆராய்வது எல்லாப் பாறைக் கோள்களைப் பற்றி அறியும் பலகணியாக உள்ளது.  நிலவின் தளப்பரப்பை உளவித் தேவையான மூல வளங்கள் (Useable Resources Like Water & Hydrogen) உள்ளனவா என்று தேடிச் செல்லும் ஆய்வில் பயன்களை எதிர்நோக்கி யுள்ளோம்.”

டாட் மே (Todd May, Manager Lunar Presursor Robotic Program)

“நாசாவின் இந்த இரண்டு விண்ணுளவுக் குறிப்பணிகளும் (LRO -Lunar Reconnaissance Orbiter & LCROSS -Lunar Crater Observation & Sensing Satellite) நமது அண்டைக் கோளான நிலவைப் பற்றிக் கிளர்ச்சி யூட்டும் புதிய தகவலை அளிக்கப் போகின்றன.  தேவையான தளக் காட்சிப் படப் பதிவுகள் (Images), பாதாள தளச் சரிவுகள் (Lunar Landscapes) ஒரு மீடர் துல்லிமத்தில் நோக்கப்படும்.  அவ்விதத் தகவல் அடுத்து நாசா குறிவைக்கும் தளங்களுக்கு விபரங்கள் தரும்.  அந்த இரண்டு விண்ணுளவிகளைத் தயாரித்த குழுவினர் உன்னத டிசைன் செய்து சாதனங்களைப் படைத்துள்ளனர்.

டக்ளஸ் குக் (Douglas Cooke, Associate Administrator of NASA’s Exploration Systems)

“நிலவு தள ஆய்வு விண்கப்பல் (LRO) நுணுக்கமான ஓர் உன்னத விண்ணுளவி.  அந்த ஏழு கருவிகளின் விண்சிமிழ் நிலவின் தள மண்டலத்தில் எமக்குப் பல்லாண்டுகள் தேவைப்பட்ட தகவலைத் தொடர்ந்து அனுப்பி வரும்.”

கிரெய்க் டூலி (Craig Tooley, LRO Project Manager at NASA)

Fig 1A Atlas Rocket Launch“நிலவின் குழிகளை நோக்கி உளவும் “லகிராஸ்” துணைக்கோள் (LCROSS) நிலவைக் கோலாகலமாக நெருங்கப் போகும் (அக்டோபர் 2009) காட்சியையும், அதன் அடித்தளத்திலே நீர் உள்ளதா என்று முதன்முதல் ஆராயப் போவதையும் உலகப் பொதுமக்கள் கண்டு களிக்க எதிர்நோக்கி யுள்ளோம்.”

டானியல் ஆன்டிரூஸ் (Daniel Andrews LCROSS Project Manager NASA)

“நிலவின் தளத்திலே புதைபட்ட பூர்வச் சுவடுகளின் [Fossils] கண்டுபிடிப்பே ஓர் பரபரப்பான, மகிழ்ச்சியான நிகழ்ச்சியாக இருக்கப் போகிறது !  ஒருவேளை ஆதியில் உண்டான உயிரினத் தோற்றங்களின் ஆர்கானிக் துணுக்குகளும் அங்கே இருக்கலாம். ஆனால் அவை யாவும் அபூர்வமாகவே இருக்கும் என்றுதான் எதிர்பார்க்கிறோம்.”

குயிலர்மோ கன்ஸாஸ், பௌதிகத் துணைப் பேராசிரியர் [Guillermo Gonzalez, Iowa State University]

நிலவை நோக்கி மீண்டும் நாசாவின் பயணம்

2009 ஜூன் மாதம் 17 ஆம் தேதி நாசா பிளாரிடா கனாவரல் முனை (Cape Canaveral) விமானப்படை ஏவு தளத்திலிருந்து மனிதரற்ற இரண்டு துணைக்கோள்களை அட்லாஸ்-5 ராக்கெட் மூலம் வெற்றிகரமாக நிலவை நோக்கி அனுப்பியுள்ளது.  அவற்றின் முக்கிய குறிக்கோள்கள் : 2020 ஆம் ஆண்டில் செவ்வாய்க் கோளில் தடம் வைக்கப் போகும் நாசா விண்வெளி விமானிகள் தங்கும் ஓய்வுக் கூடத்துக்கு இடம் தேடுவது, நிலவின் அடித்தளத்தில் நீர் உள்ளதா, எரிசக்திக்கு ஹைடிரஜன் வாயு இருக்கிறதா என்று ஆய்வுகள் செய்வது.  நாசாவின் இரட்டைத் துணைக்கோள்கள் (LRO -Lunar Reconnaissance Orbiter & LCROSS -Lunar Crater Observation & Sensing Satellite) அவற்றை இன்னும் ஓராண்டில் கண்டுபிடிக்கும்.  அந்த இரண்டு துணைக்கோள்களும் ராக்கெட் ஏவிய 45 நிமிடங்கள் கழித்துப் பிரிந்து சென்றன.  நிலாவின் விண்வெளிச் சுற்றித் துணைக்கோள் LRO இப்போது நிலவின் ஈர்ப்பாற்றலில் சிக்கி 50 கி.மீடர் (30 மைல்) உயரத்தில் வட்டவீதியில் சுற்றி வருகிறது.  இரண்டாவது கட்ட சென்டார் ராக்கெட்டில் (Centaur Rocket) செல்லும் துணைக்கோள் LCROSS நான்கு மாதங்கள் கழித்து (அக்டோபர் 2009) நிலவை நெருங்கித் துருவப் பகுதிகளில் சுற்றி இரு கணைகளால் தளத்தைத் தாக்கித் துளையிட்டு நீருள்ளதா என்று ஆராயும்.  முதன்முதல் புரியும் இந்த அற்புத இரட்டைச் சோதனைக்கு ஆகும் நிதிச் செலவு சுமார் 583 மில்லியன் டாலர் (2009 நாணய மதிப்பு) !

Fig 1B Second Stage Centaur Rocket

சூரிய சக்தி பயன்படும் LRO துணைக்கோள் பயணம் செய்து நாலரை நாட்களில் நிலவின் ஈர்ப்பு மண்டத்தில் சிக்கியது.  பிறகு அது நிலவின் துருவப் பகுதிகளில் 2 மணிக்கு ஒருதரம் 30 மைல் (50 கி.மீ) உயரத்தில் சுற்றி வந்தது.  நாசாவின் இந்த விண்வெளிப் பயணம் இரண்டு அவசியமான தகவலை அறிந்து கொள்ள உதவும்,  ஒன்று நிலவின் துருவத்தில் ஆழ்குழி பறித்து அடித்தளத்தில் நீருள்ளதா என்று கண்டுபிடிப்பது;  இரண்டாவது எரிசக்தி அளிக்கும் ஹைடிரஜன் வாயு நிலவில் உள்ளதா என்று ஆய்வு செய்வது.  விண்வெளித் தேடற் பயணங்களில் சந்திரனுக்கு ஒரு பவுண்டு எடைப் பொருளைத் தூக்கிச் செல்ல நாசாவுக்கு 50,000 டாலர் செலவாகிறது.  ஆகவே விண்வெளி விமானிகளுக்குப் பேரளவில் நீர் கொண்டு செல்வதோ, ராக்கெட்டுக்கு எரிசக்தித் திரவத்தை ஏற்றிச் செல்வதோ பெரும் நிதிச் செலவை உண்டாக்கும் தேவைகளாக இருக்கின்றன.

புதிய நிலவுத் தேடலில் கதிர்வீச்சு, ஹைடிரஜன் வாயு ஆராய்தல்

1969 ஆம் ஆண்டில் முதன்முதல் நீல் ஆர்ம்ஸ்டிராங் நிலாவில் தடம் வைத்த பிறகு 1972 ஆண்டு வரை நாசா மொத்தம் 12 விண்வெளி விமானிகளை நிலவில் உலவிடச் செய்துள்ளது.  1959 ஆண்டு முதல் 2009 வரை ஐம்பது ஆண்டுகளாக உலக நாடுகள் (ரஷ்யா, அமெரிக்கா, ஐரோப்பியக் கூட்டு, ஜப்பான், சைனா, இந்தியா) நிலவை நோக்கி 17 பயணங்களைச் செய்திருக்கின்றன.  ஆனால் நிலவில் இதுவரைத் தடம் வைத்த எல்லா விண்வெளி விமானிகளும் அமெரிக்கர் ஒருவரே ! அவ்விதம் அமெரிக்க விண்வெளி விமானிகள் இதுவரைக் கால்வைத்த இடங்கள் ஆறு. அந்தத் தளங்கள் யாவும் விமானிகளால் பகலில் மட்டுமே வாகனங்கள் மூலம் தேடப் பட்டன !  2020 ஆண்டில் மறுபடியும் நாசா தனது விமானிகளை நிலவுக்கு அனுப்ப இதுவரைத் தேடாத இடங்களை இப்போது நிலவில் ஆராயத் திட்டமிட்டுள்ளது.

Fig 1E NASA Lunar Satellite

LRO துணைக்கோள் ஓராண்டு நிலவைச் சுற்றி வந்து 50 குறிப்பிட்ட தளங்களின் தகுதியை எதிர்காலப் பயணங்களுக்கு ஒப்புநோக்கும்.  “LRO துணைக்கோள் அனுப்பும் உயர் நுணுக்கத் தளப் படங்கள் (High Resolution Maps) எதிர்கால நிலவுப் பயணத்திற்கு ஒரு வழிகாட்டியாக இருக்கும்” என்று LRO திட்ட விஞ்ஞானி ரிச்சர்டு வான்டிராக் (Richard Vondrak) கூறுகிறார்.  நிலவுக்குச் செல்லும் எதிர்கால விண்வெளி விமானிகளைத் தாக்கும் கதிர்வீச்சுப் பாதிப்புகளை அறியும் கருவிகளும், சாதனங்களும் அதில் அடங்கி யுள்ளன,  மேலும் ஹைடிரஜன் வாயுச் சேமிப்பு மிக்க பகுதிகளைத் தேடும் கருவிகளும் அமைக்கப் பட்டிருக்கின்றன.  LRO துணைக்கோள் (50 கி.மீ.) 30 மைல் உயரத்தில் ஓராண்டு சுற்றி வந்து நிலவின் தளப் பண்புகளையும் சூழ்வெளியையும் தொடர்ந்து ஆராய்ந்து வரும்.

LCROSS துணைக்கோள் நீர் இருப்பை ஆராய்தல்

LRO துணைக்கோள் துரித உந்துகணைகள் மூலம் நிலவை நெருங்க நாலரை நாட்கள் கடந்தன. ஆனால் இரண்டாவது துணைக்கோளான LCROSS மெதுவாக நகர்ந்து நிலவை நெருங்க நான்கு மாதங்கள் எடுக்கும்.  LCROSS துணைக்கோளில் இரண்டு தனித்தனிப் பாகங்கள் உள்ளன. ஒன்று 41 அடி நீளமுள்ள பளுவான இரண்டாம் கட்ட சென்டார் ராக்கெட் (Second Stage Centaur Rocket).  அடுத்தது அத்துடன் இணைக்கப் பட்ட சிறு துணைக் கோள் (Shepherding Spacecraft).  2009 அக்டோபர் மாதம் முதலில் சென்டார் ராக்கெட் நிலவை நோக்கித் தாக்க அனுப்பப்படும்.  முதல் ராக்கெட் தாக்குதல் நிகழ்ந்து 4 நிமிடங்கள் கழிந்து சிறு துணைக்கோளும் நிலவை நோக்கித் தாக்க அனுப்பப்படும்.  அவை உண்டாக்கும் குழிகள் நிலவின் அடித்தளத்தின் தன்மைகளைக் காட்டுவதோடு அடியில் நீர் உள்ளதா என்பதையும் கருவிகள் கண்டுபிடிக்கும்.

Fig 2 LCROSS to Impact on Moon

சென்டார் ராக்கெட் தாக்குவதற்கு முன்னால் அது நிலவுக்கு மேல் 54,000 மைல் (87,000 கி.மீ.) உயரத்தில் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும்.  அது நிலவைத் தாக்கும் போது அதன் பளு குறைந்தது 4958 பவுண்டு (2249 கி.கிராம்) முதல் உச்சம் 5216 பவுண்டு (2366 கி.கிராம்) வரை இருக்கும்.  சிறு துணைக்கோள் 1369 பவுண்டு (621 கி.கிராம்) முதல் 1909 பவுண்டு (866 கி.கிராம்) வரை இருக்கும்.  சென்டார் தாக்குதல் நிலவின் தளத்தில் 66 அடி நீளம், 13 அடி விட்டமுள்ள(20 மீடர் நீளம், 4 மீடர் விட்டம்) பள்ளத்தை உண்டாக்கும்.  அது போல் சிறு துணைக்கோள் உண்டாக்கும் துளை : 46 அடி நீளம் 6 அடி விட்டமுள்ள (14 மீடர் நீளம், 2 மீடர் விட்டம்) குழி.  முதல்முதல் இவ்விதம் இரட்டைத் தாக்குதல் செய்து நிலவில் நிகழும் அதிர்ச்சிக் காட்சிகளை நாசாவின் LRO துணைக்கோள், ஹப்பிள் தொலைநோக்கி மற்றமுள்ள துணைக்கோள்களும் தொலைநோக்கிகளும் படமெடுத்து உலக மக்களுக்கு அறிவிக்கும்.

நிலவுத் தளப்பதிவு துணைக்கோளில் உள்ள ஏழு நுட்பக் கருவிகள்

LRO துணைக்கோளில் ஏழு நுட்பக் கருவிகள் அமைக்கப் பட்டுள்ளன :

1.  (CRATER) (Cosmic Ray Telescope for the Effcts of Radiation) :  கதிர்வீச்சுப் பாதிப்புகளை அறியும் அகிலக்கதிர் தொலைநோக்கி.

விண்வெளி விமானிகள் சந்திர தளத்தில் நடமாடும் போது அவருக்கு ஏதேனும் கதிர்வீச்சுப் பாதிப்புகள் விளையுமா என்பதை அறியும் சாதனம்.  மனிதத் தசை போன்ற பிளாஸ்டிக் மற்றும் கவசங்கள் கதிர்வீச்சால் தாக்கப்பட்டால் என்ன நேரும் என்பதைக் காணும் சாதனங்களையும் கொண்டது.  அதன் மூலம் சிறந்த கவசங்கள் தயாரிக்க நாசாவுக்குத் தகவல் கிடைக்கும்.

2.  (DLRE) (Diviner Lunar Radiometer Experiment) : வெப்ப எதிரொளிப்புச் சோதனைக் கருவி

Fig 6 LRO Instruments

நிலவின் தள வெப்பம், அடித்தள வெப்பம் ஆகியவற்றை சுற்றுவீதியிலிருந்து அறியும் கருவி.

இது குளிர்ந்த பிரதேசங்களில் உள்ள பனிப்படிவு (Ice Deposits) கரடு முரடான கற்பகுதி, பாறைப் பகுதிகளை அறியும்.  இவை எதிர்கால நிலவுத் தேர் (Lunar Landing Module) இறங்கும் இடங்களைத் தேர்தெடுக்க உதவும்.

3.  (LAMP) (Lyman Alpha Mapping Project) லைமன் ஆல்·பா தளப்பதிப்புத் திட்டம்.

புறவூதா ஒளிப்பட்டைக்குக் கடந்த (In the Far Ultraviolet Spectrum) நிலையில் நிலவின் தளம் முழுவதும் நோக்கிப் பதிவு செய்யும் கருவி.  துருவப் பகுதிகளில் பனிப்படிவு, பனிப் படர்ச்சியும் (Ice & Frost) காணும் கருவி.  நிரந்தரமாய் பரிதி ஒளிவிழாத நிழலில் இருந்து பிறக் கோள் வெளிச்சம், வாயு ஒளிகள் எதிரொளிக்கும் பகுதிகளைப் படமெடுக்கும்.

4.  (LEND) (Lunar Exploration Neutron Detector) : நிலவுத் தேடலில் நியூட்ரான் உளவும் கருவி.

நிலவுச் சூழ்வெளியில் ஹைடிரஜன் பரவியுள்ளதைப் பதிவு செய்வது.  சந்திரனில் உணரப்படும் கதிர்வீச்சு அரங்குகளில் நியூட்ரான் பரமாணுக்களை அறியும் கருவி.  இதன் மூலம் சந்திர தளத்தில் நீர்ப்பனி இருப்பைக் கண்டு கொள்ளலாம்.

5.  (LOLA) (Lunar Orbiter Laser Altimeter) : நிலவுத் தேர் இறங்கும் பகுதிகளின் சரிவை (Landing Site Slopes) அளக்கும் கருவி.

தளத்தின் கரடுமுரடான தன்மைகளையும் அறியும்.  நிரந்தரமாய் வெளிச்சமுள்ள வெளிச்சமில்லா பகுதிகளையும் அடையாளம் காணும் தளக்கருவி.  எதிர்கால நிலவுத் தேர் இறங்கும் இடங்களைத் தேர்ந்தெடுக்க இந்தத் தகவல் உதவும்.

6.  (LROC) (Lunar Reconnaissance Orbiter Cameras) :  நிலவுத் தளப் பரப்பு உளவியின் மூன்று காமிராக்கள்.

ஒரு மீடர் துல்லிமத்தில் கறுப்பு-வெள்ளைப் படமெடுக்கும் இரு நுட்பக் குறுங்கோணக் காமிராக்கள் (Two Narrow-angle High Resolution Cameras) அமைக்கப் பட்டுள்ளன.. 100 மீடர் துல்லிமத்தில் விரிவு கோணக் காமிரா ஒன்று. (One Wide-anglle Camera)

7.  (Mini-RF) (Miniature Radio Frequency) (Technology Demonstration)  சிறு வடிவு ரேடியோ அதிர்வலைக் காமிரா.

துருவப் பகுதிகளில் நீர்ப்பனி அமைப்பைப் படமெடுக்கும்.  பிறகு இது பூமியில் உள்ள துணைக் கோள் கட்டுப்பாடு அரங்குகளுடனும் தொடர்பு கொள்ள வசதி அளிக்கும்.

Fig 3 LRO & LCROSS Together

நாசா சந்திரனை மீண்டும் தேடிச் செல்லக் காரணம் என்ன ?

முதல் மனிதன் நிலவில் கால் வைத்து 40 ஆண்டுகள் கடந்த பிறகு நாசா மறுபடியும் அங்கே போவதற்குக் காரணம் செவ்வாய்க் கோளுக்கு 2020 இல் தடமிடப் பயணம் செய்யும் போது இடையே ஓய்வெடுக்கத் தற்போது தங்கு நிலையம் ஒன்றைச் சந்திரனில் அமைப்பதற்கே ! அத்துடன் பூமிக்கும் நிலவுக்கும் இடையே விமானிகள் ஓய்வெடுக்கத் தற்போது புவியைச் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் “அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையமும்” (International Space Station) தயாராகப் போகிறது.  ஏற்கனவே பன்னாட்டு விமானிகள் செவ்வாய்க் கோளுக்குச் செல்லும் நீண்ட காலப் பயணத்துக்குப் பயிற்சி பெற்று வருகிறார்கள். அவர்களுக்குத் தேவையான பொருட்களை ரஷ்யாவும் அமெரிக்காவும் தமது விண்வெளி வாகனங்களில் அனுப்பி அளித்து வருகின்றன. குறிப்பாக 2010 ஆண்டில் நாசா பயன்படுத்தும் “விண்வெளி மீள்கப்பல்கள்” (Space Shuttles) நிரந்தர ஓய்வு எடுக்கும் என்று தீர்மானிக்கப் பட்டுள்ளது..

ஆதலால் நாசாவின் முதல்பணி விண்வெளி மீள்கப்பலுக்கு இணையான விண்கப்பல் ஒன்றைத் தயாரித்து அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்குச் சாதனங்களை அனுப்பிப் பயிற்சிகளைத் தொடர்வது. இரண்டாவது சந்திரனில் விமானிகள் ஓய்வெடுக்கத் தக்க தளத்தைத் தேர்ந்தெடுத்து அங்கே தங்குமிடம் ஒன்றை அமைப்பது. மூன்றாவது செவ்வாய்க் கோளுக்கு மனிதர் பயணம் செய்யத் தகுந்த விண்கப்பல் ஒன்றைத் தயாரிப்பது. இம்மூன்று முக்கியப் பணிகளை நிறைவேற்றத்தான் நாசாவின் “ஓரியன் விண்வெளித் திட்டம்” இப்போது மும்முரமாய்த் தயாராகி வருகிறது.

Fig 4 LRO & LCROSS in Lunar Orbits

நிலவிலிருந்து செவ்வாயிக்குத் தாவும் முயற்சிகள்!

ஒவ்வோர் ஆண்டிலும் இரண்டு முறைகள் நிலவை நோக்கிச் சென்றுவர நிரந்தர நிலவுக் கூடாரத்தை விரைவில் அமைக்கப் போகிறார்கள்.  பூமியிலிருந்து நிலவுக்குப் போகும் காலம், நாலரை நாட்கள்!  நிலவுப் பயணக் குழுவினர் நீண்ட காலம் தங்கிச் சந்திர தளத்தில் கிடக்கும் புதைக் களஞ்சியங்களை ஆராய்வார்கள்.  நிலவுக்குப் பளு ஏற்றிச் செல்லும் பார வாகனம், பண்டங்களை இறக்கிய பிறகு திரும்பி பூமிக்கு வந்துவிடும்.  நிலவில் ஆய்வுகள் நடத்தி வரும் ஆராய்ச்சிக் குழுவினர் ஆறாறு மாதங்களுக்கு ஒருமுறை மாற்றம் அடைவர்.  நாசா நிலவின் தென் துருவத்தில் ஹைடிரஜன் எரிவாயு கிடைக்கும் நீர்ப்பனிப் பாறைகளை எதிர்பார்க்கிறது.  நிலவில் பரிதியின் ஒளி வெப்பத்தைப் பயன்படுத்திப் பேரளவு மின்சக்தி பெற விமானிகளுக்கு வாய்ப்புள்ளது.  அதைக் கொண்டு நிலவுக் கூடாரத்தை ஒளிமயமாக்க முடியும். பனிப்பாறைகளை உருக்கி நீர் பெற்றுக் கொள்ள முடியும்.  நீரைப் பிரித்து ஹைடிரஜன், ஆக்ஸிஜென் வாயுக்களைச் சேமித்துக் கொள்ள முடியும்.  நிரந்தர நிலவுக் கூடார அமைப்பின் முக்கிய காரணம், செவ்வாய் கோளுக்கு 2020 ஆம் ஆண்டுக்குள் மனிதர் பயணம் செய்து கால் தடம் வைத்து மீள்வது.  பிறகு செவ்வாய்க் கோளில் நிரந்தரக் கூடாரம் அமைத்து செவ்வாய்க் கோளை ஆராய்வது.  அதற்குத் தேவையான அசுர உந்து சாதனங்கள், விண்வெளி விமானிகளுக்கு வேண்டிய பயிற்சிகள் யாவும் நாசாவிடம் தயாராக உள்ளன.

Fig 5 Future Plan to the Moon

21 ஆம் நூற்றாண்டில் சந்திரனுக்கு மீண்டும் பயணம் போகும் நாசா !

1969 ஆம் ஆண்டில் விண்வெளித் தீரர் நீல்ஸ் ஆர்ம்ஸ்டிராங் முதன்முதலில் நிலவில் பாதம் வைத்துப் பாதுகாப்பாய்ப் பூமிக்குத் திரும்பிய பிறகு அமெரிக்கா மேலும் ஐந்து தடவைகள் சந்திரனில் தடம் வைத்தது. 240,000 மைல் தூரத்தில் பூமிக்கு அருகில் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் இயற்கைத் துணைக்கோள் நிலவு ஒன்றுதான். அநேக முறை 20 ஆம் நூற்றாண்டில் சந்திரனை வெற்றிகரமாய்ச் சுற்றிய நாசா மீண்டும் இந்த 21 ஆம் நூற்றாண்டிலும் நிலவுப் பயணத்தை மீண்டும் துவக்கி இருக்கிறது என்பது வியப்பாக இருக்கிறதல்லவா ? பல மில்லியன் டாலர் செலவில் பழைய சாதனங்களைப் புதுப்பித்துக் கொண்டு மறுபடியும் நாசா சந்திரனுக்குப் போவதின் காரணம் என்ன ? சோவியத் ரஷ்யாவின் சந்திரத் தளவுளவி இறங்கி நிலவின் மாதிரி மண்ணை அள்ளி வந்தாலும், ரஷ்ய அகிலவெளித் தீரர்கள் நிலவின் தளத்தில் இதுவரைத் தடம் வைக்க வில்லை. ரஷ்யா, அமெரிக்கா, ஐரோப்பியக் குழுவின் ஈசா, ஜப்பான், சைனா, இந்தியா ஆகிய ஆறு நாடுகள் சந்திரனைத் தேடிச் சென்று தகவலைச் சேமித்தாலும், அமெரிக்கா ஏன் மறுபடியும் ஏராளமான நிதியைச் செலவழித்து மனிதப் பயணத்தை துவங்குகிறது என்ற கேள்வி எல்லாருக்கும் எழுகிறது !

LCROSS Impacting the Moon

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

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; Time Magazine.

1. Returning to the Moon By: Jeffrey Kluger Time Magazine [March 20, 2006]
2. Apollo Missions (11-17) First Man on the Moon [www.panoramas.dk/]
3. (a) http://www.thinnai.com/science/sc0505022.html [Authors Article on First Moon Landing (May 5, 2002)]
3 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40811271&format=html (NASA’s Moon Trip)
3 (c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40603311&format=html (NASA’s Trip to Moon Again)
4. Return to the Moon Frequently Asked Questions [www.space-frontier.org/projects/moon]
5. NASA How We will Get Back to the Moon [www.nasa.gov./mission_pages/exploration/spacecraft/]
6. BBC Science News: Space Agencies Take New Look at Moon [July 27, 2002]
7. The Space Review- Return to the Moon By: Anthony Young [Jan 3 2006]
8. Moon -Astronomical Data [www.amastro.org/at/mo/mod.html] [May 15, 2001]
9 Space & Earth Explorations : NASA Details Plans for Lunar Exploration Robotic Missions (May 22, 2009)
10 Rocket Launches NEW U.S. Moon Probes By Tariq Malik (June 18, 2009)
11 BBC News – Lift off for NASA’s Lunar Probes By Paul Rincon (June 18, 2009)
12 NASA Lunar Reconnaissance Orbiter Fact Sheets LRO & LCROSS Space Probes (2009)
13 U.S. Lunar Probes Lift off on Mission to Scout Water, Landing Sites (June 22, 2009)

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

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) June 25, 2009