Category: அண்டவெளிப் பயணங்கள்

(கட்டுரை 56 பாகம் -1)

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

செவ்வாயில் இனிப்புச் செய்தி !
செந்நிறத் தளத்தடியில்
உப்பு நீர்க் குளங்கள்
உறங்குதாம் !
அப்படி அங்கே
உப்பிருந்தால் கடலிருந்ததா ?
கடலிருந்தால் உயிரினத்
தடமிருந்ததா ?
மேலும் மீதேன் வாயு
பேரளவு !
எல்லா வற்றுக்கும் மேலாய்
ஏவுகணைகள் உந்தும்
எரிசக்தி ஆக்கும்
“பெர்குலரேட்”
உப்புக்கள் உள்ளதையும்
கண்டு விட்டது
தளவுளவி !
நிலவில் இருப்பது
டியூடிரியம் எரிசக்தி !
செவ்வாயில் உள்ளது
ராக்கெட் எரிசக்தி
ரசாயன உப்பு !
செந்நிற ஒளிக்கோளில்
தங்குமிடம் அமைக்க
இனி என்னதான் வேண்டும்
மனிதருக்கு ?

“நமக்குத் தெரியாமல் ஒளிந்திருக்கும் வானியல் புதிர்களை ஊடுறுவிக் கண்டுபிடிக்கச் செவ்வாய்க் கோள்தான் விண்வெளி விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவி புரியக் கூடியது”.

ஜொஹானஸ் கெப்ளர் [German Astronomer Johannes Kepler]

“(செவ்வாயில்) இந்த உப்புக் குளங்கள் (Briny Pools) இருக்கலாம் என்பதை நான் நம்புகிறேன்.  கிடைத்த பெர்குலரேட் உப்புத் திரவங்களின் ஆவி அழுத்தம் போன்ற (Vapour Pressure) பண்பாடுகளை நாம் தெளிவாக அறிய வேண்டும். (தளவுளவி ஃபீனிக்ஸ் இறங்கும் போது இயக்கிய உந்துகணைகள் கீழிருக்கும் மண்தூசிகளை அகற்றியதால் அடித்தளப் பனிக்கட்டிகள் அம்பலமாயின.)  தளவுளவியின் கால்களுக்கு அடியில் சில செ.மீ. ஆழத்தில் பெர்குலரேட் உப்புக்கள் பனிக் கட்டிகளாய்க் காணப் பட்டன !  இந்த இரண்டும் தானாகச் சேர்ந்து கொள்பவை என்று சொல்வதற்குப் பெரும் கற்பனா சக்தி எதுவும் தேவை யில்லை !  ஈரடிப்பு இருந்தால் பெர்குலரேட் உடனே ஈரத்துடன் சேர்ந்து நகரும் தன்மை அடைகிறது.”

டாக்டர் மைக்கேல் ஹெக்ட் (Dr. Mike Hecht NASA JPL California)

“(செவ்வாய்க் கோளில்) இயக்கமுடன் உள்ள மீதேன் வாயு அரங்குகள் பல இருப்பதை நாங்கள் எடுத்துக் காட்டியிருக்கிறோம்.  அவ்விதம் மீதேன் வாயு வெளியாக்கும் மூன்று விதத் தனித்துவ அரங்குகள் இருப்பதைத் தெரிந்திருப்பதற்கு அடித்தளச் சேமிப்பு முறை ஒரு மூலக் காரணம்.  இருவித வாய்ப்பு முறைகளில் இது உதிக்கலாம் : ஒன்று தளரசாயனவியல் (Geochemistry), இரண்டாவது முறை உயிரியல் முறை (Biological Process). ”

மைக்கேல் மும்மா நாசா (Michael Mumma, Senior Scientist NASA Goddard Spaceflight Center)

“நீரைத் தேடிச் செல்” என்பது கடந்த பத்தாண்டுகளாய் சொல்லப்படும் நாசாவின் செவ்வாய் மந்திரம் !  செவ்வாய்க் கோளின் எதிர்காலத் தேடல் திட்டங்களுக்கு ஃபீனிக்ஸ் பயணம் முதற்படித் தடவைப்பு.

“ஃபீனிக்ஸ் திட்டக் குறிப்பணியில் தளவுளவி செவ்வாய்க் கோளின் வடதுருவப் பனித் தளத்தில் புதியதோர் பகுதியை ஆராயத் தேர்தெடுத்து இறங்கியுள்ளது.  உண்மையாக நாங்கள் கண்டறியப் போவது அந்த பனித்தள நீர் உருகிய சமயம், மண்ணில் கலந்து அந்தக் கலவையில் உயிர் ஜந்துகள் வளரத் தகுதி இருக்கிறதா என்று கண்டறிவது.  ஏனெனில் உயிரின விருத்திக்குத் தேவை திரவ நீர், நமது உடம்பில் உள்ள புரோடீன் அமினோ அமிலம் போன்ற சிக்கலான கார்பன் அடிப்படை ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகளே,”

பீடர் ஸ்மித், ஃபீனிக்ஸ் பிரதம ஆய்வாளர், அரிஸோனா பல்கலைக் கழகம்.

“1970 இல் நாசா அனுப்பிய வைக்கிங் விண்ணூர்தி ஏன் செவ்வாய்த் தளத்தில் ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகளைக் காணவில்லை என்ற வினா எழுந்துள்ளது.  ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகளைச் சிதைக்கும் ஓர் இயக்கப்பாடுச் செவ்வாய்க் கோளில் உள்ளது என்று நாங்கள் எண்ணுகிறோம்.  ஆனால் அந்த இயக்கப்பாடு துருவப் பகுதியில் இருக்காது என்பது எங்கள் யூகம்.  ஏனெனில் நீரும் பனிக்கட்டியும் ஆர்கானி மூலக்கூறுகளைச் சிதைக்கும் “பிரிப்பான்களைத்” (Oxidants) துண்டித்துவிடும்.  செவ்வாய்த் தள மண்ணில் உயிர் ஜந்துகள் இருந்தன என்று அறிவது கடினம்.  ஆனால் அந்த மண்ணில் உயிரினம் வாழ்ந்திருக்க முடியுமா என்று விஞ்ஞானிகள் ஆய்ந்தறியலாம்.”

வில்லியம் பாயின்டன், [William Boynton] ஃபீனிக்ஸ் குறிப்பணி விஞ்ஞானி, பேராசிரியர், அரிஸோனா பல்கலைக் கழகம்.

“ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவியை அனுப்பியுள்ளதின் குறிநோக்கம் இதுதான் : நீருள்ளது என்று ஏறக்குறைய உறுதியில் அறிந்திருக்கும் செவ்வாய்க் கீழ்த் தளத்தைத் தோண்டி அறிவது.  தற்போது செவ்வாய்க் கோளை சுற்றிவரும் விண்ணுளவிகள் மூலமாக இறங்க வேண்டிய தளத்தை நுணுக்கமாக, விளக்கமாகக் காட்டி பத்து செ.மீ. அல்லது அதற்கும் குறைந்த ஆழத்தில் பனிக்கட்டிகள் புதைந்துள்ளன என்பதற்குச் சமிக்கை வந்துள்ளது.  ஏனெனில் உயிரனத் தோற்றத்துக்கும் குடியிருப்புக்கும் நீர்வள அமைப்பு மிக்க இன்றியமையாதது என்பது பலரது கருத்து.”

டாக்டர் டாம் பைக் [Dr. Tom Pike] ஃபீனிக்ஸ் குறிப்பணி விஞ்ஞானி, [Imperial College, London, UK]

“செவ்வாய்க் கோள் மணற் படுகையில் [Sand Dunes] பனித்திரட்டு பரவிக் கிடக்கும் சான்று கிடைத்திருக்கின்றது. மணற் கட்டிகளைச் சேர்த்து வைத்திருப்பது நீர் என்பது எனது யூகம்.  எதிர்காலச் செவ்வாய்ப் பயண மாந்தர் பிழைப்பதற்கு அதை உதவவும், எரிசக்திக்குப் பயன்படுத்தவும் முடியுமென நினைக்கிறேன்.  அசுரக் குவியலான சில மணற் படுகையில் 50% நீர்மை இருப்பதாக செவ்வாய்த் தளப்பண்பியல் சான்றைக் [Topgraphical Evidence] காண்கிறேன்.  செவ்வாயில் பெருவாரியான நீர் வெள்ளம் கிடைக்கலாம் என்று நான் சொல்லவில்லை!  முன்பு காணப்படாத ஓரிடத்தில் புதிதாக நீரிருப்பது கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளது என்பதைக் குறிப்பிடுகிறேன்.”

மேரி போர்க், அரிஸோனா அண்டக்கோள் விஞ்ஞான ஆய்வுக்கூடம் [Mary Bourke (Sep 2005)]

செவ்வாய்த் தளத்தடியில் உப்புநீர்க் குளங்கள் இருக்கலாம் !

செவ்வாய்த் தளத்தடியில் உப்பு நீர்க் குளங்கள் (Briny Pools of Salty Water) ஒளிந்து கொண்டிருக்கலாம் என்று நாசா அண்டக்கோள் விஞ்ஞானிகள் அழுத்தமாக நம்புகிறார்கள் !  செவ்வாய்க் கோளின் தணிந்த உஷ்ணத்தாலும் தாழ்ந்த வாயு அழுத்தத்தாலும் நீர் வெள்ளம் பெருவாரியாக பனிக்கட்டி வடிவிலோ அல்லது ஆவியாகவோ (Watery Ice or Water Vapour) பரவி இருந்தது !  2008 மே மாதம் 25 ஆம் தேதி செவ்வாய்த் தளத்தில் தடம்வைத்த  ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவியின் ஆய்வகம் (Mars Lander Phoenix Laboratory) செவ்வாய்த் தளமண்ணில் பெர்குலரேட் உப்புக்கள் இருப்பதை (Perchlorate Salts) நிரூபித்தது !  அந்த பெர்குலரேட் உப்புக்கள்தான் (-70 டிகிரி C) உஷ்ணத்தில் நீரைத் திரவமாக வைத்துள்ளது.  அதாவது நீரின் பனிக்குளிர் உஷ்ணத்தைத் (Freezing Temperature) தணிவாக்கியது பெர்குலரேட் உப்பு என்பது தெளிவாக அறியப்பட்டது !  தளமண் கட்டிகள் பனிக் கட்டியுடன் சேரும் போது உப்புக் கட்டிகள் (Pockets of Brine) உண்டாகலாம்.  இந்த வாரம் உட்லாண்டிஸ், டெக்ஸஸில் நிகழும் 40 ஆவது “நிலவு அண்டக்கோள் விஞ்ஞானப் பேரவையில்” கூடியுள்ள விஞ்ஞானிகள் (40th Lunar & Planetary Science Conference LPSC) இந்தக் கண்டுபிடிப்புகளைப் பற்றித்தான் தர்க்கம் செய்து வருகிறார்கள்.

பெர்குலரேட் உப்பைப் பற்றிக் கருத்தாடல்கள்

“செவ்வாயில் இந்த உப்புக் குளங்கள் (Briny Pools) இருக்கலாம் என்பதை நான் நம்புகிறேன்.  கிடைத்த பெர்குலரேட் உப்புத் திரவங்களின் ஆவி அழுத்தம் போன்ற (Vapour Pressure) பண்பாடுகளை நாம் தெளிவாக அறிய வேண்டும். தளவுளவி ஃபீனிக்ஸ் இறங்கும் போது இயக்கிய உந்து கணைகள் கீழிருக்கும் மண்தூசிகளை அகற்றியதால் அடித்தளப் பனிக்கட்டிகள் அம்பலமாயின.  தளவுளவியின் கால்களுக்கு அடியில் சில செ.மீ. ஆழத்தில் பெர்குலரேட் உப்புக்கள் பனிக் கட்டிகளாய்க் காணப் பட்டன !  இந்த இரண்டும் தானாகச் சேர்ந்து கொள்பவை என்று சொல்வதற்குப் பெரும் கற்பனா சக்தி எதுவும் தேவை யில்லை !  ஈரடிப்பு இருந்தால் பெர்குலரேட் உடனே ஈரத்துடன் சேர்ந்து நகரும் தன்மை அடைகிறது.” என்று நாசா ஜெட் உந்துகணை ஆய்வகத்தின் டாக்டர் மைக்கேல் ஹெக்ட் கூறுகிறார்.  செவ்வாய்க் கோளின் பகல் சூழ்வெளி வாயு அழுத்தத்தில் உள்ள ஆவி நீரைக் (Water Vapour) கட்டுப்படுத்துவது பெர்குலரேட் உப்புக்களின் அளவாக இருக்கலாம் என்று ஜெட் உந்துகணை ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த டாக்டர் டிராய் ஹட்ஸன் கூறுகிறார் !  அந்த பெர்குலேட் உப்புக்களின் இருக்கையால்தான் ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவியும் 1970 இல் பயணம் செய்த வைக்கிங் தளவுளவிகளும் (Viking Landers) கார்பன் உள்ள ஆர்கானிக் மூலக்கூறுக் கலவைகளைக் (Organic Molecular Compounds) அழுத்தமாகக் காண முடியவில்லை என்று தெரிகிறது.

நமது பூமியில் பெர்குலரிக் அமிலத்திலிருந்து பெர்குலரேட் உப்புக்கள் தயாரிக்கப் படுகின்றன.  அந்த பெர்குலரோ உப்புக்கள் ராக்கெட் எஞ்சினுக்கு “திடவ எரிசக்தியாகப்” (Solid Rocket Fuel) பயன்படுகிறது.  மேலும் அவை வான வேடிக்கை வெடிப்புகளுக்கும், பாதுகாப்பு வாயுப் பையிக்கும் (Fire Works & Airbags) உபயோகம் ஆகின்றன.  டாக்டர் மைக்கேல் ஹெக்ட் மேலும் பெர்குலரேட் பற்றிக் கூறுவது :  “செவ்வாயில் திரவநீர்க் குளங்கள் நிலைப்பட ஏதுவாக இருக்க சரியான அளவு பெர்குலரேட் உப்புக்கள் இருப்பு தேவைப்படும்.  நாங்கள் கண்ட தளத்தில் சிறிதளவு பெர்குலரேட் உப்புத்தான் பெருமளவு பனிக்கட்டில் இருந்தது !  அதாவது அந்த இடத்தில் நீ வெள்ளம் மிகை யாகவும், பெர்குலரேட் சிறிதாகவும் இருந்திருக்க வேண்டும். அதாவது இரண்டும் போதுமான அளவிருந்து சேர்ந்து கொண்டால், தணிந்த உஷ்ணத்தில் பெர்குல்ரேட் உப்புக் குளம் (Pool of Low Temperature Brine) அங்கே இருக்க வசதியுள்ளது !  அதே சமயத்தில் சில ஆராய்ச்சியாளர் ஃபீனிக்ஸ் மூலம் காணப்பட்ட பெர்குலரேட் உப்பு சிறிதளவாக இருப்பதால் தள இரசாயனம் பெருத்த பரப்பளவில் செய்து காட்ட வேண்டும் என்று எடுத்துரைத்தார்.  ஆயினும் இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் செவ்வாய்க் கோளானது பல்வேறு முறைகளில் நமது பூமியைப் போல் ஒத்திருப்பதைக் காட்டுகின்றன என்று டாக்டர் மைக்கேல் ஹெக்ட் அழுத்தமாக வலுவுறுத்துகிறார் .

பெர்குலரேட் உப்புக்களைச் சோதித்த ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவி

ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவியின் ஆய்வுக்கருவி பெர்குலெரேட் உப்பைச் சூடாக்கியதும் ஆக்ஸிஜன் வெளியாகி ஆர்கானிக் பொருள் எரிந்து கார்பன் டையாக்ஸைடு வாயு (CO2 Gas) உண்டானது.  ஆனால் வெளியான CO2 வாயு ஆர்கானிக்கிலிருந்து வந்ததா இல்லையா வென்று தெரியவில்லை என்று ஃபீனிக்ஸ் திட்டத் தலைமை விஞ்ஞானி பீடர் ஸ்மித் கூறினார்.  செவ்வாய்க் கோளின் வடதளத்தில் திரவ நீர் இருந்ததற்கு ஃபீனிக்ஸ் பலமுறைகளில் சான்றுகளை எடுத்துக் காட்டியதைக் கூறினார்.  அவற்றில் சில ஈரக் கனிமங்கள், ஈரமண் கட்டிகள், தனிப்பட்டு உருகிய பனித் திட்டுகள் (Aqueous Minerals, Cloddy Cemented Soil & Segregated Ice, as if Melted).  செவ்வாய்க் கோளின் வட-தென் துருவ அச்சு சாயும் போது கோளின் உஷ்ணம் சூடேறி ஈரக் காலநிலை உண்டாகித் திரவ நீர் காணப்படலாம்.  ஆனால் அது ஒரு குளமாக இருக்கும் என்று சொல்ல முடியாது.  அது ஈர மண்ணாக இருக்கும் என்று சொல்கிறார் பேராசிரியர் பீடர் ஸ்மித்.  செவ்வாய்த் தளத்தில் கால்சியம் கார்பொனேட் இருப்பதையும் ஃபீனிக்ஸ் கண்டுள்ளது முந்தைய காலத்தில் திரவநீர் உள்ளதைக் காட்டுகிறது.  டாக்டர் மைக்கேல் ஹெக்ட், டாக்டர் டாம் பைக், டாக்டர் நில்டன் ரென்னோ மூவரும் நீர்த் துளிகள் குளிர்ந்து ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவியின் கால்களில் ஒட்டி யிருப்பதைப் படத்தில் கண்டிருக்கிறார்கள்.

செவ்வாய்க் கோளில் பெருமளவு மீதேன் வாயு கண்டுபிடிப்பு !

பூதளவியல் முறையிலும் உயிரினம் மூலமாகவும் (Geological or Biological Process) நமது பூமியில் உற்பத்தியாகும் மீதேன் வாயு பெருமளவில் செவ்வாய்க் கோளில் இருப்பதை நாசா விஞ்ஞானிகள் விஞ்ஞான வெளியீடு ஒன்றில் அறிவித்துள்ளார்கள்.  ஐந்து ஆண்டுகளுக்கு முன்பே (2004) செவ்வாய்ச் சூழ்வெளியில் மீதேன் வாயு இருப்பது அறியப்பட்டாலும், இப்போது பேரளவில் மீதேன் வாயு பெருகியுள்ள தனித்தனி அரங்குகள் கண்டுபிடிக்கப் பட்டிருக்கின்றன.  சூரிய ஒளிபட்டுச் சிதைந்து போகும் மீதேன் வாயுவின் ஆயுள் சிறிதாயினும் அது மீண்டும் புத்துயிர் பெற்று வருவதற்கு இயற்கையில் ஏதோ ஒரு சுரப்பி இருக்கிறது ! அதாவது செவ்வாய்க் கோளில் மீதேன் வாயு சிதைவதும் உதிப்பதும் தொடர்ந்து நேரும் ஓர் இயற்கை நிகழ்ச்சியாக இருக்கிறது ! முடிவான சுரப்பியாக பூர்வக் கால முறைகள் ஆகவோ அல்லது சமீபத்திய ஒரு முறையாகவோ இருக்கலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர் கருத்துகிறார்.

நாசாவின் கோடார்டு விண்வெளி மையத்தின் மூத்த விஞ்ஞானி மைக்கேல் மும்மா (Michael Mumma, Senior Scientist NASA Goddard Spaceflight Center) மீதேன் வாயு கண்டுபிடிப்பைப் பற்றிச் சொல்கிறார் : செவ்வாய்க் கோளில் இயக்கமோடுள்ள மீதேன் வாயு அரங்குகள் பல இருப்பதை நாங்கள் எடுத்துக் காட்டியிருக்கிறோம்.  அவ்விதம் மீதேன் வாயு வெளியாக்கும் மூன்று விதத் தனித்துவ அரங்குகள் இருப்பதை தெரிந்திருப்பதற்கு அடித்தளச் சேமிப்பு முறை ஒரு மூலத் தோற்றம்.  இருவித வாய்ப்பு முறைகளில் ஒன்று : தளரசாயனவியல் (Geochemistry), இரண்டாவது முறை : உயிரினவியல் (Biological Process).  பூதளவியல் முறையில் மீதேன் வெளியாகிறது என்றால் அது அடித்தளத்தில் நேரும் எரிமலைக் கொந்தளிப்பால் நிகழ்வது என்று கருதலாம்.  அம்முறைக்கு “பாம்புப் பாறை தோன்றும் முறை” (Serpentinization) என்று பெயர்.

(Serpentinization) :  (Serpentinite is a rock) composed of one or more serpentine minerals. Minerals in this group are formed by serpentinization, a hydration and metamorphic transformation of ultramafic rock from the Earth’s mantle. The alteration is particularly important at the sea floor at tectonic plate boundaries. It is the state rock of California, USA.  இப்போதைய கணிப்புப்படி (2003 கணிப்பு) செவ்வாய்ப் பிரதான அரங்கில் உள்ள மீதேன் வாயு முகில் அளவு (Methane Gas Plume) 19,000 டன் !  2011 இல் நாசா செவ்வாய்க் கோளுக்கு அனுப்பப் போகும் “செவ்வாய் விஞ்ஞான விண்ணாய்வி” (Mars Science Laboratory) (MSL) நூதனக் கருவிகளை ஏற்றிக் கொண்டு கார்பன் பூதளவியல் அல்லது உயிரியல் முறைபாட்டில் வெளியாகுதா வென்று கண்டறியும் !

செவ்வாய்த் தளத்தில் ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவி கண்ட முதல் பனித்திரட்டு !

2008 மே மாதம் 30 ஆம் தேதி செவ்வாய்க் கோளில் தடம்வைத்த ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவி புதியதோர் விந்தைத் தகவலைப் பூமிக்கு அனுப்பியிள்ளது ! “செவ்வாய்த் தளத்தில் பனிக்கட்டியைக் காமிராவின் கண்கள் நேராகக் காண முடிகிறது” என்பதே அந்தச் செய்தி ! மெய்யாக ஃபீனிக்ஸின் 12 எதிர்த்தள்ளி உந்துகள் (12 Retro Thrusters) இயங்கித் தளம் சுத்தமாக்கப்பட்ட போது தளவுளவியின் கீழே வெண்ணிறத் தரைப் பளிச்செனக் காணப்பட்டது.  அதாவது விஞ்ஞானிகள் திட்டமிட்டபடி ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவி பனித்தரை மீதுதான் தனது மூன்று பாதங்களைப் பரப்பியிள்ளது !  மேலும் மூன்று கால்களில் ஒரு பாதம் மூன்றடி விட்டமுள்ள ஒரு பனித்தட்டின் மீது அமர்ந்திருந்தது என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார்கள்.  அடுத்து ஃபீனிக்ஸின் சுயமாய் இயங்கும் யந்திரக் கரம் (Robotic Arm) சோதிக்கப்பட்டு முதல் மாதிரிச் செம்மண் எடுக்கப்பட்டது.  அந்த மண்ணில் வைரம் போல் பளிச்செனக் காமிராவின் கண்ணில் பட்டது ஒரு வெண்ணிறப் பனிக்கட்டி !  அதனுடைய வடிவத்தைக் கண்டு, அது காணப்பட்ட காலநேர உஷ்ண நிலையை [-300 C (-220 F)] ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால் அந்த மாதிரிப் பனிக்கட்டி நீராக இருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் ஊகிக்கிறார்கள்.

கட்டுரை : 56 பாகம் -2 (அடுத்த வாரம்)

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines. 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 – Why Did Mars Dry out ? (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=40803131&format=html (செவ்வாய்க் கோளில் நீர் வரண்டது எப்போது ?)
21 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40602032&format=html (செவ்வாய்க் கோள் விண்ணுளவித் தேடல்கள்-1)
22 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40602101&format=html (செவ்வாய்க் கோள் விண்ணுளவித் தேடல்கள்-1)
23 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703221&format=html (செவ்வாய்த் துருவப் பனித் தொப்பிகள்)
24 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40708091&format=html (செவ்வாய்க் கோளுக்கு ஃபீனிக்ஸ் தளவுளவி)
25 NASA’s Reconnaissance Orbiter [May 15, 2008]
26 BBC News : NASA Selects Mars Climate Mission -(2) (September 16, 2008)
27 Mars Climate Orbiter -(1) Update By Wikipedia (March 22, 2009)
28 Space Flight Now : Mars Story Spawns Kudos & Controversy By Craig Covault (Mar 24, 2009)
29 BBC News : Q & A Liquid Water on Mars (Mar 22, 2009)
30 BBC News : New Light on Mars Methane Mystery (Jan 15, 2009)
31 BBC News : Briny Pools May Exist on Mars By Paul Rincon (March 24, 2009)

++++++++++++
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) March 26, 2009

(கட்டுரை 54 பாகம் -2)

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

“ஈர்ப்பியலைப் பற்றிய நமது தற்போதைய அறிவு முழுமை பெறாதது.  நாம் அனுதினமும் உணர்ந்து அனுபவித்து வருவது ஈர்ப்பியல் சக்தி !  நமது கால்களைப் பூமியின் மீது நிறுத்தி இருப்பது அந்த சக்தி.  ஆனால் பூகோளம் முழுவதிலும் ஈர்ப்பியல் சக்தி நிலையானது என்னும் ஒரு தவறான கருத்து எங்கும் நிலவி வருகிறது.  அது மெய்யான கருத்தில்லை.  நாம் வட துருவத்துக்குச் சென்றால் நமது எடை பூமத்திய ரேகை அரங்கில் காணும் நமது எடையை விட மிகையாக இருக்கும்.”

டானிலோ மூஸி (Danilo Muzi GOCE Program Manager) (Mar 16, 2009)

“2002 இல் சூழ்வெளித் துணைக்கோள் (EnviSat Satellite) ஏவியதற்குப் பிறகு ஈசாவின் கோசி விஞ்ஞானத் துணைக்கோள்தான் (ESA’s GOCE) முதன்முதலில் பூகோளத்தை நுட்பமாய் நோக்க அர்ப்பணிக்கப் பட்டது !  வடிவளவு மாற்றப்பட்டது.  ஆனால் அதன் திட்டக் குறிப்பணிகள் மாறவில்லை.  உன்னத நமது பொறியியல் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி நமது ஐரோப்பிய மற்றும் உலகச் சமூகங்கள் பலனடைய உயர்ந்த விஞ்ஞானத்தை படைக்க முற்படுகிறோம்.”

ஜான் ஜேக்ஸ் டோர்டைன் (Jean-Jacques Dordain, ESA Director General) (March 17, 2009)

“டாலமி [Ptolemy] ஒரு பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கினார் !  அது ஈராயிரம் ஆண்டுகள் நீடித்தன!  நியூட்டன் ஒரு பிரபஞ்சத்தைக் கண்டுபிடித்தார் !  அது இரு நூறாண்டுகள் நீடித்தன !  இப்போது டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன் ஒரு புதிய பிரபஞ்சத்தைக் கண்டு பிடித்திருக்கிறார் ! எத்தனை ஆண்டுகளுக்கு அது நீடிக்கும் என்பது யாருக்கும் தெரியாது !”

ஜார்ஜ் பெர்னாட் ஷா (1856-1950)

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

பெர்ட்ராண்டு ரஸ்ஸல் (1872-1970)

பூகோளத்தின் ஈர்ப்பியல் நுட்பம் வரையும் கோசி  (GOCE) விண்ணுளவி

2009 மார்ச் 17 ஆம் தேதி ஈரோப் விண்வெளித் தேடல் ஆணையகம் ஈசா பூகோளத்தின் நுட்ப ஈர்ப்பியலை இரண்டு வருடங்கள் வரைந்து பதிவு செய்ய தனது “கோசி” (ESA’s Satellite GOCE) துணைக்கோளை ரஷ்யாவின் விண்வெளி ஏவுதளத்திலிருந்து (Plesetsk Cosmodrome in Russia) ஏவியது.  தூக்கிச் சென்ற ராக்கெட் உலகக் கண்டம் தாண்டும் கட்டுப்பாடு தாக்குகணை (Modified Intercontinental Ballistic Missile) ! “கோசி” துணைக்கோள் 90 நிமிடங்கள் பயணம் செய்து 280 கி.மீடர் (170 மைல்) உயரத்தில் பூமியை நெருங்கிய தணிவுச் சுற்றுவீதியில் (Earth’s Lower Orbit) பரிதியை எப்போதும் நோக்கிச் (Near-Sun-Synchronous) சுற்ற வந்தடைந்தது. “கோசி” விண்ணுளவி பூமியின் ஈர்ப்பியல் தளம், நிலைத்துவக் கடல் நீரோட்டம், எரிமலை, பூகம்பம் உண்டாக்கும் பூமியின் அடித்தட்டு நகர்ச்சி ஆகியவற்றைத் தேடிப் பதிவு செய்யும் (GOCE means Gravity Field & Steady-State Ocean Circulation Explorer).  துணைக்கோளின் எடை 1052 கி.கிராம்.  அதன் சுற்றுப் பாதை பூமத்திய ரேகைக்கு 96.7 டிகிரி கோணத்தில் அமையும் படி இயக்கப் பட்டது.  “கோசி” துணைக்கோளை ஏவி அனுப்பவும் பூமியைச் சுற்றி வந்து ஈராண்டுகள் பணிபுரியவும் ஆகும் நிதிச் செலவு 350 மில்லியன் ஈரோ (450 மில்லியன் டாலர்).   “கோசி” துணைக்கோள் சுற்று வீதியில் இடப்பட்ட பிறகு “கிரூனா” சுவீடன் தொடர்பு அரங்கிலிருந்து (Kiruna, Sweden Satellite Tracking Station) தொடர்பு கொள்ளப்பட்டது.  துணைக்கோளை சுற்று வீதியில் ஏற்றி இறக்கும் ஈசா கட்டுப்பாடு அரங்கம் டார்ம்ஸ்டாட், ஜெர்மனியில் (ESA Satellite Control Station, in Darmstadt, Germany) இருக்கிறது.

“கோசி” விண்ணுளவி பூகோளத்தின் ஈர்ப்பியல் கவர்ச்சியின் வேறுபாடுகளை நுட்பமாய்க் கண்டு பதிவு செய்யும்.  ஈர்ப்பியலைப் பற்றிய நமது தற்போதைய அறிவு முழுமை பெறாதது.  நாம் அனுதினமும் உணர்ந்து அனுபவித்து வருவது ஈர்ப்பியல் சக்தி !  நமது கால்களைப் பூமியின் மீது நிறுத்தி இருப்பது அந்த சக்தி.  ஆனால் பூகோளம் முழுவதிலும் ஈர்ப்பியல் சக்தி நிலையானது என்னும் ஒரு தவறான கருத்து எங்கும் நிலவி வருகிறது.  அது மெய்யான கருத்தில்லை.  நாம் வட துருவத்துக்குச் சென்றால் நமது எடை பூமத்திய ரேகை அரங்கில் காணும் நமது எடையை விட மிகையாக இருக்கும்.  இந்த புதிரான போக்குக்குக் காரணம் நமது பூமியின் தாறுமாறான வடிவே !  பூமி நாம் படத்தில் காண்பது போல் ஒரு பூரணக் கோள மில்லை !  துருவப் பகுதிகளில் அது தட்டையாக உள்ளது !  பூமத்திய ரேகைப் பரப்பில் தடிப்பாகப் பெருத்திருக்கிறது.  பூமியின் உட்கருவும் சீராக ஓரினத்தன்மை உள்ள பாறைகளைக் கொண்டதில்லை !  அதற்கு மேல் அடுக்கப் பட்டுள்ள பூதட்டுகள் சில பகுதிகளில் தடித்தும் சில பகுதிகளில் மென்மையாகவும் அமைந்து விட்டன.  எல்லாவற்றும் மேலாக கடல் வெள்ளம் மூன்றில் இரண்டு பாகம் நிரம்பியுள்ளது.  கடலலைகள் நிலவு-பரிதியின் ஈர்ப்பியல் கவர்ச்சிகளால் பூமிக்கு இருபுறத்திலும் கொந்தளித்து ரப்பர் போல் நீண்டும் சுருங்கியும் பூமியின் ஈர்ப்பியலில் மாறுபாடுகளை ஏற்படுத்துகின்றன !

“கோசி” துணைக்கோள் ஏவியதின் குறிக்கோள் என்ன ?

1. பூமியில் நிகழும் சிறு சிறு ஈர்ப்பியல் இழுப்பு மாறுபாடுகளை உளவிப் பதிவு செய்தல்

2. துணைக்கோள் சேகரிக்கும் தகவலிருந்து ஒரு “பூரண புவியை” (Geoid) அமைத்தல்.

3. விண்ணுளவி ஈர்ப்பியல் விசையைத் தேடிச் சமநிலைத் தளத்தைக் கண்டுபிடிப்பது.

4. காற்றோட்டம் இல்லாமல், கடல் நீரோட்டம் இல்லாமல் உள்ள முடத்துவ நிலையில் கடல் வெள்ளத்தின் வடிவத்தைப் பதிவு செய்வது.

5. கடல் நீர் மட்டத்தையும் (Sea Level), பூரண புவியையும் (Geoid) ஒப்பு நோக்கிக் கடலின் இயக்கத்தை அறிதல்.

6. ஈர்ப்பியல் மாறுபாடுகளால் எரிமலைக்குக் கீழிருக்கும் பூமியின் உட்கருப் “பாறைக் கனல் குழம்பு” நகர்ச்சி (Magma Movements) தாறுமாறாவதை உளவுதல்.

7. துல்லியமாக உள்ள பூரண புவி (Geoid) உலகத்துக்கு ஓர் அகிலரூப உயர ஏற்பாடை (A Universal Height System for the World) நிர்ணயம் செய்ய உதவும்.

8. கோசி அனுப்பும் ஈர்ப்பியல் தகவல் பனித்தட்டுகளால் எத்துணை அளவு நிறை இழப்பாகிறது என்று காண உதவும்.

“கோசி” துணைக்கோளில் உள்ள முக்கிய கருவிகள்

விண்ணுளவியின் இருதயமாக இருக்கும் முக்கிய கருவி “சரிவுமானி” (Gradiometer).  அது ஒரு சிக்கலான கருவி.  இதுவரை துணைக் கோளுக்கு ஆக்கப்பட்ட கருவிகளிலே உன்னத படைப்பாக அது கருதப்படுகிறது.  அந்தக் கருவியிலே முத்திசை மட்டத்தில் 90 டிகிரிக் கோணத்தில் (X-Axis, Y-Axis & Z-Axis) அமைக்கப்பட்டுள்ளவை: மூன்று ஜோடி விரைவு மாற்றப் பதிவு உளவிகள் (Accelerometers) அக்கருவிகள் நகரும் ஓர் அண்டத்தின் விரைவு வளர்வதை அல்லது தளர்வதைப் (Acceleration or Deceleration) பதிவு செய்யும்.

பூமியைத் தணிவு உயரத்தில் சுற்றிவரும் “கோசி” துணைக்கோளைச் சீரான பாதையில் செம்மையாகச் சுற்றிவர சுயக் கட்டுப்பாட்டில் இயக்கும் “அயான் எஞ்சின்” (Ion Engine) பொருத்தப் பட்டிருக்கிறது.  அந்த நூதன எஞ்சினில் விசையை அழுத்தி மேலும் கீழும் துணைக்கோளை ஏறி இறங்கச் செய்ய முடியும்.  எஞ்சினை இயக்க “ஸெனான் அணுக்களை” (Charged Xenon Atoms) விரைவாக்கம் செய்து “ஜெட்விரிவுத் துளைகளில்” (Jet Nozzles) செலுத்தும் போது துணைக்கோளின் நகர்ச்சி மாறுபடுகிறது.

“கோசி” துணைக்கோளில் உள்ள மற்ற அமைப்புகள்

1. 1052 கிலோ கிராம் எடையுள்ள துணைக்கோளின் இறக்கைகளில் “சூரிய மின்கலங்கள்” (Solar Batteries) பொருத்தப்பட்டுள்ளன.  எப்போதும் பரிதியை நோக்கிச் சுற்றும் துணைக்கோளில் தொடர்ந்து சூரிய ஒளி 1300 வாட்ஸ் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.

2. சூரியனை நோக்கும் பக்கத்தில் உள்ள துணைக்கோளின் மின்கலன்கள் மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யும் போது அதன் எதிர்ப்புறம் ஒளியை எதிரனுக்கி விண்ணுளவி மிதமான நிலையான உஷ்ணத்தில் உலவி வருகிறது.

3.  துணைக்கோளின் நீளம் 5 மீடர், அகலம் 1 மீடர் (17 அடி நீளம் X 1.3 அடி அகலம்).  அதன் உடலில் முனைகள் (Fins) பொருத்தப்பட்டு பூமியின் மெலிந்த வாயு மண்டல வெப்பக் கோளத்தில் (Thermo-Sphere) சுற்றும் போது துணைக்கோள் சமநிலை பெற முடிகிறது.

4. “கோசி” துணைக்கோளின் விரைவு மாற்றப் பதிவு உளவிகள் (Accelerometers) மிக நுட்பமாய் டிரில்லியனில் ஒன்று (1 in 10^12) சிறிய துல்லிமத்தில் பூமியின் ஈர்ப்பியல் மாறுதல்களை அளந்து விடும்.

5.  பிரிட்டன் தயாரித்த அயான் எஞ்சினில் ஜெட் விரிவுத் துளையில் வெளியாகும் ஸெனான் அயான்கள் விநாடிக்கு 40,000 மீடர் வேகத்தில் தள்ளப்படும்.  “கோசி” விண்ணுளவித் திட்டம் 40 கி.கிராம் எரிசக்தி தீர்ந்தவுடன் முடிந்து விடும்.

6. S-கதிரலை ரேடியோ கம்பம் (S-Band Antenna) : துணைக் கோளிலிருந்து வருன் மின்தகவல் யாவும் நேராகச் சென்று சுவீடன் கிரூனா அரங்கில் (Kiruna Tracking Centre, Sweden) சேமிப்பாகும்.  அந்த விஞ்ஞானத் தகவல் யாவும் பிறகு இத்தாலியின் ·பிராஸ்காடி ஈசா மையத்தில் (ESA Centre Frascati, Italy) சீராகத் தொகுக்கப்படும்.

7. GPS ரேடியோ கம்பம் (GPS Antenna): “கோசி” துணைக்கோளைத் துல்லியமாக நகர்த்தி வைக்க வேண்டும்.  அத்துடன் GPS தகவலும் சிற்சில ஈர்ப்பியல் தள விபரங்களைத் தரும்.

“கோசி” விண்ணுளவி பூகோள விஞ்ஞானத்துக்குச் சேர்க்கும் புதிய கணிப்புகள்

1 பூகோளக் காலநிலை முன்னறிவிப்பு :  கடல் வெள்ளத்தின் உள்ளோட்டம் உளவப்பட்டு “பளு நகர்ச்சி” & “வெப்பக் கடப்பு” (Mass Transfer & Heat Tranfer) போன்றவைப் பேரளவில் சூழ்வெளிக் கால நிலை மாற்றம் செய்வதைத் தொடர்ந்து கண்காணித்தல்.

2. பூகோளத்தின் நிறை உட்புறத்தில் எப்படி நிலவிப் பரவி யுள்ளது என்று உளவி, பூகம்பம், எரிமலை போன்ற எதிர்பாராத புவியின் அபாயங்களை முன்னறிதல்.

3. ஈர்ப்பியல் விதி பூமிக்கு மேலென்றும், கீழென்றும் விளக்கம் தருவதால் “கோசி” துணைக்கோள் பதிவு செய்யும் புதிய தகவல் ஒர் மெய்யான அகிலரூப ஏற்பாட்டை (Truly Universal System) உருவாக்க உதவி செய்யும்.

4. ஈசா அனுப்பப் போகும் பல தொடர் துணைக்கோள் திட்டங்களில் ஒன்றான “கோசி” விண்ணுளவி சூழ்வெளி சூடேற்றப் பிரச்சனைகளுக்கு துரித விடைகளை அளிக்கும்.

5. பூமியின் ஈரரங்குச் சுற்று வீதிகளில் (285 கி.மீ. & 263 கி.மீ உயரங்களில்) “கோசி” துணைக்கோள் சுற்றி வந்து விஞ்ஞானத் தகவல் சேமிக்கும்.  ஆறு மாதக் கால இடைவெளியில் அவை சேர்க்கப்படும்.

ஈசா ஏவப் போகும் எதிர்காலப் பூகோளம் தேடும் விண்ணுளவிகள்

1999 ஆம் ஆண்டில் முதன்முதல் ஈசா “கோசி” (GOCE) விண்ணுளவித் தயாரிக்க டிசைன் செய்து உயிரினக் கோள் ஒன்றுக்கு அனுப்பிச் சோதிக்கத் திட்டமிட்டது.  அது பூகோளத்தின் வாயுச் சூழ்வெளி (Atmosphere) உயிரியல் கோளம் (Biosphere) ஈரக்கோளம் (Hrdrosphere) குளிர்க்கோளம் & உட்கோளம் (Cryosphere) & Interior ஆகியவற்றில் ஆழ்ந்து ஆராய்ச்சிகள் புரிந்து இயற்கை நிகழ்ச்சிகள் மனித இனத்துக்கு விளைவிக்கும் பாதிப்புகளை எடுத்துக் காட்டும்.  அடுத்து இரண்டு பெருநிதித் திட்டங்கள் (ADM-Aeolus for Atmospheric Dynamics in 2011 & EarthCARE to investigate the Earth’s Radiative Balanace in 2013) விருத்தியாகி வருகின்றன.  மேலும் மூன்று சிறுநிதித் திட்டங்கள் (CryoSAT-2 in 2009), (SMOS in 2009) & (SWARM in 2011) தயாராகி வருகின்றன.  கிரையோஸாட்-2 (CryoSAT-2 in 2009) பனித்தட்டுகளின் தடிப்பை அளக்கும்.  சுமாஸ் (SMOS in 2009) விண்ணுளவி தள ஈரப்பாடு அளவை உளவும்.  மேலும் கடல் நீரின் உப்பளவைக் காணும். சுவார்ம் திட்டம் (SWARM in 2011) பூகாந்த மூலத்தை உளவி அறியும்.

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

Picture Credits: NASA, ESA, 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]
23 ESA Earth Observation Program : Advancing Earth Science Through New Sensing Technology By
Puirluigi Silvestrin (Oct 29, 2007)
24 ESA Gravity Mission GOCE (March 18, 2009)
25 Science Daily : March Launch Planned for ESA’s Gravity Mission GOCE (Feb 5, 2009)
26 BBC News : Supermodel Satellite Set to Fly By Jonathan Amos (March 16, 2009)
27 ESA Launches First Earth Explorer Mission GOCE (March 17, 2009)
28 Space Flight Now : Gravity Mapper Ascends to Space atop Rockot Booster By Stephen Clark (March 17, 2009)

(தொடரும்)
******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (March 19, 2009)

 

(கட்டுரை 55)

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

புதிய பூமிகளைத் தேடிப்
போகு தப்பா
கெப்ளர் விண்ணோக்கி !
நுண்ணோக்கி ஒளிக்கருவி
விண்மீன் விழி முன்னே
அண்டக் கோள்
ஒளிநகர்ச்சி பதிவாக்கிப்
புதிய கோள் கண்டுபிடிக்கும் !
பரிதி விண்மீன் போல்
உரிமையாய் ஒளிவீசும்
ஒளிமந்தை மீன்களைச் சுற்றும்
உலகங்கள் ஆயிரம் !
ஈர்ப்பு விண்வெளியில்
பூமியைப் போல்
நீர்க்கோள் ஒன்றை
நிபுணர்கள் காண வில்லை !
சில்லி வானோக்கி மூலம் சமீபத்தில்
விண்வெளி வல்லுநர்
கண்டதோர் அண்டக் கோள் !
இன்றுவரை பூமியைப் போல்
முன்னூறு கண்டாலும்
மிதக் கனலுடைய
மீறாத குளிருடைய
உயிரினத் தகுதி அரங்கில்
அண்டக் கோள்கள்
கண்ணுக்குத் தெரியாமல் நூதனக்
கருவிகள் கண்டு பிடிக்கக்
காத்துக் கிடக்கும்
நூற்றுக் கணக்கில் !

“நமது பால்வீதி காலக்ஸி விளிம்பில் நாம் எல்லை அறியாத வேலிகளைக் கெப்ளர் விண்ணோக்கித் தள்ளி வைக்கும் !  கெப்ளர் தொலைநோக்கியின் கண்டுபிடிப்புகள் மனிதன் தன்னைப் பற்றி அறிந்த அடிப்படைக் கருத்துக்களை முற்றிலும் மாற்றிவிடலாம்.”

ஜான் மோர்ஸ் (Jon Morse, Director NASA’s Astrophysics Division) (Feb 19 2009)

“திரவ நீர் இருக்க வாய்ப்புள்ள கோள்களின் சுற்றுவீதியில் “உயிரினத் தகுதி அரங்கம்” (The Habitable Zone) என அழைக்கப்படும் பகுதியில் விண்மீன்களைச் சுற்றிவரும் பூமியைப் போன்ற அண்டக்கோள்கள் இருந்தால் அவற்றைக் கண்டுபிடிப்பது எமது குறிக்கோள்.  அப்படியானால் அந்த அரங்கில் உயிரினம் விருத்தி பெறப் பற்பல பகுதிகள் உள்ளன என்று அர்த்தமாகிறது !  கெப்ளர் ஒளிக்கருவி அப்படி நூற்றுக் கணக்கில் இருக்கும் அண்டக் கோள்கள் சுற்றுவதைக் கண்டுபிடிக்க டிசைன் செய்யப் பட்டுள்ளது.  நாங்கள் தேடிப் போவது மித வெப்பமான, மிதக் குளிரான கோள்களைக் கண்டு பிடிக்கத்தான் !  நீர் திரவமாக நிலவ எங்கே உஷ்ண நிலை ஏற்றதாக இருந்து வருகிறதோ அந்தக் கோள்களைத் தேடுகிறோம் !  அவ்விதம் ஒரு டஜன் கோள்கள் உயிரினத் தகுதி அரங்கில் இருக்கலாம்.  கெப்ளர் விண்வெளியிலிருந்து கண்ணோக்கிப் புவித்தள ஊர் ஒன்றில் இரவிலே வீட்டு வெளி விளக்கை அணைப்பதைப் பதிவு செய்யும் திறமை வாய்ந்தது.  ஆயினும் கோள்களில் உயிரனம் இருப்பதின் அடையாளங்களை கெப்ளர் காணாது.  அத்திட்டங்கள் எல்லாம் அடுத்து (2015-2025) நிகழப் போகும் விண்ணுளவியின் குறிப்பணியாக இருக்கும் !”

வில்லியம் பொரூக்கி (Bill Borucki, Kepler Pricipal Scientist) (March 6, 2009)

“அடித்தளப் பாறைகளை கடலுக்கு மேல் தள்ளி அடுக்கும் “நிலத்தடி நகர்ச்சி” (Plate Techtonics) இல்லாத திரவ நீர் உலகங்கள் (நமது காலக்ஸியில்) இருக்கலாம்.  அந்த உலகங்கள் நமக்கு ரேடியோ சமிக்கைகள் அனுப்பாமல் போனாலும், நமது பூமிக் கடல்கள் போல் உயிரினம் கொண்டிருக்கலாம்.”

டெப்ரா ஃபிஷ்ஷர் (Debra Fischer) (San Francisco State University, CA)

“இது ஓர் வரலாற்று முக்கிய குறிப்பணியாகும் !  வெறும் விஞ்ஞானக் குறிப்பணி மட்டுமில்லை !  நமது “பிறப்புக் குறியீடுக்கு” (Genetic Code) அடிப்படையாக மனிதரை அசைத்து விடும் கேள்வி : முதல் ஆணோ அல்லது முதல் மாதோ வானத்தை நோக்கி நாங்கள் தனிப்பட்டவரா என்று கேட்கும் வினா !

டாக்டர் எட்வெர்டு வெய்லர் (Dr. Edward Weiler Associate Administrator NASA Science Mission Directorate) (March 7, 2009)

“ஆதிகாலத்துப் பூர்வீக உலகங்கள் இன்னும் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் மறைந்து கிடக்கின்றன.”

ரே வில்லார்டு & அடால்ஃப்  ஷாலர் (Ray Villard & Adolf Schaller)

“இன்னும் பத்தாண்டுகளுக்குள் மற்ற விண்மீன் குடும்பங்களில் நமது பூமியைப் போல் உள்ள கோள்களையும், உயிரினச் சின்னங்கள் இருப்பையும் கூடத் தேடிக் கண்டுபிடித்து விடலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார்கள்.”

ரே ஜெயவர்த்தனா (Ray Jayawardhana, Associate Professor of Astronomy, University of Toronto) (2007)

பரிதியைப் போல் தெரியும் விண்மீனான எப்ஸிலான் எரிடானியைச் சுற்றும் (Epsilon Eridani) வாயுத் தூசித் தட்டு ஒரு கோள் என்பது நிச்சயம்.  ஹப்பிள் தொலைநோக்கி மூலம் கண்டதால் அது தோல்வியான விண்மீனில்லை, ஓர் அண்டக்கோள் என்பது உறுதி !  அது பெரிதளவில் இருந்தால், கோளுக்கும் விண்மீன் தூசிக்கும் தொடர்பில்லாத பழுப்புக் குள்ளி (Brown Dwarf) என்று சொல்லி விடலாம்.

பார்பரா மெக் ஆர்தர் (Barbara McArthur, Project Leader, University of Texas)

“புதிய பூதக்கோளின் விட்டம் நமது பூமியைப் போல் ஒன்றை மடங்கு [12,000 மைல்].  அந்த கோள் லிப்ரா நட்சத்திரக் கூட்டத்திலிருந்து 20 ஒளியாண்டு தூரத்தில் இயங்கிச் சுயவொளி வீசும் மங்கிய கிலீஸ்-581 விண்மீனைச் சுற்றி வருகிறது.  அதன் சராசரி உஷ்ணம் 0 முதல் 40 டிகிரி செல்ஸியஸ் என்று மதிப்பிடுகிறோம். ஆகவே அங்கிருக்கும் தண்ணீர் திரவமாக இருக்கும் என்று கருதப் படுகிறது.  அந்த கோள் பாறைக் குன்றுகளுடனோ அல்லது கடல் நீர் நிரம்பியோ அமைந்திருக்கலாம்.”

ஸ்டெஃபினி உட்றி [Stephane Udry, Geneva Observatory]

“மற்ற சுயவொளி வீசும் விண்மீன்களின் கோள்களை விட, கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இந்த பூதக்கோள் ஒன்றுதான் உயிரின வளர்ச்சிக்குத் தேவையான அனைத்து உட்பொருட்களும் கொண்டதாகத் தெரிகிறது.  அக்கோள் 20 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளதால், விரைவில் அங்கு செல்லும் திட்டங்களில்லை.  ஆனால் புதிய உந்துசக்திப் பொறிநுணுக்கம் விருத்தியானல், எதிர்காலத்தில் அக்கோளுக்குச் செல்லும் முயற்சிகள் திட்டமிடப் படலாம்.  பேராற்றல் கொண்ட வானோக்கிகளின் மூலமாக அக்கோளைப் பற்றி அறிந்து கொள்ளக் கூடியவற்றை நிச்சயம் ஆய்ந்து கொள்ளப் பயிற்சிகள் செய்வோம்.”

அலிஸன் பாயில் [Alison Boyle, Curator of Astronomy, London’s Science Museum]

“அண்டையில் உள்ள சின்னஞ் சிறு சுயவொளி விண்மீன்களைச் சுற்றிவரும் பூமியை ஒத்த அண்டக் கோள்களில் உயிரின வாழ்வுக்கு ஏற்ற பகுதிகள் உள்ளதாக இப்போது அறிகிறோம்.  இச்செய்தி புல்லரிப்பு ஊட்டுகிறது. இப்பணி நாசாவின் அண்டவெளித் தேடல் முயற்சிகளின் முடிவான குறிக்கோளாகும்.”

டாக்டர் சார்லஸ் பீச்மென் [Dr. Charles Beichman, Director Caltech’s Michelson Science Center]

“பூதக்கோள் போல பல கோள்களைத் தேடிக் காணப் போகிறோம். பூமியை ஒத்த கோள்களைக் கண்டு அவற்றின் பண்பாடுகளை அறிய விரும்புகிறோம்.  ஆங்கே வாயு மண்டலம் சூழ்ந்துள்ளதா?  அவ்விதம் இருந்தால் எவ்வித வாயுக்கள் கலந்துள்ளன?  அந்த வாயுக் கலவையில் நீர் ஆவி [Water Vapour] உள்ளதா?  அந்த வாயுக்களில் உயிரினத் தோற்றத்தின் மூல இரசாயன மூலக்கூறுகள் கலந்துள்ளனவா?  நிச்சயமாக அந்த கோள் எந்த விதமானச் சூழ்வெளியைக் கொண்டது என்பதையும் கண்டு கொள்ள விழைகிறோம்.”

டாக்டர் விக்டோரியா மீடோஸ் [Member, Terrestrial Planet Finder, NASA]

“தற்போது ஒருசில வாரங்களுக்கு ஒருமுறை வியாழக் கோளை ஒத்த புறவெளிக் கோள் ஒன்று கண்டுபிடிக்கப் படுகிறது !  சமீபத்தில் கண்ட புதிய கோள் கிலீஸ் 876 (Gliese 876) எனப்படும் விண்மீனைச் சுற்றி வருகிறது !  மிக்க மகத்தானது ! ஹப்பிள் கண்டுபிடித்துப் படமெடுத்த கோள் இரட்டை விண்மீன்கள் வீசி எறியப்பட்டு 450 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது ! எல்லாவற்றுக்கும் உன்னதமான ஒரு கோள் இனிமேல்தான் தெரியப் போகிறது !”

மிசியோ காக்கு (Michio Kaku, Professor Theoretical Physicist, City College of New York) (2007)

புதிய பூமிகளைத் தேடி நாசா ஏவிய கெப்ளர் விண்ணோக்கி !

2009 மார்ச் 6 ஆம் தேதி நாசா விண்வெளித் தேடல் ஆணையகம் பிளாரிடா கேப் கெனவரல் ஏவு தளத்திலிருந்து டெல்டா -2 ராக்கெட்டை (Delta II Rocket) உந்த வைத்து, இதுவரை அனுப்பாத மிகப் பெரிய காமிராவைத் தாங்கிய கெப்ளர் விண்வெளித் தொலைநோக்கியை (Kepler Space Telescope) வெற்றிகரமாக அனுப்பியது.  ஜெர்மன் வானியல் விஞ்ஞானி ஜொஹான்னஸ் கெப்ளர் (Johannes Kepler) நினைவாக ஏவப்பட்ட அந்த நூதனத் தொலைநோக்கி பூமியைத் தொடர்ந்து பரிதி மையச் சுற்று வீதியில் (Earth-Trailing Heliocentric Orbit) சூரியனைச் சுற்றி வரும்.  ஏவிய 62 நிமிடத்தில் ராக்கெட் விண்ணோக்கியை ஏற்ற நீள்வட்ட வீதியில் பரிதியைச்சுற்றி வர விட்டது.   கெப்ளர் தொலைநோக்கி பூமியைப் போல் பரிதியிலிருந்து அதே தூரத்தில் (1 AU Miles) 372.5 நாட்களுக்கு ஒருமுறைச் சூரியனைச் சுற்றி வரும்.  கெப்ளர் சுமார் மூன்றரை ஆண்டுகள் விண்வெளியைக் கண்ணோக்கி வரும்.  மூன்றே காலடி விட்டமும் 1039 கி.கிராம் எடையும் கொண்டது.  கெப்ளர் தொலைநோக்கியை நாசா அனுப்பியதின் குறிக்கோள் இதுதான் : மூன்றரை அல்லது நான்கு ஆண்டுகளாய் விண்வெளியில் உள்ள 100,000 விண்மீன்களை உளவிப் பூமியைப் போலுள்ள மித வெப்பமான, மீறிய குளிரற்ற உயிரினம் வாழத் தகுதியுள்ள புதிய கோள்களைக் கண்டுபிடிக்கும்.

1995 ஆண்டு முதல் இதுவரை [மார்ச் 2009] வானியல் விஞ்ஞானிகள் பூமியைப் போல் உள்ள 340 அண்டக் கோள்களை விண்வெளியில் கண்டுபிடித்துப் பதிவு செய்துள்ளார்கள்.  அவை யாவும் உயிரின வளர்ச்சிக்கு ஆதரவாக இல்லாத பூதக்கோள் வியாழனைப் போல் பெருத்த வாயுக்கோள்கள்.  ஆனாலும் அக்கோள்களில் நீர்க்கோளான பூமியைப் போல் உயிரினம், பயிரினம் வாழும் ஓர் உலகத்தை எவரும் கண்டுபிடித்ததாக அறியப் படவில்லை !  விஞ்ஞானிகள் தேடிப் போவது நீர் திரமாக நிலவ ஏற்புடைய மித வெப்பமான, மிதக் குளிரான கோள்களையே !  அத்தகைய கோள்கள் சுமார் 50 இருக்கலாம் என்று கெப்ளர் திட்டப் பிரதம விஞ்ஞானி வில்லியம் பொரூக்கி மதிப்பீடு செய்கிறார்.  நமது பால்வீதி காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளில் சுயவொளி வீசும் சுமார் 100,000 விண்மீன்களை கெப்ளர் தொலைநோக்கி சுமார் மூன்றரை ஆண்டுகள் கண்காணித்து வரும்.  அப்போது அந்த விண்மீன்களைச் சுற்றிவரும் அண்டக் கோள்களின் நகர்ச்சியைக் கூர்ந்து நோக்கும் கெப்ளரில் அமைக்கப்பட்டுள்ள “ஒளிமானி” (Photometer OR Lightmeter).  சுயவொளி உள்ள விண்மீனின் ஒளிவீச்சைச் சுற்றிவரும் அண்டக் கோள் ஒன்று குறுக்கிடும் போது உண்டாகும் ஒளி மங்குதலை ஒளிமானி உடனே பதிவு செய்யும் !  அவ்வித ஒளிமங்குதலே அண்டக் கோள் ஒன்று அந்த விண்மீனைச் சுற்றிவருவதை நிரூபித்துக் காட்டும் !  நாசாவின் இந்த நான்கு வருடக் கெப்ளர் திட்டத்துக்கு ஆகப் போகும் செலவு : 600 மில்லியன் டாலர் (2009 நாணய மதிப்பு) !

கெப்ளர் விண்ணோக்கித் திட்டத்தின் டிசைன் குறிக்கோள்கள்

கெப்ளர் தொலைநோக்கி ஒளிமானி (Photometer OR Lightmeter) கோள் தனது சுற்றில் விண்மீனைக் குறுக்கிடும் போது உண்டாகும் “சீரான ஒளிமங்கலைப்” (Periodic Dimming of Star Light By the Transiting Planet) பதிவு செய்யும்.

1.  கெப்ளர் தொலைநோக்கி நான்கு அல்லது ஆறுக்கு மேற்பட்ட ஆண்டுகள் தொடர்ந்து விண்வெளியைக் கண்காணிக்கும்.

2.  பால்வீதி காலாக்ஸியில் நமது பரிதியைப் போலிருக்கும் மற்ற 100,000 விண்மீன்களை நோக்கிக் கோள்கள் சுற்றுக் குறுக்கீடு செய்வதைப் பதிவு செய்யும்.

3.  கெப்ளர் விண்ணோக்கு ஒளிக்கூர்மை பூமியளவுக் கோள்களைக் கண்டுபிடிக்க நுணுக்கமாகத் திருக்கப் பட்டுள்ளது (Tuned Up).

4.  கெப்ளர் முகக்கண் விண்வெளியில் மித வெப்பமும் மிதக் குளிரும் உள்ள “உயிரினத் தகுதி அரங்கை” (The Habitable Zone) நோக்கித் திருப்பப் பட்டுள்ளது.

5.  கெப்ளர் தொலைநோக்கி “செவ்வாய்க் கோள் முதல் வியாழக் கோள் வரை” உள்ள வடிவளவு நிறைகளை உடைய கோள்களைத் தேடும்படி அமைக்கப் பட்டுள்ளது.

6.  கெப்ளர் தொலைநோக்கியின் முதல் நோக்க முடிவு வர மூன்று மாதங்கள் ஆகும்.  அது தொடர்ந்து நான்கு ஆண்டுகள் காத்திருந்து கோள்களின் மும்முறைக் குறுக்கீடுகளை நோக்கி விளைவுகளைத் தீர்மானிக்கும்.

புதிய பூமி போன்ற கோள்களை நோக்கி கெப்ளர் அறியப் போவது

மிகப் பெரும் காமிராவைச் சுமந்து செல்லும் கெப்ளர் தொலைநோக்கி நமது பரிதியைச் சுற்றி வந்து பரிதியைப் போன்ற விண்மீன்களைச் சுற்றிவரும் பாறைக் கோள்களைக் கண்டுபிடிக்கும்.  மித வெப்ப மிதக் குளிரான உயிரினத் தகுதி அரங்கில் திரவ நீருள்ள பூமி போன்ற கோள்கள் இருக்கலாம்.  நீரிருக்கும் கோள் தளங்களில் உயிரினமும் பயிரினமும் வளரக் கூடிய வாய்ப்புக்கள் நேரிடலாம்.  இதுவரை அறிந்துள்ள முன்னூற்றி நாற்பது அண்டவெளிக் கோள்களில் பெரும்பான்மையானவை வியாழக் கோள் போன்று பூத வாயுக் கோளமானவை ! சில நெப்டியூனைப் போல் இருக்கும் பனிக்கோள்கள் !  கெப்ளர் நோக்கும் விண்மீன்கள் சிலவற்றைப் பூமியிலிருந்து பார்த்தால் அவற்றைச் சுற்றிவரும் அண்டக் கோள்கள் குறுக்கீடு செய்யும் போது விண்மீன் ஒளி சற்று மங்குவது தெரிகிறது.

கலி·போர்னியாவில் உள்ள நாசாவின் ஜெட் உந்துவிசை ஆய்வுக் கூடத்தின் திட்ட அதிபர் ஜேம்ஸ் ஃபான்ஸன், “பூமியில் உள்ள ஊர் ஒன்றில் இரவு வேளையில் மங்கிப் போகும் ஓர் விளக்கொளியை காட்டினால் கெப்ளர் ஒளிமானி அதைக் கண்டுபிடிக்கும் திறமை கொண்டது,” என்று கூறினார்.  “வியாழனைப் போன்ற ஒரு பூதக்கோள் விண்மீன் ஒன்றின் ஒளியைக் குறுக்கீடு செய்வதைக் கண்டு அளக்க முற்படுவது, ஒரு மோட்டார் காரின் விளக்கொளி முன்பாக ஒரு கொசு குறுக்கிடுவதற்குச் சமமானது,” என்றும் குறிப்பிட்டார் !  பூதக்கோள் வியாழன் வடிவுக்கு நூற்றில் ஒரு பங்கான பூமியைப் போன்ற அண்டக் கோள் விண்மீன் ஒளியைக் குறுக்கீடு செய்வது இன்னும் எத்தனை நுட்பமாக இருக்கும் !  அந்த நுட்ப ஒளிமங்கலையும் கெப்ளரின் கழுகுக் காமிராவும் அதன் ஒளிக்கருவியும் கண்டுவிடும் என்றால் பொறியியல் விஞ்ஞானத்தின் செம்மைப்பாட்டை எப்படி வியப்பது ?

கெப்ளர் திட்டத்தின் பிரதம விஞ்ஞானி வில்லியம் பொரூக்கி கூறுகிறார் : “பல்வேறு வகுப்புத் தொகுதி விண்மீன்களைத் (Wide Range of Star Types) தேடி நாங்கள் ஆராயப் போகிறோம்,  சிறியவை, பெரியவை, சிறிதளவு வெப்பமானவை, குளிர் அதிகம் இல்லாதவை !  அவ்வித மித வெப்பச் சூழ்வெளியில் உள்ள நீர்க் கோள்களைத் தேடிச் செல்கிறோம்.  பூமிக்கு ஒத்த அளவில் உள்ள சில கோள்களையும், பூதக்கோள் வியாழனை ஒத்த சில கோள்களையும் ஆராயப் போகிறோம்.  அவை யாவும் பரிதி மண்டலத்தின் பூமியைப் போல் “உயிரினத் தகுதி அரங்கில்” (The Habitable Zone) இருப்பதாக எதிர்பார்க்கப் படுகின்றன !  மேலும் பூமியை ஒத்த மித நிலைக் கோள்கள் அண்டவெளியில் விண்மீன்களுக்கு அருகே சுற்றிவரும் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார்கள்.  அத்தகைய பூமியை ஒத்த புதிய கோள்களின் இருப்பை உறுதிப்படுத்த மூன்று சுற்றுக்கள் அடுத்தடுத்து நிகழ வேண்டும்.  கோள் என்று முடிவு செய்ய மூன்று ஆண்டுகள் ஆகும் என்றும் அறியப் படுகிறது !

எத்தனை வகையான புதிய பூமிகள் உள்ளன ?

அண்டவெளித் தேடலில் கெப்ளர் தொலைநோக்கிச் சுயவொளி வீசும் சுமார் 100,000 விண்மீன்களை ஆராயும் என்பது திட்டத்தின் குறிக்கோள்களில் ஒன்றாய் இருக்கிறது !  கெப்ளர் விண்ணோக்கி எண்ணிக்கையில் 500 பூமியை ஒத்த பாறைக் கோள்களையும் 1000 பூதக்கோள் வியாழனைப் போன்ற வாயுக் கோள்களையும் பதிவு செய்யும் திறமை கொண்டது !  இதுவரை (2009 மார்ச்) கண்டுபிடித்த 340 கோள்களில் பெரும்பான்மை யானவை பூதக்கோள் வியாழனைப் போன்ற வாயுக் கோள்களே !  கெப்ளர் ஒளிக்கருவி நோக்கப் போகும் அண்டக் கோள்களை மூவகையாகப் பிரிக்கலாம் !

1.  பூத வாயுக் கோள்கள் (Gas Giants) (பரிதியைச் சுற்றும் வியாழன், சனி போன்றவை) விண்மீன்களைத் வெகு தொலைவில் தூரப் பாதையில் சுற்றி வருபவை !

2. பெரு வெப்பக் கோள்கள் (Hot Super Earths) (பரிதியை வெகு அருகில் சுற்றும் புதன் கோள் போன்றவை).  இவ்வகைக் கனல்கோள்கள் விண்மீன்களை வெகு அருகில், வெகு விரைவில் சுற்றி வருபவை !

3. பூதப் பனிக்கோள்கள் (Ice Giants) (பரிதியைச் சுற்றும் யுரேனஸ், நெப்டியூன் போன்றவை) விண்மீன்களைத் வெகு தொலைவில் தூரப் பாதையில் சுற்றி வருபவை !

இம்மூன்று வகைகளில் விஞ்ஞானிகள் குறிப்பாகத் தேடுவது நமது பூமி வடிவத்துக்கு சற்று பெரிய அல்லது சற்று சிறிய உருவத்தில் உள்ள மித தட்ப-வெப்ப நிலைக் கோள்களே !  அத்தகைய கோள்களில்தான் நீர் திரவமாக இருந்து உயிரினம், பயிரினம் வளர்ச்சி பெற வாய்ப்புள்ளது.

கெப்ளர் விண்ணோக்கி நான்கு வகையான விண்மீன்களை அண்டவெளியில் ஆராயும் :

1  எஃப் -வகை விண்மீன்கள் (Type F Stars) : (ஒளியும் உருவமும் பூமியின் பரிதி விட மிகையானது)

2.  இ -வகை விண்மீன்கள் (Type E Stars) : (ஒளியும் உருவமும் பூமியின் பரிதியை ஒத்தது)

3.  கே -வகை விண்மீன்கள் (Type K Stars) : (ஒளியும் உருவமும் பூமியின் பரிதியை விடக் குறைந்தது)

4  எம் -வகை விண்மீன்கள் (Type M Stars) : (ஒளியும் உருவமும் பூமியின் பரிதியை விடக் குறைந்தது)

கெப்ளர் விண்ணோக்கி 4 ஆண்டுகள் நமது நிலவின் பரப்பைப் போல் 500 மடங்கு பகுதியை ஆராயும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.  கெப்ளர் விண்சிமிழில் அமைக்கப்பட்டுள்ள “ஒளிக்கருவி” (Photometer) ஒரே சமயத்தில் பற்பல விண்மீன்கள் வீசும் ஒளியை 20 ppm துல்லிமத்தில் (Parts per Million Accuracy) துருவிக் கண்டுபிடிக்கும் திறன் கொண்டது.  கெப்ளர் கண்டுபிடிக்கும் புதிய பூமிகளின் விபரம் 2012 ஆம் ஆண்டில்தால் வெளியிடப்படும் என்று நாசா கூறுகிறது.

கெப்ளர் விண்ணோக்கித் திட்டத்தின் விஞ்ஞானக் குறிப்பணிகள்

1.  விண்வெளியில் உள்ள விண்மீன்களின் கோள் மண்டலங்களின் அமைப்பையும், வகுப்பு வேறுபாடுகளை அறிவது. (Structure & Diversity of Planetary Systems).

2.  பூமியை ஒத்த கோள்களையும் பெரு வடிவக் கோள்களையும் “உயிரினத் தகுதி அரங்கில்” (Terrestrial & Larger Planets in the Habitable Zone) கண்டுபிடிப்பது.

3.  பூமியை ஒத்த அண்டக் கோள்கள் சுற்று வீதிகள் பரவி நிலவிய தன்மை, வடிவப் பரிமாணம், வடிவ அமைப்பு ஆகியவற்றைக் கணிப்பது (Distribution of Sizes & Shapes of the Planetary Orbits)

4. பற்பல விண்மீன் மந்தைகளில் பூமியை ஒத்த கோள்களை மதிப்பீடு செய்வது. (Estimation of Planets in Multi-Star Systems)

5.  விண்மீனை விரைவாய் சுற்றும் பூதக்கனல் கோள்களின் ஒளிப் பிரதிபலிப்பு, பரிமாணம், நிறை & திணிவுகளைக் கணிப்பது (Planet Reflectivities, Sizes, Masses & Densities of Short Period Giant Planets)

6.  புதிய கண்டுபிடிப்பு கோள்களோடு மற்ற முறைகளில் கண்டுபிடித்த கோள்களின் சேர்க்கை (Additional Members of Each Discovered Planetary System, Using Other Methods)

7.  பூமியை ஒத்த கோள்களைக் கொண்டுள்ள விண்மீன் மண்டலத்தில் விண்மீனின் பண்பாடுகளை அறிவது (Properties of Those Stars, Harbouring Planetary Systems)

புதிய பூமிகளில் உயிரின விருத்திக்கு உள்ள தகுதிகளைத் தேடல்

1992 ஆம் ஆண்டு முதன்முதல் 2009 மார்ச் மாதம் வரை விஞ்ஞானிகள் பூமியைப் போலுள்ள 340 அண்டக் கோள்களைக் கண்டுபிடித்துள்ளார்கள். அவற்றில் பெரும்பான்மையானவை  பூதக்கோள் வியாழனை ஒத்த வாயுக் கோள்களே ! 2009 மார்ச் 7 ஆம் தேதி விண்வெளியில் நமது பால்வீதிப் பரிதியைச் சுற்றி வர அனுப்பிய கெப்ளர் விண்ணோக்கியின் கூரிய ஒளிக்கண் குறைந்தது 500 புதிய பூமிகளைக் கண்டுபிடித்துக் காட்டும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது ! அந்த விண்வெளித் தேடல் முடிவுகளை நாசா 2012 ஆம் ஆண்டில்தான் வெளியிடும் என்று தீர்மானமாக அறிவித்துள்ளது !

2015 முதல் 2025  ஆண்டு வரை மூன்று  முற்போக்கு  விண்ணோக்கிகளை நாசா அனுப்பத் திட்டமிட்டுள்ளது. முதலாவது “விண்வெளி நுண்ணோக்கிக் குறிப்பணி” [Space Interferometry Mission (SIM)], இரண்டாவது “பூமியை ஒத்த கோள் நோக்கி” [Terrestrial Planet Finder (TPF)], மூன்றாவது “உயிரினம் நோக்கி” [Life Finder (LF)]. “சிம்” விண்ணோக்கி பல்லடுக்குத் தொலைநோக்கிகளைக் கொண்டு ஒளிமூலம் விண்மீன்களைத் துருவிப் (Multiple Telescopes to Map Stars) புதிய உலகங்களைக் கண்டுபிடிக்கும். “டிபியெஃப்” விண்ணோக்கி புதிய பூமியைக் கண்டுபிடித்து உயிரினம் வாழத் தகுதி உள்ளதா வென்று இரட்டைப் பணிகள் புரியும். இறுதியாக 2025 (?) ஆண்டில் ஏவப்படும் “உயிரினம் தேடி” விண்ணுளவி கண்டுபிடித்த ஒரு புதிய பூமியில் நிகழும் உயிரியல் இயக்கங்களை உளவி அறிந்து பூமிக்குத் தகவல் அனுப்பும்.

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines. 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 Many Planets Surround Other Star Systems ? & Are There Other Planets Like Earth ? (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/2007/04/27/earth-like-planet/ [Earth Like Planets-1]
21 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/08/01/katturai37/ [Earth Like Planets-2]
22 Space.com Other Earths : Are they out There By John G. Watson (Jan 23, 2001)
23 Spaceflight Now -Did the Phoenix Spacecraft Find Water on Mars ? By Craig Covault (Mar 8, 2009)
24 The Growing Habitable Zone : Location for Life Abound By Ker Than (Feb 7, 2006)
25 National Geographic Magazine -Searching the Stars for New Earths By : Tim Appenzeller (Dec 2004)
26 Astromart Website NASA’s Kepler Mission to Find Earth-Sized Exo-Planets Set to Launch [July 20, 2008]
27 OrlandoSentinel.com Kepler Begins Mission to Find Other Earths By Marcia Dunn, AP Aerospace Writer (Mar 6, 2009)
28 The Kepler Mission Design Overview By : David Koch, William Borucki & Jack Lissauer NSA Ames Research Center, CA [June 2008]
29 Science News : NASA Spacecraft to Seek out Earth-like Planets, Posted By : William Dunham (Feb 19, 2009)
30 BBC News NASA Launches Earth Hunter Probe (Mar 7, 2009)
31 Kepler Space Mission From Wikipedia Encyclopedia (Mar 10, 2009)

(தொடரும்)

++++++++++++
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) March 12, 2009

(கட்டுரை -54 பாகம் -1)

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

சூரிய மண்டல வலையில்
பம்பரங்கள்
சுற்றிடும் விந்தை யென்ன ?
நீள் வட்ட வீதியில்
அண்டங்கள் மீளும்
ஊழ்விதி என்ன ?
கோள்கள் அனைத்தும்
ஒருதிசை நோக்கி
ஓடி வருவ தென்ன ?
ஒரே மட்டத்தில் அண்டங்கள்
பரிதி இடுப்பைச் சுற்றிக்
கரகம் ஆடுவ தென்ன ?
யுரேனஸ் அச்சாணி
சரிந்து போன தென்ன ?
பரிதி மண்ட லத்தில்
புதன்கோள் மட்டும்
மாலை சுற்றும்
ஈசலாய்
கோலமிட்டுப் போவ தென்ன ?
சனிக்கோள் ஒட்டியாணம் போல்
தங்க வளையல் களைத்
தனியாய் அணிந்த தென்ன ?
தன்னச்சில் சுற்றாது
வெண்ணிலா
முன்னழகைக் காட்டிப்
பின்னழகை
மறைப்ப தென்ன ?
ஒளி மந்தைகளை ஒருங்கே
அணைத்துக் கொள்ளும்
அகிலச் சக்தி
ஈர்ப்புச் சக்தியே !

“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.  நியதி பிழையானது என்று நிரூபண மானால், பிரான்ஸ் என்னை ஜெர்மானியன் என்று ஏசும் ! ஜெர்மெனி என்னை யூதன் என்று எள்ளி நகையாடும் !”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

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

பெர்ட்ராண்டு ரஸ்ஸல் (1872-1970)

நியூட்டனின் பழைய ஈர்ப்பியல் விதி மாற்றமானது !

பதினேழாம் நூற்றாண்டில் ஐஸக் நியூட்டன் (1642–1727) தனது “பிரின்சிபியா மாதமாட்டிகா” (Principia Mathematica) என்னும் 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 !

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.

புதன் கோளின் நீள்வட்ட இயக்கப் பண்பாடு !

புதன் கோள் நிலவை விடச் சற்று பெரியது.  பாதிக்கும் குறைவாகப் பூமியை விடச் சிறியது.  3030 மைல் விட்டமுள்ள புதன்கோள் பரிதியிலிருந்து 36 மில்லியன் மைல் தூரத்தில் சுற்றி வருகிறது.  ஒருமுறைப் பரிதியைச் சுற்றிவர புதனுக்கு 88 பூமி நாட்கள் ஆகின்றன. தன்னைத் தானே சுற்றிக் கொள்ள புதனுக்கு 59 பூமி நாட்கள் எடுக்கும்.  சராசரி உஷ்ணம் புதனில் 170 டிகிரி C.  புதன் கோளின் சுற்றுத்தள மட்டம் பூமியின் சுற்றுத்தள மட்டத்துக்கு 7 டிகிரி கோணத்தில் சாய்ந்துள்ளது.  நியூட்டன் கணித்தபடி புதன் நீள்வட்ட அச்சு நூறாண்டுக்கு 531 வளை-விநாடி (Arc-Seconds per Century) கோணத்தில் சூரியனைச் சுற்றுகிறது.  அதாவது புதன் தானிருக்கும் ஓரிடத்துக்கு மீள 244,000 ஆண்டுகள் ஆகும்.  புதன் கோள் புதிராக மற்ற பரிதி மண்டலக் கோள்கள் போல் இல்லாமல் “வட்டமிடும் சுற்று வீதியில்” (Orbital Rotation) விந்தையாக நகர்ந்து வருகிறது.  அதை விஞ்ஞானிகள் “புதனின் சூரிய நெருக்கச் சுற்றிருக்கை” (Precession of Mercury’s Perihelion) என்று குறிப்பிடுகிறார்.  வட்டமிடும் சுற்றுவீதி புதனை ஏந்திக் கொண்டு ஒரு முறைப் பரிதியைச் சுற்றி வர நியூட்டன் நியதிப்படி 244,000 ஆண்டுகள் ஆகும்.  வெகு வேகமாகப் புதனின் சுற்றுவீதி வட்டமிடுவதால் விஞ்ஞானி லெவெர்ரியர் புதனின் போக்கைச் சரிவரத் தொலைநோக்கி மூலம் கண்காணிக்க இயல வில்லை.  அவருக்குப் பின் ஆராய்ந்த ஸைமன் நியூகோம் (Simon Newcomb) (1835–1909) சற்று துல்லியமாகப் புதனை நோக்கி சுற்றுவீதி இன்னும் விரைவாகச் (43 Arc-Seconds per Century) சுற்றுவதாகக் கண்டார்.  ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் இன்னும் துல்லியமாகக் (43 Arc-Seconds per Century) கணித்தார்.

விண்ணுளவிகளின் விரைவான நகர்ச்சிக்குக் காரணம் என்ன ?

ஐன்ஸ்டைனின் முடிவான பொது ஒப்பியல் நியதி வெளிவருவதற்கு முன்பு விஞ்ஞானிகள் புதன்  கோளின் புதிரான நகர்ச்சிக்கு ஏதுவான விளக்கத்தை அறிவிக்க முடியவில்லை.  முடிவில் திருத்தமான ஐன்ஸ்டைனின் பொது ஒப்பியல் நியதி புதனின் புதிரான போக்குக்குப் பொருத்தமான விளக்கம் அளித்தது. அதுபோல் முன்னழகைக் காட்டிப் பின்னழகை மறைத்தே சுற்றிவரும் நிலவின் புதிரான போக்கையும் விஞ்ஞானிகள் அறிந்து கொண்டனர்.  நியூட்டனின் விதிகள் அதற்கு ஓரளவு விளக்கம் அளித்தாலும் ஐன்ஸ்டைனின் ஈர்ப்பியல் பண்பாடைத் தெளிவாகக் கூறும் பொது ஒப்பியல் நியதியே துல்லியமான விளக்கம் தருகிறது.

1972–1973 ஆண்டுகளில் ஏவப்பட்ட விண்ணுளவிகள் பயனீர்–10, பயனீர்–11 (Spce Probes Pioneer 10 & 11) பரிதி மண்டலத்தின் புறக் கோள்களைக் கடந்து புளுட்டோவுக்கும் அப்பால் விண்வெளியில் எதிர்த்திசைகளில் இன்னும் பயணம் செய்து கொண்டுள்ளன !  அந்த விண்ணுளவிகளின் தூரம் கணித்தபடி இல்லாமல் மாறுபட்டி ருப்பதற்குக் கோள்களின் மர்மமான ஈர்ப்பியல் பண்பாடுகளே என்பது அறியப் பட்டுள்ளது. பயனீர்–10 ஓராண்டுக்கு மேலாகப் பயணம் செய்து டிசம்பர் 4, 1973 இல் வியாழக் கோளைக் கடந்து, தற்போது (2008) பரிதிக்கு 96 AU மைல் தூரத்தில் (Astronomical Unit AU. One AU= One Earth-Sun Distance) செல்கிறது.  பயனீர் –10 வேகம் தற்போது ஆண்டுக்கு 2.5 AU  (.2.5 AU per Year) மைல்கள்.

அதுபோல் பயனீர்–11 டிசம்பர் 2, 1974 இல் வியாழக் கோள் ஈர்ப்பு விசை தூண்டி 1979 இல் சனிக்கோளை நெருங்கியது.  பயனீர்–11 பயனீர்–10 விட சற்று மெதுகாகச் (2.4 AU per Year) செல்கிறது.  DSN (Deep Space Network) ரேடார்கள் இரண்டு பயனீர் விண்ணுளவிகளின் போக்குகளைக் கண்காணித்து வருகின்றன.  லாஸ் ஏஞ்சலஸ் பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானி ஜான் ஆண்டர்ஸனும் அவரது குழுவினரும் 11 வருடங்களாக பயனீர்–10 விண்ணுளவியின் பயணத்தையும், 4 ஆண்டுகளாக பயனீர்–11 விண்ணுளவியின் பயணத்தையும் DSN ரேடார்கள் பதிவு செய்த புள்ளி விபரங்களை ஆராய்ந்தனர்.

1998 இல் DSN ரேடார்கள் பயனீர்–10 விண்ணுளவியின் நகர்ச்சி இடத்தை விஞ்ஞானிகள் நியூட்டன்–ஐன்ஸ்டைன் நியதிகளின்படி 11 ஆண்டுகள் கணக்கிட்டு எதிர்பார்த்த தூரத்துக்கும் 36,000 மைல்கள் குறைவாகப் பதிவு செய்திருந்தன ! அப்போது வெளியான அந்தத் தகவல் பயனீர்–10 விண்ணுளவி சம்பந்தப் பட்ட விசையை விஞ்ஞானிகள் எடுத்துக் கொள்ளவில்லை என்பது பின்னால் அறிய நேர்ந்தது.  அதுபோல் 4 ஆண்டுகள் கவனிக்கப்பட்ட பயனீர்–11 விண்ணுளவியின் தூரம் 3700 மைல் குறைவாகப் பதிவாகி இருந்தது.  அதாவது இரு விண்ணுளவிகளும் ஒரே மாதிரி ஒரே கால இடைவெளியில் ஒரே அளவு “தடை விசையால்” (Braking Force) வேகக் கட்டுப்பாடு செய்யப் பட்டுத் தூரங்கள் குறைந்து போய்ப் பதிவாகி உள்ளன !

பூமியைச் சுற்றி வந்து விரைவான ஆறு விண்ணுளவிகள் !

2008 மார்ச் 7 ஆம் தேதி ஜெட் உந்துவிசை ஆய்வக விஞ்ஞானிகள் (JPL – Jet Propulsion Lab) பௌதிகத் தெளிவாய்வு வெளியீடுகளில் (Physical Review Letters) பூமியைச் சுற்றிச் சென்று “சுற்றுப் பாதைச் சக்தி” (Orbital Energy Change) மாறுபட்ட ஆறு விண்வெளிக் கப்பல்களைப் பற்றிக் குறிப்பிட்டிருந்தனர்.  அவை யாவும் “ஈர்ப்பியல் சக்தி உந்துவிசை உதவி முறையில்” வேகம் முடுக்கப்படப் (Gravity Assist Flyby Method) பூமியைச் சுற்றிச் செல்ல அனுப்பப் பட்டவை.  இந்த வகை ஈர்ப்பியல் சக்தி உதவி முறைகள் எல்லாம் நியூட்டனின் மரபு ஈர்ப்பியல் நியதிகளுக்குக் கீழ்ப்படிய மாட்டா !  அடுத்து 1990 டிசம்பரில் காலிலியோ விண்கப்பல் ஈர்ப்புச் சக்தி உந்துவிசை வேகம் (Gravity Assist Flyby Acceleration) பெற்றுச் செல்ல பூமியைச் சுற்றியது.  விண்கப்பல் பூமியை நெருங்கும் போது அதன் வேகம் மணிக்கு 22000 மைல் !  அதன் தூரம் 1.2 மில்லியன் மைல் !  ஆனாலும் பூமியைச் சுற்றிய பிறகு அதன் வேகம் மணிக்கு 580 மைல் அதிகரித்தது.  இது சிறிதாகத் தெரிந்தாலும் விண்கப்பல் பூமிக்கு மிக அருகில் சுற்றினால் இன்னும் அதன் வேகம் அதிகரிக்கும் !

மர்மமான ஈர்ப்பியல் ஆற்றல் எப்படிக் கோள்களை ஆள்கிறது ?

கற்களை மேலே எறிந்தால் கீழே விழுகின்றன.  அலைகள் கடலில் பொங்கி எழுந்து அடிக்கின்றன.  அண்டக் கோள்கள் பரிதியைச் சுற்றி வருகின்றன.  காலாக்ஸியில் ஒளிமந்தைகள் கோள்கள் போலச் சுற்றி வருகின்றன.  இவற்றை எல்லாம் அகிலவெளியில் சீரான ஓரியக்கப் பண்பாட்டில் பில்லியன் ஆண்டுகளாக எது கட்டுப்படுத்தி ஆளுகிறது என்ற வினா எழுகிறது !  நியூட்டன் ஈர்ப்பியல் உந்துசக்தி என்றார்.  ஆனால் அவர் கூற்று அகில ரீதியாகப் படியவில்லை. ஐன்ஸ்டைன் அதை வேறுவிதமாகக் கற்பனித்துத் தன் ஒப்பியல் நியதியில் ஈர்ப்பியலைக் கால வெளியாகக் காட்டிப் பிரபஞ்சப் புதிர்களுக்குத் தீர்வு கண்டார்.

ஐன்ஸ்டைன் விளக்கிய ஈர்ப்பியல் நியூட்டன் கூறியது போல் ஈரண்டங்கள் கவர்ந்து கொள்ளும் ஓர் ஈர்ப்புச் சக்தி யில்லை.  நான்கு பரிமாண அங்களவு உடைய அகிலவெளிப் பண்பாடுதான் (Property of Space) ஐன்ஸ்டைன் விளக்கும் ஈர்ப்பியல் !  அண்டமோ, பிண்டமோ (Matter), அல்லது ஒளிமந்தையோ அவை அகில வெளியை வளைக்கின்றன !  அந்த காலவெளி வளைவே ஐன்ஸ்டைன் ஈர்ப்பியல்.  அதை எளிமையாக இப்படி விளக்கலாம்.  கால வெளியைத் தட்டையான ஈரங்கப் பரிமாண ஒரு ரப்பர் தாளாக வைத்துக் கொண்டால் கனத்த பண்டங்கள் ரப்பர் தாளில் குழி உண்டாக்கும்.  அந்த மாதிரி வளைவே ஐன்ஸ்டைன் கூறும் ஈர்ப்பியலாகக் கருதப்படுகிறது.  ஈர்ப்பியல் சக்தியை மனிதன் பிற சக்திகளைக் கட்டுப்படுத்துபோல் மாற்ற முடியாது !  சில சக்திகளைக் கூட்டலாம்; குறைக்கலாம், திசை மாற்றலாம்.  ஆனால் அண்டத்தின் ஈர்ப்பியலை அப்படிச் செய்ய இயலாது.  ஈர்ப்பியலை எதிரொலிக்கச் செய்ய முடியாது.  மெதுவாக்க முடியாது.  விரைவாக்க இயலாது.  திசைமாற்ற முடியாது.  நிறுத்த முடியாது.  அது ஒன்றை ஒன்று கவரும். ஆனால் விலக்காது.

ஐன்ஸ்டைன் மாற்றி விளக்கிய ஈர்ப்பியல் நியதி !

1915 இல் ஐன்ஸ்டைன் நியூட்டனின் ஈர்ப்பியல் விசையை வேறு கோணத்தில் நோக்கி அதை “வளைந்த வெளி” (Curved Space) என்று கூறினார்.  அதாவது ஈர்ப்பியல் என்பது ஒருவித உந்துவிசை இல்லை.  அண்டத்தின் திணிவுநிறை விண்வெளியை வளைக்கிறது என்று முதன்முதல் ஒரு புரியாத புதிரை அறிவித்தார்.  மேலும் இரண்டு அண்டங்களின் இடைத்தூரம் குறுகிய நேர் கோட்டில் இல்லாது பாதையில் உள்ள வேறோர் அண்டத்தின் ஈர்ப்பியல் குழியால் உள்நோக்கி வளைகிறது.  சூரியனுக்குப் பின்னால் உள்ள ஒரு விண்மீனின் ஒளியைப் பூமியிலிருந்து ஒருவர் நோக்கினால், ஒளிக்கோடு சூரியனின் ஈர்ப்பியல் தளத்தால் வளைந்து காணப் படுகிறது.  அதாவது ஒளியானது ஒரு கண்ணாடி லென்ஸை ஊடுருவி வளைவது போல் சூரியனின் ஈர்ப்பு மண்டலம் ஒளியை வளைக்கிறது.  அதாவது ஒளியைத் தன்னருகில் கடத்தும் போது சூரியனின் ஈர்ப்பியல் ஒரு “குவியாடி லென்ஸாக” (Convex Lens or Gravitational Lens) நடந்து கொள்கிறது.  ஹப்பிள் தொலைநோக்கி காட்டிய அனைத்து காலாக்ஸி மந்தைகளும் ஈர்ப்பியல் வளைவால் குவியப்பட்டு ஒளி மிகையாகி பிரமிக்க வைத்தன !  அகில ஈர்ப்பியல் குவியாடி வளைவால் விளைந்த காலாக்ஸிகளின் ஒளிமய உருப்பெருக்கம் பொதுவாக 25 மடங்கு (Magnification of Brightness due to Natural Cosmic Gravitational Lens Amplification) !

ஐன்ஸ்டைன் புவியீர்ப்பு ஆயும் விண்ணுளவி

2004 ஏப்ரல் 20 ஆம் தேதி நாசா 700 மில்லியன் டாலர் [Gravity Probe-B] விண்ணுளவியை போயிங் டெல்டா-2 ராக்கெட் மூலமாகப் பூமியை 400 மைல் உயரத்தில் சுற்றிவர அனுப்பியது.  அந்த விண்ணுளவி ஓராண்டுகள் பூமியைச் சுற்றி ஐன்ஸ்டைன் புவியீர்ப்புக் கோட்பாட்டை நிரூபிக்க ஆய்வுகள் புரியும்.  உளவி-B ஐன்ஸ்டைன் புதிய விளக்கம் தந்த வெளி, காலம் [Space, Time] ஆகியவற்றைச் சோதிப்பதுடன், அவற்றைப் புவியீர்ப்பு ஆற்றல் எவ்விதம் திரிபு செய்கிறது என்றும் உளவு செய்யும்.  ஐன்ஸ்டைன் கோட்பாடுகளின் இரண்டு பரிமாணங்களை உறுதிப்பாடு செய்ய நான்கு உருண்டைகள் கொண்டு சுற்றும் ஓர் ஆழி மிதப்பி [Gyroscope] விண்ணுளவியில் இயங்கி வருகிறது!  உளவி யானது ஒரு வழிகாட்டி விண்மீனை [Guide Star IM Pegasi] நோக்கித் தன்னை நேர்ப்படுத்திக் கொண்டு, காலம் வெளித் திரிபுகளைப் பதிவு செய்யும்.  ஓராண்டுகளாக ஆழிக் குண்டுகளின் சுற்றச்சுகள் [Spin Axes] எவ்விதம் நகர்ச்சி ஆகியுள்ளன வென்று பதிவு செய்யப்படும்.

ஈர்ப்பியல் பி-உளவி [Gravity Probe-B] என்பது என்ன?  அமெரிக்காவின் ஸ்டான்·போர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் [Stanford University] பௌதிக விஞ்ஞானிகளும், பொறி நுணுக்காளரும் சேர்ந்து பூமியைச் சுற்றிவரும் ஒரு விண்ணுளவி மூலமாக நுணுக்க முறையில், ஐன்ஸ்டைன் வெளியிட்ட கால, வெளிப் பரிமாணத்தைச் சார்ந்திருக்கும் ஈர்ப்பியல் தத்துவத்தை நிரூபிக்க சுமார் ஈராண்டுகளாகப் பெரு முயற்சி செய்து வருகிறார்கள்.  அதைச் செய்து கொண்டிருக்கும் அண்டவெளிக் கருவிதான், ஈர்ப்பியல் விண்ணுளவி-பி. அக்கருவி 2004 ஆண்டு முதல் பூமியைச் சுற்றிவந்து அப்பணியைச் செய்து வருகிறது!  விண்ணுளவி-பி என்பது ஈர்ப்பியல் பண்பின் பரிமாணங்களான காலம், வெளி ஆகியவற்றைப் பதிவு செய்யும் சார்பு நிலை சுற்றாழி மிதப்பி [Relativity Gyroscope]. அக்கருவியின் உபகரணங்களைப் படைத்தவர் நாசா, ஸ்டான்·போர்டு நிபுணர்கள்.

பூகோளத்தை 400 மைல் உயரத்தில், துருவங்களுக்கு நேர் மேலே வட்டவீதியில் சுற்றிவரும் ஒரு விண்சிமிழில் அமைக்கப் பட்டுள்ள நான்கு கோள மிதப்பிகளின் மிக நுண்ணிய கோணத் திரிபுகளை உளவித் துல்லியமாகப் பதிவு செய்ய வேண்டும்.  நான்கு கோளங்கள் ஆடும் அந்த மிதப்பி எந்த விதத் தடையும் இன்றி இயங்குவதால், ஏறக்குறைய பரிபூரணமாக கால வெளி மாறுதல்களை நுகர்ந்து அளந்து விடும் தகுதி பெற்றது.  உருளும் அந்த நான்கு கோளங்கள் எவ்விதம் காலமும் வெளியும் பூமியின் இருக்கையால் வளைவு படுகின்றன என்பதைத் துல்லியமாக அளக்கும்.  மேலும் பூமியின் சுழற்சியால் அதன் அருகே காலமும், வெளியும் எப்படி அழுத்தமாகப் பாதிக்கப் படுகின்றன வென்றும் அவை கண்டுபிடித்துப் பதிவு செய்யும்.  பூமியின் ஈர்ப்பியலால் ஏற்படும் இந்த கால, வெளி மாறுபாடுகள் மிகவும் சிறிதானாலும், அவற்றின் பாதிப்புகள் பிரபஞ்ச அமைப்பிலும், பிண்டத்தின் இருக்கையிலும் பெருத்த மாற்றங்களை உண்டாக்க வல்லவை.  நாசா எடுத்துக் கொண்ட ஆய்வுத் திட்டங்களில் விண்ணுளவி-பி ஆராய்ச்சியே மிக்க ஆழமாக உளவும், ஒரு நுணுக்கமான விஞ்ஞானத் தேடலாகக் கருதப் படுகிறது!

(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 – 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]
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 New Gravity Theory May Outsistance Einstein Part 1 to Part 4 By : Mike Martin UPI Science Correspondent.
28 Astronomy Magazine – Is There Something We Don’t Know About Gravity By : John D. Anderson. (March 2009)

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (March 5, 2009)

(கட்டுரை 52)

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

காலக் குயவனின்
கைகள் கோணி போனதால்
ஆழிச் சுற்றில்
அவதரித்த பானைகள்
வால்மீனும், முரண் கோளும் !
புற்றீசல்களாய்
மூலப் பிரபஞ்சக் கூட்டில்
பொரித்த
முதற் சந்ததிகள் !
வால்மீனுக்கு இரட்டை வால் !
பரிதியின் அருகே நீளும் !
பரிதிக்கு அப்பால்
வால் சுருங்கும் ! பின்னடங்கும் !
நீள்வட்டத்தில் சுற்றும்
பரிதியை !
விரி வட்டத்தில் புகுந்து
தெரியாமல் மறையும் !
பிறைவட்ட நகர்ச்சியில்
திரும்பாது !
வால்மீன் வயிற்றில் அடித்தோம் !
வால்மீனின் தூளை
வடிகட்டிப் பிடித்தோம் !
முரண்கோள் தள மண்ணைச்
சுரண்டி வருகுது
ஜப்பான் விண்ணுளவி
இப்போது !
வால்மீனும் முரண்கோளும்
ஓரினமா அல்லது
வேறினமா ?

“வால்மீன்களைப் பற்றி ஏன் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்? வால்மீன்களை விண்வெளியில் ஏன் உளவு செய்ய வேண்டும்? காரணமிதுதான், பரிதி மண்டலத்தில் திரிந்துவரும் வால்மீன்களே பிரபஞ்சத்தின் பூர்வீகக் கோள்கள்! அவற்றில் காணப்படும் பிண்டப் பொருட்களில்தான் அனைத்து அண்டக் கோள்களும், பரிதியும் ஆக்கப் பட்டிருப்பதாகக் கருதப் படுகிறது ! நாசாவின் ஆழ்மோதல் திட்டம் [Deep Impact] உயிரினத் தோற்றத்தின் ஆரம்ப உதயத்தை ஆராய உதவும். இதுவரைச் செய்யாத, துணிச்சலான, புத்துணர்வு மூட்டும், ஒரு பரபரப்பான முதல் விஞ்ஞான முயற்சி அது!”

ஆண்டிரூஸ் டான்ஸ்லர் [Acting Diretor, Solar System Division, NASA]

“டெம்பெல் வால்மீனுக்குக் கிடைத்த அடி ஒரு பேரடி மட்டுமன்று! நாங்கள் நெடுங்காலம் வாதித்து வரும் ஆய்வுரைகளுக்கு ஓர் அரிய சோதனையாகவும் ஆயிற்று! வால்மீன்கள் வெறும் குப்பைப் புழுதிகள் கொண்டவை அல்ல! அங்குமிங்கும் சிதறிக் கிடக்கும் பனித்தளக் கட்டிகளின் களஞ்சியம் அல்ல! கரித் தூள்கள் நிரம்பிய மேற்தட்டுக்கு அடியே துளைகளுள்ள ஆர்கானிக்ஸ் பிண்டமும் (Porous Organic Mass), உறைந்த பனித்தளமும் அமைந்திருப்பதை வால்மீனின் ஆழ்குழி நிரூபித்துக் காட்டும்.”

டாக்டர் சந்திரா விக்கிரமசிங், பேராசிரியர் கார்டிஃப் பல்கலைக் கழகம், இங்கிலாந்து

“வால்மீன் ஒன்றைக் காணச் சென்றோம். அதன் துணுக்கு மாதிரிகளை ஆய்வுக்கு எடுத்து வந்திருக்கிறோம். இந்த விண்சிமிழின் உள்ளே இருப்பது எங்கள் விஞ்ஞானப் பொக்கிஷம்! பரிதி மண்டலத்தின் விளிம்பிலிருக்கும் மெய்யான வால்மீன் துணுக்குகளின் மாதிரிகளைக் கொண்டு வந்துள்ளது ஸ்டார்டஸ்ட் விண்சிமிழ் !”

டொனால்டு பிரெளன்லீ பணித்திட்ட பிரதம ஆய்வாளி [Donald Brownlee, Mission Principle Investigator (ஜனவரி 15, 2006)]

“ஸ்டார்டஸ்ட் விண்சிமிழ் யூடா பாலை மணலில் பாதுகாப்பாய் வந்திறங்கியது ஒரு மகத்தான விண்வெளி வெற்றிச் சாதனை! பரிதி மண்டல அண்டங்களின் தோற்ற அறிவைப் பெருக்கப் போகும் ஒரு மாபெரும் குறிப்பணி அது ”

கார்ல்டன் அல்லன் விஞ்ஞானி, நாசா ஜான்ஸன் விண்வெளி மையம் [Carlton Allen]

பரிதி மண்டலத்திலே பல்வேறு சிற்றுருவக் கோள்கள் !

நமது பால்வீதிப் பரிதி மண்டலம் ஒரு சிக்கலான, நூதனமான விண்வெளி அரங்கு !  அதில் சூரியனையும் சுற்றிவரும் பேருருவக் கோள்களையும் தவிர கோடான கோடிச் சிற்றுருவக் கோள்களும் (Asteroids) வால்மீன்களும், துணுக்குகளும் தூசிகளும் மண்டிக் கிடக்கின்றன !  அவை யாவும் பரிதி மண்டலம் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிக் கரும்பிண்டக் குழம்பில் கடைந்தெடுக்கப் பட்டு ஆதிகாலம் தொட்டு இருந்து வருபவை !  பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில்தான் வானியல் நிபுணர்கள் சந்திரன்கள், வால்மீன்கள், சிற்றுருக் கோள்கள் (முரண்கோள்கள்) ஆகியவற்றை நோக்கிக் கணக்கிட்டு அட்டவணையில் இட்டார்கள்.  இப்போதும் அந்த முயற்சிகள் கடைப்பிடிக்கப்பட்டு புதுப்புது வால்மீன்கள், முரண்கோள்கள் எண்ணிக்கை மிகுந்து கொண்டே போனாலும், இன்னும் கண்டுபிடிக்க வேண்டியவை விண்வெளியில் எண்ணற்றவை காத்துக் கொண்டுள்ளன !  தற்போது அண்டக்கோள் விஞ்ஞானிகள் கண்ட சிற்றுருக் கோள்களின் பண்பாடுகளை ஆராய்ந்து அவற்றில் உள்ள ஒற்றுமை வேற்றுமை, உறவுகளைப் பதிவு செய்து வருகிறார்கள்.

உலக விஞ்ஞானிகள் இதுவரை [2007 ஆகஸ்டு] 330,000 சிற்றுருவக் கோள்களைப் பற்றி அறிந்திருக்கிறார்கள்.  அவற்றில் 129,000 எண்ணிக்கை நுண்கோள்கள் விளக்கமாக பெயர் இலக்கமுடன் பதிப்பாகியுள்ளன.  அந்த வகையில் 13,000 முரண்கோள்கள் (Asteroids) ஆராயப்பட்டு பெயரிடப் பட்டுள்ளன.  வானியல் விஞ்ஞானிகள் சூரிய மண்டலத்தில் ஒரு மைலுக்கு மேற்பட்ட அகலம் உடைய முரண்கோள்கள் சுமார் ஒரு மில்லியன் என்று மதிப்பீடு செய்கிறார்.  பல்லாண்டுகளாக வானியல் விஞ்ஞானிகள் வால்மீன்களையும், பல்வடிவக் கோள்களையும் (Comets & Asteroids) தனிப்பட்ட வகையாகக் கருதி வந்தனர்.  வால்மீன்கள் என்பவை ஈர்மையும், வாயுக்களும் உறைந்து கிடக்கும் பனிக்கோளங்கள் (Frozen Ice Balls of Moisture & Gases) !  எப்போதாவது அவை ஈர்ப்பு விசைத் தள்ளுதலில் பரிதி மண்டலத்தின் உள்ளே புகுந்து உன்னதமாய் ஒளிவீசும் வாலோடு சூரியனைச் சுற்றிச் செல்கின்றன !  ஆனால் முரண்கோள்கள் கரடுமுரடான பாறை வடிவுக் கோள்கள்.  அவற்றைப் பல்வடிவக் கோள்கள், சிற்றுருவக் கோள்கள், சின்னக் கோள்கள், நுண்ணுருக் கோள்கள் என்று பல பெயர்களில் குறிப்பிடுகிறார்.  முரண்கோள்கள் பெரும்பான்மையாகச் செவ்வாய்க் கோளுக்கும் வியாழக் கோளுக்கும் இடைப்பட்ட “முரண்கோள் வளையத்தைச்” (Asteroid Belt) சேர்ந்தவை.

முரண்கோள்களின் புதிரான பண்பாடுகள்

பெரும்பான்மையான முரண் வடிவமுள்ள சிறு கோள்கள் உருளைக் கிழங்கு போன்றவை !  வால்மீனைப் போன்று முரண்கோள் சூரிய மண்டலத்தில் பரிதியை நீள்வட்டத்திலோ பிறை வட்டத்திலோ (Parabola) விரி வட்டத்திலோ (Hyperbola) சுற்றி வராது !  வால்மீனைப் போல் மின் அயான்கள் கொண்ட ஒளிவீசும் நீண்ட வால் கிடையாது.  இந்தக் கருத்துக்கள்தான் கடந்த 15 ஆண்டுகளாக (2007 அறிவிப்பு) உலக விஞ்ஞானிகளிடையே நிலவி வந்தன !  சூரிய மண்டலத்தில் டிரில்லியன் (Trillion is Million Million = 10^12) கணக்கில் வால்மீன்கள் உலவி வருகின்றன !  நீண்ட காலச் சுற்று விண்மீன்கள் “ஓர்ட் முகில் மந்தையில்” (Oort Cloud) உதித்து வெளிவருபவை என்று டச் வானியல் விஞ்ஞானி ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) (1900-1992) முதன்முதலில் கூறியவர். 200 ஆண்டுகளுக்கும் குறைந்த காலச் சுற்றுள்ள வால்மீன்கள் சற்று அருகில் நகர்ந்து வருபவை.  பிறை வட்டத்திலோ அல்லது விரி வட்டத்திலோ பரிதியைச் சுற்றிவரும் வால்மீன்கள் ஒருமுறைதான் அவ்விதம் வருவது காணப்படும்.  அவை மீண்டும் சூரிய மண்டலத்தில் வராமல் இருண்ட விண்வெளியில் பயணம் செய்து எங்கோ மறைந்து போகின்றன !

முரண்கோள்கள் உலோகம் கலந்த பாறை வடிவு கொண்டவை (Metallic Rocky Bodies).  சூரியனைச் சுற்றி வரும் முரண்கோள்களில் வாயு மண்டலம் கிடையாது.  அவை உருவத்தில் சிறியவை ஆதலால் புதன், சுக்கிரன், பூமி, நிலா, செவ்வாய் போன்ற அண்டக் கோள்கள் வகுப்பில் (Planet Category) சேர்த்துக் கொள்ளப்பட வில்லை !  பரிதியை முரண்கோள்கள் சுற்றி வரும் வட்டப் பாதைகள் 180 முதல் 370 மில்லியன் மைல் தூரத்தில் இருக்கும் வளையத்தில் (Asteroid Belt) உள்ளன.  பிள்ளைப் பிரபஞ்ச காலத்தில் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு சூரிய மண்டலத் தோற்றத்தின் ஆரம்ப காலத்தில் அண்டக் கோள்கள் உண்டான போது அவை யெல்லாம் தோன்றியவை.

பரிதி மண்டலத்தின் முரண்கோள்கள் அனைத்தையும் சேர்த்தால் அவற்றின் மொத்த நிறை 930 மைல் (1500 கி.மீ.) விட்டமுள்ள ஒரு கோளத்தில் அடங்கும் என்று மதிப்பீடு செய்யப்படுகிறது !  அந்த நிறை நிலவின் பாதி அளவுக்கும் குறைந்தது.  1801 இல் முதன்முதலில் 600 மைல் (1000 கி.மீ) விட்டமுள்ள “செரிஸ்” (Asteroid Ceres) முரண்கோள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.  அடுத்து 150 மைல் விட்டமும் அதற்கு மேற்பட்ட விட்டமும் உள்ள 16 முரண்கோள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன.  பெரும்பான்மையான முரண்கோள்கள் நிலையான சுற்று வீதியில் பூமியைப் போல் அதே திசையில் சூரியனைச் சுற்றி வருகின்றன.  ஒருமுறைப் பரிதியைச் சுற்றிவரும் அவற்றின் சுற்றுக் காலம் சுமார் 3 முதல் 6 வருடங்கள் !

வால்மீன்களை ஒத்த புதிரான முரண்கோள்கள் கண்டுபிடிப்பு !

1980-1990 ஆண்டுகளில் வானியல் விஞ்ஞானிகள் வால்மீனுக்கும் முரண்கோளுக்கும் வேறுபாடு உள்ளனவா என்று ஆராய்ந்து வந்தார்கள்.  இரண்டும் வேறானவை என்னும் மரபியல் கோட்பாடு மாறும்படிச் சவாலாகச் சில முரண்கோள்கள் நடந்து கொண்டன !  கீழே காணப்படும் மூன்று சான்றுகள் மூலம் வால்மீன்களுக்கும், முரண் கோள்களுக்கும்  உடன்பாடு இருப்பது வியப்பாகத் தெரிய வந்தது !

1. வில்ஸன்-ஹார்ரிங்டன் (இலக்கம் : 4015) (4015 Wilson-Harrington Comet) 1949 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட வால்மீன் அது !  1979 இல் அது மீண்டும் காணப்பட்ட போது ஒரு முரண்கோளாக அறியப்பட்டது !

2. சிரான் (இலக்கம் : 2060) (2060 Chiron Asteroid of Centaur Class) :  1977 இல் அமெரிக்க வானியல் விஞ்ஞானி சார்லஸ் கௌவால் (Charles Kowal) பலோமர் நோக்ககத்தின் மூலம் கண்டுபிடித்த சிரான் முரண்கோள் “சென்டார்ஸ்” வகுப்பைச் சேர்ந்தது !  அதன் சுற்று வீதி சனிக்கோளுக்கும் யுரேனஸ் கோளுக்கும் இடைப்பட்டது !  அதை 1988 இல் மீண்டும் உற்று நோக்கும் போது விந்தையாகவும் புதிராகவும் வால்மீன் போல் ஒளிவீச்சு வெடித்தெழுவது காணப்பட்டது !

23. அடுத்து எசிகிலஸ் (இலக்கம் : 60558) (60558 Echeclus – Asteroid of Centaur Class) : 2000 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட முரண்கோளை மீண்டும் 2005 இல் ஆழ்ந்து நோக்கிய போது அது மங்கிய ஒளியுள்ள தலைக்கரு (Faint Cometary Coma) கொண்ட வால்மீனாக அறியப்பட்டது.

முரண்கோள்களைப் பற்றி விஞ்ஞானிகள் அறிந்தவை

இதுவரை மூன்று முறைகளில் நாசா, ஈசா விஞ்ஞானிகள் முரண்கோள்களை ஆரய்ந்துள்ளார்.

1.  பூமியிலிருந்து தூரத்து நோக்குளவு முறை (Earth-Based Remote Sensing Method)

2.  முரண்கோளைச் சுற்றி காலிலியோ விண்கப்பல் பெற்ற சுழல் உந்துவிசை (Galileo Spaceship Flybys)

3.  ஆய்வகத்தில் எரிகற்கள் சோதிப்பு (Laboratory Analysis of Meteorites)

முரண்கோள்கள் சூரிய ஒளியைப் பிரதிபலிக்கும் அளவு வீதத்தின் (Albedo) மூலம் அவற்றின் இன வகுப்புகள் பிரிக்கப்படுகின்றன.  வெண்மைப் பிரதிபலிப்பு 1 ஆகவும், கருமையின் பிரதிபலிப்பு 0 ஆகவும் மதிப்பிடப்படும்.

பெரும்பான்மையான முரண்கோள்கள் ஒளிப் பிரதிபலிப்பை மதிப்பீடாக எடுத்துக் கொண்டு மூன்று வகையில் பிரிபடும்:

1. C-Type (Carbonaceous Type) கரி வகை மாதிரி : 75% முரண்கோள்கள் இந்த வகையைச் சார்ந்தவை.  மிகக் கறுப்பு நிறத்தில் உள்ளவை.  ஒளிப் பிரதிபலிப்பு வீதம் : (0.03 – 0.09).  இவற்றில் உள்ள கலப்பு மூலகங்கள் சூரியனில் இருப்பதை ஒத்திருப்பவை (ஹைடிரஜன், ஹீலியம், மற்ற ஆவி வாயுக்கள்)  முக்கிய வளையத்தில் புற அரங்குகளில் (Outer Regions of the Main Asteroid Belt) உள்ளவை.

2. S-Type (Silicaceous Type) கல் வகை மாதிரி : 17% முரண்கோள்கள் இந்த வகையைச் சேர்ந்தவை (Inner Asteroid Belt).  முதல் மாதிரியை விட ஒளிப் பிரதிபலிப்பு கொண்டவை : (0.10 – 0.22) இவற்றில் உள்ள கலப்பு மூலக்கூறுகள்: உலோகம், இரும்பு மெக்னீஷியம் ஸிலிகேட்.  அவை உட்புற வளையத்தில் சுற்றி வருபவை.

3. M-Type (Metallic Type) கனிம வகை மாதிரி :  8% இவை முதலிரண்டும் போக மிஞ்சிய முரண் கோள்கள் இவை.  ஒளிப் பிரதிபலிப்பு : 0.10 -0.18) கலப்பு மூலகங்கள் பொதுவாக இரும்பு உலோகம்.  இந்த வகை முரண்கோள்கள் நடு வளையத்தில் சுற்றி வருபவை.

பூமியின் சுற்றுவீதியைக் குறுக்கிடும் முரண்கோள்கள் & விபத்துகள்

முக்கிய வளையத்திலிந்து வெளியேறிய முரண்கோள்களின் துணுக்குகள் “பூமிக்கருகிய முரண்கோள்களாய்” (Near Earth Asteroids) உலவி வருகின்றன.  பூமிக்கருகிய முரண்கோள்களில் மூன்று வகைகள் உள்ளன.

1.  அமார்ஸ் வகை (Amors) : செவ்வாய்க் கோளின் சுற்று வீதியைக் குறுக்கிடும் 1221 முரண்கோள்கள்.  ஆனால் இவை பூமியின் சுற்று வீதியை நெருங்கா.  ஈராஸ் (Eros Asteroid) எனப்படும் முரண்கோள் அமார்ஸ் வகையச் சேர்ந்தது.

2.  அப்பெல்லோஸ் வகை (Apollos) : பூமியின் சுற்று வீதியைக் குறுக்கிடும் முரண்கோள்கள்.  சுற்றுக் காலம் ஓராண்டுக்கு மேலானது.  ஜியோகிர·பாஸ் (Geographos Asteroid) எனப்படும் முரண்கோள் வகையைச் சேர்ந்தது.

3.  அதென்ஸ் வகை (Atens) : பூமியின் சுற்று வீதியைக் குறுக்கிடும் முரண்கோள்கள்.  ஆனால் சுற்றுக் காலம் ஓராண்டுக்கும் குறைந்தது. ரா-ஸ்லாம் முரண்கோள் இந்த வகையைச் சேர்ந்தது. (Ra-Shalom Asteroid).

பரிதி மண்டலம் தோன்றிய காலத்திலிருந்து அநேக விண்கற்கள், முரண்கோள்கள் பூமியையும், நிலவையும் தாக்கி வந்துள்ளன ! நமக்குத் தெளிவாகத் தெரிந்த சான்று 65 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு 6 மைல் (10 கி.மீ) அகற்சியுள்ள ஒரு முரண்கோளோ அல்லது வால்மீனோ பூமியைத் தாக்கிப் பிரளயக் கொந்தளிப்பு உண்டாகி ஏற்பட்ட பேரழிவில் கோடான கோடி டைனோஸார்ஸ் விலங்குகள் உட்படப் பல்வேறு உயிரினங்கள் மடிந்தன ! 1908 ஜன் 30 ஆம் தேதி 330 அடி அகலம் உள்ள (100 மீடர்) ஒரு முரண்கோள் மனிதச் சந்ததி தடம் வைக்காத சைபீரியாவின் துங்குஸ்கா (Tunguska in Siberia) என்னும் இடத்தில் விழுந்து வெடித்தது !  அதனால் அரை மில்லியன் ஏக்கர் காடுகள் சிதைந்து போயின ! சமீபத்தில் (மார்ச் 23, 1989) கால் மைல் அகல (400 மீடர்) முரண்கோள் பூமிக்கு 400,000 மைல் அருகே நெருங்கியது !  விஞ்ஞானிகள் நேராத அந்த விபத்தின் பரிமாணத்தை மதிப்பிட்டார் : 50 மில்லியன் டன் எடையோடு மணிக்கு 46,000 மைல் (74,000 கி.மீ/மணி) வேகத்தில் செல்லும் அந்த முரண்கோளும், பூமியும் விண்வெளியில் ஒரே இடத்தைக் கடந்தன – அதிர்ஷ்ட வசமாக 6 மணிநேரத் தாமதத்தில் !

பூமியில் உயிரினப் பயிரின மூலத்தைத் தெளித்த வால்மீன்கள்

பூமியில் பல மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பயிரினங்கள், உயிரினங்கள் ஆகியவை தோன்றுவதற்கு வேண்டிய ஆர்கானிக் மூலவிகளைப் புவிமீது கொட்டியவை வால்மீன்கள் என்னும் கருத்தை வானியல் விஞ்ஞானிகள் கூறி வருகிறார்கள். 3.9 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னதாக வால்மீன்கள், பல்வடிவக் கோள்கள் (முரண்கோள்கள்) [Asteroids] ஆகியவைப் பெருமளவில் மோதிச் சிதைவாகி நின்று போன காலநிலை வந்தது என்று அண்டக் கோள்களின் வரலாற்றுப் பதிவுகளில் காணப்படுகிறது. ஏறக்குறைய அதே யுகத்தில்தான் புவியில் உயிரினமும், பயிரினமும் தோன்றின என்றும் ஊகிப்படுகின்றது. நீர்க் களஞ்சியமும், கார்பன் சார்ந்த மூலக்கூறுகளும் [Carbon Based Molecules] பேரளவில் சேமித்துள்ள வால்மீன்கள், முன்பு ஒரு காலத்தில் பூகோளத்துக்கு வாரி வாரி வழங்கி வந்துள்ளன என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார்கள். வால்மீன்களில் எடை நிறையில் 50% நீர், (10%-20%) கார்பன் சார்ந்த பண்டங்கள் இருக்கலாம் என்று தற்போது ஊகிக்கப் படுகிறது. வால்மீன்கள் இவ்விதம் பூமியில் உயிரனங்கள், பயிரினங்கள் ஆகியவற்றைத் தோற்றுவிக்கும் படைப்புக் கோள்களாக இருந்திருக்கலாம் என்பதை ஸ்டார்டஸ்ட் விண்சிமிழ் பிடித்து வந்த மாதிரிகள் நிரூபிக்க உறுதியான வாய்ப்புகள் உள்ளன!

வால்மீன் விண்துகள் திட்டத்தின் குறிக்கோள் என்ன ?

2005 ஜூலையில் வால்மீன் ஆழ்குழித் திட்டம் [Deep Impact Program] நிறைவேறி வால்மீன் உடம்பில் என்ன என்ன பூர்வீகப் பண்டங்கள் புதைந்துள்ளன என்று விஞ்ஞானிகள் உளவிக் கண்டார்கள். 2004 செப்டம்பர் 9 ஆம் தேதி, பரிதியின் தூள்களை வெற்றிகரமாகப் பற்றி வந்த ஜெனிஸிஸ் விண்சிமிழ் [Genesis Solar Particles Program], இறுதி வேளையில் பாராசூட் குடை விரிக்க முடியாமல் யூடா பாலை மணலில் விழுந்து உடைந்து போனது! அதன் பிறகு வால்மீன் வொயில்டு -2 திட்டம் [Stardust: Comet Wild-2 Program] வெற்றிகரமாய் நிறைவேறி, விண்சிமிழ் வால்மீனின் தூள்களை மடியில் பிடித்துக் கொண்டு பாதுகாப்பாய், யூடா பாலை மணலில் குடைபிடித்து வந்திறங்கியது!

4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றியதாகக் கருதப்படும் பரிதி மண்டல அண்டங்களை வடிவாக்கிய மூலப் பண்டங்களான பூர்வீகப் பச்சை மாதிரியை வொய்ல்டு-2 வால்மீன் கொண்டுள்ளதாக ஊகிக்கப் படுகிறது. மேலும் அண்டங்கள் உண்டாவதற்கு முன்பே கிடந்த பழுதுபடாத பண்டைய மாதிரித் தூள்களையும் வொய்ல்டு-2 வால்மீன் பெற்றிருக்கலாம் என்றும் விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள். 2006 ஜனவரி 15 ஆம் தேதி, அதிகாலையில் மணிக்கு 29,000 மைல் வேகத்தில் மீண்டு, யூடாவின் ஸால்ட் லேக் சிட்டிக்கு 100 மைல் தூரத்தில் உள்ள பாலை மணலில் குடை பிடித்திறங்கிய விண்சிமிழின் மாதிரிகளை உளவு செய்ய, ஹெலிகாப்டரில் ஹ¥ஸ்டன் ஜான்ஸன் விண்வெளி ஆய்வு மையத்துக்குக் [Johnson Space Center, Houston Texas, USA] கொண்டு செல்லப் பட்டது! அந்த மாதிரித் துணுக்குகளில் மயிரளவுக்கும் குன்றிய சுமார் ஒரு மில்லியன் வால்மீன் தூள்கள் பிடிபட்டிருக்கும் என்று மதிப்பீடு செய்யப்பட்டது!

முரண்கோள் தள மண்ணை எடுத்து மீளும் ஜப்பான் விண்ணுளவி

2009 பிப்ரவரி 5 ஆம் தேதி ஜப்பானின் “ஹயபூஸா” விண்ணுளவி (Hayabusa Space Probe) உருளைக் கிழங்கு வடிவான இடோகாவா முரண்கோளில் (Asteroid Itokawa) தடம் வைத்துத் தளமண்ணை அள்ளிக் கொண்டு மீள்கிறது என்னும் மகத்தான ஒரு விண்வெளிச் செய்தியை “ஜப்பான் விமான விண்வெளித் தேடல் ஆணையகம்” (JAXA -Japan Aerospace Exploration Agency) வெளியிட்டது.  2003 மே மாதத்தில் அந்த விண்ணுளவி 180 மில்லியன் மைல் தூரத்தில் உள்ள இடோகாவா முரண்கோளைத் தொட்டு வர ஏவப்பட்டது !  விண்ணுளவி 2005 இல் இடோகாவாவில் இறங்கியது. ஏவிய சில மாதங்களுக்குள் விண்ணுளவிக் கருவிகளில் சில பழுதாகிப் பல்வேறு இயக்கங்கள் தடைப்பட்டு இடோகாவாவில் அது இறங்குமா அப்படி இறங்கிய பின் தளமண் மாதிரியை சுரண்டிச் செல்லுமா என்று ஐயங்களை உண்டாக்கியது.  மேலும் விண்ணுளவியின் மூன்றில் இரண்டு முக்கியத் “தளநிலைக் கட்டுப்பாடுச் சமன் குமிழ்கள்” (Attitude Controlling Gyroscopes) பழுதாயின !  அத்துடன் எரிபொருள் கசிவு வேறு. மின்னலைத் தொடர்பும் தடுமாறியது ! இப்போது ஒருவகையில் அது மீண்டு திரும்பினாலும் மண் மாதிரியை எடுத்திருக்கிறதா வென்னும் சந்தேகம் ஜப்பான் விஞ்ஞானிகளிடையே இருந்து வருகிறது !  விண்ணுளவி 2010 ஜூன் மாதம் ஜப்பானுக்கு மீளப் போவதாய் எதிர்பார்க்கப் படுகிறது.  அந்த மீட்சி வருகையின் சமயத்தில்தான் மாதிரி எடுத்ததும் எடுக்காததும் நிச்சயமாக அறியப்படும் !  இறங்கும் போது மண்மாதிரி இல்லாமல் போனாலும் விண்ணுளவி முதன்முதல் முரண்கோளில் தடமிட்டு மீண்ட பெருமை ஜப்பான் தேசத்துக்குக் கிடைப்பது நிச்சயம் !

(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 are Comets & Asteroids Related ? and How Many Asteroids are Locked up in the Kuiper Belt ? (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=40207071&format=html [வால்மீன் கட்டுரை: 1]
21 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703011&format=html [வால்மீன் கட்டுரை: 2]
22 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703083&format=html [வால்மீன் கட்டுரை: 3]
23 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703151&format=html [வால்மீன் கட்டுரை: 4]
24 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507071&format=html [வால்மீன் கட்டுரை: 5]
25 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507151&format=html [வால்மீன் கட்டுரை: 6]
26 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40601202&format=html [வால்மீன் கட்டுரை: 7]
27 ScienceInfo.Com – Closest Planetary System Has Two Asteroid Belts [Oct 29, 2008]
28 NASA Report on Asteroids [August 22, 2008]
29 NASA & ESA Prioritize Outer Planet Missions [February 18, 2009]
30 Japanese Asteroid Probe [Beleaguered] Headed Home After Scooping its Sample By : Tariq Malik (February 5, 2009]

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (February 19, 2009)

(கட்டுரை 50 பாகம் -4)

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

எலெக்டி ரானுக்கு எதிரான
பாஸிட்ரான் போல
பிண்டத் துக்கும் உண்டு
எதிர்ப் பிண்டம் !
பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு
பிள்ளைப் பிரபஞ்சத்தில்
பிண்டமும் எதிர்ப் பிண்டமும்
புணர்ந்து கொண்டு
கதிர்ச் சக்தியாய் மறைந்தன !
பிழைத்து மிஞ்சியது பிண்டமே !
கோடான கோடி
ஒளிமந்தைகள்
அண்டக் கோள்கள்
கருந்துளைகள்
உண்டாக்கியது சாதாப் பிண்டம் !
எதிர்ப் பிண்டம்
இல்லாமல் போனாலும்
விரைவாக்கி யந்திரத்தில்
படைக்கலாம் !
பொன்னூசி முனையிலே
பொங்கிச் சிதறிடும்
எண்ணற்ற எதிர்த் துகள்கள்
லேஸர் கதிரடித்து !

“சாதா பிண்டத்தைப் போல் எதிர்ப்பிண்டம் பொதுவாகப் (பிரபஞ்சத்தில்) காணப்படாது.  பூகோளத்தின் உயர்ந்த வாயு மண்டலத்தில் புகுந்தாலின்றி அல்லது பரமாணு விரைவாக்கி உள்ளே பார்த்தாலின்றி எதிர்ப்பிண்டத்தை ஒருவர் நேர் எதிரே நோக்க முடியாது. எதிர்ப் பிண்டங்கள் அபூர்வ மானவை அல்ல.  பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பு நேர்ந்த தருணத்திற்குப் பிறகு சாதா பிண்டமும், எதிர்ப்பிண்டமும் சம அளவு இருந்ததாக நம்புகிறோம்.  அப்போது பரமாணுக்கள் இயக்க நியதிகளில் சிறிதளவு சமத்துவ முரண் (Asymmetry in the Laws of Particle Interactions) இருந்ததால் அனைத்து எதிர்ப்பிண்டமும், பெரும்பான்மை சாதா பிண்டமும் பிரபஞ்சத் தோற்ற காலத்தில் பிணைந்து அழிந்து போயின.  கடந்த கால நிகழ்ச்சிகளின் பயனாய் விளைந்த தற்போதுள்ள பிண்டம் ஆக்கிரமித்த நமது பிரபஞ்சம்தான் மிஞ்சியுள்ளது !  ஆதலால் பிண்ட எதிர்ப்பிண்ட இயக்க ஆராய்ச்சிகள் பிள்ளைப் பிராய புதுப் பிரபஞ்சத்தை ஓரளவு தெரிசிக்க ஏதுவாகிறது.”

ஸ்டீஃபன் கௌட்டு (Stephane Coutu) (பென்சில்வேனியா மாநில துகள் விஞ்ஞானி) (செப்டம்பர் 2005)

“லேஸர் ஊசி ஒளிச் சோதனையில் எல்லோரையும் விட ஏராளமான எதிர்ப்பிண்டத்தை உண்டாக்கி நாங்கள் அளந்திருக்கிறோம்.  சிறு துடிப்பு லேஸர் மூலம் (Short-Pulse Laser) பெருமளவில் பாஸிடிரான் துகள்களை (Positrons —> Anti-Electrons) உண்டாக்கி யிருக்கிறோம்.  இந்தப் பேரளவு எதிர்ப்பிண்டத்தைப் படைத்து மெய்யான பிண்டத்தைப் போன்றதா எதிர்ப் பிண்டமும் என்று ஆழமாக ஆராய்ச்சி செய்து வருகிறோம்.  மேலும் நாம் நோக்கும் பிரபஞ்சத்தில் சாதாப் பிண்டம் மட்டும் ஏன் மிகையாக உள்ளது என்பதற்குக் காரணமும் காணலாம் என்று நினைக்கிறோம்.  அதனைத் தேடிச் சென்றோம்.  பட்டென கண்ணில் பட்டது !  மலிவான லேஸர் ஊசிக் கதிரைப் பயன்படுத்தி எதிர்ப்பிண்ட ஆய்வு மையத்தை அமைக்க முன்னோக்குகிறோம்.  நாங்கள் ஒரு புது யுகத்தில் நுழைந்திருப்பதாக உணர்கிறோம் !”

ஹியூ சென் & பீட்டர் பையர்ஸ்டோர்ஃபர் (Hui Chen & Peter Beiersdorfer, Livermore, California Researchers) [Nov 17, 2008]

“எவன் ஒருவன் குவாண்டம் நியதியால் அதிர்ச்சி அடைய வில்லையோ அவன் அதைப் புரிந்து கொள்ள வில்லை என்று நான் கூறுவேன்.”

நீல்ஸ் போஹ்ர் நோபெல் பரிசு பெற்ற விஞ்ஞானி (1885-1962)

“ஒப்பற்ற உன்னத விஞ்ஞானி ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் விஞ்ஞானம் செழித்து மேம்பட்ட நூற்றாண்டில் வாழ்ந்தவர்!  அணுகுண்டு ஆக்கம், பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பு, ஒளித்துகள் பௌதிகம், [Quantum Physics] மின்னியல் துறை [Electronics] ஆகியவற்றில் அவர் கைத்தடம் படாத பகுதியே யில்லை!”

ஃபெரடரிக் கோல்டன் [Frederic Golden]

“பிரபஞ்சத்தில் கரும்பிண்டம் சாதாரணப் பிண்டத்தை விட ஐந்து மடங்கு அளவு உள்ளது.  இந்த ஆராய்ச்சி நம்முடலை அமைக்கும் பொருளைப் பற்றி அல்லாது வேறான புதுவிதப் பிண்டம் ஒன்றைப் பற்றி விளக்குவது.  நாமந்தக் கரும்பிண்டத்தைப் பேராற்றல் வாய்ந்த இரு காலாக்ஸி மந்தைகள் மோதலில் உளவ முடிந்தது !”

மருஸா பிராடக் (ஸான்டா பார்பரா, கலி·போர்னியா பல்கலைக் கழகம்)

செய்முறையில் பில்லியன் கணக்கான எதிர்த் துகள்கள் !

ஊசிமுனை அளவில் உள்ள தங்கத்தை லேஸர் ஊசிக் கதிரால் (Laser Beam) தாக்கினால் அந்த இயக்கத்தின் விளைவில் 100 பில்லியனுக்கும் மேற்பட்ட எதிர்ப்பிண்டத்தை உண்டாக்கலாம் !  கூர்மையான பிளாஸ்மா (ஒளிப் பிழம்பு) உந்துக் கதிரில் (Cone-shaped Plasma Jet or Torch) குறி உலோகத்தைத் தாக்கி அவ்விதம் வரும் எதிர்ப் பிண்டத்துகள்: பாஸிடிரான்கள் என்று அழைக்கப் படுவை.  எலெக்டிரானின் எதிர்ப்பிண்டமே பாஸிடிரான்.  எலெக்டிரான் எதிர்க் கொடை உடையது (Electron Negatively-Charged).  பாஸிட்ரான் நேர்க் கொடை உடையது (Positron Positively-Charged).  ஆய்வகத்தில் புதிய முறையில் ஏராளமான பாஸிடிரான் எதிர்த்துகள்கள் படைக்கும் இயக்க நுட்பம், எதிர்ப்பிண்ட ஆராய்ச்சியில் புதுப் பாதைகளைத் திறந்திருக்கிறது.  அவற்றில் முக்கியமாக வானியல் பௌதிக விஞ்ஞானத்தில் கருந்துளைகள், காமாக் கதிர் வெடிப்புகள் பற்றிய பிரம்பஞ்சத்தின் மர்மான நிகழ்ச்சிகளைப் புரிந்து கொள்ள வழி அமைக்கிறது. மேலும் எதிர்ப்பிண்ட ஆராய்ச்சி ஏன் பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பின் தோற்றக் காலத்தில் எதிர்ப்பிண்டத்தை விட மிகையான சாதாப் பிண்டம் பிழைத்துக் கொண்டது என்று அறிந்து கொள்ளவும் உதவும்.

கலிஃபோர்னியா லிவர்மோர் ஆராய்ச்சிக் கூடத்தின் விஞ்ஞானிகள் ஹியூ சென் மற்றும் அவரது இணை ஆய்வாளர்களும் ஆய்வுக் கூடத்தில் புரிந்த சோதனையில் ஒரு மில்லி மீடர் தடிப்பான தங்கத் தகடை தீவிரம் மிக்க ஊசிக் கதிரால் (Ultra-Intense Laser Beam) தாக்கிக் கதிர்ரூட்டம் செய்தனர் (Irradition).  முதலில் காகிதத் தாளைப் போன்ற மெல்லிய தங்கத் தகடைப் பயன்படுத்திப் பலனின்றிப் போனது.  பிறகு ஒரு மில்லி மீடர் தகடை உபயோகித்து பேரளவு பெருக்கத்தில் பாஸிடிரான்கள் உண்டாவதைக் கண்டு புளதாங்கிதம் அடைந்தனர்.

எதிர்ப்பிண்டம், எதிர்த்துகள் (Anti-Matter or Anti-Particle) என்றால் என்ன ?

பௌதிக விஞ்ஞானத்தில் எதிர்ப்பிண்டம் என்பது மின்கொடை, காந்த நெம்புதல், கோணச் சுழற்சி (Electrical Charge, Magnetic Moment & Spin) ஆகியவற்றைக் கொண்ட ஒருவகைப் பிண்டம்.  அடிப்படைத் துகள்கள் எதிர்மறையானவை.  அத்தகைய எதிர்த்துகள்களைச் (Anti-Particles) செய்முறையில் பரமாணுக்களின் விரைவாக்கியின் உள்ளே உண்டாக்கலாம்.

1995 இல் செர்ன் விரைவாக்கியில் (CERN Accelerator) முதன்முதல் ஒன்பது எதிர் ஹைடிரஜன் அணுக்களை (Anti-Hydrogn Atoms of Anti-Matter) விஞ்ஞானிகள் உண்டாக்கிக் காட்டினர்.  அவை 40 நானோ வினாடிகள் (40 nano-seconds) நீடித்தன.  நேர்க் கொடை கொண்ட பாஸிடிரான் எதிர்க் கொடை கொண்ட எலெக்டிரானின் எதிர்ப் பிண்டம்.  எதிர்த் துகளோ அல்லது எதிர்ப் பிண்டமோ தனித்து நீண்ட காலம் நீடித்து வாழா !  அவை அருகில் உள்ள பொருட்களுடன் மோதிக் கதிர்வீசும் அல்லது இரண்டறக் கலந்து விடும்.

காலிஃபோர்னியா லிவர்மோர் விஞ்ஞானிகள் செய்த சோதனை

சோதனையில் விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்திய லேஸர் அயனிகளாகப் பிரித்து எலெக்டிரான்களை விரைவாக்கம் (Ionizes & Accelerates Electrons) செய்கிறது.  விரைவாக்கம் செய்யப்பட்ட எலெக்டிரான்கள் தங்கத் தகடை ஊடுருவிச் செல்கின்றன.  அப்போது அந்தப் பாதையில் தங்க உலோகத்தின் அணுக்கருவுடன் எலெக்டிரான்கள் இயங்கி பாஸிடிரான்களை உண்டாக்குகின்றன.  அந்த நிகழ்ச்சியில் தங்க அணுக்கரு ஓர் வினைவூக்கியாகப்  (Catalyst) பணிபுரிகிறது.  எலெக்டிரான்கள் சக்திக் கொத்துக்களை வெளியாக்கி, ஐன்ஸ்டைன் ஒப்பியல் நியதியில் எழுதிய பளு-சக்தி சமன்பாட்டின்படி E=mc² (Energy = Mass x Velocity of Light²) அவையே பிண்டமாகவும் , எதிர்ப் பிண்டமாகவும் மாற்றம் அடைகின்றன.

கால வெளியில் சக்தியைச் சேமிப்புக் களஞ்சியமாக்கி லேஸர் ஊசிக்கதிர்கள் ஆய்வகத்தில் பேரளவு பாஸிடிரான்களை வெகு துரிதமாக மிகையான அடர்த்தியில் உற்பத்தி செய்கின்றன.  அவ்விதம் உண்டான எதிர்த் துகள்கள் உடனே அருகில் உள்ள பொருள்களுடன் இணைந்து “காமாக் கதிர்களாய்ச்” (Gamma Rays) சக்தி வடிவில் மாறி மறைகின்றன.  அதனால்தான் நாம் நோக்கும் பிரபஞ்சத்தில் சாதாப் பிண்டம் மட்டும் பெருத்த அளவில் காணப் படுகின்றது.

பிரபஞ்சத்தின் தோற்ற காலத்தில் சாதாப் பிண்டமும் (Normal Matter) எதிர்ப் பிண்டமும் சமநிலையில் பரவி இருந்ததாகக் கருதப் படுகின்றன.  பிறகு எதிர்ப்பிண்டம் தேய்ந்து அல்லது சேர்ந்து அழிந்து போய், ஒருவித “சமத்துவ முரண்” (Asymmetry) உண்டாகி சாதாப் பிண்டம் நிலைபெற்றது. எதிர்ப்பிண்டம் தங்காமல் மறைந்தது.  ஆதலால் தொலைநோக்கி மூலம் நோக்கினாலும் அல்லது ரேடார் தட்டு மூலம் தேடினாலும், பிரபஞ்ச வெளியில் எதிர்ப்பிண்டம் எங்கும் காணப்படுவதில்லை.

முதல் எதிர்ப்பிண்டம் கண்டுபிடிப்பு & நிரூபணம்

பல்லாண்டுகளாக கருத்தியல் விஞ்ஞானிகள் (Theoretical Scientists) எதிர்ப் பிண்டத்தின் இருக்கையை ஊகித்தாலும் நிரூபிக்க முடியவில்லை.  1928 ஆம் ஆண்டில் பிரிட்டீஷ் விஞ்ஞானி பால் டிராக் (Paul Dirac) குவாண்டம் நியதியையும் (Quantum Theory), ஐன்ஸ்டைன் ஒப்பியல் நியதியையும் (Theory of Relativity) எலெக்டிரானுக்காகச் சேர்த்து ஒரு புது சமன்பாட்டை எழுதினார்.  அந்தச் சமன்பாடு எதிர்த்துகள் பாஸிடிரான் இருக்கையை ஊகித்துக் காட்டியது.  அடுத்து அமெரிக்க விஞ்ஞானி கார்ல் ஆண்டர்ஸன் (Carl Anderson) தனது “முகில் பேழை” (Cloud Chamber) சோதனையில் பால் டிராக் ஊகித்த “பாஸிடிரான்” இருக்கையைப் படமெடுத்து நிரூபித்துக் காட்டினார்.

உயர்சக்தி அகிலக்கதிர்கள் (High Energy Cosmic Rays) பூகோளத்தின் வாயு மண்டலத்தைத் தாக்கும் போது சிறிதளவு எதிர்த்துகளை உந்து வீச்சுகளாய் (Anti-Matter Form of Jets) உண்டாக்குகின்றன.  விஞ்ஞானிகள் பரமாணு விரைவாக்கிகளில் மிதமான அளவில் எதிர்த்துகள்களை உற்பத்தி செய்து வருகிறார்கள்.  பிரபஞ்சத்தின் விண்மீன்களில் பிரம்மாண்டமான நிகழ்ச்சிகள் நேரும் நமது பால்வீதி மற்றும் பிற காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளின் மைய அரங்குகளில் எதிர்ப்பிண்டம் பிறக்கின்றது.

அத்தகைய எதிர்ப்பிண்டத்தின் இருக்கையை பாஸிடிரான்கள் அருகில் உள்ள பொருட்களுடன் கலந்து அழியும் போது எழுகின்ற காமாக் கதிரொளிகள் மூலம் கண்டுபிடிக்கலாம்.  எதிர்ப்பிண்டம் அழிகிறதென்றால் முழுவதும் காணாமல் போகிறது என்று அர்த்தமில்லை.  அதாவது பொருள் ஐன்ஸ்டைன் ஒப்பியல் நியதிப்படிச் சக்தியாக மாறி விடுகிறது.

1955 இல் காலிஃபோர்னியா பெர்க்கிலி பல்கலைக் கழகத்தின் “பெவடிரான்” துகள் விரைவாக்கியில் (Bevatron Particle Accelerator) விஞ்ஞானிகள் எமிலியோ ஸெக்ரே & ஓவன் சேம்பர்லைன் (Emilio Segre & Owen Chamberlain) இருவரும் முதன்முதல் எதிர்-புரோட்டான்களையும் & எதிர்-நியூடிரான்களையும் (Anti-Protons & Anti-Neutorns) உண்டாக்கினார்கள்.   செர்ன் விரைவாக்கியில் அண்டோனியோ ஸிசிச்சி & நியூயார்க் புரூக்ஹேவன் தேசீய ஆய்வகத்தில் 1965 இல் ஒரே சமயத்தில் முதன்முதல் எதிர்-டியூடிரானை (Anti-Deuteron) உண்டாக்கினர்.

எங்கெல்லாம் உயர்சக்தி தாக்குதல்கள் நேர்கின்றனவோ அங்கெல்லாம் நிச்சயம் எதிர்ப்பிண்டம் இருக்க வாய்ப்பிருக்கிறது.  நமது பால்வீதி மையத்தில் உள்ள சக்தி வாய்ந்த பூதக் கருந்துளை எதிர்ப்பிண்ட உந்து கணைகளை (Anti-Matter Jets) உண்டாக்குகிறது.  எதிர்ப்பிண்டம் சாதா பிண்டத்தோடு மோதும் விளிம்புகளில் காமாக் கதிரலைகள் எழுகின்றன.  கருந்துளைகளின் இயக்க அரங்கின் தொடுவிளிம்பில் (Event Horizon) உஷ்ணம் பேரளவில் மிகையாகும் போது அங்கே எதிர்த்துகள்கள் படைக்கப்படுகின்றன !

எதிர்ப்பிண்டத்தால் அடையும் பலாபலன்கள்

எதிர்ப்பிண்டத்தைச் சேமித்து வைக்க முடிந்தால் உயர்ந்த பயன்கள் அடையலாம்.  விஞ்ஞானப் புனைக் கதைகளில் “ஆண்டி மாட்டர் ஆயுதங்கள்” பயன்படுவதாய் எழுதப் பட்டுள்ளன.  அது கற்பனை ஆயினும் மெய்யான உபயோகங்களில் ஒன்றாகும்.  மருத்துவத் துறையில் புற்றுநோய் கண்டுபிடிப்புக்குப் “பாஸிடிரான் எழுச்சி உட்படமெடுப்பு” (PET – Positron Emission Tomography) தொழில் நுட்பம் கையாளப்படுகிறது.

அம்முறை எக்ஸ்ரே அல்லது புறவொலி (X-Ray or Ultra-Sound Image) முறையில் உடலின் உட்புறப் படமெடுப்பு செய்வது போலாகும்.  இரத்த ஓட்டத்தை அளந்து இரத்தக் குழாய் நோய்களை (Coronary Artery Disease) உளவப் பயன்படுகிறது.  அதற்கு பாஸிடிரான் உண்டாக்கும் காமாக் கதிர்வீசும் ஏகமூலங்கள் (Radio Isotopes Emitting Gamma Rays that Produce Positrons) உபயோகமாகும்.

அடுத்தொரு முக்கியமான பலாபலன் :  அண்டவெளிப் பயண ராக்கெட்டுகளுக்கு எரிசக்தியாய்ப் பயன்படுத்துவது.  பிண்ட எதிர்ப்பிண்ட பிணைப்பு இயக்கத்தில் துகள்களின் நிறை முழுவதும் இயக்க சக்தியாய் (Entire Rest Mass of the Particles is converted to Kinetic Energy) மாறுகிறது.  ஒரு கிலோ கிராம் பிண்டமும், ஒரு கிலோ கிராம் எதிர்ப்பிண்டமும் சேர்ந்தால் [As Per Einstein Mass Energy Equation  E=mc² (Energy = Mass x Velocity of Light²) ] 47 மெகாடன் டியென்டி வெடிசக்தி (Megatons of TNT Explosive Energy) கிடைக்கிறது.  அதை அண்டவெளி ராக்கெட் உந்து சக்திக்கோ அல்லது போரில் ஆயுத வெடிப்புக்கோ பயன்படுத்தலாம்.  எதிர்காலச் செவ்வாய்ப் பயணத்தில் (2020) நாசா எதிர்ப் பிண்ட எரிசக்தியை ராக்கெட்டுகளில் பயன்படுத்தி பயண நேரத்தையும், எரிபொருள் கனத்தையும் பெருமளவு குறைக்கும் என்று எதிர்பார்க்கலாம்.

(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 – What Does Anti-Matter Exist ? (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)
19 (1) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40802141&format=html (Gamma Ray Bursts)
20 Visions – How Science Will Revolutionize the 21st Century & Beyond By : Machio Kaku [1998]
21 Space.com – The Reality of Antimatter By : Robert Roy Britt (September 29, 2003)
22 Cornell Center of Materials Research -Antimatter (February 13, 2003)
23 Astronomy Magazine – Does Antimatter Matter ? By : Ray Jayawardhana (December 2006)
24 New & Improved Spaceship for Mars Missions – NASA Report (April 14, 2006)
25 CERN Report Questions about Antimatter [January 2008]
26 Billions of Anti-Matter Created in Laboratory By : Anne M. Stark [November 17, 2008]
27. Wikipedea Encyclopedia – Antimatter (February 1, 2009)

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (February 5, 2009)

(கட்டுரை 50 பாகம் -3)

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

காலக் கலைஞன் தூரிகைக்கு
ஓவியக் குழம்பாய்
வரைவதற்குப்
பிரபஞ்ச இருளில் மிதப்பது
கரும்பிண்டம் !
கரும்பிண்டத்தில் உள்ளது
சுட்ட பழமா ? அல்லது
சுடாத பழமா ?
கரும்பிண்டம் இல்லையேல்
காலாக்ஸிகள்
உருவாகா !
விண்மீன்கள் தோன்றா !
அண்டக் கோள்கள்
உண்டைக் கட்டி யாகா !
கரும்பிண்டத் துண்டுகளை
உருட்டிப்
பொரி உருண்டை ஆக்குவது
ஈர்ப்பு விசை !
அண்ட கோடிகளைத் துளைக்கும்
நுண்துகள்
அற்ப நியூடிரினோ பிரபஞ்சத்தின்
சிற்பச் செங்கல் !
அகிலப் பெரு வெடிப்பு சிதறிய
கோடான கோடி
அக்கினிப் பூக்கள் !

“மங்கித் தெரியும் விண்வெளி விளிம்புக்குப் படிப்படியாக வந்தடைகிறோம்.  நாம் அங்கே நிழல்களை அளக்கிறோம்.  மேலும் மர்மமான தவறுகளில் அங்கே அபூர்வமாகப் பரவிக் கிடக்கும் மிகப்பெரும் பிரபஞ்ச எல்லைக்குறிகளைத் தேடுகிறோம் !

அமெரிக்க வானியல் மேதை எட்வின் ஹப்பிள்

“அதனுடைய திணிவு நிறை எலெக்டிரானை விட மிகச் சிறியது !  என்ரிகோ ·பெர்மி அந்த நுண்துகளுக்கு “நியூடிரினோ” என்று பெயரிட்டார் ! அதன் சுழற்சி 1/2 (Spin 1/2) என்று இருக்கலாம் என்பது எனது யூகம்.  அதற்கு மற்ற பிண்டத் துகளுடனும், ஒளித்திரளுடனும் எந்த இணைப்பாடும் இல்லை. (No Interactions with Matter or Photons)”

நோபெல் பரிசு விஞ்ஞானி : உல்ஃப்காங் பாலி (Wolfgang Pauli) (1930)

“பிரபஞ்சத்தில் கரும்பிண்டம் சாதாரணப் பிண்டத்தை விட ஐந்து மடங்கு அளவு உள்ளது.  இந்த ஆராய்ச்சி நம்முடலை அமைக்கும் பொருளைப் பற்றி அல்லாது வேறான புதுவிதப் பிண்டம் ஒன்றைப் பற்றி விளக்குவது.  நாமந்தக் கரும்பிண்டத்தைப் பேராற்றல் வாய்ந்த இரு காலாக்ஸி மந்தைகள் மோதலில் உளவ முடிந்தது !”

மருஸா பிராடக் (ஸான்டா பார்பரா, கலிஃபோர்னியா பல்கலைக் கழகம்)

“இரவு வானத்தில் ஒளிவீசித் தெரியும் விண்மீன்களின் கொள்ளளவுப் பிண்டங்களை விட நியூடிரினோக்களின் திணிவு பேரளவு மிஞ்சி இருப்பதாக நாம் அறிவோம்.  விண்மீன்களை விட மிக்கப் பரிமாணம் கொண்டவையாக நியூடிரினோ துகள்கள் இருக்கலாம்.  அதனால் கருமைப் பிண்டத்தைப் பற்றிக் கணிக்கும் போது அகிலவியல்வாதிகள் (Cosmologists) நியூடிரினோ துகள்களைக் கணக்கில் சேர்த்துக் கொள்ள வேண்டும்.”

ஜான் லேனர்டு விஞ்ஞானி ஹவாயி பல்ககைக் கழகம்

இரண்டுவகைக் கரும்பிண்டம் : குளிர்ந்த பிண்டம் ! சூடான பிண்டம் !

பிரபஞ்சம் எங்கும் கரும்பிண்டம் நிரம்பி உள்ளது என்று நம்புவதற்கு அநேக காரணங்கள் இருக்கின்றன.  அந்தக் கரும்பிண்டங்களே ஈர்ப்பாற்றல் மூலம் உருவாகிய பிரபஞ்சத்தைப் படிப்படியாக வடித்து விருத்தி செய்யத் தூண்டியவை என்பதற்கு ஆதாரங்கள் உள்ளன.  ஆனால் அந்தக் கரும்பிண்டங்களை தற்போதைய கருவிகள் மூலம் நேரடியாகக் காண முடியாதவாறு விண்வெளி இருள் வெள்ளத்தில் அவை ஒளிந்துள்ளன. இப்போது கரும்பிண்டம் என்று விஞ்ஞானிகள் சொல்லும் போது அதனுள் இருக்கும் “குளிர்ப் பிண்டம்” “சூடான பிண்டம்” என்னும் இருவகைப் பிண்டங்களின் கலப்பைத்தான் (Mixed Dark Matter or Cold & Hot Dark Matter) குறிப்பிடுகிறார்.  இந்தக் கூட்டு வகைக் கரும்பிண்டத்தில் குளிர்ந்த கரும்பிண்டமே பெரும்பான்மையாக மிகுதியாகவும், சூடான கரும்பிண்டம் மிகச் சிறியதாகவும் உள்ளதாக அறியப்படுகின்றன.  சமீபத்திய சோதனை ஆய்வுகளில் சூடான கரும்பிண்டம் சிறு சதவீதமாகவும், சுடாத கரும்பிண்டம் பிரபஞ்சத்தில் சுமார் 30% ஆகவும் இருப்பதாய்க் கணிக்கப் படுகின்றன.

சூடான கரும்பிண்டம் அல்லது கணப்புக் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன ?

சூடான கரும்பிண்டம் என்பது பூஜிய நிறை அல்லது பூஜிய நிறைக்கு ஒட்டிய பளுவுள்ளது !  அவற்றில் பிரதானமாக நிறையில்லாத நியூடிரினோ நுண்துகள்கள் (Massless Neutrino Particles) இடம் பெறுகின்றன.  ஐன்ஸ்டைனின் சிறப்பு ஒப்பியல் நியதிப்படி (Special Theory of Relativity) நிறையில்லாத் துகள்கள் ஒளிவேகத்தை ஒட்டிய விரைவில் பயணம் செய்கின்றன.  அவ்விதம் மிகச்சிறு நிறையுடைய துகள்கள் மிகப் பெரும் வேகத்தில் செல்வதால் அவற்றின் விரைவியக்கம் வெப்பத்தை உண்டாக்கும் (As per the Kinetic Theory of Gases) நிலையைப் பெறுகின்றன.

சுடாத கரும்பிண்டம் அல்லது குளிர்க் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன ?

பிரபஞ்சத்தில் பெரும்பான்மையாக ஒளிந்திருக்கும் கரும்பிண்டம் குளிர்க் கரும்பிண்டமே !  அந்தப் பிண்டங்களுக்கு மிகுந்த நிறை உள்ளதால் அவை ஒளிவேகத்துக்குக் குறைந்த ஒப்பியல் வேகத்தில் நகர்கின்றன.  ஆதலால் அவை தணிந்த உஷ்ண நிலையில் உலவுகின்றன.  அதிக உஷ்ணத்தில் உள்ள நுண்துகள் கரும்பிண்டம் ஒளிவேகத்துக்கு ஒட்டிய வேகத்தில் செல்வதால் அவை பிரபஞ்சத்தில் எந்த வடிவமைப்பும் செய்ய உதவாது சிதைத்து விடுகின்றன. அதே சமயத்தில் மெதுவாக நகரும் குளிர்ந்த கரும்பிண்டம் பிரபஞ்சத்தில் வடிவமைப்பு உண்டாக்க வழி வகுக்கிறது.

சூடான கரும்பிண்டம் என்னும் நியூடிரினோ நுண்துகள்கள்

கோடான கோடி பில்லியன் எண்ணிக்கையில் உள்ள நியூடிரினோ நுண்துகள்களே சூடான கரும்பிண்டத்தின் பெரும்பான்மைப் பிண்டமாக அறியப் பட்டுள்ளன. நியூடிரினோ நுண்துகள்கள் நகர்ச்சியைக் கருவிகள் மூலம் பதிவு செய்து விஞ்ஞானிகள் காண முடியும்.  1931 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மன் விஞ்ஞானி உல்ஃப்காங் பாலி (Wolfgang Pauli) முதன்முதல் நியூடிரினோ நுண்துகள்கள் இருப்பைக் கண்டுபிடித்தார்.  ஆனால் அதற்கு நியூடிரினோ என்று முதலில் பெயரிட்டவர் இத்தாலிய அமெரிக்க விஞ்ஞானி என்ரிகோ ஃபெர்மி (Enrico Fermi). என்ரிக்கோ ·பெர்மிதான் முதன்முதல் (1934) அணுப்பிளவு செய்து அதை அறியாமல் போனவர்.  இரண்டாம் உலகப் போர் சமயத்தில் 1942 இல் அணு ஆயுத ஆராய்ச்சியின் போது சிகாகோவில் முதன்முதல் அணுக்கருத் தொடரியக்கத்தை (Nuclear Chain Reaction) நிகழ்த்திக் காட்டி அணு ஆயுதக் குண்டு ஆக்குவதற்கு உதவியவர்.

நியூடிரினோ நுண்துகளின் மாபெரும் பங்கு பல்வேறு வானியல் பௌதிக இயக்கங்களில் பரவிக் கடந்த இருபது ஆண்டுகளாய் அமெரிக்கா, கனடா, ரஷ்யா, ஜப்பான் ஆகிய நாடுகளில் ஆராய்ச்சிகள் பெருகி “நியூடிரினோ வானியல்” (Neutrino Astronomy) விஞ்ஞானமாகத் தனித்துத் தலைதூக்கியுள்ளது.  பிரபஞ்சவியல் நிலைப்படி பெரு வெடிப்பில் நிகழ்ந்த “அணுக்கருச் சேர்க்கைக்” கணிப்புகளில் (Nucleosynthesis) ஹீலியம், லிதியம், பெரிலியம், போரான், கார்பன் போன்ற எளிய மூலகங்கள் தோற்ற காலத்து அணுக்கரு இயக்கங்களில் உருவாகும் போது நியூடிரினோ நுண்துகள்கள் எண்ணிக்கை பேரளவில் பெருத்தன என்பது அறியப்படுகிறது.  ஆதலால் எளிய மூலகங்கள் எண்ணற்றுத் தோன்றும் போது எண்ணற்ற நியூடிரினோக்கள் பிரபஞ்சத்தில் பேரளவில் பெருகின என்பது யூகிக்கப் படுகிறது.

இப்போதுள்ள அகில நுண்ணலைப் பின்புலம் (CMB ~ Cosmic Microwave Background) உருவாகி யிருக்கும் பெரும்பான்மைக் “கதிர்வீச்சுக் களம்” (Radiation Field) பெரு வெடிப்பு நிகழ்ந்த சில நிமிடங்கள் பிண்டத்திலிருந்து பிரித்து விட்டிருக்கிறது.  அந்தச் சமயம் கோடான கோடி பில்லியன் நியூடிரினோக்கள் பிண்டத்திலிருந்து விலக்கப்பட்டு வெளியேறின !  ஆதலால் பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்புக்குப் பின் ஒரு காலத்தில் “முன்னறிவித்த அகில நியூடிரினோ பின்புலம்” (Predicted Cosmic Neutrino Background) எப்படிப் ·போட்டான் (Photon ~ ஒளித்துகள்) திரட்சி CMB (Cosmic Microwave Background) தன்னை நிரப்பி இருந்ததோ அதுபோல் ஆக்கிரமித்திருக்கிறது.

பிரபஞ்சத்தைக் கைக்கொண்ட கணப்பு & குளிர்ப்பு கரும்பிண்டங்கள்

விண்வெளி மண்டலம் முழுவதிலும் பரவியுள்ள குறிப்பாக காலாக்ஸிகளில் கணப்பு அல்லது குளிர்ப்பு கரும்பிண்டம் ஆக்கிரமித்திருந்ததது ஒரு தெளிவடைந்த விஞ்ஞான அறிவிப்பாகும்.  பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் காலாக்ஸிகள் உருவான வரையமைப்பில் (Pattern of Galaxies) நியூடிரினோக்கள் முழுப்பங்கு எடுத்துக் கொள்ள வில்லை.  முன்பு கூறியபடி பெரு வெடிப்பிலிருந்து ஒளிவேகத்துக்கு ஒட்டிய விரைவில் நியூடிரினோக்கள் வெளியேறியதால், அவை யாவும் பிண்டத் திணிவு ஏற்ற இறக்கத்தை சமப்படுத்த (Smoothen the Fluctuations in Matter Density) முற்பட்டன !

பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலங்களில் “நியூடிரினோ திணிவு” (Neutrino Density) பேரளவு கொண்டதாய் இருந்தது.  ஆதலால் பெரும்பான்மைப் பிண்டத் திணிவு நியூடிரினோ நுண்துகள்களால் நிரம்பி இருந்ததாக முடிவானது.  வேகம் மிகையாக அவை கொண்டிருப்பதால் நியூடிரினோக்கள் அடர்த்தி மீறிக் கெண்டிருந்த அரங்குகளை (Overdense Regions) – அதாவது பிரபஞ்ச சராசரி திணிவை மிஞ்சிய அரங்குகளை விடுவித்தன !  அதன் விளக்கம் என்ன வென்றால் நியூடிரினோக்களின் வேகம் மிகுதியாகத் தணியும் போது “திணிவு ஏற்ற இறக்கம்” (Density Fluctuations) தோன்றும் என்பதே.  அதாவது பிரபஞ்சம் விரியும் போது அதன் உஷ்ணம் தணிவு நிலை அடைந்து நியூடிரினோ துகள்கள் குளிர்ந்து போகின்றன.

சுமாராகச் சொல்லப் போனால் பிரபஞ்சத்தில் 75% கருமைச் சக்தி (Dark Energy), 21% கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) 4% தான் சூரிய மண்டலம் போன்ற ஒளிமய மந்தைகள் (Named as Normal Matter).  சற்று 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], மர்ம நியூடிரினோக்கள் 0.3% [Ghostly Neutrinos].

கருமைப் பிண்டத்தின் மர்மான நியூடிரினோ நுண்ணணுக்கள் !

பிரமாண்டமான பிரபஞ்சத்தில் முக்கால் திணிவுப் பகுதியான கருமைச் சக்தி (Dark Energy) மனிதக் கண்ணுக்குப் புலப்படாமலும் என்னவென்று விளக்க முடியாமலும் “அகிலப் புதிராக” (Heavenly Mystery) இன்னும் இருந்து வருகிறது !  அதைப் போன்று அடுத்து மர்மமானது பிரபஞ்சத்தின் கால் பகுதியாக இருக்கும் “கருமைப் பிண்டம்” (Dark Matter) !  புதிருக்குள் புதிரான நியூடிரினோ துகள்கள் பிரபஞ்சப் பிண்டத்தின் மூலத்துக்கு அடிப்படை என்று நிரூபிக்க உதவலாம் !  அகிலவெளிப் புதிர்களை ஆழ்ந்து ஆராய விஞ்ஞானிகள் நுண்ணணு விரைவாக்கிகள் (Particle Accelerators), தொலைநோக்கிகள், துணைக்கோள்கள் ஆகியவற்றைத் தற்போது பயன்படுத்தி வருகிறார்.  சில உயர்ச் சீரமைப்பு நுண்ணணுக்கள் (Super Symmetric Particles) மிகப் பலவீனமாக உடனியங்கும் துகள்களின் பிரதானக் குடிகள் (Prime Candidates for the very weakly interacting Particles) என்று ஜப்பானிய விஞ்ஞானி முராயமா கருதுகிறார்.  விரைவாக்கிகள் நுண்ணணுக்கள் எவ்விதம் தம்முள் உடனியங்குகின்றன என்று உளவவும், அவற்றின் திணிவு நிறையை (Mass) அளக்கவும் உதவுகின்றன.  அம்முறையில் “நியூடிரினோ பௌதிகம்” (Neutrino Particle Physics) ஓர் மகத்தான இடத்தைப் பிடித்துக் கொண்டுள்ளது !

பிரமஞ்சத்தின் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன ?

1930 இல் டச் வானியல் மேதை ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) சூரியனுக்கருகில் விண்மீன்களின் நகர்ச்சிகளை ஆராயும் போது,  முதன்முதல் கரும் பிண்டத்தின் அடிப்படை பற்றிய தன்மையை அறிந்தார்.  அவரது அதிசய யூகம் இதுதான்.  நமது பால்மய வீதி போன்று, பல்லாயிர ஒளிமய மந்தைகள், (Galaxies) மந்தை ஆடுகள் போல் அடைபட்ட ஒரே தீவுகளாய் சிதைவில்லாமல் தொடர்ந்து நகர்கின்றன.  அதாவது அந்த மந்தை அண்டங்கள் வெளியேறாதபடி ஒன்றாய் குவிந்திருக்க மகாப் பெரும் கனமுள்ள பொருட்கள் அவற்றில் நிச்சயம் பேரளவில் இருக்க வேண்டும் என்று நம்பினார்.  அந்த கனமான பொருட்களே விண்மீன்கள் தப்பி ஓடாதபடி, காலாக்ஸின் மையத்தை நோக்கிக் கவர்ச்சி விசையால் இழுத்து வைக்கப் படுகின்றன என்று திட்டமாகக் கண்டறிந்தார்.

ஜான் ஓர்ட் சூரியனுக்குப் பக்கத்தில், விண்மீன்களின் நகர்ச்சியை நோக்கிய போது, சூரிய ஒளிப் பண்டத்தை விட அத்தகைய கரும் பண்டத்தின் திணிவு மூன்று மடங்கு இருக்க வேண்டும் (Dark Matter Existed 3 times as much Bright Matter) என்னும் தனது கருத்தை வெளியிட்டார்.  பின்னர் ஆய்வுகளைத் தொடர்ந்த வானியல் வல்லுநர்கள் ஒளித்தட்டுகளையும் (Luminous Disks), காலாக்ஸிகளைச் சுற்றிலும் தெரிந்த ஒளி வளையங்களை (Halos) கண்ட போது ஓர்டின் கரும் பிண்டத்தின் அளவு உறுதியாக்கப்பட்டது.

குளிர்ப்புக் கரும்பிண்டம் பற்றி விளக்கங்கள்

குளிர்ப்புப் பிண்டம் என்பது பெரு வெடிப்பு நியதி செம்மையாக்கப் பட்டதின் விளைவே. அந்தப் புதிய நியதியில் பிரபஞ்த்தில் உள்ள பெரும்பான்மைப் பிண்டத்தை அதன் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சால் காண முடியா தென்னும் ஓர் அனுமானம் சேர்க்கப் பட்டுள்ளது.  அதனால் அந்தப் பிண்டம் கருமை யானதாகக் கருதப்படுகிறது.  அத்துடன் அதில் உள்ள துகள்கள் குளிர்ந்து போனவை என்றும் மெதுவான வேகத்தைக் கொண்டவை என்றும் ஊகிக்கப் படுகின்றன. 2006 ஆண்டில் செய்த கருத்துச் செம்மையில் (Update) அநேக அகிலவியல் விஞ்ஞானிகள் (Cosmologists) எப்படிப் பிரபஞ்சம் தோற்ற காலத்தில் சமமான நிலையிலிருந்து (Shown by Cosmic Microwave Background Radiation) நாமின்று காணும் பெருங்காட்சிப் பிரபஞ்சமாய்த் திரண்ட நிலை பரவிய காலாக்ஸிகளாகவும் அவற்றின் கொத்துக்களாகவும் (Lumpy Distribution of Galaxies & their Clusters) ஆயின என்னும் குளிர்ப்புக் கரும்பிண்ட நியதியை ஆதரிக்கிறார்கள்.

ஒரு பிரச்சனை என்ன வென்றால் குளிர்ப்பு கரும்பிண்ட நியதி கருமைப் பிண்டம் என்ன உட்துகள்கள் கொண்டவை என்று தெளிவாகச் சொல்வதில்லை.  கருமைப் பிண்டத்தில் உள்ள நலிவியக்கப் பெருநிறைத் துகள்கள் (WIMPs – Weakly Interacting Massive Particles) என்பவை அறியப்படாத ஒருவகை கனநிறைத் துகள்களே.   அவற்றைக் காண வேண்டுமானால் பிரான்சில் தற்போது அமைக்கப் பட்டிருக்கும் பூத வடிவான செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரம் (Cern Accelerator) மூலம்தான் உண்டாக்கிக் காண வேண்டும்.

கனநிறைச் சிக்கன வளையொளி வடிவுகள் (MACHO -Massive Compact Halo Objects எனப்படுபவை, கருந்துளைகள், நியூட்ரான் விண்மீன்கள், வெள்ளிக் குள்ளிகள், மங்கிய விண்மீன்கள் அல்லது கோள்கள் போன்ற ஒளியற்ற வடிவுகள் (Non-Luminous Objects) கொண்ட ஆறிப்போன வடிவண்டங்கள் (Condensed Objects). இவற்றை எல்லாம் காலாக்ஸிகளின் பின்புலத்தில் ஈர்ப்பாற்றல் லென்சின் மூலம் (Gravitational Lensing) கண்டுபிடிக்கலாம்.

(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 – What is Dark Matter ? (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 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711221&format=html [கருமைப் பிண்டம் என்றால் என்ன ?]
21 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40806122&format=html [மர்மான நியூடிரினோ]
22 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40809041&format=html [காலாக்ஸிகள் மோதிக் காணப்பட்ட கரும்பிண்டம்]
23 The Search for Infinity – Solving the Mysteries of the Universe “The Dark Side of Matter -The Missing Universe” (1995)
24 Discover Magazine – A Field Guide to the Invisible Universe By : Martin Rees & Priyamvada Natarajan [Fall 2008]

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (January 29, 2009)

(கட்டுரை 50 பாகம் -2)

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

பிரபஞ்சத்தின் தலைவிதியை
எழுதப் போவது
விரைவாக்கும் கருஞ்சக்தி !
உந்தித் தள்ளும்
பிரபஞ்சத்தைப்
பிழைக்க வைக்குமா அல்லது
பிளந்து விடுமா ?
ஒளிமந்தைகளின்
கவர்ச்சி விசைக்கு எதிராய்
விலக்கு விசையாய்
துவக்கப் பட்டது
கால வெளிக் கருங்கடலில் !
விண்வெளியின்
மெய் நிறம் கருமையா ?
ஆழியைச் சுற்றி
ஒளிமந்தைகள் படைக்கும்
காலக் குயவனின்
களிமண்ணா
கருமைப் பிண்டம் ?
காலக் குதிரை ஓட்டும்
கடவுளின் ஆத்ம விசையா
கருமைச் சக்தி ?
உருவ மற்ற
கடவுளின் போர்வையே
கருமை நிறமா ?

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

நமது பூகோளத்திலும், விண்மீன்களிலும் பிரபஞ்ச வெப்ப இழப்பு (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 ஒரு காலத்தில் இருண்ட கண்டமாகிவிடும்.

டாக்டர் மிசியோ காக்கு, (அகிலவியல் விஞ்ஞான மேதை)

1998 ஆண்டுக்கு முன்னால் “கருமைச் சக்தி” என்னும் ஓர் விஞ்ஞானக் கருத்தை யாரும் கேள்விப்பட்ட தில்லை !  கருமைச் சக்தி என்பது அண்டங்களின் ஈர்ப்பு விசையைப் (Gravity) போல ஒருவித விலக்கு விசையே (Anti-Gravity) ! அது முக்கியமாகக் காலாக்ஸிகளின் நகர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.  அத்துடன் காலாக்ஸிகளின் வடிவங்களைச் சிற்பியைப் போல் செதுக்கி, அவை ஒன்றையொன்று மோதிக் கொள்ளாதவாது அவற்றுள் இடைவெளிகளை ஏற்படுத்திக் கொண்டும் வருகிறது.

கிரிஸ்டொஃபர் கன்ஸிலிஸ்  (வானோக்காளர், நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக் கழகம்)

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)

பிரபஞ்சம் உப்பி விரியும் போது, காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன! அதை வேறு விதமாகக் கூறினால், காலாக்ஸிகள் 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 !

அமெரிக்க வானியல் மேதை எட்வின் ஹப்பிள்

பிரபஞ்சத்தின் தலைவிதியை எழுதப் போகும் கருமைச் சக்தி !

நமது அகிலாண்ட கோடியின் எதிர்கால முடிவு வரலாற்றைத் தீர்மானிக்கப் போவது புரிந்தும் புரியாத புதிரான கருமைச் சக்தியே (Dark Energy) !  பிரபஞ்சத்தில் கருமைச் சக்தி இருப்பதை நாசா பிப்ரவரி 2003 இல் நிரூபித்துக் காட்டினாலும் அந்த “அகில விசை” (Cosmic Force) இன்னும் புரியாத ஓர் மர்மச் சக்தியாகவே இருந்து வருகிறது.  ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிரான விலக்கு விசை இந்தக் கருமைச் சக்தி.  காலாக்ஸியில் உள்ள எண்ணற்ற விண்மீன்கள் தமது கவர்ச்சி விசையால் ஒன்றை ஒன்று இழுத்துக் கொண்டு மையத்தைச் சுற்றி வர நடுவில் உள்ளப் பூதக் கருந்துளையின் அசுரக் கவர்ச்சி விசை அத்தனை கோடான கோடி விண்மீன்களையும் தன்வசம் ஈர்த்துப் பிடித்துக் கொள்கிறது.  பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பில்லியன் கணக்கான காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளை ஒன்றை விட்டு ஒன்றை உந்தித் தள்ளி வருவது இந்த கருமைச் சக்தி என்னும் விலக்கு விசையே !  அதாவது பிரபஞ்ச விரிவை முடிவின்றித் தொடர்ந்து இயக்கி வருவது இந்தப் புதிரான கருமைச் சக்தியே !

இந்த முடிவிலா விரிவு நியதி பிரபஞ்சம் முடிவில் ஒரு “பெரும் நொறுங்கலில்” (Big Crunch) சிதைந்து விடும் என்னும் ஒரு கருத்தை முறியடிக்கிறது.  ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் முதல் ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் வரை பிரபஞ்சம் ஒருநாள் விரிவை நிறுத்தி ஈர்ப்பு விசையால் திரண்டு உள்வெடிப்பில் (Implosion) முறியும் என்று கருதினார்கள் !  நாசா ஆராய்ச்சியாளர் WMAP “நுண்ணலை வேறுபாடு விண்ணுளவி” (Microwave Anisotropy Probe MAP, Launched in 2001) மூலம் அறிந்ததில் பிரபஞ்சத்தில் “கனல் தளங்கள்” (Hot Spots) இருப்பதைக் கண்டு, பிரபஞ்சம் துரித விரைவாக்கத்தில் விரிவதை (Expansion of the Universe is Accelerating) நிரூபித்தார்கள்.  அதாவது விலக்கு விசையானக் கருமைச் சக்தி மட்டுமே அத்தகைய விரைவாக்கத்தைப் புரிய முடியும் என்பது தெளிவானது !  நமது பிரபஞ்சத்தின் விரிவு மிக வேகத்தில் நிகழ்வதால் ஈர்ப்பு விசையால் இழுத்துச் சிறிதாகி அது நொறுங்கிச் சிதையும் என்னும் அவரது கோட்பாடு புறக்கணிக்கப் படுகிறது.

“இந்த புதிய கோட்பாடு பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய நமது கருத்தை மாற்றிவிடும்,” என்று கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தின் வானியல் விஞ்ஞானி அந்தோணி லாஸன்பி கூறினார்.  இதை மற்றோர் விஞ்ஞானி இப்படிக் கூறுகிறார் : “ஒரு பந்தை மேல் நோக்கி வீசுவதைப் போன்றது இது.  கவர்ச்சி விசை மட்டும் இருக்கமாயின் மேலே செல்லும் பந்து மெதுவாகி நின்று திரும்பித் தரையை நோக்கி விழும்.  விலக்கு விசை எதிராகத் தள்ளுவதால், பந்து நிற்காமல் தொடர்ந்து விரைந்து செல்கிறது.”  அகிலவியல் விஞ்ஞானிகள் (Cosmologists) நமது பிரபஞ்ச உருவை அளக்க அதனுள் அடங்கிய பிண்ட சக்தியைக் கூட்டிச் சமீபத்தில் வெளியிட்டார்.  அந்த அறிவிப்பின்படி கருமைச் சக்தியே (74%) பெரும்பான்மையாக உள்ளது.  அடுத்து கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) 22%  மூன்றாவது கோடான கோடி எண்ணிக்கையில் இருக்கும் காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகள், வாயுக்கள், தூசி துணுக்குகள், விண்கற்கள் போன்றவை (பரிதி மண்டலத்தின் கோள்கள் உட்பட) : 4%.

ஐன்ஸ்டைன் அறிவித்த அகிலவியல் நிலையிலக்கம் (Cosmological Constant)

1917 ஆம் ஆண்டில் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி ஐன்ஸ்டைன் ஆக்கிய ஓர் சமன்பாட்டில் அகிலவியல் நிலையிலக்கத்தைப் பயன்படுத்தி இருக்கிறார்.  அந்தக் காலத்தில் விரிந்து செல்லும் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிக் கருத்துக்கள் எழவில்லை.  பிரபஞ்சம் நிலையானது. (Universe was Static) அது விரியாதது, சுருங்காதது என்ற கருத்தே நிலவியது. அத்தகைய நிலையான ஒரு பிரபஞ்சத்தையே ஊகித்து பூதகரமான கவர்ச்சி விசையைச் (Gravitational Force) சமன் செய்ய அவர் ஒரு அகிலவியல் நிலையிலக்கத்தைப் பயன்படுத்தினார்.  அதற்குப் பிறகு 1929 இல் அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் தன் தொலை நோக்கியைப் பயன்படுத்தி பிரபஞ்சம் மெய்யாக விரிவதை எடுத்துக் காட்டினர் !  உடனே ஐன்ஸ்டையின் அதை ஒப்புக்கொண்டு தான் “வாழ்க்கையில் செய்த மாபெரும் தவறு (Biggest Blunder of Life) என்று சொல்லிச் சமன்பாட்டிலிருந்து   “அகிலவியல் நிலை யிலக்கத்தை”  நீக்கினார்.  அப்போது ஐன்ஸ்டைன் பிரபஞ்சத்தின் விரிவு விரைவேற்றம் அடைகிறது (Expansion of the Universe is Accelerating) என்பதை அறியத் தவறினார்.

நியூட்டனின் இரண்டாவது நியதிப்படி உந்துவிசை = பளுநிறை X விரைவேற்றம் (Force = Mass X Acceleration).  அதைத் திருப்பிக் கூறினால் ஒரு பளுநிறை விரைவேற்றத்தில் நகர்ந்தால் அதை உந்தித் தள்ளுவது ஒரு விசையாக இருக்க வேண்டும்.  அதாவது காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளின் வேகத்தை விநாடிக்கு விநாடி மிகுதியாகச் செய்வது ஒருவித மர்ம விசை என்று கருதப்பட்டது.  ஐன்ஸ்டைன் தவறெனக் கருதிப் புறக்கணித்த அகிலவியல் நிலையிலக்கமே பின்னால் அந்த மர்ம விசைக்குச் சார்பாக எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டது.  அந்த நிலையிலக்கமே காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளை உந்தித் தள்ளும் கருமைச் சக்திக்கு விதையிட்டது என்று உறுதியானது !

பிரபஞ்சத்தைக் கிழிக்குமா கருமைச் சக்தி ?

1998 ஆம் ஆண்டில் விஞ்ஞானிகள் ஒரு புதியக் கண்டுபிடிப்பை வெளியிட்டது விஞ்ஞான உலகை அசைத்து விட்டது !  அந்தக் கண்டுபிடிப்பு இதுதான் : ஏதோ ஓர் மர்ம விசை பிரபஞ்சத்தின் விரிவு வீதத்தை விரைவாக்கம் (Accelerating the Rate of Expansion) செய்கிறது ! அந்தப் புதிரான விசைக்குத்தான் “கருமைச் சக்தி” (Dark Energy) என்று பெயர் வைத்தார்.  கருமைச் சக்தியின் உட்கலப்பு (Composition) என்ன வென்று தெரியாவிட்டாலும், அதுவே பிரபஞ்சத்தின் விரிவு வீதத்தை (Expansion Rate) ஆட்சி செய்கிறது என்றும் பிரபஞ்சத்தின் முடிவான தலைவிதியை (Ultimate Fate) நிர்ணயம் செய்கிறது என்றும் தெளிவானது.

பிரபஞ்சத்தின் விரிவியக்க வீதம் மிகையாகத் துரிதமாகும் போது, கருமைச் சக்தியைச் சார்ந்த “சக்தியின் திணிவு” (Energy Density Associated with Dark Energy) வலுவாகி முடிவிலே அகிலத்தில் ஈர்ப்பாற்றல் பிணைத்துள்ள வடிவண்டங்கள் (Gravitational Objects) எல்லாம் பிளந்து கொண்டு சிதைந்து விடும் என்று சில விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார் !  அதாவது மிகையாகும் துரித விரைவாக்கம் சூரிய மண்டலம் போன்ற உள்ளகக் குழுக்களைப் பிளந்து விடும் என்பது ஒன்று.  உதராணமாக நமது பரிதியிலிருந்து பூமியைப் பிரித்து அதைச் சிதைத்து விடலாம் !  அவ்விதம் சிறுகச் சிறுகச் சீர்குலைத்து இறுதியில் அணுக்களைக் கூடப் பிரித்து விடலாம் ! ஆனால் கருமைச் சக்தி காலாக்ஸி பூதக் கொத்துக்களில் (Galactic Superclusters) ஒன்றை விட்டு ஒன்றைப் பிளக்கும்படிச் செய்யாது என்றும் அவர் சொல்கிறார்.  கருமைச் சக்தியானது பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு முடிவு காலத்தில் சீர்குலைக்கும் இந்த அழிவியல் இயக்கத்தைப் “பெரும் பிளவு” (Big Rip) என்று அந்த விஞ்ஞானிகள் பெயரிடுகிறார் !

பூதத் தொலைநோக்கியில் பிரபஞ்சத்தை ஆய்ந்த அமெரிக்க விஞ்ஞானி

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

கருமைப் பிண்டமும், கருமைச் சக்தியும் (Dark Matter & Dark Energy) பிரபஞ்சப் படைப்பின் கண்ணுக்குத் தெரியாத படைப்பு மூலத்தின் இயக்கக் கருவிகள் !  நியூட்டன் கண்டுபிடித்த ஈர்ப்பு விசை விண்மீனையும் அண்டங்களையும் இறுக்கிப் பிடித்துக் கொண்டு ஓர் குறிப்பிட்ட விண்வெளிச் சூழலில் இயக்கிய வண்ணம் உள்ளது.  அதுபோல கருமைப் பிண்டத்தின் அசுரக் கவர்ச்சி விசை காலாக்ஸியில் உள்ள விண்மீன்கள் தமக்குரிய இருக்கையில் இயங்கி எங்கும் ஓடிவிடாதபடி இறுக்கிப் பிடித்துக் கொண்டு வருகிறது.

பிரபஞ்சத்தில் கருமைச் சக்தி ஆட்சியின் கைத்திறன் !

காலாக்ஸியின் தோற்றக் கோட்பாடுகளில் இடையிடையே சேராமல் இருக்கும் ஐயப்பாடுகளை இணைக்கும் ஓர் இணைப்பியாக கருமைச் சக்தி எண்ணப் படலாம்.  அவற்றில் ஒரு முடிவு காலாக்ஸிகளின் ஈர்ப்பாற்றல் விரிவைத் தடுப்பதில்லை (Galaxies’s Gravity does not resist Expansion).  சுருக்கமாக விளக்கினால் கீழ்க்காணும் முறையில் கருமைச் சக்தியைப் பற்றிச் சொல்லலாம் :

1.  கண்ணுக்குப் புலப்படாமல் பிரபஞ்ச முழுமையாக ஓர் அசுர விலக்கு விசையாக (Anti-Gravity Force) ஆட்சி செய்யும் கருமைச் சக்தி “அகில விரைவாக்கி” (Cosmic Accelerator) என்று குறிப்பிடப் படுகிறது.

2.  பிரபஞ்சத்துக் குள்ளே இருக்கும் பொருட்களின் மீது கருமைச் சக்தி விளைவிக்கும் இரண்டாம் தரப் பாதிப்புகள் (Secondary Effects) என்ன வென்றால் :  பெரும்பான்மை அளவில் பிண்டத்தின் நுண்மை துகள் சீரமைப்பை (Filigree Pattern of Matter) அறிய உதவியது.  சிறுபான்மை அளவில் ஆறு மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னே “காலாக்ஸி முந்திரிக் கொத்துகள்” வளர்ச்சியை கருமைச் சக்தி நெறித்தது (Choked off the Growth of Galaxy Clusters) !

3.  மிகச் சிறிய அளவில் கருமைச் சக்தி காலாக்ஸிகள் ஒன்றுடன் ஒன்று இழுத்துக் கொள்வதையும், மோதிக் கொள்வதையும், பின்னிக் கொள்வதையும் குறைத்துள்ளது !  அவ்வியக்கங்கள் காலாக்ஸிகள் உருவாகச் சிற்ப வேலை புரிகின்றன.  கருமைச் சக்தி வலுவற்ற தாகவோ, வல்லமை யுற்றதாகவோ இருந்திருந்தால், நமது பால்மய காலாக்ஸி மெதுவாக உருவாகி இருக்கும் !  அதனால் நமது பூகோளத்தில் நிரம்பியுள்ள “கன மூலகங்கள்” (Heavy Elements) பிணைந்து கொண்டு தாதுக்களாய்ச் சேராமல் போயிருக்கும்.

(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 – What is Dark Energy ? & 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 Spaceflight Now – Hubble’s Evidence for Dark Energy in the Young Universe (Nov 16, 2006)
21 Large Synoptic Survey Telescope (LSST) – Dark Energy
22 The Sydney Morning Herald – Saving the Universe (Feb 11, 2003)
23 A Mysterious Dark Energy Fills the Universe By : Rhiannon Buck [Feb 12, 2008]
24 The Newyork Times – Dark Energy Stunts Galaxies’ Growth By : Dennis Overbye [Dec 17, 2008]
25 The Daily Galaxy – Will Dark Energy Save the Universe ? (Jan 20, 2009)
26 Astronomy Magazine – Will Dark Energy Tear the Universe Apart ? By : Liz Kruesi (February 2009)

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (January 22, 2009)

(கட்டுரை 50 பாகம் -1)

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

காலவெளிக் கருங்கடலில்
கோலமிடும்
ஒளிமந்தைத் தீவுகள் !
காலாக்ஸி மந்தையில்
சுருள் சுருளாய் சுற்றுபவை
கால்களா ? வால்களா ? கைகளா ?
ஆதி அந்தம் அறிய முடியா
அகில அலைக் கடலில்
ஆக்டபஸ் போல் நீந்துபவை
காலாக்ஸி ஆழிகள் !
மையத்தில் ஒளிக்கதிர்கள் வீசும்
கருந் துளைகள்
பிரபஞ்சக் கலைச் சிற்பியின்
கரு மைக் களஞ்சியம் !
அகிலக் கடலில்
அசுரத் தீவுகளாய் மிதக்கும்
பூதத் திமிங்கலங்கள் !
தூங்கியும் தூங்காத உடும்புகள் !
விண்மீன் விழுங்கிகள் !
காலாக்ஸிகள் பின்னலாம் !
விண்மீன்கள் பிறக்கலாம் !
ஒளியை உறிஞ்சிக்
கருமைப் பிண்டமாய் மாற்றும்
மந்திர வாதி
மாயக் கருந்துளை !

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் (1970)

பிரபஞ்சம் உப்பி விரியும் போது, காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன ! அதை வேறு விதமாகக் கூறினால், காலாக்ஸிகள் 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 மேதை எட்வின் ஹப்பிள்

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

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

லிங்கன் பார்னெட் (பிரபஞ்சம் & டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன்)

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

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

பால்வீதி மையத்தை நோக்கிப் பயணம்

நூறாயிரம் ஒளியாண்டு அகலமான நமது பால்வீதி காலாக்ஸி போல் மில்லியன் கணக்கான காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகள் பிரபஞ்ச விண்வெளிக் கடலில் நகர்ந்து கொண்டு வருகின்றன.  மனத்தாலும் படத்தாலும் கற்பனை செய்ய முடியாத அந்த ஒளிமயத் தாம்பாளத்தில் கோடான கோடி விண்மீன்கள் காலாக்ஸி மையத்தைச் சுற்றி வருகின்றன.  பேரசுர ஈர்ப்பாற்றல் கொண்ட அத்தனை கோடி விண்மீன்கள் காலாக்ஸியின் பின்னல் வலையிலிருந்து தப்பி ஓடிவிடாதபடி அதன் மையத்தில் மாயமான புதிரான ஓர் ராட்சத விசையின் கவர்ச்சி இருக்க வேண்டும் என்று பல்லாண்டுகளாக வானியல் விஞ்ஞானிகள் ஊகித்து வந்தார்கள்.  2005 ஆம் ஆண்டில் அந்த மர்மான மைய ஈர்ப்புவிசை என்ன வென்று விஞ்ஞானிகள் தெளிவாகக் கண்டறிந்தனர்.  அது ஒரு பூதக் கருந்துளை என்பது உறுதியாக அறியப்பட்டது.  நமது பால்வீதி ஒளிமந்தை பூமியிலிருந்து 26,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது.  அதன் அகலம் சுமார் : 100,000 ஒளியாண்டு.  அதில் உள்ள விண்மீன்கள் எண்ணிக்கை சுமார்: 100 பில்லியன் ! நமது பரிதி அவற்றில் ஒன்று !

1999 ஆம் ஆண்டில் முதன்முதல் துல்லியமாக பரிதி பால்வீதி காலாக்ஸியில் ஒருமுறைச் சுற்றும் காலாக்ஸி ஆண்டு காலத்தை (A Galactic Year = 226 Million Years) 226 மில்லியன் ஆண்டுகள் என்று விண்வெளியில் அளந்து கண்டிருக்கிறார்.  இதே இடத்தில் முன்பு பரிதி மண்டலம் இருந்த போதுதான் உலகத்தில் ஏராளமான பல்வேறு டைனோஸார்ஸ் பூமியில் உலவி வந்தன !  இதுவரைப் பரிதி மண்டலம் சுமார் 20 அல்லது 25 சுற்றுக்கள் பால்வீதி மையத்தைச் சுற்றி விட்டது என்று ஊக்கிக்கப் படுகிறது !

இப்போது ரேடியோ தொலைநோக்கியைப் (Radio Telescope) பயன்படுத்தி வானியல் விஞ்ஞானிகள் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி கணக்கிடுவதைப் போல் 500 மடங்கு துல்லியமாக அண்டவெளி வடிவுகளை, அவற்றின் இடைவெளித் தொலைவுகளை (Celestical Bodies & Distances) அளந்து விடுகிறார். பால்வீதி ஒளிமந்தையில் பரிதி மண்டலக் கோள்கள் சுற்றியதை அவ்விதம் கணித்ததில், அவற்றின் சுற்று வேகம் (Orbital Speed) விநாடிக்கு 135 மைல் என்று அறிந்திருக்கிறார். அதாவது பால்வீதியைப் பரிதி மண்டலம் ஒருமுறைச் சுற்ற சுமார் 226 மில்லியன் ஆண்டுகள் எடுக்கின்றன.

பால்வீதி காலாக்ஸியின் விபரங்கள்

நமது பால்வீதி ஒளிமந்தை ஒரு சுருள் காலாக்ஸி (A Spiral Galaxy).  அதன் வளைவுக் கரங்கள் “எரியும் கிருஷ்ணச் சக்கிரம்” போல் சுருளாய் மையத்திலிருந்து தொடங்குகின்றன. ஒரு கரத்தில் உள்ள பரிதி மண்டலம் பால்வீதி மையத்திலிருந்து 26,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் சுற்றி வருகிறது.  பால்வீதி மையத்தைப் பரிதி மணிக்கு 486,000 மைல் வேகத்தில் சுற்றி வருகிறது.  பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு வடிவும் (Object) பிரபஞ்சம் சீரான விரைவாக்க வீதத்தில் (Constant Accelerating Rate) விரிந்து வருவதால். ஒன்றை விட்டு ஒன்று நகர்ந்து கொண்டே வருகிறது.

பரிதி மண்டல அளப்பின் போது விஞ்ஞானிகள் பால்வீதி மையத்தின் அருகே இருக்கும் “சாகிட்டேரியஸ் 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 “சாகிட்டேரியஸ் A” விண்மீனின் ஒப்பியல் நகர்ச்சித் தூரம் மிக மிகச் சிறியது.

அதாவது பரிதி போல் மையத்தைச் சுற்றும் வேகம் (விநாடிக்கு 135 மைல்) இல்லாமல் “சாகிட்டேரியஸ் 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 !

நமது பரிதியானது பால்வீதி மையத்தை நோக்கியோ அல்லது விலகியோ காலாக்ஸித் தளமட்டத்திற்கு (Galactic Plane) மேலோ அல்லது கீழோ நகர்ந்து வருவதாக அறியப் பட்டுள்ளது.  அவ்விதம் பரிதி மேலும், கீழும் ஏறி இறங்கும் ஒரு சுற்றியக்கத்துக்கு 64 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகின்றன !  மேலும் பால்வீதி ஒளிமந்தை “விர்கோ குழுக் கொத்து” (Virgo Cluster) ஈர்ப்பாற்றலால் கவரப் படுகிறது என்பதும் அறியப்பட்டிருக்கிறது.  பொதுவாக நமது பால்வீதி ஒளிமந்தையின் காந்தக் களம் நமது பரிதி மண்டலத்தைக் காலாக்ஸியிலிருந்து அடிக்கும் புயலிலிருந்து பாதுகாக்கிறது.

பால்வீதி ஒளிமந்தை மையத்தின் நடுக்கரு

பால்வீதி காலாக்ஸியின் நடுக்கருத் தோற்றம் விண்மீன்கள் பிறப்பிக்கும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத பல்வேறு அலைவரிசைகளில் (Invisible Wavelengths) இருக்கும் ஓர் அரங்கமாக அறியப்பட்டுள்ளது.  சிவப்பு நிறம் ரேடியோ அலை எழுச்சியைக் காட்டும்.  பச்சை நிறமுட்சிவப்பு நடுநிலைக் கதிர்வீச்சைக் காட்டுகிறது.  நீல நிறம் எக்ஸ்-ரே வீச்சைக் காட்டுகிறது. (படத்தைப் பாருங்கள்)

“பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, வாழ்வுச் சுற்று ஆயுள் முடிந்த பின் பெருநிறை விண்மீன்கள் (Massive Stars) ஒருவேளை சிதைந்து, ஒற்றைப் பூதநிறை வடிவுக் (Super Massive Object) கருந்துளைகள் நிலை பெறத் தோன்றியிருக்கலாம்.” என்று காலிஃபோர்னியா பல்கலைக் கழகத்தின் வானியல் பௌதிகப் பேராசிரியை ஆன்ரியா கீஸ் கூறுகிறார்.  கீஸின் ஆராய்ச்சிக் குறிக்கோள்கள் யாவும் விண்மீன்கள், அவற்றைச் சுற்றும் கோள்கள் ஆகியவற்றின் மூலத் தோற்றத்தை நோக்கியே சென்றன.  அத்துடன் அவரது ஆராய்ச்சிகள் காலாக்ஸியின் மையத்தில் இருக்கும் பிண்டத்தின் பரிமாற்றம், இயற்கைப் பண்பாடு (Distribution & Nature of Matter at the Center of Galaxy) பற்றியும் இருந்தன.  புது நோக்கு முறையைப் பயன்படுத்தி தூசிமிக்க பால்வீதி மையத்தைத் துருவி ஆராய்ந்து, பற்பல விண்மீன்கள் விரைவாகச் சுற்றி வரும் ஒரு கருந்துளை வீற்றிருப்பதைக் கண்டார்.  அது ஓர் சாதாரண கருந்துளை இல்லை.  நமது பரிதியப் போல் பல கோடி மடங்கு பேராற்றல் கொண்ட பூதக் கருந்துளை அது !

பால்வீதி மையத்தில் உள்ள கருந்துளை நமதி பரிதியைப் போல் 3 மில்லியன் மடங்கு பெருநிறை கொண்டது !  அது சாகிட்டேரியஸ் விண்மீன் கொத்துக்களில் (Constellation of Sagittarius) உள்ளது.  நமது பால்வீதி காலாக்ஸி மைய்த்தில் இருக்கும் கருந்துளை “சாக்கிட்டேரியஸ் A” என்று அழைக்கப் படுகிறது.

1995 ஆம் ஆண்டிலிருந்து கீஸ் ஹவாயியில் உள்ள மௌனா கியா மலை மீதிருக்கும் 10 மீடர் தொலைநோக்கியில் பால்வீதி மையத்தின் அருகில் காணப்படும் சுமார் 200 விண்மீன்களின் நகர்ச்சியை ஆராய்ந்து வந்தார்.  காலாக்ஸி மையத்தின் அருகில் 20 விண்மீன்கள் கருந்துளையை மணிக்கு 3 மில்லியன் மைல் படுவேகத்தில் சுற்றுவதைக் கண்டார்.  அந்த வேகம் சாதாரண விண்மீன் வேகத்தை விட 10 மடங்கு வேகமாகும்.  கீஸின் கண்டுபிடிப்பு பிரபஞ்சத்தின் கோடான கோடிப் பெரும்பான்மையான காலாக்ஸிகளின் மையத்தில் பூதப் பெருநிறைக் கருந்துளை ஒன்று உள்ளது என்பதற்கு உதவுகிறது. அத்துடன் கருந்துளைகளின் நிறையும் அவற்றின் இயற்கைப் பண்பாடும் அதன் பெருவ டிவத்தைச் சார்ந்தவை என்பதும் அருகில் உள்ள காலாஸிகளை உண்டாக்கியவை என்பதும் புலனாயிற்று.

பிரபஞ்சக் கருந்துளைகள் ஆக்கவும் செய்யும் ! அழிக்கவும் செய்யும் !  அவை அருகில் அகப்படும் விண்மீன்களையும், வாயு முகில்களையும் உறிஞ்சி விழுங்கி விடும் !  அப்போது அந்த நிகழ்ச்சியில் அசுரச்சக்தி தூள்கள் உள்ள உந்து ஒளிக்கதிர்களை (Jets of Super High Energy Particles & Radiation) கருந்துளைகள் வீசும் !  அந்த ஒளிக்கதிர் உந்து வீச்சுகள் பல மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் விண்வெளியில் நீள்பவை !  அவையே பிண்டமும் சக்தியும் அளித்துக் காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளை தோற்றுவிக்கும் விதைகள் என்றும் அறியப் படுகின்றது.

காலாக்ஸிகள் பிரபஞ்ச வரலாற்றின் அறிகுறிச் சின்னங்கள் !

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.

பிரபஞ்ச காலாக்ஸிகள் எப்படித் தோன்றின ?

அகிலவியல் தத்துவங்களின் (Cosmology) விளக்கங்கள் வானியல் தொலைநோக்குகளின் தேடல் மூலமாக விரைவாக விருத்தியாகும் போது, பிள்ளைப் பிராந்தியத்தில் பிரபஞ்சத்தின் (Infant Universe) பிண்டமானது எவ்வித யந்திரவியல் நியதியில் ஒன்றாய்ச் சேர்ந்தன என்பதை விஞ்ஞானிகள் இப்போது கூர்ந்து ஆராய்ந்து வருகிறார்கள்.  நமக்கு எழும் கேள்வி இதுதான் : எவை முதன்முதலில் தோன்றியன ? காலாக்ஸிகளா ? விண்மீன்களா ? அல்லது கருந்துளைகளா ?  பிள்ளைப் பிரபஞ்சம் ஆதியில் பல்லாயிரக் கணக்கான டிகிரி உஷ்ணமுள்ள வாயுக்களும், கருமைப் பிண்டமும் (Dark Matter) சீராகக் கலந்திருந்த கடலாக இருந்துள்ளது.  கண்ணுக்குப் புலப்படாத, மர்மான, பிரதானமான பெரும்பிண்டம் இருந்ததற்குக் காலாக்ஸிகளின் மீது உண்டான பூத ஈர்ப்பியல் பாதிப்பே மறைமுக நிரூபணங்களாய் எடுத்துக் கொள்ளப் பட்டன.  ஆயினும் காலாக்ஸிகள், விண்மீன்கள், கருந்துளைகள் எப்படி ஒருங்கே சேர்ந்திருந்தன என்பதுதான் விஞ்ஞானிகளைச் சிந்திக்க வைக்கும் பிரபஞ்சத்தின் புதிர்களாகவும், மர்மமாகவும் இருக்கின்றன !

பிரபஞ்சத்தின் நுண்ணலைப் பின்புலத்து விளைவுகளின் (Microwave Background Effects) மூலம் ஆராய்ந்ததில், பிரபஞ்சம் குளிர்ந்திருந்த போது, பிண்டம் ஒன்றாய்த் திரண்டு, பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு 380,000 ஆண்டுகள் கழிந்து “பளிங்குபோல்” (Transparent) இருந்தது என்று கருதுகிறார்கள் !  பெரு வெடிப்புக்குப் பின் 1 பில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்து, பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்புகளான விண்மீன்களும், காலாக்ஸிகளும் உருவாயின என்று கருதப்படுகிறது.

(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 Common are Black Holes ? & 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)

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (January 15, 2009)

(கட்டுரை 49)

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

பெரு வெடிப்பில் பிரபஞ்சம்
பிறந்தது மெய்யா ?
பெரு வெடிப்புக்கு மூலமான
கரு எங்கே
கர்ப்ப மானது ?
கரு இல்லாது
உருவம் உண்டாகுமா ?
அருவமாய்க் கருமைப் பிண்டம்
அணு உருவில்
அடர்த்தியாக இருந்ததா ?
பெரு வெடிப் பில்லாமல்
பிரம்மா படைத்தாரா
பிரபஞ்சத்தை ?
கருவை உருவாக்கச் சக்தி
எப்படித் தோன்றியது ?
உள் வெடிப்பு தூண்டியதா
புற வெடிப்பை ?
பிரபஞ்சத்துக்கு முன் புள்ளிப்
பிரபஞ்சமா ?
பேரசுரத் திணிவில்
பேரளவு உஷ்ணத்தில்
காலவெளி அணு வித்தாய்
மூலப் பிரபஞ்சம்
குவாண்டம் ஈர்ப்பில்
பாய்ந்து வெடித்திட எங்கோ ஓர்
பகுதியில்
ஓய்ந்து கிடக்குதா ?

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

“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)

“எனது வெளியீட்டுத் தாள் ஓர் புதிய கணித மாடலை அறிமுகப் படுத்துகிறது.  துகளியல் நிலையில் (Quantum State) “பெரும் பாய்ச்சல்” மூலம் (Big Bounce) பயணம் செய்யும் பண்பாடுகளின் புதிய விளக்கங்களை அதிலிருந்து பெற்றுக் கொள்ளலாம், அந்தக் கோட்பாடு ஆரம்ப காலத்துப் பெரு வெடிப்பில் உண்டானதாக ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்ட நமது பிரபஞ்சத்தின் மரபுக் கருத்தை நீக்கி அமர்ந்து கொள்ளும்.  ஆயினும் அந்தப் பண்பாடுகள் சிலவற்றில் உறுதி யில்லாமை எப்போதும் இருக்கும்.  காரணம் எனது கணிப்புகளில் பெரும் பாய்ச்சல் பயணம் நிகழும் போது எல்லை மீறிய துகளியல் விசைகள் (Extreme Quantum Forces) விளைவிக்கும் ஒருவித “அகிலவியல் மறதி” (Cosmic Forgetfulness) எழுகிறது !

மார்டின் போஜோவால்டு

“ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங், நீல் டுராக் (Stephen Hawking & Neil Turok) இருவரும் வானியல் விஞ்ஞான நோக்குகளில் கிடைத்த எண்ணிக்கையை விட 20 மடங்கு சிறிய பிண்டத் திணிவைக் (Matter Density) கொண்ட ஒரு பிரபஞ்சத்தை ஊகித்து முன்னறிவிக்கிறார்கள்.  ஹாக்கிங் தன் போக்கில் அடிப்படைக் கணித மூலமாக அணுகி அதில் மிகையாக நம்பிக்கை வைக்கிறார்.  முதலில் அது சரியாகத் தோன்றவில்லை எனக்கு. . . . ஆனால் ஹாக்கிங் கூர்மையான சிந்தனை உள்ளவர்.  பன்முறை அவர் செய்த ஆய்வுகளில் விந்தையான முடிவுகளைக் கண்டிருக்கிறார்.  முதலில் அவை தவறாகத் தோன்றின எனக்கு !  பல தடவைகள் அவரது முடிவுகளே செம்மையானதாய்ப் பின்னால் நான் அறிந்து கொண்டேன்.

ஆன்ரி லின்டே (Andrei Linde Pysics Professor, Stanford University)

“பிரபஞ்சத்தில் நாம் ஆழ்ந்து புரிந்து கொள்ள இயலாதது என்பது நாம் அதைப் பற்றி அறிந்து கொள்ள முடியும் என்பதே.”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

“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)

“அனைத்து அகிலவியல் உப்புதல் நியதிகளும் (Cosmic Inflation Theories) விண்வெளியின் ஒரு புள்ளியை இழுத்துக் கொண்டு அதைச் சுமார் 10^50 மடங்குப் பேரளவில் ஊதி விடுகிறது (Blows up By a Factor of p {margin:0;line-height: 1.5;unicode-bidi: embed;} body { line-height: 1.5;unicode-bidi: embed;}10⁵⁰).”

மாரியோ லிவியோ (Mario Livio)

“பிரபஞ்சத்தின் பல்வேறு பகுதிகள் உஷ்ணத்தில் செம்மையாகச் சீர்மை நிலையடைந்து (Well Synchronized in Temperature), ஒப்புக் கொள்ளப்பட்ட பெரு வெடிப்பு மாடலை விளக்குகிறது.”

ஷான் கார்ரல் (Sean Carroll)

 

“இந்தப் பிரபஞ்சத்தைப் படைக்க எந்த விதமான விருப்பத் தேர்வு (Choice) கடவுளுக்கு இருந்தது ?”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

புனித வேத நூல்களில் நாம் காணும் மேன்மையான நியதிகளை நிலைநாட்டி மெய்ப்பிக்கவே, மனித முயற்சிகள் விஞ்ஞானத்தில் மேற்கொள்ளப் பட்டன என்று எனக்குத் தோன்றுகிறது.

விஞ்ஞான மேதை ஜான் ஹெர்ச்செல் [1792-1871]

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)

ஒப்புக் கொள்ளப்பட்டுள்ள பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நியதி

பிரபஞ்சம் யுக யுகங்களாக நீடித்து வந்திருப்பதை நாமெல்லாம் அறிவோம்.  ஆனால் அந்த மட்டமான அறிவோடு நமது ஆர்வ வேட்கை நின்று விடுவதில்லை.  அதன் தோற்றத்தைப் பற்றியும், தோற்ற மாற்றத்தைப் பற்றியும் மாற்றத்தின் பண்பாடுகள் பற்றியும் நமக்குப் பல்வேறு வினாக்கள் தொடர்ந்து எழுகின்றன.  நமது பிரபஞ்சம் எப்படித் தோன்றியது ?  நமது முதிர்ந்த பிரபஞ்சத்துக்கு எத்தனை வயதாகிறது ?  எப்படி அதில் பிண்டமும் சக்தியும் (Matter & Energy) உண்டாயின ?  அவையெல்லாம் எளிய வினாக்களாகத் தோன்றினாலும் அவற்றின் விடைகள் மிகவும் சிக்கலானவை !  உலகப் பெரும் விஞ்ஞானிகள் பலரின் எதிர்ப்புக்கும் தர்க்கத்துக்கும் உட்பட்டவை !  நிகழ்காலம் கடந்த காலத்தின் நிழலாக இருப்பதால் நம் கண்முன் காண்பாதிலிருந்து நாம் காணாத முந்தையக் காட்சிகளை ஓரளவு அறிய ஏதுவாகிறது !  ஆனால் அவற்றில் பல விஞ்ஞானிகளின் கருத்துக்கள், கோட்பாடுகள் உறுதியற்ற ஊகிப்புகள்தான் (Speculations).

பிரபஞ்சம் எப்படிப் படைக்கப் பட்டது ?  பிரபஞ்சத்துக்கு ஆரம்பமும் இல்லை; முடிவும் இல்லை அது மெய்யாக வரையறைக்கு உட்படாதது (Infinite) என்ற கருத்துக்கள் ஒரு காலத்தில் நிலவி வந்தன !  மேதைகளும், மதமும் வலியுறுத்திய பூமி மையக் கொள்கையி லிருந்து பரிதி மையக் கொள்கைக்கு வந்து சுமார் நானூறு ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டன !  ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் ஊகித்த “பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடு” (Big Bang Theory) அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிளால் நிரூபணமாகி 20 ஆம் நூற்றாண்டிலே உலக விஞ்ஞானிகள் பலரால் ஒப்புக் கொள்ளப் பட்டிருக்கிறது.  பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடை ஏற்றுக் கொண்ட பிறகு பிரபஞ்சத்துக்குத் தோற்ற ஆரம்பம் தொடங்கி காலக் கடிகார முள் நகரத் துவங்கியது.  பிரபஞ்சம் வரையறையற்றது என்னும் கருத்து மறைந்து போனது.  பிரபஞ்சத்துக்கு ஆரம்பமும் முடிவும் ஊகிக்கப்பட்டு அதன் தோற்ற வளர்ச்சி வரலாறுகளும் எழுதப்பட்டன !

சுமார் 14 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு (துல்லியமாக 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகள்) ஓர் அசுரப் பெரு வெடிப்பில் பிரபஞ்சம் தோன்றி விரிய ஆரம்பித்தது.  அந்த நிகழ்ச்சியின் ஆரம்ப நிலையில் விண்வெளியில் இருந்த அனைத்துப் பிண்டமும் சக்தியும் ஒற்றைப் பிண்டமாய் அடங்கிக் கிடந்தன.  ஆனால் அந்த பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு என்ன இருந்தது என்பது சுத்த யூகிப்பாய் அமைந்து முற்றிலும் அறியப்படாமலே தொங்கிக் கொண்டிருந்தது !  அந்தப் பெரு வெடிப்பு மரபு வெடிகுண்டு போல் வெடிக்காது உட்பிண்டங்கள் உருமாறி ஒன்றை ஒன்று சுற்றிக் கொண்டும் ஒளிவீசி நகர்ந்து கொண்டும் பலூனைப் போல் விரிந்து பெருகி வருகிறது பிரபஞ்சம் !  அதாவது பெரு வெடிப்பு பிரபஞ்சத் தோற்றத்துக்கு வித்திட்டது என்பது நிகழ்கால முடிவு !

வேறோர் பிரபஞ்சத்துக்கு ஏற்பட்ட சீர்குலைவுப் பயணத்தின் பெரும் பாய்ச்சலில் (Bib Bounce) தற்போது நாம் வாழும் பிரபஞ்சமாய்ப் பிறந்திருப்பதாகத் தெரிகிறது என்னும் புதிய நோக்குக் கோட்பாட்டைப் பென்சிவேனியா மாநிலப் பலகலைக் கழகத்தின் துணைப் பேராசிரியர் மார்டின் போஜோவால்டு கணினி மாடல் ஒன்றைப் படைத்துக் கண்டுபிடித்திருக்கிறார்.

பிரபஞ்சத்தின் அரங்குகளை ஆராயும் கோப் விண்ணுளவி

நாசா சமீபத்தில் அனுப்பிய “கோப் விண்ணளவி” (COBE Cosmic Background Explorer) பிரபஞ்சத்தின் வெளிப்புற நீட்சிகளில் உள்ள “அகிலவியல் நுண்ணலைகளை” (Cosmic Microwaves) உணர்ந்தறியச் சென்றது.  அந்த நுண்ணலைகள் பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் ஆரம்பக் கட்டங்களில் இருந்த ஒருமைப்பாடுடன் (Homogenity) மகத்தான முறையில் சமநிலையில் பரவி இருந்ததைக் கண்டுள்ளது.  மேலும் பிரபஞ்சம் வெப்ப நிலையிலிருந்து குளிர்ந்து தணிவு நிலை பெற்றுத் தொடர்ந்து விரிவாகி வருவதைக் கண்டுபிடித்திருக்கிறது. விரிவடையும் போது உண்டாகும் உஷ்ண மாறுபாடுகளையும் கண்டுள்ளது.  அந்த உஷ்ணத் திரிபுகள் ஏற்ற இறக்கங்கள் பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பு ஆரம்பக்கால நிலைகளை அறிய உதவுகின்றன !

நாசா கோடார்டு விண்வெளிப் பயண மையம் (NASA Goddard Space Fight Center) தயாரித்த துணைக்கோள்தான் கோப் விண்ணுளவி.  பூர்வக் காலத் தோற்றப் பிரபஞ்சத்தின் பரவிய உட்சிவப்பு & நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சை (Diffuse Infrared & Microwave Radiation) அளந்து உளவிடவே அது பூமியைச் சுற்றி விண்வெளிக்குப் பயணம் செய்ய 1989 நவம்பர் 18 ஆம் தேதி அனுப்பப்பட்டது.  அதில் முக்கியமாக மூன்று கருவிகள் இருந்தன.

1.  DIRBE – Diffuse Infrared Background Experiment : அகிலவியல் உட்சிவப்பு பின்புலக்
கதிர்வீச்சை அளக்கும் கருவி.

2.  DMR – Differential Microwave Radiometer : அகிலவியல் நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சு மாறுபாடுகளை அளக்கும் கருவி.

3.  FIRAS – Far Infrared Absolute Spectro-Photometer : நெடுந்தூர உட்சிவப்புத் தனித்துவ ஒளிப்பட்டை ஒளி அளப்புமானி

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.

முன்பே 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 காட்டி யுள்ளது.  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.

இதை 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.

குவாண்டம் ஈர்ப்பு நியதி (துகளியல் ஈர்ப்பு நியதி) என்ன கூறுகிறது ?

கால-வெளிப் பிணைப்பு ஒற்றைப் பரிமாணக் குவாண்ட நூலிழைகளால் பின்னிய (One Dimensional Quantum Threads) ஓர் “அணு வடிவமைப்பைக்” (Atomic Geometry) கொண்டுள்ளதாகக் “குவாண்டம் ஈர்ப்பு நியதி” கூறுகிறது.  கால மணி பூஜியத்தில் பூர்வீகப் பிரபஞ்சம் முடிவில்லாமையில் புகுந்திடாது நமது விரியும் பிரபஞ்சமாகத் தாவிப் பிறந்தது.  குவாண்டம் ஈர்ப்பு நியதி அந்தப் “பெரும் பாய்ச்சலுக்கு” (Big Bounce) முன்பு சிறுத்துப் போன கால-வெளி வடிவமைப்புப் (Space-Time Geometry) பிரபஞ்சத்தைக் காட்டுகிறது.

போஜோவால்டு மேலும் ஒரு புதிய முடிவைக் கண்டறிந்தார்.  பூர்வீகக் குவாண்ட ஈர்ப்புப் பிரபஞ்சம் தாவிச் செல்லும் பயணத்தின் போது அமைப்பு அங்கங்களில் குறைந்தளவு ஒன்று (One of the Parameters) தப்பிப் பிழைக்காமல் போகும் !  அதாவது அடுத்தடுத்துத் தாவிப் பிறக்கும் சந்ததிப் பிரபஞ்சங்கள் முன்னதைப் போல் பின்னது முழுமை அடைந்திருக்காது என்பதே அவர் மேலும் அறிந்து கொண்டது.  எப்போதும் ஒரே மாதிரி வாரிசுப் பிறப்புப் பிரபஞ்சம் தோன்றாமல் தடுக்கப்படுவதற்குக் காரணம் “அகிலவியல் மறதியே” (Cosmic Forgetfulness) என்று போஜோவால்டு கூறுகிறார்.

(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 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 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=40711151&format=html [பெரு வெடிப்பு எப்படி ஏற்பட்டது ?]
20 (a) COBE Space Probe to Glimpse infancy of the Universe – News from Princeton University (June 18, 2001)
21. Dark Matter Mystery May Call for Revision of Laws of Physics (August 7, 2007)
22. PhysOrg.com : Probing Question : What Happened Before the Big Bang ?
23 Sceince Daily : What Happened Before the Big Bang ? (July 3, 2007)
24 The Big Bang By : Chris LaRocco & Blair Rothstein
25 PhysOrg.com – What Happened Before the Big Bang ? (July 1, 2007)
26. Astronomy Magazine – What Happened Before the Big Bang ? By : Philips Plait (July 1, 2007)
27 What Happened Before the Big Bang ? By : Paul Davis
28 (1) How Did the Universe Begin ? (2) It Started with a Bang ? (3) Creating a Universe Creation Theory (4) Hartle-Hawking Universe Model – No End of Universe Creation Thories (5) Turok’s Inflationary Theory Work – Reforming the Inflationary Theory.  Website University of Victoria, B.C. Canada.
29. Scientific American – Follow the Bouncing Universe By : Martin Bojowald [Oct 2008]
30. Astronomy Magazine – Cosmos Before There Was Light – Seeing the Dawn of Time By : Adam Frank (January 2007)

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (January 8, 2009)