Space Shuttle Launches Hubble Telescope

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

++++++++

அண்டவெளி வேட்கையில் அமெரிக்கத் திட்டங்களின் இரண்டாம் கட்டம்!

முதற் கட்டத்தில் விண்வெளி விமானி ஒருவர் ஓட்டும் மெர்குறித் [Project Mercury] திட்டம், அடுத்து இருவர் இயக்கும் ஜெமினித் [Project Gemini] திட்டம், மூன்றாவது மூவர் செல்லும் அபோலோ [Project Apollo] போன்ற திட்டங்கள் பல வெற்றிகரமாய் நிறைவேறிச் சந்திரன், செவ்வாய், வெள்ளி, வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் ஆகிய கோள்களை ஆராய்ந்த பிறகு, நாசா [NASA] விண்வெளிப் படையெடுப்பின் அடுத்த கட்டத்தை ஆரம்பித்தது. இரண்டாம் கட்டத்தில் ஏழு நபர் பயணம் செய்யும் விண்வெளி மீள்கப்பல், கொலம்பியா [Space Shuttle, Columbia] 1970 இல் உதயமாகி, 1977 இல் உருவாகி, 1981 ஏப்ரல் 12 ஆம் தேதி அதைப் பயிற்சிப் பயணத்திற்கு அனுப்பி, புதிய விண்வெளி யுகத்தை நாசா திறந்து வைத்தது! கொலம்பியா மீள்கப்பல் இருபதாம் நூற்றாண்டு உருவாக்கிய ஓர் நூதனப் பறக்கும் வாகனம்! அது ஏவுகணை போல் [Missile] ஏவப்பட்டு, அண்டவெளிச் சிமிழ்போல் [Spacecraft] சுழல்வீதியில் [Orbit] சுற்றி வந்து, இறக்கை முளைத்த ஜெட் விமானம் போல் [Aircraft], தரைதொட்டு இறங்கும் முத்திறம் உடைய, ஓர் ஒப்பில்லா பொறி நுணுக்க யந்திரம்!

மீள்கப்பல் ராக்கெட் முதுகில் ஏற்றப் பட்டு, பூமியின் சுழல்வீதியில் [Earth Orbit] சுற்றி வந்து, பணி முடிந்தபின் பூமிக்குச் சாதாரண ஊர்தி போல் மீளும் ஓர் சுமைதாங்கிக் கப்பல் [Cargo Ship]. மீண்டும் மீண்டும் பயன்படும் விண்வெளிப் பணிகளுக்காகவே, மீள்கப்பல் உருவாகி விருத்தி செய்யப் பட்டது. முதலில் தோன்றிய மெர்குரி, ஜெமினி, அபோலோ ஆகிய விண்சிமிழ்கள் யாவும் ஒருமுறை பயன்படுத்திய பின்பு உபயோகம் இல்லாமல், பின்னர் பொருட் காட்சியகத்தில் சரித்திர நினைவுச் சின்னங்களாய் ஓய்வு பெற்றன!

விண்வெளி மீள்கப்பல் திட்டத்தின் குறிக்கோள்கள்

விண்வெளி மீள்கப்பலின் சுமைதாங்கி அறை மிகவும் அகண்டது! அதில் ஐந்து ஆஃப்ரிக்க யானைகளை ஏற்றிக் கொண்டு விடலாம்! விண்வெளி ஆய்வகத்தைத் [Space Lab] தூக்கிச் செல்வது, அண்டவெளி நிலையத்திற்குப் [Space Station] பண்டங்கள் கொண்டு செல்வது, ஆய்வு செய்யும் பயணிகளை ஏற்றிச் செல்வது, பூமிச் சுழல்வீதியில் சுற்றி வரும் ஹப்பிள் தொலை நோக்கியைச் [Hubble Space Telescope] செப்பனிடுவது அல்லது புதுப்பிப்பது, செயலற்ற துணைக் கோள்களைக் [Satellites] கைப்பற்றிப் பூமிக்குக் கொண்டு வருவது, சுற்றி வரும் துணைக் கோள்களைப் பராமரிப்பது, அண்டவெளி ஆய்வகத்தில் ஆராய்ச்சிகள் நடத்துவது, அரசாங்கப் படைத்துறையின் உளவுப் பணிகளுக்கு [Military Missions] உதவுவது ஆகியவை குறிப்பிடத் தக்கவை.

திட்டப்படிக் கொலம்பியா [Columbia], சாலஞ்சர் [Challenger], டிஸ்கவரி [Discovery], அட்லாண்டிஸ் [Atlantis], என்னும் நான்கு மீள்கப்பல்கள் உருவாக்கப் பட்டு அண்டவெளியில் யாத்திரை செய்து வருகின்றன. 1980-1990 ஆண்டுகளுக் குள் இவை குறைந்தது ஆண்டுக்கு 50 பயணங்கள் வீதம் பணி புரியத் திட்டங்கள்! இவற்றில் சாலஞ்சர் 1986 இல் ஏவுதளத்தில் புறப்பட்டு ஏறும் போது வெடித்து விபத்துக்குள்ளாகி [Challenger Disaster] உள்ளிருந்த ஏழு விண்வெளி நிபுணர்களும் உயிரோடு வெந்து சாம்பலாயினர்! பிறகு சால்ஞ்சர் இடத்தைப் பூர்த்தி செய்ய எண்டவர் [Endeavour] மீள்கப்பல் அமைக்கப் பட்டது.

விண்வெளி மீள்கப்பல் அமைப்பாடு சமயத்தில் அமெரிக்காவும், ரஷ்யாவும் பொறியியற் துறை நுணுக்கங்களைப் பரிமாறிக் கொண்டன என்பது மெச்சத் தகுந்த நிகழ்ச்சி! ரஷ்யாவில் 1978 இல் உதயமாகி, 1987 இல் மனிதரற்றுச் சுயக் கட்டுப்பாட்டில் ஏவப்பட்டு, 155 மைல் உச்சி வீதியில் சுற்றி 3:25 மணி நேரம் பயிற்சிப் பயணம் செய்து, வெற்றிகரமாய்ப் பூமிக்கு மீண்ட புரான் விண்வெளி மீள்கப்பல் [Buran Space Shuttle] ஏதோ ஒரு காரணத்தால் 1993 இல் தடைபட்டுப் பிறகு பயன்படுத்தப் படாமல் போனது! ஆனால் அமெரிக்கா தான் முதன் முதல் ஆக்கிய கொலம்பியா மீள்கப்பலை, ரஷ்யாவின் புரான் மீள்கப்பலின் பிரதியாக உருவாக்கிச் சில வேறுபாடுகளுடன் மாற்றி அமைத்தது!  ஐந்து அண்டவெளி மீள் கப்பல்கள் தயாரிக்கப்பட்டு அவற்றில் இரண்டு விபத்துக்குள்ளாகி, அனைத்து விமானிகளும் இறந்தனர்.  அவைகள் 1981 முதல் 2011 வரை 135 விண்வெளிக் குறிப்பணிகள் புரிந்து, மூன்று நிரந்தரமாய் ஓய்வெடுத்தன.  முக்கியப் பணிகள் : ஹப்பிள் தொலைநோக்கி ஏவியது; பல துணைக்கோள்கள் ஏவியது;   அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்குச் சாதனங்கள் கொண்டு சென்றது குறிப்பிடத்தக்கவை.

விண்வெளி மீள்கப்பல் கட்டமைப்பின் முக்கிய உறுப்புக்கள்

கொலம்பியா மீள்கப்பல் 9 பில்லியன் டாலர் செலவில் ராக்வெல் கார்பொரேசன், பாம்டேல், காலிஃபோர்னியா [Rockwell Corporation, Palmdale, California] தொழிற் கூடத்தில் 1978 ஆண்டு உருவான விண்வெளி யந்திரம்! ஆரம்பத் தளச் சோதனைகள் முடிந்தபின், டிரைடென் பறப்பாய்வு மையகத்தில் [Dryden Flight Research Centre, Edwards California] அதன் பறப்பு முறைகள் யாவும் பயிற்சி செய்யப் பட்டன. ஏவு தளத்தில் நின்ற 187 அடி உயரமும், 2000 டன் எடையும் கொண்ட கூட்டமைப்பில் [Space Shuttle Assembly] இறக்கை யுள்ள சுற்று ஊர்தி [Winged Orbiter], எரித்திரவ வெளிக்கலன் [Liquid Fuel External Tank], எரித்திடவ இரட்டை ராக்கெட்டுகள் [Solid Fuel Twin Rockets] யாவும் ஒருங்கே இணைக்கப் பட்டிருந்தன. 154 அடி நீளமும் 29 அடி விட்டமும் கொண்டது, எரித்திரவ வெளிக்கலன். அதன் இருபுறமும் 150 அடி நீளம், 14 அடி விட்டமுள்ள ராட்சத ராக்கெட்கள்! விண்ணோக்கிய மூக்குடன் DC-9 ஜெட் விமானத் தோற்ற முடைய கொலம்பியா மீள்கப்பல், நீண்ட வெளிக்கலன் முதுகில் ஏறிக்  கொண்டிருந்தது.

இரட்டை ராக்கெட்டுகள் அதி தீவிரமாய்ப் பற்றி எரியும் அலுமினியப் பொடியைத் [Aluminium Powder] திடக்கன எரிபொருளாய்ப் [Solid Fuel] பயன்படுத்தின. வெளிக்கலனில் திரவ ஹைடிரஜன் [Liquid Hydrogen 380,000 gallon], திரவ ஆக்ஸிஜன் [Liquid Oxygen 140,000 gallon] தனித்தனி கலன்களில் நிறைக்கப் பட்டிருந்தன. ராக்கெட் ஏவுதளத்தில் சுடப் படும் போது, இரண்டு திரவ வாயுக்களும் அதிக அழுத்தத்தில் கலந்து கனல் பற்றி, மீள்கப்பலின் பிரதம எஞ்சின் மூன்றும் இயங்கின. ஒவ்வொரு வினாடியும் 1000 பவுண்டு எரிதிரவம் எஞ்சின்களுக்குத் தேவைப்படுகிறது. மீள்கப்பல் பூமியின் சுழல்வீதியை நெருங்கும் முன்பே, வெளிக்கலன் காலியாகி அற்று விடப்பட்டு, வாயு மண்டல வெப்பத்தில் எரிந்து தூள் தூளாகிறது!

விண்வெளி மீள்கப்பலின் சாதனங்கள், இயக்க முறைகள்

மீள்கப்பலில் முன்புறம் கருவிகளை இயக்கும் விமானிகள், பல ஆய்வுச் சாதனங்கள், கட்டுப்பாடு செய்யும் மின்கணனிகள், மின்னியல் வன்கலன்கள் [Electronic Hardwares], நடுவே சுமை தாங்கும் கூடாரம், வால்புறத்தில் மூன்று பிரதம உந்து எஞ்சின்கள் யாவும் பொருத்தப் பட்டிருந்தன. 67 அடி நீளம், 15 அடி விட்டமுள்ள நடுக் கூடாரம் 29.5 டன் சுமையை விண்வெளிக்குத் தூக்கிச் செல்ல முடியும்! ஆனால் மீண்டும் பூமிக்கு இறங்கும் போது 14.5 டன் சுமையைத்தான் ஏற்றிக் கொள்ள முடியும்! சுமைதாங்கி அறையில் தொலைத் தொடர்பு [Communication], படைத்துறை [Military], வானியல் [Astronomical] ஆகியவற்றின் பணிகளைப் புரியும் துணைக்கோள்கள் [Satellites] சுழல்வீதி யிலிருந்து ஏவப்பட எடுத்துச் செல்லப்படலாம். மீள்கப்பல் பூமியின் சுழல்வீதியில் சுற்றி வரும் போது நுண்ணீர்ப்பு [Micro-gravity] என்று சொல்லப்படும் எடையின்மையை [Weightlessness] ஆராயலாம். நாசா பிற நாட்டினர் ஆய்வகங்களை ஏற்றிச் சென்று, விண்வீதியில் ஏவி விடலாம்.

ஏவுதளத்தில் 2000 டன் எடையுள்ள கொலம்பியா விண்வெளிக் கூட்டமைப்பு, பல்வேறு உந்து விசைச் சாதனங்களால் [Multiple Propulsion Systems] 3000 டன் உதைப்பில் [Thrust] நேர் செங்குத்தாக மேலே எழுகிறது! மீள்கப்பல் பூமியின் சுழல்வீதியில் பணிகளை முடித்து விட்டு, தனது ராக்கெட் எஞ்சின்களை இயக்கி, விண்வெளி யிலிருந்து திரும்பி, பூமியை நோக்கிக் கீழே பாய்ந்து, பூகோள வாயு மண்டலத்தின் கடும் வெப்ப உராய்வில் [Intense Friction Heat] வெந்து சிதைந்து விடாமல், பாதுகாப்பாய் இறங்கி, ஓர் சாதாரண விமானம் போல் தளமட்டத்தில் [Horizontal] தரையைத் தொடுகிறது! மீள்கப்பலில் விமானக் குழுவகத்தின் பின்னால் அமைந்த, தூரக் கையாட்சி ஏற்பாட்டில் [Remote Manipulator System] சுயமாய் இயங்கி, 50 அடி நீளும் கனடாக் கரம் [Canada Arm] சுமையைத் தூக்கவும், சுமையை இறக்கவும் பயன்படுகிறது.

பூமி நோக்கிப் பாயும் மீட்சிப் [Re-entry] பயணத்தில், வாயு மண்டலத்தின் உராய்வு வெப்பத்தில் மீள்கப்பல் எரிந்து போகாதவாறு, சிலிகேட் நார் சூட்டுத் தடுப்புத் தகடுகள் [Silicate Fibre Thermal Insulation Tiles] உறைபோல் ஒட்டப்பட்டு பாதுகாப்பு செய்கின்றன. மீள்கப்பலின் சிலிகேட் நார்கள் குறைந்தது 100 விண்வெளிப் பயணங்களுக்குப் பிறகு நீக்கப் பட்டுப் புதுப்பிக்கப்பட வேண்டும். நலிந்த எடை கொண்ட அந்த காப்பு நார்கள் 1260 டிகிரி C உஷ்ணத்தைக் கூடத் தாங்கும் வலிமை யுள்ளவை!

டிரைடென் பறப்பாய்வு மையகத்தில் ஆரம்பச் சோதனைகள் யாவும் வெற்றிகரமாக முடிந்து கொலம்பியா மீள்கப்பல் போயிங் 747 [Boeing 747] முதுகில் ஏற்றப் பட்டு, பிளாரிடா கனாவரல் முனை [Cape Canaveral, Florida] ஏவு தளத்திற்குத் தூக்கிச் செல்லப் பட்டது!

முதல் மீள்கப்பல் கொலம்பியாவின் முன்னோடிப் பயிற்சிப் பயணம்

அமெரிக்காவின் கனாவெரல் ராக்கெட் ஏவுதள முனையில் 1981 மார்ச் 14 ஆம் தேதியே 187 அடி உயரக் கொலம்பியா கோபுரக் கூட்டமைப்பு தயாராக நின்று கொண்டிருந்தது. அதன் முதல் பயிற்சிப் பயணச் சோதனை நீடிப்பது, இரண்டு அல்லது மூன்று நாட்களே! அது பூமியைச் சுற்றி வரப் போகும் சுழல்வீதி [Earth Orbit] உயரம் 150 மைல், பயிற்சிக்காகத் தணிவாக்கப் பட்டுள்ளது! அதை இயக்கி முதலில் செல்பவர் இருவர்! அண்டவெளி விமானிகள் ஜான் யங், அடுத்தவர் ராபர்ட் கிரிப்பென் [Astronauts John Young, Robert Grippen]. கொலம்பியா வின் ஆணையாளர், 50 வயதுள்ள ஜான் யங் அபோலோ விண்வெளி நிலவுத் திட்டத்தில் [Apollo Moon Program] நான்கு முறை அண்ட வெளியில் சுற்றிச் சிறப்புற்றவர்! ராபர்ட் கிரிப்பென் முதலில் பயணம் செய்யும் ஓர் விமானி.

அவர்கள் இருவரும் கொலம்பியா மீள்கப்பல் இறக்கைகளின் நிலைபாட்டை [Stability of Wings] அண்டவெளியில் சோதிக்க 36 தடவைப் பூமியைச் சுற்றி வரப் போகிறார்கள்! முடிவில் செங்குத்தாகப் பாய்ந்து, மொஜாவே பாலைவனத்தில் [Mojave Desert, California] இறக்கம்! அந்த முதல் சோதனைப் பயிற்சி வெற்றிகரமாக முடிந்தால், அடுத்து 36 மீள்கப்பல் பயண ஏற்பாடுகள் தொடரத் திட்டமிடப் பட்டன! மீள்கப்பலில் எதிர்பாராத விபத்து எதுவும் ஏற்பட்டால், இருவரும் உயிர் தப்பிக் கொள்ள, வெளியேற்றும் ஆசனங்கள் [Ejection Seats] அமைக்கப் பட்டிருந்தன!

திரட்சி எரிபொருள் [Solid Fuel] இயக்கும் முதற் கட்ட இரட்டை ஊக்கி ராக்கெட்டுகள் [First Stage Twin Booster Rockets], மற்றும் மூன்று மீள்கப்பல் ராக்கெட்டுகள் முதல் இரண்டு நிமிடங்கள் சுடப் பட்டு, மீள்கப்பல் மணிக்கு சுமார் 3000 மைல் வேகத்தில் நேர் மேலே எழுச்சி பெற்று 31 மைல் உயரத்தில் சென்றதும், இரட்டை ராக்கெட்டுகள் அற்றுக் குடை பிடித்துக் [Parachute] கொண்டு கடலில் விழுகின்றன. பிளாரிடாவுக்கு அருகே கடலில் காத்திருக்கும் கப்பல் ஒன்று, அவற்றைக் கடலில் கண்டு பிடித்து மறுபடியும் பயன்படுத்தக் கரை சேர்க்கிறது. இரண்டு ஊக்கி ராக்கெட்டுகள் ஓய்ந்த பின்னும், மீள்கப்பலின் மூன்று பிரதம ராக்கெட்டுகள் தொடர்ந்து இன்னும் ஆறு நிமிடங்கள் இயங்கி, மீள்கப்பலை 1200 டன் உதைப்புடன் [Thrust] 59 மைல் உயரத்தில் தள்ளி, 99% சுற்று வேகம் [Orbital Velocity] அடைந்து, பூமியின் சுழல்வீதியை நெருங்குகிறது. அப்போது, வெளிக்கலன் அற்று விடப்பட்டுத் தூளாகிச் சிதறி இந்து மகாக்கடலில் விழுகிறது. முடிவில் கப்பலின் இரண்டு சிறு எஞ்சின்கள் இறுதி உந்து விசை தந்து, மணிக்கு 17,500 மைல் வேகத்தில் மீள்கப்பல் பூமியின் சுழல்வீதியில் [Earth Orbit] சுற்றி வர 150 மைல் உயரத்தில் தள்ளி விடப் படுகிறது.

அண்டவெளி மீள்கப்பல் ஆட்சி அறை. 

Click to enlarge

அண்டவெளிப் பணிகளை முடித்த பிறகு, மீள்கப்பலின் சிறு எஞ்சின்கள் இயங்கி மணிக்கு 17,600 மைல் வேகத்தில், கப்பல் சுழல்வீதி யிலிருந்து விடுபட்டுக் கொண்டு [De-Orbiting], அதன் மூக்கு பூமியை எதிர் நோக்கித் திரும்புகிறது. 50 மைல் உயரத்தில் வாயு மண்டலத்தின் கடும் உராய்வுக் கனலைத் தாங்கிக் கொள்ளக், கப்பல் சாய்ந்து 40 டிகிரிக் கோணத்தில் வயிற்றைக் காட்டிக் கொண்டு, புவியை நோக்கிப் பாய்கிறது. அப்போது அதன் அசுர வேகத்தைத் தணிக்க, கப்பலின் எதிர்ப்புற ராக்கெட்டுகள் [Retro-rockets] சுடப்படுகின்றன. மீள்கப்பல் அதன்பின் ஒரு விமானம் போல் தனது இறக்கைகளை இயக்கிக் கட்டுப்பாடு முறைகளைக் கையாண்டு தரையில் கம்பீரமாக வந்து இறங்குகிறது. அப்போது மணிக்கு 220 மைல் வேகத்தில் தரையில் ஓடும் விமானத்தின் வேகத்தைத் தணிக்க, வால்புறத்தில் ஒரு பாராசூட் குடை விரிகிறது. மீள்கப்பலின் தரைதொடும் [Touchdown] இயக்கப்பாடுகள் எல்லாம் சுமார் அரை மணி நேரத்துக்குள் நிகழ்ந்து விடுகின்றன.

Click to enlarge

விண்வெளி மீள்கப்பல்கள் ஆற்றிய அண்டவெளிப் பணிகள்

கொலம்பியா தனது முதற் சோதனைப் பயிற்சிப் பயணத்தை 1981 ஏப்ரலில் வெற்றிகரமாய் முடித்த பிறகு, ஐந்தாண்டுகள் சிறப்பான பணிகள் பல செய்யப் பட்டுள்ளன. 1983 ஏப்ரலில் சாலஞ்சர் தன் முதல் பயணத்தை முடித்து, நவம்பரில் அடுத்து அமெரிக்க, ஈரோப்பிய நாடுகளின் 71 விஞ்ஞானத் தேர்வுகள் [Scientific Experiments] புரிய, முதல் விண்வெளி ஆய்வகத்தைத் [Space Lab] தூக்கிச் சென்றது. 1984 ஏப்ரலில் பரிதியின் உச்சத் துணைகோள் [The Solar Maximum Satellite] சுழல்வீதியிலே செப்பனிடப் பட்டது.

Click to enlarge 

அதே வருடம் நவம்பரில் முடமாய்ப் போன பலாப, வெஸ்டார் [Palapa, Westar] துணைக்கோள்கள் சுழல்வீதியிலிருந்து பற்றி இழுக்கப் பட்டு, பூமிக்கு எடுத்து வரப்பட்டன. 1985 ஆகஸ்டில் முதன் முதல் விண்வெளியில் ஒரு துணைக்கோள் [Syncon IV-3] ஏவப்பட, சாலஞ்சர் உதவி செய்தது. அடுத்து 1986 ஜனவரியில் சாலஞ்சர் புறப்படும் போது வெடித்து [Challenger Disaster] ஏழு நபர்கள் மாண்டபின், ஏறக் குறைய மூன்று ஆண்டுகள் மீள்கப்பலின் பயணங்கள் ஒத்திப் போடப் பட்டன! அச்சமயம் அதுபோல் விபத்து எதுவும் நேராதவாறு மீள்கப்பல்களில் பல புதிய பாதுகாப்புச் சாதனங்கள் சேர்த்திடப் பட்டன.

1986 ஆம் ஆண்டிலிருந்து 50 மேற்பட்ட மீள்கப்பல் குறிப்பணிகள் [Space Shuttle Missions] எவ்வித விபத்தும் நேராமல் முடிந்துள்ளன. முக்கியமாக மே மாதம் 1989 இல் வெள்ளி விண்கோளை நோக்கி ஏவிய மாஜெல்லன் [Magellan], அக்டோபர் 1989 இல் வியாழன் விண்கோளை நோக்கி ஏவிய காலிலியோ [Galileo], ஏப்ரல் 1990 இல் ஏவிய ஹப்பிள் விண்தொலை நோக்கி [Hubble Space Telescope], அக்டோபர் 1990 இல் பரிதியை ஆராய ஏவிய யுலிஸிஸ் [Ulysses] யாவும் சிறப்பாக, மீள்கப்பல் சுமைதாங்கி அறை யிலிருந்து ஏவிவிடப் பட்டவை.

Launching Space Hubble Telescope

1993 டிசம்பரில் முதன் முதல் ஹப்பிள் தொலைநோக்கிப் பராமரிப்புக் குழு காட்சிச் சாதனத்தைச் [Optics] செப்பனிட்டு, மின்னியல் ஏற்பாடுகளைச் [Electronic Systems] சீர்திருத்தியது. 1995-1998 ஆண்டுகளில் அமெரிக்காவின் மீள்கப்பல்கள் ஒன்பது தடவைப் பயணம் செய்து, ரஷ்யாவின் அண்டவெளி நிலையம், ‘சமாதானம் ‘ [MIR Space Station] என்பதோடு இணைப்பு [Docking or Linkup] செய்து, சரித்திரப் புகழ் பெற்றன. அப்பயிற்சி முறை அனுபவங்கள், அடுத்து 1998 ஆண்டில் தயாராகப் போகும் அகில நாட்டு அண்ட வெளி நிலைய [International Space Station] இணைப்புக்குப் பயன்படும்.

ஹப்பிள் தொலைநோக்கி ஏவுதல்

விண்வெளி மீள்கப்பல் சாலஞ்சர் ஏவிய பிறகு போது மரண விபத்து!

வெண்ணிலவை நோக்கி முயன்ற விண்வெளிப் படையெடுப்பில், அமெரிக்காவின் முதல் உயிர்ப்பலி 1967 ஜனவரி 27 ஆம் தேதி நிகழ்ந்தது! அபோலோ விண்சிமிழில் தினமும் பங்கு கொள்ளும் பயிற்சியின் போது, உள்ளே தீப்பற்றி மூன்று சிறந்த விமானிகள் எட்வர்டு ஒயிட் [Ed White], ராஜர் காஃபி [Roger Chaffee], விர்ஜில் கிரிஸ்சம் [Virgil Grissom] உயிரோடு எரிந்து சாம்பலாயினர்! பத்தொன்பது ஆண்டுகள் கழித்து, அதை விடக் கோர மரணம் 1986 ஜனவரி 28 ஆம் தேதி அன்று நிகழ்ந்தது! 1981 முதல் பயிற்சிக்குப் பின்பு 26 மீள்கப்பல் பயணங்கள் வெற்றிகரமாக நடந்தேறின. 1986 ஜனவரி 28 இல் ஏவுதளத்தில் எழும்பிடத் தயாராக இருந்த சாலஞ்சர் மீள்கப்பலில் ஏழு நபர்கள் தமது ஆசனத்தில் அமர்ந்திருந்தனர். ராக்கெட் எஞ்சின்கள் திட்ட நேரத்தில் தீக்கனலைக் கக்கி, சாலஞ்சர் மீள்கப்பல் பெருமிதமோடு மேலே கிளம்பியது. ஒரு நிமிடம் கழித்து 50,000 அடி உயரத்தில் பாய்ந்து ஊடுருவிச் செல்லும் போது, அடுத்த நிமிடப் பணி முடிந்து, ஊக்கி ராக்கெட்கள் [Booster Rockets] அற்று வீழ்ந்தன. அப்போது எதிர்பாரதவாறு ஏதோ தவறு நிகழ்ந்து விட்டது! அது மரணத் தவறு! மாபெரும் சிறு தவறு! மறக்க முடியாத தவறு! மன்னிக்க முடியாத தவறு!

உயிரிழந்த சாலஞ்சர் மீள் கப்பல் விமானிகள் 

பயணம் துவங்கி ஒன்றரை நிமிடத்தில், சாலஞ்சர் கட்டிப் பிடித்துக் கொண்டிருந்த மாபெரும் எரித்திரவ வெளிக்கலன் [Liquid Fuel External Tank] திடாரென வெடித்தது! உடனே மீள்கப்பல் சுக்கு நூறாய் உடைந்து சிதறியது! அண்டவெளிப் பயணம் தொடங்கும் முன்பே, எல்லாம் முடிந்து விட்டது! உள்ளே அடைபட்டிருந்த ஏழு நபர்களுக்கும் வெளியே என்ன நிகழ்ந்து விட்டது என்பது தெரியாமலே போய் விட்டது! அகால மரணம் எய்த திறமைசாலிகளின் பெயர்கள் [இடமிருந்து வலம் முன்புறம்]: மைகேல் ஸ்மித், ஃபிரான்சிஸ் ஸ்கோபி, ரோனால்டு மெக்நாயர், [பின்புறம்] எல்லிஸன் ஓனிசுகா, கிரிஸ்டா மெக்காலிஃப், கிரிகரி யார்விஸ், ஜூடி ரெஸ்னிக்.

விபத்தின் விளைவுகளைச் சீராக உளவு செய்ததில், ஊக்கி ராக்கெட்டின் மேலுறை இணைப்பில் [Booster Rocket Casing Seams] உள்ள ரப்பர் O வளையத்தில் [Rubber O-Ring] பழுது ஏற்பட்டு அது பிளந்து, தீப்பற்றிய திடப் பொருள் கசிந்து, வெளியே உள்ள எரித்திரவ வெளிக்கலனைச் [Liquid Fuel External Tank] சூடாக்கவே, 154 அடி நீளமுள்ள வெளிக்கலன் வெடித்தது! ஒரு சிறு ரப்பர் வளையப் பழுது ஏழு விண்வெளி வீரர்கள் கோர மரணத்துக்கும், 9 பில்லியன் டாலர் பண விரையத்துக்கும் காரணம் ஆனது! அடுத்து மூன்று ஆண்டுகளுக்குத் திட்டமிட்ட பயணங்கள் யாவும் தடைப் பட்டு, அது போன்ற அபாய விபத்து எப்போதும் நேரா வண்ணம் பல பாதுகாப்புச் சாதனங்கள் மீள்கப்பலில் சேர்க்கப் பட்டன!

அண்டவெளி மீள் கப்பல் கீழ் இறங்குகிறது.

நாசாவின் எதிர்கால விண்வெளி மீள்கப்பலின் குறிப்பணிகள்

இருபத்தி ஒன்றாம் நூற்றாண்டின் துவக்க ஆண்டுகளில், அகில நாட்டு அண்டவெளி நிலைய அமைப்புப் [International Space Station] பணிகளுக்கு மீள்கப்பல்களின் பெரும்பான்மையான பயணங்கள் திட்டமிடப் பட்டுள்ளன. அப்பணிகள் 2004 இல் முடிவு பெறும். அகில நிலையம் தயாரானதும் அங்கு விமானிகள், ஆய்வாளர்கள், விஞ்ஞானிகள், பொறி நுணுக்கர், பராமரிப்பாளர் அடிக்கடி போய்வர விண்வெளி மீள்கப்பல் பயன்படும். 1998 இல் அட்லாண்டிஸ் [Atlantis] மீள்கப்பல் புது நிலையப் பணிகளுக்காகப் புதுப்பிக்கப் பட்டது. புதிய காட்சி முகப்புகள் [New Displays], முற்போக்கான கப்பல் நகர்ச்சிச் சாதனங்கள் [Navigational Equipment], அகில நிலையத்தோடு இணைக்க காற்றடைப்பு அறை [Airlock Chamber] ஆகிய புது ஏற்பாடுகள் சேர்க்கப் பட்டன. அதன் உந்து சக்தியும், குளிர்ப்புச் சாதனமும் [Power & Cooling System] பெருக்கப் பட்டன. அத்துடன் மீள்கப்பல்கள், ஹப்பிள் விண்தொலை நோக்கிப் பராமரிப்பு, துணைக்கோள் ஏவுதல், செயலற்ற துணைக் கோள் மீட்டுதல் போன்ற ஒழுங்காய் நிகழ்ந்து வரும் பணிகளுக்கும் பயன்படும்.

நாசா மீள் கப்பல் கட்டமைப்பு உறுப்புகள்

திட்டப்படி விண்வெளி மீள்கப்பல்கள் யாவும் 2012 ஆண்டில் ஓய்வு பெறும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது! நாசா தற்போதைய மீள்கப்பலைப் போன்ற, சிறப்பு X-38 விண்கப்பலை அகில நிலையத்தின் அபாயக் காப்பு யந்திரமாக [Emergency Lifeboat] உருவாக்க திட்டமிட்டுள்ளது. 1998 இல் பயிற்சிச் சோதனைகள் யாவும் முடிந்து, X-38 பாதுகாப்புக் கப்பல் 2003 ஆண்டில் பறப்பதற்குத் தயாராகும்!

‘ஒரு கட்ட சுழல்வீதி எழுச்சி ராக்கெட் ‘ [Single Stage to Orbit Rocket] உடைய புதிய ராட்சதக் விண்கப்பல் [X-33] ஒன்று சோதனைக் களத்தில் இயங்கிச் சீரான முறையில் வளர்ச்சியாகி வருகிறது! 21 நூற்றாண்டின் ஆரம்ப ஆண்டுகளில் உருமிக் கொண்டு உயரப் போகும் அந்த அசுர ராக்கெட், ஒரே மூச்சில் ஊதப்பட்டு, ஒரே பாய்ச்சலில் தாவி விண்கப்பலைப் பூகோளச் சுழல்வீதியில் எறிந்துவிடும்!

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

தகவல் :

1. https://www.nasa.gov/externalflash/the_shuttle/

2.https://www.nasa.gov/externalflash/the_shuttle/

3. http://science.howstuffworks.com/space-shuttle.htm

4. https://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/main/index.html

5. https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle  [May 24, 2016]

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

S. Jayabarathan [jayabarathans@gmail.com]  May 25, 2016  [R-1]

 (கட்டுரை: 8)

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

பால்மய வீதி சூரிய ஒளிமந்தை !

பரிதி மண்டலக் கோள்கள்

திரிந்தோடும்

விண்வெளிச் சந்தை !

பரிதி அங்கோர் வெள்ளாடு !

குடை ராட்டினம் போல் பரிதியைக்

கோள்கள் சுற்றிவரும்.

வெய்யோன் குடும்பம் போல்

மையக் கனலை வணங்கி

வலம்வரும்

ஒளி மந்தைகள் கோடி, கோடி !

பூமி சிறியது !

பூமி சுற்றும் சூரியன் சிறியது !

சூரியன் சுற்றி வரும்

பால்மய வீதிப்

பூதக் காலக்ஸி சிறியது !

கோடான கோடி

ஒளிமய மந்தைகள் ஓயாமல்

உந்திச் சென்று

விரியும் பிரபஞ்சக் குமிழிதான்

பெரியது !  பெரியது !! பெரியது !!!

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

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

ஜான் ஹெர்ச்செல் (John F. Herschel) (1792-1871)

Our Milkyway Galaxy

பால்மய வீதியை முதன்முதலில் நோக்கிய விஞ்ஞானி கலிலியோ

1600 ஆண்டின் ஆரம்ப காலத்தில் இத்தாலிய வானியல் விஞ்ஞான மேதை கலிலியோதான் முதன்முதல் நமது பால்மய வீதி (Milky Way Galaxy) காலக்ஸியைத் தனது தொலைநோக்கியில் கண்டு உளவு செய்தவர். அந்த ஒளி விண்ணரங்கில் எண்ணற்ற விண்மீன்கள் இருந்ததைக் கண்டு வியந்தார். அதற்குப் பிறகு 1755 இல் ஜெர்மன் வேதாந்தி இம்மானுவல் கென்ட் (Immanuel Kant) பால்மய வீதி குவியாடி போன்ற விண்மீன்களின் மந்தை (Lens-shaped Group of Stars) என்றும், அதனைப் போல் வேறு விண்மீன்களின் மந்தைகள் உள்ளன வென்றும் கூறினார். பிரிட்டனில் பணிபுரிந்த அடுத்தொரு ஜெர்மன் வானியல் நோக்காளர் வில்லியம் ஹெர்ச்செல்தான் (1738-1822) முதன்முதலில் விஞ்ஞான ரீதியாக பால்மய வீதியைத் துருவி ஆராய்ந்து எழுதியவர். அதற்குப் பிறகு அவரது சகோதரி கரோலின் ஹெர்ச்செல்லும் புதல்வர் ஜான் ஹெர்ச்செல்லும் வில்லியத்தைப் பின்பற்ற ஏராளமான காலாக்ஸிகளைத் தொலைநோக்கிகள் மூலம் கண்டுபிடித்துப் பதிவு செய்தார்கள்.

காலக்ஸியும் அதில் சுற்றிவரும் கோடான கோடி விண்மீன்களும்

காலக்ஸி என்றால் என்ன ? சூரியனைப் போன்ற கோடான கோடி விண்மீன்கள் மையக்கண் ஒன்றைச் சுற்றிவரும் ஒரு பூத வடிவான விண்ணரங்கமே காலக்ஸியாகக் கருதப்படுகிறது. அந்த காலக்ஸியில் விண்மீன்களுடன், விண்மீனைச் சுற்றும் அண்டக்கோள்களும், ஒளிமய நிபுளாக்களும், வாயுக்களும், தூசிகளும் மண்டிக் கிடக்கின்றன ! மேலும் காலக்ஸிகளில் மாபெரும் திணிவும், மையத்தில் அளவற்ற ஈர்ர்ப்பாற்றலும் கொண்ட கருந்துளை (Black Hole: A Single Point of Infinite Mass & Gravity) ஒன்றும் இருக்கலாம். பிரபஞ்சத்தின் பெரும்பான்மையான திணிவாகக் (Mass) கருதப்படும் 50 பில்லியனுக்கு மேற்பட்ட காலக்ஸிகள் இருப்பதாக விஞ்ஞானிகள் கணிக்கிறார்கள் ! கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருமைப் பிண்டம் இல்லாமல், அவையே பிரபஞ்சத்தின் 90% திணிவைக் கொண்டிருப்பதாகவும் கருதப்படுகிறது.

Milkyway Two Views

காலக்ஸிகள் சில சுருளாக இருப்பவை. சில நீள்வட்ட வடிவில் இருப்பவை. சில கோணலாக இருப்பவை. பால்மய காலக்ஸியும் அதன் அருகே உள்ள அன்டிரோமேடா காலக்ஸியும் சுருளானவை. காலக்ஸி முழுவதும் ஓர் அச்சில் சுற்றுவதால் விண்மீன்களைக் கவ்விக் கொண்டு சுருள் கரங்கள் தோன்றின. நீள்வட்ட காலக்ஸிகளில் சுருள் கரங்கள் எழாமல் பொதுவாகப் பழைய விண்மீன்களும் மிகச் சிறிதளவு வாயுக்களும், தூசிகளும் உள்ளன.

குடை ராட்டினம் போல் நமது பரிதி மண்டலம் தனித்து ஒரு மையக்கண்ணைச் சுற்றி வருகிறது பால்மய வீதி காலக்ஸியே ! பால்மய வீதியில் பரிதியைப் போல் நூறு பில்லியன் விண்மீன்களும், ஒருவேளை கருந்துளை ஒன்றும் இருக்கலாம் என்று கருத இடமிருக்கிறது. நமது பால்மய வீதியில் விண்மீன் முந்திரிக் கொத்துகளும் (Star Clusters) அண்டக் கோள்களும், ஒளிமயமான நிபுளாக்களும், வாயு மேகங்களும், தூசிகளும், வெற்றிடமும் சேர்ந்து உள்ளன. பூர்வீக விண்மீன்களும், நெருங்கி அடர்ந்த கொத்துக்களும் (Denser Clusters), காலக்ஸி மையத்துக்கு அருகிலும், இளைய விண்மீன்களும், தளர்ந்த கொத்துக்களும் (Open Clusters) காலக்ஸி தளத்தட்டில் அமைந்துள்ளன !

பால்மய வீதி காலக்ஸியின் தனித்துவச் சிறப்புகள்

நமது பரிதி மண்டலம் சுற்றிவரும் பால்மய வீதி என்பது ஒருவிதச் சுருள் காலக்ஸியே (Spiral Galaxy). தீபாவளி சுருளாழி மத்தாப்பு போல் சுழல்வது. பால்மய வீதியின் விட்டம் சுமார் 100 ஆயிரம் ஒளியாண்டு தூரம் (One Light Year : ஓர் ஒளியாண்டு என்பது தூர அளவு : அதாவது விநாடிக்கு 186,000 மைல் வேகத்தில் செல்லும் ஒளி ஓராண்டு செல்லும் தூரம்). மையக்கண்ணின் தடிப்பு ஈராயிரம் ஒளியாண்டு தூரம். மையக்கண்ணில் பழைய விண்மீன்களும் ஒரு கருந்துளையும் இருக்கலாம் என்று கருதப் படுகிறது. பால்மய வீதியைச் சுற்றிலும் ஓர் “ஒளிவட்டம்” (Halo) விண்மீன் கொத்துக்களாலும் (Band of Star Clusters), கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருமைப் பிண்ட மேகத்தாலும் (Cloud of Dark Matter) அமைக்கப் பட்டுள்ளது ! அந்த சுருள் ஆழியில் நான்கு கரங்கள் சுற்றி வருகின்றன. ஆயிரக் கணக்கான விண்மீன்கள் தோரணங்களாய்ப் பின்னிய நான்கு கரங்களைத் தாங்கி பால்மய காலக்ஸி தன் மையத்தைக் கொண்டு சுற்றி வருகிறது !

Milkyway with Details of its Arms

பரிதி மண்டலம் நான்கு கரங்களில் ஒன்றான ஓரியன் கரத்தில் (Orion Arm) மையத்திலிருந்து 30 ஆயிரம் ஒளியாண்டு தூரத்தில் ஒட்டிக் கொண்டிருக்கிறது ! நமது பூமி சூரியனைச் சுற்றி வருவதுபோல், சூரியனும் பால்மய வீதியின் மையத்தை விநாடிக்கு 137 மைல் வேகத்தில்

(220 கி.மீ./விநாடி) சுற்றி வருகிறது. அந்த வேகத்தில் சூரியன் ஒருமுறை முழுவட்டம் சுற்றிவர 200 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகும் என்று கணக்கிடப் படுகிறது !

விண்முகில் எனப்படும் நிபுளாக்கள் (Nebulae) என்றால் என்ன ?

1924 இல் அமெரிக்க வானியல் விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் முதன்முதல் ஒரு சுருள் வடிவான நிபுளாவைக் கலி·போர்னியா வானோக்ககத் தொலைநோக்கியில் கண்டார். நிபுளா என்றால் முகில் என்பது பொருள். அகிலத் தூசிகள், அண்டவெளி வாயுக்கள் சீர்குலைந்த விண்மீன்களில் சிதறிப்போய்க், காட்சி முறையில் கையாளப்படும் ஒரு சொல் நிபுளா ! சில வாயுக்களாய் எஞ்சிய சிதைவுக் காலக்ஸிகள் ! சில நிபுளாக்கள் பேரொளியுடன் சுருளாக, அண்டங்களாக, கதிர் வீசுபவையாக, பிரதிபலிப்பவையாகவும் (Spiral, Planetary, Emission & Reflection Nebulae) உள்ளன. மற்றவை சூப்பர்நோவா வெடித்துச் சிதறிய துணுக்குகள். அண்ட நிபுளா என்பது (Planetary Nebula) வாயு முகில்களே ! தொலைநோக்கியில் பார்க்கும் போது கோள வடிவில் தெரிவதால் அவை அண்ட நிபுளாக்கள் என்று அழைக்கப்பட்டன. கதிர்வீச்சு நிபுளா (Emission Nebula) என்பதில் ஒளிவீசும் வாயு முகில்கள் உள்ளன. அவற்றின் உள்ளே அல்லது பின்னே சூடாக ஒளிவீசும் விண்மீன் இருக்கிறது. வாயுக்கள் அயனிகளாய்ப் பிரிந்து உயர்சக்தி புறவூதாக் கதிர்களை (High Energy Ultra-Violet Radiation) அவை உமிழ்கின்றன ! உதாரணமாக ஓரியன் நிபுளாவில் (Orion Nebula) ஹைடிரஜன் வாயுள்ள ஒருவிதப் பச்சை நிற முகில் தெரிகிறது.

Edwin Hubble Classifications of Galaxies

பிரபஞ்ச காலக்ஸிகளை ஆராய்ந்த ஹெர்ச்செல் குடும்பத்தார்

பிரிட்டிஷ் ஜெர்மன் விஞ்ஞானி வில்லியம் ஹெர்ச்செல், அவரது தங்கை கரோலின் ஹெர்ச்செல், தனயன் ஜான் ஹெர்ச்செல் ஆகிய மூவரும் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் விந்தையான பல ஒளிமீன் மந்தைகளை விண்வெளியில் கண்டுபிடித்து, வானியல் வரலாற்றில் புரட்சியை உண்டாக்கினார்கள். வில்லியம் ஹெர்ச்செல் யுரேனஸ் புதுக்கோளையும், அதனிரு துணைகோளையும் கண்டவர். தங்கை கரோலின் சகோதரன் வில்லியத்துடன் துணையாகப் பணியாற்றி அவற்றைத் தொடர்ந்து பதிவு செய்து, சில வால்மீன்களையும் கண்டு பிடித்தவர். வில்லியத்தின் மகன் ஜான் ஹெர்ச்செல் வானியல், கணிதம், பெளதிகம் [Physics], நிழற்பட இரசாயனம் [Photochemistry], விஞ்ஞான வேதாந்தம் [Philosophy of Science] ஆகிய துறைகளில் தனது மேம்பட்ட பங்கை முக்கிய பகுதியில் அளித்திருக்கிறார். சார்லஸ் டார்வின், மைக்கேல் ·பாரடே, மேரி ஸோமர்வில் மற்றும் பல உலக மேதைகள் அவருடன் கொண்டிருந்த 7500 தொடர்புக் கடிதங்கள், அவரது நூற் களஞ்சியத்தில் [Archives] பாதுகாப்பாய் சேமித்து வைக்கப் பட்டுள்ளன.

Milkyway Location on the Horizon

தந்தையைப் பின்பற்றி 20 அடி, 40 அடி குவிநீளத் தொலைநோக்கிகளில் வானைக் கண்ணளாவித் தனயன் ஜான் ஹெர்ச்செல் புரிந்த பணிகள் அநேகம். தென்னாப்பிக்காவின் தெற்குக் கோடியில் உள்ள நன்நம்பிக்கை முனையில் [Cape of Good Hope] பல்லாண்டுகள் தங்கி தென் மண்டல விண்கூரையைத் [Southern Celestical Hemisphere] தொலைநோக்கியில் உளவு செய்து 3347 இரட்டை விண்மீன்களையும் [Double Stars], 2602 நிபுளாக்களையும் [Nebulae] கண்டு பிடித்தார். அவர் வெளியிட்ட முதல் நிபுளா அட்டவணையில் [First Catalogue of Nebulae] காணும் 5079 பால்மய ஒளிமீன் மந்தைகளில் தந்தையார், வில்லியம் ஹெர்ச்செல் கண்டவை 2477. ஜான் கண்டவை: 2602.

மேலும் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் தோன்றிய நிழற்படத் துறையை [Photographic Works] வளர்ச்சி செய்த முன்னோடிகளில் முக்கிய படைப்பாளியாகக் கருதப்படுவர், ஜான் ஹெர்ச்செல். ‘·போட்டோகிரா·பி ‘ [Photography] என்னும் பெயரைப் படைத்தவ§ அவர்தான். நிழற்படத் துறையில் ‘எதிர்ப்படநிழல் ‘, ‘நேர்ப்படநிழல் ‘ [Negative, Positive Films] என்னும் வார்த்தைகளைப் படைத்தவரும் ஜான் ஹெர்ச்செல்தான்!

ஜான் ஹெர்ச்செல் புரிந்த மகத்தான விஞ்ஞானப் பணிகள்

ஜான் ஹெர்ச்செல் 1792 இல் இங்கிலாந்து ஸ்லோவ் [Slough] என்னும் நகரில் பிரிட்டனில் குடிபுகுந்த ஜெர்மன் வில்லியம் ஹெர்ச்செலுக்குப் பிறந்த ஏக புதல்வன். கேம்பிரிட்ஜில் உள்ள புனித ஜான் கல்லூரியில் பயின்று கணிதத் துறையில் 1816 இல் பட்டம் பெற்றார். ஒப்பற்ற வானியல் விஞ்ஞானிகளான தந்தை வில்லியம், அத்தை கரோலின் இருவராலும் ஜான் வளர்க்கப் பட்டார். அவர் இருவது அருகில் வளர்ந்த ஜான் ஹெர்ச்செல் வானியல் துறையில் வல்லமையும், தொலைநோக்கி மூலம் வானோக்கி உளவும் பயிற்சியும் பெற்றார். தந்தையாரைப் பின்பற்றி அவர் கண்டுபிடித்த பால்மய ஒளிமீன்களின் எண்ணிக்கையை மிகையாக்கி ஆயிரக் கணக்கான இரட்டை மீன்கள் [Double Stars], ஒளிமீன் மந்தைகள் [Star Clusters], நிபுளாக்கள் [Nebulae] ஆகியற்றைக் கண்டுபிடித்தார். முதலில் (1864) வெளிவந்த நிபுளா, விண்மீன் திரட்சி பொது அட்டவணையில் [General Catalogue of Nebulae & Clusters] ஜான் ஹெர்ச்செல் மற்றும் தந்தையார் வில்லியம் ஹெர்ச்செல் இருவரும் கண்டவை 3347 இரட்டை விண்மீன்கள்; 2400 நிபுளாக்கள்.

Galaxy -1

இங்கிலாந்தில் கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தில் படித்த ஜான் ¦†ர்ச்செல் எவ்விதக் கல்வித் துறையிலும் பதவி ஏற்காமல் வாழ்நாள் முழுதும் வான்வெளி ஆராய்ச்சியாளராகப் பணியாற்றினார். அவரது கல்லூரி கணித ஆசிரியர், உட்ஹவுஸ் [Woodhouse] என்பவர். நியூட்டன் ஆக்கிய கால்குலஸ் [Calculus] போலின்றி சற்று எளிதான லெப்னிட்ஸ் [Leibnitz] படைத்த, கால்குலஸ் அணுகுமுறைக் கணிதத்தை ஆங்கிலத்தில் எழுதியவர் உட்ஹவுஸ்! கேம்ப்ரிட்ஜ் கல்லூரிப் பாடத்திட்டத்தில் ஏனோ லெப்னிட்ஸின் கால்குலஸ் அணுகு முறைகள் சேர்க்கப் படவில்லை. ஜான் தனிதாகத் தானாகப் படித்து அவ்வித எளிதான கால்குலஸ் அணுகு முறைகளை ஆங்கிலத்தில் மொழிபெயர்த்தார். 1813 இல் கணிதத்தில் முதல்வராகத் தேறி முதல்நிலைப் பட்டம் பெற்றார்.

‘கோட்டே தேற்றத்தின் மகத்தான விளைவுப்பயன் ‘ [On a Remarkable Application of Cotes’s Theorem] என்னும் கணித விளக்கவுரையை எழுதி, ராயல் சொஸைட்டியின் ·பெல்லோ [Fellow of Royal Society] ஆனார். 1820 இல் இரண்டு ‘முடிவுறும் வேறுபாடுகளின் பயன்கள் ‘ [Applications of Finite Differences] என்னும் கணிதச் சிறப்பு நூல்களை வெளியிட்டார். 1820 ஆண்டுகளின் முடிவில் கணித ஆய்வுகளிலிருந்து விலகி, ஜான் ஹெர்ச்செல் தன் முழு ஆர்வத்தையும் வானியல் துறையில் [Astronomy] மூழ்க்கினார்.

ஜான் ஹெர்ச்செல் வானியல் ஆய்வுத் துறையில் நுழைவு

78 ஆவது வயதில் [1816] தந்தை வில்லியம் ¦†ச்செல் வானியல் பணியில் தளர்ச்சி யுற்றதும், ஜான் ஹெர்ச்செல் அப்பணியை அவர்சார்ப்பில் தொடர்ந்தார். 1822 இல் வில்லியம் காலமானதும்,அத்தை கரோலின் மீண்டும் ஹானோவர், ஜெர்மனிக்குச் சென்றார். அந்த ஆண்டில்தான் ஜான் ஹெர்ச்செல் சந்திர கிரகணத்தைப் புதிய முறையில் கணிக்கும் [Eclipses of the Moon] சிறியதோர் வானியல் விஞ்ஞான முதல் ஆய்விதழை வெளியிட்டார். ஆனால் அவரது முதற் பெரும் பதிப்பு என்று கருதப்படுவது: லண்டன் ராயல் சொஸைடி வெளியிட்ட ‘இரட்டை விண்மீன்களின் அட்டவணை’ [Catalogue of Double Stars (1824)]. வில்லியம் ஹெர்ச்செல்லைப் போல், ஜானும் ஆழ்வெளியில் அதிதூரத்தில் நகரும் விண்மீன்களின் [Deep Space Distant Stars] போக்கை நோக்கி வந்தார். தொலை விண்மீன் ஒன்றின் ‘இணைத்திரிபு இடஅமைப்பைக் ‘ [Parallax of a Star] கணிக்க முயன்றார். அப்போது இரட்டை விண்மீன்கள் யாவும் ஓர் ஈர்ப்பு மையத்தைச் சுற்றி வரக் கண்டு, அவற்றின் சுற்றுவீதிகளைக் [Orbits] கணிக்க, முதன்முதல் கணித முறைகளை வகுத்தார். 1833 ஆம் ஆண்டில் லண்டன் ராயல் சொஸைடி அப்பணிக்குத் தனது ராயல் தங்கப் பதக்கத்தை அளித்தது.

Various Galaxies – 1

1834-1838 ஆண்டுகளில் தென்னாப்பிரிக்காவின் கோடியில் உள்ள நன்னம்பிக்கை முனையில் [Cape of Good Hope] தங்கி தென்னக விண்கூரையை [Southern Hemisphere] நோக்கி உளவு செய்து, பால்மய விண்மீன்கள், நிபுளாக்கள் ஆகியற்றைப் பதிவு செய்தார். அங்கே தான் கொண்டுவந்த 20 அடி குவிநீளத் தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி வான்குடையை ஆய்வு செய்தார். தென்னாப்பிரிக்க வானில் அவர் கண்ட விந்தைகள்: 1835 இல் திரும்பி பூமி நோக்கி வந்த ஹாலியின் வால்மீன் [Halley ‘s Comet, Edmund Halley (1656-1742)] அவரது தொலைநோக்கியின் கண்ணில் பட்டது. வால்மீன்களின் விந்தையான போக்குகளை ஆராய்ந்த போது ஈர்ப்பு விசையைத் தவிர வேறு பலதீவிர விசைகளும் அவற்றின் போக்கைப் பாதிக்கின்றன என்று அறிந்தார். பரிதியிலிருந்து வால்மீனை அப்பால் விரட்டும் விசையை அவரால் கணித முறையில் வகுக்க முடிந்தது. அப்போதுதான் ஜான் ஹெர்ச்செல் முதன் முதல் பரிதிக் காற்றைப் [Solar Wind] பற்றிக் கண்டுபிடிக்க ஏதுவாயிற்று! வால்மீனைத் தள்ளும் விலக்கு விசைக்கு [Repulsive Force], பரிதியின் காற்றே காரணம் என்பதை எடுத்துக் காட்டினார். மேலும் வால்மீனின் அண்டத்தி லிருந்து வாயுக்கள் ஆவியாய் வெளியேறுகின்றன என்று முதலில் கண்டுபிடித்தவரும் ஜான் ஹெர்ச்செல்லே! 1847 இல் தென்னாப் பிரிக்காவில் தான் கண்டுபிடித்த வானியல் விந்தைகளை நூலாக வெளியிட்டு, லண்டன் ராயல் சொஸைடியின் இரண்டாவது கோப்லே தங்கப் பதக்கத்தைப் [Copley Medal] பெற்றார்.

ஆழ்வெளியில் ஒளிவீசும் பால்மய காலக்ஸி, நிபுளாக்கள்

ஆதியின் முதல் பிரளயமாய்த் தோன்றிய பெரு வெடிப்பின் [Big Bang] விளைவாய் 10 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் பிறந்தவையாக காலக்ஸிகள் கருதப் படுகின்றன! பிரபஞ்ச வெளியில் விண்மீன் மந்தைகள் கொண்ட காலக்ஸிகள் சீரான அமைப்புத் தீவுகளாய் உண்டாக வில்லை! அகிலத்தின் ஆக்கிரமிப்பு விசையான ஈர்ப்பியல் [Gravitation] பண்பு இழுத்து இணைத்துக் கொண்ட தீவுக் கூட்டங்களாய் அவை தென்படுகின்றன! ஒரு பில்லியன் ஒளிமயத் தீவுகள் அல்லது விண்மீன் பூத மந்தைகள் [Giant Clusters of Stars] பிரபஞ்சத்தில் உள்ளதாக ஊகிக்கப் படுகிறது. அந்த ஒளிமயத் தீவுகளே காலக்ஸிகள் [Galaxies] என்று விஞ்ஞானிகளால் அழைக்கப்படுபவை.

Various Galaxies – 2

ஒவ்வொரு காலக்ஸியிலும் 100 பில்லியன் விண்மீன்கள் கூடி யுள்ளன என்று கணிக்கப் பட்டுள்ளது! அத்தகைய ஒரு சுய ஒளிமீனே நமக்குச் சுடர்தரும் பரிதி! நமது சூரிய மண்டலம் நகரும் காலக்ஸியைக் கொண்ட பால்மய வெளியில் [Milky Way] ஏராளமான மற்ற காலக்ஸிகளும் இருக்கின்றன! காலக்ஸிகளின் இடைவெளிகள் நினைத்துப் பார்க்க முடியாத தொலைவு தூரம்! நமது பால்மய வீதிக்கு நெருங்கிய காலக்ஸி 1.9 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது! [Light Years -Distance light covers in a year at the rate of 186000 miles/sec]. காலக்ஸித் தீவுகள் நீள்வட்ட உருவத்திலோ அல்லது சுருள் வடிவத்திலோதான் [Elliptical or Spiral Shape] தோன்றும்! ஒருவித ஒழுங்கு வடிவமும் இல்லாத காலக்ஸிகள், பிரபஞ்சத்தில் மிக மிகக் குறைவு.

நிபுளாக்கள் என்பவை யாவை ? காலக்ஸிகளை உற்பத்தி செய்யும் மூல ஒளிமய முத்துக்களைக் [Materials that form Galaxies] கொண்ட, அல்லது காலக்ஸி விண்மீன் மந்தைகளைப் பெற்ற ஒளிமுகில் கூட்டம்! அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble (1889-1953)] வெளியிட்ட ‘நிபுளாக்களின் பேரரங்கம் ‘ [The Realm of the Nebulae] என்னும் நூலில் காலக்ஸியானது பில்லியன் கணக்கில் விண்மீன்களை கோளத்தில் உள்ளடக்கிக் கொண்டு, பூமியிலிருந்து வெகு வெகு தூரத்தில் இருக்கிறது என்று சொல்கிறார். நமது பால்மய வெளிக் காலக்ஸி பில்லியன் காலக்ஸிகளில் ஒன்றானது! எத்தனை வகையான விண்மீன் ஒளித்தீவுகள் உள்ளன ?’ நிபுளா ‘: நிபுளா [Nebula] என்னும் சொல்லுக்கு ‘முகில் ‘ [Cloud] என்று அர்த்தம். அண்டக் கோள்கள், வால்மீன்கள், விண்கற்கள் [Planets, Comets, Astroids] தவிர ஏனைய வானியல் ஒளித்தீவுகள், ஒளி மந்தைகள் யாவும் முதலில் ஒரு சமயம் நிபுளாக்கள் என்று குறிப்பிடப் பட்டன. அப்பழைய அர்த்தத்தில் இன்னும் சில வானியல் நூல்கள் நிபுளா என்னும் பதத்தைப் பயன்படுத்தி வருவதில் குழப்பம் உண்டாகலாம்!

Caffeine Nebula

சில சமயம் காலக்ஸிகள் [Galaxies (M51)], விண்மீன் மந்தைகள் [Star Clusters], அகிலவெளி மீனொளி வாயு/தூசி முகில்கள் [Intersteller Gas/Dust Clouds] ஆகியவற்றை நிபுளாக்கள் என்று குறிப்பிடுகிறோம். துல்லியமாகக் கூறப்போனால் விண்மீன் மந்தைகளைக் குறிப்பிடாது ‘நிபுளா ‘என்னும் சொல் வாயுமயம் அல்லது தூசிமயம் கொண்ட ‘முகிலுக்கு’ மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். பெரும்பான்மை யாக நிபுளாவின் முகிலில் இருப்பது ஹைடிரஜன் வாயு! மில்லியன் விண்மீன்கள் ஈர்ப்பு விசைகளால் கூடிய விண்வெளி மந்தைகள் இவை. பெரும்பாலும் பண்டை விண்மீன்கள் மண்டியவை! அவை சந்தை போன்று அலங்கோலமாய் அங்கு கொஞ்சம் இங்கும் கொஞ்சமாகப் பரவி, காலக்ஸியின் மட்டத்தில் திரண்டு சேராமல் உள்ளன. நமது காலக்ஸியைச் சேர்ந்த அநேக விண்மீன் திரட்சிகள் பொரி உருண்டை போன்றவை! குறிப்பிட்ட ஒரு பொரி உருண்டை ஒருசில ஒளியாண்டுகள் [A few light-years] அகலம் கொண்டது! ‘திறந்த விண்மீன் மந்தைகள் ‘ [Open Clusters (M44)]: சிதறிய முத்துக்களைப் போல் தெரிபவை இவை. நூற்றுக் கணக்கான புதிய விண்மீன்களைக் கொண்டவை. அவை யாவும் ஈர்ப்பு விசைகளால் சேர்க்கப் பட்டு, குறுகிய காலத்தில் பிரிந்து சென்று பிரகாசிப்பவை. காலக்ஸி விண்மீன் Globular Clusters மந்தைகள் [Galactic Clusters] என்றும் அழைக்கப்படுபவை. 50 ஒளியாண்டு தூரத்திற்குக் குறைந்த தொலைவில் இருப்பவை.

Orion Nebula

பேரளவு உஷ்ண வாயு மண்டிய முகிலே ஒளி உமிழும் நிபுளாக்களாய் மிளிர்கின்றன. அண்டையில் புறவூதா ஒளியை [Ultra-violet Light] வீசும் விண்மீன் ஒன்றால், நிபுளாவின் முகிலில் உள்ள அணுக்கள் சக்தி பெற்றுக் கீழ் நிலைச் சக்திக்குத் தாவும் போது, நியான் மின்விளக்கு [Neon Light] போல வெளிச்சத்தை உமிழ்கின்றன! பெரும்பாலும் ஒளிசிந்தும் நிபுளாக்கள் செந்நிறமாய்க் காட்சி தருகின்றன! அதற்குக் காரணம், ஹைடிரஜன் வாயுவின் ‘ஒளிவீச்சு நாமம் ‘ [Emission Line] சிவப்பு நிறம்! மற்ற நிறங்கள் அருகில் தென்பட்டாலும், ஹைடிரஜன் அணுக்களே மிகுந்திருப்பதால் செந்நிறமே தனித்து மேனி முழுவதிலும் தெரிகிறது! புதிதாய்த் தோன்றிய விண்மீன் அல்லது தோன்றப் போகும் விண்மீன் அண்டவெளித் தளங்களில்தான், பொதுவாக ஒளிசிந்தும் நிபுளாக்களைக் காண முடிகிறது.

‘எதிரொளிக்கும் நிபுளாக்கள் ‘ [Reflection Nebulae (NGC 7023)]:

பொதுவாக நீல நிறத்தில் தோன்றுபவை இந்த வகையான நிபுளாக்கள்! அருகில் பேரொளி வீசும் விண்மீன் ஒன்றின் ஒளியைப் பிரதிபலிக்கும் தூசி முகில்கள் [Clouds of Dust] இவை! பிரதிபலிக்கும் ஒளியில் மிகையாக நீல ஒளியே சிதறப்பட்டுக் கண்ணுக்குத் தென்படுகிறது! பொதுவாகச் செந்நிறத்தில் ஒளிசிந்தும் நிபுளாக்களும், நீல நிறத்தில் எதிரொளிக்கும் நிபுளாக்களும் அண்டவெளியில் இணையாக அருகிலே காட்சி அளிக்கின்றன! ஆதலால் அந்த இரண்டு நிபுளாக்களையும் ‘மலர்ச்சி நிபுளாக்கள் ‘ [Diffuse Nebulae] என்றும் குறிப்பிடுகிறார்கள்.

Planetary Nebula

‘கரிய நிபுளாக்கள் ‘ [Dark Nebulae (NGC 2264)]:

பின்புறம் அடிக்கும் ஒளியைத் தடுத்து வருவதால், இந்த நிபுளாக்கள் கரிய நிபுளாக்கள் போலக் காட்சி அளிக்கின்றன! நிழற்படக் கலையில் [Silhouette Photography] ஒளியைப் பின்புலமாக்கி வடிவத்தைப் படமெடுத்தால் கரிய உருவம் முகப்பில் தென்படுவதுபோல், கரிய நிபுளாக்கள் தோற்றம் அளிக்கும்! அவை எதிரொளிக்கும் நிபுளாக்களை ஒத்தவை. ஆனால் ஒரு வேறுபாடு: ஒளியானது நிபுளாவின் முகத்தில் படாது, அதன் முதுகில் படுகிறது! கரிய நிபுளாக்கள் பொதுவாக மலர்ச்சி நிபுளாக்களின் அருகே காணப்படுகின்றன!

‘அண்டக்கோள் நிபுளாக்கள் ‘ [Planetary Nebulae (M57)]:

விண்மீன் தனது இறுதிக்கால நிலையில் வீசி எறிந்த வாயுக் கோளமே, அண்ட நிபுளா வென்று அழைக்கப் படுகிறது! நமது பரிதியும் 5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, அதுபோல் ஓர் அண்டக்கோள் நிபுளாவை வீசி எறியலாம்! அவற்றை அண்டங்கள் என்று விளிப்பது பிழையானது. அண்டக் கோள்களுக்கும் [Planets] அவ்வகை நிபுளாக்களுக்கும் எவ்விதப் பண்பும், ஒற்றுமையும் கிடையாது! தொலைநோக்கியில் பார்க்கும் போது அண்டங்கள் போல் தோன்றலாம். அவ்வளவுதான். சாதாரணமான ஓர் அண்டக்கோள் நிபுளா ஓர் ஒளியாண்டு தூரத்துக்கும் குறைவான அகலத்தில்தான் உள்ளது!

Planetary Nebula -2

‘சூப்பர்நோவா மிச்சங்கள் ‘ [Supernova Remnants (M1)]:

பூத வடிவான விண்மீன் ஒன்று மரணம் அடையும் போது, பேரளவு ஒளிப்பிழம்புடன் பிரகாசித்துப் பரவிச் சிதறும்! அப்போது, அது ‘சூபர்நோவா ‘ என்று பெயர் பெறுகிறது! சில நாட்கள் சூபர்நோவா வெளியேற்றும் சக்தி, முழு காலக்ஸிக்கு இணையான பேரளவுச் சக்திபோல் தெரிகிறது! அம்மாதிரிப் பிரளய வெடிப்புக்குப் பிறகு, சூபர்நோவாவில் எஞ்சுவது, விண்மீனின் ஒரு பெரும் பகுதி! அம்மிச்சப் பகுதியின் அகலம் ஒரு சில ஒளியாண்டுகளே!

வானியல் மேதை ஜான் ஹெர்ச்செலின் மறைவு

ஜான் ஹெர்ச்செல் வெளியிட்ட ‘இயற்பியல் வேதாந்தத் தெளிவுரை ‘ [Discourse on Natural Philosophy] என்னும் நூலைப் படித்து, மைக்கேல் ·பாரடே [Michael Faraday (1791-1867)] அவரது ஞான வல்லமையைப் புகழ்ந்து கூறியது: ‘இயற்பியல் வேதாந்த நூலைப் படித்து இன்புற்ற பலருள் நானும் ஒருவன். அந்நூல் வேதாந்த மாணவருக்கு ஒரு பாடப் பதிப்பாக உதவத் தகுதி பெற்றது. அந்நூல் என்னைச் செம்மையான ஓர் ஆராய்ச்சியாளனாய் ஆக்கியது. என் ஒழுக்கப் பண்பை உயர்த்தியது. சொல்லப் போனால் என்னைச் சிறந்த சித்தாந்த வேதாந்தி யாக்கியது ‘.

ஜான் ஹெர்ச்செல் காலத்து விஞ்ஞானிகள் அனைவரிலும் அவர் முன்னணியில் நிற்கும் மேதையாகக் கருதப்படுபவர். 1871 ஆம் ஆண்டில் காலமான ஜான் ஹெர்ச்செல் வெஸ்ட்மின்ஸ்டர் ஆபேயில் அடக்கம் செய்யப்பட்டார். அவரது அடக்கவுரையில் பிரென்ச் கணித நிபுணர் ஷான் பயாட் [Jean Biot (1774-1862)] கூறியது: ‘கணித மேதை லாப்பிளாஸ் [Laplace] 1827 ஆண்டில் மரணம் அடைந்த பின், அவருக்குப் பிறகு இணையாக மதிக்கப் படுபவர், ஜான் ஹெர்ச்செல். பிரிட்டனில் ஸர் ஐஸக் நியூட்டன் மறைவுக்குப் பிறகு, ஜான் ஹெர்ச்செல்லின் மரணமே ஈடு செய்ய முடியாத ஓர் இழப்பாக நான் கருதுகிறேன்!’

Cat Eye Nebula

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

தகவல்:

1. Results of Astronomical Observations of John Herschel By: London, Smith, Elder Co.

2. Letters & Papers of Sir John Herschel from the Archives of the Royal Society [1990]

3. Types of Nebulae http://seds.lpl.arizona.edu/billa/twn/types.html

4. William Herschel ‘s Catalogue of Deep Sky Objects

5. Nebulae http://www.seds.org/messier/nebula.html

6. Nebulae http://www.enchantedlearning/subjects/astronomy/stars/nebulae.html

7. John Herschel By: J.J. O ‘Connor & E.F. Robertson

8. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40310231&format=html (ஜான் ஹெர்செல் கண்டுபிடித்த பால்மய வீதி, காலக்ஸிகள், நிபுளாக்கள்.

9. The Handy Space Answer Book (1998)

10.  https://en.wikipedia.org/wiki/Orion_Nebula

11. http://earthsky.org/clusters-nebulae-galaxies/andromeda-galaxy-closest-spiral-to-milky-way

12. https://en.wikipedia.org/wiki/Milky_Way  [My 21, 2016]

13. https://en.wikipedia.org/wiki/Nebula  [May 24, 2016]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) May 24, 2016  [R-1]

ஒளிமந்தைத் தோற்றம்

(கட்டுரை: 7)

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

+++++++++++

“நிலையான விண்மீன்கள் உமிழும் ஒளிக்கதிர்கள் சூரிய ஒளியை ஒத்த இயற்கைத் தன்மை கொண்டவையே.”

விஞ்ஞான மேதை ஸர் ஐஸக் நியூட்டன்

வானியல் தொலைநோக்குகள் எப்போதும் நியதிகளை ஈடுபடுத்துபவை.

பிரபஞ்சம் உப்பி விரியும் போது, காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன! அதை வேறு விதமாகக் கூறினால், காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு விலகிச் செல்வதால், பிரபஞ்சம் உப்பி விரிகிறது என்பது தெளிவாகிறது! அதாவது பிரபஞ்சம் நிலையாக முடங்கிக் கிடக்கும் ஒரு கூண்டு என்று கருதக் கூடாது! அது சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிக் கொண்டே போகும் ஒரு பெருங்கோளம் !

வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள்

Click to see large image

“மிக எளிய கருத்துக்கள் எல்லாம் சிக்கலான மனது கொண்ட சிந்தனையாளருக்கு எட்டுகின்றன.”

ஆர் தி கோர்மான்ட்

“மனித வாழ்க்கை என்னும் நாடகத்தில் நாமே நடிகராகவும், அதன் பார்வையாளராகவும் இரு தரப்பினராய்க் காட்சி அளிக்கிறோம். ”

விஞ்ஞான மேதை நீல்ஸ் போஹ்ர்

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)

Hubble’s Tuning Fork Model Of Galaxies

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 !

Big Bang Events

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.

1950 ஆண்டுகளில் கலி·போர்னியா மௌண்ட் வில்ஸன் வானேக்ககத்தில் பணிபுரிந்த முன்னோடிகளில் ஒருவரான, ஜெர்மென் வானியல் வல்லுநர் வில்ஹெம் வால்டர் பாடே (Wilhem Walter Baade) காலாக்ஸிகளில் உள்ள விண்மீன்களை ஆராய்ந்து, காலாக்ஸிகள் எப்படித் தோன்றின என்று அறிந்தார். நமது பால்மய வீதியைச் சுற்றியுள்ள ஒரு குழு விண்மீன்களில் ஹைடிரஜன், ஹீலியத்தை விடக் கனமான உலோகங்கள் இருப்பதைக் கண்டுபிடித்தார் ! 11 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் தோன்றியவை, அந்தப் பூர்வீக விண்மீன்கள் ! சூப்பர்நோவா வெடிப்பு அல்லது மற்ற விண்மீன் சிதைவு இயக்கங்களால் விண்வெளியில் வீசி எறியப்பட்ட உலோகங்கள், நமது காலாக்ஸியின் இளைய தலைமுறை விண்மீன்களில் விழுந்துள்ளன !

Albert Einstein & Edwin Hubble

பிரபஞ்சத்தில் பெரு வெடிப்பிற்குப் பின் விளைந்த புரட்சி!

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

Doppler Effect

எத்திக்கிலும் விரிவு! வெளியெங்கும் விரிவு! விரிவு! விரிவு! ஈர்ப்பியல் இருப்பினும் விரிவு, துரித விரிவு! ரப்பர் பலூன் உப்பும் போது, ஒரு புள்ளி அருகிய புள்ளியை முந்தாமல் ஒன்றாய் விரிவது போல், அகிலத்தின் [Universe] ஒவ்வொரு களமும் தளமும் விரிந்தது! ஒவ்வோர் அரங்கமும் [Region] ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகி அப்பால் சென்றது! அடுத்த கணத்தில் நிகழ்ந்தது, தணிப்பு [Cooling]! குளிர்ந்து வெப்பம் தணிந்து ஏராளமான துகள்கள் சுருங்கி இடவசதி அமைப்பு! விரியும் விண்வெளிச் சக்தியின் உக்கிரத்தைக் குறைத்து, அகிலத்தில் உஷ்ணமும் குன்றியது! முடிவில் ஒழுங்கீனத் தாண்டவங்களில் விளைந்த புதுத் துணுக்குகளின் பிறப்புகள் ஒய்ந்தன! அழிவு இயக்கமும் ஓய்ந்தது! ஆனால் விண்வெளியின் விரிவு நிற்காமல், தொடர்ந்து விரிந்து கொண்டே பேரொளி மட்டும் மங்குகிறது! மீதப்பட்டுத் தங்கிய பிண்டத் துணுக்குகள் குளிர்ந்து, உண்டைத் கட்டிகளாகத் திரண்டு வாயு மேகங்களாய் மிதந்தன! அப்போது பூத ஈர்ப்பியல் விசை [Giant Gravitational Force] எழுந்து மேகங்களை அழுத்திச் சுருக்கி விண்மீன்கள் தோன்றின! காலாக்ஸிகள் [Galaxies] தோன்றின! சூரிய மண்டலங்கள் தோன்றின! அண்ட கோளங்கள் தோன்றின!

Redshift & Blueshift

பூதத் தொலைநோக்கியில் பிரபஞ்சத்தை ஆய்ந்த 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.

ஒளிமந்தை பிறப்பு

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

Galaxy by Hubble Telescope

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

Galaxy – M81

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

Various Galaxy Images

ஹப்பிள் ஐன்ஸ்டைனுடன் சேர்ந்து பணியாற்றி, அவரது பொது ஒப்பியல் நியதிச் சமன்பாடுகளில் [Equations in General Theory of Relativity] சில மாற்றங்கள் செய்ய உதவினார்! 1929 இல் ஹப்பிளின் விதி [Hubble ‘s Law] வெளியானது: ‘காலக்ஸிகள் நம்மை விட்டு, தம்முள் ஒன்றை ஒன்று விட்டு விலகி அப்பால் இடைத் தூரங்களுக்கு ஏற்ப நேர் விகிதத்தில் மிகுந்திடும் வேகங்களில் செல்கின்றன’ என்பதே ஹப்பிள் விதி! 1929 இல் ஹப்பிள் மதிப்பிட்ட காலக்ஸிகளின் வேகம், வினாடிக்கு 45 மைல் [162,000 mph]! ஐன்ஸ்டைன் ஹப்பிள் கூறிய விரியும் பிரபஞ்சக் கருத்துக்களை ஒப்புக் கொண்டார்! 1931 இல் காலிஃபோர்னியா வில்ஸன் நோக்ககத்தில் ஐன்ஸ்டைன் மூன்று ஆண்டுகள் ஹப்பிளுடன் பணி செய்து, பிரபஞ்ச அண்டங்களை நேராகக் கண்டு, அவருடன் விவாதித்துத் தன் ஒப்பியல் சமன்பாடு களைத் திருத்தினார்!

ஒளிமந்தைகள் கொத்து

ஹப்பிள் கண்டு பிடித்த அகில வெளி மெய்ப்பாடுகள்

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

Twin Eye Galaxies

ஹப்பிள் மற்றும் சில காலாக்ஸிகளின் தூரங்களை அளந்து, அவை வெளிவிடும் தெளிவான ஒளியை ஆய்ந்து அவற்றின் தூரத்தைக் காட்டும் பொது அளவுக் கோலாக எடுத்துக் கொள்ளலாம் என்று குறிப்பிட்டார்! ஒரு காலாக்ஸி நம்மை விட்டு விலகிப் போகும் வேகத்தையோ, அல்லது அது நம்மை நோக்கி அருகி வரும் வேகத்தையோ, அது வீசும் ‘ஒளியின் டாப்பிளர் பெயர்ச்சி ‘ [Doppler Shift of Light] மூலம் அளப்பது மிக எளிது என்று கண்டார். ஒருவர் ரயில் தண்டவாளக் கடப்புப் [Railway Crossing] பாதையில் நின்று ரயில் ஊதும் விசிலைக் கேட்டால் டாப்பிளர் பெயர்ச்சியைப் புரிந்து கொள்ளலாம்! ரயில் கடப்பு வாயிலை நெருங்கும் போது, விசிலின் ஓசை மிகுந்து கொண்டே பெருகுகிறது! ரயில் கடப்பு வாயிலைத் தாண்டியவுடன் விசிலின் ஓசை குறைந்து கொண்டே தணிகிறது! இந்நிகழ்ச்சி தான் ‘டாப்பிளர் விளைவு ‘ [Doppler Effect] என்று கூறப் படுகிறது. ஒளிச் சக்தியும், ஒலிச்சக்தி போலவே நடந்து கொள்கிறது! தாண்டிச் செல்லும் ரயில் விசிலைப் போல, நம்மைக் கடந்து செல்லும் காலக்ஸியின் ஒளிநிறப் பட்டையை [Light Spectrum] நோக்கினால் செந்நிறம் மிகையாகிறது!

Barred Spiral Galaxy

நம்மை நெருங்கி வரும் காலக்ஸியின் ஒளிநிறப் பட்டையை நோக்கினால் எதிர் விளிம்பான நீல நிறம் மிகையாகிறது! மேற்கூறிய செந்நிறப் பெருக்கம் ‘செந்நிறப் பெயர்ச்சி ‘ [Redshift] என்று குறிப்பிடப் படுகிறது! ஹப்பிள் நுணுக்கமான ஒளிப்பட்டை வரைமானியைப் [Sensitive Spectrograph] பயன்படுத்தி, விலகிச் செல்லும் பல காலக்ஸி களின் ‘செந்நிறப் பெயர்ச்சிகளை ‘ 1929 ஆம் ஆண்டில் சேமித்து ஓர் வரைப்படத்தில் குறித்தார்.

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

Galaxy Clusters

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

(தொடரும்)

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

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2. Universe 6th Edition (2002) 3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1. Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2. Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3. National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4. The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5. Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6. BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

7. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html (பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய எட்வின் ஹப்பிள்)

8. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40310231&format=html (ஜான் ஹெர்ச்செல் கண்டுபிடித்த பால்மய வீதி காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்!

9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40211102&format=html (பிரபஞ்சப் பிறப்பை விளக்கிய ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow (1904-1968)]

10. Cosmic Collision Sheds Light on Mystery on Dark Matter [www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/05/dark_matter_hub.html (May 16, 2007)

11. “Beyond Einstein” Search for Dark Energy of the Universe

[www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/07/beyond-einstein.html (July 10, 2007)

12. Dark Matter & Dark Energy: Are they one & the Same ? Senior Science Writer [www.space.com/scienceastronomy/mystery_monday_040712.html (April 12, 2007)

13 Dark Energy By LSST Observatory – The New Sky (www.lsst.org/Science/darkenergy.shtml)

14. Stephen Hawking’s Universe By John Boslough (1985)

15. The Hyperspace By: Michio Kaku (1994)

16. Parallel Worlds By: Michio Kaku (2005)

17. The New York Public Library S (cience Desk Reference (1995)

18. Scientific American “The Cosmic Grip of Dark Energy” By Christopher Conselice (Feb 2007)

19. Astronomy “The Secret Lives of Black Holes” (Nov 2007)

20. The Handy Space Answer Book By Phillis Engelbert & Diane Dupuis (1998)

21. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40210223&format=html (பிரபஞ்ச விஞ்ஞான மேதை டாக்டர் ஸ்டீ·பென் ஹாக்கிங்)

22. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html [பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble] (1889-1953)]

23. http://www.space.com/25303-how-many-galaxies-are-in-the-universe.html  [April 1, 2014]

24. http://blogs.discovermagazine.com/crux/2012/10/10/how-many-galaxies-are-there-in-the-universe-the-redder-we-look-the-more-we-see/#.V0M4xvkrK70

25.  http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-are-galaxies/ [March 31, 2016]

26.  https://en.wikipedia.org/wiki/Galaxy  [May 17, 2016]

27. https://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe  [May 18, 2016]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) May 23, 2016 [R-1]

(Dark Energy)

(கட்டுரை: 5)

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

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

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

பிரபஞ்சக் குயவனின்

சக்கரக் களிமண் செங்கல்

கண்ணுக்குத் தெரியாத

கருமைப் பிண்டம் !

கண்ணுக்குப் புலப்படாத

கருமைச் சக்தி,

பிரபஞ்சக் சக்கரத்தின்

குதிரைச் சக்தி !

கவர்ச்சி விசைக்கு எதிரான

விலக்கு விசை கருஞ்சக்தி !

கைத்திறன் கண்டாலும்

கலைத்திறன் கண்டாலும், படைப்பில்

காரண, விளைவு காண்பது

இயற்கை நியதிகளின்

சீரமைப்பு !

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

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

கிரிஸ்டொஃபர் கன்ஸிலிஸ் (வானோக்காளர், நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக் கழகம்)

அகிலத்தின் மர்மப் புதிர்களை ஆராயப் புகுந்த விஞ்ஞானிகள்

பிரபஞ்சத்தின் மர்மங்களை ஆராயப் புகுந்த காலிலியோ, ஐஸக் நியூட்டன், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், ஜார்க் காமாவ், கார்ல் சேகன், சுப்ரமணியன் சந்திரசேகர், ஸ்டா·பென் ஹாக்கிங் ஆகிய விஞ்ஞான மேதைகளின் அணியில் நின்று, இப்போது இந்தியாவில் விஞ்ஞானப் பணி புரிந்து வருபவர், டாக்டர் ஜெயந்த் நர்லிகர்! உலகப் புகழ் பெற்ற நர்லிகர், வானோக்கியல், வானவியல் பெளதிகம், அகிலவியல் ஆகிய துறைகளுக்குத் [Astronomy, Astrophysics, Cosmology] பெருமளவு பங்கை அளித்துள்ளவர். பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் ஆதி வரலாற்றையும், பிற்பாட்டு விரிவையும் விளக்கும் பெரும்பான்மையோர் ஒப்புக் கொண்ட ‘பெரு வெடிப்பு அகிலவியல் நியதிக்குச் ‘ [Big Bang Cosmology Theory] சவால்விடும் முறையில், விஞ்ஞானிகள் வேறுபட்ட கோட்பாடுகளில் ஆராய்ச்சிகள் புரிந்திட வழி வகுத்தன,

ஜெயந்த் நர்லிகரின் விஞ்ஞான அடிப்படைப் பணிகள்!

ஜெயந்த் நர்லிகர் அகிலவியல் துறையில் ஆய்வுகள் புரியும் ஓர் ஆராய்ச்சி விஞ்ஞானி [Cosmology Researcher]. அகிலவியல் ஆய்வு பிரபஞ்சத்தின் பிரம்மாண்டமான அமைப்பைப் பற்றியது. பிரபஞ்சம் எத்துணை அளவு பெருத்த உடம்பை உடையது ? அது எத்தகைய உபரிப் பண்டங்களால் ஆக்கப்பட்டது ? ஒரு பெரும் பிரளயத்தில் இந்தப் பிரபஞ்சம் உண்டானதா ? அந்த முதல் நிகழ்ச்சிக்குப் பிறகு நேர்ந்த தொடர் விளைவுகள் யாவை ? அண்ட வெளியில் உயிர் ஜீவிகள் எவ்விதம், எங்கே தோன்றின ? பிரபஞ்சத்தின் இறுதி முடிவுதான் என்ன ? அகிலாண்டத்தின் மர்மமான, புதிரான, நூதனமான, விந்தையான இந்த வினாக்களுக்குப் பதில் தேடிய முற்கால விஞ்ஞானிகள், தேடிக் கொண்டிருக்கும் நூற்றுக் கணக்கான தற்கால விஞ்ஞானிகளின் வரிசையில் வருபவர், ஜெயந்த் நர்லிகர்!

நர்லிகர் தன் குருவான பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஃபிரெட் ஹாயிலுடன் [Fred Hoyle (1915-2001)] இணைந்து ஆக்கி முடித்த ‘நெறிக்குட்படும் ஈர்ப்பு நியதியை ‘ [Conformal Theory of Gravity], ஹாயில்-நர்லிகர் ஈர்ப்பியல் நியதியாக [Hoyle-Narlikar Theory of Gravitation] தற்போது விஞ்ஞானச் சகபாடிகள் ஏற்றுக் கொள்கிறார்கள். குவஸார்ஸ் [போலி விண்மீன் கதிரலை எழுப்பிகள்], மிகுசக்தி வானியல் பெளதிகம், குவாண்டம் அகிலவியல், தூர மின்னாட்டம் [Quasars, High Energy Astrophysics, Quantum Cosmology, Distance Electrodynamics] ஆகிய விஞ்ஞானத் துறைகளுக்கு ஜெயந்த் நர்லிகர் பெருமளவில் தன் படைப்புகளை அளித்துள்ளார்.

பிரிட்டிஷ் மேதை ஃபிரெட் ஹாயிலுடன் நர்லிகர் செய்த ஆராய்ச்சிகள்

பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தை விளக்கிய பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி டாக்டர் ·பிரெட் ஹாயில்தான் [Dr. Fred Hoyle (1915-2001)] ‘பொதுநிலை அமைப்புப் பிரபஞ்ச பெரு வெடிப்பு நியதி ‘[Standard Theory of the Origin of Universe (The Big Bang Theory)] என்னும் பதங்களை முதலில் பறைசாற்றியவர்! ஆனால் அந்த நியதியை ஏற்றுக் கொள்ளாது ஹாயில் புறக்கணித்தவர்! அதற்கு மாறாக ஃபிரெட் ஹாயில் தனது ‘நிரந்தரநிலை அமைப்புப் பிரபஞ்சத்தை’ [Steady State Theory of the Universe] பிரகடனம் செய்தார் ! ஆனால் தற்போது ஹாயிலின் கோட்பாடை நம்புவோர் எண்ணிக்கை சிறிது சிறிதாய்க் குறிந்து கொண்டே வருகிறது!

ஹப்பிள் விண்ணோக்கி கண்ட சூப்பர்நோவா

ஹாயில் நர்லிகர் இருவரும் பறைசாற்றிய ‘நிரந்தரநிலை நியதி ‘ ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ஆக்கிய ‘பொது ஒப்புமை நியதியின் ‘ [General Theory of Relativity] அரங்கிற்குள் அடங்கிப் பிண்டம் தொடர்ந்து உருவாகும் [Continuous Creation of Matter] ஒரு நடப்பானக் கோட்பாடை முதன்முதலில் கூறியது. ஜெயந்த் நர்லிகரும் ·பிரெட் ஹாயிலும் படைத்த ‘பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் நிரந்தரநிலை நியதியை ‘ [Steady State Theory of the Universe], நம்பி வருபவர் எண்ணிக்கை மிகவும் குறைந்து விட்டது ! காரணம் பெரு வெடிப்பு நியதியை நம்பி வானாராய்ச்சி செய்து வருபவர்கள், புதிதாகக் கண்டுபிடித்த கருமைப் பிண்டம், கருமைச் சக்தி ஆகிய கோட்பாடுகள் பெரு வெடிப்பு நியதியின் நிழலாகப் பின் தொடர்கின்றன.

பிரபஞ்சக் கூண்டுக்குள்ளே இருக்கும் மர்மப் பொருட்கள் என்ன ?

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

சுமாராகச் சொல்லப் போனால் பிரபஞ்சத்தில் 75% கருமைச் சக்தி (Dark Energy), 21% கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) 4% தான் சூரிய மண்டலம் போன்ற ஒளிமய மந்தைகள் (Normal Matter). விபரமாகச் சொன்னால் கருமைச் சக்தி 65%, கருமைப் பிண்டம் 30%, விண்மீன்கள் 0.5% [Stars], உலவும் ஹைடிரஜன், ஹீலியம் சேர்ந்து 4% [Free Hydrogen & Helium], கன மூலகங்கள் 0.03% [Heavy Elements], மாய நியூடிரினோக்கள் 0.3% [Ghostly Neutrinos]. இவற்றில் நமக்குப் புரியாமல் புதிராகப் இருக்கும் கருமைப் பிண்டம் என்பது என்ன ? ஒளிச்சக்தி, ஒலிச்சக்தி, மின்சக்தி, காந்த சக்தி, அணுசக்தி, ஈர்ப்புச் சக்தி போலத் தெரியும் பிரபஞ்சத்தின் புதிரான கருமைச் சக்தி என்பது என்ன ?

கருமைப் பிண்டம் புரிவதென்ன ? கருமைச் சக்தி புரிவதென்ன ?

சூரியனைப் போன்று கோடான கோடி விண்மீன்களைக் கொண்ட நமது பால்மய வீதியின் விண்மீன் எதுவும் அந்த காலாக்ஸியை விட்டு வெளியே ஓடி விடாதபடி ஏதோ ஒன்று கட்டுப்படுத்தி வருகிறது. அதாவது அத்தனை விண்மீன்களின் அசுரத்தனமான ஈர்ப்பு ஆற்றல்களை அடக்கிக் கட்டுப்படுத்த ஏதோ பேரளவு ஆற்றல் உள்ள ஒன்று அல்லது பல பிண்டம் (Matter) அல்லது பிண்டங்கள் இருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகள் ஊகித்தனர். நமது பால்மய காலாக்ஸியில் அவை எங்கே மறைந்துள்ளன என்று ஆழ்ந்து சிந்தித்த போதுதான் காலாஸியில் கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருமைப் பிண்டத்தின் இருப்பு (The Existance of Dark Matter) பற்றி அறிய முடிந்தது.

1930 இல் டச் வானியல் மேதை ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) சூரியனுக் கருகில் 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. கனமான அந்த பொருட்களே விண்மீன்கள் தப்பி ஓடாதபடி, காலாக்ஸின் மையத்தை நோக்கிக் கவர்ச்சி விசையால் இழுத்து வைக்கின்றன என்று திட்டமாகக் கண்டறிந்தார்.

1998 ஆண்டுக்கு முன்னால் “கருமைச் சக்தி” என்னும் ஓர் விஞ்ஞானக் கருத்தை யாரும் கேள்விப்பட்ட தில்லை ! கருமைச் சக்தி அண்டங்களின் ஈர்ப்பு விசையைப் (Gravity) போல ஒருவித விலக்கு விசையே (Anti-Gravity) ! அது முக்கியமாகக் காலாக்ஸிகளின் நகர்ச்சியைக் கட்டுப் படுத்துகிறது. அத்துடன் காலாக்ஸிகளின் வடிவங்களைச் சிற்பி போல் செதுக்கி, அவை ஒன்றையொன்று மோதிக் கொள்ளாதவாது அவற்றுள் இடைவெளிகளை ஏற்படுத்தியும் வருகிறது என்று கூறுகிறார், பிரிட்டன் நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக் கழகத்தின் பேருரையாளரும், வானோக்காளரும் ஆகிய கிரிஸ்டொஃபர் கன்ஸிலிஸ் (Christopher Conselice)

Computer Model of Dark Energy In Supernova

கருமைப் பிண்டமும், கருமைச் சக்தியும் (Dark Matter & Dark Energy) பிரபஞ்சப் படைப்பின் கண்ணுக்குத் தெரியாத மர்மக் கருவிகள். கண்ணுக்குத் தெரியாத படைப்பு மூலத்தின் பிரபஞ்ச இயக்கக் கருவிகள் அவை இரண்டும் ! 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.

கருமைச் சக்தி பிரபஞ்சத்தில் என்ன செய்கிறது ? பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில் சிதறிச் சென்று உண்டான காலாக்ஸிகள் நியூட்டனின் நியதிப்படி நகரும் தீவுகளாய் மிதந்து செல்கின்றன ! ஆற்றல் மிக்க மிகப் பெரும் தொலைநோக்கிகள் மூலமாக நோக்கும் போது, பிரபஞ்ச விளிம்புகளில் நகரும் தொலைத்தூர காலாக்ஸியின் வேகம் மிகுந்து விரைவாகுவதை (Acceleration of Galaxies) விஞ்ஞானிகள் கண்டனர் ! நியூட்டனின் அடுத்தொரு நியதிப்படி தனிப்பட்ட தொரு விசையின்றி காலாக்ஸிகளின் வேகம் மிகுதியாக முடியாது. அந்த காரண-காரிய யூகத்தில்தான் காலாக்ஸிகளைத் தள்ளும் கருமைச் சக்தியின் இருப்பை விஞ்ஞானிகள் உறுதியாகச் சிந்தித்துக் கூறினர் !

ஒளிமந்தைக் கொத்துகள்

பிரபஞ்சத்தின் கண்ணுக்குத் தெரியாத மர்மக் கருவிகள்

பிரபஞ்சத்தின் மர்ம விதிகள், புதிரான நியதிகள் பல இன்னும் நிரூபிக்கப் படாமல்தான் இருக்கின்றன. பிரபஞ்சத்தின் விரிவு அல்லது சுருக்கத்தைத் தீர்மானிக்க கருமைப் பிண்டத்தின் இருப்பைத் தெளிவு படுத்தும் பிரச்சனை ! கருமைப் பிண்டம் “காணாத திணிவு” (Missing Mass) என்றும் அழைக்கப் படுகிறது. பிரபஞ்சப் பொருட்களின் 90% திணிவாக கருமைப் பிண்டம் கருதப் படுகிறது. அவை பெரும்பாலும் செத்த விண்மீன்கள், கருங்குழிகள், புலப்படாத துகள்கள் (Dead Stars, Black Holes & Unknown Exotic Particles). கண்ணுக்குத் தெரியும் பொருட்களின் மீது படும் அசுரக் கவர்ச்சி விசையை அறியும் போது, விஞ்ஞானிகள் கண்ணுக்குத் தெரிவதை விட, மிகையாகத் தெரியாத பொருட்கள் இருப்பதை நம்புகிறார்கள். அது மெய்யானால் பிரபஞ்ச விரிவைத் தடுத்து மீட்கக் கூடிய பேரளவுத் திணிவு உள்ளதென்றும், அது முடிவாகத் திரண்டு பிரளயத் சிதைவடைந்து (Eventual Collapse) “மூடிய பிரபஞ்ச நியதியை” (Closed Universe Theory) உறுதியாக்கச் செய்கிறது.

சூப்பர்நோவா முடிச்சுகள்

1998 இல் விஞ்ஞானிகள் பிரபஞ்சத்தில் சுமார் 75% மேவி அகிலத்தைக் கையிக்குள் இறுக்கிப் பித்து நம்மைச் சுற்றியுள்ள கருமைச் சக்தியைப் பற்றிக் கண்டுபிடித்தார்கள் ! அதன் இருப்பைத் தெரியாது நாம் குருடராய் இருந்திருக்கிறோம்.  பிரபஞ்சக் கூண்டைப் பெருமளவில் ஆக்கிரமித்துள்ளதைத் தவிர, இந்தக் கருமைச் சக்தியின் நிலைப்புத் தன்மை நீடித்தால், தற்போதைய பௌதிகக் கோட்பாடுகள் விருத்தி செய்யப்பட வேண்டும்.

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. மிக்க 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.

விரைவாய் விரியும் பிரபஞ்சம்

(தொடரும்)

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

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2. Universe 6th Edition (2002) 3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1. Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2. Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3. National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4. The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5. Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6. BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

7. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html (பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய எட்வின் ஹப்பிள்)

8. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40310231&format=html (ஜான் ஹெர்ச்செல் கண்டுபிடித்த பால்மய வீதி காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்!

9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40211102&format=html (பிரபஞ்சப் பிறப்பை விளக்கிய ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow (1904-1968)]

10. Cosmic Collision Sheds Light on Mystery on Dark Matter [www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/05/dark_matter_hub.html (May 16, 2007)

11. “Beyond Einstein” Search for Dark Energy of the Universe

[www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/07/beyond-einstein.html (July 10, 2007)

12. Dark Matter & Dark Energy: Are they one & the Same ? Senior Science Writer [www.space.com/scienceastronomy/mystery_monday_040712.html (April 12, 2007)

13 Dark Energy By LSST Observatory – The New Sky (www.lsst.org/Science/darkenergy.shtml)

14. Stephen Hawking’s Universe By John Boslough (1985)

15. The Hyperspace By: Michio Kaku (1994)

16. The New York Public Library Science Desk Reference (1995)

16. Scientific American “The Cosmic Grip of Dark Energy” By Christopher Conselice (Feb 2007)

17. http://hubblesite.org/hubble_discoveries/dark_energy/

18. http://hubblesite.org/hubble_discoveries/dark_energy/de-what_is_dark_energy.php

19. http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy/

20.  https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_energy  [May 12, 2016]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) May 14, 2016  [R-1]

(கட்டுரை: 3)

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

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

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)

பெருவெடிப்புத் தோற்றம்

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பை விளக்கிய ரஷிய விஞ்ஞானி

பிரபஞ்சத்தின் பிறப்புக் கோட்பாடுகளில் ஒன்றான ‘பெரு வெடிப்பு நியதியை ‘ [Big Bang Theory] உறுதியாக நம்பி அதை விருத்தி செய்த முன்னோடிகளான, ரஷ்ய விஞ்ஞானி அலெக்ஸாண்டர் பிரைடுமான் [Alexander Friedmann], அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble], பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி பிரெட் ஹாயில் [Fred Hoyle] ஆகியோருள் முக்கியமானவர் ரஷ்ய விஞ்ஞானி, ஜார்ஜ் காமாவ்.

பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றத்தைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டு மானால் அதன் மூலமான நுண்ணிய பரமாணுக்களையும், விரிந்து குமிழி போல் உப்பும் அதன் பிரமாண்ட வடிவத்தையும் பற்றிய எல்லாக் கருத்துக்களைத் தனித்தனியாக அறிய வேண்டும்! பிரபஞ்சத்தின் முதல் தோற்றம் ஒரு மாபெரும் வெடிப்பில் [Big Bang Theory] உண்டானது என்பதற்கு முதன் முதல் நிரூபணத்தைக் காட்டியவர் ஜார்க் காமாவ்! அதாவது பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஓர் பேரளவு வெடிப்பு நிகழ்ச்சியில் [Colossal Explosion] பிரபஞ்சம் தோன்றி விரிவடைந்து வந்துள்ளது என்ற ஒரு கருத்தை ஆதரித்து, அதற்கு விளக்கம் அளித்து மெய்ப்பித்தவர்களில் முதல்வர், ஜார்ஜ் காமாவ்! பெரு வெடிப்புக்குப் பின்பு பிரபஞ்சம், பின்புல நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சை [Background Microwave Radiation] உண்டாக்கி யிருக்க வேண்டும் என்று உறுதியாகக் கூறி, அதையும் நிரூபித்தும் காட்டினார்!

பெருவெடிப்பு வளர்ச்சி

1936 ஆம் ஆண்டுக்குப் பிறகு ஜார்ஜ் காமாவின் மிக்க விஞ்ஞானச் சாதனைகள் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றியும், விண்மீன்களின் பிறப்பு, வளர்ச்சியைப் பற்றியும் சார்ந்திருந்தன. 1939 இல் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் மாதிரிக் [Model of the Expanding Universe] கோட்பாட்டை ஆதரித்து அதை அபிவிருத்தி செய்தார். அத்துடன் நெபுளாக்களின் பிறப்பு [Origin of Nebulae], ராட்சதச் செம்மீன்கள் [Red Giant Stars] சக்தியை உற்பத்தி செய்யும் முறைகள் ஆகியவற்றை ஆராய்ந்தார். விண்மீன்கள் வெடிக்கும் போது, அவற்றிலிருந்து நியூட்ரினோ துகள்கள் [Neutrino Particles] வெளியேறுவதை 1940 இல் ஆய்வு செய்து, தான் ஆக்கிய பூதநோவாவின் நியூட்ரினோ நியதியை [Neutrino Theory of Supernova] வெளியீடு செய்தார்.

ஜார்ஜ் காமாவின் விஞ்ஞானச் சாதனைகள்

1948 இல் விஞ்ஞானி ரால்·ப் ஆல்·பருடன் [Ralph Alpher] காமாவும் சேர்ந்து, யூகிப்பட்ட பெரு வெடிப்புக்கு [Postulated Big Bang] நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு, பிரபஞ்சத்தின் நிலைமை என்ன என்று ஆராய்ந்ததில் எஞ்சிய நுண்ணலை வெப்பவீச்சு [Residual Microwave Radiation] இருப்பதைக் கண்டார்கள்! அவர்களது அவ்வரிய கண்டுபிடிப்பு மெய்யானது என்று 1965 இல் பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானிகள், தாமும் கண்டு உறுதிப்படுத்தினர்!

எட்வின் ஹப்பிள் விண்ணோக்கி

விண்வெளியை வில்லாய் வளைக்க முடியுமா ? பிரபஞ்சத்தின் முடிவுக்கும் ஒழுங்கீனக் கோட்பாடு எனப்படும் ‘என்ட்ராப்பி நியதிக்கும் ‘ [Theory of Entropy] என்ன தொடர்பு ? அண்ட வெளியில் ஊடுறுவிச் செல்லும் ராக்கெட் ஏன் சுருங்குகிறது ? விண்மீன்கள் வெடிப்பதற்கு ஆதி அடிப்படையும், அவற்றுக்குக் காரணங்கள் என்னவென்று நாம் அறிந்து கொண்டதின் விளைவென்ன ? சந்ததியின் மூலவிகள் [Genes] புரியும் விந்தைப் புதிர்களைப் பற்றி நவீன விஞ்ஞானம் கண்டு பிடித்தவை என்ன ? உலகத்தைப் பற்றி நாம் அறிந்ததை, ‘இலக்கங்களின் விதிப் பிரச்சனைகள் ‘ [Problems in Laws of Numbers] எவ்விதத்தில் பாதிக்கின்றன ? இத்தனை வினாக்களையும் தான் எழுதிய ‘ஒன்று, இரண்டு, மூன்று.. முடிவின்மை ‘ [One, Two, Three…Infinity] என்னும் நூலில் எழுப்பியவர், ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow]! ரஷ்யாவிலே பிறந்து அமெரிக்கக் குடியினராகிய ஜார்ஜ் காமாவ் அணுக்கரு பெளதிகம் [Nuclear Physics], பிரபஞ்சவியல் [Cosmology] பெளதிகம், மூலக்கூறு உயிரியல் ரசாயனம் [Molecular Biochemistry] ஆகிய முப்பெரும் பெரு வெடிப்பு நியதியின்படி, பிரபஞ்சம் முதற் சில இம்மி வினாடிகளில் [microseconds] அதி விரைவாக விரிந்து விட்டது! ஒரே ஓர் உச்சவிசை [Force] மட்டும் முதலில் இருந்து, பிரபஞ்சம் விரிந்து போய்க் குளிர்ந்ததும் அந்த ஒற்றை விசையே, பின்னால் நாமறிந்த ஈர்ப்பியல் விசை [Gravitational Fprce], மின் காந்த விசை [Electromagnetic Force], அணுக்கரு வலுத்த விசை [Strong Nuclear Force], அணுக்கரு நலிந்த விசை [Weak Nuclear Force] ஆகிய நான்கு பிரிவுகளாய் மாறியது!

ஹப்பிள் வெகுதூரக் காட்சி

சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிடும் பிரபஞ்சம்

விஞ்ஞானிகள் ஒளித்துகள் யந்திரவியலையும் [Quantum Mechanics], ஈர்ப்பியலையும் ஒருங்கே பிணைக்கும் ஒரு பொது நியதியைத் தேடி வருகிறார்கள்! இதுவரை யாரும் அதைக் கண்டு பிடிக்க முடிய வில்லை! புதிதான ‘இழை நியதி ‘ [String Theory]. அவ்விரண்டையும் பிணைக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள். ஈர்ப்பியல் விசையை மற்ற மூன்று வித விசைகளுடன் பிணைத்துக் கொள்ள ‘இழை நியதி ‘ முயல்கிறது! ஆனால் பெளதிக விஞ்ஞானிகள் இப்போது இந்த நான்கு வித விசைகளையும் ஒருங்கே பிணைத்து விளக்கும் ‘மகா ஐக்கிய நியதி ‘ [Grand Unified Theory, GUT] ஒன்றைத் துருவிக் கண்டு பிடிக்க முற்பட்டு வருகிறார்கள்!

சோப்புக் குமிழிபோல் உப்பிடும் [Inflationary Model] பிரபஞ்சம், அந்நிலை முடிந்ததும் மெதுவாகவே விரிகிறது! கோளமாய் விரியும் பிரபஞ்சத்தின் விளிம்பு திறந்த வெளிக்கும், மூடிய வெளிக்கும் இடையே அமைகிறது! பிரபஞ்சம் திறந்த வெளியாக இருந்தால், எப்போதும் அது விரிந்து, விரிந்து, விரிந்து போய்க் கொண்டே யிருக்கும்! மூடிய விளிம்பாகப் பிரபஞ்சம் இருந்தால், அதன் விரிவு நிலை ஒரு காலத்தில் நின்று விடும்! பிறகு அது சுருங்க ஆரம்பித்து, திணிவு அடர்த்தி மிகுந்து, இறுதியில் வெடித்துச் சிதறிவிடும்! பிரபஞ்சம் மூடிய கோளமா அல்லது திறந்த வெளியா என்பது அதன் திணிவு [Density], அன்றி பளு அடர்த்தியைச் [Concentration of Mass] சார்ந்தது! பிரபஞ்சம் அடர்த்தி மிகுந்த பளுவைக் கொண்டிருந்தால், அதனை மூடிய கோளம் என்று கூறலாம்!

உப்பி விரியும் பிரபஞ்சம்

பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு எந்த நிலை இருந்தது என்று, ஸ்டா·பன் ஹாக்கிங் [Stephen Hawking] போன்ற விஞ்ஞான மேதைகள் கேள்வி எழுப்பி யிருக்கிறார்கள்! பெரு வெடிப்பு நியதியில் பிரபஞ்சத்தின் முற்கால நிலை பற்றி எந்த விளக்கமும் இல்லை! காலக் கடிகாரமே பெரு வெடிப்பிற்கு பின்பு ஓட ஆரம்பித்திருக்கலாம்! ஆகவே பெரு வெடிப்புக்கு முன்பு என்ன இருந்திருக்கும் என்று எழும் கேள்விகளுக்கு ஒருகாலத்தில் பதில் கிடைக்கலாம் !

பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தும் நிகழ்ச்சிகள்

பிரபஞ்சம் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு விரிந்து கொண்டே குளிர்ந்து போகிறது. பெரு வெடிப்பிற்கு ஓரு வினாடி கழித்துப் புரோட்டான்கள் உண்டாயின. முதல் மூன்று நிமிடங்களில் புரோட்டான், நியூட்ரான்களும் பிணைந்து, ஹைடிரஜனுடைய ஏகமூலமான [Isotope] டியூடிரியம் [Deuterium], அடுத்து எளிய மூலகங்களான ஹீலியம், லிதியம், பெரிலியம், போரான் [Helium, Lithium, Beryllium, Boron] ஆகியவை உண்டாயின! விண்வெளியில் மித மிஞ்சிய அளவு ஹீலியம் இருப்பது, பெரு வெடிப்பு நியதியை மெய்ப்படுத்தி உறுதிப் படுத்துகிறது. டியூடிரியம் பிரபஞ்சத்தில் பேரளவில் பரவி யிருப்பது, அகிலத்தின் அண்டத் திணிவைக் [Density of Matter] கணிக்க அனுகூலமாய் இருக்கிறது!

பிரபஞ்சப் பின்புலக் காட்சி

பெரு வெடிப்பு ஏற்பட்டு ஒரு மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சத்தின் உஷ்ணம் 3000 டிகிரி C அளவுக்குக் குறைந்தது! அப்போது புரோட்டான்களும் எலக்டிரான்களும் சேர்ந்து ¨†டிரஜன் அணுக்கள் உண்டாயின. ஹைடிரஜன் அணுக்கள் ஒளியின் குறிப்பிட்ட சில அலை நீளங்கள், நிறங்கள் ஆகியவற்றை எழுப்பவோ அன்றி விழுங்கவோ செய்யும்! அவ்வாறு உண்டான அணுக்கள், தனித்த எலக்டிரான்ளுக்கு இடையூறு செய்யும், ஒளியின் மற்ற அலை நீளங்களை வெகு தூரத்திற்கு அப்பால் தள்ளி விடுகின்றன. இந்த மாறுதல் வெப்பவீச்சை விடுவித்து இன்று நாம் காணும்படிச் செய்கிறது! பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு குளிர்ந்த அந்த ‘அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு ‘ [Cosmic Background Radiation] சுமார் 3 டிகிரி Kelvin [3 K (-273 C/-454 F)]. 1964 இல் முதன் முதல் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தேடிக் கண்டு பிடித்த அமெரிக்க வானியல் மேதைகள் இருவர்: ஆர்னோ பென்ஸையாஸ், ராபர்ட் வில்ஸன் [Arno Penzias & Robert Wilson].

நான்கு வித அகில விசைகள்

பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு பின்புல வெப்ப வீச்சு

1989-1993 ஆண்டுகளில் தேசிய வானியல் விண்வெளி ஆணையகம், நாசா [NASA, National Aeronautics & Space Administration] ‘அகிலப் பின்புல உளவி ‘ [Cosmic Background Explorer, COBE] என்னும் விண்வெளிச் சிமிழை [Spacecraft] ஏவி, அண்ட வெளியில் அகிலப் பின்புல வெப்பவீச்சைத் தளப்பதிவு [Mapping] செய்தது. அந்த தளப்பதிவு ‘பெரு வெடிப்பு நியதி ‘ முன்னறிவித்தபடி மிகத் துள்ளியமாக பின்புல வெப்ப வீச்சு அடர்த்தியை [Intensity of the Background Radiation] உறுதிப் படுத்தியது! அத்துடன் அகிலவியல் பின்புல வெப்பவீச்சு சீராக நிலவாது [Not Uniform], சிறிது மாறுபட்டுக் காணப் பட்டது! அந்த மாறுதல்கள் பிரபஞ்சத்தில் காலக்ஸிகள் [Galaxies], மற்ற அமைப்பாடுகளின் வளர்ச்சிக்கு அடிப்படையாய்க் கருதப் படுகின்றன!

பின்புல வெப்பவீச்சு பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பிற்குப் பிறகு எஞ்சிய நீண்ட கால விளைவு! ஜெர்மன் விஞ்ஞானி மாக்ஸ் பிளான்க் [Max Planck (1858-1947)] கருங்கோளக் கதிர்வீச்சை [Black Body Radiation] ஆராய்ந்து எழுதிய, ‘பிளான்க் கதிர்வீச்சுக் கணிப்பாடு [Planck ‘s Radiation Formula] மூலம் உட்சிவப்பு, நுண்ணலை, வானலை [Infrared, Microwave, Radio Waves] ஆகியவற்றின் அலை நீளங்களைத் தனியே கணக்கிட்டு விடலாம்! அவற்றின் கூட்டமைப்பே பின்புலக் கதிர்வீச்சுகளின் அடர்த்தியாகக் [Intensity of Background Radiation] காணப் படுகிறது. ‘ஓர் குறித்த உஷ்ண நிலையில் கதிர்வீச்சு அடர்த்திக்கும், அதன் அலை நீளத்திற்கும் உள்ள ஓர் ஒப்பான உறவை ‘ மாக்ஸ் பிளான்க் வளைகோடு முன்னறிவிக்கிறது. பெரு வெடிப்பின் பின் தங்கிய பின்புலக் கதிர்வீச்சு 3 டிகிரி K [-270 C/-450 F] உஷ்ண நிலையில், மாக்ஸ் பிளான்க் முன்னறிவித்த வளைகோட்டை வியக்கத் தக்கவாறு ஒத்துள்ளது! ஏறக்குறைய பின்புலக் கதிர்வீச்சு பிரபஞ்சத்தில் எத்திசையிலும் ‘சம வெப்பநிலை ‘ [Isotropic State] கொண்டுள்ளதாக அறியப் படுகிறது.

ஹப்பிள் தொலைநோக்கு ஆழ்நீட்சி

ஆழ்வெளியில் ஒளிவீசும் பால்மய காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்

ஆதியின் முதல் பிரளயமாய்த் தோன்றிய பெரு வெடிப்பின் [Big Bang] விளைவாய் 10 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் பிறந்தவையாக காலக்ஸிகள் கருதப் படுகின்றன! பிரபஞ்ச வெளியில் விண்மீன் மந்தைகள் கொண்ட காலக்ஸிகள் சீரான அமைப்புத் தீவுகளாய் உண்டாக வில்லை! அகிலத்தின் ஆக்கிரமிப்பு விசையான ஈர்ப்பியல் [Gravitation] பண்பு இழுத்து இணைத்துக் கொண்ட தீவுக் கூட்டங்களாய் அவை தென்படுகின்றன! ஒரு பில்லியன் ஒளிமயத் தீவுகள் அல்லது விண்மீன் பூத மந்தைகள் [Giant Clusters of Stars] பிரபஞ்சத்தில் உள்ளதாக ஊகிக்கப் படுகிறது. அந்த ஒளிமயத் தீவுகளே காலக்ஸிகள் [Galaxies] என்று விஞ்ஞானிகளால் அழைக்கப்படுபவை.

ஒவ்வொரு காலக்ஸியிலும் 100 பில்லியன் விண்மீன்கள் கூடி யுள்ளன என்று கணிக்கப் பட்டுள்ளது! அத்தகைய ஒரு சுய ஒளிமீனே நமக்குச் சுடர்தரும் பரிதி! நமது சூரிய மண்டலம் நகரும் காலக்ஸியைக் கொண்ட பால்மய வெளியில் [Milky Way] ஏராளமான மற்ற காலக்ஸிகளும் இருக்கின்றன! காலக்ஸிகளின் இடைவெளிகள் நினைத்துப் பார்க்க முடியாத தொலைவு தூரம்! நமது பால்மய வீதிக்கு நெருங்கிய காலக்ஸி 1.9 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது! [Light Years -Distance light covers in a year at the rate of 18600 miles/sec]. காலக்ஸித் தீவுகள் நீள்வட்ட உருவத்திலோ அல்லது சுருள் வடிவத்திலோதான் [Elliptical or Spiral Shape] தோன்றும்! ஒருவித ஒழுங்கு வடிவமும் இல்லாத காலக்ஸிகள், பிரபஞ்சத்தில் மிக மிகக் குறைவு.

பல்வேறு ஒளிமந்தைத் தோற்றம்

பிரபஞ்ச விரிவு பற்றி மாறான ஐன்ஸ்டைன் கருத்து.

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

Click to view large image

(தொடரும்)

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

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2. Universe 6th Edition (2002) 3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1. Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2. Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3. National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4. The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5. Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6. BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

7. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html (பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய எட்வின் ஹப்பிள்)

8. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40310231&format=html (ஜான் ஹெர்ச்செல் கண்டுபிடித்த பால்மய வீதி காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்!

9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40211102&format=html (பிரபஞ்சப் பிறப்பை விளக்கிய ஜார்ஜ் காமாவ் (George Gamow1904-1968)

10. https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang  [May 9, 2016]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) May 10, 2016  [R-1]

[Click to view larger image]

(கட்டுரை: 2)

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

++++++++++

++++++++++

பிரபஞ்சம் சோப்புக் குமிழிபோல்

விரிகிறது யார் ஊதி ?

பரிதி மண்டலக் கோள்களை

கவர்ச்சி விசை

ஈர்க்கிறது யார் ஓதி ?

சுருள் சுருளாய்

ஆக்டபஸ் கரங்களில்

ஒட்டிக் கொண்ட

ஒளிமயத் தீவுகள் நகர்பவை

கால வெளியினிலே !

ஓயாத

பாய்மரப் படகுகளின்

உந்து சக்தியை

அலைகள் எதிர்க்க மாட்டா !

விலக்கு விசை விரிவுப் பயணத்தில்

ஒளிமய மந்தைகள்

சுழலும் சோப்புக் குமிழி !

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

“பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றம் அது கொண்டுள்ள சக்தி மயமான அண்டப் பிண்டங்களின் கூட்டுத் தொகையை விடப் பெரியது !”

********

பிரபஞ்ச மெய்ப்பாடுகளைத் தேடிச் செல்லும் நமது விஞ்ஞான விதிகள் எல்லாம் குழந்தைதனமாய் முதிர்ச்சி பெறாத நிலையில் உள்ளன ! ஆயினும் அவைதான் நமது ஒப்பற்ற களஞ்சியமாக உதவிடக் கைவசம் இருக்கின்றன !

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

கிறித்துவத் தேவாலயம் விஞ்ஞானிகளைச் சமயப் பகைவர்கள் என்ற தரத்தில் எடை போட்டிருக்கிறது ! ஆனால் பிரபஞ்ச ஒழுங்கமைப்பை உறுதியாக நம்பும் அவர்கள்தான் உண்மையான மதச்சார்பு மனிதர்கள் !

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

இதுவரை வானியல் விஞ்ஞானிகள் காணாத பூர்வீக ஒளிமய மந்தையை (Galaxy), விண்வெளியில் ஊர்ந்து செல்லும் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி நெடுந்தூரத்தில் படமெடுத்து அனுப்பியுள்ளது.

டாக்டர் டேவிட் ஒயிட்ஹௌஸ் பி.பி.ஸி விஞ்ஞான பதிப்பாசிரியர் (ஜனவரி 16, 2004)

விரியும் பிரபஞ்சம் [The Expanding Universe]

ஹப்பிள் தொலைநோக்கி கண்ட பூர்வீக அகிலக் காலாக்ஸி

2003 செப்டம்பர் முதல் நான்கு மாதங்கள் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி தொடர்ந்து கூர்மையாய்ப் பார்த்து 2004 ஜனவரி 16 ஆம் தேதி பிரபஞ்ச விளிம்பிலே ஓரிடத்தில் படம் பிடித்து அனுப்பிய காலாக்ஸியின் பிம்பம் மகத்தானது ! அது பிரபஞ்சத் தேடல் வரலாற்றில் ஒரு மைல் கல்லாகிப் பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணத்தை ஓரளவு துல்லியமாய்க் கணக்கிட ஓரரிய வாய்ப்பளித்தது ! 2003 செப்டம்பர் முதலே ஹப்பிள் விண்ணோக்கி விண்வெளியில் அக்குறியை நோக்கிக் கண்வைக்க ஏற்பாடு செய்தவர் வானியல் விஞ்ஞான ஆளுநர், ஸ்டீவன் பெக்வித் [Steven Beckwith Director Space Science Institute]. அவரின் குறிக்கோள் பிரபஞ்சத்தில் நெடுந்தூரத் துளை ஒன்றையிட்டு மிக மங்கலான பூர்வீகக் காலாக்ஸி ஒன்றை ஆராய வேண்டும் என்பதே ! அந்தப் பணியைத் துல்லியமாகச் செய்ய “ஹப்பிள் நெடுந்தூர வெளிநோக்கி” [Hubble Deep Field (HDF)] கருவி பயன்படுத்தப்பட்டது. ஹப்பிள் படமெடுத்த அந்த பூர்வ காலாக்ஸியின் ஒளிப் பண்பாடுகள், வாயுப் பண்டங்கள் ஆராயப் பட்டதின் மூலன் அதன் வயதைக் கணிக்கிட முடிந்தது. அந்த விண்வெளி இடத்தின் ஒளியாண்டு தூரம் [Distance in Light Years (ஒளி ஓராண்டில் செல்லும் தூரம்)] கணிப்பாகிப் பிரபஞ்சத்தின் அந்த விளிம்பின் தோற்ற காலம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது !

பால்வீதி ஒளிமந்தை [The Milky Way Galaxy]

பிரபஞ்சம் எத்தனை பெரிய வடிவம் உடையது ?

யுக யுகமாகக் கேட்கப்படும் ஒரு கேள்வி “பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணம் என்ன ?” என்பதே. அதன் பரிமாணத்தை அளப்பதற்கு எந்த அளவுகோலைப் பயன்படுத்துவது என்று இரண்டு வானியல் விஞ்ஞான வல்லுநர்கள் தர்க்கம் புரிந்தனர் ! ஒருவரின் பெயர் ஹார்லோ ஷேப்லி [Harlow Shapley]. இரண்டாமவரின் பெயர் ஹெர்பர் கெர்டிஸ் [Herber Curtis]. நடந்த இடம்: சுமித்ஸோனியன் கண்காட்சிக் கூடம், இயற்கை வரலாற்றுப் பகுதி அரங்கம். வாஷிங்டன். டி.சி. [Natural History Museum Smithsonian Institution Washington. D.C.] 1920 ஆண்டு ஏப்ரல் தர்க்கம் நிகழ்ந்த காலம். அதற்குச் சில ஆண்டுகளுக்கு முன்புதான் அமெரிக்க வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள் (1889-1953) காலாக்ஸிகளின் இயல்பான பண்பாடுகளை தொலைநோக்கி மூலம் கண்டுபிடித்து எழுதினார்.

கால நீட்சி  [Time of Expansion]

வளர்வேக நீட்சி [Accelerating Expansion]

ஹெர்பர் கர்டிஸ் கூறியது: அகிலமானது (The Cosmos) பல்வேறு தனித்தனி பிரபஞ்சத் தீவுகளைக் (Islands of Universes) கொண்டது. அதாவது சுருள் நிபுளாக்கள் [Spiral Nubulae or Galaxy] என்பவை நாம் வாழும் பால்மய வீதி (Milky Way) காலாக்ஸிக்கும் வெகு தூரத்துக்கு அப்பால் இருக்கிறது என்னும் அனுமானத்தில் தர்க்கம் செய்தார். ஹார்லோ ஷேப்லி சொல்லியது: “சுருள் நிபுளாக்கள் என்பவை பால்மய வீதியின் வாயு முகில்களே.” அத்துடன் பரிதியின் இடத்தைப் பிரபஞ்சத்தின் முழுமையாகக் கருதிப் பால்மய வீதியின் விளிம்பில் கொண்டு வைத்தார். ஆனால் கர்டிஸ் பரிதியை காலாக்ஸியின் மத்தியில் வைத்தார். கர்டிஸ் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவைப் பற்றிக் கூறியது உண்மையாக ஏற்றுக் கொள்ளப் படுகிறது. ஆனால் பரிதியானது பால்மய வீதியின் மத்தியில் உள்ளது என்பது தவறென அறியப்பட்டது. ஷேப்லி கூறியபடி பால்மய வீதியின் விளிம்பில் பரிதி இருப்பது மெய்யென நம்பப் படுகிறது. அதே சமயத்தில் ஷேப்லி சொன்ன சிறிய பிரபஞ்சம் என்பது தவறாக ஒதுக்கப்பட்டது.

உள் விரிப்பு நியதி [The Inflation Theory]

எழுபத்தியைந்து ஆண்டுகள் கடந்து மீண்டும் தர்க்கம்

பல்வேறு காலாக்ஸிகளைக் கண்டுபிடித்த பிறகு மீண்டும் 1996 ஆம் ஆண்டில் பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணத்தின் மீது தர்க்கம் எழுந்தது. பிரபஞ்சத்தின் வயதுக்கும் அதன் பரிமாணத்துக்கும் ஓர் உடன்பாடு உள்ளது. இரண்டும் ஹப்பிள் நிலையிலக்கத்தின் (Hubble Constant) மூலம் கணிக்கப் பட்டவை. விண்மீன்கள் பூமியை விட்டு விலகிச் செல்லும் வேக வீதத்தை அறிந்து கொண்டு ஹப்பிள் நிலையிலக்கம் நிர்ணயமாகும். அதாவது காலாக்ஸி தொடர்ந்து மறையும் வேகத்தை அதன் தூரத்தால் வகுத்தால் வருவது ஹப்பிள் நிலையிலக்கம். அந்த நிலையிலக்கின் தலைகீழ் எண்ணிக்கை [Reciprocal of the Hubble Constant] பிரபஞ்சத்தின் வயதைக் காண உதவும். அப்போது தர்க்கத்தில் கலந்து கொண்டவர் சிட்னி வான் டன் பெர்க் (Sidney Van den Bergh) & கஸ்டாவ் தம்மன் (Gustav Tammann).

ஹப்பிள் நிலையிலக்கம் [Hubble Constant]

வானியல் நிபுணர் சிட்னி தன் தொலைநோக்கிக் கண்டுபிடிப்புகள் மூலம் பெரிய ஹப்பிள் நிலையிலக்க மதிப்பைக் (Hubble Constant: 80 km/sec/Mpc) (படத்தில் Mpc பற்றி விளக்கம் உள்ளது) கூறினார். அதாவது ஓர் இளைய வயது, சிறிய வடிவுப் பிரபஞ்சத்தை அவர் சான்றுகளுடன் விளக்கினார். ஆனால் கஸ்டாவ் தன் கண்டுபிடிப்புகள் மூலம் ஒரு சிறிய ஹப்பிள் நிலையிலக்கத்தை (சுமார்: 50 km/sec/Mpc) கணித்தார். அதாவது அவரது பிரபஞ்சம் பூர்வீகமானது ! பிரமாண்டமானது ! இவர்கள் இருவரது கணிப்பு எண்ணிக்கைகள் போதாத சான்றுகளால் உருவாக்கப் பட்டதால், அவரது கொள்கைகளும் முழுவதும் ஏற்றுக் கொள்ளப் படவில்லை !

பிரபஞ்சத்தின் முடிவான பரிமாணத் தீர்மானங்கள்

கடந்த நூற்றாண்டுக் கண்ணோக்க முடிவுகளிலிருந்து, பிரபஞ்சத்தின் பரிமாண எல்லைகளை ஓரளவு வரையறுக்க முடியும். உலகிலே இருக்கும் ஆற்றல் மிக்க தொலைநோக்கிகளின் பதிவுகளை ஒழுங்கு படுத்தி ஆராய்ந்ததில், வானியல் வல்லுநர்கள் 10-12 பில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கும் காலாக்ஸிகளைப் பார்க்க முடிந்தது. (ஓர் ஒளியாண்டு = 6 டிரில்லியன் மைல் அல்லது 10 டிரில்லியன் கி.மீ.) ஆதலால் மனிதக் கண்ணோக்கு வானத்தில் (Human Vision Horizon) 24 (12+12) மில்லியன் ஒளியாண்டு விட்ட முள்ள பிரபஞ்ச வெளியை நாம் காண முடிகிறது !

ஹப்பிள் விண்ணோக்கி மூலம் பரிதி மண்டலத் தோற்றம்

ஆனால் அந்தப் பரிமாண பிரபஞ்சம் பூதளத்தில் நிற்கும் மனிதக் கண்களுக்கு மட்டுமே ஏற்ற முறையில் இருக்க முடியும். ஆனால் விண்வெளியில் நகரும் காலாக்ஸியில் ஒருவர் நின்று விண்வெளி விளிம்பைப் பார்த்தால் எத்தனை அளவுப் பேரளவு பிரபஞ்சம் தெரியும் என்பது அறியப் படவேண்டும். நிச்சயமாக நமது பூதள அரங்கிலிருந்து பார்க்கும் பிரபஞ்சத்தை விட, காலாக்ஸியில் நின்று பார்ப்பவருக்குப் பிரபஞ்சம் பேரளவு பெரிதாகத் தென்படும்.

அத்தகைய “வீக்க நியதியை” (Inflation Hypothesis) எடுத்துச் சொன்ன எம்.ஐ.டி. நிபுணர் அலன் கத் (M.I.T.’s Alan Guth) தனது கருத்துக்கு விளக்கம் தந்தார். மிக இளமையான பிரபஞ்சம் தீவிரமாய் உப்பிப் பெருகியிருக்க வேண்டும் என்றார். அதாவது ஒப்புமையாகக் கூறினால் அணு வடிவிலிருந்த பிரபஞ்சம் ஒரு நொடியில் பலமடங்கு பெருத்துப் பந்தளவுக்கு பலூனாய் உப்பியது ! அத்தகைய அகில வீக்கம் ஒன்று ஏற்பட்டிருந்தால் நமது தற்கால உளவுச் சாதனங்களி லிருந்து ஒரு பேரளவுள்ள பிரபஞ்சத்தை எதிர்பார்க்கலாம் !

கெப்ளர் விண்ணோக்கி

பிரபஞ்சத்தின் குறைந்தளவுப் பரிமாணக் கணிப்பு என்ன ?

அலன் கத்தின் வீக்க நியதியில் ஒரு பெரும் ஐயம் எழுகிறது ! அவ்விதம் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் அகில வானுக்கு அப்பால், காலவெளித் தொடர்வாக (Space-Time Continuum) எழுந்த வீக்கம் ஒன்றா ? இரண்டா ? மூன்றா ? முன்னூறா ? மூவாயிராமா ? அல்லது முடிவில்லா எண்ணிக்கையா ? அந்த வினாவுக்கு விடை இல்லாத தால் அந்தக் கொள்கையும் தர்க்கத்துக்குள் வீழ்ந்தது. அந்த நியதி மெய்யானால் நமக்கு தெரியாமல் இருந்து, நம்மால் நிரூபிக்க முடியாத இன்னும் பல பிரபஞ்சங்கள் இருந்திட லாம் ! ஆனால் தற்போதுள்ள தொலைநோக்குச் சாதனங்களிலிருந்து விஞ்ஞானிகள் தீர்மானமாக அறிவது நாமிருக்கும் பிரபஞ்சத்தின் குறுக்களவு குறைந்தது 150 பில்லியன் டிரில்லியன் மைல்கள் ! அதாவது அதன் விட்டம் 25 பில்லியன் ஒளியாண்டுக்கு (25 Billion Light Years Diameter) மிகையாக இருக்கலாம் என்பதே !  விரியும் பிரபஞ்சத்தின் விளிம்பை எல்லையிட்டுக் கூறுவது துல்லியமாக ஒருபோதும் இருக்காது.  எல்லை இல்லாப் பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் மாறிக் கொண்டே இருக்கும்.  முடிவில் பிரபஞ்சம் முற்றிலும் அழிந்து, புதியதோர் பிரபஞ்சம் உருவாகலாம் !

பிரபஞ்ச அரங்கம்

(தொடரும்)

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

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2. Universe 6th Edition (2002) 3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1. Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2. Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3. National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4. The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5. Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6. BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

7.  http://www.pbs.org/wgbh/nova/space/how-big-universe.html  [November 11, 2000]

8.  http://www.nasa.gov/audience/foreducators/5-8/features/F_How_Big_is_Our_Universe.html  [July 15, 2004]

9. http://www.universetoday.com/37409/how-big-is-the-universe/    [August 15, 2009]

10. http://www.space.com/24073-how-big-is-the-universe.html  [December 24, 2013]

11. http://www.universetoday.com/113786/how-big-is-the-universe-2/  [August 14, 2014]

12. https://youtu.be/5NU2t5zlxQQ  [How big is the Universe ?]  Video

13. https://youtu.be/yaX4iGw-b_Y  [How large is the Universe]

14. https://youtu.be/ndS3kIWrjk8

15. https://en.wikipedia.org/wiki/Universe  [April 28, 2016]

16. https://youtu.be/UoCcIXi2auw

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) May 7, 2016  [R-1]

பரிதி மண்டலத் தோற்றம்

(கட்டுரை: 1)

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

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில்
பொரி உருண்டை
சிதறிச்
சின்னா பின்னமாகித்
துணுக் காகித் தூள் தூளாகி
பிண்டமாகிப் பிளந்து
அணுவாகி,
அணுவுக்குள் அணுவாகிப்
பிண்டங்கள் கோளாய்த் திரண்டு,
அண்டமாகி,
துகள் மோதி  அணுக்கருக்கள் ,
தொடர்ப் பிளவில்
பேரளவுச் சக்தி ஆக்கி
மூலக மாகி, மூலக் கூறாகிச்
சீராகிச் சேர்ந்து
நுண்ணிய அணுக்கருக்கள்
பிழம்பில் பின்னிப்
பிணைந்து பேரொளியாகிப்
பரிதி ஒளிக்கோளாகி,
பம்பரமாய்ச் சுழலும் பந்துகளை,
ஈர்ப்பு வலையில்
பரிதியைச் சுற்றி வீசிவிட்டு
அம்மானை ஆடுகிறாள்
அன்னை !

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

“விஞ்ஞானத்துறை போலி நியதிகளில் [Myths] முதலில் துவக்கமாகி, பிறகு அந்நியதிகள் அனைத்தும் திறனாயப்பட வேண்டும்.”

டாக்டர் கார்ல் போப்பர், ஆஸ்டிரியன் பிரிட்டீஷ் வேதாந்தி, பேராசிரியர் (Dr. Karl Popper)

“பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிப் புரிந்துகொள்ள முடியாத பிரச்சனை என்ன வென்றால், அதை நாம் அறிந்து கொள்ள இயலும் என்னும் திறன்பாடு.”

டாக்டர் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

பிரபஞ்சத்தில் ஒளிந்திருக்கும் எண்ணற்ற புதிர்களில் ஒரு புதிரை விடுவிக்கப் போனால், ஒன்பது புதிர்கள் எழுகின்றன.

கட்டுரை ஆசிரியர்.

பூமியின் வயதென்ன ?  சூரியன் வயதென்ன ?

வற்றாத நீரும், வளமான நிலமும், வாயு மண்டலமும் சூழ்ந்து உயிரினமும், பயிரினமும் வளர்ந்து வரும் நாமறிந்தும், அறியாத விந்தை மிகும் அண்டகோளம் நாம் வசிக்கும் பூகோளம் ஒன்றுதான் !  அந்த கோளம் சுற்றிவரும் சூரியன் ஓர் சுயவொளி விண்மீன்.   அத்தகைய கோடான கோடி சுயவொளி விண்மீன்களைக் கொண்டது “காலக்ஸி” (Galaxy) எனப்படும் “ஒளிமய மந்தை.”  பால்மய வீதி (Milky Way) எனப்படும் நமது ஒளிமய மந்தை பிரபஞ்சத்தின் மில்லியன் கணக்கான காலாக்ஸிகளில் ஒன்று !  புதன், வெள்ளி, பூமி, சந்திரன், செவ்வாய், வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் போன்ற அண்ட கோளங்கள் ஈர்ப்பு விசைகளால் இழுக்கப்பட்டுச் சூரிய குடும்பத்தில் கூட்டாக இருந்தாலும், பிரபஞ்சம் ஏதோ ஓர் விலக்கு விசையால் பலூன் போல் உப்பி விரிந்து கொண்டே போகிறது !

பூமி சுமார் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பாக தோன்றியது என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள்.  அந்த நாள் முதலாக பூமியின் தளவடிவம் தொடர்ந்து மாறுபட்டு வந்திருக்கிறது என்றும் நாம் அறிகிறோம்.  பூமியின் மிக்க முதுமையான பாறை மூலகத்தின் கதிரியக்கத் தேய்வை ஆராயும் போது, (Radioactive Decay of Elemets) புவியின் வயது 3.8 பில்லியன் என்று விஞ்ஞானிகள் கணிக்கிட்டு இருக்கிறார்கள்.  மேலும் பூமியில் விழுந்த மிகப் புராதன விண்கற்களின் (Meteorites) மூலகக் கதிரியக்கத் தேய்வை ஆய்ந்த போது, சூரிய குடும்பத்தில் பூமியின் வயது 4.6 பில்லியன் என்று இப்போது தெளிவாக முடிவு செய்யப் பட்டிருக்கிறது.

சூரிய குடும்பத்தை ஆட்சி செய்யும் வேந்தாகிய பரிதி எப்போது தோன்றியது ?  பரிதியின் பிளாஸ்மா (Plasma) ஒளிப்பிழம்பு வெப்பத்தையும், விளைந்த வாயுக்களையும் கணிக்கும் போது, சூரியனின் வயது 10 பில்லியன் ஆண்டுகளாக இருக்கலாம் என்று கருதப்படுகிறது.  சூரிய குடும்பத்தைப் போல் கோடான கோடி சுயவொளி விண்மீன்களைக் கொண்ட ஒளிமய மந்தைகள் எப்போது உருவாயின ?  கோடான கோடி ஒளிமய மந்தைகளைச் சுமந்து செல்லும் பிரபஞ்சம் எப்போது தோன்றியது ?  உப்பி விரியும் பிரபஞ்சக் குமிழி எத்தனை பெரியது ?  பிரம்மாண்டமான பிரபஞ்சத் தோற்றம் எப்படி உருவானது ?  எப்படி ஒளிமய மந்தை என்னும் காலாக்ஸிகள் உண்டாயின ?  பூமியிலே வாழும் நாம் மட்டும்தானா மானிடப் பிறவிகளாக இருந்து வருகிறோம் ?  முடிவிலே பூதள மாந்தருக்கு என்ன நேரிடும் ?  அப்புதிர் வினாக்களுக்கு இத்தொடர்க் கட்டுரைகள் ஒரளவு விடைகளைச் சொல்லப் போகின்றன.

விண்வெளி விஞ்ஞானம் விருத்தியாகும் மகத்தான யுகம்

விண்வெளி ஏவுகணைகள் பாய்ந்து செல்லும் இருபதாம் நூற்றாண்டில் பிறந்த இளைஞ ரெல்லாம் பல விதங்களில் பெருமைப்பட்டுக் கொள்ளலாம்.  முக்கியமாக விண்வெளி விஞ்ஞானம் பேரளவில் விருத்தி அடையும் ஒரு மகத்தான யுகத்திலே உதித்திருக்கிறோம்.  வெண்ணிலவில் தடம் வைத்து மீண்ட மனிதரின் மாபெரும் விந்தைகளைக் கண்டோம் !  அடுத்து இன்னும் பத்துப் பதினைந்து ஆண்டுகளில் மனிதரின் மகத்தான தடங்கள் செவ்வாய்த் தளத்திலேயும் பதிவாகப் போகின்றன என்று நினைக்கும் போது நமது நெஞ்ச மெல்லாம் துள்ளிப் புல்லரிக்க வில்லையா ?

பூதளத்தில் தோண்டி எடுத்த பூர்வ மாதிரிகளையும், உயிரின எலும்புக் கூடுகளையும் சோதித்து கடந்த 100,000 ஆண்டு முதல் வாழ்ந்து வந்த மானிடரின் மூல தோற்றத்தைக் காண முடிகிறது !  5000 ஆண்டுகளுக்கு முன்னே நாகரீகம் தோன்றி கிரேக்க, ரோமானிய, எகிப்த், இந்திய, சைன கலாச்சாரங்களை அறிய முடிந்தது.  பிரபஞ்சத்தின் பல்வேறு பூர்வப் புதிர்களை விடுவிக்க பல்லாயிரம் ஆண்டுகளாக மானிடச் சித்தாந்த ஞானிகள் முயன்று எழுதி வந்திருக்கிறார்கள்.  சிந்தனைக்குள் சிக்கிய மாபெரும் சில புதிர்கள் விடுவிக்கப் பட்டாலும் பல புதிர்கள் இன்னும் அரைகுறையாக விடுவிக்கப் படாமல்தான் தொங்கிக் கொண்டிருக்கின்றன !

பிரபஞ்சத்தின் பல புதிர்களில் ஒரு புதிரை விடுவிக்கப் போனால் ஒன்பது புதிர்கள் முளைக்கின்றன. பரமாணுக்களில் நுண்ணிய நியூடிரினோ துகள்கள் (Neutrino Particles) எப்படி விண்வெளியில் உண்டாகின்றன ?  காமாக் கதிர் வெடிப்பு (Gamma Ray Bursts) என்றால் என்ன ?  செவ்வாய்க் கோளின் தளப்பகுதி ஏன் வரண்டு போனது ?  அகிலக் கதிர்கள் (Cosmic Rays) எங்கிருந்து வருகின்றன ?  பிரபஞ்சத்தைப் புதிய “நூலிழை நியதி” (String Theory) கட்டுப்படுத்துகிறதா ?  ஈர்ப்பாற்றல் அலைகளை (Gravitational Waves) உருவாக்குவது எது ?  இந்தக் கிளைப் புதிர்களுக்கும் விஞ்ஞானிகள் விடைகாண வேண்டிய நிர்ப்பந்தம் இப்போது ஏற்பட்டது.

இப்புதிர்களுக்குக் கட்டுரைகளில் விடை பூரணமாகக் கிடைக்கலாம்.  கிடைக்காமலும் போகலாம்.  வானியல் விஞ்ஞானம் வளர்ச்சி அடையும் ஒரு விஞ்ஞானத் துறை.  பெருவாரியான புதிர்களுக்கு விடை கிடைக்க இன்னும் நெடுங்காலம் ஆகலாம்.  புதிய கருவிகள் படைக்கப்பட்டு, கண்டுபிடிப்புகளும் உண்டாகி முன்பு மெய்யாகத் தோன்றியவைப் பின்னால் பொய்யாக நிரூபிக்கப் படலாம்.  குறிப்பாக விண்வெளியைச் சுற்றிவந்த ஹப்பிள் தொலைநோக்கி பல அரிய விண்வெளிக் காட்சிகளை ஆராயத் தந்திருக்கிறது.

பிரபஞ்சத்தின் வயது கணிப்பு

பல நூற்றாண்டுகளாக விஞ்ஞானிகள் பிரபஞ்சத்தின் வயதைக் கணக்கிடப் பல்வேறு முறைகளைக் கடைப்பிடித்து வந்துள்ளார்கள்.  புதிய நூற்றாண்டின் ஆரம்ப காலத்திலேயும் விஞ்ஞானிகள் இன்னும் உறுதியாக அதன் வயதைத் தெரிந்து கொள்ள முடியவில்லை.  2003 பிப்ரவரியில் ஏவிய “வில்கின்ஸன் பல்கோண நுண்ணலை நோக்கி விண்ணுளவி”  [Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)] அனுப்புவதற்கு முன்பு பிரபஞ்ச உப்புதலை அளக்கும் “ஹப்பிள் நிலையிலக்கம்” (Hubble Constant) பயன்படுத்தப்பட்டுப் பலரது தர்க்கத்துக்கு உட்பட்டது.  விண்மீன்கள் பூமியை விட்டு விலகிச் செல்லும் வேக வீதத்தை அறிந்து கொண்டு ஹப்பிள் நிலையிலக்கம் நிர்ணயமாகும்.  அதாவது காலாக்ஸி தொடர்ந்து மறையும் வேகத்தை அதன் தூரத்தால் வகுத்தால் வருவது ஹப்பிள் நிலையிலக்கம். அந்த நிலையிலக்கின் தலைகீழ் எண்ணிக்கை [Reciprocal of the Hubble Constant] பிரபஞ்சத்தின் வயதைக் காண உதவும்.  அவ்விதம் கண்டுபிடித்ததில் பிரபஞ்சத்தின் வயது 10-16 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று அறிய வந்தது.  இம்முறையில் ஒரு விஞ்ஞானி பல்வேறு அனுமானங்களைக் கடைப்பிடிக்க வேண்டி உள்ளதால், அம்முறை உறுதியுடன் பலரால் ஏற்றுக்கொள்ளப் படவில்லை.

அடுத்த முறை பூதளத்தின் மிகப் புராதனப் பாறைகளில் உள்ள மூலகங்களின் கதிரியக்கத் தேய்வைக் (Radioactive Decay of Elements in Oldest Rocks) கணக்கிட்டு பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலம் கணிக்கப் பட்டது.  பூமியில் விழுந்த மிகப் புராதன விண்கற்களின் மூலக கதிரியக்கத் தேய்வைக் கணக்கிட்டுப் பூகோளத்தின் வயது 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று அறியப்பட்டது.

அதே திடப்பொருள் விதிகளைப் பயன்படுத்தி காலாக்ஸி அல்லது புராதன விண்மீன்களில் எழும் வாயுக்களின் கதிரியக்கத் தேய்வுகளை ஆராய்ந்தனர்.  அவ்விதம் கணக்கிட்டதில் பிரபஞ்சத்தின் வயது 12-15 [plus or minus 3 to 4 billion] பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று தீர்மானிக்கப் பட்டது !  ஒளிமிக்க விண்மீன்களின் ஒளித்திரட்சி யையும் அதன் உஷ்ணத்தையும் [Brightness versus Temperature] பல மாதங்களுக்குப் பதிவு செய்து விண்மீனின் தூரத்தோடு ஒப்பிட்டுப் பிரபஞ்சத்தின் வயதை 12 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிட்டார்கள்.  ஈரோப்பியன் விண்வெளிப் பேரவை அனுப்பிய ஹிப்பார்கஸ் துணைக்கோள் (Hipparcos Satellite) விண்மீன் தூரத்தை அளக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது.  அவ்விதம் கணக்கிட்டதில் மிகப் புராதன விண்மீனின் வயது சுமார் 12 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று அறியப்பட்டது.

வெண்குள்ளி விண்மீன் சிதைவு மூலம் வயதைக் கணக்கிடுதல்

சூரியனைப் போன்று பெருத்த கனமும் பூமியைப் போல் சிறுத்த வடிவமும் கொண்ட “வெண்குள்ளி விண்மீன்கள்” [White Dwarfs Stars] குறுகிப் போகும் போது விளைந்த விண்சிதைவுகளைக் கொண்டு பிரபஞ்ச வயதைக் கணக்கிடும் போது, மிக மங்கிய அதாவது மிகப் புராதன வெண்குள்ளி ஒன்று எத்தனை ஆண்டு காலமாகக் குளிர்ந்து வருகிறது என்று தேர்ந்தெடுத்துப் பதிவு செய்து வருகிறார்கள்.  அவ்விதம் பார்த்ததில் நமது பால்மய வீதித் தட்டின் வயது 10 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிடப் பட்டுள்ளது.  பெரு வெடிப்புக்கு 2 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு பால்மய வீதித் தட்டு தோன்றியதால், பிரபஞ்சத்தின் வயது 12 (10+2) பில்லியன் ஆண்டு என்று கூட்டிச் சொல்லலாம்.

இவ்விதம் பல்வேறு வயது வேறுபாடுகள் இருந்தாலும் 2003 ஆண்டு “வில்கின்ஸன் பல்கோண நுண்ணலை நோக்கி விண்ணுளவி” [Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)] அனுப்பிய தகவலை வைத்து நுணுக்கமாகக் கணக்கிட்டதில் பிரபஞ்சத்தின் வயது 1% துல்லியத்தில் 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிடப்பட்டு முடிவாகி எல்லாத் தர்க்கங்களையும் நீக்கியது !

(தொடரும்)

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

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2.  Universe 6th Edition (2002)  3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1.  Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2.  Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3.  National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4.  The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5.  Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6.  http://www.space.com/13172-7-surprising-universe-facts.html [October 4, 2011]

7.  http://www.space.com/24054-how-old-is-the-universe.html

8. http://www.space.com/52-the-expanding-universe-from-the-big-bang-to-today.html  [January 13, 2015]

9. http://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_age.html

10.  https://en.wikipedia.org/wiki/Age_of_the_universe  [April 27, 2016]

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

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) May 7, 2016  [R-1]