வானியல் விஞ்ஞானிகள் நூல்

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

அன்புள்ள நண்பர்களே,

“வானியல் விஞ்ஞானிகள்” என்னும் எனது இரண்டாம் நூலைத் தமிழினி பதிப்பகம் சமீபத்தில் வெளியிட்டிருக்கிறது என்பதை மகிழ்ச்சியுடன் கூறிக் கொள்கிறேன். கடந்த ஏழு ஆண்டுகளாக [2001-2008] திண்ணை வலை இதழில் வண்ணப் படங்களுடன் வந்த விஞ்ஞானிகளைப் பற்றிய பல கட்டுரைகள் அதில் தொகுக்கப் பட்டுள்ளன.

“வானியல் விஞ்ஞானிகள்” நூலைப் பற்றி :

இது அண்டவெளி யுகம் ! 1957 ஆம் ஆண்டில் ரஷ்யாவின் முதல் ஸ்புட்னிக் துணைக்கோள் பூமியைச் சுற்றத் துவங்கிய போது அண்டவெளிப் படையெடுப்பு ஆரம்பமானது ! கடந்த 500 ஆண்டுகளாக விண்வெளி விஞ்ஞானிகள் கனவு கண்டவை அது முதல் மெய்யாக நிகழத் துவங்கின ! 1969 ஆம் ஆண்டில் முதல்முதல் நீல் ஆர்ஸ்டிராங் நிலவில் தடம் வைத்து விண்வெளி வரலாற்றில் மகத்தான ஒரு பொன் கல்லை நிலைநாட்டினார். அடுத்து விண்வெளிக் கப்பல்கள் அனுப்பப்பட்டு பரிதி மண்டலக் கோள்கள் அனைத்தும் உளவப்பட்டன. விண்வெளியில் பிரபஞ்சத்தை ஆழமாய் நோக்கும் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி இன்னும் பூமியைச் சுற்றி வருகிறது. செவ்வாய்க் கோள் ஆழமாக ஆராயப்பட்டு 2020 ஆண்டுகளில் மனித விண்வெளிக் கப்பல் அனுப்பி செவ்வாய்த் தளத்தை உளவ நாசா முயற்சிகள் புரிந்து வருகிறது. பூதக்கோள் வியாழனும் அதன் துணைக்கோள்களும் விண்ணுளவிகளால் ஆராயப் பட்டன, அதுபோல் சனிக்கோளும், அதன் துணைக்கோள்களும், வால்மீன்களும் உளவப் பட்டன.

இந்தச் சிறு விஞ்ஞான நூலில் வரலாற்று முக்கியத்துவம் வாய்ந்த காப்பர்னிகஸ், கலிலியோ, கெப்ளர், காஸ்ஸினி, ஹியூஜென்ஸ், வில்லியம் ஹெர்ச்செல், அவரது புதல்வர் ஜான் ஹெர்ச்செல், ஐஸக் நியூட்டன், எட்மண்ட் ஹாலி, ரைட் சகோதரர்கள், ராபர்ட் கோடார்டு, எட்வின் ஹப்பிள், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், ஃபிரெட் ஹாயில், ஜார்ஜ் காமாவ், கார்ல் சேகன், சந்திர சேகர், ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங், ஜெயந்த் நர்லிகர் ஆகியோரது விஞ்ஞான வரலாறுகள் இடம்பெறுகின்றன. இவரைத் தவிர வேறு சில விண்வெளி விஞ்ஞானிகள் வரலாறுகளும் இருக்கின்றன. திண்ணை வார வலையிதழில் நான் பல ஆண்டுகள் தொடர்ந்து எழுதிய கட்டுரைகளே இவை.

என் விஞ்ஞான நூலுக்கு அணிந்துரைகள் எழுதிய திரு கி. வ. வண்ணன், முனைவர் ஐயம்பெருமாள் ஆகியோர் என் மதிப்பிற்கும், அன்புக்கும், நன்றிக்கும் உரியவர். நூலைப் படித்துச் சரிபார்த்து அரிய கருத்துகளை இருவரும் கூறிப் பிழைகள் திருத்தப்பட்டன. அரைநூற்றாண்டு குடும்ப நண்பர் திரு. கி. வ. வண்ணன் என்னுடன் பாரத அணுசக்தி ஆய்வு உலை ஸைரஸிலும் [CIRUS Research Reactor], கல்பாக்கம் சென்னை அணுமின் நிலையத்திலும் பணி புரிந்தவர். முனைவர் ஐயம்பெருமாளை எனக்கு அறிமுகப் படுத்திய கவிஞர் வைகைச் செல்வி [ஆனி ஜோஸஃபின்] அவர்களுக்கும் எனது அன்பார்ந்த நன்றி. இந்நூலைப் பொறுமையுடன் சீர்ப்படுத்திப் படங்களுடன் பின்னிச் சிறந்த விஞ்ஞான பதிப்பாக வெளியிட்ட தமிழினி அதிபர் வசந்த குமார், மணிகண்டன் அவர்கள் இருவருக்கும் எனது உளங்கனிந்த நன்றி. எனது விஞ்ஞானக் கட்டுரைகளைத் தொடர்ந்து வெளியிட்ட திண்ணை வலையிதழ் அதிபர்கள் திரு ராஜாராம், திரு துக்காராம், பதிவுகள் ஆசிரியர் வ.ந. கிரிதரன் ஆகியோர் மூவருக்கும் எனது நன்றி. படங்கள் உதவிய அமெரிக்காவின் நாசா (NASA), ஐரோப்பனின் ஈசா (ESA) மற்றும் பல்வேறு அகிலவலை விண்வெளித் துறைகளுக்கு என் நன்றி உரியதாகுக.

சி. ஜெயபாரதன்,
கிங்கார்டின், அண்டாரியோ
கனடா.
அக்டோபர் 20, 2008

++++++++++

நூலாசியரைப் பற்றி :

மதுரை மாவட்டம் திருமங்கலத்தில் பிறந்து, மதுரைக் கல்லூரியில் படித்து, 1956 இல் சென்னைப் பல்கலைக் கழகத்தில் மெக்கானிகல் எஞ்சியரிங் பட்டம் பெற்றவர். பாம்பே பாபா அணுவியல் ய்வுக் கூடத்தில் 1957 ஆம் ஆண்டு சேர்ந்து, பாரதத்தின் முதல் பேராற்றல் கொண்ட (40 MWt) ராய்ச்சி அணு உலையான ஸைரஸ் (CIRUS) ஆய்வு உலையை இயக்கும் எஞ்சினியர்களில் ஒருவராக 1960 முதல் 1966 ஆண்டு வரை பணி புரிந்தவர். அதன் பிறகு கோட்டா, ராஜஸ்தானில் கனடா உதவியுடன் கட்டப் பட்ட முதல் கான்டு அணுமின் சக்தி நிலையத்தை இயக்க மூன்றரை ண்டுகள் (1966-1970) கனடாவில் உள்ள டக்ளஸ் பாயின்ட் அணு மின்சக்தி நிலையத்தில் பயிற்சி பெற அனுப்பப் பட்டவர். பயிற்சி முடிந்த பின்பு 8 ண்டுகள் [1970-1978] ராஜஸ்தானிலும், 4 ண்டுகள் (1978-1982) சென்னை கல்பாக்கத்திலும் பாரத அணுமின் சக்தி நிலையங்களில் பெரிய பதவிகளில் பணியாற்றியவர். அவரது சிறப்புப் பயிற்சி அணுமின் உலைக்குச் சுயமாக யுரேனிய எரிக்கோல் ஊட்டும் சிக்கலான யந்திரத்தை இயக்குவது, பராமரிப்பது, அதை இயக்க மற்றவருக்குப் பயிற்சி தருவது. 25 ஆண்டுகள் இந்திய அணுசக்தித் துறையகத்தில் வேலை செய்து, முன்னோய்வு எடுத்துக் கொண்டு 1982முதல் 2001 வரை கனடாவில் இயங்கும் பேராற்றல் கொண்ட கான்டு புரூஸ் அணுமின் நிலையத்தில் பணியாற்றி இப்போது முழு ஓய்வில் இருக்கிறார்.

அணுசக்தி ஆக்கப் பணியில் பொறியியற் துறைகளில் கடந்த 45 ண்டுகளுக்கு மேலாக அனுபவம் பெற்று, இப்போது தமிழ் இலக்கிய விஞ்ஞானப் படைப்புப் பணியில் முழு நேரமும் ஈடுபட்டிருக்கிறார். 1960 ஆண்டு முதல் அவரது விஞ்ஞானக் கட்டுரைகள், கதைகள், பல கலைமகள், மஞ்சரி, தினமணிக் கதிர், இதயம் பேசுகிறது, மயன், தாய், காலம் இதழ்களில் வெளிவந்துள்ளன. 1964 இல் வெளிவந்த “ஆக்க வினைகளுக்கு அணுசக்தி” என்னும் முதல் நூல் சென்னை பல்கலைக் கழகத்தின் மாநில முதற்பரிசு பெற்றது. கணினித் தமிழ்வலைக் கூடங்கள் பின்னிப் பிணைக்கும் புதிய உலகிலே, கடந்த ஏழு ண்டுகளாக 500 மேற்பட்ட கட்டுரைகள், கவிதைகள், கதைகள், நாடகங்கள் அம்பலம், திண்ணை, பதிவுகள், அந்திமழை, நதியலை போன்ற வலைத் தளங்களில் வந்துள்ளன. அவரது நீண்ட தமிழ் நாடகங்கள் மொம்பையிலும், சென்னைக் கல்பாக்கத்திலும் அரங்கேறி யுள்ளன.

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

வானியல் விஞ்ஞானிகள்
நூல் விலை : ரூ 75
(176 பக்கங்கள்)

நூல் கிடைக்குமிடம்
தமிழினி பதிப்பகம்
63. பீட்டர்ஸ் சாலை,
ராயப்பேட்டை,
சென்னை: 600014, தமிழ் நாடு
இந்தியா

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

தமிழினி பதிப்பக அதிபர் : வசந்த குமார்

ஈமெயில் : “vasantha kumar” tamizhininool@yahoo.co.in
செல் ஃபோன் : 98841-96552
பதிப்பக ஃபோன் : 2835-1410

நூல் வாங்க வசந்த குமாரிடம் நேராகத் தொலை பேசியில் தொடர்பு கொள்ளுங்கள்.

அல்லது http://anyindian.com/ (தமிழினி பதிப்பகம்) மின் முகவரில் காணலாம்.

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

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) October 20, 2008

கருந்துளைக்கு உச்ச வரம்பு நிறை கூறிய முதல் தமிழ்ப் பெண் விஞ்ஞானி !

[கட்டுரை: 44]

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

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

கருந்துளை ஒரு சேமிப்புக்
களஞ்சியம் !
விண்மீன் தோன்றலாம் !
ஒளிமந்தைகள் பின்னிக் கொள்ளலாம் !
இருளுக்குள் உறங்கும்
பெருங் கருந்துளையை எழுப்பாது
உருவத்தை மதிப்பிட்டார் !
உச்சப் பெரு கருந்துளைக்கு
வயிறு முட்டிய விதம்
தெரிந்து போயிற்று !
பிரியாவின் அடிக் கோலால்
பெரிய கருந்துளையின்
உருவத்தைக் கணிக்க முடிந்தது !
விண்மீன்களை விழுங்கியும்
கும்பி நிரம்பாது
பிண்டங்களைத் தின்று
குண்டான உடம்பை
நிறுத்தும் உச்ச வரம்பு !
“பிரியா வரம்பு”
கடவுளின்
கைத்திறம் காண்பது
மெய்த்திறம் ஆராய்வது,
வையக மாந்தவர் மகத்துவம் !

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

“பிரபஞ்சத்தில் மிகப் பெரும் காலாக்ஸிக் கொத்துக்களின் (Galaxy Clusters) நீள்வட்ட காலாக்ஸிகளில் பூதப் பெரு வடிவுக் கருந்துளைகள் குடியிருக்கும் ! நமது பால்வீதி காலாக்ஸியின் நடுவே உள்ள கருந்துளை பூதப் பெரு கருந்துளையை விட ஆயிரக் கணக்கான மடங்கு சிறியது என்று கணிக்கப்படுகிறது ! அசுரப் பெரும் கருந்துளைகள் அண்டையில் இருக்கும் பிண்டங்களை விழுங்கி உச்ச நிறைக்கு மீறி வளராமல் நிறுத்தம் அடைகின்றன. சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி நிறுத்தமான கருந்துளைகளைக் காண முடிகிறது. உச்ச நிறை அடைந்த கருந்துளைகள் இப்போது வயிறு நிரம்பி நிற்கவில்லை ! பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் ஆரம்ப காலத்திலே அவற்றின் நிறை உச்ச வரம்பு நிலை அடைந்து விட்டது,”

“கருந்துளைகளே மெய்யாகப் பிரபஞ்ச இசை அரங்கின் பிரதானக் கொடைக் களஞ்சியம், (Black Holes are the really Prima Donnas of this Space Opera).”

டாக்டர் பிரியா நடராஜன் (Associate Professor, Dept of Astronomy & Physics, Yale University, Connecticut, USA)

“என்னுடைய ஆய்வுக் கட்டுரைக்கு (Thesis) பிரபஞ்சத்தில் கருமைப் பிண்டம், கருந்துளைகள் தோற்றம், வளர்ச்சி ஆகிய பல்வேறு பிரச்சனை ஆராய்ச்சிகளில் ஈடுபட்டேன். ஸ்டீ·பென் ஹாக்கிங் பிரபஞ்சத்தின் புனைவு (Episode) ஒன்றில் கருமைப் பிண்டத்தின் உள் மணல் பற்றியும் (Granularity of Dark Matter) நான் ஆராய்ச்சி செய்தேன்.”

டாக்டர் பிரியா நடராஜன்

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் (1970)

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (The Handy Space Answer Book)

பேருருவக் கருந்துளைக்குப் பிரியாவின் உச்ச நிறை வரம்பு

விண்வெளியில் கருந்துளைகள் கண்களுக்குத் தெரியாமல் போயினும் அவற்றின் வடிவை விஞ்ஞானிகள் மறைமுகமாக மதிப்பீடு செய்ய முடிகிறது ! அணுவைப் போல் சிறிதாகவும் கருந்துளைகள் இருக்கலாம் ! அசுர வடிவத்திலே பல கோடிப் பரிதிகளின் நிறையிலே கருந்துளைகள் குடியிருக்கலாம் ! அப்படி அவற்றின் நிறைகள் குறைவதற்கும், கூடுவதற்கும் தூண்டுகோலானக் காரணங்கள் என்ன ? நிறைகள் கூடி வயிறு பெருத்துக் கருந்துளைகள் பெரிதாகிப் பெரிதாகி வரையறை யின்றி பூத வடிவம் பெறுகின்றனவா ? அல்லது அவை ஓரளவுக்கு மேல் மீறாமால் நிலைத்துவம் அடைந்து உச்ச வரம்புடன் நின்று விடுகிறதா என்று ஆராய்ச்சி செய்த இந்தியப் பெண் விஞ்ஞானி டாக்டர் பிரியம்வதா நடராஜன். பேருருவக் கருந்துளைகளின் நிறைக்கு முதன்முதல் “உச்ச நிறை வரம்பை” (Mass Limit of Black holes) 2008 செப்டம்பரில் உலகுக்கு எடுத்துக் கூறியவர் பிரியா நடராஜன். அவ்விதம் பெரும் பூதக் கருந்துளைக்கு அவர் கூறிய உச்ச வரம்பு நிறை பரிதியைப் போல் 10 பில்லியன் மடங்கு ! அதற்குத் தமிழ் விஞ்ஞானத்தில் நாம் “பிரியாவின் வரம்பு” (Priya’s Limit) என்று பெயர் வைப்போம்.

பல ஆண்டுகளாக விஞ்ஞானிகளிக்கு ஓர் விண்வெளி ஆராய்ச்சிச் சவாலாகப் பிரபஞ்சத்தின் தீராத பெரும் புதிராகக் கருந்துளைகள் இருந்து வருகின்றன ! பல வல்லுநர்கள் இராப் பகலாக கருந்துளையின் இரகசியத்தை உளவு செய்து வருகிறார். அந்த ஆய்வு முயற்சிகளில் யேல் பல்கலைக் கழகத்தின் வானியல் பௌதிக பெண் விஞ்ஞானி பிரியா நடராஜன் ஓர் அரிய கருத்தைச் சமீபத்தில் வெளியிட்டிருக்கிறார். அதாவது வளரும் எந்தக் கருந்துளைக்கும் ஓர் உச்ச வரம்பு நிறை உள்ளது என்பதே ! பிரியாவின் அந்த அரிய அறிவிப்பு ராயல் வானியல் குழுவினரின் (Royal Astronomical Society) மாத இதழிலும் வெளிவந்துள்ளது !

பிரபஞ்சக் கருந்துளை என்பது என்ன ?

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

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

எத்துணை அளவு நிறை வரைப் பெருக்கும் கருந்துளைகள் ?

அணு வடிவில் சிறிதாயும் பூத உருவத்தில் பெரிதாகவும் பெருத்து வளர்பவை கருந்துளைகள் ! சிறு நிறைக் கருந்துளை, பெருநிறைக் கருந்துளை என்று பிரிவு பட்டாலும் இரண்டுக்கும் இடைப்பட்ட நிறையில் உள்ள கருந்துளைகளும் விண்வெளியில் கருவிகள் மூலமாகக் காணப்படலாம் ! பொதுவாகக் கருந்துளைகள் அருகில் அகப்படும் வாயுக்கள், தூசித் துகள்கள், ஒளிவீசும் விண்மீன்கள், ஒளியிழந்த செத்த விண்மீன்கள் போன்றவற்றை அசுர ஈர்ப்பாற்றலில் இழுத்து விழுங்கி வயிறு புடைத்துப் பெருக்கும் ! அப்போது கருந்துளையின் நிறை ஏறிக் கொண்டே போகிறது ! ஆனால் அந்த நிறைப் பெருக்கத்துக்கும் ஓர் எல்லை உள்ளது என்று பிரியா நடராஜன் முத்திரை அடிக்கிறார். எந்தப் பீடத்தில் இருந்தாலும் இட அமைப்பு கருந்துளை நிறையின் உச்ச அளவு வரம்பை மீற விடாது என்று அழுத்தமாகக் கூறுகிறார். பெரும் பூத வடிவுக் கருந்துளையின் (Ultra-massive Black Hole) நிறை மதிப்பு பரிதியைப் போல் ஒரு பில்லியன் மடங்காக அறியப் படுகிறது !

பிரியா நடராஜனும் அவரது விஞ்ஞானக் கூட்டாளர் டாக்டர் எஸிகுயில் டிரைஸ்டர் (Dr. Ezequiel Treister, A Chandra/Einstein Post-Doctoral Fellow at the Institute for Astronomy Hawaii) அவர்களும் விண்வெளி நோக்ககச் (Space Observatory) சான்றுகளிலிருந்தும், கோட்பாடுத் தர்க்கங்கள் மூலமாகவும் கருந்துளை உச்ச நிறை வரம்பு 10 பில்லியன் பரிதி அளவு என்று மதிப்பீடு செய்திருக்கிறார்கள். “சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்திப் பெருக்காமல் நிறுத்தமான கருந்துளைகளைக் காண முடிகிறது. பிரபஞ்சத்தில் மிகப் பெரும் காலாக்ஸிக் கொத்துக்களின் (Galaxy Clusters) நீள்வட்ட காலாக்ஸிகளில் அத்தகைய வயிறு புடைத்த பூதப் பெரு வடிவுக் கருந்துளைகள் குடியிருக்கும் என்று பிரியா கூறுகிறார் ! நமது பால்வீதி காலாக்ஸியின் நடுவே உள்ள கருந்துளை பூதப் பெரு கருந்துளையை விட ஆயிரக் கணக்கான மடங்கு சிறியது என்று கணிக்கப் படுகிறது ! உச்ச நிறை பெற்ற கருந்துளைகள் இப்போது வயிறு நிரம்பியவை அல்ல ! பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் காலத்திலே அவற்றின் நிறை உச்ச நிலை அடைந்து விட்டது,” என்று கூறுகிறார் பிரியா.

கருந்துளை வளர்ச்சி எப்படி நிறுத்தம் அடைகிறது ?

“அருகில் அகப்படும் அண்ட பிண்டங்களை விழுங்கும் கருந்துளை, தான் புறவெளியில் உறிஞ்சிய கதிர்ச்சக்திக்குச் சமமான அளவுக்குக் கதிர்ச்சக்தியை வெளியேற்றும் போது மேலும் வாயுப் பிண்டத்தை இழுக்க வலுவற்று, வயிறு நிரம்பித் தடைப்பட்டு ஓர் வரையறையைத் தொடுகிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு மகத்தானது ! ஏனெனில் காலாக்ஸி மையத்தில் இருக்கும் கருந்துளை பிண்டங்களின் ஒரு சேமிப்புக் களஞ்சியமாய் வீற்றிருந்து விண்மீன் பிறப்புக்கும் காலாக்ஸி அமைப்புக்கும் வழிவகுக்கிறது,” என்று சொல்கிறார் பிரியா. “கருந்துளைகளே மெய்யாகப் பிரபஞ்ச இசை அரங்கின் பிரதானக் கொடைக் களஞ்சியம், (Black Holes are the really Prima Donnas of this Space Opera). பல்வேறு துறை ஆராய்ச்சிகளில் ஈடுபட்டிருந்த போது, நான் எதிர்பாராத விதமாய்க் கண்டுபிடித்த இந்த அரிய நிகழ்ச்சி எனக்குப் பூரிப்பளிக்கிறது” என்று சொல்கிறார் பிரியா.

விண்மீன் பிறப்புக்கும், கருந்துளை வளர்ச்சிக்கும் அண்டவெளி வாயுப் பிண்டங்கள் தேவை. கருந்துளைகள் இரண்டு விதம். ஒன்று பசியின்றி உயிருடன் இருக்கும் வயிறு நிரம்பியது ! இரண்டாவது பசியோடு முடங்கிய குறை வயிறுப் பட்டினியானது ! அவை யாவுமே எக்ஸ்-ரே கதிர்கள் வீசுபவை ! கண்ணோக்கு அலைப் பட்டையில் சுடரொளிக் குவஸாராகக் காணப்படுபவை (Optical Wave Band as a Bright Quasar) ! இதில் விந்தையான கோட்பாடு என்ன வென்றால் கருந்துளைகள் யாவும் “சுய வளர்ச்சி பெறும் அண்டங்கள்” (Self Regulating Growth Objects) என்பதே ! அதாவது உச்ச நிறை வரம்பு எய்திடும் ஒரு சில பூதப் பெரும் கருந்துளைகள் உள்ளன என்பதே இப்போது மகத்தானதோர் கண்டுபிடிப்பு,” என்று பெருமைப் படுகிறார் பிரியா நடராஜன் !

பெண் விஞ்ஞானி பிரியாவின் வாழ்க்கை வரலாறு

பிரியம்வதா என்னும் பிரியா ஓர் வானியல் பௌதிக விஞ்ஞானி. அவர் டெல்லியில் பிறந்து டெல்லியில் வளர்ந்தவர். அவரது தந்தையார் வெங்கடேச நடராஜன் ஓர் எஞ்சினியர். தாயார் லலிதா நடராஜன் ஒரு சமூகவியல் பட்டதாரி. இரு சகோதரருடன் பிறந்த பிரியா எல்லாருக்கும் மூத்தவர். டெல்லியில் பௌதிகத்தில் கீழ்நிலை விஞ்ஞானப் பட்டதாரியாகிப் பௌதிகம், கணிதத் துறைகளை மேலாக விரும்பி மேற்படிப்புக்கு M.I.T (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Mass, USA) ஆராய்ச்சிப் பல்கலைக் கழகத்துக்கு வந்து சேர்ந்தார். பிறகு கோட்பாடு வானியல் பௌதிகத்தில் (Ph.D. in Theoretical Astrophysics) டாக்டர் வெகுமதி பெற இங்கிலாந்து கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்திலும், டிரினிடி கல்லூரியிலும் (1997 முதல் 2003 வரை) பெரும் புகழ்பெற்ற விஞ்ஞானி டாக்டர் ஸர் மார்டின் ரீஸ் (Dr. Martin Rees) மேற்பார்வையில் பயின்றார்.

வானியல் பௌதிக விஞ்ஞானியான பிரியாவுக்கு விருப்பப் பிரிவுகள் : பிரபஞ்சவியல், ஈர்ப்பாற்றல் ஒளிக்குவிப்பு, கருந்துளைப் பௌதிகம் (Cosmology, Gravitational Lensing & Black Hole Physics). “என்னுடைய ஆய்வுக் கட்டுரைக்கு (Thesis) பிரபஞ்சத்தில் கருமைப் பிண்டம், கருந்துளைகள் தோற்றம், வளர்ச்சி ஆகிய பல்வேறு பிரச்சனைகளில் ஆழ்ந்து ஈடுபட்டேன். ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் பிரபஞ்சத்தின் புனைவு (Episode) ஒன்றில் கருமைப் பிண்டத்தின் உள்மணல் (Granularity of Dark Matter) பற்றி நான் ஆராய்ச்சி செய்தேன்.” என்று பிரியா நடராஜன் கூறுகிறார். Ph.D. ஆய்வுப் பயிற்சி முடிவதற்குள் டிரினிடி கல்லூரி ஐஸக் நியூட்டன் ஸ்டூடன்ஷிப் ஆராய்ச்சி -வானியல் பௌதிக ·பெல்லோஷிப்பில் பங்கெடுத்து முதல் இந்தியப் பெண் ·பெல்லோஷிப் ஆய்வாராளாகத் தேர்ச்சி பெற்றார்.

இப்போது யேல் பல்கலைக் கழகத்தின் வானியல் பௌதிகத் துணைப் பேராசிரியராகப் பணியாற்றி வருகிறார். அங்கு வருவதற்கு முன்பு டொரான்டோ கனடாவில் (Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, Toronto) சில மாதங்கள் டாக்டர் முன்னோடிப் பயிற்சிக்கு விஜயம் (Postdoctoral Fellow Visits) செய்தார். ஓராண்டு யேல் பல்கலைக் கழக விடுமுறை எடுத்து 2008-2009 தவணை ஆண்டுப் பங்கெடுப்பில் ஹார்வேர்டு ராட்கிளி·ப் மேம்பாட்டுக் கல்விக் கூடத்தில் (Radcliffe Institute for Advanced Study at Harvard) ஓர் ஆராய்ச்சி ·பெல்லோஷிப்பில் ஈடுபட்டுள்ளார். மேலும் பிரியா “கருமை அகிலவியல் மையத்தின்” இணைப்பாளராய் டென்மார்க் நீல்ஸ் போஹ்ர் கருமை அகிலவியல் மையத்தில் (Associate of the Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Denmark) இருந்து வருகிறார்.

பிரியா நடராஜன் தனது வானியல் பௌதிகத் துறை ஆய்வுகளை ஆராய்ச்சி இதழ்களில் அடிக்கடி எழுதியும், மேடைகளில் உரையாற்றியும், கருத்தருங்குகளை ஏற்படுத்தி விவாதித்தும் பங்கெடுத்து வருகிறார். 2008 அக்டோபர் 25 ஆம் தேதி விஞ்ஞான வெளியீட்டில் (Science News) அசுரப் பெருநிறை கருந்துளைகள் (Ultra-massive Black Holes) பற்றிய ஓர் ஆய்வுக் கட்டுரை அட்டைக் கட்டுரையாய் வரப் போகிறது. அவற்றின் அரிய உட்கருத்துக்கள் மேலும் ஏற்கனவே டிஸ்கவர் இதழ், இயற்கை, வெளிநாட்டு இந்தியா வார இதழ், ஹானலூலூ டைம்ஸ், டச் பாப்புளர் சையன்ஸ், ஹார்டேர்டு காஸெட், யேல் தினத் தகவல் (Discover Magazine, Nature, India Abroad, Honolulu Times, Dutch Popular Science, Harvard Gezette, Yale Daily News) ஆகியவற்றிலும் வந்துள்ளன.

விஞ்ஞானப் பெண்மணி பிரியம்வதா நடராஜன் நோபெல் பரிசு பெற்ற ஸர் சி.வி. இராமன், சுப்ரமணியன் சந்திரசேகர், கணித மேதை இராமானுஜன் போன்ற இந்திய விஞ்ஞான மேதைகளின் வரிசையில் ஓர் உன்னத ஆராய்ச்சியாளாராய் அடியெடுத்து வைக்கிறார். நோபெல் பரிசு பெற்ற பெண் விஞ்ஞானிகளான மேரி கியூரி, புதல்வி ஐரீன் கியூரி, (Marie Curie, Irene Curie) அணுப்பிளவை விளக்கிய லிஸ் மெய்ட்னர் (Lise Meitner) ஆகியோர் அணியில் பிரியா தடம் வைக்கிறார். அவர் முதன்முதல் கண்டுபிடித்து உலக விஞ்ஞானிகளுக்கு அறிவித்த “கருந்துளைப் பெருநிறை வரம்பு” உலக அரங்கில் பிரமிப்பை உண்டாக்கி உள்ளது ! “இராமன் விளைவு” (Raman Effect), “சந்திரசேகர் வரையறை” (Chandrasekhar Limit) போன்று “பிரியா வரம்பும்” (Black Hole Ultra-Mass Limit) விஞ்ஞான வரலாற்றில் சுடரொளி வீசும் மைல் கல்லாக விளங்கப் போகிறது. ஒளிமயமான எதிர்காலத்தில் பிரியாவுக்கு வெகுமதியாக வானியல் பௌதிக விஞ்ஞானத்துக்கு நோபெல் பரிசும் கிடைக்கவும் பெரியதோர் வாய்ப்புள்ளது.

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

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What Happens When Black Holes Collide ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712061&format=html (Black Hole Article -1)
23 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40808282&format=html (Black Hole Article -2)
24. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40810091&format=html [Collision of Balck Holes)
25 Discover Magazine – Whole Universe – Invisible Universe By Martin Rees & Priyamvada Natarajan. [Fall 2008]
26. The Evolution of Massive Black Hole Seeds By Marta Volonteri, Giuseppe Lodato and Priyamvada Natarajan, MNRAS, 383, 1079, [2008]
27. Science News – Upcoming Issue -Ultramassive (Black Hole) : As Big As it Gets By : Charles Petit [Oct 25, 2008]
28 Is There an Upper Limit to Black Hole Masses ? By Priyamvada Natarajan & Ezequiel Treister [in Press 2008]
29 India Abroad International Weekly – Priyamvada Natarajan Puts a Cap pn Black Holes : 10 Billion Times the Sun By : Aziz Haniffa [Sep 19, 2008]
30. Science Blog -Size Limit for Black Holes [Sep 11, 2008]
31. Yale Astronomer (Dr. Priyamvada Natarajan) Discovers Upper limit for Black Holes [Sep 4, 2008]
32 Dr. Priyamvada Natarajan Webpage : http://www.astro.yale.edu/priya/index.html – Associate Professor, Departments of Astronomy and Physics, Yale University, 260 Whitney Avenue
New Haven, CT 06511.

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

jayabarathan.wordpress.com/

jayabarathans@gmail.com  [October 16, 2008]

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! இரு கருந்துளைகள் மோதினால் என்ன நேரிடும் ?

    [கட்டுரை: 43]

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

அகிலத்தின் மாயக் கருந்துளைகள்
அசுரத் திமிங்கலங்கள் !
உறங்கும் பூத உடும்புகள் !
விண்மீன் விழுங்கிகள் !
சுழன்று சுற்றி வரும்
இரண்டு கருந்துளைகள் மோதித்
தழுவிக் கொள்ளும் !
கவர்ச்சி ஈர்ப்பாற்றல்
பெருகிக்
கதிர் அலைகள் உண்டாகும் !
கருவிகள் பிணைப்பைக்
கண்டுபிடிக்கும் !
கடவுளின்
கைத்திற ஓவியம்
மெய்த்திறம் ஆய்வது,
மாந்தரின் மகத்துவம் !

இதுவரை விஞ்ஞானிகள் அனைவரும் நெருங்குகின்ற இரு காலாக்ஸிகள் இணையும் என்றும், அவற்றிலுள்ள இரண்டு கருந்துளைகள் மோதும் போது பிணையும் என்று யூகித்தார்கள். இப்போது முதன்முதலாக நாங்கள் இயங்கிடும் இரண்டு கருந்துளைகள் பிணைவதை (விண்வெளியில்) நேராகக் கண்டோம்.

டாக்டர் ஸ்டெஃபினி கோமுஸ்ஸா (Stefanie Komossa, Max Plank Institute of Extraterrestrial Physics, Germany) (Nov 19, 2002)

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் (1970)

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

டேனியல் ஸ்டெர்ன் Jet Propulsion Lab (JPL), California

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

பூதக் கருந்துளைகள் இரண்டு மோதிப் புணர்ந்து கொள்ளும் !

2002 ஆம் ஆண்டு நவம்பரில் 4 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள காலாக்ஸியின் இரண்டு அசுரக் கருந்துளைகள் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கிப் பூத மோதலை உண்டாக்கிக் காலவெளியின் நெசவு அமைப்பை அசைக்கப் போவதாய் டாக்டர் ஹேஸிங்கரும் அவரது விஞ்ஞானிகளும் சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கியில் (Chandra X-Ray Observatory) முதன்முதலில் கண்டார்கள். அப்போது நேர்ந்த விளைவுகளின் படங்களைத் தொடர்ந்து பதிவு செய்து வந்தார்கள். அந்த இரு கருந்துளைகளின் பிணைப்பு (Black Holes Merger) அவற்றைத் தாங்கியுள்ள இரண்டு காலாக்ஸிகளின் மோதுதலால் நிகழ்ந்தது. அவ்விரு கூட்டுக் காலாக்ஸிகள் NGC-6240 என்னும் குறிப்புப் பெயரால் அழைக்கப் படுகின்றன. பூதக் கருந்துளைகள் அவ்விதம் மற்ற காலாக்ஸிகளில் இருப்பதையும், நமது பரிதி சுற்றி வரும் பால்வீதி காலாக்ஸியின் மையத்திலும் அத்தகைய ஒரு கருந்துளை உள்ளதையும் சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கி காட்டியுள்ளது. அத்துடன் கடந்த 14.7 பில்லியன் ஆண்டுகளாக எவ்விதம் காலாக்ஸிகள் உருவாகி வந்தன என்பதைக் காட்டும் ஒரு ஜன்னலாகவும் இருந்தது.

“இதுவரை விஞ்ஞானிகள் அனைவரும் நெருங்குகின்ற இரு காலாக்ஸிகள் இணையும் என்றும், அவற்றிலுள்ள இரண்டு கருந்துளைகள் மோதும் போது பிணையும் என்று யூகித்தார்கள்,” என்று டாக்டர் ஹேஸிங்கர் (Dr. Hasinger, Chandra X-Ray Observatory) கூறினார். “இப்போது முதன்முதலாக நாங்கள் இயங்கிடும் இரண்டு கருந்துளைகள் பிணைவதை (விண்வெளியில்) நேராகக் கண்டோம்.” என்று ஸ்டெஃபினி கோமஸ்ஸா (Stefanie Komassa, Max Plank Institute of Extraterrestrial Physics, Germany) பிறகு அறிவித்தார்.

விண்வெளி விஞ்ஞான வரலாற்றில் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு ஓர் மகத்தான மைல்கல் என்று சந்திரா எக்ஸ்-ரே விண்ணோக்கியின் ஆளுநர் ஹார்வி தனன்பாம் (Harvey Tananbaum) கூறினார். பேராற்றல் வாய்ந்த ஈர்ப்பாற்றலில் ஒளியையும் தாண்டிச் செல்ல விடாத பேரளவுத் திணிவுநிறை கொண்டவை பூதக் கருந்துளைகள் எனப்படும் பேரண்டங்கள். தனிப்பட்ட விண்மீன்கள் முடிவில் வெடித்துத் தோன்றும் சூப்பர்நோவா மூலமாகக் கருந்துளைகள் உண்டாகலாம்.

இரு கருந்துளை மோதலை உளவிடக் கணனி மாடல்கள்

கருந்துளைகள் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவு திணிவுமிக்க அண்டங்கள் (Densest Objects) என்று கருதப்படுபவை. அவற்றின் அசுர ஈர்ப்பியல் ஆற்றல் ஒளிச்சக்தியையும் இழுக்க வல்லது. அருகில் நெருங்கும் விண்மீன்கள் கூடக் கருந்துளையிடமிருந்து தப்பிக் கொள்ளமுடியாது. அதே சமயத்தில் சுருளும் இரண்டு கருந்துளைகள் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கினால் என்ன நேரிடும் என்று விஞ்ஞானிகள் விண்ணோக்கிக் கருவிகள் மூலமும், கணனி போலிப் படைப்பு மாடல்கள் (Computer Simulation Models) மூலமும் ஆராய்ந்து வருகிறார்கள்.

பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள் ஒன்றை நோக்கி ஒன்று சுழற்சியில் நெருங்கும் போது “கால-வெளியைத்” திரித்து ஈர்ப்பியல் அலைகளை (Gravitational Waves) உண்டாக்குகின்றன. இரண்டு கருந்துளைகள் நெருங்கிப் பிணைந்து அவ்விதம் வடிவான காலவெளி நெளிவுகளை (Space-Time Ripples) விஞ்ஞானிகள் கணனிப் “போலிப் படைப்புகளில்” (Computer Simulations) அமைத்துப் பார்த்தால் எதிர்கால ஈர்ப்பியல் அலைகளை விளக்குவதற்கு ஏதுவாகிறது. இரு கருந்துளைகள் பிணைந்து ஏற்பட்ட கால-வெளி நெளிவுகளின் அசுர ஆற்றல் படைத்த கணனியின் மாடல்கள், துல்லியமாக ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் சமன்பாடுகளுக்கு ஏற்றவாறு அமைந்துள்ளன, அவ்விதம் போலிப் படைப்பில் வரைந்த அலை வடிவான கை முத்திரைகள் (Waveform Signatures) ஈர்ப்பியல் அலைகளை உளவும் கருவிகளைப் பயன்படுத்தும் ஆராய்ச்சியாளருக்கு மிகவும் உதவுகின்றன.

சிறிய கருந்துளைகள் ! பெரிய கருந்துளைகள் !

வானியல் நிபுணர் ·பெலிக்ஸ் மாராபெல் (Felix Marabel) தானொரு சிறு கருந்துளை பால்வீதி காலாக்ஸியை ஊடுருவிச் சென்றதைக் கண்டதாகக் கூறினார். நமது பரிதியைப் போல் 3.5-15 மடங்கு நிறை கொண்டவை சிறு கருந்துளை வரிசையில் வருபவை. அந்தச் சிறு கருந்துளையைச் சுற்றி வரும் சிறு விண்மீனின் இயக்கத்தை வானியல் நிபுணர் நோக்கும் போது கண்ட விளக்கங்கள் அவை. அந்தக் குறிப்பில் நிபுணர் கூறுவது : அகிலவெளி விண்மீன் கூட்டத்தின் ஊடே நுழைந்து, சூப்பர்நோவா வெடிப்பில் உந்தப்பட்டுத் தோன்றிய சிறு கருந்துளையானது சூழ்ந்த விண்மீன்களை விட நான்கு மடங்கு வேகத்தில் பிளந்து கொண்டு செல்கிறது !

அதே சமயத்தில் காலாக்ஸிகளின் மையத்தில் தோன்றும் கருந்துளைகள் யாவும் வேறோர் தனிப்பட்ட இனத்தைச் சார்ந்தவை. அந்தக் கருந்துளைகளை நாம் நேரிடையாகக் காண முடியாது. அவற்றைச் சுற்றியுள்ள பிண்டங்கள் அல்லது மற்ற விண்மீன்கள் எவ்விதம் பாதிக்கப்படுகின்றன என்பதை வைத்துத்தான் கருந்துளைகள் இருப்பை அறிய முடியும்.

டாக்டர் ஸ்டெஃபினி கோமுஸ்ஸா குழுவினர் கண்ட பெரிய கருந்துறைகள் நமது பரிதியைப் போல் 10-100 மில்லியன் மடங்கு நிறையுள்ளவை ! அவற்றில் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கும் இரண்டு கருந்துளைகளைக் கோமுஸ்ஸா கண்டார். அப்போது அவற்றின் இடைவெளித்தூரம் 3000 ஒளியாண்டுகள். இரண்டும் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கிச் செல்லும் வேகம் வெகு வெகு மெதுவானது ! அவை இரண்டும் பிணைத்துக் கொள்ளும் காலம் சுமார் 100 மில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணக்கிடப் படுகிறது ! அவ்விதம் அவை மோதி இணையும் போது, ஈர்ப்பியல் அலைகள் உண்டாகி ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைனின் பொது ஒப்பியல் நியதிக்கு உகந்த முறையில் அகிலவெளியை ஊடுருவிச் செல்லும். 4 பில்லியன் ஆண்டுகளில் ஆன்ரோமேடா காலாக்ஸி (Andromeda Galaxy) நமது பால்வீதிக் காலாக்ஸியோடு மோதும் போது அவற்றின் கருந்துளைகள் மோதிப் பிணைந்து கொள்ளும் என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கணக்கிடுகிறார்கள்.

பிரபஞ்சக் கருந்துளை என்பது என்ன ?

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

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

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

ஈசா நாசா ஏவும் விண்ணுளவி “லிஸா”

2012 ஆண்டில் விண்வெளி நோக்கி ஈர்ப்பலைகளை உளவும் விண்ணூர்தி ஒன்று (Gravity Wave Detector) ஏவப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது. ஈரோப்பிய ஈசாவும் & அமெரிக்க நாசாவும் திட்டமிட்ட அந்த விண்ணுளவியின் பெயர் “லிஸா” (ESA & NASA Space Probe – LISA -Laser Interferometry Space Antenna). அந்தத் திட்டம் பிரபஞ்சத் தேடலில் ஈர்ப்பியல் அலைகளை ஆராயும் முறையில் ஒரு முக்கிய பலகணியைத் திறக்கும். விண்வெளித் திட்டத்தில் மூன்று விண்ணுளவிகள் 5 மில்லியன் கி.மீடர் தூரத்தில் (3 மில்லியன் மைல்) சமகோண முக்கோணத்தில் பயணம் செய்து கொண்டு “மைக்கேல்ஸன் கதிர் நோக்கிக் கருவி” (Michelson Interferometer) போல் ஒளிக்கதிர் அனுப்பி ஈர்ப்பியல் அலைகளை ஆராயும்.

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What Happens When Black Holes Collide ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712061&format=html (Black Hole Article -1)
23 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40808282&format=html (Black Hole Article -2)
26 The Christian Monitor – Two Black Holes Collide – A Megamerger in Space (Nov 20, 2002)
27. New Scientist Space – Black Hole Collision Simulation By : Maggie McKee (18 April 2006)
28 Sky & Telescope Magazine – Monster Black Holes Soon to Collide By Robert Naeye [Jan 12, 2008]
29 Monster Black Hole Found Escaping Home Galaxy By David Shiga [Apr 29, 2008]
30 Discover Magazine – Whole Universe – Invisible Universe By Martin Rees & Priyamvada Natarajan. [Fall 2008]

******************
jayabarat@tnt21.com [October 9, 2008]

தமிழில் முதல் அணுசக்தி நூல்

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

    அன்புள்ள நண்பர்களே,

    “அணுசக்தி” என்னும் எனது இரண்டாம் நூலைத் தமிழினி பதிப்பகம் சமீபத்தில் வெளியிட்டுள்ளது என்பதை மகிழ்ச்சியுடன் கூறிக் கொள்கிறேன். கடந்த ஆறு ஆண்டுகளாக [2000-2006] திண்ணை வலை இதழில் வண்ணப் படங்களுடன் வந்த 41 கட்டுரைகள் அதில் தொகுக்கப் பட்டுள்ளன. 1964 இல் வெளிவந்த “ஆக்க வினைகளுக்கு அணுசக்தி” என்னும் எனது முதல் நூல் சென்னை பல்கலைக் கழகத்தின் மாநில முதற்பரிசு பெற்றது.

    “யுத்தம் என்பது அழிவியல் விஞ்ஞானம்”, என்றோர் அறிஞர் கூறிச் சென்றுள்ளார். இரண்டாம் உலகப் போரை விரைவில் நிறுத்த 1940 ஆண்டுகளில் ஐரோப்பிய, அமெரிக்க விஞ்ஞானிகளால் படைக்கப் பட்டப் பேரழிவு அசுர ஆயுதமே அணுப்பிளவு அணுகுண்டும் [Fission Bomb], அதற்குப் பின்னால் ஆக்கப்பட்ட அணுப்பிணைவு ஹைடிரஜன் குண்டும் [Fusion Bomb]. பேரழிவுப் போராயுதங்கள் விரிவாகி அவற்றின் பெருக்கமே தற்போது போருக்குக் காரணமாகி உலக நாடுகளைப் பயமுறுத்தி அமைதியைக் கொந்தளிக்க வைக்கின்றன! ஆனால் திசை திருப்பி அணுசக்தியைக் கட்டுப்படுத்தி மனிதருக்கு ஆக்கசக்தி யாகவும் மாற்ற முடியும். உலகெங்கும் தற்போது நூற்றுக் கணக்கான அணுமின் நிலையங்கள் பாதுகாப்பாக இயங்கி மின்சாரம் பரிமாறி வருகின்றன. பெரும்பான்மையான அணுசக்தி நிலையங்கள் பாதுகாப்பாக இயங்கி வந்தாலும், தவிர்க்க முடியாத பயங்கர அணு உலை விபத்துகள் அமெரிக்காவின் திரிமைல் தீவு நிலையத்திலும், பழைய சோவித் ரஷ்யாவின் செர்நோபில் நிலையத்திலும் நேர்ந்து ஆயிரக் கணக்கான மக்கள் தீராத இன்னல்களில் இன்னும் வருந்தி வருகிறார்கள்.

    அணுசக்தியின் மேற்கூறிய ஆக்க வினைகளையும், அணு ஆயுதங்களின் அழிவுத் தன்மையும் இந்த நூல் தயக்கமின்றி, தணிப்பின்றி, தடுப்பின்றி விளக்கமாய் எடுத்துக் காட்டுகிறது. சென்ற நூற்றாண்டில் ஐம்பது ஆண்டுகளாக அணுசக்தியை விருத்தி செய்த விஞ்ஞானிகளைப் பற்றிய விபரங்கள் உள்ளன. எக்ஸ்-ரே கண்டுபிடித்த ராஞ்சன் முதல், கதிரியக்கம் கண்டுபிடித்த மேரி கியூரி, ஐரீன் கியூரி, லிஸ் மைட்னர், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், நீல்ஸ் போஹ்ர், எட்வெர்டு டெல்லர் மற்றும் அணுப்பிளவில் [Nuclear Fission] அணுக்கருத் தொடரியக்கம் உண்டாக்கிய என்ரிகோ ஃபெர்மி வரை அனைவரது வரலாறுகளும் அந்நூலில் இடம் பெற்றுள்ளன. ஆய்வுச் சோதனைகளில் முன்னேறிக் கொண்டிருக்கும் கதிரியக்க மில்லாத அணுப்பிணைவு [Nuclear Fusion] ஆராய்ச்சி பற்றியும் விபரங்களும் உள்ளன. உலக அணுமின் உலைகளைப் பற்றி மட்டுமின்றி பாரத அணுமின் நிலையங்களின் வெற்றிகரமான இயக்கங்களும், முன்னேற்றங்களும், அவற்றில் நிகழ்ந்த விபத்துகளும் கூறப் பட்டுள்ளன.

    நாற்பத்தி ஒன்று அணுசக்திக் கட்டுரைகளை வாரந் தோறும் தளராது வலைப் பதிப்பில் பொறுமையாக வண்ணப் படங்களுடன் ஏற்றிய மதிப்புக்குரிய திண்ணை அதிபர்கள் ராஜாராம், துக்காராம் எனது பாராட்டுக்கும், நன்றிக்கும் உரியவர்கள். மேலும் நூலை வெளியிட என்னை ஊக்குவித்த மதிப்புக்குரிய நண்பர் ஜெயமோகனும், அவர் தூண்டிச் சிறப்பாக வெளியிட்ட தமிழினி பதிப்பகத்தின் அதிபர் வசந்த குமாரும் என் நன்றிக்கு உரியவர்கள்.

    என்னைப் பற்றி :

    மதுரை மாவட்டம் திருமங்கலத்தில் பிறந்து, மதுரைக் கல்லூரியில் படித்து, 1956 இல் சென்னைப் பல்கலைக் கழகத்தில் மெக்கானிகல் எஞ்சியரிங் பட்டம் பெற்றேன். பாம்பே பாபா அணுவியல் ஆய்வுக் கூடத்தில் 1957 ஆம் ஆண்டு சேர்ந்து, பாரதத்தின் முதல் பேராற்றல் கொண்ட (40 MWt) ஆராய்ச்சி அணு உலையான ஸைரஸ் (CIRUS) ஆய்வு உலையை இயக்கும் எஞ்சினியர்களில் ஒருவராக 1960 முதல் 1966 ஆண்டு வரை பணி புரிந்தேன். அதன் பிறகு கோட்டா, ராஜஸ்தானில் கனடா உதவியுடன் கட்டப் பட்ட முதல் கான்டு அணுமின் சக்தி நிலையத்தை இயக்க மூன்றரை ஆண்டுகள் (1966-1970) கனடாவில் உள்ள டக்ளஸ் பாயின்ட் அணு மின்சக்தி நிலையத்தில் பயிற்சி பெற அனுப்பப் பட்டேன். பயிற்சி முடிந்த பின்பு 8 ஆண்டுகள் [1970-1978] ராஜஸ்தானிலும், 4 ஆண்டுகள் (1978-1982) சென்னை கல்பாக்கத்திலும் பாரத அணுமின் சக்தி நிலையங்களில் பெரிய பதவிகளில் பணியாற்றினேன். எனது சிறப்புப் பயிற்சி அணுமின் உலைக்குச் சுயமாக யுரேனிய எரிக்கோல் ஊட்டும் சிக்கலான யந்திரத்தை இயக்குவது, பராமரிப்பது, அதை இயக்க மற்றவருக்குப் பயிற்சி தருவது. 25 ஆண்டுகள் இந்திய அணுசக்தித் துறையகத்தில் வேலை செய்து, முன்னோய்வு எடுத்துக் கொண்டு 1982 முதல் 2001 வரை கனடாவில் இயங்கும் பேராற்றல் கொண்ட கான்டு புரூஸ் அணுமின் நிலையத்தில் பணியாற்றி இப்போது முழு ஓய்வில் இருக்கிறேன்.

    அணுசக்தி ஆக்கப் பணியில் பொறியியற் துறைகளில் 45 ஆண்டுகளுக்கு மேலாக அனுபவம் பெற்று, இப்போது தமிழ் இலக்கியப் படைப்புப் பணியில் முழு நேரமும் ஈடுபட்டிருக்கிறேன். 1960 ஆண்டு முதல் எனது விஞ்ஞானக் கட்டுரைகள், கதைகள், கட்டுரைகள் பல கலைமகள், மஞ்சரி, தினமணிக் கதிர், இதயம் பேசுகிறது, மயன், தாய், காலம் இதழ்களில் வெளிவந்துள்ளன. கணனித் தமிழ்வலைக் கூடங்கள் பின்னிப் பிணைக்கும் புதிய உலகிலே, கடந்த ஏழு ஆண்டுகளாக 500 மேற்பட்ட கட்டுரைகள், கவிதைகள், கதைகள், நாடகங்கள் அம்பலம், திண்ணை, பதிவுகள், அந்திமழை, நதியலை போன்ற வலைத் தளங்களில் வந்துள்ளன. எனது நீண்ட தமிழ் நாடகங்கள் மொம்பையிலும், சென்னைக் கல்பாக்கத்திலும் அரங்கேறி யுள்ளன.

    எனது தந்தையார் உயர்திரு. சி. சிங்காரவேல் பாண்டியன் அவர்கள் இந்திய விடுதலைப் போராட்டத்தில் பல ஆண்டுகள் மகாத்மா காந்தியின் கீழ் பணியாற்றிப் பங்கெடுத்துச் சிறை சென்றவர். ஐந்து வயது முதலே காலை ஆறு மணிக்கு நீராடிப் பாரதியின் தேசீய, பக்திப் பாடல்களை அனுதினமும் காலைப் பிரார்த்தனையில் தந்தையுடன் கலந்து பல ஆண்டுகள் பாடி வந்ததால் பாரத நாட்டுப் பற்றும், பைந்தமிழ் மொழிப் பற்றும் என்னுடைய குருதி, எலும்பு, சதை அனைத்திலும் பதிந்து விட்டன.

    எனது குறிக்கோள் தமிழில் புதிதாக விஞ்ஞானப் படைப்புகள், நாடகக் காவியங்கள் பெருக வேண்டும் என்பதே. “மகத்தான பணிகளைப் புரிய நீ பிறந்திருக்கிறாய்” என்று விவேகானந்தர் கூறிய பொன்மொழியே என் ஆக்கப் பணிகளுக்கு ஆணிவேராக நின்று ஒரு மந்திர உரையாக நெஞ்சில் அலைகளைப் பரப்பி வருகிறது.

    அன்புடன்,
    சி. ஜெயபாரதன், கனடா

    அணுசக்தி நூல் விலை : ரூ 270
    (415 பக்கங்கள்)

    நூல் கிடைக்குமிடம்
    தமிழினி பதிப்பகம்
    63. பீட்டர்ஸ் சாலை,
    ராயப்பேட்டை,
    சென்னை: 600014, தமிழ் நாடு
    இந்தியா

++++++++++++++++
தமிழினி பதிப்பகம் அதிபர் வசந்த குமார்

ஈமெயில் : “vasantha kumar” ,
செல் ஃபோன் : 98841-96552
ஆஃபீஸ் போன் : 2835-1410

நூல் வாங்க வசந்த குமாரிடம் நேராகத் தொலை பேசியில் தொடர்பு கொள்ளுங்கள்.

அல்லது http://anyindian.com/ (தமிழினி பதிப்பகம்]

http://www.anyindian.com/advanced_search_result.php?keywords2=%E0%AE%85%E0%AE%A3%E0%AF%81%E0%AE%9A%E0%AE%95%E0%AF%8D%E0%AE%A4%E0%AE%BF&osCsid=09e2ba73fc7a3b2f8adad731509b4771&x=63&y=17 [அணுசக்தி நூல்]

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

அண்டவெளியில் நீந்திய முதல் ஆசிய விண்வெளித் தீரர் !

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

ஆசிய முன்னோடித் தீரர்களாய்
அண்டவெளிப் பயணம் செய்தார் !
விண்வெளியில் நீந்தி
வெற்றி மாலை சூடி
மண்மீது கால் வைத்தார்
மறுபடியும் !
அமெரிக்காவின்
விண்வெளி வீரர்கள் போல்
விண்சிமிழில் ஏறி
வெண்ணிலவைச் சுற்றி வர
முன்னிலைப் பயிற்சி இது !
நிலவைச் சுற்றி வர
மனிதரிலா விண்ணுளவி ஒன்றை
அனுப்பிடும் சைனா !
இன்னும்
பனிரெண்டு ஆண்டுகளில்
பாதம் பதித்திடும்
நிலவின் களத்திலே
நீல் ஆர்ம்ஸ்டிராங் போல !

“(விண்சிமிழ் சுற்றுவீதியைத் தொட்டதும்) சூரியத் தட்டுகள் (Solar Panels) விரிந்தன. நாங்கள் பூரிப்படைகிறோம் ! தூரத்தில் உளவும் கருவிகள் அனுப்பிய சமிக்கைகள் (Remote-Measuring Singnals) விமானிகளின் இதயத் துடிப்பு, இரத்த அழுத்தம் போன்ற உடலியக்க அளவுகளை உடனே அறிவித்தன !”

ஸென் ஸாவ் -7 விண்சிமிழ்த் தளக் கண்காணிப்பாளர் [செப்டம்பர் 27, 2008]

“பரந்த விண்வெளியில் நமது தாய்நாட்டை நினைத்து நான் பெருமைப் படுகிறேன். . . . தேசத்தின் எல்லா மக்களுக்கும், உலகத்தின் எல்லா மாந்தருக்கும் எனது இனிய வாழ்த்துக்கள் !”

ஸை ஸிகாங் – முதல் சைனா விண்வெளி நீச்சல் விமானி (Zhai Zhigang, Chinese Taikonaut)

“ராக்கெட் என்ன ஓர் உருளைக் கிழங்கைக் கூடச் சைனா விண்வெளியில் ஏவிட முடியாது.”

மா சேதுங் (1957) – சைனாவின் விடுதலைப் பிதா (Mao Tse-Tung, China Liberator) (1893-1976)

“அண்டவெளி நீச்சல் இன்று புரிந்தது சைனாவின் விஞ்ஞானத் துறைகளை வலுவாக்கும். எங்கள் மக்கள் தொகை பெரியது ! எங்கள் விஞ்ஞானிகள் நியதிகளில் மேன்மை பெற்றுச் செயற்பாட்டில் குறைந்தவர் (Theoretical not Practical) ! நாங்கள் இன்னும் அமெரிக்கா, ஜப்பான், ஐரோப்பா நாடுகளுக்குப் பின்னால்தான் இருக்கிறோம் ! அந்த நாடுகளை எட்டிப் பிடிப்பது எங்களால் இயலாது !”

கவோ கியான் – தகவல் பொறியியல் பட்டதாரி (Cao Qian, Electronics & IT Graduate)

விண்வெளி வரலாற்றில் சைனா ஊன்றிய பெரிய மைல்கல் !

2008 செப்டம்பர் 27 ஆம் தேதி சைனாவின் விண்வெளி விமானி ஸை ஸிகாங் (Zhai Zhigang) முதன்முதல் அண்டவெளியில் மிதந்து காட்டி [Extra Vehicular Activity (EVA)] ஓர் அற்புதச் சாதனையை நிகழ்த்திக் காட்டினார் ! ரஷ்யா, அமெரிக்காவுக்கு அடுத்தபடித் தனித்துவ முறையிலே ஆசியாவிலே முதன்முதல் அண்டவெளி அந்தரத்தில் நீந்தி விந்தை புரிந்தார் ! அவருக்கு வயது 42. மூவர் பயணம் செய்த விண்சிமிழ் (Space Capsule : Shenzhou VII Spacecraft Xinhua), சைனாவின் கோபி பாலைவனத்திலிருந்து ஏவப்பட்டு 205 மைல் (340 கி.மீடர்) உயரத்தில் பூமியைச் சுற்றி வந்தது. முதலில் விண்சிமிழின் கதவைத் திறந்து கொண்டு விண்வெளிக்கு வந்தவர் ஸை ஸிகாங். கையில் சைனாவின் கொடியை ஏந்தி 20 நிமிடங்கள் அண்டவெளியில் நீந்தினார். அப்போது அவரது விண்வடம் (Space Umbilical Cord) சிமிழுடன் சேர்க்கப் பட்டிருந்தது ! 2008 செப்டம்பர் 25 ஆம் தேதி நீண்ட மார்ச் ராக்கெட் ஒன்று ஜியூகுவான் துணைக்கோள் ஏவு மையத்திலிருந்து (Jiuquan Satellite Launch Center in Gansu Province) ஸென் ஸாவ் -7 விண்சிமிழை ஏந்திக் கொண்டு எழும்பியது ! ஆசிய வீரர்களின் அந்த அரிய விண்வெளிப் பயணம் ஆரம்பம் முதல் மீட்சி வரை நிறைவேற 68 மணிநேரங்கள் நீடித்தன !

1957 ஆம் ஆண்டு ரஷ்யா தனது ஸ்புட்னிக் விண்சிமிழை அண்டவெளியில் முதன்முதல் ஏவி உலகத்தாரைப் பெரு வியப்பில் ஆழ்த்தியது. அது முதல் அமெரிக்காவுக்கும் ரஷ்யாவும் விண்வெளிச் சாதனைப் போட்டிகள் அடுத்தடுத்துத் தொடுத்தன. அமெரிக்காவின் முதல் துணைக்கோள் 1958 இல் விண்வெளியில் ஏவப்பட்டது ! இரண்டு உலக வல்லரசுகளும் தமது விஞ்ஞானப் பொறியியற் சாதனைகளைக் காட்டி விண்வெளித் தேடலில் வரலாற்று முக்கியத்துவம் பெற்றுள்ளன ! 1969 ஆண்டு ஜூலை 20 இல் அமெரிக்க விண்வெளித் தீரர் நீல் ஆர்ம்ஸ்டிராங் முதன்முதல் வெண்ணிலவில் தடம் வைத்து 20 ஆம் நூற்றாண்டின் அற்புதச் சாதனையாகச் செய்து காட்டினார்.

அண்டவெளித் தேடலில் ரஷ்ய, அமெரிக்க, ஐரோப்பிய நாடுகளின் பங்கீட்டுக்குப் பிறகுச் சைனா வெகு தாமதமாக முனைந்து விண்வெளிப் பயணங்களைத் துவங்கியது. 1958 ஆம் ஆண்டில் சைனா தனது விண்வெளி ஏவுகணைத் தளத்தைக் கோபி பாலைவனத்தில் நிறுவியது. சைனா முதல் துணைக்கோளை அண்டவெளியில் வெற்றிகரமாக 1970 இல் ஏவியது. 1990-2002 ஆண்டுகளில் சைனா ஸென்ஸாவ் I, II, III & IV விண்சிமிழ் பொறித்துறை நுணுக்க விருத்தியை (Shenzhou I to IV Spacecraft Developments) மேற்கொண்டிருந்தது.

2003 அக்டோபரில் சைனா முதல் மனித விண்சிமிழ்ப் பயணக் குறிப்பணியை (Manned Space Mission) மேற்கொண்டு ஸென்ஸாவ் -5 மூலம் (Shenzhou V) வெற்றிகரமாகச் செய்து உலகை வியக்க வைத்தது ! இரண்டு ஆண்டுகள் கழித்து 2005 அக்டோபரில் ஸென்ஸாவ் -6 மூலம் இரட்டை விமானிகள் ஓட்டும் விண்சிமிழ் ஏவப்பட்டு பூமியைச் சுற்றி வந்தது. அடுத்து 2007 அக்டோபரில் நிலவை நோக்கி மனிதரற்ற விண்ணூர்தி ஒன்று அனுப்பப் பட்டது ! இப்போது (2008 செப்டம்பரில்) மூவர் அமர்ந்த விண்சிமிழை ஏவி சைன விண்வெளி விமானி அண்டவெளியில் 20 நிமிடங்கள் நீச்சல் புரிந்தது ஆசியாவின் முதல் விண்வெளி மைல் கல்லாக ஓங்கி நிற்கிறது.

அண்டவெளியில் சைன விமானி புரிந்த விந்தை !

பூமிக்கு மேல் 205 மைல் உயரத்தில் பூமியைச் சுற்றும் ஸென்ஸாவ் -7 விண்சிமிழிலின் கதவைத் திறந்து கொண்டு முதலில் வெளியேறியவர் 42 வயதான ஸை ஸிகாங் விமானி ! அடுத்து வாசல் வழியாகத் தலையை நீட்டிச் சைனாவின் தேசீயக் கொடியை ஸை ஸிகாங் கையில் கொடுத்தார் விமானி லியூ போமிங் (Liu Bhoming). அப்போது மூன்றாம் விமானியாய் இருவர் பணிகளையும் மேற்பார்த்து விண்சிமிழைக் கண்காணித்து வந்தவர் ஜிங் ஹைபெங் (Jing Haipeng). விண்வெளி நீச்சல் புரிந்த ஸை ஸிகாங் அணிந்த “விண்கவச உடை” (Space Suit) 4.4 மில்லியன் டாலர் விலை மதிப்புள்ளது ! அந்தச் சிறப்பு உடை பூமியில் உள்ள உஷ்ணத்தையும், வாயு அழுத்தத்தையும் (Earth’s Atmosphere & Ambient Temperature) விமானிக்கு அளித்து அவை ஏறாமலும், இறங்காமலும் கட்டுப்பாட்டில் வைத்திருக்கும் ! புவியீர்ப்பு ஆற்றல் அந்த உயரத்தில் பூஜியத்தை ஒட்டி இருப்பதாலும், காற்றில்லாத சூனியத்தில் தாங்க முடியாத உஷ்ணம் இருப்பதாலும் கவச உடையில் துளையோ, கிழிசலோ ஏற்பட்டால் வாயு அழுத்தம் குறைந்து விமானியின் குருதி கொதித்து, சுவாசிக்க ஆக்ஸிஜன் இல்லாது உடனே துடித்து மரணம் அடைவான் ! அத்தகைய உன்னத பாதுகாப்பு விண்கவச உடையைச் சைனா தானாகத் தயாரித்த விண்வெளி உடை அது என்று சைனா பெருமைப் பட்டுக் கொண்டது ! ஆனால் மற்ற இரு விமானிகளும் ரஷ்யா தயாரித்த விண்கவச உடையை அணிந்திருந்தார்கள் !

விண்வெளி விமானிகள் தமது 68 மணி நேரப் பயணத்தில் பூமியைச் 205 மைல் உயரத்தில் சுற்றி வரும்போது 15-20 நிமிடங்கள் விண்வெளி நீச்சலுக்கென ஒருவருக்கு ஒதுக்கப் பட்டது. அப்போது நேரம் பேஜிங் தளப்படி பகற் பொழுதைத் தாண்டிய நேரம். அந்த நேரத்தைத் தேர்ந்தெடுப்புக்குக் காரணங்கள் இரண்டு. ஒன்று அபாயம் மிக்க அண்டவெளி நீச்சல் புரிவதற்கு நல்ல வெளிச்சம் உள்ள பகல் வேளை தகுதியானது. முதல் விமானிக்கு அபாயம் ஏற்பட்டால் இரண்டாவது விமானி உதவ வசதியான நேரம் பகல் வேளை. இரண்டாவது விண்வெளி நீச்சலைச் சைன மக்கள் கண்டு களிக்கத் தக்க நேரம் பகல் வேளை. முதல்வன் ஏதோ ஒரு காரணத்தால் விண்வெளி நீச்சலைப் புரிய முடியவில்லை என்றால் இரண்டாவது விமானி அந்தப் பயிற்சியை செய்து முடிப்பான்.

விண்வெளி நீச்சலின் போது விமானிகள் செய்த சோதனைகள்

இந்த விண்வெளிப் பயணத்தில் சைனா சில சோதனைகளைச் செய்து முடிக்கத் திட்டமிட்டது.

1. விண்வெளி நீச்சல் புரிந்த ஸை ஸிகாங் விண்சிமிழுக்கு வெளியே குளிர்ச் சூனிய வெப்ப வெளியில் தொங்க விட்ட குவளையில் வைத்திருந்த திடவ மசகுகளுக்கு (Solid Lubricants) என்ன நேர்கிறது என்று ஆராய்வது !

2. அடுத்து 205 மைல் உயரத்தில் சுற்றிவரும் விண்சிமிழிலிருந்து ஒரு துணைக்கோளை விமானிகள் ஏவுவதாகத் திட்டம் இருந்தது ! அத்திட்டம் நடந்தேறியதா இல்லையா என்று வலைத் தகவலில் எங்கும் விபரம் காணப்பட வில்லை !

ஸென்ஸாவ் -7 பயணக் குறிப்பணித் திட்ட விபரங்கள் :

1. ஸென்ஸாவ் -7 குறிப்பணிக் காலம் 3 நாட்கள் (68மணி நேரம்), உயரம் 205 மைல்.

2. விண்வெளி நீச்சல் மிகையான காலம் : 30 நிமிடங்கள்.

3. 120 கிலோ கிராம் நிறையுள்ள விண்கவச உடையை இணைத்து விமானி அணிய 15 மணி நேரம்.

4. விண்வெளி நீச்சல் சமயத்தில் அபாயங்கள் நேரிட்டால் பாதுகாக்க 30 வழிமுறைகள்.

5. விமானிகள் தேர்ந்தெடுத்து உண்பதற்கு 80 விதமான உண்டிகள். மசாலாக் கோழி, ஷிரிம்ஸ், உலர்ந்த கனிகள்.

6. ராக்கெட் ஏவும் 105 மீடர் (350 அடி) கோபுரச் சட்டத்தில் அபாயப் பிழைப்புக் கதவுகள்.

7. ஸென்ஸாவ் -6 விண்சிமிழில் 220 பொறித்துறைச் செம்மை மாற்றங்கள் செய்யப்பட்டு ஸென்ஸாவ் -7 விண்சிமிழ் தயாரிக்கப்பட்டது.

8. ராக்கெட் ஏவப்பட்டு 583 வினாடிகள் (சுமார் 10 நிமிடம்) கழித்து விண்சிமிழ் 205 மைல் உயரத்தில் சுற்றுப் பாதையில் இறங்கி பூமியைச் சுற்ற இயங்கும்.

ஆசிய நாடுகளில் அண்டவெளிப் போட்டிகள் !

இந்தியா ஏவிய முதல் துணைக்கோள் ஆரியபட்டா 1975 இல் 300 மைல் உயரத்தில் பூமியை 90 நிமிடங்களுக்கு ஒருமுறைச் சுற்றியது. சந்திரனைச் சுற்றப் போகும் இந்தியாவின் முதல் பேரிச்சைத் திட்டம் 2008 அக்டோபர் 19 ஆம் தேதி நிறைவேற சந்திராயன் -1 விண்சிமிழ்ச் (Chandrayaan-1) சோதனைகள் நடைபெற்று வருகின்றன. அப்பயணத்தில் சந்திராயன் -1 விண்சிமிழ் நிலவுக்கு வெகு அருகில் நீள்வட்டச் சுற்றுவீதியில் சுற்றி வந்து உளவுகள் செய்யும் ! அந்த விண்வெளிப் பயணத்துக்கு இந்தியாவுக்கு ஆகும் செலவு 91 மில்லியன் டாலர் (4 பில்லியன் ரூபாய்) (2008 நாணய மதிப்பு) என்று தெரிகிறது !

ஜப்பான் திரவ எரிசக்தி ராக்கெட்டை விருத்தி செய்து அதன் முதல் விண்வெளித் திட்டம் 1970 இல் ஆரம்பமானது. 2003 இல் செய்த விண்வெளித் தேடல் முயற்சியில் ராக்கெட் ஏவுதல் பழுதாகித் தோல்வி அடைந்தது ! இறுதியில் 2005 இல் ஜப்பான் அனுப்பிய முதல் துணைக்கோள் வெற்றிகரமாகப் பூமியைச் சுற்றியது.

அமெரிக்கா, ரஷ்யா மற்றும் பல ஐரோப்பிய நாடுகள் ஒருபுறம் மேம்பட்ட விண்வெளித் தேடல்களில் போட்டி இட்டுக் கொண்டுள்ள போது ஆசியாவில் சைனா, ஜப்பான், தென் கொரியா, இந்தியா ஆகிய நாடுகள் அண்டவெளிப் பந்தயங்களை மேற்கொண்டிருக்கின்றன. இப்போது சைனா முதல் விண்வெளி நீச்சலைப் புரிந்து ஆசியாவில் தனது முற்போக்கு விண்வெளி விஞ்ஞானப் பொறியியல் வல்லமையைக் காட்டியுள்ளது !

இறுதியாக 2020 ஆம் ஆண்டில் சைனா தனது பேரிச்சைத் திட்டமான நிலவுத் தளத்தைத் தொடும் பயணத்தை அமெரிக்காவைப் போல் நிறைவேற்ற முற்பட்டுள்ளது. அதே காலத்தில் அமெரிக்காவின் விண்வெளித் தீரர்கள் செவ்வாய்த் தளத்தில் தடம்வைக்கப் பயணம் செய்து அதைச் சுற்றி வருவார் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது ! ஆசியாவின் மகத்தான விண்வெளி வெற்றியின் போது முரண்பட்ட வாசகம் என்ன வென்றால் சைனாவின் விடுதலைப் பிதா மா சேதுங், “ஓர் உருளைக் கிழங்கைக் கூடச் சைனா விண்வெளியில் ஏவ முடியாது,” என்று இகழ்ச்சியாகக் கூறியது !

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

தகவல்:

Picture Credits: Boston Globe, Christiamn Monitor, Chaina Daily Reporter, BBC News

1. BBC News – Chinese Astronaut Walks in Space [Sep 27, 2008]
2. BBC News – China Puts its First Man in Space [Sep 27, 2008]
3. BBC News – China Astronauts Blast into Space [Sep 27, 2008]
4. BBC News – Timeline Space Flights of the World Countries (2005)
5. BBC News What’s Driving China Space Efforts By : Paul Rincon [Sep 27, 2008]
6. BBC News – China Could Reach Moon By 2020 By : Paul Rincon [Sep 27, 2008]
7. BBC News – China Spacecraft Returns to Earth [Sep 27, 2008]
8. Boston Globe : China Stokes National Pride with Celebrated First Spacewalk – Maneuver Tests Nation’s Mastry of Technology, By : Barbara Demick [Sep 28, 2008]
9. Christian Monitors – China First Spacewalk : No Cold-War Race This Time By : Peter Spootts [Sep 25, 2008]
10. The Times of India – India Space Program Will Put Rover on Moon [Sep 19, 2008]
11. Christian Monitor – India Launched its First Satelite (Jan 11, 2007)
12 The Economic Times – Chandrayaan All Set for Moon Mission (Sep 26, 2008]
13. Asiaone – Singapore Firm Offers – Chinese Astronaut Completes Nation’s First Space Walk
[Oct 1, 2008]
14. China Daily Reporter – Shenzhou VII Spacecraft Lauched fir First Spacewalk By : Hu Yinan [Oct 1, 2008]

******************
jayabarat@tnt21.com [October 2, 2008]

உலகப் பெரும் பரமாணு உடைப்பு யந்திரம் – 2 முதல் சோதனைக்குப் பின் நேர்ந்த ஹீலியக் கசிவு விபத்து !

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

    பூதப் பரமாணு உடைப்பி
    புரட்டானை விரைவாக்கிச்
    சோதனையைச்
    சிறப்பாகச் செய்தாலும் இன்று
    நிறுத்த மானது !
    திரவ ஹீலியம் கசிந்து
    பிரச்சனை விளைந்தது !
    மின்காந்தக் கடத்திகள்
    சூடாகி
    எரிந்து போயின !
    சிரமமின்றி வெற்றி யில்லை !
    கீழே விழுந்த குழந்தை
    மேலே எழுந்து
    மீண்டும் நடக்கும் !
    எத்தனை முறை விழுந்தாலும்
    எழுந்திடும் !
    வானில் பறக்க
    வையக மனிதன்
    எத்துணை தரம் விழுந்துள்ளான்
    எழுந்துள்ளான் ?
    நுட்ப போஸானை
    வட்ட விரைவாக்கி காணும்
    காலம் வரும் ! அதுவரை
    காத்திரு மனமே !

    +++++++

    “பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு நேர்ந்த நிகழ்ச்சியின் ஆரம்ப விளைவுகளை விஞ்ஞானிகள் திரும்பவும் அரங்கேற்ற முயற்சி செய்வதை மனித இனம் வீணாக விடாது, அழிந்து போகாது பாதுகாப்பது முக்கியமானது”

    “செர்ன் விரைவாக்கிச் சோதனையில் கருந்துளை ஒன்று உண்டாக வாய்ப்பில்லை ! அப்படி ஒரு நுண்ணிய கருந்துளை விளைந்தாலும் அது ஆவியாகிச் சின்னஞ் சிறு துகள்களாகி மறைந்து போய்விடும். செர்ன் விரைவாக்கி அப்படி அற்புதமாய் ஒரு சிறு கருந்துளையை உண்டாக்க முடிந்தால் நான் ஆராய்ந்து முன்னால் வெளியிட்ட விஞ்ஞானப் பதிப்பிற்குப் பெருத்த வெகுமதியும் நோபெல் பரிசும் கிடைக்கும்.”

    விஞ்ஞான மேதை டாக்டர் ஸ்டிஃபென் ஹாக்கிங் [செப்டம்பர் 10, 2008]

    “(செர்ன் பூத விரைவாக்கி) நிறுவகத்தின் முழுத் தோற்றத்தை மனக்கண்ணில் பார்த்தால் நாங்கள் 20 ஆண்டுகளாக யந்திரத்தைக் கட்டுமானம் செய்தது தெரிகிறது. அதைத் தொட்டு இயக்க நீண்ட காலச் சவாலான முயற்சி தேவைப் பட்டது. விபத்து நேர்ந்த இந்தத் தருணம் ஓரிரண்டு ஆண்டுகள் கழித்து நெடுங் கால நினைவாகிவிடும்.”

    “இரு மின்காந்தங்களுக்கு இடையில் உள்ள மின்னோட்ட வடத்தில் (Current Carrying Cable) இணைப்புச் சேர்க்கை (Soldering Joint) பழுதாகிச் சூடாகிப் பிணைப்பு உருகியது ! அந்த முறிவே ஹீலியம் கசிவை உண்டாக்கித் “தணிப்புக்” (Quench) கேடு நிலையைத் தூண்டிக் காந்தங்கள் சூடேறி எரிந்து போயின.”

    “செர்ன் விபத்தால் பொதுநபருக்கு ஆபத்துகள் விளைய வில்லை என்றாலும் இத்தகைய பூத விரைவாக்கி நிறுத்தம் செலவு மிகுந்த பராமரிப்பு என்பதை நான் ஒப்புக் கொள்கிறேன்.”

    ஜேம்ஸ் கில்லிஸ் ஆளுநர் செர்ன் தகவல் தொடர்பு நிறுவனம்

    “இவ்விதம் விரைவாக்கியின் துவக்க காலங்களில் இடையிடையே தற்காலியமாக குறுகிய கால அல்லது நீடித்த பராமரிப்பு வேலைகள் நிகழ்ந்து இயக்க தாமதம் உண்டாவது தவிர்க்க முடியாதது.”

    பீடர் லிமன் செர்ன் பௌதிக விஞ்ஞானி.

    மாபெரும் சக்தி வாய்ந்த மிக நுண்ணிய துகள்கள்தான் பிரபஞ்சத்தின் பெரும்பான்மைச் சக்தி இயக்கங்கள் பற்றிய வினாக்களுக்கு விடை அளிக்கின்றன.

    ஸ்காட் வேக்லி, (Scott Wakely) துணைப் பேராசியர், சிகாகோ பல்கலைக் கழகம். (2006)

    இருபதாம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்திலே புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும்தான் முதன்முதல் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மூலாதாரப் பரமாணுக்கள் (Subatomic Particles). அவை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சமயத்தில் அவைதான் அணுவின் பிளக்க முடியாத மூலப் பரமாணுக்களாய்க் கருதப்பட்டன. 1960 ஆண்டுகளில் அவற்றுக்கும் நுட்பமான துகள்களால் பரமாணுக்கள் உருவாகியுள்ளன என்று அறியப் பட்டது. புதுமுறைச் சோதனைகள் மூலம் புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகிய பரமாணுக்களின் உறுதியற்ற உள்ளமைப்பை இப்போது அழுத்தமாய்ச் சொல்ல முடிகிறது.

    கிளாஸ் ரித் & ஆன்டிரியா சே·பர் (Klaus Rith & Andreas Schafer)

    பூத விரைவாக்கி பழுதாகித் திரவ ஹீலியம் கசிவு

    வெற்றிகரமாக முதல் சோதனையைச் செய்து காட்டிய செர்ன் பூத விரைவாக்கி யந்திரத்தில் 2008 செப்டெம்பர் 19 ஆம் தேதி நீடித்த கால நிறுத்தத்தை உண்டாக்கும் ஒரு யந்திரப் பழுது ஏற்பட்டு உலக விஞ்ஞானிகளைப் பெருத்த ஏமாற்றத்தில் மூழ்க்கி விட்டது ! ஒரு மின்சார இணைப்பு துண்டிப்பால் பிணைப்பு உருகிக் குளிர்ச்சி திரவ ஹீலியம் கசிந்து “பேரளவு காந்தத் தணிப்பு” (Massive Magnetic Quench) நிகழ்ந்ததால், குளிர்ச்சியில் இருந்த 100 மின்காந்தக் கடத்திகளில் (Superconductor Magnets) உஷ்ணம் 100 டிகிரி C உண்டாகி விட்டது ! செர்ன் குகையில் ஒரு டன் ஹீலியம் கசிந்த உடனே தீயணைப்புப் படை வரவழைக்கப் பட்டது. உஷ்ணம் தணிந்த நிலையில் சோதனையின் போது கண்காணிக்கப்பட்ட 17 மைல் அடித்தளக் குகை சூடாகத் தாமதமானதால் ஆய்வாளரும், தீயணைப்பாளரும் சீக்கிரம் உள்ளே நுழைய முடியவில்லை ! அதற்குள் நூறு காந்தக் கடத்திகள் உஷ்ணப் பெருக்கால் எரிந்து கரிந்து சிதைந்து விட்டன !

    எரிந்த காந்தச் சாதனங்களை வெளியில் எடுத்து புதிய காந்தங்களை இடுவதற்குக் குறைந்தது இரண்டு மாதங்கள் ஆகலாம் என்று முதலில் அறிவிக்கப்பட்டது ! 17 மைல் வட்டச் சுற்றின் எட்டுப் பகுதிகளில் மொத்தம் 1600 மின்காந்தக் கடத்திகள் (Superconducting Magnets) அமைப்பாகி உள்ளன ! அவற்றில் ஒரு பகுதிக் காந்தக் கடத்திகள் (எண்ணிக்கை : 100) சிதைந்து விட்டன ! குளிர்ப் பிரதேசத்தில் அமைக்கப் பட்ட செர்ன் பூத விரைவாக்கியைக் குளிர்காலத்தில் இயக்கும் திட்ட மில்லாததால் குளிர்காலம் போய் 2009 ஆண்டு ஏப்ரலில் மீண்டும் செர்ன் இயங்கத் துவங்கும் என்று இப்போது முடிவாக அறிவிக்கப் பட்டுள்ளது.

    செர்ன் விரைவாக்கியில் ஏற்பட்ட விபத்தின் விபரங்கள்

    விரைவாக்கி யந்திரத்தின் 17 மைல் அடித்தள வட்டச் சுற்றளவில் 1200 இருதுருவக் காந்தங்கள் (Dipole Magnets) அமைக்கப் பட்டிருக்கின்றன. அந்த மின்காந்தங்கள் வழியே புரோட்டன் கணைகள் ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில் எதிர்திசையில் உந்தப்பட்டு மோதி உடைகின்றன ! அந்த மின்காந்தங்களை உச்சக் கடத்திகளாக ஆக்குவது 2 டிகிரி கெல்வின் உஷ்ண நிலையில் செலுத்தப் பட்டுள்ள திரவ ஹீலியம். ஏதாவது ஒரு காரணத்தால் மின்காந்தம் சூடானால் அதன் மின்கடத்திப் பண்பாடு சீர்குலைந்து புரோட்டானின் வேகம் குன்றிப் போகிறது. அந்த முரண் நிலை “தணிப்பு” (Quench) என்று குறிப்பிடப் படுகிறது. தணிப்பு ஏற்பட்டால் மின்காந்தத்தில் “சூட்டுத் தடம்” (Hot Spot in the Magnet) உண்டாகும். செப்டம்பர் 19 ஆம் தேதியில் ஒரு பகுதி மின்காந்தங்களில் பழுது ஏற்பட்டுத் திரவ ஹீலியம் கசிந்து அத்தகைய தணிப்புக் கேடு நிலை நேர்ந்தது ! சூட்டு்த் தடங்கள் கட்டுப்பாடு இல்லாமல் பெருகி மின்காந்தச் சாதனங்களைச் சிதைத்து விட்டன !

    திரவ ஹீலியம் கசிந்ததற்குக் காரணம் என்ன ? இரண்டு மின்காந்தங்களுக்கு இடையில் உள்ள மின்னோட்ட வடத்தில் (Current Carrying Cable) இணைப்புச் சேர்க்கை (Soldering Joint) பழுதாகிச் சூடாகிப் பிணைப்பு உருகியது ! அந்தப் பிளவே ஹீலியம் கசிவை உண்டாக்கித் “தணிப்புக்” கேடு நிலையைத் தூண்டியது.

    பழுதுகளைச் செப்பணிட்டுச் சிதைந்த மின் காந்தங்களை மாற்றி அமைக்க இரண்டு மாதங்கள் ஆகலாம் என்று அறிவிக்கப் பட்டுள்ளது ! குளிர்கால நிறுத்தம் (LHC Winter Shutdown) வருவதற்கு முன்பு அந்தப் பராமரிப்பு வேலைகள் எல்லாம் செய்து முடிப்பார்களா என்று இப்போது சொல்ல முடியாது என்று செர்ன் தகவல் அதிகாரிகள் கூறுகிறார். “இவ்விதம் விரைவாக்கியின் துவக்க காலங்களில் இடையிடையே தற்காலியமாக குறுகிய கால அல்லது நீடித்த பராமரிப்பு வேலைகள் தாமதம் உண்டாக்கும்,” என்று செர்ன் பௌதிக விஞ்ஞானி பீடர் லிமன் கூறுகிறார்.

    பூத விரைவாக்கியில் நேர்ந்த முந்தைய விபத்துகள்

    1. செங்குத்துத் துளையில் நீர் வெள்ள நிரப்பு விபத்து

    கட்டுமான வேலைகள் நடந்த சமயத்தில் CMS (Compact Muon Solenoid) துகள் உளவுக் கருவியைச் சேமிக்க ஒரு செயற்கைக் குகை வெட்டும் போது தீவிரப் பிரச்சனைகளும், சிரமங்களும் பெருகிக் கால தாமதம் உண்டாக்கின ! பூமிக்குக் கீழ் 50 மீடர் (160 அடி) துளையைத் தோண்டும் சமயத்தில் நீரூற்றுகள் எழும்பிக் குகைத் துளையை நிரப்பிடப் பயமுறுத்தியது ! பொறியாளர் அடித்தள ஆற்று நீரைத் தடுக்க 3 மீடர் (10 அடி) தடிப்புப் பனியரண் ஒன்றைக் கிணற்றைச் சுற்றிலும் அமைக்க வேண்டியதாயிற்று.

    2.. மின்காந்தக் கடத்தி முறிந்து வாயுக் கசிவு விபத்து

    2007 ஏப்ரல் மாதம் வாயு கசியாதிருக்க அழுத்தச் சோதனை (Gas Pressure Testing) ஒரு காந்தச் சாதனம் முறிந்து உடைந்தது ! அதனால் வாயு பேரளவில் கசிந்து செர்ன் நீண்ட குகையில் பணி புரியும் அநேக பணியாட்களைப் பாதுகாப்புத் தளங்களுக்கு வெளியேற்றும் அவசியம் ஏற்பட்டது.

    3. நெளிந்து போன நுழைப்பு முழுச் சாதனங்கள் PIM (Buckled Plug-in-Modules)

    2007 ஆண்டின் இறுதியில் ஒரு சில PIMs பழுதானது அறியப் பட்டன ! அவை ஒரு மின்காந்தக் கடத்தியின் ஒளிக்கணைக் குழலையை (Beam Tube) அடுத்த மின்காந்தக் கடத்தியின் குழலோடு இணைப்பவை. அந்த இணைப்புகளில் நகரும் பகுதிகள் உள்ளே முறிந்து குழலில் ஒளிக்கணைப் போக்கைத் தடுப்பது அறியப்பட்டது.

    செர்ன் விரைவாக்கிச் சோதனைகள் பற்றி ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங்

    4 பில்லியன் டாலர் செலவில் பிரான்சில் உருவான செர்ன் விரைவாக்கியைப் பற்றி பிரிட்டீஷ் தினசரி இதழ் டெலகிரா·ப் நிருபருக்கு ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் 2008 செப்டம்பர் 10 ஆம் தேதி அளித்த பேட்டியில் கூறியவை :

    பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு நேர்ந்த நிகழ்ச்சியின் ஆரம்ப விளைவுகளை விஞ்ஞானிகள் திரும்பவும் அரங்கேற்ற முயற்சி செய்வதை மனித இனம் வீணாக விடாது, அழிந்து போகாது பாதுகாப்பது முக்கியமானது. செர்ன் விரைவாக்கி விசை அமுக்கப் பட்டதும் விபத்து ஏற்பட்டு இந்த உலகம் முடிவு காலத்தை அடையாது. பெரும் பரமாணு உடைப்பி L.H.C (Large Hadron Collider) மிகவும் பாதுகாப்பான யந்திரம். செர்ன் ஆராய்ச்சி விஞ்ஞானிகள் விரைவாக்கியைப் பயன்படுத்திப் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தையும், கட்டுமான அமைப்பையும் சீராக அறிந்து பௌதிகத்தில் உள்ள சில இடைவெளிகளை நிரப்ப முற்படுகிறார்கள்.

    பெரு வெடிப்புக் காட்சியை மீண்டும் அரங்கேற்றி பிரபஞ்சத்தின் உட்பொருட்கள் யாவை, எதனால் பிரபஞ்சம் விரிகிறது, எதிர்காலத்தில் அதற்கு என்ன விளையும் என்பது போன்ற விபரங்களை உளவத் திட்ட மிட்டுள்ளார்கள். முக்கியமாக விஞ்ஞானிகள் ஒளிக்கணைத் துகளின் சக்தியை நான்கு மடங்கு மிகையாக்கி அதன் மோதல் பண்பாடுகளை ஆராயவும் போகிறார். ஆயினும் அத்தகைய மேம்பாட்டுச் சோதனையிலும் “கடவுள் துகள்” (God Particle) எனப்படும் “ஹிக்ஸ் போஸான்: போன்ற புதிர்த் துகள் விளையாது என்றும் எச்சரிக்கை செய்தார்.

    செர்ன் விரைவாக்கியில் மேலும் “உன்னத துணையாளர்” (Super Partners), “எல்லாத் துகள் துணையாளி” (Partners of all Particles) என்பவை கண்டுபிடிப்புக்கு வாய்ப்புள்ளது. காலாக்ஸிகளைப் பிணைக்கும் புதிரான கருமைப் பிண்டம் உருவாக்க அவை உதலாம். எதைக் கண்டுபிடித்தாலும் சரி, எதைக் கண்டுபிடிக்க முடியாமல் போனால் சரி, பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பைப் பற்றிப் பல புதிய நூதன விளைவுகளை செர்ன் ஆராய்ச்சிகளில் அறிந்து கொள்ளலாம். எனினும் அந்தச் சோதனைகளால் எந்த வித அபாய விபத்துக்கள் எழ மாட்டா என்று அழுத்தமாகக் கூறினார்.

    செர்ன் விரைவாக்கிச் சோதனையில் ஒரு கருந்துளை உண்டாக வாய்ப்பில்லை ! அப்படி ஒரு நுண்ணிய கருந்துளை விளைந்தாலும் அது ஆவியாகிச் சின்னஞ் சிறு துகள்களாகி மறந்து விடும். பூகோளத்துக்கு அருகிய விண்வெளியில் நேரும் பெருஞ் சக்தி மோதுதல்கள் மில்லியன் கணக்கில் நேருகின்றன ! ஆனால் அவற்றால் எதுவும் பூமிக்கு நிகழ்வதில்லை ! ஆகவே செர்ன் விசையை அமுக்கும் போது எந்த அபாயமும் நேரப் போவதில்லை !

    செர்ன் விரைவாக்கி அப்படி அற்புதமாய் ஒரு சிறு கருந்துளையை உண்டாக்கினால் அவர் ஆராய்ந்து முன்னால் வெளியிட்ட விஞ்ஞானப் பதிப்பிற்குப் பெருத்த வெகுமதியும் நோபெல் பரிசும் கிடைக்கும் என்று கூறிப் பூரித்துக் கொண்டார்.

    பூத விரைவாக்கி யந்திரத்தின் வெற்றிகரமான முதல் சோதனை

    2008 செப்டம்பர் 10 ஆம் தேதி ஜெனிவாவுக்கு அருகில் அடித்தளத்தில் கட்டப்பட்டுள்ள பூதகரமான செர்ன் வட்ட விரைவாக்கி அரணில் முதன்முதல் புரோட்டான் கணைகளை ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில் எதிர்த்திசையில் முட்ட வைத்துத் துகள் பௌதிக விஞ்ஞானிகள் (Particle Physicists) வெற்றிகரமாக முதற்படிச் சோதனையைச் செய்து காட்டினார்கள்.
    அந்த ஆராய்ச்சி மூலம் இதுவரைக் காணாத பிரபஞ்சத்தின் மூலாதாரத் துகள், “ஹிக்ஸ் போஸான்” (Higgs Boson) என்பது விளைந்திடுமா என்று விஞ்ஞானிகள் தேடினர். அப்போது சோதனையில் எழும் பேரளவு உஷ்ணத்தில் பெருஞ் சிதைவு ஏற்பட்டு வெடித்துக் கருந்துளை ஒன்று உருவாகிப் பூமி விழுங்கப்பட்டு விடும் என்று சில விஞ்ஞானிகள் எச்சரிக்கை செய்து ஆராய்ச்சியைத் தடை செய்ய முயன்றார்கள் ! ஆனால் அப்படி ஒரு கருந்துளை உருவாகா தென்று பிரிட்டீஷ் விஞ்ஞான மேதை ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் ஊக்கம் அளித்தார் !

    மேலும் விஞ்ஞானிகள் பெரிதும் எதிர்பார்க்கும் ஹிக்ஸ் போஸான் அந்தச் சோதனையில் எழாது என்றும் ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் நூறு டாலர் பந்தயம் வைத்தார் ! செர்ன் முதல் சோதனையில் ஹிக்ஸ் போஸான் துகள் எழாமல் போவதே நல்லதென்றும், அதனால் மற்ற விந்தையான விளைவுகளை உண்டாக்க வழிவகுக்கும் என்று ஹாக்கிங் விளக்கினார். இறுதியில் வெற்றி பெற்றவர் ஹாக்கிங்தான் ! புரோட்டான் ஒளிக்கணைகள் மோதிக் கொள்ளும் முதல் சோதனையில் ஹிக்ஸ் போஸான் மூலாதாரத் துகள் ஏனோ விளைய வில்லை !

    முதல் சோதனையில் நல்ல செய்தி என்ன ? பூதப் பரமாணு உடைப்பி எனப்படும் [Large Hadron Collider (LHC)] செர்ன் (CERN) விரைவாக்கிச் சோதனையில் சிக்கலில்லை ! பிரச்சனை யில்லை ! தவறுகள் எதுவும் நேரவில்லை ! அசுரக் கருந்துளை உருவாகி நமது அருமைப் பூமியை விழுங்க வில்லை ! அத்துடன் ஹாக்கிங் எதிர்பார்த்தபடி ஹிக்ஸ் போஸான் துகள் காணப்பட வில்லை ! உலகத்திலே திறமையுள்ள விஞ்ஞானிகள் 20 ஆண்டுகளாய்க் காத்திருந்து செர்ன் இப்போது ஆரம்பிக்கத் துவங்கி வெற்றிகரமான முதல் சோதனைக்குப் பிறகு முடங்கி யுள்ளது. இந்த அசுர யந்திரம் பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பைப் போல் அரங்கத்தில் உருவாக்கி நுட்ப வினாடியில் வெளியாகுபவை எத்தகைய நுண்துகள்கள் (Tiniest Particles) என்று கருவிகள் மூலம் உளவப் படும், புரோட்டான் கணைகளை ஒளிவேகத்துக்கு ஒட்டிய வேகத்தில் எதிர்த் திசையில் மோத வைத்துப் பரமாணுக்களின் (Sub-Atomic Particles) வயிற்றுக்குள் இன்னும் புலப்படாமல் ஒளிந்துள்ள புதிய நுண்துகள்கள் எவை யென்று 2009 இல் அறியப்படும் !

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

    தகவல்:

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

    1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
    2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Many Planets are in the Solar System ? (Aug 21, 2007)
    3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
    4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
    5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
    6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
    7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
    8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
    9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
    10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
    11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
    12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
    13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
    14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
    15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
    16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
    17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
    18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
    19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
    20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
    21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
    22 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
    23 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
    24 The Search for Infinity – Solving the Mysteries of the Universe By : Gordon Fraser (1995)
    25 CERN Large Hadron Collider – Particle Physics – A Giant Takes on Physics’ Biggest Question By : The New York Times (May 15, 2007)
    26 CERN Fires up the New Atom Smasher to Near Big Bang By : Alexander Higgins [Sep 7, 2008]
    27 World’s Largest Atom Smasher (CERN) Completion [March 26, 2008]
    28. Time Magazine Report – The Moment [September 10, 2008] Geneva [Sep 22, 2008]
    29 CERN Atom Smasher – Latest Wikipedia Report
    29 (a) Failure (LHC) During CERN Magnetb Test (2007)
    29 (b) BBC News : Energising the Quest for Big Theory” By : Paul Rincon [Sep 10, 2008]
    30. BBC News – What Happened to the Big Bang Machine ? By Paul Rincon [Sep 24, 2008]
    31 BBC News Collider Halted Until Next Year By : Paul Rincon [Sep 24, 2008]
    32 Universe Today – Helium Leak Forces LHC Shutdown for at lease Two Months [Sep 20, 2008]
    33 Universe Today – Really Bad News : LHC to be Switched off Until Spring 2009 [Sep 23, 2008]
    34 Telegraph – Stephen Hawking : Large Hadron Collider Vital to Humanity [Sep 11, 2008]
    35 BBC News : Hadron Collider Halted for Months [Sep 24, 2008]

    36 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40809181&format=html (CERN Atom Smasher -1)

    ******************
    jayabarat@tnt21.com [Setember 25, 2008]

உலகப் பெரும் பரமாணு உடைப்பு யந்திரம் புரியும் பிரபஞ்சப் படைப்புச் சோதனை !

உலகப் பெரும் பரமாணு உடைப்பு யந்திரம் புரியும் பிரபஞ்சப் படைப்புச் சோதனை !

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

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

Lord Shiva’s Cosmic Dance

பூத விரைவாக்கி யந்திரம்
புரட்டானை எதிர்ச் திசையில்
ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில்
முட்ட வைத்து உடைக்கும் !
புரட்டான் வயிற்றில்
உரித்தெடுக்கும் நுண்துகளை !
பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்புக் காட்சியை
அரங்கேற்றும் ஆய்வகத்தில் !
கருந்துளையை உண்டாக்கிக்
காசினியை விழுங்காது !
சிகாகோ நகரில் ஃபெர்மி செய்த
அணுப்பிளவுத் தொடரியக்க
ஆய்வில்லை இது !
பரமாணுவுக் குள்ளேயும்
பம்பர மாய்ச் சுற்று மோர்
நுட்ப அகிலம் !
பராமணுக்கள் முட்டையிடும் !
பொறிக்கும் அவற்றில்
கோடான கோடி
குளுவான்கள் ! குவார்க்குகள் !
லிப்டான்கள் !
ஃபெர்மி யான்கள் !
இதுவரைக் காணாத
நுட்ப போஸான் துகளை
வட்ட விரைவாக்கி யந்திரம்
முட்டை இடுமா ?

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

மனித இனம் தொடுவானுக்கு அப்பால் விண்வெளியை நோக்கி அங்கே என்ன உள்ள தென்று எப்போதுமே அறிய விரும்பியுள்ளது ! . . . 15 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நேர்ந்த பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பு நிகழ்ச்சி ஓர் வரையறைக் குட்பட்ட காலத்தில்தான் எழுந்திருக்கிறது ! அதாவது 15 பில்லியன் ஆண்டுக்கு முந்தி உண்டான வடிவுகளை (Objects) நாம் காண முடியாது ! காரணம் அதுவரைப் பயணம் செய்யும் கால வரம்பு ஒளிக்குப் போதாது ! . . . ஆதலால் இன்னும் ஆழமாய் நோக்கி உளவச் சக்தி வாய்ந்த மிகக் நுண்ணிய மின்னலைகளை (Short Waves) நாம் பயன்படுத்த வேண்டி யுள்ளது. . . . ஆகவேதான் (செர்ன் போன்ற) பூத விரைவாக்கி யந்திரங்கள் பரமாணுக்களை மிகச் சக்தியூட்டிச் சோதிக்கத் தேவைப்படுகின்றன !

விஞ்ஞான மேதை டாக்டர் ஸ்டிஃபென் ஹாக்கிங் (பிப்ரவரி 3, 1994)

மாபெரும் சக்தி வாய்ந்த மிக நுண்ணிய துகள்கள்தான் பிரபஞ்சத்தின் பெரும்பான்மைச் சக்தி இயக்கங்கள் பற்றிய வினாக்களுக்கு விடை அளிக்கின்றன.

ஸ்காட் வேக்லி, (Scott Wakely) துணைப் பேராசியர், சிகாகோ பல்கலைக் கழகம். (2006)

ஓர் எலெக்டிரானின் உள்ளே பயணம் செய்ய முடிந்தால், ஒளிந்திருக்கும் அதற்குரிய ஓர் அகிலத்தைப் பார்க்க முடியும் ! மேலும் அதற்குள்ளே காலாக்ஸிகளுக்கு ஒப்பான ஒளிமந்தைகளும் சிறிய அண்டங்களும், எண்ணற்ற நுண் துகள்களும் அடுத்த அகிலங்களாக இருக்கலாம் ! பரமாணுக் குள்ளேயும் அவ்விதம் முடிவில்லாமல் அடுத்தடுத்துப் பிரபஞ்சத்தில் பிரபஞ்சங்களாய் விண்வெளியில் உள்ளன போல் இருக்கலாம் !

ஒன்றுக்குச் சான்றுகள் இல்லாமை என்பது அது இல்லாமைக்குச் சான்றில்லை !

கார்ல் ஸேகன் (Carl Sagan) வானியல் துறை மேதை

மனதைக் துள்ள வைக்கும் உச்சநிலைச் சக்தி வானியல் பௌதிகம் (High Energy Astrophysics) நுட்பத் துகளை பிரமாண்டத்துடன் பிணைக்கிறது. இத்துறையில் எழுந்த முன்னேற்றக் கோட்பாடுகள் பிரபஞ்சத் துவக்கத்தின் நிகழ்ச்சிகளையும், அப்போது தோன்றிய பேரளவுச் சக்தி வாய்ந்த இயக்கங்களையும் உளவு செய்ய விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுகிறது. அத்துடன் அடுத்த சில ஆண்டுகளுக்கு மேலும் புதுக் கண்டுபிடிப்புகள் தோன்றுவதற்கு உறுதி அளிக்கின்றன.

கெல்லி ஜாகர், (Kellie Jaeger, Astronomy Magazine)

இருபதாம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்திலே புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும்தான் முதன்முதல் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மூலாதாரப் பரமாணுக்கள் (Subatomic Particles). அவை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சமயத்தில் அவைதான் அணுவின் பிளக்க முடியாத மூலப் பரமாணுக்களாய்க் கருதப்பட்டன. 1960 ஆண்டுகளில் அவற்றுக்கும் நுட்பமான துகள்களால் பரமாணுக்கள் உருவாகியுள்ளன என்று அறியப் பட்டது. புதுமுறைச் சோதனைகள் மூலம் புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகிய பரமாணுக்களின் உறுதியற்ற உள்ளமைப்பை இப்போது அழுத்தமாய்ச் சொல்ல முடிகிறது.

கிளாஸ் ரித் & ஆன்டிரியா சேஃபர் (Klaus Rith & Andreas Schafer)

நுண்துகள் பௌதிகத்தின் நிலை பெற்ற மாதிரி விதி (The Standard Model of Particle Physics) விஞ்ஞான வரலாற்றில் வெற்றியின் உச்சத்திலும், அதைத் தாண்டிய முன்னேற்ற துவக்கத்திலும் கால அச்சின் மீது ஊஞ்சலாடிக் கொண்டிருக்கிறது !

கார்டன் கேன், (Gordon Kane) பௌதிகப் பேராசிரியர், மிச்சிகன் பல்கலைக் கழகம்.

பூத விரைவாக்கி யந்திரத்தின் புரட்சிகரமான முதல் சோதனை

2008 செப்டம்பர் 10 ஆம் தேதி ஜெனிவாவுக்கு அருகில் அடித்தளத்தில் கட்டப்பட்டுள்ள பூதகரமான செர்ன் வட்ட விரைவாக்கி அரணில் முதன்முதல் புரோட்டான் கணைகளை ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில் எதிர்த்திசையில் முட்ட வைத்துத் துகள் பௌதிக விஞ்ஞானிகள் (Particle Physicists) வெற்றிகரமாக முதற்படிச் சோதனையைச் செய்து காட்டினார்கள். அந்த ஆராய்ச்சி மூலம் இதுவரைக் காணாத பிரபஞ்சத்தின் மூலாதாரத் துகள், “ஹிக்ஸ் போஸான்” (Higgs Boson) என்பது விளைந்திடுமா என்று விஞ்ஞானிகள் தேடினர். அப்போது சோதனையில் எழும் பேரளவு உஷ்ணத்தில் பெருஞ் சிதைவு ஏற்பட்டு வெடித்துக் கருந்துளை ஒன்று உருவாகிப் பூமி விழுங்கப்பட்டு விடும் என்று சில விஞ்ஞானிகள் எச்சரிக்கை செய்து ஆராய்ச்சியைத் தடை செய்ய முயன்றார்கள் ! ஆனால் அப்படி ஒரு கருந்துளை உருவாகா தென்று பிரிட்டீஷ் விஞ்ஞான மேதை ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் ஊக்கம் அளித்தார் ! மேலும் விஞ்ஞானிகள் பெரிதும் எதிர்பார்க்கும் ஹிக்ஸ் போஸான் அந்தச் சோதனையில் எழாது என்றும் ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் நூறு டாலர் பந்தயம் வைத்தார் ! செர்ன் முதல் சோதனையில் ஹிக்ஸ் போஸான் துகள் எழாமல் போவதே நல்லதென்றும், அதனால் மற்ற விந்தையான விளைவுகளை உண்டாக்க வழிவகுக்கும் என்று ஹாக்கிங் விளக்கினார். இறுதியில் வெற்றி பெற்றவர் ஹாக்கிங்தான் ! புரோட்டான் ஒளிக்கணைகள் மோதிக் கொள்ளும் முதல் சோதனையில் ஹிக்ஸ் போஸான் மூலாதாரத் துகள் ஏனோ விளைய வில்லை !

முதல் சோதனையில் நல்ல செய்தி என்ன ? பூதப் பரமாணு உடைப்பி எனப்படும் [Large Hadron Collider (LHC)] செர்ன் (CERN) விரைவாக்கிச் சோதனையில் சிக்கலில்லை ! பிரச்சனை யில்லை ! தவறுகள் எதுவும் நேரவில்லை ! அசுரக் கருந்துளை உருவாகி நமது அருமைப் பூமியை விழுங்க வில்லை ! அத்துடன் ஹாக்கிங் எதிர்பார்த்தபடி ஹிக்ஸ் போஸான் துகள் காணப்பட வில்லை ! உலகத்திலே திறமையுள்ள விஞ்ஞானிகள் 20 ஆண்டுகளாய்க் காத்திருந்து செர்ன் இப்போது ஆரம்பிக்கத் துவங்கியுள்ளது. இந்த அசுர யந்திரம் பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பைப் போல் அரங்கத்தில் உருவாக்கி நுட்ப வினாடியில் வெளியாகுபவை எத்தகைய நுண்துகள்கள் (Tiniest Particles) என்று கருவிகள் மூலம் உளவப் படும், புரோட்டான் கணைகளை ஒளிவேகத்துக்கு ஒட்டிய வேகத்தில் எதிர்த் திசையில் மோத வைத்துப் பரமாணுக்களின் (Sub-Atomic Particles) வயிற்றுக்குள் இன்னும் புலப்படாமல் ஒளிந்துள்ள நுண்துகள்கள் எவையென்று அறியப்படும் !

செர்ன் விரைவாக்கியின் உன்னத நிறுவக அமைப்புகள்

4 பில்லியன் டாலர் செலவில் உருவான செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரம் ஜெனிவாவுக்கு அருகில், 150-500 அடி (45-150 மீடர்) ஆழத்தில் 17 மைல் (27 கி. மீடர்) நீளமுடைய வட்ட அரணில் அமைக்கப் பட்டிருக்கிறது. 1995 இல் கட்டுமான வேலைகள் தொடங்கி 13 ஆண்டுகளாகக் கட்டப்பட்ட நவீன செர்ன் விரைவாக்கியில் பணிபுரிவோர் 80 உலக நாடுகளைச் சேர்ந்த 500 பல்கலைக் கழகங்களின் உயர்ந்த 10,000 விஞ்ஞானிகள் ! அவர்களில் 1200 விஞ்ஞானிகள் அமெரிக்காவிலிருந்து சென்றவர். செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரத்துக்கு ஆகும் செலவில் அமெரிக்காவின் பங்கீடு : 531 மில்லியன் டாலர் ! செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரத்தை இயக்கிச் சோதனைகள் புரியச் செலவாகும் மின்சக்தி ஆற்றல் 120 மெகாவாட் ! அந்த அசுர ஆற்றலில் 1600 மின்காந்தத் தீவிரக் கடத்திகள் (Superconducting Magnets) புரோட்டான்களைப் படிப்படியாக ஒரு திசையில் ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில் (99.9999 % ஒளிவேகம்) உந்த வைத்து, அவை 17 மைல் நீள வட்டக் குகை அரணில் ஏவப்படுகின்றன. அதேபோல் எதிர்த்திசையில் புரோட்டான்கள் ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில் உந்திச் சென்று இரண்டு ஒளிக்கற்றைகளும் மோதிக் கொள்கின்றன ! பரமாணுக்கள் ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில் எதிர்த்திசைகளில் பயணம் செய்து முட்டும் போது பேரளவு வெப்பச் சக்தி உண்டாகுகிறது ! மெய்யாகக் குகை அரணில் புரோட்டான் ஒளிக்கணைகள் மோதும் போது ஒரு சிறு பெரு வெடிப்பு உள்ளே நிகழ்கிறது.

உலகப் பெரும் விரைவாக்கி யந்திரம் புரோட்டான் கணைகள் மோதுதலின் போது 13 அடி (3.8 மீடர்) விட்டமுள்ள வட்டக் குகை அரண் சூடேறுவதால் அது தொடர்ந்து குளிர்ப்படுத்துச் சாதனங்களால் (Refrigerating Units) வெப்பத் தணிப்பு (-271 டிகிரி) செய்யப்பட வேண்டும். பேராற்றல் மிக்க மின்காந்தக் கடப்பிகள் தொடர்ந்து திரவ ஹீலியத்தில் வெப்பத் தணிப்பு செய்யப்படுகின்றன. 17 மைல் நீளக்குகையில் இரண்டு இணையாகச் செல்லும் புரோட்டான் ஒளிக்கணைகள் (Two Parallel Proton Beams) பயணம் செல்லும். எதிர்த்திசையில் செல்லும் ஒளிக்கற்றைகள் மோதிக் கொள்ளும் வீதம் வினாடிக்கு ஒரு பில்லியன் தடவைகள் ! அவற்றின் விளைவுகளைப் பதிவு செய்ய 3000 கணனிகள் பாதையில் அமைக்கப் பட்டுள்ளன. அவை ஒரு பில்லியன் மோதல்களை வடிகட்டி அவற்றில் 100 மிக முக்கிய மோதல்களாகச் சேமிக்கின்றன. அத்தகவல் பல்கலைக் கழகங்களுக்கும் விஞ்ஞானிகளுக்கும் அங்கிருந்து அனுப்பப் படுகிறது.

விரைவாக்கியில் பெரு வெடிப்பு இயக்கமும் நுண்துகள்களை உளவும் கருவிகளும்

1. அட்லாஸ் உளவி (ATLAS Detector – A Toroidal LHC Apparatus) : 150 அடி (46 மீடர்) நீளமுள்ள இந்தக் கருவி எல்லாவற்றிலும் பெரியது. 7000 டன் எடை கொண்ட இக்கருவி ஐ·பெல் கோபுரத்தின் எடையை நெருங்கியது ! அதன் இணைப்புக் கம்பிகள் 3000 எண்ணிக்கை அளவு ! அதை அமைக்க 300,000 டன் பாறைகளைத் தகர்க்க வேண்டிய தாயிற்று ! 50,000 டன் காங்கிரீட் ஊற்ற வேண்டி தாயிற்று ! அட்லாஸ் உளவி 3200 டெர்ராபைட்ஸ் பச்சைத் தகவல் (Terabytes of Raw Data) ஓராண்டில் சேமிக்கும் ! இரண்டு கருவிகள் உள்ளன. அவை பிண்ட ஆரம்பத்தைக் காணும். புதிய பௌதிகம், பிறப் பரிமாணம் (Extra Dimension) காணும்.

பத்து மணிநேரச் சோதனையில் ஒளிக்கணைத் துகள்கள் (Particles Beam) 10 பில்லியன் கி.மீடர் தூரத்துக்கும் மிஞ்சிப் பயணம் செய்கின்றன ! அந்த தூரத்தை காட்ட முடிந்தால் பூமியிலிருந்து நெப்டியூன் சென்று மீள்வதை ஒத்தது ! ஒளிக்கணையின் வெப்பச் சக்தி ஆற்றலைக் கணக்கிட்டால் ஒரு கார் மணிக்குச் சுமார் 1000 மைல் (1600 கி.மீடர்) வேகத்தில் செல்லத் தேவையான எரிசக்திக்கு ஒப்பாகும் ! LHC மோதல் [Large Hadron Collider (LHC)] உற்பத்தி செய்யும் சக்தி 14 டெட்ரா எலெக்டிரான் வோல்ட் (14 Tetra eV) or 14 TeV. (One TeV is the equivalent Energy of motion of a flying mosquito).

2. CMS Detectors (Compact Muon Solenoid) : இதுதான் ஹிக்ஸ் போஸான்களைத் தேடிக் கண்டுபிடிக்கும் கருவி. கரும்பிண்டத்தின் இயற்கைப் பண்பாடை உளவும்

3. ALICE (A Large Ion Collider Experiment) : இது திரவப் பிண்டத்தைக் கண்டுபிடிக்கும்.
(Liquid form of Matter called Quark-Gluon Plasma that existed shortly after the Big Bang)

4. LHCb (Large Hadron Collider Beauty) : பெரு வெடிப்பில் தோன்றிச் சரிபாதி இருக்கும் பிண்டம், எதிர்ப்பிண்டம் (Matter & Anti-Matter) ஆகியவற்றைக் கண்டுபிடிப்பது. இழந்து போன எதிர்ப்பிண்டத்துக்கு என்னவாயிற்று என்று உளவு செய்யும்.

பூத விரைவாக்கி யந்திரங்களில் அடிப்படைத் துகள்கள் சோதனை

சுவிட்ஜர்லாந்தின் தென்மேற்கு மூலையில் ஜெனிவாவுக்கு அருகில் அமைந்துள்ள “செர்ன்” (CERN Particle Accelerator) அடித்தளக் குகைக் குழல்களில் சூரியனை மிஞ்சிய உஷ்ணத்தை உண்டாக்கி, விஞ்ஞானிகள் அணுவின் அடிப்படைத் துகள்களை உண்டாக்கி ஆராய்ச்சி செய்து வருவார்கள். செர்ன் ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகள் ஆராய்ச்சிகள் நடத்தும் அடிப்படைத் துகள் விரைவாக்கி ஆய்வுக் கூடம். நான்கு மைல் நீளமாகச் சுருண்ட குழலில் அமைக்கப் பட்ட, உலகிலே மிகப் பெரிய ஒரு பூத விரைவாக்கி. அந்த வீரிய காந்தக் குழல்களில் 7000 டிரில்லியன் [(1 Trillion = 10^12) 1 followed by 12 Zeros] டிகிரி செல்ஸியஸ் உஷ்ணம் உண்டாக்கப் படுகிறது ! செர்ன் விரைவாக்கியை ஒரு பூத நுண்ணோக்கிக் கருவியாகப் பயன்படுத்தி விஞ்ஞானிகள், பிண்டத்தின் அணுவுக்குள்ளே அடங்கியுள்ள பரமாணுக்களின் அகிலத்தைக் கடந்த 50 ஆண்டுகளாக உளவு செய்து புதிய மூலத் துகள்களைக் கண்டுபிடித்துள்ளார்கள்.

1960 ஆண்டு முதல் விரைவாக்கி யந்திரங்களில் அணுவின் 12 மூலாதாரத் துகள்களைப் பற்றி விஞ்ஞானிகள் இதுவரை அறிந்துள்ளார்கள். அணுவின் உள்ளமைப்பு எளிதானது என்னும் பழைய பௌதிகக் கருத்துக்கு அவை எதிர்த்து நின்றன ! 1961 இல் முர்ரே ஜெல்மன் (Murray Gellmann) 8 அடுக்கு வழியின் மூலம் அடிப்படைத் துகள்களின் கணிதச் சீரமைப்பை (Eightfold Way to Relate Particles by Mathematical Symmetry) எடுத்துக் கூறினார். அடுத்து தனியாக ஜியார்ஜ் ஸ்விக் என்பவர் (George Zweig) இன்னும் அடிப்படையான “குவார்க்ஸ்” போன்ற துகள்களைக் காட்டி, துகள்கள் சீரமைப்பை விளக்கினார். முதலில் மூன்று குவார்க்குகள்தான் உள்ளன என்று கூறினர். பிறகு 1974 இல் பர்டன் ரிக்டர் (Burton Richter) என்பவர் இரண்டு மைல் நீள “ஸ்டான்ஃபோர்டு நேர்போக்கு விரைவாக்கியில்” (Stanford Liner Accelerator) நான்காவது குவார்க் கண்டுபிடிக்கப் பட்டது. அதே சமயத்தில் ஸாமுவேல் திங் (Samuel Ting) என்பவரும் அதைக் கண்டுபிடித்தார்.

1977 இல் ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் (Fermilab) லியான் லேடர்மான் (Leon Lederman) மிகக் கனமான ஐந்தாவது குவார்க்கைக் கண்டுபிடித்தார். அடுத்து 1984 இல் ஐரோப்பாவில் செர்ன் ஆய்வகத்தில் ஆறாவது குவார்க் காணப் பட்டது. ஆறு குவார்க்குகள் மேல், கீழ், நளினம், நூதனம், உச்சம், நீச்சம் (Up, Down, Charm, Strange, Top & Bottom) என்று பெயரிடப் பட்டன. அந்த ஆறு வகை குவர்க்குகள் மேலும் மூன்று நிறப் பிரிவில் “சிவப்பு, பச்சை, நீலம்” என்று கூறப்பட்டன. முதல் நிலை மாதிரி அட்டவணையில் (Standard Model) மூலாதாரத் துகள்கள் ஆறு குவார்க்குகள், ஆறு லெப்டான்கள், ஐந்து போஸான்கள், [ஹிக்ஸ் என்னும் ஆறாவது யூகிப்பு போஸான் பிறகு இணைந்தது). பிறகு மூன்று இயக்க விசைகள் (Physical Forces). குவார்க்குகள் கனமான அடிப்படைத் துகள்கள். லெப்டான் என்பவை பளு குன்றிய அடிப்படைத் துகள்கள். போஸான்கள் மூன்று வித விசைகளைக் (Strong & Weaker Nuclear Forces, Electromagnetic Forces) கொண்டு செல்பவை (Bosons are Force Carriers). (ஈர்ப்பு விசை இன்னும் சேர்க்கப் படவில்லை). குளுவான் என்பது குவார்க்குகளைப் பிணைத்திருக்கும் பிசின். குவார்க்குகளும், லெப்டான்களும் ஃபெர்மியான்கள் (Fermions) என்று அழைக்கப் படுகின்றன.

பிரபஞ்சத்தின் புதிய அடிப்படைத் துகள்களும் அவற்றின் பிணைப்புகளும்

விண்வெளியில் மினுமினுக்கும் எண்ணிலா விண்மீன்கள் முதலாக நமது மூலாதார டியென்னே (DNA) அணுக்கள் வரை, அனைத்துப் பிண்டங்களும் (Matter) குறிப்பிட்ட சில அடிப்படைத் துகள்களைக் (Fundamental Particles) கொண்டவை. பிளக்க முடியாது எனக் கருதப்பட்ட அணுக்கருவின் புரோட்டானும், நியூட்ரானும் மிக நுண்ணிய குளுவான்கள் கொண்டவை என்று அறியப்பட்டது. மூலாதாரமான அந்த நுண்துகள்களை மேலும் பிளக்க முடியாது. அவை புரோட்டான், நியூட்ரான் போலத் தனித்துக் காணப்படாதவை. பிரித்து எடுக்க முடியாதவை. 1960 ஆம் ஆண்டுக்கு முன்பு விஞ்ஞான மேதைகள் ரூதர்·போர்டு (1871-1937), நீல்ஸ் போஹ்ர் (1885-1962) ஆகியோர் முன்னோடிகளாய் விளக்கிய அணு அமைப்பின் உட்கருவில் புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும் உள்ளன வென்றும், அவற்றை எலெக்டிரான்கள் சுற்றி வருகின்றன வென்றும் கூறினார்கள். அதாவது எலெக்டிரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகியவை அணுவின் பிளக்க முடியாத அடிப்படைத் துகள்கள் என்று ஒருகாலத்தில் கருதினார்கள். அந்தப் பூர்வீகக் கருத்து 1960 ஆண்டுகளில் மாறிவிட்டது.

1960-1970 ஆண்டுக்களில் அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றிய பூர்வீக அணுவியல் அமைப்புச் சித்தாந்தம், பின்னால் வந்த விஞ்ஞானிகளால் திருத்தப் பட்டது. பிரபஞ்சத்தின் புதிய அடிப்படைத் துகள்களில் முதலாகக் “குவார்க்குகள்” (Quarks) என்பவை அறியப் பட்டது. குவார்க்குகளை அசுர வலுவுடன் பிணைத்துள்ள “குளுவான்” (Gluon) பற்றி அறியப்பட்டது. ஆறு வகையான குவார்க்குகள் இருப்பது தெரிய வந்தது. அதாவது குவார்க்குகள் <> (Up, Down, Charm, Strange, Top, Bottom) என்று ஆறு விதத்தில் நினைவில் நிற்கும் எளிய பெயர்களில் குறிப்பிடப் பட்டன. பளுவின்றி மெலிந்த குவார்க்குகள் “மேல்,” “கீழ்” என்று இரு விதத்தில் இருப்படுபவை. குவார்க்குகள் இரண்டும் பொதுவாக அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகியவற்றில் இருப்பவை.

பிரபஞ்சத்தில் குவார்க்குகள் வலுமிக்க விசையால் (Strongest Force) ஒன்றை ஒன்று இறுக்கமாகப் பிணைத்துக் கொண்டுள்ளன. அதாவது குவார்க்குகள் தனியாக இருக்க மாட்டா ! ஒரு குவார்க் மற்ற குவார்க்குடன் வலுவுள்ள விசையால் பரமாணுக்களுக்குள் எப்போதும் இணைந்தே இருப்பது. அந்த வலுவான விசை குளுவான் அல்லது ஒட்டுவான் (Gluon) என்று அழைக்கப்படுகிறது. அப்படிப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களால் கட்டப் பட்டவையே இந்த பிரபஞ்சமும் அதன் உள்ளே நகரும் கோடான கோடிப் பிண்டப் பொருட்களும் என்பது அறியப்படுகிறது. அத்தகைய மூலாதாரக் குவார்க்கையும் அவற்றைப் பிணைத்துள்ள அசுர வலுவான விசையையும் ஆழ்ந்து அறிவதே இப்போது விஞ்ஞானிகளின் பிரதமக் குறிக்கோளாக உள்ளது. பூமியின் மீது பொழிந்து விழும் அகிலக் கதிர்களில் (Cosmic Rays) ஏராளமான அடிப்படைத் துகள்கள் உள்ளன ! அவற்றில் 90% புரோட்டான்கள், எலெக்டிரான்கள். அவற்றைத் தவிர மேஸான், நியூட்ரினோ, பாஸிட்ரான், மியூவான், சியான் போன்றவையும் விழுகின்றன.

தற்போதிருக்கும் விஞ்ஞானக் கருவிகளால் அளக்க முடியாதபடிக் குவார்க்குகள் மிக மிக நுண்ணியவை. அவற்றின் பளுவை நிறுக்க முடியாது. குவார்க்குகளைப் பிரிக்க முடியாது. ஒரு புரோட்டானைப் பிளக்க முயலும் போது, குவார்க்குகள் பத்து டன் விசை வலுவுடன் ஒட்டிக் கொள்கின்றன. அவை மிக நுட்பமாக இருப்பதால் புரோட்டானுள் பில்லியனில் ஓரளவான இடத்தைப் பிடித்துக் கொள்கிறது. புரோட்டான் பளுவிலும் மிகச் சிறிய விகிதமாகக் குவார்க் உள்ளது. புரோட்டானில் குவார்க்குகள் அடைத்துக் கொண்ட சிற்றிடம் போகக் காலியாகக் கிடக்கும் இடத்தில் இருப்பதென்ன என்னும் வினா எழுகிறது. அந்தக் காலி மனையில்தான் குளுவான் எனப்படும் பிசின் குவார்க்குகளைப் பிணைக்கும் ஒட்டு விசையாக நிரப்பிக் கொண்டுள்ளது ! அத்தகைய குவார்க், குளுவான் பிசினே பிரபஞ்சத்தின் 98% பளுவாகவும் பரவியுள்ளது ! இயற்கையானது கோடான கோடி முறைகளில் பளுவில்லா குவார்க்குகளையும், வலுவான குளுவான்களால் பிணைத்து பிரபஞ்சத்தைப் படைத்துள்ளது !

செர்ன் விரைவாக்கியில் நடக்கும் உளவுச் சோதனைகள்

ஹைடிரஜன் மூலக்கூறுகளிலிருந்து எழுகின்ற புரோட்டான் ஒளிக்கணைகள் (Proton Beams) ஒட்டிய ஒளிவேகத்தில் வட்ட அரண் பைப்பில் 10,000 இல் ஒரு பங்கு வினாடியில் ஒரு முறைச் சுற்றி விடுகின்றன ! LHC விரைவாக்கி மிக்க நவீனச் சாதனம் ! பேரிச்சையில் அமைக்கப் பட்ட சாதனம் ! செர்ன் விரைவாக்கி எப்படிப் பிரபஞ்சம் தோன்ற ஆரம்பித்தது ? முதற்சில நுட்ப பின்ன வினாடிகளில் உண்டான மூலாதாரப் பிண்டத் துகள்கள் எவை ? புதிரானக் கரும்பிண்டம், புரியாத கருந்துளை எவ்விதம் உதித்தன ? போன்ற வினாக்களுக்கு விடைகாண உதவி செய்யும். விரைவாக்கியின் வட்ட அரணில் புரோட்டான் ஒளிக்கணைகள் வினாடிக்கு 600 மில்லியன் தடவை நேர்முட்டு மோதி (Head-on Collisions) ஒரு நுட்பப் பேரொளிக் கோளத்தை (Minuscule Fire Ball) எழுப்பி முதல் 10^12 இல் 1 வினாடியில் (One Millionth of a Millionth Second) நேர்ந்த பெரு வெடிப்புக் காட்சியை அரங்கேற்றுகிறது ! அந்தக் காட்சி நிகழ்ச்சியில் துகள் பௌதிக விஞ்ஞானிகள் இதுவரைக் காணாத மூலாதார ஹிக்ஸ் போஸானைக் காணப் போவதாக எதிர்பார்க்கிறார். ஒளித்துகள் விஞ்ஞானிகள் இதுவரை ஏன் புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகிய பரமாணுக்களும் அவை நிரம்பிய மூலகங்களும் நிறை பெற்றன வென்று விளக்கிய தில்லை ! அவ்விதம் நிறை அளிப்பவை ஹிக்ஸ் போஸான் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார் ! “செர்ன் விரைவாக்கிச் சோதனை மோதல்களில் ஹிக்ஸ் போஸான் காணப்பட வில்லை என்றால், விஞ்ஞானிகளுக்கு அது பெரும் அதிர்ச்சியைத் தரும்,” என்று ஹார்வேர்டு கோட்பாடு விஞ்ஞானி லிஸா ரான்டல் கூறுகிறார் !

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

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Many Planets are in the Solar System ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
23 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
24 The Search for Infinity – Solving the Mysteries of the Universe By : Gordon Fraser (1995)
25 CERN Large Hadron Collider – Particle Physics – A Giant Takes on Physics’ Biggest Question By : The New York Times (May 15, 2007)
26 CERN Fires up the New Atom Smasher to Near Big Bang By : Alexander Higgins [Sep 7, 2008]
27 World’s Largest Atom Smasher (CERN) Completion [March 26, 2008]
28. Time Magazine Report – The Moment [September 10, 2008] Geneva [Sep 22, 2008]
29 CERN Atom Smasher – Latest Wikipedia Report

******************
jayabarat@tnt21.com [September 18, 2008]

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பரிதி குடும்பத்தில் ஒன்றான புளுடோ ஏன் விலக்கப் பட்டது ?

[கட்டுரை: 42]

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

புளுடோவின் நிகழ் காலம்
இறந்த காலமானது !
பரிதியைச் சுற்றும் கோள்கள்
ஒன்பது என்பது மாறியது !
புதன் முதல் புளுட்டோ வரை
விதவித மான கோள்களில்
நீக்கப் பட்டது புளுடோ !
நெப்டியூன் இறுதிக் கோளானது
இப்போது !
எட்டுக் கோள்கள் என்று
பட்டியல் சிறுத்தது !
வட்ட நிலவுக்கும் புளுடோ
குட்டியாம் !
புதன் கோளுக்குப்
பாதி வடிவு !
எட்டுக் கோள்களும் ஒரே
மட்டத் தளத்தில்
சுற்றும் பரிதியை !
குள்ளிக் கோளாகி
கோள் மதிப்புக் கீழாகி
நீள்வட்டக் கோணத்தில்
சுற்றி வந்தும் சூனிய மான
முற்றுப் புள்ளி !

“நான் கெஞ்சிக் கேட்கிறேன் : (பரிதிக்கு) எத்தனைக் கோள்கள் உள்ளன வென்று உறுதியாகக் காரணங்கள் கூற முடியாதா உங்களுக்கு ?  (இப்போது) அந்தப் பிரச்சனை தீர்க்கப்பட்டு விட்டது . . !”

ஜொஹான்னெஸ் கெப்ளர் (1571-1630)

பூமியும் மற்ற எல்லாக் கோள்களும் தம்தம் இடங்களில் தங்கி இருக்க வேண்டும் என்பதும், பிரளயம் ஏற்படாத வரை அவை இருப்பிடத்திலிருந்து மாறிச் செல்லா என்பதும் இயற்கை நியதி !

அரிஸ்டாட்டில் (கி.மு. 382-322)

“இப்போது நான் குள்ளிக் கோள் புளுடோவைக் (Dwarf Planet Pluto) கண்டுபிடித்த விஞ்ஞானியின் மனைவி”

பாட்ரீஷியா, புளுடோவைக் கண்டுபிடித்த டாம் டாம்பாஹின் மனைவி (2006)

பரிதியின் கோள்கள் வெவ்வேறு கட்டங்களில் விருத்தியான போது, பூமியை வடித்த ஒரே மாதிரி விசைகளால் அவையும் செதுக்கப்பட்டன.  ஆதலால் ஒரே மாதிரி தள வடிவமைப்பு, உயிரினத் தோற்றம், நமது கடந்த காலம், எதிர்காலம் அவற்றிலும் நிகழலாம் !

அமெரிக்க ராக்கெட் விஞ்ஞானி ராபர்ட் கோடார்டு (1882-1945)

புளுடோவின் நிகழ் காலம் இறந்த காலமானது !

1930 ஆம் ஆண்டு புளுடோ கண்டுபிடிக்கப் பட்ட காலம் முதலே அது பரிதி மண்டலத்தின் ஓர் அண்டக் கோள் என்னும் கருத்தில் அடிப்படை ஐயப்பாடுகள் விஞ்ஞானிகளிடையே எழுந்தன !  2006 ஆம் ஆண்டில் புளுடோ உலக விஞ்ஞானிகளால் பரிதிக் குடும்பத்திலிருந்து நீக்கப் பட்டு, புதிய கோள் குழுவில் ஒன்றாகக் “குள்ளிக் கோள்” (Dwarf Planet) என்று அழைக்கப் படுகிறது !  ஒன்பதாவது கோள் புளுடோவை முதன்முதல் கண்டுபிடித்த வானியல் நிபுணர் கிளைடு டாம்பாஹ் (Clyde Tombaugh) தனது 90 ஆவது வயதில் (1997) காலமானார்.  அவரை எரித்த சாம்பலைப் “புதிய தொடுவானம் விண்ணுளவியில்” (New Horizon Space Probe) வைத்து விண்வெளி எங்கும் நாசா விஞ்ஞானிகள் தூவினர்.  2015 இல் திட்டப்படிப் புதிய தொடுவானம் விண்கப்பல் பயணம் செய்து, புளுடோவை உளவுவதற்கு முன்னமே புளுடோ பரிதி மண்டலத்தின் பட்டியலிலிருந்து நீக்கப் பட்டது குறித்து மிகவும் மனமுடைகிறார் 93 வயதான அவரது விதவை மனைவி பெட்ரீஷியா (Patricia) !  “இப்போது நான் குள்ளிக் கோள் புளுடோவைக் கண்டுபிடித்த விஞ்ஞானியின் மனைவி” என்று தனது பெயர் தாழ்ந்து போய் விட்டதென்று அவர் கலங்குகிறார் !

புளுடோ ஏன் பரிதி குடும்பத்திலிருந்து நீக்கப்பட்டது ?

2006 ஆம் ஆண்டில் உலக வானியல் விஞ்ஞானிகள் [International Astronomical Union (IAU)] பிரேகில் (Prague) ஒன்றுகூடி, புளுடோ அண்டக் கோள்களின் பண்பாட்டு நிலையை ஒத்திருக்க வில்லை என்று முடிவு செய்து அதைப் பரிதிக் குடும்பத்திலிருந்து நீக்கி விட்டார்கள்.  பிறகு அதைக் கோளின் மதிப்பு நிலையிலிருந்து தாழ்த்திக் “குள்ளிக் கோள்” (Dwarf Planet) என்னும் புதிய குழுவில் தள்ளினார்கள் !  1992 இல் கியூபெர் வளையத்துக் கோள் (Kuiper Belt Object) ஒன்றைக் கண்டுபிடித்த பிறகு, டேவிட் ஜெவிட், ஜேன் லு (David Jewitt & Jame Luu) மற்றும் சில வானியல் நிபுணர்கள், வளையத்துக்கு அருகிலே சூரிய மண்டலத்தில் ஏராளமான புதிய அண்டக் குள்ளிகளைக் (70,000 Small Planet Bodies) கண்டார்கள். அவற்றில் எரிந்து போன வால்மீன்கள், விண்கற்கள் நெப்டியூன் கோளுக்கு அப்பால் பரிதியிலிருந்து 2.8-4.5 பில்லியன் மைல் தூரத்தில் இருப்பதை நோக்கினார்கள் !  அத்தகைய புதிய கோள் குள்ளிகளைக் கியூபெர் வளையத்தில் கண்டுபிடித்தது விஞ்ஞானிகளுக்குக் கோள்களைப் பற்றிய புதியதோர் கருத்தை உருவாக்கியது.

புதிய கண்ணோட்டத்தில் கோள்கள் என விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுபவை எவை ?  2006 இல் பிரேகில் கூடிய உலக வானியல் விஞ்ஞானிகள் கோளுக்கு ஒரு புதிய குறிவிளக்கம் (Definition of a Planet) தந்தனர்.

முதன்முறை வந்த குறிவிளக்கம் :

முதலாவது : கோள் என்பது விண்வெளியில் ஒரு விண்மீனைச் சுற்றி வருவது.  அது விண்மீனும் இல்லை.  வேறு ஒரு கோளின் துணைக்கோளும் இல்லை.

இரண்டாவது : அதன் நிறை முழுவதும் ஈர்ப்பாற்றலால் இழுத்துச் சுருக்கப் பட்டுக் கோளமாய் உருட்டி யிருக்க வேண்டும்.

மூன்றாவது :  அதன் வடிவம் பெரிதாக இருந்து சுற்றுவீதியில் எதுமில்லாது விலக்கப் பட்டிருக்க வேண்டும்.

கோள் குறிவிளக்கம் தர்க்கத்துக்குள் சிக்கியது !

உலக விஞ்ஞானிகள் பலர் முடிவு செய்த குறிவிளக்கத்தை ஏற்றுக் கொள்ளாத விஞ்ஞானிகள் சிலர் இருக்கிறார்கள்.  நாசாவின் “புதிய தொடுவான் விண்ணுளவிக் குறிப்பணியின் தலைவர் (New Horizon Space Probe Mission Leader) அலன் ஸ்டெர்ன் (Alan Stern) IAU விஞ்ஞானிகள் கூறிய மூன்றாவது விளக்கம் தவறு என்று சொல்கிறார்.  ஆகவே மூன்றாவது விளக்கம் தர்க்கமுள்ளதாக ஆகிவிட்டது. எப்படி ?  பூமி, செவ்வாய், வியாழக் கோள், நெப்டியூன் ஆகிய நான்கும் மூன்றாவது விதிக்கு முரணாக உள்ளன.  அந்த நான்கு கோள்களைச் சுற்றிலும் உள்ள தளப் பாதைகளில் எண்ணற்ற விண்கற்களின் குறுக்கீடுகள் உள்ளதால் கோள்கள் எனப்படும் குறிவிளக்கத்திற்கு அவை முரண் படுகின்றன என்று அலன் ஸ்டெர்ன் போல் எதிர்ப்பவரும் சிலர் இருக்கிறார்கள்.  பின்னால் IAU விஞ்ஞானிகளின் குறிவிளக்கத்துக்கு மேம்பட்ட செம்மை விளக்கமும் வெளிவந்தது.

மேம்பட்ட குறிவிளக்கம் :

1.  விண்மீன் ஒன்றைச் சுற்றி வருவது கோள்.

2.  பெரிதாக உருண்டை வடிவில் இருப்பது கோள்.

3.  அது பழுப்புக் குள்ளிபோல் (Brown Dwarf) ஆகப் பெரிதாக இருக்கக் கூடாது.  13-75 மடங்கு நிறையுள்ள வியாழக் கோள் அல்லது விண்மீன் போல “தவறிய விண்மீனாக (Failed Star) இருக்கக் கூடாது.

கோள்களின் குறிவிளக்கம் எதிர்காலத்தில் நுட்பமாக இன்னும் செம்மைப் படலாம் அல்லது மாறலாம்.  21 ஆம் நூற்றாண்டு புதுக் குறிவிளக்கப்படி மைய நிறையுடைய பரிதியை எட்டுக் கோள்களும், நான்கு குள்ளிக் கோள்களும், மற்றும் எண்ணற்ற சிறு அண்டங்களும் (Small Bodies) சுற்றி வருகின்றன !

புளுடோவின் நீள்வட்டக் கோணச் சுற்றுவீதி !

பரிதியைச் சுற்றுவரும் புளுடோவின் நீள்வட்டச் சுற்றுவீதி மட்டும் மற்ற கோள்களின் சீர் மட்ட வீதிகள் போலின்றி 17 டிகிரிக் கோணத்தில் சாய்ந்துள்ளது.  மேலும் அதன் சுற்று வீதி நெப்டியூன் சுற்றுவீதியைத் தனித்துவ நிலையில் இரண்டு இடங்களில் வெட்டிக் குறுக்கிடுகிறது !  மேலும் புளுடோவின் நீள்வட்ட வீதி கியூபெர் வளையத்தை ஊடுருவிச் சென்று மீள்கிறது.  நெப்டியூனும், புளுடோவும் தம் பாதைகளில் சுற்றிவரும் போது எப்போதாவது இரண்டும் ஒன்றை ஒன்று நெருங்கும் தருணத்தில் புளுடோ நெப்டியூனில் மோதித் தகர்ந்து போய் விடலாம்.  அல்லது நெப்டியூன் ஈர்ப்பு மண்டலத்தில் புளுடோ சிக்கிக் கொண்டு, நிரந்தரமாய் அதன் துணைக்கோளாகி விடலாம் !  அத்தகையதோர் விந்தைக் காட்சி எப்போது நிகழும் என்று கணனி மூலம் நுட்பமாகக் காலத்தைக் கண்டு விடலாம் !

ஒளிநிறப் பட்டை ஆய்வில் [Spectroscopic Analysis] புளுடோவில் எந்த வித வாயும் இருப்பதாக அறிய முடிய வில்லை. புளுடோவின் வாயு அழுத்தம் மிக மிக பலவீன மானது. காரணம், புளுடோ மண்டலத்தின் கடும் குளிரில் [-230 டிகிரி C] ஹைடிரஜன், ஹீலியம் தவிர மற்ற எல்லா வாயுக்களும் குளிர்த் திரவமாகும்; அல்லது தணிவு [Liquefied or Frozen] நிலை பெறும்! புளுடோ வலுவற்ற ஈர்ப்பு சக்தி கொண்டுள்ளதால், தணிவாகாத வாயுக்கள் விண்வெளியில் பறந்து போய்விடும்! புளுடோ ஒரு காலத்தில் நெப்டியூன் கோளுக்குச் சந்திரனாய் இருந்து, ஓடுகாலித் துணைக் கோளாய்த் [Runaway Satellite] தன்னை விடுவித்துக் கொண்டு பின்னல் பிரிந்திருக்கக் கூடும் என்று எண்ணப் படுகிறது!

சூரிய மண்டலம் எப்போது தோன்றியது ?

வானியல் விஞ்ஞானிகளும், பூதளவாதிகளும் (Astronomers & Geologists) பூமியின் வயதைக் கணித்து அதிலிருந்து பரிதி மண்டலத்தின் தோற்ற வயதை அறியப் பல்வேறு முறைகளைக் கையாள்கிறார்.  நாமறிந்த பூமிப் பாறைகளின் கதிரியக்கத் தேய்வு வீதங்களைப் “பாறைக் கதிரளப்புக் காலக் கணிப்பு” மூலம் (Radiometric Dating of Rocks) கணக்கிட்டுச் சூரிய குடும்பம் சுமார் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்பு தோன்றியிருக்கலாம் என்று கருதுகிறார்கள்.  பூமியின் பூர்வீகப் பாறை வயது கதிரியக்கத் தேய்வு வீதக் கணிப்பில் 3.9 பில்லியன் ஆண்டுகள் என்பது தெரிய வருகிறது !  பூதளத்தட்டு நகர்ச்சிகள் (Plate Tectonics) தூண்டி பூமியில் எழும் பூகம்ப எரிமலை நிகழ்ச்சிகளால் பூர்வீகப் பாறைகள் நிலைமாறி அவற்றைக் காண முடியாமல் சிதைத்து விடுகின்றன !

பூமியின் பூர்வீகப் பாறைகளைத் தவிர விண்வெளிக் கற்கள், எரிகற்கள், நிலவிலிருந்து அல்லது செவ்வாய்க் கோளிலிருந்து வீழும் விண்கற்கள் மிகத் துல்லியமாகப் பரிதி மண்டல வயதுக் காலத்தை நிர்ணயம் செய்ய உதவுகின்றன.  அந்த மாதிரிகளின் கதிரியக்கத் தேய்வு வீதத்தைக் கணித்ததில் அவை 4.6 பில்லியன் ஆண்டு வயதைக் கொண்டவை என்று அறியப்பட்டு, பரிதி மண்டலம் அந்த வயதை ஒட்டி உண்டாகி இருக்க வேண்டும் என்று யூகிக்கப்படுகிறது.

சூரிய குடும்பத்திலே மிகச் சிறிய புறக்கோள் புளுடோ!

இருபதாம் நூற்றாண்டில் விஞ்ஞானிகள் கண்டுபிடித்த இரண்டு புறக்கோள்களில் [Outer Planets] ஒன்று, புளுடோ. மற்றொன்று அதைச் சுற்றி வரும் அதன் துணைக்கோள், சாரன் (Charon). இரண்டும் விண்வெளியில் வெகு தூரத்தில் மிகவும் மங்கிப்போய் தெரியும் கோள்கள். சூரிய குடும்பத்தின் ஒன்பதாவது கோளான புளுடோவை, அமெரிக்க வானியல் விஞ்ஞானி, கிளைடு டாம்பாக் [Clyde Tombaugh] 1930 ஆம் ஆண்டில் கண்டு பிடித்தார். ரோமானியக் ‘கீழுலகக் கடவுள்’ [God of the Underworld] புளுடோவின் பெயரால், புதுக் கோள் பெயரிடப் பட்டது.

நெப்டியூன் கண்டுபிடிக்கப் பட்டதுபோல், புளுடோவும் வானியல் கணித முறைப்படி ஊகித்துக் கண்டு பிடிக்கப் பட்ட ஒரு கோள்!  நெப்டியூன் சுற்றி வரும் வீதி, எதிர்பார்த்த பாதை போல் இல்லாமல் புதிராக இருந்தது! இருபதாம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் [1905-1916] அமெரிக்க வானியல் விஞ்ஞானிகள், பெர்ஸிவல் லோவெல் [Percival Lowell], வில்லியம் பிக்கரிங் [William Pickering] இருவரும், ஒளிந்து கொண்டுள்ள ஏதோ ஒரு புறக்கோள் பாதைத் திரிபு [Straying from the Path] செய்து வருகிறது, என்று உறுதியாக நம்பினார்கள்! அந்த நம்பிக்கையில் ஜமெய்கா மண்டவில் நோக்ககத்தில் [Observatory Mandeville, Jamaica] பிக்கரிங், புதுக் கோள் இருப்பிடத்தைக் கணித்துக், குறிப்பிட்ட விண்வெளியில் தொலை நோக்கி மூலம் தேடினார். அதே போல் லோவெல், பிளாக்ஸ்டாஃப், அரிஸோனா நோக்ககத்தில் [Observatory Flagstaff, Arizona] முயன்றார். பல வருடங்கள் தேடியும், இரண்டு விஞ்ஞானிகளும் புதுக்கோளைக் கண்டு பிடிக்க முடியவில்லை!

இருவரும் காலஞ் சென்றபின், 1930 இல் அவரது கணிதக் குறிப்புக்களைப் பயன்படுத்தி ஓரிளைய வானியல் விஞ்ஞானி கிளைடு டாம்பாஹ் [Clyde Tombaugh], தனது புதிய தொலை நோக்கி மூலம், பல இரவுகள் தொடர்ந்து வானத்தை வேட்டையாடிக் களைத்துக் கடைசியில் [Feb 18, 1930] புதிர்க் கோளைக் கண்டு பிடித்தார். ஆனால் சில நாட்கள் பொறுத்து லோவெல் பிறந்த நாளன்று, 1930 மார்ச் 13 இல் புதுக்கோள் புளுடோ கண்டு பிடிப்பை உலகுக்கு அறிவித்தார்.

புளுடோவைப் பற்றிய வானியல் தகவல்

புளுடோவின் துணைக்கோள் சாரன் [Charon] 1977 இல் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது. புளுடோவை 12,000 மைல் தூரத்தில் சுற்றி வருகிறது சாரன். மங்கலான புளுடோவின் விட்டத்தைக் கணக்கிடுவது மிகவும் கடினம்! 1994 இல் பூமியின் வட்ட வீதியில் சுற்றி வரும் ஹப்பிள் விண்தொலை நோக்கி [Hubble Space Telescope] புளுடோ [1410 மைல்], சாரன் [790 மைல்] என்று இரண்டு கோள்களின் விட்டங்களை மிகவும் துள்ளியமாக கணக்கிட உதவியது.  புளுடோவின் வடிவை ஒப்பு நோக்கினால், புதன் கோளின் விட்டம் 3030 மைல், பூமி நிலவின் விட்டம் 2100 மைல்.

பரிதிலிருந்து 3.7 பில்லியன் மைல் தூரத்தில் சூரிய குடும்பத்தின் புறவெளிக் கோளாக யுரேனஸ், நெப்டியூன் இரண்டுக்கும் அப்பால், புளுடோ சுமார் 248 ஆண்டுகளுக்கு ஒரு முறைப் பரிதியைச் சுற்றி வருகிறது.  புளுடோ தன்னைத் தானே ஒருமுறைச் சுற்ற சுமார் 6 நாட்கள் எடுக்கிறது.  புதுக்கோள் புளுடோ பரிதியைச் சுற்றி வரும் நீண்ட நீள்வட்ட வீதி மட்டம் [Elongated Elliptical Orbital Plane], மற்ற சூரியக் கோள்கள் சுற்றும் நீள்வட்ட வீதி மட்டத்திற்கு 17 டிகிரி சாய்ந்துள்ளது, ஒரு சிறப்பான வேறுபாடு! நீண்ட நீள்வட்டத்தில் சுற்றும் புளுடோ ஒரே ஒரு கோள்தான் பரிதிக்கருகில் வரும் போது, நெப்டியூன் வீதியைக் குறுக்கிட்டு [Transit], நெப்டியூனுக்கும் முன்னே புகுந்து, பரிதியை மிகவும் நெருங்குகிறது! 1989 இல் புளுடோ அவ்வாறு நீண்ட நீள்வட்டத்தில் பவனி வந்து குறுக்கீடு செய்து, பரிதியைச் சிறு ஆரத்தில் [Perihelion] மிகவும் நெருங்கியது. பிறகு 124 ஆண்டுகள் [248/2=124] கழித்து 2113 இல் புளுடோ பரிதிக்கு உச்ச தூரத்தில், [நீள் ஆரத்தில் Aphelion] பயணம் செய்து திரும்பி, அடுத்து 124 ஆண்கள் தாண்டி கி.பி 2237 இல் மீண்டும் பரிதிக்கு அருகே வரும்!

பரிதி மண்டலப் படைப்பில் தீர்க்கப்படாத சில புதிர்கள் !

அண்டக் கோள்கள் ஏன் பரிதியை நீள்வட்ட வீதிகளில் ஒரே தளமட்டத்தில் சுற்றுகின்றன ?  அவற்றின் சீரொழுக்க இயக்க முறைக்கு என்ன காரணிகள் உள்ளன ?  அகக்கோள்களும், புறக்கோள்களும் சூரியனை ஏன் எதிர்க் கடிகார முறையில் காலம் மாறாமல் சுற்றி வருகின்றன ? சூரியனை மற்ற கோள்கள் போலின்றித் தன்னச்சில் சுக்கிரன் மட்டும் ஏன் நேர்க் கடிகார வக்கிர திசையில் சுற்றி வருகிறது ? பூமியின் நிலவு தன்னச்சில் சுழாது ஏன் ஒரே முகத்தைக் காட்டிக் கொண்டு புது மாதிரிச் சுற்றி வருகிறது ? தன்னச்சில் கோள்களும் எதிர்க் கடிகாரச் சுழற்சியில் சுழல்வது ஏன் ?  கோள்களின் துணைக்கோள்களும் எதிர்க் கடிகாரச் சுழற்சியில் சுற்றுவது ஏன் ?  இந்த விந்தைகள் அனைத்தும் நிபுளாக் கோட்பாடு கூறும் “சுழற்தட்டு அமைப்பு” விதியைப் பெரும்பாலும் நிரூபிக்கின்றன.

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Many Planets are in the Solar System ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
23 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
24 A Discover Special – Unseen Universe – Comets Captured By : Jack McClintock (Jan 31, 2007)
25 Newsweek Magazine : The New Solar System – Our Changing View of the Universe – Requiem for a Planet Pluto (1930-2006) By : Jerry Adler
26 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40804172&format=html (Creation of Solar System Planets)
27 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40207221&format=html (புதனும், புளுடோவும்)
28 Solar System Formation By Jeff Scott (October 16, 2005)
29 New Scientist Magazine – New Planet Definition Sparks Furore (August 25, 2006)

******************
jayabarat@tnt21.com [September 11, 2008]

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! காலாக்ஸிகளின் இரு மந்தைகள் மோதிக் காணப்பட்ட கரும் பிண்டம் (Dark Matter)

[கட்டுரை: 41]

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

காலக் குயவன் களிமண்ணாய்
ஆழியில் சுற்றி
உருவமைக்கப்
பிரபஞ்சத்தில் கிடப்பது
கரும் பிண்டம் ! அதில்
இருப்பவை வாயு முகில், பூதக்
கருந்துளைகள் !
கரும் பிண்டம் இல்லையேல்
உருவா காது பரிதி !
அண்டக் கோள்கள் ! ஆயிரம் ஆயிரம்
விண்மீன்கள் கூடிய
தேன் கூடுகளாய்க்
கோடான கோடிக் காலாக்ஸிகள் !
காலாக்ஸிகளின் மந்தைகள் !
கரும் பிண்டத்தைத் துண்டுகளாய்
உருட்டி இணைப்பது
ஈர்ப்புச் சக்தி !
காலாக்ஸி மீன் மந்தைகளை
தாலாட்டித் தள்ளுவது
கருஞ் சக்தி !
ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிரான
பிரபஞ்சத்தின்
அரக்க விலக்கு விசை !

1998 ஆண்டுக்கு முன்னால் “கருஞ் சக்தி” என்னும் ஓர் விஞ்ஞானக் கருத்தை யாரும் கேள்விப்பட்ட தில்லை !  கருஞ் 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)

நமது பூகோளத்திலும், விண்மீன்களிலும் பிரபஞ்ச வெப்பத் தேய்வு (Entropy) தீவிரமாய் மிகுந்து 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)

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

(சமீபத்திய வானியல் நோக்குக் கணிப்பு : பிரபஞ்சத்தில் 23% பங்கு இருப்பது இருட் பிண்டம்.  ஆனால் காலாக்ஸிகள், விண்மீன்கள், அண்டக் கோள்கள் மற்றும் வாயுக்கள் கொண்ட சாதாரண பிண்டம் 4%.  எஞ்சியிருக்கும் 73% பங்கு மற்றோர் மர்மச் சக்தியான இருட் சக்தி (Dark Energy) பரவியுள்ளதைக் காட்டும்.  அதுவே பிரபஞ்ச விரிவை விரைவு படுத்துவது)

மருஸா பிராடக் (ஸான்டா பார்பரா, கலிஃபோர்னியா பல்கலைக் கழகம்)

பிரபஞ்சத்திலே கண்ணில் புலப்படாத கருந்துளைகள் அகிலத்தின் மர்மமான விசித்திரங்கள் !  அந்தக் கருந்துளைகள்தான் பிரபஞ்சத்தின் உப்பிய வடிவில் 90% பொருளாக (இருட் பிண்டத்தில்) நிரம்பியுள்ளன !  எளிதாகச் சொன்னால், ஒரு சுயவொளி விண்மீன் எரிசக்தி முழுவதும் தீர்ந்து போய் எஞ்சிய பொருட் திணிவுப் பெருக்கால் எழும் பேரளவு ஈர்ப்பாற்றலில் அடர்த்தியாகி “ஒற்றை முடத்துவ” (Singularity) நிலை அடைவதுதான் கருந்துளை.  அப்போது கருந்துளையின் அழுத்தம், திணிவு கணக்கற்று முடிவில்லாமல் மிகுந்து விடுகிறது.

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

அகிலவெளி காலாக்ஸி மோதலில் இருட் பிண்டம் தெரிகிறது !

பிரபஞ்சத்தில் 23% அமைந்துள்ள, ஆயினும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத “இருட் பிண்டம்” (Dark Matter) எனப்படும் மர்மான பொருள் இருப்பதை விஞ்ஞானிகள் அழுத்தமான சான்றுடன் முதன்முதல் கண்டிருக்கிறார்கள் என்று பி.பி.சி செய்தி நிறுவனம் 2008 ஆகஸ்டு 30 ஆம் தேதி அன்று வெளியிட்டிருக்கிறது.  5.7 பில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள இரண்டு காலாக்ஸிகளின் விண்மீன் மந்தைகள் (Two Galaxy Clusters) அசுரத்தனமாக மோதி விளைந்த நிகழ்ச்சியை விண்வெளி நோக்கில் விஞ்ஞானிகள் இருட் பிண்டத்தின் இருப்பைக் கண்டிருக்கிறார்கள்.  அகிலப் பெருமோதலில் சாதாரணப் பிண்டத்திலிருந்து பிரிந்த இருட் பிண்டத்தை வானியல் நிபுணர் கருவிகள் மூலம் கண்டுள்ளார்.  அத்தகவல் வானியல் பௌதிக இதழில் (Astrophysical Journal) வெளிவரப் போவதாக அறியப் படுகிறது.  விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்திய விண்ணோக்குச் சாதனங்கள் : 1. ஹப்பிள் தொலைநோக்கி 2. சந்திரா விண்வெளித் தொலைநோக்கி.  காலாக்ஸி மந்தைகள் இரண்டு முட்டி மோதி உண்டான, அவர்கள் உளவிய அந்த ஓர் அண்டத்தின் பெயர் : MACSJ0025.4-1222

மோதிய ஒவ்வொரு காலாக்ஸி மந்தையின் நிறை நமது பரிதியைப் போல் கோடான கோடி மடங்கு கொண்டது !  ஹப்பிள் தொலைநோக்கி மூலம் இருட் பிண்டத்தின் தளப்பரப்பு அறிய நிபுணர் பயன்படுத்திய பொறிநுணுக்க முறை : ஈர்ப்பாற்றல் குவியாடி வளைவு முறை (Gravitational Lensing).  ஒரு நோக்காளர் தூரத்திலிருக்கும் காலாக்ஸி ஒன்றை உளவும் போது, இடையில் ஓர் இருட் பிண்டம் இருந்தால் காலாக்ஸிலிருந்து எழும் ஒளிக்கோடு வளைக்கப்பட்டு இரண்டு பிம்பங்கள் தோன்றுகின்றன.  பற்பலச் சிறிய குவியாடிகள் (Lenses) மூலம் தெரிவது போல பல பிம்பங்கள் காணப்படுகின்றன !  அச்சிறு குவியாடிகள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு துண்டு இருட் பிண்டமே தவிர வேறொன்றும் இல்லை !

விஞ்ஞானிகள் சந்திரா எக்ஸ்-ரே தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி இணையும் மந்தைகளில் எக்ஸ்-ரே கதிர்களை ஒளிமயத்தில் வீசும் சாதாரணப் பிண்டமான கனல் வாயுக்களைக் காண முயன்றார்கள்.  இரண்டு மந்தைகளும் பின்னி ஓர் அண்டத்தை (Object MACSJ0025) மணிக்கு மில்லியன் கணக்கான கி.மீடர் வேகத்தில் உண்டாக்கி மந்தைகளின் கனல் வாயுக்கள் மோதி வேகம் படிப்படியாகத் தணிந்தது !  ஆனால் இருட் பிண்டத்தின் நகர்ச்சி வேகம் குன்றாது மோதலை ஊடுருவிச் சென்று கொண்டே இருந்தது !

ஊடுருவி விரையும் புள்ளட் மந்தை (Speeding Bullet)

இந்த முறை நிகழ்ச்சி இரண்டு பூதக் காலாக்ஸிகள் மோதி அதில் உண்டான புள்ளட் கொத்து அல்லது மந்தையில் (Bullet Cluster) இதற்கு முன்பே காணப் பட்டிருக்கிறது.  பூமிக்கு 3.4 பில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கிறது ஒரு புள்ளட் மந்தை !  “புள்ளட் மந்தை சீரற்றது  என்னும்  கருத்து ஒழிந்து விட்டது.  நாங்கள் முயன்று மற்றொன்றைக் கண்டோம்” என்று எடின்பரோ ராயல் நோக்ககத்தின் ரிச்சர்டு மாஸ்ஸி கூறினார்.  இருட் பிண்டம் காலாக்ஸிகள் மோதுவதில் மெதுவாகுவதில்லை என்னும் கண்டுபிடிப்பு என்ன முடிவைக் கூறுகிறது ?  இருட் பிண்டத்தில் உள்ள பரமாணுக்கள் ஈர்ப்பாற்றலில் இழுத்துக் கொள்வதைத் தவிர ஒன்றுடன் ஒன்று கலந்து இயங்குவ தில்லை என்பதே !

“பிரபஞ்சத்தில் இருட் பிண்டம் சாதாரணப் பிண்டத்தை விட ஐந்து மடங்கு அளவு உள்ளது.  நமது இந்த ஆராய்ச்சி நம்முடலை அமைக்கும் பொருளையன்றி வேறான புதுவிதப் பிண்டம் ஒன்றைப் பற்றி விளக்குகிறது.  நாமதைப் பேராற்றல் வாய்ந்த இரு காலாக்ஸி மந்தைகள் மோதலில் உளவ முடிந்தது !” என்று ஸான்டா பார்பராவில் உள்ள கலி·போர்னியா பல்கலைக் கழகத்தின் மருஸா பிராடக் கூறினார்.

பிரபஞ்சத்தின் பூதகரமான காலாக்ஸி மந்தைகள்

பரிதியைப் போல் கோடான கோடி விண்மீன்கள் சேர்ந்து நமது பால்வீதியில் குடியேறி உள்ளன.  பால்வீதியில் உள்ள விண்மீன்களின் எண்ணிக்கை 100 பில்லியன் !  பால்வீதியை விடப் பன்மடங்கு பெரிய தனித்தனிக் காலாக்ஸிகள் ஒன்று கூடி “காலாக்ஸிகளின் கொத்துக்கள் அல்லது மந்தைகளாக” (Clusters of Galaxies) உலவி வருகின்றன !  மந்தையில் காக்லாக்ஸிகளும், காலாக்ஸிகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி நிரப்பிகளும் அடங்கும்.  மந்தையில் இருப்பவற்றை இறுக்கிப் பிணைத்துக் கொள்வது ஈர்ப்பு விசை.  மந்தையில் உள்ள காலாக்ஸிகளின்  இடைவெளியை நிரப்புவது கனல் வாயு !  கனல் வாயுவின் உஷ்ணம் மில்லியன் கணக்கான டிகிரிகள் !  அந்தப் பேரளவு உஷ்ண வாயுவில் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஓளி வீசாது, கருவிக்குத் தெரியும் எக்ஸ்-ரே கதிர்கள் வீசும் !  வாயு உஷ்ணம் பரவியுள்ள விதத்தை உளவி ஈர்ப்பு விசை எத்தகைய முறையில் அழுத்தியுள்ளது என்றும், இடைவெளியில் எத்தனை அளவு பிண்டம் இருக்கிறது என்றும் விஞ்ஞானிகள் அறிய முடிகிறது.  அம்முறையில் கணித்ததில் காலாக்ஸிகள் மற்றும் இடைவெளிக் கன வாயு நிறையை விட ஐந்து மடங்கு நிறை காலாக்ஸி மந்தைகளில் உள்ளது என்று தெரிகிறது.

பிரபஞ்சக் கூண்டுக்குள்ளே இருக்கும் புதிரான 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 கரிய விண்ணில் உள்ளவைதான் என்ன ? அவை எல்லாம் சூனிய மண்டலமா ? வெறும் இருள் மண்டலமா ?

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

பிரபஞ்சத்தின் இருட் பிண்டம் என்று குறிப்பிடப்படுவது எது ?

இருள் பிண்டத்தைப் பற்றிய புதிர் இருந்திரா விட்டால் பிரபஞ்சத்தின் அம்சங்களை விஞ்ஞானிகள் சிக்கலின்றி எளிதாக நிர்ணயம் செய்திருப்பார்.  தொலைநோக்கிகள் மூலம் உளவு செய்து பிரபஞ்சத்தை ஆராய்ந்ததில், கண்ணுக்குப் புலப்படாத, என்ன வென்று தெளிவாய் விளங்காத, புதிரான பண்டங்கள் சுமார் 25% கொள்ளளவில் குடியிருந்தன !  விஞ்ஞானிகள் பல்வேறு வழிகளில் பிரமாண்டமான அந்த விந்தைப் பண்டத்தை அளக்க முற்பட்டார்கள் !  நாமறிந்த அகிலக் கோள்களின் மேல் விழும் இருள் பிண்டத்தின் பாதிப்புகளைக் கண்டார்கள் விஞ்ஞானிகள்.

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

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

இருட் பிண்டத்தைப் பற்றி எழும் மூன்று வினாக்கள் !

பிரபஞ்சத்தின் மர்மமான இருட் பிண்டத்தைப் பற்றி உளவும் போது மூன்று முக்கிய கேள்விகள் எழுகின்றன.  அம்மூன்று வினாக்களுக்கும் விடைகள் காண முடிந்தால், பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்புத் தோற்றத்தை அறியவும், பிரபஞ்சத்தின் எதிர்கால இயக்கப்பாடு (Future Dynamics of the Universe) எப்படி இருக்கும் என்று உளவிடவும் உதவி செய்யும்.

1.  இருட் பிண்டம் பிரபஞ்சத்தில் எங்கே உள்ளது ?

2.  பிரபஞ்சத்தில் கண்ணுக்குத் தெரியும் (பரிதி, அண்டக் கோள்கள் போல்) பிண்டத்தைப் போல் கண்ணுக்குத் தெரியாத இருட் பிண்டம் எத்தனை மடங்கு மிகையாக உள்ளது ?

3.  இருட் பிண்டத்தில் உள்ள உட்பொருட்கள் யாவை ?

இருட் பிண்டத்தின் உளவுப் பிரச்சனை விண்மீன்கள் எப்படி உண்டாயின என்னும் சிக்கல் படைப்பைத் தெளிவு படுத்தும்.  அத்துடன் ஆய்வகத்தில் உளவ முடியாத துகள் பௌதிகவாதிகளுக்கு (Particle Physicists) அடிப்படைப் பரமாணுக்களின் பண்பாடுகளை விளக்கமாக அறிவிக்கும்.

முதலிரண்டு வினாக்களுக்கு முதலில் பதிலைக் காணுவோம்.  இருட் பிண்டம் காலாக்ஸிகளின் உட்பகுதியிலும், காலாக்ஸிகளின் இடைப்பகுதியிலும் காணப்படுகிறது.  ஆயிரம் காலாக்ஸிகளை நோக்கி உளவு செய்யும் போது, காலாக்ஸியில் உள்ள அணு ஹைடிரஜன் வாயு முகில் சுழற்சி வேகத்தை அளந்தார்கள்.  மந்தைகளின் வாயு உஷ்ணத்தை அளந்தார்கள்.  அவ்விதம் பார்த்துக் கணித்ததில் காலாக்ஸிக்குள் இருட் பிண்டம் காணும் பிண்டத்தை விடப்  குறைந்த பட்சம் பத்து மடங்கிருந்தது. (Ratio 10 :1). பிரபஞ்சத்தில் மேம்பட்ட விகிதம் 100 : 1

விஞ்ஞானிகள் கண்ணுக்குத் தெரியாத இருட் பிண்டத்தில் இருப்பவற்றை உளவ சில கணனி மாடல்களை வடித்தனர்.  அவற்றில் ஒரு மாடல் கூறுகிறது : இருட் பிண்டத்தில் இருப்பவை “வலுவிலாது இயங்கும் கனத்த துகள்கள்” [Weakly Interacting Massive Particles (WIMPS)] எனப்படும் பரமாணுக்கள் (Sub-atomic Stuff).  மற்ற சிலர் கூறுவது :  இருட் பிண்டத்தில் இருப்பவை பரமாணுக்கள் அல்ல;  அவை “கனத்த வான்பௌதிகத் திணிப்பு அண்டம்” [Massive Astrophysical Compact Objects (MACHO)] எனப்படும் வெறும் சாதாரணப் பிண்டம்.  அந்த “மாச்சோ” பிண்டம் கதிர்வீச்சோ அல்லது ஒளிவீச்சோ இல்லாதது !

கணப்பு இருட் பிண்டம், குளிர்ப்பு இருட் பிண்டம், பாரியானிக் பிண்டம்

இருட் பிண்டம் ஒளி வீசுவதில்லை !  கதிர் வீசுவதில்லை !  ஆகவே அவற்றை விண்வெளியில் கண்டு உளவுவது கடினம்.  அவை விண்மீன்களை விட மிக மங்கிய நிலையில் தெரிவது அடுத்த பிரச்சனை.  அவை மர்மமான பாரியானிக்கைச் சாராத (Non-Baryonic Matter) பிண்டமாக இருக்கலாம்.  அல்லது பரிதியில் பத்தில் ஒரு பங்கான பாரியானிக் பிண்டமாக (Baryonic Matter) இருக்கலாம்.  பாரியானிக் பிண்டம் முழுவதும் “மாச்சோ” (MACHO) என்று குறிப்பிடப்படுகிறது.  அல்லது பழுப்புக் குள்ளி எனப்படும் விண்மீன் சிசுக்கள் (Sub-Steller Objects Called Brown Dwarfs) ஆக இருக்கலாம்.

எண்ணிக்கை மூலம் கணக்கிட்டதில் பாரியானிக் பிண்டம் தென்படும் பிண்டத்திப் போல் பத்து மடங்கு என்று அறியப்பட்டது.  பாரியானிக்கற்ற பிண்டம் இரு வகைப்படும்.  கணப்பு இருட் பிண்டம், குளிர்ப்பு இருட் பிண்டம் (HDM : Hot Dark Matter) & (CDM : Cold Dark Matter).  கணப்பு இருட் பிண்டம் ஏறக்குறைய ஒளிவேகத்தில் செல்லும் ஒப்புமைத் துகள்கள் (Relativistic Particles). பூர்வீகத் தோற்றத்தின் போது பிரபஞ்சப் பொருள் அடர்த்தியாக இருந்து, ஒளியைக் கடந்து செல்ல விடவில்லை.  அதாவது ஒப்புமையில்லாக் குளிர்ப்புப் பிண்டம் (Non-Relativistic Particles).  அதாவது குளிர்ப்புப் பிண்டம் “வலுவிலாது இயங்கும் கனத்த துகள்கள்” [Weakly Interacting Massive Particles (WIMPS)] என்று அழைக்கப்படுகிறது.  காலாக்ஸிகள் மந்தைகளை நோக்கியதில் இந்த யுகத்தில் பெரும்பாலும் குளிர்ப்பு இருட் பிண்டம் (CDM) மேம்பட்டு இருப்பதாக அறியப்படுகிறது.

கருந்துளைகள் இருட் பிண்டம் சேமிப்புக் களஞ்சியம் !

சக்தி அழியாதது போல் பிண்டமும் அழியாது !  வலுவற்ற சிறிய கருந்துளைகளை விழுங்கி விடுகின்றன பெருங் கருந்துளைகள் !  அண்டையில் வரும் விண்மீன்களைக் கவ்வி இழுத்துக் கொள்கிறது கருந்துளையின் ஈர்ப்பு விசை !  அது போல் அருகில் நெருங்கும் ஒளிச்சக்தியையும் உறிஞ்சி விடும் கருந்துளைகள் !  பூத வாயு முகிலை வைத்துப் கணனிப் போலி இயக்கம் செய்ததில் (Computer Simulation of Giant Gas Clouds) வாயு முகில் நீரைச் சுழலில் இழுக்கும் நீர்ச்சுழலி போல் கருந்துளை இழுத்துக் கொள்வது அறியப் பட்டது.  அந்தப் போலி இயக்கங்கள் காட்டுவது என்னவென்றால், பூதப் பெருங் கருந்துளைகளின் அருகே காலாக்ஸியிலிருந்து பேரளவு வாயு முகில் கிடைத்தால், புதிய விண்மீன்கள் உண்டாக வாய்ப்பு ஏற்படுகிறது என்று பிரிட்டனின் ஸெயின்ட் ஆன்டிரூஸ் பல்கலைக் கழகத்தின் இயான் பான்னெல் கூறுகிறார்.

(தொடரும்)

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

கருமைப் பிண்டம்

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What is Dark Matter ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
23 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
24 A Discover Special – Unseen Universe – Comets Captured By : Jack McClintock (Jan 31, 2007)
25 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711221&format=html (கருமைப் பிண்டம்) (Dark Matter)
26 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711291&format=html (கருமைச் சக்தி) (Dark Energy)
27 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712061&format=html (கருந்துளை) (Dark Hole)
28 Scientific American – An Alternative to Dark Matter, Does Dark Matter Really Exits ? (August 2002)
29 BBC News – Cosmic Crash Reveals Dark Matter By : Paul Rincon, Science Reporter [August 30 2008]
30 Evidence of Dark Matter (www-thphys.physics.ox.ac.uk/…/layman/dark.html  & http://www-thphys.physics.ox.ac.uk/users/Galactic/layman/dark.html )

******************
jayabarat@tnt21.com [September 4, 2008]

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான நூறு புதிர்கள் ! பூத உருக் கருந்துளை விடுவக்கும் புதிய மர்மங்கள் !

 

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

 

கண்ணுக்குத் தெரியாத கருந்துளை
கருவிக்குத் தெரிகிறது !
கதிர்த் துகள்கள் விளிம்பில்
குதித்தெழும் போது
கருவிகள் துருவிக் கண்டுவிடும் !
அகிலக் கடலில்
அசுரத் தீவுகளாய் நிலைத்த
பூதத் திமிங்கலங்கள் !
உறங்கும் உடும்புகள் !
விண்மீன் விழுங்கிகள் !
பிண்டங்களைக் கைக்கொள்ளும்
மரணக் கல்லறைகள் !
பிரபஞ்சச் சிற்பியின்
செங்கல் மண்
சேமிக்கும் இருட் களஞ்சியம் !
கருமை நிறமே கடவுளின்
உருவில்லாப் போர்வை !
கடவுளின்
கைத்திறம் காண்பது
மெய்ப்பா டுணர்வது,
மர்மங்களை உளவிச் செல்வது
மாந்தரின் மகத்துவம் !

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

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீஃபென் ஹாக்கிங் (1970)

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

 

டேனியல் ஸ்டெர்ன் Jet Propulsion Lab (JPL), California

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (The Handy Space Answer Book)

பூதக் கருந்துளைகள் தெரிவிக்கும் புதிய மர்மங்கள் !

சமீபத்தில் வெளிவந்த “இயற்கை” விஞ்ஞான வெளியீட்டில் பாஸ்டன் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த அமெரிக்க ஆய்வாளர்கள், எப்படிக் கருந்துளைகள் ஒளிவேகத்தை ஒட்டிக் கதிர்த் துகள்களை வீசுகின்றன என்பதைக் கணித்து விட்டதாகக் கூறினர்.  அந்தக் கதிர்த் துகள்களின் உந்து எழுச்சி (Jet Streams of Particles) கருந்துளைகளின் விளிம்பில் உள்ள காந்த தளத்திலிருந்து உண்டாகிறது என்றும் கூறினர்.  அதாவது கருந்துளை விளிம்பு அரங்கிற்குள்ளே கதிர்த் துகள்கள் விரைவாக்கம் பெற்று குவிகின்றன என்று விளக்கினர்.

நமது பால்வீதி மையத்தில் ஒரு கருந்துளை இருப்பதாகக் கருதினாலும் விஞ்ஞான நிபுணர் அருகில் வந்த எந்தப் பிண்டத்தையும் அண்டத்தையும், ஏன் ஒளியைக் கூட விழுங்கி விடும் அந்த விண்வெளிப் பூதங்களைப் பற்றி இன்னும் மிகக் குறைந்த அளவே அறிந்துள்ளார்.  பாஸ்டன் பல்கலைக் கழகப் பேராசிரியர் அலன் மார்ஸ்செர் கருந்துளை இதயத்தைத் துளைத்து அரிய தகவலை அறிந்து விட்டதாக வலுவுறுத்தினார் !  சக்தி வாய்ந்த பத்துத் தொலைநோக்கிகள் மூலம் ஒரு காலாக்ஸியை (Galaxy BL Lacertae) உற்று நோக்கி எங்கிருந்து, எப்படிக் கதிர்த்துகள்கள் உந்தி எழுகின்றன என்று உளவிக் கண்டுபிடித்து விட்டதாக பேராசியர் மார்ஸ்செர் உறுதியாக நம்புகிறார்.  மேலும் கருந்துளையில் உந்தி எழும் கதிர் ஊற்றின் உட்புறப் பகுதியைக் கூடத் தெளிவாகக் கண்டு விட்டதாகக் கூறினார்.

பிரம்மாண்ட அளவுள்ள கருந்துளை கார்க் மூடிச் சுருளாணிபோல் (Winding Corkscrew) ஒளிப்பிழம்பு வெள்ளத்தை (Plasma Jets) உமிழ்கிறது என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் முதலில் ஐயுற்றுப் பிறகு அந்த உளவு நோக்குகள் மெய்யென உறுதிப்படுத்துவதாகக் கூறினர். அவ்விதம் கதிர் எழுச்சிகளின் உட்பகுதிகளைக் கண்டாலும் கருந்துளைக்குள் என்ன உள்ளது என்பதை இன்னும் விஞ்ஞானிகள் காண முடியவில்லை என்று பி.பி.சி. விஞ்ஞான வல்லுநர் நீல் பௌட்ளர் குறை கூறினார்.  கோட்பாட்டு பௌதிக விஞ்ஞானிகள் (Theoretical Physicists) கூறுவது மெய்யானால், அந்த மர்மமான கருந்துளையின் உட்பகுதியைக் காணவே முடியாது என்றும் பி.பி.சி. நிபுணர் கூறினார்.

காலாக்ஸியில் சிறு கருந்துளைகள் & பெருங் கருந்துளைகள்

சிறு கருந்துளைகள், பெருங் கருந்துளைக்கள் இரண்டுக்கு மிடையே இருக்கும் நடுத்தரக் கருந்துளையைக் காலாக்ஸிகளில் காண்பது அபூர்வம் என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார்கள்.  கருந்துளைகள் என்பவை எண்ண முடியாத அளவு அடர்த்தியைக் கொண்ட முனைப் பிண்டம் (Incredibly Dense Points of Matter).  அவற்றின் ஈர்ப்பாற்றல் ஒளிப் போக்கை வளைக்கும்.  அருகில் வந்தால் ஒளியையும் கருந்துளை இழுத்து உட்கொள்ளும் ! சிறிய கருந்துளை அருகில் இருந்தால் பெருங் கருந்துளை அதைக் கவ்வி விழுங்கி விடும். பூத விண்மீன்கள் சூப்பர்நோவாவாக வெடிக்கும் போது சிறு நிறையுடைய கருந்துளைகள் தோன்றுகின்றன !  அந்த மிகச் சிறிய கருந்துளை கூட நமது பரிதியைப் போல் 10 மடங்கு நிறையுள்ளது !  பேரளவு நிறையுடைய கருந்துளைகள் பரிதியைப் போல் பல பில்லியன் மடங்கு திணிவு உள்ளவை !  அத்தகைய பூதக் கருந்துளைகள் ஏறக்குறைய எல்லா காலாக்ஸி வயிற்றிலும் இருக்கின்றன !  ஆயினும் 1000-10,000 மடங்கு பரிதி நிறையுள்ள நடுத்தரக் கருந்துளைகள் விண்மீன் கொத்துக்களின் இடையே இருக்கலாம் என்று கோட்பாட்டுப் பௌதிக வாதிகள் கூறுகிறார்.  சென்ற ஆராய்ச்சி வெளியீட்டு ஒன்றில் டாக்டர் ஸெ·ப் (Dr. Zepf) குழுவினர் 50 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கும் ஓர் அண்டை காலாக்ஸியின் கருந்துளை (Black Hole : RZ-2109) இருப்புக்குச் சான்றுகள் தேடினார்.

ஈரோப்பியன் விண்வெளி ஆணையகத்தின் நியூட்டன் தொலைநோக்கி (ESA’s XMM-Newton Telescope)

1999 டிசம்பர் 10 இல் விண்வெளியில் ஏவப்பட்ட நியூட்டன் எக்ஸ்ரே விண்ணோக்கி உளவி பூமியிலிருந்து 4000 – 68000 மைல் உயரத்தில் நீள்வட்டப் பாதையில் சுற்றி வந்து காலாக்ஸிகளில் உள்ள கருந்துளைகளின் கதிர்த்துகள் எழுச்சிகளை உளவியது.  இரண்டு ஆண்டுப் பணிக்குத் திட்டமிட்ட அந்த விண்ணோக்கி இப்போது 2010 ஆண்டுகள் வரைப் பணிபுரிய நீடிக்கப் பட்டது.  அந்த எக்ஸ்ரே விண்ணோக்கி மூலம் தனித்துவ எக்ஸ்ரே முத்திரை கொண்ட ஓரியங்கும் கருந்துளையைக் கண்டுபிடித்தார்கள்.  அதன் ஒளிப்பட்டை மூலம் அறிந்தது அது பரிதியைப் போல் 10 மடங்கு நிறையுடைய ஒரு சிறிய கருந்துளை என்பது.  அத்தகைய சிறிய கருந்துளை கொண்ட ஒரு விண்மீன் கொத்து, நடுத்தரக் கருந்துளை ஒன்றைக் கொண்டிருக்காது என்று கருதப்படுகிறது.  அவ்விதம் ஓர் நடுத்தரக் கருந்துளை இருந்தால் அது சிறிய கருந்துளையை விழுங்கி விடும் அல்லது அங்கிருந்து விரட்டி விடும் என்று டாக்டர் ஸ்டெர்ன் கூறினார் !

ஜப்பானிய வானியல் விஞ்ஞானிகள் நாசா விஞ்ஞானிகளோடு இணைந்து தமது எக்ஸ்ரே துணைக்கோளையும், ஈசாவின் நியூட்டன் எக்ஸ்ரே விண்ணோக்கியையும் பயன்படுத்தி நமது பால்வீதி காலாக்ஸியின் மையத்திலுள்ள கருந்துளை 300 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே வெளிவிட்ட பேராற்றல் கொண்ட கதிர்வீச்சைக் கண்டார்கள் !  அந்த கருந்துளையின் பெயர் ஸாகிட்டேரியஸ் ஏ ஸ்டார் (Sagittarius A-Star) என்பது.  அது ஒரு பூதகரமான பெருங் கருந்துளை !  அதனுடைய நிறை பரிதியைப் போல் 4 மில்லியன் மடங்கு !  ஆனால் அதிலிருந்து வெளியாகும் கதிர்த்துகள் வீச்சுகள் மற்ற காலாக்ஸிக் கருந்துளைகளின் கதிர்வீச்சை விட பல மில்லியன் மடங்கு குறைந்தது !  காரணம் அது ஒரு பெரிய வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்குப் பிறகு முதிர்ந்து போய் ஓய்வாக இருக்கிறது !

பிரபஞ்சத்தில் கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருந்துளைகள்

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

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

 

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

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

அண்டவெளிக் கருந்துளைகள் பற்றி ஹாக்கிங் ஆராய்ச்சிகள்

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

கருந்துளைகள் கருமைப் பிண்டம் சேமிப்புக் களஞ்சியம் !

சக்தி அழியாதது போல் பிண்டமும் அழியாது !  வலுவற்ற சிறிய கருந்துளைகளை விழுங்கி விடுகின்றன பெருங் கருந்துளைகள் !  அண்டையில் வரும் விண்மீன்களைக் கவ்வி இழுத்துக் கொள்கிறது கருந்துளையின் ஈர்ப்பு விசை !  அது போல் அருகில் நெருங்கும் ஒளிச்சக்தியையும் உறிஞ்சி விடும் கருந்துளைகள் !  பூத வாயு முகிலை வைத்துப் கணனிப் போலி இயக்கம் செய்ததில் (Computer Simulation of Giant Gas Clouds) வாயு முகில் நீரைச் சுழலில் இழுக்கும் நீர்ச்சுழலி போல் கருந்துளை இழுத்துக் கொள்வது அறியப் பட்டது.  அந்தப் போலி இயக்கங்கள் காட்டுவது என்னவென்றால், பூதப் பெருங் கருந்துளைகளின் அருகே காலாக்ஸியிலிருந்து பேரளவு வாயு முகில் கிடைத்தால், புதிய விண்மீன்கள் உண்டாக வாய்ப்பு ஏற்படுகிறது என்று பிரிட்டனின் ஸெயின்ட் ஆன்டிரூஸ் பல்கலைக் கழகத்தின் இயான் பான்னெல் கூறுகிறார்.

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Comman are Black Holes ? & Can Light Escape from Black Holes ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
23 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
24 A Discover Special – Unseen Universe – Comets Captured By : Jack McClintock (Jan 31, 2007)
25 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711221&format=html (கருமைப் பிண்டம்) (Dark Matter)
26 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711291&format=html (கருமைச் சக்தி) (Dark Energy)
27 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712061&format=html (கருந்துளை) (Dark Hole)
28 Scientific American – Does Dark Matter Really Exits ? By : Moredehai Milgrom
29 Astronomy Magazine – Peering into Black Holes By : Steve Nadis (Feb 2001)
30 Scientific American – Echoes of Black Holes By : Theodore Jacobson (Dec 2005)
31 Astronomy Magazine – Black Holes Seeing Unseeable ! New Technology will Prove Black Holes Exit By : Seteve Nadis (April 2007)
32 BBC News : Black Holes Reveal More Secrets [Aug 24, 2008]
33 BBC News : Black Holes Dodge Middle ground [Aug 24, 2008]
34 Milky Way’s Core Black Hole Beamed out Massive Flares 300 Years Ago [Aug 26, 2008]
35 European Space Agency Report on XMM-Newton X-Ray Space Telescope Launch (Dec 10, 1999)
36 BBC News : Huge Black Hole Tips the Scale By : Paul Rincon, Austin Texas.
37 BBC News : Rapid Spin for Giant Black Holes By : Paul Rincon, Austin Texas

38.

39.

40.

******************
jayabarathans@gmail.com [April 17, 2021]  [R-2]