பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! துணைக்கோள் நிலவு குறுகிக் கொண்டு வருகிறது ! (கட்டுரை: 69-1)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா September 5, 2010

This entry is part [part not set] of 35 in the series 20100905_Issue

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

பொங்கிவரும் பெருநிலவைப்
புலவர் புனைந்தார் !
மங்கிப் போன
கரி முகத்தில் கால் வைத்தார் !
முழு நிலவுக்கு
வெள்ளை பூசி
வேசம் போடுவது
பரிதி !
வளர்பிறை தேய்பிறை
வருவது
ஒரு காட்சித் திரிபே !
உண்மை இல்லை !
உள்தட்டு நடுக்கத்தால் உடல்
சிறுகச் சிறுகக்
குறுகிப் போவது
மெய்யான நிலைப்பாடு !
பில்லியன் ஆண்டுகளில்
விட்டம் அறு நூறடி
குட்டை யானது !
அச்சில்லாமல் நகர்வது நிலவு !
அங்கிங் கெனாதபடி
எங்கும்
முகப் பருக்கள் ! பெருங்குழிகள் !
சுற்றியும் சுழலாத பம்பரம் !
ஒருமுகம் காட்டும் !
மறுமுகம் மறைக்கும் !
குறுகிப் போகும் நிலவால்
நிலவில்லை யென்றால்
அலை ஓட்டம் குறையும் !
காற்றோட்டம் குன்றும் !
மழைப் பெய்வு மாறிடும் !
அலைகளில்
ஏற்ற மில்லை ! இறக்க மில்லை
ஏழுகடல் வெள்ளத்தில் !

“(தோற்ற காலத்திற்குப் பிறகு) நிலவு குளிர்ந்து, சுருங்கிய போது மடிப்புகள் (Wrinkles) உருவாகி இருக்கலாம். ஆனால் அவை யாவும் ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குள் உண்டாகி இருக்க வேண்டும். அதற்குப் பிறகும் நிலவு தளவியல், நிலத்தட்டு நகர்ச்சி ரீதியாக உயிப்புடன் இயங்கி (Geologically & Tectonically Active) இப்போதும் சுருங்கிக் கொண்டு வருகிறது. அப்படியாயின் அந்த மடிப்புகள் இன்றும் வளர்ச்சி அடைந்து நிலவில் நில அதிர்ச்சி நிகழ்ந்திருக்க வேண்டும். அவற்றை 1970 ஆண்டுகளில் நாசா விண்வெளி விமானிகள் தமது நில நடுக்கமானிகளில் (Seimometers) பதிவு செய்திருக்க வேண்டும்.”

தாமஸ் வாட்டர்ஸ் (Smithsonian Institution, Washington, D.C.)

“இந்த அதிர்ச்சி விளைவுகள் பூகோள இயக்கவியலைப் புரிந்து கொள்ள பூகோளத் தளநோக்கின் முக்கியத்துவத்தைத் தனித்துக் காட்டுகிறது. நிலவு விண்ணுளவியின் (LRO) குறிப்பணிகள் இப்போது நிலவின் தளவியல் இயல்புகளை அறிய ஓர் புதிய விஞ்ஞானக் கணிப்புப் பாதையில் செல்வதால் பரிதி, நிலவு வரலாற்றைப் புரிந்து கொள்ள அது ஒரு பேராற்றல் கருவியாய் உள்ளது.”

டாக்டர் ஜான் கெல்லர் (NASA Deputy Project Scientist Lunar Reconnaissance Orbiter -LRO)

“இந்த செங்குத்துப் பீடங்கள்தான் (Tectonic Cliffs) ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு உண்டான “ஆழச் சரிவுத் தடங்கள்” (Lobate Scarps) என்று நாங்கள் குறிப்பிடுகிறோம். ஏன் அவை நூறு மில்லியன் ஆண்டுகளில் உருவானதாக இருக்கலாம். ஆழச் சரிவுகள் வடிவத்தின் அடிப்படையில் மதிப்பிட்ட போது நிலவின் ஆரம் 300 அடி குறுகிவிட்டது என்று அறிகிறோம்.”

தாமஸ் வாட்டர்ஸ் (Smithsonian Institution, Washington, D.C.)

“பிண்டங்கள் பிளந்து விழுகின்றன, நடுமையம் தாங்க முடியாமல்.”

வில்லியம் பட்லர் ஈட்ஸ், ஐரிஸ் கவிஞர் (1865-1939)

நம்மால் எட்டிப் பிடிக்க இயலாதபடி அல்லது நாம் கண்டுபிடிக்க முடியாதபடி எந்த ஒரு பொருளும் நம்மிடமிருந்து நீக்கப்பட வில்லை.

டெஸ்கார்டிஸ், பிரெஞ்ச் கணித மேதை (1596-1650)

நாசாவின் நிலவு விண்ணுளவி நிலவு சுருங்குவதைக் கண்டது

நாசாவின் நிலவு விண்ணுளவி (Lunar Reconnaissance Orbiter LRO) சமீபத்தில் கண்டுபிடித்த நிலவின் புதிய செங்குத்துப் பீடங்கள் (Cliffs), நிலா சுருங்கிக் கொண்டு வருவதைக் காட்டுகிறது. அந்தப் பீடங்கள் நிலவின் தளப்பரப்பு சமீபத்தில் குறுகியதையும், இப்போது சுருங்கிக் கொண்டு வருவதையும் விண்ணுளவி பதிவு செய்துள்ளாக ஆய்வு நடத்தும் நாசா LRO விஞ்ஞானக் குழுவினர் கூறினார். இந்த அரிய விளைவுகள் நிலவின் தளவியல், அடித்தட்டு நடுக்கவியல் விருத்தியை (Lunar Geologic & Tectonic Evolution) விளக்க முக்கிய தடக்குறிகள் (Clues) தரும்.

ஆரம்ப காலத்தில் கொடும் கொந்தளிப்பான சூழ்நிலையில் நிலவு தோன்றியது. அதன் பிறகு அது முரண் கோள்களாலும், விண்கற்களாலும் (Asteroids & Meteors) தீவிரமாகக் தாக்கப்பட்டது ! எண்ணற்ற இந்த மோதல்களும், கன மூலகங்களின் கதிரியக்கத்தாலும் நிலவைப் பேரளவு சூடாக்கின ! வயதாக வயதாக நிலவின் சூட்டு வெப்பம் தணிந்து நிலா குளிர்ந்து சுருங்க ஆரம்பித்தது. முன்பு விஞ்ஞானிகள் நிலவு ஆரம்ப காலங்களில் மெதுவாகக் குளிர்ந்து சிறுகச் சிறுகச் சுருங்கி வந்தது என்று கருதினார். விஞ்ஞானிகளின் புதிய ஆராய்ச்சி சொல்வது என்ன வென்றால் சமீபத்தில் நிகழ்ந்த அடித்தட்டு நில நடுக்கமே (Tectonic Activity) உட்புறத்தின் நீண்ட காலக் குளிர்ச்சிச் சுருக்கத் தோடு இணைந்து கொண்டது என்பதுதான்.

“தோற்ற காலத்திற்குப் பிறகு நிலவு குளிர்ந்து, சுருங்கிய போது மடிப்புகள் (Wrinkles) உருவாகி இருக்கலாம். ஆனால் அவை யாவும் ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குள் உண்டாகி இருக்க வேண்டும். அதற்குப் பிறகும் நிலவு தளவியல், நிலத்தட்டு நகர்ச்சி ரீதியாக உயிப்புடன் இயங்கி (Geologically & Tectonically Active) இப்போதும் சுருங்கிக் கொண்டு வருகிறது. அப்படி யாயின் அந்த மடிப்புகள் இன்றும் வளர்ச்சி அடைந்து நிலவில் நில அதிர்ச்சி நிகழ்ந்திருக்க வேண்டும். அவற்றை 1970 ஆண்டுகளில் நாசா விண்வெளி விமானிகள் தமது நில நடுக்கமானிகளில் (Seimometers) பதிவு செய்திருக்க வேண்டும்.,” என்று தாமஸ் வாட்டர்ஸ் (Smithsonian Institution, Washington, D.C.) கூறுகிறார்.

“இந்த செங்குத்துப் பீடங்கள்தான் (Tectonic Cliffs) ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு உண்டான “ஆழச் சரிவுத் தடங்கள்” (Lobate Scarps) என்று நாங்கள் குறிப்பிடுகிறோம். ஏன் அவை நூறு மில்லியன் ஆண்டுகளில் உருவானதாக இருக்கலாம். ஆழச் சரிவுகள் வடிவத்தின் அடிப்படையில் மதிப்பிட்ட போது நிலவின் ஆரம் 300 அடி குறுகிவிட்டது என்று அறிகிறோம்.” என்றும் தாமஸ் வாட்டர்ஸ் கூறுகிறார்.

நிலவின் தள நடுக்கத்தை விளக்கும் நிலவின் சுருக்கம்

கடந்த ஒரு பில்லியன் ஆண்டில் நமது சந்திரனின் விட்டம் சுமார் 200 மீடர் (660 அடி) சுருங்கிக் கொண்டு வந்திருக்கிறது ! நிலவு இன்றும் இப்போதும் சுருங்கிக் கொண்டு நிலவுத் தள நடுக்கத்தை உண்டாக்கி வருகிறது ! அதன் மூலம் முன்பு கருதியபடி நிலவு செத்த கோளமாய் இல்லாது ஓர் உயிர்ப்பு இயக்க அண்டமாய் இருப்பது அறியப்பட்டுள்ளது. நிலவில் உண்டான சுருக்கம் அதன் தளப் பரப்பில் பல மடிப்புகளாக (Wrinkles), முந்திரிப் பழ வற்றல் போல் (Raisin) காட்சி அளிக்கிறது. நிலவைக் கிள்ளி விட்டது போல் தெரியும் அந்த மடிப்புகளைச் “செங்குத்துச் சரிவுத் தடங்கள்” (Lobate Scarps) என்று விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகிறார். நாற்பது ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நிலவில் கால் வைத்து ஆராய்ந்த அமெரிக்க விண்வெளி விமானிகள் நிலவின் மத்திய ரேகைக்கு அருகில் சில நில மடிப்புகளைக் கண்டனர். நிலவுக்குச் சென்ற நாசாவின் அப்பொல்லோ 15, 16, 17 பயணங்கள் அவற்றை அவ்விடத்தி நிகழ்ச்சி என்று ஒதுக்கின !

இப்போது நாசா 2009 ஜூனில் அனுப்பிய நிலவு விண்ணுளவி (Lunar Reconnaissance Orbiter) புதிதாக 14 செங்குத்துச் சரிவுகளைக் காட்டியுள்ளது. அவற்றின் உச்ச உயரம் : 130 மீடர் (430 அடி), நீளம் : பத்துப் பதினைந்து கி.மீ. (6 அல்லது 9 மைல்). நிலவுக் கோளம் முழுவதும் தெரியும் இந்த செங்குத்துச் சரிவுகள் நிலவு சுருங்கி வருவதை உறுதிப் படுத்துகின்றன. அடித்தட்டு முறிவு நகர்ச்சியால் (Tectonic Fault Activity) நிலவில் நேர்ந்திடும் சுருக்கங்கள் இதுவரை அதன் 3500 கி.மீ. விட்டத்தை 200 மீடர் அளவு (2160 மைல் விட்டத்தில் 660 அடி) குறைத்து விட்டன. நிலவைப் போல் நிகழ்ந்த இவ்விதச் சுருக்க விளைவுகளால் உண்டான செங்குத்துச் சரிவுகள் (Lobate Scarps) புதன் கோளிலிலும் காணப் படுகின்றன. புதன் கோளில் பீடங்கள் 2 கி.மீ உயரம், 600 கி.மீ. (1 மைல் உயரம், 360 மைல்) நீளத்தில் தெரிகின்றன.

உறுதி செய்யப்பட்ட முடிவான நிலவுத் தோற்ற நியதி

1970 ஆண்டுக் காலங்களில் நிலவுத் தோற்றத்தை விளக்க வானியல் விஞ்ஞானிகள் முடிவான பூதத் தாக்கு நியதியை (The Giant Impact Theory) அரங்கேற்றினார்கள். பூமி மீது மோதிய சிறிய கோள் முட்டிய போது, “கோண-மையத் தாக்குதலில்” (Off-center Impact) மோதியதாக அனுமானிக்கப் படுகிறது. அத்தகைய மோதல் இளமைப் பருவப் பூமிக்கு விரைவான துவக்கச் சுழற்சியை (Fast Inititial Spin) அளித்திருக்க முடியும் என்றும், எறியப்பட்ட துண்டம் நிலவாக வடிவம் பெற்றுச் சுற்றியிருக்க வேண்டும் என்றும் கருதப்படுகிறது. அத்துடன் மோதலில் விளைந்த வெப்பசக்தி நிலவின் பாறைப் பொருட்களைச் சூடேற்ற ஏதுவாக உதவியிருக்கும் என்று நம்பச் செய்கிறது. ஏறக்குறைய அடுத்த பத்தாண்டுகளாக “பூதத் தாக்கு நியதியை” விஞ்ஞானிகள் நம்பாமல் இருந்தனர். 1984 இல் நடந்த ஒரு கூட்டுக் கருத்தரங்கில் எல்லா நியதிகளும் விவாதிக்கப்பட்டு, முடிவில் பெரும்பான்மையான எண்ணிக்கையில் பூதத் தாக்கு நியதி பலரால் ஒப்புக்கொள்ளப் பட்டது.

50 மில்லியன் ஆண்டு வயதாகிப் பூமி தவழ்ந்து வளரும் பருவத்தில் உடல் முறுக்கேறாது கனிந்த நிலையில் உள்ள போது அத்தகைய பூத மோதல் நிகழ்ந்திருக்க முடியுமென்று நம்ப இடமிருக்கிறது ! அதை நிரூபித்துக் காட்ட அமெரிக்காவில் போல்டர், கொலராடோ தென்மேற்கு ஆய்வுக் கூடத்தில் ராபின் கானூப் (Robin Canup, Southwest Research Institute), என்பவரும் காலி•போர்னியா பல்கலைக் கழகத்தின் எரிக் ஆஸ்•பாக் (Erik Asphaug) என்பவரும் ஒரு புதிய “கணினி போலிப் படைப்பை” (Computer Simulation) வெற்றிகரமாகச் செய்தார்கள்.

(தொடரும்)

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

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

******************
S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com (September 3, 2010)]
http://jayabarathan.wordpress.com/

Series Navigation

20100905_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள்! பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் அடைபட்டுள்ளது!(Dark Matter is Trapped at the Centre of Sun)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா August 3, 2010

This entry is part [part not set] of 35 in the series 20100801_Issue

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

பரிதி ஒளிக்கதிர் வீசி
அண்டக் கோள்களைச் சூடாக்கி
எரித்தாலும்
உட்கருவில் காணாமல்
ஒளிந்திருப்பது
ஒரு கரும்பிண்டம் !
கருவைக் குளிர்ப்பிக்கும்
இருட் பிண்டம் !
கரும் பிண்டத்தில்
வெளியேறும் கனத் துகள்கள்
மையத்தின்
வெப்பத்தை விழுங்கி
விளிம்புக்குக் கடத்தி அனுப்பும் !
கருவிண் மீன்கள் செத்தவை
கருந்துளை உண்டாக்கும் !
உட்கருவில் உள்ள
கருப் பிண்டம்
பரிதிக்குத் தொடர்ந்து
எரிவாயு அனுப்பும் !
விளக்கு அணையா திருக்க,
ஒளிச்சுடர் வீச
வெப்பசக்தி ஊட்டி வரும் !
கருப்பிண்டம்
மையத்தில் இல்லை யெனின்
விதிப்படி இயங்குமோ
கதிரவன் ?

“கரும்பிண்டம் பரிதியின் மையத்தில் அடைபட்டுள்ளது. அதுவே பரிதியின் உட்கரு உஷ்ணத்தைக் குளிர்ப்படுத்தி வருகிறது. பிரபஞ்சப் பிண்டத்தின் 80% வீதப் பங்கைக் கரும்பிண்டமே எடுத்துக் கொண்டிருக்கிறது. கரும்பிண்டம் இருப்பது நமக்குத் தெரியும். ஆனால் இதுவரை அது ஆய்வகத்திலோ அல்லது நேராகாவோ காணப் பட்டதில்லை ! அது மெய்யாக என்ன வென்பதற்கு மிகக் குறைந்த தகவலே நிலவுகிறது. கரும்பிண்டத்தின் இயற்கைப் பண்பாடுகளை எல்லா முறைகளிலும் நாம் உளவ வேண்டியது அவசியம். நமது சூரியனே அதைச் செய்ய ஓர் ஆய்வகத்தை நமக்குத் தரலாம்.”

டாக்டர் ஸ்டீ•பன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London)

“கரும்பிண்டத்தின் 5 கிகா எலெக்டிரான் வோல்ட் சக்தியுள்ள துகள் (5 giga-eV) (Giga-Electron Volts) புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரானைப் போல் 5 மடங்கு கனமுள்ள கனத் துகள் ஆகும். அந்த எண்ணிக்கை பிரபஞ்சத்தில் பரவியுள்ள சாதாரண பிண்டத்தைப் போல் 5 மடங்கிருக்கும் கரும்பிண்டத்தை உறுதிப் படுத்துகிறது. அந்தக் கனத்துகள் கரும் பிண்டத்தின் சிறப்பான ஒரு பிறவியாகத் தெரிகிறது. அந்தத் துகள் கரும்பிண்டத்துக்கும், சாதாரணப் பிண்டத்துக்கும் உள்ள ஒப்பு வீதத்தைக் காட்டுகிறது.”

மாட்ஸ் •பிரான்ஸென் & சுபீர் ஸர்கார் (Mads Frandsen & Subir Sarkar, University of Oxford, London, UK.)

“கரும்பிண்டம் பரிதியின் மையத்தில் சேமிக்கப் படுவதால் முன்னறிக்கப் பட்ட நியூட்டிரினோ துகள்களின் எண்ணிக்கை எப்படி மாறுகிறது என்பதை நாம் கூர்ந்து நோக்க வேண்டும். இந்த மாறுதலை உண்டாக்கும் தற்போதுள்ள நியூட்டிரினோ துகள்களின் துடிப்பலைகளைச் சோதிப்பதும் இதில் அடங்கும்.”

டாக்டர் ஸ்டீ•பன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London)

“கரு விண்மீன்கள் கரும்பிண்டத்தின் துகள்களாகப் பலவீனத் தொடர்பால் உண்டான திணிவு பெருத்த துகள்களின் (WIMP -Weakly Interacting Massive Particles) இயற்கை விளைவுகள். இதை நிலைநாட்டத் தேவையான உபரிகளைச் சேர்க்க எங்களுக்குச் சில காலம் எடுத்தது. 2007 ஆம் ஆண்டில் நாங்கள் அறிவித்த போது இவை ஒளிவீசும் நிலைத்துவ அண்டங்களாய் நிலவிய மெய்யான விண்மீன்கள் (Hydrostatically Stable Objects) என்பதை உணராமல் போனோம். இப்போது அவற்றின் வானியல் கட்டமைப்பைக் (Steller Structure) கண்டுபிடிப்பதில் வெற்றி அடைந்ததால் கரு விண்மீன்களின் பண்பாடுகளைப் புரிந்து கொண்டோம். கரு விண்மீன்கள் நமது பரிதியைப் போல் பன்மடங்கு பெரிதான பூத வடிவில் நிறை பெருத்த வானியல் அண்டங்கள் (Giant Puffy Objects). அவை பரிதிபோல் பல மில்லியன் மடங்கு உடல் பெருத்து ஒளி வீசுபவை.”

காதரின் •பிரீஸ் (Katherine Freese) வானியல் விஞ்ஞானி மிச்சிகன் பல்கலைக் கழகம்

பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் உள்ளதெனப் புதிய கண்டுபிடிப்பு

ஆக்ஸ்•போர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் இரண்டு ஆராய்ச்சிக் குழுவினர் அறிவிப்பின்படி கரும்பிண்டம் நமது பரிதியின் மையத்தில் இருந்து குளிர்ப்பித்துக் கொண்டு வருகிறது என்பது உறுதியாக்கப் பட்டிருக்கிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு சூரியனின் ஒட்டு மொத்த உஷ்ணத்தைப் பெருமளவில் பாதிக்கா விட்டாலும், குளிர்ந்த உட்கரு, பரிதியில் உஷ்ணப் பரவுதலைப் பற்றியும், கடத்தலைப் பற்றியும் புதியதோர் கோட்பாட்டை நிலைநாட்டுகிறது ! கரும்பிண்டம் ஒளியுடன் ஈடுபாடு இல்லாதால் (No Interaction with Light) கண்களுக்கும், தொலை நோக்கிகளுக்கும் அது தெரிவதில்லை ! பிற அண்டங்கள் மீது நிகழும் ஈர்ப்பியல் விளைவுகளால் கரும்பிண்டத்தின் இருப்புக்குச் சான்று கிடைக்கிறது. இந்த ஆய்வுகளின் விளைவுகள் முடிவாகக் காட்டுவது யாதெனில் கரும்பிண்டம் பிரபஞ்சத்தின் மொத்தப் பிண்டத்தில் 80% பங்கைப் பெறுகிறது என்பதே.

பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் உறைவது என்னும் கோட்பாடு ஏறக் குறைய கடந்த 1980 முதல் முப்பது ஆண்டுகளாக நிலவி வருகிறது. சூரியனிலிருந்து வெளியாகும் மாயமான நியூட்டிரினோ பரமாணுக்களின் எண்ணிக்கை, கணினிப் போலி இயக்க வடிவுகள் (Computer Simulations) கூறியதில் மூன்றில் ஒரு பங்கே என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கண்டு உள்ளனர். கரும்பிண்டம் வெப்பசக்தியை விழுங்கி அணுப்பிணைவு இயக்கங்களின் வீதத்தைக் (Rate of Fusion Reactions) குறைத்து குன்றிய எண்ணிக்கைக்கு ஏற்ற காரணத்தை விளக்கமாய்க் கூறுகிறது. வேலும் நியூட்டிரினோ துகள்கள் மூன்று விதத்தில் அதிர்வு செய்கின்றன. அவற்றில் ஒன்று மட்டுமே பூமியில் கண்டுபிடிக்கப் படுகிறது. அதனால் சூரியக் கரும்பிண்டம் அறியப் படாமல் விடப்பட்டது. இப்போது மறுபடியும் அது புத்துயிர் பெற்று ஆராயப் படுகிறது. அதை ஆழ்ந்து அறிய கரும்பிண்டம் கொண்டுள்ள துகள்களுக்கு நிறை வரையறை வகுத்தனர். அடுத்து அவை சாதாரணப் பிண்டத்துடன் ‘மெலிவு ஈடுபாடுகள்’ (Weakly Interactions) மட்டும் கொள்பவை. லண்டன் பல்கலைக் கழத்தின் ஸ்டீ•பன் வெஸ்ட் தலைமையில் (Stephen West of Royal Holloway, University of London) பரிதியின் கரும்பிண்டத்தில் உள்ள துகள்கள் இந்த வரையறைக்குள் இருந்தால் என்ன நேரிடும் என்று ஆராய்ந்தனர்.

பரிதிக் கரும்பிண்டம் பற்றி ஆக்ஸ்•போர்டு குழுவினர் செய்த ஆய்வுகள்

ஆக்ஸ்•போர்டு பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த மாட்ஸ் •பிரான்ஸென் & சுபீர் ஸர்கார் (Mads Frandsen & Subir Sarkar, University of Oxford, London, UK.) ஆகியோரின் ஆய்வுகள் பின் வருமாறு : கரும்பிண்டத் துகள்களின் கணினிப் போலி இயக்கங்கள் (Computer Simulations) பரிதி மேற்கூறிய துகள்களைத் தன் மையத்தை நோக்கி இழுக்கிறது என்றும், துகள்கள் வெப்பசக்தியை உறிஞ்சுகின்றன வென்றும் காட்டுகின்றன. கரும் பிண்டத்தின் சில துகள்கள் இந்த வெப்பத்தை மையத்திலிருந்து விளைம்புக்குக் கடத்திச் செல்கின்றன என்றும் அதனால் பரிதி மையம் குளிர்ப்பிக்கப் படுகிறது என்றும் •பிரான்ஸென், ஸர்கார் இருவரும் வெளியிட்டார். அவர் இருவரும் கரும்பிண்டத்தின் 5 கிகா எலெக்டிரான் வோல்ட் சக்தி (5. giga-eV) உள்ள துகள்களை மட்டும் எடுத்துக் கொண்டனர். ஆனால் டாக்டர் ஸ்டீ•பன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London) ஆய்வுக்கு எடுத்துக் கொண்ட கரும்பிண்டத் துகள்கள் 5. giga-eV சக்தியை விடக் குறைந்தவை.

•பிரான்ஸன் கூற்றுப்படி கரும்பிண்டத் துகள்கள் புரோட்டான், நியூட்ரான் பரமாணுக்களை விட 5 மடங்கு கனத்தவை ! அந்த வழிமுறையில் பிரபஞ்சத்தை நோக்கினால் கரும்பிண்டம் சாதாரணப் பிண்டத்தை விட 5 மடங்காக இருப்பதை உறுதிப் படுத்துகிறது. ஸர்கார், •பிரான்ஸென் இருவரும் சூரியக் கரும்பிண்டத் துகள் மற்றுமோர் புதிர்ப் பிரச்சனையைத் தீர்ப்பதாக நம்புகிறார். பரிதியின் மையத்தைச் சுற்றிலும் எழும் பேரளவு வெப்ப சக்தி கடப்பு, கதிர்வீச்சு இயக்க முறைகளால் (Heat Movement By Conduction & Radiation) விளிம்புக்கு நகர்கிறது. விளிம்புக் கருகில் சுற்றியக்க முறையில் (Convection) நிகழ்கிறது. ஆனால் சுற்றியக்க முறை, கடப்பியக்க முறை ஆகியவற்றின் எல்லை அரங்கு (Boundary Between Conduction & Convection /Radiation Transfer) எங்குள்ளது என்பது தர்க்கத்தில் உள்ளது.

சூரிய உட்கலப்பு மூலமான கணினிப் போலி இயக்கங்கள் (Simulations Based on Solar Composition) ஒலி அலைகள் மூலம் பரிதி மேற்தளத்தில் சோதித்தபடி அந்த எல்லை அரங்கை மையத்துக்கு அப்பால் (விளிம்புக்கு அருகே) இருப்பதாகக் காட்டுகின்றன. ஸர்கார் •பிரான்ஸென் இருவரும் கரும்பிண்டத் துகள் மூலம் அமைத்த போலி இயக்கங்கள் எல்லை அரங்கை மையத்துக்கு அருகில் இருப்பதாகக் கூறுகின்றனர் ! அவரது ஆய்வுகளே போலி இயக்கங்களுக்கும் உளவிய நோக்குகளுக்கும் நெருங்கி ஒத்திருப்பதாகத் தெரிகின்றன.

கருவிண்மீன்கள் கருந்துளை உண்டாக்கலாம் !

பிரபஞ்ச வெடிப்பின் துவக்க யுகங்களில் தோன்றிய முதற் பிறப்பு விண்மீன்கள் இப்போது நாம் காணும் விண்மீன்களுக்கு முற்றிலும் வேறாக இருந்திருக்க வேண்டும். அந்த ஆதியுக விண்மீன்கள் பிரபஞ்சத்தின் புதிரான அமைப்புகளைப் புரிந்து கொள்ள ஓரளவு உட்குறிப்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம். 2007 ஆம் ஆண்டில் நியதியாக்கப் பட்ட “கரு விண்மீன்கள்” (Dark Stars) நவீன விண்மீன்களை விடப் பன்மடங்கு பெரிதாக வளரலாம் என்றும் அவை கரும்பிண்டத்தின் துகள்களால் (Dark Matter Particles) ஆற்றல் ஊட்டப் படலாம் என்றும் வானியல் விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார். அந்தத் துகள்கள் அணுப்பிணைவு (Nuclear Fusion) முறையில் அல்லாமல் கரு விண்மீன்களின் உள்ளே பிணைந்து அழியலாம் என்றும் எண்ணப்படுகிறது. பிள்ளைப் பிரபஞ்சத்தில் கரு விண்மீன்கள் நமது பரிதி போல் கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளியை வீசியிருக்க வேண்டும் என்று சொல்லப்படுகிறது. ஆனால் இப்போது அந்த ஒளிவீச்சு நம்மை அணுக முடியாது உட்சிவப்பு நீட்சியில் “செந்நிறக் கடப்பாகி” (Redshifted into the Infrared Range) தெரியாமல் போனது என்று விளக்கம் கூறப்படுகிறது. ஆதலால் கரு விண்மீன்கள் நமது கண்களுக்குத் தெரியாமல் போய் விட்டன !

கருந்துளைகளின் மூலத் தோற்றம் மர்மமானது. ஒரு கோட்பாடு : பிரபஞ்ச மிச்சத்தின் முதற் பிறவி விண்மீன்கள் அவை என்பது. ஒருவித விண்மீன் மாதிரிகளைச் சேர்ந்தவை யாக இருக்கலாம். அவை பளு மிக்க கரும் பிண்டத்து முகிலின் உட்புறத்தில் உள்ளதாக எண்ணப்பட்டவை. இந்த முதற் பிறப்பு விண்மீன்களின் நடுவே கரும்பிண்டத் துகள்கள் இருந்திருக்கலாம். அத்துகள்கள் கதிர்வீச்சால் வெடித்து ஒன்றை ஒன்று அழித்திருக்கலாம். இந்த மிஞ்சிய சக்தி இவ்வித விண்மீன்கள் சாதாரண விண்மீன்களை விடப் பெரிதாக வளர விட்டிருக்கலாம். விண்மீன்கள் எரிவாயு தீர்ந்து அணுப்பிணைவு நின்று சாகும்போது பேரளவு சக்தியுள்ள கருந்துளைகளாய் மாறலாம். ஆனால் கருவிண்மீன்களைக் (Dark Stars) ஒருநாள் காண்போம் என்னும் நம்பிக்கை விஞ்ஞானிகளிடையே இருப்பதில்லை.

பிரபஞ்சத்தில் பரிதியின் உட்கருவில் மட்டுமே கரும்பிண்டம் இருக்கலாம் என்று கருத வேண்டாம். காலாக்ஸிகளின் மையத்தில் பேரளவு பளுநிறை கொண்ட கருந்துளைகளை (Supermassive Black Holes) உண்டாக ஏராளமான விண்மீன்களுக்குக் கரும்பிண்டம் உதவியுள்ளதா என்று சீக்கிரத்தில் நாம் கண்டு விடலாம்.

வானியல் விஞ்ஞானிகளின் கரு விண்மீன் கோட்பாடு

நான்கு விஞ்ஞானிகள் வெளியிட்ட அறிக்கையின் சாராம்சம் இதுதான் : கரு விண்மீன்கள் எனப்படும் அபூர்வ விண்மீன்கள் பிரபஞ்ச விண்மீன் பரிணாம வளர்ச்சியின் ஒரு புதுமுக நோக்கு, முதல் நோக்கு, பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு பிள்ளைப் பிராயத்தில் 200 மில்லியன் ஆண்டுக்குப் பின்னால் விளைந்தவை ! அப்போது கரும்பிண்டங்களின் திணிவு (Density of Dark Matter) பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப யுகங்களில் இப்போது உள்ளதை விடப் பேரளவு இருந்தது. மேலும் முதற்பிறப்பு விண்மீன்கள் ஆரம்ப யுகக் “கரும்பிண்டத்தின் ஒளிச்சுழி” (Dark Matter Halo) மையத்தில் உண்டாகி இருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகள் முன்னறிவிக்கிறார். அந்த நிகழ்ச்சியே ஒளிமந்தைகள் (Galaxies) தோன்றுவதற்கும் அடிகோலி இருக்க வேண்டும். மாறாக இப்போது காணப்படும் ஒளிமந்தைகளில் விண்மீன்கள் சிதறிப்போய் விளிம்புகளில் ஒட்டிக் கொண்டுள்ளன ! அந்த நான்கு விஞ்ஞானிகளின் கோட்பாட்டில் முதற்பிறப்பு விண்மீன்கள் தம்மைச் சுற்றியுள்ள பிண்டங்களைப் பிணைத்துக் கொண்டு அருகிலிருக்கும் கரும்பிண்டத்தின் வாயு முகிலை இழுத்துக் கொள்ளும் என்று கூறப் பட்டுள்ளது.

கரு விண்மீன்களின் உள்ளே இருக்கும் உட்துகள்கள் எப்படிச் சேர்கின்றன ? கரும்பிண்டத்தின் உட்துகள்கள், பலவீனத் தொடர்பால் உண்டான திணிவு பெருத்த துகள்களாய்க் (WIMPs -Weakly Interacting Massive Particles) கரு விண்மீனில் சேர்கின்றன. விம்ப் (WIMPs) துகள்களில் அவற்றின் எதிர்த்துகள்களும் உள்ளதால் அவை இரண்டும் பிணைந்து அழிந்து சக்தியை உண்டாக்கும் மூலாதாரச் சேமிப்பாய் அமைகிறது. கரும்பிண்டத்தின் திணிவு பேரளவாயின் அதுவே ஆக்கிரமித்து அணுப்பிணைவு இயக்கத்தை விட (Nuclear Fusion) வெப்பசக்தி எழுப்பும் அல்லது தணிக்கும் இயக்கமாகிறது. அணுப்பிணைவு இயக்கத்தோடு ஒப்பிட்டால் விம்ப் அழிவு சக்தி (WIMP Annihilation Process) ஒரு மேம்பட்ட ஆற்றல் ஊற்றாக அமைகிறது ! ஆதலால் பூர்வீக விண்மீனுக்கு ஆற்றல் ஊட்ட சிறிதளவு கரும்பிண்டமே தேவைப்பட்டிருக்க வேண்டும் !

(தொடரும்)

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine. New Scientist

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How do Massive Stars Explode ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By : Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40206102&format=html
11 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40308155&format=html
12 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40407085&format=html
13 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
14 “Physics of the Impossible” Michio Kaku – Article By : Casey Kazan (March 4, 2008)
15 Space & Earth – Seeing the Invisible – First Dark Galaxy Discovered (Feb 23, 2005)
16 Did Dark Matter Create the First Stars ? (March 15, 2006)
17 Dark Matter in Newborn Universe, Doused Earliest Stars (Dec 3, 2007)
18 Space & Earth – Dark Matter in a Galaxy (October 30, 2009)
19 The Newrork Timea – Black Holes, A Riddle All Their Own, May be Fueling the Blobs By : Dennis Overbye (July 7, 2009)
20 Science Daily – Mysterious Space Blob Discovered at Cosmic Dawn (April 2009)
21 New Book – Physics Theory – The First Stars -The Interconnectedness of Reality Phyisics Org – (November 3, 2009)
22 Stars Fueled By Datrk Matter Could Hold Secrets to the Universe (Nov 3, 2009)
23 Wikipedia – Dark Star (November 8, 2009)
24 Daily Galaxy – Dark Stars – Were There Once Dark Stars Powered By Antimatter ? (Nov 9, 2009)
25 Daily Galaxy – Were Gigantic Dark Stars of the Early Universe Powered By Antimatter (November 12, 2009)
26 Daily Galaxy – Are Black Holes Powering the Most Massive Objects in Space (Nov 11, 2009)
27 The Dark Attractor : What’s Pulling the Milky Way Towards it at 14 million mph. (Nov 13, 2009)
28. http://jayabarathan.wordpress.com/2009/08/20/katturai-62-1/ (Compact Stars & Preon Stars) (Aug 20, 2009)
29 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40911291&format=html (Earlier Stars & Dark Stars)
30 Scientific American – Dark Matter Particle Discovered By JR Minkel (April 13, 2008)
31 Wired Sources – A New Experiment – First Direct Evidence of Dark Matter Particles By Alxis Madrigal (November 19, 2008)
32 News Track, India – Is Dark Matter Cooling off the Sun’s Core ? (July 15, 2010)
33 New Scientist – Dark Side of the Sun – Exotic Dark Matter Lurks inside Our Sun (The Sun Has a Heart of Darkness By : Eugenie Samuel Reich (July 17, 2010)
34 Daily Galaxy – Could the Sun Have a Core of Dark Matter ? (July 23, 2010)

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

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) July 31, 2010

Series Navigation

20100801_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! பூமியின் துல்லிய ஈர்ப்பு வரைப்படம் பதியும் ஈசாவின் விண்ணுளவி அனுப்பிய புதிய தகவல் (கட்ட

சி. ஜெயபாரதன், கனடா July 25, 2010

This entry is part [part not set] of 33 in the series 20100725_Issue

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

குட்டை உயரத்தில் சுற்றிவர ஈசா
விட்ட வட்டப் பாதையில்
கோசி விண்ணுளவி
துல்லியமாய்க் கணித்துப்
புவியீர்ப்பு வரைப்படம்
நவீன முறையில்
பதிவுகள் செய்யும் ! பாரில்
கடலின் நீரோட்டம்
கண்காணிக்கும் !
பூமியின் மேடு பள்ளத்தைச்
சேமிக்கும் அளந்து !
இமயத்தின் உயரத்தை அளக்கும் !
அரிசோனாவில்
அதிசயக் ‘கானியன்’ மலைப் பள்ளம்
அளக்கும் !
எரிமலைக் குழம்பின் ஓட்டம்
நிலநடுக்கம் போக்கை
அறியும் ! ஆர்டிக் பனிப் பாறைத்
துண்டாவதும்
அண்டார்க்டிக் பனிக் குன்று
விண்டு போவதும்
கண்டு பிடிக்கும் !
பூரணப் புவியீர்ப்பு வரைப்படத்தை
சீராகப் பதிந்து வருவது
கோசி ஈர்ப்புளவி !

“இமய மலைப் பகுதிகள், மைய ஆப்பிரிக்கா, தென் அமெரிக்காவின் ஆன்டிஸ் மலைத் தொடர், அண்டார்க்டிகா போன்ற இடங்களில் தோன்றும் புதிய வடிவ மாறுதல்களைக் கோசி விண்ணுளவி பதிவு செய்யும். இந்த இடங்கள் அடிக்கடி நெருங்கப் படாதவை.. அண்டார்க்டிகா பனித்தள ஈர்ப்பின் உயர் அதிர்வு தள மாறுபாடுகளை விமான மூலம் ஆய்வு செய்ய ஆங்கே விமானத் தளங்கள் இல்லை.”

டாக்டர் ருனே •பிளோபர்கேகன், ஈசா கோசித் திட்ட மேலாளர்

பேராசிரியர் ரெய்னர் ரும்மல் (Reiner Rummel Chairman, GOCE Scientific Consortium & Munich University Researcher)

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

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

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

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

இதுவரைக் காணாத பூமியின் அற்புத ஈர்ப்பு விசை அமைப்பு

2009 மார்ச் 17 இல் ஈசா ஏவிய “கோசி விண்ணுளவி” புவியீர்ப்பின் புதிய வண்ணப் படத்தை வரைப்படமாய்ப் (Gravity Mapping GOCE Space Probe) பதிவு செய்து இரு மாதங்களுக்கு ஒருமுறை பூமிக்கு அனுப்பி வருகிறது. பூமியின் தள மட்டத்தை உளவிப் புவியில் எங்கே மேடு பள்ளங்கள் உள்ளன வென்று தொடர்ந்து பதிவு செய்து வருகிறது. அந்த முறைப்பாடு “புவிப் பூரணம்” (Geoid) என்று அழைக்கப் படுகிறது. அவ்விதத் துல்லிய அளவில் உளவும் உன்னதக் கருவி ஈசாவின் கோசி என்னும் துணைக்கோளில் அமைக்கப் பட்டு உள்ளது. கோசி விண்ணுளவி பூமியைத் தணிவாக (250 கி.மீ.) (90 மைல்) உயரத்தில் சுற்றி வருகிறது. அதைச் செம்மையான பாதையில் சுற்றக் கட்டுப்பாடு செய்யும் ஸெனான் அயான் எஞ்சின் (Plasma Pulse Rocket) எரிசக்தி வாயு தீரும்வரை (2014 ஆண்டு வரை) பயணம் செய்து கொண்டிருக்கும். கோசி சேமித்து அனுப்பும் தகவல் விஞ்ஞானிகளுக்குப் பல்வேறு பூதளவியல் துறைகளில் பயன் அளிக்கும். முதலாவது மிக்க பயன் பெறுபவர் குறிப்பாகப் பருவக் காலநிலை ஆராய்ச்சிகளில் (Climatologists) பணி செய்து வருபவர். பேரளவில் சூழ்ந்துள்ள கடல் வெள்ளத்தின் நீரோட்டம் எவ்விதம் உலகத்தில் அங்குமிங்கும் வெப்பத்தை நகர்த்திச் செல்கிறது என்பதை அறிய உதவி செய்கிறது. முக்கியமாக நார்வேயில் நடக்கும் ‘புவி நோக்குப் பேச்சவையில்’ (Earth Observation Symposium) கோசி விண்ணுளவியின் புதுத் தகவல் ஆராயப்படும்.

இந்தப் பத்தாண்டு (2010) முடிவுக்குள் ஐரோப்பா 8 பில்லியன் ஈரோ நிதிச் செலவில் (10 பில்லியன் டாலர்) இன்னும் 20 புவியியல் குறித் திட்டங்களை (20 Missions) நிறைவேற்றும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஈசா ஏவிய கோசி விண்ணுளவி பூமியைக் கீழ் மட்ட உயரத்தில் (250 கி.மீ) துருவத்துக்கு துருவமாகச் சுற்றி வருகிறது. கோசி தன்னோடு இணைந்துள்ள “சரிவு மானியில்” (Gradiometer) பிளாட்டினத்தால் செய்யப் பட்ட மூன்று இரட்டைக் கருவிகளைச் சுமந்து செல்கிறது. அவை பூமியின் “ஈர்ப்பு விரைவாக்கத்தை” (Acceleration due to Gravity) (1 part in Trillion) துல்லிமத்தில் அளக்கும். புவியின் ஈர்ப்பு விரைவாக்கம் (Acceleration due to Gravity) பொதுவாக நிலையானது (9.8 meter/sec. squire) என்று அனுமானிக்கிறோம். உண்மையில் அது பூமியில் இடத்துக்கு இடம் மாறுபடுகிறது. பூமத்திய ரேகை பகுதியில் ஈர்ப்பு விரைவாக்கம் : (9.78 meter/sec. squire) மிகக் குறைவு. துருவப் பகுதியில் ஈர்ப்பு விரைவாக்கம் : (9.83 meter/sec. squire) மிக உச்சம். மலைப் பகுதிகள் துருத்திக் கொண்டிருக்கின்றன. கடல் குழிகள் நீர் நிரம்பி திணிவு நிலை மாறியுள்ளன. புவியின் மையப் புள்ளி நகர்வதால் மேடு பள்ளங்களாலும், கடல்நீர் ஏற்ற இறக்கத்தாலும், நீரோட்டத்தாலும் ஈர்ப்பு விரைவாக்கம் மாறுதல் அடைகிறது !

கோசி விண்ணுளவி எவ்விதம் ஈர்ப்பு விரைவாக்கம் உளவுகிறது ?

“புவிப் பூரணம் (Geoid) என்பது பூமி பூராவும் நோக்கும் ஒரு சமநிலைக் கட்டமைப்புக் கணிப்பு முறை. அதன்படி பூகோளத்தின் மேல் ஏதேனும் இரண்டு புள்ளிகளை எடுத்துக் கொண்டு எது உயரத்தில் உள்ளது, எது தணிவாக உள்ளது என்று தீர்மானிக்க முடியும்.” என்று ஆராய்ச்சியாளர் ரெய்னர் ரும்மல் (Reiner Rummel Chairman, GOCE Scientific Consortium & Munich University Researcher) கூறுகிறார். அதாவது ஒரு தாளில் வரைபடம் தள மட்டமாகக் (Horizontal) கருதப்பட்டால் புவியீர்ப்பு இழுக்கும் திசை மட்டத் தாளுக்குச் செங்குத்தாகும் (Perpendicular). இந்தக் கற்பனைத் தளத்தில் ஓர் உருண்டைப் பந்தை வைத்தால் தளம் சாய்வாகத் தெரிந்தாலும் (புவியின் மையம் ஈர்ப்பதால்) பந்து உருண்டு செல்லாது. கோசி அனுப்பிய வரைப்படத்தில் வெவ்வேறு வண்ணத்தில் தெரியும் இந்தச் சரிவுகளைக் காணலாம். அந்தச் சரிவுகள் பூமியின் தள மட்டம் பொதுவாக நீள்வட்டக் கோளத்திலிருந்து (Ellipsoid) எவ்விதம் விரிவடையும் என்பதைக் காட்டும். வட அட்லாண்டிக் பகுதியில் ஐஸ்லாந்தைச் சுற்றிலும் தள மட்டம் நீள்வட்டக் கோளத்திலிருந்து 80 மீடர் (270 அடி) உயரத்தில் பீடம் போல் உயர்ந்துள்ளது. இந்தியக் கடல் தள மட்டத்துக்குத் 100 மீடர் (330 அடி) அது தணிவாக உள்ளது.

புவியீர்ப்பின் வெவ்வேறு விளைவுகளை வரைப்படம் பதியும் கோசி

1. பூமியானது சிறிதளவு மட்டமான நீட்சிக் கோள வடிவமாகக் (Slightly Flattened Ellipsoidal Shape) கோசி பதிவு செய்துள்ளது.

2. பூமியின் மீது இழுக்கப்படும் ஈர்ப்பு விசையில் ஏற்படும் மிகச் சிறிய மாறுதலையும் உளவுகிறது (1 in 10 Trillion Accuracy) கோசி.

3. கோசி அனுப்பிய தகவல் கணிப்புகள் (GOCE Data) முழுமையான “புவிப் பூரண” (Geoid) நிலையை அமைக்க உதவும்.

4. கோளங்கள் சரிவில் உருளாத சமநிலை ஈர்ப்பு விசை இருப்பிடங்களை (Gravity of Equal Potential) உளவுதல்.

5. நீரோட்டமும், புயலடிப்பும் இல்லாத சமநிலைக் கடலின் வடிவத்தைப் பதிவு செய்வது.

6. கடல் தள மட்டத்தையும் புவிப் பூரணக் கணிப்புகளையும் ஒப்பிட்டு கடலின் வெப்பப் போக்கை, நகர்ச்சியை அறிவது.

7. புவியீர்ப்பு மாறுதல் எழுந்திடும் எரிமலைக்குக் கீழே கனல் குழம்பின் (Magma Movements) நகர்ச்சியைத் தாறுமாறாக்குவது அறியப் படுகிறது.

8. பூமிக்குச் சீரான பொது உயர ஏற்பாட்டுக்குத் (Universal Height System) துல்லியப் புவிப் பூரணம் (Geoid) உதவி செய்கிறது.

9. ஒரிடத்து ஈர்ப்பு விசைக் கணிப்பு துருவத்தில் பனித்தட்டுகள் இழப்பான அளவைக் காட்டும்.

புவிப் பூரணக் கணிப்பு (Geoid) கடல், காலநிலை ஆய்வுகளுக்குத் தேவை

புவிப் பூரணக் கணிப்பு (Geoid) ‘கடலியல் ஆய்வாளருக்கு’ (Oceanographers) மிகவும் தேவைப்படுவது. காரணம் புயலின்றி, நீரோட்டமின்றி, நீர்மட்ட எழுச்சி/இறக்கமின்றி (No Wind, No Water Currents, No Tides) கடல் வடிவம் எப்படி இருக்க வேண்டுமோ அந்த வடிவுக்கு வரைப்படம் கிடைக்கிறது. ஆய்வாளர் இந்த இரண்டுக்கும் உள்ள வேறுபாடுகளைக் கணித்தால் புறத் தூண்டல்களின் தீவிரத்தைத் (Wind, Water Currents, Tides) தெரிந்து கொள்ளலாம். மேலும் கடல் எப்படி வெப்பசக்தியை உலகம் பூராவும் நகர்த்துகிறது என்பதற்கு இந்த வரைப்படம் காலநிலை வடிவாளருக்கும் (Climate Modellers) தேவைப் படுகிறது. ‘புவிப் பூரணக் கணிப்பால்’ இன்னும் புவியியல் விஞ்ஞானத்துக்குப் பற்பல பயன்கள் உண்டாகும். அகில உலகுக்கு ஓர் ‘ஏகமயக் கடல் மட்ட அமைப்பு’ (Universal Global Level System) உலகின் எப்பகுதிக் கடலின் உயரத்தை ஒப்பீடு செய்ய உதவும். கட்டடக் கட்டமைப்பில் எத்திசையில் நீரோட்டம் நிகழும் என்று பொறிநுணுக்கவாதிகளுக்கு வழிகாட்டுவது போலாகும்.

புவிப் பௌதிகவியல் நிபுணருக்குப் பூகம்பம், எரிமலை தூண்டும் பூமிக்கடியில் என்ன நிகழ்கிறது என்றறிய ‘கோசியின் கணிப்புகள்’ (GOCE Data) உதவும். “இமய மலைப் பகுதிகள், மைய ஆப்பிரிக்கா, தென் அமெரிக்காவின் ஆன்டிஸ் மலைத் தொடர், அண்டார்க்டிகா போன்ற இடங்களில் தோன்றும் புதிய வடிவ மாறுதல்களைக் கோசி விண்ணுளவி பதிவு செய்யும். இந்த இடங்கள் அடிக்கடி நெருங்கப் படாதவை.. அண்டார்க்டிகா பனித்தள ஈர்ப்பின் உயர் அதிர்வு தள மாறுபாடுகளை விமான மூலம் ஆய்வு செய்ய ஆங்கே விமானத் தளங்கள் இல்லை.” என்று ஈசா கோசித் திட்ட மேலாளர், டாக்டர் ருனே •பிளோபர்கேகன் (Dr. Rune Floberghagen) கூறுகிறார். கோசி விண்ணுளவி மிகத் தணிவான உயரத்தில் (250 கி.மீ.) (90 மைல்) பூமியைச் சுற்றி வருவதால், ஈசா கோசி திட்டத்தை 2014 ஆண்டுவரை நீடிக்கப் போகிறது. மேலும் கோசி சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவதால் அதன் ஸீனான் அயான் எஞ்சின் சிறிதளவு ஸீனான் எரிசக்தியைப் பயன்படுத்தி வருகிறது. அனைத்து ஸீனான் எரிசக்தி தீர்ந்த பிறகு, கோசி விண்ணுளவி பூமியின் ஈர்ப்பு விசையால் இழுக்கப்பட்டு வாயு மண்டலத்தில் விழுந்து எரிந்து சாம்பலாகும் !

கோசி விண்ணுளவியின் இயக்கப்பாட்டு அமைப்புகள்

1. 1100 கி.கிராம் எடையுள்ள கோசி விண்ணுளவி உறுதியான உலோகங்களில் கட்டுமானம் ஆனது. நிலையாக அமைக்கப் பட்ட சூரிய சக்தி செல்களைச் சுமக்கிறது. விண்ணுளவியின் அரவம் (Spacecraft Noise) தாண்டி ஈர்ப்பு விசைக் கணிப்புகள் அனுப்பப் பட வேண்டும்.

2. விண்ணுளவியின் 5 மீடர் X 1 மீடர் பரிமாணச் சட்டத்தில் வாயு உராய்வில் சமநிலைப் படுத்தத் “துருத்திகள்” (Stabilising Fins) பொருத்தப் பட்டுள்ளன.

3. கோசியின் விரைவாக்க மானிகள் () புவியீர்ப்பு விசை அளக்கக் கூடிய துல்லிமம் : புவியீர்ப்பில் 10 டிரில்லியனில் 1 பின்னம். ( 1 in 10^13 gravity of Earth).

4. பிரிட்டன் தயாரித்த ஈசாவின் ஸெனான் எஞ்சின் ஒரு பிளாஸ்மா உந்து ராக்கெட். (Xenon Ion Pulse Rocket Engine). அதன் வேகம் விநாடிக்கு 40 கி.மீ. (24 மைல்). பிளாஸ்மா எஞ்சின் விண்ணுளவியைச் சீராக ஒரே தணிவு உயரத்தில் சுற்ற உந்து வேகத்தை ஏற்றி இறக்குகிறது.

பூகோளத்தின் துல்லிய ஈர்ப்பு விசை நுட்பம் வரையும் கோஸ் விண்ணுளவி

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

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

“கோசி” விண்ணுளவி பூகோள விஞ்ஞானத்துக்குச் சேர்க்கும் புதிய கணிப்புகள்

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

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

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

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

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

ஈசா ஏவப் போகும் எதிர்காலப் பூகோளம் தேடும் விண்ணுளவிகள்

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

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What Creates Gravitational Waves ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
6 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
7 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
8 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
9 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
10 http://jayabarathan.wordpress.com/2008/02/02/einsteins-universe-1/ [Einstein’s Theory on Gravity -1]
11 http://jayabarathan.wordpress.com/2008/02/09/einsteins-universe-2/ [Einstein’s Theory on Gravity -2]
12 http://jayabarathan.wordpress.com/2008/03/21/how-gravity-works/ [How Gravity Rules the Universe]
13 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40903191&format=html (EAS’s GOCE Space Probe)
14 ESA Earth Observation Program : Advancing Earth Science Through New Sensing Technology By Puirluigi Silvestrin (Oct 29, 2007)
15 ESA Gravity Mission GOCE (March 18, 2009)
16 Science Daily : March Launch Planned for ESA’s Gravity Mission GOCE (Feb 5, 2009)
17 BBC News : Supermodel Satellite Set to Fly By Jonathan Amos (March 16, 2009)
18 ESA Launches First Earth Explorer Mission GOCE (March 17, 2009)
19 Space Flight Now : Gravity Mapper Ascends to Space atop Rockot Booster By Stephen Clark (March 17, 2009)
20 BBC News Gravity Satellite Leads New Wave By : Jonathan Amos (March 17, 2009)
21 ESA Launches Earth Explorer Mission GOCE (March 17, 2009)
22 BBC News Gravity Satellite Feels the Force By : Jonathan Amos (April 6, 2009)
23 GOCE Delivering Data for Best Gravity Map Ever (September 30, 2009)
24 BBC News ESA Satellite Senses Eath’s Pull By : Jonathan Amos (December 24, 2009)
25 ESA Site Report – ESA Gravity Mission GOCE (Updated May 20, 2010)
26 BBC News Earth’s Gravity Pictured in High Definition By : Jonathan Amos (June 28, 2010)
27 ESA Site Report – GOCE First Global Gravity Model (June 29, 2010)
28 Stop Watch – ESA GOCE Satellite Helps Create Map of Earth’s Gravity By Katen Sharma (June 30, 2010)

(தொடரும்)
******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (July 23, 2010)

Series Navigation

20100725_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! கரும்பிண்டம் வடித்த பேரளவு பெரிதான ஒளிமந்தைச் சந்தைகள் (Galaxy Superclusters) (கட்டுரை

சி. ஜெயபாரதன், கனடா December 4, 2009

This entry is part [part not set] of 25 in the series 20091204_Issue

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

பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பில்
பிறந்த பேரளவு
ஒளிமந்தைக் கூட்டம்
ஆயிரம் ஆயிரம் ஆயிரம் !
அவற்றில்
மையக் கருந்துளைச் சுற்றி
வட்டமிடும்
விண்மீன்கள் கோடான கோடி !
கண்ணுக்குப் புலப்படா
கரும்பிண்டம் ஈன்ற
ஒளி விண்மீன்கள் ஒருமைப்பட்டு
ஐக்கியமாகி உள்ளன !
கரும்பிண்டம், வெப்ப முகில்
உருவாக்கிய
பூதக் காலக்ஸி சந்தைகள்
ஈர்ப்பு விசை
இழுத்துக் கொண்டாலும்
கருஞ்சக்தி விரைவாக்கி
ஒளிமந்தைகள்
எப்படிப்
பிரபஞ்சக் கூண்டை
உப்ப வைத்து
விரியச் செய்யும் ?

Fig. 1
Galaxy Clusters in the Local Group

“M-87 காலக்ஸியிலிருந்து 130,000 ஒளியாண்டு தூரத்திற்குள் நாங்கள் கோளச் சந்தைகளைக் (Globular Clusters) காணவில்லை. பூதக் காலக்ஸி சிறிய காலக்ஸிகளிலிருந்து விண்மீன் கொத்துக்களை (Star Clusters) நீக்கியதை இது காட்டுகிறது. இந்தச் சிறிய காலக்ஸிகளே M-87 உருவாகப் பங்கெடுத்துள்ளன. நமது பால்வீதி காலக்ஸியில் விண்மீன்களைத் தவிர்த்து மங்கலாக உள்ள கோளச் சந்தைகளைப் படம் பிடித்துக் காட்டிய ஹப்பிள் தொலைநோக்கியின் விழிகள் மிக நுட்பமானவை.”

எரிக் பெங்க் (Eric Peng, Peking University, Beijing, China)

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

லிங்கன் பார்னெட் (பிரபஞ்சம் & டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன்)

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

வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள்

Fig. 1A
Cold Matter Making Galaxies

ஒளிமந்தை (காலாக்ஸி) சந்தைகள் எப்படித் தோன்றின ?

பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் கட்டமைப்பு விளைவுகளில் காலக்ஸித் தீவுகளின் கூட்டங்கள்தான் (Galaxy Groups, Clusters) ஈர்ப்பு விசைக்குள் அடங்கிய மிகப் பெரும் வடிவம் கொண்ட விண்வெளிக் கண்டங்கள் (Gravitationally Bound Largest Space Objects) ! அவைதான் பிரபஞ்சத்திலே மிக்க திணிவு அடர்ந்த (Densest Part of the Universe) தளம் அகண்ட கண்டங்கள் ! குளிர்ந்த கரும்பிண்டம் சேர்ந்து ஈர்ப்பு விசைக்குள் அடங்கும் கட்டமைப்புகள் (Gravitational Bound Structures) உருவாகும் போது, சிறிய கட்டமைப்புகள் முதலில் சிதைந்து படிப்படியாக முடிவில் மாபெரும் வடிவாகி காலக்ஸி சந்தைகள் (Galaxy Clusters) தோன்றியுள்ளன ! ஒளிமந்தைச் சந்தைகள் 10 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றத் துவங்கியிருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகள் யூகிக்கிறார். சாதாரணமாக ஒளிமந்தைச் சந்தையில் சுமார் 10 முதல் 1000 கணக்கான காலக்ஸிகள் இருக்கலாம் ! சந்தைகள் பொதுவாக மிகப் பெரும் குழுக்களோடு (Superclusters) நெருங்கியே இருக்கும்.

Fig. 1B
Milkyway Galaxy Survey

ஒளிமந்தைக் குழுக்கள் (Groups of Galaxies) என்பவை மிகச் சிறிய காலாக்ஸிகளைக் கொண்டவை. அந்தக் குழுக்கள் ஒவ்வொன்றிலும் 50 குன்றிய எண்ணிக்கைக் காலாக்ஸிகள் இருக்கும். அவற்றின் அகலம் (விட்டம்) 1 முதல் 2 மெகா பார்செக் (Mega-Parsec) (1 parsec = 3.26 Light Year = 10^22 meter Distance). குழு ஒன்றின் நிறை சுமார் 10^13 மடங்கு பரிதி நிறை .! குழுக்களில் இயங்கும் காலக்ஸியின் நகர்ச்சி வேகம் சுமார் 150 km/sec (90 mps). நமது பரிதி மண்டலம் நகரும் பால்வீதி காலக்ஸி யானது 40 ஒளிமந்தைகள் உள்ள “உள்ளகக் குழுவில்” (Local Group) ஒன்றாக இயங்கி வருகிறது.

ஒளிமந்தைச் சந்தைகள் உள்ள பெரும் பகுதிக் கரும்பிண்டம்

வகுப்பு வரைக் கோடு இரண்டுக்கும் துல்லியமாய் இல்லா விட்டாலும் “காலக்ஸி குழுக்களை” விடப் பெரியவை “ஒளிமந்தைச் சந்தைகள்”. விண்ணோக்கிகள் மூலம் காணும் போது பல்வேறு காலக்ஸிகளை கவர்ச்சி விசையால் பிணைத்துக் கொண்ட கொத்துக்கள் தென்படுகின்றன. ஆயினும் அவற்றில் வேகம் (150 km/sec) (324,000 mph) மிகையானதால் ஈர்ப்பு விசையைப் பிணைப்பை தகர்த்து மீறும் வேறோர் கவர்ச்சி ஆற்றல் அருகில் காணப்படாமல் இருப்பது அறியப் படுகிறது.

Fig. 1C
Cluster of Galaxies -1

எக்ஸ்-ரே மூலம் ஆராயப் பட்டதில் “உட்புறக் கொத்து வெளிப்பாடு” (Intra-cluster Medium) என்னும் பேரளவு வெப்பம் மிகுந்த “அகில ஒளிமந்தை வாயு” (Hot Inter-galatic Gas) இருப்பது தெரிந்தது. பிழம்பு வாயுவான (Plasma) அந்த வாயுவின் உஷ்ணம் (10^7 – 10^8) கெல்வின் (K). அதனால்தான் “பிரம்ஸ்-ஸ்டிராலுங், அணுக்கோடு வீச்சு” (Brems-strahlung & Atomic Line Emission) மூலமாக எக்ஸ்-ரே கதிர்கள் அவற்றில் எழுகின்றன.

விந்தையாகச் சந்தையில் உள்ள ஒளிபிழம்பு வாயுவின் நிறை காலக்ஸிகளின் நிறையை விடச் சுமார் இரண்டு மடங்கு ! ஆயினும் இந்த நிறை கூட காலக்ஸிகளை சந்தைக்குள் வைத்திடப் போதுமானதாக இருப்பதில்லை ! அத்துடன் அந்த வாயு முழுமையாக சந்தையின் ஈர்ப்பு விசைக்கு “திரவ-நிலைப்புச் சமநிலையில்” (Hydro-static Equilibrium) இருப்பதால், மொத்தம் நிறைப் பரிமாற்றத்தைக் கணிக்க முடிகிறது. அந்த நிறையானது காலக்ஸிகளின் நிறையைப் போல் அல்லது ஒளிப்பிழம்பு வாயுவின் நிறையைப் போல் சுமார் 6 மடங்கு என்று தெரிகிறது. அவ்விதம் காணத் தவறிய பகுதிதான் கரும்பிண்டம். குறிப்பிட்ட ஒரு சந்தையில் உள்ள காலக்ஸிகள் நிறை : 5%, ஒளிப் பிழம்பு வாயு : 10%, மீதம் 85% கரும்பிண்டம் என்று கருதப்படுகின்றன.

Fig. 1D
Cluster of Galaxies -2

ஒளிமந்தைச் சந்தைகளின் வானியல் பண்பாடுகள்

1. காலக்ஸி சந்தைகளில் 50 முதல் 1000 ஒளிமந்தைகள் இருக்கலாம். மேலும் அவற்றின் எக்ஸ்-ரே கதிர்கள் உமிழும் மிக்க உஷ்ணமான வாயுப் பிழம்பும், பேரளவு கரும்பிண்டமும் கொண்டவை.

2. சந்தைகளின் மேற்கூறிய மூன்று உட்பகுப்புகளும் (Components) சம நிலையில் பரவியுள்ளதாக அறியப்படுகிறது.

3. ஒளிமந்தைச் சந்தைகளின் மொத்த நிறை : (10^14 – 10^15) அல்லது (100 பில்லியன்–1000 பில்லியன்) மடங்கு பரிதியின் நிறை.

4. சந்தைகளின் அகலம் அல்லது விட்டம் (2 –10 Mpc) (Mega-Parsec) (1 parsec = 3.26 Light Year = 10^22 meter Distance).

5. சந்தைகளில் நகரும் காலக்ஸி ஒவ்வொன்றின் வேகம் சுமார் : (800 –1000) km/sec. (480 — 600) miles/sec.

Fig. 1E
Cluster of Galaxies -3

பிரபஞ்சத்தில் குறிப்பிட்ட சில ஒளிமந்தைச் சந்தைகள்

அருகில் தெரியும் பிரபஞ்ச காலக்ஸி சந்தைகள் : விர்கோ சந்தை (Virgo Cluster), ஹெர்குலிஸ் சந்தை (Hercules Cluster), கோமா சந்தை (Coma Cluster), நார்மா சந்தை (Norma Cluster) தலை தூக்கிய “மாபெரும் கவர்ச்சியாளி” (Great Attractor) எனப்படும் காலக்ஸிகளின் கூட்டம். மாபெரும் கவர்ச்சியாளி பிரபஞ்ச விரிவையே பாதிக்கச் செய்வது !

ஒளிமந்தைச் சந்தைகளை விண்மீன் கொத்துக்களோடு (Star Clusters) குழப்பிக் கொள்ளக் கூடாது. அதுபோல் காலக்ஸிக் கொத்துக்கள், திறந்த கொத்துக்கள், கோளக் கொத்துக்களோடும் (Galactic Clusters, Open Clusters, Gobular Clusters) குழப்பம் அடைவதும் சரியல்ல. விண்மீன் கொத்துக்கள், காலக்ஸிக் கொத்துக்கள், திறந்த கொத்துக்கள், கோளக் கொத்துக்கள் ஆகிய நான்கும் காலக்ஸியின் உள்ளே காலக்ஸிகளைச் சுற்றி வருபவை !

காலக்ஸி சந்தைகளைக் காணும் முறைகள்

1. தொலைநோக்கு அல்லது உட்சிவப்பு முறை (Optical or Infrared Method) :

தனிப்பட்டிருக்கும் காலக்ஸி மந்தைகளை தொலைநோக்கு, உட்சிவப்பு, ஒளிப்பட்டை (Spectroscopy) முறைகள் மூலம் உளவி அறியலாம். பிரபஞ்ச விண்வெளியில் திணிவு மிகைப்பாடுகளைத் (Over-densities) தேடிக் கண்டு ஒரே உட்சிவப்பு நகர்ச்சியில் (Redshift) உள்ள பற்பல காலக்ஸிகளைப் பார்த்து உறுதிப் படுத்தலாம்.

Fig. 1F
Cluster of Galaxies -4

2. எக்ஸ்-ரே தொலைநோக்கி முறை (X-Ray Telescope Method) :

வெப்பம் மிகையான ஒளிப்பிழம்பு வாயு (Hot Plasma Gas) உமிழும் எக்ஸ்-ரே கதிர்களை எக்ஸ்-ரே தொலைநோக்கி அல்லது எக்ஸ்-ரே ஒளிப்பட்டை மூலம் கண்டு விடலாம்.

3. ரேடியோ வானலை முறை (Radio Wave Method) :

ஒளிமந்தைச் சந்தைகளில் பல்வேறு கட்டமைப்புச் சிதறல்கள் (Diffuse Structures) ரேடியோ வானலை அதிர்வுகளை (Radio Frequencies) வெளி வீசுகின்றன. அந்தக் கதிரலை வீச்சுகளை உளவித் தேடி உருவாகும் பிள்ளைப் பிராய காலக்ஸி சந்தைகளை (Proto-clusters) அறிய முடியும்.

4. சன்னியாவ்-ஸெல்டோவிச் விளைவு முறை (Sunyaev-Zel’dovich Effect) :
வெப்பசக்தி மிகுதியான எலெக்டிரான்கள் “உட்புறக் கொத்து வெளிப்பாடு” (Intra-cluster Medium) அகிலவெளி நுண்ணலைப் பின்புலத்தில் (Cosmic Microwave Background) (CMB) சிதறிய
கதிர்வீச்சு CMB இல் ஒருசில ரேடியோ அதிர்வுகளில் ஒரு நிழலை உண்டாக்குகிறது. அந்த விளவுகளை உளவி ஒளிமந்தைச் சந்தையைக் காண முடியும்.

5. ஈர்ப்பு விசை குவியாடி முறை (Gravitational Lesing Method) :

ஈர்ப்பு விசை குவியாடி முறைப்பாட்டில் பின்னால் இருக்கும் காலக்ஸிகளின் இடத்தைத் திரித்துக் காட்ட ஒளிமந்தை சந்தைகளில் போதிய அளவுப் பிண்டம் உள்ளது. அந்தத் திரிபுகள் மூலமாக சந்தைகளில் கரும்பிண்டம் பரவியிருப்பதையும் தெரிந்து கொள்ள இயலும்.

Fig. 2
Galaxy Clusters in the Southern Sky

பிரபஞ்ச காலாக்ஸிகள் எப்படித் தோன்றின ?

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

Fig. 3
Chandra X-Ray Telescope
Images

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

1950 ஆண்டுகளில் கலி·போர்னியா மௌண்ட் வில்ஸன் வானேக்ககத்தில் பணிபுரிந்த முன்னோடிகளில் ஒருவரான, ஜெர்மென் வானியல் வல்லுநர் வில்ஹெம் வால்டர் பாடே (Wilhem Walter Baade) காலாக்ஸிகளில் உள்ள விண்மீன்களை ஆராய்ந்து, காலாக்ஸிகள் எப்படித் தோன்றின என்று அறிந்தார்.

Fig. 4
Large Scale Structure in
Local Universe

நமது பால்மய வீதியைச் சுற்றியுள்ள ஒரு குழு விண்மீன்களில் ஹைடிரஜன், ஹீலியத்தை விடக் கனமான உலோகங்கள் இருப்பதைக் கண்டுபிடித்தார் ! 11 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் தோன்றியவை, அந்தப் பூர்வீக விண்மீன்கள் ! சூப்பர்நோவா வெடிப்பு அல்லது மற்ற விண்மீன் சிதைவு இயக்கங்களால் விண்வெளியில் வீசி எறியப்பட்ட உலோகங்கள், நமது காலாக்ஸியின் இளைய தலைமுறை விண்மீன்களில் விழுந்துள்ளன !

ஹப்பிள் கண்டு பிடித்த அகில வெளி மெய்ப்பாடுகள்

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

Fig. 5
Galaxy Evolution

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

Fig. 6
New Hubble View Images

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

Fig. 7
Various Galaxies

(தொடரும்)

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

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) & (January 2010) 2. Universe 6th Edition (2002) 3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004) & Hubble Site Nes Center

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

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

3. National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

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

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

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

7. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html (பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய எட்வின் ஹப்பிள்)
8. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40310231&format=html (ஜான் ஹெர்ச்செல் கண்டுபிடித்த பால்மய வீதி காலக்ஸி, நெபுளாக்கள்!
9. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40211102&format=html (பிரபஞ்சப் பிறப்பை விளக்கிய ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow (1904-1968)]
10. Cosmic Collision Sheds Light on Mystery on Dark Matter [www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/05/dark_matter_hub.html (May 16, 2007)
11. “Beyond Einstein” Search for Dark Energy of the Universe
[www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/07/beyond-einstein.html (July 10, 2007)
12. Dark Matter & Dark Energy: Are they one & the Same ? Senior Science Writer [www.space.com/scienceastronomy/mystery_monday_040712.html (April 12, 2007)
13 Dark Energy By LSST Observatory – The New Sky (www.lsst.org/Science/darkenergy.shtml)
14. Stephen Hawking’s Universe By John Boslough (1985)
15. The Hyperspace By: Michio Kaku (1994)
16. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40712131&format=html
17. The New York Public Library S (cience Desk Reference (1995)
18. Scientific American “The Cosmic Grip of Dark Energy” By Christopher Conselice (Feb 2007)
19. Astronomy “The Secret Lives of Black Holes” (Nov 2007)
20. The Handy Space Answer Book By Phillis Engelbert & Diane Dupuis (1998)
21. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40210223&format=html (பிரபஞ்ச விஞ்ஞான மேதை டாக்டர் ஸ்டீ·பென் ஹாக்கிங்)
22. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301192&format=html [பிரபஞ்ச விரிவை நோக்கிய வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள் [Edwin Hubble] (1889-1953)]
23 Globular Clusters Tell Tale of Star Formation in Nearby Galaxy Metropolis [August 5, 2008]
24 Wikipedia – Galaxy Clusters (November 7, 2009)
25 Astronomy Magazine -Galaxy Superclusters -What They Reveal about Cosmic Expansion By :Bruce Dorminey (January 2010)

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

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

Series Navigation

20091204_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள்! பூர்வீக விண்மீன்கள், அபூர்வக் கரு விண்மீன்கள்(Earlier Stars & Dark Stars)!(கட்டுரை:66

சி. ஜெயபாரதன், கனடா December 3, 2009

This entry is part [part not set] of 29 in the series 20091129_Issue

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

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில்
பொரித்த முதல் விண்மீன்களில்
கரு விண்மீன்
ஒருவிதப் பூர்வீக விண்மீன் !
பரிதி விண்மீன் போல்
ஒரு யுகத்தில்
ஒளிவீசிக்
கரு விண்மீனாய்க்
காணாமல் போனவை !
அசுர வடிவம் கொண்ட
அபூர்வ விண்மீன்கள் !
ஆயினும் திணிவு மிக்கவை !
நியூட்ரான் விண்மீன்கள்
நிறை பெருத்தாலும்
உருவம் சிறியவை ! ஆனால்
பிரியான் விண்மீன்கள்
திணிவு பெருத்த
நுணுக்க விண்மீன்கள்
அசுரத் திணிவும், அபார நிறையும்
கணிக்க முடியாது !
கரும்பிண்டத்தின் களஞ்சியம் !
இறுதியில்
கருந்துளை யாக மாறிடும்
கரு விண்மீன்
கண்ணுக்குத் தெரியாது !
கருஞ்சக்தி, கருந்துளை, கரும்பிண்டம்
கரு விண்மீன் —
பிரபஞ்சப் படைப்புகள் பல
கண்ணுக்குப் புலப்படா
கடவுளைப் போல் !

Fig. 1
Black Hole & Dark Stars

காதரின் ·பிரீஸ் (Katherine Freese) வானியல் விஞ்ஞானி மிச்சிகன் பல்கலைக் கழகம்

“துகள் பௌதிக இயல்புநிலை மாதிரியில் (Standard Model of Particle Physics) நிலைத்துவம் பெறும் சுருக்க விண்மீன்களின் திணிவு நிறைக்கு ஓர் உச்ச வரம்பு (Upper Limit to the Density of Stable Compact Stars) உள்ளது ! ஆனால் பிரியான்கள் (Preons) வடிவத்தில் இன்னும் மிகையாய் நுண்ணிய அடிப்படைப் பரமாணுக்கள் இருப்பின் அந்த வரம்புத் திணிவைக் கடந்து மீண்டும் நிலைத்துவம் (Stability) உறுதிப்படுத்தப் படலாம் !”

ஜோஹான் ஹான்ஸன் & ·பெரடிரிக் ஸான்டின், லுலீயா தொழில் நுணுக்கப் பல்கலைக் கழகம், ஸ்வீடன் (June 8, 2004)

Fig. 1A
Early Universe

பிரபஞ்சத் தோற்றத்தில் பெரும் புதிரான கரு விண்மீன்கள்

பிரபஞ்ச வெடிப்பின் துவக்க யுகங்களில் தோன்றிய முதற் பிறப்பு விண்மீன்கள் இப்போது நாம் காணும் விண்மீன்களுக்கு முற்றிலும் வேறாக இருந்திருக்க வேண்டும். அந்த ஆதி யுக விண்மீன்கள் பிரபஞ்சத்தின் புதிரான அமைப்புகளைப் புரிந்து கொள்ள ஓரளவு உட்குறிப்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம். 2007 ஆம் ஆண்டில் நியதியாக்கப் பட்ட “கரு விண்மீன்கள்” (Dark Stars) நவீன விண்மீன்களை விடப் பன்மடங்கு பெரிதாக வளரலாம் என்றும் அவை கரும்பிண்டத்தின் துகள் களால் (Dark Matter Particles) ஆற்றல் ஊட்டப் படலாம் என்றும் வானியல் விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார். அந்தத் துகள்கள் அணுப்பிணைவு (Nuclear Fusion) முறையில் அல்லாமல் கரு விண்மீன்களின் உள்ளே பிணைந்து அழியலாம் என்றும் எண்ணப்படுகிறது. பிள்ளைப் பிரபஞ்சத்தில் கரு விண்மீன்கள் நமது பரிதி போல் கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளியை வீசியிருக்க வேண்டும் என்று சொல்லப்படுகிறது. ஆனால் இப்போது அந்த ஒளிவீச்சு நம்மை அணுக முடியாது உட்சிவப்பு நீட்சியில் “செந்நிறக் கடப்பாகி” (Redshifted into the Infrared Range) தெரியாமல் போனது என்று விளக்கம் கூறப்படுகிறது. ஆதலால் கரு விண்மீன்கள் நமது கண்களுக்குத் தெரியாமல் போய் விட்டன !

Fig. 1B
The First Stars

கடந்த ஈராண்டுகளாக (2007–2009) வானியல் ஆய்வு நிபுணர் பலர் மேலும் கரு விண்மீன்களைப் பற்றி ஆழ்ந்து உளவி அத்தகைய அபூர்வ விண்மீன்கள் விஞ்ஞானிகளுக்குக் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன, கருந்துளை என்றால் என்ன என்னும் வினாக்களுக்கு விடை கிடைக்கவும் வானியல் நூதனங்களை அறிவதற்கும் உதவி செய்யும். மிச்சிகன் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த காதிரைன் ·பிரீஸ் (Katherine Freese), யூடா பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த பவோலோ கொண்டோலோ (Paolo Kondolo), காலி·போர்னியா பல்கலைக் கழகத்தின் பீட்டர் போடஹைமர் (Peter Bodenheimer), ·பெர்மி ஆய்வுக் கூடத்தின் டக்லஸ் ஸ்போலியார் (Douglas Spolyar) ஆகியோர் நால்வரும் சமீபத்தில் வந்த நியூ ஜர்னல் ஆ·ப் பிசிக்ஸ் (The New Journal of Physics) இதழில் கரு விண்மின்களின் விளக்கத்தைப் புதுப்பித்து வெளியிட்டுள்ளார்கள்.

Fig. 1C
First Twin Stars

1783 இல் பிரிட்டிஷ் புவியியல்வாதி ஜான் மிச்செல் (Geologist John Mitchel) கரு விண்மீன்களின் பண்பாடுகளைப் பற்றி ஹென்றி கவென்டிஷ¤க்கு (Henry Caventish) ஒரு கடிதம் எழுதியிருந்தார். கரு விண்மீனின் மேற்தளத்தில் விடுதலை வேகம் (Escape Velocity) ஒளிவேகத்துக்குச் சமமாக அல்லது மீறும் போது உண்டாக்கப் பட்ட ஒளியானது ஈர்ப்பு விசைக்குள் அடைபட்டு விடும் (Gravitationally Trapped) என்று கணக்கிட்டார். அப்போது அந்த விண்மீன் தூரத்து நோக்காளர் கண்ணுக்குப் புலப்படாமல் போய்விடும் ! இந்தக் கோட்பாடு ஒளிச் சக்தியானது ஈர்ப்பு விசையால் பாதிக்கப் படுகிறது என்னும் யூகத்தைக் கடைப்பிடிக்கிறது. மிச்செல் கூறினார் : “காணப்படும் ஒருசில இரட்டை விண்மீன்களில் ஒன்று கரு விண்மீனாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கலாம்.” 1796 இல் பிரெஞ்ச் கணித ஞானி பியர் சைமன் லாப்பிளாஸ் (Pierre-Simon Laplace) இதே கருத்தைக் கூறியிருக்கிறார்.

Fig. 1D
Present & Early Universe

வானியல் விஞ்ஞானிகளின் கரு விண்மீன் கோட்பாடு

Fig. 1E
Various Stars with
Increasing Density & Decreasing Sizes

Fig. 1F
Compact Galaxy

Fig. 2
Stages of Growth in the
Universe

கரு விண்மீன்களின் உருப் பெருக்க வளர்ச்சி !

நவீன விண்மீன்கள் படிப்படியாக தமது எரிவாயு ஹைடிரஜனை எரித்து இறுதியில் முற்றிலும் வற்றி ஒளியற்ற நியூட்ரான் விண்மீனாக மாற்றம் அடைகின்றன. அதற்கு மாறாக கரு விண்மீன்கள் சுற்றிலும் உள்ள கரும்பிண்டத் தூள்களைப் பற்றிக் கொள்வது வரையிலும் நித்திய வளர்ச்சி அடைந்து உருப் பெருக்கமாகின்றன. அவை பாதிக்கப் படாதவரை அசுர வடிவம் அடைந்து நமது பரிதியைப் போல் பல்லாயிரம் மடங்கு பெரிதாகின்றன ! பெரும்பான்மையான கரு விண்மீன்கள் கரும்பிண்டத்து ஒளிச்சுழி மையத்தில் (Dark Matter Halo Center) படிப்படியாகத் தமது இடத்திலிருந்து நகர்ந்து செல்கின்றன. இறுதியாக கரு விண்மீனின் எரிசக்தி தீர்ந்து வடிவம் சிதைந்து போய் சாதாரண விண்மீன் போல் ஹைடிரஜன் வாயு அணுப்பிணைவு இயக்கத்தில் ஆற்றல் பெற்று முடிவாக ஒரு கருந்துளையாக மாறுகிறது ! விஞ்ஞானிகள் கரு விண்மீன்களின் ஆயுட்காலம் ஒரு மில்லியனிலிருந்து பல பில்லியன் ஆண்டுகள் இருக்கும் என்று கணித்திருக்கிறார். அவற்றில் சில கரு விண்மீன்கள் இப்போதும் இருக்கலாம் என்று கூறுகிறார்.

Fig. 3
Dark Ages of Early Universe

கரு விண்மீனை எப்படி உளவிக் கண்டுபிடிப்பது ?

கரு விண்மீன்கள் மறைமுகக் கதிர்வீச்சை (Indirect Radiation) வெளியேற்றுபவை. நவீனக் கோட்பாடுகளின்படிக் கருந்துளைகள் (Black Holes) “ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சை” (Hawking Radiation) உண்டாக்குகின்றன. 1975 இல் முதன்முதலாக பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஸ்டீ·பன் ஹாக்கிங் அந்தக் கதிர்வீச்சைக் குறிப்பிட்டார். ஆனால் கரு விண்மீனிலிருந்து வெளியேறும் கதிர்வீச்சு அதன் உட்பொருளையும் கட்டமைப்பையும் பொருத்தது. ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு “மயிரில்லா நியதிப்படி” (The No-Hair Theorem) பொதுவாகக் கருந்துளையின் நிறை, மின்னேற்றம், கோண நெம்புதல் (Mass, Charge & Angular Momentum) ஆகிய மூன்றையும் சார்ந்தது. ஆனால் அந்தக் கருத்து தர்க்கத்துக்குரியது !

ஒளியைக் காணும் புதிய விண்ணோக்கிகள் மூலமோ அல்லது கரு விண்மீனில் உதிரும் நியூடிரினோக்களைக் காணும் நியூடிரினோ தொலைநோக்கிகள் (Neutrino Telescopes) மூலமோ கரு விண்மீனைக் கண்டுபிடிக்க முடியும் என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் முன்னறிவிக்கிறார். கரு விண்மீன் இறுதியில் ஒரு கருந்துளையாக மாறுகிறது ! கரும்பிண்ட மில்லா முதற்பிறப்பு விண்மீன்கள் வழக்கமான முறையில் ஒரு சூப்பர்நோவாவாக (Supernova) முடியும் ! அதுவே கரு விண்மீன் ஆய்வாளருக்கு ஒப்புநோக்க வேறுபாடுகளைக் காட்ட உதவும்.

Fig. 4
Dark Matter Damage

துல்லியமான பின்ன அளவில் மூலகங்கள் செழித்த (Abundance of Elements) சூப்பர்நோவாக்கள் பிரபஞ்சத்தில் பெருவாரியாகத் தென்படுபவை. ஆனால் அம்மாதிரி அபூர்வக் கரு விண்மீன்களில் மூலகங்கள் காணப்படுவ தில்லை என்று காதிரைன் ·பிரீஸ் சொல்கிறார். ஆதலால் அந்த வேறுபாடு இருவித விண்மீன்கள் இருப்புக்குப் பாதை காட்டியுள்ளது. “அடுத்த ஐந்தாண்டுகள் மூலகச் செழிப்புகளை நாங்கள் உளவி அளவு காணுவோம்,” என்று காதிரைன் ·பிரீஸ் கூறுகிறார்.

சுருக்க விண்மீன்கள், பிரியான் விண்மீன்கள் (Compact Stars & Preon Stars)

வானியல் விஞ்ஞானத்தில் “சுருக்க விண்மீன்கள்” எனக் குறிப்பிடப்படும் நான்கு விண்மீன்கள் : வெண்குள்ளி, நியூட்ரான் விண்மீன், விந்தை விண்மீன், அல்லது கருந்துளை (White Dwarf, Neutron Star, Exotic Star or Black Hole). ஒரு விண்மீனின் இயற் பண்பாடை அறியாத போது அது சுருக்க விண்மீன் குழுவில் சேர்க்கப்படுகிறது. ஆனால் சுருக்க விண்மீன் பெருநிறை கொண்டு, அசுரத் திணிவு பெற்று சிறு ஆரமுடைய விண்மீனாக விஞ்ஞானிகள் அனுமானம் செய்கிறார். (A Compact Star is massive, dense & has a small size). சுருக்க விண்மீன்கள் விண்மீன் பரிணாமத் தளர்ச்சியின் முடிவுப் புள்ளி ! (Compact Stars form Endpoint of Stellar Evolution). அவற்றை இந்தக் கட்டுரையில் நான் “கடுகு விண்மீன்கள்” என்று குறிப்பிட விரும்புகிறேன்.

Fig. 5
Early Stars of the Universe

சுருக்க விண்மீன்கள் விண்மீன் பரிணாமத் தளர்ச்சியின் முடிவுப் புள்ளி என்றால் என்ன ? ஒரு விண்மீன் ஒளிவீசித் தன் எரிசக்தியைப் படிப்படியாக இழக்கிறது. அதன் கதிர்வீச்சுத் தளத்தின் இழப்பு ஒளியை உண்டாக்கி ஈடு செய்து கொள்கிறது. விண்மீன் தனது எரிசக்தி முழுவதையும் தீர்த்து மரண விண்மீனாக மாறும் போது அதன் உட்கரு வெப்ப வாயு அழுத்தம் விண்மீன் நிறையைத் தாங்க முடியாது (அதாவது ஈர்ப்பற்றிலின் இழுப்பை எதிர்க்க இயலாது) திணிவு அடர்த்தியாகி விண்மீன் முறிந்து சுருக்க நிலை அடைகிறது ! வாயுப் பிண்டம் முடிவில் திடவ நிலை அடைகிறது ! (Gas —> Solid State). அதாவது சாதாரண விண்மீன் முடிவில் பரிணாமத் தளர்ச்சி நிலை முடிவடைந்து குறுகிச் சுருக்க விண்மீன் ஆகிறது !

பிரியான் விண்மீன்கள் வெண்குள்ளி (White Dwarfs), நியூட்ரான் விண்மீன்களை விடச் சிறியவை ! அவற்றின் இருக்கை வானியல் விஞ்ஞானத்தில் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது ! காரணம் : பிரியான் விண்மீன்கள் குளிர்ந்த கரும் பிண்டத்துக்கு மூலக் களஞ்சியமாக இருக்கிறது. அதி உயர்சக்தி அகிலக்கதிர்கள் (Ultra-high Energy Cosmic Rays) உண்டாகும் சேமிப்புக் களமாக உள்ளது ! குவார்க், லெப்டான் துகள்களின் (Quarks & Leptons) உட்கருவில் இருக்கும் அடிப்படை நுண் துகள்கள் “பிரியான்கள்” எனப்படுபவை. “பிரியான் விண்மீன்” (Preon Star) எனப்படுவது ஒருவகையான அனுமானச் சுருக்க விண்மீனே (Hypothetical Compact Star) ! அவற்றைக் காமாக் கதிர்களின் ஈர்ப்பாற்றல் ஒளிக்குவிப்பு முறையில் (Gravitational Lensing of Gamma Rays) காணலாம். புதிரான கருந்துளைகளின் மர்ம இருப்பைக் காண எதிர்காலத்தில் பிரியான் விண்மீன்களே உதவி புரியும்.

Fig. 6
A Neutron Star Orbiting with
A Star

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

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

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

Series Navigation

20091129_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! சனிக்கோளின் மிகப் பெரிய வளையம் கண்டுபிடிப்பு ! (கட்டுரை: 65)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா October 15, 2009

This entry is part [part not set] of 38 in the series 20091015_Issue

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

அணுவின் வடிவைக் கண்டோம்
அணுவுக்குள் கருகான
நுணுக்கக் குவார்க்குகள்
அறிந்தோம் ! ஆனால்
கோடி மைல் விட்ட முள்ள
வாடாத மாலை –
வானத்துப் பூத வளையத்தைக்
காணாமல் போனோம் !
அண்டவெளிக் கப்பல்களும்
விண்நோக்கி விழிகளும்
கண்மூடிப் போயின !
சனிக்கோளுக்குச் சாத்தி விட்ட
பனித்த வெளி
மங்கொளி மாலையா ?
அல்லது
ஒளித் தலை வட்டமா ?
பரிதிக் கோள் மண்டத்தில்
பிரமாண்ட மான
பெரிய ஒளி வளையம் !
இப்பூத உரு
ஒப்பனை வளையத்தை
எப்படிச்
சனிக்கோள் கழுத்தில்
அணிந்தது
என்பது புதிர் !

Fig. 1
Saturn’s Biggest Ring
Discovered

“ஸ்பிட்ஸர் விண்ணோக்கியின் உட்சிவப்புக் கருவி (Infrared Instrument of the Spitzer Space Telescope) மூலம் சனிக்கோளுக்கு வெகு தொலைவில் சுற்றிவரும் அதன் சந்திரன் ·போய்பியின் (Phoebe) விந்தையான வெளிச்ச எதிரொளிப்பதைக் கண்டு எங்கள் ஆய்வு தொடர்ந்தது. நானும் வானியல் பேராசிரியர் மைக்கேல் ஸ்குருட்ஸ்கியும் (Mike Skrutskie) தூசியும் துகளும் கலந்த ஏதோ ஓர் ஒளியூட்டி அந்தச் சந்திரன் மேல் படுகிறதென்று முடிவு கட்டினோம். அந்த விந்தை ஒளியூட்டியே பூத வளையத்தின் இருப்பை நிரூபித்துக் காட்டியது.”

ஆன்னி வெர்பிஸெர் (Anne Verbiscer, Scientist, University of Maryland)

“அடுத்த பத்தாண்டுத் துவக்கத்தில் நாசா புரியப் போகும் ‘விண்வெளி ஊடுருவு அளப்புத் திட்டம்’ [The Space Interferometry Mission (SIM)] 30 அடிச் சட்டத்தில் பற்பல தொலைநோக்கிகளை அமைத்து ஒளியியல் பௌதிகத்துறையின் உச்ச நுணுக்கத்தில் விண்வெளியைக் கூர்ந்து நோக்கப் போகின்றன. அந்த விண்ணோக்கி விழிகள் பூமியைச் சுற்றிக் கொண்டு செவ்வாய்க் கோளில் விண்வெளி விமானி ஒருவன் சைகை காட்டும் கைவிளக்கு ஒளியைக் கூடக் கண்டுவிடும். அந்த உளவிகள் பூமியிலிருந்து 50 ஒளியாண்டு தூரத்தில் அடங்கிய 1000 விண்மீன்களை ஆராயக் கூடும் ! அடுத்து நாசா ஏவப் போகும் ‘அண்டவெளிக் கோள் நோக்கி’ (Terrestrial Planet Finder) பூமியைப் போலுள்ள மற்ற கோள்களைக் கண்டுபிடிக்கும் தகுதி உள்ளது”

மிசியோ காக்கு, பௌதிகப் பேராசிரியர், நியூ யார்க் நகரப் பல்கலைக் கழகம் (Michio Kaku)

Fig. 1A
NASA’s Spitzer Space Telescope
With Infrared Eye

இதுவரை அனுப்பிய அண்டவெளி உளவுக் கப்பல்களிலே காஸ்ஸினி-ஹியூஜென் விண்ணுளவிக் கப்பலே உன்னத வேட்கைத் தொலைப் பயணக் கருவியாகக் கருதப்படுகிறது. மனித இனம் அண்டவெளியைத் தேடித் திரட்டி, நமது எதிர்கால விஞ்ஞான அறிவுக்கு முன்னடி வைக்கும் ஆய்வுப்பணி அது.

டாக்டர் ஆன்ரே பிராஹிக் [Dr. Andre Brahic, Professor at University of Paris]

பூகோளத்தின் கடந்த கால வரலாற்றைக் காட்டும் ஒரு ‘கால யந்திரம்’ [Time Machine] போன்றது, டிடான் எனப்படும் சனிக்கோளின் துணைக்கோள்! முகில் மண்டலம் சூழ்ந்த அந்தப் பனி நிலவு, பூர்வீகப் பூமி உயிரினங்கள் பெருகும் ஓரண்டமாக எவ்விதம் உருவாகியது என்பதற்கு மூல ஆதாரங்களைக் கொண்டிருக்கலாம் !

டாக்டர் டென்னிஸ் மாட்ஸன், நாஸா காஸ்ஸினித் திட்ட விஞ்ஞானி [Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California]

Fig. 1B
Cassini-Huygens Spaceship
Orbiting Saturn

சனிக்கோளின் ஒளிந்திருந்த பூத உரு வளையம் !

2009 அக்டோபர் 6 ஆம் தேதி அமெரிக்க மேரிலாண்டு பல்கலைக் கழகத்தின் விஞ்ஞானிகள் நாசா ஸ்பிட்ஸர் விண்ணோக்கி மூலம் (NASA Spitzer Space Telescope) பரிதி மண்டலத்திலே மிகப் பெரிய மங்கலான ஒளிவளையம் ஒன்று சனிக்கோளைச் சுற்றி இருந்ததைக் கண்டுபிடித்தனர். இந்த மகத்தான ஒளிவளையம் இதுவரைச் சாதாரண தொலைநோக்கியின் விழிகளுக்குத் தென்படவில்லை என்பது ஓர் ஆச்சரியம் ! அடுத்து 21 ஆம் நூற்றாண்டில் நாசாவின் உட்சிவப்புக் கருவியுடைய ஸ்பிட்ஸர் தொலைநோக்கி (Infrared View Spitzer Space Telescope) அதைக் கண்டுபிடித்துப் படமெடுத்தது ஒரு விந்தை ! அந்தக் கண்டுபிடிப்பு சனிக்கோள் சந்திரன்கள் இரண்டின் 300 ஆண்டு வானியல் புதிரை விடுவித்தது அடுத்து எழும் ஒரு பெருவியப்பு !

Fig. 1C
Saturn the Gas Planet

நானும் வானியல் பேராசிரியர் மைக்கேல் ஸ்குருட்ஸ்கியும் (Mike Skrutskie) தூசியும் துகளும் கலந்த ஏதோ ஓர் ஒளியூட்டி அந்தச் சந்திரன் மேல் படுகிறதென்று முடிவு கட்டினோம். அந்த விந்தை ஒளியூட்டியே பூத வளையத்தின் இருப்பை நிரூபித்துக் காட்டியது.” என்று மேரிலாண்டு பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானி ஆன்னி வெர்பிஸெர் கூறினார். 2003 இல் சூரியனைச் சுற்றி வர ஏவப்பட்ட ஸ்பிட்ஸ்ர் விண்ணோக்கி இப்போது பூமியிலிருந்து 107 மில்லியன் கி.மீடர் (66 மில்லியன் மைல்) தூரத்தில் பரிதியைச் சுற்றி உளவி வருகிறது.

மேலும் ஆன்னி வெர்பிஸெர் கூறியது : “சனிக்கோளைச் சுற்றிவரும் மற்றோர் சந்திரனின் புதிரையும் நாங்கள் தீர்க்க முடிந்தது ! ஐயாபீடஸ் (Iapetus) என்று அழைக்கப்படும் சனிக்கோளின் நெருக்கச் சந்திரன் ஒரு நூதனத் தோற்ற முகப்பு கொண்டிருந்தது. வானியல் விஞ்ஞானிகள் அதை ‘இன் யாங் சந்திரன்’ (Yin Yang Moon) என்று விளித்தனர் ! காரணம் அதற்கு ஒளிமுகம் ஒருபுறமும், கருமுகம் மறுபுறமும் காணப் பட்டன !” முன்னூறு ஆண்டுகளாக வானியல் விஞ்ஞானிகள் இதற்குக் காரணங்களைக் காண முடியவில்லை ! ஆனால் கடந்த நாற்பது ஆண்டுகளாக ·போயிபி சந்திரனுக்கும், ஐயாபீடஸ் சந்திரனுக்கும் ஒரு தொடர்பு உள்ளதாக ஒரு கொள்கை உருவானது. இப்போது கண்டுபிடித்த சனிக்கோளின் பூத வளையமே அவ்விரண்டு சந்திரன்களுக்கும் உள்ள முக்கிய இணைப்பைக் காட்டியது !

Fig. 1D
Saturn’s Old Rings Discovered

சனிக்கோள் பூத வளையத்தின் அளவுகள் & உட்துகள்கள்

“·போயிபி சந்திரனில் ஏற்பட்ட விண்கற்களின் தாக்குதல்களில் சிதறுய தூசி, துகள்களே பூத வளையத்தின் உட்துகள்களாகப் படிந்தன,” என்று மைக்கேல் ஸ்குரூட்ஸ்கி கூறினார். பூத வளையத்தின் தூசி துகள் அல்லது ·போயிபி சந்திரனின் தூசி துகள் ஐயாபீடஸில் பட்டு ஒருமுகத்துச் தூசியாய் ஒட்டி இருக்கலாம் என்று கருதுகிறார். பூத வளையக் கண்டுபிடிப்பு இப்போது அதற்கு உட்துகள் அளித்த ஊட்டுச் சேமிப்பையும் நிரூபித்தது ! பரிதி மண்டல வரலாற்றில் பல செ,மீடர் அல்லது மீடர் அளவு தூசிகள் ·போயிபி சந்திரனில் படிந்திருக்கலாம் என்றும் மைக்கேல் கூறினார்.

“பூத வளையத்தின் அளவு மிகப் பெரியது” என்று ஆன்னி வெர்பிஸர் கூறினார். “நீங்கள் பார்க்க முடிந்தால் அந்த அசுர வளையம் பூமியின் ஒரு நிலவைச் சனிக்கோளின் ஒவ்வொரு புறமும் வைத்தால் எத்தனை அகற்சியில் தென்படுமோ அத்தனை அகண்ட விட்டம் உடையதாக இருக்கும். அந்த விரிப்புக் கோளத்தில் சுமார் ஒரு பில்லியன் பூமிகளை இட்டு நிரப்பலாம். பூத வளையத்தின் அகலம் 20 சனிக்கோள்களை ஒன்றின் மீது ஒன்றை அடுக்கிய அளவுக்குத் தடிப்புள்ளது ! புதிய வளையத்தின் விட்டம் சனிக்கோளின் விட்டத்தைப் போல் சுமார் 300 மடங்கு நீளமிருக்கும் !

Fig. 1E
Cassini-Huygens Mission
For Saturn

சனிக்கோளின் பழைய வளையங்களுக்கும் புதிய பூத வளையத்திற்கும் முக்கியமான வேறுபாடுகள் இரண்டு. மேலும் ·போயிபி சந்திரன் சுற்றுப் பாதையும் மற்ற சந்திரன்களை விட வேறுபடுகிறது.

1. புதிய வளையம் பழைய வளையங்களின் சுற்றுத் தள மட்டத்திலிருந்து 27 டிகிரி கோணத்தில் சரிந்து சனிக்கோளைச் சுற்றுகிறது.

2. புதிய வளையம் சனிக்கோளின் பழைய வளையங்களுக்கு எதிரான வட்டப் பாதையில் சுற்று கிறது.

3. புதிய வளையத்தின் உள்ளே அதே திசைப்போக்கில் அத்துடன் சனியைச் சுற்றும் ·போய்பி சந்திரன் சனிக்கோளின் மற்ற சந்திரன்களுக்கு எதிராகச் சுற்றி வருகிறது.

4. பூத வளையத்தின் மறை முகில் தோற்றம் (Ghostly Appearance) விந்தையானது. அது ஒரு முகில் வளையம். சாதாரணப் புகையை விட அந்த முகில் வளையம் ஒரு மில்லியன் மடங்கு கீழான
ஒளி ஆழம் (Optical Depth) உடையது !

Fig. 1F
Saturn’s Moons

5. புதிய முகில் வளையத்துக்குப் புதுப் பெயரிடுவது அகில நாட்டு வானியல் ஐக்கிய அவையின் (International Astronomical Union) பொறுப்பு. பெயர் பின்னால் வெளியிடப்படும்.

புதிய முகில் வளையத்தின் இருப்பும் பண்பாடுகளும்

பூத வளையம் வெளிப்புறச் சந்திரன் ·போயிபி சுற்றும் பாதையில் சனிக்கோளிலிருந்து சுமார் 12.5 மில்லியன் கி.மீடர் (7.5 மில்லியன் மைல்) தூரத்தில் உள்ளது ! சனிக்கோளின் பழைய வளையங்களில் அடுத்துப் பெரிய ‘ஈ’ வளையம் (‘E’ Ring) சனிக்கோளிலிருந்து சுமார் அரை மில்லியன் கி.மீடர் (0.3 மில்லியன் மைல்) தொலைவில் இருக்கிறது. சனிக்கோளின் முக்கிய பழைய வளையங்கள் ஏழு (Rings : A to G). அவற்றில் இருப்பவை : பனிப் பாறைகள், பனித் தூசி, பனித் துகள்கள். அவற்றுள் இடைவெளிகளும் உள்ளன. ·போயிபி சந்திரன் சனிக்கோளிலிருந்து சுமார் 13 மில்லியன் கி.மீடர் (7.8 மில்லியன் மைல்) தூரத்தில் சுற்றுகிறது.

பூத வளையத்தின் குளிர்ந்த உஷ்ணம் : 80 டிகிரி கெல்வின் (- 316 டிகிரி F). அந்த தணிந்த உஷ்ணத்தில் புது வளையம் வெப்பக் கதிர்வீச்சால் (Thermal Radiation) ஒளிவீசுகிறது. பூத வளையத்தின் பளு மிக்க பகுதி சனிக்கோளின் விளிம்பிலிருந்து 6 மில்லியன் கி.மீடரில் (3.7 மில்லியன் மைல்) ஆரம்பித்து 12 மில்லியன் கி.மீடர் (7.4 மில்லியன் மைல்) தூரம் வரை நீள்கிறது என்று ஒரு விஞ்ஞானத் தகவல் கூறுகிறது.

Fig. 2
Saturn’s Largest Ring & Two Moons

சனிக்கோளுக்கு 60 சந்திரன்கள் (2009 ஆண்டு வரை) இருப்பதாக இதுவரை அறியப் பட்டுள்ளது. ·போயிபி சந்திரன் சிறியது. அதன் விட்டம் 200 கி.மீடர் (124 மைல்). ஐயாபீடஸ் சந்திரன் சற்று பெரியது. அதன் விட்டம் : 1500 கி.மீடர் (932 மைல்).

2003 இல் சூரியனைச் சுற்றி வர ஏவப்பட்ட ஸ்பிட்ஸ்ர் விண்ணோக்கி இப்போது பூமியிலிருந்து 107 மில்லியன் கி.மீடர் (66 மில்லியன் மைல்) தூரத்தில் பரிதியைச் சுற்றி உளவி வருகிறது. ஆறு மாதங்களுக்கு ஒருமுறைதான் ஸ்பிட்ஸர் விண்ணோக்கி சனிக்கோளை நோக்கித் தகவல் அனுப்பும். அதிலும் 20 நாட்கள்தான் முக்கிய பகுதிகளை உளவி அறிய முடியும் என்று ஆன்னி வெர்பிஸெர் கூறுகிறார்.

சனிக்கோளின் தனித்துவ மகத்துவ ஒளிவளையங்கள்

சூரிய மண்டலத்திலே நீர்மயமான பூமியைப் போல் தனித்துவம் பெற்றது ஒளிமய வளையங்கள் அணிந்த எழிலான சனிக்கோள் ! நானூறு ஆண்டுகளுக்கு முன்பு காலிலியோ தன் புதிய தொலைநோக்கியில் சனிக்கோளையும் இறக்கைபோல் தெரிந்த அதன் வளையங்களைக் கண்டது வானியல் விஞ்ஞானம் உலகில் உதயமாக அடிகோலியது !

Fig. 3
Bigger Metal Core for Saturn &
Unique Ring System

சனிக்கோளைத் தொலைநோக்கியில் ஆய்வு செய்த முப்பெரும் விஞ்ஞானிகள், இத்தாலியில் பிறந்த காலிலியோ, டச் மேதை கிரிஸ்டியன் ஹியூஜென்ஸ் [1629-1695], பிரென்ச் கணித ஞானி கியோவன்னி காஸ்ஸினி [1625-1712]. முதன்முதலில் தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி சனிக்கோளை ஆராய்ந்தவர் உலகத்தின் முதல் பெளதிக விஞ்ஞானிக் கருதப்படும் காலிலியோ. அவர் ஆக்கிய தொலைநோக்கிப் பிற்போக்கானதால் சனியின் வளையங்கள் செம்மையாகத் தெரியவில்லை ! கால வேறுபாட்டால் பிறகு சனி வளையங்களின் சரிவுக் கோணம் மாறுவதையும், காலிலியோ காணாது தவற விட்டார்!

1655 இல் ஹியூஜென்ஸ் முதன்முதல் சனியின் துணைக்கோள் டிடானைக் [Titan] கண்டுபிடித்தார். வளையங்களை 1610 இல் சனியின் சந்திரன்கள் என்ற தன் கருத்தை மாற்றி 1612 இல் காலிலியோ சனி ஒரு நீள்கோளம் [Ellipsoidal Planet] என்று தவறாகக் கூறினார்!

Fig. 4
Saturn’s Moons

1659 இல் ஹியூஜென்ஸ் காலிலியோவின் கருத்தைத் தனது மேம்பட்ட தொலைநோக்கியில் சரிபார்த்த போது, அவை சந்திரன்கள் அல்ல வென்றும், சனி நீள்கோள் அண்டமில்லை என்றும் அறிவித்தார். சனியைச் சுற்றி இருக்கும் ‘திடத் தட்டுதான் ‘ [Solid Plate] அவ்விதக் காட்சியைக் காலிலியோவுக்கு காட்டி யிருக்க வேண்டும் என்று ஹியூஜென்ஸ் எடுத்துக் கூறினார்.

அதற்கடுத்து இன்னும் கூரிய தொலைநோக்கியை ஆக்கிய பிரென்ச் கணிதஞானி காஸ்ஸினி, அது திடப் பொருள் தட்டில்லை என்றும், சனியைத் தொடாது சுற்றி யிருக்கும் துளைத் தட்டு என்றும் கண்டுபிடித்தார். காஸ்ஸினி மேலும் சனியின் உட்தள, வெளிப்புற வளையங்கள், வளையங்களின் இடைவெளிகள், சனியின் மற்ற நான்கு பனிபடர்ந்த துணைக் கோள்கள் இயாபெடஸ், ரியா, டையோன், டெதிஸ் [Icy Moons: Iapetus, Rhea, Dione, Tethys] ஆகியவற்றையும் கண்டுபிடித்தார். வளையங்களின் விளிம்புகள் பூமியை நேராக நோக்கும் போது, சில சமயங்களில் வளையங்கள் தெரியாது சனியின் கோள வடிவம் மட்டுமே தொலைநோக்கியில் தெரிகிறது!

Fig. 5
Saturn’s Old Rings

சனிக்கோள் வளையங்கள் எப்படி உருவாயின என்பது புதிரே

பனித்தோல் மூடிய துணுக்குகள், தூசிகள் நிரம்பிய சனியின் வளையங்கள் பரிதியின் ஒளியை எதிரொளிக்கின்றன ! அவற்றின் மீது விழும் 80% ஒளித்திரட்சியை அவை எதிரனுப்புகின்றன. ஒப்புநோக்கினால் சனிக்கோள் தான் பெறும் 46% சூரிய ஒளியைத் திருப்பி விடுகிறது. பூதக்கோள் வியாழன், யுரேனஸ், நெப்டியூன் ஆகிய கோள்கள் ஓரிரு வளையங்களைக் கொண்டிருந்தாலும் அவை பூமியிலிருந்து தெரியப் படுவதில்லை ! பரிதியின் வெளிக்கோள்களான வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் அனைத்தும் பெரும்பான்மையாக வாயுக்கள் கொண்ட வாயுக் கோள்கள். அசுர வேகத்திலும், பூதக் கவர்ச்சி ஆற்றலிலும் அகப்பட்ட கோடான கோடி துண்டு, துணுக்குகளை சனிக்கோள் ஒன்றுதான் தனது மத்திம ரேகைத் தளத்தில் (Equator Plane) வட்ட வீதியில் சுற்றும் பல்வேறு வளையங்களாய் ஆக்கிப் பிடித்துக் கொண்டுள்ளது ! செவ்வாய்க் கோளுக்கு அப்பால் கோடான கோடிப் விண்கற்கள், பாறைகள் பூதக்கோள் வியாழன் ஈர்ப்பாற்றலில் சுற்றி வந்தாலும் அவற்றைத் தனது சொந்த வளையங்களாக மாற்றி இழுத்துக் கொள்ள முடியவில்லை ! சனிக்கோள் மட்டும் எப்படித் தன்னருகே கோடான கோடிப் பனிக்கற்களை வட்ட வீதிகளில் சுற்றும் தட்டுகளாய்ச் செய்தது என்பது இன்னும் புதிராகவே இருந்து வருகிறது ! பேராசிரியர் மிசியோ காக்கு கூறியது போல் இந்த புதிய நூற்றாண்டில் சனிக்கோளின் அந்த நூதனப் புதிரை யாராவது ஒரு விஞ்ஞானி விடுவிக்கப் போகிறார் என்று நாம் எதிர்பார்க்கலாம் !

Fig. 6
Sun-rise over Saturn

தகவல்கள்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What Created Saturn’s Rings ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By : Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40206102&format=html
11 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40308155&format=html
12 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40407085&format=html
13 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
14 “Physics of the Impossible” Michio Kaku – Article By : Casey Kazan (March 4, 2008)
15 Skymania.com : Saturn’s Biggest Ring is Out of Hiding By : Paul Southerland (October 7, 2009)
16 Associated Press : NASA Telescope Discovers Giant Ring Around Saturn (October 6, 2009)
17 The Cavalier Daily : University Researchers Find Large Saturn Ring By : Katherine Raichlen (October 8, 2009)
18 NASA Release : NASA Space Telescope Discovers Largest Ring Around Saturn By : Whitney Clavin (October 6, 2009)
19 Astronomers Discover Solar System’s Largest Planetary Ring Yet Around Saturn (Update) By : John Matson (October 7, 2009)
20 NASA Report : The King of Rings – Saturn’s Infrared Ring (October 6, 2009)

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

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

Series Navigation

20091015_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! பிரபஞ்சத்தின் துவக்கம் என்ன ? முடிவு என்ன ? (கட்டுரை: 64 பாகம் -1)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா September 15, 2009

This entry is part [part not set] of 54 in the series 20090915_Issue

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

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

Fig. 1
Cosmic Expansion in Stages

“வெறுமையிலிருந்து எதுவுமே உருவாக முடியாது.”

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

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

எட்வேர்டு டிரையன், பௌதிகப் பேராசிரியர் நியூயார்க் பல்கலைக் கழகம் (1975)

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

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

Fig. 1A
What Powered the Big Bang ?

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

ஆடம் ·பிராங்க் (Astronomy Magazine Editor, Physicist)

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

ஸெனேகா (முதல் நூற்றாண்டு ஞானி)

Fig. 1B
Composition of the Cosmos

புரிந்தும் புரியாத புதிருக்குள் புதிரான பிரபஞ்சம் !

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

Fig. 1C
Before the Big Bang Expansion

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

காலாஸிகளை விண்மீன்களின் தோரணங்களோடு ஓர் ஒழுங்கு அமைப்பில் அடைத்து வைத்திருப்பது அவற்றின் மையத்தில் உள்ள புதிரான அசுரக் கருந்துளையின் (Black Hole) ஈர்ப்பியல் விசையே !

Fig. 1D
From the Beginning until Now

காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளை விரைவாக விரட்டிப் பிரபஞ்சத்தை விரியச் செய்வது மாயமான கருஞ்சக்தி (Dark Energy) ! கருஞ்சக்தி கவரும் ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிரான ஒரு விலக்கு விசை ! இந்த விலக்கு விசைதான் ஒளிமந்தைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி முறிந்து போகாதவாறு அவற்றைத் தனியாகக் கடத்திச் செல்கிறது !

பிரபஞ்சம் ஒன்றில்லை பல்வேறு !

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

Fig. 1E
Big Bang Events Funnel

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

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

Fig. 1F
Inflation Theory of the Universe

பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்னால் நேர்ந்தது என்ன ?

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

முன்பே இருந்த முடிச்சுத் துகளியல் கோட்பாட்டைப் புதிய கணித மொழியில் போஜோவால்டு எளிதாக்கினார். ஆனால் அவர் பயன்படுத்திய கணிதச் சமன்பாட்டு விதத்தில் ஒரு மகத்தான நிகழ்ச்சி பிரமிப்பை உண்டாக்கியது. அதாவது தற்போதுள்ள நமது பிரபஞ்சத்துக்கும் முன்பாக வேறொரு பிரபஞ்சம் இருந்திருக்கிறது என்பதைக் காட்டியுள்ளது.

Fig. 1G
The Doppler Shift of Galaxies

இது சற்று சிக்கலான சிந்தனைதான். ஏனெனில் பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில் கால வெளி அந்தக் கணத்தில் தோன்றின என்பது அறியப் படுகிறது. போஜோவால்டு கணிப்பு மெய்யானால் அது இதற்கு முந்தி இருந்த ஒரு பிரபஞ்சத்தை எடுத்துக் காட்டுகிறது. அது எங்கோ ஒரு மூலையில் ஒளிந்து கொண்டுள்ளது. ஆனால் அது சிறுத்துக் குறுகிப் போய் பேரசுரத் திணிவில், பேரளவு உஷ்ணத்தில் மிகக் மிகக் குள்ளி காலவெளிக் கடுகாய்க் (Ultra-dense, Ultra-Hot & Ultra-Small Ball of Space Time) கிடக்கிறது ! ஏதோ ஓர் கட்டத்தில் எப்படியோ அந்த உஷ்ணத் திணிவுக் கடுகைத் “துகளியல் ஈர்ப்பாற்றல்” (Quantum Gravity) இழுத்துச் சுருக்கி வைத்துக் கொண்டது.

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

Fig. 1H
Holographic Universe

நான்கு வகுப்பு வடிவ நிலைகளில் பிரபஞ்ச அமைப்புகள்

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

Fig. 2
Hubble Telescope Distant
View

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

1. பல்லரங்க பிரபஞ்சங்கள் (Multi-Domain Universes)

வகுப்பு : 1 (திறந்த வெளிப் பிரபஞ்சம்)

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

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

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

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

Fig. 3
The Birth of our Milky Way
Galaxy

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

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

3. பல்வேறு பிரபஞ்சங்கள் (Multiverses)

வகுப்பு : 3

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

Fig. 4
Universe Expansion Models

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

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

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

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

Fig. 5
What Happened after the Big Bang ?

காலமற்ற ஒரு பிரபஞ்சம் (A Timeless Universe) !

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

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

Fig. 6
Edwin Hubble’s Own Telescope

(தொடரும்)

+++++++++++

தகவல்கள்:

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

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

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

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

Series Navigation

20090915_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! புதிரான ஈர்ப்பு விசையும், புலப்படாத கருந்துளையும் (கட்டுரை: 63)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா September 4, 2009

This entry is part [part not set] of 36 in the series 20090904_Issue

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

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

Fig. 1
Anatomy of a Black Hole

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

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

பெர்ட்ராண்டு ரஸ்ஸல் (1872-1970)

Fig. 1A
Black Hole Edge

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

ஜார்ஜ் பெர்னாட் ஷா (1856-1950)

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

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

Fig. 1B
Giant Black Hole in the Universe

கருந்துளைகள் முதன்முதல் கண்டுபிடிப்பு

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

Fig. 1C
Black Hole Simulation

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

Fig. 1D
What is A Black Hole

கருந்துளை என்பது என்ன ?

ஒரு கருந்துளை என்பது அதன் ஈர்ப்பியல் ஆற்றலைத் தாண்டும் ‘விடுதலை வேகத்துக்கு’ (Escape Velocity) ஒப்பாகப் பெருத்துக் கதிர்வீசும் ஒரு மாயப் பிண்டச் சேமிப்பு (Huge Invisible Mass). சில விஞ்ஞானிகள் அதைக் ‘கருஞ்சக்தி விண்மீண்’ அல்லது ‘மாய விண்மீன்’ (Dark Energy Star OR Invisible Star) என்று அழைக்கிறார்.

Fig. 1E
Black Hole in Binary System

உதாரணமாக பூமியின் நிறைக்கேற்ப அதன் விடுதலை வேகம் : 11 கி.மீ./வினாடி (சுமார் 40,000 km/hour) (24000 mph) என்று கணக்கிடப் படுகிறது. அதாவது 11 கி.மீ./வினாடி வேகத்தில் செல்லும் ஒரு ராக்கெட் பூமியின் ஈர்ப்பு சக்தியைத் தாண்டிச் செல்லும். அதாவது ஓர் அண்டத்தின் விடுதலை வேகம் அதன் திணிவு அடர்த்தியைச் (Compactness or Mass to Radius Ratio) சார்ந்தது. ஒரு கருந்துளையின் திணிவு அடர்த்தி (ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்திற்குள்) ஒளிவேகம் கொண்ட துகள் கூட தாண்டிச் செல்ல முடியாதவாறு அசுர அளவில் மிகையானது ! அதாவது கருந்துளைகளின் ஈர்ப்பியல் சக்தியும் பேரளவு பெருத்தது !

எத்தனை வகையான கருந்துளைகள் உள்ளன ?

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

Fig. 1F
Properties of Black Holes

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

Fig. 1G
How Black Holes Form ?

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

Fig. 1H
What is Gravity

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

Fig. 1K
Black Holes at the Center of Galaxies

விண்மீன் கருந்துளைகள் எப்படி உண்டாகின்றன ?

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

Fig. 1L
Why Black Holes are Important ?

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

Fig. 1M
Black Holes & Entropy

நியூட்டனின் பழைய ஈர்ப்பியல் விதி மாற்றமானது !

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

Fig. 2
Mass Limit of Supermassive Black Holes

பரிதி மண்டலத்தில் புதிரான புதன் கோளின் சுற்றுவீதி !

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

Fig. 3
Our Magnificent Milky Way
Galaxy

(தொடரும்)

+++++++++++

தகவல்கள்:

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

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

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

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

Series Navigation

20090904_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள்! கடுகு விண்மீன்கள், பிரியான் விண்மீன்கள்(Compact Stars&Preon Stars) (கட்டுரை:62 பாகம்-1)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா August 20, 2009

This entry is part [part not set] of 38 in the series 20090820_Issue

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

பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பு வேளையில்
பொரித்த சிசுக் குஞ்சுகளில்
பிரியான் நுண்துகள்கள்
ஒருவித மூலாதாரப்
பரமாணுக்கள் !
பரிதி விண்மீன் போல்
ஒளிவீசும்
அரிய விண்மீன்கள் கோடி கோடி !
அவற்றின் உருவம் எல்லாம்
அசுர வடிவங்கள் !
ஆயினும் திணிவு நிறை குன்றியது !
நியூட்ரான் விண்மீன்களின்
நிறை பெருத்தாலும்
உருவம் சிறியது ! ஆனால்
பிரியான் துகள்கள் நிரம்பிய
கடுகு விண்மீன்கள்
எலுமிச்சை போலிருக்கும் !
அசுரத் திணிவும், அபார நிறையும்
கணிக்க முடியாது ! அவை
கரும் பிண்டத்தின் களஞ்சியம் !
கருந்துளை போல் காண முடியாது
கடுகு விண்மீனை !
பரிதியும் நாலரை பில்லியன்
வருடங்கள் கழிந்தொரு
பிரியான் விண்மீனாகும் ! விண்மீன்
பரிணாமத் தளர்ச்சியின்
இறுதி நிலை அது !

Fig. 1
Atom, Protons, Neutrons &
Quarks

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 அடிப்படைப் பரமாணுக்கள் (Subatomic Particles). 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)

“இதுவரை யாரும் அவற்றைப் பார்த்தில்லை ! குவார்க் அல்லது நியூட்ரினோ (Quark or Neutrino) போன்று நுண்ணியதும், வெகு வேகமாகச் செல்வதுமான துகள்களைப் பார்க்கப் போவதுமில்லை ! அவற்றின் வடிவத்தை அறிந்தால்தான் இவற்றைப் போல் அவை உள்ளன என்று கூறித் தர்க்க மிடலாம். !”

பேராசிரியர் ஜான் ஹென்ரிக் ஆன்டர்ஸன் (University of Michigan’s School of Art & Design)

Fig. 1A
Subatomic Particles

சுருக்க விண்மீன்கள், பிரியான் விண்மீன்கள் (Compact Stars & Preon Stars)

Fig. 1B
Quarks, Photons & Gluons

துகள் பௌதிக இயல்புநிலை மாதிரியில் (Standard Model of Particle Physics) நிலைத்துவம் பெறும் சுருக்க விண்மீன்களின் திணிவு நிறைக்கு ஓர் உச்ச வரம்பு (Upper Limit to the Density of Stable Compact Stars) உள்ளது ! ஆனால் பிரியான்கள் வடிவத்தில் இன்னும் மிகையாய் நுண்ணிய மூலாதரப் பரமாணுக்கள் இருப்பின் அந்த வரம்புத் திணிவைக் கடந்து மீண்டும் நிலைத்துவம் (Stability) உறுதிப்படுத்த படலாம் ! எரிவாயு தீர்வு நிலை அடையும் போது இயங்கும் ·பெர்மியானிக் பிரியான்கள் (Fermionic Preons) நிலைத்துவச் சுருக்க விண்மீன்கள் (Stable Compact Stars) உண்டாக்குவதாக விஞ்ஞானிகள் எடுத்துக் காட்டுகிறார் ! அந்தத் திணிவு நியூட்ரான் விண்மீன்களின் திணிவு, குவார்க் விண்மீன்களின் திணிவை விட (Density of Neutron Stars & Quark Stars) மிஞ்சியதாக இருக்கும் ! அந்த வகை விண்மீன்களை விஞ்ஞானிகள் “பிரியான் விண்மீன்கள்” என்று குறிப்பிடுகிறார்.

Fig. 1C
Fundamental Particles

பிரியான் விண்மீன்கள் வெண்குள்ளி (White Dwarfs), நியூட்ரான் விண்மீன்களை விடச் சிறியவை ! அவற்றின் இருக்கை வானியல் விஞ்ஞானத்தில் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது ! காரணம் : பிரியான் விண்மீன்கள் குளிர்ந்த கரும் பிண்டத்துக்கு மூலக் களஞ்சியமாக இருக்கிறது. அதி உயர் சக்தி அகிலக்கதிர்கள் (Ultra-high Energy Cosmic Rays) உண்டாகும் சேமிப்புக் களமாக உள்ளது ! குவார்க், லெப்டான் துகள்களின் (Quarks & Leptons) உட்கருவில் இருக்கும் அடிப்படை நுண் துகள்கள் “பிரியான்கள்” எனப்படுபவை. “பிரியான் விண்மீன்” (Preon Star) எனப்படுவது ஒருவகையான அனுமானச் சுருக்க விண்மீனே (Hypothetical Compact Star) ! அவற்றைக் காமாக் கதிர்களின் ஈர்ப்பாற்றல் ஒளிக்குவிப்பு முறையில் (Gravitational Lensing of Gamma Rays) காணலாம். புதிரான கருந்துளைகளின் மர்ம இருப்பைக் காண எதிர்காலத்தில் பிரியான் விண்மீன்களே உதவி புரியும்.

Fig. 1D
Preon Star Relative Size

சுருக்க விண்மீன்கள் மரண விதிக்குத் தப்பியவை !

சுருக்க விண்மீன்களின் கட்டமைப்பு (Structure) வெப்ப உஷ்ணத்துக்கு அப்பாற்பட்டது ! பல்லாண்டு காலம் சுருக்க விண்மீன்கள் மினுமினுத்துக் கொண்டு குளிர்ச்சி நிலை அடைந்து வரும் ! அதுவே விண்மீன் பரிணாமத் தளர்ச்சி முற்றுப் புள்ளி அல்லது சமாதி நிலை என்று குறிப்பிடப் படுகிறது ! விண்மீனில் வேறு விதத்தில் உண்டாகும் வாயு அழுத்தம் காலம் கடந்தாலும் மாறுவதில்லை. முடிவில் எல்லா விண்மீன்களும் முற்றிலும் மினுமினுக்காது சுருக்க விண்மீனாய் மாறிச் சமாதி நிலை அடைகின்றன ! அண்டக் கோள்கள், முறிவுக் கோள்கள், வால்மீன்கள் (Planets, Asteroids & Comets) போன்றவை “சுருக்க அண்டங்கள்” (Compact Objects) என்று குறிப்பிடப் படுகின்றன. ஆனால் அவை மூன்றும் விண்மீன்கள் போன்று வெப்ப நிலை பெறாமல் எப்போதும் விண்வெளியில் தணிந்த உஷ்ணத்தில் குளிர்க் கோள்களாகவே சுற்றி வருகின்றன ! பிரபஞ்சத்தில் அனைத்து விண்மீன்களும், பிண்டங்களும் முடிவில் “கோள்கள், வெண்குள்ளிகள், நியூட்ரான் விண்மீன்கள், முரண்/விந்தை விண்மீன்கள், கருந்துளை” (Planets-like, White Dwarfs, Neutron Stars, Exotic Stars & Black Hole) எனப்படும் ஐந்து விதச் சுருக்க அண்டங்களாக மாறுகின்றன !

Fig. 1E
QWuarks & Leptons

கோள்களில் பூதக்கோள் வியாழன் (Planet Jupiter) பரிதி மணடலத்திலே எல்லாவற்றியும் விட பெருநிறை கொண்டு திணிவு குன்றிய குளிர்க் கோளம். ஆனால் பேரளவு நிறை கொண்ட வெண்குள்ளிகள் பெருநிறை கொண்ட குளிர்க் கோள்களை விட வடிவத்தில் சிறியவை ! நமது பரிதியைப் போல் சுமார் இரண்டு மடங்கு நிறை கொண்ட நியூட்ரான் விண்மீன்கள் 10 அல்லது 20 கி.மீ. (6 -12 மைல் விட்டம்) விட்டத்தில் சிறுத்து திணிவு மிக்க (Highly Dense & Small) சுருக்க விண்மீனாக முடிவில் முடத்துவ நிலை அடைகிறது !

முரண் விண்மீன்கள். விந்தை விண்மீன்கள், பிரியான் விண்மீன்கள்

1. முரண் விண்மீன்களைக் (Exotic Stars) :

நியூட்ரான் விண்மீன்களின் உச்சநிறைப் பெருக்குக்கு ஒரு வரையறை உள்ளது. அந்த எல்லை நிறை தற்போது நமது பரிதியைப் போல் மூன்று மடங்கு என்று நிர்ணயமாகி யுள்ளது. துல்லியமான அளவு திணிவு அதிகமான நியூட்ரான்களின் (Neutrons at High Density) இடையே ஏற்படும் விசைகளைப் பொருத்தது. மிகையான நிறை சேர்ந்து அந்த வரையறை அடைந்து புதிய சமநிலைத்துவம் (New Equilibrium) காணப்படும். இந்த நிலை முரண் விண்மீன்களைக் (Exotic Stars) குறிப்பிடுகிறது.

Fig. 1F
White Dwarfs

2. விந்தை விண்மீன்கள் : (Strange Stars)

குவார்க் விண்மீன்கள் (Quark Stars) அல்லது விந்தை விண்மீன்கள் (Strange Stars) என்று குறிப்பிடப் படுபவை நியூட்ரான் விண்மீன்களின் திணிவுக்கும் (Density of Neutron Star) அகிலவெளி விண்மீன் கருந்துளைகளின் திணிவுக்கும் (Density of Stellar Black Holes) இடைப்பட்டவை ! அவற்றில் நியூட்ரான்கள் குவார்க்களின் உள்ளமைப்புத் துகள்களாய்ப் பிரிவு நிலை எய்திடும் (Decompose into constituents). அந்த விண்மீன் இன்னும் நிறை சேர்ந்தால் மேலும் சுருங்கிப் போய் ஒரு புதிய நிலையில் பிழைத்துக் கொள்கிறது. அதுவே பிரபஞ்சத்தின் மிகப் பெரிய பரமாணுவாய்த் (Largest Nucleon of the Universe) தலைதூக்குகிறது !

3. பிரியான் விண்மீன்கள் : (Preon Stars)

ஒரு காலத்தில் அணுவின் மூலாதாரத் துகள்கள் என்று தீர்மானிக்க பட்ட புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும் இருபதாம் நூற்றாண்டின் கடைசிப் பத்தாண்டுகளில் அவ்விதம் அல்ல என்று கருத்து மாறியது. புரோட்டானிலும், நியூட்ரானிலும் பல்வேறு குவார்க்குகள் இணைந்துள்ளன என்று பின்னால் அறியப்பட்டது. ஆனால் இப்போது குவார்க்குகளும், லெப்டான்களும் (Quarks & Leptons) அணுவின் அடைப்படைத் துகள்கள் என்று கருதப்படாமல் வேறு சில நுண்துகள்கள் சேர்ந்தவை என்று நுண்துகள் பௌதிக (Particle Physics) விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார் ! குவார்க்கிலும், லெப்டானிலும் “பிரியான்” (Preons) எனப்படும் நுண்துகள்கள் இணைந்துள்ளன என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார். அது மட்டுமல்ல ! திணிவு நிறை பெருத்த பிரியான் விண்மீன்கள் (Highy Dense & Small Preon Stars) விண்வெளியில் இருக்கின்றன என்பதை நினைத்துக் கூடப் பார்க்க முடியாது ! நமது பரிதியின் வடிவம் 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு பத்தில் ஒரு பகுதியாகச் சுருங்கி அதன் ஆரம் (Radius) ஒரு மீடர் அல்லது அதற்கும் குறைந்து “சுருக்க விண்மீன்” அல்லது “கடுகு விண்மீனாக” மாறிவிடும் ! அதாவது நமது பரிதி வருங்காலத்தில் எழப் போகும் ஒரு பிரியான் விண்மீன் ! அந்தக் கடுகு விண்மீனின் திணிவு : (Density 10^20 gram/cubic cm.) என்று கணிக்கப்படுகிறது. அதற்கும் மேலாகி திணிவு (Density 10^30 gram/cubic cm) அளவை எட்டி விடும் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார் !

Fig. 1G
Fermions

4. கருந்துளைகள் (Black Holes)

நமது சோதனையை தொடர்ந்து இன்னும் நிறையைச் “சுருக்க விண்மீனில்” சேர்த்தால் சமநிலை வரையறையைத் தாண்டித் திணிவு நிறை முறிவு நிலைக் கட்டத்துக்கு ஏறுகிறது ! விண்மீனின் அழுத்தம் உட்புற ஈர்ப்பு இழுப்புக்கு எதிராய் ஈடு கொடுக்க இயலாது, விண்மீனின் கவர்ச்சி உச்ச அபாய நிலை அடைந்து ஒரு சில மில்லி வினாடிகளில் தகர்க்கப் படுகிறது ! அப்போது மேற்தள விடுதலை வேகம் (Escape Velocity at the Surface) மூன்றில் ஒரு பங்காக இருந்த ஒளிவேகம், முழுமையாக ஒளி வேகத்தையும் மிஞ்சுகிறது ! எந்தப் பிண்டமும் ஒளி வேகத்தில் திடப் பொருளாக இருக்க முடியாது ! அதாவது விண்மீனின் திணிவுப் பிண்டம் சிதைந்து ஒளிச்சக்தியாகி ஒரு கருந்துளை உருவாகிறது ! அப்போது அந்த நிகழ்ச்சித் தொடுவானில் புலப்படாத ஆனால் கருவிகளுக்குத் தெரியும் ஒற்றை அரங்கு விழுங்கியாக உண்டாகிறது ! அதுவே ஒற்றைப் புள்ளியாக அல்லது ஒற்றை ஈர்ப்பு அரங்காக (Gravitational Singularity) அமைக்கப் படுகிறது !

Fig. 2
Compact Stars

பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படைக் கட்டமைப்புத் துகள்கள்

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 << மேல், கீழ், நளினம், நூதனம், உச்சம், நீச்சம் >> (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.

Fig. 3
Neutron Star Inner
Structure

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 பிணைத்துப் பிரபஞ்சத்தைப் படைத்துள்ளது !

(தொடரூம்)
+++++++++++

தகவல்கள்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Moon form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By : Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies (2005)
10 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
10 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40802141&format=html (Gamma Ray Bursts)
10 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40801031&format=html (Neutron Stars)
10 (c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40905121&format=html (Death Stars)
10(d) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40905281&format=html (Harmful Death Stars)
10(e) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40801171&format=html (The Fundamental Particles of the Universe)
11 Space Com – Origins of the Universe’s Most Powerful Magnets (The Magnetars) By : Michael Schirber (Feb 1, 2005)
12 Extreme Universe : Magnetic Fields & Magnetars Posted By : Jcconwell in Astronomy (Mar 12, 2009)
13 Science Illustrated – Death Star – Could the Most Magnetic Objects (Magnetars) in the Universe Cause Extinction on Earth ? (Jan-Feb 2009)
14 From Wikipedea – Magnetar (May 1, 2009).
15 Space & Earth – Integral Looks at Earth to Seek Source ogf Cosmic Radiation (Mar 16, 2006)
16 BBC News – NASA’s Eye on the Violent Cosmos By Paul Rincon [June 6, 2008]
17 BBC News – A Glimpse of Ancient Dying Stars By Victoria Gill (Sep 7, 2009)
18 Astronomy – Gammy Rays from Monster Stars By Philips Plait (Feb 7, 2007)
19 Thunderbolt Info – Magnetic Monsters (May 22, 2009)
20 Astronomy Magazine – In Search of the Galaxy’s Magnetic Monsters By : Steve Nadis (September 2009)
21 Preon Trinity – A New Model of Leptons & Quarks (October 12, 1999)
22 Nuggets of New Physics By D. Aguilar (November 20 2007)
23 WWW.Physorg.com – Subatomic Particles Quarks, Photons & gluons (June 30, 2005)
22 Science Direct – Preon Stars – A New Class of Cosmic Compact Objects By Johan Hansson & Fredrik Sandin. Lulea University of Technology, Sweden (June 8, 2004)
23 Compact Stars By Wikipedia (August 10, 2009)
24 Daily Galaxy – The Odd Case of Preon Stars (August 17, 2009)

++++++++++++++++
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (August 20, 2009)

Series Navigation

20090820_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! காந்த விண்மீன்களில் தீவிரக் காமாக் கதிர் வெடிப்புகள் ! (High Energy Gamma-Ray Bursts fr

சி. ஜெயபாரதன், கனடா August 13, 2009

This entry is part [part not set] of 44 in the series 20090813_Issue

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

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

Fig. 1
Gamma-Rays from Magnetar

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

டோனால்டு ·பைகர் (Donald Figer, Rochester Institute of Tecnology, USA)

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

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

Fig. 1A
Inside a Magnetar

விண்வெளியில் பூதக் கதிர்கள் வீசும் காந்த விண்மீன்கள் !

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

Fig. 1B
Gamma-Ray Flares from Magnetar

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

Fig. 1C
The Mighty Magnetar

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

Fig. 1D
ESA gamma-Ray Probe

புதிரான காமாக் கதிர்வீசும் பூதக் காந்த விண்மீன்கள்

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

Fig. 1E
Magnetars Discovered

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

Fig. 1F
High Energy Gamma-Ray
Observatories

தீவிரக் காமாக் கதிர் வீசும் காந்த விண்மீன்

2007 ஆண்டுவரை விஞ்ஞானிகள் 16 காந்த விண்மீன்களைக் கண்டுபிடித்துள்ளார். அவற்றின் பெயர்கள், இருப்பிடங்கள், சுழற்சி வேகங்கள், கண்டுபிடித்த ஆண்டுகள் ஆகிய விபரங்களை அட்டவணையில் காணலாம். அவற்றில் 1979 இல் கண்டுபிடிக்கப் பட்ட காந்த விண்மீன் SGR 1806-20 டிசம்பர் 27 2004 தேதி அன்று இதுவரைப் பதிவு செய்யப் படாத அளவு கதிர்ச் சக்தியை வெளியிட்டிருக்கிறது. அந்தப் பேரளவு சக்தி நமது சூரியன் 250,000 ஆண்டுகள் தொடர்ந்து வெளியிடும் வெப்ப சக்தி அளவுக்கு ஒப்பாகும். வெளியிட்ட நேரம் : 0.2 வினாடி ! வெளியிட்ட அளவு : வினாடிக்கு 1 மில்லியன் ஒளித்துகள் (1000,000 Photons per Sec) ! இந்தக் காந்த விண்மீன் ஓர் எக்ஸ்-ரே துடிப்புக் களஞ்சியம் (Pulsating X-Ray Source). பூமியிலிருந்து 50,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது. அதன் சுழற்சி வேகம் : 7.56 வினாடிக்கு ஒரு சுற்று. அதன் அசுரக் காந்த ஆற்றல் : 10^15 காஸ் (Gauss). ஒப்பு நோக்கினால் பூமியின் காந்த தளத்தின் ஆற்றல் : 0.6 காஸ் ! அகில உலக விஞ்ஞானிகள் 2004 டிசம்பர் 27 ஆம் தேதி அன்று விளைந்த சம்பவங்களை ஆராய்ந்து டங்கன் தாம்ஸன் கோட்பாடுகளை ஒப்புக் கொண்டுள்ளனர். அதாவது காந்த விண்மீனின் முறிவுகளில் கதிர் வீச்சுகள் வெளிப்படுகின்றன என்றும் இந்த காந்த தளங்கள் விண்மீனின்

Fig. 2
Making a Magnetar

மேற்தட்டைப் (Magnetar’s Crust) பல மைல் தூரம் தகர்த்துக் கிழிக்கின்றன ! இந்த முறிவு அரங்குகள் பூமியிலுள்ள பூகம்பப் பழுதுக் கோடுபோல் (Earth’s Tectonics Fault Line) காணப் படுகின்றன. 1998 ஆகஸ்டு மாதம் 20,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள SGR 1900+14 காந்த விண்மீன் மிகச் சக்தி வாய்ந்த காமா கதிர்களையும் எக்ஸ்-ரே கதிர்களையும் உமிழ்ந்தது !

நியூட்ரான் விண்மீன்களில் காமாக்கதிர் வெடிப்புகள்

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

Fig. 3
Supernova Explosions

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

Fig. 4
Spitzer Telescope

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

Fig. 5
What Are Neutron Stars ?

பால்வீதி விண்மீன் கொத்துக்களில் காந்த விண்மீன்களைத் தேடல்

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

Fig. 6
Gamma-Ray Bursts initiate
Earthly Disasters

+++++++++++

தகவல்கள்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Moon form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By : Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies (2005)
10 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
10 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40802141&format=html (Gamma Ray Bursts)
10 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40801031&format=html (Neutron Stars)
10 (c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40905121&format=html (Death Stars)
10(d) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40905281&format=html (Harmful Death Stars)
11 Space Com – Origins of the Universe’s Most Powerful Magnets (The Magnetars) By : Michael Schirber (Feb 1, 2005)
12 Extreme Universe : Magnetic Fields & Magnetars Posted By : Jcconwell in Astronomy (Mar 12, 2009)
13 Science Illustrated – Death Star – Could the Most Magnetic Objects (Magnetars) in the Universe Cause Extinction on Earth ? (Jan-Feb 2009)
14 From Wikipedea – Magnetar (May 1, 2009).
15 Space & Earth – Integral Looks at Earth to Seek Source ogf Cosmic Radiation (Mar 16, 2006)
16 BBC News – NASA’s Eye on the Violent Cosmos By Paul Rincon [June 6, 2008]
17 BBC News – A Glimpse of Ancient Dying Stars By Victoria Gill (Sep 7, 2009)
18 Astronomy – Gammy Rays from Monster Stars By Philips Plait (Feb 7, 2007)
19 Thunderbolt Info – Magnetic Monsters (May 22, 2009)
20 Astronomy Magazine – In Search of the Galaxy’s Magnetic Monsters By : Steve Nadis (September 2009)

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

Series Navigation

20090813_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! காலக்ஸி ஒளிமந்தையின் நான்கு நியதிகள் (கட்டுரை: 60 பாகம் -3)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா July 16, 2009

This entry is part [part not set] of 39 in the series 20090716_Issue

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

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

Fig. 1
Spiral Castle Galaxy

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

·பிராங்க் சூ (Frank Shu University of California, San Diego)

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

டாக்டர் மிசியோ காக்கு, (அகிலவியல் விஞ்ஞான மேதை)

Fig. 1A
The Big Bang & Galaxy Appearance

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

வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள்

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

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

Fig. 1B
Galaxy Formation

பிரபஞ்சத்தில் பெரு வெடிப்பிற்குப் பின் விளைந்த புரட்சி!

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

Fig. 1C
Galaxy : NGC 3079

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

Fig. 1D
Cosmic Pearls around a Galaxy

பிரபஞ்சத்தின் பூதகரமான காலாக்ஸி மந்தைகள்

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

Fig. 1E
Evolution of a Galaxy

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

Fig. 1F
Sagittarius A Location

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 1

காலக்ஸி கொந்தளிக்க முனைந்து ஒரு மையத்தை நோக்கிக் குவிகிறது.

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

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

Fig. 2
Cartwheel Galaxy &
Galaxies seen by Telescopes

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

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 2

காலக்ஸிகளின் தோற்ற வளர்ச்சி பிரபஞ்சத்தின் முழு ஒழுங்கீனத்தை மிகையாக்குகிறது.

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

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

Fig. 3
Galaxy Formation

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

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 3

காலக்ஸியின் கோண நெம்புதல் எப்போதும் நிலையானது.

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

Fig. 4
Milky Way Galaxy Spiral Arms

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

காலக்ஸி உருவாக்க நியதி : 4

சீரமைப்பில் நிலைக்க முனையும் காலக்ஸிகள் முடிவாக அடைவது தோல்வியே

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

Fig. 5
Giant Galaxy String

21 ஆம் நூற்றாண்டில் காலக்ஸிகளின் ஐக்கியப் படைப்பு நியதி

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

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

Fig. 6
Spectacular View of a Spiral Galaxy

(தொடரும்)
+++++++++++++++++++++

தகவல்:

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

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

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

Series Navigation

20090716_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! பால்வீதி காலாக்ஸியின் அமைப்பும் உறுப்புகளும் (கட்டுரை: 60 பாகம் -2)

சி. ஜெயபாரதன், கனடா July 9, 2009

This entry is part [part not set] of 39 in the series 20090709_Issue

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

அகிலவெளி அரங்கிலே
முகில் வாயுவில் தோன்றிய
காலாக்ஸிகள் இரண்டு மோதினால்
கைச்சண்டை புரியாமல்
கைகுலுக்கித்
தழுவிக் கொள்ளும் !
கடலிரண்டு கலப்பது போல்
உடலோடு உடல்
ஒட்டிக் கொள்ளும் !
வாயு மூட்டம்
கட்டித் தழுவிக் கொள்ளும் !
கர்ப்பம் உண்டாகி
காலாக்ஸிக்கு
குட்டி விண்மீன்கள் பிறக்கும் !
இட்ட எச்சத்திலே
புதிய கோள்கள் உண்டாகும் !
ஈர்ப்புச் சக்தியால்
விண்மீனைச் சுழல வைக்கும்
காலாக்ஸி !
கோள்களை நீள்வட்டத்தில்
சுற்ற வைக்கும்
விண்மீன்கள் !
காலாக்ஸி மந்தைகளைப்
படகாய்க்
கடலில் உந்தச் செய்வது
கருமைச் சக்தி !

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

ஆப்ரஹாம் லோப் வானியல் பேராசிரியர், ஹார்வேர்டு பல்கலைக் கழகம் (Abraham Loeb)

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

டேனியல் கிறிஸ்ட்லைன் (Daniel Christlein, Astronomer Yale University)

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

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

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

ரே ஜெயவர்தனா வானியல் பேராசிரியர், டொராண்டோ பல்கலைக் கழகம், கனடா

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

ராஜர் வின்ட்ஹார்ஸ்ட் & ஸாமுவெல் பாஸ்காரெல் (அரிஸோனா மாநிலப் பல்கலைக் கழகம்)

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

கிரேக் போதுன் (Creg Bothun, University of Oregon Astronomer)

தணிவு மேனி ஒளிபடைத்த காலாக்ஸிகளின் தோற்ற விளக்கங்கள்

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

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

எப்படி காலக்ஸி வடிவங்கள் உருவாகின்றன ?

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

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

வானியல் விஞ்ஞானிகள் பெருங்கொண்ட ஸ்லோன் புள்ளித்துவ விண்வெளிப் பரவிய நோக்கில் (Sloan Digital Sky Survey) பால்வீதி காலக்ஸியின் அருகில் சுற்றிவரும் விந்தையான பல்வேறு குள்ள காலக்ஸிகளைக் (Dwarf Galaxies) கண்டுபிடித்திருக்கிறார். மங்கலாகத் தெரியும் அவை யாவும் ஆன்ரோமேடா காலக்ஸிக்கும் (Andromeda Galaxy) அருகே உள்ளன ! அது நமக்கு உணர்த்துவது என்ன வென்றால் குள்ள காலக்ஸிகளைச் சிதறச் செய்வது பால்வீதி காலக்ஸியின் அசுர ஈர்ப்பாற்றல் மண்டலமே !

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

பால்வீதி ஒளிமந்தையின் உள்ளே விண்மீன் உற்பத்தி

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

1. காலக்ஸியின் மையக் கரு (Galactic Center)

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

2. காலக்ஸியின் புடைப்பு (Galactic Bulge)

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

3. காலக்ஸிப் பட்டை (Galactic Bar)

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

4. மைய மூலக்கூறு அரங்கம் (Central Molecular Zone)

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

5. சுருள் கரங்கள் (Spiral Arm)

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

6 வாயு நகர்ச்சி (Gas Flow)

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

7. காலக்ஸித் தட்டு (Galactic Disc)

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

8. காலக்ஸித் தட்டின் அமைப்பு (Disc Structure)

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

9. ஹைடிரஜன் வாயு முகில்கள் (Gas Clouds)

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

10 கோள் வடிவுக் கொத்துகள் (Globular Clusters)

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

11 தட்டின் முரண் சீர்மைப்பாடுகள் (Disk Asymmetries)

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

12. வாயு முகில் சுழற்சி (Gas Cloud Rotation)

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

அடுத்து காலாக்ஸிகளின் உருவாக்க விதிகளை அறிவோம்

(தொடரும்)
+++++++++++++++++++++

தகவல்:

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

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

Series Navigation

20090709_Issue

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! பரிதி மண்டலம் சுற்றும் நமது பால்வீதி காலாக்ஸி எப்படி இயங்குகிறது ? (கட்டுரை: 60 பாகம் –

சி. ஜெயபாரதன், கனடா July 2, 2009

This entry is part [part not set] of 28 in the series 20090702_Issue

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

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

Fig. 1
The Cosmic History

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

கிரேக்க மேதை பிளாடோ (கி.மு. 428-348)

லிங்கன் பார்னெட் (பிரபஞ்சம் & டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன்)

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

டாக்டர் மிசியோ காக்கு, (அகிலவியல் விஞ்ஞான மேதை)

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

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

Fig. 1A
Evolution of a Galaxy

கண்ணுக்குத் தெரியும் பிரமாண்டமான பால்வீதி காலாக்ஸி

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

Fig. 1B
Schematic View of a Galaxy

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

Fig. 1C
Shape of a Galaxy

பரிதி மண்டலம் சுற்றும் நமது பால்வீதி காலாக்ஸி

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

18 ஆம் நூற்றாண்டில் வானியல் விஞ்ஞானிகளான வில்லியம் ஹெர்செல் அவரது சகோதரி கரோலின் ஹெர்செல் (William Herschel & Caroline Herschel) இருவரும் பல்வேறு விண்மீன்களின் இடைத் தூரங்களைப் பல்வேறு திசைகளில் கணித்தனர்,

Fig. 1D
Our Huge Milky Way Galaxy

பால்வீதி காலாக்ஸி தட்டு போல் அமைந்த விண்மீன் முகில் என்றும் நமது பரிதி பால்வீதி மையத்தில் இருப்பதாகவும் கூறினார். 1781 ஆம் ஆண்டில் சார்லஸ் மெஸ்ஸியர் (Charles Messier) வான வெளியில் மங்கல் பொட்டு ஒளிகளான (Faint Patches of Light) பல்வேறு நிபுளாக்களை பதிவு செய்து அவற்றை எல்லாம் சுருள் நிபுளாக்கள் (Spiral Nubulae) என்ற வகுப்பில் பிரித்தனர். 20 ஆம் நூற்றாண்டில் வானியல் நிபுணர் ஹார்லோ ஸேப்லி (Harlow Shapely) கோள் வடிவில் உள்ள விண்மீன் கொத்துக்கள் (Globular Star Clusters) பரவி இருப்பதையும், அவை இருக்கும் தளங்களையும் அளந்து பால்வீதி மந்தையின் மையம், பூமியிலிருந்து 28,000 ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கிறது என்றும், விண்மீன் தோரணங்களான ஸாகிட்டாரியஸ், ஸ்கார்ப்பியோ (Constellations Sagittarius & Scorpio) இரண்டுக்கும் அருகில் உள்ளது என்றும், பால்வீதி மையம் தட்டாக இல்லாமல் ‘ஆப்பம் போல்’ (Pan Cake) நடுவில் தடித்த தென்றும் அறிவித்தார்கள் ! மெஸ்ஸியர் கூறிய சுருள் நிபுளா பிரபஞ்சத் தீவுகள் அல்லது காலாக்ஸிகள் (Island Universe or Galaxy) என்று பின்னால் ஹார்லோ ஸேப்லி தர்க்கம் செய்தார்.

Fig. 1E
Hydrogen Gas in Omega Nebula

1942 இல் வானியல் விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிள் (Edwin Hubble) தனது புதிய மிகப் பெரும் 100 அங்குலத் தொலைநோக்கி மூலம் உளவி அந்தத் தர்க்கங்களுக்கு முற்றுப் புள்ளி வைத்தார்.

பால்வீதி காலாக்ஸி புரியும் பௌதிகப் பணிகள் என்ன ?

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

Fig. 1F
Milky Way Galaxy Details

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

Fig. 1G
The Galex Space Telescope

நாசா அனுப்பிய காலெக்ஸ் விண்ணோக்கி (GALEX Space Probe)

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

Fig. 2
Two Views of our Milky Way
Galaxy

பிரபஞ்சத்தின் பூதகரமான காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகள்

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

Fig. 3
Time of Birth of Milky Way
Galaxy

பிரபஞ்சக் கூண்டுக்குள்ளே இருக்கும் புதிரான பிண்டங்கள் என்ன ?

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

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

Fig. 4
Galaxy Creation

பூர்வாங்க காலாக்ஸிகள் பிரபஞ்சத்தில் உருவாதல்

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

Fig. 8
Dark Matter & Dark Energy

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

Fig. 5
Spitzer Space Telescope

காலாக்ஸிகள் பிரபஞ்ச வரலாற்றின் அறிகுறிச் சின்னங்கள் !

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

Fig. 6
Galaxy Birth

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

Fig 7
ESA’s
Herschel Telescope

(தொடரும்)
+++++++++++++++++++++

தகவல்:

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

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

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (July 2, 2009)

Series Navigation

20090702_Issue