பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பிரபஞ்சத்தில் எதிர்ப்பிண்டம் (Antimatter) பெருகியுள்ளதா ? (கட்டுரை 50 பாகம் -4)

This entry is part [part not set] of 34 in the series 20090205_Issue

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


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

Fig. 1
What is Anti-Matter ?

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

ஸ்டீ·பன் கௌட்டு (Stephane Coutu) (பென்சில்வேனியா மாநில துகள் விஞ்ஞானி) (செப்டம்பர் 2005)

Fig. 1A
Matter & Anti-Matter in the
Universe

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

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

Fig. 1B
Anti-Matter Jet Seen in the Milky Way Galaxy

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

நீல்ஸ் போஹ்ர் நோபெல் பரிசு பெற்ற விஞ்ஞானி (1885-1962)

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

·பெரடரிக் கோல்டன் [Frederic Golden]

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

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

Fig. 1C
Matter & Anti-Matter Black Hole
Simulation


செய்முறையில் பில்லியன் கணக்கான எதிர்த் துகள்கள் !

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

Fig. 1D
High Energy Collisions

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

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

பௌதிக விஞ்ஞானத்தில் எதிர்ப்பிண்டம் என்பது மின்கொடை, காந்த நெம்புதல், கோணச் சுழற்சி (Electrical Charge, Magnetic Moment & Spin) ஆகியவற்றைக் கொண்ட ஒருவகைப் பிண்டம். அடிப்படைத் துகள்கள் எதிர்மறையானவை. அத்தகைய எதிர்த்துகள்களைச் (Anti-Particles) செய்முறையில் பரமாணுக்களின் விரைவாக்கியின் உள்ளே உண்டாக்கலாம். 1995 இல் செர்ன் விரைவாக்கியில் (CERN Accelerator) முதன்முதல் ஒன்பது எதிர் ஹைடிரஜன் அணுக்களை (Anti-Hydrogn Atoms of Anti-Matter) விஞ்ஞானிகள் உண்டாக்கிக் காட்டினர். அவை 40 நானோ வினாடிகள் (40 nano-seconds) நீடித்தன. நேர்க் கொடை கொண்ட பாஸிடிரான் எதிர்க் கொடை கொண்ட எலெக்டிரானின் எதிர்ப் பிண்டம். எதிர்த் துகளோ அல்லது எதிர்ப் பிண்டமோ தனித்து நீண்ட காலம் நீடித்து வாழா ! அவை அருகில் உள்ள பொருட்களுடன் மோதிக் கதிர்வீசும் அல்லது இரண்டறக் கலந்து விடும்.

Fig. 1E
Laser Assisted Anti-Matter
Formation


காலி·போர்னியா லிவர்மோர் விஞ்ஞானிகள் செய்த சோதனை :

சோதனையில் விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்திய லேஸர் அயனிகளாகப் பிரித்து எலெக்டிரான்களை விரைவாக்கம் (Ionizes & Accelerates Electrons) செய்கிறது. விரைவாக்கம் செய்யப்பட்ட எலெக்டிரான்கள் தங்கத் தகடை ஊடுருவிச் செல்கின்றன. அப்போது அந்தப் பாதையில் தங்க உலோகத்தின் அணுக்கருவுடன் எலெக்டிரான்கள் இயங்கி பாஸிடிரான்களை உண்டாக்குகின்றன. அந்த நிகழ்ச்சியில் தங்க அணுக்கரு ஓர் வினைவூக்கியாகப் Catalyst) பணிபுரிகிறது. எலெக்டிரான்கள் சக்திக் கொத்துக்களை வெளியாக்கி, ஐன்ஸ்டைன் எழுதிய பளு-சக்தி சமன்பாட்டின்படி (Mass Energy Equation – Energy = Mass X Velocity of Light Square : E=mc^2) அவையே பிண்டமாகவும் , எதிர்ப் பிண்டமாகவும் மாற்றம் அடைகின்றன. கால வெளியில் சக்தியைச் சேமிப்புக் களஞ்சியமாக்கி லேஸர் ஊசிக்கதிர்கள் ஆய்வகத்தில் பேரளவு பாஸிடிரான்களை வெகு துரிதமாக மிகையான அடர்த்தியில் உற்பத்தி செய்கின்றன. அவ்விதம் உண்டான எதிர்த் துகள்கள் உடனே அருகில் உள்ள பொருள்களுடன் இணைந்து “காமாக் கதிர்களாய்ச்” (Gamma Rays) சக்தி வடிவில் மாறி மறைகின்றன. அதனால்தான் நாம் நோக்கும் பிரபஞ்சத்தில் சாதாப் பிண்டம் மட்டும் பெருத்த அளவில் காணப் படுகின்றது.

Fig. 1F
Matter & Anti-Matter Collision

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

முதல் எதிர்ப்பிண்டம் கண்டுபிடிப்பு & நிரூபணம்

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

Fig. 1G
CERN Accelerator in Europe

உயர்சக்தி அகிலக்கதிர்கள் (High Energy Cosmic Rays) பூகோளத்தின் வாயு மண்டலத்தைத் தாக்கும் போது சிறிதளவு எதிர்த்துகளை உந்து வீச்சுகளாய் (Anti-Matter Form of Jets) உண்டாக்குகின்றன. விஞ்ஞானிகள் பரமாணு விரைவாக்கிகளில் மிதமான அளவில் எதிர்த்துகள்களை உற்பத்தி செய்து வருகிறார்கள். பிரபஞ்சத்தின் விண்மீன்களில் பிரம்மாண்டமான நிகழ்ச்சிகள் நேரும் நமது பால்வீதி மற்றும் பிற காலாக்ஸி ஒளிமந்தைகளின் மைய அரங்குகளில் எதிர்ப்பிண்டம் பிறக்கின்றது. அத்தகைய எதிர்ப்பிண்டத்தின் இருக்கையை பாஸிடிரான்கள் அருகில் உள்ள பொருட்களுடன் கலந்து அழியும் போது எழுகின்ற காமாக் கதிரொளிகள் மூலம் கண்டுபிடிக்கலாம். எதிர்ப்பிண்டம் அழிகிறதென்றால் முழுவதும் காணாமல் போகிறது என்று அர்த்தமில்லை. அதாவது பொருள் ஐன்ஸ்டைன் ஒப்பியல் நியதிப்படிச் சக்தியாக மாறி விடுகிறது.

Fig. 2
Uses of Anti-Matter

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

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

Fig. 3
Advanced Spaceship with Anti-Matter Fuel

எதிர்ப்பிண்டத்தால் அடையும் பலாபலன்கள்

எதிர்ப்பிண்டத்தைச் சேமித்து வைக்க முடிந்தால் உயர்ந்த பயன்கள் அடையலாம். விஞ்ஞானப் புனைக் கதைகளில் “ஆண்டி மாட்டர் ஆயுதங்கள்” பயன்படுவதாய் எழுதப் பட்டுள்ளன. அது கற்பனை ஆயினும் மெய்யான உபயோகங்களில் ஒன்றாகும். மருத்துவத் துறையில் புற்றுநோய் கண்டுபிடிப்புக்குப் “பாஸிடிரான் எழுச்சி உட்படமெடுப்பு” (PET – Positron Emission Tomography) தொழில் நுட்பம் கையாளப் படுகிறது. அம்முறை எக்ஸ்ரே அல்லது புறவொலி (X-Ray or Ultra-Sound Image) முறையில் உடலின் உட்புறப் படமெடுப்பு செய்வது போலாகும். இரத்த ஓட்டத்தை அளந்து இரத்தக் குழாய் நோய்களை (Coronary Artery Disease) உளவப் பயன்படுகிறது. அதற்கு பாஸிடிரான் உண்டாக்கும் காமாக் கதிர்வீசும் ஏகமூலங்கள் (Radio Isotopes Emitting Gamma Rays that Produce Positrons) உபயோகமாகும்.

Fig. 4
Anti-Matter Spaceship to Mars

அடுத்தொரு முக்கியமான பலாபலன் : அண்டவெளிப் பயண ராக்கெட்டுகளுக்கு எரிசக்தியாய்ப் பயன்படுத்துவது. பிண்ட எதிர்ப்பிண்ட பிணைப்பு இயக்கத்தில் துகள்களின் நிறை முழுவதும் இயக்க சக்தியாய் (Entire Rest Mass of the Particles is converted to Kinetic Energy) மாறுகிறது. ஒரு கிலோ கிராம் பிண்டமும், ஒரு கிலோ கிராம் எதிர்ப்பிண்டமும் சேர்ந்தால் (As Per Einstein Mass Energy Equation E=mc^2) 47 மெகாடன் டியென்டி வெடிசக்தி (Megatons of TNT Explosive Energy) கிடைக்கிறது. அதை அண்டவெளி ராக்கெட் உந்து சக்திக்கோ அல்லது போரில் ஆயுத வெடிப்புக்கோ பயன்படுத்தலாம். எதிர்காலச் செவ்வாய்ப் பயணத்தில் (2020) நாசா எதிர்ப் பிண்ட எரிசக்தியை ராக்கெட்டுகளில் பயன்படுத்தி பயண நேரத்தையும், எரிபொருள் கனத்தையும் பெருமளவு குறைக்கும் என்று எதிர்பார்க்கலாம்.

Fig. 5
An Anti-Matter Ship to Kuiper Belt

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What Does Anti-Matter Exist ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition -Exploring the Early Universe By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
19 (1) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40802141&format=html (Gamma Ray Bursts)
20 Visions – How Science Will Revolutionize the 21st Century & Beyond By : Machio Kaku (1998)
21 Space.com – The Reality of Antimatter By : Robert Roy Britt (September 29, 2003)
22 Cornell Center of Materials Research -Antimatter (February 13, 2003)
23 Astronomy Magazine – Does Antimatter Matter ? By : Ray Jayawardhana (December 2006)
24 New & Improved Spaceship for Mars Missions – NASA Report (April 14, 2006)
25 CERN Report Questions about Antimatter [January 2008]
26 Billions of Anti-Matter Created in Laboratory By : Anne M. Stark [November 17, 2008]
27. Wikipedea Encyclopedia – Antimatter (February 1, 2009)

(தொடரும்)

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

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் !பிரபஞ்சத்தின் கருமைப் பிண்டம் சுட்ட பிண்டமா ? அல்லது சுடாத பிண்டமா ?

This entry is part [part not set] of 36 in the series 20090129_Issue

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


காலக் கலைஞன் தூரிகைக்கு
ஓவியக் குழம்பாய்
வரைவதற்குப்
பிரபஞ்சத்தில் காணாமல் மிதப்பது
கரும்பிண்டம் !
கரும்பிண்டத்தில் உள்ளவை
சுட்ட பழமா ? அல்லது
சுடாத பழமா ?
கரும்பிண்டம் இல்லையேல்
காலாக்ஸிகள்
உருவாகா !
விண்மீன்கள் தோன்றா !
அண்டக் கோள்கள்
உண்டை யாகா !
கரும்பிண்டத் துண்டுகளை
உருட்டித் திரட்டிப்
பொரி உருண்டை ஆக்குவது
ஈர்ப்பு விசை !
அண்ட கோடியைத் துளைக்கும்
நுண்துகள்
அற்ப நியூடிரினோ பிரபஞ்சத்தின்
சிற்பச் செங்கல் !
அகிலப் பெரு வெடிப்பு சிதறிய
கோடான கோடி
அக்கினிப் பூக்கள் !


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

அமெரிக்க வானியல் மேதை எட்வின் ஹப்பிள்

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

நோபெல் பரிசு விஞ்ஞானி : உல்•ப்காங் பாலி (Wolfgang Pauli) (1930)

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

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


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

ஜான் லேனர்டு விஞ்ஞானி ஹவாயி பல்ககைக் கழகம்



இரண்டுவகைக் கரும்பிண்டம் : குளிர்ந்த பிண்டம் ! சூடான பிண்டம் !

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

சூடான கரும்பிண்டம் அல்லது கணப்புக் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன ?

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


சுடாத கரும்பிண்டம் அல்லது குளிர்க் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன ?

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



சூடான கரும்பிண்டம் என்னும் நியூடிரினோ நுண்துகள்கள்

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

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

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



பிரபஞ்சத்தைக் கைக்கொண்ட கணப்பு & குளிர்ப்பு கரும்பிண்டங்கள்

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

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

சுமாராகச் சொல்லப் போனால் பிரபஞ்சத்தில் 75% கருமைச் சக்தி (Dark Energy), 21% கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) 4% தான் சூரிய மண்டலம் போன்ற ஒளிமய மந்தைகள் (Named as Normal Matter). சற்று விபரமாகச் சொன்னால் கருமைச் சக்தி 65%, கருமைப் பிண்டம் 30%, விண்மீன்கள் 0.5% [Stars], உலவும் ஹைடிரஜன், ஹீலியம் சேர்ந்து 4% [Free Hydrogen & Helium], கன மூலகங்கள் 0.03% [Heavy Elements], மர்ம நியூடிரினோக்கள் 0.3% [Ghostly Neutrinos].

கருமைப் பிண்டத்தின் மர்மான நியூடிரினோ நுண்ணணுக்கள் !

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

பிரபஞ்சத்தின் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன ?

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

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

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What is Dark Matter ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711221&format=html [கருமைப் பிண்டம் என்றால் என்ன ?]
21 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40806122&format=html [மர்மான நியூடிரினோ]
22 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40809041&format=html [காலாக்ஸிகள் மோதிக் காணப்பட்ட கரும்பிண்டம்]
23 The Search for Infinity – Solving the Mysteries of the Universe “The Dark Side of Matter -The Missing Universe” (1995)
24 Discover Magazine – A Field Guide to the Invisible Universe By : Martin Rees & Priyamvada Natarajan [Fall 2008]

(தொடரும்)

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பிரபஞ்சத்தைக் கருமைச் சக்தி பிழைத்திடச் செய்யுமா அல்லது பிளந்திடச் செய்யுமா ?

This entry is part [part not set] of 21 in the series 20090122_Issue

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


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

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

டாக்டர் மிசியோ காக்கு, (அகிலவியல் விஞ்ஞான மேதை)

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

கிரிஸ்டொ•பர் கன்ஸிலிஸ் (வானோக்காளர், நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக் கழகம்)

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

லிங்கன் பார்னெட் (பிரபஞ்சம் & டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன்)

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

அமெரிக்க வானியல் மேதை எட்வின் ஹப்பிள்



பிரபஞ்சத்தின் தலைவிதியை எழுதப் போகும் கருமைச் சக்தி !

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

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

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


ஐன்ஸ்டைன் அறிவித்த அகிலவியல் நிலையிலக்கம் (Cosmological Constant)

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

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

பிரபஞ்சத்தைக் கிழிக்குமா கருமைச் சக்தி ?

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

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



பூதத் தொலைநோக்கியில் பிரபஞ்சத்தை ஆய்ந்த அமெரிக்க விஞ்ஞானி

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

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



பிரபஞ்சத்தில் கருமைச் சக்தி ஆட்சியின் கைத்திறன் !

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

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

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

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

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What is Dark Energy ? & How Did the Milky Way Galaxy Form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Spaceflight Now – Hubble’s Evidence for Dark Energy in the Young Universe (Nov 16, 2006)
21 Large Synoptic Survey Telescope (LSST) – Dark Energy
22 The Sydney Morning Herald – Saving the Universe (Feb 11, 2003)
23 A Mysterious Dark Energy Fills the Universe By : Rhiannon Buck [Feb 12, 2008]
24 The Newyork Times – Dark Energy Stunts Galaxies’ Growth By : Dennis Overbye [Dec 17, 2008]
25 The Daily Galaxy – Will Dark Energy Save the Universe ? (Jan 20, 2009)
26 Astronomy Magazine – Will Dark Energy Tear the Universe Apart ? By : Liz Kruesi (February 2009)

(தொடரும்)

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

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பால்வீதி மையத்தில் பூதக் கருந்துளை (கட்டுரை 50 பாகம் -1)

This entry is part [part not set] of 42 in the series 20090115_Issue

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


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


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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீ•பென் ஹாக்கிங் (1970)

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

வானியல் மேதை எட்வின் ஹப்பிள்

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

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

லிங்கன் பார்னெட் (பிரபஞ்சம் & டாக்டர் ஐன்ஸ்டைன்)

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

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


பால்வீதி மையத்தை நோக்கிப் பயணம்

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

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

இப்போது ரேடியோ தொலைநோக்கியைப் (Radio Telescope) பயன்படுத்தி வானியல் விஞ்ஞானிகள் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி கணக்கிடுவதைப் போல் 500 மடங்கு துல்லியமாக அண்டவெளி வடிவுகளை, அவற்றின் இடைவெளித் தொலைவுகளை (Celestical Bodies & Distances) அளந்து விடுகிறார்.

பால்வீதி ஒளிமந்தையில் பரிதி மண்டலக் கோள்கள் சுற்றியதை அவ்விதம் கணித்ததில், அவற்றின் சுற்று வேகம் (Orbital Speed) விநாடிக்கு 135 மைல் என்று அறிந்திருக்கிறார். அதாவது பால்வீதியைப் பரிதி மண்டலம் ஒருமுறைச் சுற்ற சுமார் 226 மில்லியன் ஆண்டுகள் எடுக்கின்றன.

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

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

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

பால்வீதி ஒளிமந்தை மையத்தின் நடுக்கரு

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

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

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

1995 ஆம் ஆண்டிலிருந்து கீஸ் ஹவாயியில் உள்ள மௌனா கியா மலை மீதிருக்கும் 10 மீடர் தொலைநோக்கியில் பால்வீதி மையத்தின் அருகில் காணப்படும் சுமார் 200 விண்மீன்களின் நகர்ச்சியை ஆராய்ந்து வந்தார். காலாக்ஸி மையத்தின் அருகில் 20 விண்மீன்கள் கருந்துளையை மணிக்கு 3 மில்லியன் மைல் படுவேகத்தில் சுற்றுவதைக் கண்டார். அந்த வேகம் சாதாரண விண்மீன் வேகத்தை விட 10 மடங்கு வேகமாகும்.

கீஸின் கண்டுபிடிப்பு பிரபஞ்சத்தின் கோடான கோடிப் பெரும்பான்மையான காலாக்ஸிகளின் மையத்தில் பூதப் பெருநிறைக் கருந்துளை ஒன்று உள்ளது என்பதற்கு உதவுகிறது. அத்துடன் கருந்துளைகளின் நிறையும் அவற்றின் இயற்கைப் பண்பாடும் அதன் பெருவ டிவத்தைச் சார்ந்தவை என்பதும் அருகில் உள்ள காலாஸிகளை உண்டாக்கியவை என்பதும் புலனாயிற்று.

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



காலாக்ஸிகள் பிரபஞ்ச வரலாற்றின் அறிகுறிச் சின்னங்கள் !

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



பிரபஞ்ச காலாக்ஸிகள் எப்படித் தோன்றின ?

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

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

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Common are Black Holes ? & How Did the Milky Way Galaxy Form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. Daily Galaxy – Cataclysmic Orbit – Our Solar System’s Journey Through the Milky Way Posted By : Luke McKinney [Sep 26, 2008]
21 Daily Galaxy -GAIA Space Probe – Mapping the Family Tree of the Milky Way Posted By : Casey Kazan (July 2, 2007]
22 Daily Galaxy – Hubble’s Secret – Orbiting the Milky Way Posted By : Casey Kazan [Dec 22, 2008]
23 Daily Galaxy – 18 Billion Suns – Biggest Black Hole in the Universe Discovered Posted By Rebecca Sato [Dec 30, 2008]
24. Daily Galaxy – Journey to the Center of the Milky Way Postd By : Casey Kazan (Jan 12, 2009)

(தொடரும்)

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

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பெரு வெடிப்புக்கு முன் பிரபஞ்சத்தில் நேர்ந்தது என்ன ? (கட்டுரை 49)

This entry is part [part not set] of 46 in the series 20090108_Issue

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


பெரு வெடிப்பில் பிரபஞ்சம்
பிறந்து விட்டதா ?
பெரு வெடிப்புக்கு மூலமான
கரு எங்கே
கர்ப்ப மானது ?
கரு இல்லாது
உருவம் உண்டாகுமா ?
அருவமாய்க் கருமைப் பிண்டம்
அணு உருவில்
அடர்த்தியாக இருந்ததா ?
பெரு வெடிப் பில்லாமல்
பிரம்மா படைத்தாரா
பிரபஞ்சத்தை ?
கருவை உருவாக்கச் சக்தி
எப்படித் தோன்றியது ?
உள் வெடிப்பு தூண்டியதா
புற வெடிப்பை ?
பிரபஞ்சத்துக்கு முன் புள்ளிப்
பிரபஞ்சமா ?
பேரசுரத் திணிவில்
பேரளவு உஷ்ணத்தில்
காலவெளிக் கடுகாய் ஆதி
மூலப் பிரபஞ்சம்
குவாண்டம் ஈர்ப்பில்
எங்கோ ஓர் மூலையில்
முங்கி யுள்ளதா ?


Fig. 1
Before the Big Bang Event

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

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

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

மார்டின் போஜோவால்டு

Fig. 1A
Cosmic History

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

ஆன்ரி லின்டே (Andrei Linde Pysics Professor, Stanford University)

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

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்


Fig. 1B
Hubble Telescope’s
Deep View

“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)

“அனைத்து அகிலவியல் உப்புதல் நியதிகளும் (Cosmic Inflation Theories) விண்வெளியின் ஒரு புள்ளியை இழுத்துக் கொண்டு அதைச் சுமார் 10^50 மடங்குப் பேரளவில் ஊதி விடுகிறது (Blows up By a Factor of 10^50).”
மாரியோ லிவியோ (Mario Livio)

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

ஷான் கார்ரல் (Sean Carroll)

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

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

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

விஞ்ஞான மேதை ஜான் ஹெர்ச்செல் [1792-1871]


Fig. 1C
Timeline of the Universe

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

ஸெனேகா (முதல் நூற்றாண்டு ஞானி)


ஒப்புக் கொள்ளப்பட்டுள்ள பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நியதி

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

Fig. 1D
Three Year Image of
Cosmic Microwave Background

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


Fig. 1E
Cosmic Microwave Background

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


Fig. 1F
Content of the Universe

பிரபஞ்சத்தின் அரங்குகளை ஆராயும் கோப் விண்ணுளவி

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


Fig. 1G
COBE Space Probe

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

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

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

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


Fig. 2
Big Bang Scenario


பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்னால் நேர்ந்தது என்ன ?

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


Fig. 3
In Search of God’s Particle

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


Fig. 4
Dark Matter – Elementary Particle

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. 5
COBE Explorer


குவாண்டம் ஈர்ப்பு நியதி (துகளியல் ஈர்ப்பு நியதி) என்ன கூறுகிறது ?

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

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

Fig. 6
Evolution By Science & Bible

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Big Bang Happen ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711151&format=html [பெரு வெடிப்பு எப்படி ஏற்பட்டது ?]
20 (a) COBE Space Probe to Glimpse infancy of the Universe – News from Princeton University (June 18, 2001)
21. Dark Matter Mystery May Call for Revision of Laws of Physics (August 7, 2007)
22. PhysOrg.com : Probing Question : What Happened Before the Big Bang ?
23 Sceince Daily : What Happened Before the Big Bang ? (July 3, 2007)
24 The Big Bang By : Chris LaRocco & Blair Rothstein
25 PhysOrg.com – What Happened Before the Big Bang ? (July 1, 2007)
26. Astronomy Magazine – What Happened Before the Big Bang ? By : Philips Plait (July 1, 2007)
27 What Happened Before the Big Bang ? By : Paul Davis
28 (1) How Did the Universe Begin ? (2) It Started with a Bang ? (3) Creating a Universe Creation Theory (4) Hartle-Hawking Universe Model – No End of Universe Creation Thories (5) Turok’s Inflationary Theory Work – Reforming the Inflationary Theory. Website University of Victoria, B.C. Canada.
29. Scientific American – Follow the Bouncing Universe By : Martin Bojowald [Oct 2008]
30. Astronomy Magazine – Cosmos Before There Was Light – Seeing the Dawn of Time By : Adam Frank (January 2007)

(தொடரும்)

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

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பூர்வத் தோற்றப் பிரபஞ்சத்தில் நீர்மயச் செழிப்பு (Water Abundance in the Early Universe

This entry is part [part not set] of 24 in the series 20090101_Issue

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


பூமிக்குள் அதன் ஆழ் கடலுக்குள்
கோளின் குடலுக்குள்
பாறைக்குள் படு பாதாள
ஊற்றுக்குள் நெளிந்தோடும்
ஆற்றுக்குள், நிலையான ஏரிக்குள்
எப்படி நிரம்பியது
நீர் வெள்ளம் ?
எப்போது படைப் பானது ?
நூறாயிரம் கோடி
ஒளி ஆண்டுக்கு முன்பா ?
பூர்வப் பிறப்பில் தோன்றியதா ?
படிப்படி வளர்ச்சியில்
வடித்ததா ?
மூலகங்கள் இணைந்தா ?
மூலக்கூறுகள் பிணைந்தா ?
மின்னல் அடித்த இரசாயனப்
பின்னலா ?
வால்மீன்கள் தாக்கி
கோளில் கொட்டியதா ?
ஆழ்ந்து உளவி னாலும் இந்தக்
கேள்விக்கு விடை
கிடைப்பது எக்காலம் ?

“வெகு தூரப் பிரபஞ்சத்தில் ஈர்பாற்றல் பெரிது படுத்திய அண்டத்தில் (Gravitationally Magnified Object) நீர்மயத்தை நாங்கள் கண்டுபிடித்தது விந்தையான ஓர் நிகழ்ச்சியே. நாம் முன்பு நினைத்தது போலின்றி நீர் மூலக்கூறுகள் பூர்வத் தோற்ற பிரபஞ்சத்தில் செழிப்புடன் இருந்ததை இந்த நிகழ்ச்சி எடுத்துக் காட்டுகிறது. மேலும் இதைப் பல பில்லியன் ஒளியாண்டுக்கு அப்பால் உள்ள பேரசுர நிறையுடைய கருந்துளைகள், ஒளிமந்தைகள் ஆகியவற்றின் படிப்படி வளர்ச்சியை (Supermassive Black Holes & Galaxy Evolution) அறிய அடுத்த கட்ட ஆய்வு நிலைக்குப் பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம்.”

ஜான் மெக்லீன், மாக்ஸ் பிளாங்க் ஆய்வகம், ரேடியோ வானியல் [டிசம்பர் 29, 2008]

“மற்றவர்கள் நீரைக் காண முயன்று தோற்றுப் போயினர். மிக மங்கலான சமிக்கையைக் காண்கிறோம் என்பதை நாங்கள் அறிவோம். ஆகவே வெகு வெகு தூர அண்டத்தை நோக்கவும், அழுத்தமாகப் பதியவும் அகிலப் பெரிதுபடுத்திக் கண்ணாடியாக (Cosmic Magnifying Lens) முன்னுள்ள காலாக்ஸியைப் பயன்படுத்தி நீர் ஆவி (Water Vapour) துள்ளி எழுவதைக் கண்டுபிடித்தோம்.”

வயலட் இம்பெல்லிஸெரி மாக்ஸ் பிளாங்க் ஆய்வகக் குழுத் தலைவர் [டிசம்பர் 29, 2008]

“நீர் மேஸர் (Water Maser) கதிர்கள் அண்டையில் உள்ள அநேக காலாக்ஸிகளில் காணப்படுகின்றன ! காலாக்ஸியின் மையத்தில் இருக்கும் பேரசுர நிறையுள்ள கருந்துளையை மிக்க அருகில் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் சூடான வாயுக்கள், துகள்கள் இருக்கும் பகுதிகளில் நீர் மேஸர் கதிர்கள் தென்படுகின்றன. அதாவது நீர் மூலக்கூறுகள் உள்ள மேஸர் கதிர்கள் காலாஸி தட்டில் இல்லாமல் கருந்துளையின் ஈர்ப்பாற்றல் வீசி எறியும் பேரெழுச்சிக் கணைப் பொருட்களில் தெரிகின்றன.”

ஜான் மெக்லீன்.

“நீர் மேஸர் கதிர்கள் காலாக்ஸிகளின் கருவில் தென்படுவதால் இப்போது பேரசுர நிறையுள்ள கருந்துளைகளைப் பற்றி ஆய்வு புரிய எங்களுக்கு ஆர்வம் உண்டாக்கிப் புதிய கதவு திறக்கிறது.
மேலும் இப்போது கைவசமுள்ள தொலைநோக்கிகள் மூலம் நீர் மயமுள்ள வெகுதூரக் காலாக்ஸிகளை நோக்க மேம்பட்ட ஆராய்ச்சிகள் செய்ய ஊக்கி விடுகிறது. அடுத்த பிறவி புது முறை ரேடியோ தொலைநோக்கிகள் மூலமும் தேட எமக்கு வழி திறந்துள்ளது.”

வயலட் இம்பெல்லிஸெரி

“சனிக்கோளின் துணைக்கோள் என்சிலாடஸின் உட்தளத்தில் திரவ நீர்ச் சேமிப்புகள் தங்கி, அமெரிக்காவின் எல்லோ ஸ்டோன் பூங்கா கெய்ஸர் நீர் ஊற்றுகள் [Yellowstone Park Geysers] போல் தளத்தைத் துளைத்துக் கொண்டு வருகின்றன என்று ஊகிக்கிறோம். முதலில் எரிமலைப் பனிவெடிப்புகள் என்று கருதினோம். ஆனால் வெளியாகும் துணுக்குகளின் பரிமாணத்தைக் கண்ட போது, பேரழுத்தம் உள்ள புதைவு நீர்க்குளம் ஒளிந்திருப்பது ஆய்வுகளுக்குப் பிறகு அறியப்பட்டது!”

லிண்டா ஸ்பில்கர் [காஸ்ஸினி துணைத் திட்ட விஞ்ஞானி (மார்ச் 9, 2006)]

“சூரிய மண்டலம் எப்போது தோன்றியது, உயிரினங்கள் எவ்விதம் உதயமாகின போன்ற வினாக்களுக்குப் பதில் கிடைக்கும் ஓர் அபூர்வ வாய்ப்பை விஞ்ஞானிகளுக்கு அளிக்கப் போகிறது, காஸ்ஸினி விண்கப்பலின் குறிப்பணி”

வெஸ்லி ஹன்ட்டிரஸ் [Wesley Huntress, NASA Scientist]

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

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

பிரபஞ்சத்தின் வெகு வெகு தொலைவில் நீர்மயமா ?

2008 டிசம்பரில் ஜெர்மனியின் மாக்ஸ் பிளாங்க் ஆய்வகத்தின் ஆராய்ச்சிக் குழுவொன்று 100 மீடர் எ•பெல்ஸ்பெர்க் ரேடியோ தொலைநோக்கியில் (Effelsberg Radio Telescope) இதுவரை காணாத பூமியிலிருந்து வெகு வெகு தூரத்தில் உள்ள ஓர் அண்டத்தில் நீர்மயம் இருப்பதைக் கண்டுபிடித்துள்ளது. 11 பில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்துக்கு அப்பால் நீர் ஆவி (Water Vapour) இருப்பதைக் கண்ட தளம் : குவஸார் (Quasar MG J0414 + 0534 at Redshift 2.64) (Redshift 2.64 means 11.1 Billion Light Years Distance). அதாவது “சிவப்பு நகர்ச்சி 2.64” என்றால் அந்த தளம் பிரபஞ்சமானது ஐந்தில் ஒரு பங்கு வயதில் (13.7 பில்லியன்/5 =2.74 பில்லியன் ஆண்டு வயது) இருந்த போது உண்டான பூர்வத் தோற்ற அமைப்பு ! இந்த அரிய நிகழ்ச்சியைக் காண வானியல் விஞ்ஞானிகள் சுமார் 14 மணிநேரம் எடுத்தனர்.

பூர்வத் தோற்றப் பிரபஞ்சத்தில் நீர் இருந்த கண்டுபிடிப்பைக் காண முடிவதற்கு ஒரு நிபந்தனை : பல்லாயிரம் கோடி ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள குவஸாரும் (MG J0414 + 0534) அதற்கு முன்னால் அதை மறைக்கும் ஒளிமந்தை காலாக்ஸியும் நேர் கோட்டில் இணைந்திருக்க வாய்ப்பிருக்க வேண்டும் ! முன்னிற்கும் காலாக்ஸி குவஸார் அனுப்பும் ஒளியைத் திரிபு செய்யும் ஓர் “அகிலத் தொலை நோக்கியாகவும்”, “அகிலப் பெரிது படுத்தியாகவும்” (Cosmic Telescope & Magnifier) உதவி செய்கிறது ! காலாக்ஸி புரியும் அத்தகைய “ஈர்ப்பாற்றல் பெரிதுபடுத்தி” (Gravitational Lensing) இல்லை யென்றால் இந்த விந்தையான நிகழ்ச்சியைக் காண ஆய்வாளர்கள் 100 மீடர் ரேடியோ தொலைநோக்கி மூலம் தொடர்ந்து 580 நாட்கள் கண்காணித்து வந்திருக்க வேண்டும் !

வெகு தொலைவில் நீர் ஆவி எழுச்சி எப்படிக் காணப்பட்டது ?

நீர் ஆவி எழுச்சி லேஸர் ஒளிக்கதிர்போல் “மேஸர்” கதிரலையாக (Maser -Microwave Amplification by Simulated Emission of Radiation) நுண்ணலை அலைநீளத்தில் தெரிந்தது. அந்த சமிக்கையானது பரிதியின் ஒளிக்காட்சி போல் (Luminosity) 10,000 மடங்கு வெளிச்சத்துக்கு ஒப்பானது. அத்தகைய வானியல் பௌதிக மேஸர் கதிர்கள் அடர்த்தியான துகள், வாயு எழுகின்ற வெப்ப அரங்குகளைக் காட்டுகின்றன என்பது முன்பே அறியப்பட்டது. அதாவது பெரு வெடிப்பு நேர்ந்து 2.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் கடந்த பிரபஞ்சத்தின் பிள்ளைப் பிராயத்தில் இருந்த குவஸாரின் அடர்த்தி வாயுக்கள் அந்தச் சூழ் நிலையில் சேர்ந்து நீர் மூலக்கூறுகளை உண்டாக்கி உள்ளன என்பது அறியப்பட்டிருக்கிறது.

நீர் மேஸர் கதிர்கள் நெருங்கியுள்ள அநேக காலாக்ஸிகளில் காணப்படுகின்றன ! காலாக்ஸியின் மையத்தில் இருக்கும் பேரசுர நிறையுள்ள கருந்துளையை மிக்க அருகில் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் சூடான வாயுக்கள், துகள்கள் இருக்கும் பகுதிகளில் நீர் மேஸர் கதிர்கள் தென்படுகின்றன. அதாவது நீர் மூலக்கூறுகள் உள்ள மேஸர் கதிர்கள் காலாஸி தட்டில் இல்லாமல் கருந்துளையின் ஈர்ப்பாற்றல் வீசி எறியும் பேரெழுச்சிக் கணைப் பொருட்களில் தெரிகின்றன. “நீர் மேஸர் கதிர்கள் காலாக்ஸிகளின் கருவில் தென்படுவதால் இப்போது பேரசுர நிறையுள்ள கருந்துளைகளைப் பற்றி ஆய்வு புரிய எங்களுக்கு ஆர்வம் உண்டாக்கிப் புதிய கதவு திறக்கிறது. மேலும் இப்போது கைவசமுள்ள தொலைநோக்கிகள் மூலம் நீர் மயமுள்ள வெகுதூரக் காலாக்ஸிகளை நோக்க மேம்பட்ட ஆராய்ச்சிகள் செய்ய ஊக்கம் ஊட்டுகிறது. அடுத்த பிறவி புதுயுக ரேடியோ தொலைநோக்கிகள் மூலமும் தேட வழி திறந்துள்ளது,” என்று மாக்ஸ் பிளாங்க் ஆய்வகக் குழுத் தலைவர், வயலட் இம்பெல்லிஸெரி கூறினார்.



பிரபஞ்சத்தில் நீர் மயத்தைத் தேடும் சுவாஸ் விண்ணுளவி

வானியல் விஞ்ஞானிகள் ஊகிக்கும் பகுதிகளைத் தவிரப் பிரபஞ்சத்தில் எப்புறத்தில் நோக்கினாலும் அங்கே நீர் இருப்பது தெரிந்துள்ளது. இந்த அறிவிப்பு 21 ஆம் நூற்றாண்டு ஆரம்பத்தில் நாசா ஆய்வகத்தார் ஏவிய சுவாஸ் விண்ணுளவி (SWAS – Submillimeter Wave Astronomy Satellite) கண்டுபிடித்த விளைவுகளில் அறியப்பட்டது. பூமியைச் சுற்றிய சுவாஸ் விண்ணுளவியின் குறிக்கோள்: விண்மீன்களின் வாயு முகில்களில் உள்ள இரசாயனக் கூட்டுப் பண்டங்கள் (Chemical Composition of Intersteller Gas Clouds) யாவை என்று அறிவது. சுவாஸின் பிரதான தேடல் நீர் ! பிறகு விண்மீன் தோன்றும் காலாக்ஸி அரங்குகளில் ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறு, கார்பன், ஏகமூலக் கார்பன் மானாக்ஸைடு ஆகியவற்றின் இருப்பைக் காண்பது.

1998 டிசம்பர் 5 இல் அமெரிக்காவின் வான்டன்பர்க் விமானப்படைத் தளத்தில் பெகஸஸ் ராக்கெட் (Pegasus-XL Launch Vehicle) மூலம் 288 கி.கி. எடையுள்ள சுவாஸ் துணைக்கோள் ஏவப்பட்டது. அதுமுதல் சுவாஸ் ஏது பழுதின்றி ஒழுங்காய் பூமிக்கு மேல் 600 கி.மீடர் (360 மைல்) உயரத்தில் இயங்கி வருகிறது. சூரியத் தட்டுகள் உதவியால் வெப்ப சக்தியை இழுத்து 230 வாட் மின்சக்தியை உற்பத்தி செய்து கொள்கிறது. அது கொண்டுள்ள கருவிகள் கீழ்க்காணும் மூலக்கூறுகளை காலாக்ஸிகளில் காணும் திறமையுடையவை :

1. நீர் (Water H2O at 556.936 GHz)

2. ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறு (Molecular Oxygen O2 at 487.249 GHz)

3. நடுநிலைக் கார்பன் (Neutral Carbon C at 491.161 GHz)

4. ஏகமூலக் கார்பன் மானாக்ஸைடு (Isotopic Carbon Monoxide 13CO at 550.927 GHz)

5. ஏகமூல நீர் மூலக்கூறு (Isotopic Water 2H18O AT 548.676 GHz)

நீரைக் கண்டுபிடிப்பதுடன் விண்மீன்களின் மூலக்கூறு முகில்களில் சுவாஸ் விண்ணுளவி மற்ற மூலகங்களைக் (Elements) காணவும் டிசைன் செய்யப் பட்டுள்ளது. சுவாஸ் ஐயமின்றி நமது சூரிய மண்டலத்தில் வால்மீன்கள் தாக்கிய வாயுக் கோள்களான வியாழன், சனிக்கோளை காட்டியுள்ளது. மேலும் சுவாஸ் செவ்வாய்க் கோளின் வாயுக் கோள் மண்டலத்தில் 100% ஒப்பியல் நீர்மையைக் (Relative Humidity) காட்டியுள்ளது. செவ்வாய் வாயுத் தளத்தில் நீர்ப் பரவல் 10 முதல் 45 கி.மீடர் உயரம் வரை 100% பூர்த்தி நிலையில் (100% Saturation) இருப்பதைக் காட்டியுள்ளது.

சுவாஸ் விண்ணுளவி கண்டுபிடித்த விந்தைகள்

மிகச் சிறந்த கண்டுபிடிப்புகளைச் சுவாஸ் விண்ணுளவி இதுவரை அறிவித்துள்ளது. அண்ட வெளி விண்மீன் பகுதிகளில் நீர்மயச் செழிப்பு பல்வேறு விதங்களில் மாறியுள்ளதைக் காட்டுகிறது. அநேகப் பேரசுர மூலக்கூறு முகில்களில் காணப்பட்ட நீர்மயச் செழிப்பு அண்டக் கோள் விண்மீன் பகுதிகளை விட ஓரளவு குறைவாகவே உள்ளது என்று காட்டியிருக்கிறது. மேலும் புதிதாக உருவாகும் விண்மீன்களிலும், செவ்வாய், வியாழன், சனிக் கோள்களின் வாயு மண்டலத்திலும், “வால்மீன் லீ” யிலிம் (Comet Lee) நீர் இருப்பதைச் சுவாஸ் காட்டியுள்ளது.

(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 – Is There Life on Mars, Titan or Europa ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40805151&format=html (வால்மீனிருந்து உயிரின மூலங்கள் பூமிக்கு வந்தனவா ?
20 (i) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40603171&format=html (Elceladus & Mars)
20 (ii) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40407085&format=html (Cassini-Huygens Space Mission-1)
20 (iii) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40501202&format=html (Cassini-Huygens Space Mission-2)
21. The Daily Galaxy Website -The Biological Universe -A Galaxy Insight Posted By : Casey Kazan [Nov 20, 2008]
22. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By : Peter Smith [1985]
22 Earth Science & The Environment By : Graham Thompson, Ph.D. & Jonathan Turk, Ph.D.
23. Astronomy Magazine : The Solar System -What Makes Earth Right for Life ? By : Jonathan Lunine [Dec 2008]
24. Scientific American – Secrets of Saturn’s Moon-Icy Enceladus Has Active Geysers & Perhaps a Hidden Sea that could Harbour Life [December 2008]
25. NASA Exobiology & Terraforming By : Steven Lin
26. The Primate Diaries – Parsimony & the Origin of Life in the Universe (Sep 5, 2007)
27. Water in the Universe : Abundant ? Yes – But Not Where We Thought it Would Be ! By : Keith Cowing (Aug 20, 2000)
28. University of Honolulu Astrobiology Team Studies Water & Life in the Universe By : Karen Meech & Eric Gaidos (June 2003)
29. BBC News Astronomers Should Look for Life in Nearby Planetary Systems Where Comets Swirl Aound Blazing Stars, Releasing Vast Amounts of Water. By : Dr. David Whitehouse (July 12, 2001]
30 Highlights of the SWAS Mission By : Gary J. Melnick (2003)
30. Daily Galaxy – New Discovery Shows Water Abundant in Early Universe By : Jason McManus [Dec 29, 2008]

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (January 1, 2009)

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! சனிக்கோளின் துணைக்கோளில் வெந்நீர் எழுச்சி ஊற்றுகள் (கட்டுரை 47)

This entry is part [part not set] of 32 in the series 20081225_Issue

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


சனிக்கோளின் சந்திரனில்
பனித்தளம் முறிந்து
கொந்தளிக்கும் தென் துருவம் !
தரைத்தளம் பிளந்து
வரிப்புலி போல் வாய்பிளக்கும் !
முறிவுப் பிளவுகளில்
பீறிட்டெழும்
வெந்நீர் ஊற்றுகள் !
முகில்மய வாயுக்கள் !
பனித்துளித் துகள்களும்
எரிமலை போல்
விண்வெளியில் வெடித்தெழும் !
புண்ணான பிளவுகள்
மூடும் மீண்டும் திறக்கும் !
எழுச்சியின் வேகம் தணியும் !
பிறகு விரைவாகும் !
பனித்தட்டு உருகித்
தென் துருவத்தில்
திரவமானது எப்படி ?
நீர் ஊற்று வெளியேற
உந்துவிசை அளிப்பது எது ?
விந்தை யான எழுச்சி !
புரிந்தும் புரியாதப்
பிரபஞ்சப் புரட்சி !

Fig. 1
Saturn’s Moon Enceladus

“(சனிக்கோளுக்கு அனுப்பிய) காஸ்ஸினி விண்கப்பல் உளவித் தேடிய விண்வெளித் தளங்களுக்குள் என்சிலாடஸின் தென் துருவத்தில் கண்டுபிடித்தைப் போல் பிரமிக்கத் தக்க ஒன்று வேறில்லை ! மிகச் சிறிய கோளில், மிகக் குளிர்ந்த தளத்தில் அவ்விதம் நீர் இருப்பது வியப்பளிக்கிறது ! அங்கே பீறிட்டெழும் வெந்நீர் எழுச்சி ஊற்றுக்களின் குறிப்பான தடங்கள் எதுவும் அருகில் காணப்பட வில்லை. அதாவது தென் துருவத்தில் பனித்தளப் பிளவுகள் பல்லாண்டு காலமாகத் திறந்தும், மூடியும், மேலும் கீழும் நகர்ந்தும் போனதாகக் கருத இடமிருக்கிறது. நீர் ஊற்றுகளில் வெளிப்படும் துகள்கள் பல்லாண்டு காலமாகத் தளத்தின் மீது பெய்து கவசப்பனி மூடிப்போனவை.”

காரலின் போர்கோ, காஸ்ஸினி விண்கப்பல் படமெடுப்புக் குழுத் தலைவி [அக்டோபர் 5, 2008]

“என்சிலாடஸிலிருந்து பீறிட்டெழும் துகள்களின் மின் அயனிகள் (Ions of the Particles) என்சிலாடஸின் சுற்றுவீதி வேகத்திலிருந்து [12.64 கி.மீ/விநாடி (7.5 மைல்/விநாடி)] சனிக்கோளின் சுற்றுவீதி வேகத்துக்கு [9.54 கி.மீ/விநாடி (6 மைல்/விநாடி)] மாறிச் சேர்கின்றன. மென்மேலும் அயான் துகள்கள் முகில் எழுச்சியில் (Plume from the Jets) மிகையாகும் போது, சனிக்கோளுக்கு மிக்க சிரமத்தைக் கொடுத்து, புதிய துகள் அயனிகளின் வேகம் விரைவாகக் கால தாமதம் ஆகிறது.”

கிரிஸ்ட·பர் ரஸ்ஸல், கலி·போர்னியா பல்கலைக் கழகம், காஸ்ஸினி விஞ்ஞானக் குழு

Fig. 1A
Geysers in Saturn’s Moon

“சனிக்கோளின் துணைக்கோள் என்சிலாடஸின் உட்தளத்தில் திரவ நீர்ச் சேமிப்புகள் தங்கி, அமெரிக்காவின் எல்லோ ஸ்டோன் பூங்கா கெய்ஸர் நீர் ஊற்றுகள் [Yellowstone Park Geysers] போல் தளத்தைத் துளைத்துக் கொண்டு வருகின்றன என்று ஊகிக்கிறோம். முதலில் எரிமலைப் பனிவெடிப்புகள் என்று கருதினோம். ஆனால் வெளியாகும் துணுக்குகளின் பரிமாணத்தைக் கண்ட போது, பேரழுத்தம் உள்ள புதைவு நீர்க்குளம் ஒளிந்திருப்பது ஆய்வுகளுக்குப் பிறகு அறியப்பட்டது!”

லிண்டா ஸ்பில்கர் [காஸ்ஸினி துணைத் திட்ட விஞ்ஞானி (மார்ச் 9, 2006)]

“சூரிய மண்டலம் எப்போது தோன்றியது, உயிரினங்கள் எவ்விதம் உதயமாகின போன்ற வினாக்களுக்குப் பதில் கிடைக்கும் ஓர் அபூர்வ வாய்ப்பை விஞ்ஞானிகளுக்கு அளிக்கப் போகிறது, காஸ்ஸினி விண்கப்பலின் குறிப்பணி”

வெஸ்லி ஹன்ட்டிரஸ் [Wesley Huntress, NASA Scientist]

“இதுவரை அனுப்பிய அண்டவெளி உளவுக் கப்பல்களிலே காஸ்ஸினி விண்கப்பலே மாபெரும் வேட்கையான தொலைப் பயணக் கருவியாகக் கருதப்படுகிறது. மனித இனம் அண்டவெளியைத் தேடித் தகவல் 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, சனிக்கோளின் டிடான் துணைக்கோள்! முகில் மண்டலம் சூழ்ந்த அந்தப் பனிச்சந்திரன், உயிரினங்கள் பெருகும் ஓரண்டமாக எவ்விதம் பூர்வீகப் பூமி உருவாகியது என்பதற்கு மூல ஆதாரங்களைக் கொண்டிருக்கலாம்!”

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

Fig. 1B
Water Geysers in Enceladus


சனிக்கோளின் துணைக்கோளை நெருங்கிப் படமெடுத்த காஸ்ஸினி விண்ணுளவி

2008 அக்டோபர் 5 ஆம் தேதி சனிக்கோளின் துணைக்கோள் என்சிலாடஸைச் சுற்றிவரும் காஸ்ஸினி-ஹியூஜென்ஸ் விண்கப்பல் (Cassini-Huygens Spacecraft) துணைக்கோளின் அருகே 25 கி.மீ. (15 மைல்) தூரத்தில் சுற்றும் போது அதன் கொந்தளிக்கும் தென் துருவத்திலிருந்து 300 மைல் உயரத்தில் பீறிடெழும் பிரமிப்பான ஊற்றுக்களையும் நீர்மயத் தூள்களையும் தெளிவாகப் படமெடுத்தது. என்சிலாடஸ் பனித்தளத்தைப் பிளந்து பீறிடும் முகில் எழுச்சிகள் (Erupting Plumes) அமெரிக்காவின் எல்லோ ஸ்டோன் பூங்காவின் “வெந்நீர் ஊற்றுக்களைப்” (Yellowstone Park Geysers) போல் காட்சி அளிக்கின்றன. என்சிலாடஸில் வெந்நீர் ஊற்றுக்கள் எழுகின்ற தென்புறத் தளமானது மற்ற இடங்களை விடச் சூடாக உள்ளது. மேலும் அந்தப் பனித்தள முறிவுகள் வரி வரியாக “வரிப்புலி” (Tiger Stripe Cracks) போல் காணப்படுகின்றன, அந்தப் பிளவுகளிலிருந்து ஓங்கி உயர்ந்தெழும் “மின் அயானிக் துகள்கள்” (Plumes of Ionic Particles) சனிக்கோளின் E வளையத்தில் விழுந்திருக்கலாம் என்று கருதுவோரும் உள்ளார். அதற்கு மாறாக சனிக்கோள் E வளையத்தின் தூள்கள் என்சிலாடஸ் துணைக்கோளில் படிந்திருக்கலாம் என்று நினைப்போரும் இருக்கிறார்.

Fig. 1C
How Geysers are Functioning ?

சனிக்கோளின் 52 துணைக்கோள்களில் (2008 கணிப்பு) 300 மைல் விட்டமுள்ள சிறிய கோள் என்சிலாடஸை 1789 இல் கண்டுபிடித்தவர் விஞ்ஞான மேதை வில்லியம் ஹெர்செல் (William Herschel). சனிக்கோளின் வெளி விளிம்பில் சுற்றும் மாபெரும் E வளையத்தை (Outermost E Ring) அதி விரைவில் 1.37 நாட்களில் சுற்றி வருகிறது. சனிக்கோளைச் சுற்றும் அதே 1.37 நாட்களில் அது தன்னையும் ஒருமுறைச் சுற்றிக் கொள்கிறது. அதாவது நமது நிலவு ஒரே முகத்தைக் காட்டிப் பூமியைச் சுற்றுவது போல் என்சிலாடஸ் துணைக்கோளும் சனிக்கோளுக்கு ஒரே முகத்தைக் காட்டிச் சுற்றி வருகிறது. E வளையத்துக்கு அருகில் சுற்றுவதால் சனிக்கோளின் வளையத்தில் சிக்கிய தூசி துணுக்குகள் தொடர்ந்து கோடான கோடி ஆண்டுகள் என்சிலாடஸில் விழுந்து கொண்டிருக்கின்றன. பூமிக்கு அடியில் அடிக்கடிப் புவித்தட்டு நகர்ச்சிகள் (Plate Tectonics) ஏற்படுவது போல், எரிமலைகள் வெடிப்பதுபோல் என்சிலாடஸ் துணைக்கோளிலும் நிகழ்ந்து வருவதாக விஞ்ஞானிகளால் கருதப்படுகிறது. அவ்விதக் கொந்தளிப்பு அதன் தென் துருவப் பகுதில் நிகழ்ந்து வெந்நீர் எழுச்சி ஊற்றுக்கள் (Geyser Like Volcanic Eruptions) வெளிப்படுகின்றன என்று எண்ணப்படுகிறது. சூரிய மண்டலத்தில் பூமி, செவ்வாய், பூதக்கோள் வியாழனின் துணைக்கோள் “ஈரோப்பா” ஆகிய மூன்று அண்டக் கோள்கள் போன்று என்சிலாடஸிலும் தீவிர எரிமலைக் கொந்தளிப்புகளும், அடித்தள நீர்மயப் பகுதிகளும் இருப்பதாக அறியப் பட்டுள்ளன. காஸ்ஸினி விண்கப்பல் 2005 ஆண்டில் முதன்முதலில் என்சிலாடஸ் அருகில் பயணம் செய்த போது வெந்நீர் ஊற்றுக்கள் கிளம்புவதைப் படமெடுத்து வானியல் விஞ்ஞானிகளின் கவனத்தைக் கவர்ந்திருக்கிறது !

Fig. 1D
The Tiger Strips of Enceladus


என்சிலாடஸ் தென் துருவத்தில் பீறிடும் முகில் எழுச்சிகளில் உள்ளவை என்ன ?

வரிப்புலிப் பனித்தளத்தில் பீச்சிடும் ஊற்றுக்களில் உள்ளவை, வால்மீன்களின் பனித்தூள்கள் (Icy Grains) போல் தெரிகின்றன. என்சிலாடஸ் துணைக்கோளின் ஊற்று எழுச்சிகள் வால்மீனின் வால் எழுச்சிகள் போல் தோன்றினாலும் அது வால்மீன் ஆகாது. வால்மீனின் வால் நீட்சி பரிதியின் ஈர்ப்பு விசையால் எதிராகத் தள்ளப்படுகிறது. ஆனால் என்சிலாடஸின் வெந்நீர் எழுச்சிகள் அதன் அடித்தட்டு நகர்ச்சிகளால் (Plate Tectonics) உந்தப் படுகின்றன. பனித்தளங்கள் தென் துருவப் பகுதியில் நூற்றுக் கணக்கான மீடர் ஆழம்வரைப் படர்ந்துள்ளன. சில இடங்களில் ஆழம் குறைவு. அந்தத் தளங்களின் பிளவுகளிலிருந்து பீறிடும் ஊற்றுக்களின் உஷ்ணமும், அழுத்தமும் குன்றியே உள்ளன.

பரிதியைச் சுற்றிவரும் சனிக்கோளின் தூரம் சுமார் 1.3 பில்லியன் கி.மீடர் (800 மில்லியன் மைல்). ஆதலால் அதன் வெளி விளிம்பு வளையத்தின் அருகில் சுற்றிவரும் என்சிலாடஸ் மிக்கக் குளிர்ச்சியுள்ள கோளாகத்தான் இருக்க வேண்டும். ஆனால் அப்படி மிகக் குளிர்ந்த மண்டலத்தில் வெந்நீர் ஊற்றுக்கள் எப்படித் தென் துருவத்தில் எழுகின்றன ?

Fig. 1E
Water Fountains at the South Pole

பனித்தளமாக இறுகி இருக்கும் நீர்க்கட்டிகள் முதலில் எப்படித் திரவம் ஆகின்றன ? அதற்குப் பேரளவு வெப்ப சக்தி கோளின் உள்ளே எங்கிருந்து தொடர்ந்து கிடைக்கிறது ? இரண்டாவது அந்த திரவ நீர் வெள்ளத்தை எரிமலை போல் கிளப்பி வெளித்தள்ள எப்படிப் பேரளவு உந்துசக்தி தொடர்ந்து உண்டாகுகிறது ?

பரிதி மண்டலத்தில் பூமியைப் போல் தன் வடிவுக்குள் சக்தியை உற்பத்தி செய்யும் சிறிய எண்ணிக்கைக் கோள்களில் என்சிலாடஸ் துணைக்கோளும் ஒன்று. பூமியைப் போல் அடித்தட்டு நகர்ச்சியே உராய்வு வெப்பத்தை (Frictional Heat Generated by Tectonics Plates) என்சிடாலஸில் உண்டாக்குகிறது என்பது ஒரு கோட்பாடு. யுரேனியம் போன்ற கதிரியக்க உலோகங்கள் தேய்வதால் எழும் வெப்பச் சக்தியால் (Radioactive Decay Heat) பனிக்கட்டிகள் திரவமாக மாறுகின்றன என்பது இரண்டாவது கோட்பாடு. நீர் வெள்ளத்துக்கு உந்துசக்தி அளிப்பது, பூமியில் சுனாமியை உண்டாக்கும் கடல் அடித்தட்டு ஆட்ட உசுப்புகள் போன்ற நிகழ்ச்சியே. காஸ்ஸினி விண்ணுளவியில் அமைக்கப் பட்டுள்ள “உட்சிவப்புக் கதிர்வீச்சு மானி” (Infrared Radiation Monitor) என்சிலாடஸின் தென்துருவத்தில் மிகுந்துள்ள உஷ்ணத்தை அளந்து வெப்பப் பகுதிகள் இருப்பதைக் காட்டியது. அடுத்தொரு கருவி மற்ற பகுதியில் இல்லாத கண்ணாடிப் பனித்தளங்களைக் காட்டியது. மேலும் காமிராக்கள் பனித்தளத்தில் உள்ள பெரும் பிளவு முறிவுகளைப் படமெடுத்தன. மற்றுமொரு கருவி நூற்றுக் கணக்கான மைல் உயரத்தில் எழுந்திடும் நீர்ப்பனித் தூள்கள் கலந்த வாயு முகில்களைக் காட்டியது.


Fig. 1F
Cassini-Huygens Mission


தென்துருவ ஊற்றுகளில் கசிந்து வெளியேறும் வெப்பமும் வாயுக்களும்

என்சிலாடஸின் தென்பகுதியில் உள்ள புதிரான, மர்மமான வெப்ப சக்தியைக் குளிர்மயம் சூழ்ந்த விண்வெளியில் சூரியன் அளிக்க முடியாது. சனிக்கோளில் நேரும் கொந்தளிப்பு “இழுப்பு-விலக்கு” விசைகள் என்சிலாடஸில் வெப்பத்தை உண்டாக்கலாம். அந்த வெப்பம் பனித்தட்டை நீராக்கி அடித்தளதில் அழுத்ததை மிகையாக்கலாம். பிறகு நீர் கொதித்து வெப்ப ஆவி பனித்தளத்தைப் பிளந்து நீரெழுச்சி ஊற்றுக்கள் தோன்றிப் பனித்தூள்களுடன் பீறிட்டு எழலாம். என்சிலாடஸ் போன்று உட்புற வெப்பத்தைக் காட்டும் மற்ற கோள்கள் : பூமி, வியழக் கோளின் துணைக்கோள் “லோ” [LO] மற்றும் நெப்டியூன் கோளின் துணைக்கோள் டிரிடான் (Triton). பூமியும், லோ துணைக் கோளும் வெளியேற்றும் எரிமலை எழுச்சிகளில் உருகியோடும் தாதுக்களையும் (Molten Materials), ஆவி வாயுக்களையும் காணலாம்.

Fig. 1G
Saturn’s Major Moons

தென் துருவத்தில் தெரியும் நீண்ட பனிப்பிளவுகளின் மேல்தளம் அதிக உஷ்ணத்தில் இருக்கிறது. பிளவின் உட்புற உஷ்ணம் : 145 டிகிரி கெல்வின் (-200 டிகிரி F) அல்லது (-130 டிகிரி C) பனித்தளத்தின் கீழ் 40 மீடர் (130 அடி ஆழத்தில்) கொதிக்கும் வெந்நீர் இருக்க வேண்டும் என்று கணிக்கப்படுகிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு மகத்தானது. அதுவே என்சிலாடஸில் உயிரினம் வாழ்ந்திருக்கக் கூடுமா என்று சிந்திக்கவும் அது வழி காட்டுகிறது. வெந்நீர் எழுச்சி முகில் ஊற்றுக்களில் நீரைத் தவிர மற்றும் நைட்டிரஜன், மீதேன், கார்பன் டையாக்ஸைடு ஆகிய வாயுக்களுடன், கார்பன் கலந்த மூலக்கூறுகளும் காணப்பட்டன. 2007 மே மாதம் வெளியான ஆய்வு அறிவிப்பில் என்சிலாடஸ் பனித்தளம் 3 முதல் 5 மைல் ஆழம் வரை அல்லது பத்து கி.மீடர் ஆழத்தில் கூட ஒருவேளை அமைந்திருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் மதிப்பீடு செய்கிறார்.

சனிக்கோளுக்கு ஏவப்பட்ட காஸ்ஸினி விண்கப்பல்


Fig. 2
Hot Giant Geysers

2004 ஆண்டு ஜூலை முதல் தேதி காஸ்ஸினி விண்கப்பல் சனிக்கோளின் ஈர்ப்பு மண்டலத்தில் சிக்கி, முதன்முதலாக அதைச் சுற்றத் துவங்கி அண்டவெளி யுகத்தில் ஒரு புதிய மைல் கல்லை நாட்டியது! பிளாரிடா கென்னடி விண்வெளி ஏவுதள மையத்திலிருந்து, 1997 அக்டோபர் 15 ஆம் தேதி நாசா ஏவிய காஸ்ஸினி விண்வெளிக் கப்பல், சுமார் நான்கு ஆண்டுகளாய் 2.2 பில்லியன் மைல் கடந்து, சனிக்கோளை முற்றுகையிட ஆரம்பித்தது! தாய்க்கப்பல் காஸ்ஸினி சனிக்கோளைச் சுற்றிவர, 2004 டிசம்பர் 25 ஆம் தேதி ஹியூஜென்ஸ் சேய்க்கப்பல் பிரிக்கப்பட்டு, பாராசூட் குடை விரித்து டிடானில் 2005 ஜனவரி 15 இல் இறங்கி முதன் முதலாக நெருங்கிப் படமெடுத்தது. சனிக்கோள், அதன் வளையங்கள், அதன் காந்த கோளம், டிடான் போன்ற மற்ற பனித்தளத் துணைக் கோள்கள் ஆகியவற்றைப் பற்றி மிகையான மெய்ப்பாடுத் தகவல்களை அறியப் பதினேழு உலக நாடுகளின் திறமை மிக்க 260 விஞ்ஞானிகள் ஒருங்கிணைந்து பணியாற்றி வருகிறார்கள்! 3.4 மில்லியன் நிதிச் செலவில் உருவான காஸ்ஸினி-ஹியூஜென்ஸ் விண்வெளித் திட்டம் மாபெரும் அண்டவெளிப் பயணமாகும். காஸ்ஸினி ஹியூஜென்ஸ் நூதன விண்கப்பல் புரியும் மகத்தான சனிக்கோள்-டிடான் பயணம் 40 வருட அனுபவம் பெற்ற நாசா, ஈசா விஞ்ஞானிகள் பலரின் வல்லமையால் வடிவம் பெற்றது!

Fig. 3
Cassini Spacecraft Orbiting
Saturn

2006 மார்ச் மாதம் 9 ஆம் தேதி சனிக்கோளைச் சுற்றிவரும் காஸ்ஸினி விண்கப்பல் அதன் துணைக் கோளான என்செலாடஸ் [Enceladus] உட்தளத்திலிருந்து பீறிட்டு எழும் நீர் ஊற்றுகளைப் [Geysers] படமெடுத்து பூகோளத்து விஞ்ஞானிகளுக்கு முதன்முதல் அனுப்பியுள்ளது! சனிக் கோளுக்கு இதுவரைக் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட 52 (2008 வரை) சந்திரன்களில் ஒன்று என்செலாடஸ். சூரிய மண்டலத்திலே பூமிக்கு அடுத்தபடி நீர்மை யுள்ளதாகக் காட்டும் நீர்ப்பனிப் பாறைகள் கொண்ட செவ்வாய்க் கோளை விண்வெளிக் கப்பல்கள் படமெடுத்து அனுப்பின. விஞ்ஞானிகள் வியாழக் கோளின் துணைக்கோள் யுரோப்பாவில் [Europa] திரவக் கடல் ஒன்று உறைந்த பனித்தளத்தின் கீழிருக்கலாம் என்று ஊகிக்கிறார்கள். இப்போது சனிக்கோளைச் சுற்றிவரும் காஸ்ஸினி விண்வெளிக் கப்பல், அதன் துணைக்கோள் ஒன்றில் வெளியேறும் நீர் ஊற்றுக்கள் பீறிட்டு உட்தளத்தில் நீர் திரவமாகத் தங்கி யிருப்பதை நிரூபித்து உலக மாந்தரை வியப்பில் ஆழ்த்தி யிருக்கிறது !


Fig. 4
Frictional Heating of Plumes


காஸ்ஸினி-ஹியூஜென் விண்ணுளவுத் திட்டத்தின் குறிக்கோள் என்ன ?

1970-1980 ஆண்டுகளில் பரிதியின் புறக்கோள்களை ஆராய ஏவிய பயனீயர், வாயேஜர் [Pioneer-11, Voyager-I & II] ஆகிய விண்கப்பல் பயணங்களில் தீர்க்கப்படாத புதிர்களை ஆய்ந்தறியக் காஸ்ஸினி-ஹியூஜென்ஸ் விண்கப்பல் அண்டவெளியில் குறிப்பாக சனிக்கோளையும், அதன் பெரிய துணைக்கோளையும் உளவிட அனுப்பப்பட்டது. திட்டமிட்ட முக்கிய பயணக் குறிப்பணிகள் பின்வருபவை:

1. சனிக்கோளுக்குப் பரிதியிலிருந்து உறிஞ்சும் ஒளிச்சக்தியை விட 87% மிகையான சக்தி சனியின் உட்கருவுக்கு எங்கிருந்து கிடைக்கிறது ?

2. சனிக்கோளைத் தொடாமல் வெகு வேகத்தில் சுற்றிவரும் வளையங்களின் மூலப் பிறப்பிடம் எது ?

3. சனிக்கோளின் வளையங்களுக்குக் கண்கவர் நிறங்கள் எங்கிருந்து பூசப்படுகின்றன ?

Fig. 5
Saturn’s Moons in Orbit

4. முப்பத்தி யொன்று நிலவுகளைக் கொண்ட சனிக்கோளுக்கு, வேறு சந்திரன்கள் ஏதேனும் உண்டா ? [இப்போது காஸ்ஸினி மேலும் 21 (மொத்தம் :52) துணைக்கோள்களைக் கண்டுபிடித்துள்ளது.]

5. சனியின் சந்திரன் என்சிலாடஸ் [Enceladus Moon] எப்படி வழவழப்பான ஒரு மேனியைக் கொண்டதாய் உள்ளது ? சமீபத்தில் உருகிப் போன குழம்பு ஆழக்குழிகளை [Craters] நிரப்பியதாய்க் கருதுவது ஒரு காரணமா ? பனித்தளமாக இருந்தால் அடித்தளத்தில் நீர்க்கடல் ஒன்று உள்ளதா ? 2005 ஆம் ஆண்டில் காணப்பற்ற வெந்நீர் எழுச்சி ஊற்றுக்கள் எப்படி உண்டாகிகின்றன ?

6. சனிக்கோளின் சந்திரன் ஐயாபீடஸ் [Iapetus Moon] ஒருபுறம் மட்டும் கரிய ஆர்கானிக் இரசாயனத்தை ஏன் பூசியுள்ளது ? அதன் மூலப் பிறப்பிடம் எது ?

Fig. 6
Enceladus Size Comparision

7. டிடான் சூழ்வெளியில் ஏற்படும் இரசாயன இயக்கங்கள் யாவை ?

8. பூமியில் உயிரியல் நடப்புக்கு [Biological Activity] ஆதார மூலக்கூட்டான மீதேன் [Methane Compound] எப்படி டைட்டான் தளத்தில் பேரளவில் வந்தடைந்தது ?

9. டிடானில் ஏதாவது கடல்கள் [மீதேன், ஈதேன்] உள்ளனவா ?

10 மேலும் பெரும் பின்னலான ஆர்கானிக் மூலக்கூட்டுகள் [Complex Organic Compounds], உயிரியல் முன்தோற்ற மூலக்கூறுகள் [Pre-Biotic Molecules] டைட்டானில் இருக்கின்றனவா ?

(தொடரும்)

Fig. 7
Sea Floor Shape
Comparision

++++++++++++++++++++++++++
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 – Is There Life on Mars, Titan or Europa ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40805151&format=html (வால்மீனிருந்து உயிரின மூலங்கள் பூமிக்கு வந்தனவா ?
20 (i) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40603171&format=html (Elceladus & Mars)
20 (ii) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40407085&format=html (Cassini-Huygens Space Mission-1)
20 (iii) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40501202&format=html (Cassini-Huygens Space Mission-2)
21. The Daily Galaxy Website -The Biological Universe -A Galaxy Insight Posted By : Casey Kazan [Nov 20, 2008]
22. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By : Peter Smith [1985]
22 Earth Science & The Environment By : Graham Thompson, Ph.D. & Jonathan Turk, Ph.D.
23. Astronomy Magazine : The Solar System -What Makes Earth Right for Life ? By : Jonathan Lunine [Dec 2008]
24. Saturn’s Strangely Warm Moon By Emily Sohn [Dec 2005]
25. NASA’s Report : Icy Particles Streaming form Saturn’s Enceladus [Dec 6, 2005]
26 A Hot Start Might Explain Geysers on Enceladus [March 24, 2006]
27. Science Daily: Enormous Plume of Dust & Water Spurts into Space from the South Pole of Enceladus [Feb 23, 2008]
28. Daily Galaxy – Geysers on Saturn’s Moon Enceladus May Signal Underground Water & Microbial Life By Casey Kazan [Nov 11, 2008]
29. Saturn’s Dynamic Moon Enceladus Shows More Signs of Activity [Dec 15, 2008]
30. Astronomy Now Online – Cassini Reveals Enceladus’ Shifting Terrain By Dr. Emily Baldwin [Dec 19, 2008]
31 NASA Scientists Ask : Is Life Possible on Saturn’s Moon Enceladus ? [Dec 19, 2008]

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) [December 25 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! உயிரினம் நீடிக்கப் பூமிக்குள்ள தகுதிகள் என்ன ? (கட்டுரை 46 பாகம் 2)

This entry is part [part not set] of 28 in the series 20081218_Issue

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


சட்டியில் ஆப்பம் ஒன்றைச்
சுட்டுத் தின்ன
அண்டக்கோள் ஒன்றை முதலில்
உண்டாக வேண்டும் !
அண்டக்கோள் தோன்றப்
பிரபஞ்சத்தில் ஒரு
பெருவெடிப்பு நேர வேண்டும் !
வடிவங்கள் மலர
சக்தி தூண்ட வேண்டும் !
கோடான கோடி யுகங்களில்
உருவான பூமியும் ஓர்
நுணுக்க அமைப்பு !
தனித்துவப் படைப்பு !
அகிலாண் டத்தில்
நிகரில்லை அதற்கு !
நாமறிந்த பிரபஞ்சத்தில்
பூமியைப் போல்
நீர்க் கோள் ஒன்றை
வேறெங்கும் காணோம் !
மகத்துவமாய்
அகிலப் பின்னலை
நுணுகி நோக்க
மனிதரைப் பிறப்பு வித்த
புனித பூமி,
நமது பூமி !

Fig. 1
The Beginning of Life
On the Earth

“உயிரினம் எதுவுமே இல்லாமல் எளியதாய்ப் பிரபஞ்சம் வெறும் பௌதிகம், இரசாயனத்தோடு, கால வெளியைத் தோற்றுவித்த அகில வெடிப்புத் தூசியோடு (Dust of Cosmic Explosion) இருந்திருக்கலாம். உண்மையில் அப்படி நேரவில்லை ! பிரபஞ்சம் தோன்றி 10 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு பிறகு வெறும் சூனியத்திலிருந்து உயிரினங்கள் உதித்தன என்று நான் நியாயப் படுத்துவது பைத்தியகாரத்தனம். “உயிரனப் படிப்படி மலர்ச்சி” (Evolution) என்னும் இயற்கை நியதி நேர்ந்தது மட்டுமில்லை ! அந்த மகத்தான நிகழ்ச்சியை உளவி அறிந்து கொள்ளும் மனிதரை உண்டாக்கவும் செய்திருக்கிறது.”

ரிச்சர்டு டாக்கின்ஸ் உயிரியல் விஞ்ஞானி (Richard Dawkins)

“உயிரினம் எப்படி ஆரம்பமானது என்பதை நாம் அறிய முடியவில்லை என்று முதலில் ஒப்புக் கொள்வோம். பூர்வாங்க உலகில் எளிய ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் தோன்ற பல்வேறு இயக்க முறைகள் ஒருங்கிணைந்து பாதை வகுத்தன என்று பொதுவாக நம்பப் படுகிறது ! அந்த மூலக்கூறுகள் இணைந்து மீண்டும் சிக்கலான இரசாயன அமைப்புக் கலவைகள் உண்டாகி, முடிவிலே உயிர் மூலவி என்று சொல்லப்படும் ஒரு பிறவி உருவானது ! இப்படி மேற்போக்கில் பொதுவாகச் சொல்லும் ஒரு விளக்கத்தில் எவரொவரும் திருப்தி அடைய முடியாது.”

மில்லர் & ஆர்ஜெல் (Miller & Orgel in their Book “The Origin of Life on Earth -1974)

Fig. 1A
The Earth’s Biosphere

“கிரீன்ஹௌஸ் விளைவின் வெப்பச் சீற்றத்தில் கரியமில வாயுவின் தீவிரத்தை விட, மீதேன் வாயு ஒவ்வொரு மூலக்கூறுக்கு ஒன்றாகப் பரிதியின் சூட்டை உறிஞ்சிச் சேமிக்கிறது! சூழ்வெளியில் மென்மேலும் கிரீன்ஹௌஸ் வாயுக்கள் திணிக்கப்படுவதால், ஆர்க்டிக் வட்டாரத்தின் வெப்பம் மிகையாகிப் “பூகோளச் சூடேற்றப் புரட்சி” [Runaway Global Warming (RGW)] தூண்டப்படும் என்று விஞ்ஞானிகள் மிகவும் கவலைப் படுகின்றனர்! அடுத்து வரும் 100 ஆண்டுகளில் பூகோளக் காலநிலை பெருத்த அளவில் மாறிச் சமூக, நிதிவளம், உயிர்ப்பயிரின விருத்திகள் பாதிக்கப்படும். அதன் துவக்க விளைவுகள் ஏற்கனவே ஆரம்பாகி விட்டன!”

ஆர்க்டிக் காலநிலைப் பாதிப்பு உளவு [Arctic Climate Impact Assessment (ACIA)]

1990 ஆண்டில் பிரென்ச், ரஷிய விஞ்ஞானிகள் அன்டார்க்டிகாவின் தென்துருவத்தில் 1.5 மைல் நீளமான பனித்தண்டைத் தோண்டி எடுத்து 400,000 ஆண்டுகளாக மீண்டும் மீண்டும் தோன்றி மாறிய நான்கு பனியுகங்களின் கரியமில வாயுவை [CO2 in Four Ice-Age Cycles] ஆய்ந்தனர். அந்தச் சோதனையில் உஷ்ணம் ஏற, ஏற கரியமில வாயுவின் கொள்ளளவு படிப்படியாகக் குறைந்து [மூன்றில் ஒரு பங்கு] வந்திருக்கிறது என்று அறியப்பட்டது. காரணம் மற்ற கிரீன்ஹௌஸ் வாயுக்கள் CO2 உடன் மாறி யிருக்க முடியும் என்று எளிதாகக் கருத வழி யிருக்கிறது. அந்த அரியக் கண்டுபிடிப்பு 1896 ஆண்டு விட்ட முன்னறிப்பை உறுதிப் படுத்தியுள்ளது.

பூகோளச் சூடேற்ற விளக்கமும் விவாதமும் [Global Warming Definitions & Debate]

Fig. 1B
Genome of Species


பூமியின் பூர்வீக உயிரினங்களின் மூலத் தோற்றங்கள்

4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய பூமியின் முதல் 700 மில்லியன் ஆண்டுகளாக வால்மீன்கள், விண்பாறைகள் போன்ற சூரிய மண்டலத்தின் அண்டத் துணுக்குகள் பூமியை மிகத் தீவிரமாய் தாக்கி வந்திருக்கின்றன. அவற்றில் பேரடித் தாக்குதல்களால் வெளியான அதிர்வு சக்தி, கடல் வெள்ளத்தையும் ஆவியாக்கும் பேராற்றல் கொண்டிருந்தது. அப்போது தழைத்திருந்த உயிரினத் தோற்றங்களையும் பூமித் தளங்களில் அழிக்க வல்லது. 3.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தடம் விட்டுச் சென்ற முதல் உயிரினத் தோற்றத்தின் புதைவடிவுப் பழஞ்சின்னச் சான்றுகள் (Fossil) இப்போது காணக் கிடைத்துள்ளன !

Fig. 1C
The Miller Urey Experiment

கலியுகத்தின் சிக்கலான உயிரனங்களின் அமைப்புகள் பூகோளத்தின் பௌதிக இரசாயனச் சூழ்வெளியில் (Environmental Globe) சீரான முறையில் படிப்படியாக பல கோடி ஆண்டுகளாகப் பரவி வந்துள்ளன. பூமியின் ஆக்ஸிஜன் சொற்பமான “சிறுத்திடும் சூழ்வெளி அழுத்தத்தில்” (Reducing Atmosphere with Traces of Oxygen) உள்வெளி அல்லது விண்வெளி ஒளிமந்தைகளின் ஆர்கானிக் மானோமெர்கள், பாலிமர்கள் (Terrestrial Organic Polymers or Extra-Terrestrial Organic Monomers) நியமித்த நிபந்தனைகளில் வளர்ச்சிச் சூழகத்தை நிலைநிறுத்தி இருந்தன. ஆகவே ஆக்ஸிஜன் வேண்டாத உயிரினங்கள் இரசாயனப் பந்தங்களைத் (Chemical Bonds) தாக்கும். ஆகவே பூர்வீகப் பூமியில் (Primitive Earth) ஏற்கனவே இருந்த ஆர்கானிக் மானோமெர்கள் அவற்றை விடச் சிக்கலான ஆர்கானிக் பாலிமர் உண்டாக வசதியான எரிசக்திச் சூழ்நிலைகள் உண்டாயின. ஆர்கானிக் மானோமெர்கள் இருவிதச் சேமிப்புகள் மூலம் உருவாகின்றன : 1. உள்வெளி ஒளிமந்தை இணைப்பு முறைகள் (Terrestrial Synthetic Pathways). 2. விண்வெளி ஒளிமந்தையிலிருந்து (Extra-Terrestrial) சூரிய மண்டலம் பெற்ற மூலங்கள்

Fig. 1D
Once Inhabitable Lake on Mars

பல்லாண்டு காலங்களாக எளிய மூலக்கூறுகள் மிகச் சிக்கலான உயிரியல் மூலக்கூறுகளாக விருத்தியாகி முடிவில் “உயிரணுக்கள்” (Cells) ஆயின ! அவை மீண்டும் பல்வேறு வடிவாக விருத்தியாகி “ஒளிச்சேர்க்கையில்” இரசாயன முறை மலர்ச்சி (Metabolically Capable of Photosynthesis) பெறும் உயிரணுக்களாக மாறின. அதற்குப் பிறகு அடுத்தடுத்து உயிரியல் பூதள இரசாயனச் சுழல் இயக்கங்களால் பின்னிய மீளா நிகழ்ச்சிகள் (Cascade of Irreversible Events Interconnected by Bio-Geochemical Cycles) நேர்ந்தன. அப்போது பூகோளத்தின் சூழ்வாயு அழுத்தம் ஆக்ஸிஜன் ஊட்டும் சூழ்வெளியாகி (Oxidizing Atmosphere) “ஓஸோன்” அடுக்கு (Ozone Layer) உண்டானது. ஓஸோன் அரங்கமானது பாதிக்கும் சூரியனின் புறவூதாக் கதிர்களை வடிகட்டும். ஆக்ஸிஜன் ஊட்டும் சூழ்வெளி பூர்வீக நுண்ணுயிர் அணுக்களை (Early Micro-Organisms) உயிரியல் விருத்தி செய்யும் மூல வாயுவாக இருந்து வந்தது. இவ்விதப் படிப்படி அரங்க மாறுதல்களால் பூமியானது தற்கால உயிரியல் கோளமாய்ப் (Present Day Biosphere) பின்னால் உருவானது.

Fig. 1E
Albedo of the Earth


பூதளச் சூழ்வெளியில் உயிரியல் கோளத்தின் அடுக்கான அமைப்பாடுகள்

நாமறிந்த பிரபஞ்சத்திலே உயிரினங்கள் பல கோடி ஆண்டுகள் வசித்து விருத்தியடைந்த ஓர் அண்டக் கோள் பூமியைத் தவிர வேறொன்றை இதுவரை யாரும் அறிந்திலர். சூழ்நிலைக்குத் தக்கபடி மாறிக் கொள்ளும் உயிரினங்கள் பூமியில் மத்திய வேனல் தளங்கள் முதல், துருவக் கூதல் பிரதேசங்கள் வரை நீடித்து வாழ்ந்து வருகின்றன. பூமியின் ஒவ்வொரு தளமும் நேரிடையாகவோ அன்றி மறைமுகமாகவோ உயிரின நீடிப்பு வளர்ச்சிக்கு வசதி செய்து வருகிறது. கடல் மட்டத்துக்குக் கீழ் 10 கி.மீடர் ஆழத்திலும் (6 மைல்), கடல் மட்டத்துக்கு மேல் 20 கி.மீடர் உயரத்திலும் (12 மைல்) உயிரினங்கள் உலவி வருகின்றன. கடலிலும், வானிலும், பாலைவனத்திலும், வட தென் துருவங்களிலும் உயிரினங்கள் பிழைத்துத் தழைத்து வருகின்றன. கனடாவின் ஆர்க்டிக் குளிர்ப் பகுதிகளில் பல்லாயிரம் ஆண்டுகளாய் பனிக்குகைகளில் எஸ்கிமோ இனத்தார் குடிவாழ்வு நடத்தி வருகிறார். வேனற் பகுதிகளில் பேரளவு உயிரினங்கள் வாழ்ந்து வருகிறன.

Fig. 1F
சூழ்வெளியின் அடுக்கடுக்கான வாயு அழுத்தம் குன்றிய அமைப்பாடு

1. பூதளத்திலிருந்து 8 முதல் 18 கி.மீடர் வரை: _டிராப்போ கோளம் (Troposphere)
Amphiphilic Molecules

சூழ்வெளியின் அடுக்கடுக்கான வாயு அழுத்தம் குன்றிய அமைப்பாடு

1. பூதளத்திலிருந்து 8 முதல் 18 கி.மீடர் வரை: டோப்போ கோளம் (Toposphere)

2. பூதளத்திலிருந்து 18 முதல் 50 கி.மீடர் வரை: ஸ்டிராடோ கோளம் (Stratosphere)

3. பூதளத்திலிருந்து 50 முதல் 85 கி.மீடர் வரை: மெஸோ கோளம் (Mesosphere)

4. பூதளத்திலிருந்து 85 முதல் 450 கி.மீடர் வரை: தெர்மோ கோளம் (Thermosphere)

5. பூதளத்திலிருந்து 450 முதல் 10,000 கி.மீடர் வரை: எக்ஸோ கோளம் (Exosphere)

Fig. 1G
Greenhouse Emission


சூழ்வெளியில் பேரளவுக் கரியமில வாயுவின் சேமிப்பு:

கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்கள் காற்றில் சேமிப்பாகிப் பூகோளத்தின் உஷ்ணம் ஏறுவது போன்ற காலநிலைக் கோளாறுகள் ஆமை வேகத்தில் நிகழ்ந்து மெதுவாக மாறி வருபவை. அவற்றில் குறிப்பிடத் தக்க வாயு, மின்சாரம், நீராவி உற்பத்தி நிலையங்களுக்குப் பயன்படும் நிலக்கரி எரு எரிந்து உண்டாகும் கரிமிலவாயு [CO2]. மற்ற கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களில் ஒன்று மீதேன் வாயு [Methane Gas]. அது கழிவுப் பதப்படுப்பு சாலைகளிலும் [Waste Treatment Plants] தொழிற்சாலை வினைகள், வெப்பத் தணிப்பு முறைகள் வெளிவிடும் ஹாலோகார்பனிலும் [Halo-Carbons] உண்டாகுகிறது. அனைத்து கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களையும் CO2 வாயுச் சமனில் [CO2 Equivalence] கூறினால், 2003 ஆண்டில் மட்டும் அனைத்துலக CO2 வாயுச்சமன் எண்ணிக்கை: 2692. அதாவது 2002 ஆம் ஆண்டு CO2 வாயுச்சமன் எண்ணிக்கையை விட 10.6% மிகையானது என்று ஒப்பிடப் படுகிறது!


Fig. 2
Signs of Extraterrestrial
Life

உயிரின நீடிப்புக்கு வாயுச் சூழ்வெளியின் இயக்கப்பாடுகள்

பரிதியின் ஒளிக்கதிர்கள் எரிக்காதவாறு உயிரினங்களுக்குக் குடைபிடிக்கும் வாயு மண்டலத்தின் பயன்கள், இயக்கப்பாடுகள் என்னவென்று தெரிந்து கொள்வோமா ? அந்த அரிய வாயுக் குடையை நீடித்துத் தன்னகத்தே இழுத்து வைத்துக் கொண்டிருப்பது பூமியின் பேராற்றல் கொண்ட ஈர்ப்பாற்றலே ! செவ்வாய்க் கோளில் இவ்வித வாயுக்குடை இல்லாமல் போனதற்கு முக்கிய காரணம் செவ்வாயின் ஈர்ப்பாற்றல் பல்லாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு சிறுத்துப் போனதே ! வாயுக்குடை தங்காமல் போனதும் பரிதியின் கொடிய தீக்கனல் செவ்வாய்த் தளத்தின் நீர்வளத்தை ஆவியாக்கி நீர்வற்றிய பாலைவனமாக்கி விட்டது !

பூமியின் வாயுக்குடை உயிரனத்துக்கு என்ன செய்கிறது ?

1. பரிதியின் கொடிய புறவூதா கதிர்கள், எக்ஸ்ரே கதிர்கள், பாதிக்கும் கதிர்வீச்சு போன்றவற்றைப் பகற் பொழுதில் தடுத்து எல்லா உயிரினங்களையும் பாதுகாப்பது.


Fig. 3
Vertical Structure of Earth’s
Atmosphere

2. பரிதியின் அவசியமான ஒளிச்சக்தியைக் கடல் மீதும் பூதளத்தின் மீதும் ஊடுருவிப் பாயும்படிச் செய்வது (எரிசக்தி மூலம்).

3. இராப் பொழுது துரிதக் குளிர்ச்சியில் பூதளத்தைக் கணப்புடன் வைத்திருப்பது. பகற் பொழுது துரித வெப்பத்தில் பூமியை மிதமாய் வைத்து மிகையாக்குவது. வாயு அழுத்தக் குடையால் புவியின் சராசரி தள உஷ்ணம் : +15 டிகிரி C. வாயுச் சூழ்வெளி இல்லையெனில் -18 டிகிரி C

4. பூமத்திய ரேகைப் பகுதிகளிலிருந்து மிதப்பகுதி & உயர்ப்பகுதிகளுக்கு வெப்பக்கனல் சக்திக் கடப்பாடு (Transport of Energy from Equtorial Regions to mediuam & Higher Altitudes) நிகழ்வது.

5. ஆவிநீர்க் கடப்பாடு (Transport of Water Vapour) கொந்தளிக்கும் பொதுநிலைக் காற்றோட்டத் தளங்கள் மூலமாய்ப் பரவி நீராகப் படிதல்.


Fig. 4
Earth’s Layers of Atmosphere

6. பூகோளத்தின் வாயு மண்டலத்தில் பேரளவு தாவரப் பயிர்களுக்குத் தேவையான நைடிரஜன் (78%) வாயு சேமிப்பு. அத்துடன் ஆக்ஸிஜன் (21%), ஆவிநீர் (Moisture upto 4%) & கார்பன் டையாக்ஸைடு (0.036%) சேமிப்புக் களஞ்சியம்.

7. உயிரினங்கள், பயிரினங்கள் நீடித்து உயிர்வாழத் தேவையான வாயுக்கள் சூழ்வெளி எங்கும் இருப்பது.

8. இயற்கையாலும், மனிதச் செய்கையாலும் நிகழும் இரசாயன இயக்கங்களை (Oxidation, Reaction with Radicals & Photosynthesis) கடக்கச் செய்வது & பிரித்து விடுவது.

9. விண்வெளியிலிருந்து பூமியின் சூழ்வெளியில் வீழும் விண்கற்களைக் கடும் உராய்வு வெப்பத்தால் எரித்துச் சாம்பலாக்கி உயிரினங்கள் மீது படாது பாதுகாப்பது.

Fig. 5
Earth’s Climate Thermostat


கரியமில வாயுவைக் கணிக்க நாசா ஏவப்போகும் துணைக்கோள்

2009 பிரவரியில் நாசா ஏவப்போகும் துணைக்கோள் “ஓகோ” என்னும் “புவி சுற்றும் கரி நோக்ககம்” [Orbiting Carbon Observatory (OCO)] சூழ்வெளியில் பூதளத்துக்கு அருகில் சேரும் கார்பன் டையாக்ஸைடையும், அந்தப் பகுதியையும் பதிவு செய்து வரும். அதைப் பின்பற்றி ஜப்பான் “கோஸாட்” என்னும் “கிரீன்ஹௌஸ் வாயுக்கள் நோக்கும் துணைக்கோளை” (GOSAT Greenhouse Gases Observing Satellite) அடுத்து ஏவப் போகிறது. மூன்றாவதாக ஐரோப்பாவில் ஈசா “ஏ-ஸ்கோப்” [Advanced Space Carbon & Climate Observation of Planet Earth (A-Scope)] என்னும் துணைக்கோளை 2016 இல் அனுப்பும். பூமியின் சூழ்வெளியில் தாவர இனங்களுக்குத் தேவையான கார்பன் டையாக்ஸைடின் கொள்ளளவு இயற்கை நிகழ்வாலும், மனித வினையாலும் ஏறி இறங்குகிறது. அதே சமயத்தில் அது பேரளவு சேமிப்பானால் பூகோளம் சூடேறித் துருவப் பனிப்பாறைகள் உருகிக் கடல் மட்டம் உயர்கிறது. அத்துடன் கடல் நீரின் உஷ்ணமும் உயர்கிறது. அதனால் பேய் மழைகளும், பயங்கச் சூறாவளிகளும், ஹர்ரிகேன்களும் எழுந்து உயிரினத்துக்கும், பயினத்துக்கும் பேரின்னல்களை விளைவிக்கின்றன. அவற்றை வரும் முன் தடுக்கவும், வரும் போது எச்சரிக்கை செய்யவும் இந்தத் துணைக்கோள்கள் பேருதவி செய்யும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது.

Fig. 6
NASA’s CO2 Hunter
Satellite

(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 – Is There Life on Mars, Titan or Europa ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40805151&format=html (வால்மீனிருந்து உயிரின மூலங்கள் பூமிக்கு வந்தனவா ?
21. The Daily Galaxy Website -The Biological Universe -A Galaxy Insight Posted By : Casey Kazan [Nov 20, 2008]
22. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By : Peter Smith [1985]
22 Earth Science & The Environment By : Graham Thompson, Ph.D. & Jonathan Turk, Ph.D.
23. Astronomy Magazine : The Solar System -What Makes Earth Right for Life ? By : Jonathan Lunine [Dec 2008]
24. BBC News – Milky Ways’s Sweetness Throughout [Nov 25, 2008]
25. BBC News : Sugar in Space Sweetens Chances of Life By : Dr. David Whitehouse [June 16, 2000]
26 NASA’s Genesis Space Mission – Life from Space Dust ? [Aug 15, 2001]
27 BBC News : Life’s Origin Among the Stars – A Salt Inclusion in a Meteorite is Evidence for Water By : Dr. David Whitehouse [March 27, 2002]
28 The Beginning of Life & Amphiphilic Molecules By: Janet Woo [August 2004]
29. The Biological Universe – A Galaxy Insight [Nov 20, 2008]
30. The Daily Galaxy – Could Cold “Super Earths” Potentially Support Life ? [Dec 16, 2008]
31. BBE News : NASA Set to Launch CO2 Hunter Satellite By : Jonathan Amos [Dec 18, 2008]

(தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) [December 18 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! உயிரினம் நீடிக்கப் பூமிக்குள்ள தகுதிகள் என்ன ? [கட்டுரை: 46 பாகம்-1]

This entry is part [part not set] of 24 in the series 20081211_Issue

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


பிரபஞ்ச விண்வெளியிலே
பால்வீதி ஒளிமந்தையின்
பரிதி மண்ட லத்திலே
கோடான கோடி ஆண்டுகள்
உயிரினம் உதித்தது
ஒரு கோளிலே !
பெருங்கோள் ஒன்று மோதி
பூமியை உடைத்துத்
தெறித்தது நிலவு !
குழியில் நிரம்பும் கடல்நீர் !
பரிதியின் ஒளிக்கதிரில்
பகல் இரவு தூங்கி எழும் !
உயிரினம் தோன்றிப் பிழைத்ததும்
பயிரினம் வளர்ந்ததும்
மயிலினம் பறந்ததும்
புழுவினம் ஊர்ந்ததும்
ஒரே ஓர் அண்டத்திலே !
பூகம்பங்கள் கிளம்பிக் கரியின்
புகை மண்டலம்
சுற்றுலா புரியும் !

பனியுகம் தோன்றி
இனிப்பு நீர்ச் சேமிப் பாகும் !
சுனாமி படையெடுத்து
கரை யெல்லாம் உப்பாகும் !
பம்பரமாய்ச் சுற்றும் பூமியின்
துருவ அச்சு கோணிப் போய்
பருவங்கள் மாறிவிடும் !
வேனல், குளிர்காலம் வசந்தம்
தானாக மாறி விடும் !
புயல் அடிக்கும் ! மழை பெய்யும் !
பனிக் குன்றுகள் உருகி
ஆறுகள் அருவிகள்,
ஏரிகள் உருவாகும் !
குறையுள்ள மனிதரைப் பூமியில்
பிறப்புவித்த
இறைவன் சலித்துப் போய்
வேறெங்கும் படைக் காதது
விந்தை அப்பா !

“பூதட்டு நகர்ச்சிகள்” (Plate Tectonics) ஏற்படுவது பூமியின் தனித்துவ சுற்று நிகழ்ச்சி. இம்மாதிரி நிலவிலோ, செவ்வாய்க் கோளிலோ நிலநடுக்கம் நிகழ்வதில்லை. பூமியின் 70% பங்கு நீர்மயமானது. கடல்நீர் பூதட்டு நிகழ்ச்சிக்கு மசகுத் திரவமாய் (Lubricant) உதவி செய்கிறது. இம்மாதிரி உட்கருவின் வெப்பமும், இடையடுக்கு (Mantle), மேலடுக்கு (Crust) அமைப்புகளும் பூமியில் இல்லாவிட்டால் பூதட்டு நகர்ச்சி எழவே எழாது ! பூமியில் உயிரினமும் நீடித்திருக்காது !”

ஜொநாதன் லூனின் (Jonathan Lunine) அரிஸோனா பல்கலைக் கழகத்தின் அண்டக்கோள் விஞ்ஞானி [டிசம்பர் 2008].

“உயிரினம் எப்படி ஆரம்பமானது என்பதை நாம் அறிய முடியவில்லை என்று முதலில் ஒப்புக் கொள்வோம். பூர்வாங்க உலகில் எளிய ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் தோன்ற பல்வேறு இயக்க முறைகள் ஒருங்கிணைந்து பாதை வகுத்தன என்று பொதுவாக நம்பப் படுகிறது ! அந்த மூலக்கூறுகள் இணைந்து மீண்டும் சிக்கலான இரசாயன அமைப்புக் கலவைகள் உண்டாகி, முடிவிலே உயிர் மூலவி என்று சொல்லப்படும் ஒரு பிறவி உருவானது ! இப்படி மேற்போக்கில் பொதுவாகச் சொல்லும் ஒரு விளக்கத்தில் எவரொவரும் திருப்தி அடைய முடியாது.”

மில்லர் & ஆர்ஜெல் (Miller & Orgel in their Book “The Origin of Life on Earth -1974)

“கடந்த 2000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பிருந்ததை விடத் தற்போது பூமண்டலம் சூடேறி விட்டதென்று, ஆழ்ந்து செய்த காலநிலை வரலாற்று ஆராய்ச்சிகள் எடுத்துக் கூறுகின்றன! அதற்குக் காரணம் ஓரளவு இயற்கைச் சம்பவங்களே தவிர, மனிதரியக்கும் தொழிற்சாலை வெளியேற்றும் துர்வாயுக்கள் அல்ல என்று கூறும் மறுப்புவாதிகள் கொள்கைக்கு எதிர்ப்புத் தரும் முறையில் பறைசாற்றப் படுகிறது.”

இயான் ஸாம்பிள் [Ian Sample, “Not Just Warmer: It’s the Hottest for 2000 Years” Guardian Unlimited *(Sep 1, 2003)]

“3000 ஆண்டுகளாகக் கனடாவின் வடகோடி ஆர்க்டிக் பகுதியில் துருத்திக் கொண்டிருந்த ஒரு பூதகரமான பனிக்குன்று, கடந்த ஈராண்டுகளாகப் பூகோளச் சூடேற்றத்துக்குப் புதிய சான்றாக உடைந்து கடலில் சரிந்து கரைந்து விட்டது. ஆர்க்டிக் பகுதியின் மிகப் பெரும் பனியுடைப்பு எனக் கருதப்படும் அந்த புராதன பனிமதில் சிதைவுக்கு, நூறாண்டு காலமாகப் படிப்படியாய் ஏறிய வெப்ப மிகுதியும், 1960 ஆண்டு முதல் விரைவாக எழுந்த வெப்பப் பெருக்கமுமே முக்கிய காரணங்கள் என்று ஆய்வாளர் கூறுகிறார்!”

ஆன்டிரூ ரெவ்கின் [Andrew Revkin, The New York Times (23 September 2003)]

“வெப்பச் சீற்றத்தால் விளையப் போகும் பிரளயச் சீர்கேடுகள் தீர்க்க தரிசிகளின் முன்மொழி எச்சரிக்கை யில்லை! மாந்தரை மெய்யாகத் தாக்கப் போகும் இயற்கையின் கோர நிகழ்ச்சிகள்.”

ஆஸ்டிரிட் ஹைபெர்க் [அகில நாட்டுச் செஞ்சிலுவைச் சங்க அதிபதி (23 ஜூன் 1999)]


நமது பூமியில் உயிரின நீடிப்புக்கு உகந்த மகத்தான படைப்புகள்

நமக்கு இதுவரைத் தெரிந்த பிரபஞ்சத்திலே பரிதி மண்டலத்தின் ஓர் அண்டக் கோளான பூமியைப் போன்று உயிரினம், பயிரினம் தோன்றவும், விருத்தி அடையவும், நீடித்து நிலைக்கவும் ஏற்றவொரு புனிதக் கோளம் வேறு எதுவும் கிடையாது. பரிதியின் உட்புறக் கோளான பூமியின் தளவியல் வடிவ, பௌதிக, உயிரியல் ஏற்பாடுகளில் (Geological, Geophysical & Geobiological Systems) மிகவும் சிக்கலானது. கோடான கோடி ஆண்டுகளாய்ப் பூமி படிப்படியாகச் சீராகிச், மாறி மாறிச் செம்மையாகி இன்னும் மாறுபட்டு வருகிறது. 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் தோன்றிய பரிதியின் ஒளிக்கதிர்களில் மிதமான, சுகமான, தட்ப-வெப்பச் சூழ்வெளியில் இயங்க பூமியானது போதிய சக்திகளால் ஊட்டப்பட்டு வருகிறது.


பால்வீதி ஒளிமந்தையின் விளிம்பில் சுற்றும் எளிய, சிறிய விண்மீனான பரிதியை வலம்வரும் எட்டுப் பெருங் கோள்களில் மூன்றாவது கோளாகப் பூமி சுற்றி வருகிறது. பரிதியின் கோள்களில் ஒன்றான பூமியில் மட்டும் ஏன் உயிரினங்கள் வசித்து வருகின்றன என்ற வினா எழுகிறது. திரவ நிலையில் நீர் வெள்ளம் பேரளவில் கொட்டிக் கிடக்கும் ஒரே ஓர் அண்டமாக பூமி மட்டும் எட்டுக் கோள்களில் ஒன்றாக இருப்பது ஏன் என்பதும் புதிராக இருந்து வருகிறது. உயிரனங்கள் விருத்திக்கு நீர்மயச் சூழ்நிலை மிக முக்கியமானதாகக் கருதப்பட்டாலும், உயிரினங்களின் நீடிப்புக்கு நீர் மட்டும் பூமியில் இருப்பது போதாது. அல்லது பரிதிக்கு உகந்த தூரத்தில் மிதமான தட்ப-வெப்ப நிலையில் பூமி நகர்ந்து வருவது மட்டும் உயிரினங்கள் நீடித்து வாழ உதவி செய்கிறதா ?

பூகோளத்தில் ஆக்ஸிஜென் வாயு செழித்த சூழ்வெளியே பரந்து கிடக்கும் உயிரியல் கோளத்தில் (Biosphere) வாழும் பெரும்பான்மை உயிரினங்களைப் பூமியில் நீடித்து விருத்தி செய்யத் துணை புரிகிறது. பரிதியின் ஒளிச் சேர்க்கையால் (Photo-Synthesis) பயிரினங்கள் தொடர்ந்து ஆக்ஸிஜெனை உற்பத்தி செய்து தீர்வதைத் தொடர்ந்து நிரப்பி வருகின்றன. கடலான நீர் வெள்ளத்தைப் பூமியின் கவர்ச்சி இழுத்துத் தன்னுடன் வைத்துள்ளது, அதுபோல் பூமியைச் சுற்றிப் பேரளவு வாயு மண்டலத்தைப் பாதுகாப்புக் குடையாக அதன் ஈர்ப்பாற்றல் சக்தி பிடித்துக் கொண்டிருக்கிறது. ஆதலால் பூகோளத்தின் தீராத நீர்வளம், ஆக்ஸிஜென் உள்ள வாயு மண்டலம், பரிதியின் ஒளிச்சக்தி, பூதளத்தின் புதிரான உயிரியல் அமைப்புகள் ஆகிய முக்கிய இயற்கைப் படைப்புகளே உயிரினம், பயிரினம், விலங்கினம், மீனினம் நீடித்து வாழ வசதிகள் செய்கின்றன.



பிரபஞ்சத்தில் பூகோளம் புதிரான ஓர் தனித்துவப் படைப்பு

பூகோளத்தைத் தனித்துவ முறையில் படைத்த கடவுள் இனி வேறோர் உலகை அதுபோல் ஆக்கியுள்ளதா வென்று விஞ்ஞானிகள் தொடர்ந்து பிரபஞ்சத்தில் ஆழ்ந்து உளவி வருகிறார்கள். இதுவரை பூமியை ஒத்த வேறோர் கோளை விஞ்ஞானிகள் தொலைநோக்கிகள் மூலம் காண வில்லை. உயிரினங்கள், பயிரினங்கள் தொடர்வதற்கும், விருத்தி அடைவதற்கும் பூகோளத்தில் வாழ்வுக்கேற்ற பருவக் காலநிலை பல பில்லியன் ஆண்டுகள் நீடித்தது ஒரு காரணம். அடுத்து பூகோளத்தின் தளவியல் ஏற்பாடுகள் (Global Geological Processes) காரணங்களாகும். சூரிய மண்டலத்தின் பெரும்பான்மைக் கோள்களை ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட துணைக்கோள்கள் ஈசல்கள் போல் சுற்றிக் கொண்டு வருகின்றன. பரிதி மண்டலத்தின் 169 துணைக்கோளில் (2008 எண்ணிக்கை) பூமியைச் சுற்றும் துணைக்கோள் நிலவு ஒன்றுதான். கடல் அலைகளின் உயர்ச்சி, தாழ்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒற்றை நிலவும் பூமிக்கு ஒரு தனித்துவ அமைப்பே ! சூரிய மண்டலத்தில் பூமியின் தனித்துவ அமைப்பைக் காட்டுவது என்னவென்றால் உயிரினங்கள் தொடர்ந்து வாழும் நிலமைப் பல பில்லியன் ஆண்டுகளாய் நீடித்து வந்திருப்பதே ! 65 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பூமியின் மீது விண்பாறை ஒன்று வீழ்ந்து ஏற்பட்ட பூகோளக் கொந்தளிப்பில் டைனோசார்ஸ் விலங்குகள் அனைத்தும் ஒருமுறை அழிந்து போயின என்பது குறிப்பிடத் தக்கது.



திட உட்கருக் கனல் உலோகங்கள் திரண்ட பூமி

பூமியில் ஏற்படும் எரிமலை எழுச்சிகள், பூகம்ப ஆட்டங்கள், மலைத்தொடர்ப் படைப்புகள், சமவெளிப் பள்ளங்கள் உண்டாவது அனைத்தும் பூகோளத்தின் உட்கருவில் பரவிக் கிடக்கும் வெப்பக் களஞ்சியம் கசிந்து வெளியாவதால் ஏற்படுபவை. அதில் ஒரு பகுதி வெப்பம் பூமி தோன்றிய போதே பூமிக்குள்ளே சேமிப்பானது. ஒருசில பகுதி வெப்பம் பாறையில் கிடக்கும் யுரேனியம் போன்ற கன மூலக உலோகங்கள் கதிரியக்கத் தேய்வால் (Radioactive Decay of Heavier Elements) உண்டானது. உட்கருவின் வெப்பம் பூமியின் அடித்தட்டுகளில் “பூதட்டு நகர்ச்சியை” (Plate Tectonics) உண்டாக்கிப் பூகம்பமாய் மேல்தளத்தில் கொந்தளிப்பை எழ வைக்கிறது. அந்த அதிர்ச்சி நிகழ்ச்சியே அடுத்து பூகோளத் தட்ப-வெப்பநிலைக் கட்டுப்பாட்டை நிலைநாட்டிப் (Global Thermostat) பருவக் காலநிலைச் சுழற்சியைத் தூண்டி வருகிறது. பூமியில் உயிரினம் பயிரினம் இன்னும் நீடித்துள்ளதற்கு பூதட்டு நகர்ச்சி ஒரு காரணம்.

பூகம்ப நிகழ்ச்சிக்கு மூல இயக்கமான பூதட்டு நகர்ச்சி எவ்விதம் உயிரின நீடிப்பைத் தூண்டுகிறது என்பது ஒரு புதிரான கோட்பாடு. ஆரம்ப காலத் தோற்றத்தின் போது உட்தள வெப்பம் உட்கருவைச் சூடாக்கி இரும்பு உலோகம் மையத்தில் சேமிப்பானது. எளிய மூலகங்கள் (Light Elements) ஆழங் குன்றிய பகுதிகளில் தங்கி பூமியின் “இடையடுக்கு” (Mantle) அமைப்பானது. பிறகு இடையடுக்கு மெதுவாக நழுவி ஈர்ப்பாற்றலில் இறங்குகிறது. எளிய பளுவுள்ள “மேல்தட்டு” (The Crust) இடையடுக்கு மீது மிதக்கிறது. மேல்தட்டுப் பாறை கோழி முட்டையின் கூடுபோல் எளிதில் நொறுங்கி முறியும் உறுதி கொண்டது (Regid & Brittle like an egg shell). அடித்தட்டில் கொந்தளிப்பாகி அது பூகம்பமாகி அந்த உந்துசக்தி அதற்கு மேலுள்ள இடையடுக்கையும், அதற்கும் மேலே இருக்கும் மேற்தட்டையும் நகர்த்திப் பேரளவு பாதிப்பை உண்டாக்கும். அதுவே “பூதட்டு நகர்ச்சி” என்று சொல்லப்படுகிறது.

கடற்தட்டு (Ocean Plate) கண்டத் தட்டைச் (Continental Plate) சந்திக்கும் போது, முந்தைய தட்டுப் பிந்தைய தட்டுக் கீழாக நுழைந்து, பல்லாயிரம் மைல் ஆழத்தில் வீழ்ந்து “அடிதணியும் அரங்கு” (Subduction Zone) உருவாகும். இறுதியில் அது முழுவதும் உருகி இடையடுக்கின் ஒரு பகுதியாகிறது. இந்த மேலெழுச்சி நழுவிக் கீழே நுழையும் நிகழ்ச்சி சுழல் இயக்கமாக மீளுகிறது. “பூதட்டு நகர்ச்சிகள்” (Plate Tectonics) ஏற்படுவது பூமியின் தனித்துவ சுற்று நிகழ்ச்சி. இம்மாதிரி நிலவிலோ, செவ்வாய்க் கோளிலோ நிலநடுக்கம் நிகழ்வதில்லை. பூமியின் 70% பங்கு நீர்மயமானது. கடல்நீர் பூதட்டு நிகழ்ச்சிக்கு மசகுத் திரவமாய் (Lubricant) உதவி செய்கிறது. இம்மாதிரி உட்கருவின் வெப்பமும், இடையடுக்கு (Mantle), மேலடுக்கு (Crust) போன்றஅமைப்புக்கள் பூமியில் இல்லா விட்டால் பூதட்டு நகர்ச்சி எழவே எழாது ! பூமியில் உயிரினமும் நீடித்திருக்காது !” என்று அரிஸோனா பல்கலைக் கழகத்தின் பௌதிகரும், அண்டக்கோள் விஞ்ஞானியுமான ஜொநாதன் லூனின் (Jonathan Lunine) கூறுகிறார்.

பூகோளக் காலநிலை யந்திரத்தை இயக்கும் பரிதி

பரிதியின் வெப்பநிலைச் சீராகச் சுற்றிலும் நிலைபெறப் பிரம்மாண்டமான ஒரு வாயுக் கோளம், எப்போதும் பூமிக்குக் குடைபிடித்து வருகிறது! வாயுக் குடையில் வாயுக்களின் கொள்ளளவுக் [Volume] கூடிக் குறையும் போது, பூமியில் படும் பரிதியின் உஷ்ணமும் ஏறி, இறங்குகிறது! அந்த வாயு மண்டலத்தில் இயற்கை ஊட்டியுள்ள வாயுக்களைத் தவிர, புதிதாகப் பூமியிலிருந்து கரியமில வாயு [Carbon Dioxide] போல் வேறு வாயுக்களும் சேர்ந்தால் வாயுக்களின் திணிவு [Density] மிகையாகிறது! வாயுக்களின் திணிவு அதிகமாகும் போது, பரிதியின் வெப்ப சேமிப்பும் மிகுந்து, அதன் உஷ்ணமும் கூடுகிறது. அந்தச் சீர்கேடுதான் “கிரீன்ஹௌஸ் விளைவு” அல்லது “கண்ணாடி மாளிகை விளைவு” [Greenhouse Effect] என்று குறிப்பிடப் படுகிறது. அந்த உஷ்ணப் பெருக்கால் கடல் நீரின் வெப்பம் அதிகரிக்கிறது! அந்த வெப்ப எழுச்சியால் துருவப் பகுதியில் உறைந்திருக்கும் பனிப்பாறைகள் உருகிக் கடல் மட்டம் உயர்ந்து, கடற்கரைப் பகுதிகள் உப்பு நீரில் மூழ்கி நிலவளம் பாழ்படும். அல்லது சி.எ•ப்.சி [Chloro Fluoro Carbons (CFC)] போன்ற பூமி வாயுக்கள் மேலே பரவிப் பாதுகாப்பாய் உள்ள ஓஸோன் பந்தலில் துளைகளைப் போட்டால், பரிதியின் தீய புறவூதாக் கதிர்கள் பூமியில் பாய்ந்து சேதம் விளைவிக்கின்றன.

பூகோளத்தின் வாயு மண்டலம் பரிதியின் வெப்பச் சக்தியாலும், பூமியின் சுழற்சியாலும் தொடர்ந்து குலுக்கப் பட்டு மாறி வருகிறது! பரிதியின் வெப்பம் வேனிற் பரப்பு அரங்குகளில் ஏறித் துருவப் பகுதிகளை நோக்கித் தணிந்து செல்கிறது. அப்போது குளிர்ந்த துருவக் காற்று கீழ்ப்படிந்து பூமத்திய ரேகை நோக்கி அடிக்கிறது. பூதளப் பரப்பின் நீர்மயம் ஆவியாகி மேலே பரவிப் பல மைல் தூரம் பயணம் செய்து, உஷ்ணம் குன்றும் போது மழையாகப் பெய்கிறது அல்லது பனிக்கட்டியாக உறைகிறது. நாளுக்கு நாள் ஒரே விதியில் மாறிவரும் சீரான காலநிலை மாற்றத்தை நாம் புரிந்து கொண்டாலும், மெல்ல மெல்ல மிகையாகும் காலநிலை வேறுபாடுகள் விந்தையான புதிராய் உள்ளன. 1940 ஆம் ஆண்டில் ஐஸ்லாந்தில் உஷ்ணம் தணிந்து பனிக்குன்றுகள் 1972 ஆண்டு வரை பெருகிக் கொண்டு விரிந்தன! பிரிட்டனில் அதே காலங்களில் சில வருடங்கள் சூடாக ஆரம்பித்தாலும் உஷ்ணக் குறைவால், பயிர் வளர்ச்சிக் கால நீடிப்பில் இரண்டு வாரங்கள் குன்றி விட்டன! அவ்விதமாக காலநிலை யந்திரமானது விந்தையாகப் பூகோளத்தில் விளையாடிக் கொண்டிருந்தது!


பனி யுக, வெப்ப யுக விளைவுகள்

சுமார் 10,000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கடைசிப் பனியுகம் உலகைத் தொட்டுக் கடந்து போனது. நமது பூமியின் காலநிலை வரலாறு கடும் பனிப்பாறைப் படுகையிலும், பிறகு சுடும் வெப்பப் பாலை வனங்களிலும் எழுதப் பட்டுள்ளன! மனித நாகரீகத் தொடக்கமே 10,000 ஆண்டுகளுக்குப் பின்னால்தால் வளர்ச்சி அடைந்து வந்திருப்பதாக அறியப்படுகிறது! ஒவ்வொரு காலநிலை யுகமும் தனது வரலாற்றுத் தடங்களைக் கடற்படுகை ஆழத் தட்டுகளில் பதிவு செய்திருப்பதைத் தற்போது மாதிரிகள் எடுத்து ஆராயப் பட்டுள்ளது. பனிப்பாறையில் பதுங்கிக் கிடக்கும் ஆக்சிஜென் வாயுவின் அளவு, பனிப்பாறை உருவான காலத்து உஷ்ணத்தைக் காட்டுகிறது. பனிபடிந்து பாறையாகும் சமயத்தில் உஷ்ண ஏற்றத் தணிவுக்கு ஏற்ப ஆக்ஸிஜென் அளவு பாறையில் சேமிக்கப் படுகிறது. கீரின்லாந்தின் பூர்வீகப் பனிப்பாறைகளைத் துளையிட்டு மாதிரிகளை எடுத்து, உயரப் பகுதித் துண்டுகளில் உள்ள ஆக்ஸிஜென் அளவைக் கணக்கிட்டு கடந்த 100,000 ஆண்டுகளாகப் பூமியில் காலநிலை வேறுபாடு வரலாறுகளை எழுதி யுள்ளார்கள்!


(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 – Is There Life on Mars, Titan or Europa ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40805151&format=html (வால்மீனிருந்து உயிரின மூலங்கள் பூமிக்கு வந்தனவா ?
21. The Daily Galaxy Website -The Biological Universe -A Galaxy Insight Posted By : Casey Kazan [Nov 20, 2008]
22. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By : Peter Smith [1985]
22 Earth Science & The Environment By : Graham Thompson, Ph.D. & Jonathan Turk, Ph.D.
23. Astronomy Magazine : The Solar System -What Makes Earth Right for Life ? By : Jonathan Lunine [Dec 2008]

(பாகம் -2 தொடரும்)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) [December 11, 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! வியாழன், சனிக் கோள்களின் துணைக் கோளில் அடித்தள திரவக் கடல் [கட்டுரை: 45]

This entry is part [part not set] of 23 in the series 20081204_Issue

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


அப்படி எழுதப் பட்டுள்ளது !
ஓராயிரம் பாதைகளில்
ஏதோ
ஒரு வழியில்
வாய்ப்புள்ள தென்றால்
உயிரின உதயம்
எப்படி ஆயினும்
எழுந்திடும் !
உயிரின வளர்ச்சிக்கு ஏற்ற
உலகங்களில்
உயிர்கள் தோன்றி விடும் !
உயிருக்கு நஞ்சான உலகங்கள்
ஆக்கிர மிப்பாகிக்
காலனி யாகும் !
விரிந்த ஒளிமந்தையில்
திரியும் விண்மீன் அரங்குகள்
உயிர்க் குஞ்சுகள்
பொரிக்கும் குருவிக் கூடுகள் !
உயிரின நீடிப்புக் கொடைக்
களஞ்சியம் !
குவலயக் கொடை இது !
கொடுத்தோன்
எவனெனத் தெரியாது !
எப்படியோ இந்தப் பிரபஞ்சம்
இயங்கும்
அப்படி எழுதப் பட்டுள்ளது !

ஜேம்ஸ் பிலிஸ் – அமெரிக்க எழுத்தாள மேதை (James Blish)

Fig. 1
Genesis Space Probe

“நாம் மட்டும்தான் தனியாக (பிரபஞ்சத்தில்) உள்ளோமா ? என்று கேட்டால் அதற்கு எனது எளிய, சிறிய பதில் ‘இல்லை’ என்பதே ! எனது சிந்தனை நோக்குகள் மூன்று : முதலாவது விண்வெளிப் புறக்கோள்களில் வேறு உயிரினங்கள் இல்லை என்பது. இரண்டாவது ஓரளவு நிச்சமின்றி ஏதோ இருக்கலாம் என்பது. ஆனால் அங்கிருந்து விண்வெளியில் நமக்குச் சமிக்கை அனுப்புகிறது என்று நம்பாத நிலை. நான் விரும்பும் மூன்றாவது கருத்து : பூர்வாங்க உயிரினம் (Primitive Life) பொதுவாகப் பரவி இருக்கிறது. ஆனால் அறிவு விருத்தியடைந்த ஓர் உயிர்ப்பிறவி (Intelligent Life) வசிப்பது என்பது அபூர்வம்.”

ஸ்டீ·பன் ஹாக்கிங் (நாசாவின் 50 ஆண்டு நிறைவு விழா உரை)

“உயிரினம் எப்படி ஆரம்பமானது என்பதை நாம் அறிய முடியவில்லை என்று முதலில் ஒப்புக் கொள்வோம். பூர்வாங்க உலகில் எளிய ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் தோன்ற பல்வேறு இயக்க முறைகள் ஒருங்கிணைந்து பாதை வகுத்தன என்று பொதுவாக நம்பப் படுகிறது ! அந்த மூலக்கூறுகள் இணைந்து மீண்டும் சிக்கலான இரசாயன அமைப்புக் கலவைகள் உண்டாகி, முடிவிலே உயிர் மூலவி என்று சொல்லப்படும் ஒரு பிறவி உருவானது ! இப்படி மேற்போக்கில் பொதுவாகச் சொல்லும் ஒரு விளக்கத்தில் எவரொவரும் திருப்தி அடைய முடியாது.”

மில்லர் & ஆர்ஜெல் (Miller & Orgel in their Book “The Origin of Life on Earth -1974)

Fig. 1A
Titan & Europa Moons

“ஐரோப்பியக் கடற்பயணத் தீரர்கள் கடந்த காலத்தில் பயணத்தைத் துவக்குவதற்கு முன்பு கடல் தாண்டிச் சென்றால் என்ன காணப் போகிறோம் என்று அறியாமல்தான் புறப்பட்டார். அண்டவெளியில் பயணம் செய்யும் போது நாமும் என்ன காண்போம் என்பதை அறிய மாட்டோம். அந்தச் அறியாமைதான் நம் பயணத்துக்கு மகத்துவம் அளிக்கிறது. நான் நிச்சயம் நம்புகிறேன். ஒருநாள் நாம் காணப் போகிறோம், நமக்குப் புரியாத ஒன்றை !”

– டாமினிக் கோரி எண்டவர் குழுத் தளபதி

“வேறு அண்டவெளிக் கோள் உயிரினத்துடன் (Extraterrestrial Life) புவி மனிதர் தொடர்பு கொள்ள வெகுகாலம் ஆகலாம் ! துரதிட்டவசமாக நமது விண்வெளிப் பயணங்கள் எல்லாம் இன்னும் குழந்தை நடைப் பயிற்சியில்தான் உள்ளன!”

– ரிச்சர்டு லின்னென்.

[டாமினிக், லின்னென் இருவரும் நாசா எண்டவர் விண்வெளி மீள்கப்பல் விமானிகள் (மார்ச் 2008)]

Fig. 1B
Non-Carbon Species


சூரிய மண்டலத்தின் துணைக்கோள்களில் நீர்க் கடல், வாயுத் திரவம்

சூரிய மண்டலத்தில் பூமிக்கு அடுத்தபடிப் பேரளவுக் கொள்ளளவு அடித்தளத் திரவக் கடல் உடையவை சூரிய புறக்கோள்களின் இரண்டு துணைக்கோள்கள் : ஈரோப்பா & டிடான் (Europa & Titan). பூதக்கோள் வியாழனின் சிறிய துணைக்கோள் ஈரோப்பா. சனிக்கோளின் மிகப் பெரும் துணைக்கோள் டிடான். டிடான் புதன் கோளை விடப் பெரியது. பூமியின் நிலவை விடச் சிறியது. சூரிய மண்டலத்திலே பூமியைப் போல் சுமார் ஒன்றரை மடங்கு (1.6 மடங்கு 60% மிகுதி) வாயு அழுத்தம் கொண்டது டிடான் துணைக்கோள் ஒன்றுதான் ! டிடானின் அடர்த்தியான வாயு அழுத்தத்தை அளிப்பவை ஆர்கானிக் கூட்டுக் கலவைகள் (Organic Compounds). அதன் வாயு மண்டலத்தில் எல்லாவற்றையும் விட நைட்டிரஜன் வாயு மிகுதியாகவும், அடுத்தபடி மீதேன் வாயு (Methane) அதிக அளவிலும் உள்ளன.

Fig. 1C
Europa Internal Liquid Struture

பூமியின் சூழ்வெளியில் மீதேன் வாயு உயிரினக் கிளைவிளைவு வாயுவாய்ச் (Byproduct of Living Organisms) சேர்கிறது. ஆனால் டிடான் துணைக்கோள் மிக்கக் குளிர்ந்த கோளமாய் (94 டிகிரி கெல்வின்) உயிரினப் பிறவிகள் வாழ முடியாத நச்சு மண்டலமாய்ப் போய்விட்டது.
நீரும் திரவமாய் மேல் தளத்தில் நிலைக்க முடியாது. ஒரு காலத்தில் பெருத்த மாறுதல் ஏற்பட்டு வெப்ப மிகுதியில் பனிக்கட்டி உருகி நீராகி பூர்வ யுக உயிரினங்கள் (Primitive Life) விருத்தியாகி இருக்கலாம் என்று எண்ண இடமிருக்கிறது. ஆனால் இப்போது டிடானில் எந்த உயிரினமும் வாழ முடியா தென்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார்கள். ஆயினும் பேரளவு மீதேன் வாயுள்ள டிடான் அழுத்த வாயு மண்டலத்தை ஆழ்ந்து ஆராய்ந்து வருகிறார்கள்.


Fig. 1D
Genesis Probe Crash-Landing

பூதக்கோள் வியாழனின் துணைக்கோள் ஈரோப்பாவில் மேல்தளப் பனித்தரை வழுவழுப்பாய் உள்ளது ஒரு வேறுபாடு. அத்துடன் அடித்தளத்தில் கிடக்கும் நீர்க்கடல் விஞ்ஞானிகளின் சிந்தையைத் தூண்டி விட்டிருக்கிறது. 1996 இல் பயணம் செய்த காலிலியோ விண்கப்பல் வியாழனின் பேரளவு காந்த தளத்தை அறிந்த போது, ஈரோப்பாவின் மெலிந்த காந்த தளத்தையும் பதிவு செய்தது. அதாவது ஈரோப்பா துணைக்கோள் அடித்தள நீர்மய உப்புக் கடல் ஒன்றைக் கொண்டிருக்கிறது என்று யூகிக்க இடமிருக்கிறது. அண்டக்கோள் விஞ்ஞானிகள் (Planetary Scientists) ஈரோப்பாவின் நீர்க்கடலில் பூமிக்கடல் போல் நுண்ணிய உயிர் ஜந்துகள் (Microbes) இருக்கலாம் என்று நம்புகிறார்கள். இனி அனுப்பப் போகும் நாசா விண்ணுளவிகள் ஈரோப்பா உப்புக் கடலை ஆழ்ந்து ஆராயும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது.


Fig. 1E
Cassini-Huygens Space Probe

அகிலாண்டத்தில் திரவம் இல்லையேல் உயிரினத் தோற்றமில்லை !

உயிரினங்கள் தோன்றவும், வளரவும், நீடித்து வாழவும் தேவையான இரசாயன இயக்கங்களை நிகழ்த்த ஒருவித இடையீட்டுத் திரவம் அவசியம் என்று உயிரியல் விஞ்ஞானிகள் உறுதியாக நம்புகிறார். பூமியில் அது நீராக நிலவிப் பூர்வக் காலம் முதல் உயிரனத்தை உண்டாக்கி வளர்க்கும் மூலத் திரவமாக இருந்து வருகிறது. நீரின் இரசாயனப் பண்பாடு உயிரின வளர்ச்சிக்கும் நீடிப்புக்கும் ஏற்றதைப் போல் வேறு சில ஆர்கானிக் திரவங்களும் பிற அண்டங்களில் இருக்கலாம் என்றும் கருதுகிறார். அவ்விதம் திரவங்கள் இருப்பது அவசியம் என்று நம்பும் போது சூரிய மண்டலத்தில் திரவங்கள் நிலவிய அண்டங்கள் மிகவும் சொற்பம். செவ்வாய்க் கோளில் அடித்தள நீர்மைப் பனிக்கட்டிகள் இருப்பதைச் சமீபத்தில் நாசாவின் ·பீனிக்ஸ் தளவுளவி தோண்டி எடுத்து நிரூபித்துள்ளது. மேலும் அதற்கு முன்னால் 1996 இல் விண்வெளியில் பயணம் செய்த நாசாவின் காலிலியோ விண்கப்பல் பூதக்கோள் வியாழனின் சிறு துணைக்கோள் ஈரோப்பாவில் (Europa) 25 மைல் அகலத்தில் சீர்குலைந்த “பனித் தாங்கிகள்” (Ice Rafts) இருப்பதைத் தெளிவாகக் காட்டியுள்ளது. அடுத்து நாசா விஞ்ஞானிகள் 1997 இல் ஈரோப்பா துணைக்கோளில் மாபெரும் அடித்தளக் கடல் ஒன்றைக் கண்டுபிடித்திருப்பதாக வெளியிட்டார்கள்.

Fig. 2
Signs of Extr-Terrestrial
Life

வியாழக் கோளின் துணைக்கோள் ஈரோப்பாவின் பனித்தட்டின் கீழ் அடித்தள மசகு நீர்க்கடல் (Slushy Liquid Ocean) இருப்பது அறியப் பட்டிருக்கிறது. அந்த நீர்மய அரணுக்குள்ளே நுண்ணிய உயிரின மூலவிகள் (Micro-organisms) இருக்கின்றவா என்னும் வினா இப்போது விஞ்ஞானிகளிடம் எழுந்திருக்கிறது.

சனிக்கோளின் துணைக்கோள் டிடானில் இரசாயனத் திரவங்கள்

சனிக்கோளின் மிகப் பெரிய துணைக்கோள் டிடான் (Titan). பூமியைப் போல் ஒன்றரை மடங்கு அழுத்தமுள்ள, 10 மடங்கு உயர வாயு மண்டலம் கொண்டது டிடான். மங்கலாக மூடியிருக்கும் மீதேன் வாயு முகில் போர்த்திய துணைக்கோள் டிடான். சூரிய மண்டலத்தின் துணைக் கோள்களில் டிடான் ஒன்று மட்டுமே பூமியைப் போல் ஒப்பற்ற வாயு அழுத்தச் சூழ்வெளி அமைப்பைக் கொண்டது. வாயுச் சூழ்வெளியில் பூமியைப் போல் பிரதானமாகப் பேரளவு நைட்டிரஜன் வாயு உள்ளது ! அடுத்த அதிக அளவு வாயு மீதேன். மேலும் ஆர்கான் வாயும் இருக்கலாம். சிறிதளவு ஹைடிரஜன் வாயு, பிறகு அநேக வித ஆர்கானிக் கூட்டுக் கலவைகளும் உள்ளன. இத்தகைய கூட்டுக் கலவைகளில் சில பொருட்களே டிடான் தோற்றத்தை மங்கல் முகிலாகக் காட்டுகின்றன. அந்த மங்கல் காட்சியை ஊடுருவி டிடான் தளத்தைத் தொலைநோக்கிகள் மூலம் காண்பது அரிது.

Fig. 3
Greenland Ice Cold Land

சூரியனின் புறவூதா ஒளிக்கதிர் (Ultraviolet Radiation of the Sun) டிடானில் உள்ள மீதேன் மூலக்கூறுகளைப் பிரித்துக் கிளம்பும் ஹைடிரஜன் வாயு விண்வெளியில் தப்பிச் செல்கிறது. மீதேன் ஆர்கானிக் கூட்டுக் கலவையில் மிச்சம் எஞ்சிய கன வாயுக்கள் சேர்ந்து ஈதேன் அல்லது அசிடிலீன் வாயு ஆகலாம். டிடானின் மிகத் தணிந்த உஷ்ணத்தில் (94 டிகிரி கெல்வின்) ஈதேன் ஒரு திரவமாகவே உள்ளது. அவ்விதம் சேமிப்பாகி மாபெரும் கடலாக டிடானில் கூடலாம். சூரிய மண்டலத்தில் பல பில்லியன் ஆண்டுகளாக டிடானில் மீதேன் கலந்து பல நூறு மீடர் ஆழத்தில் ஈதேன் கடல் உண்டாகி இருக்கலாம். ஹப்பிள் தொலைநோக்கியும், ரேடார் அலைநோக்கியும் டிடானில் பெருங்கடல் இருப்பதைக் காட்டியுள்ளன. 2004 ஜூலை மாதம் சனிக்கோளைச் சுற்றிய காஸ்ஸினி-ஹியூஜென்ஸ் விண்ணுளவி ஹியூஜென்ஸ் தளவுளவியை டிடானில் இறக்கி அந்த வாயுக்கள் இருப்பதை நிரூபித்துள்ளன. நாசா விஞ்ஞானிகள் 2007 ஜனவரியில் டிடான் அடித்தள ஏரியில் மீதேன் திரவக் கடல் இருப்பதை உறுதியாக அறிவித்துள்ளனர்.

Fig. 4
Earth & Titan Atmosphere &
Composition

பிரபஞ்சத்தில் பூர்வாங்க உயிரினச் செல்கள் எப்படித் தோன்றின ?

பூர்வாங்க பூமியிலே எப்படி உயிரினம் ஆரம்பமானது என்றோ அல்லது பிரபஞ்சத்தில் வேறு எங்காவது உயிரினம் தோன்றியிருக்க வாய்ப்புள்ளது என்றோ உறுதியாக நாம் சொல்ல முடியாத நிலையில் இருக்கிறோம் ! எங்கே முதலில் உயிரின மூலாதார உற்பத்தி ஆரம்பமானது என்பதற்குப் பல்வேறு கோட்பாடுகள் இருக்கின்றன. வான உயிரியல் (Astrobiology) விஞ்ஞானம் என்பது பிரபஞ்சத்தில் உயிரினத்தைப் பற்றிய கல்வி. அந்தப் பல்துறை அடிப்படைப் புது விஞ்ஞானம் உயிரினத்தின் மூலாதாரம், தோற்றம், பங்களிப்பு, முடிவு ஆகியவற்றையும் எங்கே அந்த உயிரினம் இருக்கலாம் என்றும் புகட்டுகிறது. பூமியிலே எப்படி உயிரினங்கள் ஆரம்பத்தில் உருவாயின என்று உளவிட விஞ்ஞானத்தின் பல்வேறு பகுதிகளில் ஒருவர் ஆழ்ந்து ஈடுபட வேண்டும். அந்த சிக்கலான கேள்விக்கு விடைகாணப் பௌதிகம், இரசாயனம், உயிரியல், வானியல் (Physics, Organic & Inorganic Chemistry, Biology & Astronomy) ஆகிய விஞ்ஞானப் பிரிவுகள் தேவைப்படுகின்றன.

Fig. 5
Relative Sizes of Titan & Europa

கடந்த 50 ஆண்டுகளில் விஞ்ஞானிகள் புரிந்த மூலாதார விண்வெளிக் கண்டுபிடிப்புக்கள் மூலம் பூமி உண்டான போது ஆரம்ப காலங்களில் “தன்னினம் பெருக்கும் சிக்கலான செல்கள்” (Self-Replicating Complex Cells) உதித்த போக்கு முறைகள் தெளிவாகின்றன ! உயிரின மூலாதாரக் குறிப்புக்கு அண்டக்கோளின் ஆரம்பகாலச் சூழ்வெளி அறியப்பட வேண்டும். துரதட்டவசமாக பூகோளத்தின் துவக்கத்தில் உயிரினத் தோற்றத்துக்கு உதவும் சூழ்வெளியின் வாயுக்கள், தள உஷ்ணம், வாயு அழுத்தம், தள இரசாயனம், காற்றில் நீர்மை (Moisture), கடல்நீரின் pH அளவு (pH —> 0-14 Scale Measurement of Water Acidity/Alkalinity) போன்ற சான்றுகள் எவையும் உறுதியாக அறியப்பட வில்லை. உயிரினத் தோற்ற முதலில் உளவுகள் பூர்வப் பாறைகளில் உள்ள கார்பன், ஆக்ஸிஜன் கலவையைக் காட்டினாலும் தர்க்கத்தில் சிக்கி அவை நிச்சயம் ஆகவில்லை. ஆயினும் பூமி தோன்றிய முதல் பில்லியன் ஆண்டுகளில் உயிரினம் உதிக்க ஆரம்பித்தது என்பதில் விஞ்ஞானிகளிடையே உடன்பாடு ஏற்பட்டிருக்கிறது.

Fig. 6
NASA’s Kepler Space Probe
(Future Mission)

உயிரின இரசாயனத்தின் (Biochemistry) இரு மகத்தான மைல்கற்கள்

உயிரினம் என்பது இரசாயன இயக்க விளைவு (Chemical Phenomenon) என்பதை நாம் அறிவோம். பூமியின் உயிரின முளைப்பு அடிப்படைக்குப் “பிறவித் தாதுக்களான டியென்னே & ஆரென்னே” (Genetic Materials DNA & RNA) ஆகிய இரண்டும் மற்றும் புரோட்டின், (Protein & Membrane Components) (Biological Membrane -A Continuous Layer of Fat Molecules that encloses a Cell] ஆகியவையும் காரணமானவை. (DNA) டியென்னே என்பது மூன்று மூலக்கூட்டுகள் (Nucleic Acid Bases +Sugars +Phosphates) கொண்ட “இரட்டை நெளிவு” (Double Helix). புரோட்டின் அமினோ அமிலத்தில் ஆனது.

1950 ஆண்டுகளில் அமெரிக்க இரசாயன விஞ்ஞானிகள் ஹரால்டு யுரே & ஸ்டான்லி மில்லர் [Harold Urey (1893-1981) & Stanley Miller (1930-)] ஆகியோர் இருவரும் எப்படி உயிரின அமைப்பு மூலக்கூறு அமினோ அமிலம் (Amino Acid —> Water-soluble Organic Molecule with Carbon, Oxygen, Hydrogen & Nitrogen containing both Amino Group NH2 & COOH) பூர்வாங்கப் பூமியின் புழுதிக் கடலில் முதலில் தோன்றியிருக்கும் என்னும் முக்கியமான சோதனையை ஆய்வுக் கூடத்தில் செய்து காட்டினார்கள் !

Fig. 7
Primordial Dust from Solar Wind

நாசாவின் எதிர்காலக் கெப்ளர் அண்டவெளிக் கோளாய்வுப் பயணம்

2009 மார்ச் 4 ஆம் தேதி நாசா அனுப்பவிருக்கும் கெப்ளர் விண்வெளிக் கோள் தேடும் திட்டப் பயணம் சூரிய மண்டலத்தைத் தாண்டி அப்பால் செல்லும். அந்த ஆழ்வெளி ஆராய்ச்சியைச் செய்யும் போது சூரிய மண்டலத்துக்குள் செவ்வாய்த் தளத்திலும், பூமியில் வீழும் விண்கற்களிலும் “ஒற்றைச் செல் ஜந்துக்கள்” (Unicellular Life Organisms) உள்ளனவா என்பதற்குச் சான்றுகளைக் கண்டறியும். அடுத்து நாசா பூதக்கோள் வியாழனின் துணைக்கோள் ஈரோப்பாவுக்கு விண்ணுளவி ஒன்றை ஏவி அடித்தளத்தில் உள்ள நீர்க்கடலை ஆராயவும், அக்கடலில் உயிரின வளர்ச்சிக்குச் சான்றுகள் உள்ளனவா என்றும் அறியவும் திட்டமிட்டுள்ளது.

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – Is There Life on Mars, Titan or Europa ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40805151&format=html (வால்மீனிருந்து உயிரின மூலங்கள் பூமிக்கு வந்தனவா ?
21. BBC News – Milky Way’s Sweetness Throughout [Nov 25, 2008]
22 BBC News – Genesis Faulty Battery Probed
23. Sky & Telescope Magazine – Genesis Finding- Earth Has a Problem (Sep 8, 2004)
24. BBC News – (Genesis) Crashed Probe Yields Sun’s Secrets (Mar 15, 2006)
25 New Scientist – Crashed Genesis Probe Delivers Solar Wind Dust – Genesis Space Probe Mission (Mar 15, 2006).
26. Wikipedea – Genesis Spacecraft [Dec 2, 2008]
27 Science Magazine – Genesis Search for Origin -The Sun Under Lock & Key By : Bob Silberg
[Updated Nov 14, 2008]
28. The Daily Galaxy Website -The Biological Universe -A Galaxy Insight Posted By : Casey Kazan [Nov 20, 2008]
29 The Daily Galaxy – Geysers on Saturn’s Moon Enceladus May Singnal Underground Water & Microbial Life [Nov 29, 2008]
30 The Daily Galaxy on Biological Universe – “Super Cells” that Eat Radiation, Generate Electricity & Cure Cancer -A Galaxy Classic [Nov 14, 2008]
31 BBC News – Earth Could Seed Titan with Life By : Paul Rincon
33 Wikipedia – Extra-terrestrial Life
34 Space Science Reference Guide : Europa & Titan : Oceans in the Outer Solar System By :
Walter S. Kiefer Lunar & Planetary Institute, Houston, Texas. [2003]
35 The Daily Galaxy -Non-Carbon Species : Will We Fail to Detect Extra-terresstrial Life ? [Dec 3, 2008]
36 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40407085&format=html (Cassini-Huygens Space Probe Mission) (July 8, 2004)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) [December 4, 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! கருந்துளைக்கு உச்ச வரம்பு நிறை உரைத்த பிரியா நடராஜன் ! [கட்டுரை: 44]

This entry is part [part not set] of 34 in the series 20081016_Issue

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


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

Fig. 1
Mass Limit to Black Holes

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

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

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

Fig. 1A
Yale Astronomer Discovery

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

டாக்டர் பிரியா நடராஜன்

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

Fig. 1B
Intermediate Mass Black Hole

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

ஸ்டீ·பென் ஹாக்கிங் (1970)

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

Fig. 1C
Black Hole Mass

பேருருவக் கருந்துளைக்குப் பிரியாவின் உச்ச நிறை வரம்பு

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

Fig. 1D
Masses of Black Holes

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

பிரபஞ்சக் கருந்துளை என்பது என்ன ?

1916 ஆம் ஆண்டில் ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதியின் அடிப்படையில் ஜெர்மன் வானியல் விஞ்ஞானி கார்ல் சுவார்ஸ்சைல்டு (Karl Schwarzschild), பிரபஞ்சத்தில் முதன்முதல் கருந்துளைகள் இருப்பதாக ஓரரிய விளக்கவுரையை அறிவித்தார். ஆனால் கருந்துளைகளைப் பற்றிய கொள்கை, அவருக்கும் முன்னால் 1780 ஆண்டுகளில் ஜான் மிச்செல், பியர் சைமன் லாப்பிளாஸ் (John Michell & Pierre Simon Laplace) ஆகியோர் இருவரும் அசுர ஈர்ப்பாற்றல் கொண்ட “கரும் விண்மீன்கள்” (Dark Stars) இருப்பதை எடுத்துரைத்தார்கள்.

Fig. 1E
Mid Size Mass Black Holes

அவற்றின் கவர்ச்சிப் பேராற்றலிலிருந்து ஒளி கூடத் தப்பிச் செல்ல முடியாது என்றும் கண்டறிந்தார்கள் ! ஆயினும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருந்துளைகள் மெய்யாக உள்ளன என்பதை விஞ்ஞானிகள் ஏற்றுக் கொள்ள நூற்றிமுப்பது ஆண்டுகள் கடந்தன !

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

Fig. 1F
Supermassive Black Holes

எத்துணை அளவு நிறை வரைப் பெருக்கும் கருந்துளைகள் ?

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

Fig. 2
Upper Limit of Black Hole

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

Fig. 3
Violent Black Hole

கருந்துளை வளர்ச்சி எப்படி நிறுத்தம் அடைகிறது ?

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

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

Fig. 4
Dark Matter-Dominated
Black Holes

பெண் விஞ்ஞானி பிரியாவின் வாழ்க்கை வரலாறு

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

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

Fig. 5
NASA Picture

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

Fig. 6
Mid Size Black Holes

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

Fig. 7
Dr. Priyamvada Natarajan

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

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

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

******************
jayabarat@tnt21.com [October 16, 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! இரு கருந்துளைகள் மோதினால் என்ன நேரிடும் ? [கட்டுரை: 43]

This entry is part [part not set] of 45 in the series 20081009_Issue

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


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


Fig. 1
When Two Black Holes Collide

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

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

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

Fig. 1A
Formation of Black Hole

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

ஸ்டீ·பென் ஹாக்கிங் (1970)

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

டேனியல் ஸ்டெர்ன் Jet Propulsion Lab (JPL), California

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

Fig. 1B
Computer Simulation When
Black Holes Collide

பூதக் கருந்துளைகள் இரண்டு மோதிப் புணர்ந்து கொள்ளும் !

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

Fig. 1C
Black Hole Simulation

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

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

Fig. 1D
Kerr’s Black Hole

இரு கருந்துளை மோதலை உளவிடக் கணனி மாடல்கள்

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

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

Fig. 1E
Best Collision Simulation

சிறிய கருந்துளைகள் ! பெரிய கருந்துளைகள் !

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

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

Fig. 1F
Small & Bigger Black Holes

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

Fig. 2
Cosmic Explosions

பிரபஞ்சக் கருந்துளை என்பது என்ன ?

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

Fig. 3
When Galaxies Collide

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

Fig. 4
Escaping Black Hole

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

Fig. 5
Black Hole Parts

ஈசா நாசா ஏவும் விண்ணுளவி “லிஸா”

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

Fig. 6
ESA & NASA –
LISA Gravity Wave Probe

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

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

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

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பரிதி குடும்பத்தில் ஒன்றான புளுடோ ஏன் விலக்கப் பட்டது ? [கட்டுரை: 42]

This entry is part [part not set] of 34 in the series 20080911_Issue

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


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

Fig. 1
Dwarf Planets Pluto, Sedna & Quaoar

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

ஜொஹான்னெஸ் கெப்ளர் (1571-1630)

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

அரிஸ்டாட்டில் (கி.மு. 382-322)

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

பாட்ரீஷியா, புளுடோவைக் கண்டுபிடித்த டாம் டாம்பாஹின் மனைவி (2006)

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

அமெரிக்க ராக்கெட் விஞ்ஞானி ராபர்ட் கோடார்டு (1882-1945)

Fig. 1A
Pluto’s Oblique Orbit


புளுடோவின் நிகழ் காலம் இறந்த காலமானது !

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

Fig. 1B
New Definition of Planets


புளுடோ ஏன் பரிதி குடும்பத்திலிருந்து நீக்கப்பட்டது ?

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

Fig. 1C
Relative Position of Planets

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

முதன்முறை வந்த குறிவிளக்கம் :

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

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

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

Fig. 1D
Relative Size of Pluto


கோள் குறிவிளக்கம் தர்க்கத்துக்குள் சிக்கியது !

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

Fig. 1E
Kuiper Belt Objects Discovered

மேம்பட்ட குறிவிளக்கம் :

1. விண்மீன் ஒன்றைச் சுற்றி வருவது கோள்.

2. பெரிதாக உருண்டை வடிவில் இருப்பது கோள்.

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

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

Fig. 2
Planet Orbits


புளுடோவின் நீள்வட்டக் கோணச் சுற்றுவீதி !

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

Fig. 3
Solar Planet’s Orbits

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

Fig. 4
Some Doubts about the Planets


சூரிய மண்டலம் எப்போது தோன்றியது ?

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

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

Fig. 5
Location of Pluto & Kuiper Belt


சூரிய குடும்பத்திலே மிகச் சிறிய புறக்கோள் புளுடோ!

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

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

Fig. 6
Solar Planets Relative Sizes

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

புளுடோவைப் பற்றிய வானியல் தகவல்

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

Fig. 7
Solar System Planets

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

Fig. 8
Solar Planets Positions


பரிதி மண்டலப் படைப்பில் தீர்க்கப்படாத சில புதிர்கள் !

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

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

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

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

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! காலாக்ஸிகளின் இரு மந்தைகள் மோதிக் காணப்பட்ட இருட் பிண்டம் (Dark Matter) [கட்டுரை: 41]

This entry is part [part not set] of 35 in the series 20080904_Issue

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


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

Fig. 1
Dark Energy & Dark Matter

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

கிரிஸ்டொ·பர் கன்ஸிலிஸ் (வானோக்காளர், நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக் கழகம்)

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

டாக்டர் மிசியோ காக்கு, (அகிலவியல் விஞ்ஞான மேதை)

Fig 1A
Composition of the Cosmos

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

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

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

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

Fig. 1B
Dark Matter in Galaxies

அகிலவெளி காலாக்ஸி மோதலில் இருட் பிண்டம் தெரிகிறது !

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

Fig. 1C
Gravitational Lensing

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

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

Fig. 1D
What is Dark Matter ?

ஊடுருவி விரையும் புள்ளட் மந்தை (Speeding Bullet)

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

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

Fig. 1E
Clumping of Dark Matter

பிரபஞ்சத்தின் பூதகரமான காலாக்ஸி மந்தைகள்

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

Fig. 1F
3D Image of Dark Matter

பிரபஞ்சக் கூண்டுக்குள்ளே இருக்கும் புதிரான பொருட்கள் என்ன ?

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

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

Fig. 1G
Mass Budget of the Universe

பிரமஞ்சத்தின் இருட் பிண்டம் என்று குறிப்பிடப்படுவது எது ?

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

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

Fig. 1H
Ordinary Matter inside Dark Matter

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

இருட் பிண்டத்தைப் பற்றி எழும் மூன்று வினாக்கள் !

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

1. இருட் பிண்டம் பிரபஞ்சத்தில் எங்கே உள்ளது ?

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

3. இருட் பிண்டத்தில் உள்ள உட்பொருட்கள் யாவை ?

Fig. 1J
Gravitational Lensing &
Dark Matter

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

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

Fig. 2
Dark Matter & Particles

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

Fig. 3
Particle Zoo & Dark Matter


கணப்பு இருட் பிண்டம், குளிர்ப்பு இருட் பிண்டம், பாரியானிக் பிண்டம்

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

Fig. 4
Dark Matter Song

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

Fig. 5
Visible & Dark Matter

கருந்துளைகள் இருட் பிண்டம் சேமிப்புக் களஞ்சியம் !

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

Fig. 6
Black Hole Causing Gravitational
Lensing

(தொடரும்)

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

கருமைப் பிண்டம்

தகவல்:

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

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

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

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பூதக் கருந்துளைகள் விடுக்கும் புதிய மர்மங்கள் ! [கட்டுரை: 40]

This entry is part [part not set] of 31 in the series 20080828_Issue

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


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


Fig. 1
Milky Way Black Hole

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீவ் நாடிஸ், (Astronomy Science Editor)

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

ஸ்டீ·பென் ஹாக்கிங் (1970)

Fig. 1A
Anatomy of a Black Hole

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

டேனியல் ஸ்டெர்ன் Jet Propulsion Lab (JPL), California

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

விண்வெளி விடைக் கைநூல் (Ths Handy Space Answer Book)

Fig. 1B
Chandra X-Ray Image

பூதக் கருந்துளைகள் தெரிவிக்கும் புதிய மர்மங்கள் !

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


Fig. 1C
Kerr Black Hole

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


Fig. 1D
ESA Newton X-Ray Space
Telescope

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

Fig. 1E
Formation of a Black Hole

காலாக்ஸியில் சிறு கருந்துளைகள் & பெருங் கருந்துளைகள்

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

Fig. 2
Massive Galatic Discovery

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

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

Fig. 3
Blasck Hole in the Galaxy

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

Fig. 4
Black Hole Journey

பிரபஞ்சத்தில் கண்ணுக்குப் புலப்படாத கருந்துளைகள்

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

Fig. 5
Black Hole Swallowing a Star

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


Fig. 6
Creation of a Black Hole

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

Fig. 7
Black Hole Formation -2

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


Fig. 8
Vortex of Hydrogen & Helium Gas

அண்டவெளிக் கருங்குழிகள் பற்றி ஹாக்கிங் ஆராய்ச்சிகள்

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

Fig. 9
Jet Stream of a Black Hole

கருந்துளைகள் கருமைப் பிண்டம் சேமிப்புக் களஞ்சியம் !

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

Fig. 10
X-Ray Pulses from A Black Hole

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

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

******************
jayabarat@tnt21.com [August 28, 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பரிதி மண்டல விளிம்பில் புதியதோர் வால்மீன் கண்டுபிடிப்பு ! [கட்டுரை: 39]

This entry is part [part not set] of 35 in the series 20080821_Issue

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


ஒளிப் பனிக் கூந்தல் விரிந்து
வாலும் சிறகும் பறந்து
ஆண் விந்து போல் ஊர்ந்து
கதிரவன் முட்டையைக்
கருத்தரிக்க
விரைந்து நெருங்குகிறது
ஒரு வால்மீன் !
ஒளிவண்டுத் தலையில்
பூர்வீகக் களஞ்சியம் புதைந்திருக்கும் !
பரிதிக்கு அருகில் வாலும்
அனுமார் வால்போல் நீளும் !
கூந்தல் அலைபோல் மேல் எழும் !
ஆதவனைச் சுற்றி வரும் போது
அழகிய முகம் காட்டி
வழிபடும்
வாலைப் பின்னே தள்ளி !
வயிற்றுக் குள்ளே
உயிரின
வளர்ச்சிக் கல்லறைகள் !
பரிதிக் கனல் குன்ற
வால்மீன் ஒளி வாலும்
பாம்பு போல்
அடங்கும்
பனிப் பேழைக்குள் !

Fig. 1
Minor Planet Discovered

“கண்டுபிடிக்கப்பட்ட புதிய சிறுகோள் செட்னாவை (Sedna) (800-1000 மைல் விட்டம்) விட மிகச் சிறியது. அதன் அகலம் 30 முதல் 60 மைல் இருக்கலாம். சொல்லப் போனால் புதிய சிறுகோள் உண்மையாக ஒரு வால்மீன் ! ஆனால் அச்சிறு வால்மீன் பரிதியை நெருங்கி வாயுத் தூசிகளை நீண்ட வாலாக வெளியேற்ற இயலாத நிலையில் உள்ளது.”

ஆன்டிரூ பெக்கர், வானியல் நிபுணர், வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழகம்

“(விண்வெளியில்) வெடிக்கும் பிண்டங்களைக் காண முடிந்தால் அந்த வெளியில் நகரும் கோள்களைக் காண முடியும். ஆனால் அவற்றைக் காண வேறுபட்ட உளவுக் கருவிகள் தேவைப்படும். அருகில் உள்ள அண்டங்கள் மட்டும் ஓரிரவிலிருந்து அடுத்த நாள் இரவில் இடம் மாற்றம் செய்வது சூரிய மண்டலத்திலே நிகழக் கூடிய சம்பவங்கள்.”

லின் ஜோன்ஸ் வானியல் நிபுணர், வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழகம்

Fig. 1A
Kuiper Belt & Comets Discovered

“புதிய வால்மீன் ஓர்ட் முகில் மந்தையின் (Oort Cloud Region) உட்புற விளிம்பிலிருந்து வந்திருக்கலாம் என்று நாங்கள் கருதுகிறோம். நெப்டியூன் கோளுக்கு அப்பால் உள்ள பனித்தூசி வளைய அரங்கில் புளூடோ கோளின் நீள்வட்ட வீதிபோல் பெற்றிருக்கலாம். அதன் பின் ஆதிகால யுரேனஸ்-நெப்டியூன் ஈர்ப்பு விசை இடைப்பாட்டு ஆற்றலில் தூக்கி எறியப் பட்டிருக்கலாம்.”

“எங்களுடைய குறிக்கோள்களில் ஒன்று பிரமிக்கத் தக்க காட்சி கொண்ட வால்மீன்களின் மூலப் படைப்பை அறிவது.”

நாதன் கைப் (Nathan Kaib) மாணவர், வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழகம்

அதிசயமாகப் புதியதோர் சிறிய கோள் கண்டுபிடிப்பு

2008 ஆகஸ்டு 15 ஆம் தேதி பூமியிலிருந்து 2 பில்லியன் மைல்களுக்கு அப்பால் நெப்டியூன் கோளுக்கு உட்புறத்தில் ஓர் சிறிய கோளை வானியல் ஆராய்ச்சி நிபுணர்கள் (Sloan Digital Sky Survey SDSS-II) கண்டுபிடித்திருக்கிறார்கள். அந்தக் கோளுக்கு வைத்த பெயர் : 2006 SQ-372. பனித்திரட்சியும், பாறைகளும் கொண்ட அந்தக் கோள் 22,500 மைல் திருப்புப் பாதையில் பரிதியை நோக்கி வந்து கொண்டிருக்கிறது. அதன் பூரண நீள்போக்குத் தூரம் சுமார் 150 பில்லியன் மைல் ! அதாவது பரிதிக்கும், புவிக்கும் உள்ள இடைவெளியைப் போல் 1600 மடங்கு தூரம் !

Fig. 1B
Sun, Planets, Kuiper Belt &
Oort Cloud Region

அந்த மகத்தான கண்டுபிடிப்பு “ஸ்லோன் டிஜிட்டல் வான்வெளித் தªவுளவுச்” சார்பில் நடந்த “அகிலவெளிக்கு விண்கற்கள்” (Asteroids to Cosmology) எனப்படும் சிகாகோ அகில நாட்டுக் கருத்தரங்கில் (The Sloan Digital Sky Survey) அறிவிக்கப் பட்டது. பரிதியைச் சுற்றும் பெரும்பான்மையான கோள்கள் ஏறக்குறைய வட்டமான வீதிகளில் சுற்றி வருகின்றன ! ஆனால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சிறிய கோள், வால்மீன் ஹாலி போல் (Comet Halley) நீள்வட்டத்தில் சுற்றுகிறது. “நீட்சி விட்டம் அகற்சி விட்டத்தை விட 4 மடங்கு நீளம் என்றும் புதிய சிறுகோளின் நீள்வட்டப் பாதை 2003 நவம்பரில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டச் சிறுகோள் “செட்னாவின்” (Sedna 2003 VB-12) நீள்வட்ட வீதியை ஒத்திருக்கிறது” என்றும் வாஷிங்டன் பல்கலைக் கழக வானியல் நிபுணரும், கண்டுபிடிப்புக் குழுத் தலைவருமான ஆன்டிரு பெக்கர் கூறினார் ! புதிய கோளின் நீள்வட்ட வீதி புதிய கோளை செட்னாவின் தூரத்தை விட ஒன்றரை மடங்கு அளவு மிகையாகக் கொண்டு செல்கிறது. மேலும் அதன் சுற்றுவீதிக் காலம் (Orbital Period) செட்னாவைப் போல் இரட்டை மடங்கு !

Fig. 1C
Kuiper Belt Location

“புதிய சிறுகோள் செட்னாவை (800-1000 மைல் விட்டம்) விடச் சிறியது. அதன் அகலம் 30 முதல் 60 வரை இருக்கலாம். சொல்லப் போனால் புதிய சிறுகோள் உண்மையாக ஒரு வால்மீன் ! ஆனால் அச்சிறு வால்மீன் பரிதியை நெருங்க முடியாத தொலைவில் நகர்ந்து வாயுத் தூசிகளை நீண்ட வாலாக வெளியேற்ற இயலாத நிலையில் உள்ளது.” என்று ஆன்டிரு பெக்கர் கூறினார். ஓர்ட் முகில் அரங்கில் உற்பத்தியாகும் பெரும்பான்மையான வால்மீன்கள் சூரியனைத்தான் சுற்றி வருகின்றன ! ஆனால் வியாழன் போன்ற பூதக்கோள் அருகில் வரும்போது வால்மீனின் சுற்றுப் பாதையை மாற்றி விடும்.

1950 இல் டச் வானியல் நிபுணர் ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) கூறிய சித்தாந்தம் இது : “பெரும்பான்மையான வால்மீன்கள் பனித்தளச் சேமிப்பு அரங்கிலிருந்து விண்கற்கள் போன்ற பிண்டங்களை வியாழன், சனி ஆகிய பூதக்கோள்கள் தூக்கி எறிந்து தோன்றியவை !

Fig. 1D
Solar System & Kuiper Belt

வால்மீன்களின் போக்கை ஆராய்ந்த விஞ்ஞானி

முதலில் நியூட்டன்தான் வால்மீன்கள், அண்டக் கோள்களைப் போல் நீள்வட்ட வீதியில் செல்கின்றன என்று கணித்துக் காட்டியவர்! சில வால்மீன்களின் பாதை வளைநீட்சி [Ellipticity] நீண்டு பிறைவளைவு வீதியை [Parabolic Orbit] நெருங்குகிறது என்று கூறினார்! வால்மீனின் மூன்று நகர்ச்சி இடங்களை நோக்கிக் குறித்து, அதன் சுற்று வீதியைக் கணித்திட நியூட்டனே முதலில் வழி வகுத்தார்!

ஆனால் எட்மன்ட் ஹாலியே வால்மீன்களின் போக்கை வரையறுத்து, விபரங்களைச் சேமித்து நூல் எழுதி வெற்றி பெற்றவர்! ஹாலி நியூட்டனின் தத்துவங்களைப் பயன்படுத்தி, மெய்வருந்தி உழைத்து 24 வால்மீன்களின் நகர்ச்சிகளை ஒப்பிட்டுக் கணித்து சுற்று வீதிகளைத் தீர்மானித்தார்! அவற்றில் மூன்று வால்மீன்கள் ஒரே மாதிரியானவை எனக் கண்டு மூன்றும் ஒன்றே என்று முடிவு செய்தார்! மூன்றில்

Fig. 1E
Parts of a Comet

முதலான வால்மீனை 1531 இல் ஜெர்மன் விஞ்ஞானி பீட்டர் அப்பையன் நோக்கினார்! இரண்டாவது ஒன்றை 1607 இல் ஜொஹானஸ் கெப்ளர் [Kepler] கண்டார்! மூன்றாவது ஒன்றை ஹாலியே 1682 ஆம் ஆண்டில் கண்டார்! அதுவே ஹாலின் பெயரைப் பெற்றது! ஹாலி கண்டு பிடித்ததால் அந்த வால்மீன், அவரது பெயரை அடைய வில்லை! மீண்டும் 1758 இல் அது வரும் என்று ஹாலி உறுதியாகக் கூறி, அது மெய்யாக 1758 இல் திரும்பியதால், அந்த வால்மீனுக்கு ஹாலியின் பெயர் இடப் பட்டது! 1758 ஆண்டில் ஐந்து மாதங்களுக்கு வால்மீன் பலரது கண்ணில் தென்பட்டது!

நீள்வட்ட வீதியில் பரிதியை மையமாகக் கொண்டு பெரும்பான்மையான வால்மீன்கள், குறிமையத்திலிருந்து [Focus] பல மில்லியன் மைல் தூர நீள் ஆரத்தில் [Aphelion] சுற்றி மீண்டும் பூமியை நோக்கி வருகின்றன! ஆனால் அவை சுற்றி வரும் பாதைகள், பரிதிக்குச் சீரான முறையில் இல்லாது, முரணாகவே அமைகின்றன! விண்வெளிச் [Interstellar] சேர்ந்த வால்மீன்களாக இருந்தால், அவை இணையும் நீள்வட்டத்தில் [Closed Ellipse] சுற்றாமல், பிறைவளைவு [Parabola] அல்லது விரிவளைவு [Hyperbolic Orbits] வீதிகளில் பயணம் செய்து, பரிதியை ஒரு முறை வலம் வந்த பின், மீண்டும் அவை வரமாட்டா! மேலும் விண்வெளியைச் சேர்ந்த வால்மீன்கள், பரிதி நகரும் அதே திசையில்தான் அவையும் பயணம் செய்து, சூரிய மண்டலத்தில் நுழைகின்றன! சூரியனின் சுழலீர்ப்பு விசையால் [Centripetal Force] தூரத்தில் பயணம் செய்யும் அன்னிய வால்மீன்கள், பரிதியை நோக்கி இழுக்கப் படுகின்றன! பூதக்கோள் வியாழன் மூட்டும் சனிக்கோளின் ஒழுங்கற்ற நகர்ச்சியால், அருகே நீள்வட்டத்தில் செல்லும் ஓர் வால்மீனின் நகர்ச்சி தடுமாறி, வேகம் மாறுபட்டு, பாதை வேறுபட்டு பிறைவளைவாகிறது.


Fig. 1F
Orbit of Sedna

வால்மீன்களின் பிறப்பும், அவற்றின் அமைப்பும்!

வானியல் வல்லுநர் ·பிரெட் விப்பிள் [Fred Whipple], வால்மீன்கள் விண்கற்களும், தூசிப் பனிக்கட்டிகளும் [Rocks & Dusty Ice] மண்டிய ‘குப்பைப் பனிப்பந்துகள் ‘ [Dirty Snowballs] என்று கூறுகிறார்! புதிராகவும், மர்மமாகவும் காணப்படும் வால்மீன்கள் எப்படித் தோன்றுகின்றன ? விண்வெளியில் புற்றீசல்கள் போலக் கிளம்பும் வால்மீன்கள் எங்கிருந்து எழும்புகின்றன ? வால்மீன் உடம்பில் என்ன பொருட்கள் இருக்கின்றன ? கண்கவரும் ஒளி அதற்கு எப்படி உண்டாகிறது ? வால்மீன்களை வயிற்றில் சுமந்து கொண்டிருக்கும் ஒரு பெரும் சேமிப்புக் கோளம் பரிதிக்குப் பல பில்லியன் மைல்களுக்கு அப்பால், புளுடோவைத் [Pluto] தாண்டி இருப்பதாக யூகிக்கப் படுகிறது! அந்த சேமிப்புக் கோளம் ‘ஓர்ட் மேகம்’ [Oort Cloud] என்று அழைக்கப் படுகிறது! அதை யூகித்த ஜான் ஓர்ட் [Jan H. Oort] வானியல் வல்லுநரின் பெயரில் அது குறிப்பிடப் பட்டது. தேனீக்களின் கூடு போன்ற அந்த கூண்டில் சுமார் 100 பில்லியன் வால்மீன்கள் அடங்கி இருக்கலாம் என்று ஓர்ட் கருதினார்! அடுத்து நெப்டியூன் கோளைத் தாண்டி ‘கியூப்பர் வளையம் ‘ [Kuiper] ஒன்று இருப்பதாக யூகிக்கப் பட்டது! சுற்றுக் காலம் [Period] 200 ஆண்டுகளுக்கு மேலான வால்மீன்கள் ஓர்ட் மேகத்திலிருந்து வருவதாகவும், சுற்றுக் காலம் 200 ஆண்டுகளுக்குக் குறைந்தவை கியூப்பர் வளையத்திலிருந்து கிளம்புவதாகவும் அனுமானிக்கப் படுகிறது!

Fig. 1G
Comets Coming From
Oort Cloud Region

ஓர்ட் மேகக் கூண்டுக்கு அருகிலோ, அல்லது கியூப்பர் வளையத்திற்கு அண்டையிலோ போகும் விண்மீன்கள் வால்மீன் ஒன்றை இழுத்து வீசி எறியும் போது, சூரிய மண்டலத்துள் விழுந்தால், அதன் ஈர்ப்பியல் பிடியில் மாட்டிக் கொண்டு, அது நீள்வட்ட வீதியில் சுற்ற ஆரம்பிக்கிறது! வீசி எறியும் வேகம் அதிகமானால், வால்மீனின் சுற்று வீதி பிறை வளைவிலோ, அல்லது விரிவளைவிலோ மாறிச் பரிதியைச் சுற்றிச் செல்கிறது!

வால்மீன் தலையின் நடுவே திடவமான ‘உட்கரு’ [Nucleus] உள்ளது. ஹாலி வால்மீனின் உட்கரு சுமார் 9 மைல் அகண்டது! அட்டக் கரியான உட்கருவில் கரி [Carbon] மிகுதியாக உள்ளது! கரியை மூடிய பனித் தோல் மீது, கற்தூசிகள் படிந்துள்ளது போல் தோன்றுகிறது! அதன் வாலின் நீளம் 1910 இல் வந்த போது 37 மில்லியன் மைல் நீண்டிருந்தது! ஹாலி வால்மீனின் முழு நிறை 25 மில்லியன் டன் என்று அமெரிக்க வானியல் நிபுணர் ஹென்ரி ரஸ்ஸெல் [Henry N. Russell (1877-1957)] விஞ்ஞானி மதிப்பீடு செய்தார்! வால்மீனின் தலைப் பரிதியை நெருங்கும் போது, அதன் உஷ்ணம் 330 டிகிரி கெல்வின் [330 K] ஏறியதாக அறியப்படுகிறது! பரியின் ஒளியை எதிர்ப்படுத்தியே வால்மீன் ஒளி வீசுகிறது! அதற்குச் சுய ஒளி கிடையாது! 400 மைல் அகண்ட உட்கரு கொண்ட விண்மீன்களும் விண்வெளியில் உள்ளன! துணைக் கோள் [Satellite] மூலம் நோக்கியதில் உட்கருவைச் சுற்றிலும் ஹைடிரஜன் வாயுக் கோளம் பேரளவில் சூழ்ந்துள்ளது என்று அறியப்பட்டது!

Fig. 2
Relative Sizes of Some Planets

உட்கருவைச் சுற்றியுள்ள வாயுக் கோமா [Gaseous Coma] 80,000 மைல் விட்டமுள்ளது! வாயுக் கோமாவில் மீதேன் [CH4], கார்பன் மொனாக்ஸைடு [CO], சையனஜென் [C2N2 Cyanogen] போன்ற வாயுக்கள் அடங்கி யுள்ளன! வாலின் நீளம் 200 மில்லியன் மைல் கூட விண்வெளியில் நீண்டிருக்கும்! பரிதியை நெருங்க நெருங்க வாலின் நீளம் அதிகமாகி, அதை விட்டு விலக விலக வாலின் நீளம் குன்றிப் பரிதிக்கு வெகு தொலைவில் வால்மீன் செல்லும் போது, வால் முழுவதும் இல்லாமல் போகிறது! அத்துடன் சூரிய ஒளி மங்குவதால், வால்மீன் ஒளியிழந்து சுற்றுகிறது. அப்போது மிகக் குளிர்ந்து போகும் வால்மீன், தானாகச் சுய ஒளி வீசும் திறனற்றுப் போகிறது!


Fig. 3
Comet Halley

சூரியன் அருகே வரும் போது சூரியக் காற்றும், கதிர்வீச்சு அழுத்தமும் [Radiation Pressure] வால்மீனின் வாயுக்களைச் சூடாக்கி, அப்பால் தள்ளுகிறது. அதுவே எதிரே வாலாய்ச் சிறிது சிறிதாய் நீள்கிறது! பரிதியின் ஒளிக் கதிர்கள், வால்மீனின் வாயுக்களையும், தூசியையும் வெண்ணிற ஒளியாய் மாற்றுகின்றன! வாயுக்களும் மின்கொடை [Electrically charged] பெற்று, தாமாய்ச் சுடரொளி வீசுகின்றன. மெதுவாய் ஊர்ந்து வரும் வால்மீன், பரிதிக்கு அருகே வருகையில் வேகம் அதிகரிக்கப் பட்டு, உச்சமாகி பரிதிக்கு அப்பால் போகும் போது, வேகம் சிறிது சிறிதாய்க் குறைகிறது! வால்மீன் வாலும் பரிதியை நெருங்க நெருங்க நீண்டும், பரிதியை விட்டு விலக விலகச் சுருங்கியும் போகிறது! அதாவது பரிதியின் அருகே வாலின் நீட்சிக்கும், வால்மீனின் வேகத்திற்கும் ஓர் தொடர்பு உள்ளது! சூரியக் கதிரழுத்தம் வாலை அப்பால் தள்ளுவதால், வால்மீனுக்கு முன்னோக்கி உந்து விசை உண்டாகி, ஏவுகணை [Rocket] போல் விரைவாகச் செல்கிறது!

Fig. 4
Comet Haly Bopp

மீண்டும் மீண்டும் வரும் வால்மீனைக் கண்ட விஞ்ஞானி

1700 ஆம் ஆண்டில் பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி எட்மன்ட் ஹாலி (Edmond Halley) 1531, 1607, 1682 ஆகிய மூன்று வருடங்களில் பூமியின் அருகே மாந்தரால் காணப் பட்ட வால்மீன்கள் மூன்றும் வேறானவை அல்ல! மூன்றும் ஒரே வால்மீன்தான் என்று ஆணித்தரமாகக் கூறினார்! மேலும் அதே வால்மீன் மீண்டும் 1758 ஆம் ஆண்டில் பூமிக்கு விஜயம் செய்யும் என்றும் முன்னறிவித்தார்! அது பரிதியைச் சுற்றுக் காலம் [Period] சுமார் 76 ஆண்டுகள்! அதன் சுற்றுக் காலங்கள் 15 மாதங்கள் கூடியோ அன்றிக் குறைந்தோ குறிக்கப் பட்டுள்ளன! இதுவரை 30 முறை கண்டு பதிவான அதே வாரியல் மீனை, இப்போது ஹாலியின் பெயரைச் சூட்டி, ‘ஹாலியின் வால்மீன்’ [Halley’s Comet] என்று உலகம் என்மன்ட் ஹாலியைக் கெளரவித்தது! இருபதாம் நூற்றாண்டில் இருமுறை அது வருகை தந்தது! ஹாலி வால்மீனின் ஒளிமிக்க உருவையும், கவினுள்ள வாலையும் 1910 ஆண்டில் பலர் கண்டு வியந்துள்ளார்கள்! சமீபத்தில் 1986 இல் ஹாலி வால்மீன் வந்து போனது! அடுத்து அது பூமிக்கு அருகே 2061 ஆம் ஆண்டில்தான் மீண்டும் வரும்!

Fig. 5
Stardust Space Probe
Near a Comet

1682 இல் அந்த வால்மீனைக் கண்ட ஹாலி, ஐஸக் நியூட்டனுடன் பலமுறை விவாதித்து அவருடன் கணித்து, அடுத்து 1758 இல் அது மீண்டும் வரும் என்று முன்னறிவித்தார்! அவர் கூறியபடி வால்மீன் பூமிக்கு விஜயம் செய்தது! ஆனால் ஹாலி அதைக் காணாது, 16 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே காலமாகி விட்டார்!

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++
தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Many Asteroids are Locked up in the Kuiper Belt ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
23 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
24 A Discover Special – Unseen Universe – Comets Captured By : Jack McClintock (Jan 31, 2007)
25 Universe Today – Astronomers Find a New “Minor Planet” near Neptune By ; Nancy Atkinson [Aug 18, 2008]
26 Daily Galaxy – Massive New Object Discovered at Edge of the Solar Sysytem [Aug 19, 2008]
27. Space Daily – Unusual Denizen (Inhabitant) of the Solar System [Aug 15, 2008]
28. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40805151&format=html (What Came to Earth from Comets)
29 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40301043&format=html [Edmond Halley on Comets]
30 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40207071&format=html [Comets]
31. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507151&format=html [Deep Impact-1]
32 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40507071&format=html [Deep Impact-2]
33. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40601202&format=html [Stardust Probe-1]
34 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40601272&format=html [Stardust Probe-2]
35 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40703151&format=html (Rosetta Probe)

******************
jayabarat@tnt21.com [August 21, 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! மூன்று ஆண்டுகளில் வரப் போகும் பரிதிச் சூறாவளி ! [கட்டுரை: 38]

This entry is part [part not set] of 45 in the series 20080814_Issue

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


கதிரவனின் சினம் எல்லை மீறிக்
கனல் நாக்குகள் நீளும் !
கூர்ந்து நோக்கினால் பரிதி ஓர்
போர்க்களம் !
நெற்றிக் கண் திறந்து
வெள்ளிச் சுடரொளி இரட்டிக்கும் !
துள்ளிக் கதிரலை பாயும் !
பொல்லாச் சிறகுகள் விரிந்து
பல்கோடி மைல் பயணம் செய்யும் !
வெப்ப அணுக்கரு உலையாம்
சூரியன் !
வீரியம் மிக்க தீக்கதிர்கள் !
பீறிட்டெழும் ஒளிப்பிழம்பு வீச்சுகள் !
மீறி வெளிப்படும் காந்த அலைச்
சூறாவளி !
குதித் தெழும்பும்
கோரத் தீப்பொறிகள் !
வட துருவத்தில்
வண்ணக் கோலங்கள் விளையாடும் !
வடுக்கள் முகத்தில் களையாகும் !
துணைக்கோள்கள்
முடமாகும் !
புவிக்கோள் தகவல் அமைப்புகள்
தவிக்கும் !
கோடான கோடி ஆண்டுக்கு முன்
செவ்வாய்க் கோள்
நீரை ஆவியாக்கியது
சூரியப் புயலே !

Fig. 1
Solar Flares During
Solar Storm

“பிரபஞ்சத்தின் நுட்பங்களைப் புரிந்து கொள்ளும் திறமை மனித உள்ளத்துக் கில்லை ! பெரிய நூலகத்தில் நுழையும் சிறு பிள்ளை போன்றுதான் நாமிருக்கிறோம். யாராவது ஒருவர் அந்த நூல்களை எழுதியிருக்க வேண்டும் என்று சிறு பிள்ளைக்குத் தெரிகிறது. ஆனால் யார் அதை எழுதியவர், எப்படி அது எழுதப் பட்டுள்ளது என்று அதற்குத் தெரிய வில்லை.”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

“பிரபஞ்சம் புதிரான தென்று மட்டும் நான் ஐயப்பட வில்லை. அது புதிருக்குள் புதிரானது என்று நான் கருதுகிறேன். மேலும் விண்வெளியிலும் பூமியிலும் கனவில் கண்டவற்றை விட இன்னும் மிகையான தகவல் இருப்பதாக நான் ஐயப்படுகிறேன்.”

ஜே.பி.எஸ். ஹால்தேன் (J.B.S. Haldane, British-born Indian Geneticist & Evolutionary Biologist) (1892-1964)

Fig 1A
Solar Flares & Sunspots

1859 இல் நேர்ந்த பரிதிச் சூறாவளியில் அநேக சம்பவங்கள் சேர்ந்து ஒரே சமயத்தில் நிகழ்ந்தன ! அவை தனித்தனியாக விளைந்திருந்தால் அவற்றைக் கண்டுபிடித்து விளக்கியிருக்க முடியும். ஆனால் அவை அனைத்தும் ஒன்றாய்ப் பின்னி வரலாற்றிலே குறிப்பிடத் தக்க முறையில் பேரளவுத் தீவிரச் சிதைவுகளைப் பூமியின் மின்னணுக் கோளத்தில் (Ionosphere) உண்டாக்கி விட்டன ! அந்த அதிர்ச்சி நிகழ்ச்சிகள் எல்லாம் சேர்ந்து ஒரு பூரணச் சூறாவளியை உருவாக்கின !

புரூஸ் சுருடானி (Bruce Tsurutani, NASA Plasma Physicist, JET Propulsion Lab)

“சூரியப் புயல் உண்டான சமயத்தில் தீவிர காந்த சக்தி ஏறிய ஒளிப்பிழம்பு (Magnetically-charged Plasma called Coronal Mass Ejections) கொண்ட பேரளவு முகில் வெளியேறியது,. எல்லா தீவீச்சுகளும் பூமியை நோக்கிச் செல்வதில்லை. தீவீச்சுகள் பூமியை வந்தடைய மூன்று அல்லது நான்கு நாட்கள் எடுக்கும். ஒரே ஒரு தீவிர தீவீச்சு மட்டும் 17 மணி 40 நிமிடத்தில் விரைவாகப் பூமியைத் தாக்கி விட்டது.”

புரூஸ் சுருடானி (NASA Plasma Physicist)

“சூரியன் எரிவாயு தீர்ந்து ஒளிமங்கி உடல் பெருக்கும் போது, அகக் கோள்களை சுட்டுப் பொசுக்கி பனிப்பகுதிகளை நீர்மயமாக்கிக் கடல் மேவிடும் நூற்றுக் கணக்கான அண்டக் கோள்களை உண்டாக்கும் ! புளுடோ கோளின் நடுங்கும் குளிர்வெளி சூடேறிப் பிளாரிடாவின் உஷ்ணத்தைப் பெறும்.”

ஆலன் ஸ்டெர்ன் வானியல் விஞ்ஞானி, (Southwest Research Institute, Boulder, Colarado, USA,)

Fig. 1B
Solar Storm Threats

1859 ஆண்டில் பரிதியில் நேர்ந்த பூதப்புயல் !

1.4 மில்லியன் கி.மீடர் (சுமார் 869000 மைல்) அகண்ட பரிதியின் நிறை மட்டும் பரிதி மண்டலத்தின் அனைத்துக் கோள்களின் நிறையில் 99.86 % பங்கு ! அந்த நிறைக் கணக்கிட்டால் அந்த அளவு மில்லியன் பூமிகளை விடச் சற்று பெரியது ! சூரியன் வெளியேற்றும் சராசரி எரிசக்தி ஆற்றல் : 383 பில்லியன் டிரில்லயன் கிலோ வாட் (10^21 kws) ! அந்த ஆற்றலை ஒப்பு நோக்கினால் ஒவ்வொரு வினாடியும் 100 பில்லியன் டன் டியென்டி (TNT) வெடிப்புச் சக்திக்கு இணையாகும் ! ஆனால் பரிதிச் சக்தி வெளியேற்ற அளவு எப்போதும் ஒரு நிலையானதல்ல ! பரிதியின் மேற்தளத்தைக் கூர்ந்து நுணுக்கமாக நோக்கினால் அதன் காந்தத் தளங்கள் தீவிரமாய்க் கொந்தளிக்கும் ஓர் போர்க்களமாய்த் தெரியும் ! வானவிற்கள் போல வளைந்த ஒளிப் பிழம்புக் கொதிப்பு முகில்கள், அலையும் கரிய சூரிய வடுக்களுடன் (Boiling Arc-Shaped Clouds of Hot Plasma, dappled with Dark, Roving Sunspots) காணப்படும். விஞ்ஞானிகள் கணிக்க முடியாத நிலையில், எப்போதாவது ஒருமுறை பேரளவு சக்தி வாய்ந்த “சூரிய தீவீச்சுகள்” அல்லது எரிவாயு வெளியேற்றம் (Solar Flares or Coronal Mass Ejection) உண்டாகும். அது வெப்பச்சக்தி வெடிப்பில் மின்னோட்ட வாயுவாக (Explosive Burst of Hot Electrified Gases) இமாலயச் சிகர அளவில் வெளியேறுகிறது !

Fig. 1C
Space Weather Affected
By Solar Storm

1859 ஆம் ஆண்டு வேனிற் காலத்தில் பரிதிக்கும் பூமிக்கும் இடைப்பட்ட 150 மில்லியன் கி.மீடர். (93 மில்லியன் மைல்) தூரத்து அண்டவெளியில் சூரியனை நோக்கும் வானியல் நிபுணர் ஆகஸ்டு 28 ஆம் தேதி அதன் முகத்தில் அநேக வடுக்களைக் (Sunspots) கண்டனர். அந்த வடுக்கள் அனைத்தும் பரிதியின் மிக அடர்த்தியான தீவிரக் காந்தக் களங்களில் (Extremely Intense Magnetic Fields) காணப்பட்டன ! அந்த காந்தக் களங்கள் உட்தளப் பின்னலில் பிணைந்து திடீரெனத் தாவும் சூரிய தீக்கனல் வீச்சை (Violent Release of Energy – A Solar Flare) உருவாக்கக் கூடியது. ஆகஸ்டு 28 முதல் செப்டம்பர் 2 ஆம் தேதி வரை அநேக தீக்கனல் வீச்சுகள் அடித்தன ! அந்த நாட்களில் செப்டம்பர் முதல் தேதி ஒரு பூதகரமான தீவீச்சு உண்டானது ! அந்த ஒரு நிமிடத்தில் மட்டும் பரிதியின் ஒளி திடீரென இரண்டு மடங்கானது !

Fig. 1D
Solar Flares Year 2003

பரிதிச் சூறாவளியால் ஏற்பட்ட தீவிர இன்னல்கள்

“1859 செப்டம்பர் முதலிரு நாட்களில் நேர்ந்த பரிதிச் சூறாவளில் தீவிர காந்த சக்தி ஏறிய ஒளிப்பிழம்பு (Magnetically-charged Plasma called Coronal Mass Ejections) கொண்ட பேரளவு முகில் வெளியேறியது,” என்று புரூஸ் சுருடானி கூறினார். “எல்லா தீவீச்சுகளும் பூமியை நோக்கிச் செல்வதில்லை. பூமியை வந்தடைய மூன்று அல்லது நான்கு நாட்கள் எடுக்கும். ஒரே ஒரு தீவிர தீவீச்சு 17 மணி 40 நிமிடத்தில் விரைவில் பூமியைத் தாக்கி விட்டது.” என்றும் சுருடானி கூறினார். “என்னைப் பலர் அடிக்கடி கேட்கும் கேள்வி : அதைப் போன்று பூரணக் கோரப் புயல் ஒன்று பரிதியில் அடுத்து நிகழுமா ? அதற்கு நான் பதில் சொல்வது : ஆம் அப்படி நேரலாம் என்பதே. ஏன் 1859 இல் நேர்ந்த பரிதிச் சூறாவளியை விட மிகப் பெரும் நிகழ்ச்சி எதிர்காலத்தில் ஏற்படலாம் !” என்றும் சுருடானி கூறினார்.

Fig. 1E
Solar Superstorm &
Sunspots

சுமார் 150 ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் ஏற்பட்ட அந்தச் சூறாவளியின் போது ஏதோ ஒரு பயங்கரச் சம்பவம் நிகழ்ந்து விட்டதாகப் பூலோக மாந்தர் கதி கலங்கினார் ! பரிதிப் புயல் தாக்கிய சில மணி நேரங்களில் அமெரிக்கா, ஐரோப்பிய தந்திக் கம்பிகள் (Telegraph Wires)
ஒரே சமயத்தில் இணைப்பு இடையூறாகி (Short Circuit) அநேக இடங்களில் தீப்பற்றின. பரிதித் தூள்களால் தூண்டப்படும் வடதுருவ வண்ண மின்னொளிகள் (Northern Colour Lights) பெருஞ்சுடரில் காட்சி அளித்ததைத் தென்புறங்களில் ஹவாயி, ஹவானா, ரோமாபுரியில் கூடத் தெரிந்ததாக அறியப்படுகின்றது ! அதே சமயத்தில் தென் துருவத்திலும் வண்ணக் கோலங்கள் காணப்பட்டன என்று தெரிகிறது !

Fig. 2
Solar Flares Year 2000

சூரியனின் எரிவாயுத் திணிவு வெளியேற்றத்தில் (Coronal Mass Ejection) உள்ள காந்தக் களங்கள் அடர்த்தியான தீவிரத்தில் விரைந்து பூமியின் காந்தத் தளங்களை நேராக எதிர்க்கின்றன ! அதாவது 1859 செப்டம்பர் முதல் தேதி பூகாந்தத்தை அமுக்கிக் கொண்டு பரிதியின் மின்னேற்றத் துகள்கள் (Charged Particles) பூகோள மேல் உயர வாயு மண்டலத்தை ஊடுருவின ! அத்தகைய கோர விளைவுகள் வானில் ஒளிமயக் காட்சிகளையும், மின்னியல் பரிமாற்றுத் துறைகளையும், தகவல் அனுப்பு & ஏற்பு அமைப்புகளையும் (Electrical Grids & Communication Networks) பேரளவில் பாதித்தன ! உலகின் 140,000 மைல் நீளத் தந்தித் தொடர்புச் சாதனங்கள் பல மணி நேரங்கள் முடங்கிப் போயின. பேரளவு தீவீச்சு வெளியேற்றமானது பூமியில் ஏற்படும் பூத பூகம்ப ஆற்றலை விட மில்லியன் மடங்குச் சக்தி வாய்ந்தது !

Fig. 3
Solar Storm & Global Warming -1

1994 இல் உண்டான சூரியப் புயல் தகவல் தொடர்பு துணைக்கோள்களைத் தாக்கிச் செய்தித்தாள் பதிப்புகள், தொலைக்காட்சி ஏற்பாடுகள், அமெரிக்கா, கனடா ரேடியோ அறிவிப்பு அமைப்புகள், செல் ·போன் கம்பியில்லாத் தொடர்புகள், பூகோளத் தளச்சுட்டு ஏற்பாட்டுத் துணைக்கோள்களின் தொடர்புகள் (TV Signals to Global Positioning Sytems – GPS Systems) மின்சாரம் பரிமாற்றுத் தொடர்புகள் (Electrical Power Grids) பாதிக்கப் பட்டன. 1989 மார்ச்சில் ஏற்பட்ட தீவிரமற்ற ஒரு சிறிய பரிதிப் புயலில் கனடாவின் ஹைடிரோ-குவபெக் மின்சாரப் பரிமாற்றம் (Hydro-Quebec Power Grid) முடக்கப்பட்டு 9 மணி நேரத்துக்கு மேல் மின்சாரம் தடைப்பட்டது ! அதனால் விளைந்த நிதி விரயம் பல மில்லியன் டாலர் என்று கணிக்கப்படுகிறது.

Fig. 4
Solar Storm & Global Warming -2

பரிதி வாயுக் கோளத்தின் உள்ளமைப்பு

பரிதியின் விட்டம் 863,400 மைல், பூமியைப் போல் 109 மடங்கு விட்டம் ! அதன் எடை பூமியைப் போன்று 333,000 மடங்கு கனத்தது. சூரியனின் கொள்ளளவு [Volume] பூமியைப் போல் 1.3 மில்லியன் மடங்கு! கண்ணைப் பறிக்கும் பரிதியின் பெருஞ்சுடர் மேல்தளம் ‘ஒளிமயக் கோளம்’ [Photosphere] என்று அழைக்கப் படுகிறது. அடிக்கடி ஒளிமயக் கோளத்தில் ‘கரும் வடுக்கள்’ [Dark Patches], சில சமயம் 50,000 மைல் அகலத்தில் காட்சி அளிக்கின்றன! அவற்றைப் ‘பரிதி வடுக்கள்’ [Sunspots] என்றும் குறிப்பிடுவதுண்டு. பரிதித் தேமல்களில் உஷ்ணம் [4000 டிகிரி C], மேல்தள உஷ்ணத்தோடு [6000 டிகிரி C] ஒப்பிட்டால் எப்போதும் குறைந்தே இருக்கிறது. ஒளிமயக் கோளத்தை ஒட்டி யுள்ளது ‘செந்நிறக் கோளம்’ [Chromosphere]! செந்நிறக் கோளுக்கு அப்பால் புறத்தே வெண்ணிறத்தில் ஒளிர்வது, ‘சுருள்தீ வளைவுகள்’ [Corona]. செந்நிறக் கோளும், சுருள்தீ வளைவுகளும், சூரிய கிரகணம் [சந்திரன், பூமிக்கும் பரிதிக்கும் நேரிடையில் கடக்கும் சமயம்] நிகழும் போதுதான் காண முடியும்! கண்களுக்குப் புலப்படாதபடி, செந்நிறக் கோளத்திலிருந்து சில சமயங்களில் ஆயிரக் கணக்கான மைல் உயரத்தில் வாயுத்தீ நாக்குகள் [Flares of Luminous Gas] தாவி எழுவதுண்டு!

Fig. 5
Sunspots Over A Period

பரிதிக்கு நகர்ச்சி உண்டா ? உண்டு. விண்வெளியில் எந்த அண்டமும் நகர்ச்சி இல்லாமல் அந்தரத்தில் நிற்பதில்லை! மற்ற அண்ட கோளங்களைப் போல், சூரியனும் தன்னைத் தானே மெதுவாகச் சுற்றுகிறது. காலையில் கீழ்வானில் உதயமாகும் பரிதி, வான வீதியில் நகர்ந்து மாலையில் மறைவது போல் தெரிகிறது. ஆனால் மெய்யாக நகர்வது பூமி! சூரியன் நகர்வதில்லை! ஆனால் பரிதிக்கு வேறு முறையில் நகர்ச்சி உள்ளது. பரிதி தனது அச்சில் சுற்று போது, மத்திம ரேகைப் பகுதியில் சுற்றுக்கு 25 நாட்களும், துருவப் பகுதியில் 34 நாட்களும் ஆகின்றன. பரிதி பூமியைப் போல் திரட்சிப் பொருள் [Solid] எதுவும் இல்லாமல், வாயுக் கோளமாக இருப்பதால், சுற்றும் காலங்கள் நடுப்பகுதியிலும், இரண்டு துருவங்களிலும் மாறுபடுகின்றன. சுற்றும் சந்திரனைப் பூமி சுமந்து கொண்டு, தானும் தன்னச்சில் சுழன்று கொண்டு, சூரியனைச் சுற்றி வருகிறது. அதைப் போல தன்னைச் சுற்றி வரும் ஒன்பது அண்டக் கோள்களைத் தாங்கிக் கொண்டு, சூரியனும் தன்னச்சில் சுழல சூரிய குடும்பம், பிரபஞ்சத்தில் மற்ற அகிலவெளி ஒளிமய மந்தைகளைப் போல் [Intersteller Galaxy] பால்மய வீதியில் நகர்ந்து கொண்டே போகிறது!


Fig. 6
Total Solar Irradiance

சூரியனில் தெரியும் கருமை நிற வடுக்கள்

சூரிய கோளத்தில் தெரியும் கரும் புள்ளிகளை [Black Spots], 2200 ஆண்டுகளுக்கு முன்பாகவே சைனாவில் வானியல் ஞானிகள் கண்டு குறிப்பிட்டிருக்கிறார்கள்! அவற்றைப் பரிதிவடுக்கள் [Sunspots] என்ற பெயரிலும் குறிப்பிடுகிறார். பரிதி வடுக்களில் கருந் தழும்புகளும் [Umbra], அவற்றைச் சுற்றிச் செந்நிற விளிம்புகளும் [Penumbra] சூழ்ந்துள்ளன! பரிதி வடுக்கள் இரட்டையாக இணைந்தே, சூரியனில் குறிப்பிட்ட சில வளைய மண்டலங்களில் மட்டுமே தோன்றுகின்றன. ஒடுங்கிய குறுக்கு ரேகைக் [Lattitude] களத்தில் மத்திம ரேகைக்கு [Equator] 35 டிகிரி வடக்கிலும், தெற்கிலும் பரிதி வடுக்கள் அங்கும் இங்கும் படர்ந்துள்ளன! மத்திம ரேகையை நெருங்க நெருங்க, வடுக்களின் எண்ணிக்கை அதிகமாகி 8 டிகிரி குறுக்கு ரேகையில் ஒன்றும் இல்லாமல் பூஜியமாகிறது. மற்ற வெப்பக் களங்கள் 6000 டிகிரி C உஷ்ணத்தில் கொந்தளிக்க, வடுக்களின் உஷ்ணம் 1500-2000 டிகிரி C குன்றி, களங்கள் கருமை நிறத்தில் தோன்றுகின்றன. அதற்குக் காரணங்கள் இன்னும் அறியப் படவில்லை! ஒரு வேளை காந்த சக்தி கொந்தளிப்பால், பரிதி வடுக்கள் உண்டாகி இருக்கலாம்! பரிதியில் ஒற்றை வடுவைக் காண்பது அபூர்வம். இரட்டை, இரட்டையாகவே தோன்றும் வடுக்களின் காந்தம் எதிர்முறையில் வட தென் துருவங்கள் போல நடிக்கின்றன. வடுக்கள் 20 நாட்களே நீடித்துப் பின்பு மறைந்து விடுகின்றன. பரிதி தன்னைத் தானே சுற்றும் போது, வடுக்களும் நகர்வதால். பரிதி சுழலும் வேகத்தை பூமியிலிருந்து தொலை நோக்கிகள் மூலம் அறிய முடிகிறது.

Fig. 7
SOHO & ULYSSES
Solar Space Probes

2010-2012 ஆண்டுகளில் எதிர்பார்க்கப்படும் அசுர சூரியப் புயல் !

1859 இல் ஏற்பட்ட சூரியப் புயலை விட அசுர ஆற்றல் படைத்த சூறாவளி 2010-2012 ஆண்டுகளில் உண்டாகலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் எதிர்பார்க்கிறார்கள். அந்தக் கதிரலைப் புயலடிப்பு பூமியைச் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் 300 புவியிணைப்புச் சுற்றுத் துணைக்கோள்களைப் (GEO – Geosynchronous Earth Orbiting Satellites) பேரளவில் பாதிக்கும் ! அவற்றால் பயன் பெறும் தகவல் துறைகள் முடக்கமாகி வருமானம் 30 பில்லியன் டாலர் நட்டமடையும் என்று கணிக்கப் படுகிறது ! ஜியோ துணைக்கோள்களின் ஆண்டு வருவாய் 97 பில்லியன் டாலர் (2006 டாலர் மதிப்பு) ! அதாவது குறைந்தது 30% வருவாய் இழக்கப்படும் என்று கருதப் படுகிறது ! மேலும் 100 பில்லியன் டாலர் மதிப்புடைய அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையம் (International Space Station) பூமியிலிருந்து சுற்றும் உயரம் தாழ்த்தப்பட்டு, மீண்டும் பழைய சுற்று வீதிக்கு எழ முடியாமல் இடர்ப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது !

Fig. 8
Solar Superstorm Huge
Flares

(தொடரும்)

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

தகவல்:

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

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What will Happen to the Sun ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20 Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)
21 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)
22 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]
23 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
24 National Geographic Magazine : Sun Bursts – Hot News from Our Stormy Star (July 2004)
25 Scientific American Magazine : The Paradox of the Sun’s Hot Corona By : Bhola N. Dwivedi & Kenneth Philips (June 2001)
26 Scientific American Magazine : The Steller Dynamo By Elizab eth Nesme-Ribes (2004)
27 Solar Superstorm – A NASA Report (Oct 23, 2003)
28 Scientists Worry About Solar Superstorm By : Leonard David (www.Space.com) (May 2, 2006)
29 Solar Storms Strip Water in Mars – Planetary Geology – Geotimes By : Sara Pratt
30 The Science Behind Solar Storms By : Noelle Paredes
31 Bracing for a Solar Storm – www.unexpected-mysteries.com/
32 What Causes Irradiance Variations ? (http://sdo.gsfc.nasa.gov/missiom/irradiance.php)
33 The Solar Spectral Irradiance & Its Vaiations.
34 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40804101&format=html (திண்ணைக் கட்டுரை – சூரியனுக்கு என்ன நேரிடும் இறுதியில் ?

******************
jayabarat@tnt21.com [August 14, 2008]

Series Navigation

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

சி. ஜெயபாரதன், கனடா

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான ஐம்பது புதிர்கள் ! பூமியைப் போல் வேறு நீர்க் கோள்கள் உள்ளனவா ? – (கட்டுரை: 37)

This entry is part [part not set] of 35 in the series 20080731_Issue

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


ஊழி முதல்வன் விட்ட மூச்சில்
ஊதிடும் சோப்புக் குமிழி
ஒரு காலத்தில் உடையும் !
உடைந்த கூட்டில் மீண்டும்
உயிர்தெழும் மீன்கள் !
விண்வெளிக் கூண்டு விரிய
கண்ணொளி நீண்டு செல்லும்!
நுண்ணோக்கி ஈர்ப்புக் களத்தை
ஊடுருவிக்
கண்வழிப் புகுந்த
புதிய பூமி யிது !
பரிதி மண்டலம் போல்
வெகு தொலைவில் இயங்கிச்
சுய ஒளிவீசும்
விண்மீனைச் சுற்றிவரும்
மண்ணுலகு இது,
ஈர்ப்பு விண்வெளியில்
பூமியைப் போல்
நீர்க்கோள் ஒன்றைக்
காண வில்லை !
சில்லியின் வானோக்கி மூலம்
விண்வெளி நிபுணர்
கண்ட ஒரு கோளிது ! ஆயினும்
இன்னும் கோள்கள்
கண்ணுக்குத் தெரியாது இருளில்
காத்துக் கிடக்கும்
நூற்றுக் கணக்கில் !

Fig. 1
Earth-Like Planet

“ஆதிகாலத்துப் பூர்வீக உலகங்கள் இன்னும் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் மறைந்து கிடக்கின்றன.”

ரே வில்லார்டு & அடால்·ப் ஷாலர் (Ray Villard & Adolf Schaller)

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

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

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

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

Fig. 1A
Total Planets Discovered

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

ஸ்டெ·பினி உட்றி [Stephane Udry, Geneva Observatory]

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

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

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

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

Fig. 1B
COROT Space Telescope Launch

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

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

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

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

Fig. 1C
Habitable Plants Region

பூமியைப் போன்ற வெளிப்புறக் கோள்கள் கண்டுமிடிப்பு !

250 ஆண்டு