தங்கம் உருவானது எப்படி? நியூரான் நட்சத்திர மோதலில் வெளியான ரகசியம்

[நவீனன்]

தங்கம் உருவானது எப்படி? நியூரான் நட்சத்திர மோதலில் வெளியான ரகசியம்

படத்தின் காப்புரிமைC.W.EVANS/GEORGIA TECH

விண்வெளியில் ஆயிரம் பில்லியன் பில்லியன் கிலோமீட்டருக்கு அப்பால், 130 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நடந்த பிரம்மாண்ட மோதல் தங்கம், பிளாட்டினம் போன்ற உலோகங்கள் எப்படி உருவாயின என்ற ரகசியத்தைப் போட்டு உடைத்துள்ளது.

அது இரண்டு இறந்த நட்சத்திரங்கள் அல்லது நியூரான் நட்சத்திரங்களின் மோதல். நீ....ண்ட தொலைவில் நடந்த இந்த பெரும் மோதலின் அதிர்வு இப்போதுதான் பூமியை வந்து அடைந்தது.

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் சுமார் நூறு ஆண்டுகளுக்கு முன்பே இருப்பதாகக் கணித்த, இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நடைமுறையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஈர்ப்பு அலைகள் (gravitational waves) இந்த மோதலின் அதிர்வை உணர உதவியது.

இதுபோன்ற இணைப்பின் மூலமாகத்தான், பேரண்டத்தில் உள்ள தங்கமும், பிளாட்டினமும் இதற்கு முன்பு உருவாகியுள்ளதாக விஞ்ஞானிகள் உறுதி செய்துள்ளனர்.

இந்த பிரளய நிகழ்வின் மூலமாக ஏற்பட்ட ஈர்ப்பு அலைகளை, லிகோ-விர்கோ குழு ஆகஸ்டு 17ஆம் தேதி கணக்கிட்டுள்ளது.

இணைப்பு நடக்கும் போது, உலகில் உள்ள பல்வேறு தொலைநோக்கிகளும், அதன் விவரங்களை கண்டறிய, இந்த கண்டுபிடிப்பு வழிசெய்துள்ளது.

கலிபோர்னியாவில் உள்ள லிகோ ஆராய்ச்சி மையத்தின் இயக்குநர் டேவிட் ரிட்ஸ், `இதற்காக தான் நாங்கள் எல்லோரும் காத்திருந்தோம்` என்கிறார்.

ஆயிரம் பில்லியன் பில்லியன் கிலோ மீட்டருக்கும் அதிகமான தூரத்தில் ஹைட்ரா என்ற நட்சத்திரக் கூட்டத்தில் உள்ள என்.ஜி.சி. 4993 என்ற நட்சத்திர மண்டலத்தில் இந்த வெடிப்பு நடந்துள்ளது.

இந்த வெடிப்பு, 130 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, அதாவது டைனோசர்கள் பூமியில் இருந்த காலத்தில் நடந்தது. அதன் ஒளியும், ஈர்ப்பு அலைகளும் இப்போது தான் நம்மை வந்து அடைந்துள்ளன.

சூரியனைவிட 10 முதல் 20 சதவிகிதம் அதிக நிறை கொண்ட இந்த நட்சத்திரங்களின் குறுக்களவு 30 கிலோ மீட்டர் அளவிற்கு அதிகமாக இருக்காது.

சூப்பர் நோவா உடைசலின் நசுங்கிய பகுதி

இவை, சூப்பர்நோவா நிலையில் பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு வெடித்த நட்சத்திரங்களின் உட்கருவில் இருந்து விடுபட்ட நசுங்கிய பகுதிகளாகும்.

நட்சத்திரங்கள் நசுங்கும் நிகழ்ச்சிப் போக்கில், அதன் அணுக்களில் உள்ள புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் மின்னூட்டம் பெற்று, முழுமையாக ஒரு நியூட்ரான்களால் ஆன பொருளை உருவாக்குகிறது.

இத்தகைய மிச்சப் பொருள்கள் மிகவும் அழுத்தம் வாய்ந்தவையாக இருக்கும். உதாரணமாக, ஒரு தேக்கண்டியில் எடுக்கும் பொருள், பில்லியன் டன் எடை உள்ளதாக இருக்கும்.

இந்த கண்டுபிடிப்புகளை நிகழ்த்திய ஆய்வகத்தில், ஒரு நீரூற்று மூலம் தண்ணீர் மேல்நோக்கி அடிக்கப்படுகிறது. பின்பு புவியீர்ப்பு விசையால் அவை கீழே வரும்போது, ஒரு தெளிந்த குட்டையில் அது தனது சிற்றலையை உருவாக்குகிறது.

லூசியானாவின் லிவிங்ஸ்டன் பகுதியில் உள்ள காடுகள் சூழ்ந்த பகுதியில், அந்தச் சூழலுக்குப் பொருத்தமற்ற முறையில் அமைந்துள்ள இந்த லிகோ கண்டுபிடிப்பு மையம், பேரண்டத்தில், நிகழும் பெரும் மோதல்களால் ஏற்படக்கூடிய ஈர்ப்பு அலைகளை கண்டுபிடிப்பதற்காகவே அமைக்கப்பட்டுள்ளது.

கடந்த இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இது மேம்படுத்தப்பட்டதை தொடர்ந்து, நான்கு முறை கருதுளைகளின் மோதலை அது உணர்ந்தது அறிந்தது.

படத்தின் காப்புரிமைNSF Image captionலூசியானாவில் உள்ள லிகோ ஆய்வகம்.

இத்தகைய ஆக்ரோஷமான நிகழ்வு வெளியிடும் ஈர்ப்பு அலைகள், தனது பாதையில் உள்ள எல்லாப் பொருள்களையும், மிகச் சிறிய அளவில் விரிவடையச் செய்யும் அல்லது சுருங்கச் செய்யும். இந்த சுருங்கி விரிதலின் அளவு அணுவின் அகலத்தை விட குறைவு.

இரண்டரை மைல் குழாய்கள்

லிவிங்ஸ்டனில் உள்ள லிகோ ஆய்வகம் ஒரு சிறிய கட்டடத்தைக் கொண்டுள்ளது. அதில் இருந்து இரண்டரை மைல் தொலைவிற்கு செங்கோண வடிவில் இரு குழாய்கள் செல்கின்றன. இந்த குழாய்களில் உள்ள சக்திவாய்ந்த லேசர்கள் இக் குழாய்களின் நீளத்தில் ஏற்படும் எந்த மாற்றத்தையும் துல்லியமாக அளவிடுகின்றன.

கிளாஸ்கோ பல்கலைக்கழகத்தில் பணிபுரிந்து, இந்த கண்டறியும் அமைப்பை உருவாக்க உதவிய பேராசிரியர் நோர்னா ராபர்ட்சனுடன் இதில் ஒரு குழாய் ஓரமாக நான் நடந்து சென்றேன்.

இரு நியூரான் நட்சத்திரங்களின் மோதலால் உருவான ஈர்ப்பு அலைகளை முதன்முறையாக கண்டறிய, லிகோ-விர்கோ குழுவிற்கு இவரின் பணிகள் அதிகம் உதவின.

"நாங்கள் செய்துள்ளது எங்களை புல்லரிக்கவைக்கிறது. 40 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கிளாஸ்கோவில் நான் ஈர்ப்பு அலைகள் குறித்துப் படிக்கும் மாணவியாகத் தொடங்கினேன். மிக நெடிய பாதையைக் கடந்துள்ளேன். ஏற்ற இறக்கங்கள் பல இருந்தாலும், தற்போது எல்லாமே கூடி வருகிறது," என்று அவர் பிபிசியிடம் தெரிவித்தார்.

"கடந்த இரு ஆண்டுகளில், முதலில் கருந்துளைகளின் இணைப்பு, தற்போது நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களின் இணைப்பு ஆகியவற்றை உணர்ந்து அறிந்துள்ளோம். இவற்றை பார்க்கும் போது, நாங்கள் புதிய ஒரு துறையை தொடங்கியிருக்கிறோம். அதைதான் நான் செய்ய நினைத்தேன், தற்போது நாங்கள் செய்துவிட்டோம்` என்றார்.

இது போன்ற ஒரு நிகழ்வை 70 தொலைநோக்கிகள் மிகவும் விவரமாகப் பார்க்க இந்த கண்டுபிடிப்பு வழி செய்துள்ளது.

இவை, சூப்பர் நோவாவைவிட 1000 மடங்கு சக்திவாய்ந்த, கிலோநோவா என்ற ஒரு வெடிப்பை காண்பித்துள்ளது.

படத்தின் காப்புரிமைNSF/LIGO/SONOMA STATE UNIVERSITY/A.SIMONNET Image captionவரைகலை: இணையும் நியூரான் நட்சத்திரங்களின் அதிர்வலைகள்- விண்வெளி நேரத்தின் ஊடாக.

தங்கமே தங்கம்...

இவ்வாறான பெரிய அளவிலாக ஆற்றலின் வெளியேற்றமே, தங்கம், பிளாட்டினம் உள்ளிட்ட அரியவகை உலோகங்களின் உருவாக்கத்திற்கு காரணம் என ஆராய்ச்சியாளர்கள் சந்தேகிக்கின்றனர்.

இந்த மோதலில் உருவான ஒளிகளை ஆராய்ந்த குயின் பல்கலைக்கழகத்தை சேர்ந்த கேட் மெக்குவையர், தற்போது இந்த கோட்பாடு நிரூபனம் ஆகியுள்ளதாக தெரிவித்தார்.

"நியூரான் நட்சத்திரங்கள் மோதுவதால், தங்கம், பிளாட்டினம் போன்ற பல கனத்த வேதியியல் தன்மை உள்ள தனிமங்கள், விண்வெளியில் அதிக வேகத்தில் சிதறுவதை உலகில் உள்ள சிறந்த தொலைநோக்கிகளை கொண்டு கவனித்துள்ளோம்," என்றார் அவர்.

இரும்பைவிட அதிக வலுவான தனிமங்களின் தோற்றம் குறித்து பல ஆண்டுகளாக நீடித்த மர்ம முடிச்சுகளை இந்த முடிவுகள் அவிழ்த்துள்ளன என்றும் அவர் தெரிவித்தார்.

வார்விக் பல்கலைக்கழகத்தை சேர்ந்த ஜோ லேமேன், இந்த ஆய்வை, `அற்புதமானது` என விவரித்துள்ளார்.

நியூரான் நட்சத்திரங்கள் இணையும்போது வெளியாகும் மீதங்களின் பில்லியன் டிகிரி வெப்பத்தில் உருவான சாம்பலே இன்றைய நகைகளில் உள்ள தங்கம், பிளாட்டினம் போன்ற கனமான தனிமங்கள் என்றார் அவர்.

முன்னேற்றங்கள் வருகின்றன

காமா கதிர்கள் சிறிய அளவில் வெடித்தது தான் இந்த இணைப்பிற்கு காரணம் என்பதும் உறுதிசெய்யப்பட்டுள்ளது.

ஈர்ப்பு அலைகள் மூலம் கிடைத்த தகவல்கள் மற்றும் தொலைநோக்கிகளில் திரட்டப்பட்ட ஒளியியல் விவரங்கள் இரண்டையும் இணைப்பதன் மூலம் பேரண்டம் விரிவடையும் விகிதத்தைக் கண்டறியும் புதிய உத்தியை ஆய்வாளர்கள் பயன்படுத்தியுள்ளனர். கார்டிஃப் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் பெர்ணார்டு ஷூட்ஸ் 1986-ம் ஆண்டு இந்த உத்தியை முதல் முதலாக முன்மொழிந்தார்.

பேரண்டத்தில் தூரத்தின் அளவைக் கணக்கிட முயலும் புதிய வழிமுறையின் `முதல் படி` இது என்கிறார் கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்.

`இந்த புதிய ஆய்வுமுறை என்பது, நாம் இதுவரையில் கண்டிராத ஆச்சரியங்களுக்கு நம்மை இட்டுச்செல்லக்குடியதாகவே இருக்கும்.ஈர்ப்பு அலைகளை பொருத்தவரையில் நாம் இப்போது தான் தூக்கத்தில் இருந்து விழித்துள்ளோம்` என்கிறார் அவர்.

சிலியில் உள்ள விஸ்டா தொலைநோக்கியை பயன்படுத்தினார் பேராசிரியர் நியல் தன்விர்.

ஈர்ப்பு அலைகள் குறித்து கேள்விப்பட்ட உடனேயே, அவரும் அவரின் குழுவினரும் நியூரான் நட்சத்திரங்களின் இணைப்பை தேட ஆரம்பித்துவிட்டனர்.

`முதலில், நியூரான் நட்சத்திரங்களின் இணைப்பு குறித்து லிகோ அமைப்பு கண்டறிந்துள்ளது என்பதை தெரிந்தவுடன், நாங்கள் மிகவும் உற்சாகமாகிவிட்டோம். இரவு முழுவதும் விழித்திருந்து, வரக்கூடிய படங்களை நாங்கள் ஆய்வு செய்தோம். நாம் கணக்கிட்ட கோட்பாடுகளுடன் இந்த தகவல்கள் எவ்வளவு சரியா பொருந்துகிறது என்பது சிறப்பானது` என்றார்.

லிகோ மேம்படுத்தப்படுகிறது. அடுத்த இரண்டு ஆண்டுகளில், இன்னும் இரண்டு மடங்கு நுண்ணுணர்வோடு அதனால் செயலாற்ற முடியும், அதனால், தற்போதைய அளவைவிட எட்டு மடங்கு அதிகமாக பேரண்டத்தை ஆய்வு செய்ய முடியும்.

 

http://www.bbc.com/tamil/global-41650007