சூரியனைவிட 3 ஆயிரம் கோடி மடங்கு பெரிய கருந்துளை: பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் குறித்து எழுப்பிய சந்தேகம்

[ஏராளன்]

பட மூலாதாரம்,ESA/HUBBLE/DIGITIZED SKY SURVEY/NICK RISINGER

8 ஏப்ரல் 2023, 05:57 GMT

புதுப்பிக்கப்பட்டது 2 மணி நேரங்களுக்கு முன்னர்

வானியல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் புதிய தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, இதுவரை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட கருந்துளைகளிலேயே மிகப் பெரிய ஒன்றைக் கண்டுபிடித்துள்ளதாகத் தெரிவித்துள்ளனர்.

டர்ஹாம் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள், இந்த அதி பிரம்மாண்ட கருந்துளையை, ஈர்ப்புவிசை லென்சிங் என்ற நுட்பத்தின் மூலம் கண்டுபிடித்துள்ளார்கள்.

இந்த ஆய்வுக்குத் தலைமை தாங்கிய முனைவர் ஜேம்ஸ் நைட்டிங்கேல், “இந்தக் கருந்துளை எவ்வளவு பெரியது என்பதைப் புரிந்துகொள்ளவே” சிரமப்பட்டதாகவும் அதன் பிரமாண்டத்தைப் புரிந்துகொள்ளவே சிரமப்படும் அளவுக்குப் பெரியது என்றும் அந்தக் கருந்துளை குறித்துக் கூறினார்.

அவர்களுடைய கண்டுபிடிப்புகள் ராயல் வானியல் சங்கத்தின் மாதாந்திர அறிவிப்புகளுக்கான இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

 

இந்தக் கருந்துளை நமது சூரியனைவிட 3,000 கோடி மடங்கு அளவில் பெரியது என்றும் ஈர்ப்புவிசை லென்சிங் முறையில் முதன்முதலாக அளக்கப்பட்ட கருந்துளை இது என்றும் அறிவியலாளர்கள் கூறினர்.

• “பூமிக்கு மிக அருகில் புதிய கருந்துளை கண்டுபிடிப்பு”8 மே 2020
• பூமியை சூரியன் விழுங்கி விட்டால் என்னவாகும்?21 செப்டெம்பர் 2022
• உடலுறவில் உச்சகட்டம் அடைந்தால்தான் பெண்கள் கருவுற முடியுமா?15 டிசம்பர் 2021

கருந்துளை என்றால் என்ன?

ஒரு மரக்கட்டை எரியும் பொழுது வெப்பத்தையும், ஒளியையும் கொடுத்து, எரிந்து முடிந்த பிறகு கரித்துண்டுகளாக மாறுவது போல, நட்சத்திரங்கள் தன்னுள் எரிபொருள் இருக்கும்வரை அணுக்கரு இணைவு (Nuclear Fusion) செயல்முறையின் காரணமாக, வெப்பத்தையும், ஒளியையும், தொடர்ந்து கொடுத்து, எரிபொருள் முடிந்தபிறகு தன்னுடைய மொத்த தொகுதியும் சுருங்கி அடர்த்தி அதிகரித்து கருந்துளைகளாக மாறுகிறது. இந்நிலையில், கருந்துளைகள் அருகில் செல்லும் எந்த ஒன்றையும் அது இழுத்துக் கொள்ளும். ஒளியை கூட! ஒரு புதைகுழியில் காலை வைத்தால் என்னாகும்? அப்படியே நம்மை உள்ளே இழுத்துக்கொள்ளும்தானே. அதுபோலதான் கருந்துளைகளும். அதற்குக் காரணம், அபரிமிதமான ஈர்ப்பு விசை.

அப்பொழுது சூரியனும் ஒரு நட்சத்திரம் தானே, அதுவும் ஒருநாள் கருந்துளையாக மாறி பூமியையும், மற்றக்கோள்களையும் உள்ளே இழுத்துக்குக்கொள்ளுமா என்றால், அதுதான் இல்லை. சூரியனின் நிறையைக் காட்டிலும் 1.44 மடங்கு (Chandrasekhar Limit) பெரிதாக உள்ள நட்சத்திரங்களே கருந்துளையாக மாறும் என்று தமிழ்நாட்டில் பிறந்த வானியல் இயற்பியலாளர் சுப்பிரமணியன் சந்திரசேகர் நிரூபித்து, 1983ம் ஆண்டிற்கான இயற்பியல் நோபல் பரிசையும் பெற்றுள்ளார்.

பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கருந்துளைகளுக்கு நிறை (Mass) மற்றும் சுழல் (Spin) என்று இரண்டு பண்புகள் உள்ளன என தனது தேற்றத்தின் (theorem) மூலமாக நிருபித்தவர் நியூஸிலாந்தை சேர்ந்த கணித மேதை ராய் பாட்ரிக் கெர் (Roy Patrick Kerr). இத்தகைய ஆய்வு முடிவை, உலக பிரசித்தி பெற்ற 'ஃபிஸிக்ஸ் ரிவியூ லெட்டர்ஸ்' (Phys. Rev. Lett. 11 (1963) 237-238) இதழில் 1963ம் ஆண்டு வெளியிட்டார்.

இதன் பிறகு, சுழலும் கருந்துளைகள் எல்லாம் "கெர் கருந்துளைகள்" (Kerr Black holes) என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

விஞ்ஞானிகளின் புரிதலுக்கு அப்பாற்பட்ட கருந்துளை

பட மூலாதாரம்,GETTY IMAGES

“கருந்துளை நமது கண்களுக்குத் தெரியாது. ஆனால், நாம் பார்க்கும் பார்வைக்கோட்டிற்குள் அந்தக் கருந்துளை இருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். அப்படி அமைந்திருக்கும்போது, அந்தக் கருந்துளைக்குப் பின்னால் வந்து ஏதேனும் ஒரு வான் பொருள் ஒளியை உமிழ்ந்தால், அதனை வளைத்து நம் பார்வைக்கோட்டுக்குள் அனுப்பும் வேலையை கருந்துளை செய்யும்.

அந்தக் கருந்துளையைச் சுற்றி அதன் ஒளிக்கற்றைகள் தெரியும். இரவு வானில் தெரியும் அந்த ஒளியின் தொலைவு, ஒளியின் வளைவுகள் ஆகியவற்றை வைத்து கருந்துளையின் அளவைக் கணக்கிட்டுள்ளார்கள். இதற்குப் பெயர்தான் ஈர்ப்புவிசை லென்சிங்,” என்று மத்திய அரசின் விஞ்ஞான் பிரசார் அமைப்பில் பணியாற்றும் முதுநிலை விஞ்ஞானி த.வி.வெங்கடேஸ்வரன் பிபிசி தமிழிடம் விளக்கினார்.

முனைவர் நைட்டிங்கேல் பிபிசி ரேடியோ நியூகேசலிடம், “ஒரு வானியலாளர் என்ற முறையிலேயேகூட, இந்தக் கருந்துளை எவ்வளவு பெரியது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது எனக்குக் கடினமாக உள்ளது.

இரவுநேரத்தில் வானத்தைப் பார்த்து, நீங்கள் காணக்கூடிய அனைத்து நட்சத்திரங்களையும் கோள்களையும் கணக்கிட்டு, அவற்றை ஒரே புள்ளியில் கொண்டு வந்து வைத்தாலும்கூட, இந்தக் கருந்துளையின் மொத்த அளவில் அவை ஒரு சதவீதமே இருக்கும். பேரண்டத்தில் இருக்கும் பெரும்பான்மையான விண்மீன் திரள்களை விடவும் இந்தக் கருந்துளை மிகப் பெரியது,” என்று அவர் தெரிவித்தார்.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, “வானியல் பற்றிய நம்முடைய புரிதலின் எல்லைக்கும் அப்பாற்பட்டுள்ளது. பேரண்டத்தின் வயது என்று நாம் கருதும் 13. 8 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு உள்ளாக இவ்வளவு பெரிய ஒரு கருந்துளை எப்படி உருவாகியிருக்க முடியும்?” என்று கேட்கிறார் நைட்டிங்கேல்.

பேரண்டம் குறித்த விவாதத்தில் இதன் பங்கு

பேரண்டம் உருவான விதம் குறித்த விவாதத்தில் முனைவர் நைட்டிங்கேல் கூறுவதுபோல் இந்தக் கருந்துளை வெளிச்சத்தைப் பாய்ச்ச வழி உள்ளதா என்று கேட்டதற்கு, பேரண்டம் குறித்த விவாதத்தில் கூறப்படும் இரு கருதுகோள்களில் முதல் கருதுகோளுக்கு இந்தக் கண்டுபிடிப்பு வலு சேர்த்துள்ளது, ஆனால், இன்னும் முடிவாகிவிடவில்லை என்று கூறினார்.

மேற்கொண்டு பேசியவர், “இந்தப் பேரண்டத்தில் கோள், விண்மீன், உடுத்திரள் (கேலக்சி) என்று பல்வேறு வடிவங்கள் உள்ளன. இவையெல்லாம் எப்படி உருவாகின என்பதில் இரண்டு விதமான கருதுகோள்கள் உள்ளன. ஒரு சிற்பி பாறை ஒன்றைச் சிறிது சிறிதாகச் செதுக்கி சிலையை வடித்து, அதில் கண், மூக்கு என ஒவ்வொன்றாகச் செதுக்கிறார். அதேபோல, ஒரு பிரமாண்ட வாயுப்பந்து சிறுகச் சிறுக விண்மீன்கள், உடுத்திரள் என்று உருவாகின என்பது முதல் கருதுகோள்.

இதுவே, இருசக்கர வண்டியைத் தயாரிக்கும்போது அதற்கான பாகங்களைத் தனித்தனியாகத் தயாரித்து மொத்தமாகச் சேர்த்து ஒரு வண்டியை உருவாக்குகிறோம். அதுபோல பேரண்டத்தில் விண்மீன்கள் முதலில் உருவாகி, அவையனைத்தும் ஒன்றுசேர்ந்து உடுத்திரளாகவும், பிறகு அந்த உடுத் திரள்கள் ஒன்றிணைந்து அண்டத்திரள் உருவானது என்று கீழிருந்து மேலாக சிறு சிறு வடிவங்கள் ஒன்று சேர்ந்து பெரு வடிவங்கள் உருவாகின என்பது இரண்டாவது கருதுகோள்.

இந்த விவாதத்திற்கு இன்னும் முடிவு கிடைக்கவில்லை. எது சரி என்பதற்கு இருதரப்பிலும் ஆதாரங்கள் முன்வைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும் முதல் கருதுகோள் உண்மையாக இருக்க வேண்டுமெனில், உடுத்திரள் உட்பட வான்பொருள்கள் ஆரம்பக்கால பேரண்டத்திலேயே தெரிய வேண்டும். இப்போது கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ள இந்த பிரமாண்ட கருந்துளை அந்தக் கருத்திற்குக் கொஞ்சம் வலு சேர்த்துள்ளது,” என்று கூறினார் த.வி.வெங்கடேஸ்வரன்.

பட மூலாதாரம்,DURHAM UNIVERSIT

2004ஆம் ஆண்டில் டர்ஹாம் பல்கலைக்கழக பேராசிரியர் அலேஸ்டர் எட்ஜ் ஒரு விண்மீன் கணக்கெடுப்பின் படங்களை மதிப்பாய்வு செய்யும்போது ஒரு பெரிய ஒளி வளைவைக் கவனித்தார். அப்போதிருந்து இந்தக் கருந்துளையைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான முயற்சி தொடங்கியது.

ஜெர்மனியின் மேக்ஸ் பிளாங்க் நிறுவனத்தோடு இணைந்து இந்த ஆய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டது. இந்தக் கருந்துளையின் இருப்பை மேலும் ஆராய்ந்து உறுதி செய்வதற்காக, நாசாவின் ஹபிள் தொலைநோக்கி மற்றும் பல்கலைக்கழகத்தின் டிராக் காஸ்மா 8 சூப்பர் கம்ப்யூட்டர் வசதிகளில் இருந்து மிக அதிக தெளிவுத்திறனுடைய படங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.

முனைவர் நைட்டிங்கேல், பேரண்டத்தில் ஒளி பயணிக்கும்போது அது “அருகிலுள்ள வான்பொருட்களின் நிறையை நோக்கி ஈர்க்கப்படுவதைப் போல் தோன்றியது. அப்போது இந்தக் கருந்துளைக்கு மிக அருகில் பயணித்த சிறப்பு ஒளிக்கற்றை ஒன்றை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம்,” என்கிறார். மேலும், “சூரியனுக்கும் பூமிக்கும் இடையிலான தூரத்தைவிட 4 ஆயிரம் கோடி மடங்கு தூரம் என்ற அளவில் அந்த ஒளிக்கற்றைக்கும் கருந்துளைக்கும் இடையிலான இடைவெளி இருந்தது. ஆனால், வானியல் அடிப்படையில் இது மிகச் சிறிய அளவுதான்,” என்கிறார் நைட்டிங்கேல்.

நாம் இதுவரை கண்டறிந்த பேரண்டப் பகுதிகளுக்கு அப்பால் இன்னும் பல கருந்துகளைக் கண்டறிவதற்கு, ஈர்ப்புவிசை லென்சிங் முறை பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்றும் பேரண்டத்தின் இந்தப் பிரமாண்ட வான் பொருட்கள் காலத்தில் எவ்வாறு வளர்ச்சியடைந்தன என்பதையும் அது வெளிப்படுத்தலாம் என்றும் நைட்டிங்கேல் கருதுகிறார்.

• தேஜாவு இன்னொரு பிரபஞ்சத்தின் வாசலாக இருந்தால் என்னவாகும்?22 ஜூலை 2022
• நீங்கள் எப்போதுமே இளமையாக இருக்க முடிந்தால் என்னவாகும்?22 மே 2022
• கருந்துளையின் முதல் புகைப்படம்: பின்னணியில் உள்ள பெண் யார்?11 ஏப்ரல் 2019

பூமியை நோக்கி திரும்பி நிற்கும் கருந்துளை

இப்போது கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ள இந்தப் பிரமாண்ட கருந்துளையைப் போலவே, 2018ஆம் ஆண்டு ஒரு கருந்துளை கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. முன்பு பனைமரம் போன்ற வடிவில் உயரமாக நின்றிருந்த அந்தக் கருந்துளை, 90 டிகிரிக்கு சாய்ந்து பூமியை நோக்கித் திரும்பியுள்ளதாக ரேடியோ தொலைநோக்கி மூலம் மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆய்வுகள் காட்டின.

657 மில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் இருக்கும் PBC J2333.9-2343 என்ற உடுத்திரளில் அமைந்துள்ள இந்தக் கருந்துளையை கிளரொளி கருந்துளை (Blazar) என்று விஞ்ஞானிகள் வகைப்படுத்தியுள்ளார்கள். மேக்ஸ் பிளாங்க் நிறுவனத்தில் உள்ள ரேடியோ தொலைநோக்கியில் ஆராய்ந்தபோது இந்த மாற்றம் பதிவு செய்யப்பட்டுள்ளது.

“ஒரு பெரிய கருந்துளை தன்னைத்தானே சுற்றிக் கொண்டால், அதற்கும் அச்சாக துருவப் பகுதிகள் இருக்கவேண்டும். அனைத்து கருந்துளைகளுமே தன்னைத் தானே சுற்றிக் கொள்கின்றனவா என்று நமக்குத் தெரியாது. ஆனால், அப்படி சுழலக்கூடிய கருந்துகளைகள் இருக்கின்றன என்பது நமக்குத் தெரியும்.

அப்படி சுழலும் கருந்துகளைகளில் துருவப் பகுதி இருக்கும். அப்படி இருக்கும் இரு துருவப்பகுதிகளிலும் இருந்து ஒளி, எக்ஸ்ரே ஆகியவை அடங்கிய கதிர்வீச்சு, திமிங்கிலத்தின் மூக்கில் இருந்து தண்ணீர் பீய்ச்சியடிப்பதைப் போல் வெளியேறும். இதை ரேடியோ தொலைநோக்கியில் நம்மால் பார்க்க முடியும்.

பட மூலாதாரம்,GETTY IMAGES

இத்தகைய கதிர்வீச்சு பீய்ச்சியடிக்கும் முறையை கிளரொளி என்று குறிப்பிடலாம். இந்தச் செயல்முறையைக் கொண்டுள்ள கருந்துளைகளை கிளரொளி கருந்துகளை எனக் குறிப்பிடலாம். ஆனால், இந்தச் செயல்முறை அனைத்து கருந்துகளைகளிலும் உள்ளனவா என்பது நமக்குத் தெரியாத காரணத்தால், அனைத்தையுமே கிளரொளிக் கருந்துகளாக அடையாளப்படுத்திவிட முடியாது.

இப்போது பூமியை நோக்கி நிற்கும் கருந்துளையைப் பொறுத்தவரை 2018ஆம் ஆண்டில் பனைமரத்தைப் போல் மேலும் கீழுமாக துருவப் பகுதிகள் இருந்தன. ஆனால், சமீபத்திய ஆய்வில் அது 90 டிகிரி கீழே சாய்ந்து தட்டையாக, கருந்துளையுடைய ஒரு துருவப்பகுதியில் இருந்து வெளியே பீய்ச்சியடிக்கும் கதிர்வீச்சு பூமியை நோக்கி இருக்கிறது.

வேறொரு கருந்துளை இதன்மீது மோதியதால் இப்படி விழுந்திருக்கலாம் அல்லது பம்பரம் போல் ஒரு அச்சில் சுழலாமல் பல அச்சுகளில் சுற்றுவதாக இது இருக்கக்கூடும் என்றும் இந்த மாற்றத்திற்குக் காரணமாகப் பல கருதுகோள் சொல்லப்படுகின்றன. ஆனால், எதுவும் இன்னும் நிரூபனமாகவில்லை,” என்கிறார் த.வி.வெங்கடேஸ்வரன்.

2018ஆம் ஆண்டில் இந்தக் கருந்துளை இருந்த வடிவத்தில் இருந்து மாறி வருவதைக் கண்ட மில்லனியம் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் ஆஸ்டிரோஃபிசிக்ஸ் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த ஆய்வாளர்கள், அதைத் தொடர்ந்து ஆய்வு செய்தார்கள். அந்த ஆய்வில் அது ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட துருவங்களைக் கொண்ட கிளரொளி கருந்துளை என்பது தெரிய வந்தது.

பட மூலாதாரம்,GETTY IMAGES

PBC J2333.9-2343 உடுத்திரள் அதன் மையத்தில் இந்தக் கிளரொளி கருந்துளையைக் கொண்டுள்ளது. இந்த வகை கருந்துளைகள் பேரண்டத்தின் ஆற்றல்மிகு வான்பொருளாக அறியப்படுகின்றன. இந்தக் கிளரொளி செயல்முறையும் பேரண்டத்தின் மிகவும் சக்திவாய்ந்த செயல்முறை என்று கூறப்படுகிறது.

“இப்போது இந்தக் கருந்துளை பூமியை நோக்கி இருப்பதால், மற்ற உடுத்திரள்களில் இருந்து வெளியேறக்கூடிய கதிர்வீச்சுகளைவிட இதை இன்னும் பிரகாசமாகப் பார்க்க முடியும்” என்று இந்த ஆய்வு கூறுகிறது.

இந்தக் கதிர்வீச்சின் திசையில் புவி இருக்கிறதே தவிர, மற்றபடி இந்த மாற்றம் பூமியின் மீதோ அல்லது நமது சூரிய மண்டலத்தின் மீதோ தாக்கம் ஏற்படுத்தக்கூடியது இல்லை என்கிறார் த.வி.வெங்கடேஸ்வரன்.

இத்தகைய மாற்றம் சுழன்று கொண்டே இருக்கக்கூடிய கிளரொளி கருந்துளையில் நடப்பதுதான் என்றாலும், இவ்வளவு விரைவான திசை மாற்றம் ஏற்பட்டிருப்பது வியப்பானது என்று அவர் கூறுகிறார்.

மேற்கொண்டு நடக்கும் விரிவான ஆய்வுகளே இந்த மாற்றம் இவ்வளவு விரைவாக ஏன் நடந்தது என்ற மர்மத்திற்கான விடையைக் கொடுக்கும்.

https://www.bbc.com/tamil/articles/ce90lq1jjnlo

[பாலபத்ர ஓணாண்டி]

அருமை.. நன்றி பகிர்விற்கு…

[உடையார்]

மறு உலகத்தில் பிறப்பிருக்கு🤔

[ஏராளன்]

கருந்துளை என்றால் என்ன? விண்வெளியின் பெரும் ரகசியம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது எப்படி?

பட மூலாதாரம்,GETTY IMAGES

 

படக்குறிப்பு,

கருந்துளையைப் பற்றித் தெரிந்துகொள்வதற்கு முன்பாக, நாம் விடுபடு வேகம் பற்றிக் கொஞ்சம் புரிந்துகொள்ள வேண்டியது அவசியம்

கட்டுரை தகவல்

• எழுதியவர், முனைவர்.த.வி.வெங்கடேஸ்வரன்
• பதவி, முதுநிலை விஞ்ஞானி, விஞ்ஞான் பிரசார் அமைப்பு
• ஒரு மணி நேரத்துக்கு முன்னர்

கருந்துளை. விண்வெளியின் மிகவும் விசித்திரமான, மர்மமான வான்பொருள்களில் ஒன்று. கருந்துளையின் இருப்பு மனிதர்களால் எப்போது கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, எப்படி கண்டுபிடிக்கப்பட்டது?

விரிவாக இந்தக் கட்டுரையில் காணலாம்...

கருந்துளையைப் பற்றித் தெரிந்துகொள்வதற்கு முன்பாக, நாம் விடுபடு வேகம் பற்றிக் கொஞ்சம் புரிந்துகொள்ள வேண்டியது அவசியம். அதை ஓர் எடுத்துக்காட்டோடு புரிந்துகொள்ள முயல்வோம்.

உங்கள் கையில் சிறிய கல் ஒன்றை வைத்திருப்பதாகக் கற்பனை செய்துகொள்வோம். அந்தக் கல்லை மேல்நோக்கி வீசுகிறீர்கள். அப்படி மேலே வீசப்படும் கல் என்னவாகும்?

 

வழக்கமாக, மேல் நோக்கிச் சென்ற கல் கீழ்நோக்கி விழத்தானே செய்யும். அதுதானே இயல்பு. மேலே செல்லும் எதுவும் கீழ்நோக்கி வரவே செய்யும் என்றொரு சொலவடை உண்டு.

ஆனால், இயற்பியலின்படி மேல்நோக்கிச் செல்லும் அனைத்துமே கீழே விழுகாது.

 

பூமியின் தளையிலிருந்து விடுபட வைக்கும் 'விடுபடு வேகம்'

 

படக்குறிப்பு,

பூமியின் தளையிலிருந்து ஒரு பொருளை விடுபட வைக்கும் அளவுக்கான வேகம், விடுபடு வேகம் எனப்படும்

ஒருவேளை நீங்கள் அந்தக் கல்லை விநாடிக்கு 11.2கி.மீ வேகத்தில் மேல்நோக்கி வீசினீர்கள் என்றால், அதில் உராய்வு விசை போன்றவை ஏதும் இல்லையென்றால், அது பூமியின் புவியீர்ப்பு விசைத் தளையிலிருந்து விடுபட்டு மேல் நோக்கி விண்வெளியில் சென்றுகொண்டே இருக்கும்.

அப்படி பூமியின் தளையிலிருந்து ஒரு பொருளை விடுபட வைக்கும் அளவுக்கான வேகம், விடுபடு வேகம் (Escape velocity) எனப்படும்.

பூமியின் தரைப்பரப்பில் விடுபடு வேகம், 11.2 கி.மீ. பூமியின் தரைப்பரப்பில் விடுபடு வேகம் 11.2கி.மீ. ஆனால், அதிலிருந்து 500 கி.மீ உயரத்திற்குச் சென்றால் விடுபடு வேகம் விநாடிக்கு 7.62 கி.மீ மட்டுமே இருக்கும்.

பூமியின் நிறையில் ஆறில் ஒரு பகுதி நிறை மட்டுமே உடைய நிலவின் விடுபடு வேகம், 2.4 கி.மீ மட்டுமே. அதுவே பூமியைவிட 318 மடங்கு அதிக நிறை கொண்ட வியாழன் கோளின் விடுபடு வேகம் 60.2 கி.மீ.

சூரியன், பூமியைவிட 3,33,000 மடங்கு அதிக நிறை கொண்டது. அதன் விடுபடு வேகம் 615 கி.மீ. இருப்பதிலேயே மிகச் சிறிய கோளாக, ‘குள்ளக் கோளாக’ கருதப்படும் செரிஸ் எனப்படும் கோளின் விடுபடு வேகம் 0.64கி.மீ மட்டுமே.

அதேநேரம், சூரியனை போல் இருபது மடங்கு நிறை மற்றும் 1,200 மடங்கு பருமனைக் கொண்ட திருவாதிரை விண்மீனின் விடுபடு வேகம் நொடிக்கு 79.75 கி.மீ மட்டுமே.

இதன்மூலம் நமக்கு ஒன்று தெளிவாகிறது. அதாவது, ஒரு கோளின், வான்பொருளின் திணிவை பொறுத்து அதன் விடுபடு வேகமும் இருக்கும்.

ஒளியை விழுங்கும் கருந்துளை

பட மூலாதாரம்,GETTY IMAGES

 

படக்குறிப்பு,

ஒரு பொருளின் நிறை மற்றும் பருமனை சார்ந்து விடுபடு வேகம் அமையும் என்றால், அந்தப் பொருளின் திணிவு அதிகமாகும்போது விடுபடு வேகமும் அதிகமாகும்

இதோடு, இன்னோர் அம்சத்தையும் நாம் புரிந்துகொள்ள வேண்டியுள்ளது. ஒரு பொருளின் பருமனை பொறுத்தும் விடுபடு வேகத்தில் மாற்றம் இருக்கும். அதாவது ஒரு பொருளின் நிறை மற்றும் பருமனை சார்ந்து விடுபடு வேகம் அமையும் என்றால், அந்தப் பொருளின் திணிவு அதிகமாகும்போது விடுபடு வேகமும் அதிகமாகும் என்ற முடிவுக்கு வரலாம்.

இப்போது ஒரு வான்பொருளை கற்பனை செய்து பார்ப்போம். அந்த வான் பொருளின் திணிவு மிக மிகக் கூடுதல் எனக் கொள்வோம். அந்த வான்பொருளின் விடுபடு வேகம், தோராயமாக விநாடிக்கு மூன்று லட்சம் கி.மீ எனக் கொள்வோம். இவ்வளவு அதீத நிறை, அதீத விடுபடு வேகத்துடன் இருக்கும் வான்பொருள் மிகவும் விந்தையான ஒன்றாக மாறிவிடும்.

ஒளியின் வேகம் 2,99,792 கி.மீ. அதாவது அந்த வான்பொருளின் விடுபடு வேகம் ஒளியின் வேகத்தைவிட அதிகம். ஆக, அந்த வான்பொருளில் இருந்து ஒளிரும் ஒளிகூட அதைவிட்டு வெளியேற முடியாது.

 

படக்குறிப்பு,

ஒரு வான்பொருளின் விடுபடு வேகம் ஒளியின் வேகத்தைவிட அதிகமாக இருந்தால், அதிலிருந்து ஒளிரும் ஒளிகூட அதைவிட்டு வெளியேற முடியாது

மேலே எறிந்த கல் கீழே விழுவதைப் போல அந்த வான் பொருளில் இருந்து வெளிப்படும் ஒளி மேல்நோக்கி உயர்ந்து, பிறகு வளைந்து, மீண்டும் அதற்குள்ளாகவே விழுந்துவிடும்.

நிலவு தானாக ஒளிர்வதில்லை என்பது நமக்குத் தெரியும். அது சூரியனின் ஒளியைப் பிரதிபலிப்பதால் ஒளிர்கிறது. ஆனால், அதுவே மூன்று லட்சத்திற்கும் அதிகமான விடுபடு வேகத்தைக் கொண்டிருக்கும் இந்த விந்தைமிக்க வான்பொருளில் அப்படி வேறு ஏதேனும் ஒன்றிலிருந்து ஒளி வந்து பட்டாலும்கூட, அந்த ஒளிக்கீற்றுகள் பிரதிபலித்து வெளியே வராது.

ஆக, மிக மிக அதிகளவு விடுபடு வேகம் கொண்டிருக்கும் ஒரு வான்பொருளில் உருவாகும் ஒளியும் வெளியேற முடியாது, வேறு எதிலாவது இருந்து அதில் படும் ஒளியும் பிரதிபலித்து வெளியேற முடியாது.

அப்படி ஒளியை வெளியேறவிடாமல் இருக்கும் அந்த வான்பொருள், விண்வெளியில் ஒரு கருமையான ஓட்டையைப் போலக் காட்சி தரும். அதுதான் கருந்துளை.

கருந்துளை ஆய்வின் முதல்படி

 

படக்குறிப்பு,

கருந்துளை பற்றி 1783இல் ஜான் மைக்கேல் கண்டறிந்தபோது, அதை 'கருமை விண்மீன்கள்' என்று அவர் குறிப்பிட்டார்

சூரியனை போன்று திணிவும் அதைவிட ஐநூறு மடங்கு அதிக பருமனும் கொண்ட வான் பொருளின் விடுபடு வேகம் ஒளியின் வேகத்தைவிடக் கூடுதலாக இருக்கும் என்ற கூற்றை முதன்முதலில் கண்டுபிடித்தவர் ஜான் மைக்கேல் என்ற ஆங்கிலேய விஞ்ஞானி.

இதை 1783இல் அவர் கண்டறிந்தபோது, இதுபோன்ற விந்தையான விண்மீன்களை ‘கருமை விண்மீன்கள்’ என்று அவர் குறிப்பிட்டார்.

பிறகு 1916ஆம் ஆண்டில் கார்ல் ஸ்வார்சைல்ட் என்ற விஞ்ஞானி, ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் தத்துவத்தின் அடிப்படையில், கால வெளி வளைவாக்கம் (Space time curvature) என்பதன் அடிப்படையில், குறிப்பிட்ட அளவைவிட அதிகமாக காலவெளி வளைந்துவிட்டது என்றால், அதிலிருந்து ஒளி உட்பட எதுவுமே வெளியே வர முடியாது என்பதை நிறுவினார்.

 

படக்குறிப்பு,

‘சிக்னஸ் எக்ஸ்-1’ என்ற வான்பொருளின் திணிவை கணக்கிட்டுப் பார்தததன் மூலம் அது கருந்துளையாகத்தான் இருக்க முடியும் என்ற அனுமானத்திற்கு விஞ்ஞானிகள் 1971இல் வந்தனர்

அதாவது, மிக மிகக் கூடுதலாக கால வெளி வளைந்திருக்கும் பகுதியில் மரணக் கிணறு போல மிக மிக ஆழமான ஆற்றல் குழி ஏற்பட்டு, அதிலிருந்து ஒளி உட்பட மின்காந்த அலைகள் எதுவும் வெளியேற முடியாது என்பதை அவர் நிறுவினார். இதுதான் கருந்துளை குறித்த நவீன கருத்தியலின் முதல் படியாக அமைந்தது.

கருந்துளை எப்படி கண்டுபிடிக்கப்பட்டது?

 

படக்குறிப்பு,

நம்முடைய பால்வழி மண்டலத்தின் நடுவே இருக்கும் சாஜிடேரியஸ் ஸ்டார் என்ற மாபெரும் கருந்துளை

அதன் பிறகு, 1971இல் கண்களுக்குப் புலப்படாத ‘சிக்னஸ் எக்ஸ்-1’ என்ற வான்பொருளின் திணிவை கணக்கிட்டார்கள். அதைக் கணக்கிட்டுப் பார்தததன் மூலம் அது கருந்துளையாகத்தான் இருக்க முடியும் என்ற அனுமானத்திற்கு விஞ்ஞானிகள் வந்தனர். இதுதான் நமக்குத் தெரிய வந்த முதல் கருந்துளை.

சிக்னஸ் எக்ஸ்-1 கருந்துளையாக இருக்கலாம் என்பது ஓர் அனுமானம் மட்டுமே. ஆனால், நிச்சயமாக ஓரிடத்தில் கருந்துளை இருக்கிறது என்று சமீபத்தில் இரண்டு விஞ்ஞானிகள் நிரூபித்தார்கள்.

நம்முடைய பால்வழி மண்டலத்தின் நடுவே சாஜிடேரியஸ் ஸ்டார் என்ற மாபெரும் கருந்துளை உள்ளது என ரெய்ன்ஹார்ட் ஜென்செல், ஆண்ட்ரியா கெஸ் ஆகியோர் கண்டுபிடித்தனர்.

 

படக்குறிப்பு,

இந்த ஆய்வுக்காக ரெய்ன்ஹார்ட் ஜென்செல், ஆண்ட்ரியா கெஸ் இருவருக்கும் 2020ஆம் ஆண்டுக்கான இயற்பியல் நோபல் பரிசு அளிக்கப்பட்டது

பூமிக்கும் சூரியனுக்கும் சுள்ள தொலைவு போல 130 மடங்கு பருமன் கொண்ட அளவிலான சிறு பகுதியில், சுமார் ஐந்து லட்சம் மடங்கு சூரிய நிறை கொண்ட பொருட்களின் திணிவு உள்ளதாக இந்த வான்பொருள் உள்ளது என்றும் இது கருந்துளையாகத்தான் இருக்க வேண்டும் என்றும் இவர்கள் நிறுவினார்கள்.

இந்த ஆய்வுக்காக அவர்களுக்கு 2020ஆம் ஆண்டுக்கான இயற்பியல் நோபல் பரிசு அளிக்கப்பட்டது.

இதன்மூலம் மனித சமூகத்திற்கு கருந்துளை என்பது கற்பிக்கப்பட்ட யூகம் மட்டுமில்லை, அதுவொரு விந்தையான வான்பொருள் என்று நிறுவப்பட்டது. ஆண்டாண்டு காலமாக நீடித்து வந்த விண்வெளியின் மர்மமும் இதன்மூலம் விலக்கப்பட்டது.

https://www.bbc.com/tamil/articles/clm5m4el054o