மனிதனும் நட்சத்திரப் பயணங்களும் -அறிவியல்- பாகம் 17 -கருந்துளைகள் 09 - 12.

நேரம் என்றால் என்னவென்று எப்போதாவது யோசித்துப் பார்த்ததுண்டா? சாதாரண வாழ்வில் எமக்கு நேரம் என்பது தொடர்ந்து துடித்துக் கொண்டிருக்கும் ஒரு வஸ்து! என்னதான் நடந்தாலும் நேரம் என்பது அதன் போக்கில் போய்கொண்டே இருக்கும். ஒவ்வொரு செக்கன்களும் கழிந்துகொண்டே இருக்கும். சென்ற நேரத்தை திரும்பி பெற முடியாதில்லையா?

ஐன்ஸ்டீனின் பொ.சா.கோ வெளிவரும் வரை அறிவியல், நேரத்தைப் பற்றி இப்படிதான் ஒரு கருத்தைக் கொண்டிருந்தது. குறிப்பாக நியூட்டன், நேரம் என்பது வில்லில் இருந்து புறப்பட்ட அம்பைப் போல அது தொடர்ந்து மாற்றமின்றி பயணிக்கும் என்றார். அவரைப் பொறுத்தவரை, நேரம் என்பது இந்த பிரபஞ்சம் எங்கும் ஒரேமாதிரியாக துடிக்கும் ஒரு விடயம். பூமியல் ஒரு செக்கன் என்பது, செவ்வாயிலும் ஒரு செக்கன், சூரியனிலும் ஒரு செக்கன், அதேபோல பிரபஞ்சத்திலுள்ள ஏனைய இடங்களிலும் ஒரு செக்கனே. வெளியை, சார்பானது என்று கருதிய நியூட்டன் நேரத்தை அறுதியானது என்றே கருதினார்.

ஆனால் ஐன்ஸ்டின் நேரத்தை ஆற்றில் பாயும் நீருக்கு ஒப்பிட்டார். ஆற்றில் இருக்கும் நீர் எப்படி, சிலவேளைகளில் வேகமாகவும், சிலவேளைகளில் மெதுவாகவும், சிலவேளைகளில் வளைந்து நெளிந்து போகுமோ, அதேபோல தான் நேரமும், வெளியும் என்றார் ஐன்ஸ்டின்.

ஐன்ஸ்டீனின் பொதுச் சார்புக் கோட்பாடு, நேரம், இடம், திணிவு மற்றும் வடிவியலை (geometry) தொடர்பு படுத்திக்கூறும் ஒரு கோட்பாடாகும். ஐன்ஸ்டீனின் இந்த கோட்பாடு, இடம் / வெளி(space), நேரம்(time) என்பவற்றை ஒரே வஸ்துவின் தொடர்ச்சி (continuum) என்று கூறுகிறது. அதாவது இந்த பிரபஞ்சத்தில் வெளியானது, முப்பரிமானதால் ஆக்கப்பட்டுள்ளது – நீளம், அகலம் மற்றும் உயரம், இதைதான் நாம் x,y,z என ஆள்கூற்றுத் தளங்களில் குறிப்பிடுவோம். இத்தோடு, நேரத்தை நான்காவது பரிமாணமாக கொண்டு வெளிநேரம்(spacetime) என்ற கணிதவியல் மாதிரியை உருவாக்கி, பல்வேறு பட்ட இயற்பியல் பிரச்சினைகளுக்கு ஐன்ஸ்டின் விடையளித்தார்.

அதில் மிக முக்கியமான ஒன்று, இந்த வெளிநேரத்தில் ஏற்படும் வளைவுகளால் (curvature) உருவாக்கப்படும் ஒரு பக்கவிளைவே ஈர்ப்புவிசை ஆகும். இதை மாற்றி சொல்லவேண்டும் என்றால், திணிவானது வெளிநேரத்தை வளைக்கவல்லது. வெளி நேரத்தின் தொடர்ச்சியாகவும், நேரம், வெளியின் தொடர்ச்சியாகவும் இருப்பதனால் ஒரு இடத்தில் இருந்து இன்னுமொரு இடத்திற்கு எப்படியெல்லாம் பயணிக்க முடியுமோ, அதைப் போலவே, நேரத்திலும் பயணிக்க முடியும். ஒரு உதாரணத்தை பார்ப்போம்.

A என்ற இடத்தில் இருந்து B என்னும் இடம் ஒரு கிலோமீட்டர் தூரத்தில் இருக்கிறது என்று எடுத்துக்கொள்வோம். நாம் மணிக்கு 1 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் நடந்தால் (அதாவது நத்தையை விட மெதுவாக!), ஒரு மணிநேரத்தில் அல்லது 60 நிமிடங்களில் A என்னும் இடத்தில் இருந்து B என்னும் இடத்தை அடைந்து விடுவோம். இதுவே மணிக்கு 10 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் நடந்தால், 6 நிமிடந்த்தில் நாம் A யில் இருந்து B ஐ சென்றடைந்து விடுவோம் இல்லையா? இதே போலத்தான் நேரமும்! இரண்டு நேர இடைவெளிக்கு உள்ள இடைவெளி எப்போதுமே ஒன்றாக இருக்கவேண்டிய அவசியமில்லை. குழப்புகிறேனோ? தெளிவாக சொல்ல முயற்சிக்கிறேன்.

விளக்க முன் ஒன்றை சொல்லிக்கொள்ள விரும்புகிறேன். இனி நாம் பார்க்கப் போகும் கோட்பாடுகளும், இயற்கையின் விதிகளும், நமது சாதாரண போது அறிவை (common sense) அசைத்துப் பார்க்கப் கூடியவை. ஆகவே உங்களின் மூளையின் கற்பனைத்திறன் என்ற குதிரையை தட்டி சற்றே ஓட விடுங்கள். நான் சொல்லும் உதாரணங்களை ஒன்றுக்கு இரண்டு முறையாக அலசிப் பாருங்கள். அதுவும் முடியவில்லை என்றால் விட்டு விட்டுவிடுங்கள். டேக் இட் ஈசி.

நான் முன்னரே கூறியது போல, திணிவினால் வெளிநேரத்தில் வளைவுகளை ஏற்படுத்த முடியும். இந்த வளைவுகளே ஈர்ப்பு விசை என்ற ஒன்று இருப்பது போன்ற தோற்றத்தை உருவாகுகிறது. திணிவின் அளவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க, அதைச்சுற்றியுள்ள வெளிநேரத்தின் வளைவும் அதிகரிக்கும். எந்த அளவுக்கு வெளிநேரம் வளைகிறதோ, அந்த அளவிற்கு வெளியும், நேரமும் வளையும். எந்தளவுக்கு வெளிநேரம் வளைகிறதோ, அந்தளவிற்கு நேரமானது துடிக்கும் வீதமும் மாறுபடும்.

குறிப்பிட்ட புள்ளியில் திணிவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க அது எவ்வாறு வெளிநேரத்தை வளைக்கிறது என்று இங்கே பார்க்கலாம்

இப்படி ஒரு உதாரணத்தை பாருங்கள், பூமியை விட சூரியன் 333,000 மடங்கு திணிவானது. ஆக, பூமியைச்சுற்றி வெளிநேரம் வளைந்துள்ளத்தை விட, சூரியனைச் சுற்றி வெளிநேரம் மிக அதிகமாக வளைந்துள்ளது. ஆகவே ஒரே நேரத்தை காட்டும் கடிகாரங்கள் இரண்டை தயாரித்து, ஒன்றை பூமியிலும், மற்றொன்றை சூரியனிலும் (அதில் வைக்கலாம் என்று எடுத்துக் கொள்வோம்) வைத்துவிட்டு, மீண்டும் இரண்டு கடிகாரங்களையும் எடுத்து ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், சூரியனில் நாம் வைத்த கடிகாரத்தைக் காட்டிலும் பூமியில் இருந்த கடிகாரம் வேகமாக துடித்திருப்பது தெரியும். அதாவது, சூரியனது திணிவின் காரணமாக வெளிநேரத்தில் ஏற்ப்பட்ட வளைவு, பூமியினால் ஏற்பட்ட வளைவைக் கட்டிலும் அதிகம் என்பதால், அது நேரத்தின் வேகத்தை, பூமியோடு ஒப்பிடும் போது குறைத்துள்ளது! இதை ஈர்ப்புக்கால நேர நீட்டிப்பு (gravitational time dilation) என்று இயற்பியலாளர்கள் அழைகின்றனர்.

இன்னும் சுருங்கக் கூறின், ஈர்ப்புவிசை அதிகமாக இருக்கும் இடத்திற்கு அண்மையில் நேரம் மெதுவாகவும், ஈர்ப்புவிசை குறைந்த இடத்தில் நேரம் வேகமாகவும் துடிக்கும்.

ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்புச் சார்புக் கோட்பாடு மற்றும் பொதுச் சார்புக் கோட்பாடு இந்த வேறுபாடுகளை அழகாக விளக்குகிறது. நமது நோக்கம் இங்கு கருந்துளைகள் பற்றி ஆராய்வதே என்பதால், அதோடு சம்பந்தப் பட்டவற்றை மட்டும் பார்க்காலாம், முடிந்தவரை அதோடு தொடர்புள்ளவற்றையும் விளக்குகிறேன்.

முன்னைய பகுதியல் கூறிய இந்த “உறைந்த நட்சத்திரங்கள்” பற்றி இப்போது பார்க்கலாம், நாம் மேலே பார்த்த கருத்துக்களை இங்கே 3 சூரியத்திணிவை விட அதிகமாக இருக்கும் நட்சத்திரங்களுக்கு பொருத்திப் பார்கலாம்.

ஒரு நட்சத்திரத்தின் மையப்பகுதியின் திணிவு 3 சூரியத் திணிவைவிட அதிகமாக இருப்பின், இயற்கையில் இருக்ககூடிய எந்தவொரு விதியும், அந்த நட்சத்திரம் சுருங்கி கருந்துளையாவதை தடுக்கமுடியாது என ஓபன்கைமர் நிறுவிக்காட்டினார். அதுமட்டுமல்லாது, ஓபன்கைமருடன் அவரது சகாக்களும் சேர்ந்து சுவர்ட்சில்ட் ஆரை அளவுள்ள அளவிற்கு அந்த நட்சத்திரங்கள் வரும்போது, அந்தக் கோளத்தினுள் துடிக்கும் நேரமும் நின்றுவிடும் என்றும் கூறினார். இதனால் அந்த நட்சத்திரங்களுக்கு இவர்கள் “உறைந்த நட்சத்திரங்கள்” என்று பெயரும் வைத்தனர்.

இப்படி இந்த சுவர்ட்சில்ட் ஆரை வரை வந்த நட்சத்திரமானது மிக மிக அதிகளவான திணிவை ஒரு குறிப்பிட்ட கோள அளவினுள் (பந்து போல என்று நினைத்துக் கொள்ளுங்கள்) கொண்டிருக்கும். இது அந்த சுவர்ட்சில்ட் ஆரை கொண்ட கோளத்தினை சுற்றியுள்ள வெளிநேரத்தை மிக மிக அதிகளவாக வளைக்கிறது. எவ்வளவு தூரம் இப்படி வெளிநேரம் வளைகிறது என்றால், நேரம் துடிப்பதே நிற்கும் அளவிற்கு! சுவர்ட்சில்ட் ஆரையின் எல்லையில் நேரம் உறைகிறது. இதுவே ஓபன்கைமர் மற்றும் அவரது சகாக்கள் இந்த நட்சத்திரங்களை “உறைந்த நட்சத்திரங்கள்” என்று கூற வழிவகுத்தது.

இன்னும் சற்று தெளிவாக பார்க்கலாம். சுவர்ட்சில்ட் ஆரை கொண்ட நட்சத்திரத்தை நோக்கி நாம் பயணிக்கிறோம் என்று வைத்துக் கொள்வோம். தூரத்தில் இருந்து எம்மை இன்னுமொருவரும் அவதானிக்கிறார். எம்மிடமும் ஒரு கடிகாரம் உண்டு, அவரிடமும் ஒரு கடிகாரம் உண்டு, அவரும் நாமும் புறப்படும் போது கடிகாரங்கள் ஒரே நேரத்தை காட்டுகின்றன. ஆனால் நாம் அந்த நட்சத்திரத்தை நெருங்க நெருங்க அவருக்கு எமது கடிகாரம் வேகம் குறைந்து செல்வதுபோல தோற்றம் அளிக்கும். (ஆனால் நமக்கு கடிகாரம் வேகம் குறைவது போல தென்படாது, காரணம், நேரம் என்பது அதை அளப்பவருக்கு சார்பானது, ஆகவே எமக்கு நேரத்தின் வேகம் குறைவது தெரியாமல் இருப்பதற்கு காரணம், நேரம் துடிப்பது என்பது கடிகாரத்துக்கு மட்டுமல்ல, எமது சிந்தனையின் வேகம், வயதாவதின் வேகம், கலங்கள் (cells) புதுப்பிக்கப்படுவதின் வேகம் என எல்லாமே நேரத்தால் மாற்றமடைவதால், எமக்கு நேரம் மெதுவாக துடிப்பதின் வித்தியாசம் தெரியாது.)

நாம் அப்படியே முன்னேறி, அந்த நட்சத்திரத்தின் சுவர்ட்சில்ட் ஆரையை அடையும் போது, நாம் பூரணமாக உறைந்து விட்டதுபோலவே எம்மை அவதானித்துக் கொண்டிருபவருக்கு தெரியும். அவருக்கு நமது கடிகாரத்தின் முள் நின்றுவிட்டதுபோலவே தோன்றும். அவரைப் பொறுத்தவரை நாம் நேரம், காலம் என்ற ஒன்றில் இப்போது இல்லை. அவர் நம்மை இறுதியாக பார்த்தது, நாம் இந்த சுவர்ட்சில்ட் ஆரையை கடக்கும் போது தான். எம்மைப் பொறுத்தவரை, நேரம் ஓடிக்கொண்டே இருக்கும், நாம் சுவர்ட்சில்ட் ஆரையைக் கடந்து அந்த நட்சத்திரத்தின் மையத்தை நோக்கி சென்றுகொண்டிருப்போம். அனால் நம்மால் இனி எப்போதுமே இந்த சுவர்ட்சில்ட் ஆரையை விட்டுவெளியே செல்ல முடியாது.

இதனால் தான் சுவர்ட்சில்ட் ஆரையை கொண்டுள்ள நட்சத்திரத்தின் மேற்பரப்பை நிகழ்வெல்லை (event horizon) என்று அழைகின்றனர். இந்த நிகல்வெல்லை, இடத்திற்கும், நேரத்திற்கும் ஒரு வேலிபோல செயற்படுகிறது. நிகழ்வெல்லைக்குள் அதாவது சுவர்ட்சில்ட் ஆரைக்குள் நடக்கும் எந்தவொரு நிகழ்வும் சுவர்ட்சில்ட் ஆரைக்கு வெளியே அல்லது நிகழ்வெல்லைக்கு வெளியே எந்தவொரு தாக்கத்தையும் செலுத்தாது.

ஒருவர் இந்த நிகழ்வெல்லைக்குள் விழுந்துவிட்டால், அவர் இந்த நிகழ்வெல்லையை கடக்கும் போதே, அவரை நிகழ்வெல்லைக்கு வெளியில் இருந்து பார்ப்பவருக்கு, நிகழ்வெல்லையை கடப்பவரது நேரம் துடிப்பது நின்றுவிடும். இனி அந்த நிகழ்வெல்லைக்குள் விழுந்தவரால் இந்தப் பிரபஞ்சத்தின் வெளிநேரத்தில் எந்தவொரு மாற்றத்தையும் ஏற்படுத்த முடியாது. அவர்தான் நேரத்துக்கும் அப்பார்ப்பட்ட ஒரு இடத்திற்கு சென்றுவிட்டாரே!

இந்த நிகழ்வெல்லைக்குள்ளே தான் கருந்துளை என்னும் இயற்கையின் இனம்புரியா விந்தை ஒன்று ஒழிந்துள்ளது. காலம், நேரம், இடம், வெளி என்பவற்றை கடந்து நிற்கும் இந்த இயற்கையின் விந்தை, நம் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய அறிவியல் தேடலில் ஒரு தொடக்கமே!

அடுத்ததாக கருந்துளைகளை நோக்கி பயணிப்போம்.

000000000000000000000000000000000

கருந்துளைகள் 10 – கருந்துளைகள் கறுப்பா?

சாதாரண வாழ்வில், இங்கு பூமியில், நாம் அனுபவிக்கும் அல்லது பார்க்கும் விடயங்கள் அனைத்தும் பிரபஞ்சத்த்சில் நடக்கக்கூடிய, அல்லது அனுபவிக்ககூடிய விடயங்களில் ஒரு துளியளவே. நாம் பிறந்ததிலிருந்தே இந்த பூமியில் வாழ்வதால் நமக்கு தெரிந்த அனைத்தும், நமது “போது அறிவு” உட்பட, எல்லாமே நமது மூளையால் பூமியின் இடத்தில் இருந்தே ஒப்பிடப்படும். நமது சந்திரனைப் பொறுத்தவரை, அதன் ஈர்ப்பு விசையானது பூமியைப் போல ஆறில் ஒரு பங்கு மட்டுமே. அதாவது இங்கு ஒரு மீட்டார் துள்ளக்கூடிய ஒருவரால் சந்திரனில் 6 மீட்டர்கள் துள்ளலாம். கற்பனை செய்து பாருங்கள், 6 மீட்டர் உயரத்துக்கு ஒருவர் அசால்ட்டாக தாவினால் எப்படி இருக்கும். ஸ்பைடர்மேனே தோற்றுவிடுவார் போல! நம்மைப் பொறுத்தவரை அது ஒரு அதிசயம் போலத்தான் ஏனென்றால் பூமியில் அப்படி பாய்ந்த ஒருவரும் இல்லை. நமது அறிவு, பூமியை சார்ந்தே இருக்கிறது!

இந்த பரந்து விரிந்த பிரபஞ்சத்தில் ஒரு துளியை விட சிறிதாக இருக்கும் எம்மை விட பல்வேறு பட்ட வித்தியாசமான உண்மைகள்/நிகழ்வுகள் உண்டு. எமக்கு அது அதிசயமாக இருந்தாலும், இயற்கையைப் பொறுத்தவரை எல்லாமே ஒன்றுதான்! இப்படி இருக்கும் பல்வேறு வித்தியாசமான வஸ்துக்களில், எமது இயல்பறிவுக்கு மிக மிக தொலைவில் இருக்கும் ஒரு விடயம் தான் இந்த கருந்துளைகள்.

சென்ற பதிவுகளில் நாம் விரிவாக, நேரம், காலம், இடம், ஈர்ப்பு சக்தி என்பனவெல்லாம் எவ்வாறு இந்த பிரபஞ்சத்தில் வெவ்வேறு இடங்களில் வெவ்வேறு வீதங்களில் தாக்கம் செலுத்துகிறது என்று பார்த்தோம். அவை நமது வழமையான, காலம், நேரம், இடம் என்பவற்றைவிட வேறுபட்டு தெரிந்திருக்கலாம். இயற்கையின் விளையாட்டில் இதுவும் ஒன்று. சரி கருந்துளைகளைப் பற்றிப் பார்ப்போம்.

நாம் ஏற்கனவே பார்த்ததுபோல, நட்சத்திரத்தின் மையப் பகுதி, 3 சூரியத் திணிவை விட அதிகமாக இருப்பின், நட்சத்திரப் பெருவெடிப்பின் பின் எஞ்சும் மையப் பகுதியானது தனது சொந்த ஈர்ப்புசக்தியால் சுருங்கிச் செல்வதை இயற்கையில் உள்ள எந்தவொரு சக்தியாலும் தடுக்க முடியாது. இப்படி சுருங்கி செல்லும் இந்த கோளவடிவான மையப்பகுதி ஒரு கட்டத்தில், சுவர்ட்சில்ட் ஆரை அளவுள்ள கோளமாக சுருங்கியவுடன், அங்கு கருந்துளை பிறக்கிறது.

கருந்துளைக்கு இவ்வாறு நாம் வரைவிலக்கணம் கூறலாம்.

வெளிநேரத்தில் இருக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட இடம், இங்கு ஈர்ப்பு விசையின் அளவு மிக மிக அதிகமாக இருப்பதனால், ஒளியினால் கூட இவ்விடத்தில் இருந்து தப்பிக்க முடியாது. ஒளியை இங்கு குறிப்பிடக் காரணம், பிரபஞ்சத்தில் மிக மிக வேகமாக செல்லக்கூடியது ஒளிமட்டுமே, ஆக, அதனாலேயே இந்த கருந்துளையின் ஈர்ப்புவிசையில் இருந்து தப்பிக்க முடியாவிட்டால், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள வேறு எதனாலும் தப்பிக்கமுடியாது! நட்சத்திரங்களில் முடிவில் கருந்துளை ஒன்று பிறக்கலாம்.

கருந்துளையும் அதனைச் சுற்றியுள்ள பகுதிகளும் மிக அதிகமாக ஈர்ப்புவிசையை கொண்டிருப்பதனால், இவ்விடங்களில் இருக்கும் வெளிநேரத்தின் பண்புகள் மிக மிக விசித்திரமாக இருக்கின்றன. இவற்றை கருத்தில் வைத்தே இந்த அளவுக்கு அதிகமான ஈர்ப்புவிசை கொண்ட பொருளை, “கருந்துளை” (Black hole) என முதன் முதலில் ஜான் வீலர் (John Wheeler) 1967 இல் அழைத்தார். அதுவே நல்ல கவர்சிகரமான பெயராக இருந்ததால், தொடர்ந்து அந்தப் பெயரே பிரபல்யமாகி விட்டது.

சுவர்ட்சில்ட் ஆரையில் என்னவிதமான மாற்றங்கள் இடம்பெறும் என்று நாம் ஏற்கனவே பார்துவிட்டபடியால், நாம் மேற்கொண்டு கருந்துளைகளைகளின் இயல்புகளைப் பற்றிப் பார்க்கலாம்.

கருந்துளைகள் கருப்பா? ஒரு சின்ன கேள்வி தான்! கருந்துளைகள், நட்சத்திரங்களைப் போல, ஒளியை வெளிவிடுவதில்லை ஆக, அவற்றை தொலைக்காட்டிகளை கொண்டு பார்க்கவோ, அறியவோ முடியாது. அவை கண்களுக்கு புலப்படாதவை. ஆனால் அவை ஒன்று தங்களை முழுதாக மறைத்துக் கொள்ளவில்லை. இந்த கருந்துளைகளின் அளவுக்கதிகமான ஈர்ப்புவிசை, அதை சுற்றியுள்ள பொருட்களின் மீது செலுத்தும் செல்வாக்கை வைத்துக்கொண்டு எம்மால் இலகுவாக இந்த கருந்துளைகளை கண்டுகொள்ளமுடியும்.

எப்படி இந்த கருந்துளைகளை, வானியலாளர்கள் கருவிகளைக்கொண்டு அறிகிறார்கள் என்று பார்ப்போம்.

கருந்துளைகளை நேரடியாக அவதானிக்க முடியாவிட்டாலும், அதனருகில் உள்ள நட்சத்திரங்களில் இருந்து வரும் ஒளி, எக்ஸ்கதிர் மற்றும் ரேடியோ கதிர்களைக்கொண்டு அவதானிக்கும் வானியலாளர்கள், குறிப்பிட்ட நட்சத்திரத்தின் வேகத்தை அளக்கின்றனர். பின்னர் இந்த வேகத்தை, ஈர்ப்புவிசை தொடர்பான சமன்படுகளோடு ஒப்பிட்டு பார்த்து, இந்த நட்சத்திரத்தின் வேகத்தில் இருக்கும் மாறுதல்களுக்கான காரணத்தை கண்டறிகின்றனர். அதாவது, இந்த நட்சத்திரம் ஒரு கருந்துளையை சுற்றி வருகிறது என்றால், இந்த நட்சத்திரத்தின் வேகம் எவ்வாறு இருக்கும் என இந்த சமன்பாடுகள் நம்மக்கு சொல்கின்றன, இதை வைத்து குறிப்பிட்ட நட்சத்திரம் ஒரு கருந்துளையை சுற்றி வருவத்தை வானியலாளர்களால் துல்லியமாக கூறமுடியும்.

அதுமட்டுமல்லாது, கருந்துளைகளை சுற்றி அளவுக்கதிகமான ஈர்ப்புவிசை இருப்பதனால், கருந்துளையின் ஈர்ப்பினால் அதனை நோக்கி வரும் பிரபஞ்ச தூசு துணிக்கைகள், வளைவுந்த்தின் காரணமாக கருந்துளையைச் சுற்றி ஒரு தட்டுப் போல ஒரு அமைப்பை (accretion disk) உருவாக்குகின்றது, இந்த துணிக்கைகள் மற்றும் வாயுக்களால் ஆனா அமைப்பு மிக மிக வேகமாக சுழன்றுகொண்டே கருந்துளையை நோக்கி விழுவதால் உருவாகும் அழுத்த சக்தியால் இந்த துணிக்கைகளும் வாயுவும் அளவுக்கதிகமான வெப்பநிலையை அடைகின்றன. இப்படி கருந்துளையின் மேற்பரப்புக்கு அண்மைய பகுதியில் உருவாகும் அதிகூடிய வெப்பநிலை பெரும்பாலும் எக்ஸ்-கதிர்களாக வெளியிடப்படுகின்றன. இந்த எக்ஸ்-கதிர்களை அவதானிப்பதன் மூலமும் எம்மால் கருந்துளைகளை கண்டுகொள்ளமுடியும்.

கருந்துளையில் இருந்து வெளிவரும் எக்ஸ் கதிர்வீச்சு

சரி கருந்துளையின் பண்புகள் என்று பார்த்தால், ஒரு திடமான கருந்துளை ஒன்றுக்கு மூன்றுவிதமான அடிபடிப் பண்புகள் உள்ளன 

திணிவு (mass) 

மின் ஏற்றம் (electric charge) 

சுழல் உந்தம் (angular momentum) – அதாவது எவ்வளவு வேகமாக கருந்துளை சுழல்கிறது என்று வைத்துக்கொள்ளலாம். 

ஒரு கருந்துளைக்கு இந்த மூன்று பண்புகள் மட்டுமே உண்டு என “முடியில்லாக் கோட்பாடு” (no-hair theorem) கூறுகிறது. அதாவது இதைத் தவிர மேலதிகமான பண்புகள் இந்த கருந்துளை உருவாகும் போது இருந்திருந்தாலும், இந்த வஸ்துக்கள் அனைத்தும் இப்போது இந்த கருந்துளையால் கபளீகரம் செய்யப்பட்டு விட்டதால், அதாவது கருந்துளையின் நிகழ்வு எல்லைக்குள் (even horizon) அவை சென்றுவிட்ட பின்னர், கருந்துளைக்கு வெளியில் இருக்கும் வெளிநேரத்தில் அவை எந்தவிதமான செல்வாக்கும் செலுத்துவதில்லை. ஆக, இந்த மூன்று பண்புகள் மட்டுமே கருந்துளை ஒன்றுக்கு இருக்கக்கூடிய நாம் அவதானிக்கக்கூடிய பண்புகளாகும். எப்படி இருந்தாலும் இந்த முடியில்லாக் கோட்பாடு இன்னும் பூரணமாக கணித ரீதியாக நிருபிக்கப்படவில்லை. அதேபோல இது தவறு என்றும் ஒருவராலும் நிருபிக்கப்படவில்லை. ஆகவே இது கொஞ்சம் சிக்கலுக்குரிய விடயம் தான். இருந்தும் அதிகமான இயற்பியலாளர்களும், கணிதவியலாலர்களும் இந்த முடியில்லாக் கோட்பாடுக்கு ஆதரவாகவே இருக்கின்றனர்.

இந்தக் கோட்பாட்டின் படி, நாம் இரண்டு கருந்துளைகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கும் போது, இரண்டும், ஒரே அளவான திணிவையும், ஒரே ஏற்றத்தையும் மற்றும் ஒரே மாதிரியான சுழல் உந்தத்தையும் கொண்டிருப்பின், அவை இரண்டும் ஒத்த கருந்துளைகள் எனப்படும் – அதாவது ட்வின்ஸ் என்று நினைத்துக்கொள்ளுங்கள். அவற்றை வேறுபடுத்தி பிரித்து இனங்கான முடியாது!

ஒரு பொருள் கருந்துளைக்குள் விழுந்தால் என்ன நடக்கும்? அந்தப் பொருளுக்கு என்ன மாற்றம் நடக்கும்? அந்தக் கருந்துளைக்கு என்ன மாற்றம் நடக்கும்? பார்க்கலாம்.

0000000000000000000000000000

கருந்துளைகள் 11 – கருந்துளைகள் பலவகை, அதில் ஒவ்வொன்றும் ஒருவகை

நாம் இதுவரை பார்த்த மாதிரிகளில், கருந்துளை ஒன்று நட்சத்திரத்தின் முடிவில் உருவாகலாம் என்று பார்த்தோம். நட்சத்திரங்களில் முடிவில் தான் ஒரு கருந்துளை உருவாகவேண்டும் என்று ஒரு விதியும் இல்லை, ஆனால் மிகத் திணிவான நட்சத்திரத்தின் (சூரியனைப் போல 20 மடங்குக்கு மேல்) முடிவானது ஒரு கருந்துளை உருவாகுவதற்கு தேவையான காரணிகளை உருவாகுகிறது. சிலவேளைகளில், மிக மிக அடர்த்தியான பிரபஞ்ச வஸ்துக்கள், தங்களின் ஈர்ப்பு விசையால் நெருங்கி வரும் போது, அவற்றின் மொத்த திணிவினால் உருவாகிய ஈர்ப்புவிசை அந்த வஸ்துக்களால் கட்டுப்படுத்த முடியாவிடில், அவை சுருங்கத்தொடங்கி கருந்துளையாக மாற சந்தர்ப்பமும் உண்டு.

கருந்துளைகளைப் பொறுத்தவரை, அளவை அடிப்படையாக கொண்டு நாம் அவற்றை மூன்று வகையாக பிரிக்கலாம். 

நட்சத்திரத்திணிவு கருந்துளைகள் (stellar mass black holes) 

மிகப்பாரிய கருந்துளைகள் (supermassive black holes) 

நுண்ணிய கருந்துளைகள் (miniature black holes) 

நட்சத்திரத்திணிவு கருந்துளைகள்

இவை சாதாரணமாக நட்சத்திரங்களின் முடிவில் ஏற்படும் சூப்பர்நோவாவின் பின்னர் உருவாகும் கருந்துளைகள். இவை சூரியனைப்போல ஐந்து மடங்கு திணிவில் இருந்து ஐம்பது அல்லது நூறு மடங்குக்குள் திணிவுள்ளதாக இருக்கும். நட்சத்திரங்களின் முடிவில் பிறக்கும் இந்த கருந்துளைகளைப் பற்றி நாம் நிறைய விடயங்களை தெரிந்து வைத்துள்ளோம்.

பொதுவாக இவ்வகையான கருந்துளைகளை அவதானிப்பது மிக மிக கடினம், அதிலும் தனியாக இருக்கும் நட்சத்திரத்திணிவு கருந்துளைகளை அவதானிப்பது என்பது குதிரைக்கொம்பு. ஆக நாம் கண்டுள்ள இந்த வகையான கருந்துளைகள் பெரும்பாலும் இரட்டை நட்சத்திரத்தொகுதில் இருப்பவையே.

இரட்டை நட்சத்திரதொகுதி என்பது இரண்டு நட்சத்திரங்கள் ஒன்றை ஒன்று சுற்றிவரும் அமைப்பாகும். சூரியனைப் பொறுத்தவரை அது தனிப்பட்ட நட்சத்திரம், அனால் பிரபஞ்சத்தில் பெரும்பாலான நட்சத்திரங்கள் இரட்டைத் தொகுதிகளாகவே காணப்படுகின்றன.

இப்படி இரண்டு நட்சத்திரங்கள் ஒன்றை ஒன்று சுற்றிவரும்போது, ஒன்று கருந்துளையாகிவிட்டால், எம்மால் இதனை இலகுவாக கண்டுகொண்டுவிட முடியும். அதாவது இரண்டு நட்சத்திரங்கள் ஒன்றை ஒன்று சுற்றுவது போல இருக்கும், ஆனால் தொலைக்காட்டி மூலம் அவதானிக்கும் போது, அங்கே ஒரே ஒரு நட்சத்திரம் மட்டுமே தெரியும். எக்ஸ்கதிர் தொலைக்காட்டி மூலம், மற்றைய மறைந்துள்ள நட்சத்திரம் இருக்கும் இடத்தை அவதானிக்கும் போது அங்கே ஒரு எக்ஸ்கதிர் முதல் ஒன்று இருப்பதை காணக்கூடியவாறு இருக்கும். இதன்மூலம் அந்த மற்றைய நட்சத்திரம் ஒரு கருந்துளை என்பதனை அறிந்துகொள்ளலாம்.

ஆனால் அதிலும் ஒரு சிக்கல் உண்டு, பெரும்பாலும் மற்றைய நட்சத்திரம் ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரமாக இருக்கவும் வாய்ப்புக்கள் அதிகம். ஏனெனில் கருந்துளை அல்லது நியூட்ரான் நட்சத்திரம் ஆகியவை உருவாகும் அடிப்படை ஒரே மாதிரி இருப்பதாலும், அதனைச் சுற்றி இயங்கும் அமைப்புக்கள் ஒரே மாதிரி இருப்பதும் மேலும் அவை ஒரேமாதிரியாக எக்ஸ்கதிர்களை வெளிவிடுவதாலும், மற்றும் இரண்டுமே மிக மிக சிரிதாக இருப்பதாலும் அதிகளவான ஈர்ப்புவிசையை தன்னைச் சுற்றியுள்ள வெளிநேரத்தில் செலுத்துவதால் இந்த குழப்பம் ஏற்படும்.

எப்படி இருப்பினும், கருந்துளையை விட, நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களுக்கு என்று சில தனிப்பட்ட பண்புகள் உண்டு.

முதலாவது, அளவுக்கதிகமான காந்தப்புலம், நாம் ஏற்கனவே அளவுக்கதிகமான காந்தப்புலத்தை நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் கொண்டுள்ளன என்று பார்த்துள்ளோம், அதிலும் மிகையான காந்தபுலம் கொண்ட நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் மக்னடார் எனப்படும் என்றும் பார்த்துள்ளோம்.

இரண்டாவது, இந்த நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் சுழலும்போது, அதன் பாகங்கள் வேறுபட்ட சுழற்சி வேகத்தை காட்டும், அதாவது துருவங்கள் குறிப்பிட்ட வேகத்திலும், மத்திய பகுதி இன்னுமொரு வேகத்திலும் சுழலும், இது differential rotation அல்லது வேறுபட்ட சுழற்சி (அல்லது வேறுபட்ட பகுதிச் சுழற்சி எனவும் அழைக்கலாம்) எனப்படும். (நமது சூரியன், வியாழன் மற்றும் சனியிலும் இந்த “வேறுபட்ட சுழற்சி” இடம்பெறுகிறது எனபது குறிப்பிடத்தக்கது.) ஆனால் கருந்துளையைப் பொறுத்தவரை இப்படிப்பட்ட வேறுபட்ட சுழற்சி இல்லை. கருந்துளைகளுக்கு வெறும் மூன்று பண்புகளே உள்ளன என முதலில் நாம் பார்த்தோம்.

இப்படிப்பட்ட பண்புகளை இந்த இரட்டை நட்சத்திர தொகுதில் உள்ள அந்த மறைவான நட்சத்திரம் காட்டும்போது, அது ஒரு நியூட்ரான் நட்சத்திரம் என உறுதி செய்யப்படும், அப்படி இல்லையேல் அது ஒரு கருந்துளையே!

மிகப்பாரிய கருந்துளைகள்

இவை சூரியனைப் போல பல பில்லியன் மடங்கு திணிவானவை. நட்சத்திரக் கருந்துளைகளைப் போல அல்லாது இவை நட்சத்திரப் பேரடைகளின் மையங்களில் இருக்கின்றன.

பொதுவாக இந்த பாரிய கருந்துளைகள் எப்படி உருவாகின்றது என்று இன்றுவரை ஒரு திடமான ஆராய்ச்சி முடிவில்லை, ஆனால் பெரும்பாலான வானியலாளர்கள் பின்வரும் கருத்தை முன்வைகின்றனர்.

நட்சத்திரப் பேரடையின் மையத்தில் தோன்றும் பெரியளவான நட்சத்திரக்கருந்துளைகள், கொஞ்சம் கொஞ்சமாக தன்னைச் சுற்றிவரும் தூசுகள், வாயுக்கள் மற்றும் ஏனைய நட்சத்திரங்களை விழுங்கி கொஞ்சம் கொஞ்சமாக பெருத்துக்கொண்டே வரும். அதுமட்டுமல்லாது, மற்றைய நட்சத்திரக் கருந்துளைகளுடன் ஒன்றிணைந்து ஒரு பெரிய கருந்துளையாக உருவெடுக்கும். இதைவிட வேறுபட்ட மாதிரிகளும் இந்த மிகப்பாரிய கருந்துளைகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன என்று சொல்கின்றன.

நமது நட்சத்திர பேரடையான பால்வீதியின் மையத்தில் தனுசு எ* (Sagittarius A*) எனப்படும் மிக அடர்த்தியான ரேடியோ முதலானது ஒரு கருந்துளையாக இருக்கும் என வானியலாளர்கள் கருதுகின்றனர். பூமியில் இருந்து 26,000 ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் இருக்கும் இதனது விட்டம் (diameter) 44 மில்லியன் கிலோமீட்டர்கள் ஆகும். இது நமது சூரியனைப் போல கிட்டத்தட்ட 4 மில்லியன் மடங்கு திணிவானது.

முக்கியமான விடயம் என்னவென்றால், இந்த தனுசு எ*, மிகப்பாரிய கருந்துளைகள் என்ற வகையினுள் இருக்கும் ஒரு சிறிய கருந்துளை, ஆம் மிகப்பாரிய கருந்துளை என்ற பெயருக்கே இழுக்கு வருமளவு சிறியது இது!

நமக்கு அருகில் இருக்கும் நட்சத்திரப் பேரடைகளில் இருக்கும் மிகப்பாரிய கருந்துளைகளின் அளவுகளை வானியலாளர்கள் அளந்துள்ளனர், அவற்றைப் பற்றிப் பார்ப்போம்.

நமக்கு மிக அருகில் இருக்கும், அதாவது நமக்கு 2.5 மில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் இருக்கும் அன்றோமீடா பேரடையின் மையத்தில் இருக்கும் பாரிய கருந்துளையானது கிட்டத்தட்ட 150-250 மில்லியன் சூரியத்திணிவு அளவானது. பலே பாஸ்கரா! ஆனால் இதையும் விழுங்கிவிடும் அளவுக்கு மேலும் பெரிய கருந்துளைகள் உண்டு.

இங்கிருந்து 55 மில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் இருக்கும் மெஸ்சியர் 87 எனப்படும் ஒரு பெரிய நட்சத்திரப் பேரடையின் மையத்தில் இருக்கும் கருந்துளை, 6.4 பில்லியன் சூரியத் திணிவுள்ளது.

M87 – மஞ்சள் புள்ளி, அதன் மையத்தில் இருக்கும் கருந்துளையில் இருந்து வெளிவரும் ஜெட் போன்ற நீளமான பிளாஸ்மா, இது 5000 ஒளியாண்டுகள் நீளமானது

NGC 3842 என்னும் நட்சத்திரப் பேரடையின் மத்தியில் இருக்கும் பாரிய கருந்துளை 9.7 பில்லியன் சூரியத்திணிவுள்ளது.

நாம் இதுவரை அவதானித்ததிலே, மிகப்பெரிய கருந்துளை S5 0014+81 என்ற குவஸார் எனப்படும் அமைப்பில் இருக்கிறது, இது கிட்டத்தட்ட 40 பில்லியன் சூரியத் திணிவுகளை கொண்டுள்ளதாக வானியலாளர்கள் கருதுகின்றனர். அப்படியென்றால் நம் சூரியனைப் போல 40 பில்லியன் மடங்கு திணிவானது. இந்தப் பிரபஞ்சம் கொஞ்சம் பெரிதுதான்!

S5 0014+81 எப்படி இருக்கும் என்று ஒரு கற்பனை

நுண்ணிய கருந்துளைகள்

இவை மிக மிக சிறிய, அதாவது அணுவைவிட சிறிய கருந்துளைகள். இன்றுவரை இவை எந்தவொரு ஆய்வின் மூலமும் நிருபிக்கப்படவில்லை. குவாண்டம் இயற்பியலின் அடிப்படையில் அனுமானிக்கப்பட்ட இந்தக் கருந்துளைகள், ப்ரோட்டான் அளவிருக்கலாம்.

நுண்ணிய கருந்துளைகள்

இந்தப் பிரபஞ்சம் 13.7 பில்லியன் வருடங்களுக்கு முன் பெருவெடிப்பின் உருவாகியபோது இருந்த அளவுக்கதிகமான வெப்பநிலையும் அழுத்தமும் இப்படியான கருந்துளைகளை உருவாக்கி இருக்கலாம்.

இன்று வரை இவை இருப்பதற்கான எந்தவொரு சாட்சியங்களும் இல்லதாதிருந்தாலும், கூடிய விரைவிலேயே இந்தப் பிரச்சினைக்கு ஒரு தீர்வு வந்துவிடும் என இயற்பியலாளர்கள் கருதுகின்றனர்.

அதாவது, எம்மிடம் இருக்கும் LHC போன்ற அதி சக்திவாய்ந்த துணிக்கை முடுக்கிகளைப் (particle accelerators) பயன்படுத்தி, இப்படி நுண்ணிய கருந்துளைகள் இருக்கின்றனவா இல்லையா என்ற ஒரு தீர்கமான முடிவை இனி வரும் வருடங்களில் எப்படியும் தீர்மானித்துவிட முடியும்.

1970 களில் ஸ்டீபன் காவ்கிங் (Stephen Hawking) கருந்துளைகள் பற்றிய ஆராச்சியில் ஈடுபட்டு, கருந்துளைகள் ஒருவிதமான கர்திவீச்சை வெளியிடும் என அறிவித்தார், இன்று அது ஹாவ்கிங் கதிர்வீச்சு என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த நுண்ணிய கருந்துளைகளும் இவ்வாறான கதிவீச்சை வெளியிடவேண்டும். அது மட்டுமல்லாது, காவ்கிங், இப்படியான நுண்ணிய கருந்துளைகள், நமது பால்வீதியை சுற்றி நிறைய இருக்கவேண்டும் என்றும் தெரிவித்தார்.

ஆக, இந்த காவ்கிங் கதிர்வீச்சை தேடி ஆராய்வதன் மூலமும் இப்படியான் நுண்ணிய கருந்துளைகள் இருக்குமா என எம்மால் அறிந்துகொள்ள முடியும்.

கவ்கிங் கதிர்வீச்சைப் பற்றி நாம் பின்பு இன்னும் தெளிவாக பார்க்கலாம். கவலை வேண்டாம்.

நாம் எப்படி இந்த கருந்துளைகள் அறிவியலாளர்கள் வகைப் படுத்தியுள்ளனர் என்று பர்ர்தோம். இதைத் தவிரவும், சுழலும் கருந்துளைகள், நிலையான கருந்துளைகள் என்றும் சில வகைகள் உண்டு.

கருந்துளைகளின் பண்புகளைப் பார்க்க முன்னர், அவற்றின் வகைகளைப் பார்க்கவேண்டியது கட்டாயம் என்பதனாலேயே நாம் இங்கு வகைகளைப் பற்றிப் பார்க்கிறோம். ஏனென்றால் இந்த வகைகளுக்கு ஏற்ப, கருந்துளைகளின் பண்புகள் மாறும், ஆக இனி இந்தப் பண்புகளைப் பற்றிப் பார்க்கும் போது உங்களுக்கு தெளிவாக எந்தக் கருந்துளைகளைப் பற்றி நான் குறிப்பிடுகின்றேன் என தெளிவாக விளங்கும்.

மேலும் பயணிப்போம் கருந்துளைகளை நோக்கி.

0000000000000000000000000000000000

கருந்துளைகள் 12 – இயற்கையின் கண்ணாம்பூச்சி

கருந்துளைகளில் சிறியது தொடக்கம் பெரியது வரை வேறுபடுத்தி அதன் பண்புகளைப் பற்றிப் பார்த்தோம். அதிலும் நுண்ணிய கருந்துளைகள் இன்னமும் கண்டறியப்படாதது. ஆனால் நட்சத்திரதிணிவுக் கருந்துளைகளும், மிகப்பாரிய கருந்துளைகளும் இருப்பதற்கான ஆதாரங்கள் எம்மிடம் உண்டு. இந்த மிகப்பாரிய கருந்துளைகள் ஒரு நட்சத்திரப் பேரடைக்கு ஒன்று என்ற வீதத்தில் காணப்படும். அதாவது பேரடையின் மையப்பகுதியில் இவை காணப்படும். ஆனால் நட்சத்திரத் திணிவுக் கருந்துளைகள் அப்படியல்ல.

நமது பால்வீதியைப் பொறுத்தவரை கிட்டத்தட்ட 200 பில்லியன் நட்சத்திரங்கள் உண்டு. இவற்றில் ஆயிரத்துக்கு ஒன்று என்ற வீதத்தில் பாரிய நட்சத்திரங்கள் உண்டு, அதாவது பால்வீதியில் இருக்கும் ஒவ்வொரு ஆயிரம் நட்சத்திரங்களுக்கு ஒரு நட்சத்திரம், சுப்பர்நோவாவாகி வெடிக்கும் போது கருந்துளையாகும் அளவுக்கு பெரிதாக இருக்கும். (சரியாக ஒவ்வொரு ஆயிரத்துக்கும் ஒரு நட்சத்திரம் இப்படி பெரிதாக இருக்கவேண்டும் என்று இல்லை, இது ஒரு அவதானிப்பு கணக்கீடு மட்டுமே.) ஆக, 200 பில்லியன் நட்சத்திரங்களுக்கு, கிட்டத்தட்ட 200 மில்லியன் கருந்துளைகளாக மாறக்கூடிய நட்சத்திரங்கள் இருக்கவேண்டும்.

இங்கு மிக முக்கியமாக குறிப்பிடவேண்டிய விடயம் என்னவென்றால், பாரிய நட்சத்திரங்கள், வேகமாக தனது எரிபொருளை முடித்துவிட்டு சுப்பர்நோவாவாக மாறிவிடும். நமது பால்வீதியின் வயது, அண்ணளவாக 13.2 பில்லியன் வருடங்கள். சூரியன் போன்ற சிறிய நட்சத்திரங்களே பில்லியன் கணக்கான வருடங்கள் வாழ்க்கைக் காலத்தை கொண்டுள்ளன. அனால் இந்த பெரிய நட்சத்திரங்கள் பெரும்பாலும் சில நூறு மில்லியன் வருடங்களே வாழும். ஆக இதனால் சொல்லிக் கொள்வது என்னவென்றால், நமது பால்வீதியில் இருக்கும் பெரிய நட்சத்திரங்களில் 90% மேலானவை ஏற்கனவே கருந்துளையாகிவிட்டன! ஆகவே, நமது பால்வீதியில் அண்ணளவாக 180 மில்லியன் நட்சத்திரத்திணிவுக் கருந்துளைகள் உண்டு.

இவ்வளவு கருந்துளைகள் இருந்தால் பூமிக்கு ஆபத்து இல்லாமலா இருக்கும்? கவலை வேண்டாம், பூமிக்கு மிக அருகில் இருக்கும் கருந்துளையானது, பூமியில் இருந்து 1600 ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் இருக்கிறது என்று 1999 இல் வானவியலாளர்கள் கண்டறிந்தனர்! கொஞ்சம் விசித்திரமான பெயர்தான் இதற்கு – V4641 சஜிட்டாரி (Sajittarii). இது ஒரு இரட்டை நட்சத்திரத் தொகுதியில் இருக்கும் கருந்துளை அதனால தான் இதை நம்மால் கண்டுகொள்ள கூடியதாக இருந்தது. அதாவது இந்த கருந்துளை, அதனருகே சுற்றிவரும் நட்சத்திரத்தை கொஞ்சம் கொஞ்சமாக உருஞ்சிக்கொண்டு இருக்கிறது. இப்படி இருஞ்சுவதால் உருவாகும் எக்ஸ்கதிவீச்சை பூமியில் இருந்து வானவியலாளர்களால் அவதானிக்கக்கூடியதாகவிருந்தது. இந்த கதிர்வீச்சில் இருந்து இந்த இடத்தில் ஒரு கருந்துளையும் இருக்கிறது என்று வானியலாளர்கள் கணித்தனர்.

ஆனால் இது எவ்வளவு தொலைவில் இருக்கிறது என்று மீண்டும் 2001 இல் கணக்கிட்ட வானியலாளர்கள், முதலில் கூறியதைவிட 15 மடங்கு தொலைவில் இந்த கருந்துளை இருப்பதாக இறுதியாக முடிவுக்கு வந்தனர், அதாவது 24000 ஒளியாண்டுகள். இவ்வளவு தூரத்தில் இருக்கும் கருந்துளையால் நமக்கு எந்தப் பாதிப்பும் வரப்போவதில்லை. ஆகவே நாம் பயப்படவேண்டியதில்லை. இருப்பினும் சிலபல சிக்கல்கள் இருக்கத்தான் செய்கிறது.

உதாரணமாக, எம்மால் நேரடியாக கருந்துளைகளை அவதானிக்க முடியாது. நமக்கு தெரிந்த இயற்பியல் விதிகள், கருந்துளைகளை சுற்றி இருக்கும் வாயுக்களையும் தூசுகளையும் எப்படி தன்னை நோக்கி கவரும் என நமக்கு சொல்கின்றன. இந்த செயற்பாட்டின் போது உருவாகும் கதிர்வீச்சுக்கள் எப்படிப் பட்டவை என்பதையும் இந்த இயற்பியல் விதிகள் சொல்கின்றன. ஆக, கருந்துளையை சுற்றி நடைபெறும் செயற்பாட்டை வைத்தே அங்கு கருந்துளை இருப்பதை எம்மால் ஊகிக்க முடியும்.

இரட்டை நட்சத்திரத் தொகுதியில் ஒரு கருந்துளைக்கு மிக அருகில் மற்றைய நட்சத்திரம் இருப்பதால், அதனில் இருக்கும் வாயுவை இந்த கருந்துளை உறுஞ்சி எக்ஸ்-கதிர்வீச்சை வெளியிடும், ஆகவே இவற்றை எம்மால் கண்டு பிடிப்பது சற்று இலகுவான காரியம். ஆனால் தனியாக ஒரு கருந்துளை இருந்தால், அதாவது அது சாப்பிடுவதற்கு அதனைச்சுற்றி வாயுக்களும் தூசுகளும் இல்லாவிடில், இருட்டில் வந்த கறுப்புப் பூனைபோல ஆகிவிடும் இந்த கருந்துளை. இதனைக் கண்டுபிடிப்பது என்பது குதிரைக் கொம்பே!

ஆக இப்படி தனியான கருந்துளைகள், நமது சூரியத் தொகுதிக்கு அருகில் இருந்தால் இவற்றை நாம் கண்டுபிடிக்க தவறிவிட மிக அதிகமான வாய்ப்புக்கள் உண்டு. ஆனாலும் பூமிக்கு ஆபத்து விளைவிக்கும் அளவுக்கு அருகில் எந்தவொரு கருந்துளையும் இல்லை என நம்மால் உறுதியாக கூறமுடியும். பூமி என்று இல்லாமல், நமது சூரியத் தொகுதிக்கே ஆபத்து விளைவிக்கும் அளவில் எந்தவொரு கருந்துளையும் அருகில் இல்லை. அப்படி இருந்தால் நிச்சயம் அதன் ஈர்ப்பு விசை நமது சூரியத் தொகுதியில் சிறிய மாற்றத்தை ஏற்படுத்தி இருக்கும். அப்படி ஒரு மாற்றத்தை நாம் இன்றுவரை அளக்கவில்லை. ஆக இப்போது நீங்கள் ஆழமாக மூச்செடுத்துக் கொள்ளலாம். ஆபத்து இல்லை.

இன்னுமொரு மிக முக்கியமான விடயம், கருந்துளைகள் எதோ அரக்கனைபோல பிரபஞ்சத்தில் பயணித்து, ஒவ்வொரு நட்சத்திரங்களாக கபளீகரம் செய்து தன வயிற்ரை நிரப்பும் ஒரு உயிரினம் அல்ல. ஒரு நட்சத்திரம் எப்படியோ அதேபோல்தான் இந்த கருந்துளைகளும். ஒரேஒரு வித்தியாசம், கருந்துளைகள் மிக அதிகமான ஈர்ர்புவிசையை கொண்டன.

நமது சூரியன் இந்த பால்வீதியில் எப்படி பயனிக்கிறதோ, அதேபோல நட்சத்திரங்களாக இருந்து கருந்துளையாக மாறிய நட்சத்திரங்களும் அப்படியே பயணிக்கும். ஒரு நட்சத்திரத்தை கோள்கள் சுற்றுவதுபோல, கருந்துளைகளையும் கோள்கள் அல்லது வேறு பொருட்கள், உதாரணமாக அதை ஆய்வு செய்ய சென்ற விண்கலம் சுற்றிவரலாம்.

சூரியனானது நம் பூமியை அதனை நோக்கி இழுத்துக்கொண்டே இருக்கிறது, அதாவது வானில் எறிந்த பந்து மீண்டும் நிலத்தை நோக்கி வருவதுபோல பூமியும் சூரியனை நோக்கி விழுந்துகொண்டே இருக்கிறது. ஆனால் சூரியனில் போய் முட்டிவிடாமல் தடுப்பது இந்த பூமியின் வேகம். பூமியானது சூரியனை ஒரு செக்கனுக்கு 30 கிலோமீட்டர்கள் என்ற வேகத்தில் சுற்றி பயணிக்கிறது. இதனால் சூரியனின் ஈர்ப்பால் பூமி சூரியனை நோக்கி செல்வதற்குள், வேறு இடத்திற்கு சென்றுவிடும், இப்படி தொடர்ச்சியாக நடைபெறுவதால் பூமி தொடர்ந்து சூரியனை நீள்வட்டப் பாதையில் சுற்றிவருகிறது.

இது ஒரு அழகான காதல் கதை, இயற்கையின் காதல் கதை. சூரியன் தனது ஈர்ப்பால் பூமியை இழுத்துக் கொண்டே இருக்கும், பூமியும் சூரியனை நோக்கி விழுந்துகொண்டே இருக்கும், ஆனால் பூமி வேகமாக பயணிப்பதால், சூரியனை நோக்கி விழுவதற்கு முன் அதன் திசை மாறிவிடும், இது அப்படியே சூரியனை பூமி தொடர்ந்து சுற்றிவர காரணமாகிறது. இதேபோலத்தான் நம் சந்திரனும் பூமியை நோக்கி விழுந்துகொண்டே இருக்கிறது ஆனால் சந்திரனின் வேகம் அதிகமாக இருப்பதால் அது பூமியை சுற்றிவருமாறு ஆகிவிட்டது.

இங்கு மிக முக்கியமாக கவனிக்க வேண்டிய விடயம், ஒருவேளை சூரியனை சுற்றிவரும் பூமியின் வேகம் குறைவாக இருந்தால், சூரியனை சுற்றத் தொடங்கிய பூமி கொஞ்சம் கொஞ்சமாக தனது பாதையை சுருக்கிக் கொண்டு (அதன் பதை ஒரு சுழல் போல தெரியும்) சூரியனில் சென்று மோதிவிடும்.

இதுவே பூமியின் வேகம் மிக அதிகமாக இருந்தால், சூரியனது ஈர்ப்பு விசை பூமியின் வேகத்துக்கு ஈடுகொடுக்கமுடியாமல், பூமியானது சூரியனை நோக்கி வளைவாக பயணித்து அப்படியே சூரியனது ஈர்ப்பை விட்டு வெளியே சென்றுவிடும்.

இதே போலத்தான் கருந்துளையும், அதனை நாமும் சுற்றிவர முடியும். நமக்கு தேவை அதனைச் சுற்றிவர தேவையான சரியான, துல்லியமான வேகம்.

கருந்துளையை மெதுவாக சுற்றத்தொடங்கினால், சுழல்போல பாதையில் சென்று கருந்துளையில் மோதிவிடுவோம்.

அதேபோல மிக அதிகமான வேகத்தில் சென்றால், கருந்துளையின் ஈர்ப்பில் இருந்து விடுபட்டு அப்படியே சென்றுவிடுவோம்.

ஒரு குறிப்பிட்ட நடுத்தரமான வேகத்தில் பயணித்தால், எம்மால் கருந்துளையை சுற்றிவரமுடியும் ஆனால் அந்த பாதை வெறும் வட்டமாகவோ, நீள்வட்டமாகவோ இருக்காது. அது பார்ப்பதற்கு மிக சிக்கலான ஒரு பாதையாக இருக்கும்.

ஒரு குறிப்பிட்ட கருந்துளையை சுற்றிவர ஒரே ஒரு குறிப்பிட்ட வேகம் மட்டுமே உண்டு. அந்த வேகத்தில் பயணித்தால் நிச்சயம் எம்மால் கருந்துளையை வட்டப் பாதையில் சுற்றிவரமுடியும். ஆனால் அந்தப் பாதையிலோ வேகத்திலோ சிறிய மாற்றம் ஏற்பட்டாலும், ஒன்று நாம் கருந்துளைக்குள் சென்று மோதிவிடலாம், சற்று அதிர்ஷ்டம் இருந்தால், கருந்துளையின் ஈர்ப்பில் இருந்துவிடுபட்டு கருந்துளையை விட்டு சென்றுவிடலாம்.

0000000000000000000000000000000000000

நன்றி: https://parimaanam.wordpress.com