|
இருட்சடங்கள்
கனி விமலநாதன்
இன்று இன்னொரு சுவையான
இயற்பியல் விடயம் இருட்சடங்கள்
(dark matters) பற்றிப் பார்க்கப் போகின்றோம். இயற்கையின்
இரகசியங்களை அறிய விருமபும் அனைவரும் இவ்விடயம் பற்றி தெளிவான
விளக்கத்தினை இக்கட்டுரை கொடுக்கும் என்பது எனது எண்ணம். சிறயதொரு
இயற்பியல் வளர்ச்சிக் கதையுடன் இதனைப் பார்ப்போம்.
19ம் நூற்றாண்டின் இறுதிக்காலம். அறிவியல் அபரிமிதமாக வளர்ந்து
கொண்டிருந்தது. இயற்பியலும் பலபுதிய விடயங்களைப் பெற்றுக்
கொண்டிருக்கின்றது. புதிய வரவுகளும் இரண்டு நூற்றாண்டு முன்னர்
நியூட்டன் செழிமைப்படுத்திய செம்மை இயற்பியலுள் சொகுசாய் சோர்ந்து
கொண்டிருக்க, இயற்பியல்வாதிகளும் இயற்பியலில் எல்லாம் கண்டுவிட்டோம்,
இயற்பியல் முழுமை பெற்றுவிட்டது என்ற இறுமாப்பில் இருந்தனர். ஒருசில
வழுவல்களைக் கண்டாலும் அவை உபகரண, கணிதச் செய்முறைத் தவறுகள் எனக்
காரணங்கள் காட்டிக் கொண்டிருந்தார்கள். இவ்விதம் இயற்பியல்வாதிகள்
பெருமிதமாக இருக்க, 20ம் நூற்றாண்டும் இயல்பாய் பிறந்தது. ஐன்ஸ்ரைன்
எனும் மாமேதையும் இயற்பியலுள் தன்னை நுழைத்துக் கொண்டார். அவரது வருகையோ
சாதாரணமானதாக இருக்கவில்லை. செம்மையில் நீங்கள் கொண்ட அறிவு அண்ணளவானது,
இன்னமும் விரிவுபடுத்த வேண்டியவை எவ்வளவோ உள்ளன எனக் கூறியபடியே வந்தார்.
ஆம், இயற்பியலில் கற்றது கையளவு, இன்னமும் கற்க வேண்டியவை எவ்வளவோ உண்டு
என்பது போல, இயற்பியலினுள் 'குவாண்டவியல்' எனும் புதிய பகுதியிற்கு
அடியெடுத்துக் கொடுத்து விட்டுச் சார்பியல் எனும் இன்னொரு புதிய
இயலினைச் சரியான நிறுவல்களுடன் புகுத்தியபடி வந்தார்.
சார்பியலின் அடிப்படையாகப் பேரண்டத்தில் ஒளியின் இயக்கத்தைத்; தவிர,
வேறெந்த இயக்கமும் தனித்துவமானவை அல்லவென அவர் காட்டினார். அத்தோடு நாம்
காணுகின்ற இயக்கங்கள் எல்லாம் ஒளியின் அதியுயர் வேகப் பெறுமானத்துடன் (செக்கனுக்கு
300,000 கிலோமீற்றர்கள்) ஒப்பிடுகையில் எல்லாமுமே மிகச் சிறியன. இதனால்
ஒளியுடன் ஒப்பிடுகையில் செக்கனுக்கு 60, 100, 1000, கிலோமீற்றர்
வேகங்கள் எல்லாம் ஒரே மாதிரியான விளைவுகளையே காட்டும். அதனால், இந்தக்
குறுகிய வேக இயக்கங்களைக் கருத்திற் கொண்டு பேரண்டத்தினைச் செம்மையின்
வழியிற்; பார்த்தால் முன்னூறாயிரத்தின் அண்ணளவாக்கங்களுடன்தான்;
தெரியும். இதனைத்தான்; நியூட்டன் உட்பட ஐன்ஸ்ரைனின் முன்னராக இருந்த
விஞ்ஞானிகள் அத்தனை பேரும் செய்தார்கள். அதனால் பெரும் தவறான
கருத்துகளைப் பேரண்ட ஆய்வாளர்கள் கொண்டிருந்தார்கள். குறிப்பாக,
வெளியையும், நேரத்தையும் தனித்துவமானதாகக் கருதி பல ஆய்வுகள்
செய்தார்கள். அறிவியல் வளர்ச்சியுற்றுக் கொண்டு வருகையில் இந்தத் தவறான
கருத்துகளால் சிக்கல்கள் ஏற்பட்டுத் திண்டாடத் தொடங்கினார்கள்.
இவ்வேளையிற்றான் ஐன்ஸ்ரைன் உண்மையை வெளிக்கொண்டு வந்தார். அவற்றில்
முக்கியமானது வெளியும் நேரமும் தனித்துவமானவையல்ல, ஒன்றுடனொன்று
சார்புடையவை என்பதும் ஆகும். அத்துடன் சடமும் சக்தியும் ஒன்றெனக் கூறும்
அவரது
E=mC² என்ற சமன்பாடும் பெறப்பட்டது.
சார்பியலும் ஒவ்வொரு நாளும் ஒவ்வொரு புதிய விடயத்தை, தெளிவினை
உலகினருக்குக் கொடுத்துக் கொண்டே வந்தது, இன்றும் கொடுத்துக் கொண்டே
வருகிறது. அப்படியாகக் கொடுத்த ஒரு ஆச்சரியமான விபரம்தான்
இருட்சடங்கள். சார்பியலின்
வெளிப்பாடுகளில் முக்கியமானவையாக, விரிவடையும் பேரண்டம் என்பதையும்,
பேரண்டத்தின் ஆரம்பம் எனக் கூறப்படும் பிக்பாங் என்பதையும் கூறலாம்.
இவையிரண்டும் அறிவியல் உலகினருக்க ஆச்சரியமான விபரங்களை நாளுக்கு நாள்
அளித்துக் கொண்டே இருக்கின்றன. 13,700 மில்லியன் ஆண்டு முன்னராக, ஒரு
அணுக்கருவினையும் விடச் சிறியதாகப் பிக்பாங் உடன் தோன்றிய p (பேரண்டம்.)
அன்றில் இருந்து இன்றுவரை விரிவடைந்து கொண்டே இருக்கின்றது. ஆரம்பத்தில்
மிகமிக உயர்ந்த வெப்பநிலையில் சக்திக் குமுறலைக் கொண்டிருந்த
சின்னஞ்சிறு புடவி, விரிவடைய விரிவடை, வெப்பநிலை குறையக் குறைய தன்னுள்
பலவற்றைத் தோற்றுவித்துக் கொண்டது. சக்தியின் உறைநிலையான சடங்கள்
புடவியை நிரப்பிட, கலக்சிகள், விண்மீன்கள், கோள்கள், போன்றவற்றுடன்,
புவி என்ற கதிரவ விண்மீனின் கோளில் உயிரினங்களும் (நானும் நீங்களும்)
கூடத் தோன்றிவிட்டோம்.
இருட்சடங்கள்
1933ல் ஜெர்மனிய இயற்பியல்வாதி பிறிற்ஸ் சுவிக்கி
(Fritz Zwicky)
என்பவர்
M100
என்று அடையாளப்படுத்தப்பட்ட கோமா கலக்சிக் கொத்தணி
(Coma Galaxy Cluster)
என்ற கலக்சிக் கூட்டத்தின் கலக்சிகளை ஆய்வுசெய்து கொண்டிருந்தார்.
அக்காலத்தில்தான் முதன்முதலில் பெரும் கலக்சிகள் சேர்ந்து கொத்தணிகளாக
காணப்படுவது அறியப்பட்டிருந்தது.
 படம்
விண்வெளியில் கோமா கலக்சிக் கொத்தணியைக் காட்டுகின்றது.
கலச்சி என்பது எங்களது விண்ணிரே கதிரவன் போன்ற பல்பாயிரம்
விணமீண்களையும் நெபுலா என்கிற பெரும்பெரும் தூசுக் கூட்டங்களையும்
கொண்ட தொகுதி. கதிரவக் குடும்பத்தின் பருமனுடன் ஒப்பிட்டு, ஒரு கலக்சி
மட்டும் விண்வெளியில் எவ்வளவு இடத்தினைப் பிடித்திருக்குமென
எண்ணிப்பாருங்கள். இவ்வளவு விண்மீன்களும் நெபுலாக்களும் அவற்றின் மொத்த
ஈர்ப்பு சக்தியினால் ஒரு கலக்சியாக இருந்து கொள்ளும். அவ்விதமான பல
கலக்சிகளைக் கொண்டதுதான் கோமா கலக்சிக் கொத்தணி. இந்தக் கலக்சிக்
கொத்தணியும் கலக்சிகளின்; ஈர்ப்பினால் ஒன்றாக ஒரு கொத்தணியாக
இருக்கின்றது. இப்படியாக, கொத்துக் கொத்தாக விண்மீன்களை, கலக்சிகளைக்
கட்டி வைத்திருப்பது அவற்றின் மொத்தத் திணிவுதான். கட்டுகளுக்குள்
அவையிருப்பினும், திணிவுகளின் காரணமாகப் புவி கதிரவனைச் சுற்றுவது
போன்று, கலச்சிகளும் தத்தமது திணிவுகளுக்கு ஏற்றதான இயக்கங்களைக்
காட்டுகின்றன.
சுவிக்கி, கோமாக் கொத்தணியின்; கலக்சிகளின் திணிவுகளையும், அவற்றின்
வெளிச்சச்செறிவில் இருந்து கணித்துக் கொண்டார். பின்னர் கோமா கலக்சிக்
கொத்தணியைப் பேணுவதற்குத் தேவையான திணிவின் அளவினைக்; கணித்துப்
பார்த்தார். அக்கொத்தணியில் இருந்த கலக்சிகளின் மொத்தத் திணிவானது
அக்கொத்தணியினைப் பேணுவதற்குப் போதுமானதாக இருக்க வேண்டும். ஆனால் கோமா
கொத்தணியில் கலக்சிகளை வைத்திருப்பதற்கு அதன் கலக்சிகளின் மொத்தத்
திணிவு போதாது இருந்தது. கொஞ்சமல்ல, கலக்கிகளினதும் திணிவினைப் போல்
இன்னமும் பல மடங்கு திணிவு தேவைப்பட்டது. தற்கால முடிவுகள் இன்னமும் 6
மடங்கு திணிவு தேவை எனக் காட்டுகின்றன. தனது கணிப்புகளினால்
ஆச்சரியப்பட்டுப் போன சுவிக்கி, ஒவ்வொரு கலக்சியும் கண்களுக்குத்
தெரியாத பெருமளவு சடங்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் எனக் கருதினார். தம்மை
இனம் காட்டாதிருக்கும் அச்சடங்களை அவர்
‘Dark Matters’
என அழைத்தார். அதனை நாங்கள் இருட்சடங்கள் என்போம். இவ்விதந்தான்
இருட்சடங்கள் பற்றிய விபரம் முதலிற் தெரிய வந்தது.
இருட்சடங்களைப் பற்றி 1930களில் குறிப்பிடப்பட்டிருந்தாலும் அப்போது அவை
பற்றி அதிக அக்கறையை யாரும்; காட்டவில்லை. ஆனாலும் கலக்சிகள் பற்றிய
ஆய்வுகள் மும்முரமாக நடந்து கொண்டே இருந்தன. 1970களில் கலக்சிகளின்
சுழற்சிகள் பற்றிய ஆய்வுகளை மேற்கொண்டிருந்த இன்னொரு குழுவினருக்கும்
அதே ஆச்சரியம் கிடைத்தது. அறுபதுக்கும் மேற்பட்ட கலக்சிகளின் சுழற்சி
வேகங்களை அவதானித்த அவர்கள், கலக்சிகளின் விண்மீன்கள் மற்றும் இதர
பொருட்களின் திணிவானது அக்கலக்சிகள் ஒவ்வொன்றினதும் சுழற்சி
வேகத்திற்குப் போதாது இருந்ததை அவதானித்தார்கள். சுவிக்கி கணித்த அதே
ஆறு மடங்கு திணிவாயினும் இன்னமும் இருந்தால்தான், அக்கலக்சிகள்
ஒவ்வொன்றும் கொண்டுள்ள சுழற்சிகளுக்கு பொருந்தக் கூடியதாக இருக்கும்
என்பதனையும் கணித்துப் பெற்றார்கள். இதனால் 40 வருடங்களின் முன்னரான
இருட்சடங்கள் எனும் பதம் பிரபலம் பெறத் தொடங்கியது. அத்துடன் கண்களால்
கண்டு கொள்ளமுடியாத இருட்சடங்கள் பற்றிய தேடல்களும் ஆரம்பமாகின. பழைய
பல கருத்துக்கள் புதுமையாக்கப்பட்டன. விடை தெரியாத, சிக்கலான சில
விடயங்களுக்கும் இந்த இருட்சடங்கள் விடைகளைக் கொடுத்தன. புலப்படாத
இருட்சடங்கள் பற்றி விஞ்ஞானிகளின் ஊகங்கள்; ஆச்சரியமானவையாக
இருக்கின்றன.
இருட்சடங்கள் என்பது கண்களுக்குத் தெரியாத இன்னொரு பரிமாணத்தைக்
கொண்டுள்ள சடங்களோ என்ற எண்ணமொன்று உண்டு. அதன் அடிப்படையில் எங்களது
சாதாரண சடங்கள் கொண்டுள்ளவை போன்று இருட்சடங்களும் தம்முள் இருட்
கலக்சிகளை, இருள் விண்மீன்களை, ஏன் இன்னமும் ஒருபடி மேலேபோய் இருள்
உயிரினங்களையும், இருள் மனிதர்களையும் கூடக் கொண்டிருக்குமோ என ஐயுறத்
தோன்றுகிறது. அப்படியிருப்பின், இருளும் பல அழகிய காட்சிகளை,
எங்களுக்குக் காட்டாது தன்னுள் அடக்கி வைத்துள்ளதோ!.
இன்னொரு பக்கமாகவும் இருட்சடங்களுக்கான விளக்கம் வந்தது. கருந்துளைகள்
என்பவை, தம்மில் இருந்து வெளிச்சத்தை வெளிச் செல்ல விடாது தம்மை
இருட்டாக வைத்திருக்கின்ற மிகவும் பாரமான பேரண்டப் பொருட்கள்.
பெரும்பாலும் ஒவ்வொரு கலக்சியின் மத்தியிலும்; எங்களது கதிரவனைப் போன்று
மில்லியன் மடங்கிலும் பாரமான பெரிய கருந்துளைகள் உள்ளன. அவை
மாத்திரமல்லாது, சின்னச் சின்ன கருந்துளைகளும் கூட இருப்பதற்குச்
சாத்தியக் கூறுகள் உண்டு. இவையும் பாரமானவையே. இப்படியான, அணுக்களையும்
விடச் சிறியதான வெற்றுக் கருந்துளைகள்தான் இருட்சடங்களாக எங்களுக்கு
மாயம் காட்டுகின்றன என்பதே அவ்விளக்கம்..
இன்னொரு அழகான விளக்கத்தையும் இருட்சடங்களுக்காகக் கொடுக்கின்றார்கள்.
பல்பேரண்டம் என்பதுதானது. எங்களது பேரண்டம் போன்று பல பேரண்டங்கள்
உள்ளனவாம். குவாண்ரம் பொறிமுறையின் வழியாக அதனைக் காட்டுகிறார்கள்.
ஆனாலும் அவை வெகு தொலைவில் இருப்பதனாலேயோ, அல்லது வௌ;வேறு பரிமாணங்களைக்
கொண்டிருப்பதாலேயோ என்னவோ, அவையும்;; அவற்றின் உள்ளீடுகளும்
எங்களுக்குத் தெரிவதில்லை. ஆனாலும் அவற்றின் ஈர்ப்பின் விளைவானது
எங்களது பேரண்டத்தில் செல்வாக்கைக் காட்ட, அதன் விளைவாகவே நாங்கள்
இருட்சடங்கள் என்ற விளைவினைப் பெறுகிறோம் என்கிறார்கள்.
இன்று விஞ்ஞானிகள் இருட்சடங்களின் பல விளைவுகளைக் காண்கிறார்கள்.
அவற்றில் முக்கியமானது 'ஈர்ப்பு வில்லை' என்கிற தோற்றப்பாடாகும்.
ஈர்ப்பு வில்லை என்பது விண்வெளியில் காணப்படும் அழகான விளைவாகும்.
மிகவும் பாரமான விண்மீன்களுக்கு அருகாகச் செல்லும் ஒளிக்கதிர்கள்,
விண்மீனின் ஈர்ப்பு வலிமை காரணமாக, பாதை வளைந்து போய்ப் புதுப் பாதையிற்
செல்லும். இப்படியாக வளைந்து வருகிற ஒளியைப் பார்ப்பவருக்கு அந்த
விண்மீன் புதிய ஒரு இடத்தில் இருப்பது போலத் தெரியும். இதனை மாய
விண்மீன் எனவும் கூறலாம். இந்த இயல்பானது, அந்தப் பாரமான விண்மீனைச்
சுற்றிலும் காணப்படும். அதனால் அப்பாரமான விண்மீனைச் சுற்றி மெல்லிய
ஒளிவட்டம் ஒன்றும் தெரியும். இங்கு கிட்டத்தட்ட ஒரு குவிவில்லையைப் போல
அப்பாரமான விண்மீன்கள் இருக்கும் பகுதி தொழிற்படுகிறது. இப்படியாக
ஒளியினை வளைக்கும் வல்லமை படைத்த வான்வெளியின் பகுதியை ஈர்ப்பு வில்லை
என்கிறார்கள்.
 படம்
பாரமான விண்மீன் ஒன்று ஏற்படுத்திய ஈர்ப்பு வில்லையின் விளைவைக்
காட்டுகிறது. வெளிக்கமான வட்டம் ஈர்ப்பு வில்லையை வானவியலாளர்களுக்கு
இனம் காட்டியது.
அண்டவெளியில் பெரிய இருண்ட பகுதிகளில் இப்படியான ஒளிவட்டங்களை
விஞ்ஞானிகள் ஆங்காங்கு காண்கின்றார்கள். இதற்குப் பொருத்தமான காரணமாக,
இருட் சடங்களைக் கூறுகின்றார்கள். இவ்விருண்ட பகுதிகளில் இருட்சடங்கள்
திரண்டு இருந்து, பெரிய ஈர்ப்புப் புலத்தினை உண்டாக்க, அப்பகுதியின்
பின்னால் உள்ள ஒளிர் பொருளில் இருந்து வருகிற வெளிச்சம், அவ்விடத்தின்
ஈர்ப்பு வில்லை விளைவால், அவ்விடத்தில் ஒளிவட்டம் தோன்றுகிறது என்பது
அவர்களது கருத்து.
எல்லாம் சரி, எங்களுக்கு இந்த இருட்சடங்களினால் என்ன பயன் என்கிறீர்களா?
என்னை, உங்களை, இந்தப் பேரண்டத்தின் பொருட்களை எல்லாம் சமைத்தது இந்த
இருட்சடங்கள்தானாம். என்ன வியப்பாக இருக்கிறதா! கிட்டத்தட்ட 13700
மில்லியன் ஆண்டு முன்னர் சின்ன அணுப் பொட்டாகப் பிறந்த எங்கள் பேரண்டம்
விரிந்து கொண்டு போனதில்தான் நாங்கள் எல்லாம் தோன்றினோம் என விஞ்ஞானம்
கூறுகின்றது. அப்படியாகப் பேரண்டம் விரிவடைந்து கொண்டு வருகையில்தான்
எங்களது சாதாரண சடங்கள் தோன்றின. பெருமளவு ஐதரசன் அணுக்களும், கொஞ்சம்
ஈலியம், லிதியம் அணுக்களுமே ஆரம்பத்தில் பேரண்டத்துள் இருந்தன. அவற்றின்
திணிவின் ஈர்ப்பு அங்கிங்கென சிதறிக் காணப்பட்ட ஐதரசனை, ஈலியத்தை
ஒன்றிணைக்கப் போதுமானதாக இல்லை. அந்த நேரத்தில் இந்த இருட்சடங்கள்தான்
கைகொடுத்தன. பெருமளவில் இருந்த இருட்சடங்கள் தங்களது ஈர்ப்பின்
வலிமையினால் எல்லாச் சாதாரண சடங்களையும் ஒன்றிணைக்க, அதிலிருந்து
சாதாரண சடங்களினாலான முதல் விண்மீன்கள், முதற்கலக்சிகள் தோன்றின.
பின்னர் முதல் விண்மீன்கள் இறந்து போகையில் பாரமான அணுக்கள் தோன்றி:
இரண்டரம், மூன்றாம் தலைமுறை விண்மீன்கள்; தோன்றி, இன்று பேரண்டம்
இப்படியாகக் காட்சியளிக்கிறது. பாரமான அணுக்களினாலான நாங்களும்
இருக்கின்றோம். ஆக, என்னை உங்களை பக்கத்தில் இருக்கும், பொருட்களை
எல்லாம்; சமைப்பதில் முக்கிய காரணிகளாக இருந்தவை இந்த இருட்சடங்கள்தான்.
இருட்சடங்களை இனங்கண்டு கொண்டால்தான் அவற்றை எப்படிப் பயன்படுத்துவது,
அவற்றினால்; என்னென்ன வசதிகளைப் பெற்றுக் கொள்ளலாம் என்பதெல்லாம்
தெரியவரும். அப்படியான அனுபவங்கள் மனித குலத்திற்கு அதிகம் உண்டு.
இயல்பிலேயே இரகசியங்களை அறிந்து, தேவையான இடங்களில் அவற்றினைப்
பரகசியமாக்கும் குணமுடைய மனிதர்கள் இருட்சடங்கள் பற்றியும் துருவித்
துருவி ஆய்வுகள் செய்கிறார்கள். அதனாலே இந்நாட்களில்
இயற்பியல்வாதிகளிடையே மிகவும் பரபரப்பாகப் பேசப்படுகின்ற விடயங்களில்
ஒன்றாக இருட்சடங்களும் உள்ளன.
அதுசரி, உங்களையும் இருட்சடங்கள் விவகாரங்கள் கவர்ந்து விட்டனவா?
இருட்சடங்கள் பற்றிய ஆய்வுகளில் நீங்களும் இறங்கப் போகிறீர்களா?
இன்னமும் எவ்வௌ; விடயங்;கள் இருட்சடங்கள் பற்றிய தெளிவை வெளிப்படுத்தி
எதிர்காலத்தில்; வெளிவரப் போகின்றனவோ? ஒருவேளை அவ்விடயங்களை
வெளிக்கொண்டு வருபவர்கள் நீங்களாகக் கூட இருக்கலாம், யாரறிவர்!
ஆர்வமுடன் செயற்படுங்கள். எங்கள் அனைவரதும் வாழ்த்துக்கள் உங்களுடன்
இருக்கும்.
அன்புடன்,
கனி.
உங்கள்
கருத்து மற்றும் படைப்புக்களை
editor@tamilauthors.com
என்ற மின் அஞ்சல் முகவரிக்கு அனுப்பவும்
|
