கண்டோம் கருந்துளையை!

மே 2019

அறிவியல் உலகின் மற்றொரு மைல்கள் எம் 87

பிரதீப்குமார்

ஏப்ரல் 10, 2019 உலகெங்கிலும் உள்ள அறிவியல் அறிஞர்களும், ஆர்வலர்களும் கண் உறங்காமல் காத்துக் கொண்டிருந்த நாள்! கிட்டத்தட்ட 100 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஆல்பர்ட் அய்ன்ஸ்டைன் தன்னுடைய பொது சார்பியல் கோட்பாட்டில் (General Theory of Relativity) கூறியதுபோல பால்வெளி மண்டலங்களின் ஈர்ப்பியல் மையமான கருந்துளையினை (Black hole), அய்ரோப்பிய அறிவியலர்களின் கூட்டமைப்பு முதல்முறையாக படம் பிடித்து வெளியிட்டு, அறிவியல் உலகையே ஆட்டம் காண வைத்த நாள்!

இதுவரை கருந்துளையினைக் கோட்பாடு ரீதியாக ஆராய்ந்து அதன் அமைப்பினை அறிவியலாளர்கள் கணினி வாயிலாக உருவகப்படுத்திப் பார்த்திருந்தாலும், முதல் முறையாக நமது பக்கத்து அண்டமான மெசைர் 87 (Messier 87) இன் மய்யத்திலிருக்கும் கருந்துளையினை 8 ரேடியோ தொலைநோக்கிகள் உதவியோடு உள்ளது உள்ளபடி அப்படியே படம் பிடித்து அறிவியலர்கள் சாதனை செய்துள்ளனர்.

கருந்துளைகள்:

கருந்துளைகள் எனப்படுபவை ஒரு சிறிய மய்யத்தினுள் ஏராளமான பருப்பொருட்கள் அடங்கிய ஈர்ப்பியல் மய்யங்களாகும். இந்த கருந்துளைகளில் சில Big Bang எனப்படும் பெரு வெடிப்பிலிருந்து உருவானவை. மற்றவை, நமது சூரியனை விட பல மடங்கு பெரியதான நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதியதன் விளைவால் உருவானவை. இந்தப் பிரபஞ்சம் முழுவதும் இதுபோன்ற கருந்துளைகள் பல்வேறு அளவிலும் அடர்த்தியிலும் ஏராளமாக பரவிக் கிடக்கின்றன.

நம்முடைய பால்வெளி அண்டத்தின் மய்யத்திலும்கூட, சகிட்டரியஸ் எ* (A*Sagittarius) என்ற ஒரு கருந்துளை உள்ளது. இந்த கருந்துளையைச் சுற்றிதான் நம்முடைய சூரியன் உட்பட பால்வெளி மண்டலத்திலுள்ள கோடிக்கணக்கான நட்சத்திரங்கள் அனைத்தும் சுற்றி வருகின்றன. நம் பூமியிலிருந்து 25 ஆயிரம் ஒளி ஆண்டுகள் (1 ஒளி ஆண்டு = 9 லட்சம் கோடி கி.மீ.) தொலைவிலுள்ள இந்த கருந்துளை, நம்முடைய சூரியனை விட 43 லட்சம் மடங்கு அதிக நிறை கொண்டது.

ஒருமை (Singularity):

கருந்துளையின் மையப்பகுதியானது ஒருமை (Singularity) என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதீத அடர்த்தி காரணமாக அளப்பரிய ஈர்ப்பு சக்தி பெற்றிருப்பதனால் இதன் அருகிலுள்ள நட்சத்திரங்கள், கோள்கள் மற்றும் இன்னபிற வானவியல் பொருட்கள் அனைத்தும் இந்தக் கருந்துளையினாள் ஈர்க்கப்பட்டு ஒருமையினுள் ஒருமையாக அய்க்கியமாகிவிடும். இதன் ஈர்ப்பு விசை எந்த அளவு வலிமையானது என்றால், ஒளி கூட இதனுடைய ஈர்ப்பு சக்தியிலிருந்து தப்பித்து வெளிவர இயலாது. இதனால்தான் இது கருந்துளை என்று அழைக்கப்படுகிறது. பெயருக்கேற்றாற்போல, இதனை நாம் பார்ப்பது என்பது இயலாத காரியமாகும்.

நிகழ்வு எல்லை (Event Horizon):

கருந்துளைக்கு அருகில் வரும் நட்சத்திரங்கள், கோள்கள் போன்ற வானவியல் பொருட்கள், இந்தக் கருந்துளையின் ஈர்ப்புவிசை காரணமாக ஈர்க்கப்படும்போது, அது ஒருமைக்குள் செல்வதற்கு முன்பாக, அவற்றிலிருக்கும் அணுக்கள் எல்லாம் தனித்தனியாக பிய்த்து எறியப்பட்டு வாயு வடிவில், மிகவும் அதீத வேகத்தில் கருந்துளையினைச் சுற்றி வட்டமிடுகின்றன.

இவ்வாறு கட்டுக்கடங்கா வேகத்தில் சுற்றி வரும் இந்த வானவியல் பொருட்களுடைய அணுக்கள், பில்லியன் டிகிரி அளவிற்கு வெப்பமடைவதால், மிகவும் பிரகாசமாக ஒளிர்கின்றன. இது நிகழ்வு எல்லை (HorizonEvent) என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட காலம் பிரகாசமாக எரியும் வாயுக்களை போன்ற இந்த அணுக்கள், நிகழ்வு எல்லையினைத் தாண்டும்போது ஒருமையினுள் சென்று அடங்கிவிடுகின்றன.

நிகழ்வு எல்லை தொலைநோக்கி:

பல்வேறு ஒளிஅலைகளைக் கொண்ட மின்காந்தக் கதிர்கள் இந்த நிகழ்வு எல்லையிலிருந்து வெளியேறியவண்ணம் இருக்கின்றன. இந்த மின்காந்தக் கதிர்கள் பல்லாயிரம் ஒளி ஆண்டுகள் பயணித்து வருவதற்குள், ரேடியோ கதிர்களாக மாற்றமடைகின்றன. நிகழ்வு எல்லையிலிருந்து வெளிவரும் இந்த ரேடியோ கதிர்களை கவனிப்பதற்காக, தனித்துவமாக வடிவமைக்கப் பட்டிருப்பவைதான் நிகழ்வு எல்லை தொலைநோக்கிகள். உலகின் 8 மூலைகளில் இந்த தொலைநோக்கிகளைப் பொருத்தி, அவற்றிலிருந்து வரும் தரவுகளை ஒன்றிணைப்பதன் மூலமாக ஒரு மாபெரும் மெய்நிகர் தொலைநோக்கியினை (computer super) விஞ்ஞானிகள் உருவாக்கியுள்ளனர்.

இதன் உதவியோடு, நம்முடைய பால்வெளி அண்டத்தின் மையத்திலிருந்து சகிட்டாரியஸ் எ* கருந்துளையினையும், நம்முடைய பக்கத்து அண்டமான மெசைர் 87 மையத்திலிருக்கும் கருந்துளையினையும் படம் பிடிப்பற்கான முயற்சியினை ஏப்ரல் 2017இல் விஞ்ஞானிகள் ஆரம்பித்தனர்.

மெசைர் 87 (M87):

நம் பால்வெளி அண்டத்திலிருக்கும் சகிட்டாரியஸ் எ*-வைக் காட்டிலும் பக்கத்து அண்டமான மெசைர் 87_லிருக்கும் கருந்துளையைப் படம் பிடிப்பது அறிவியலருக்குச் சற்று எளிதாக இருந்தது. ஏனெனில், பெருநிறை கருந்துளை (super massive blackhole) வகையினை சார்ந்த அது, 40 பில்லியன் கி.மீ விட்டம் கொண்டது மட்டுமல்லாது நம் சூரியனை விட 6.6 பில்லியன் மடங்கு அடர்த்தி கொண்டது. நிகழ்வு எல்லை தொலைநோக்கிகள் மூலமாகக் கடந்த ஏப்ரல் 2017இல் அய்ந்து இரவுகளாக சேகரித்த 4 petabytes (1 petabyte = 10 லட்சம் GB) தரவுகளை ஒன்றாகத் திரட்டி, 200க்கும் மேற்பட்ட விஞ்ஞானிகள் மீத்திறன் கணினி (computer super) மூலமாக 2 ஆண்டுகள் அவற்றை ஆராய்ந்து, இறுதியாக, கடந்த ஏப்ரல் 10ஆம் தேதி வி87 கருந்துளையின் ஒளிப்படத்தினை வெற்றிகரமாக வெளியிட்டனர்.

M-87 ஒளிப்படத்தின் முக்கியத்துவம்:

100 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக வெறும் கோட்பாடு ரீதியிலே இருந்த கருந்துளை சார்ந்த கருத்துகளை, இந்த ஒளிப்படம் இன்று ஆதாரத்தோடு நிரூபித்திருக்கிறது. இதனால், கருந்துளை சார்ந்த மற்ற அண்டவியல் கோட்பாடுகள் இனிவரும் காலங்களில் அறிவியல் அறிஞர்கள் மத்தியில் கவனிப்பினை பெறும். பூமியிலிருந்து கிட்டத்தட்ட 5 கோடி ஒளியாண்டு தொலைவிலிருக்கும் ஒரு கருந்துளையினை ஒளிப்படம் எடுக்கும் அளவிற்கு நம் அறிவியல் தொழில்நுட்பம் வளர்ச்சியடைந்திருப்பதாகப் பெருமைப்படும் அறிவியல் அறிஞர்கள், இது  அறிவியலின் வளர்ச்சியை மென்மேலும் விரிவடையச் செய்ய நிச்சயம் ஓர் ஊன்றுகோலாக இருக்கும் என்றும் நம்பிக்கை தெரிவிக்கின்றனர். இவ்வுலகில், இப்பிரபஞ்சத்தில் இன்னும் நாம் கண்டுபிடிக்க வேண்டியது ஏராளம்! எராளம்! அதில் நாமும் பங்களிப்போம்தானே பிஞ்சுகளே!

கருத்துளையா? கருங்குழியா?

கருத்துளை என்று பெரும்பாலான ஊடகங்கள் எழுதும்போது, கருங்குழி என்ற சொல்லை அறிவியல் எழுத்தாளர்களான யாழுசிவாவும் ராஜ்சிவாவும் பயன்படுத்தினார்கள். ஏன் என்று கேட்டோம்.

பெரும்பாலும் கருந்துளை என்னும் சொல்லையே நாம் பயன்படுத்தி வருகிறோம் ஆங்கிலத்தில் Hole என்பதன் நேரடியான மொழிமாற்றீடு துளை என்பதுதான். ஆனால், இப்போது அந்தப் பதம் சரியான அர்த்தத்தைக் கொடுப்பதாகத் தெரியவில்லை. ஒரு திடப்பொருளில் இயற்கையாகவோ, செயற்கையாகவோ இடப்படும் அல்லது இடப்பட்டிருக்கும் துவாரமே, துளை என்பதாகும். ஒரு சுவரிலோ, துணியிலோ, மரப்பலகையிலோ, குத்தி, பிய்த்து, அடித்து, உடைத்து, நுழைத்து, ஏதோவொரு வகையில் துளையிடலாம். சற்றே இறங்கிச் சொன்னால், துளை என்பதன் அர்த்தம் ஓட்டை என்பதாகும்.

ஆனால், பிளாக்ஹோலில் எங்கும் துளையிடல் நடக்கவில்லை. அங்கிருப்பது துளையும் அல்ல. காலவெளியில் (spacetime) எந்தத் துளையும் இடவும் முடியாது. இடப்படவுமில்லை. காலவெளியானது அப்படி பிய்ந்து போகவோ, உடைந்து, கிழிந்து போகவோ கூடியதல்ல. பிளாக்ஹோலில் நடப்பதெல்லாம், அதன் எல்லையில்லா எடையின் காரணமாக, காலவெளியானது கூம்புபோன்ற வடிவத்தில் கீழ்நோக்கி குழிந்து போவதே. அதாவது, வளைந்திருக்கிறது. இந்தக் குழிவு காலவெளியின் ஒற்றைப் பரிமாணமான ஒருமைப் புள்ளிவரை ஆழமாகச் செல்வதே பிளாக்ஹோல்களின் சிறப்பே!

எனவே பிளாக்ஹோலை, கருந்துளை என்று சொல்வதைவிடக் கருங்குழி என்று சொல்வதுதான் சிறப்பாக இருக்குமென்று நாங்கள் கருதுகிறோம். இங்கு குழி என்றவுடன், மண் தரையில் இருக்கும் குழியை நீங்கள் நினைத்து ஒப்பிடத் தேவையில்லை. குழிதல் என்றால் வளைதல் என்றே அர்த்தம். இயற்பியலில்கூட குழிஆடி, குழிவுவில்லை என்பன உண்டு. இவற்றிற்கெல்லாம் உள்நோக்கி வளைந்த என்றே பொருள் கிடைக்கிறது.

எனவே, கருந்துளை என்று சொல்வதைவிட அதற்கு, கருங்குழி என்று சொல்வதே நன்றாக  இருக்கும் என்று யாழு சிவாவும் ராஜ் சிவாவும், கருத்துக் கூறியுள்ளார்கள். இது குறித்து தொடர்ந்து அறிவியல் தமிழறிஞர்கள் விவாதித்து சரியான சொல்லைப் பரிந்துரைப்பார்கள் என்று எண்ணுகிறோம்.