பிரபஞ்சம்

நீண்ட இடைவெளிக்குப் பின் நட்சத்திரப் பயணங்கள் எனும் நமது விண்வெளித் தொடரில் புதிய பகுதியாக பிரபஞ்சவியல் எனப்படும் Cosmology புதிய தொடராக தொடக்கியுள்ளோம். முதல் கட்டமாக பிரபஞ்சம் விரிவடைவதைத் துரிதப் படுத்திக் கொண்டிருப்பதும் பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிகளவாகக் காணப்படுவதுமான கரும் சக்தியைப் பற்றிய தகவல்களை ஆராய்வோம்.

படம்: அவதானிக்கத் தக்க பிரபஞ்ச வெளியின் அண்டங்கள்

நமது பிரபஞ்சத்தில் எண்ணிலடங்காது ஒளி வீசிக் காணப்படும் நட்சத்திரங்கள், சூப்பர்நோவாக்கள், மற்றும் குவாசர்கள் என்பவற்றை தவிர்த்து விட்டுப் பார்த்தால் பிரபஞ்சம் முழுவதும் இருளாகவே காணப்படும்.

இதற்குக் காரணம் பிரபஞ்சத்தில் மிகப் பெரியளவு இடத்தை கரும்சக்தியும் (74%) கரும்பொருளும் (22%) தக்க வைத்திருப்பதே ஆகும். ஏனைய பொருட்களைப் பார்த்தால் அண்டங்களுக்கு இடையேயுள்ள வாயுப் படலம் 3.6% வீதத்தையும் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒளி வீசிடும் பொருட்களும் நட்சத்திரங்களும் 0.4% வீதத்தையும் மட்டுமே கொண்டுள்ளன.

படம்: பிரபஞ்சத்தை அடைக்கும் கூறுகளின் சதவீதம்

கரும் சக்தி என்பது பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் மிக முக்கியமான விசையான ஈர்ப்பு விசைக்கு (Gravity) எதிரான விலக்கு விசையாகும் (Anti-Gravity). இது முக்கியமாக பேரண்டங்களின் (Galaxies) நகர்ச்சியைக் கட்டுப் படுத்துகின்றது. மேலும் பேரண்டங்களின் வெவ்வேறான வடிவங்களுக்குக் காரணமாக விளங்குவதுடன் அவை தமக்கிடையே மோதிக் கொள்ளாமல் இருக்க வைக்கவும், ஒன்றிலிருந்து இன்னொன்றை அதிகரித்து வரும் வேகத்தில் விலகிச் செல்லவும் வைக்கின்றது. இதன் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் விரிவு துரிதப்படுகின்றது என பிரிட்டனின் நாட்டிங்ஹாம் பல்கலைக் கழகத்தின் பேருரையாளரும், வானியலாளருமான கிறிஸ்டோபர் கன்ஸிலிஸ் கூறுகிறார்.

படம்: அண்டங்களின் நகர்வு

நமது பூமி மற்றும் நட்சத்திரங்களில் Entropy எனப்படும் பிரபஞ்ச வெப்பத் தேய்வு தீவிரமாகிக் கொண்டு வருகின்றது. இதற்குக் காரணம் கரும்சக்தியாகும். அதாவது நட்சத்திரங்களில் அணுக்கரு எரிசக்தி தீர்ந்து போய் அவை கருந்துளைகளாகியோ அல்லது வேறு விதத்திலோ முற்றாக அழிந்து விடும். இதன் பின்னர் ஒரு காலத்தில் அனைத்து நட்சத்திரங்களுக்கும் இந்நிலை ஏற்பட்டு பிரபஞ்சம் இருண்ட வெளியாகி விடக் கூடும் என சில விஞ்ஞானிகளால் எதிர்வு கூறப்படுகின்றது.

1998 ஆம் ஆண்டுக்கு முன் கருமைச் சக்தி எனும் விஞ்ஞானக் கருத்தை யாரும் கேள்விப் பட்டதில்லை. இக் காலப்பகுதியில் அகிலவியல் மேதைகளான பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஃபிரெட் ஹாயில் மற்றும் அவரின் மாணவர் ஜெயந்த் நர்லிகர் இருவரும் பிரபஞ்சத் தோற்றத்தை விளக்கும் நிரந்தர நிலை அமைப்புப் பிரபஞ்சத்தைப் (Steady State Theory of the Universe) பிரகடனம் செய்திருந்தனர். ஆனால் இக்கொள்கை ஐன்ஸ்டீனின் பொதுச் சார்புக் கொள்கையைப் (General Theroy of Relativity) பூர்த்தி செய்த போதும் மக்களால் நம்பப் படவில்லை. இதற்குக் காரணம் பெரு வெடிப்பு நியதியை நம்பி வானாராய்ச்சி செய்து வருபவர்கள் புதிதாகக் கண்டு பிடித்த கரும் பொருள் மற்றும் கரும் சக்தி ஆகிய கோட்பாடுகளை இந்நியதியின் நிழலாகப் பின் தொடர்ந்தமையே ஆகும்.

பிரபஞ்சக் கட்டமைப்பின் வெவ்வேறு மாதிரிகள்

பிரபஞ்சத்திலுள்ள ஒளிச்சக்தி, ஒலிச்சக்தி, மின்சக்தி, காந்தசக்தி, அணுச்சக்தி, மற்றும் ஈர்ப்புச்சக்தி போல அங்கு புதிராக மறைந்திருக்கும் ஒரு விசையே கரும் சக்தி என்றால் அது மிகையாகாது. இக் கரும்சக்தி இரு வகைகளாகப் பிரித்து ஆய்வு செய்யப் படுகின்றது. அவை

1. பிரபஞ்ச மாறிலி (cosmological constant)

2 ஸ்காலார் ஃபீல்டு (scalar field) எனப்படும் சக்தியின் அடர்த்தி. இது காலம் மற்றும் வெளியில் வேறுபடுகிறது.

இவற்றில் பிரபஞ்ச மாறிலி பௌதிகவியலில் வெற்றிட சக்திக்கு (Vacum energy) சமனாகக் கருதப் படுகின்றது. ஸ்காலார் ஃபீல்ட் வெற்றிடத்தில் வித்தியாசத்தை ஏற்படுத்திய போதும் இவ்வித்தியாசம் வெற்றிட சக்தியிலிருந்து வேறுபடுத்தி அறிய முடியாத அளக்கு மிகக் குறைவாகும்.

பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து வருவதை உறுதிப் படுத்துவதற்கும் அளவிடுவதற்கும் பொதுச் சார்புக் கொள்கையும் கரும் சக்திக் கொள்கையும் பயன்படுத்தப் படுகின்றன. இதன் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் வெப்பம், அமுக்கம், சடப்பொருள் வீதம்,சக்தி, குறித்த வெளியிலுள்ள வெற்றிடச் சக்தி அடர்த்தி ஆகியவற்றுக்கான தொடர்பை கண்டறிவதே இன்றைய அவதானிக்கத் தக்க விண்வெளியில் உள்ள மிகப் பெரிய சவால் ஆகும்.

CMB எனப்படும் விண்வெளியில் உள்ள புற ஊதாக் கதிர்களின் பின்புல வரைபடம் WMAP எனும் செய்மதி மூலம் அனுமானிக்கப் பட்டு பிரபஞ்சத்தின் தட்டையான வரைபடம் பெறப்பட்டது. இதில் கடந்த 5 வருடங்களுக்கும் மேலாக இச் செய்மதியால் சேகரிக்கப் பட்ட விபரங்களைக் கொண்டு பிரபஞ்ச வெளியை அடைக்கும் பொருட்களின் சதவீதம் அறியப்பட்டது.

படம்: WMAP செய்மதி

இன்று கேத்திர கணித (Geometry) ரீதியில் பிரபஞ்சத்தின் முப்பரிமாணக் கட்டமைப்பை வடிவமைக்க உதவும் கருது கோளான கரும் சக்தி ஆரம்பத்தில் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது அப்படி ஒரு பொருள் உள்ளது என்ற ஊகத்திலேயே ஆகும். அதாவது பிரபஞ்சத்தில் மிதந்து கொண்டிருக்கும் எண்ணற்ற பேரண்டங்கள் (Galaxies) ஆற்றல் மிக்க வானியல் தொலைக் காட்டிகளால் நோக்கப் படும் போது தொலைதூரத்தில் ஒன்றை விட்டு ஒன்று அதிகரிக்கும் வேகத்தில் விலகிச் செல்வதைக் கண்டனர். நியூட்டன் ஈர்ப்பு விதிகளின் படி தனிப்பட்ட ஒரு விசையின்றி இவ்வேகங்கள் அதிகரிப்பது சாத்தியமில்லை. இந்தக் காரண காரிய யூகத்தில் தான் கருமைச் சக்தி எனும் ஒரு விசை பிரபஞ்சம் முழுவதையும் ஆக்கிரமித்துள்ளது எனும் கோட்பாடு பிறந்தது.

படம்: விரிவடையும் பிரபஞ்சம்

அண்டங்கள் யாவும் தமக்கிடையே ஈர்ப்பு சக்தியைக் கொண்டுள்ள போதும் இந்த ஈர்ப்பு விசை கரும் சக்தியினால் ஏற்படும் விரிவைத் தடுப்பத்தில்லை. கரும்சக்திக்கு முக்கியமான 3 அம்சங்கள் உள்ளது. அவையாவன :

1.கண்ணுக்குப் புலப்படாமல் பிரபஞ்ச முழுவதும் ஓர் அசுர விலக்கு விசையாகவும் (Anti-Gravity Force) அகில விரைவாக்கியாகவும் (Cosmic Accelerator) செயற்படுதல்

2.அண்டங்களின் வடிவம் மற்றும் வளர்ச்சியை நெறிப் படுத்துதல்

3.பிக்பாங் நிகழ்ந்ததிலிருந்து இன்றைய நிலை வரை அணுக் கருத்தாக்கங்களை நிகழ்த்தி பூமி முதலான கிரகங்களில் மூலகங்கள் மற்றும் பஞ்ச பூதங்கள் என்பன உருவாக வழிவகுத்து வருகின்றமை

இதுவரை கரும் சக்தி பற்றிய அடிப்படைத் தகவல்களைப் பார்த்தோம். அடுத்த பகுதியில் கரும்சக்தி குறித்த மேலும் சில தகவல்களுடன் பிரபஞ்ச அழிவுக்கு அது எவ்வாறு இட்டுச் செல்ல வல்லது என்பது குறித்து

——————————————————————————————————————–

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 19

பிரபஞ்சவியல் 02

*************************************************************

இன்றைய விஞ்ஞானிகளின் ஆராய்ச்சியில் முதல் நிலை வகிப்பதும் அவர்களை மர்மத்தில் ஆழ்த்தி வருவதும் ஆன கரும் சக்தி (Dark Energy) எனும் அகில விரைவாக்கி அல்லது அசுர விலக்கு விசை குறித்த அடிப்படைத் தகவல்களைப் பார்த்தோம். இன்று அது குறித்து மேலதிக தகவல்களையும் இக் கரும் சக்தி எவ்வாறு பிரபஞ்ச அழிவுக்கு வழி சமைக்க வல்லது என்பது குறித்தும் பார்ப்போம்.

பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் பற்றிக் கருதும் போது வெகு சமீபத்திலேயே அதாவது 1998 ஆம் ஆண்டே கரும் சக்தி எனும் மறைப்பு விசை பிரபஞ்சத்தை ஆக்கிரமித்திருக்கிறது என்ற ஊகம் உறுதிப் பட்டது. அதுவரை அதன் இருப்பை அறியாது வானியல் வெறும் குருடாகவே இருந்துள்ளமை குறிப்பிடத்தக்கது. மேலும் தற்போது இக்கருமைச் சக்தியை மையமாக வைத்து இன்று நிலவும் பௌதிகவியலின் (Phsics and meta physics) கோட்பாடுகள் விருத்தி செய்யப் படவுள்ளமை முக்கியமானது.

படம்: பிரபஞ்சக் கட்டமைப்பின் வெவ்வேறு மாதிரிகள்

இதன் ஒரு கட்டமாகவே சுவிட்சர்லாந்தின் சேர்ன் நகரில் சமீபத்தில் மேற்கொள்ளப் பட்டு வரும் கடவுள் துணிக்கை ஆராய்ச்சியை சொல்ல முடியும். இவ்வாராய்ச்சியில் ஈடுபட்டுள்ள பல்வேறு நாடுகளில் இருந்தும் வந்துள்ள விஞ்ஞானிகள் தற்போது கடவுள் துணிக்கை இருப்பதை உறுதி செய்யும் அதே போன்ற ஒரு துணிக்கையை கண்டு பிடித்திருந்தனர். இதை மேலும் உறுதி செய்யும் பட்சத்தில் பிரபஞ்சவியலின் மிக முக்கியமான கூறுகளாகவும் மேலும் அதிகமாக ஆராயப் பட வேண்டிய தேவை உடையதாகவும் உள்ள கரும் பொருள் மற்றும் கரும் சக்தி குறித்த இயல்புகளை அறிய இது உதவும் எனக் கூறப் படுகின்றது.

கரும் சக்தி குறித்து இரு வரிகளில் சுருக்கமாக சொல்வதானால் பெருவெடிப்புடன் (Bigbang) தோன்றிய காலத்தை வழி நடத்தும் வெளியில் மறைந்துள்ள விலக்கு விசை எனலாம். அகில விசை (Cosmic Force) எனக் கருதப்படும் கரும் சக்தி இருப்பதை நாசா பெப்ரவரி 2003 ஆம் ஆண்டே நிரூபித்தது.

இதற்கு முன்னர் அல்பேர்ட் ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் வரை பிரபஞ்சத்தின் அழிவு குறித்து ஒருமித்த கருத்தையே கொண்டிருந்தார்கள். அதாவது பிரபஞ்சம் ஒருநாள் விரிவை நிறுத்தி ஈர்ப்பு விசையால் திரண்டு உள்வெடிப்பில் (Implosion) முறியும் என இவர்கள் கருதினார்கள். இத்தகைய அழிவு பாரிய உடைவு (Big Crunch) எனப் படுகின்றது. ஆனால் இக்கால விஞ்ஞானிகள் இக் கருத்தை ஏற்றுக் கொள்வதில்லை.

இதற்கான காரணம் சமீபத்தைய கண்டு பிடிப்பான கரும் சக்தி பிரபஞ்ச விரிவாக்கத்தைத் துரிதப் படுத்துகிறது (Accelerating) எனும் கோட்பாடு ஆகும். அதாவது பிரபஞ்சக் கட்டமைப்பை வடிவமைப்பதற்காகவும் அதன் தோற்றத்தை விளக்கும் பெருவெடிப்பு (Bigbang) கொள்கையினை உறுதிப் படுத்துவதற்காகவும் நாசாவினால் 2001 ஆம் ஆண்டு விண்ணில் செலுத்தப் பட்ட WMAP எனப்படும் நுண்ணலை வேறுபாட்டு விண்ணுளவி எனும் செய்மதி மின்காந்த அலைகளைக் கொண்டு விண்வெளியை ஆராய்ந்தது. இதில் பிரபஞ்சத்தில் ‘கனல் தளங்கள்’ (Hot Spots) இருப்பதை அது கண்டுபிடித்ததன் மூலம் பிரபஞ்சம் துரித விரைவாக்கத்தில் விரிவதை (Accelerating Expansion) உறுதி செய்தது. இதன் மூலம் பாரிய உடைவுக் கொள்கை (Big Crunch) அடிபட்டுப் போனது.

படம்: பிரபஞ்ச அழிவுக்கு வித்திடும் கரும் சக்தி

அதாவது பிரபஞ்ச விரிவு ஒவ்வொரு விநாடியும் துரிதப் படுவதால் (Accelerating) ஈர்ப்பு விசை காரணமாக அண்டங்கள் சுருங்கி நொறுங்க வாய்ப்பில்லை. இப் புதிய கோட்பாடு பிரபஞ்சம் குறித்த நமது கருத்தை மாற்றி விடும் என கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தின் வானியலாளர் அந்தோனி லாஸன்பி கூறியுள்ளார்.

படம்: பிரபஞ்ச அழிவு வகைகள் – நேர அட்டவணை

பிரபஞ்சத்தில் கரும் சக்தி ஆதிக்கம் செலுத்துவதைக் கண்டு பிடித்த பின்னர் விஞ்ஞானிகளால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்ட பிரபஞ்ச அழிவுக் கொள்கைகளில் முதலாவது பாரிய உதறல் (Big Rip) எனப் படும் வகையாகும். அதாவது பிரபஞ்சத்தின் விரிவியக்க வீதம் மிகையாகத் துரிதமாகும் போது கருமைச் சக்தியுடன் இணைந்த சக்தியின் திணிவு (Energy Density Associated with Dark Energy) வலிமை பெற்று அது பேய்ச் சக்தியாக (Phantom Energy) உக்கிரமடையும். இதனால் அண்டங்கள், நட்சத்திரங்கள், மற்றும் கிரகங்களுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பாற்றல் வலுவிழந்து பேய்ச் சக்தியின் கோர தாண்டவத்தால் உதறி எறியப்பட்டு அழிவைச் சந்திக்கும் எனக் கூறப்படுகின்றது.

இது குறித்து மேலும் விவரிக்கையில் பேய்ச்சக்தி அணுக்களைக் கூட பிளந்து விரியச் செய்து விடும் எனவும் கூறப் படுகின்றது. எனினும் இந்த Big RiP எனும் அழிவு இன்னும் பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பின்னரேயே நடைபெறும் எனக் கணித்துள்ளனர்.

படம்: பாரிய உதறல் பிரபஞ்ச அழிவு

இதுவரை கரும் சக்தி குறித்த தகவல்களையும் அது எவ்வாறு பிரபஞ்சத்தை ஆட்டிப் படைக்கிறது என்பது குறித்தும் பார்த்தோம். அடுத்த தொடரில் இதன் ஜோடியும் பிரபஞ்சத்தின் திணிவில் 63% வீதத்தை தன் வசம் கொண்டிருப்பதும் ஆனால் அதி சக்தி வாய்ந்த தொலைக் காட்டிகளால் கூட அவதானிக்க முடியாதளவு மறைவில் கருமைப் பிண்டமாகவும் விளங்கும் கரும் பொருள் பற்றிய தகவல்களைப் பார்ப்போம்.

——————————————————————————————————-

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 20

பிரபஞ்சவியல் 03 ( கரும் பொருள் I )

நமது நட்சத்திரப் பயணங்கள் விண்வெளித் தொடரின் புதிய அத்தியாயமான பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் முதல் இரண்டு தொடர்களிலும் கரும் சக்தி (Dark energy) பற்றிய சுருக்கமான மற்றும் தெளிவான விளக்கத்தைப் பார்த்தோம்.

இன்றைய தொடரில் அதன் ஜோடியான கரும் பொருள் (Dark matter) பற்றிய விபரங்களைப் பார்ப்போம்.

நாம் வாழும் பூமி உட்பட இந்த பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிகளவு கனவளவைத் (74%) தன்வசம் கொண்டிருப்பது கரும் சக்தி. இதைப் போல் அதிகளவு திணிவைத் தன் வசம் கொண்டிருக்கும் சடப்பொருள் கரும் பொருள் ஆகும். இக் கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தை அடைக்கும் கனவளவில் 22% ஐயும் திணிவில் 63% ஐயும் கொண்டுள்ளது. இக்கரும் பொருளானது அண்டங்களுக்கு (galaxies) மத்தியில் மறைவாகக் காணப்பட்டு அவை ஈர்ப்பு விசை காரணமாக ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிக் கொள்ளாமல் தடுக்கின்றது. இக்கரும்பொருள் கரும் சக்தி போலவே மிக அண்மையில் அதாவது 21 ஆம் நூற்றாண்டிலேயே விஞ்ஞானிகளால் ஊர்ஜிதப் படுத்தப் பட்ட மிக முக்கியமான அதே நேரம் மர்மமான ஒரு அவதானம் ஆகும்.

அண்டங்கள் (Galaxies) தமக்கிடையே கொண்டிருக்கும் கோடானு கோடி நட்சத்திரங்கள் அவற்றின் மையத்தில் உள்ள கரும் பொருளை (அல்லது அதன் அம்சமான கருந்துளையை) சுற்றி வருகின்றன எனவும் அண்டங்கள் எதையும் சுற்றாமல் கரும் சக்தியால் உந்தப் பட்டு ஒரே திசையில் அதிகரிக்கும் வேகத்துடன் பிரிந்து செல்கின்றன (பிரபஞ்ம் விரிவடைதல்) எனவும் கூறப்படுகின்றது. இதன் போது சில சமயங்களில் இரு அண்டங்கள் அல்லது பல அண்டங்கள் தமக்கிடையே மோதி புதிய அண்டங்கள் தோன்ற அல்லது சூப்பர் நோவாக்கள் (Supernova) உருவாக வழி பிறக்கின்றது.

படம்: இரு அண்டங்கள் மோதி உருவான புது அண்டம்

உதாரணமாக வானியலாளர்கள் முதன் முதலாக ஹபிள் மற்றும் சந்திரா விண் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் பால்வெளி அண்டத்தில் இருந்து 5.7 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் அமைந்துள்ள MACSJOO25.4-1222 எனும் அண்டத்துடன் இன்னுமொரு அண்டம் மோதிய அரிய நிகழ்வை பதிவு செய்துள்ளனர். இதன் மூலம் அண்டங்களுக்கு இடையேயும் மையத்திலும் பெருமளவு கரும் பொருள் காணப்படுவதற்கு அழுத்தமான சான்று கிடைத்தது. இக் கண்டு பிடிப்பு 2008 ஆம் ஆண்டு ஆகஸ்டு 30 ஆம் திகதி மேற்கொள்ளப் பட்டதாக BBC செய்தி நிறுவனம் முதன் முதலில் செய்தி வெளியிட்டிருந்தது.

அதாவது இம்மோதலின் போது அண்டங்கள் கொண்டிருக்கும் சாதாரண சடப் பொருளிலிருந்து கரும் பொருள் பிரிந்ததை வானியல் நிபுணர்கள் கருவிகள் (விண் தொலைக் காட்டி) மூலம் கண்டு பிடித்துள்ளனர்.

மேலும் நாம் வாழும் பூமி மற்றும் சூரிய குடும்பம் என்பவற்றுடன் பல மில்லியன் நட்சத்திரங்களைக் கொண்டிருக்கும் அண்டமான பால் வெளியின் (Milky way galaxy) மையத்தில் மிகப் பெரிய கருந்துளை ஒன்று காணப் படுவதாகவும் வானியல் அறிஞர்கள் கூறுகின்றனர். ஏனைய அண்டங்களின் நிலமையும் இவ்வாறு இருக்க இன்றைய நவீன தகவற் தொடர்பு யுகத்தில் விஞ்ஞானிகளின் மூளையைக் குழப்பிக் கொண்டிருக்கும் கோட்பாடான கரும் பொருள் பற்றிய முடிச்சு இனிவரும் யுகத்தில் அவிழ்க்கப் பட வேண்டிய கட்டாயம் உள்ளது. இல்லாவிட்டால் பிரபஞ்சத்தின் அம்சங்களை விஞ்ஞானிகள் சிக்கலின்றி எளிதாக நிர்ணயம் செய்ய முடியாத சூழ்நிலை ஏற்பட்டு அறிவியலில் மிகப் பெரிய புதிர் தோன்றி விடும்.

படம்: பால்வெளி அண்டம் (Milky way Galaxy)

ஏனென்றால் கரும்பொருள் பற்றி மிக அண்மையிலேயே சான்று கிடைத்த போதும் இதன் அடிப்படை அம்சம் 1930 ஆண்டு டச் வானியல் அறிஞர் ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) என்பவரால் பல ஆண்டுகளுக்கு முன்னமேயே கண்டு பிடிக்கப்பட்டது. அதாவது அவர் சூரியனுக்கு அருகில் நட்சத்திரங்களின் நகர்ச்சிகளை ஆராயும் போதே இதற்கு அடிக்கல் நாட்டப் பட்டு விட்டது. எனினும் விஞ்ஞானிகளால் இதை ஊர்ஜிதம் செய்ய இவ்வளவு காலம் (78 வருடங்கள்) சென்றமை அறிவியல் முன்னேற்றத்தில் ஒரு சிறிய பின்னடைவு என்றே கூற வேண்டும்.

இந்த அறிஞரின் யூகம் என்னவென்றால் நமது பால்வெளி அண்டம் போல் பல்லாயிரக் கணக்கான அண்டங்கள் இப் பிரபஞ்சத்தில் காணப் படுகின்றன. மேலும் இவை தமக்கிடையே ஆட்டு மந்தைகள் போல் ஒன்றாய்க் கூடி நகர்வதுடன் (Clusters) இவை பிசகி விடாமல் செல்வதற்கு இவற்றின் மத்தியில் அதிகளவு திணிவுடைய பொருள் காணப்பட வேண்டும் எனவும் கூறிய அவர் இத் திணிவே நட்சத்திரங்கள் அண்டங்களில் இருந்து தப்பி விடாமலும் ஈர்ப்பு விசையால் பாதிப்புற்று அண்டத்தின் மையத்தை சுற்றி ஓர் ஒழுக்கில் வரும் தன்மையைப் பெறுவதாகவும் இவர் கருதினார்.

இவர் தான் கண்டு பிடித்த திணிவுடைய பொருளை கரும் பொருள் என்று குறிப்பிடா விட்டாலும் இப்பொருள் சூரியனில் உள்ள திணிவை விட மூன்று மடங்கு அதிகம் எனக் கூறியிருந்தார். இத்திணிவுடைய பொருளே பின்னாளில் அறியப் பட்ட கரும் பொருள் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பு, அதன் தோற்றம், மற்றும் எதிர்காலம் என்பவற்றை நிர்ணயிக்கும் கரும் பொருள் பற்றி மூன்று அடிப்படை வினாக்கள் எழுகின்றன. அவையாவன :

1.கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தில் எங்கே உள்ளது?

2.பிரபஞ்சத்தில் கண்ணுக்குத் தெரியும் சூரிய மண்டலம், கோள்கள் போல் கண்ணுக்குத் தெரியாத கரும் பொருள் எத்தனை மடங்கு அதிகமாக உள்ளது?

3.கரும் பொருளில் உள்ள உட்பொருட்கள் என்ன?

படம்: கரும் பொருள் பற்றிய கவிதை

இவற்றுக்கான விடையை ஒவ்வொன்றாய்ப் பார்ப்போம்.

1.கரும் பொருள் அண்டங்களின் (Galaxies) உட்பகுதியிலும், எல்லைகளில் அல்லது இடைப் பகுதியிலும் காணப் படுகின்றது.

2.அண்டங்களில் காணப்படும் கண்ணுக்குத் தெரியும் சடப் பொருட்களை விட கரும் பொருள் குறைந்த பட்சம் 10 மடங்கு அதிகம் உள்ளது. அதாவது சடப் பொருள் : கரும்பொருள் வீதம் – 1:10 அதிக பட்சம் – 1:100. (இவ்விகிதம் தேர்வு செய்யப் பட்ட ஆயிரம் அண்டங்களில் ஐதரசன் வாயுப் படலம் சுழலும் வேகத்தையும் அவற்றிலுள்ள வாயுப் படலத்தின் வெப்பத்தினையும் அளவிட்டு கண்டு பிடிக்கப் பட்டது.)

3.கண்ணுக்குத் தெரியாத கரும் பொருளின் கணணி மாடல்களை நோக்கும் போது பின்வரும் மூலக்கூறுகளில் ஒன்று அதில் காணப்படலாம் என ஊகங்கள் உள்ளன. 1.இயங்கும் வலுவற்ற திணிவுடைய துகள்கள் (Weekly Interacting Massive Particles – WIMPS) எனும் பரமாணுக்கள் (Sub-atomic Stuff) 2.திணிவுடைய வான் இயற்பியல் திணிப்பு சடம் (Massive Astrophsyical Compact Objects – MACHO) எனும் சாதாரண சடப் பொருள். இப்பொருள் கதிர்வீச்சோ ஒளிவீச்சோ இல்லாதது.

படம்: கரும்பொருள் கணனி மாடல்

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 21

பிரபஞ்சவியல் 04 (கரும் பொருள் II)

படம்: பால்வெளி அண்டத்திலுள்ள கரும்பொருள் (The Amount of Dark Matter Inside Milkyway Galaxy)

பிரபஞ்சத்தில் கரும் பொருள் சாதாரண கண்ணுக்குத் தெரியும் சடப் பொருளை விட 5 மடங்கு அதிகம் உள்ளது என்பது ஏற்கனவே கூறப்பட்ட விடயம். இக்கரும்பொருளின் இருப்பு இரு அண்டங்கள் (Galaxies) தமக்கிடையே மோதிக் கொள்வதை சக்தி வாய்ந்த விண் தொலைகாட்டி மூலம் நோக்கி உறுதிப் படுத்தப்பட்டது. உதாரணமாக விஞ்ஞானிகள் சந்திரா எக்ஸ்-ரே தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி இரு அண்டங்கள் மோதிக் கொள்ளும் போது அவற்றுக்கிடையே உள்ள வாயுப் படலத்திலிருந்து வரும் எக்ஸ்-ரே கதிர்களை ஆய்வு செய்ததில் இவை இணைந்து சுமார் மில்லியன் Km/h வேகத்தில் புதிய அண்டத்தை உருவாக்கிய போதும் அவற்றுக்கிடையேயான கரும் பொருளின் நகர்ச்சி வேகம் குறையாது அவற்றை ஊடுருவிச் சென்று கொண்டிருந்ததை அறிய முடிந்தது.

கரும் பொருள் இயங்கும் வேகம் அண்டங்கள் (Galaxies) மோதும் போது மெதுவாகுவதில்லை என்னும் இந்த அவதானம் கரும் பொருளில் உள்ள பிரதான அணுக்கள் ஈர்ப்பாற்றலால் இழுக்கப் பட்ட போதும் இவை ஒன்றுடன் ஒன்று கலந்து இயங்குவதில்லை எனும் கண்டு பிடிப்புக்குக் காரணமாக உள்ளது.

கரும் பொருள் ஓளியையோ அல்லது கதிர் வீச்சுக்களையோ வெளிப்படுத்தாத காரணத்தால் அவற்றை விண்வெளியில் கண்டு உளவுவது கடினம். இது மூன்று வகைப் படுத்தப் படுகின்றது. அவையாவன, பாரியானிக் கரும் பொருள் (Baryonic Matter), வெப்பக் கரும் பொருள் (HDM : Hot Dark Matter), குளிர்ப்புக் கரும் பொருள் (CDM : Cold Dark Matter).

நாம் சென்ற தொடரில் பார்த்த திணிவுடைய வான் இயற்பியல் திணிப்பு சடம் எனப்படும் (சுருக்கமாக மாக்கோ MACHO) மங்கிய ஒளி வீசும் இளம் விண்மீன்களில் காணப்படும் சடப்பொருளே பாரியானிக் கரும் பொருள் எனப்படுகின்றது. இது சாதாரண கண்ணுக்குத் தெரியும் பொருளை விட 10 மடங்கு அதிகம். பாரியானிக்கற்ற பொருள் CDM மற்றும் HDM என இரு வகைப் படும்.

HDM எனப்படும் வெப்பக் கரும் பொருள் துணிக்கைகள் ஒளி வேகத்தில் செல்லும் ஒப்புமைத் துகள்களாகும். (Relativistic Particles). பிரபஞ்சம் தோன்றிய புதிதில் வெளி முழுவதும் கரும் பொருள் நிறைந்து மிகுந்த அடர்த்தியாக இருந்தது. இதனால் கரும் பொருள் ஒளியைக் கடந்து செல்ல விடவில்லை. அதனால் அப்போது காணப்பட்ட கரும் பொருள் பெரும்பாலும் ஒப்புமையில்லாத குளிர்ப்புக் கரும் பொருள் (Non-Relativistic Particles) அல்லது வலுவிலாது இயங்கும் திணிவுடைய துகள்கள் (Weakly Interacting Massive Particles – WIMPS) என அழைக்கப்பட்டது.

அண்டங்களின் தொகுதிகளை (Clusters of Galaxies) வானியல் தொலைகாட்டிகளால் அவதானித்த போது தற்காலத்தில் குளிர்ப்பு கரும் பொருளே (CDM) பிரபஞ்சத்தில் அதிகம் காணப்படுவதாக அறியப்பட்டுள்ளது.

படம்: புள்ளெட் அண்டங்களின் தொகுதி (Bullet Clusters)

எனினும் எந்த வகை கரும் பொருளாக இருந்தாலும் அவை கொண்டிருக்கும் அடிப்படை மூலக்கூறுகள் எவை என்பது குறித்து இன்றைய விஞ்ஞானிகளால் கூட அறிய முடியாமலேயே இருக்கின்றது. அதாவது கரும் பொருள் ஆக்கப் பட்டிருக்கும் துணை அணுத் துணிக்கைகள் (Subatomic particle) எவை என்பதை அறிவதே இன்றைய துகள் இயற்பியல் (Particle physics) இன் முக்கிய பணியாக உள்ளது.

பிரபஞ்சவியலில் (Cosmology) அண்டங்களுக்கு இடையே உள்ள வெளியை நிரப்பும் மர்மப் பொருளாக கரும் பொருள் சித்தரிக்கப் பட்டு பிரபஞ்சம் குறித்த ஆய்வுகள் தற்காலத்தில் பெருமளவு மேற்கொள்ளப் பட்ட போதும் கரும் பொருள் கொள்கைக்குப் பதிலாக ஒழுங்கீனமுடைய வேறு கொள்கைகளும் வானியலாளர்களால் முன் வைக்கப் பட்டுள்ளன.

எனினும் பிரபஞ்சவியலில் பெரிதும் ஒத்துக் கொள்ளப்பட்ட கரும் சக்தி அல்லது கரும் பொருள் கொள்கையில் கரும் பொருள் என்பது பொதுவாக எவற்றைச் சுட்டி நிற்கிறது என்றால் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒளியை வெளிவிடவோ பிரதிபலிக்கவோ செய்யாத அனைத்துப் பொருட்களையும் ஆகும். அதாவது அணுக்கள், மூலக்கூறுகள், துணை அணுத் துணிக்கைகள் (Subatomic particles) மட்டுமல்லாது இக்கட்டுரையை வாசித்துக் கொண்டிருக்கும் நீங்கள், நான் உட்பட பூமியில் உள்ள அனைத்துப் பொருட்களும் கிரகங்கள், பிரவுன் டிவார்ஃப் நட்சத்திரங்கள், மற்றும் கருந்துளைகள் அனைத்துமே கரும் பொருட்கள் தான்.

இக் கரும் பொருள் இருப்பதை ஈர்ப்புவிசையின் விளைவினாலும் அல்லது ஈர்ப்பு விசையின் ஒளிப் பிரதி விளைவினாலும் (Gravitational-lensing) மட்டுமல்லாது HDM எனும் வெப்பக் கரும் பொருளிலிருந்து வெளிவரும் எக்ஸ்-ரே கதிர்களை அளவிட்டுமே ஊகிக்க முடிகின்றது.

படம்: ஈர்ப்பு விசையின் ஒளிப் பிரதி விளைவு

படம்: அண்டங்களுக்கிடையே ஒளிப் பிரதி விளைவு

—————————————————————————————————-

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 22

பிரபஞ்சவியல் 05 ( கரும்பொருள் III )

கடந்த இரு தொடர்களிலும் பிரபஞ்சத்தை ஆக்கிரமித்திருக்கும் மர்மப் பொருளான கரும் பொருள் (Dark Matter) குறித்து ஆராய்ந்தோம். இன்றைய தொடர் இதன் நீட்சியாகும். அதாவது சென்ற தொடரில் பாரியானிக் அற்ற கரும் பொருள் வெப்பக் கரும்பொருள் (HDM) எனவும் குளிர்ப்புக் கரும்பொருள் (CDM) எனவும் இருவகைப்படும் எனக் கூறப்பட்டது. இப்போது இவ்விரு வகைகளினதும் சிறப்பம்சங்களை சுருக்கமாக பார்த்த பின் ஏனைய விவரங்களுக்குச் செல்வோம்.

1.Hot Dark Matter (HDM) –

வெப்பக் கரும்பொருள் நியூட்ரினோஸ் (Neutrinos) எனும் உப அணுத் துணிக்கை போன்ற நிறையற்ற அல்லது பூச்சிய நிறைக்குச் சமனான துணிக்கைகளால் ஆக்கப்பட்டுள்ளது. நிறையற்ற துணிக்கைகள் வெளியில் ஓளியின் வேகத்தில் பயணிப்பதாக ஐன்ஸ்டீன் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை விவரிப்பதால் இத்துணிக்கைகள் ஓளியின் வேகத்துக்கு சமனாகவோ அல்லது ஏறக்குறையவோ மிக அதிக வேகத்துடன் பயணித்து மிகுந்த வெப்பமுடைய வாயுப் படலத்தை வாயுக்களுக்கான இயக்க விதிப்படி (Kinetic Theory Gases) உருவாக்குகின்றன.

படம்: வெப்ப வாயுப் படலத்தால் சூழப்பட்ட அண்டம்

2.Cold Dark Matter (CDM) –

குளிர்ப்புக் கரும்பொருள் ஒளியின் வேகத்தை விடக் குறைவாக துணை சார்பு வேகங்களில் பயணிக்கும் ஓரளவான நிறையை உடைய துணிக்கைகளால் ஆக்கப் பட்டுள்ளது. இதனால் மிகவும் குளிர்வான வாயுப் படலத்தை இவை உருவாக்குகின்றன. HDM மற்றும் CDM ஆகிய இரண்டுமே அவற்றின் கட்டமைப்பில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாட்டைக் கொண்டிருப்பதற்கான காரணம் HDM இன் மிக அதிக வேகம் காரணமாக இவை சிறியளவான வாயுப் படலத்தை உருவாக்குவதில்லை என்பதாகும்.

படம்: வெப்பக் கரும்பொருள் (HDM)

இப் பிரபஞ்சத்தில் மிக அதிகளவு நிறையை உள்ளடக்கியிருப்பது கரும் பொருள் என்பதற்கான ஆதாரம் நவீன வான் பௌதிகவியலில் (Astro Physics) மிகவும் தேடப்படும் கேள்வியாக கரும்பொருள் எனப்படுவது என்ன? என்பதாக மாற்றியுள்ளது. இதை பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தில் இருந்து படிப்படியாக அதன் கட்டமைப்பில் கரும் பொருள் எவ்வாறு செல்வாக்கு செலுத்தி வருகின்றது என வானியலாளர்கள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர்.

இக் கேள்விக்கான விடையை நோக்கும் போது பிரபஞ்சத்தின் பின்புலக்கதிரைக் கொண்டு ஆராயும் செய்மதியான WMAP இன் மூலம் தெளிவு படுத்தப்படுவது என்னவென்றால் கரும் பொருள், சாதாராண பரியோனிக் சடப் பொருட்களான புரோட்டன்கள், நியூட்ரோன்கள் மூலம் கட்டமைக்கப் பட்டிருக்கும் நட்சட்த்திரங்கள்,கிரகங்கள், நட்சத்திரங்களுக்கிடையே உள்ள சடப்பொருட்கள் போன்றவற்றில் இருந்து உருவாகுவதில்லை.

மாறாக அண்டங்களுக்கிடையே உள்ள வெப்ப வாயுக்கள், குளிர் வாயுக்கள், பழுப்பு நிறக் குள்ளன்கள் (Brown Dwarfs), சிவப்புக் குள்ளன்கள் (Red Dwarfs), வெள்ளைக் குள்ளன்கள் (White Dwarfs), நியூட்ரன் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கரும் துளைகள் ஆகியவற்றில் இயங்கும் கண்ணுக்குப் புலப்படாத பொருள் கரும் பொருளாகும்.

வானியலாளர்களான மார்கரெட் கெல்லெர் மற்றும் எமிலியோ ஏ. ஃபல்கோ ஆகிய இருவரும் அண்டங்கள் (Galaxies), அவற்றின் தொகுதிகள் (Clusters) என்பவற்றின் நிலை குறித்து ஆராய்ந்தனர். இதன் போது தெளிவாகிய விடயம் என்னவென்றால் இந்த அண்டங்களும் அவற்றின் தொகுதிகளும் பிரபஞ்சத்தில் சீராக விநியோகிக்கப் படவில்லை. பதிலாக அவை நீளமான நாரிழை போன்ற சுவர்களால் (walls) திணிக்கப்பட்டு இடையிடையே வெற்றிட வெளிகளால் (Voids) நிரப்பப் பட்டும் முடிவாக ஒரு சிலந்திவலைக்கு ஒப்பான (cobweblike) ஒரு கட்டமைப்பைக் காட்டுகின்றன.

படம்: சிலந்திவலை போன்ற அண்டங்களின் தொகுதி

எப்படி இது போன்ற ஒரு கட்டமைப்பு உருவாகக் கூடும்? எந்த மர்மப் பொருள் இவற்றை இறுக்கமாகப் பிடித்து வைத்துள்ளது?

இந்தக் கேள்விக்கான பதிலை இவர்கள் தேடும் போது கரும்பொருள் இருப்பது ஊகிக்கப் பட்டது. மேலும் விவரமாகக் கூறினால் பெரு வெடிப்பு (BigBang) நிகழ்ந்து இன்றைய பிரபஞ்சம் உருவாகுவதற்கு ஆதியில் மிகப் பெரியளவு கரும் பொருள் இருந்திருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகளால் கருதப்படுகின்றது. கரும் பொருள் அண்டங்களின் சுவர்களுக்குள் புகுந்து பிரபஞ்சம் முழுதையும் ஆக்கிரமிக்க்குமா? எனும் கேள்வியும் வருங்கால ஆராய்ச்சியில் ஏற்படுகின்றது. கரும் சக்தி போலவே கரும் பொருளும் பிரபஞ்சத்தின் முடிவு எப்போது நிகழும் எனத் தீர்மானிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றது

படம்: பிரபஞ்சத்தின் கால வெளி பரிணாமத்தில் கரும்பொருளின் பங்கு

நமது பிரபஞ்சம் தற்போது அதிகரிக்கும் வேகத்துடன் விரிவடைந்து வருகிறது என்பதை பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகள் ஒத்துக் கொள்வார்கள். இவ்வாறு விரிவடையும் பிரபஞ்சத்தில் ஈர்ப்பு விசை அதன் அழிவைத் தீர்மானிக்கும் முக்கிய காரணியாக இருக்கும். இந்த ஈர்ப்பு விசை பிரபஞ்சத்திலுள்ள திணிவில் தங்கியிருப்பதால் இத்திணிவின் பெரும் பகுதியான கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தின் அழிவிலும் முக்கிய பங்கு வகிப்பது தெளிவாகின்றது.

படம்: பிரபஞ்சம் விரிவடைவதை உறுதிப்படுத்தும் சூப்பர் நோவா

அதாவது பிரபஞ்சம் இவ்வாறு தான் அழியும் என்று கருதப்படுகின்ற அனைத்து வகைகளிலும் திணிவு அடர்த்தியை அளவிடுவதில் ஓளி மற்றும் கரும்பொருள் ஆகிய இரண்டும் சேர்க்கப் படவேண்டும் என்று கூறப்படுகின்றது.

இதுவரை பிரபஞ்சத்தின் முக்கிய கூறுகளாகவும் அதே நேரம் விஞ்ஞானிகளால் முழுதும் விவரிக்கப்படாத சிறப்புக்களையும் மர்மங்களையும் உடைய கரும்சக்தி (Dark Energy) மற்றும் கரும்பொருள் (Dark Matter) பற்றிய விவரங்களை முடிந்தளவு எளிதாக ஆராய்ந்தோம். இதன் அடிப்படையில் இன்றைய வானியலில் மிகவும் அறியப் பட வேண்டிய கேள்விகளாக இவற்றை வகைப் படுத்தலாம் –

1.கரும் பொருளின் இயற்கை யாது?

2.எத்தனை பங்கு கரும் பொருள் பிரபஞ்சத்தில் காணப்படுகின்றது?

3.பிரபஞ்சத்தில் கரும்பொருளின் மிகச் சரியான விநியோகம் எது?

4.கரும் சக்தி எனப்படுவது யாது?

இக்கேள்விகளுக்கான பதிலை தேடுவது பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம், கட்டமைப்பு, மற்றும் முடிவு பற்றிய நமது அறிவை விருத்தி செய்து கொள்வதற்குச் சமம் எனக் கூறப்படுகின்றது. இத்துடன் கரும் பொருள் குறித்த நமது அத்தியாயம் முடிவடைகின்றது.

படம்: பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் போது கரும்பொருள் சதவீதம்

—————————————————————————————————————

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 23

பிரபஞ்சவியல் 0 6 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் I )

*************************************************************

நமது நட்சத்திரப் பயணங்கள் விண்வெளித்தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் இதுவரை கரும் சக்தி (Dark Energy), மற்றும் கரும் பொருள் (Dark Matter) குறித்து சற்று விரிவாக ஆராய்ந்தோம். இன்றைய தொடரில் ‘பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம்’ எனும் புதிய அத்தியாயம் ஆரம்பமாகின்றது. அதாவது ஆதிகாலம் தொட்டு இன்றைய நவீன விஞ்ஞான யுகம் வரை பிரபஞ்சம் தொடர்பான மனிதனின் பார்வையும் அறிவும் எவ்வாறு மாற்றம் அடைந்து வருகின்றது என்பது குறித்து இவ்வத்தியாயத்தில் ஆராய உள்ளோம்.

20 ஆம் நூற்றான்டின் மத்தியில் நன்கறியப்பட்ட விஞ்ஞானிகளில் ஒருவரான ‘பெர்ட்ரான்ட் ரஸ்ஸெல்’ என்பவர் பொது மக்கள் முன்னிலையில் உரையாற்றிய போது பூமி சூரியனைச் சுற்றி வருகிறதெனவும் சூரியன் அது அமைந்துள்ள பால்வெளி அண்டத்தின் மையத்தை அதிலுள்ள ஏனைய பல மில்லியன் நட்சத்திரங்களுடன் சேர்ந்து சுற்றி வருவதாகவும் விளக்கினார். இவர் தனது விரிவுரையை முடித்த போது கூட்டத்தின் ஒரு மூலையில் இருந்த பெண்மணி ஒருவர் எழும்பி பின்வருமாறு கூறினார். ‘நீங்கள் இதுவரை சொன்னதெல்லாம் வெறும் குப்பை. உண்மை என்னவெனில் உலகம் ஒரு மிகப் பெரிய ஆமையின் ஓட்டில் அமைந்துள்ள ஒரு வட்டமான தட்டு.

படம்: Bertrand Russel

விஞ்ஞானி உடனே அந்தப் பெண்மணியைப் பார்த்து விநோதமாகப் புன்னகைத்த பின் ஒரு கேள்வியை எழுப்பினார். ‘நீங்கள் கூறும் ஆமை எதன்மேல் அமர்ந்துள்ளது?’ அந்தப் பெண்மணி ஒரு கணம் திகைத்துப் போய் விட்டார். மேலும் விஞ்ஞானியைப் பார்த்து நீங்கள் மிகவும் புத்திசாலி என்று வாழ்த்தினார்.

படம்: ஆமையின் ஓட்டில் பூமி

அந்தப் பெண்மணி மட்டுமல்ல. இன்றைய நவீன யுகத்தில் கூட சில மனிதர்கள் பூமியைத் தாங்குவது ஆமை என்பது போன்ற கேலிக்கிடமான உவமைகளையும் கற்பனைகளையுமே பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய தமது பார்வையாகக் கொண்டுள்ளார்கள். ‘நாம் ஏன் இன்னமும் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி சிறந்த விதமாய் சிந்திக்கவோ அறியவோ முடியாது?’ என இவர்கள் நினைப்பதில்லை. நாம் ஒவ்வொருவரும் பின்வரும் கேள்விகளை நமக்கு நாமே எழுப்பிக் கொள்ள வேண்டும். அதாவது இப் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி நமக்கு என்னதெரியும்? நமக்குத் தெரிந்த விடயங்களை எப்படி நாம் கண்டு கொண்டோம்? எங்கிருந்து இந்தப் பிரபஞ்சம் வந்தது? எங்கு இப்பிரபஞ்சம் போய்க் கொண்டிருக்கிறது? பிரபஞ்சத்துக்குத் தோற்றம் உள்ளதா? அப்படித் தோற்றம் உள்ளதெனில் அதற்கு முன் என்ன நடந்தது? காலத்தின் இயல்பு என்ன? இக்காலம் ஒரு முடிவுக்கு வரக் கூடுமா?

படம்: காலத்தின் தொடக்கம் (Big Bang)

இப்படி இன்னும் பல கேள்விகளை பிரபஞ்சம் குறித்து முன் வைக்கலாம். இன்றைய நவீன யுகத்தில் பௌதிகவியல் (Physics) துறையில் விஞ்ஞானிகள் அடைந்து வரும் முன்னேற்றம் காரணமாக விருத்தியடைந்து வரும் புதிய தொழிநுட்பங்கள் மிக நீண்ட காலமாக நிலவி வரும் இத்தகைய கேள்விகளுக்கு விடை கூறக் கூடும். எதிர்காலத்தில் எப்போதாவது இக்கேள்விகளுக்கு நாம் பெறும் விடைகள் இன்று பூமி சூரியனைச் சுற்றி வருவதை நாம் அறிந்திருப்பதைப் போல் தெளிவானதாக இருக்கலாம் அல்லது ஆமையின் ஓட்டில் உலகம் அமைந்துள்ளது என்பது போன்ற கேலிக்குரியதாக இருக்கலாம். காலம் தான் இதற்குப் பதில் சொல்ல வேண்டும்.

பிரபஞ்சவியலில் (Cosmology) முக்கியமான அடிப்படை அவதானங்கள் அவற்றுக்கான விளக்கங்கள் மற்றும் உண்மையான வாதங்கள் என்பன வரலாற்றில் சிறிது மெதுவாகவே தோற்றம் பெற்றன. 20 ஆம் நூற்றாண்டில் தான் பௌதிகவியலின் அபார வளர்ச்சி காரணமாக பிரபஞ்சவியலின் வளர்ச்சியும் சற்றுத் துரிதமடைந்தது. மிக நீண்ட காலத்துக்கு முன் அதாவது கி.மு 340 இல் கிரேக்க நாட்டின் அறிவியலாளரான அரிஸ்டோட்டில் தனது புத்தகமான ‘On The Heavens’ இல் பூமி தட்டையான கிண்ணமல்ல (Flat Plate) அது கோள வடிவமானது (Sphere) என்பதற்கு முதன் முதலாகத் தெளிவான இரு வாதங்களை முன்வைத்திருந்தார்.

படம்: ‘On The Heavens’ புத்தகம்

இதில் முதலாவது வாதமாக சந்திர கிரகணத்தின் போது அதாவது சூரியனுக்கும் சந்திரனுக்கும் நடுவே பூமி வரும் போது பூமியின் நிழல் வட்ட வடிவத்தில் சந்திரனில் வீழ்வது அது கோளமாக இருப்பதனாலேயே என்பதைக் கூறினார். இரண்டாவது வாதமாக பூமியின் வடக்கே துருவப் பகுதிக்கு அண்மையிலுள்ள கிரீஸ் இல் இருந்து நோக்கும் போது துருவ நட்சத்திரம் வடக்குத் திசையில் தாழ்வாகக் காணப்படும். ஆனால் சற்றுக் கீழே துருக்கியில் இருந்து நோக்கும் போது இந்நட்சத்திரம் வடக்கு வானில் மூலையுடன் சற்றுத் தள்ளித் தென்படும். (துருவ நட்சத்திரம் வடதுருவத்தில் இருந்து நோக்கும் போது தலையுச்சிக்கு நேரே மேலே வானத்தின் மத்தியிலும் பூமத்திய ரேகையில் இருந்து நோக்கும் போது வடக்குத் திசையில் வானத்தின் மூலையிலும் காணப்படும்.) பூமி தட்டையாக இருந்தால் துருவ நட்சத்திரம் எப்போதும் உச்சி வானில் மட்டுமே தென்பட வேண்டும். இவ்வித்தியாசம் ஏற்படக் காரணம் பூமி கோளமாக இருப்பதனால் என்பதும் தெளிவாகின்றது.

படம்: துருவ நட்சத்திரம்

அரிஸ்டோட்டில் கணிதவியல் தேற்றங்களையும் கிரீஸ் மற்றும் துருக்கிக்கான தூரத்தையும் பயன்படுத்தி பூமியின் அண்ணளவான சுற்றளவைக் கணித்து அது 400 000 Stadia எனக் கூறினார். (1stadia – 200 yards)

படம்: கிரேக்க மேதை அரிஸ்டோட்டில்

இந்த இரண்டு வாதங்களை விட தெளிவாக நோக்கப் படும் ஒரு அவதானமும் பூமி கோள வடிவானது என்பதை நிரூபிக்கின்றது. அதாவது ஒரு கடற்கரையிலிருந்து நோக்கும் போது கடலில் தூரத்தில் ஒரு பாய்மரக் கப்பல் வருகின்றது என வைத்துக் கொள்ளுங்கள். அப்போது நமது பார்வையில் முதலில் பாய்மரக் கப்பலின் உச்சியிலுள்ள துணியே தெரியும். பிறகு படிப்படியாக முழுக் கப்பலும் தெரிய்ம். இதற்குக் காரணம் பூமி கோள வடிவாக இருப்பது ஆகும்.

——————————————————————————————————————–

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 24

பிரபஞ்சவியல் 07 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் II )

இப்பகுதியில் வரலாற்றுக்கு முற்பட்ட காலத்தில் இருந்து 21 ஆம் நூற்றாண்டு வரை பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது பார்வை எவ்வாறு மாறி வருகின்றது என்பது குறித்து ஆராய்ந்து வருகின்றோம்.

சென்ற தொடரில் வரலாற்றின் முதல் வானியல் மேதை எனக் கருதக் கூடிய கிரேக்க தேசத்தைச் சேர்ந்த அரிஸ்டோட்டில் மற்றும் அவர் எழுதிய புத்தகமான ‘On The Heavens’ இல் பூமியைப் பற்றிய அவரின் நிலைப்பாடு ஆகியவற்றைக் கண்டோம். பூமி கோள வடிவமானது என்று முதன்முறை கூறியவர் இவரே. எனினும் கிறித்தவ மதத்தின் ஆதிக்கமோ அல்லது வேறு ஏதும் நம்பிக்கை அடிப்படையிலேயோ அரிஸ்டோட்டில் பிரபஞ்சத்தின் மையம் பூமி என்ற பிழையான அவதானத்தை நம்புவதற்குக் காரணமானது.

(இவ்விடயம் பற்றி நமது ‘நட்சத்திரப் பயணங்கள் முதல் இரண்டு தொடர்களில் ஏற்கனவே அலசியிருந்தோம்

இவரின் கூற்றுப்படி ‘பூமி பிரபஞ்சத்தின் மையம் என்பதுடன் நிலையானது. இதை சூரியன், சந்திரன், ஏனைய கிரகங்கள், மற்றும் நட்சத்திரங்கள் என்பன வட்டப் பாதையில் சுற்றி வருகின்றன’ என்று விளக்கப்பட்டது.

இவரைப் பின்பற்றி கி.பி 2 ஆம் நூற்றாண்டில் வாழ்ந்த எகிப்து நாட்டின் இன்னொரு மேதையான தொலமி பூமியை மையமாகவும் அதைச் சுற்றி 8 கோள வளையங்களில் (Spheres) முறையே சந்திரன்,புதன்,வெள்ளி,சூரியன்,செவ்வாய்,வியாழன்,சனி, மற்றும் நிலையான நட்சத்திரங்கள் என்பன அமையுமாறு ஒரு கணித வரைபடத்தை ஆக்கினார். இவ்வரைபடம் தொலைக்காட்டிகள் மூலம் நோக்கப் படாத கண்ணால் பார்க்கக் கூடிய வின்வெளியின் பிரத்தியட்சத் தோற்றத்தை வெறும் அவதானத்தை மட்டும் அடிப்படையாகக் கொண்டு அதில் உள்ள பொருட்களின் இயக்கத்தை விளக்கியது.

படம்: தொலமியின் கோள் வளைய மாதிரி

இவ்வரைபடம் முழுதும் விஞ்ஞான ரீதியாக இல்லாவிட்டாலும் கிறித்தவ தேவாலயங்களால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டு அவர்களின் புவி மையப் பரப்புரைகளை நியாயமாக்கி வந்தது. எனினும் கி.பி 1514 இல் நிக்கலஸ் கொப்பர்னிக்கஸ் எனும் போலந்து நாட்டைச் சேர்ந்த பாதிரியார் தொலமியின் மாதிரியை விட மிக எளிமையான வரைபடத்தை முன்வைத்தார். இதில் பிரபஞ்சத்தின் மையம் சூரியன் எனவும் சூரியனை மையமாகக் கொண்டு சந்திரன்,ஏனைய கிரகங்கள், மற்றும் நட்சத்திரங்கள் வட்ட ஒழுக்கில் வருகின்றன என்றும் அவர் விளக்கியிருந்தார். எனினும் இவரின் மாதிரியை அறிஞர்கள் ஏற்றுக் கொள்ள மேலும் ஒரு நூற்றாண்டு ஆனது.

படம்: நிக்கலஸ் கொப்பர்னிக்கஸ்

சில நூற்றாண்டுகளாக நீடித்து வந்த தொலமி மற்றும் அரிஸ்டோட்டிலின் புவி மையக் கோட்பாட்டு மயக்கம் அடிபட்டுப் போனது கி.பி 1609 இல் தான். முதன் முதலில் தொலைக்காட்டி ஒன்றின் மூலம் அவதானங்களை மேற்கொண்டு கேத்திர கணித வரைபடங்களை வரைந்த அறிஞரான கலீலியோ கலிலி இவ்வருடத்தில் தான் தன் தொலைக்காட்டி மூலம் வியாழனைச் சுற்றி துணைக் கோள்கள் காணப்படுவதை கண்டு பிடித்தார். இவரின் அவதானத்துக்கும் தொலமியின் மாதிரிக்கும் தொடர்பின்மை உறுதியானதை அடுத்து கலீலியோ கொப்பர்னிக்கஸ்ஸின் மாதிரியை ஏற்றுக் கொண்டார்.

படம்: கலீலியோ கலீலியின் தொலைக்காட்டி

இவரைத்தொடர்ந்து அதே நூற்றாண்டில் வாழ்ந்தஇன்னொரு வானியலாளரான ஜொஹான்னாஸ் கெப்ளர் கொப்பர்னிக்கஸ் மற்றும் கலீலியோவின் யோசனைகளை ஏற்றுக் கொண்டதுடன் இன்னொரு படி மேலே போய் சூரியனைச் சுற்றிக் கிரகங்கள் வட்ட ஒழுக்கில் அல்லாது நீள்வட்டப் பாதையில் வலம் வருகின்றன என்றும் விளக்கினார்.

படம்: கெப்ளரின் நீள்வளைய மாதிரி

வானியலில் கிரகங்களின் நீள்வட்ட ஒழுக்கு என்பது எதிர்பாராத ஒரு அவதானமாகும். கிரகங்கள் இப்படித்தான் சூரியனை சுற்றி வருகின்றன என அக்காலத்தில் அறிஞர்களால் ஏற்றுக் கொள்ளப் பட முடியாமைக்குக் காரணம் ஈர்ப்பு விசை (Gravity) குறித்த இவர்களின் விளக்கம் போதாமையேயாகும். இதன் பின் தான் அறிவியலில் புரட்சி ஏற்படப் போகின்றது என அவர்கள் அறிந்திருக்க மாட்டார்கள். ஆம். சர் ஐசாக் நியூட்டன் அறிவியல் உலகில் பிரவேசித்தார். கிரகங்கள் சூரியனைச் சுற்றி வரக் காரணம் சூரியனின் காந்தப் புலத்தால் அன்றி அதன் ஈர்ப்பு விசையால் என அவர் கூறினார். மேலும் சந்திரன் பூமியைச் சுற்றி வரவும் பூமி சூரியனைச் சுற்றி வருவதற்கும் காரணம் ஈர்ப்பு விசையே என்றும் அவர் கூறினார். ஈர்ப்பு விசை என்பது பிரபஞ்சத்தில் எந்த இரு பொருட்களுக்கும் இடையே காணப்படும் ஒரு வித கவர்ச்சி விசை. இது பூமியில் உள்ள சிறு கற்கள் மரங்கள் மட்டுமன்றி கோள்கள் உட்பட நட்சத்திரங்கள் என்பவற்றுக்கு இடையிலும் காணப்படுகின்றது.

படம்: சர் ஐசாக் நியூட்டன்

இந்த ஈர்ப்பு விசை ஒரு பொருளின் திணிவில் தங்கியுள்ளது என அவர் தெரிவித்தார். நியூட்டன் 1687 இல் எழுதிய ‘Philoshopiae Naturalis Principia Mathematica’ ‘எனும் புத்தகத்தில் சூரியன் மற்றும் கிரகங்களுக்கு இடையே மட்டுமல்லாது குறித்த இரு பொருட்களுக்கு இடையே தொழிற்படும் ஈர்ப்பு விசை அவற்றின் இயக்கம் குறித்த மிகவும் சிக்கலான கணிதச் சமன்பாடுகளும் சூத்திரங்களும் காணப்படுகின்றன. மேலும் பௌதிகவியலில் முக்கிய பகுதிகளான இயக்கவியல் (Dynamics), நிலையியல் (statics) ஆகியவற்றில் சிக்கலான பிரச்சனைகளைத் தீர்ப்பதற்காகக் கணிதவியலில் நுண்கணிதம் (Calculas) எனும் பிரிவை விருத்தி செய்தவர் நியூட்டனே ஆவார். இதற்காக என்றும் அறிவியல் அவருக்குக் கடமைப் பட்டுள்ளது.

படம்: ‘Philoshopiae Naturalis Principia Mathematica’ புத்தகம்

நியூட்டனுக்குப் பின்னரும் வானியலில் பிரபஞ்சத்தின் மையம் எது என்ற குழப்பமும் நட்சத்திரங்கள் யாவும் நிலையாக ஒரு இடத்தில் இருக்கின்றன என்ற மயக்கமும் தீர்க்கப் படாமல் காணப் பட்டன. பிரபஞ்சத்தின் மையம் சூரியன் என்றும் பூமி தன்னைத் தானே சுற்றிக் கொண்டு சூரியனையும் சுற்றி வருவதாகவும் தெளிவான பின்னர் நட்சத்திரங்கள் இரவு வானில் கிழக்கில் இருந்து மேற்கு நோக்கிப் பயணிப்பது பூமியின் சுழற்சியால் தான் என ஊர்ஜிதமானது. ஆகவே அவை தமது இடத்தை மாற்றுவதில்லை விண்ணில் நிலையாக தத்தமது இடங்களில் உள்ளன என்ற கருதுகோளும் உருவானது.

ஆனால் நியூட்டனின் இயக்க விதிப்படி எந்த இரு பொருட்களுக்கும் இடையே ஈர்ப்பு விசை தொழிற்படும். அப்படியானால் நட்சத்திரங்களுக்கு இடையே ஈர்ப்பு விசையோ இயக்கமோ இல்லாமல் இருக்குமா? அப்படியிருந்தால் அவை எப்படி நிலையானவையாக இருக்க முடியும்? எனும் கேள்வி நியூட்டனின் கொள்கைகளால் விளைந்தது…

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 25

பிரபஞ்சவியல் 08 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் III )

தலைப்பில் ஆரம்பிக்கப் பட்டு இரு தொடர்கள் முடிந்து விட்டன. சென்ற இரு தொடர்களிலும் பிரபஞ்சத்தில் பூமி, சூரியன் ஏனைய கிரகங்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் விண்வெளியில் எவ்வாறு நிலை பெற்றுள்ளன என்ற விளக்கம் பண்டைய காலத்தில் அரிஸ்டோட்டிலில் ஆரம்பித்து நியூட்டனின் காலம் வரை எவ்வாறு திருத்தம் பெற்று படிப்படியாக மனித அறிவுக்குத் தெளிவாகி வந்துள்ளது என்பதை அலசியிருந்தோம்.

இதில் நியூட்டனின் வருகைக்குப் பின்னரும் பிரபஞ்சத்தின் மையம் எது? நட்சத்திரங்கள் எப்படி விண்வெளியில் நிலையாக ஒரு இடத்தில் காணப் படக் கூடும்? அவற்றுக்கிடையே ஈர்ப்பு விசை தொழிற்பட்டு அவை ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி உருக்குலையாமல் ஏன் உள்ளன? எனும் கேள்விகளுக்கு விடை காணப்படாமல் இருந்தது.

இவ்விடயம் தொடர்பாக அக்காலத்தில் வாழ்ந்த ‘ரிச்சர்ட் பென்ட்லேய்’ எனும் விஞ்ஞானி ஒருவருக்கு 1691 ஆம் ஆண்டு நியூட்டன் எழுதிய கடிதத்தில் பின்வரும் விளக்கம் காணப்படுகின்றது.

படம்: ரிச்சர்ட் பென்ட்லேய்

”விண்வெளியில் எல்லைக்கு உட்பட்ட இடமும் குறிப்பிட்டளவு நட்சத்திரங்களும் மட்டும் காணப் பட்டால் தான் பிரபஞ்சத்துக்கு மையம் இருக்க முடியும் என்பது ஏற்றுக் கொள்ளக் கூடியதாக இருப்பதுடன் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக நட்சத்திரங்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதி உருக்குலைந்து போகும் வாய்ப்பும் ஏற்படும். ஆனால் இதற்குப் பதிலாக பிரபஞ்சம் எல்லையற்றதாகவும் அதில் முடிவற்ற நட்சத்திரங்கள் சம அளவுக்கு ஏறக்குறைய கூடவோ குறையவோ பங்கிடப் பட்டும் இருந்தால் அவை ஒன்றுடன் ஒன்று மோதி உருக்குலைய வாய்ப்பில்லை. ஏனெனில் அவை ஈர்ப்பு விசையால் ஈர்க்கப் பட்டு மோதிக் கொள்ள பிரபஞ்சத்தின் மையப் புள்ளி இதுதான் என ஒன்றும் கிடையாது.”

படம்: எல்லைக்கு உட்பட்ட பிரபஞ்சம் (Static Universe)

மேலும் எல்லையற்ற பிரபஞ்சத்தில் ஒவ்வொரு நட்சத்திரமும் அதன் மையம் தான் எனக் கருதவும் முடியும். ஏனெனில் எந்த ஒரு நட்சத்திரத்தைச் சுற்றியும் எல்லாப் பக்கத்திலும் முடிவற்ற நட்சத்திரங்கள் அமைய முடியும்.

20 ஆம் நூற்றாண்டு தொடங்குவதற்கு முன்னர் யாருமே பிரபஞ்சம் விரிவடைகின்றது அல்லது சுருங்குகின்றது என்ற கருத்தை முன்வைத்ததில்லை. ஆனால் பொதுவாக எல்லோராலும் ஒப்புக் கொள்ளப் பட்ட கருத்து என்னவென்றால் கடந்த காலத்தின் ஏதோ ஒரு பகுதியில் இன்று நாம் பார்ப்பதை விட சற்று வேறுபாடு உடைய பிரபஞ்சம் படைக்கப் பட்டது எனும் கோட்பாடு அல்லது சற்றும் மாறுபாடு அடையாத பிரபஞ்சம் எப்போதும் இருக்கிறது எனும் கோட்பாடாகும். பிரபஞ்சம் அழிவில்லாதது மற்றும் மாறுபாடில்லாதது என்ற எண்ணம் அக்கால மத நம்பிக்கைப் படி மனிதன் வயதாகி இறக்க நேரிட்டாலும் பிரபஞ்சத்துக்கு இறப்பில்லை என்ற அடிப்படையில் தோன்றியதாகும்.

நியூட்டனின் கொள்கைகளின் படி பிரபஞ்சம் நிலையான (static) ஒன்றல்ல என்று தெளிவு படுத்தப் பட்ட போதும் யாரும் பிரபஞ்சம் விரிவடைகின்றது என எண்னவில்லை.

எனினும் அக்கால வானியலாளர்கள் ஈர்ப்பு விசையுடன் (gravity) விலக்கு விசை (repulsive force) எனும் புதிய கருதுகோளைச் சேர்த்து சற்று மாறுபட்ட எண்ணங்களை முன்வைத்தனர். அதாவது மிக அதிக தூரத்தில் உள்ள நட்சத்திரங்களுக்கு இடையே ஈர்ப்பு விசை விலக்கு விசையாக தொழிற்படுகின்றது எனவும், இது கிரகங்களுக்கு இடையிலான இயக்கத்தைப் பாதிக்காது என்றும் கருதினர்.

படம்: ஈர்ப்பு விசையும் விலக்கு விசையும்

இக்கோட்பாட்டின் மூலம் முடிவற்ற நட்சத்திரங்கள் விண்ணில் சமநிலையில் பரப்பப் பட்டுள்ளன எனும் கருதுகோள் உறுதிப் படுத்தப் பட்டது. அதாவது அருகிலுள்ள நட்சத்திரங்களுக்கு இடையிலான ஈர்ப்பு விசை மிக அதிக தூரத்தில் உள்ள நட்சத்திரங்களுக்கு இடையிலான விலக்கு விசையை சமப்படுத்துவதன் மூலம் அவை நிலையாக ஓரிடத்தில் உள்ளன என விளக்கப் பட்டது.

எனினும் இந்த சமநிலைக் கோட்பாடு இக்காலத்தில் பொருத்தமற்றது என்றே நாம் நம்புகின்றோம். இதற்குக் காரணமாக விண்வெளியில் குறிப்பிட்ட ஓரிடத்தில் ஒரு நட்சத்திரம் மிகச் சிறிய இடைவெளியில் இன்னொரு நட்சத்திரத்துடன் காணப் பட்டால் அவற்றுக்கிடையேயான ஈர்ப்பு விசை விலக்கு விசையை விட அதிகமாகி அவை ஒன்றின் மேல் ஒன்று வீழத் தொடங்கி விடும்.

இதற்குப் பதிலாக இவ்விரு நட்சத்திரங்களுக்கும் இடையிலான தூரம் அதிகமானால் அவற்றுக்கிடையேயான விலக்கு விசை ஈர்ப்பு விசையை விட அதிகமாகி அவை ஒன்றையொன்று விலக்கி நெடுந்தூரம் சென்று விடும்.

——————————————————————————————————————–

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 26

பிரபஞ்சவியல் 09 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் IV )

இதில் கடந்த மூன்று தொடர்களிலும் பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் எனும் தலைப்பின் கீழ் வரலாற்று ரீதியாக விண்வெளி பற்றிய மனிதனின் புரிந்துணர்வு எவ்வாறு தெளிவு பெற்று வருகின்றது என விளக்கி வருகின்றோம். இறுதியாக சென்ற தொடரில் நியூட்டனின் காலம் வரை வானியல் அறிவு எவ்வாறு வளர்ச்சி பெற்று வந்துள்ளது என ஆராய்ந்திருந்தோம்.

இதில் நியூட்டனின் கருதுகோளான எல்லையற்ற நிலையான பிரபஞ்சத்தில் எண்ணற்ற நட்சத்திரங்கள் சம அளவில் பரப்பப் பட்டுள்ளன என்றும் இதற்கு மையம் இல்லை என்பதும் விவரிக்கப் பட்டிருந்தது.

இதைத் தொடர்ந்து வரும் விளக்கங்களை இன்று பார்ப்போம். நியூட்டனின் இக்கருதுகோள் ஜேர்மனிய தத்துவவியலாளரான ‘ஹெயின்ரிச் ஒல்பெர்ஸ்’ (Heinrich Olbers) என்பவரால் விரிவு படுத்தப்பட்டது. இவர் தனது கொள்கைகளை 1823 ஆம் ஆண்டு எழுதி வெளியிட்டார். நியூட்டனின் சமகாலத்தவர்கள் பலர் அவரது எல்லையற்ற பிரபஞ்சம், எண்ணற்ற நட்சத்திரங்கள் மற்றும் மையமின்மை கொள்கைக்கு எதிராக எழுப்பிய பல கேள்விகளுக்கு எதிராக போலியான வாதங்களை பலர் முன்வைத்த போது ஒல்பெர்ஸின் வாதம் தனித்து உறுதியான ஒன்றாகத் தென்பட்டதால் அவரது விளக்கங்கள் பல அறிஞர்களால் எடுத்து நோக்கப் பட்டன.

படம்: Heinrich Olbers

Infinite Static Universe எனப்படும் எல்லையற்ற நிலையான பிரபஞ்சம் எனும் கருதுகோள் தெளிவாக விளங்குவதற்குத் தடையாக உள்ள காரணம் என்னவென்றால் இப்படிப்பட்ட ஒரு பிரபஞ்சத்தில் நமது கண் பார்வை திரும்பக்கூடிய அனைத்துக் கோணங்களிலும் ஏதாவது ஒரு நட்சத்திரம் தென்பட வேண்டும் என்பதும் இதன் காரணத்தால் இரவிலும் வானம் முழுதும் சூரிய வெளிச்சம் போல் மிகுந்த பிரகாசமாகத் தென்பட வேண்டும் எனும் முரண்பாடு இருப்பதாகும். ஒல்பெர்ஸ் முரண்பாடு (Olbers paradox) எனப்படும் இந்த மாறுபாட்டுக்கு ஒல்பெர்ஸ் முன்வைக்கும் எதிர் வாதம் என்னவென்றால் மிகவும் தூரத்திலுள்ள நட்சத்திரங்களில் இருந்து புறப்படும் ஒளி அவற்றுக்கும் பூமிக்கும் இடையே உள்ள வெளியில் காணப்படும் இடைப்பட்ட சடப்பொருளினால் உறிஞ்சப் படுவதால் அவை மங்கலாக்கப் படுகிறது என்பதாகும்.

படம்: Olbers Paradox

எனினும் இந்த விளக்கம் யதார்த்தமாகாமல் இன்னொரு முரண்பாடும் தோன்றுகின்றது. அதாவது இந்த இந்த இடைப்பட்ட சடப்பொருள் (Intervening Matter) நட்சத்திரங்களில் இருந்து வரும் ஒளியை உறிஞ்சினால் இறுதியின் அவை மிகவும் சூடாகி நட்சத்திரங்களைப் போல் பிரகாசமாகி மினுங்கத் தொடங்கி விடும் என்பதே இதைச் சாத்தியமற்றதாக்கும் பிரதிவாதமாகும்.

இந்த முரண்பாட்டைத் தீர்க்கும் ஒரே வழியாக பிரபஞ்சம் எல்லையற்றதாக உள்ள ஒன்று என்ற போதும் அது அழிவற்றது அல்லது நிலையானது எனும் கருத்து பொய், அதாவது Static Universe என்பது ஏற்புடையதல்ல என அக்கால விஞ்ஞானிகள் உணரலாயினர்.

ஏனெனில் பிரபஞ்சம் கடந்த காலத்தில் ஏதோ ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியில் தோன்றியது என்றும் அது எப்போதாவது அழிவடையும் என்பதையும் ஏற்றுக்கொண்டால் இவ்வுண்மை நட்சத்திரங்களுக்கும் பொருந்தும். ஆகவே நட்சத்திரங்கள் எப்போதும் மின்னிக் கொண்டிருப்பவையல்ல. அவை கடந்த காலத்தில் எப்போதோ வெளியிட்ட ஒளியைத் தான் இன்று நாம் பார்க்கிறோம். வானத்தில் நாம் பார்க்கும் கோணம் எதுவாக இருந்தாலும் அங்கு ஒரு நட்சத்திரம் இருக்கும் வாய்ப்பு இருக்கின்றது எனினும் அவற்றின் ஒளி நம்மை இன்னமும் வந்து சேரவில்லை அல்லது பூமி தோன்ற முன்னமேயே கடந்து போய் விட்டது என்று கருதுவதே இரவு வானம் முழுதும் பகல் போல் பிரகாசமாக இல்லாமல் இருப்பதற்குக் காரணம் என்று தெளிவு படுத்தும் விளக்கமாகும்.

இதையன்றி பூமிக்கும் நட்சத்திரங்களுக்கும் இடையே ஒளியை உறிஞ்சும் சடப்பொருள் உள்ளது எனும் விளக்கம் போலியானது என்பதும் அதை ஏற்றுக் கொள்ளத் தேவையில்லை என்பதும் இக்கால அறிஞர்களுக்கும் புலனாகும்.

பிரபஞ்சத்துக்கு தோற்றமும் முடிவும் உண்டு என்பது இப்போதல்ல, அரிஸ்டோட்டிலுக்கு முற்பட்ட பண்டைய காலத்திலேயே இந்நம்பிக்கை ஒரு பகுதியினரிடையே காணப்பட்டது. மனித நாகரீகத்தின் ஆரம்பத்தில் காணப்பட்ட சில வானியலாளர்கள் மற்றும் யூத, கிறிஸ்தவ, முஸ்லிம் கலாச்சாரப்படி பிரபஞ்சத்துக்குத் தோற்றம் உள்ளது என்பதும் இது பல மில்லியன் வருடங்களுக்கு முன்னர் என்றல்லாது சில ஆயிரம் வருடங்களுக்கு முன்னரே நிகழ்ந்தது எனவும் இது நிகழ்வதற்கு அடிப்படையான முதற் காரணம் (First Cause) எனும் எனும் சம்பவம் ஒன்று இருந்தது எனவும் பரவலாக நம்பப்பட்டது. அதாவது இப்பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் ஒவ்வொரு சம்பவங்களுக்குப் பின்னணியிலும் ஒன்றுக்கொன்று காரணத் தொடர்பு இருக்கும் எனவும் ஆனால் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்துக்கு அப்படியல்லாமல் குறித்த ஏதேனும் ஒரே காரணம் தான் இருக்க முடியும் எனவும் அதுவே முதற் காரணம் மற்றும் அதிலிருந்து தான் ஏனைய காரணங்கள் தோன்றுகின்றன எனவும் விளக்கப்பட்டது.

படம்: முதற்காரணமும் காரண சங்கிலியும்

அரிஸ்டோட்டிலுக்குப் பின்னர் கி.பி 354 இல் வாழ்ந்த கிறித்தவ தத்துவவியலாளரான புனித. ஆகஸ்டின் (St.Augustine) எழுதிய புகழ் பெற்ற நூல் ‘கடவுளின் நகரம்’ எனப் பொருள் படும் ‘The City of God.’ இதில் மனித நாகரிகம் செயற்படக் காரணமான பழக்க வழக்கங்களையும் அவர்கள் பின்பற்றும் தொழிநுட்பங்களையும் யார் கற்பித்ததோ அவரே பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் கற்பித்தவர் (படைத்தவர்) என்ற வாதம் காணப்படுகின்றது. மேலும் ஆகஸ்டின் எழுதிய ‘தொடக்கம்’ (Genesis) எனும் நூலில் கிறிஸ்துக்கு முன் 5000 ஆண்டில் பிரபஞ்சமும் மனித நாகரீகமும் தோன்றியது எனும் குறிப்பு காணப்படுகின்றது.

படம்: St.Augustine

இதில் சுவாரசியம் என்னவென்றால் இந்த வருடம் கடைசிக் குளிர்க்காலம் (Last Ice Age) முடிவடைந்த ஆண்டான கிறிஸ்துக்கு முன் 10 000 இல் இருந்து இது வெகு தொலைவில் இல்லை என்பதுடன் அக்குளிர்காலம் முடிவடைந்த ஆண்டே மனித நாகாரிகம் உண்மையில் விருத்தியாகத் தொடங்கியது என தொல்பொருளியாலாளர்கள் (Archaeologists) கூறுவதும் இதனுடன் பொருந்துவதாகும்.

படம்: கடைசிக் குளிர்காலத்தில் உலகம்

எனினும் இவருக்கு முன் வாழ்ந்த (கி.மு 384) அரிஸ்டோட்டில் அவர் கொண்டிருந்த மிகுந்த ஆன்மிக ஈடுபாட்டால் பிரபஞ்சம் படைக்கப்பட்டது என்பதையோ அழிவடையும் என்பதையோ ஏற்க மறுத்தது. எனவே அவரும் அக்கால அறிஞர்களும் மனித குலம் ஏற்கனவே இருந்தது எனவும் எப்போதும் இருக்கும் எனவும் நம்பினர். மேலும் பருவ கால அடிப்படையிலும் குறித்த கால இடை வெளிகளிலும் அடிக்கடி தோன்றும் வெள்ளம் போன்ற இயற்கை அனர்த்தங்கள் மனிதனை அழிப்பதற்கன்றி அவர்கள் நாகரீகமடையத் தொடங்க உதவுவதற்கே என்றும் அவர்கள் கூறினர்.

காலப் பெருவெளியில் ஏதோ ஒரு கட்டத்தில் பிரபஞ்சம் தோன்றியதா? மற்றும் அது எல்லையுடையதா? என்ற கேள்விகளை மிகத் தீவிரமாக ஆராய்ந்த தத்துவவியலாளர்களில் முக்கியமானவர் 17 ஆம் நூற்றாண்டைச் சேர்ந்த இம்மானுவெல் கான்ட் (Immanuel Kant) இவர் எழுதிய மிக முக்கிய நூலான ‘Critique of Pure Reason’ 1781 இல் வெளிவந்தது. இதில் இவர் மேலே குறிப்பிட்ட இரு கேள்விகளையும் முரண்பாடுகள் எனக் குறிப்பிடுகின்றார். மேலும் இக்கேள்விகளுக்கு ஆம் என்பவர்களுக்கும் இல்லை என்பவர்களுக்கும் சமமாக இரு பிரதி வாதங்களை முன்வைக்கலாம் எனவும் இவர் கூறுகின்றார்.

படம்: Immanuel Kant

அதாவது thesis எனப்படும் பிரபஞ்சம் ஒரு கட்டத்தில் தோன்றியது என நம்புவர்களுக்குச் சார்பாக இவர் கூறுவது என்னவென்றால் பிரபஞ்சத்துக்கு தோற்றம் இல்லையென்றால் எந்த ஒரு சம்பவத்துக்குப் பின்னும் முடிவற்ற காலம் காணப்படும். எனவே இது நகைப்புக்கு இடமானது ஆகும். இதேவேளை antithesis எனப்படும் பிரபஞ்சம் தோற்றமும் முடிவும் அற்றது என நம்புவர்களுக்குச் சார்பாக இவர் கூறுவது என்னவென்றால், பிரபஞ்சத்துக்கு தோற்றம் உண்டென்றால் அதற்கு முன்னர் முடிவற்ற காலம் எப்போதும் காணப்படும். எனவே ஏன் பிரபஞ்சம் இதில் குறித்த ஒரு பகுதியில் மட்டும் தனித்து தோன்ற வேண்டும்? என்பதாகும்.

இவர் முன்வைக்கும் இந்த இரு கருத்துக்களும் கூறுவது ஒரே வாதத்தைத் தான் என்பதை சற்று ஆழமாகப் படித்துப் பார்த்தால் புரியும். இது இரண்டிலும் இவர் கூற வரும் கருத்து என்னவென்றால் பிரபஞ்சம் எப்போதும் நிலையாக இருக்கிறதோ இல்லையோ காலம் என்ற ஒன்று முன்னுக்கும் பின்னுக்கும் எப்போதும் உள்ளது என்பதுதான். அதாவது காலத்தைப் பற்றிய இக்கருதுகோள் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தோடு ஒப்பிடுகையில் அர்த்தமற்ற ஒன்றாக் மாறி விடுகின்றது.

இக்காரணத்தால் தான் முன்னர் குறிப்பிட்ட கிறித்தவ தத்துவவியலளாரன புனித ஆகஸ்டின் பின்வரும் கருத்தைக் கூறியிருந்தார். அதாவது அவரிடம் ஒருவர் பிரபஞ்சத்தைப் படைக்கும் முன்னர் கடவுள் என்ன செய்து கொண்டிருந்தார்? எனும் கேள்வியை எழுப்பியிருந்தார்.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 27

பிரபஞ்சவியல் 10 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் V )

*************************************************************

படம்: இந்துக்களின் படைத்தற் கடவுள் ‘பிரம்மா’

அதாவது, காலத்தைப் பற்றிய பழங்கால நம்பிக்கை அது எப்போதும் உள்ளது என்பதாகும். இதனால் பிரபஞ்சம் இதில் குறித்த ஒரு கட்டத்தில் மட்டும் தோன்றியது என்பதை அறிஞர்களால் ஏற்க முடியவில்லை. மேலும் பண்டைய அறிஞர்கள் ஆன்மிகவாதிகளின் ‘கடவுள் பிரபஞ்சத்தைப் படைத்தார்!’ எனும் கூற்றையும் ஏற்க மறுத்தனர். இதற்கு உதாரணமாகப் பினவரும் சம்பவத்தைக் கூறலாம். 3 ஆம் நூற்றாண்டைச் சேர்ந்த கிறித்தவ தத்துவவியலாளரான ஆகஸ்டினிடம் ஒருவர் பின்வரும் சிக்கலான கேள்வியை கேட்டார். அக்கேள்வி இதுதான் –

”பிரபஞ்சம் கடவுளால் படைக்கப்பட்டது என்பது சரி. ஆனால் அதற்கு முன் கடவுள் என்ன செய்து கொண்டிருந்தார்?”

ஆகஸ்டின் சற்றுத் தயக்கத்துடன் சிறிது நேரம் மௌனமாக இருந்தார். சிலவேளை அவர் இப்படி யோசித்தாரோ தெரியாது.

”இந்த மாதிரி குறுக்குக் கேள்விகள் கேட்பவர்களுக்கான நரகத்தை அவர் படைத்துக் கொண்டிருந்திருக்கலாம்!”

ஆனால் இதற்குப் பதிலாக அவர் கூறியது என்னவோ இதுதான். ”அதாவது காலம் என்பதும் கடவுளால் படைக்கப்பட்ட பிரபஞ்சத்தினுடைய ஒரு அங்கம். இக்காலம் பிரபஞ்சம் தோன்றுவதற்கு முன்னர் காணப்படவில்லை!”

படம்: இயேசு கிறிஸ்து

அக்காலத்தில் பெரும்பாலான மக்கள் பிரபஞ்சம் உறுதிப்பட நிலையானது என்றும் மாறுபாடு அற்றது என்றும் நம்பிய போது அதற்குத் தோற்றம் உண்டா அல்லது இல்லையா என்பது மெட்டா இயற்பியல் (Meta physics) அல்லது சமய நம்பிக்கை (theology) சார்ந்த ஒன்றாகவே இருந்தது. மேலும் இதை நிரூபிக்கத் தேவையான அவதானங்களோ ஆதாரங்களோ இருக்கவில்லை. நமக்குத் தெரிந்த பிரபஞ்சத்தின் அளவு நமது பார்வை வீச்சுக்கு உட்பட்டு இருப்பதால் அதற்கு அப்பாலுள்ள விண் பொருட்களின் நிலை பற்றி நாம் ஊகிக்க மட்டுமே முடிகின்றது. மேலும் நாம் இந்தப்பூமியில் தோன்ற முன்பு பிரபஞ்சம் எப்படி இருந்தது என்பதை அறிவதற்கும் வாய்ப்பில்லை. இந்நிலையில் பிரபஞ்சம் மாறுபாடில்லாதது என நம்புவது அறிவீனம் என்பதை நிகழ்காலத்தில் நாம் அறிந்துள்ளோம்.

படம்: Meta physics குறித்த விவரணம்

படம்: Theology குறித்த விவரணம்

இதற்கு அடிப்படையான விளக்கங்கள் அவதான அடிப்படையில் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் முதலில் அறியப்பட்டது. 1929 ஆம் ஆண்டு நவீன விஞ்ஞான உலகுக்கு மிக முக்கியமான அவதானத்தை ஆதாரமாகக் கொண்டு பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து வருகின்றது என விஞ்ஞானி எட்வின் ஹபிள் நிரூபித்தார்.

படம்: விஞ்ஞானி எட்வின் ஹபிள்

அதாவது பூமியிலிருந்து வானத்தின் எத்திசையில் நோக்கினாலும் மிகத் தூரத்திலுள்ள அண்டங்கள் (Galaxies) ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகிச் சென்று கொண்டிருக்கின்றன என்பதே இவரது அவதானமாகும். இதனால் பிரபஞ்சம் முழுமையும் விரிவடைகின்றது எனவும் கடந்த காலத்தில் இவை அனைத்தும் மிக அருகில் சேர்ந்து ஒரு தொகுதியாக இருந்திருக்கும் எனவும் கொள்ள முடியும்.

படம்: விலகிச் செல்லும் அண்டங்கள்

(இந்த முக்கிய கண்டுபிடிப்புக்காக இன்றைய நவீன உலகின் மிகப் பெரிய விண் தொலைக் காட்டிக்கு இவர் பெயர் சூட்டப்பட்டுள்ளது. நவீன உலகில் மிகத் தொலைவிலுள்ள அண்டங்கள், கருந்துளைகள், சூப்பர் நோவாக்கள் மற்றும் விண்மீன்களைப் படம் பிடித்து பூமிக்கு தினமும் அனுப்பி வரும் ஹபிள் விண்தொலைக்காட்டி இன்று மிக முக்கிய விஞ்ஞான கருவியாக விளங்குகின்றது.)

படம்: ஹபிள் விண் தொலைக்காட்டி

விஞ்ஞானி ஹபிளின் அவதானம் பிரபஞ்சத்தின் ஆதி நிலை குறித்து பின்வரும் அபிப்பிராயத்தை ஏற்படுத்தியது. காலப்பெருவெளியில் இறந்த காலத்தில் குறித்த ஒரு புள்ளியில் (Bigbang அல்லது பெருவெடிப்பு) அதாவது ஏறக்குறைய 10 அல்லது 20 ஆயிரம் மில்லியன் புவி வருடங்களுக்கு முன்னர் அண்டங்கள் உட்பட பிரபஞ்சத்திலுள்ள அனைத்துப் பொருட்களும் ஒரே இடத்தில் இருந்தது. மேலும் அனைத்து சடப்பொருளும் ஓரிடம் எனும் போது அது முடிவிலி (infinite) அடர்த்தியுடையதாகவும் பூச்சியத்துக்கு மிக அண்மை சிறிதாகவும் இருக்கும் என்பது என்பது மிக விசித்திரமான விஞ்ஞான, கணித ரீதியான கணிப்பாகும்.

படம்: முடிவில் அடர்த்தி உருவகப் படம்

மேலும் இப்படி ஒரு கட்டத்தில் இன்று அறியப்பட்ட அனைத்து விஞ்ஞான ரீதியான அணுகுமுறைகளும் எதிர்காலம் குறித்த எந்த ஒரு ஊகமும் இதை விளக்கத் திராணியற்றவை ஆகி விடும். ஏனெனில் இந்த ஆதி பெருவெடிப்புக்கு முன்னர் ஏதும் சம்பவம் நடந்திருந்தால் அது இன்றைய நிகழ் காலத்தைப் பாதிக்க வாய்ப்பேயில்லை. அவ்வாறான சம்பவங்களின் தோற்றம் பற்றி நம் கணக்கெடுக்கத் தேவையில்லை ஏனெனில் அவற்றை உறுதிப் படுத்தும் அவதான ஆதாரங்கள் கிடையாது.

எனினும் துவக்கத்தில் பிரபஞ்சம் மாறுபாடில்லாதது என்று கருதப் பட்ட போதே பிரபஞ்சத்துக்கு வெளியே இருந்து கடவுள் அதை முழுமையாகப் படைத்தார் எனும் நம்பிக்கை சில தரப்பினரிடையே இருந்தது. ஆனால் அப்போது விஞ்ஞான ரீதியாக அது படைக்கப் பட்டது என்று கருதப்படுவதற்கு இடமிருக்கவில்லை. அதாவது பிரபஞ்சம் எப்போதும் உள்ளது என்றே பல விஞ்ஞானிகள் கருதினர்.

இந்த பெருவெடிப்பு (Bigbang) எனும் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் குறித்த விஞ்ஞான ரீதியான கொள்கையையும் ஆன்மிகவாதிகள் பயன்படுத்தி தமது கருத்துக்களை முன்வைக்க முடியும். அதாவது பெருவெடிப்பு என்பதே கடவுளின் செயல் என அவர்கள் விளக்கமளிக்கலாம். ஆனால் அதற்கு முன்னரேயே அவர் படைக்கத் தொடங்கி விட்டார் எனக் கூறுவது பொருத்தமற்றது. ஏனெனில் விஞ்ஞான ரீதியிலான விளக்கத்துக்குப் படைப்பவர் (Creator) என்பவர் பிரபஞ்சத் தோற்றத்துக்கு அவசியமானவர் அல்ல.

படம்: பெருவெடிப்பு வரையிலான அவதான காலக்கோடு

மேலும் விரிவடையும் பிரபஞ்சத்தில் ஆதியில் கடவுள் எப்போது உலகைப் படைத்தார் என்ற கேள்விக்கு விஞ்ஞான ரீதியாகப் பெருவெடிப்பின் போதே என்று பதில் கூற முடியும். அதாவது அது தன்னிச்சையாக நிகழவில்லை என்றும் கூற முடியும். ஏனெனில் பெருவெடிப்பு (Bigbang) ஏன் நிகழ்ந்தது என்பதற்கு விஞ்ஞானிகளிடம் விடை இல்லை. அதே நேரம், ‘பெருவெடிப்பின் போது கடவுள் எங்கிருந்து பிரபஞ்சத்தைப் படைத்தார்? என்பதும் திகைப்பூட்டுவது குறிப்பிடத்தக்கது.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 28

பிரபஞ்சவியல் 11 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் VI )

*************************************************************

சென்ற தொடரில் ஆன்மிகவாதிகள் பெருவெடிப்பின் (Bigbang) போது கடவுள் உலகைப் படைத்தார் என்று தமது நம்பிக்கையை முன்வைப்பதற்கு இடமுண்டு என்று கூறியிருந்தோம்.

ஆனால் இதன் போது அதாவது காலமும் வெளியும் (Time and Space) தோன்ற முன்னர் கடவுள் எங்கிருந்து இதைப் படைத்திருப்பார் என்பது சிறு பிள்ளைக்கும் தோன்றக் கூடிய கேள்வியாகும். இப்பிரச்சினையை ஆன்மிகவாதிகளின் போக்கிலேயே விட்டு விடுவோம். அதாவது இந்துக்களின் அத்வைதம் அல்லது இஸ்லாமியர்களின் கூற்றுப் படியும் ஏனைய மதங்களின் உட்பொருள் படியும் இவ்வாறு நோக்கலாம்.

‘கடவுள் உருவமோ தோற்றம் மறைவோ இல்லாத ஒரு பொருள், அதுவே சத்தியம் மற்றும் எப்போதும் உள்ள பொருள்.’

இப்படிக் கருதினால் பிரபஞ்சத்தை வெளியில் இருந்து படைப்பதற்கு அவருக்கு இடமோ காலமோ தேவைப் பட்டிருக்காது. எனவே இக்குழப்பத்துக்கு இலகுவில் தீர்வு கிடைத்து விடும்.

படம்: அத்வைத வேதம்

படம்: இஸ்லாமிய கடவுட் கொள்கை

இதையே விஞ்ஞானிகளின் அணுகுமுறையைப் பார்த்தால் பிரபஞ்சத்தை விளக்கும் தத்துவம் என்பது இலகுவாக்கப் பட்ட பிரபஞ்சத்தின் ஒரு மாதிரி (model) அல்லது மட்டுப்படுத்தப் பட்ட (Restricted) அதன் ஒரு பாகமாகும். அதாவது நமது அவதானங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட சில அளவீடுகளை விளக்கும் விதிகளின் தொகுப்பு எனலாம். இந்த தத்துவம் நமது மனதால் உருவாக்கப் படுகின்றதே ஒழிய பிரபஞ்சத்தின் உண்மைத் தன்மையை உள்ளபடி அப்படியே விளக்கும் வெளிப்பாடு அல்ல.

விஞ்ஞானத்தால் கையாளப் படுகின்ற ஏதேனும் ஒரு தத்துவம் மிகச் சிறந்தது என்று ஏற்றுக் கொள்ளப்பட அது இரண்டு அம்சங்களை நிவர்த்தி செய்ய வேண்டும்.

1. மிகச் சொற்பமான தன்னிச்சையான அம்சங்களைக் கொண்டு பெறப்படும் அனைத்து அவதானங்களிலும் அதிக பட்ச அளவை மிகத் திருத்தமாக விளக்க வேண்டும்.

2. எதிர்காலத்தில் மேற்கொள்ளப் படவுள்ள அவதானங்களின் முடிவுகள் குறித்தும் உறுதியான எதிர்வுகூறல்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

படம்: விஞ்ஞான தத்துவம் (Scientific Theory)

உதாரணமாக, அரிஸ்டோட்டிலின் தத்துவம் சாதாரணமான ஒன்று எனவும் நியூட்டனின் தத்துவம் மிகச் சிறந்தது என்றும் கொள்ளப் பட முடியும். அதாவது அரிஸ்டோட்டில் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்தும் வெறும் 4 மூலகங்களால் ஆனது எனவும் அவை பூமி, காற்று, நெருப்பு, மற்றும் தண்ணீர் என்றார். இது ஒரு எளிமையான விளக்கமாக இருந்த போதும் இதில் எதிர்காலத்துக்கான எதிர்வு கூறல்கள் எதுவும் இல்லை.

படம்: உலகம் ஆக்கப்பட்டுள்ள 4 மூலகங்கள்

ஆனால் நியூட்டனும் இதைப் போன்ற எளிமையான ஒரு தத்துவத்தைச் சொன்னார். அத்தத்துவம் ஈர்ப்பு விசை பற்றிய அவரது சமன்பாடு ஆகும். விளக்கமாகச் சொன்னால், எந்த இரு பொருளும் தமக்கிடையே ஈர்க்கப் படுகின்றன. இதன் போது அவற்றுக்கிடையே தொழிற்படும் விசையானது அவற்றின் திணிவுக்கு நேர் விகிதசமனாகவும், அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தின் வர்க்கத்துக்கு தலைகீழ் விகிதசமனாகவும் இருக்கும் என்பதே அச்சமன்பாடு ஆகும். இதைக் கணித வடிவில் கொடுத்தால், விசை – F, திணிவுகள் – m1,m2, அகில ஈர்ப்பு மாறிலி – G, இரு திணிவுகளினதும் மையத்துக்கு இடையேயான தூரம் – r எனின் சமன்பாடு இவ்வாறு அமையும்.

F = G. m1.m2/r2 , {G = 6.674×10 (−11 ஆம் வலு) N m2 kg−2}

படம்: இரு பொருட்களுக்கிடையேயான ஈர்ப்பு

இதில் அகில ஈர்ப்பு மாறிலியான G இன் பெறுமானம் முழுப் பிரபஞ்சத்துக்கும் பொருந்தும். இதனால் இச்சமன்பாடு நிகழ் காலத்திலும் எதிர்காலத்திலும் சூரியன், நட்சத்திரங்கள்,சந்திரன், மற்றும் கிரகங்கள் ஆகியவற்றின் இயக்கத்தை விளக்கப் பயன்பட்டு வருகின்றது. இந்த விசேட தன்மையால் நியூட்டனின் இந்த ஈர்ப்புக் கொள்கை மிகச் சிறந்ததாக ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்டாலும் இன்றைய நவீன வானவியலுக்கு இன்னும் இதுவும் பற்றாத நிலை இருப்பது வியப்பான உண்மையாகும். ஆம். நாம் இந்த ஈர்ப்புத் தத்துவத்தை நிறையுடைய துணிக்கைகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும். துணிக்கை மற்றும் அலை ஆகிய இரு அம்சங்களையும் கொண்ட ஒளி போன்ற மின்காந்த அலைகளுக்கோ அல்லது புற ஊதாக் கதிர்கள் பிரபஞ்ச பின்புலக் கதிர்களுக்கோ பிரயோகிக்க முடியாது.

படம்: ஒளியின் இருமை இயல்பு

இச் சந்தர்ப்பத்தில் நாம் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தலை சிறந்த விஞ்ஞானியான ஐன்ஸ்டீனின் சார்புக் கொள்கையையே கையாள வேண்டியுள்ளது. இச் சார்புக் கொள்கையின் அடிப்படையில் ஒளியை விட வேகமான பொருள் பிரபஞ்சத்தில் கிடையாது என நிரூபிக்கப் பட்டுள்ளது. (ஒளியின் வேகம் – 299 792 458 m / s)

அதாவது இப்பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்து சக்தி,சடப்பொருள்களும் தகவல்களும் பயணிக்கக் கூடிய அதிகபட்ச வேகம் ஒளியின் வேகமாகும். ஒளியைத் துணிக்கையாகக் கருதினால்தான் நியூட்டனின் தத்துவம் செல்லுபடியாகாத நிலை தோன்றும். ஆனால் மற்றைய சந்தர்ப்பங்களில் பொருள்களின் இயக்கத்துக்குப் பிரயோகிப்பதற்கு நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கைக்கு எப்போதும் இன்றியமையாத மதிப்பு உண்டு என்பது மறுக்க முடியாத உண்மையாகும்.

படம்: அல்பேர்ட் ஐன்ஸ்டீன்

பொதுவாக எந்த ஒரு பௌதிகவியல் தத்துவமும் அதன் அனுமான அடிப்படையில் தற்காலிகமானதாகத் தான் இருக்கும். எம்மால் அதை ஒரு போதும் நிரூபிக்க முடியாது. நாம் எத்தனை முறை பரிசோதனை செய்து பார்த்தாலும் அதே முடிவையே காட்டும். அது அடுத்த முறையேனும் பிழையான முடிவைக் காட்டுமா என எம்மால் ஊகிக்க முடியாது.

ஆனால் சிலவேளைகளில் மிகச்சிறிய ஒரேயொரு அவதானம் குறித்த தத்துவத்தின் எதிர்வுகூறல்களை பொய்யாக்கி விடலாம். இரசாயனவியலாளர்களுக்கு (Chemists) இந்த அனுபவம் அனேகமாக வாய்த்திருக்கும். விஞ்ஞான உலகின் தத்துவவியலாரான கார்ல் பொப்பெர் பின்வருமாறு கூறுகின்றார் –

ஒரு சிறந்த தத்துவம் எவ்வாறு வடிவமைக்கப் படுகின்றது என்றால் தனது எதிர்வுகூறல்களை மறுதலிக்கும் அல்லது தவறு என சுட்டிக் காட்டும் அவதானங்கள் குறித்த சில மும்மொழிவுகள் அதன் கொள்கையில் அடங்கியிருக்குமாறு அதைப் பேணுவதன் மூலமாகும். ஏதேனும் ஒரு கட்டத்தில் புதிய ஒரு அவதானம் அதனுடன் முரண்பட்டால் அத்தத்துவத்தைப் புறக்கணிக்கவோ அல்லது திருத்தியமைக்கவோ முன்னர் இவ்வாறு செய்தால் அக்கொள்கை குறித்த நமது நம்பிக்கை நிலையாக இருப்பதுடன் எப்போதும் அதைப் பிரயோகிக்கத் தயாராக இருப்போம். மேலும் இக்கொள்கைக்குப் போட்டியாக புதிய அவதானங்களை மேற்கொள்ளும் நபர்களுடன் அவசியமான கேள்விகளைக் கேட்கவும் அதனைத் திருத்தி அமைக்கவும் முடியும்.

படம்: கார்ல் பொப்பெர்

நடைமுறையில் எவ்வாறு அமையுமெனில் புதிதாக உருவாக்கப்படும் தத்துவம் முன்னர் கருதப்பட்ட தத்துவத்தின் தொடர்ச்சியாக அல்லது திருத்தியமைக்கப்பட்ட வடிவமாக விரிவாக்கப் படுவதாகும். உதாரணமாக புதன் கிரகத்தின் இயக்கம் குறித்துத் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் மேற்கொள்ளப்பட்ட மிகவும் திருத்தமான அவதானங்கள் நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையின் மூலம் கூறப்பட்ட எதிர்வுகூறலுடன் சிறிய வித்தியாசத்தைக் காட்டியுள்ளன.

இதேவேளை ஐன்ஸ்டீனின் பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General Theory of Relativity) மூலம் பெறப்பட்ட எதிர்வுகூறல்கள் மிகச்சரியாகப் பொருந்தியுள்ளன. இந்த முடிவு ஐன்ஸ்டீனின் கொள்கையை ஏற்றுக்கொள்வதற்கான மிகத் திருத்தமான ஒரு சந்தர்ப்பமாகும். இவ்வாறு இருந்த போதும் நடைமுறையில் அதாவது அதிக நுணுக்கம் தேவைப்படாத இடங்களில் நியூட்டனின் கொள்கையே நிகழ்காலத்தில் பயன்படுத்தப் பட்டு வருகின்றது. இதற்கான மிக முக்கியமான காரணங்களில் ஒன்று நியூட்டனின் கொள்கை ஐன்ஸ்டீனுடையதை விட மிக எளிமையாக இருப்பதும் ஆகும்.

இந்நிலையில் இன்றைய விஞ்ஞான உலகின் முக்கிய தேடலாக முழு பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் விளக்கும் முழுமையான ஒரேயொரு சமன்பாட்டைக் கண்டு பிடிப்பது எனும் இலக்கு விளங்குகின்றது. எனினும் இதற்காக தற்போது விஞ்ஞானிகள் பின்பற்றும் அணுகுமுறை இந்தத் தேடலை இரு பிரிவுகளாக பிரித்துப் போட்டுள்ளது.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 29

பிரபஞ்சவியல் 12 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் VII )

*************************************************************

படம்: Grand Unified Theory (GUT)

சென்ற தொடரின் இறுதியில் இன்றைய விஞ்ஞானிகளின் இலக்காக முழுப் பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் விளக்கும் ஒரேயொரு சமன்பாட்டைக் கண்டு பிடித்தல் என்ற விடயம் இருப்பதாகவும் இதற்கான விஞ்ஞானிகளின் அணுகுமுறை இந்தத் தேடலை இரு பிரிவுகளாக்கிப் போட்டிருப்பதாகவும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி…

முதலாவது பிரிவு –

இது இப்பிரபஞ்சம் கால ஓட்டத்தில் எவ்வாறு மாற்றமடைந்து வருகின்றது என விளக்கும் விதிகள் பற்றியது. அதாவது ஏதாவது ஒரு காலத்தில் பிரபஞ்சம் எவ்வாறு இருந்தது என்று நாம் அவதானிப்புக்கள் மூலம் கூறினால் இவ்விதிகள் மூலம் இனி வரும் காலத்தில் அது எவ்வாறு இருக்கும் என எதிர்வுகூற முடியும்.

இரண்டாவது பிரிவு –

இது நம் பிரபஞ்சத்தின் ஆதி நிலை (தொடக்க நிலை) குறித்தது

சில அறிவியலாளர்களின் நம்பிக்கைப் படி விஞ்ஞானம் முதலாவது பிரிவுக்கு மட்டுமே செல்லுபடியாகும். இரண்டாவது பிரிவான பிரபஞ்சத்தின் ஆதி நிலை குறித்த விளக்கத்தை மதம் அல்லது மெட்டா இயற்பியல் (Meta Physics) மூலமே தெளிவு படுத்த முடியும் என்றே இவர்கள் கருதுகின்றனர். இவர்கள் கூற்றுப்படி சர்வ வல்லமை படைத்த கடவுள் தனக்கு விருப்பமான விதத்தில் பிரபஞ்சத்தைப் படைத்த போதும் அதன் இயக்கம் முற்றிலும் தன்னிச்சையாகவே நிகழ்வதாகக் கொள்ளப் படுகின்றது.

இந்நிலையில் வெளிப்படையாகத் தெரிவது என்னவென்றால் இப்பிரபஞ்சம் சில உறுதியான விதிகளைப் பின்பற்றியே ஒரு பொதுவான ஒழுங்கில் பரிணாமம் அடைந்து வருகிறது அல்லது கடவுள் அவ்வாறு அதைப் பணித்துள்ளார் எனும் கண்ணோட்டம் கிடைத்திருப்பதாகும். இதனால் பிரபஞ்சத்தின் ஆதி நிலையை அல்லது தோற்றத்தை நிர்ணயிக்கும் விஞ்ஞான விதிகளும் இருந்திருக்கலாம் (அது தன்னிச்சையாக இயங்கவில்லை) என்று ஊகிக்க உறுதியான காரணங்களும் எழுந்துள்ளன.

20 ஆம் நூற்றாண்டு தொடங்கியதிலிருந்து முழுப் பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் விளக்கும் பூரண கணித சமன்பாட்டைப் பெறும் இலக்கு அறிவியலாளர்களுக்கு மிகவும் சவாலாகவும் மிகக் கடினமானதுமான ஒன்றாகவே இருந்து வருகின்றது. இதனால் ஆரம்பத்தில் இப்பிரச்சினையைப் பல பகுதிகளாகப் பிரித்து சிறு சிறு பகுதி சார்ந்த தத்துவங்களை (partial theories) இயற்றினர். இந்த ஒவ்வொரு பகுதி சார்ந்த தத்துவங்கள் அனைத்தும் குறித்த சில முக்கிய அவதானங்களை விளக்குமாறும் ஏனைய புற அளவீடுகளின் (Quantities) தாக்கங்களை அலட்சியம் செய்து, அல்லது எளிய எண்களின் தொகுதியாகக் காட்டுமாறும் இருந்தன.

ஆனால் இந்த அணுகுமுறை சிலவேளைகளில் முற்றிலும் தவறாக இருக்கலாம் எனவும் தற்போது கருதப்படுகின்றது. இதற்குக் காரணமாக பின்வரும் கண்ணோட்டத்தைக் கூறலாம்.

இப்பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்து ஒழுங்குகளும் அவை வடிவமைக்கப் பட்டிருக்கும் விதம் அனைத்தும் எளிமையான அடிப்படை ஒன்றைப் பின்பற்றி இயங்குவதாக இருந்தால், அந்த அடிப்படை விதியை அணுகுவதற்குத் தனித்தனியாக பிரபஞ்சம் பின்பற்றும் ஒரு சில ஒழுங்குகளுக்கான விதிகளைப் பிரித்துப் பிரித்து ஆராய்வதன் மூலம் முயற்சிப்பது முடியாத காரியமாகும்.

எனினும் நாம் இந்த தவறான பாதையையே உறுதியான வழியாகக் கருதி இதுவரை காலமும் பயணித்துள்ளோம். இதைச் சற்று விளக்குவதற்கு நாம் மறுபடியும் நியூட்டனின் அகில ஈர்ப்பு விதியைத் தான் எடுத்து நோக்க வேண்டியுள்ளது. அதாவது இரு பொருட்களுக்கு இடையேயான ஈர்ப்பு விசை பொருட்களின் தன்மை அடிப்படையில் பார்த்தால் அவற்றின் திணிவிலேயே தங்கியுள்ளது. ஆனால் அப்பொருட்கள் எப்பதார்த்தத்தால் எக்கட்டமைப்பில் ஆக்கப் பட்டுள்ளன என்பதில் தங்கியில்லை. எனவே விண்ணில் உள்ள சூரியன் மற்றும் கிரகங்களின் ஒழுக்கைக் கணிப்பதற்கு அவற்றின் கட்டமைப்பு அல்லது வடிவம் குறித்த கொள்கைகள் தேவைப்படாது.

இதைப் போன்றதே பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை விதியை அறிவதற்கான முயற்சியும். சற்று ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால் இது இலகுவில் புரியக் கூடியது.

நிகழ்காலத்தில் விஞ்ஞானிகள் பிரபஞ்ச இயக்கத்தை விளக்குவதற்கு பகுதி சார்ந்த இரு அடிப்படை விஞ்ஞான தத்துவங்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். அவையாவன,

1.பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General Theory of Relativity)

2.குவாண்டம் பொறிமுறை (Quantum Mechanics)

படம்: வெளியை வளைக்கும் பொருள் (Special Relativity)

இவ்விரு கொள்கைகளும் தான் 20 ஆம் நூற்றான்டின் முற்பகுதியில் கண்டு பிடிக்கப் பட்ட மனிதனின் அறிவுக்கூர்மை மிக்க தத்துவங்களாகும். இவற்றில் பொதுச் சார்புக் கொள்கை, ஈர்ப்பு விசை (Force of Gravity) மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் பாரிய கட்டமைப்புக் (Large Scale Structure) குறித்த விளக்கங்களைக் கூறுகின்றது.

(பாரிய கட்டமைப்பு எனும் போது பூமியில் இருந்து சில மைல்கள் தூரத்திலிருந்து அதி உயர் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் கூட நோக்கத் தக்க அதிகபட்ச தூரமான மில்லியன் மில்லியன் மில்லியன் மில்லியன் மைல் தூரத்துக்கு அப்பால் (1 * 10 இன் வலு 24 – அதாவது 1 இற்குப் பின் 24 பூச்சியம் மைல்கள்) தொலைவு வரை அகன்றிருக்கும் பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பு அல்லது Observable Universe பற்றிய மாதிரியாகும்.)

படம்: Observable Universe

இன்னொரு பக்கத்தில் குவாண்டம் பொறிமுறை பிரபஞ்சத்தின் மிக மிக மிகச் சிறிய (ஒரு இஞ்சின் மில்லியனில் மில்லியன் பங்கு சிறிய) பாகங்களுடன் கணிப்புக்களை மேற்கொள்ளும் கல்வியாக விளங்குகின்றது.

படம்: அணுக் கட்டமைப்பு (குவாண்டம் பொறிமுறை)

ஆனால் இவ்விரு துறைகளும் ஒன்றில் இருந்து இன்னொன்று மாறுபட்ட விளக்கங்களைக் கொடுக்கின்றன. அதாவது இவ்விரு கொள்கைகளுமே ஒரே நேரத்தில் சரி எனக் கொள்ள முடியாது. ஏதாவது ஒன்று தான் ஏற்றுக் கொள்ளப்பட முடியும். உதாரணத்துக்கு வெறுங்கண்ணுக்கு தெரியும் அளவில் பெரியதான சூரிய மண்டலத்தில் காணப்படும் கோள்களின் இயக்கம் கண்ணுக்குத் தென்படாத அணுக்களிடையே உள்ள கருக்களுக்கும் இலக்ட்ரோன்களுக்குமான இயக்கத்துடன் ஒத்ததல்ல. இரண்டும் வெவ்வேறு இயக்கங்கள் ஆகும்.

இன்றைய பௌதிகவியலின் மிக முக்கிய இலக்காக பிரபஞ்சம் முழுதுக்குமான ஒரே தியரியைக் கண்டுபிடிப்பது என்ற நோக்கம் இருப்பதாக முன்னர் கூறப்பட்டது. இந்த இலக்கு பெரியதை விளக்கும் பொதுச் சார்புக் கொள்கையிலும் சிறியதை விளக்கும் குவாண்டம் பொறிமுறையிலும் தங்கியிருப்பதால் இவ்விரண்டையும் இணைக்கும் புதிய கொள்கையை உருவாக்குவதன் மூலம் அந்த இலக்கை அடைய முடியும் என்ற வழி 20 ஆம் நூற்றாண்டில் பிறந்தது. இப்புதிய கொள்கை ஈர்ப்புக்கான குவாண்டம் கொள்கை (Quantum Theory of Gravity) எனப் பெயர் சூட்டப் பட்டுள்ளது. இதுவரைக்கும் நாம் இந்தக் கொள்கையை வரையறுக்கவில்லை. சிலவேளைகளில் இக்கொள்கையை உருவாக்கப் பல காலம் செல்லக் கூடும். எனினும் இக்கொள்கை கொண்டிருக்கக் கூடிய பல அம்சங்களை இப்போது நாம் அறிந்துள்ளோம்.

படம்: Quantum Theory of Gravity

இப்பிரபஞ்சம் தன்னிச்சையானது அல்ல, அது சில நிச்சயமான விதிகளைப் பின்பற்றுகிறது என நம்பினால், நீங்கள் கட்டாயம் செய்ய வேண்டியது பிரபஞ்ச இயக்கத்தை விளக்கும் பகுதி சார்ந்த அனைத்துத் தத்துவங்களையும் (Partial Theories) இணைத்து பிரபஞ்ச இயக்கத்தை முழுமையாக விளக்கும் ஒன்றிணைந்த தத்துவம் (Unified Theory) ஒன்றை உருவாக்குதலாகும். ஆனால் இந்த முழுமையான Unified Theory ஐ உருவாக்குவதற்கு அடிப்படையான முரண்பாடு (Paradox) ஒன்றுள்ளது.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 30

பிரபஞ்சவியல் 13 ( பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம் VIII )

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் நாம் பார்த்து வரும் ‘பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம்’ எனும் அத்தியாயத்தின் இறுதிப் பாகமான இன்றைய கட்டுரையில் பிரபஞ்ச இயக்கத்தை விளக்கும் முழுமையான ஒரு தத்துவத்தை அல்லது ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை (Unified Theory) உருவாக்குவது மனித இனத்துக்கு எவ்வளவு முக்கியமானது என்பது குறித்துப் பார்ப்போம்.

முதற் கட்டமாக சென்ற தொடரில் இந்த Unified Theory ஐ உருவாக்குவதற்கு அவசியமான இரு முக்கிய பகுதி சார்ந்த தத்துவங்கள் (Partial Theories) குறித்துப் பார்த்தோம்.

அவை, பொதுச் சார்புக் கொள்கை மற்றும் குவாண்டம் பொறிமுறை என்பவையாகும். இவற்றின் துணையுடன் முழுமையான Unified Theory ஐ உருவாக்குவதற்கு அடிப்படையான முரண்பாடு ஒன்றுள்ளது என்றும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி….

விஞ்ஞான முறைத் தத்துவங்களை (Scientific Theories) கோடிட்டு உருவாக்க உதவும் மனிதனின் சிந்தனைகள் நமது இனத்தை அறிவார்ந்த உயிரினங்கள் எனப் பிரகடனப் படுத்துகின்றன. மேலும் பிரபஞ்சத்தை எமக்கு வேண்டிய விதத்தில் நாம் ஆராய சுதந்திரம் உடையவர்கள் என்றும் நமது அவதானங்கள் மூலம் பிரபஞ்ச இயக்கம் குறித்த அடிப்படை விடயங்களை தேவையற்ற போதும் தர்க்க ரீதியாக விளக்க உரிமையுடையவர்கள் என்றும் தெளிவு படுத்துகின்றன. இப்பரிமாணத்தில் இருந்து நோக்கும் போது நாம் நமது அறிவை விருத்தி செய்து பிரபஞ்ச இயக்கத்தை வழிநடத்தும் அடிப்படை விதிகளுக்கு மிக அருகில் வந்துவிடும் வாய்ப்பும் உள்ளது. ஆனால் இங்கு தான் சிக்கலே எழுகின்றது.

படம்: விஞ்ஞான முறைத் தத்துவம்

அதாவது, பிரபஞ்சம் தன்னிச்சையானதல்ல. முழுப் பிரபஞ்ச இயக்கத்தையும் கட்டுப்படுத்தும் அடிப்படை விதி அல்லது சமன்பாடு (Unified Theory) ஒன்று உள்ளது என்பது உண்மையெனில், அவ்விதி பிரபஞ்சத்தின் ஓர் அங்கமான நமது மனித இனத்தின் பரிணாமத்தையும் மறைமுகமாகவேனும் தீர்மானிக்கவே செய்யும். இன்னும் விளக்கமாகச் சொன்னால் இந்த முழுமையான ஒருங்கிணைந்த கொள்கை, (Unified Theory) ஏன் அது குறித்த மனித இனத்தின் தேடலின் விளைவையும் தீர்மானிக்கக் கூடாது?

அதாவது, மனிதன் தனக்குக் கிடைக்கப்பெற்ற ஆதாரங்களைக் கொண்டு இந்த ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை கண்டுபிடிக்கவே முடியாது என்பதை அக்கொள்கையே ஏன் தீர்மானிக்க முடியாது? இன்னொரு கோணத்தில், மனிதன் இந்த ஒருங்கிணைந்த கொள்கைக்குச் சமனான அல்லது பிழையான கொள்கை ஒன்றை உருவாக்கத் தான் வாய்ப்புள்ளது என்பதையோ அல்லது அக்கொள்கை குறித்து எந்த ஒரு முடிவுக்கும் வர முடியாது என்பதையோ அக்கொள்கையே ஏன் தீர்மானிக்க முடியாது?

இந்த அறிவுபூர்வமான கண்ணோட்டம் தான் Unified Theory ஐ உருவாக்கச் சவாலாக உள்ள முரண்பாடாகும். இந்த பிரச்சினைக்கு காணக்கூடிய ஒரே தீர்வு சார்ள்ஸ் டார்வின் இயற்கைத் தேர்வு விதியைச் (Natural selection) சார்ந்துள்ளது. இவ்விதியின் படி சுயமாக இனப்பெருக்கம் செய்யும் எந்த ஒரு உயிரினத்தின் சனத்தொகையிலும் மரபணுக்களில் வேறுபாடும் ஒவ்வொரு உயிரியிலும் அவற்றின் வளர்ச்சியும் இருக்கும். இந்த வித்தியாசங்களின் மூலம் தெளிவு படுத்தப் படுவது என்னவென்றால் சில உயிரிகள் ஏனையவற்றை விடத் தம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தைப் பற்றி திருத்தமாகவும் அதிகமாகவும் அறியும் ஆற்றலைக் கொண்டடிருப்பதுடன் அதற்கு ஏற்றவாறு இயங்கும் தன்மையும் உடையன.

படம்: சார்ள்ஸ் டார்வின்

படம்: இயற்கைத் தேர்வு (Natural selection)

இந்த உயிரினங்களில் ஒவ்வொரு தனி நபரும் ஏனைய இனங்களை விட அறிவுபூர்வமாக உயிர் வாழவும் இனம் பெருக்கவும், ஏனைய உயிரிகளுடன் பழகுவதில் சுலபமும் பூமியை ஆளும் வல்லமை உடையதாகவும் இருக்கும். இதன் அடிப்படையில் ஆதிகாலத்தில் மனிதனில் காணப்பட்ட பகுத்தறிவாலும், அதன் பின் விருத்தியான விஞ்ஞான முறைத் தத்துவங்களாலும் உயிர் வாழ்க்கை சிரமம் இல்லாது அமைந்ததுடன், வாழ்க்கை வசதிகளும் பெருகி ஆபத்துக்கள் குறைந்து முன்னேற்ற நிலைக்கு வர முடிந்தது. ஆனால் இன்றைய நிலையில் உயிர் வாழ்வதற்கு அவசியமான அனைத்துத் தேவைகளையும் மனிதன் பெற்று விட்டான் எனலாம். இருந்தபோதும் அவன் மேலும் மேலும் இயற்கை நிகழ்வுகள் குறித்து ஏன் எனக் கேள்வி எழுப்புவதும் ஒருங்கிணைந்த தத்துவத்தைத் தேட முனைவதும் எதற்கு என்ற கேள்வி எழுவதும் முறையானதேயாகும்.

படம்: மனிதனின் பரிணாம வளர்ச்சி

இதேவேளை நவீன தகவற் தொழிநுட்ப யுகம் நிகழும் இன்றைய 21 ஆம் நூற்றாண்டில் விஞ்ஞானிகளின் கண்டு பிடிப்புக்கள் (அணுவாயுதங்கள்) மனிதனை அழிவுப் பாதைக்குக் கொண்டு செல்லலாம். அல்லது புவியியல் வரலாற்றில் ஏற்கனவே நிகழ்ந்தது போல் மிகப் பெரிய இயற்கை அழிவு (டைனோசர்கள் அழிந்தது போல்) ஏற்பட்டும் இன்னும் பல நூறாயிரம் வருடங்களுக்குப் பின்னர் மனித இனம் அழிந்து போகலாம் (2012 டிசம்பர் 21 இல் உலகம் அழியும் என்பது விஞ்ஞான ரீதியாக ஆதாரமற்றது.) இந்நிலையில் Unified Theory இன் கண்டுபிடிப்பு மனித இனத்தின் வாழ்க்கை முறையையோ அதன் தலைவிதியையோ மாற்றியமைக்கப் போவதில்லை.

படம்: அணுவாயுதங்கள்

படம்: டைனோசர்களின் அழிவு

எனினும் தான் தோன்றியதில் இருந்து ஒரு ஒழுங்கில் பரிணாமம் அடைந்து வரும் பிரபஞ்சம், அதன் ஒரு பாகமான மனிதன், இயற்கைத் தேர்வு தனக்கு வழங்கியுள்ள பகுத்தறிவு எனும் கருவியினால் தனது அடிப்படை அம்சங்களை அறிய முயற்சிக்கும் போது பரிணாமத்தின் ஒரு கட்டமாக (Peak) இம்முயற்சியில் மனிதன் தோல்வியுற்று பிழையான முடிவுக்குச் செல்ல ஒருபோதும் வழிநடத்தாது என இயற்கைத் தேர்வு விதிப்படி கூற முடியும்.

இந்த ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை கண்டுபிடிக்கும் முயற்சியில் ஏற்கனவே அறியப்பட்ட பகுதி சார்ந்த தத்துவங்கள் அனைத்தும் ஏதாவது ஒரு துறையில் மனிதனுக்கு உதவி புரிந்து வருகின்றன. இதில் முக்கிய தத்துவங்களான பொதுச் சார்புக் கொள்கையும், குவாண்டம் பொறிமுறையும் ஏற்கனவே எமக்கு அணுசக்தி (Nuclear energy), நுண் இலத்திரனியல் (Micro electronics) ஆகிய துறைகளில் உயர் பரிணாம வளர்ச்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன.

படம்: Micro chip (நுண் இலத்திரனியல் கருவி)

படம்: அணுசக்தி

இந்நிலையில், பூமியில் மனித இனம் தோன்றியதிலிருந்து அவனின் உள்ளத்தில் வேரூன்றியிருக்கும் தீராத அறிவுத் தேடல் காரணமாக அவன் அடைந்து வரும் வளர்ச்சி இன்னமும் தொடர்வதுடன் இதன் ஒரு கட்டமாக பிரபஞ்ச ஒருங்கிணைந்த கொள்கையை (Unified Theory) அவன் கண்டு பிடிக்கும் நாள் வெகு தூரத்தில் இல்லை என்றும் கூற முடியும்.

இத்துடன் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில், ‘பிரபஞ்சம் பற்றிய நமது கண்ணோட்டம்’ எனும் அத்தியாயம் நிறைவடைகின்றது. அடுத்த தொடரின் பிரபஞ்சவியல் பகுதியில் ‘காலமும் வெளியும்’ எனும் புதிய அத்தியாயம் துவங்குகின்றது.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 31

பிரபஞ்சவியல் 14 ( காலமும் வெளியும் I )

*************************************************************

படம்: காலமும் வெளியும்

படம்: அரிஸ்டோட்டில்

ஒரு பொருளின் இயற்கைத் தன்மை அது ஓய்வில் இருப்பதுதான். இப்பொருள் மீது ஏதேனும் ஒரு உந்துதல் அல்லது விசை பிரயோகிக்கப் பட்டால் தான் அது நகரும்.’ இதன் அடிப்படையில் பாரமான பொருள் ஒன்று பாரம் குறைந்த பொருளை விட வேகமாகப் பூமியில் விழும். இதற்குக் காரணம் குறித்த பாரம் கூடிய பொருள் மீது பூமி பிரயோகிக்கும் விசை அல்லது உந்தம் அதிகம் என்பதால் தான் எனவும் அரிஸ்டோட்டில் கூறியிருந்தார். மேலும் பிரபஞ்சத்தை முறையாக விளங்கிக் கொள்வதற்கு அவதானத்தை (Observation) விட தூய்மையான தத்துவ சிந்தனை (Pure |thoght) மூலம் அணுகுவதே சரி என்ற கருத்தையும் அரிஸ்டோட்டில் கொண்டிருந்தார். இந்த மனப்போக்குக் காரணமாக அரிஸ்டோட்டிலின் இந்த இயக்கம் தொடர்பான கொள்கையை கலீலியோ சந்தேகிக்கும் வரை அனைத்து மக்களும் சரி என்றே ஏற்றுக் கொண்டிருந்தனர்.

இந்நிலையில் பூமி தன்னால் ஈர்க்கப் படும் அனைத்துப் பொருட்கள் மீதும் பாரபட்சமின்றி ஒரே ஈர்ப்பு விசையையே பிரயோகிப்பதாகவும் இரண்டு வெவ்வேறான நிறைகள் சம உயரத்தில் இருந்து கீழே போடப்பட்டு ஒரே நேரத்தில் பூமியை வந்தடைந்ததை பரிசோதனைகள் மூலம் நிரூபித்தும் அவதானம் மூலம் விளக்கம் கொடுத்தார் கலிலீயோ கலிலி

படம்: கலீலியோ கலிலி

ஆனால் நடைமுறையில் பூமி மீது ஒரே உயரத்தில் இருந்து விழும் இரு பொருட்களின் வேகமும் நிலத்தை அடைய எடுக்கும் நேரமும் வித்தியாசப் படுவதற்குக் காரணம் அப்பொருட்களின் மீது வளி ஏற்படுத்தும் தடை அவற்றின் அடர்த்தியுடன் (density) வேறுபடுவதால் ஆகும். அதாவது ஒரு இறகும் உலோக உருண்டை ஒன்றும் ஒரே உயரத்தில் இருந்து கீழே விழும் போது உலோக உருண்டை முதலில் பூமியைத் தொடும். இதற்கு உலோக உருண்டை இறகை விட அதிக நிறையுடைது காரணமல்ல. இறகை விட அடர்த்தியாக இருப்பதே காரணமாகும்.

இதைத் தெளிவாக விளங்கிக் கொள்ள இன்னொரு உதாரணத்தை பார்ப்போம். சம நிறையுடைய உலோக உருண்டை ஒன்றும் காற்றடைக்கப் பட்ட மிகப் பெரிய பலூன் ஒன்றும் ஒரே உயரத்தில் இருந்து கீழே விழ விடப்பட்டால் பலூன் தரையை அடைய அதிக நேரம் செல்லும் என்பதை இலகுவாக உணர்ந்து கொள்ளலாம்.

இதில் கவனிக்க வேண்டிய இன்னொரு அவதானமும் உள்ளது. அதாவது, பூமியின் ஈர்ப்பினால் ஈர்க்கப் பட்டு ஒரு பொருள் நிலத்தை வந்தடையும் போது வளித்தடையைப் புறக்கணித்தால் அதன் வேகம் ஒவ்வொரு கணமும் ஒரு குறித்த வீதத்தில் அதிகரித்த வண்ணம் (ஆர்முடுகல்) அது பயணித்திருக்கும். இதன் மூலம் அரிஸ்டோட்டிலின் பொருட்களின் இயற்கை நிலை தொடர்பான முன்னைய தத்துவமும் அடி பட்டுப் போகின்றது. அது எப்படியென்றால், ஒரு பொருள் மீது இன்னொரு பொருள் அல்லது பூமி மூலம் பிரயோகிக்கப் படும் விசை அல்லது உந்தம் அப்பொருளை வெறுமனே இயங்க வைப்பது மட்டுமல்லாமல் அந்த இயக்கத்தின் வேகம் ஒவ்வொரு செக்கனும் அதிகருக்கும் வண்ணமும் செய்கின்றது. அதாவது குறித்த பொருள் ஒன்றின் மீது விசை பிரயோகிக்கப் படாவிடின் அது ஓய்வில் இருக்கவோ அல்லது சீரான ஒரு வேகத்தில் தொடர்ந்து இயங்கிக் கொண்டிருக்கவோ செய்யும். இதனால் தான் அண்டவெளியில் வெற்றிடத்தில் எதிர் விசை ஒன்றும் பிரயோகிக்கப் படாத சூழ்நிலையில் கோள்களும், செய்மதிகளும் இயங்குவதோ ஏன் பூமி கூட நிற்காமல் தன்னைத் தானும் சூரியனையும் சுற்றி வருவதற்கோ முடிகின்றது.

ஆகவே அரிஸ்டோட்டிலின் முனனைய கருத்தை மறுத்து, இவ்வாறு கூற முடியும். ‘ ஒரு பொருளின் இயற்கை நிலையானது அதன் மீது குறித்த ஏதேனும் விசை பிரயோகிக்கப் படாதவிடத்து ஒன்றில் ஓய்வில் இருக்கும். அல்லது சீரான வேகத்தில் நேர்கோட்டிலோ அல்லது ஒழுக்கிலோ பயணித்துக் கொண்டிருக்கும்!’ எனலாம்.

இதன் அடிப்படையிலேயே உலகின் மிகச் சிறந்த பௌதிக மற்றும் கணிதவியலாளரான நியூட்டன் பொருட்களின் இயக்கம் தொடர்பான தனது 3 அடிப்படி விதிகளை 1687 இல் பிரசுரமான தனது பிரசித்தமான நூலான, ‘Principia Mathematica’ இல் கூறியிருந்தார். நியூட்டனின் 3 அடிப்படை விதிகளும் பின்வருமாறு :

படம்: சர் ஐசாக் நியூட்டன்

படம்: நியூட்டனின் Principia Mathematica நூல்

1.ஒரு பொருளின் மீது புறவிசை ஒன்று தாக்குவதற்கு முன்னர் அது தனது ஓய்வு நிலையையோ அல்லது நேர்க்கோட்டில் அமைந்த சீரான இயக்கத்தையோ மாற்றிக் கொள்ளாது.

2.ஒரு பொருளில் செயற்படும் உந்தம் (Acceleration) அதில் பிரயோகிக்கப் படும் விசைக்கு சமாந்தரமாகவும் நேரடி விகிதசமனாகவும் அதன் திணிவுக்கு தலைகீழ் விகித சமனாகவும் இருக்கும். (F = ma)

3. எந்த ஒரு தாக்கத்துக்கும் சமனானதும் எதிரானதுமான பதில் தாக்கம் உண்டு (F2= -F1)

படம்: நியூட்டனின் அடிப்படை இயக்க விதிகள்

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 32

பிரபஞ்சவியல் 15 ( காலமும் வெளியும் II )

*************************************************************

சென்ற தொடரின் இறுதியில் நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் குறித்துப் பார்த்திருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி… நியூட்டனின் அடிப்படை இயக்க விதிகளின் படியும் பிரபஞ்சவியல் 11 ஆம் பகுதியில் நாம் விளக்கியிருந்த நியூட்டனின் அகில ஈர்ப்பு விதியின் படியும் புவியினால் ஈர்க்கப் படும் விதத்தில் ஒரே உயரத்தில் இருந்து கீழே விடப்படும் இரு வெவ்வேறு நிறையுடைய பொருட்கள் வளித் தடையைப் புறக்கணித்தால் ஒரே நேரத்தில் தரையை அடையும் என்பதை கணித ரீதியாக நிரூபிக்க முடியும்.

விரிவாகச் சொன்னால், பூமியின் நிறை M எனவும் பூமியினால் ஈர்க்கப் படும் குறித்த பொருளின் ஈர்ப்புத் திணிவு (Gravitational Mass) m1 எனவும் அதன் உண்மைத் திணிவு m2 எனவும் பூமிக்கும் அப்பொருளின் மையத்துக்கும் இடையிலான செங்குத்துத் தூரம் r எனவும், அகில ஈர்ப்பு மாறிலி G எனவும் அப்பொருள் பூமியில் விழும் வேக அதிகரிப்பு வீதம் (Accelaration) a எனவும் எடுத்துக் கொள்வோம். வளித்தடையைப் புறக்கணித்தால், நியூட்டனின் அகில ஈர்ப்பு விதிப்படி, குறித்த பொருளில் தொழிற்படும் விசையானது,

இதேவேளை, நியூட்டனின் 2 ஆம் இயக்க விதிப்படி அதே விசை,

ஆகவே குறித்த பொருளின் வேக அதிகரிப்பு வீதம் இவ்வாறு அமையும்.

{a=F/m2,} ஆகவே,

இச்சமன்பாட்டில் குறித்த பொருளின் ஈர்ப்புத் திணிவு (Gravitational Mass) m1 உம் , உண்மைத் திணிவு m2 உம் சமன் என்று எடுத்துக் கொண்டால் (சமன்பாட்டில் இரண்டும் வெட்டுப் படும்.) வேக அதிகரிப்பு வீதம் குறித்த பொருளின் திணிவில் தங்கியில்லை என்பது தெளிவாகும். இந்த உதாரணத்தில் ஒரேயொரு பொருளே (m1 or m2) விளக்கத்துக்கு எடுத்துக் கொள்ளப் பட்டிருந்தாலும் இதை எந்த ஒரு திணிவிற்கும் பிரதியிட முடியும்.

ஏனெனில் நியூட்டனின் 2 ஆம் இயக்க விதிப்படி ஒரு பொருளின் திணிவு அதிகரிக்கும் போது அதேயளவு வீதத்தில் அதில் தொழிற்படும் விசை அல்லது ஈர்ப்புத் திணிவு அதிகரிக்கும். இதே போன்றே அப்பொருளின் திணிவு குறைவடையும் போதும் அதேயளவு வீதத்தில் அதில் தொழிற்படும் விசையும் குறைவடையும். அதாவது நியூட்டனின் 2 ஆம் இயக்க விதிப்படி அப்பொருள் பூமியில் விழும் வேக அதிகரிப்பு வீதம் a=F/m எப்போதும் ஒரும் மாறிலி என்பதுடன் இதன் பெறுமானம் 9.80665 m/s2 எனவும் கணிக்கப் பட்டுள்ளது. எனவே வளித்தடையற்ற இடத்தில் பூமியின் மேலே சம உயரத்தில் இருந்து கீழே போடப்படும் வெவ்வேறு திணிவுகள் ஒரே நேரத்தில் தரையை அடையும் என்பது தடையற நிரூபணமாகிறது.

இன்னொரு விதத்தில் நோக்கினால் இப்பெறுமானம் ஒரு மாறிலியாக இருப்பதற்குக் காரணம் சந்திரனைத் தவிர புமியினால் ஈர்க்கப் படும் எந்த ஒரு பொருளை விடவும் பூமி ஒப்பிட முடியாத அளவு மிகப் பெரிய திணிவை உடையதாக இருப்பதும் ஆகும். நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதி இன்னொன்றையும் தெளிவுபடுத்துகின்றது. அது எதுவெனில் இரு பொருட்களுக்கிடையிலான ஈர்ப்பு விசை அவை அமைந்திருக்கும் தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்கக் குறைவடையும் என்பதாகும். அதாவது இவரது அகில ஈர்ப்பு விதிப்படி பூமிக்கு அண்மையிலுள்ள ஒரு நட்சத்திரம் S1 இன் தூரத்தை விட 2 மடங்கு அதிக தூரத்தில் உள்ள நட்சத்திரம் S2 இன் பூமிக்கான ஈர்ப்பு விசை, S1 இற்கும் பூமிக்குமிடையிலான ஈர்ப்பு விசையின் 1/4 பங்காக இருக்கும். இது போன்றே இவ்விதி பூமி, சந்திரன் மற்றும் கிரகங்களின் ஒழுக்கு (Orbit) குறித்த பயனுள்ள அளவீடுகளை மிகத் திருத்தமாக கணிக்க உதவுகின்றமை குறிப்பிடத்தக்கது.

படம்: பூமியின் மிகப்பெரிய திணிவு

படம்: நட்சத்திரங்களுக்கிடையேயான ஈர்ப்பு விசை

எனினும் இந்த விதியின் படி சில விசித்திரமான எதிர்வுகூறல்களும் ஏற்படுகின்றன. அதாவது ஒரு நட்சத்திரம் அது அமைந்துள்ள இடத்திலிருந்து நகர்வதன் மூலம் மிக வேகமாக அதன் ஈர்ப்பு விசை வீழ்ச்சியடைந்தால் பூமி உட்பட கிரகங்களின் ஒழுக்கு நீள்வட்டமாக இருக்காது. மேலும் அக்கிரகங்கள் சுருள் போலச் சுழன்று கொண்டு சூரியனுக்குள் அமிழ்ந்து விடும். இதே வினை எதிர்ப்புறமாக குறித்த நட்சத்திரத்தின் ஈர்ப்பு விசை மெதுவாக வீழ்ச்சியடைந்தால் அவற்றின் ஈர்ப்பு விசை நேரடியாக பூமியையும் கிரகங்களையும் தாக்கி அவற்றின் ஒழுக்கைக் குலைத்து விடும்.

அரிஸ்டோட்டிலுக்கும் கலீலியோ மற்றும் நியூட்டனின் கொள்கைக்குமான மிகப் பெரிய வித்தியாசம், அரிஸ்டோட்டில் பொருட்களின் இயற்கைத் தன்மை ஓய்வில் இருப்பது என்பதுடன் வெளியில் இருந்து புற விசை தாக்கும் வரை அது அசையாது என அரிஸ்டோட்டில் திடமாகக் கருதியமையாகும். மேலும் அவர் பூமியும் ஓய்வில் இருப்பதாகவும் சூரியன் கிரகங்கள் அதைச் சுற்றி வருவதாகவும் கருதியதற்கும் காரணம் சார்புக் கொள்கை குறித்து அவர் அறியாததும் காட்சிப் பிழையும் ஆகும். ஆனால் நியூட்டனின் கருத்துப் படி ஒரு பொருள் ஓய்வில் இருப்பதர்கு தனித்துவமான அளவீடு எதுவும் இல்லை என்றார். மேலும் பொருட்களின் இயற்கைத் தன்மை குறித்து இவ்வாறு விளக்கினர். அது எதுவெனில் A,B எனும் இரு பொருட்களில் A வடக்குத் திசையில் இயங்குவதாகவும் B ஓய்வில் இருப்பதாகவும் கொண்டால் B சார்பாக A வடக்குத் திசையில் இயங்குவதுடன் B ஓய்வில் உள்ளது எனலாம். அல்லது A சார்பாக B தெற்குத் திசையில் இயங்குவதாகவும் A ஓய்வில் இருப்பதாகவும் சொல்ல முடியும்.

இன்னொரு உதாரணமாக பூமியையும் அதில் 90Km/h வேகத்தில் வடக்கே பயணிக்கும் புகைவண்டியையும் எடுத்துக் கொள்வோம். பூமியின் சுழற்சியையும் அது சூரியனைச் சுற்றி வருவதையும் புறக்கணித்தால், ஒன்று புகைவண்டி சார்பாக பூமி 90km/h வேகத்தில் தெற்கே பயணிக்கிறது என்றோ அல்லது பூமி சார்பாகப் புகைவண்டி 90Km/h வேகத்தில் வடக்கே பயணிக்கிறது என்றோ சொல்ல முடியும். இது போன்ற சாதாராண சடப்பொருட்களுக்கு சார்பு வேகக் கொள்கையைப் பிரயோகித்துக் கணிப்புக்கள் மேற்கொள்ள நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் இன்னமும் பயன்படுகின்றன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

உலகில் உள்ள அனைத்துப் பொருட்களினதும் இயற்கைத் தன்மை ஓய்வில் இருப்பதுதான் எனக் கருதினால் வெளியில் உள்ள குறித்த ஒரு இடத்தில்தான் சில வினாடிகளுக்குள் இரு சம்பவங்கள் இடம்பெற்றதாகத் தீர்மானிக்க முடியாது. இதை இச்சிறு உதாரணத்தின் மூலம் விளக்குவோம். அதாவது ஓடுகின்ற புகைவண்டிக்குள் உள்ளே வைக்கப் பட்டுள்ள ஒரு மேசையில் ஒரு பந்து செங்குத்தாக வீழ்ந்து எழுமாறு போடப்படுகின்றது. ஒரு செக்கனுக்குப் பின்னர், புகைவண்டிக்குள் உள்ளவருக்கு மேசையில் அதே இடத்தில் பந்து மறுபடி வீழ்ந்ததை அவதானிக்க முடிகின்ற அதேவேளை, வெளியில் தண்டவாளத்தில் இருந்து அதைப் பார்ப்பவருக்கு பந்து 40m தூரம் தள்ளி மேசையில் வீழ்ந்தது போல் இருக்கும்.

இதற்குக் காரணம் பந்து இரு தடவை வீழ்ந்து எழுவதற்குள் புகை வண்டி 40m முன்னே சென்றிருப்பதனால் ஆகும். மேலும் இந்த புகைவண்டி பூமி சார்பாகவும் பூமி சூரியன் சார்பாகவும் சூரியன் பால்வெளி அண்டத்தின் மையம் சார்பாகவும், பால்வெளி அண்டம் ஏனைய அண்டங்கள் சார்பாகவும் ஒரு குறித்த ஒழுக்கிலோ அல்லது வேறு விதத்திலோ இயங்குவதாகக் கொள்ள முடியும். இந்த அடிப்படையில் பார்த்தால் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள யாவுமே ஒன்றுடன் இன்னொன்று சார்ந்து ஏதோ ஒரு ஒழுக்கில் இயங்கி வருவதை உணர முடியும்.

எனவே அரிஸ்டோட்டிலின் Absolute Space எனும் பிரபஞ்சத்தின் நிலைத்த தன்மையை நியூட்டனின் காலத்திலிருந்து நாம் ஏற்றுக் கொள்வதில்லை. எனினும் நியூட்டனும் அரிஸ்டோட்டிலின் Absolute Time எனப்படும் நிலையான காலம் என்ற கொள்கையை நழுவாது கொண்டிருந்தார்

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 33

பிரபஞ்சவியல் 16 ( காலமும் வெளியும் III )

*************************************************************

நியூட்டனின் இயக்க விதிகள் பிரபஞ்சம் நிலையானது (Absolute space) என்றே உறுதிப் படுத்துகின்ற போதும் நியூட்டனின் மனம் அதை ஏற்றுக் கொள்ளவில்லை. இதற்குக் காரணம் நியூட்டன் நம்பியிருந்த Absolute god எனும் கருத்துடன் இது இசையவில்லை. மேலும் இந்த பகுத்தறிவற்ற நம்பிக்கையைக் கொண்டிருந்த அனைவரையும் நியூட்டன் கடுமையாக விமர்சித்தார். அதிலும் முக்கியமாக நியூட்டனின் காலத்தைச் சேர்ந்த கிறிஸ்தவ பாதிரியாரும் தத்துவவியலாளருமான Bishop Berkeley என்பவர் பின்வரும் கருத்தைக் கொண்டிருந்தார். அதாவது, ‘இந்த பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் சடப்பொருட்களும் காலமும் வெளியும் அனைத்துமே உண்மையில் இல்லாத ஒன்று (Illusion)’ என்பதாகும். இப்பாதிரியாரின் கருத்துக் குறித்து சஞ்சலமடைந்த பிரபல விஞ்ஞானியான Dr.ஜோன்சன் அழுது கொண்டே இதை நான் தப்பான கருத்தென்று நிரூபிப்பேன் என்று சத்தமிட்டு பின்னர் தன் கால் விரலை மிகப்பெரிய பாறை ஒன்றுடன் மோதிக் கொண்டார் என வரலாறு தெரிவிக்கின்றது.

படம்: Dr. ஜோன்சன்

படம்: Bishop Berkeley

அரிஸ்டோட்டில் மற்றும் அவருக்கு மிக நீண்ட காலத்துக்குப் பின்னர் வந்த நியூட்டன் ஆகிய இரு மேதைகளுமே காலம் நிலையான ஒன்று (Absolute time) எனும் ஒருமித்த கருத்தைக் கொண்டிருந்தனர். இவர்களின் விளக்கப் படி, ‘எந்த ஒரு நபரும் குறிப்பிட்ட இரு நிகழ்வுகளுக்கு இடைப்பட்ட காலத்தை மிகத் திருத்தமாகக் கணிக்க முடியும். முக்கியமாக ஒரு மிகச்சிறந்த கடிகாரத்தைப் பாவித்து யார் இந்த இடைப்பட்ட காலத்தை அளந்தாலும் அது சமனான பெறுமதியையே காட்டும். மேலும் காலம் (Time) என்ற கருப்பொருளானது முற்றிலும் வெளியில் (Space) இருந்து தனித்த வேறுபட்ட மற்றும் சுதந்திரமான ஒன்றாகும்.’ எனக் கூறப்பட்டுள்ளது.

காலம் பற்றிய இவர்களது இந்தக் கருத்தே தற்போதும் கூட மிக அதிகளவான மக்கள் தங்கள் மனதில் கொண்டிருக்கும் பொதுவான நம்பிக்கையாகும். இருந்த போதும் இந்த நவீன விஞ்ஞான உலகில் தோற்றம் பெற்ற பௌதிகவியலின் உயிர் நாடிக் கொள்கைகளான குவாண்டம் பொறிமுறை மற்றும் சார்புக் கொள்கை பற்றி அறிந்து வைத்துள்ள நாம் காலம் (Time) மற்றும் வெளி (Space) குறித்த நமது இந்த பண்டைய அபிப்பிராயத்தில் மாற்றம் கொண்டு வரும் சூழ்நிலையை தைரியமாக எதிர்கொள்ள வேண்டும். ஏற்கனவே நாம் அறிந்து வைத்துள்ள காலம், வெளி பற்றிய பண்டைய அபிப்பிராயம், அப்பிள் பழம் முதல் கிரகங்கள் வரை ஒப்பிடுகையில் போது மிக மெதுவாகப் பயணிக்கும் பொருட்களுக்குச் செல்லுபடியாகும். ஆனால் பிரபஞ்ச வெளியில் மிக அதிக வேகமாகப் பயணிக்கும் ஒளிக்குச் சமனான அல்லது அண்மித்த வேகத்தில் பயணிக்கும் விண்பொருட்களுக்கு இது செல்லுபடியாகாது.

படம்: நியூட்டனும் அப்பிள் பழமும்

இதில் நாம் கவனிக்க வேண்டிய விடயம் என்னவென்றால் ஒளியின் வேகம் முடிவிலியல்ல என்பதும் அது ஒரு குறித்த ஆனால் மிக உயர்வான ஒரு பெறுமதியை உடையது என்பதும் பரிசோதனைகள் வாயிலாக நிரூபிக்கப் பட்டுள்ளன என்பதாகும். மேலும் ஐன்ஸ்டீனின் சார்புக் கொள்கைப் படி பிரபஞ்சத்தில் ஒளியின் வேகத்தை மிஞ்சி எதுவும் பயணிப்பது கிடையாது எனவும் கூறப்பட்டுள்ளது. இதன் வேகம் முதன் முறையாக நியூட்டன் தனது ‘Principia Mathematica’ நூலை வெளியிடுவதற்கு 11 வருடங்களுக்கு முன்னரேயே கணிக்கப் பட்டது வியப்புக்குரிய ஒன்றாகும். ஆம். 1676 ஆம் ஆண்டே டென்மார்க்கைச் சேர்ந்த வானியலாளரான Ole Christensen Roemer ஒளியின் வேகத்தைச் சராசரியாகக் கணித்திருந்தார்.

அதாவது இவர் தொலைக்காட்டி மூலம் வியாழனின் சந்திரன்கள் வியாழனுக்கு முன்னால் வந்து பின்னர் அதன் எதிரே சென்று மறையும் வரையிலான கால இடைவெளியை அச்சந்திரன்களில் பிறைகள் தோன்றி மாறுபடுவது மூலம் அளந்தார். இச்சந்திரன்கள் வியாழனைச் சுற்றி வரும் வேகம் ஒரு மாறிலியாக இருக்க வேண்டும் என்பது விதியாகும்.

இந்த அடிப்படையில் வியாழன் சூரியனைச் சுற்றிக் கொண்டு பூமிக்கு அண்மையில் வரும் போதும் பூமியை விட்டு விலகி நீண்ட தூரத்துக்கு செல்லும் போதும் இச்சந்திரன்கள் வியாழனைச் சுற்றி வந்து மறைவதற்கு எடுக்கும் காலம் சமனாகவே இருக்க வேண்டும். ஆனால் வியாழன் பூமியை விட்டு தூரத்துக்குச் செல்லும் போது இச்சந்திரன்கள் வியாழனுக்கு முன்பு வந்து மறைந்து செல்வதற்கான கால இடைவெளி அதிகமாகத் தென்பட்டது. இதற்குக் காரணம் வியாழன் பூமியை விட்டு தூரமாக விலகிச் செல்லும் போது அதன் சந்திரன்களில் இருந்து பூமிக்கு ஓளி வருவதற்கு நீண்ட நேரம் எடுப்பதனால் ஆகும்.

வியாழனின் சந்திரன்களில் கிரகணங்கள் அல்லது பிறைகளின் வளர்ச்சி தேய்வு என்பவற்றையும் பூமி, சூரியன், வியாழன் என்பவற்றுக்கு இடையிலான தூரத்தினையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு Roemer ஓளியின் வேகத்தை ஒரு செக்கனுக்கு 140 000 மைல்கள் எனக் கணித்தார். இன்றைய நவீன திருத்தமான கணிப்புக்களின் படி ஒளியின் வேகம் ஒரு செக்கனுக்கு 186 000 மைல்கள் ஆகும்.

படம்: ஒளியின் வேகம்

ஒளியின் தன்மை குறித்த முறையான விவரணம் 1865 ஆம் ஆண்டு பிரிட்டன் பௌதிகவியலாளர் ஜேம்ஸ் கிளார்க் மாக்ஸ்வெல் வெளியிடும் வரை உலகுக்குக் கிடைக்கவில்லை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இவர் பௌதிக உலகுக்கு ஆற்றிய முக்கிய கடமை என்னவென்றால், அக்காலத்தில் மின்சாரம் மற்றும் காந்தவியல் விசைகள் குறித்து சிதறிக் காணப் பட்ட பகுதி சார்ந்த கொள்கைகளை (Partial theories) ஒன்றிணைத்து புதிய விதிமுறைகளை உருவாக்கியதில் வெற்றியடைந்தமை ஆகும். இவரது சமன்பாடுகளின் மூலம் ஒன்றிணைந்த மின்காந்தவிசைப் புலத்தில் (Electromagnetic field) பல அலைகளின் சலனம் இருப்பதும் இந்த ஒவ்வொரு அலைகளும் ஒரு தடாகத்தில் ஏற்படும் குமிழிகளைப் போல் நிலையான ஒரு வேகத்துடன் (Fixed speed) பயணிப்பதும் இனங்காணப் பட்டுள்ளது. இந்த அலைகளின் அலைநீளம் (Wavelength)ஒரு மீட்டர் அல்லது அதற்கு சற்று அதிகம் எனில் அந்த அலைகள் ரேடியோ அலைகள் (Radio waves) எனப்படுகின்றன. இவற்றை விட அலை நீளம் குறைந்தவை (சில சென்டி மீட்டர்கள்) மைக்ரோ அலைகள் (Micro waves) எனவும் ஒரு சென்டி மீட்டரின் 10000 இல் ஒரு பங்கு அலை நீளம் உடைய அலைகள் அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் (Infrared Rays) எனவும் அழைக்கப் படுகின்றன.கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளி அலைகளின் (Visible Light) அலை நீளம் ஒரு சென்டி மீட்டரின் 40 தொடக்கம் 80 மில்லியன்களில் ஒரு பங்கு என்றும் இதனை விட அலை நீளம் குறைந்த அலைகள் அல்ட்ரா வயலெட் (Ultraviolet), X கதிர்கள் (X rays) மற்றும் காம்மா கதிர்கள் (Gamma rays) எனவும் இனங் காணப் பட்டுள்ளன.

படம்: மின்காந்தக் கதிர்களின் அலை நீளம்

படம்: மின்காந்த அலைகள்

மாக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளின் படி ரேடியோ அல்லது ஒளி அலைகள் ஒரு குறித்த நிலையான வேகத்திலேயே பயணிப்பதாகக் கருதப் பட்டது. ஆனால் நியூட்டனின் கொள்கையோ பொருட்களின் இயற்கை நிலை உறுதியான ஓய்வில் இருப்பது தான் எனும் கூற்றை மறுப்பதால் ஒளி எது சார்பாக நிலையான வேகத்தில் பயணிக்கிறது எனும் கேள்வி எழும்பியது. (வெற்றிடத்தில் ஓளி செல்லுமெனில் வெளியில் இரு இடங்களுக்கிடையில் குறித்த நேர இடைவெளிக்குள் அது பயணித்த வேகம் இவ்வளவு எனக் கணிப்பது சாத்தியமற்றது.) எனவே பிரபஞ்ச வெளியில் எங்கும் ஏன் வெற்றிடத்தில் கூட ஈதர் (Ether) எனும் பதார்த்தம் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் நிரம்பியிருப்பதாகவும் ஒலியலைகள் காற்றில் பயணிப்பது போல் ஓளி இந்த ஈதெரின் ஊடாகப் பயணிக்கின்றது எனவும் கருத்துருவாக்கம் செய்யப் பட்டது.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 34

பிரபஞ்சவியல் 17 ( காலமும் வெளியும் IV )

*************************************************************

சென்ற தொடரில், ஒளி வெற்றிடத்தில் பயணிப்பது நியூட்டனின் முதலாவது இயக்க விதிக்கு புறம்பாக இருப்பதனால் பிரபஞ்சம் முழுதும் ஈதர் (Ether) எனும் ஊடகம் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் நிரம்பியிருப்பதாகவும் ஒளி அதனூடாக அல்லது அதன் சார்பாக பிரபஞ்சத்தில் பயணிக்கிறது என்று கருத்துருவாக்கம் செய்யப்பட்டதாகவும் கூறியிருந்தோம். மேலும் இந்த ஈதர் சார்பாக வெளியில் வெவ்வேறு இடங்களில் பயணிக்கும் ஒவ்வொரு பார்வையாளருக்கும் ஒளி வித்தியாசமான வேகங்களில் அவர்களை நோக்கி வரும் என்றும் எனினும் ஈதர் சார்பாக எப்போதும் ஒளியின் வேகம் நிலையானது என்றும் கருதப்பட்டது. இதேவேளை பூமி இந்த ஈதர் ஊடகம் சார்பாக சூரியனைச் சுற்றி நீள்வட்டப் பாதையில் பயணிக்கும் போது, சூரிய ஒளி பூமியை நோக்கி நேராக வரும் திசையில் அளக்கப் படும் அதன் வேகம் சூரிய ஒளி நேரடியாக அல்லாமல் வலது புறமாக குறிப்பிட்ட கோண வித்தியாசத்தில் பூமியை நோக்கி வரும் போது அளக்கப் படும் அதன் வேகத்தை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும்.

படம்: ஈதர் (கணணி வடிவமைப்பு)

1887 ஆம் ஆண்டு அல்பேர்ட் மிக்கெல்சன் (Albert Michelson) மற்றும் எட்வார்ட் மோர்லே (Edward Morley) எனும் இரு பௌதிகவியலாளர்களும் இணைந்து மிகக் கவனமாக ஒரு பரிசோதனையை ‘க்லெவேலாண்ட்’ இல் உள்ள பிரயோக விஞ்ஞான ஆய்வு கூடத்தில் மேற்கொண்டனர். இதன்போது அவர்கள் பூமி சுற்றுவட்டப் பாதையில் இயங்கும் திசைக்கு நேராகவும் வலது புறத்தில் குறிப்பிட்ட ஒரு கோண வித்தியாசத்திலும் இரு கட்டங்களிலும் ஒளி பயணிக்கும் வேகம் சமனாக இருக்கும் அதிசயத்தைக் கண்டு பிடித்தனர். இதுவரை பௌதிகவியலாளர்களின் கண்ணைக் குருடாக்கியிருந்த தனித்துவமான நேரம் (Absolute Time) எனும் கருதுகோள் உடை பட்டது இந்த ஆய்வின் மூலம் நிகழ்ந்த மிக முக்கியமான திருப்பு முனையாகும். இக்கண்டுபிடிப்பை நிகழ்த்திய அல்பேர்ட் மிக்கெல்சன் பின்னாளில் பௌதிகவியல் துறையில் நோபல் பரிசு பெற்ற முதலாவது அமெரிக்கராகப் புகழ் பெற்றமை குறிப்பிடத்தக்கது.

படம்: Albert Michelson

படம்: Edward Morley

இந்த புரட்சிகர பரிசோதனையை அடுத்து 1887 தொடக்கம் 1905 வரை இது போன்ற பல முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. முக்கியமாக ஹென்ட்ரிக் லோரென்ஷ் (Hendrik lorentz) எனும் டச் விஞ்ஞானி மிக்கெல்சன் – மொர்லே பரிசோதனையின் விளைவை, ஈதெரினூடாக ஒரு பொருள் (ஒளி) பயணிக்கும் போது அப்பொருள் புறப்படும் இடத்தில் தன்னுடன் தொடர்புடைய கடிகாரத்தை மெதுவாக இயங்க வைக்கிறது என விளக்க முயற்சித்தார். இந்நிலையின் தான் 1905 ஆம் ஆண்டு உலகின் தலை சிறந்த விஞ்ஞானியான ஐன்ஸ்டீன் தனது கைப்பட எழுதிய அறிவியல் குறிப்பு ஒன்று பிரதான பத்திரிகை ஒன்றில் பிரசுரமாகியிருந்தது.

படம்: மிக்கெல்சன் – மோர்லே பரிசோதனை

படம்: Hendrik lorentz

அதில் அவர் ஈதர் எனும் கண்ணுக்குத் தெரியாத ஊடகம் வெளியில் எங்கும் பரவியிருக்கிறது எனும் கருதுகோள் முற்றிலும் அவசியமற்ற ஒன்று எனக் குறிப்பிட்டிருந்தார். மேலும் ஒளியின் இயல்பையும் பொருட்களின் இயக்கத்தையும் தெளிவாக விளக்குவதற்கு தனித்துவமான நேரம் (Absolute Time) எனும் மயக்கத்தில் இருந்து ஒருவர் வெளியே வரவேண்டும் என்றும் அவர் கூறியிருந்தார். ஐன்ஸ்டீனின் இந்தக் கூற்றுக்குச் சமனான ஒரு விளக்கத்தை பிரான்ஸின் முக்கிய கணிதவியலாளரானஹென்றி பொயின்காரே (Henri Poincare) உம் சில வாரங்கள் கழித்துக் கூறியிருந்தார். ஐன்ஸ்டீனின் வாதங்கள் பொயின்காரே இன் வாதங்களை விட பௌதிகவியலுக்கு மிக நெருக்கமாக இருந்த அதேவேளை பொயின்காரே இப்பிரச்சினையைக் கணித ரீதியாக மட்டுமே விளக்கலாம் எனக் கூறியிருந்தமை இருவருக்கும் இடையேயான முக்கியமான வேறுபாடாகும். இப்புதிய தத்துவத்துக்கான முழு கௌரவமும் ஐன்ஸ்டீனுக்குச் சொந்தமானது என இன்றைய உலகம் கருதுகின்ற போதும் இவ்விளக்கத்தின் ஒரு பகுதியைக் கணித ரீதியாக விளக்கியதற்காக பொயின்காரே உம் நினைவு கூறத் தக்கவரே என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

படம்: Henri Poincare

முன்னர் நிலவிய தற்காலிக சார்புக் கொள்கையின் படி ஒன்றுடன் ஒன்று சார்பாக இயங்கும் அனைத்துப் பொருட்களுக்கும் அவை இயங்கும் வேகத்தின் வித்தியாசமும் அதை அளவிடும் பார்வையாளர்களின் இடமும் நியூட்டனின் அடிப்படை இயக்க விதிகளைப் பாதிப்பதில்லை ஆனால் பின்னர் இந்த விதிகள் மாக்ஸ்வெல்லின் கொள்கைக்கும் ஒளியின் வேகத்துக்கும் ஏற்றவறு விரிவு படுத்தப்படவோ அல்லது புதிய வடிவத்தைப் பெறுவதற்கோ நிர்ப்பந்திக்கப் பட்டன. இது குறித்து இன்னும் சற்று விரிவாக விளக்கினால் ஒளியின் வேகத்தை அளக்கும் ஒருவர் தான் எந்தளவு வேகத்தில் பயணித்தாலும் தன் சார்பாக ஒளியின் வேகம் வித்தியாசமாக இருப்பதாக அவருக்குத் தென்படுவதில்லை. இதற்குக் காரணம் ஒளியின் வேகத்தை மிஞ்சிப் பிரபஞ்சத்தில் எதுவும் பயணிப்பதில்லை எனும் சாத்தியம் இருப்பதாகும்.

ஒளியின் இயல்பு குறித்து இந்த எளிமையான விளக்கம் பொருட்களின் இயக்கம் குறித்த புதிய வடிவத்தை உடைய கணித சமன்பாட்டுக்கு நம்மை இட்டுச் செல்கின்றது. ஆம். அல்பேர்ட் ஐன்ஸ்டீனால் வெளிப்படுத்தப் பட்டு, 21 ஆம் நூற்றாண்டில் அணுசக்தியை ஆக்க பூர்வமாகவும், அழிவுக்கும் பயன்படுத்துவதற்கு வழிகோலிய பிரசித்தமான E=mc2 எனும் சமன்பாடு இதன் மூலம் பெறப்பட்டது. (E – சக்தி, m- தினிவு, c – ஒளியின் வேகம்) சக்தியையும் (Energy), திணிவையும் (Mass) தொடர்பு படுத்தும் இந்த சமன்பாட்டின் மூலமும் ஒளியை விட அதிவேகமாகப் பயணிக்கும் திணிவுடைய பொருள் உலகில் இல்லாத காரணத்தாலும் பின்வரும் விளக்கம் பெறப்படுகின்றது. அதாவது ஒரு பொருள் தனது இயக்கம் காரணமாக கொண்டிருக்கும் சக்தியானது அதன் திணிவுடன் சேர்க்கப் படும் என்பதாகும். அதாவது அப்பொருளின் இயக்க வேகம் சக்தி அதிகரிக்கும் வீதத்துடன் அதிகரிப்பது மிகக் கடினமாகும்.

படம்: ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு

இவ்விளைவு ஒளியின் வேகத்துக்கு சமீபமாகப் பயணிக்கும் பொருட்களின் இயக்கத்தில் தெளிவாக விளங்கக் கூடிய ஒன்றாகும்.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 35

பிரபஞ்சவியல் 18 ( காலமும் வெளியும் V )

*************************************************************

படம்: ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாடு

மேலும் ஒளியை விட அதிக வேகத்தில் பயணிக்கும் திணிவுடைய பொருள் அல்லது அலை பிரபஞ்சத்தில் கிடையாது எனவும் கூறியிருந்தோம். மேலும் இந்த இரு விளக்கங்களின் மூலம் ஒரு பொருளின் இயக்க வேகம் சக்தி அதிகரிக்கும் வீதத்துடன் அதிகரிப்பது மிகக் கடினம் என்றும் இவ்விளைவு ஒளியின் வேகத்துக்கு சமீபமாகப் பயணிக்கும் பொருட்களின் இயக்கத்தில் தெளிவாக விளங்கக் கூடிய ஒன்றாகும் என்றும் கூறியிருந்தோம். இதன் தொடர்ச்சி இனி…

படம்: ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமீபமாகப் பயணிக்கும் பொருள்

உதாரணமாக, ஒளியின் வேகத்தில் 10% வீத அளவுடைய வேகத்துடன் ஒரு பொருள் பயணித்தால் அப்பொருளின் திணிவு உண்மைத் திணிவின் 0.5% மடங்காக இருக்கும். இதேவேளை ஒளியின் வேகத்தில் 90% வீதப் பங்கு வேகத்துடன் ஒரு பொருள் பயணிக்க எத்தனித்தால் அதன் திணிவு உண்மைத் திணிவின் இரு மடங்கை விட சற்று அதிகமாக இருக்கும். இதன் மூலம் ஒரு பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அண்மித்தால் அதன் திணிவு உடனடியாகப் பல மடங்கு அதிகரிக்கும் என்பது தெளிவாகிறது. அதாவது ஒரு பொருள் தனது வேகத்தை ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமனாக மேலும் அதிகரிப்பதற்கு மிக மிகக் கூடிய சக்தி ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் தேவைப்படும். இறுதியாக இதில் வெளிப்படும் ஆச்சரியமான முடிவு என்னவென்றால் எந்த ஒரு திணிவுடைய பொருளும் ஒளியின் வேகத்தை அண்மிக்க முடியாது என்பதாகும்.

இதற்குக் காரணம் குறித்த பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அடைந்து விட்டால் அதன் திணிவு முடிவிலியாகி (infinite) விடும் சூழ்நிலை தோன்றுவது ஆகும். மேலும் ஐன்ஸ்டீனின் திணிவையும் சக்தியையும் தொடர்பு படுத்தும் E=mc2 எனும் சமன்பாட்டின் படி அப்பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அடைவதற்கு முடிவிலி பெறுமதியான சக்தியும் தேவைப்படுகின்றது.

படம்: முடிவிலி கணிதக் குறியீடு

இக் காரணத்தினால் ஒளியின் வேகத்தை விடக் குறைவான வேகத்தில் பயணிக்கும் எந்த ஒரு பொருளினது இயக்கமும் இன்னொன்றைச் சார்ந்து தனது வேகத்தில் வித்தியாசத்தைக் காட்டக் கூடியது என்பதுடன் இது குறித்த கணிப்புக்களை எளிதான சார்புக் கொள்கை மூலம் மேற்கொள்ள முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இன்னொரு புறத்தில் இயற்கையான திணிவைக் (Intrinsic mass) கொண்டிராத சில அலைகள் (Waves). உதாரணம் – ஒளி மற்றும் மின்காந்த அலைகள்) மாத்திரமே ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கக் கூடியன என்பதுடன் இவற்றின் இயக்கத்தை விளக்க ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை (Special Relativity) மற்றும் குவாண்டம் கொள்கை (Quantum Mechanincs) ஆகியவற்றையே பயன்படுத்த முடியும் என்பதும் குறிப்பிடத்தக்கது.

படம்: பொதுச் சார்புக் கொள்கை

படம்: ஒளி அலையின் கட்டமைப்பு

காலம் மற்றும் வெளி குறித்து நிகழ் காலத்தில் நாம் கொண்டிருக்கும் அபிப்பிராயங்கள் யாவும் தற்கால பௌதிகவியலில் மிக முக்கியமான பகுதியான சார்புக் கொள்கையினாலேயே (Relativity) பரிணாமமடைந்து வந்துள்ளன. நியூட்டனின் காலத்தில் காலம் நிலையானது (Absolute time) எனும் கொள்கை நிலவியது. இதனால் குறித்த ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்துக்குச் செலுத்தப் படும் ஒளியின் கற்றை (துடிப்பு) அது தன் பயணத்துக்கு எடுத்த நேரம் வெவ்வேறு இடங்களில் அமர்ந்து அதை நோக்கும் அனைத்து பார்வையாளர்களுக்கும் சமன் என்றே காட்டும். எனினும் அந்த ஒளி பயணம் செய்த தூரம் குறித்து இப் பார்வையாளர்களிடையே ஒருமித்த கருத்தை ஏற்படுத்தத் தவறி விடும். இதற்குக் காரணம் வெளி நிலையற்றது (Space is not absolute) எனக் கருதப் பட்டமையாகும்.

அதாவது ஒளி பயணிக்கும் வேகம், பயணம் செய்த தூரத்தை அதற்கு எடுத்த நேரத்தினால் வகுக்கும் போது கிடைக்கும் பெறுமானம் எனக் கருதினால் வெவ்வேறு இடங்களில் இருந்து ஒளியின் வேகத்தை அளக்கும் பார்வையாளர்களுக்கு அது வெவ்வேறு பெறுமானங்களையே காட்டும். மறுபுறத்தில் சார்புக் கொள்கைப் படி, இந்த அனைத்துப் பார்வையாளர்களும் ஒளி எவ்வளவு வேகமாகப் பயணிக்கின்றது என்பதில் ஒருமித்த கருத்தைக் கொண்டு வந்த போதும் அது எவ்வளவு தூரம் பயணித்தது மற்றும் அதற்கு எடுத்த நேரம் எவ்வளவு என்பதில் இசைய மறுத்துள்ளனர். இன்னும் சற்று விளக்கினால் ஒளி பயணித்த தூரம் எதுவோ அதே தான் அதற்கு எடுத்த நேரமும் என்பதை இப் பார்வையாளர்கள் ஏற்க மறுத்தனர். ஆனால் குறித்த இரு புள்ளிகளுக்கு இடையே செல்ல ஒளி செல்ல எடுத்த நேரம் அத்தூரத்தை ஒளியின் வேகத்தினால் வகுக்கக் கிடைக்கும் என்பதை ஏற்றனர்.

பௌதிகவியலில் சார்புக் கொள்கை வலுப்பெற்ற பின் நிலையான நேரம் (Absolute time) எனும் கொள்கை நீங்கியது. மேலும் இதன் அடிப்படையில் ஒளியின் வேகத்தை அளக்க உதவும் ஒவ்வொரு பார்வையாளரும் ஒரு கடிகாரத்தைப் பயன்படுத்தினால் கூட அந்த கடிகாரங்களின் இயல்பினால் அவர்களுக்குச் சமனான பெறுமானம் கிடைக்காது எனக் கூறப்படுகின்றது. இருந்த போதும் விஞ்ஞான உலகில் பொருட்களின் இயக்கம் குறித்த அளவீடுகளை மேற்கொள்வதற்கு காலத்தை அளவிடல் தூரத்தை அளவிடுவதை விட திருத்தமானது எனும் உண்மை ஒளியின் இயல்பு மற்றும் சார்புக் கொள்கையினால் உறுதிப் படுத்தப்பட்டுள்ளது.

இந்த நிதர்சனத்தினால் தான் தூரத்தை அளக்கும் அடிப்படை அலகான ஒரு மீட்டர் பின்வருமாறு வரையறை செய்யப் படுகின்றது. அதாவது ஒரு மீட்டர் என்பது 0.000000003335640952 செக்கனில் ஒளி பயணித்த தூரம் என்பதே இந்த வரைவிலக்கணம்.

படம்: 1 மீட்டர்

மேலும் சுவிட்சர்லாந்தில் அமைக்கப் பட்டுள்ள உலகில் உள்ள கடிகாரங்களிலேயே மிகத் திருத்தமானதும் அணுசக்தியால் இயங்குவதுமான சீசியம் கடிகாரத்தினால் (Cesium clock) இந்த வரைவிலக்கணம் மேற்கொள்ளப்பட்டது.

படம்: Cesium அணுக் கடிகாரம்

2004 ஆம் ஆண்டு இயங்கத் தொடங்கிய இந்த சீசியம் கடிகாரத்தில் 30 மில்லியன் வருடங்களுக்கு ஒரு தடவை தான் ஒரு செக்கன் பிழையாகும் வாய்ப்பு இருப்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 36

பிரபஞ்சவியல் 19 ( காலமும் வெளியும் VI )

*************************************************************

படம்: காலவெளி (Space-time)

சென்ற தொடரின் இறுதியில் தூரத்தை அளக்கும் அடிப்படை அலகான மீட்டர் எவ்வாறு ஒளி பயணித்த நேரத்துடன் ஒப்பிட்டு வரையறை செய்யப் பட்டுள்ளது என்பதையும் நிஜ உலகில் மிகத் திருத்தமாக நேரம் எவ்வாறு அணுச் சக்தியால் இயங்கும் சீசியம் கடிகாரத்தால் (Cesium clock) அளக்கப்பட்டு வருகின்றது என்பதையும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி…

படம்: சீசியம் அணுக்கற்றை டியூப்zu bearbeiten…

படம்: சீசியம் அணுக் கடிகாரப் பொறிமுறை

இதற்கு முன் வரலாற்றுக் காலத்தில் ஒரு மீட்டர் என்பது பாரிஸ் நகரில் வைக்கப் பட்டுள்ள ஒரு பிளாட்டினம் தகட்டில் உள்ள இரு புள்ளிகளுக்கு இடையிலான தூரம் என வரையறை செய்யப்பட்டிருந்தது.

படம்: பாரிஸ்ஸில் உள்ள ஒரு மீட்டர் பிளாட்டினம் தகடு

சார்புக் கொள்கையின் படி நாம் இப்போது தூரத்தின் அலகை நேரம் மற்றும் ஒளியின் வேகம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் வரையறை செய்வதாலும், எந்த ஒரு இடத்தில் இருந்து பார்வையாளர் நோக்கினாலும் ஒரு மீட்டர் பயணிக்க ஒளி எடுக்கும் நேரம் (0.000000003335640952 செக்கனில்) சமனாக இருக்கும் என்பதனாலும் பிரபஞ்சம் முழுதும் வெற்றிடத்தில் கூட ஈதர் எனும் ஒரு ஊடகம் நிரம்பியிருப்பதாகக் கருத வேண்டிய அவசியமில்லை என நவீன ஆய்வுகள் தெளிவாக்கியுள்ளன.

மேலும் மிக்கெல்சன் மோர்லேய் இன் பரிசோதனை முடிவுகளின் படியும் ஈதரின் பிரசன்னம் இருப்பது கண்டு பிடிக்கப் பட முடியாது எனத் தெளிவாக்கப் பட்டுள்ளது. இதற்கு முன்னர் நன்கு விருத்தி செய்யப் படாத சார்புக் கொள்கையே ஈதர் இருக்கின்றது எனும் கருதுகோளை ஏற்டுத்தியிருந்தமை குறிப்பிடத்தக்கது. நவீன சார்புக் கொள்கைகளின் படி காலம் (Time) என்பது வெளியில் (Space) இருந்து முற்றிலும் வேறுபட்ட சுதந்திரமான தனித்த ஒன்று (Absolute time) என நாம் கருதுவது தவறாகும். ஆனால் அது வெளியுடன் இணைந்து காலவெளி (Space-time) எனும் பொருளாகவே கருதப்படுகின்றது.

நமது பொதுவான அனுபவப்படி வெளியில் உள்ள குறித்த ஒரு புள்ளியின் (Point) நிலையை (Position) மூன்று இலக்கங்களால் (Numbers) அல்லது ஆயத்தொலைவுகளால் (Co-ordinates) குறிப்பிடலாம். இதை மூன்று பரிமாணங்கள் (Dimensions) எனவும் கூறலாம். உதாரணமாக ஒரு அறையின் உள்ளேயுள்ள ஒரு புள்ளியை ஒரு சுவரில் இருந்து 7 மீட்டர் தூரத்திலும், இன்னொரு சுவரில் இருந்து 5 மீட்டர் தூரத்திலும் தரையில் இருந்து 3 மீட்டர் உயரத்திலும் அமைந்துள்ளது என்று கூற முடியும். அல்லது பூமியின் தரையின் மேலே உள்ள ஒரு புள்ளியை பூமியின் நெடுங்கோடு (Latitude), மத்திய கோடு (longitude) மற்றும் கடல் மட்டத்தில் இருந்து உயரம் (Height above sea level) ஆகிய பரிமாணங்களில் குறிப்பிட முடியும். மூன்று பரிமாணங்களில் வெளியில் உள்ள பொருட்களின் நிலையை வரையறுப்பதற்கு ஓர் எல்லை உள்ளது. இதற்கு உதாரணமாக முதலில் பிரபஞ்சத்திலுள்ள சிறிய உறுப்பினர்களில் இருந்து பார்ப்போம்.

நமது பூமியின் துணைக் கோளான சந்திரனின் நிலையைக் குறிப்பதற்கு நாம் வடக்கில் இருந்து இத்தனை கிலோமீட்டர், மேற்கிலிருந்து இத்தனை கிலோமீட்டர் கடல் மட்டத்தில் இருந்து இத்தனை உயரம் என அளவிடுவதில்லை. மாறாக சூரியனில் இருந்து எத்தனை கிலோமீட்டர், ஏனைய கிரகங்களின் ஒழுக்கு வட்டத்திலிருந்து எத்தனை கிலோமீட்டர், மற்றும் சந்திரன், சூரியனை இணைக்கும் கோடு மற்றும் சூரியன்,அல்ஃபா சென்டூரி (சூரியனுக்கு அண்மையிலுள்ள நட்சத்திரம்) ஆகியவற்றை இணைக்கும் கோடு என்பன சந்திக்கும் கோணம் ஆகிய பெறுமானங்களே சந்திரனின் நிலையைப் பிரகடனப் படுத்தும் உபயோகமான பரிமாணங்கள் ஆகும். எனினும் இத்தகைய பரிமாணங்கள் கூட நமது பால்வெளி அண்டத்தில் (Milkyway galaxy) சூரியனின் நிலையையும், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஏனைய அண்டங்களின் தொகுதிகளுடன் நமது பால்வெளி அண்டத்தின் நிலையையும் வரையறுப்பதற்குப் போதுமானதல்ல. இந்த உயர் ரக நிலைகளை உறுதிப் படுத்துவதற்கே நமக்கு காலம் (Time) அல்லது காலவெளி (Space-time) எனும் 4 ஆவது பரிணாமம் தேவைப்படுகின்றது.

படம்: காலவெளி எளிய அட்டவணை

நாம் முழுப் பிரபஞ்சத்தையும் ஒன்றுடன் ஒன்று விரவியுள்ள அண்டங்களின் நிலைகளின் தொகுதியுடன் (Overlapping patches) சார்பாகவும் இத்தொகுதி ஒவ்வொன்றிலும் மூன்று பரிமாணங்களை தனித்தனியாக வகுத்து ஒரு புள்ளியின் நிலையையும் கூற முடியும்.

படம்: Overlapping patches எளிய மாதிரி

பிரபஞ்சத்தில் ஒரு நிகழ்வு என்பது வெளியில் உள்ள குறித்த ஒரு புள்ளியில் குறித்த ஒரு நேரத்தில் நடைபெறும் ஏதேனும் ஒரு மாற்றமாகும். இதனால் இந்நிகழ்வை ஒருவர் 4 பரிமாணங்களில் (4 ஆவது பரிமாணமாகக் காலம்) குறிப்பிட முடியும். இதன்போது பரிமாணங்களின் தெரிவு தன்னிச்சையானதாகும். இதில் நன்கு வரையறுக்கப் பட்ட இடம் சார்ந்த மூன்று பரிமாணங்களுடன் ஏதேனும் ஒரு கடிகாரத்தால் அளக்கப் பட்ட நேரம் நான்காவது பரிமாணமாகவும் காணப்படும். இதற்குக் காரணம் இடம் சார்ந்த இரு பரிமாணங்களுக்கு இடையே உள்ளது போல் நவீன சார்புக் கொள்கையின் படி காலத்துக்கும் வெளிக்கும் இடையிலும் நிஜமான வேறுபாடு கிடையாது என்பதாகும்.

படம்: Space-time diagram

மேலும் இதன் அடிப்படையில் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஒரு புள்ளியின் நிலையைக் குறிப்பதற்கு பயன்படுத்தப் படும் புதிய பரிமாணங்கள் குறித்த நேரத்துக்கு முன் அளக்கப்பட்ட பரிமாணங்களின் சேர்த்தியாகவும் இருக்க முடியும். உதாரணமாக பூமியில் உள்ள ஒரு புள்ளி இலண்டனில் இருந்து வடக்கே 40 Km தூரத்திலும் 50 Km மேற்கிலும் அமைந்துள்ளது என்பதை இலண்டனில் இருந்து வடகிழக்கே இத்தனை Km மற்றும் வடமேற்கே இத்தனை Km எனக் குறிப்பிட முடியும். இதே உதாரணத்தை சார்புக் கொள்கைப் படி ஒரு நபர் புதிய நேர அடிப்படையிலான பரிமாணமாக அதாவது பழைய நேரத்தின் படியும் (செக்கன்களில்) இலண்டனில் இருந்து வடக்கே ஒளி செக்கன்களிலும் (in light – seconds) கூற முடியும்

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 37

பிரபஞ்சவியல் 20 ( காலமும் வெளியும் VII )

*************************************************************

சென்ற தொடரின் இறுதியில், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஏதேனும் ஒரு புள்ளியின் நிலையைக் குறிப்பதற்கு இடம் சார்ந்த மூன்று பரிமாணங்களுடன் (Dimension) நாம் காலவெளி (Space-time) எனும் 4 ஆவது பரிணாமத்தையும் பயன்படுத்த முடியும் எனக் கூறியிருந்ததுடன் அதற்கான சில உதாரணங்களையும் பார்த்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி..

பிரபஞ்சத்தில் ஏதேனும் ஒரு இடத்திலுள்ள புள்ளியை (Point) அல்லது நிகழ்வை (Event) குறிப்பதற்கு நாம் காலவெளி உட்பட 4 பரிமாணங்களைப் பயன்படுத்துவது உபயோகமானது. எனினும் நடைமுறையில் 4 பரிமாணங்கள் உடைய வெளியை கற்பனை செய்வது கூடக் கடினமானது. சில வானியலாளர்களின் சொந்த அனுபவப் படி 3 பரிமாணங்கள் உடைய வெளியை நினைப்பது கூட முடியாத ஒன்றாகவே இருக்கின்றது. இதனால் இரு பரிமாணங்களிலான ஒரு புள்ளியை அல்லது வெளியைக் குறிக்கும் வரைபடங்களை வரைவதே கணிதத்தில் இலகுவானது. இதற்கு உதாரணமாக பூமியின் மேற்பரப்பிலுள்ள ஒரு புள்ளியைக் கூறலாம். இப்புள்ளியைக் குறிப்பதற்கு அட்சரேகை (latitude), மற்றும் தீர்க்கரேகை (longitude) எனும் இரு பரிமாணங்கள் போதுமானது.

இக் காரணத்தாலும், நவீன சார்புக் கொள்கைப் படி இடம் சார்ந்த பரிமாணங்களுக்கு இணையாக காலவெளி (Space-time) ஐயும் வரைபடங்களில் பயன்படுத்த முடியும் எனும் வசதி இருப்பதனாலும் வரைபடம் 1 உருவாக்கப் பட்டுள்ளது. இவ்வரைபடத்தில் கிடையாக (Horizontally) இடம் சார்ந்த ஒரு பரிமாணமும் செங்குத்தாக காலவெளியும், மொத்தம் இரு பரிமாணங்களே பயன்படுத்தப் பட்டுள்ளது. அவசியமற்ற காரணத்தால் மிச்சமுள்ள இடம் சார்ந்த இரு பரிமாணங்களும் இங்கு அளவீட்டுக்காக எடுத்துக் கொள்ளப் படவில்லை.

படம்: வரைபடம் 1

அடுத்த உதாரணமாக வரைபடம் 2 ஐ நோக்குவோம். இவ்வரைபடத்தில் நமது சூரிய குடும்பத்துக்கு மிக அண்மையில் பால்வெளி அண்டத்தில் அமைந்துள்ள நட்சத்திரமான அல்ஃபா சென்டூரி (Alpha Centauri) சூரியனிடம் இருந்து எவ்வளவு தூரத்தில் உள்ளது எனக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இவ்வரைபடத்தில் காலம் செங்குத்து அச்சில் கீழிருந்து மேலாக வருடங்களிலும் சூரியனுக்கும் அல்பா சென்டூரிக்குமான தூரம் கிடை அச்சில் இடமிருந்து வலமாக மைல்களிலும் குறிப்பிடப் பட்டுள்ளது. செங்குத்து அச்சில் இவ்விரு புள்ளிகளையும் இணைக்கும் இரு சமாந்தர நிலைக்குத்துக் கோடுகளும் காலவெளிப் பாதைகளாகும். சூரியனில் இருந்து புறப்படும் ஒளி அல்ஃபா சென்டூரியைச் சென்றடைய பயணம் செய்யும் காலவெளிப் பாதை இவ்விரு கோடுகளையும் இணைக்கும் மூலை விட்டத்தால் (Diagonal) குறிப்பிடப் படுகின்றது. இதன் பெறுமானம் 4 வருடங்கள் எனக் கணிக்கப் பட்டுள்ளது.

படம்: அல்ஃபா சென்டூரி

படம்: வரைபடம் 2

நாம் ஏற்கனவே கூறியிருந்த படி ஒளி எந்த ஒரு பொருளில் இருந்து புறப்பட்ட போதும் அதன் வேகம் குறித்த பொருளின் வேகத்தால் பாதிப்படைவதில்லை (மாறிலி) என்பது மாக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளால் எதிர்வுகூறப்பட்ட முடிவாகும். இம்முடிவு சில திருத்தமான அளவீடுகள் மூலமும் உறுதிப் படுத்தப் பட்டுள்ளது.

படம்: மாக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள்

அதாவது வெளியில் உள்ள குறித்த ஒரு புள்ளியில் இருந்து குறித்த ஒரு நேரத்தில் வெளியிடப்படும் ஒரு ஒளித் துடிப்பானது காலத்துடன் சேர்ந்து மிக வேகமாகக் கோள (Sphere) வடிவில் எல்லாத் திசைகளிலும் சமச்சீராக விரிவடைந்து கொண்டே செல்லும். விரிவடையும் இந்த ஒளிக்கோளத்தின் அளவும் இடமும் அது வெளியிடப்படும் மூலப் பொருளின் வேகத்துடன் தொடர்பற்ற சுதந்திரமான ஒரு செயற்பாடாகும். மேலும் சில வினைத்திறன் மிக்க பரிசோதனைகளின் படி ஒரு செக்கனின் ஒரு மில்லியனில் ஒரு பங்கு கழிந்த பின் இந்த ஒளித் துடிப்பு 300 மீட்டர் ஆரையுடைய கோளமாகவும் செக்கனில் மில்லியனில் இரு பங்கு கழிந்த பின் இக்கோளம் 600 மீட்டர் ஆரையுடைய கோளமாகவும் ஆகி விடும் எனக் கணிக்கப் பட்டுள்ளது. மேலும் இதன் விரிவாக்கம் இப்படியே தொடரும்.

ஒளியின் இந்த இயல்பை இயற்கையில் அவதானிக்கக் கூடிய இலகுவான ஒரு செயற்பாட்டின் மூலம் விஞ்ஞானிகள் விளக்குகின்றனர். அதாவது தெளிந்த ஒரு நீரோடையில் கல் ஒன்றை வீசினால் அதில் ஏற்படும் வட்ட வடிவான குமிழிகள் (Ripples) ஒவ்வொரு செக்கனுக்கும் சமச்சீராக பெரிதாகிக் கொண்டே வரும். இந்த அவதானிப்பை காலவெளி இரு பரிமாண வரைபடத்தில் அளவிட்டால் துடிப்பில் இருந்து விரிவடைந்து வரும் குமிழிகள் ஒரு கூம்பு (Cone) வடிவத்தில் பெரிதாகிக் கொண்டே வருவதைக் காண முடியும். உதாரணத்துக்கு வரைபடம் 3 ஐ அவதானிக்க.

படம்: தெளிந்த நீரோடையில் எழும் குமிழிகள்

படம்: வரைபடம் 3

இதே வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தி பிரபஞ்சத்தில் நடைபெறும் ஒரு நிகழ்வின் நிலையை நாம் பிரகடனப்படுத்த முடியும். விளக்கமாகச் சொன்னால் பிரபஞ்சத்தில் நடைபெற்ற ஒரு குறித்த நிகழ்வின் பின்னர் மூன்று பரிமாணங்களிலும் பரவிக் கொண்டிருக்கும் ஒளியின் கூம்பை 4 ஆவது பரிமாணமான காலவெளியையும் உள்ளடக்கிய வரைபடத்தில் விளக்க முடியும். அதாவது இடம் சார்ந்த இரு பரிமாணங்களைக் கிடை அச்சிலும் காலவெளியினை செங்குத்து அச்சிலும் கணிக்கக் கூடிய விதத்தில் முப்பரிமாண வரைபடமாக இதை அமைத்து அந்த நிகழ்வின் நிலையைக் குறிப்பிட முடியும். இதன் போது நமக்குக் கிடைக்கும் ஒளிக் கூம்பு குறித்த நிகழ்வின் எதிர்காலத்தை கணிப்பதற்காக ஆகும்.. அதாவது நம்மால் எப்போது அந்த நிகழ்வைப் பார்க்க முடியும் என இது தெரியப் படுத்தும்.

இதே போன்று இந்த நிகழ்வின் கடந்த காலம் அதாவது தற்போது நாம் பார்த்துக் கொண்டிருக்கும் நிகழ்வு குறித்த இடத்தில் எப்போது நிகழ்ந்தது எனக் கணிப்பதற்கு அவசியமான ஒளிக் கூம்பையும் நாம் வரைய முடியும். இவ்விரு ஒளிக் கூம்புகளும் செங்குத்தான கால அச்சில் இரு கூம்புகளைக் கவிழ்த்து வைத்ததைப் போன்ற அமைப்பைத் தரும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

படம்: காலவெளிக்கூம்பு (எதிர்காலமும், இறந்தகாலமும்)

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 38

பிரபஞ்சவியல் 21 ( காலமும் வெளியும் VIII )

*************************************************************

சென்ற தொடரின் இறுதியில் பிரபஞ்சத்தில் நடைபெறும் ஏதேனும் ஒரு நிகழ்வின் கடந்த கால மற்றும் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புகளை எவ்வாறு காலவெளி வரைபடத்தில் கொண்டு வர முடியும் எனவும் இவ்விரு கூம்புகளும் ஒன்றுக்கொன்று நேர் எதிராக அமையும் என்றும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி..

பிரபஞ்சத்தில் குறிப்பிட்ட ஓரிடத்தில் நடக்கும் P எனும் ஒரு நிகழ்வின் கடந்த கால மற்றும் எதிர்கால ஒளிக்கூம்புகள் அதனுடன் தொடர்புடைய காலவெளியை (space-time) மூன்று பிரதேசங்களாகப் பிரிக்கின்றன. (வரைபடம் – 1) முதலாவது பிரதேசமாக இந்நிகழ்வின் மிகத் திருத்தமான எதிர்காலம் P இன் எதிர்காலக் கூம்பின் (future light cone) உள்ளே அமையும். இந்த எதிர்காலக் கூம்பே நிகழ்வு P இல் இடம்பெறும் நிகழ்வினால் பெரும்பாலும் பாதிக்கப் படக்கூடிய அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியாகும். P இன் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புக்கு வெளியே நிகழும் நிகழ்வுகள் P இல் இருந்து வரும் சமிக்ஞைகளை உள்வாங்க முடியாது. இதற்குக் காரணம் ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிக்கக் கூடிய பதார்த்தம் இல்லை என்பதனால் ஆகும்.

இரண்டாவது பிரதேசமாக P என்ற நிகழ்வின் மிகத் திருத்தமான கடந்த காலம் P இன் கடந்த கால ஒளிக்கூம்பின் உள்ளே அமையும். அதாவது இந்த கடந்த கால ஒளிக் கூம்பே P இலுள்ள நிகழ்வை அடைவதற்கு ஏற்ற விதத்தில் ஒளியின் வேகத்தில் அல்லது அதற்குக் குறைந்த வேகத்தில் சமிக்ஞைகளை (signals) அனுப்பும் அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியாகும். இன்னொரு விதமாகக் கூறினால் P இல் நடைபெறும் நிகழ்வைப் பாதிக்கும் அனைத்து நிகழ்வுகளின் தொகுதியே கடந்த கால ஒளிக் கூம்பாகும். (past light cone)

படம்: வரைபடம் 1

P இன் கடந்த காலக் கூம்பின் உள்ளே குறிப்பிட்ட ஒரு நேரத்தில் அதற்கு இணையான பிரதேசத்தில் நடைபெறும் நிகழ்வை ஒருவர் அறிந்திருந்தால், அவரால் P இல் என்ன நடைபெறும் என்பதை முன்கூட்டியே கணிக்க முடியும். எஞ்சிய மூன்றாவது பிரதேசம் (elsewhere) ஆனது P இல் நிகழும் நிகழ்வின் கடந்தகால மற்றும் எதிர்கால கூம்புகளுக்கு வெளியே உள்ள காலவெளியாகும். இப்பிரதேசத்தில் நடைபெறும் நிகழ்வுகள் P இல் நடைபெறும் நிகழ்வு அல்லது நிகழ்வுகளைப் பாதிக்கவோ அல்லது அவற்றால் பாதிப்படையவோ முடியாதவையாகும்.

இதற்கு உதாரணமாக, இந்தக் கணத்தில் சூரியன் பிரகாசிப்பதை நிறுத்திக் கொண்டது என எடுத்துக் கொள்வோம். இச்செயல் பூமியில் வசிக்கும் நம்மை அதே கணத்தில் உடனடியாகப் பாதிக்கப் போவதில்லை. ஏனெனில் சூரியன் அணைந்த அக்கணத்தில் பூமியானது அந்நிகழ்வின் எதிர்கால ஒளிக் கூம்புக்கு வெளியே அதாவது எஞ்சிய பிரதேசத்தில் அமைந்திருக்கும். (வரைபடம் – 2) சூரியன் அணைந்ததை பூமியில் உள்ள நாம் 8 நிமிடங்கள் கழித்தே உணர முடியும். இதற்குக் காரணம் அங்கிருந்து பூமிக்கு ஒளி பயணிக்க 8 நிமிடங்கள் எடுப்பதனால் ஆகும். கணித அடிப்படையில் கூறினால் சூரியன் அணைந்ததனால் ஏற்பட்ட நிகழ்வின் எதிர்காலக் கூம்பை பூமியில் நமது கண்களில் இருந்து புறப்படும் ஒளி (காலவெளி நிகழ்வு) சந்திக்கும் புள்ளியில் நேரம் 8 நிமிடங்கள் ஆகும்.

(வரைபடம் 2 இல் சூரியன் மரணித்த போது என்ற உவமை கையாளப் பட்டுள்ளது..)

படம்: வரைபடம் 2

உதாரணத்துக்கு எடுத்துக் கொண்ட இந்நிகழ்வைப் போன்றதே பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் அனைத்து மாற்றங்களும். அதாவது மிக மிக அதிகத் தொலைவில் பிரபஞ்சத்தில் இந்தக் கணத்தில் என்ன நடக்கின்றது என யாராலும் வரையறை செய்ய முடியாது. அதாவது தற்போது நாம் கண்டு கொண்டிருக்கும் மிக அதிகத் தொலைவில் உள்ள அண்டங்களின் (Galaxies) ஒளி அவற்றில் இருந்து புறப்பட்டு மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டன. இதை விட அதிர வைக்கும் தகவல் என்னவென்றால் மிகுந்த உயர் வலுவுடைய விண் தொலைக் காட்டிகளினால் கூட இன்று வானியலாளர்களால் அவதானிக்கப் பட்ட பிரபஞ்சத்தின் கூறுகளிலேயே மிக அதிகத் தொலைவில் உள்ள பொருள் அல்லது நிகழ்வின் நாம் இப்போது பார்க்கும் ஒளியானது புறப்பட்டு 13.14 பில்லியன் ஒளி வருடங்கள் ஆகி விட்டது என்பதாகும். மனிதனின் உயர்ந்த பட்ச பார்வைத் திறனுடன் அதாவது விண் தொலைக் காட்டிகள் மூலம் அவதானிக்கப் படக்கூடிய பிரபஞ்சமே இவ்வளவு பெரிதென்றால் இதற்கப்பால் அதன் பிரம்மாண்டத்தின் தூரமும் காலமும் எவ்வளவு இருக்கும் எனும் கேள்வி எழுவது சகஜம். இதனால் இப்போது நாம் அவதானித்துக் கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சம் அதன் பழைய வடிவமே என்பதும் தெளிவாகின்றது.

படம்: பூமியில் இருந்து மிகத் தொலைவிலுள்ள பொருள்

1905 ஆம் ஆண்டு ஐன்ஸ்டீனும் (Einstein) பொயின்காரேயும் (Poincare) இணைந்து பிரபஞ்ச நிகழ்வுகளைக் குறிப்பதற்கான காலவெளி வரைபடங்களை சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையை (Special Relativity) பயன்படுத்திக் கட்டமைத்தனர். இதன் போது அவர்கள் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கத்தைப் புறக்கணித்ததுடன் ஒளியின் வேகம் ஒவ்வொரு நிகழ்விலும் அவை பரப்பும் ஒவ்வொரு காலவெளிக் கூம்புகளின் திசைகளிலும் சமன் என்ற வெளிப்படையையும் கையாண்டனர். ஓளியின் இவ்வியல்பு காரணமாக இந்த அனைத்து நிகழ்வுகளின் ஒளிக் கூம்புகளையும் தனித்தனியே அடையாளங் காண முடியும் எனவும் அவையாவும் குறித்த ஒரு திசையை நோக்கி இருக்கும் எனவும் அவர்கள் கண்டு பிடித்தனர். சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை ஒளியை விட வேகமான பொருள் பிரபஞ்சத்தில் இல்லை எனவும் கூறுவதனால் காலவெளியில் பயணிக்கும் எந்த ஒரு பொருளினதும் பயணப் பாதையினை ஒளிக்கூம்புக்கு உள்ளே நிகழ்காலத்தை இணைக்கும் ஒரு குறுக்குக் கோட்டினால் (line) குறிப்பிட முடியும் எனவும் இக்கோட்டில் அப்பயணப் பாதையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு நிகழ்வையும் ஒரு புள்ளியினால் காட்ட முடியும் எனவும் அவர்கள் விளக்கினர்.

படம்: அவதானிக்கத் தக்க பிரபஞ்சம்

மிக்கெல்சன் – மோர்லே பரிசோதனையில் நிரூபிக்கப் பட்ட ஒளியின் இயல்பு குறித்த உண்மை (ஒளியின் வேகம் இன்னொரு பொருள் அல்லது பார்வையாளர் சார்பாக மாறிலி) சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையால் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் வெற்றிகரமாக கையாளப்பட்டது. இக்கொள்கை இன்னொரு படி மேலே போய் ஒரு பொருள் ஒளியின் வேகத்தை அண்மித்தால் என்ன நடக்கும் என்பதையும் விளக்கியது. எனினும் இக்கொள்கை நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையுடன் உடன்பட மறுத்தது. நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதிப்படி எந்த இரு பொருட்களுக்கும் இடையே ஒரு ஈர்ப்பு விசை இருக்கும் என்பதுடன் இந்த ஈர்ப்பு விசை அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தில் தங்கியிருக்கும் எனக் கூறப்படுகின்றது.

இதன் அடிப்படையில் நாம் ஒரு பொருளை அசைத்தால் அருகிலுள்ள மற்றைய பொருளுக்கான ஈர்ப்பு விசை கணப்பொழுதில் மாறி விட வேண்டும். இன்னொரு விதத்தில் சொன்னால் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கங்கள் முடிவிலி வேகத்தில் இருக்க வேண்டும். ஆனால் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கைப் படி இவ்வேகம் ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமனாக அல்லது அதை விடக் குறைவாகவே இருக்க முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

இப்பிரச்சினையைத் தீர்க்கக் கூடிய புதிய ஒரு ஈர்ப்புக் கொள்கையை உருவாக்குவதற்காக ஐன்ஸ்டீன் 1908 தொடக்கம் 1914 வரை செய்த பல முயற்சிகள் தோல்வியில் முடிந்தன. எனினும் சளைக்காது தனது சிந்தனையைப் பயன்படுத்திய இவர் 1915 ஆம் ஆண்டு மும்மொழிந்ததுதான நவீன பௌதிகவியலுக்கு மிக முக்கியமான கொள்கையாக இன்று கருதப் படும் பொதுச் சார்புக் கொள்கையாகும்.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 39

பிரபஞ்சவியல் 22 ( காலமும் வெளியும் IX )

*************************************************************

கடந்த தொடரில் ஒளியின் இயல்பு கொண்டு பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் நிகழ்வுகள் குறித்து கணிப்பிட எவ்வாறு ஐன்ஸ்டீனின் சிறப்புச் சார்புக் கொள்கை உதவியது என்றும் எனினும் நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையுடன் இது உடன்பட மறுத்ததால் பௌதிகவியலுக்கு தனித்துவமான இன்னொரு கொள்கை தேவைப்பட்டது. என்றும் கூறியிருந்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி…

படம்: அல்பேர்ட் ஐன்ஸ்டீன்

ஈர்ப்பு விசை (Gravity) ஒளி (Light), காலம் (Time), காலவெளி (Space-Time) ஆகியவை குறித்துத் தெளிவாக விளங்கிக் கொள்ள 1915 ஆம் ஆண்டு ஐன்ஸ்டீன் மும்மொழிந்தது தான் பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General Theory of Relativity) ஆகும். இக்கொள்கை மூலம் ஐன்ஸ்டீன் ஈர்ப்பு விசையானது ஏனைய விசைகளைப் போன்று தொழிற்படுவது அல்ல என்றும் முன்னர் அவ்வாறு கருதப் பட்டதற்குக் காரணம் கால-வெளி (Space-Time) ஆனது தட்டையானது (Flat) என நம்பப் பட்டதால் தான் என்றும் கூறியுள்ளார்.

ஈர்ப்பு விசை (Gravity) ஒளி (Light), காலம் (Time), காலவெளி (Space-Time) ஆகியவை குறித்துத் தெளிவாக விளங்கிக் கொள்ள 1915 ஆம் ஆண்டு ஐன்ஸ்டீன் மும்மொழிந்தது தான் பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General Theory of Relativity) ஆகும். இக்கொள்கை மூலம் ஐன்ஸ்டீன் ஈர்ப்பு விசையானது ஏனைய விசைகளைப் போன்று தொழிற்படுவது அல்ல என்றும் முன்னர் அவ்வாறு கருதப் பட்டதற்குக் காரணம் கால-வெளி (Space-Time) ஆனது தட்டையானது (Flat) என நம்பப் பட்டதால் தான் என்றும் கூறியுள்ளார்.

{ காலவெளி (Space-Time) எனப்படுவது பிரபஞ்சத்தில் நடக்கும் அனைத்துப் பௌதிக நிகழ்வுகளையும் (Physical events) உள்ளடக்கும் விதத்தில் 3 பரிமானங்களிலான (Dimensions) வெளியையும் இன்னொரு தனித்த ஒரேயொரு பரிமானத்திலான காலத்தையும் இணைத்து உருவாக்கப் படும் கணிதரீதியான 4 பரிமான ஆயத் திட்டமாகும். (coordinate system) – (காலவெளிக் கூம்புகள் குறித்து முன்னைய தொடரில் விளக்கப் பட்டிருந்தது) }

உண்மையில் ஈர்ப்பு விசையானது, தன்னுள்ளே இருந்து வழங்கப் படும் திணிவு மற்றும் சக்தியின் கூட்டு இயல்பினால் வளைந்திருக்கும் (curved or warped) காலவெளியின் பிரதிபலனாகும். பூமி போன்ற பொருட்கள் ஈர்ப்பு விசை எனப்படும் விசையினால் வளைந்த ஒழுக்கில் (Orbit) பயணிக்கும் படி உந்தப் படுவதில்லை.பதிலாக அவை உண்மையில் வளைந்திருக்கும் கால-வெளியில் தமக்குக் கிட்டே உள்ள ஒரு பொருளை நோக்கி நேர்ப்பாதையில் (Geodesic) தான் பயணிக்கின்றன அல்லது ஈர்க்கப் படுகின்றன. (இது நியூட்டனின் முதலாவது ஈர்ப்பு விதியைத் திருப்திப் படுத்துகின்றது எனினும் ஒளி போன்ற மின்காந்த அலைகளுக்குப் பொருந்தாது) வளைந்த வெளிக்குள்ளே இரு அருகிலுள்ள பொருட்களுக்கு அல்லது புள்ளிகளுக்கு இடையேயான குறுகிய அல்லது நீண்ட நேரடிப் பாதையே Geodesic என அழைக்கப் படுகின்றது. இது தமிழில் கோள மேற்பரப்புக்குரிய பாதை எனப் பொருள்படுகின்றது.

படம் -1

Geodesic பற்றி விளங்கிக் கொள்ளப் பின்வரும் உதாரணத்தைப் பார்ப்போம். பூமியின் மேற்பரப்பானது இரு பரிமானங்களிலான வளைந்த வெளியாகும். இம்மேற்பரப்பில் இரு புள்ளிகளை இணைக்கும் மிகக் குறுகிய நேரடிப் பாதையான Geodesic, பெருவட்டம் (Great Circle) எனப்படுகின்றது. (படம் 1) இனி இதன் ஒரு பயன்பாட்டை நோக்குவோம். பூமியின் மேற்பரப்பில் வெவ்வேறு நாடுகளில் அமைந்திருக்கும் இரு விமான நிலையங்களுக்கிடையே பறக்கும் விமானத்தின் பயணக்கருவி (Navigator) தான் புறப்பட்ட இடத்திலிருந்து செல்ல வேண்டிய விமான நிலையத்துக்கான மிக அண்மித்த பாதையை Geodesic மூலமாகவே தீர்மானித்து ஒவ்வொரு கணமும் விமானிக்கு அறிவுறுத்துகின்றது.

பொதுச் சார்புக் கொள்கைப் படி 4 பரிமான கால-வெளி (Space-Time) வரைபில் பொருட்கள் நேர்கோட்டிலேயே பயணிக்கின்றன. இருந்த போதும் அவை முப்பரிமான வெளியில் (Space) வளைந்த பாதையில் (curved paths) பயணிப்பது போலவே எப்போதும் தென்படுகின்றன. இதனை இந்த உதாரணத்தின் மூலமும் விளங்கிக் கொள்ள முடியும்.

வானத்தில் பறக்கும் விமானமொன்றின் நிழலை ஒரு மலைப்பாங்கான தரை மேற்பரப்பில் அவதானிக்கும் போது விமானம் வானில் முப்பரிமான வெளியில் நேர்கோட்டில் பறந்த போதும் அதன் நிழல் இரு பரிமாணத் தரையில் வளைவான பாதையையே பின்பற்றிச் செல்லுவதை இனங் காணலாம். இதைப் போன்றதே பூமி சூரியனைச் சுற்றி வரும் விதமும். பூமியானது சூரியனை நோக்கி 4 பரிமான கால-வெளியில் நேர்ப் பாதையிலேயே பயணிக்கும் போதும் சூரியனின் திணிவு அதனைச் சுற்றியுள்ள காலவெளியை வளைப்பதனால் முப்பரிமாண வெளியில் பூமி வட்டப் பாதையில் செல்வது போன்ற தோற்றத்தை ஏற்படுத்தி விடுகின்றது. பொதுச்சார்புக் கொள்கையின் இந்த விளக்க அடிப்படையில் கணிக்கப் பட்ட கோள்களின் (Planets) ஒழுக்கும் (Orbits) நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கைப்படி கணிக்கப் பட்ட கோள்களின் ஒழுக்கும் மிகச் சிறிய வித்தியாசத்துடன் சரியாகப் பொருந்தியது குறிப்பிடத்தக்கது.

படம்: புதனின் ஒழுக்கு

ஆனாலும் கோள்களின் ஒழுக்கைக் கணிப்பதிலும் விளங்கப் படுத்துவதிலும் நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கையை விட பொதுச்சார்புக் கொள்கை மிகத் திருத்தமானது என்பது பல ஆண்டுகளாக நிலவிய புதன் கிரகத்தின் ஒழுக்கு பற்றிய மர்ம முடிச்சை 20 ஆம் நூற்றாண்டில் பொதுச் சார்புக் கொள்கை அவிழ்த்ததன் மூலம் நிரூபணமானது. சூரியனுக்கு மிக அண்மைய கோளான புதன் ஏனைய கிரகங்களை விட அதிகளவு ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கத்துக்கு உட்படுவதுடன் சூரிய குடும்பத்தில் உள்ள மற்றைய கோள்களின் ஒழுக்கை விட அதன் ஒழுக்கு மிகை நீள்வட்டமாகும் (very elliptical). மேலும் இந்த நீள்வட்ட ஒழுக்கின் மிக நீண்ட அச்சானது (axis) ஒவ்வொரு 10 000 வருடங்களுக்கும் ஒருமுறை சூரியனை ஒரு டிகிரி (degree) சுற்றுகிறது என்றும் இந்த மிகச் சிறிய அசைவு 1915 ஆண்டுக்கு முன்னரே அனுமானிக்கப் பட்டு ஏன் எனப் புரியப் படாமலும் இருந்தது.

ஆனால் 1915 ஆண்டு பொதுச் சார்புக் கொள்கை இக்குழப்பத்தைத் தெளிவுபடுத்தி இது இவ்வாறு தான் இருக்க முடியும் என உறுதிபடக் கூறியதன் மூலம் அதன் கொள்கை சரியானது என நிரூபிக்கப் பட முதல் சான்றாக அது மாறியது. அண்மைய வருடங்களில் புதன் மட்டுமன்றி ஏனைய கோள்களின் ஒழுக்கில் ஏற்படும் மிகச் சிறிய விலக்குகள் (deviations) கூட நியூட்டனின் ஈர்ப்புக் கொள்கைப்படி ரேடார் (radar) மூலம் அளக்கப் பட்டு பொதுச் சார்புக் கொள்கை அடிப்படையில் எதிர்வுகூறப்பட்ட முடிவுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டு இரண்டுமே சரியென ஏற்றுக் கொள்ளப் பட்டுள்ளன.

படம்: ஒளியின் பாதையில் ஈர்ப்பு விசையின் தாக்கம்

ஒளி அலைகள் (Light rays) கூட கால-வெளியில் Geodesics இனைப் பின்பற்ற வேண்டும். எனினும் உண்மையில் வெளியானது வளைந்திருக்கின்றது என்பது சிறப்புச் சார்புக் கொள்கையால் (Special Relativity) நிரூபிக்கப் பட்ட ஒன்றாகும். அப்படியெனில் வளைந்திருக்கும் வெளியில் ஒளியானது நேர் கோட்டில் பயணிக்க முடியாது என்பது வெளிப்படை. எனவே ஒளி எவ்வாறு பயணிக்கின்றது என்ற கேள்வி எழும். இதனை பொதுச் சார்புக் கொள்கை (General theory of Relativity) இவ்வாறு தெளிவு படுத்துகின்றது. ஒளி வெளியில் நேர்கோட்டில் தான் பயணிக்கின்றது. ஆனால் அது பயணிக்கும் பாதையில் உள்ள ஈர்ப்புப் புலத்தால் அதன் திசை மாற்றப் படுகின்றது அல்லது வளைக்கப் படுகின்றது.

படம் -2

இதனால் சூரியனுக்கு அண்மையில் உள்ள ஒளிக்கூம்புகள் (Light cones) கூட அதன் திணிவினால் (ஈர்ப்பினால்) உட்புறம் நோக்கி சிறிது திருப்பப் படுகின்றன. உதாரணமாக விண்ணில் மிகத் தூரத்தில் அமைந்துள்ள நட்சத்திரம் ஒன்றின் ஒளி சூரியனுக்கு அருகே கடந்து பூமியில் உள்ள நம் கண்களை வந்தடைய வேண்டும் என எடுத்துக் கொள்வோம். இதன்போது இந்த நட்சத்திரத்தின் ஒளி சூரியனின் திணிவினால் சிறிது முறிவடைந்து (deflection) அதன் கோணம் மாறுவதால் பூமியில் உள்ள நம் கண்களுக்கு அது வானத்தில் வேறு ஒரு திசையில் இருப்பது போலத் தென்படும். (படம் 2). பூமி நிலையாக இல்லாமல் சூரியனைச் சுற்றி வருவதால் குறித்த நட்சத்திரத்தின் ஒளி எப்போதும் சூரியனைக் கடந்து வர வேண்டிய நிலமை ஏற்படாது. எனினும் அதன் உண்மையான இருப்பு இதுதானா அல்லது அதன் ஒளி சூரியனால் திசை திருப்பப் பட்டதா என்பதை கணிப்பது கடினமாகும்.

இதேவேளை பூமி சூரியனைச் சுற்றி வந்து கொண்டிருப்பதால் வானில் வெவ்வேறு இடங்களிலுள்ள நட்சத்திரங்கள் வெவ்வேறு சமயத்தில் தமது ஒளி சூரியனைக் கடந்து செல்ல வேண்டிய நிலமை ஏற்படுவதுடன் அவை பூமியில் உள்ள பார்வையாளனுக்கு எப்போதும் தமது இருப்பை மாற்றிக் கொண்டிருப்பது போல் தென்படும். இந்த விளைவை வெறும் கண்களாலோ அல்லது தொலைக் காட்டியாலோ கண்காணிப்பது மிகக் கடினமான காரியமாகும்.

*************************************************************

நட்சத்திரப் பயணங்கள் 40

பிரபஞ்சத்தின் கூறுகளின் பருமன் ஒப்பீடு ( புதிய பகுதி )

*************************************************************

மனித இனத்தின் அறிவுத் தேடலில் இப்பிரபஞ்சத்தின் மிகச் சிறிய கூறுக்களான அணுக்களில் (Atoms) இருந்து மிகப்பெரிய அண்டங்கள் (Galaxies) வரை இரு துறைகளும் முக்கியமாக உள்ளடக்கப் பட்டுள்ளன.

இன்றைய நவீன யுகத்தில் நாம் அணுக்களில் மேலும் பிரிக்க முடியாத அதாவது மிகச் சிறியதன் (கரு, புரோட்டன் மற்றும் இலத்திரன்கள்) இருப்பை அறிந்துள்ளோம்.

ஆனால் நம் கண் பார்வைக்குத் தெரிந்த பூமியின் தரையில் உள்ள ஒரு பூங்காவில் இருந்து நவீன விண்தொலைக் காட்டிகளால் அவதானிக்கப் படக்கூடிய மிகப் பெரிய வெளியான (Observable Universe) அண்டங்களின் கூட்டு (clusters of galaxies) வரை அமைந்துள்ள ஒவ்வொரு விண் பொருட்களினதும் பருமன் ஒப்பீடு எத்தகையது என கேள்விப் பட்டிருக்க மாட்டோம்.

நட்சத்திரப் பயணங்களின் இன்றைய புதிய பகுதியில் இந்த ஒப்பீடை நாம் 13 படங்களின் ஊடாக விளக்கவுள்ளோம். ஒவ்வொரு படமும் முன்னைய படத்தினை விட 100 மடங்கு பரப்பளவு உருப்பெருக்கம் உடையவை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

படம் 1 :16 மீட்டர் (52 அடி) விட்டமுடைய ஒரு பூங்காவில் மனிதன் ஒருவன் அமர்ந்திருக்கும் இந்தப் படம் தெளிவாக எமது பார்வை வீச்சத்துக்கு உட்பட்டது.

படம் 2 :முன்னையதை விட 100 மடங்கு பரப்பளவு உருப்பெருக்கிய இந்தப் படம் 1.60Km (1 mile) விட்டமுடையது. USGS எனப்படும் அமெரிக்க புவியியற் திணைக்களத்தால் எடுக்கப் பட்ட இப்படத்தில் முந்தைய படத்தில் காட்டப் பட்டுள்ள எமது கண் பார்வைக்குட்பட்ட மரங்கள் சிறிய பாதை மற்றும் மனிதன் ஆகியோர் மறைந்து விட்டாலும் நம் அன்றாட வாழ்வில் பரிச்சயமான கல்லூரி வளாகம், வீடுகள், பாதைகள் என்பன தெளிவாகத் தெரிகின்றன. மேலும் இந்த ஒரு மைல் தூரத்தினை நாம் சில வேளைகளில் நடந்தே சென்றிருப்போம் என்பது முக்கியமானது.

படம் 3 :சுமார் 160Km விட்டமுடைய இந்த புகைப்படம் நாசாவின் அகச்சிவப்புப் புகைப் படக் கருவியால் (Nasa infrared photograph) எடுக்கப் பட்டது. இதில் எமது கண் பார்வைக்கு உட்பட்ட பகுதிகளும், பல்கலைக் கழக வளாகம் வீதிகள் என்பன மறைந்து விட்டன. எனினும் புவியியற் கூறுகளான நதிப் படுக்கைகள், மலைத்தொடர்கள், ஏரிகள் பள்ளத்தாக்குகள் என்பன தென்படுகின்றன.

படம் 4 :எமது கண்பார்வை வீச்சுக்கு உட்பட்ட பூங்காவில் (16 மீட்டர் விட்டம்) இருந்து சுமார் 1 மில்லியன் மடங்கு பெரிதாக பூமி அமைந்துள்ளது. (12 756 Km விட்டம்) நமது பூவி மேற்பரப்பில் வளி மண்டலத்தின் தடிப்பு வெறும் சில நூறு கிலோ மீட்டர்கள் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

படம் 5 :படம் 4 ஐ விட 100 மடங்கு உருப்பெருக்கம் செய்யப் பட்ட இப்படத்தில் நமது பூமியும் அதன் துணைக் கோளான சந்திரனும் சிறு புள்ளிகளாகக் காணப் படுகின்றன. இந்தப் படத்தின் விட்டம் 1 600 000 Km ஆகும். பூமியின் விட்டத்தின் 1/4 பங்கு சந்திரனின் விட்டம் என்பதுடன் பூமியில் இருந்து 380 000 Km தூரத்தில் அது பூமியைச் சுற்றி வருகின்றது.

படம் 6 :படம் 5 ஐ விட 100 மடங்கு பெரிய இந்தப் படத்தில் முன்னர் காட்டப் பட்ட பூமியும் சந்திரனும் ஒரு சிறு புள்ளிக்குள் அடங்கி விடுவதுடன் சூரிய குடும்பத்தில் அதற்கு அண்மையாகச் சுற்றி வரும் வெள்ளியும், புதனும் உள்ளே வந்து விடுகின்றன. இதன் விட்டம் (1.6 * 10 இன் வலு 8) Km ஆகும் இப்போது நாம் AU (Astronomical Unit) எனப் படும் புதிய அலகைப் பாவிப்போம். (1AU = சூரியனுக்கும் பூமிக்கும் இடையேயான சராசரித் தூரம் அல்லது 1.5 * 10 இன் வலு 11 m ஆகும்.) சூரியனுக்கும் புதனுக்குமான தூரம் 0.39 AU மற்றும் சூரியனுக்கும் வெள்ளிக்குமான தூரம் 0.7 AU உம் ஆகும்.

படம் 7 :நமது பார்வை வீச்சத்துக்கு உட்பட்ட பூங்காவான படம் 1 ஐ விட 6 மடங்கு அதாவது ஒரு டிரில்லியன் மடங்கு (10 இன் வலு 12 மடங்கு) பெரிது நமது முழு சூரிய குடும்பமும் ஆகும். இதில் நாம் முன்னர் பார்த்த சூரியனுக்கு அருகிலுள்ள கோள்களான புதன்,வெள்ளி மற்றும் பூமி,சந்திரன் என்பன மையத்தில் சிறு புள்ளியில் அடங்கி விடுகின்றன. இவற்றுக்கு அப்பால் 1.5 AU தூரத்தில் செவ்வாய் அமைந்துள்ளது. சூரியனிலிருந்து பூமிக்கு ஒளி வர 8 நிமிடங்களும் ஆனால் சூரியனில் இருந்து மிகத் தொலைவிலுள்ள நெப்டியூனுக்கு ஒளி சென்று சேர 4 மணித்தியாலங்களும் எடுப்பதாகவும் கணிப்பிடப் பட்டுள்ளது.

படம் 8 :சூரிய குடும்பத்தை உள்ளடக்கிய முன்னைய படத்தை இன்னமும் 100 மடங்கு பெரிதாக்கினால் தெரிவது வெறும் சூரியனே ஆகும். இதன் விட்டம் 11 000 AU என்பதுடன் பிரபஞ்சத்தில் பில்லியனுக்கும் அதிகமான நட்சத்திரங்கள் இருப்பினும் அவற்றில் ஒன்று கூட இப் புகைப் படத்தில் வரவில்லை. இதற்குக் காரணம் அவை சூரியனை விட இன்னமும் மிகத் தூரத்தில் அதாவது பல ஒளியாண்டுகள் (ஒளி ஒரு வருடத்துக்குப் பயணிக்கும் தூரம் 10 இன் வலு 13 Km அல்லது 63 000 AU ஆகும்) தொலைவில் அமைந்திருப்பதனால் ஆகும். நமது சூரியனில் இருந்து மிக அருகில் உள்ள நட்சத்திரமான Proxima Centaury கூட 4.2 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் உள்ளமை குறிப்பிடத்தக்கது. இது நமது அடுத்த புகைப்படத்தில் உள்ளடக்கப் படுகின்றது.

படம் 9 :படம் 8 ஐ விட 100 மடங்கு பெரிய இப்புகைப் படத்தில் சூரியன் காட்டப் படுவதன் நோக்கம் அதன் நிலையைக் குறிப்பதற்கேயாகும். மேலும் இதிலும் சூரியன் மையமாகக் கொண்டே கணிக்கப் பட்டுள்ளது. இப்புகைப் படத்தின் விட்டம் 17 Ly ஒளி வருடங்கள் (1 மில்லியன் AU ஐ விட அதிகம்) இதில் Proxima Centauri உட்பட சூரியனுக்கு அண்மையில் உள்ள சில நட்சத்திரங்கள் காட்டப் படுகின்றன. இப்படத்தில் நட்சத்திரங்களின் பருமன் (தடிப்பம்) அவற்றின் நிஜமான அளவை அல்லாது பிரகாசத்தையே குறிக்கின்றன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

படம் 10 :படம் 9 ஐ விட 100 மடங்கு பெரிய இப்புகைப்படம் உருவகப் படுத்தப் பட்ட ஒன்றாகும். சுமார் 1700 Ly ஒளி வருடங்கள் விட்டமுடைய இப்படத்தில் சூரியனுடன் அதன் அருகிலுள்ள நட்சத்திரங்கள் மறைந்து விட மெல்லிய குழுக்களைச் சேர்ந்த ஆயிரக் கணக்கான ஏனைய நட்சத்திரங்கள் காணப் படுகின்றன. இவற்றுக்கிடையே Clouds எனப் படும் மெல்லிய வாயுப் படைகள் உள்ளன. இவ்வாயுப் படலம் நமது பார்வைக்குத் தெரியாதது என்பதுடன் பூமியில் உள்ள மிகச்சிறந்த வெற்றிடத்தை விட மெல்லியவை எனவும் கூறப்படுகின்றது. இது போன்ற ஒரு Cloud இல் இருந்தே 5 பில்லியன் வருடங்களுக்கு முன்னர் நமது சூரியன் தோன்றியது எனவும் கூறப்படுகின்றது.

படம் 11 :படம் 10 ஐ விட 100 மடங்கு பெரியது நமது சூரியன் உட்பட 100 பில்லியன் நட்சத்திரங்களைக் கொண்டுள்ள பால்வெளி அண்டமாகும் (Milkyway Galaxy). இதன் விட்டம் 75 000 Ly ஒளி வருடங்கள் ஆகும். நமது சூரியன் இதனுடன் ஒப்பிடுகையில் மிக மிகச் சிறிது என்ற போதும் அதன் நிலை பால்வெளி அண்டத்தின் மத்தியில் இருந்து 2/3 பங்கு தூரத்தில் அதன் சுருளில் அமைந்துள்ளது எனக் கணிக்கப் பட்டுள்ளது. அண்டம் எனப் படுவது (Galaxies) நட்சத்திரங்கள், வாயுப் படை மற்றும் தூசுகள் இணைந்த மிகப் பெரிய முகில் அல்லது இவற்றின் மொத்த ஈர்ப்பு விசையின் மையம் ஆகும். இவை 1500 தொடக்கம் 300 000 Ly விட்டங்களைக் கொண்டிருக்கும் என்பதுடன் வடிவமும் வேறுபடும்.

படம் 12 :பால்வெளி அண்டத்தின் பருமனை விட 100 மடங்கு பெரிய 17 மில்லியன் Ly விட்டம் கொண்ட வெளியைக் கருதினால் அதில் நமது அண்டம் மிகச் சிறிய புள்ளியாக ஏனைய அண்டங்களின் கூட்டில் (Cluster) இன்னும் சில அண்டங்களுடன் அமைந்து இருக்கும். தற்போது வானியலாளர்களை மர்மத்தில் ஆழ்த்தி வரும் விடயங்களில் ஒன்று அண்டங்களில் பல சுருள் வடிவிலும், சில ஏனைய வடிவங்களிலும் இன்னும் சில சிதைவடைந்தும் காணப் படுவது ஏன் என்பதாகும்.

படம் 13:

அதியுயர்ந்த தொலைக் காட்டிகளுக்குக் கூட எட்டாத பிரபஞ்சத்தின் இறுதி உருவக வடிவம் இதுவாகும். இதில் தெரியும் மிகப் பெரிய வலையமைப்பு (Network) இல் அடங்கியிருப்பது அண்டங்களின் கூட்டு (Clusters), சூப்பர் கிளஸ்டர்ஸ் (Super Clusters), மற்றும் கிளஸ்டர்க்ளின் கூட்டு (Clusters of Clusters) ஆகியவை ஆகும். இவற்றின் எல்லைகள்(edge), சுவர்கள் (wall), இழைகள் (Filaments), சுழியங்கள் (Voids) என்பன இணைந்து கிட்டத்தட்ட அனைத்து பில்லியன் கணக்கான அண்டங்களினதும் வெற்றிட வெளியாகவும் இவை விளங்கும். இவற்றின் கட்டமைப்புக்களை அறிய முற்படும் போது நாம் மனித அறிவின் முதல் நிலையில் இருப்போம் என வானியலாளர்கள் கூறுகின்றனர்.

இதேவேளை இந்த பில்லியன் கணக்கான அண்டங்கள் அவற்றுக்கு உள்ளே பில்லியன் கணக்கான நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கிரகங்களில் பூமிக்கு ஒப்பாக உயிர்வாழ்க்கையோ அல்லது மனிதனுக்கு ஒப்பான அறிவுடைய உயிரினமோ இருப்பதற்கான வாய்ப்பு நிச்சயம் இருக்கலாம் எனவும் ஆனால் இவற்றை உறுதி பட அறிவது மிகச் சிரமம் எனவும் அறிவியலாளர்கள் கூறி வருகின்றனர்.

ttps://form.jotform.co/3360566569887

சூரிய குடும்பம்

சூரியன் மற்றும் சூரியனைச் சுற்றியுள்ள பொருட்களை நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ கொண்டிருக்கும் ஈர்ப்பு விசை, மிகப்பெரிய எட்டு கிரகங்கள் ஆகும், மீதமுள்ள குள்ள கிரகங்கள் மற்றும் சிறிய பொருட்கள் சூரியனைச் சுற்றியுள்ள பொருள்களின் சிறிய சூரிய மண்டலங்கள் மறைமுகமாக, நிலவுகள், இரண்டு பெரிய கிரகங்களை விட பெரியவை, மெர்குரி.

நான்கு சிறிய உட்புற கிரகங்கள்,

• புதன்
• வீனஸ்
• பூமி
• செவ்வாய்

நான்கு வெளிப்புறம் அல்லது பெரிய கிரகங்கள்,

• வியாழன்
• சனி
• யுரேனஸ்
• நெப்டியூன்

சூரிய மண்டலத்தில் சிறிய பொருட்கள்,

செவ்வாய் மற்றும் வியாழன் ஆகியவற்றின் சுற்றுவட்டங்களுக்கு இடையில் அமைந்துள்ள விண்கல் பெல்ட், பெரும்பாலும் புவி கோளங்கள், பாறை மற்றும் உலோகம் போன்ற பொருள்களைக் கொண்டுள்ளது.

ட்வர்ப் கிரகங்கள்,

• புளூட்டோ
• எரிஸ்

சூரிய வளிமண்டலம், சூரியனிலிருந்து வெளியேறும் சார்பு துகள்கள் ஒரு ஸ்ட்ரீம், ஹீலியோஸ்பியர் என அழைக்கப்படும் விண்மீன் ஊடகத்தில் ஒரு குமிழி போன்ற பகுதியில் உருவாக்குகிறது.

தூரம் மற்றும் ஸ்கேல்ஸ்

பூமியில் இருந்து சூரியனுக்கு தூரத்தில் 1 வானியல் அலகு (150,000,000 கிமீ) அல்லது AU ஆகும். ஒப்பிடுகையில், சூரியனின் ஆரம் 0.0047 AU (700,000 கிமீ) ஆகும். பூமியின் வட்டப்பாதையின் அளவு ஆரம் கொண்ட ஒரு கோளத்தின் அளவின் 0.00001% (10-5%) சூரியனைப் பெறுகிறது, அதேசமயத்தில் பூமியின் அளவானது சூரியனின் தோராயமாக ஒரு மில்லியனுக்கும் (10-6) ஆகும். சூரியனைவிட மிகப்பெரிய கிரகமானது வியாழன் 5.2 வானியல் அலகுகள் (780,000,000 கிமீ) மற்றும் 71,000 கிமீ (0.00047 ஏயூ) ஆரம் உள்ளது, அதே நேரத்தில் மிக தொலைவில் உள்ள கிரகமான நெப்டியூன் சூரியனை 30 AU (4.5 × 109 கிமீ) ஆகும்.

உருவாக்கம் மற்றும் பரிணாமம்

• சூரிய மண்டலம் ஒரு பெரிய மூலக்கூறு மேகம் உள்ள ஒரு பகுதியில் ஈர்ப்பு பொறி இருந்து 4.568 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு உருவாக்கப்பட்டது. இந்த ஆரம்ப மேகம் பல ஒளி ஆண்டுகள் முழுவதும் அநேகமாக பல நட்சத்திரங்களைத் துரத்தியது.
• மூலக்கூறு மேகங்களைப் போலவே, இது ஹைட்டினுடனும், சில ஹீலியுடனும், முந்தைய தலைமுறை நட்சத்திரங்களால் உருவான சிறிய கனமான எடையும் கொண்டது. சூரிய மண்டலமாக இருக்கும் மண்டலம், முன் சூரிய நெபுலா என அழைக்கப்படுவது.
• சூரிய ஒளியின் ஆரம்பத்தில் நூற்றுக்கணக்கான ப்ரோடோபிளானெட்ஸ் இருந்திருக்கலாம், ஆனால் அவை ஒன்றுசேர்ந்து அல்லது அழிக்கப்பட்டன, அவை கிரகங்கள், குள்ள கிரகங்கள் மற்றும் சிறிய உடல்களின் மீது விட்டுச் செல்லப்பட்டன.

சன் (பிரபல நட்சத்திரம்)

சூரியன் சோலார் சிஸ்டம் நட்சத்திரம் மற்றும் இதுவரை அதன் மிகப்பெரிய பாகமாக உள்ளது. அதன் பெரிய வெகுஜன (332,900 பூமி வெகுஜனங்கள்), இது சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள அனைத்து வெகுஜனங்களுடனும் 99.86 சதவிகிதத்தை உள்ளடக்கியுள்ளது, ஹைட்ரஜன் அணுக்கரு ஹைட்ரஜனை ஹைட்ரஜன் அணுக்கரு இணைப்பதைத் தக்கவைத்து அதன் முக்கிய மையத்தில் வெப்பநிலை மற்றும் அடர்த்தி அதிகரிக்கிறது. இது ஒரு மகத்தான அளவிலான ஆற்றலை வெளியீடு செய்கிறது, இது மின்காந்த கதிர்வீச்சு வெளிச்சத்தில் வெளிப்படும் போது பெரும்பாலும் விண்வெளியில் வெளிப்படுகிறது.

உள் சூரிய குடும்பம்

உள்ளார்ந்த சூரிய குடும்பம் என்பது மண்டலக் கிரகங்கள் மற்றும் உடுக்கோள் பெல்ட்டை உள்ளடக்கிய பகுதியாகும். முக்கியமாக சிலிக்கேட் மற்றும் உலோகங்களைப் பொருத்தினால், உள் சூரிய குடும்பத்தின் பொருள்கள் சூரியனுக்கு அருகில் உள்ளன; இந்த முழுப் பகுதியின் ஆரம் வியாழன் மற்றும் சனி கிரகங்களுக்கிடையேயுள்ள தூரத்தை விட குறைவானதாகும். இந்த மண்டலம் உறைபனிக்குள்ளேயே உள்ளது, இது 5 AU (சுமார் 700 மில்லியன் கி.மீ) சூரியனை விட குறைவாக உள்ளது.

உள் கிரகங்கள்

• நான்கு நிலப்பரப்பு அல்லது உள் கிரகங்கள் அடர்த்தியான, பாறைக் கலவையானவை, சில அல்லது ஏராளமான நிலவுகள் மற்றும் வளையங்கள் இல்லை.
• அவை பெரிதும் பயனற்ற கனிமங்களைக் கொண்டுள்ளன, சிலிக்கேட்டுகள், அவை அவற்றின் மேலோட்டங்கள் மற்றும் பூச்சிகள் மற்றும் இரும்பு, நிக்கல் போன்ற உலோகங்களை உருவாக்குகின்றன.
• நான்கு உள் கிரகங்களில் மூன்று (வனஸ், புவி மற்றும் செவ்வாய்) ஆகியவை வளிமண்டலங்களை வானிலை உருவாக்க போதுமானதாக இருக்கும்; எல்லாமே எரிபொருட்களாலும், எரிமலைகளாலும் எரிமலைகளாலும் உட்செலுத்துகின்றன.
• உள் கிரகம் என்பது தாழ்வான கோளப்பாதையுடன் குழப்பப்படக்கூடாது, அது பூமியை விட சூரியனைக் குறிக்கும் (அதாவது மெர்குரி மற்றும் வீனஸ்) கிரகங்களை குறிக்கிறது.

புதன்

• புதன் (சூரியனிலிருந்து 0.4 ஏயூ) சூரியனுக்கு மிக நெருக்கமான கிரகமும், சூரிய குடும்பத்தின் மிகச் சிறிய கிரகமும் (0.055 பூமியின் வெகுஜன) ஆகும்.
• மெர்குரிக்கு இயற்கையான செயற்கைக்கோள்கள் கிடையாது; அதன் தாக்கத்தினால் பாதிக்கப்படுபவை, அதன் வரலாற்றில் முதன்முதலாக சுருக்கத்தை ஏற்படுத்தியிருக்கும், அதன் புவியியல் அம்சங்கள், அம்புகள் அல்லது ரூபாய்கள் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும்.
• மெர்குரியின் மிக மெல்லிய வளிமண்டலத்தில் சூரிய ஒளியினால் அதன் மேற்பரப்பு அலைகள் வெடித்துள்ளன. அதன் ஒப்பீட்டளவில் மிகப்பெரிய இரும்பு கோர் மற்றும் மெல்லிய மூடகம் இதுவரை விளக்கப்படவில்லை.

வீனஸ்

• வீனஸ் (சூரியனிலிருந்து 0.7 ஏயூ) பூமிக்கு மிக அருகில் உள்ளது (0.815 பூமி வெகுஜன) மற்றும் பூமியைப் போன்றது, ஒரு இரும்பு கோர், ஒரு கணிசமான சூழ்நிலை மற்றும் உள் புவியியல் செயல்பாடுகளின் ஆதாரங்களைக் கொண்ட தடிமனான சிலிக்கேட் உள்ளது.
• இது பூமியை விட மிகவும் வறண்டு, அதன் வளிமண்டலம் தொன்மையான தொண்ணூறு முறை ஆகும். வீனஸ் இயற்கையான செயற்கைக்கோள்கள் இல்லை. வளிமண்டலத்தில் உள்ள கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களின் அளவு அதிகமாக இருப்பதால், இது மிக அதிக வெப்பமான கிரகம் ஆகும், இது 400 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையுடன் (752 ° F) உள்ளது.
• தற்போதைய புவியியல் நடவடிக்கைகளின் உறுதியான சான்றுகள் வீனஸ் மீது கண்டறியப்படவில்லை, ஆனால் அதன் கணிசமான வளிமண்டலத்தை குறைப்பதை தடுக்கக்கூடிய எந்த காந்த புலத்தையும் அது கொண்டிருக்கவில்லை, அதன் வளிமண்டல எரிமலை வெடிப்புகளால் நிரப்பப்பட வேண்டும் என்று அது அறிவுறுத்துகிறது.

பூமி

• பூமி (சூரியனிலிருந்து 1 ஏயூ) என்பது உள் கிரகங்களின் மிகப்பெரிய மற்றும் அடர்த்தியாகும், தற்போதைய புவியியல் செயற்பாடுகளைக் கொண்டிருக்கும் ஒரே ஒரு இடம், மற்றும் உயிர்கள் இருப்பதாக அறியப்படும் ஒரே இடம்.
• அதன் திரவ நீர்நிலையானது நிலப்பரப்பு கிரகங்களில் தனித்துவமானது, மேலும் இது பிளேட் டெக்டோனிக்ஸைக் கண்டறிந்த ஒரே கிரகம் ஆகும்.
• புவியின் வளிமண்டலம் மற்ற கிரகங்களிலிருந்து முற்றிலும் மாறுபட்டது, 21% இலவச ஆக்ஸிஜனைக் கட்டுப்படுத்த வாழ்வின் முன்னிலையில் மாற்றியமைக்கப்பட்டது. இது ஒரு இயற்கை செயற்கைக்கோள், சந்திரன், சூரிய மண்டலத்தில் ஒரு கிரக கிரகத்தின் ஒரே பெரிய செயற்கைக்கோள் ஆகும்.

செவ்வாய்

• செவ்வாய் (சூரியனின் 1.5 ஏயூ) பூமி மற்றும் வீனஸ் (0.107 பூமி வெகுஜனங்கள்) விட சிறியது. இது 6.1 மில்லிபார்ஸ் (பூமியின் 0.6%) மேற்பரப்பு அழுத்தம் கொண்ட கார்பன் டை ஆக்சைடின் வளிமண்டலத்தில் உள்ளது.
• அதன் மேற்பரப்பு, ஒலிம்பஸ் மோன்ஸ் போன்ற பரந்த எரிமலைகளாலும், வால்ஸ் மரைனரைஸ் போன்ற வீழ்ச்சியுற்ற பள்ளத்தாக்கிகளாலும், 2 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு வரை நிலவிய புவியியல் செயல்பாடுகளைக் காட்டுகிறது.
• அதன் சிவப்பு நிறம் அதன் மண்ணில் இரும்பு ஆக்ஸைடு (துரு) இருந்து வருகிறது. செவ்வாய் இரண்டு சிறிய இயற்கை செயற்கைக்கோள்களை (டிமிமோஸ் மற்றும் ஃபோபோஸ்) கைப்பற்றப்பட்ட எரிமலைகளாகக் கருதி அல்லது செவ்வாயின் வரலாற்றில் மிகப்பெரிய தாக்கத்தினால் குப்பைகள் வெளியேற்றப்பட்டதாகக் கருதப்படுகிறது.

அஸ்டெராய்டு பெல்ட்

மிகப்பெரிய, சீரிஸ் தவிர விண்கற்கள் சிறு சூரிய மண்டல அமைப்புகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, அவை முக்கியமாக பலவீனமான பாறை மற்றும் உலோக தாதுப்பொருட்கள் கொண்டவை, சில பனிப்பகுதிகள் கொண்டவை. அவை சில மீட்டர் முதல் கிலோமீட்டர் வரை வரம்பில் உள்ளன. ஒரு மீட்டரைக் காட்டிலும் சிறிய அளவிலான ஆஸ்டியோயிட்கள் வழக்கமாக மெட்டீரோயிட்கள் மற்றும் நுண்ணோட்டோரோராய்டுகள் (தானிய அளவுருக்கள்) என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இவை வேறுபட்ட, சற்றே தன்னிச்சையான வரையறைகள்.

வெளிப்புற சூரிய மண்டலம்

சூரிய குடும்பத்தின் வெளிப்புற மண்டலம் மாபெரும் கிரகங்கள் மற்றும் அவற்றின் பெரிய நிலப்பகுதிகளில் உள்ளது. இந்த பிராந்தியத்தில் செண்டர்கள் மற்றும் பல குறுகிய கால வால் நட்சத்திரங்கள் சுற்றுப்பாதையில் உள்ளன. சூரியனின் மிக அதிக தூரம் காரணமாக, வெளிப்புற சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள திடமான பொருட்கள், சூரிய மண்டலத்தை விட நீர், அம்மோனியா மற்றும் மீத்தேன் போன்ற அதிகமான வேகத்தடைகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஏனெனில் குறைந்த வெப்பநிலை இந்த கலவைகள் திடமாக இருக்க அனுமதிக்கின்றன.

வெளிப்புற பிளானட்

நான்கு வெளிப்புற கிரகங்கள், அல்லது பெரிய கிரகங்கள் (சில நேரங்களில் ஜோவியர் கிரகங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன), சன் சுற்றுப்பாதையில் அறியப்பட்ட 99% வெகுஜன கூட்டாக ஒருங்கிணைக்கின்றன. வியாழன் மற்றும் சனி ஆகியவை பூமியின் பரப்பளவை விட 400 மடங்கு அதிகமாகும், மேலும் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் மிக அதிகமாக உள்ளன; யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூன் ஆகியவை மிகவும் குறைவான (<20 புவி வெகுஜனங்கள் ஒவ்வொன்றும்) மிகவும் குறைவானவை. இந்த காரணங்களுக்காக, சில வானியல் அவர்கள் சொந்த வகை, “பனி ராட்சதர்கள்” சேர்ந்தவை பரிந்துரைக்கும். நான்கு பெரிய இராட்சத கிரகங்களில் மோதிரங்கள் உள்ளன, இருப்பினும் சாட்டர்ரின் வளையம் மட்டுமே பூமியில் இருந்து எளிதாகக் காணப்படுகிறது. பூமியின் சுற்றுப்பாதைக்கு வெளியே கிரகங்கள் இருப்பதை விட உயர்ந்த கிரகம் என்ற சொல்லானது வெளிப்புற கிரகங்கள் மற்றும் செவ்வாய் இரண்டையும் கொண்டுள்ளது.

வியாழன்

• வியாழன் (5.2 ஏயூ), 318 பூமியின் வெகுஜனங்களில், அனைத்து மற்ற கிரகங்களின் வெகுஜனங்களின் 2.5 மடங்கு ஆகும். இது பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியத்தை உருவாக்குகிறது.
• வியாழனின் வலுவான உள் வெப்பம் அதன் வளிமண்டலத்தில் அரை நிரந்தர அம்சங்களை உருவாக்குகிறது, அதாவது மேகம் பட்டைகள் மற்றும் கிரேட் ரெட் ஸ்பாட் போன்றவை. வியாழன் 69 அறியப்பட்ட செயற்கைக்கோள்கள் உள்ளன.
• நான்கு மிகப்பெரிய, கானிமெடி, கால்ஸ்டோ, ஐஓ மற்றும் யூரோபா, எரிமலை மற்றும் உள் வெப்பம் போன்ற புவி கோளங்களுக்கு ஒற்றுமைகளைக் காட்டுகின்றன. சூரிய குடும்பத்தின் மிகப்பெரிய செயற்கைகோணமான கன்னிமேடி மெர்குரினை விட பெரியது.

சனி

• சூரியன் (9.5 ஏயூ), அதன் விரிவான வளைய முறைமை மூலம் வேறுபடுகின்றது, அதன் வளிமண்டல அமைப்பு மற்றும் காந்தநெல்லம் போன்ற வியாழனுக்கு பல ஒற்றுமைகள் உள்ளன.
• சனி சூப்பரானது 60% வியாழன் அளவைக் கொண்டிருந்தாலும், அது 95 மில்லியனுக்கும் அதிகமான அளவில் பாரியளவு மூன்றாவது விடயம் ஆகும். சனிக்கிழமையே சூரியனை விட சூரியனைக் காட்டிலும் குறைவான அடர்த்தி கொண்டது.
• சனியின் வளையங்கள் சிறிய பனி மற்றும் ராக் துகள்கள் கொண்டவை. சனிக்கிழமையில் பெரும்பான்மையான பனிப்பகுதிகளில் 62 செயற்கைகோள்கள் உள்ளன.
• இவற்றில் இரண்டு, டைட்டான் மற்றும் எஸ்சலடஸ், புவியியல் செயல்பாடுகளின் அறிகுறிகளைக் காட்டுகின்றன. டைட்டான், சூரிய குடும்பத்தில் இரண்டாவது பெரிய நிலவு, மெர்குரி விட பெரியது மற்றும் கணிசமான சூழலை கொண்ட சூரிய குடும்பத்தில் ஒரே செயற்கைக்கோள்.

யுரேனஸ்

• யுரேனஸ் (19.2 ஏயூ), 14 பூமியின் வெகுஜனங்களில், வெளிப்புற கிரகங்களின் லேசானதாகும். கிரகங்களில் தனித்தனி, அதன் பக்கத்திலுள்ள சூரியனை சுற்றிவருகிறது; அதன் அச்சு சாய்வு கிரகணத்திற்கு தொண்ணூறு டிகிரி ஆகும்.
• இது மற்ற பெரிய கிரகங்களைக் காட்டிலும் மிகக் குளிர்ச்சியான கோளமாக உள்ளது மற்றும் மிக சிறிய வெப்பத்தை விண்வெளியில் கதிர்வீச்சு செய்கிறது. யுரேனஸில் 27 அறியப்பட்ட செயற்கைக்கோள்கள் உள்ளன, டைட்டானியா, ஓபெரோன், அம்பிரியேல், ஏரியல், மிராண்டா ஆகியவை மிகப்பெரியவை.

நெப்டியூன்

• நெப்டியூன் (30.1 ஏயூ), யுரேனஸைவிட சற்றே சிறியது என்றாலும், மிகப்பெரியது (17 புவிக்கு சமமானதாகும்), எனவே அதிக அடர்த்தியானது.
• அது அதிக உள் அகலத்தை வெளியேற்றும், ஆனால் வியாழன் அல்லது சனி போன்றது அல்ல. நெப்டியூனுக்கு 14 அறியப்பட்ட செயற்கைக்கோள்கள் உள்ளன. மிகப்பெரிய, ட்ரிட்டன், புவியியல்ரீதியாக செயலில் உள்ளது, திரவ நைட்ரஜனின் geysers உடன்.
• டிரேடான் என்பது ஒரு வில்லையான சுற்றுப்பாதையில் ஒரே பெரிய செயற்கைக்கோள் ஆகும். நெப்டியூன் அதன் சுற்றுப்பாதையில் பல சிறிய கிரகங்களுடனும் சேர்ந்து நெப்டியூன் ட்ரோஜான்கள் எனப் பெயரிடப்பட்டுள்ளது, அவை 1: 1 அதிர்வுடன் உள்ளன.

விண்மீன் குழுக்கள்

• செண்டர்கள் பனிக்கட்டி வால் நட்சத்திரம் போன்றவை, அதன் சுற்றுப்பாதைகள் வியாழன் (5.5 ஏயூ) மற்றும் நெப்டியூன் (30 ஏயூ) விட குறைவான அரை பெரிய அச்சுகள் உள்ளன.
• மிகப்பெரிய அறியப்பட்ட சென்டர், 10199 சார்க்லோ, சுமார் 250 கிமீ விட்டம் கொண்டிருக்கிறது. 2060 சிரோன் என்னும் முதல் நூற்றாண்டு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, காமத் (95P) என வகைப்படுத்தப்பட்டது, ஏனென்றால் சூரியனை அணுகுகையில் வால்மீன்கள் போலவே கோமாவும் உருவாகிறது.

வால்மீன்கள்

• வால் நட்சத்திரம் சிறிய சோலார் சிஸ்டம் உடல்கள், பொதுவாக சில கிலோமீட்டர் தொலைவில் உள்ளது, இது பெரும்பாலும் கொந்தளிப்பான அமிலங்கள் கொண்டதாகும்.
• அவர்கள் மிகவும் விசித்திரமான சுற்றுப்பாதைகளைக் கொண்டுள்ளனர், பொதுவாக உள் மண்டலங்களின் சுற்றுப்பாதையில் உள்ள ஒரு perihelion மற்றும் புளூட்டோவுக்கு அப்பால் ஒரு அப்பல்லியன்.
• ஒரு வால்மீன் உள் சூரிய மண்டலத்தில் நுழையும் போது, ​​சூரியன் அதன் அருகாமையும் அதன் உச்சகட்ட மேற்பரப்புக்கு தூண்டுதலாகவும் அயனியாடாகவும் ஏற்படுகிறது, இதனால் கோமாவை உருவாக்குகிறது: நீண்ட கால வால் வாயு மற்றும் நிர்வாணக் கண்களால் காணக்கூடிய தூசி.

டிரான்ஸ் நெப்டியூன் பிராந்தியம்

நெப்டியூன் சுற்றுப்பகுதிக்கு அப்பால் “டிரான் நெப்டியூன் பிராந்தியத்தின்” பகுதி உள்ளது, கோளாறு வடிவ குயிபேர் பெல்ட், புளூட்டோ மற்றும் பல குள்ள கிரகங்கள், மற்றும் சிதறடிக்கப்பட்ட பொருள்களின் மேல்விரிவான வட்டு, சூரியக் குடும்பம் மற்றும் குய்பெர் பெல்ட்டை விட மிக அதிகமாக செல்கிறது. முழுப் பகுதியும் இன்னும் அறியப்படவில்லை. பல ஆயிரம் சிறிய உலகங்களை உள்ளடக்கியதாக இது தோன்றுகிறது. மிகப்பெரிய விட்டம் பூமியின் ஐந்தில் ஒரு பகுதியும், சந்திரன் மற்றும் பனிப்பொழிவு ஆகியவற்றில் முக்கியமாக சந்திரனை விடவும் சிறியது. இந்த மண்டலம் சில நேரங்களில் “சூரிய மண்டலத்தின் மூன்றாவது பகுதி” என விவரிக்கப்படுகிறது, உள் மற்றும் வெளிப்புற சூரிய மண்டலத்தை இணைக்கிறது.

குபியேர் பிளானட்

குயெர்பெர் பெல்ட் என்பது சிறுகோள் தோற்றத்தை ஒத்த ஒரு பெரிய வளையம் ஆகும், ஆனால் முக்கியமாக பனிப்பகுதிகளில் உருவாகும் பொருள்களாகும். இது சூரியனின் 30 முதல் 50 AU வரை நீட்டிக்கப்படுகிறது. டஜன் கணக்கான குள்ள கிரகங்கள் இருந்து எதையும் கொண்டிருக்கக்கூட இருப்பதாகக் கூறப்பட்டாலும், முக்கியமாக சிறு சூரிய மண்டல அமைப்புகளால் இது அமைக்கப்பட்டிருக்கிறது. குவாவார், வருணா மற்றும் ஓர்கஸ் போன்ற பெரிய குயிபேர் பெல்ட் பொருள்களில் பெரும்பாலானவை குள்ள கிரகங்களை மேலும் தரவுகளுடன் நிரூபிக்கக்கூடும். 50 கி.மீ க்கும் அதிகமான விட்டம் கொண்ட 100,000 க்கும் மேற்பட்ட குயிப்பர் பெல்ட் பொருள்கள் இருப்பதாக மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, ஆனால் குயெர்பெர் பெல்ட்டின் மொத்த வெகுஜனமானது பத்து அல்லது நூறு புல்லின் பரப்பளவு கொண்டதாக கருதப்படுகிறது.

ப்ளூட்டோ மற்றும் சரோன்

க்யூபெர் பெல்ட்டில் குள்ள கிரகம் புளூட்டோ (39 ஏயூ சராசரி) மிகப்பெரிய அறியப்பட்ட பொருள் ஆகும். 1930 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டபோது, ​​இது ஒன்பதாவது கிரகமாக கருதப்பட்டது; இது 2006 ஆம் ஆண்டில் கிரகத்தின் ஒரு முறையான வரையறை தத்தெடுப்புடன் மாற்றப்பட்டது. புளூட்டோ கிரகத்தின் சுற்றுப்பாதையில் 17 டிகிரி செல்சியஸ் சுற்றளவில் உள்ளது, மேலும் சூரியன் சூரியனைச் சுற்றிலும் 29.7 AU (நெப்டியூன் சுற்றுப்பாதையில் உள்ள) இருந்து ஏப்பிரல் 49.5 ஏயூ வரை இருக்கும். ப்ளூட்டோ நெப்டியூனுடன் ஒரு 3: 2 எதிரொலியைக் கொண்டிருக்கிறது, இதன் பொருள் புளுட்டோ ஒவ்வொரு மூன்று நெப்டியூன் சுற்றுப்பாதையின்கீழ் இரண்டு முறை சூரியனை சுற்றும். இந்த அதிர்வுகளை பகிர்ந்து கொண்ட குயிப்பர் பெல்ட் பொருள்கள் புளுட்டோன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

புளூட்டோவின் நிலவுகளில் மிகப் பெரியதாக இருக்கும் சரோன், சில நேரங்களில் புளூட்டோவுடன் ஒரு பைனரி முறையின் ஒரு பகுதியாக விவரிக்கப்படுகிறது, இரண்டு சடலங்கள் அவற்றின் மேற்பரப்புகளுக்கு மேலே ஈர்ப்பு விசையினால் (அதாவது “ஒருவருக்கொருவர் சுற்றுப்பாதையில்” தோன்றுகின்றன). சரோன் அப்பால், நான்கு மிக சிறிய நிலவுகள், ஸ்டைக்ஸ், நிக்சஸ், கெர்பரோஸ், மற்றும் ஹைட்ரா, அமைப்புக்குள்ளான சுற்றுப்பாதை.

எரிஸ்

ஈரிஸ் (68 ஏயூ சராசரியானது) மிகப்பெரிய பரவலான பரவலான வட்டு பொருள் ஆகும், இது ஒரு கிரகத்தை பற்றிய விவாதத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளது, ஏனென்றால் இது புளூட்டோவைவிட 25% அதிகமாகவும், அதே விட்டம் பற்றிவும் உள்ளது. இது அறியப்பட்ட குள்ள கிரகங்கள் மிகப்பெரியது. இது ஒரு அறியப்பட்ட நிலவு Dysnomia உள்ளது. புளூட்டோவைப் போலவே, அதன் சுற்றுப்பாதை 38.2 ஏயூவும் (சுமார் சூரியனுடனான ப்ளூட்டோவின் தூரமும்), மற்றும் ஏப்பிரல் 97.6 ஏயூ, மற்றும் செங்குத்தாக கிரகண விமானத்திற்கு வளைந்து கொண்டது.

https://tamil.examsdaily.in/solar-system-tamil/