அறிவியல்: பிரபஞ்சத்து மாயங்கள்! 'கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள்'! - வ.ந.கிரிதரன் -

சாதாரண மனிதரிலிருந்து விஞ்ஞானிகள் வரை மண்டையைக் குடைந்து கொண்டிருக்கும் பிரபஞ்சத்துப் புதிரென்று ஒன்றிருந்தால் அது இந்தக் கருந்துளைகள் (Black Holes) தான். உண்மையில் இவற்றைத் தமிழில் கருந்துளைகள் என மொழிபெயர்ப்பதை விடக் 'கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள் ' என மொழி பெயர்ப்பதே மிகவும் பொருத்தமாகவிருக்குமெனக் கருதுகின்றேன். ஏனெனில் இவை மிகவும் ஈர்ப்புச் சக்தி மிக்கவை. ஒளிக்கதிர்களையே வெளியேற முடியாத அளவிற்கு ஈர்ப்புச் சக்தி மிக்கவையான இவற்றை கரும் ஈர்ப்பு மையங்களென அழைப்பதே சரியென்றெனக்குப் படுவதால் இவை இனி கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள் என்றே அழைக்கப் படும்.  ஒளிக்கதிர்களையே தப்பியோட விடாது சிறைப்பிடித்துவிடுமளவிற்கு ஈர்ப்புச் சக்தி மிக்கவையாக இவை இருப்பதால் இவை மிகவும் விந்தையானவை. இரகசியமானவை. புதிரானவை. இவற்றை நேரடியாகப் பார்க்கும் வல்லமை படைத்தவர்கள் இருப்பார்களேயானால் அவர்களால் தாங்கள் கண்டதை எமக்குத் தெரிவிப்பதற்குக் கூட முடியாது. ஊகங்கள், பக்க விளைவுகள் இவற்றைக் கொண்டு மட்டும் தான் இவற்றைப் பற்றி அறிந்து கொள்ள, அனுமானித்துக் கொள்ளக் கூடியதாகவுள்ளது.  கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள் உண்மையில் மிகவும் சக்தி வாய்ந்த நட்சத்திரங்களே. விண்ணில் நாம் காணும் நட்சத்திரங்களை அவற்றின் திணிவினை சூரியனின் திணிவுடன் ஒப்பிட்டுப் பிரிக்க முடியும். இவ்விதம் பெறப்படும் திணிவு சூரிய திணிவு (Solar Mass) என அழைக்கப் படும்.நட்சத்திரங்களின் திணிவானது ஒரு குறிப்பிட்ட சூரியத் திணிவிலும் அதிகாக இருக்கும் பொழுது அந் நட்சத்திரம் கரும் ஈர்ப்பு மையமாக உருவாகும் வாய்ப்பு உண்டு. இத்திணிவுக்கும் நோபல் பரிசு பெற்ற இந்திய விஞ்ஞானிகளிலொருவரான சந்திரசேகருக்கும் மிக முக்கியமானதொரு தொடர்பு உண்டு. அதுவென்ன என்பதை இக்கட்டுரையின் இறுதியில் நீங்கள் புரிந்து கொள்வீர்கள்.

ஐன்ஸ்டனின் பொதுச் சார்பியற் கோட்பாடானது (General Theory Of Relativity) இத்தகைய கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள் இருப்பதற்கான சாத்தியக் கூறுகளை எதிர்வு கூறிய போதும் , சுமார் 200 வருடங்களுக்கு முன்னரே ஆங்கிலேயரொருவரும் பிரெஞ்சுக்காரரொருவரும் இத்தகைய பொருட்கள் இப்பிரபஞ்சத்தில் இருப்பதற்கான சாத்தியக் கூறுகள் பற்றிக் கூறியுள்ளார்களென்பதும் வியப்பிற்குரியது. கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த ஜோன் மைக்கல் என்பவரால் 1783 ஆம் ஆண்டில் சமர்ப்பிக்கப் பட்ட ஆய்வுக் கட்டுரையொன்றில் மிகவும் ஈர்ப்புச் சக்தி கூடிய நட்சத்திரங்கள் இருப்பதற்கான சாத்தியக் கூறுகள் பற்றிக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. ஜோன் மைக்கலின் ஆய்வுக் கட்டுரை வெளியிடப்பட்ட சில வருடங்களின் பின்னர் பிரெஞ்சு விஞ்ஞானியான 'மார்கிள் டி லாப்பிளாஸ் ' என்பவர் தான் எழுதிய 'இவ்வுலகின் அமைப்பு முறை ' பற்றிய நூலிலும் இது போன்ற கருதுகோள்களை முன்வைத்திருந்தாரென அறியக் கிடக்கின்றது. ஆனால் ஐன்ஸ்டைனின் பொதுச் சார்பியற் கோட்பாடே முதன் முதலாகக் கணிதச் சூத்திரங்கள் அடிப்படையில் கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள் பற்றித் தற்போது அறியப் பட்ட அர்த்தத்தில் எதிர்வு கூறின. உண்மையில் ஐன்ஸ்டைனின் சார்பியற் கோட்பாடுகளுக்குக் கிடைத்த இன்னுமொரு வெற்றியென்றே இதனைக் கூறலாம். அதே சமயம் 'வெளி ', 'நேரம் ' என்பவை சுயாதீனமற்றவை. சார்பானவை என்பதை முதன் முதலாக ஐன்ஸ்டைனின் சிறப்புச் சார்பியற் கோட்பாடு இவ்வுலகிற்கறிவித்ததும் குறிப்பிடத் தக்கது.


ஐன்ஸ்டைனின் பொதுச் சார்பியற் கோட்பாட்டின்படி மிகமிக அதிகமான ஈர்ப்புச் சக்தி மிக்க நட்சத்திரங்கள் தம்மைச் சுற்றியுள்ள வெளியினை அதிகமாக வளைத்து விடுகின்றன. இவ்வளைவிற்குள் அகப்படும் எவற்றையும் அவை உறுஞ்சி ஏப்பம் விட்டு விடுகின்றன. மிகவும் சிக்கலான விசயம் என்னவென்றால், சாதாரண மனித அனுபவத்தைக் கொண்டு வெளி வளைகிறதென்பதைக் கற்பனை செய்து பார்ப்பதே சிரமமாக நம்ப முடியாததாகவிருக்கின்றது. இந்நிலையில் கரும் ஈர்ப்பு மையங்களைக் கூடக் கண்ணால் பார்க்க முடியாத நிலைமையிருக்கையில், இவ்வாறானதொரு சந்தர்ப்பத்தில் கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள் வெளியினை வளைப்பதை எப்படி நம்புவது ?

நட்சத்திரங்கள் பிரபஞ்சத்தில் பரந்து காணப்படும் தூசு, வாயு, ஆகியன ஒன்று சேர்வதன் விளைவாக உருவாகின்றன. இவ்விதமாகத் தம்மிடையிலான ஈர்ப்புச் சக்தியின் விளைவாக ஒன்று சேரும் வாயு அணுக்களில் சுய அசைவு பெருமளவு காணப்படும். இதனால் ஐதரசன் அணுக்கள் தமக்குள் ஒன்றுடன் ஒன்று முட்டி மோதிக் கொள்ளத் தொடங்கும். இறுதியில் இவ்விதம் மோதிக் கொள்ளூம் ஐதரசன் அணுக்களிடையில் வெப்ப நிலை அதிகரிக்க அதிகரிக்க மோதலின் விளைவாக அவை அழிந்து ஹீலியம் அணுக்களை அவை உருவாக்கும். இவ்விதம் ஐதரசன் அணுக்களின் அழிந்து ஹீலியம் அணுக்கள் உருவாகும் போது ஐதரசன் அணுக்களின் திணிவினொரு பகுதி சக்தியாக மாறுகின்றது. இச்சக்தி மிகவும் அதிகமானது. பொருளானது அழிந்து உருவாகும் சக்தியின் அளவு எத்தனையோ கோடிக்கணக்கான யூல்களிலிருக்கும். இதனையே ஐன்ஸ்டைனின் மிகவும் புகழ் பெற்ற சூத்திரமான E = MC ^2 நிரூபிக்கின்றது. சிறிய திணிஅவு கூட ஒளி வேகத்தின் வர்க்கத்தினால் பெருக்கப் படுவதன் காரணமாக மிகவும் அதிகமான அளவிலிருந்து விடுகின்றது. இத்தகைய தாக்கங்களே ஐதரசன் குண்டுகள் தயாரிக்கவும் பயன்படுத்தப் படுகின்றன. உண்மையில் நட்சத்திரங்களை மாபெரும் ஐதரசன் குண்டுகளென்று கூடக் கூறலாம்.

இவ்விதமாக நட்சத்திரங்களில் சக்தி வெளிப்படும் போது உருவாகும் வெளிப்புறம் நோக்கிய அமுக்கமும், அவற்றின் அணுக்களிற்கிடையில் காணப்படும் உட்புறம் நோக்கிய ஈர்ப்புச் சக்தியும் ஒன்றினையொன்று ஈடு படுத்துவதால் நட்சத்திரங்கள் நீண்ட காலத்திற்கு நிலையாக ஒளிரும் ஆற்றலினைப் பெறுகின்றன. நட்சத்திரங்களின் திணிவிற்கேற்ப மேற்படி சுடர்களின் ஒளிரும் காலகட்டமும் வேறுபடுகின்றன. திணிவு கூடிய நட்சத்திரங்கள் அவற்றில் காணப்படும் ஈர்ப்புச் சக்தியின் அதிக அளவு காரணமாகக் கூடிய தாக்குதல் வேகத்தினைக் கொண்டிருப்பதால் விரைவில் எரிந்து விடுகின்றன. நமது சூரியனைப் பொறுத்தவரையில் இவ்விதம் நிலையாக இருக்கக் கூடிய காலகட்டம் சுமார் பத்து பில்லியன் வருடங்கள். ஏற்கனவே ஐந்து பில்லியன் வருடங்கள் கழிந்து விட்டன. இன்னும் ஐந்து பில்லியன் வருடங்கள் மீதி இருக்கின்றன. அச்சமயம் மனித இனம் வேறு சுடர்க் கூட்டங்களிலுள்ள கோள்களிலொன்றில் அல்லது தானே உருவாக்குமொரு பிரமாண்டமான செயற்கைக் கோளொன்றில் தங்குவதற்குாிய ஆற்றலினைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

இவ்விதமாக எரியும் நட்சத்திரங்கள் ஒரு நிலையில் எரிவதற்குரிய எரிபொருள் முடிவடைந்த நிலையில் குளிர்ந்து சுருங்கத் தொடங்கும். இவ்விதமாகச் சுருங்கும் சுடர்களின் எஞ்சியுள்ள திணிவின் அளவிற்கேற்ப அவற்றின் முடிவும் அமைந்து விடுகின்றன. இவ்விதமாக எரிந்த நிலையிலுள்ள நட்சத்திரங்களின் திணிவானது 1.44 சூரிய திணிவிற்கும் (Solar Mass) குறைவாகயிருப்பின் அந்நட்சத்திரங்கள் 'வெண் குள்ளர் ' (White Dwarf ) என்னும் நிலையினை அடைந்து விடுகின்றன. மேற்படி திணிவானது 1.44ற்கும் 3ற்குமிடையிலான சூரிய திணிவினைக் கொண்டிருந்தால் அவை 'நியூத்திரன் நட்சத்திரங்களாகவும், 3 சூரிய திணிவிற்குமதிகமானவையாக இருப்பின் அவ்விதமான நட்சத்திரங்கள் 'கரும் ஈர்ப்பு மையங்கள் ' ஆகவும் மாறிவிடுகின்றன. இந்தத் தொடர்பினைக் கண்டு பிடித்தவர் இந்திய விஞ்ஞானியான சந்திரசேகர். இதனால் தான் மேற்படி எல்லை 'சந்திரசேகர் எல்லை' ( Chandrasekhar Limit) எனக் கூறப்படுகின்றது. இதற்காகவே பல வருடங்களின் பின்னால் நோபல் பரிசும் வழங்கப் பட்டது.

எந்தவொரு பொருளினையும் குறிப்பிட்ட அளவிற்கு அமுக்கிச் சிறுக்க வைப்பதன் மூலமும் கரும் ஈர்ப்பு மையங்களை உருவாக்க முடியுமென ஐன்ஸ்டனின் சூத்திரங்களின் உதவியுடன் கண்டறிந்து கூறியவர் ஜேர்மன் விஞ்ஞானியான 'கார்ல் சுவார்ஸ்சைல்ட்' ( Karal Schwarzschild ) என்பவர். இவரது ஆய்வின் படி நமது சூரியனை மூன்று கிலோ மீற்றர் ஆரையுள்ளதொரு கோளமாக ஆக்குமளவுக்கு அழுத்ததினைப் பிரயோகித்தால், அது போல் நமது பூமியினை 0.9 மீற்றர் அளவுள்ள கோளமாக மாற்றும் வகையில் அழுத்ததினைப் பிரயோகித்தால் சூரியனும் பூமியும் கூடக் கரும் ஈர்ப்பு மையங்களாக மாறிவிடுமென்பதை இவரது ஆய்வுகள் புலப்படுத்துகின்றன.

கரும் ஈர்ப்பு மையங்களிற்குள் அகப்பட்ட எவையும் திரும்பி வரமுடியாமலிருப்பதால் அவற்றை அறிவதற்கு அவற்றிற்கு அண்மையிலிருக்கும் ஏனைய நட்சத்திரங்களில் அவை ஏற்படுத்தும் தாக்கங்களைக் கொண்டு அறிய முடியும்மென விஞ்ஞானிகளின் ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன. நமது பிரபஞ்சத்தில் அதிகமாகக் காணப்படும் 'இணை நட்சத்திரங்கள் ' ( Binari Stars ) இவ்விடயத்தில் உதவுகின்றன. இவ்விதமானதொரு இணை நட்சத்திரமான 'சைனஸ் ' நட்சத்திரக் கூட்டத்திலிருந்து பெருமளவில் x கதிர்கள் வருவது அவதானிக்கபட்டது. பிரபல விஞ்ஞானியான 'ஸ்டீபன் ஹார்கின்ஸ்'சின் ஆய்வுகளின்படி மேற்படி 'சைனஸ் ' இணை நட்சத்திரங்களிலுள்ள ஒரு நட்சத்திரமானது கரும் ஈர்ப்பு மையமாகும். அதன் ஈர்ப்பினால் அவ்விணையின் மற்ற நட்சத்திரத்திலிருந்து பொருளானது கரும் ஈர்ப்பு மையத்தினை நோக்கி ஈர்க்கபடுகின்றது. இதன் விளைவாக பொருளானது சூடேறி வெளிப்படும் கதிர்களே அவதானிக்கப்பட்ட x கதிர்களாகும். மேற்படி x கதிர்களின் இயல்பிலிருந்து ஈர்க்கும் நட்சத்திரத்தின் திணிவு ஆறு சூரிய திணிவு எனக் கணக்கிடப்பட்டது. 'சந்திரசேகரின் எல்லையின்' படி இந்நட்சத்திரம் இந்நட்சத்திரம் ஒரு கரும் ஈர்ப்பு மையமாகவிருக்கலாமெனக் கருதப்படுகின்றது.

இத்தகைய கரும் ஈர்ப்பு மையங்களின் அபரிதமான ஈர்ப்பு ஆற்றலினால் ஈர்க்கப்படும் பொருளானது இறுதியில் சிதைந்து அதனையுள்ளடக்கியுள்ள வெளிகூட இல்லாதொழிந்து விடுகின்றது. இந்நிலையில் கரும் ஈர்ப்பு மையத்தினுள் நமது பிரபஞ்சத்துப் பெளதிக விதிகள் எல்லாமே செயலிழந்து விடுகின்றன. கரும் ஈர்ப்பு மையங்களை ஐன்ஸ்டைனின் கணிதச் சூத்திரங்கள் எதிர்வு கூறுவதைப் போல் கரும் ஈர்ப்பு மையங்களிற்கு எதிரான 'வெண் துளைக 'ளினையும் (Whit Holes) எதிர்வு கூறுகின்றன. மேற்படி கரும் ஈர்ப்பு மையங்களையும் வெண்துளைகளையும் இணைக்கும் அமைப்புகளும் பிரபஞ்சத்தில் காணப்படுவதற்கான சாத்தியங்கள் இருப்பதாக பெளதிக வானியல் விஞ்ஞானிகளின் ஆய்வுகள் புலப்படுத்துகின்றன. இவற்றை Worm Holes ' எனவும் அழைக்கின்றனர். தற்போதைய நிலையில் பிரபஞ்சத்தின் பிரமாண்டமான அளவு காரணமாகவும், மனித வாழ்வின் குறுகிய காலகட்டம் காரணமாகவும் பிரபஞ்சத்தினூடு ஊடறுத்து பல ஒளி வருடங்களைக் கடந்து பயணிப்பது முடியாத காரியமாகவிருந்து விடுகின்றது. இந்நிலையில் மேற்படி 'புழுத் துளைகள் ' பிரபஞ்சத்தின் தொலைவினை மனித இனமானது தனது வாழ்நாளிலேயே கடப்பதற்கான சாதனமோவெனவும் விஞ்ஞானிகள் ஐயுறுகின்றார்கள். பூமியின் ஈர்ப்புச் சக்தியினையும் மீறும் ' தப்பும் வேகத்தில் ' ( Escape Velocity ) செல்லும் ராக்கட்டினுள் பிரயாணிக்கும் மனிதர், தற்போதைய நிலையில் அசாத்தியமாகக் கருதப்படும் 'கரும் ஈர்ப்பு மையங்களி 'னூடான பயணம் சாத்தியமாகும் பட்சத்தில் மேற்படி 'புழுத் துளைகள் ' மூலம் பிரபஞ்சம் முழுவதும் பயணம் செய்யும் காலம் வருமோவென வானியற் பெளதிகவியலாளர்கள் ஆய்வுகளை மேற்கொண்டிருக்கின்றார்கள்.

உசாத்துணை நூல்கள்:
1. Frozen Star By George Greenstein
2. A Brief History of Time By Stephen Hawking
3. One Two Three infinity by George Camow
4. Relatively Speaking by Eric Chaisson
5. Black Holes and Warped Space Time by William J.Kaufmann
6. 'Stephen Hawking : quest for a theory of every thing ' By Kitty Fergusson

 நன்றி: வீரகேசரி (இலங்கை), திண்ணை.காம், பதிவுகள்.காம்

மீள்பிரசுரம்: பதிவுகள் - ஆகஸ்ட் 2007; இதழ்

ngiri2704@rogers.com