ஈர்ப்பு அலைகளுக்கு இயற்பியல் நோபல் பரிசு 2017!
-------------------------------------------------------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
------------------------------------------------------------------------------------------
ஐன்ஸ்டின் இரண்டு சார்பியல் கொள்கைகளைக்
கூறினார். ஒன்று, 1905இல் கூறிய சிறப்புச் சார்பியல்
கொள்கை. இன்னொன்று 1915இல் கூறிய பொதுச்
சார்பியல் கொள்கை. இதில்தான் ஈர்ப்பு (gravity) பற்றிய
நியூட்டனின் கொள்கைகளை மாற்றியமைத்து
புதிய கொள்கையை ஐன்ஸ்டின் முன்மொழிந்தார்.
ஐன்ஸ்டினுக்கு முன்னதாக, கடந்த இரண்டு
நூற்றாண்டுகளுக்கும் மேலாக நியூட்டனின்
ஈர்ப்புவிசைக் கோட்பாடுதான் அறிவியல் உலகில்
ஆட்சி செலுத்தியது.
தமது பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டில், பிரபஞ்சத்தில்
ஈர்ப்பு அலைகள் (gravitational waves) இருக்கின்றன என்று
ஐன்ஸ்டின் கூறி இருந்தார். தற்போது நூறு ஆண்டுகளுக்குப்
பிறகு, பொதுச்சார்பியல் கோட்பாட்டின் நூற்றாண்டில்
(2015 நவம்பர்-2016 நவம்பர்) ஐன்ஸ்டின் கூறிய
ஈர்ப்பு அலைகளின் இருப்பு உறுதி செய்யப் பட்டுள்ளது.
அமெரிக்காவில் உள்ள லைகோ நோக்குக் கூடம் என்னும்
(LIGO- Laser Interferometer Gravitational Observatory) ஆய்வகத்தில்
செப்டம்பர் 14, 2015இல் முதன் முதலில் ஈர்ப்பு அலைகளின்
இருப்பு கண்டறியப் பட்டது. கண்டுபிடிப்பை உறுதி செய்த பிறகு, இது குறித்த அதிகாரபூர்வ அறிவிப்பை,
பெப்ரவரி 11, 2016 அன்று லைகோவின்
விண் இயற்பியலாளர்கள் (Astro Physicists) வெளியிட்டனர்.
பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் சாரம்!
-----------------------------------------------------------------------------
இந்தக் கண்டுபிடிப்பின் முக்கியத்துவத்தைப் புரிந்து கொள்ள
வேண்டுமெனில், பொதுச்சார்பியல் கோட்பாடு பற்றிய
அடிப்படைப் புரிதல் அவசியம். நியூட்டன் கூறியதற்கு
முற்றிலும் மாறாக உள்ளது ஐன்ஸ்டினின் பொதுச் சார்பியல்.
1) வெளி (space) தட்டையானது அல்ல. அது வளைந்து உள்ளது.
இதுவே வெளி-கால வளைவு (space time curvature) ஆகும்.
2) வெளி முப்பரிமாணம் உடையது அல்ல. நான்கு
பரிமாணம் உடையது.காலம் நான்காவது பரிமாணம் ஆகும்.
3) வெளியும் காலமும் தனித்தனியானவை அல்ல; அவை பிரிக்க முடியாதவாறு பின்னிப் பிணைந்தவை. வெளி-காலத்தில் எந்தவொரு புள்ளியிலும் தொடர்ச்சி அறுபடுதல்
(missing point) என்பது கிடையாது. எனவே இது
வெளி-காலத் தொடர்ச்சி (space time continuum) எனப்படும்.
4) ஈர்ப்பு என்பது நியூட்டன் கூறியது போன்று ஒரு விசை அல்ல.
அது வெளியின் வடிவியல் தன்மை (geometrical property of space).
ஒரு கனமான பொருள் தான் இருக்கும் இடத்தில்
வெளியை வளைத்து விடும். அந்தந்தப் பொருளின்
நிறைக்கு ஏற்ப, அப்பொருட்கள் இருக்கும் இடத்தில்
வெளியானது குழிந்து விடும்.
5) எடுத்துக்காட்டாக, பூமியின் நிறை 5.9722 x 10^24 கிலோகிராம்.
இவ்வளவு பிரும்மாண்டமான நிறையுள்ள பூமி
தான் இருக்கும் இடத்தில் வெளி-கால வலைப்பின்னலை
(space time fabric) வளைத்து விடுகிறது; அதாவது பூமி இருக்கும்
இடத்தில் வெளியானது குழிந்து விடுகிறது.
இதனால்தான் பொருட்கள் எல்லாம் பூமியை நோக்கி
ஈர்க்கப் படுகின்றன. மரத்தில் இருந்து விழும் ஆப்பிள்
இப்படித்தான் பூமியை நோக்கி, அதாவது பூமியின் நிறையால் குழிந்த வெளியை நோக்கி ஈர்க்கப் படுகிறது.
பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு அகல்விரிவானதும்
ஆழமானதும் ஆகும் (comprehensive and deep). அதன் சாரமான அம்சங்களை மட்டுமே மேலே காண்கிறோம்.
மேலும் ஈர்ப்புப் புலமானது (gravitational field) ஒரு வெக்டர் வெளி
(vector space) என்றுதான் நியூட்டன் கருதினார். அளவு, திசை
(magnitude and direction) என்ற இரண்டை மட்டும் கொண்டது
ஒரு வெக்டர் வெளி. ஆனால் ஐன்ஸ்டின் ஈர்ப்புப்புலமானது
ஒரு டென்சார் வெளி (tensor space) என்று கருதினார். தகைவு
மற்றும் திரிபு (stress and strain) பற்றி நாம் அறிவோம். இவை டென்சாருக்கு எடுத்துக்காட்டுகள். ஒரு பொருளின் மீது ஏற்படும் தகைவு (stress) அதன் வெவ்வேறு இடங்களில் வெவ்வேறு அளவினதாக இருக்கும். வெளிகால வலைப்பின்னலில்
வெவ்வேறு இடங்களில் வெவ்வேறு அளவில் தகைவும்
திரிபும் இருப்பது இயல்பு. இதன் காரணமாகவே
வெளிகால வலைப்பின்னலானது டென்சார் வெளியாக அமைகிறது. இங்கு குறிப்பிட்ட தகைவும் திரிபும் இரண்டாம் தரவரிசை டென்சார்கள் (2nd rank tensors). இவற்றைக் குறிக்க ஒன்பது
அளவுகள் தேவை. மூன்றாம் தரவரிசை, நான்காம் தரவரிசை
என பல்வேறு தரவரிசைகளில் டென்சார்கள் உள்ளன.
நீளம் அகலம் உயரம் என்ற முப்பரிமாணங்களைக்
கொண்ட நியூட்டனின் வெளியை அன்றாட வாழ்க்கையில்
ஒவ்வொருவரும் அறிந்து வைத்துள்ளோம். கார்ட்டீஷியன்
அச்சு முறையில் (Cartesian coordinate system) x,y,z என்ற மூன்று
அச்சுகள் பற்றி நாம் அறிவோம். இவை மூன்றும்
ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தானவை. அவற்றுடன்
காலம் என்பதையும் சேர்த்து, ஒன்றுக்கொன்று
செங்குத்தான x, y, z, t என்ற நான்கு அச்சுகளைக் கொண்ட
அமைப்பாக ஐன்ஸ்டினின் நான்கு பரிமாண
வெளி கால வலைப்பின்னலை உணர வேண்டும்.
ஹெர்மான் மின்கோவ்ஸ்கி என்பவர் ஐன்ஸ்டினின் ஆசிரியர்.
இவர் காலத்தை நான்காவது பரிமாணமாகக் கொண்ட
ஓர் அச்சு முறையை உருவாக்கினார். இது மின்கோவ்ஸ்கி
வெளி (Minkowski space) என்று அறியப்படுகிறது. ஐன்ஸ்டினின்
சார்பியல் கோட்பாடுகளை எளிதில் புரிந்து கொள்ள
மின்கோவ்ஸ்கி வெளி பயன்படுகிறது.
இது போலவே, ஐன்ஸ்டினுடன் பணியாற்றிய வில்லெம்
டி சிட்டர் (Willem de Sitter) என்ற அறிவியலாளர் கணக்கற்ற
பரிமாணங்களைக் கொண்ட டி சிட்டர் வெளியை
(n dimensional de Sitter space) உருவாக்கினார். இதன் உதவியால், நடைமுறை வாழ்க்கையில் உணர முடியாத நான்கு பரிமாண
வெளிகால வலைப்பின்னலை கணித ரீதியாக உணர முடியும்.
உலகப்புகழ் பெற்ற கிறிஸ்டோபர் நோலன் என்ற ஹாலிவுட்
திரைப்பட இயக்குனர் இயக்கிய இன்டெர்ஸ்டெல்லார்
(Interstellar) என்ற அறிவியல் புனைவுத் திரைப்படம்
சென்னை உட்பட உலகெங்கும் 2014இல் வெளியானது.
முழுக்க முழுக்க ஐன்ஸ்டினின் சார்பியல் கோட்பாட்டை
விளக்கும் அறிவியல் புனைவுத் திரைப்படம் இது.
இப்படத்தில், கதாநாயகன் டெஸரக்ட் (tesseract) என்ற
ஆசனத்தில் உட்கார வைக்கப் பட்டிருப்பார். டெஸரக்ட்
என்பது நான்கு பரிமாணங்களைக் கொண்ட ஒரு
கற்பனைப்பொருள். நமது சிந்தனையில் உறைந்து போன நியூட்டனின் முப்பரிமாண வெளியை அகற்றி விட்டு, நான்கு பரிமாண வெளிகால வலைப்பின்னலை உணர மேற்கூறிய அனைத்தும் துணை புரியும்.
கருந்துளைகள் என்றால் என்ன?
--------------------------------------------------------
நமது பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள் (black holes) இருக்கின்றன.
வெளி காலத்தில் இடம் பெற்றுள்ள, தன்னுள் இருக்கும் ஒளி கூட
வெளியேற முடியாத அளவுக்கு மிக மிக வலிமையான
ஈர்ப்பைக் கொண்டுள்ள பொருட்களே கருந்துளைகள்.
மிக மிகச் சிறிய இடத்தில் பிரம்மாண்டமான பொருண்மை
அடங்கி நிற்பதால், அதாவது ஒரு குண்டூசி முனையில்
மலையளவு பொருண்மை அடங்கி நிற்பதால் கருந்துளைகள்
அதீத ஈர்ப்புடன் உள்ளன. பிரம்மாண்டமான நிறை உடைய நட்சத்திரங்கள் தங்களின் அந்திம காலத்தில்
கருந்துளைகளாக மாறும் வாய்ப்பு அதிகம்.
கருந்துளைகளைக் கண்ணால் பார்க்க இயலாது.
சிறியதும் பெரியதுமாக பல்வேறு அளவுகளில்
கருந்துளைகள் பிரபஞ்சம் எங்கும் நிறைந்துள்ளன.
(அ) ஒரு அணுவின் அளவே உடைய மிகச் சிறிய
கருந்துளைகளும், (ஆ) இருபது முப்பது சூரியனின் நிறையை
உடைய கருந்துளைகளும், (இ) பத்து லட்சம் சூரியன்களின்
நிறையை உடைய கருந்துளைகளும் பிரபஞ்சத்தில்
உள்ளன. நமது பால்வீதி (Milky way) மண்டலத்தின் நடுவே
40 லட்சம் சூரியனின் நிறையை உடைய ஒரு கருந்துளை
இருப்பது சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கண்டு பிடிக்கப் பட்டது.
ஒரு சூரியனின் நிறை 1.99 x 10^30 கிலோகிராம் ஆகும்.
இது போக, நமது பால்வீதி மண்டலத்தில் மட்டும்
10 கோடி கருந்துளைகள் உள்ளதாக ஒரு மதிப்பீடு
கூறுகிறது. அப்படியானால் மொத்தப் பிரபஞ்சத்திலும்
எத்தனை கருந்துளைகள் இருக்கும் என்று நாம்
யூகிக்கலாம்.
கடற்கரையில் உள்ள மணலில் எத்தனை மணல் துகள்கள் இருக்கின்றன என்று எண்ண இயலாது. அது போல கருந்துளைகளின் எண்ணிக்கையை ஒவ்வொன்றாக எண்ண இயலாது. இருக்கும் நட்சத்திரங்களில்
எவையெல்லாம் கருந்துளைகளாக மாறக்கூடும்
என்ற கணிப்பை வைத்தே கருந்துளைகளின்
எண்ணிக்கை மதிப்பிடப் படுகிறது. அதிர்ஷ்ட வசமாக
நமது சூரியன் கருந்துளையாக மாறும் அளவுக்கு
வலிமை வாய்ந்ததாக இல்லை என்று விண்ணியற்பியல்
அறிஞர்கள் மதிப்பிடுகின்றனர்.
ஈர்ப்பு அலைகளைப் பெற்றெடுத்த கருந்துளைகள்!
-------------------------------------------------------------------------------------------
நமது கதாநாயகனான ஈர்ப்பு அலைகளின் பெற்றோர்
யாரெனில் இரண்டு கருந்துளைகளே. இரண்டு கருந்துளைகள் ஒன்றையொன்று சுற்றிக் கொண்டிருப்பதை
பிரபஞ்சத்தில் காணலாம். இவை பைனரி கருந்துளைகள்
(binary black holes) எனப்படும். பைனரி நட்சத்திரங்களை
நாம் அறிவோம். அதைப் போன்றதே பைனரி கருந்துளைகளும்.
ஒன்றையொன்று சுற்றிக் கொண்டிருந்த இவ்விரண்டு
கருந்துளைகளில் ஒன்று 29 சூரியன்களின் நிறைக்குச்
சமம். மற்றொன்று 36 சூரியன்கள் நிறைக்குச் சமம்.
ஒரு சூரியனின் நிறை என்பது 1.99 x 10^30 கிலோகிராம்
என்பதை இங்கு நினைவு கூர்க.
இவ்விரண்டு கருந்துளைகளும் அவை பிறந்தது முதலே ஒன்றையொன்று சுற்றிக் கொண்டிருந்தன.பிரபஞ்சத்தின்
தொடக்க காலத்தில் தோன்றியவை இக்கருந்துளைகள்.
பிரம்மாண்ட நிறையுள்ள கருந்துளைகள் ஒன்றையொன்று சுற்றுவது என்பது பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் வன்முறையான
ஒரு நிகழ்வு. இவை ஒன்றையொன்று சுற்றச் சுற்ற,
ஒவ்வொரு சுற்றும் வெளி கால வலைப்பின்னலில் ஊறு
விளைவித்துக் கொண்டே இருந்தன (caused disturbance). இதன் விளைவாக ஈர்ப்புப் புலத்தில் கசங்கல்களும்
சுருங்கல்களும் (distortions) ஏற்பட்டு அவை பரவின.
இவையே ஈர்ப்பு அலைகள் ஆகும்.
மேலும் இரண்டு கருந்துளைகளும் ஒன்றையொன்று
சுற்றிச் சுற்றி வருவதால் ஆற்றல் செலவிடப் படுவது
இயற்கை. தொடர்ந்து சுழன்று கொண்டே இருந்ததால்
ஆற்றலை இழந்து கொண்டே வந்த கருந்துளைகள் முன்னிலும் நெருக்கமாக ஒன்றையொன்று சுற்றத் தொடங்கின.
இரண்டும் ஒன்றையொன்று நெருங்க
நெருங்க சுழற்சியின் வேகம் அதிகரித்தது.
வேகம் அதிகரித்ததால் கருந்துளைகளில் இருந்து
ஆற்றல் முன்னிலும் அதிகமாக வெளியிடப் பட்டது. அதிகரித்த ஆற்றலைப் பெற்ற ஈர்ப்பு அலைகள் மேலும்
முடுக்கம் பெற்றன. இதன் விளைவாக ஈர்ப்பு அலைகள்
முன்னிலும் அதிக தூரம் செல்ல முடிந்தது. தொடர்ச்சியான
இந்நிகழ்வுகளின் காரணமாக வெளி காலத்தில்
ஈர்ப்பு அலைகளின் பயணம் தடையின்றித் தொடர்ந்து
கொண்டே வந்தது.
குளத்தில் இலேசாகக் கல்லை எறிந்தால், வட்டம் வட்டமாக
அலைகள் ஏற்படும். கனமான கல்லை ஓங்கி
எறிந்தால், அலைகள் பெரிய பெரிய வட்டமாக ஏற்பட்டு
குளத்தில் அதிக தூரம் செல்லும். இதைப் போன்றதுதான்
ஈர்ப்பு அலைகளும். அதிக ஆற்றலையும் அதன் விளைவாக
அதிக முடுக்கத்தையும் பெற்ற ஈர்ப்பு அலைகள் வெளி
காலத்தில் அதிக தூரம் பயணம் செய்து இறுதியில்
பூமியை வந்தடைந்தன. தொடக்கம் முதலே ஈர்ப்பு
அலைகள் ஒளியின் வேகத்தில் பயணம் செய்து வந்தன.
மென்மேலும் ஒன்றையொன்று நெருங்கிக் கொண்டே வந்த
கருந்துளைகள் இறுதியில் ஒரே கருந்துளையாக
ஒன்றிணைந்தன (merger of black holes). அத்தோடு ஈர்ப்பு
அலைகளின் உருவாக்கமும் நின்று போனது.
நமது கருந்துளைகள் இரண்டின் மொத்த நிறை 65 சூரிய நிறையாகும் (29+36=65). ஆற்றலாக மூன்று சூரிய நிறை
செலவழிந்து போக, இறுதியில் இவை இரண்டும்
இணைந்து ஒரே கருந்துளையாக ஆனபோது
62 சூரிய நிறை மட்டுமே இருந்தது.
ஈர்ப்பு அலைகள் பூமியைக் கடந்து சென்ற இந்த நிகழ்வு
GW150914 என்று குறிக்கப் படுகிறது. பூமியில் இருந்து
410 Mpc (மெகா பார்செக்) தொலைவில் உள்ள இரண்டு
கருந்துளைகளின் இணைப்பு (merger) காரணமாக
இந்த ஈர்ப்பு அலைகள் ஏற்பட்டன என்று ஆவணங்களில்
பதிவு செய்யப் பட்டுள்ளது. 1 பார்செக் என்பது
3.3 ஒளியாண்டு ஆகும். 1 மெகா பார்செக் என்பது
1 மில்லியன் பார்செக் ஆகும். 410 மெகா பார்செக்
என்பது 1,337,241,148 ஒளியாண்டு ஆகும். அதாவது
தோராயமாக 133 கோடி ஒளியாண்டு ஆகும்.
ஆக, 133 கோடி ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள இரண்டு
கருந்துளைகள் தங்களின் மோதலால் உருவாக்கிய
ஈர்ப்பு அலைகளை நாம் கண்டறிந்துள்ளோம்.
கருந்துளைகளின் மோதலால் ஈர்ப்பு அலைகள்
உருவானது 133 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு. அதை
நாம் கண்டறிந்தது 2015இல், அதாவது 133 கோடி
ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு. பிரபஞ்சத்தில் ஈர்ப்பு அலைகள்
உருவானபோது, நமது பூமியில் மனிதனோ
விலங்குகளோ தோன்றியே இருக்கவில்லை.
2015 செப்டம்பர் 14 அன்று லைகோ கருவியில் ஈர்ப்பு
அலைகள் பதிவான பிறகும், பின்னர் வேறு இரண்டு
நாட்களில் ஈர்ப்பு அலைகள் பூமியைக் கடந்து சென்ற
நிகழ்வுகள் லைகோ கருவியில் பதிவாகி உள்ளன.
ஆக இதுநாள் வரை மூன்று முறை ஈர்ப்பு அலைகள்
பூமியைக் கடந்து சென்றுள்ளதை லைகோ பதிவு
செய்துள்ளது.
லைகோ கருவிகளின் துல்லியம்!
---------------------------------------------------------
ஒலி அலை, மின்காந்த அலையாகிய ஒளி அலை, நீரலை
ஆகியவை பற்றி அனைவரும் அறிவோம். இவற்றை அளப்பது
எளிது. உதாரணமாக, வானொலி ஒலிபரப்பில்
பெரிதும் பயன்படும் 783 kHz அதிர்வெண் (frequency) உள்ள
மின்காந்த அலையின் அலைநீளம் 383 மீட்டர் ஆகும்.
இயற்பியல் மாணவர்கள் 1881இல் நடைபெற்ற
உலகப் புகழ் பெற்ற மிக்கல்சன்-மார்லி
பரிசோதனை பற்றி அறிந்திருப்பர். அதில் ஒளியின்
குறுக்கீட்டு விளைவைக் (interference) கொண்டு செயல்படும் இன்டெர்பெராமீட்டர் (interferometer) என்னும் கருவி
பயன்படுத்தப் பட்டது. மிக்கல்சன் பாணியிலான,
ஆனால் அதை விடவும் பன்மடங்கு மேம்பட்ட
Advanced Laser interferometer என்ற கருவி ஈர்ப்பு அலைகளைக்
கண்டறிய லைகோவில் பயன்படுத்தப் பட்டது.
லைகோ (LIGO) ஆய்வகம் உண்மையில் இரட்டை
ஆய்வகம் ஆகும். வாஷிங்டனில் உள்ள ஹான்ஃபோர்டு
மற்றும் லூசியானாவில் உள்ள லிவிங்ஸ்டன் என்னும்
இரண்டு அமெரிக்க நகரங்களில் ஒரே மாதிரியான
கருவிகளைக் கொண்ட இரண்டு ஆய்வகங்கள்
அமைக்கப் .பட்டிருந்தன. இரண்டு நகரங்களுக்கும்
இடையிலான தூரம் 3002 கிலோமீட்டர் ஆகும்.
இந்த 3002 கி.மீ தூரத்தை ஒளி கடந்து செல்ல
10 மில்லி செகண்ட் நேரம் ஆகும் என்பதைக்
கருத்தில் கொண்டு 3002 கி.மீ தூரத்திலுள்ள இவ்விரு
நகரங்களும் தெரிவு செய்யப்பட்டன.
ஈர்ப்பு அலைகள் பூமியைக் கடந்து செல்லும்போது
வெளியில் (space) அவை ஏற்படுத்தும் திரிபின் வீச்சகலம்
(strain amplitude) மிகவும் நுட்பமானது. எவ்வளவு நுட்பமானது
என்றால், அது 10^minus 22 மீட்டர் அல்லது அதற்கும் கீழே என்ற
அளவில் இருக்கும். எனவே ஈர்ப்பு அலைகளின்
சிக்னல் இயன்ற அளவு பெரிதாகஇருக்க வேண்டும்.
இதற்காக, இன்டெர்பெராமீட்டரின் கரத்தின் நீளம்
(arm length) 750 கி.மீ என்று வைக்கப்பட்டது. இந்த 750 கி.மீ
என்பது ஈர்ப்பு அலையின் அலைநீளத்தில் கால் பங்கு
ஆகும் (750 km at 100 Hertz).
தேவையற்ற ஓசைகளைத் தவிர்க்கும் பொருட்டு,
இன்டெர்பெராமீட்டர் கருவியில் அதீத வெற்றிடம்
(ultra high vacuum) உருவாக்கப்பட்டு, அழுத்தம் 1 mu Pa
(1 micro Pascal) என்ற அளவில் வைக்கப் பட்டது. மேலும்
1064 நானோ மீட்டர் அலைநீளம் உள்ள Nd:YAG லேசர்
பயன்படுத்தப் பட்டது. ஈர்ப்பு அலையானது ஒளியுடன்
ஊடாடும் நேரத்தை இயன்ற அளவு அதிகரிக்கும்
பொருட்டு, இன்டெர்பிராமீட்டரின் இரண்டு கரங்களிலும்
(arms) ஃபோட்டான்களைச் சேமித்து வைக்கும் குழி
(cavity) அமைக்கப் பட்டிருந்தது.
நிலநடுக்கத்தையோ, சுனாமியையோ பதிவு செய்வது
போல் சுலமானதல்ல ஈர்ப்பு அலையைப் பதிவு செய்வது.
மிகவும் நுண்ணிய, 10^minus 22 மீட்டர் அளவிலான
திரிபை (strain amplitude) மிகத் துல்லியமாக
அளந்தறிவது எளிதல்ல. புரோட்டான் என்னும்
நுண்துகளின் விட்டம் 10^minus 15 ஆகும். ஈர்ப்பு அலைகளை
அளத்தல் புரோட்டானை அளப்பதை விட பன்மடங்கு
நுண்ணியது.
ஈர்ப்பு அலைகளை வரவேற்போம்!
--------------------------------------------------------------
அறிவியல் பரிசோதனைகளில் ஒளியைப் பயன்படுத்தியே
மனித குலத்தின் அறிதல் நடந்தேறி வருகிறது. ஒளி
இல்லாமல் அறிதல் இல்லை என்பதே இன்று வரை
இருக்கும் நிலை. என்றாலும் ஒளியைக் கொண்டு
அனைத்தையும் அறிய இயலவில்லை. பல கோடி
ஆண்டுகளுக்கு முற்பட்ட பிரபஞ்ச நிகழ்வுகளை
அறிவதில் ஒளி முழுமையாகப் பயன்படவில்லை.
ஏனெனில் ஒளியின் சமிக்ஞைகள் சென்று தேய்ந்து
இறுதலுக்கு (attenuation) உள்ளாகக் கூடியவை. எனவே
ஒளியின் குறைகளை இட்டு நிரப்ப, அல்லது
ஒளிக்கு மாற்றாக எதிர்காலத்தில் ஈர்ப்பு அலைகள்
பயன்படக் கூடும். எனவே ஈர்ப்பு அலைகளை
வரவேற்போம். அவற்றைக் கண்டறிந்த, நோபல் பரிசு பெற்ற அறிவியலாளர்களை வணங்குவோம்.
*******************************************************
-------------------------------------------------------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
------------------------------------------------------------------------------------------
ஐன்ஸ்டின் இரண்டு சார்பியல் கொள்கைகளைக்
கூறினார். ஒன்று, 1905இல் கூறிய சிறப்புச் சார்பியல்
கொள்கை. இன்னொன்று 1915இல் கூறிய பொதுச்
சார்பியல் கொள்கை. இதில்தான் ஈர்ப்பு (gravity) பற்றிய
நியூட்டனின் கொள்கைகளை மாற்றியமைத்து
புதிய கொள்கையை ஐன்ஸ்டின் முன்மொழிந்தார்.
ஐன்ஸ்டினுக்கு முன்னதாக, கடந்த இரண்டு
நூற்றாண்டுகளுக்கும் மேலாக நியூட்டனின்
ஈர்ப்புவிசைக் கோட்பாடுதான் அறிவியல் உலகில்
ஆட்சி செலுத்தியது.
தமது பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டில், பிரபஞ்சத்தில்
ஈர்ப்பு அலைகள் (gravitational waves) இருக்கின்றன என்று
ஐன்ஸ்டின் கூறி இருந்தார். தற்போது நூறு ஆண்டுகளுக்குப்
பிறகு, பொதுச்சார்பியல் கோட்பாட்டின் நூற்றாண்டில்
(2015 நவம்பர்-2016 நவம்பர்) ஐன்ஸ்டின் கூறிய
ஈர்ப்பு அலைகளின் இருப்பு உறுதி செய்யப் பட்டுள்ளது.
அமெரிக்காவில் உள்ள லைகோ நோக்குக் கூடம் என்னும்
(LIGO- Laser Interferometer Gravitational Observatory) ஆய்வகத்தில்
செப்டம்பர் 14, 2015இல் முதன் முதலில் ஈர்ப்பு அலைகளின்
இருப்பு கண்டறியப் பட்டது. கண்டுபிடிப்பை உறுதி செய்த பிறகு, இது குறித்த அதிகாரபூர்வ அறிவிப்பை,
பெப்ரவரி 11, 2016 அன்று லைகோவின்
விண் இயற்பியலாளர்கள் (Astro Physicists) வெளியிட்டனர்.
ஈர்ப்பு அலைகளின் இருப்பைக் கண்டுபிடித்த லைகோ
நோக்குக் கூடத்தின் மூன்று இயற்பியலாளர்களுக்கு
2017க்கான நோபல் பரிசு பகிர்ந்து அளிக்கப் படுகிறது.
அ) ராய்னர் வெஸ் ஆ) பாரி பாரிஷ் இ) கிப் தோர்னே
ஆகிய மூவரும் 2:1:1 என்ற விகிதத்தில் பரிசுத் தொகையைப்
பகிர்ந்து கொள்கின்றனர்.
-----------------------------------------------------------------------------
இந்தக் கண்டுபிடிப்பின் முக்கியத்துவத்தைப் புரிந்து கொள்ள
வேண்டுமெனில், பொதுச்சார்பியல் கோட்பாடு பற்றிய
அடிப்படைப் புரிதல் அவசியம். நியூட்டன் கூறியதற்கு
முற்றிலும் மாறாக உள்ளது ஐன்ஸ்டினின் பொதுச் சார்பியல்.
1) வெளி (space) தட்டையானது அல்ல. அது வளைந்து உள்ளது.
இதுவே வெளி-கால வளைவு (space time curvature) ஆகும்.
2) வெளி முப்பரிமாணம் உடையது அல்ல. நான்கு
பரிமாணம் உடையது.காலம் நான்காவது பரிமாணம் ஆகும்.
3) வெளியும் காலமும் தனித்தனியானவை அல்ல; அவை பிரிக்க முடியாதவாறு பின்னிப் பிணைந்தவை. வெளி-காலத்தில் எந்தவொரு புள்ளியிலும் தொடர்ச்சி அறுபடுதல்
(missing point) என்பது கிடையாது. எனவே இது
வெளி-காலத் தொடர்ச்சி (space time continuum) எனப்படும்.
4) ஈர்ப்பு என்பது நியூட்டன் கூறியது போன்று ஒரு விசை அல்ல.
அது வெளியின் வடிவியல் தன்மை (geometrical property of space).
ஒரு கனமான பொருள் தான் இருக்கும் இடத்தில்
வெளியை வளைத்து விடும். அந்தந்தப் பொருளின்
நிறைக்கு ஏற்ப, அப்பொருட்கள் இருக்கும் இடத்தில்
வெளியானது குழிந்து விடும்.
5) எடுத்துக்காட்டாக, பூமியின் நிறை 5.9722 x 10^24 கிலோகிராம்.
இவ்வளவு பிரும்மாண்டமான நிறையுள்ள பூமி
தான் இருக்கும் இடத்தில் வெளி-கால வலைப்பின்னலை
(space time fabric) வளைத்து விடுகிறது; அதாவது பூமி இருக்கும்
இடத்தில் வெளியானது குழிந்து விடுகிறது.
இதனால்தான் பொருட்கள் எல்லாம் பூமியை நோக்கி
ஈர்க்கப் படுகின்றன. மரத்தில் இருந்து விழும் ஆப்பிள்
இப்படித்தான் பூமியை நோக்கி, அதாவது பூமியின் நிறையால் குழிந்த வெளியை நோக்கி ஈர்க்கப் படுகிறது.
பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு அகல்விரிவானதும்
ஆழமானதும் ஆகும் (comprehensive and deep). அதன் சாரமான அம்சங்களை மட்டுமே மேலே காண்கிறோம்.
மேலும் ஈர்ப்புப் புலமானது (gravitational field) ஒரு வெக்டர் வெளி
(vector space) என்றுதான் நியூட்டன் கருதினார். அளவு, திசை
(magnitude and direction) என்ற இரண்டை மட்டும் கொண்டது
ஒரு வெக்டர் வெளி. ஆனால் ஐன்ஸ்டின் ஈர்ப்புப்புலமானது
ஒரு டென்சார் வெளி (tensor space) என்று கருதினார். தகைவு
மற்றும் திரிபு (stress and strain) பற்றி நாம் அறிவோம். இவை டென்சாருக்கு எடுத்துக்காட்டுகள். ஒரு பொருளின் மீது ஏற்படும் தகைவு (stress) அதன் வெவ்வேறு இடங்களில் வெவ்வேறு அளவினதாக இருக்கும். வெளிகால வலைப்பின்னலில்
வெவ்வேறு இடங்களில் வெவ்வேறு அளவில் தகைவும்
திரிபும் இருப்பது இயல்பு. இதன் காரணமாகவே
வெளிகால வலைப்பின்னலானது டென்சார் வெளியாக அமைகிறது. இங்கு குறிப்பிட்ட தகைவும் திரிபும் இரண்டாம் தரவரிசை டென்சார்கள் (2nd rank tensors). இவற்றைக் குறிக்க ஒன்பது
அளவுகள் தேவை. மூன்றாம் தரவரிசை, நான்காம் தரவரிசை
என பல்வேறு தரவரிசைகளில் டென்சார்கள் உள்ளன.
நீளம் அகலம் உயரம் என்ற முப்பரிமாணங்களைக்
கொண்ட நியூட்டனின் வெளியை அன்றாட வாழ்க்கையில்
ஒவ்வொருவரும் அறிந்து வைத்துள்ளோம். கார்ட்டீஷியன்
அச்சு முறையில் (Cartesian coordinate system) x,y,z என்ற மூன்று
அச்சுகள் பற்றி நாம் அறிவோம். இவை மூன்றும்
ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தானவை. அவற்றுடன்
காலம் என்பதையும் சேர்த்து, ஒன்றுக்கொன்று
செங்குத்தான x, y, z, t என்ற நான்கு அச்சுகளைக் கொண்ட
அமைப்பாக ஐன்ஸ்டினின் நான்கு பரிமாண
வெளி கால வலைப்பின்னலை உணர வேண்டும்.
ஹெர்மான் மின்கோவ்ஸ்கி என்பவர் ஐன்ஸ்டினின் ஆசிரியர்.
இவர் காலத்தை நான்காவது பரிமாணமாகக் கொண்ட
ஓர் அச்சு முறையை உருவாக்கினார். இது மின்கோவ்ஸ்கி
வெளி (Minkowski space) என்று அறியப்படுகிறது. ஐன்ஸ்டினின்
சார்பியல் கோட்பாடுகளை எளிதில் புரிந்து கொள்ள
மின்கோவ்ஸ்கி வெளி பயன்படுகிறது.
இது போலவே, ஐன்ஸ்டினுடன் பணியாற்றிய வில்லெம்
டி சிட்டர் (Willem de Sitter) என்ற அறிவியலாளர் கணக்கற்ற
பரிமாணங்களைக் கொண்ட டி சிட்டர் வெளியை
(n dimensional de Sitter space) உருவாக்கினார். இதன் உதவியால், நடைமுறை வாழ்க்கையில் உணர முடியாத நான்கு பரிமாண
வெளிகால வலைப்பின்னலை கணித ரீதியாக உணர முடியும்.
உலகப்புகழ் பெற்ற கிறிஸ்டோபர் நோலன் என்ற ஹாலிவுட்
திரைப்பட இயக்குனர் இயக்கிய இன்டெர்ஸ்டெல்லார்
(Interstellar) என்ற அறிவியல் புனைவுத் திரைப்படம்
சென்னை உட்பட உலகெங்கும் 2014இல் வெளியானது.
முழுக்க முழுக்க ஐன்ஸ்டினின் சார்பியல் கோட்பாட்டை
விளக்கும் அறிவியல் புனைவுத் திரைப்படம் இது.
இப்படத்தில், கதாநாயகன் டெஸரக்ட் (tesseract) என்ற
ஆசனத்தில் உட்கார வைக்கப் பட்டிருப்பார். டெஸரக்ட்
என்பது நான்கு பரிமாணங்களைக் கொண்ட ஒரு
கற்பனைப்பொருள். நமது சிந்தனையில் உறைந்து போன நியூட்டனின் முப்பரிமாண வெளியை அகற்றி விட்டு, நான்கு பரிமாண வெளிகால வலைப்பின்னலை உணர மேற்கூறிய அனைத்தும் துணை புரியும்.
கருந்துளைகள் என்றால் என்ன?
--------------------------------------------------------
நமது பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளைகள் (black holes) இருக்கின்றன.
வெளி காலத்தில் இடம் பெற்றுள்ள, தன்னுள் இருக்கும் ஒளி கூட
வெளியேற முடியாத அளவுக்கு மிக மிக வலிமையான
ஈர்ப்பைக் கொண்டுள்ள பொருட்களே கருந்துளைகள்.
மிக மிகச் சிறிய இடத்தில் பிரம்மாண்டமான பொருண்மை
அடங்கி நிற்பதால், அதாவது ஒரு குண்டூசி முனையில்
மலையளவு பொருண்மை அடங்கி நிற்பதால் கருந்துளைகள்
அதீத ஈர்ப்புடன் உள்ளன. பிரம்மாண்டமான நிறை உடைய நட்சத்திரங்கள் தங்களின் அந்திம காலத்தில்
கருந்துளைகளாக மாறும் வாய்ப்பு அதிகம்.
கருந்துளைகளைக் கண்ணால் பார்க்க இயலாது.
சிறியதும் பெரியதுமாக பல்வேறு அளவுகளில்
கருந்துளைகள் பிரபஞ்சம் எங்கும் நிறைந்துள்ளன.
(அ) ஒரு அணுவின் அளவே உடைய மிகச் சிறிய
கருந்துளைகளும், (ஆ) இருபது முப்பது சூரியனின் நிறையை
உடைய கருந்துளைகளும், (இ) பத்து லட்சம் சூரியன்களின்
நிறையை உடைய கருந்துளைகளும் பிரபஞ்சத்தில்
உள்ளன. நமது பால்வீதி (Milky way) மண்டலத்தின் நடுவே
40 லட்சம் சூரியனின் நிறையை உடைய ஒரு கருந்துளை
இருப்பது சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கண்டு பிடிக்கப் பட்டது.
ஒரு சூரியனின் நிறை 1.99 x 10^30 கிலோகிராம் ஆகும்.
இது போக, நமது பால்வீதி மண்டலத்தில் மட்டும்
10 கோடி கருந்துளைகள் உள்ளதாக ஒரு மதிப்பீடு
கூறுகிறது. அப்படியானால் மொத்தப் பிரபஞ்சத்திலும்
எத்தனை கருந்துளைகள் இருக்கும் என்று நாம்
யூகிக்கலாம்.
கடற்கரையில் உள்ள மணலில் எத்தனை மணல் துகள்கள் இருக்கின்றன என்று எண்ண இயலாது. அது போல கருந்துளைகளின் எண்ணிக்கையை ஒவ்வொன்றாக எண்ண இயலாது. இருக்கும் நட்சத்திரங்களில்
எவையெல்லாம் கருந்துளைகளாக மாறக்கூடும்
என்ற கணிப்பை வைத்தே கருந்துளைகளின்
எண்ணிக்கை மதிப்பிடப் படுகிறது. அதிர்ஷ்ட வசமாக
நமது சூரியன் கருந்துளையாக மாறும் அளவுக்கு
வலிமை வாய்ந்ததாக இல்லை என்று விண்ணியற்பியல்
அறிஞர்கள் மதிப்பிடுகின்றனர்.
ஈர்ப்பு அலைகளைப் பெற்றெடுத்த கருந்துளைகள்!
-------------------------------------------------------------------------------------------
நமது கதாநாயகனான ஈர்ப்பு அலைகளின் பெற்றோர்
யாரெனில் இரண்டு கருந்துளைகளே. இரண்டு கருந்துளைகள் ஒன்றையொன்று சுற்றிக் கொண்டிருப்பதை
பிரபஞ்சத்தில் காணலாம். இவை பைனரி கருந்துளைகள்
(binary black holes) எனப்படும். பைனரி நட்சத்திரங்களை
நாம் அறிவோம். அதைப் போன்றதே பைனரி கருந்துளைகளும்.
ஒன்றையொன்று சுற்றிக் கொண்டிருந்த இவ்விரண்டு
கருந்துளைகளில் ஒன்று 29 சூரியன்களின் நிறைக்குச்
சமம். மற்றொன்று 36 சூரியன்கள் நிறைக்குச் சமம்.
ஒரு சூரியனின் நிறை என்பது 1.99 x 10^30 கிலோகிராம்
என்பதை இங்கு நினைவு கூர்க.
இவ்விரண்டு கருந்துளைகளும் அவை பிறந்தது முதலே ஒன்றையொன்று சுற்றிக் கொண்டிருந்தன.பிரபஞ்சத்தின்
தொடக்க காலத்தில் தோன்றியவை இக்கருந்துளைகள்.
பிரம்மாண்ட நிறையுள்ள கருந்துளைகள் ஒன்றையொன்று சுற்றுவது என்பது பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் வன்முறையான
ஒரு நிகழ்வு. இவை ஒன்றையொன்று சுற்றச் சுற்ற,
ஒவ்வொரு சுற்றும் வெளி கால வலைப்பின்னலில் ஊறு
விளைவித்துக் கொண்டே இருந்தன (caused disturbance). இதன் விளைவாக ஈர்ப்புப் புலத்தில் கசங்கல்களும்
சுருங்கல்களும் (distortions) ஏற்பட்டு அவை பரவின.
இவையே ஈர்ப்பு அலைகள் ஆகும்.
மேலும் இரண்டு கருந்துளைகளும் ஒன்றையொன்று
சுற்றிச் சுற்றி வருவதால் ஆற்றல் செலவிடப் படுவது
இயற்கை. தொடர்ந்து சுழன்று கொண்டே இருந்ததால்
ஆற்றலை இழந்து கொண்டே வந்த கருந்துளைகள் முன்னிலும் நெருக்கமாக ஒன்றையொன்று சுற்றத் தொடங்கின.
இரண்டும் ஒன்றையொன்று நெருங்க
நெருங்க சுழற்சியின் வேகம் அதிகரித்தது.
வேகம் அதிகரித்ததால் கருந்துளைகளில் இருந்து
ஆற்றல் முன்னிலும் அதிகமாக வெளியிடப் பட்டது. அதிகரித்த ஆற்றலைப் பெற்ற ஈர்ப்பு அலைகள் மேலும்
முடுக்கம் பெற்றன. இதன் விளைவாக ஈர்ப்பு அலைகள்
முன்னிலும் அதிக தூரம் செல்ல முடிந்தது. தொடர்ச்சியான
இந்நிகழ்வுகளின் காரணமாக வெளி காலத்தில்
ஈர்ப்பு அலைகளின் பயணம் தடையின்றித் தொடர்ந்து
கொண்டே வந்தது.
குளத்தில் இலேசாகக் கல்லை எறிந்தால், வட்டம் வட்டமாக
அலைகள் ஏற்படும். கனமான கல்லை ஓங்கி
எறிந்தால், அலைகள் பெரிய பெரிய வட்டமாக ஏற்பட்டு
குளத்தில் அதிக தூரம் செல்லும். இதைப் போன்றதுதான்
ஈர்ப்பு அலைகளும். அதிக ஆற்றலையும் அதன் விளைவாக
அதிக முடுக்கத்தையும் பெற்ற ஈர்ப்பு அலைகள் வெளி
காலத்தில் அதிக தூரம் பயணம் செய்து இறுதியில்
பூமியை வந்தடைந்தன. தொடக்கம் முதலே ஈர்ப்பு
அலைகள் ஒளியின் வேகத்தில் பயணம் செய்து வந்தன.
மென்மேலும் ஒன்றையொன்று நெருங்கிக் கொண்டே வந்த
கருந்துளைகள் இறுதியில் ஒரே கருந்துளையாக
ஒன்றிணைந்தன (merger of black holes). அத்தோடு ஈர்ப்பு
அலைகளின் உருவாக்கமும் நின்று போனது.
நமது கருந்துளைகள் இரண்டின் மொத்த நிறை 65 சூரிய நிறையாகும் (29+36=65). ஆற்றலாக மூன்று சூரிய நிறை
செலவழிந்து போக, இறுதியில் இவை இரண்டும்
இணைந்து ஒரே கருந்துளையாக ஆனபோது
62 சூரிய நிறை மட்டுமே இருந்தது.
ஈர்ப்பு அலைகள் பூமியைக் கடந்து சென்ற இந்த நிகழ்வு
GW150914 என்று குறிக்கப் படுகிறது. பூமியில் இருந்து
410 Mpc (மெகா பார்செக்) தொலைவில் உள்ள இரண்டு
கருந்துளைகளின் இணைப்பு (merger) காரணமாக
இந்த ஈர்ப்பு அலைகள் ஏற்பட்டன என்று ஆவணங்களில்
பதிவு செய்யப் பட்டுள்ளது. 1 பார்செக் என்பது
3.3 ஒளியாண்டு ஆகும். 1 மெகா பார்செக் என்பது
1 மில்லியன் பார்செக் ஆகும். 410 மெகா பார்செக்
என்பது 1,337,241,148 ஒளியாண்டு ஆகும். அதாவது
தோராயமாக 133 கோடி ஒளியாண்டு ஆகும்.
ஆக, 133 கோடி ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள இரண்டு
கருந்துளைகள் தங்களின் மோதலால் உருவாக்கிய
ஈர்ப்பு அலைகளை நாம் கண்டறிந்துள்ளோம்.
கருந்துளைகளின் மோதலால் ஈர்ப்பு அலைகள்
உருவானது 133 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு. அதை
நாம் கண்டறிந்தது 2015இல், அதாவது 133 கோடி
ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு. பிரபஞ்சத்தில் ஈர்ப்பு அலைகள்
உருவானபோது, நமது பூமியில் மனிதனோ
விலங்குகளோ தோன்றியே இருக்கவில்லை.
2015 செப்டம்பர் 14 அன்று லைகோ கருவியில் ஈர்ப்பு
அலைகள் பதிவான பிறகும், பின்னர் வேறு இரண்டு
நாட்களில் ஈர்ப்பு அலைகள் பூமியைக் கடந்து சென்ற
நிகழ்வுகள் லைகோ கருவியில் பதிவாகி உள்ளன.
ஆக இதுநாள் வரை மூன்று முறை ஈர்ப்பு அலைகள்
பூமியைக் கடந்து சென்றுள்ளதை லைகோ பதிவு
செய்துள்ளது.
லைகோ கருவிகளின் துல்லியம்!
---------------------------------------------------------
ஒலி அலை, மின்காந்த அலையாகிய ஒளி அலை, நீரலை
ஆகியவை பற்றி அனைவரும் அறிவோம். இவற்றை அளப்பது
எளிது. உதாரணமாக, வானொலி ஒலிபரப்பில்
பெரிதும் பயன்படும் 783 kHz அதிர்வெண் (frequency) உள்ள
மின்காந்த அலையின் அலைநீளம் 383 மீட்டர் ஆகும்.
இயற்பியல் மாணவர்கள் 1881இல் நடைபெற்ற
பரிசோதனை பற்றி அறிந்திருப்பர். அதில் ஒளியின்
குறுக்கீட்டு விளைவைக் (interference) கொண்டு செயல்படும் இன்டெர்பெராமீட்டர் (interferometer) என்னும் கருவி
பயன்படுத்தப் பட்டது. மிக்கல்சன் பாணியிலான,
ஆனால் அதை விடவும் பன்மடங்கு மேம்பட்ட
Advanced Laser interferometer என்ற கருவி ஈர்ப்பு அலைகளைக்
கண்டறிய லைகோவில் பயன்படுத்தப் பட்டது.
லைகோ (LIGO) ஆய்வகம் உண்மையில் இரட்டை
ஆய்வகம் ஆகும். வாஷிங்டனில் உள்ள ஹான்ஃபோர்டு
மற்றும் லூசியானாவில் உள்ள லிவிங்ஸ்டன் என்னும்
இரண்டு அமெரிக்க நகரங்களில் ஒரே மாதிரியான
கருவிகளைக் கொண்ட இரண்டு ஆய்வகங்கள்
அமைக்கப் .பட்டிருந்தன. இரண்டு நகரங்களுக்கும்
இடையிலான தூரம் 3002 கிலோமீட்டர் ஆகும்.
இந்த 3002 கி.மீ தூரத்தை ஒளி கடந்து செல்ல
10 மில்லி செகண்ட் நேரம் ஆகும் என்பதைக்
கருத்தில் கொண்டு 3002 கி.மீ தூரத்திலுள்ள இவ்விரு
நகரங்களும் தெரிவு செய்யப்பட்டன.
ஈர்ப்பு அலைகள் பூமியைக் கடந்து செல்லும்போது
வெளியில் (space) அவை ஏற்படுத்தும் திரிபின் வீச்சகலம்
(strain amplitude) மிகவும் நுட்பமானது. எவ்வளவு நுட்பமானது
என்றால், அது 10^minus 22 மீட்டர் அல்லது அதற்கும் கீழே என்ற
அளவில் இருக்கும். எனவே ஈர்ப்பு அலைகளின்
சிக்னல் இயன்ற அளவு பெரிதாகஇருக்க வேண்டும்.
இதற்காக, இன்டெர்பெராமீட்டரின் கரத்தின் நீளம்
(arm length) 750 கி.மீ என்று வைக்கப்பட்டது. இந்த 750 கி.மீ
என்பது ஈர்ப்பு அலையின் அலைநீளத்தில் கால் பங்கு
ஆகும் (750 km at 100 Hertz).
தேவையற்ற ஓசைகளைத் தவிர்க்கும் பொருட்டு,
இன்டெர்பெராமீட்டர் கருவியில் அதீத வெற்றிடம்
(ultra high vacuum) உருவாக்கப்பட்டு, அழுத்தம் 1 mu Pa
(1 micro Pascal) என்ற அளவில் வைக்கப் பட்டது. மேலும்
1064 நானோ மீட்டர் அலைநீளம் உள்ள Nd:YAG லேசர்
பயன்படுத்தப் பட்டது. ஈர்ப்பு அலையானது ஒளியுடன்
ஊடாடும் நேரத்தை இயன்ற அளவு அதிகரிக்கும்
பொருட்டு, இன்டெர்பிராமீட்டரின் இரண்டு கரங்களிலும்
(arms) ஃபோட்டான்களைச் சேமித்து வைக்கும் குழி
(cavity) அமைக்கப் பட்டிருந்தது.
நிலநடுக்கத்தையோ, சுனாமியையோ பதிவு செய்வது
போல் சுலமானதல்ல ஈர்ப்பு அலையைப் பதிவு செய்வது.
மிகவும் நுண்ணிய, 10^minus 22 மீட்டர் அளவிலான
திரிபை (strain amplitude) மிகத் துல்லியமாக
அளந்தறிவது எளிதல்ல. புரோட்டான் என்னும்
நுண்துகளின் விட்டம் 10^minus 15 ஆகும். ஈர்ப்பு அலைகளை
அளத்தல் புரோட்டானை அளப்பதை விட பன்மடங்கு
நுண்ணியது.
ஈர்ப்பு அலைகளை வரவேற்போம்!
--------------------------------------------------------------
அறிவியல் பரிசோதனைகளில் ஒளியைப் பயன்படுத்தியே
மனித குலத்தின் அறிதல் நடந்தேறி வருகிறது. ஒளி
இல்லாமல் அறிதல் இல்லை என்பதே இன்று வரை
இருக்கும் நிலை. என்றாலும் ஒளியைக் கொண்டு
அனைத்தையும் அறிய இயலவில்லை. பல கோடி
ஆண்டுகளுக்கு முற்பட்ட பிரபஞ்ச நிகழ்வுகளை
அறிவதில் ஒளி முழுமையாகப் பயன்படவில்லை.
ஏனெனில் ஒளியின் சமிக்ஞைகள் சென்று தேய்ந்து
இறுதலுக்கு (attenuation) உள்ளாகக் கூடியவை. எனவே
ஒளியின் குறைகளை இட்டு நிரப்ப, அல்லது
ஒளிக்கு மாற்றாக எதிர்காலத்தில் ஈர்ப்பு அலைகள்
பயன்படக் கூடும். எனவே ஈர்ப்பு அலைகளை
வரவேற்போம். அவற்றைக் கண்டறிந்த, நோபல் பரிசு பெற்ற அறிவியலாளர்களை வணங்குவோம்.
*******************************************************
கருத்துகள் இல்லை:
கருத்துரையிடுக