இயற்பியல் நோபல் பரிசு 2019.
----------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
---------------------------------------------
ஒரு அமெரிக்கர், இரண்டு சுவிஸ் நாட்டவர் ஆக மொத்தம்
மூவருக்கு இயற்பியல் நோபல் பரிசு 2019 பகிர்ந்து
வழங்கப் பட்டுள்ளது.
ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ், அமெரிக்கா (வயது 84)
மிஷேல் மேயர், ஜெனீவா, சுவிஸ் (வயது 72)
திதியர் குவெலாஸ், ஜெனிவா, சுவிஸ் (வயது 53).
ஆகிய மூவருக்கும் 2:1:1 என்ற விகிதத்தில் பரிசு
பகிர்ந்து அளிக்கப் பட்டுள்ளது.
ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ் பிரபஞ்சம் (universe) பற்றிய தமது
ஆராய்ச்சியை 1960களின் நடுவில் தொடங்கினார்.
20 ஆண்டுகளாக உழைத்து ஒரு பிரபஞ்ச மாதிரிச் சித்திரத்தை
(theoretical model) உருவாக்கினார். நமது பிரபஞ்சத்தில்
அறியப்பட்ட பகுதியாக 5 சதமும், அறியப்படாத
பகுதியாக 95 சதமும் இருக்கின்றன என்று
கண்டறிந்தார் ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ்.
69 சதம் கரும் ஆற்றல் (dark energy), 26 சதம் கரும்பொருள்
(dark matter), இரண்டும் சேர்ந்து பிரபஞ்சத்தில் 95 சதம்
கொண்டுள்ள பகுதி, கரும்பொருளாலும் கரும் ஆற்றலாலும்
ஆனது. இது அறியப்படாத பிரபஞ்சம் ஆகும்.
மீதியிருக்கும் ஐந்து சதம் மட்டுமே அறியப்பட்ட பிரபஞ்சம் ஆகும்.
பிரபஞ்சம் பற்றிய இந்த நவீன கோட்பாட்டின்
உருவாக்கத்தில் பெரும்பங்கு வகித்தவர் ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ்.
பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கண்டறிந்த
முடிவுகளுக்காக, சுமார் 25 ஆண்டுகள் கழித்து
ஜேம்ஸ் பீப்பிள்ஸ் பரிசு பெறுகிறார். நியாயமான
அங்கீகாரத்தை காலம் கடந்து பெறுகிறார்.
புறக்கோள் (exoplanet) கண்டுபிடிப்பு!
----------------------------------------------------------
சுவிஸ் விஞ்ஞானிகள் மிஷேல் மேயர், திதியர் குவெலாஸ்
இருவரும் சேர்ந்து 1995ல் ஒரு புதிய கோளைக் கண்டு பிடித்தனர்.
இது நமது சூரிய மண்டலத்துக்கு அப்பால் உள்ளது. அதே நேரத்தில்
நமது காலக்சியான பால்வீதியில்தான் உள்ளது.
இவர்கள் கண்டு பிடித்த இந்தப் புதிய கோள் ஒரு புறக்கோள்
(exoplanet) ஆகும். நமது சூரிய மண்டலத்துக்கு அப்பால்
உள்ள கோளே புறக்கோள் எனப்படுகிறது. இது நமது
சூரியனைப் போன்ற ஒரு நட்சத்திரத்தைச்
சுற்றிக் கொண்டிருக்கிறது. இதன் முக்கியத்துவம்
என்னவெனில், முதன் முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட
புறக்கோள் (exoplanet) இதுதான். இதைக் கண்டு
பிடித்தவர்கள் என்ற அடிப்படையில் இவர்களுக்கு
நோபல் பரிசு வழங்கப் படுகிறது. இன்று 4000க்கும்
மேற்பட்ட இத்தகைய புறக்கோள்கள்
கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளன. இதற்கு உந்துவிசையாக
இருந்தது இவர்களின் கண்டுபிடிப்பே.
இவர்கள் கண்டுபிடித்த புறக் கோளின் பெயர்
"51 Pegasi b" என்பதாகும். இந்தக் கோளானது ஒரு
நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வருகிறது. அந்த
நட்சத்திரத்திற்கு 51 Pegasi என்று பெயரிடப் பட்டுள்ளது.
இவர்கள் இருவருக்கும் காலம் கடந்த அங்கீகாரமாக
நோபல் பரிசு கிடைத்துள்ளது. 1995ல் கண்டுபிடிக்கப்
பட்ட புறக்கோளுக்கு 2019ல் இவர்கள் பரிசு பெறுகின்றனர்.
பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பு!
-----------------------------------
14 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஒரு பெருவெடிப்பின்
பின்னர் இப்பிரபஞ்சம் பிறந்தது. அப்போது பிரபஞ்சம்
அதீத வெப்பத்துடனும் மிகவும் அடர்த்தியுடனும் இருந்தது.
பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து 4 லட்சம் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு.
பிரபஞ்சம் குளிர்ந்து அதன் வெப்பநிலை 3000 கெல்வினுக்கு
வந்தது. இந்த வெப்பநிலையில்தான் எலக்ட்ரான்கள்
அணுக்கருவுடன் இணைந்து அணுக்கள் உண்டாகின.
ஒளிமங்கள் (photons) சுதந்திரமாக அங்குமிங்கும் நகரத்
தொடங்கின. அண்டவெளி எங்கும் ஒளியானது பயணம் செய்ய
முடிந்தது. இப்போதுதான் பிரபஞ்சம் ஒளிபுகும் தன்மை அடைந்து
(transparent) ஒளிரத் தொடங்கியது. ஆம், அதற்கு முன்பு பிரபஞ்சம்
ஒளிபுகாத் தன்மையுடன் (opaque) பார்வைக்குப் புலப்படாமல்தான்
இருந்தது.
பிரபஞ்சத்தின் தொடக்க காலத்தில் இருந்த CMB எனப்படும்
காஸ்மிக் நுண்ணலைக் கதிர்வீசல் (Cosmic Microwave Background)
பிரபஞ்சம் முழுவதும் பரவி உள்ளது. அது இன்றளவும்
உள்ளது. 14 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய
மேற்கூறிய CMB இன்றைக்கும் உணரப் படுகிறது. 1964ல்
எதேச்சையாக இரண்டு விஞ்ஞானிகள் இந்த CMBயைக்
கண்டு பிடித்தனர். இதற்காக நோபல் பரிசும் பெற்றனர்.
நவீனப் பிரபஞ்சவியலில் இந்த நுண்ணலைக் கதிர்வீசல்
முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. பெருவெடிப்பு எவ்வளவு முக்கியமோ
அவ்வளவு முக்கியம் இந்த நுண்ணலைக் கதிர்வீசலும் ஆகும். இது காலப்போக்கில் குளிர்ந்து தற்போது இதன் வெப்பநிலை முழுமைச்சுழியாக (Absolute zero) அதாவது மைனஸ் 273.15
டிகிரியாக உள்ளது.
நுண்ணலைக் கதிர்வீசலின் வெப்பநிலையைக் கொண்டு
பெருவெடிப்பின்போது எவ்வளவு பருப்பொருள் (matter)
உண்டாக்கப் பட்டது என்பதை அறிய முடியும் என்றார்
ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ். வெப்பநிலைக்கும் பருப்பொருளின் அடர்த்திக்கும்
இடையிலான தொடர்பு குறிப்பிடத் தக்கது என்பது அவரின்
கண்டுபிடிப்பு. பிரபஞ்சத்தில் வெப்பம் அதிகமாக இருந்தபோது
அடர்த்தியும் அதிகமாக இருந்தது என்றும் பிரபஞ்சம் எவ்வளவு
அடர்த்தியாக இருந்ததோ அந்த அளவு ஹீலியம் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட்து
என்றும் கூறினார் பீபிள்ஸ். இதன் விளைவாக பிரபஞ்சத்தின் தொடக்கத்திலேயே கனமான தனிமங்கள் உண்டாகி இருந்தன
என்ற பழைய சிந்தனை முறியடிக்கப் பட்டது.
தொடக்க கால பிரபஞ்சம் அதிக வெப்பமாகவும் அதிக
அடர்த்தியுடனும் இருந்தது. அணுக்கள் உருவாகத்
தொடங்கும்போது, ஹைட்ரஜனும் ஹீலியமும் மட்டுமே
முதலில் உருவாயின. அப்போது பிரபஞ்சத்தில் 92 சதம்
ஹைட்ரஜனும் 8 சதம் ஹீலியமும் (எண்ணிக்கை அடிப்படையில்)
உண்டாகி இருந்தன. கனமான தனிமங்கள் யாவும் நட்சத்திரங்கள்
உருவான பிறகே உண்டாகின. அதிகமான அணுஎண்களைக் கொண்ட கனமான தனிமங்களை விட, அணுஎண் குறைவான தனிமங்கள் (ஹைட்ரஜன் ஹீலியம் முதலியன) அதிகமாகக்
கிடைப்பது (more abundance) இதனால்தான்.
கரும்பொருள் கண்டுபிடிக்கப் பட்டது!
------------------------------------------------------------
தொடர்ச்சியான ஆய்வுகள் மற்றும் கூர்நோக்கி அறிதலின்
தரவுகள் ஆகியவற்றைப் பரிசீலித்தபோது, பேரியானிக்
பருப்பொருளின் (baryonic matter) அளவுக்கு ஒரு தடை
இருப்பதை விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்தனர். அதாவது
இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் ஒரு அளவுக்கு மேல் பேரியானிக்
பருப்பொருள் இல்லை என்பது புலப்பட்டது. (அணுவின்
உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான் நியூட்ரான் ஆகிய
துகள்கள் பேரியான்கள் ஆகும்). இதற்கு என்ன காரணம்
என்று கண்டறியும் முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப் பட்டன.
இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள மொத்தப் பருப்பொருளின்
அளவு என்ன? வானியலாளர்களின் தரவுகளின்படி
அமைந்த கணக்கிற்கும் மெய்யான அளவுக்கும் இடையிலான
வேறுபாடு பாரதூரமாக இருந்தது என்பது உணரப்பட்டது.
இந்த இடைவெளியை எப்படி நிரப்புவது என்பதற்கு
விடை தேடும் முயற்சிகள் தொடங்கின.
அப்போது ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ் ஆஸ்ட்ரோபிசிக்கல் ஜர்னல்
என்ற ஏட்டில் எழுதிய ஒரு கட்டுரை இதற்கு விடையாக அமைந்தது.
"இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் ஒரு கரும்பொருள் கதிர்வீசல்
(black body radiation) இருக்கக் கூடும்; அதுவே காலக்சிகளின்
உருவாக்கத்துக்குக் காரணம் ஆகும்" என்று அக்கட்டுரையில்
குறிப்பிட்டு இருந்தார் பீப்பிள்ஸ். இதுவே பௌதிக அண்டவியல்
(physical cosmology) என்ற அறிவியல் துறையின் தொடக்கப்
புள்ளியாகக் கருதப் படுகிறது.
ஆக, கரும்பொருள் (dark matter) பிறந்து விட்டது. கரும்பொருள்
என்பது பார்வைக்குப் புலப்படாதது. எனவேதான் அப்பெயர்.
பீபிள்சின் கட்டுரையைத் தொடர்ந்து ஆராய்ச்சியாளர்கள்
கண்ணுக்குப் புலனாகாத கரும்பொருள் பற்றி ஆராயத்
தொடங்கினர்.லண்ட்மார்க் (Lundmark) என்னும் ஜெர்மானிய
ஆராய்ச்சியாளர் கரும்பொருள் என்ற சொல்லை முதன்
முதலில் தமது கட்டுரையில் குறிப்பிட்டார். தொடர்ந்து பலரும்
கரும்பொருளின் இருப்பு குறித்த தமது ஆய்வுகளைத்
தொடர்ந்தனர்.
இந்நிலையில் 1982ல் பீபிள்ஸ் ஓர் அறிக்கையை வெளியிட்டார்.
அதில் "சார்பியலற்ற குளிர்ந்த கரும்பொருள்" (non relativistic cold dark matter)
பிரபஞ்சத்தில் இருக்கிறது என்றும் அதுவே பிரபஞ்சத்தின்
பெரும் கட்டுமானங்களான காலக்சிகள் போன்றவை
தோன்றக் காரணம் என்று பீப்பிள்ஸ் அதில் குறிப்பிட்டு இருந்தார்.
தொடர்ந்து பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் "குளிர்ந்த கரும்பொருள்"
என்ற பீபிள்சின் கருத்தாக்கத்தை ஒட்டி ஆய்வுகளை
மேற்கொண்டனர்.
பிரபஞ்சம் முடிவற்றதா அல்லது முடிவுள்ளதா? (finite or infinite)
என்பது இன்னும் இறுதி செய்யப்படவில்லை. பிரபஞ்சம்
தட்டையானதா அல்லது மூடுண்டதா அல்லது திறந்த ஒன்றா
(flat or closed or open) என்பதில், இதுவரை கிடைத்துள்ள
பரிசோதனை முடிவுகளின் அடிப்படையில் தட்டையானது
என்று முடிவு செய்வதற்கே வாய்ப்புகள் அதிகமாக உள்ளன.
ஜேம்ஸ் பீபிள்சின் கருத்துப்படி, பிரபஞ்சம் தட்டையாக
(geometrically flat) இருக்கிறது. இப்பிரபஞ்சத்தில் இரண்டு
இணைகோடுகள் ஒருபோதும் சந்திக்காது.
இறுதியாக பிரபஞ்சம் பற்றிய நவீனக் கோட்பாடுகள்
உருவாக்கப்பட்டன. அதன்படி, பிரபஞ்சம்
பற்றிய மாதிரிச் சித்திரம் பின்வருமாறு அமைகிறது.
1) அறியப்பட்ட பகுதி (known universe) = 5 சதம்.
2) அறியப்படாத பகுதி (unknown universe) = 95 சதம்.
3) அறியப்பட்ட பிரபஞ்சம் பேரியானிக் பருப்பொருளால்
அமைந்தது; அறியப்படாத பிரபஞ்சம் கரும்பொருள்
மற்றும் கரும் ஆற்றலால் அமைந்தது.
4) பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கரும்பொருள் = 26 சதம்.
5) பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கரும் ஆற்றல் = 69 சதம்.
6) இதுவரை கிடைத்துள்ள பரிசோதனை முடிவுகளின்
அடிப்படையில் பிரபஞ்சம் தட்டையாக (flat) இருக்கிறது
என்று கூற இயலும்.
பல்வேறு விஞ்ஞானிகள், வானியலாளர்கள் ஆகியோரின்
கூட்டு உழைப்பினால் விளைந்தவையே பிரபஞ்சம்
பற்றிய நவீனக் கோட்பாடுகள். இக்கோட்பாடுகளின்
உருவாக்கத்தில் முன்னோடியாக இருந்து பெரும்
பங்களிப்புச் செய்தவர் என்ற முறையில் ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ்
நோபல் பரிசுக்கு உரியவர் ஆனார்.
புறக்கோள் கண்டுபிடிப்பு!
-----------------------------------------
இப்பிரபஞ்சத்தில் மனிதன் மட்டுமே இருக்கிறான் என்றும்
நாம் வாழும் பூமியே அனைத்துக்கும் நடுநாயகம் என்றும்
தொடக்க கால மனிதன் கருதினான். கோப்பர் நிக்கஸ்
இத்தவறான கொள்கையை முதன் முதலில் உடைத்தெறிந்தார்.
பூமியில் வாழும் மனித இனம் பிரபஞ்சத்தைப் பொறுத்து
எவ்விதத்திலும் சிறப்புரிமை பெற்றதல்ல என்பதே
கோப்பர் நிக்கசின் கொள்கை. புறக்கோள்களின்
கண்டுபிடிப்பு கோப்பர் நிக்கசின் கொள்கைக்கு மேலும்
வலு சேர்க்கிறது.
1995 அக்டோபரில் இத்தாலியின் பிளாரன்ஸ் நகரில் ஒரு
வானியல் மாநாடு நடைபெற்றது. அதில் பங்கேற்ற மிஷெல் மேயர்,
திதியர் குவெலாஸ் ஆகிய இருவரும் தாங்கள் புதிதாகக்
கண்டுபிடித்த ஒரு புறக்கோள் (exoplanet) பற்றிய அறிவிப்பை
வெளியிட்டனர். நமது சூரியன் போன்ற ஒரு நட்சத்திரத்தைச்
சுற்றி வரும் கோள் அது. அக்கோளுக்கு "51 Pegasi b" என்றும்
அக்கோள் சுற்றி வரும் நட்சத்திரத்திற்கு "51 Pegasi" என்றும்
பெயரிடப் பட்டுள்ளது.
பூமியில் இருந்து 50 ஒளியாண்டு தூரத்தில் இந்த நட்சத்திரம்
உள்ளது. (ஒளியாண்டு = 9.5 x 10^12 கிமீ) இந்த நட்சத்திரத்தை
புறக்கோளானது 4.23 நாட்களில் சுற்றி வந்து விடுகிறது.
பூமி சூரியனைச் சுற்றி வர 365 நாள் எடுத்துக் கொள்கிறது
என்பதுடன் இதை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கவும்.
சுற்றிவர ஆகும் காலம் (period of revolution) நான்கு நாள் மட்டுமே
என்பது இன்னொரு உண்மையையும் வெளிப்படுத்துகிறது.
இப்புறக்கோளானது தனது நட்சத்திரத்தில் இருந்து
மிக அருகில் உள்ளது என்பதே அது. ஆம், இரண்டுக்கும்
இடையிலான தூரம் 80 லட்சம் கிமீ மட்டுமே. பூமிக்கும்
சூரியனுக்கும் இடையிலான தூரம் 155 கோடி கிமீ
என்பதை இங்கு நினைவு கூர்க.
வெகு அருகில் இருப்பதால், நட்சத்திரமானது கோளை
1000 டிகிரி செல்சியஸ் என்ற அளவுக்குச் சூடாக்கி
விடுகிறது. புறக்கோளின் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை
1300 K ஆகும்.
இப்புறக்கோளின் அளவு நமது பூமியை விடப் பன்மடங்கு
பெரியது. நமது சூரிய மண்டலத்தின் மிகப்பெரிய கோளான
வியாழனுடன் இதை ஒப்பிடலாம். பொதுவாக மிகப்பெரிய
கோள்கள் தங்களின் நட்சத்திரத்தைச் சுற்ற அதிக காலம்
எடுத்துக் கொள்ளும். உதாரணமாக வியாழன் கோளானது
சூரியனைச் சுற்றி முடிக்க 12 ஆண்டு காலம் எடுத்துக் கொள்கிறது.
இதற்கு மாறாக, புறக்கோளானது நான்கே நாளில்
தனது நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வந்து விடுகிறது என்பது
வானியலாளர்களை வியப்பில் ஆழ்த்தியது.
ஆரத் திசைவேக முறை!
----------------------------------------
எந்தக் கோளுக்கும் சுயஒளி கிடையாது. தான் சுற்றி வரும்
நட்சத்திரத்தின் ஒளியையே ஒரு கோள் பிரதிபலிக்கும்.
ஒளிப் பிரதிபலிப்பு மிகவும் பலவீனமாக இருக்கையில்
கோளைப் பின்தொடர்வது கடினமாகி விடும். எனவே
ஒரு புறக்கோளைக் கண்டறிவது எளிதல்ல. அதற்கு மிக
நுட்பமான முறைகள் தேவைப்படுகின்றன. நமது நோபல்
பரிசாளர்கள் அதிநுட்பமான "ஆரத் திசைவேக முறை"
(Radial velocity method) என்ற முறையின் மூலம் இப்புறக்கோளைக்
கண்டறிந்தனர்.
இம்முறையில் கோளின் நட்சத்திரத்தின் நகர்வுகள் அளக்கப்
படுகின்றன. நமது சூரிய மண்டலத்தின் மிகப்பெரிய
கோளான வியாழன் உண்மையில் சூரியனைச் சுற்றி
வருவதில்லை என்பது நாம் அறிந்ததே. வியாழனும்
சூரியனும் இவ்விரண்டுக்கும் பொதுவான நிறைமையத்தைச்
(barycentre) சுற்றி வருகின்றன. இதைப் போலவே அதிக நிறையுள்ள
புறக்கோளும் அதன் நட்சத்திரமும் ஒரு பொதுவான
நிறைமையத்தைச் சுற்றி வருகின்றன.
பூமியில் இருந்து பார்க்கும்போது நட்சத்திரமானது முன்னும்
பின்னும் தள்ளாடுவது (wobbling) போலத் தோன்றும். இந்த
நகர்வின் வேகமே ஆரத்தூரம் (radial velocity) எனப்படும். இதை
டாப்ளர் விளைவின் (Doppler effect) மூலம் அளக்கலாம்.
ஒரு பொருளில் இருந்து வரும் ஒளியானது பார்வையாளரை
நோக்கி வந்தால் நீல நிறத்திலும், பார்வையாளரை
விட்டு விலகிச் சென்றால் சிவப்பு நிறத்திலும் இருக்கும்.
இதுவே டாப்ளர் விளைவு ஆகும்.
புறக்கோளானது நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வரும்போது,
கோளின் ஈர்ப்பு காரணமாக நட்சத்திரத்தின் நகர்வுகள்
மாறுதல் அடைகின்றன. எனவே அதில் இருந்து வரும்
ஒளி நீலமும் சிவப்புமாக மாறி மாறி வருகிறது.
நிறம் மாற்றம் அடைகிறது என்றால் அலைநீளம்
மாற்றம் அடைகிறது என்று பொருள். இவ்வாறு மாறி வரும்
அலைநீளத்தை உரிய கருவிகளின் மூலம் அளக்க
இயலும். இவ்வாறு புறக்கோளின் இருப்பும் நகர்வும்
அறியப் படுகின்றன.
மிஷேல் மேயரும் திதியர் குவெலாசும் 1995ல் இந்தக்
கோளைக் கண்டறிந்தது முதல், இன்று வரை நாலாயிரத்துக்கும்
மேற்பட்ட புறக்கோள்கள் கண்டறியப் பட்டுள்ளன. இப்பெரு
முயற்சிக்கு உந்துவிசையாக இருந்தவர்கள் என்ற
அடிப்படையில் இவ்விருவருக்கும் நோபல் பரிசு
வழங்கப் பட்டது.
*********************************************************
----------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
---------------------------------------------
ஒரு அமெரிக்கர், இரண்டு சுவிஸ் நாட்டவர் ஆக மொத்தம்
மூவருக்கு இயற்பியல் நோபல் பரிசு 2019 பகிர்ந்து
வழங்கப் பட்டுள்ளது.
ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ், அமெரிக்கா (வயது 84)
மிஷேல் மேயர், ஜெனீவா, சுவிஸ் (வயது 72)
திதியர் குவெலாஸ், ஜெனிவா, சுவிஸ் (வயது 53).
ஆகிய மூவருக்கும் 2:1:1 என்ற விகிதத்தில் பரிசு
பகிர்ந்து அளிக்கப் பட்டுள்ளது.
ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ் பிரபஞ்சம் (universe) பற்றிய தமது
ஆராய்ச்சியை 1960களின் நடுவில் தொடங்கினார்.
20 ஆண்டுகளாக உழைத்து ஒரு பிரபஞ்ச மாதிரிச் சித்திரத்தை
(theoretical model) உருவாக்கினார். நமது பிரபஞ்சத்தில்
அறியப்பட்ட பகுதியாக 5 சதமும், அறியப்படாத
பகுதியாக 95 சதமும் இருக்கின்றன என்று
கண்டறிந்தார் ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ்.
69 சதம் கரும் ஆற்றல் (dark energy), 26 சதம் கரும்பொருள்
(dark matter), இரண்டும் சேர்ந்து பிரபஞ்சத்தில் 95 சதம்
கொண்டுள்ள பகுதி, கரும்பொருளாலும் கரும் ஆற்றலாலும்
ஆனது. இது அறியப்படாத பிரபஞ்சம் ஆகும்.
மீதியிருக்கும் ஐந்து சதம் மட்டுமே அறியப்பட்ட பிரபஞ்சம் ஆகும்.
பிரபஞ்சம் பற்றிய இந்த நவீன கோட்பாட்டின்
உருவாக்கத்தில் பெரும்பங்கு வகித்தவர் ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ்.
பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பு கண்டறிந்த
முடிவுகளுக்காக, சுமார் 25 ஆண்டுகள் கழித்து
ஜேம்ஸ் பீப்பிள்ஸ் பரிசு பெறுகிறார். நியாயமான
அங்கீகாரத்தை காலம் கடந்து பெறுகிறார்.
புறக்கோள் (exoplanet) கண்டுபிடிப்பு!
----------------------------------------------------------
சுவிஸ் விஞ்ஞானிகள் மிஷேல் மேயர், திதியர் குவெலாஸ்
இருவரும் சேர்ந்து 1995ல் ஒரு புதிய கோளைக் கண்டு பிடித்தனர்.
இது நமது சூரிய மண்டலத்துக்கு அப்பால் உள்ளது. அதே நேரத்தில்
நமது காலக்சியான பால்வீதியில்தான் உள்ளது.
இவர்கள் கண்டு பிடித்த இந்தப் புதிய கோள் ஒரு புறக்கோள்
(exoplanet) ஆகும். நமது சூரிய மண்டலத்துக்கு அப்பால்
உள்ள கோளே புறக்கோள் எனப்படுகிறது. இது நமது
சூரியனைப் போன்ற ஒரு நட்சத்திரத்தைச்
சுற்றிக் கொண்டிருக்கிறது. இதன் முக்கியத்துவம்
என்னவெனில், முதன் முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட
புறக்கோள் (exoplanet) இதுதான். இதைக் கண்டு
பிடித்தவர்கள் என்ற அடிப்படையில் இவர்களுக்கு
நோபல் பரிசு வழங்கப் படுகிறது. இன்று 4000க்கும்
மேற்பட்ட இத்தகைய புறக்கோள்கள்
கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளன. இதற்கு உந்துவிசையாக
இருந்தது இவர்களின் கண்டுபிடிப்பே.
இவர்கள் கண்டுபிடித்த புறக் கோளின் பெயர்
"51 Pegasi b" என்பதாகும். இந்தக் கோளானது ஒரு
நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வருகிறது. அந்த
நட்சத்திரத்திற்கு 51 Pegasi என்று பெயரிடப் பட்டுள்ளது.
இவர்கள் இருவருக்கும் காலம் கடந்த அங்கீகாரமாக
நோபல் பரிசு கிடைத்துள்ளது. 1995ல் கண்டுபிடிக்கப்
பட்ட புறக்கோளுக்கு 2019ல் இவர்கள் பரிசு பெறுகின்றனர்.
பிரபஞ்சத்தின் பிறப்பு!
-----------------------------------
14 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஒரு பெருவெடிப்பின்
பின்னர் இப்பிரபஞ்சம் பிறந்தது. அப்போது பிரபஞ்சம்
அதீத வெப்பத்துடனும் மிகவும் அடர்த்தியுடனும் இருந்தது.
பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து 4 லட்சம் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு.
பிரபஞ்சம் குளிர்ந்து அதன் வெப்பநிலை 3000 கெல்வினுக்கு
வந்தது. இந்த வெப்பநிலையில்தான் எலக்ட்ரான்கள்
அணுக்கருவுடன் இணைந்து அணுக்கள் உண்டாகின.
ஒளிமங்கள் (photons) சுதந்திரமாக அங்குமிங்கும் நகரத்
தொடங்கின. அண்டவெளி எங்கும் ஒளியானது பயணம் செய்ய
முடிந்தது. இப்போதுதான் பிரபஞ்சம் ஒளிபுகும் தன்மை அடைந்து
(transparent) ஒளிரத் தொடங்கியது. ஆம், அதற்கு முன்பு பிரபஞ்சம்
ஒளிபுகாத் தன்மையுடன் (opaque) பார்வைக்குப் புலப்படாமல்தான்
இருந்தது.
பிரபஞ்சத்தின் தொடக்க காலத்தில் இருந்த CMB எனப்படும்
காஸ்மிக் நுண்ணலைக் கதிர்வீசல் (Cosmic Microwave Background)
பிரபஞ்சம் முழுவதும் பரவி உள்ளது. அது இன்றளவும்
உள்ளது. 14 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய
மேற்கூறிய CMB இன்றைக்கும் உணரப் படுகிறது. 1964ல்
எதேச்சையாக இரண்டு விஞ்ஞானிகள் இந்த CMBயைக்
கண்டு பிடித்தனர். இதற்காக நோபல் பரிசும் பெற்றனர்.
நவீனப் பிரபஞ்சவியலில் இந்த நுண்ணலைக் கதிர்வீசல்
முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. பெருவெடிப்பு எவ்வளவு முக்கியமோ
அவ்வளவு முக்கியம் இந்த நுண்ணலைக் கதிர்வீசலும் ஆகும். இது காலப்போக்கில் குளிர்ந்து தற்போது இதன் வெப்பநிலை முழுமைச்சுழியாக (Absolute zero) அதாவது மைனஸ் 273.15
டிகிரியாக உள்ளது.
நுண்ணலைக் கதிர்வீசலின் வெப்பநிலையைக் கொண்டு
பெருவெடிப்பின்போது எவ்வளவு பருப்பொருள் (matter)
உண்டாக்கப் பட்டது என்பதை அறிய முடியும் என்றார்
ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ். வெப்பநிலைக்கும் பருப்பொருளின் அடர்த்திக்கும்
இடையிலான தொடர்பு குறிப்பிடத் தக்கது என்பது அவரின்
கண்டுபிடிப்பு. பிரபஞ்சத்தில் வெப்பம் அதிகமாக இருந்தபோது
அடர்த்தியும் அதிகமாக இருந்தது என்றும் பிரபஞ்சம் எவ்வளவு
அடர்த்தியாக இருந்ததோ அந்த அளவு ஹீலியம் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட்து
என்றும் கூறினார் பீபிள்ஸ். இதன் விளைவாக பிரபஞ்சத்தின் தொடக்கத்திலேயே கனமான தனிமங்கள் உண்டாகி இருந்தன
என்ற பழைய சிந்தனை முறியடிக்கப் பட்டது.
தொடக்க கால பிரபஞ்சம் அதிக வெப்பமாகவும் அதிக
அடர்த்தியுடனும் இருந்தது. அணுக்கள் உருவாகத்
தொடங்கும்போது, ஹைட்ரஜனும் ஹீலியமும் மட்டுமே
முதலில் உருவாயின. அப்போது பிரபஞ்சத்தில் 92 சதம்
ஹைட்ரஜனும் 8 சதம் ஹீலியமும் (எண்ணிக்கை அடிப்படையில்)
உண்டாகி இருந்தன. கனமான தனிமங்கள் யாவும் நட்சத்திரங்கள்
உருவான பிறகே உண்டாகின. அதிகமான அணுஎண்களைக் கொண்ட கனமான தனிமங்களை விட, அணுஎண் குறைவான தனிமங்கள் (ஹைட்ரஜன் ஹீலியம் முதலியன) அதிகமாகக்
கிடைப்பது (more abundance) இதனால்தான்.
கரும்பொருள் கண்டுபிடிக்கப் பட்டது!
------------------------------------------------------------
தொடர்ச்சியான ஆய்வுகள் மற்றும் கூர்நோக்கி அறிதலின்
தரவுகள் ஆகியவற்றைப் பரிசீலித்தபோது, பேரியானிக்
பருப்பொருளின் (baryonic matter) அளவுக்கு ஒரு தடை
இருப்பதை விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்தனர். அதாவது
இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் ஒரு அளவுக்கு மேல் பேரியானிக்
பருப்பொருள் இல்லை என்பது புலப்பட்டது. (அணுவின்
உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான் நியூட்ரான் ஆகிய
துகள்கள் பேரியான்கள் ஆகும்). இதற்கு என்ன காரணம்
என்று கண்டறியும் முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப் பட்டன.
இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள மொத்தப் பருப்பொருளின்
அளவு என்ன? வானியலாளர்களின் தரவுகளின்படி
அமைந்த கணக்கிற்கும் மெய்யான அளவுக்கும் இடையிலான
வேறுபாடு பாரதூரமாக இருந்தது என்பது உணரப்பட்டது.
இந்த இடைவெளியை எப்படி நிரப்புவது என்பதற்கு
விடை தேடும் முயற்சிகள் தொடங்கின.
அப்போது ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ் ஆஸ்ட்ரோபிசிக்கல் ஜர்னல்
என்ற ஏட்டில் எழுதிய ஒரு கட்டுரை இதற்கு விடையாக அமைந்தது.
"இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் ஒரு கரும்பொருள் கதிர்வீசல்
(black body radiation) இருக்கக் கூடும்; அதுவே காலக்சிகளின்
உருவாக்கத்துக்குக் காரணம் ஆகும்" என்று அக்கட்டுரையில்
குறிப்பிட்டு இருந்தார் பீப்பிள்ஸ். இதுவே பௌதிக அண்டவியல்
(physical cosmology) என்ற அறிவியல் துறையின் தொடக்கப்
புள்ளியாகக் கருதப் படுகிறது.
ஆக, கரும்பொருள் (dark matter) பிறந்து விட்டது. கரும்பொருள்
என்பது பார்வைக்குப் புலப்படாதது. எனவேதான் அப்பெயர்.
பீபிள்சின் கட்டுரையைத் தொடர்ந்து ஆராய்ச்சியாளர்கள்
கண்ணுக்குப் புலனாகாத கரும்பொருள் பற்றி ஆராயத்
தொடங்கினர்.லண்ட்மார்க் (Lundmark) என்னும் ஜெர்மானிய
ஆராய்ச்சியாளர் கரும்பொருள் என்ற சொல்லை முதன்
முதலில் தமது கட்டுரையில் குறிப்பிட்டார். தொடர்ந்து பலரும்
கரும்பொருளின் இருப்பு குறித்த தமது ஆய்வுகளைத்
தொடர்ந்தனர்.
இந்நிலையில் 1982ல் பீபிள்ஸ் ஓர் அறிக்கையை வெளியிட்டார்.
அதில் "சார்பியலற்ற குளிர்ந்த கரும்பொருள்" (non relativistic cold dark matter)
பிரபஞ்சத்தில் இருக்கிறது என்றும் அதுவே பிரபஞ்சத்தின்
பெரும் கட்டுமானங்களான காலக்சிகள் போன்றவை
தோன்றக் காரணம் என்று பீப்பிள்ஸ் அதில் குறிப்பிட்டு இருந்தார்.
தொடர்ந்து பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் "குளிர்ந்த கரும்பொருள்"
என்ற பீபிள்சின் கருத்தாக்கத்தை ஒட்டி ஆய்வுகளை
மேற்கொண்டனர்.
பிரபஞ்சம் முடிவற்றதா அல்லது முடிவுள்ளதா? (finite or infinite)
என்பது இன்னும் இறுதி செய்யப்படவில்லை. பிரபஞ்சம்
தட்டையானதா அல்லது மூடுண்டதா அல்லது திறந்த ஒன்றா
(flat or closed or open) என்பதில், இதுவரை கிடைத்துள்ள
பரிசோதனை முடிவுகளின் அடிப்படையில் தட்டையானது
என்று முடிவு செய்வதற்கே வாய்ப்புகள் அதிகமாக உள்ளன.
ஜேம்ஸ் பீபிள்சின் கருத்துப்படி, பிரபஞ்சம் தட்டையாக
(geometrically flat) இருக்கிறது. இப்பிரபஞ்சத்தில் இரண்டு
இணைகோடுகள் ஒருபோதும் சந்திக்காது.
இறுதியாக பிரபஞ்சம் பற்றிய நவீனக் கோட்பாடுகள்
உருவாக்கப்பட்டன. அதன்படி, பிரபஞ்சம்
பற்றிய மாதிரிச் சித்திரம் பின்வருமாறு அமைகிறது.
1) அறியப்பட்ட பகுதி (known universe) = 5 சதம்.
2) அறியப்படாத பகுதி (unknown universe) = 95 சதம்.
3) அறியப்பட்ட பிரபஞ்சம் பேரியானிக் பருப்பொருளால்
அமைந்தது; அறியப்படாத பிரபஞ்சம் கரும்பொருள்
மற்றும் கரும் ஆற்றலால் அமைந்தது.
4) பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கரும்பொருள் = 26 சதம்.
5) பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கரும் ஆற்றல் = 69 சதம்.
6) இதுவரை கிடைத்துள்ள பரிசோதனை முடிவுகளின்
அடிப்படையில் பிரபஞ்சம் தட்டையாக (flat) இருக்கிறது
என்று கூற இயலும்.
பல்வேறு விஞ்ஞானிகள், வானியலாளர்கள் ஆகியோரின்
கூட்டு உழைப்பினால் விளைந்தவையே பிரபஞ்சம்
பற்றிய நவீனக் கோட்பாடுகள். இக்கோட்பாடுகளின்
உருவாக்கத்தில் முன்னோடியாக இருந்து பெரும்
பங்களிப்புச் செய்தவர் என்ற முறையில் ஜேம்ஸ் பீபிள்ஸ்
நோபல் பரிசுக்கு உரியவர் ஆனார்.
புறக்கோள் கண்டுபிடிப்பு!
-----------------------------------------
இப்பிரபஞ்சத்தில் மனிதன் மட்டுமே இருக்கிறான் என்றும்
நாம் வாழும் பூமியே அனைத்துக்கும் நடுநாயகம் என்றும்
தொடக்க கால மனிதன் கருதினான். கோப்பர் நிக்கஸ்
இத்தவறான கொள்கையை முதன் முதலில் உடைத்தெறிந்தார்.
பூமியில் வாழும் மனித இனம் பிரபஞ்சத்தைப் பொறுத்து
எவ்விதத்திலும் சிறப்புரிமை பெற்றதல்ல என்பதே
கோப்பர் நிக்கசின் கொள்கை. புறக்கோள்களின்
கண்டுபிடிப்பு கோப்பர் நிக்கசின் கொள்கைக்கு மேலும்
வலு சேர்க்கிறது.
1995 அக்டோபரில் இத்தாலியின் பிளாரன்ஸ் நகரில் ஒரு
வானியல் மாநாடு நடைபெற்றது. அதில் பங்கேற்ற மிஷெல் மேயர்,
திதியர் குவெலாஸ் ஆகிய இருவரும் தாங்கள் புதிதாகக்
கண்டுபிடித்த ஒரு புறக்கோள் (exoplanet) பற்றிய அறிவிப்பை
வெளியிட்டனர். நமது சூரியன் போன்ற ஒரு நட்சத்திரத்தைச்
சுற்றி வரும் கோள் அது. அக்கோளுக்கு "51 Pegasi b" என்றும்
அக்கோள் சுற்றி வரும் நட்சத்திரத்திற்கு "51 Pegasi" என்றும்
பெயரிடப் பட்டுள்ளது.
பூமியில் இருந்து 50 ஒளியாண்டு தூரத்தில் இந்த நட்சத்திரம்
உள்ளது. (ஒளியாண்டு = 9.5 x 10^12 கிமீ) இந்த நட்சத்திரத்தை
புறக்கோளானது 4.23 நாட்களில் சுற்றி வந்து விடுகிறது.
பூமி சூரியனைச் சுற்றி வர 365 நாள் எடுத்துக் கொள்கிறது
என்பதுடன் இதை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கவும்.
சுற்றிவர ஆகும் காலம் (period of revolution) நான்கு நாள் மட்டுமே
என்பது இன்னொரு உண்மையையும் வெளிப்படுத்துகிறது.
இப்புறக்கோளானது தனது நட்சத்திரத்தில் இருந்து
மிக அருகில் உள்ளது என்பதே அது. ஆம், இரண்டுக்கும்
இடையிலான தூரம் 80 லட்சம் கிமீ மட்டுமே. பூமிக்கும்
சூரியனுக்கும் இடையிலான தூரம் 155 கோடி கிமீ
என்பதை இங்கு நினைவு கூர்க.
வெகு அருகில் இருப்பதால், நட்சத்திரமானது கோளை
1000 டிகிரி செல்சியஸ் என்ற அளவுக்குச் சூடாக்கி
விடுகிறது. புறக்கோளின் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை
1300 K ஆகும்.
இப்புறக்கோளின் அளவு நமது பூமியை விடப் பன்மடங்கு
பெரியது. நமது சூரிய மண்டலத்தின் மிகப்பெரிய கோளான
வியாழனுடன் இதை ஒப்பிடலாம். பொதுவாக மிகப்பெரிய
கோள்கள் தங்களின் நட்சத்திரத்தைச் சுற்ற அதிக காலம்
எடுத்துக் கொள்ளும். உதாரணமாக வியாழன் கோளானது
சூரியனைச் சுற்றி முடிக்க 12 ஆண்டு காலம் எடுத்துக் கொள்கிறது.
இதற்கு மாறாக, புறக்கோளானது நான்கே நாளில்
தனது நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வந்து விடுகிறது என்பது
வானியலாளர்களை வியப்பில் ஆழ்த்தியது.
ஆரத் திசைவேக முறை!
----------------------------------------
எந்தக் கோளுக்கும் சுயஒளி கிடையாது. தான் சுற்றி வரும்
நட்சத்திரத்தின் ஒளியையே ஒரு கோள் பிரதிபலிக்கும்.
ஒளிப் பிரதிபலிப்பு மிகவும் பலவீனமாக இருக்கையில்
கோளைப் பின்தொடர்வது கடினமாகி விடும். எனவே
ஒரு புறக்கோளைக் கண்டறிவது எளிதல்ல. அதற்கு மிக
நுட்பமான முறைகள் தேவைப்படுகின்றன. நமது நோபல்
பரிசாளர்கள் அதிநுட்பமான "ஆரத் திசைவேக முறை"
(Radial velocity method) என்ற முறையின் மூலம் இப்புறக்கோளைக்
கண்டறிந்தனர்.
இம்முறையில் கோளின் நட்சத்திரத்தின் நகர்வுகள் அளக்கப்
படுகின்றன. நமது சூரிய மண்டலத்தின் மிகப்பெரிய
கோளான வியாழன் உண்மையில் சூரியனைச் சுற்றி
வருவதில்லை என்பது நாம் அறிந்ததே. வியாழனும்
சூரியனும் இவ்விரண்டுக்கும் பொதுவான நிறைமையத்தைச்
(barycentre) சுற்றி வருகின்றன. இதைப் போலவே அதிக நிறையுள்ள
புறக்கோளும் அதன் நட்சத்திரமும் ஒரு பொதுவான
நிறைமையத்தைச் சுற்றி வருகின்றன.
பூமியில் இருந்து பார்க்கும்போது நட்சத்திரமானது முன்னும்
பின்னும் தள்ளாடுவது (wobbling) போலத் தோன்றும். இந்த
நகர்வின் வேகமே ஆரத்தூரம் (radial velocity) எனப்படும். இதை
டாப்ளர் விளைவின் (Doppler effect) மூலம் அளக்கலாம்.
ஒரு பொருளில் இருந்து வரும் ஒளியானது பார்வையாளரை
நோக்கி வந்தால் நீல நிறத்திலும், பார்வையாளரை
விட்டு விலகிச் சென்றால் சிவப்பு நிறத்திலும் இருக்கும்.
இதுவே டாப்ளர் விளைவு ஆகும்.
புறக்கோளானது நட்சத்திரத்தைச் சுற்றி வரும்போது,
கோளின் ஈர்ப்பு காரணமாக நட்சத்திரத்தின் நகர்வுகள்
மாறுதல் அடைகின்றன. எனவே அதில் இருந்து வரும்
ஒளி நீலமும் சிவப்புமாக மாறி மாறி வருகிறது.
நிறம் மாற்றம் அடைகிறது என்றால் அலைநீளம்
மாற்றம் அடைகிறது என்று பொருள். இவ்வாறு மாறி வரும்
அலைநீளத்தை உரிய கருவிகளின் மூலம் அளக்க
இயலும். இவ்வாறு புறக்கோளின் இருப்பும் நகர்வும்
அறியப் படுகின்றன.
மிஷேல் மேயரும் திதியர் குவெலாசும் 1995ல் இந்தக்
கோளைக் கண்டறிந்தது முதல், இன்று வரை நாலாயிரத்துக்கும்
மேற்பட்ட புறக்கோள்கள் கண்டறியப் பட்டுள்ளன. இப்பெரு
முயற்சிக்கு உந்துவிசையாக இருந்தவர்கள் என்ற
அடிப்படையில் இவ்விருவருக்கும் நோபல் பரிசு
வழங்கப் பட்டது.
*********************************************************
கருத்துகள் இல்லை:
கருத்துரையிடுக