கலிலியோ முதல் ஜேம்ஸ்வெப் வரை!
--------------------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
----------------------------------------------
மனிதனுக்குப் பெரிதும் பயன்படும் முதல் 10 கருவிகளைப்
பட்டியலிட்டால், அந்தப் பத்தில் ஒன்றாக தொலைநோக்கி
உறுதியாக இடம்பெறும். என்றாலும் தொலைநோக்கி என்பது
17ஆம் நூற்றாண்டின் படைப்புதான். அதற்கு முன்பு தொலைநோக்கி
பற்றிய ஏக்கங்கள் இருந்திருக்கக் கூடும்; ஆனால் தொலைநோக்கி
என்ற ஒன்று இல்லை!
தொலைநோக்கி இல்லாமல், வெறுங்கண்ணால் பார்த்தே
பெரும் பெரும் வானியல் கண்டுபிடிப்புகளைச் செய்தார்கள்
ஆரியபட்டர் முதல் கோப்பர் நிக்கஸ் வரையிலான அன்றைய
வானியல் அறிஞர்கள். தாலமியின் புவிமையக் கொள்கையைத்
தகர்த்தெறிந்து சூரிய மையக் கொள்கையை (Helio centric theory)
உருவாக்கி உலகிற்கு அளித்த கோப்பர் நிக்கஸ் காலத்தில்
தொலைநோக்கி என்பதே இல்லை.வெறுங்கண்ணால் பார்த்தே
உலகைப் புரட்டிப் போட்டார் கோப்பர் நிக்கஸ்.
அறிவியல் வரலாற்றில் முதன் முதலாக தொலைநோக்கியுடன்
இணைத்துப் பேசப்பட்ட விஞ்ஞானி கலிலியோதான்
(Galileo Galilei 1564-1642). அவர் காலத்தில் இருந்துதான்
தொலைநோக்கி யுகம் (telescope era) தொடங்குகிறது.
தொலைநோக்கியின் பிறப்பு!
--------------------------------------------
கலிலியோவுக்குச் சற்று முன்னரே, 1608ல்
டச்சுக்காரரான ஹான்ஸ் லிப்பர்ஷே (Hans Lippershey 1570-1619)
என்னும் மூக்குக் கண்ணாடித் தயாரிப்பாளர் தாம் உருவாக்கிய ஒரு தொலைநோக்கிக்கு காப்புரிமை
கோரினார். தொலைநோக்கியின் உருவாக்கத்திற்குப்
பலரும் உரிமை கோரினாலும், பதிவு பெற்றுள்ள ஆவணங்களின்படி
லிப்பர்ஷேயின் தயாரிப்பையே உலகின் முதல் தொலைநோக்கியாகக்
கருதலாம்.
இது பற்றிக் கேள்வியுற்ற கலிலியோ தமக்குத் தேவையான
ஒரு தொலைநோக்கியைத் தாமே தயாரித்துக் கொண்டார். ஒரு தொலைநோக்கியின் எந்தவொரு முன்மாதிரியையும் (prototype)
அதற்கு முன் பார்த்தே இராத கலிலியோ தமது சொந்த அறிவின்
துணையுடன் ஒரு தொலைநோக்கியை உருவாக்கிக் கொண்டார்.
விண்ணில் வெகு தொலைவிலுள்ள வான்பொருட்களை
அறிந்திட கலிலியோ தமது தொலைநோக்கியை
விண்ணை நோக்கித் திருப்பினார். இதன் விளைவாக அவரால்
வியாழன் கிரகத்தின் அதுவரை கண்டறியப்படாத நான்கு நிலவுகளைக் கண்டறிய முடிந்தது.
தமிழ்நாட்டின் பெருமை!
--------------------------------------
நம்மிடமும் பெருமைக்குரிய ஒரு தொலைநோக்கி இருக்கிறது
என்பதால் தமிழர்களாகிய நாம் பெருமை கொள்ளலாம்.
திருப்பத்தூர் மாவட்டத்தில் உள்ள காவலூர் வைனு பாப்பு வானியல்
கூர்நோக்கு ஆய்வகத்தில் (Kavalur Vainu Bappu Observatory)
ஒரு பெரிய தொலைநோக்கி வைக்கப் பட்டுள்ளது. கூர்நோக்கு
ஆய்வகம் அமையப் பாடுபட்ட எம் கே வைனு பாப்பு என்னும்
வானியல் விஞ்ஞானியின் நினைவாக ஆய்வகம் அவர் பெயரைத்
தாங்கி நிற்கிறது..
இங்கு 1986ல் ஒரு ராட்சதத் தொலைநோக்கி நிறுவப்பட்டது.
இதன் ஒளிசெல் அகலம் (aperture) 2.3 மீட்டர் (91 அங்குலம்) ஆகும்.
நிறுவப்பட்டபோது இதுதான் ஆசியாவிலேயே மிகப்பெரிய
தொலைநோக்கையாக இருந்தது. பின்னர் மார்ச் 2016ல்
உத்தரகாண்ட் மாநிலம் நைனிடால் அருகிலுள்ள தேவஸ்தல்
கூர்நோக்கு ஆய்வகத்தில் (Devasthal observatory) 3.6 மீட்டர் (142 அங்குலம்)
ஒளிசெல் அகலம் உடைய (3.6 meter aperture) பெரும் ராட்சதத்
தொலைநோக்கி நிறுவப்பட்டபோது காவலூரின் சாதனை
முறியடிக்கப்பட்டு, ஆசியாவின் மிகப்பெரிய தொலைநோக்கி
என்ற புகழை தேவஸ்தல் தொலைநோக்கி பெற்றது.
ரேடியோ தொலைநோக்கிகள்!
----------------------------------------------
மேலே நாம் பார்த்தவை அனைத்தும் ஒளியியல்
தொலைநோக்கிகள் (optical telescopes). இவை காணுறு
ஒளியை (visible light) அடிப்படையாகக் கொண்டவை.
அதை ஆராய்பவை. மின்காந்த நிறமாலையில்
காணுறுஒளி மிகச் சிறிய ஒரு பாகமே. அதைத் தவிர்த்து
மீதியுள்ள பெரும் பாகத்தையும் ஆராய வேண்டிய தேவை
அறிவியலுக்கு இருக்கிறது. அதில் குறிப்பாக ரேடியோ
அதிர்வெண் கொண்ட பகுதியை (portion of radio frequency)
ஆராய அதற்கென்று தனித்தன்மை வாய்ந்த தொலைநோக்கிகள்
தேவை. அத்தகையவை ரேடியோ தொலைநோக்கிகள்
(Radio Telescopes ) என்று அழைக்கப் படுகின்றன.
உலகின் பிரும்மாண்டமான ரேடியோ தொலைநோக்கிகள்
அமெரிக்கா, சீனா, ரஷ்யா, இந்தியா உள்ளிட்ட சில
நாடுகளிடம் உள்ளன. அமெரிக்காவின் VLA (Very Large Array) என்னும்
ரேடியோ தொலைநோக்கியானது ஒவ்வொன்றும் 25 மீ விட்டம்
கொண்ட 27 ஆன்டெனாக்களின் தொகுப்பு ஆகும்.
இந்தியாவின் மிகப்பெரிய ரேடியோ தொலைநோக்கி
மகாராஷ்டிரா மாநிலம் புனேவுக்கு அருகில், அக்டோபர் 2001ல்
நிறுவப்பட்டு உள்ளது. GMRT (Grand Meter wave Radio Telescope) என்று
பெயர் பெற்ற இத்தொலைநோக்கியானது ஒவ்வொன்றும்
45 மீ விட்டம் கொண்ட 30 ஆன்டெனாக்களின் தொகுப்பாகும்.
தமிழ்நாட்டிலும் ஊட்டியில் முத்தோரை என்ற இடத்தில்
2240மீ (7349 அடி) உயரத்தில் ஒரு ரேடியோ தொலைநோக்கி
நிறுவப்பட்டு 1970 முதல் செயல்பட்டு வருகிறது.
மலை உச்சியில் தொலைநோக்கிகள்!
----------------------------------------------------------
கடல் மட்டத்தில் இருந்து ஓரளவு உயரத்தில் நிறுவப்பட்ட
ஒளியியல் தொலைநோக்கிகள் அடிக்கடி பழுதடைவது
நிகழ்ந்து கொண்டே இருந்தது. நகர்மயமாக்கலின் விளைவாக, தொழிற்சாலைகள் வெளியேற்றும் புகையானது
தொலைநோக்கிகளின் லென்சுகளின் மீது படிந்து
அவற்றைப் பாழடித்து விடும். இக்குறையைப் போக்கும் பொருட்டு
மலைகளின் உச்சியில் புகை அண்டாத அதிக உயரத்தில்
தொலைநோக்கிகள் நிறுவப்பட்டன. உலகெங்கும் பல்வேறு இடங்களில்
5000 மீட்டருக்கும் மேற்பட்ட உயரத்தில் அநேக தொலைநோக்கிகள்
நிறுவப்பட்டன.
தொலைநோக்கிகளுக்கு என்றே இந்த பூமியில் ஒரு நாடு
உண்டென்றால், அது தென்னமெரிக்க நாடான சிலி (Chile)
நாடுதான். சிலி நாடும் தொலைநோக்கிகளும் made for each other
ஜோடிப்பொருத்தம் உடையவை. ஆண்டிஸ் மலையும்
அடக்காமா பாலைவனமும் சேர்ந்து வழங்குகின்ற, உலகின்
மிகவும் உலர்ந்த காற்று வானியல் கூர்நோக்கு ஆய்வுக்குப்
பெரிதும் உகந்தது.
சிலியில் அடக்காமா பாலைவனத்தில் உள்ள செர்ரோ சஜ்நன்டார்
(Cerro Sajnantor) மலையின் உச்சியில் 5640 மீ உயரத்தில்
(18504 அடி) TAO எனப்படும் (Tokyo University Atacama Observatory)
ஒரு வானியல் கூர்நோக்கு ஆய்வகம் உள்ளது.
அதில் ஓர் அகச்சிவப்புத் தொலைநோக்கி உள்ளது. உலகின்
அதிக உயரத்தில் அமைந்துள்ள கூர்நோக்கு ஆய்வகமாக
இது கின்னஸ் சாதனைப் புத்தகத்தில் (2011ஆம் ஆண்டிற்கானது)
பதிவு பெற்றுள்ளது.
இந்தியாவில் லடாக்கில் லே நகரில் ஹென்லே என்னும் இடத்தில்
IAO என்னும் (Indian Astronomical Observatory) வானியல் கூர்நோக்கு
ஆய்வகம் உள்ளது. அது 4500 மீ உயரத்தில் (14,764 அடி) சரஸ்வதி
சிகரத்தில் நிறுவப்பட்டு உள்ளது. உலக அளவில் அதிக உயரத்தில்
அமைந்துள்ள ஆய்வகங்களில் இது பத்தாவது இடத்தில் அமைந்து
இந்தியாவுக்குப் பெருமை சேர்க்கிறது. ஒளியியல்
தொலைநோக்கி, அகச்சிவப்புத் தொலைநோக்கி, காமா கதிர்த்
தொலைநோக்கி ஆகிய மூவகைத் தொலைநோக்கிகளும்
இங்குள்ளன.
விண்வெளித் தொலைநோக்கிகள்!
-----------------------------------------------------
தொலைநோக்கியை மெய்யாகவே முதன் முதலில் கண்டு
பிடித்தவர் யார் என்பதில் போட்டாபோட்டி இருந்தபோதிலும்,
தொலைநோக்கி என்பது வானியல் ஆய்வுக்கு மட்டுமே ஆனது
என்ற ஒரு போக்கை உண்டாக்கியவர் (trend setter) கலிலியோ.
அவரிடம் இருந்து தொடங்கிய தொலைநோக்கி யுகம்
காலப்போக்கில் பெருந்திருப்பங்களுடன் வளர்ச்சி கண்டது.
கடல் மட்டத்தில் இருந்து (Mean Sea Level) சிறிதளவு உயரத்தில்
மட்டுமே நிறுவப்பட்ட தொலைநோக்கிகள், பின்னர்
நல்ல உயரத்தில் மலைஉச்சிகளின் மீது வைக்கப் பட்டன.
உயரமான சிகரங்களில் இருந்து கொண்டு ஒன்றைப் பார்ப்பது
"குன்றேறி யானைப்போர் கண்டற்றால்" என்று வள்ளுவர்
கூறுவது போன்றது. காண வேண்டிய ஒரு காட்சியைத்
தெளிவாகவும் முழுமையாகவும் பார்ப்பதற்கு மலைச் சிகரங்கள்
உகந்த இடங்களாகும்.
இதன் அடுத்த கட்ட வளர்ச்சியாக பூமியின் ஓரிடத்தில்
தொலைநோக்கியை நிலையாக வைப்பதற்குப் பதிலாக, அதை விண்வெளிக்குக் கொண்டு சென்று பூமியைச் சுற்றி வந்துகொண்டே
தேவையானவற்றைப் படம் பிடித்து ஆய்வு செய்வது என்ற
நடைமுறைக்கு மனிதகுலம் வந்து சேர்ந்தது.
இவ்வாறு விண்வெளித் தொலைநோக்கிகள் (Space Telescopes) உருவாகின.
ஹப்பிள் தொலைநோக்கி!
---------------------------------------
1968ல் OAO-2 எனப்படும் (Orbiting Astronomical Observatory-2)
கூர்நோக்கு ஆய்வகத்தை அமெரிக்கா விண்வெளிக்கு அனுப்பியது.
இது தாழ்நிலை புவிச்சுற்றுப்பாதையில் (Low Earth Orbit) பூமியைச்
சுற்றி வந்தது. இதில் உள்ளதே உலகின் முதல் விண்வெளித்
தொலைநோக்கி ஆகும்.
தொடர்ந்து 1971ல் சோவியத் ஒன்றியம் (இன்றைய ரஷ்யா)
சல்யூட்-1 என்ற விண்வெளி நிலையத்தை தாழ்நிலை புவிச்
சுற்றுப்பாதையில் செலுத்தியது. பின்னர் இவை தவிர பல்வேறு
விண்வெளித் தொலைநோக்கிகள் விண்ணில் வலம் வந்தன.
அவற்றுள் பிரசித்தி பெற்றது ஹப்பிள் விண்வெளித்
தொலைநோக்கி ஆகும். இது ஏப்ரல் 1990ல், தாழ்நிலை புவிச்
சுற்றுப்பாதையில் (LEO) விண்ணில் செலுத்தப் பட்டது.
1929ல் அமெரிக்க வானியலாளரான எட்வின் ஹப்பிள்
(Edwin Hubble 1889-1953) தொலைவிலுள்ள காலக்சிகள்
சிவப்பு விலகல் (Red shift) அடைகின்றன என்று கண்டறிந்தார்.
இதன் பொருள் அவை நம்மை விட்டு விலகிச் செல்கின்றன
என்பதாகும். அதாவது இப்பிரபஞ்சம் விரிவடைகிறது
என்று ஹப்பிள் கண்டறிந்தார். அவரின் இக்கண்டுபிடிப்பே
ஐன்ஸ்டைன் தமது "நிலைத்த பிரபஞ்சம்" (static universe) என்னும்
தவறான கோட்பாட்டைத் திருத்திக் கொள்ள வழிவகுத்தது.
ஹப்பிளின் காலத்தில் பிரபஞ்சம் விரிவடைகிறது என்று
அறிந்திருந்தாலும், அது எவ்வளவு வேகத்தில்
விரிவடைகிறது என்று துல்லியமாகக் கண்டறிய
இயலவில்லை. பிரபஞ்சத்தின் விரிவடையும் வேகத்தைக்
(The rate of expansion) கண்டறியும் நோக்கத்துடன் ஹப்பிள்
விண்வெளித் தொலைநோக்கி (Hubble Space Telescope)
உருவாக்கப்பட்டு விண்ணில் செலுத்தப்பட்டது.
1990ல் விண்ணில் செலுத்தப்பட்டு ஏறத்தாழ முப்பது ஆண்டுகள்
மிகவும் பயனுறு விதத்தில் செயல்பட்ட ஹப்பிள் தொலைநோக்கி அண்மையில் ஜூன் 2021ல் பழுதுபட்டது. இதனால் அதன்
அறிவியல் செயல்பாடுகள் நிறுத்தப் பட்டன. அதன் பழுதுகள்
நீக்கப்பட்டு வருகின்றன. என்றபோதிலும், அதன் வாழ்நாள்
இன்னும் எவ்வளவு காலம் நீடிக்கும் என்பதில் உறுதி இல்லை.
ஜேம்ஸ்வெப் செலுத்தப்பட்டது!
-------------------------------------------------
இந்நிலையில், பழையன கழிதலும் புதியன புகுதலும்
என்பது போல, ஜேம்ஸ்வெப் விண்வெளித் தொலைநோக்கி
(James Webb Space Telescope) கடந்த 2021 டிசம்பர் 25ல், கிறிஸ்துமஸ்
தினத்தன்று, இந்திய நேரம் 17.50 மணிக்கு (UTC 12:20 hours)
நாசாவால் விண்ணில் செலுத்தப்பட்டது. இத்தொலைநோக்கி
சென்றடைய வேண்டிய இடம் L2 என்னும் இரண்டாம் லாக்ரேஞ்சு
புள்ளி ஆகும் (Sun-Earth Lagrange point). இது பூமியிலிருந்து
15 லட்சம் கிமீ தூரத்தில் உள்ளது. இங்கு சென்றடைய 30 நாள்
ஆகும்.
பூமியில் இருந்து 2000 கிமீக்குக் குறைவான உயரம்
கொண்டதே LEO (Low Earth Orbit) எனப்படும் தாழ்நிலை புவிச்
சுற்றுப்பாதை ஆகும். ஹப்பிள் தொலைநோக்கி LEOல்
570 கிமீ உயரத்தில் பூமியைச் சுற்றி வந்தது. ஜேம்ஸ்வெப்
தொலைநோக்கி ஹப்பிளைப் போன்று பூமியைச் சுற்றி
வராது. மாறாக L2 எனப்படும் இரண்டாம் லாக்ரேஞ்சு புள்ளியில்
இருந்து ஒரு ஹாலோ சுற்றுப்பாதையில் (Halo orbit) அது
சூரியனைச் சுற்றி வரும்.
ஒரு லாக்ரேஞ்சு புள்ளியைக் குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில் சுற்றி
வரும் சுற்றுப்பாதையே ஹாலோ சுற்றுப்பாதை ஆகும்.
இதில் ஒரு முறை சுற்றி வருவதற்கு ஆகும் காலம் ஆறு மாதம் ஆகும்.
எந்த ஒரு முப்பொருள் விவகாரத்திலும் (three body problem),
(உதாரணமாக சூரியன், பூமி, செயற்கைக்கோள் ஆகிய
மூன்றில்) ஹாலோ சுற்றுப்பாதை ஏற்படும்.
லாக்ரேஞ்சு புள்ளிகள் என்பவை உண்மையில் புள்ளிகள் அல்ல.
அவை அண்ட வெளியில் உள்ள சுட்டிடங்கள் (locations).
இத்தாலிய-பிரெஞ்சு கணித மேதையான
லாக்ரேஞ்சு (Josephy Louis Lagrange 1736-1813) ஒரு முப்பொருள்
சிக்கலுக்கு கண்ட தீர்வுகளே லாக்ரேஞ்சு புள்ளிகள் என்று
அழைக்கப் பட்டன. இவை மொத்தம் 5 புள்ளிகள்.
அவை L1, L2, L3, L4, L5 ஆகும்.
லாக்ரேஞ்சு புள்ளிகளில் பெரும் நிறை கொண்ட சூரியன்
பூமி ஆகியவற்றின் ஈர்ப்பு விசையும், அற்ப நிறை கொண்ட ஒரு செயற்கைக்கோளின் சுற்றுப்பாதைச் சுழற்சியும் (orbital motion) ஒன்றையொன்று சமன் செய்து கொள்கின்றன. இதனால் செயற்கைக்கோளின் மீது செயல்படும் நிகர விசை பூஜ்யம்
ஆகி விடுகிறது. எனவே செயற்கைக்கோளானது ஓர் இடத்தில்
அதாவது லாக்ரேஞ்சு புள்ளியில் (L2) நிலையாக நின்றுவிட
முடிகிறது. லாக்ரேஞ்சு புள்ளிகள் வாகனங்களை நிறுத்தும்
இடங்கள் (parking spots)போல் பயன்படுபவை. ஸ்கூட்டரை
பார்க் செய்வது போல ஜேம்ஸ்வெப் தொலைநோக்கியை
L2 புள்ளியில் பார்க் செய்வதுதான் இந்த மிஷனின் நோக்கம்.
ஏற்கனவே ஐரோப்பிய விண்வெளி நிறுவனத்தின்
(ESA) பிளாங்க் என்னும் செயற்கைக்கோள் L2 புள்ளியில்
நிறுத்தப் பட்டுள்ளது. அநேகமாக ஜனவரி 24, 2022ல் ஜேம்ஸ்வெப்பும்
அங்கு சென்று விடும். L2 புள்ளியில் இருந்து கொண்டு
மேற்கொள்ளப்படும் ஆய்வின் மூலம் ஆழ்வெளி பற்றிய
தெளிவானதும் துல்லியமானதுமான பார்வை
தொலைநோக்கிகளுக்குக் கிட்டும். இது வானியல் ரீதியாக
பெரும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. LEOவில் சுற்றும் ஹப்பிள்
போன்ற தொலைநோக்கிகள் தெளிவும் துல்லியமும் கொண்ட
பார்வையை வழங்க இயலாமல் பல்வேறு நேரங்களில்
மங்கலான பார்வையையே வழங்கின
விண்கலன் இயங்குவதற்குத் தேவையான சூரிய ஆற்றலை
ஜேம்ஸ்வெப் எப்படிப் பெறும்? விண்கலத்தின் பின்புறமாகவே
எப்போதும் சூரியன், பூமி, சந்திரன் ஆகிய மூன்றும் இருக்கும்
விதத்தில் L2 புள்ளியில் ஜேம்ஸ்வெப் நிலைகொண்டிருக்கும்.
தேவையான சூரிய ஆற்றலை, ஹாலோ சுற்றுப்பாதையில்
சுற்றுவதன் மூலம் விண்கலன் பெற்று விடும்.
ஜேம்ஸ்வெப் தொலைநோக்கியானது பெருவெடிப்பின் பின்னர் .
பிரபஞ்சம் தோன்றியபோது முதன் முதலில் உருவான
நட்சத்திரங்கள், காலக்சிகளில் இருந்து வரும் ஒளியைச்
சேகரித்து அவை எப்படித் தோன்றின என்று கண்டறியும்
நோக்கத்தைக் கொண்டிருக்கிறது. தொலைநோக்கியில்
உள்ள கருவிகள் பிரபஞ்சத்தில் இருந்து கிடைக்கும் அகச்சிவப்பு
ஒளியைச் சேகரிக்கும். பொதுவாக ஒரு தொலைநோக்கியின்
வாழ்நாள் ஐந்தாண்டுகள் ஆகும். ஐந்தாண்டுகளில் இறுதியில்
ஜேம்ஸ்வெப் அளிக்கும் தரவுகளில் இருந்து இதுவரை
அறியப்படாத உண்மைகளை மானுடம் அறிந்து கொள்ளும்.
*******************************************************
