විශ්වයේ ගුප්ත වස්තු : අඥාත ද්‍රව්‍ය

අඥාත ද්‍රව්‍ය (dark matter: පහත සටහන බලන්න^*) පැවතීම විශ්වයේ විශාල පරිමාණ ව්‍යුහයන්ගේ සිට මන්දාකිණි පොකුරු ඝට්ටන දක්වා පුළුල් පාරාසයක සංසිද්ධි තේරුම් ගැනීමේ දී ප‍්‍රමුඛ වන්නකි. හබල් සහ චන්ද්‍ර උපයෝගී කර ගනිමින් සිදු කෙරෙන ගුරුත්වාකර්ෂණමය කිරණ නැමීම  සහ රත් වායු අභ්‍යවකාශයේ නිරීක්ෂණ මතු කරන බුලට් පොකුරෙහි අනුරූපය අඥාත ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ අප සතු වඩාත්ම කදිම දෘෂ්ටිමය මවා පෑමයි. කෙසේ වෙතත්, මෙකී අඥාත ද්‍රව්‍යවල සංයුතිය සම්බන්ධයෙන් පැන නගින මූලික ප‍්‍රශ්නයට පිළිතුරු ග‍්‍රහණය කර ගැනීම තවමත් අපහසුයි. අස්ථිරණීයයි

අඥාත ද්‍රව්‍ය (^*සටහන: dark matter  යන්න අඳුරු වස්තු, අඳුරු ද්‍රව්‍ය  යනාදී ලෙසට ද දැක්වේ. තතු මඩුල්ල මේ සඳහා යොදා ගන්නේ අඥාත ද්‍රව්‍යය යන්නයි. ඒවායේ ආලෝකය නොදෙන ගුණය පමණක් සලකන්නේ නැතුව ඒවා පිළිබඳ දුරාවභෝධය ද සැලකිල්ලට ගනිමින් අඥාත ද්‍රව්‍යය යන්න යොදා ගන්නෙමු)
දෘශ්‍යමාන ද්‍රව්‍ය වස්තු සමග ගුරුත්වය මාර්ගයෙන් අන්තර් ක‍්‍රියා කරන එහෙත් විද්‍යුත් චුම්භක විකිරණය මාර්ගයෙන්  අන්තර් ක‍්‍රියා නොකරන ද්‍රව්‍ය ලෙස අඥාත ද්‍රව්‍ය මූලික වශයෙන් අර්ථ දැක්වේ. ඒ හේතු කොට අඥාත ද්‍රව්‍ය දෘශ්‍යමාන ද්‍රව්‍ය හා විකිරණ මත ඇතිවන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලපෑම් මගින් හෙළි කර ගත හැකි නමුත් එය ෆෝටෝන (photons) විමෝචනය කරන්නේ හෝ අවශෝෂණය කරන්නේ නැත.

මේ අඥාත ද්‍රව්‍යය ඇත්තේ කොයිබ ද? සෙවීම අපි අපේම වටපිටාවෙන් අරඹමු. ක්ෂීර පථය මන්දාකිණියෙහි අඥාත ද්‍රව්‍ය විශාල ප‍්‍රමාණයක් ඇතැයි යන්නට ගුරුත්වාකර්ෂණමය සාක්ෂි තිබේ ද? අපේ සෞර ග‍්‍ර‍්‍රහ මණ්ඩලයේ අන් සියළු දේ එකට එකතු කළත් ඊටත් වැඩි ස්කන්ධයක් සූර්යයා සතුව ඇත. සෞර ග‍්‍රහ මණ්ඩලයේ පිටත ග‍්‍රහයන්(outer planets) භ‍්‍රමණය වන්නේ අභ්‍යන්තර ග‍්‍රහයන්ට වඩා බෙහෙවින් සෙමින් ය. ඉතින් සෞර ග‍්‍රහ මණ්ඩලයේ වැඩිම ස්කන්ධය ඇත්තේ සූර්යයාට නම්, එලෙස තමයි ගුරුත්වය ක‍්‍රියාකාරී වන්නේ. වෙනත් වචන වලින් කියතහොත් ග‍්‍රහයන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණීය අන්තර් ක‍්‍රියාකාරකම් පැහැදිලි කිරීම පිණිස අඥාත ද්‍රව්‍යයක අවශ්‍යතාවක් පැන නොනගී.

ක්ෂීර පථය මන්දාකිණියේ මැද (කේන්ද්‍රය) අවට තාරකාවල කක්ෂීය ප‍්‍රවේගය ඒවායේ අභ්‍යන්තරයට අයත්, ඒවා අතර සහ මන්දාකිණි කේන්ද්‍රය අතර ස්කන්ධය පිළිබිබු කරයි. මන්දාකිණි කේන්ද්‍රය වටා කක්ෂගත එක්තරා කිසියම් තාරකාවක ඇතුළත ස්කන්ධය එකී තාරකාව හා මන්දාකිණි කේන්ද්‍රය අතර දුර ප‍්‍රමාණයත් එම තාරකාවේ  භ‍්‍රමණ ප‍්‍රවේගයෙහි වර්ගඵලයට සමානුපාතික වේ. මන්දාකිණි කේන්ද්‍රය වටා සූර්යයාගේ කක්ෂයට අභ්‍යන්තර වන ස්කන්ධ ප‍්‍රමාණය සූර්යය ස්කන්ධ බිලියන 100 ක් පමණ වේ.

මන්දාකිණියේ ආලෝකය — (අප මන්දාකිණියේ පිටත කොටසට යොමු වද්දී ආලෝකය හීන වෙන්නට පටන් ගනී) — ස්කන්ධය ලැකීම කරන්නේ(traces) නම්  වස්තු වල     ප‍්‍රවේගය හීන විය යුතුය. මෙහි අවසාන ප‍්‍රතිඵල විය හැක්කේ ක්ෂීර පථයෙහි කේන්ද්‍රය වටා සූර්යයාගේ ප‍්‍රවේගයත් අප දකිනවාට වඩා අඩු වීමයි. සූර්යයාගේ කක්ෂයට බොහෝ පසුකර යන අඩු ගහන කලාප දක්වා ප‍්‍රවේග අපට මිනිය හැකිය. එහෙත් බලාපොරොත්තු වන පරිදි ප‍්‍රවේගයන් අඩු වන්නේ නැත. වෙන අයුරකින් දක්වතොත් ආලෝකය ස්කන්ධය ලැතීම කරන්නේ නැත. එහ හේතුව නිසා, ක්ෂීර පථය මන්දාකිණියෙහි පැතළි  භ‍්‍රමණ චක‍්‍රය පෙන්නුම් කරන්නේ යයි අපි කියමු. මෙයින් දැක්වෙන්නේ මන්දාකිණිය ඇතුළත අඥාත ද්‍රව්‍යය විශාල ප‍්‍රමාණයක් තිබෙන බවයි.

මෙය හොඳින් වටහා ගත හැක්කේ අඥාත ද්‍රව්‍යය දැවැන්ත ප‍්‍රභා මණ්ඩලයක් ලෙස ගත් කලයි. මෙකී අඥාත ද්‍රව්‍යය ප‍්‍රභා මණ්ඩලයෙහි ස්කන්ධ ප‍්‍රමාණය, දෘෂ්‍යමාන තැටියෙහි ස්කන්ධ ප‍්‍රමාණයට වඩා බොහො සෙයින් වැඩිය. අපේ මන්දාකිණියේ වටා ඇති පුළුල් ප‍්‍රභා මණ්ඩලය පුරවා පවතිතැයි අප අපේක්ෂා කරන අඥාත ද්‍රව්‍යය එක්තරා වර්ගය බැරියෝනමය නොවන(non-baryonic)  අංශුය. ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන අප බැරියෝන(baryons) ලෙස හඳුන්වන අංශුය.

විශ්වයේ අප අධ්‍යයන කරන සෑම සර්පිලාකාර මන්දාකිණියක් ම මෙකී පැතැලි භ‍්‍රමණ චක‍්‍ර ප‍්‍රදර්ශනය කරයි. වෙනත් අන්දමකට කියන්නේ නම් අපට තාරකා පෙනෙන තරම් ඈතක භ‍්‍රමණ ප‍්‍රවේග අපට නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. දිලිසෙන දෑ වලට ඇදී ඇති ද්‍රව්‍ය නම් මන්දාකිණියෙහි ඇති ද්‍රව්‍ය ප‍්‍රමාණය පමණක් නම් ඒවා අඩු වී යා යුතු වන්නේ නමුත් එසේ අඩුවන්නේ නැති බවද නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. මෙකී නිරීක්ෂණ අපට පෙන්වා දෙන්නේ ඒ ඒ මන්දාකිණිය හා සම්බන්ධිත සැලකිය යුතු ප‍්‍රමාණයක අඥාත ද්‍රව්‍යය ඇති බවයි.

දුර ඈත සරු මන්දාකිණි පොකුරු අඥාත ද්‍රව්‍යය වල පැවැත්ම මහා පරිමාණයෙන් ගවේෂණය කිරීමට අපට අවස්ථාවක් සලසති. ඇබෙල් 1689 (Abell 1689) යනු දැනට දන්නා අති දැවැන්තම පොකුරකින් එකකි. එය පිහිටා ඇත්තේ අලෝක වර්ෂ බිලියන 2.2 ක දුරකිනි. මෙම මන්දාකිණි පොකුරෙහි හබල් අධි-විභේදන අනුරූපයක් අලෝක වර්ෂ මිලියන 2 ක් පරායනය(span) කරන අතර සිය ගණන් මන්දාකිණිවලින් බහුල බව හෙළි කරයි. එමෙන්ම එය සිහින්, චාප වැනි ව්‍යුහයන් සිය ගණනක් ද හෙළි කරයි. ඇත්තටම ඉන් බොහොමයක් පොකූරෙහි හරය අර්ධ වශයෙන් වට කරන බවක් පෙනී යයි. අප ඒවා වඩාත් ළංකර බැලූවොත් අපට විවිධ කාරණා පෙනේ. ඇතැම් කෙටි මෙන්ම ඇතැම් දිග චාප ද අපට පෙනෙයි. එමෙන්ම අපට බහු වර්ග චාපයන් ද පෙනේ.

(අඥාත ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ තවත් විස්තර ඉදිරි තතු කලාපයකින් බලාපොරොත්තු වන්න)

Visual Guide to the Universe (by Professor David M. Meyer) ග‍්‍රන්ථය ඇසුරෙන් සැකසෙන ලිපි මාලාවක තවත් ලිපියක්