විශ්වයේ ගුප්ත වස්තු : අඥාත ද්‍රව්‍ය II කොටස

අඥාත ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ තවත් විස්තර

අඥාත ද්‍රව්‍ය (dark matter) පැවතීම විශ්වයේ විශාල පරිමාණ ව්‍යුහයන්ගේ සිට මන්දාකිණි පොකුරු ඝට්ටන දක්වා පුළුල් පාරාසයක සංසිද්ධි තේරුම් ගැනීමේ දී ප‍්‍රමුඛ වන්නක් බව ‘විශ්වයේ ගුප්ත වස්තු : අඥාත ද්‍රව්‍ය’ යන මැයෙන් තතු පසුගිය සතියෙ පළ කළ ලිපියේ සඳහන් කළා ඔබට මතක ඇති. 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 පාන බව ද එහි දැක්විණ.

පුදුමය දනවන සුළු කාරණයක් වන්නේ මෙකී චාප සහ මෙකී සරු පොකුරු දැකීමට එහි තියුණු ඇස නිසා හබල් දුරේක්ෂයට හැකි වීමයි. ඇබෙල් 1689 සලකතොත් මෙකී චාපවලට හේතුවන්නේ මන්දාකිණි පොකුරෙන් බොහෝ ඈත පිහිටි මන්දාකිණිය. ඒවා  මන්දාකිණි පොකුරෙහි ගුරුත්වාකර්ෂණීය ක්ෂේත‍්‍රය හරහා යද්දී බොහෝ දුර ඈත මන්දාකිණිවල අනුරූප වර්ධනය වෙනවා මෙන්ම විකෘතද වේ. වෙන අන්දමකට ප‍්‍රකාශ කරන්නේ නම් ඇබෙල් 1689 යනු ගුරුත්වාකර්ෂණ කාචයකි (gravitational lens). එවැනි කාචයක් ඇතිවන්නේ, අති දැවැන්ත වස්තූන් වටා ඇති අවකාශ වක‍්‍රාතාව (curvature) හේතුවෙනි. ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් (1879-1955) සිය ‘සාමාන්‍ය සාපේක්ෂාතාවාදය’ මගින් අවකාශ චක‍්‍රතාව ගැන පුරෝකතනය කලේය.  ඒ 1916 දීය. මේ සිද්ධාන්තයට අනුකූලව ගුරුත්වය යනු මෙම අවකාශ වක‍්‍රතාවෙහි සඵල වශයෙන් විද්‍යාමාන වීමකි. අවකාශයෙහි දැවැන්ත වස්තූන් ඇති කල්හි, ඒවා මගින් ඒවා වටා ඇති අවකාශයෙහි නැමීමක් සිදුකිරීමෙන් දැවැන්ත බවින් අඩු වස්තූන් එම වක‍්‍ර අවකාශය අනුව යන්නේය යන්න මෙයින් කියැවෙන අදහසයි. ඒවා අභ්‍යවකාශය තුළ ගමන් කරන්නේ නම් දැවැන්ත වස්තුවක් හරහා යද්දී ඒවා අවකාශයෙහි චක‍්‍රතාව අනුව යයි. ආළෝකයද අවකාශයෙහි වක‍්‍රතාව අනුව යා යුතුයි.

මේ පිළිබඳව කදිම නිදසුනක් වන්නේ අපේ සෞර ග‍්‍රහ මණ්ඩලයයි. සූර්යාම, එය වටා ඇති අවකාශය වක‍්‍ර කරයි. එමෙන්ම, සූර්යාගේ ස්කන්ධය වටකර ඇති මෙම වක‍්‍ර අවකාශයෙහි ග‍්‍රහයන් කක්ෂ ගතව ඇත. සූර්යාගේ දාරයට ආසන්නයේම පසුකර යන තරු ආළෝකය චාප තත්පර 1.7ක කෝණයකින් නැමෙන්නේ සූර්යාගේ ස්කන්ධයට සම්බන්ධ අවකාශ වක‍්‍රතාව හේතු කොටගෙනය. 1919 සිදු වූ සූර්ය ග‍්‍රහණයේදී මේ පිළිබඳ සාක්ෂි දැක ගත හැකි විය. මෙය අයින්ස්ටයින්ගේ සාමාන්‍ය සාපේක්ෂාතාවාදය ප‍්‍රධාන සනාථ කිරීමකි.

අති දැවැන්ත මන්දාකිණි පොකුරක් වටා අවකාශයෙහි වක‍්‍රතාව ගුරුත්වාකර්ෂණීය කාචයක් බවට පත් වීම් ප‍්‍රමාණය සාධක කිහිපයක් මත රැඳේ. එහි ස්කන්ධය බෙදීයාම, ප‍්‍රමාණය සහ දුර මෙන්ම පසුබිමෙන් ඇති මන්දාකිණි හා එහි එකෙල්ල (alignment) සහ එම මන්දාකිණිවල දුර ප‍්‍රමාණයද එකී සාධක අතර වේ. පසුබිම් මන්දාකිණියක් අනුරූප ගණනාවක හැටියට කාචගත කළ හැක. චාප ගතකිරීම මගින් සැබෑ පිහිටීම් මගින් නැමුණු චාපාකාර අනුරූප නිපද වේ. මෙම කාච ගත කිරීම මගින් මෙකී මන්දාකිණි සමහරක් ප‍්‍රභාවත් කළ හැකි වන්නේ මේ ආකාර කාච නොතිබුණේ නම් ඒවා පෙනී යන ආකාරයට වඩා ප‍්‍රභාවත් බවට පත් කරමිනි.

අතරතුර මැදිහත් වන මන්දාකිණි පොකුරක වෙනස්වන ස්කන්ධ ව්‍යාප්තිය හේතුකොට ගෙන කාලයාගේ ඇවෑමෙන් කාච ගත අනුරූප වෙනස් විය හැකිය. මෙම සීමාවක් චාප වල ව්‍යුහය පොක-රෙහි සංකීර්ණ ස්කන්ධ ව්‍යාප්තියට සංවේදී වේ. මෙකී කාච ගත අනුරූපවල පිහිටීම් සහ හැඩයන් කි‍්‍රයාශීලීව මිනිය හැකි නම් අතරමැදි මන්දාකිණි පොකුරෙහි කාච ගත ස්කන්ධයෙහි සිතියමක් ලබා ගත හැකිවේ.

අබෙල් 1689 ගතහොත් අප දකින එහි කාචගත අනුරූප සමූහය මෙම පොකුරෙහි පූර්ණ ස්කන්ධයෙහි ස්කන්ධ ව්‍යාප්තිය ගණන් බැලීම සඳහා මෙකී සුවිශේෂී කාරණාව බෙහෙවින් යෝග්‍ය වේ. කාච ගත කිරීම මගින් පූර්ණ ස්කන්ධ ව්‍යාප්තිය ගෙන හැර පායි – එනම් ඇදවෙන ස්කන්ධය මෙන්ම විවිධ තරංග ආයාමවලදී දිලිසෙන ස්කන්ධය යන දෙකමයි. එය දෘශ්‍යමාන හා ආඥාත ද්‍රව්‍ය අතර වෙන්කර දැක්වීමක් නොකරයි.

කාච ගත කිරීම පූර්ණ ස්කන්ධ ප‍්‍රමාණය අපට ලබාදෙයි. අනතුරුව අඥාත ප‍්‍රමාණය අප තක්සේරු කළ යුත්තේ දෘශ්‍යමාන ද්‍රව්‍යයෙහි දායකත්වය අඩු කිරීමෙනි. ඒ කියන්නේ දිලිසෙන දෑවලට සම්බන්ධ කොපමණ ස්කන්ධයක් අත් දැයි ඇස්තමේන්තු කිරීමෙනි. මෙම අවස්ථාව ගතහොත් දෘශ්‍යමාන කොටස වෙනුවෙන් අඩු කළ සිතියම තැනීමේදී කොටස සංරචක දෙකකින් යුක්තයි. ඉන් පළමුවැන්න, ප‍්‍රකාශ මන්දාකිණි ආලෝකය අබෙල් 1689 හි තාරකාවල ස්කන්ධය ඇස්තමේන්තුවක් සපයා දෙයි. (අඥාත ද්‍රව්‍ය : ද්‍රෘශ්‍යමාන මන්දාකිණි ඝනත්වය සමග මනා සහසම්බන්ධතාවක් ඇති බවක් පෙනී යයි.) දෙවැන්න පොකුරෙහි  × කිරණ අනුරූපය අබෙල් 1689 හි මන්දාකිණි අතර රත් වායු ස්කන්ධ ඇස්තමේන්තුවක් අපට ලබා දෙයි.

සරු මන්දාකිණි පොකුරුවල අන්තර් පොකුරු රත් වායු සුලබය. සමස්තයක් වශයෙන් ගත් කල තනි පොකුරු අධ්‍යයනයන්ගෙන් පෙනී යන්නේ මෙකී පොකුරුවල ආඥාත ද්‍රව්‍යය ප‍්‍රමුඛ බවයි. විශේෂයෙන් සළකන විට දෘශ්‍යමාන ද්‍රව්‍යවලට වඩා ආඥාත ද්‍රව්‍යය පස්ගුණයකින් බහුලය. මීට අමතරව අඥාත ද්‍රව්‍යය පොකුරු අතර රත් වායු මන්දාකිණිවලට වඩා වඩාත් සුමට ලෙස ව්‍යාප්තව ඇත.

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