විදු නැන නුවණ – Science Literacy for All

කළු කුහර, අන්තරීක්ෂ ඝට්ටන සහ අවකාශ කාලය රැළි ගැසීම

”අවකාශ කාලය කියන්නේ මොකක්ද?” යන්න අප වැනි සාමාන්‍ය ජනතාවට එකවර පිළිතුරු දීමට තරම් පහසුවෙන් වටහා ගැනීමට හැකි  ප‍්‍රශ්නයක් නොවේ. ඊට දිය හැකි  පහසු පිළිතුර වන්නේ එය ‘අභ්‍යාවකාශයේ ඇතිරිල්ලක්’ යන්නය. එහෙත් විශ්වය ඇතිරිල්ලක් නොවන අතර ඇතිරිල්ලක් ලෙස කි‍්‍රයා කරන්නේ ද නැත. එහෙත් එය නැමෙයි (bend), රැළි ගැසෙයි (ripple ), එමෙන්ම ඇදෙයි(stretch), කම්පනය වෙයි(vibrate).

ඇත්තටම අවකාශ කාලය යනු කුමක්ද? එය සමායෝජන පද්ධතියකි, එක්තරා අන්දමක සංකල්පමය ජාලකයකි (conceptual grid). එය විශ්වයේ මානයන් පැහැදිලි කර දෙන එක්තරා ක‍්‍රමයකි. ඉහළ පහළ  උඩ – යට වම දකුණ ඉස්සරහට පස්සට යන්නට අමතරව විශ්වයෙහි කාලයද ඇත. එනම් අනාගතය සහ අතීතයයි. ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් ඉදිරිපත් කළ වඩාත්ම විප්ලවකාරී අදහස වනුයේ භෞතික විද්‍යාව අරුත් ගැන්වෙන්නේ අවකාශයත් කාලයත් අත්‍යන්තයෙන්ම එකට බැඳී සිටින විට පමණක් යන්නය. මේ බැඳීමේ දී එකක් හරහා ගමන් කරන ආකාරය අනෙක හරහා ගමන් කරනා අන්දම වෙනස් කරයි තවද, ස්කන්ධය හෝ ශක්තිය ඇති  ඕනෑම දෙයක ගුණාංගයක් වන ගුරුත්වය මේ දෙකම වෙනස් කරයි. මෙහි ආන්තික නිදසුන කළු කුහරයකි.

කළු කුහරයක අභ්‍යන්තරයට පිවිසීමට අපට වරම් නැතත්, කළු කුහරවල පැවැත්ම නම් හොඳින් තහවුරු වී ඇත. අපට කළු කුහර නිරික්ෂනයවන්නේ, බොහෝ විට  ඒවා සිය අභ්‍යන්තරය තුළට අවට ඇති පදාර්ථ ඇදගන්නා විටයි. එවිට ඒවා උපවයන තැටි(accretion disks) ලෙස දැක්වෙන දිලෙන තාපයෙන් යුතු වායුමය සුළි නිපදවයි. සමහර අවස්ථාවල අප ඒවා දකින්නේ වක‍්‍ර නැතිනම් අනියම්  ආකාරයකටය. ඒ කළු කුහර අවට තාරකාවල කක්ෂ මගිනි.  තවද, තවත් සමහර අවස්ථාවල ඒවායේ ගුරුත්වය මගින්  සහ කැරකෙන උපවයන තැටිය මගින් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර කොපමණ නම් පටලැවිලකාර  ලෙස විපරිවර්තනය කරන්නේ ද යත් ඒවා මන්දාකිනි මධ්‍යයේ සිට ආලෝක වර්ෂ ගණන් දුර පැතිරෙන අති දැවැන්ත පදාර්ථ ධාරා නිර්මාණය කරයි.

පසුගිය වර්ෂයේ සිට (2016) කළුකුහර දැක බලා ගැනීම පිණිස නව ක‍්‍රමයක් පෑදී තිබේ: ඒ, ඒවා අවකාශ කාලය වෙනස් කරන ආකාරය අනුවය. ගුරුත්වය නිසා ඇදෙන  ඕනෑම වස්තුවක් අවාකශ කාලයෙහි ‘නැම්මක්’ ඇති කරන්නේ යයි කියනු ලැබේ.  අවකාශ කාලයෙහි එම කොටසෙහි  ජාලකය  ඇතුළට වක‍්‍ර වේ. දැවැන්ත වස්තු විශ්වය හරහා වේගයෙන් ඇදී යද්දී එකී ‘නැම්මද’ ගමන් කරමින් ඒ අවට අවකාශයෙහි  කැළඹීමක් ඇති කරයි. කළු කුහර දෙකක් එකිනෙකා වටා කක්ෂගතව ගමන් කරන විට ඒවායේ චලනය මගින් අභ්‍යවකාශයෙහි නිර්මාණය කරන රැළි විශ්වය හරහා පිටතට විහිදෙන්නේ ඒ ගමන් මගේ ඇති සියල්ල දිගෑද්දමින් හා මිරිකමින්ය.

මෙම රැළි හඳුන්වනු ලබන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණය තරංග ලෙසය. තවද ලෝකයේ ප‍්‍රථම වතාවට ඒවා සොයා ගනු වස් සංවේදීවන යන්ත‍්‍රයක් විද්‍යාඥයන් සතු විය. එනම් LIGO කෙටි නමින් හඳුන්වනු ලබන්නේ ලේසර් නිරෝධනමාන ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග නිරීක්ෂණගාර(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) අත්හදා බැලීමයි. ඉතා සැලකිල්ලෙන් එල්ලූ දර්පණ (කැඩපත්) දෙකක් අතර දුර මනිනු ලබන්නේ කිලේමීටර හතරක් දිග රික්ත නළයක් හරහා ලේසර (කදම්භ) පෙරට හා පස්සට පොළාපනින්ට සැලැස්වීමෙනි. ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංගයක් එය පසුකර යද්දී ලේසර් ආලේකය ඉතා සුක්ෂමව කලාව වෙනස් වේයි. දුරෙහි වෙනස ප්‍රෝටෝනයක පළලින් දාහෙන් පංගුවක් පමණක් වන විටද මෙය සොයා ගත හැකිය.

කළු කුහර ඝට්ටන සොයා ගැනීමෙහිලා,  LIGO විශේෂ දක්ෂතාවක් දක්වයි. කළු කුහර දෙකක් අවශ්‍ය තරමට වඩා එකිනෙකට ආසන්නයේ කක්ෂගතව ගමන් කරන විට ඒවා මාරක නැටුමක් අරඹන්නේ සර්පිලාකාරව අභ්‍යන්තරයට වදින්නේ ඒවායේ (ඉන් ඔබ්බට යා නොහැකි ඉම වන) සංසිද්ධි නිම්නයන් ස්පර්ශ වන තුරුය. එවිට ඒවා සංයෝග වන්නේ එකක් බවට පත්වෙමිනි. මෙසේ අවසාන  ඝූර්ණයේ දී සෑදෙන තනි කළු කුහරයේ ස්කන්ධය, කලින් වූ කළු කුහර දෙකෙහි ස්කන්ධ එකතුවට මදක් අඩුවෙන් සමානය. ඒ අඩු ප‍්‍රමාණයවන්නේ,   අවසන් මොහොතේ සම්පූර්ණයෙන්ම ගුරුත්වාකර්ෂණීය තරංග බවට පරිවර්තනය වූ ස්කන්ධයයි. එකී සුළු නිමේෂයේදී එම ගුරුත්වාකර්ෂණ විකිරණයෙහි හදිසි පිපිරීම හෙවත් මුදා හැරීමේ ශක්තිය, (අපට නිරීක්ෂණය කළ හැකි) විශ්වයේ ඇති සෑම තාරකාවක්ම එකතු කළ විට ලැබෙන ඒකාබද්ධ ආලෝකයටත් වඩා වැඩිය. එම තරංග අන්තරීක්ෂය හරහා සෑම අතකටම විහිදෙමින් වසර බිලියන ගණන් ගමන් කළ හැකිය. එසේ ගමන් කරන්නේ  කළු කුහර ඝට්ටනයක කම්පනය අපටද දනවමින් LIGO දර්පන වෙනස් කිරීමට ප‍්‍රමාණවත් ශක්තිය තවමත් ඉතිරි කර ගනිමිනි.

මේ වන විට අභ්‍යන්තරයට සර්පිලාකාරව කඩා වදින කළු කුහර තුනක සංසිද්ධි LIGO මගින්  සොයා ගැනීමට හැකි වී ඇත. කළු කුහර සහ ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංගවලට අදාලා මූලික භෞතික විද්‍යාව ගතහොත්, ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් මෙයට වසර සියයකට වඩා පෙර එළි දැක්වූ සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදයේ පුරෝකතනයන් හා පරිපූර්ණව සමානුයෝගවේ(ගැලපේ). එහෙත් සියල්ල භෞතික විද්‍යාඥයන් සිතූ ආකාරම නොවේ. අප නිරීක්ෂණය කර ඇති රැළි නිපදවී ඇත්තේ අපට සොයා ගැනීමට හැකිවෙතැයි අප කලින් සිතුවාට වඩා විශාල කළු කුහරවලිනි.

ඒවා වටා කක්ෂගතව හැසිරෙන අනෙකුත් තාරකා කඩා බිඳ දැම්මේ නරක පුරුද්දක් කළු කුහරවලට  ඇති හෙයින්, අපේ සූර්යයා ප‍්‍රමාණ ස්කන්ධ සහිත කළු කුහර පිළිබඳ සාක්ෂි අපේ මන්දාකිණිය පුරාම අපට දැකිය හැකිය. LIGO තනා ඇත්තේ එවන් කළු කුහර දැක බලාගන්ටය.මෙයට වඩා අතිශය විශාල — ඒ කියන්නේ සූර්යයාගේ ස්කන්ධය මෙන් මිලියන ගණනක් වන ස්කන්ධය සහිත අති විශාල කළු කුහර මන්දාකිණි මධ්‍යයන්හි ඇත. මේ අති දැවැන්ත කළුකුහරද ඇතැම් විට ඝට්ටනය වන නමුත් එම ඝට්ටන මගින් ඇතිවන ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග පවතින්නේ LIGO මගින් සොයා ගැනීමට නොහැකි තරම් පහළ සංඛ්‍යානයකය.

කෙසේ වෙතත් LIGO මගින් දැක ඇති කළු කුහර සූර්ය ස්කන්ධ දශක පරාසයන් වල  වන මධ්‍යම ප‍්‍රමාණයේ ඒවාය. නිරීක්ෂණවලදී,  ඒවා පිළිබඳ සාක්ෂි සොයා ගැනීම අපහසුය. ඉතින් කවුරුත් අපේක්ෂා කළ අන්දමට කුඩා තාරකා ස්කන්ධ මට්ටමක කළු කුහර වෙනුවට LIGO මේවා දුටුවේ ඇයි? මේ පිළිබඳ මත කිහිපයක්ම ඇතත් ස්ථිරවම පැවසිය හැකි සත්‍යය වනුයේ මේ මධ්‍යම ප‍්‍රමාණයේ කළු කුහර කළු කුහර සෑදීම හා වර්ධනයවීම පිළිබඳ අපේ දැනුම වඩාත් තීව‍්‍ර කිරීමට උපකාර වන බවයි. නිශ්චිතව මත දැක්වීමට තව තවත් දත්ත අවශ්‍ය වෙතත් මේ සොයාගැනීම් ස්වල්පය වුවද තාරකා විද්‍යාවේ නව යුගයක උදාව සලකුණ කරන බව නිසැකව කිව හැකියි.

Scientific American(blog) හි Black Holes, Cosmic Collisions and the Rippling of Spacetime යන මැයෙන් පළවූ ලිපිය ඇසුරෙනි.

 

ප්‍රතිචාරයක් ලබාදෙන්න

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ WordPress.com ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Twitter picture

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Twitter ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Facebook photo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Facebook ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Google+ photo

ඔබ අදහස් දක්වන්නේ ඔබේ Google+ ගිණුම හරහා ය. පිට වන්න / වෙනස් කරන්න )

Basic HTML is allowed. Your email address will not be published.

Subscribe to this comment feed via RSS

%d bloggers like this: