විදු නැන නුවණ – Science Literacy for All

අති දැවැන්ත කළු කුහර සෑදෙන හැටි

මන්දාකිණියක හරයේ ඇති, පරිගණක වීඩම්භානයක් මගින් නිර්මිත අති දැවැන්ත කළු කුහරයක්

තාරකාවක මෙන් මිලියන සිය ගණනක සිට බිලියන ගණනක ස්කන්ධයෙන් හෙබි අති දැවැන්ත කළු කුහර (Super-massive black holes) යනු නූතන තාරකා භෞතික විද්‍යාවේ විශාලතම අභිරහස් අතරින් එකකි. සූර්ය ග‍්‍රහ මණ්ඩලය ද අයත් අපේ ක්ෂීරපත මන්දාකිණිය ද ඇතුළුව බොහෝ විශාල මන්දාකිණිය මධ්‍යයේ ඒවා ලැග සිටියි. ඒවායේ සර්වත‍්‍රවර්තතාව(සැමතැන එකවිට පැවැත්ම)   සළකන විට, මෙකී කලූ කුහර විශ්වය හැඩ ගැසීම (සම්භවය) හා එහි පරිණාමය සම්බන්ධයෙන් වැදගත් කාර්ය භාරයක් ඉටු කරනවා විය හැකියි. එහෙත් ඒවා මේ සා විශාලව වර්ධනය වුනේ කෙසේද යන්න බොහෝ කාලයක් තිස්සේ විද්‍යාඥයන්ට විසඳාගත නොහැකි ගැටලූවක් විය.

වඩාත් ප‍්‍රඥාගෝචර අදහස ලෙස පෙනී යා හැක්කේ,  වසර බිලියන ගණනක් මුළුල්ලේ අති දැවැන්ත වායු ප‍්‍රමාණයක් ගිල දැමීමෙන් පමණක් මේවා මේසා විශාල වන බවයි. එහෙත් මේ මතය සාවද්‍ය බව දැන් පෙනී ගොස් ඇත. නූතන නිරීක්ෂණ අනුව පෙනී ගොස් ඇති කාරණාවක් වන්නේ මහා පිපුරුමට(big bang) පසුව වසර මිලියන 800ක තරම් සුළු කාලයක් ඇතුළත  අපේ සූර්යයාට වඩා බිලියන ගණනකින් දැවැන්ත කළු කුහර තිබූ බව අනාවරණය වීමයි. ඒවා එපමණ කඩිනමින් එපමණ විශාලව වර්ධනය වූයේ කෙසේද?

වඩාත් කුඩා ‘බීජ’ කළු කුහර මගින් අති දැවැන්ත කළු කුහර හට ගන්නට ඇතැයි යන්න අද බොහෝ තාරකා භෞතික විද්‍යාඥයන්ගේ අදහසයි. එසේ වුව ද, එවන් ‘බීජ’ කළුකුහරයක් කෙතරම් නම් සුළු විය යුතුද යන්න ගැන ඔවුන් අතර එකඟත්වයක් නැත. බීජ කළු කුහර සැලකිය යුතු විශාලතත්වයකින් සමන්විතවිය යුතු යයි,  ඒ කියන්නේ සූර්ය ස්කන්ධ දහස් ගණනක සිට දස දහස් ගණනක් විශාල විය යුතු යයි එක් ගුරුකුලයක අදහසයි. අනෙකෙහි  අදහස වනුයේ ඒවා සූර්ය ස්කන්ධ සිය ගණනකට වඩා විශාල නැතැයි යන්නයි. කළු කුහර භක්ෂණයේ යෙදෙන්නේ අවට හැඩිකරගෙන, අවුල් ආකාරයකට යන්න කඳවුරු දෙකම තේරුම් ගත යුතු කාරණාවකි: ගුරුත්වයට, (කුහරයක) ආමාශය තුළ වායු අඩුක්කර ගත  හැක්කේ සීමිත ප‍්‍රමාණයක් පමණකි. ඉතිරිය එය වටා ගොඩ නැගෙන්නට පටන් ගන්නේ සුදටසුදේ රත් වූ තැටි සාදමිනි. ඒ තැටි අධික විකිරණයක් විමෝචනය කරන අතර අතිරේකව ඇතුළට එන වායු තල්ලූකර දමන්නේ (කුහරයේ) ආහාර සැපයුම කපා හරිමිනි.

මේ සීමාව හඳුන්වනු ලබන්නේ එඩිංග්ටන් සීමාව(Eddington limit) යනුවෙනි.  ඕනෑම කළු කුහරයක් ද්‍රව්‍ය ගිල දමමින් වැඩෙන්නට හැකි වේගය මේ සීමාව නිසා දැඩි ලෙස සිමාවන  බව කල්පනා කෙරේ. කුඩා බීජ කළු කුහර යොදා ගන්නාවූ  ආකෘතිවල වාසිය තමයි, ඒවා තැනීම සාපේකෂව සරලවීම. අවාසිය තමයි, ඒවා සීඝ‍්‍රයෙන් ඇති දැවැන්ත කළු කුහර ලෙසට වර්දනය වීමට නම් ඒවා ‘එඩිංග්ටන් සීමාව’ හුදු මතයක් පමණක් ලෙස සලකමින් බාධක මඟහරවා ගැනීම පිණිස විවිධ විභවයකින් යුතු ව්‍යාතිරේක ගැන විශ්වාසය තැබීම අවශ්‍යවීමයි. මෙයට වෙනස්ව, විශාල බීජ කළුකුහර ආකෘති එඩිංග්ටන් සීමාවට සැලකිල්ල දක්වන්නේ එම සීමාවට පැමිණීමට පෙර තවත් වායු ගිල දැමීමට විශාල ආරම්භක වාසියක් සලසා දෙමිනි. ඒත් ඊට අනුරූප වඩාත් විශාල බීජ(ආකෘති) තැනීමට අපහසුය. විශාල බීජ සෑදීම පිණිස බිඳවැටෙන යෝධ වායු වළා කුඩා තැටි ලෙස කැඞී යාමට ද පුළුවන. එවිට නිර්මාණය වන්නේ විශාල කළුකුහර වෙනුවට තරු පොකුරුය.

ටෝකියෝ සරසවියේ තාරකා භෞතික විද්‍යාඥ නඹකි යොෂිඩා විශාල බීජ න්‍යාය ප‍්‍රවර්ධනය කරන්නෙකි. Science සඟරාවේ මෑතක පළ වූ නව අධ්‍යයනයක සම කර්තෘවන්නේ ද ඔහුය.  විශාල බීජ කළුකුහර හටගත් ආකාරය මෙන්ම විශ්වය ආරම්භක කාලයේ අති දැවැන්ත කළු කුහර වැඩි ප‍්‍රමාණයක් පැවතීමට තුඩු දුන් හේතු සාධක ගැන ද එහි සඳහන්ය. ඔහුගේ පිළියම ’ස්වාභාවික සිද්ධියක්’ ලෙස දැක්වේ. මහා පිපුරුමෙන් අනතුරුව, තීරණාත්මක උත්පේ‍්‍රරකය ලෙස අධිවේගී වායුධාරා විශ්වය හරහා ගලා ගියේය. විශේෂයෙන්ම වේගයෙන් ගලා යන වායු සහ අඥාත ද්‍රව්‍ය (dark matter ) අතර අන්තර් කි‍්‍රයා කළේය යන අනුමානය මත ඔහුගේ පිළියම රඳා පවතී.

යොසිඩා ඇමරිකාවේ සහ ජර්මනියේ සිය සහෝදර පර්යේෂකයන් සමග පරිගණක විඩම්බන(computer simulations) යොදා ගන්නේ විශ්වයේ ආරම්භක කාලයේ  තත්ත්වයන් යළි නිර්මාණය කිරීමටය. මුල් යුගයේ විශ්වයේ සැකැස්ම මැනීමෙන් තාරකා විද්‍යාඥයින් ගණනය කළ අඥාත ද්‍රව්‍යවල ඝනත්වය වැනි විශ්වවේදීය පරාමිතයන් පරිගණකයට කැවීමෙනි. කණ්ඩායමේ විඩම්බනයන්ට අනුව විශ්වයේ ඇතැම් කොටසකදී මහ පිපුරුමෙන් අවශේෂ වූ වේගයෙන් ගමන් කරන හයිඩ‍්‍රජන් සහ  හීලියම් මූලාවස්ථික ධාරා අඥාත ද්‍රව්‍යවලින් එන ගුරුත්වය මගින් හසුකර ගන්නට ඇත. එහි ප‍්‍රතිඵලයක් ලෙස මේ මුල් යුගයේ වායු ඇදහිය නොහැකි වේගයකින් ත්වරණය වන්නට ඇත. “ඒ සා වේගයකින් ගමන් කරන වායු හසුකරගැනීම පහසු නැතැ” යෙෂිඩා පෙන්වා දෙයි, “මේ දැඩි සුළං (යොෂිඩා වායුධාරා හඳුන්වන්නේ එලෙසයි) නතර කිරීමට හැකි එකම මග ප‍්‍රමාණවත් තරම් බලගතු ගුරුත්වයක් හට ගැනීමයි”.

පර්යේෂකයන් ගණන් බලන අන්දමට මුල් කාලයේ, සෑම ආළෝක වර්ෂ බිලියන තුනක් පුරා පැතිරී විශ්වයේ ප‍්‍රදේශයකම මෙකී ‘සුළං’ ඇදගෙන අල්වා ගැනීමට තරම් ප‍්‍රමාණවත් ගුරුත්වය සහිත අඥාත ද්‍රව්‍ය විශාල කැටියක් තිබුනේය. ධාරාව ආපසු අනික් පැත්තට හැරවීමට තරම් අවශ්‍ය ශක්තියකින් ඒවා හෙබියේය. වායු සහ අඥාත ද්‍රව්‍ය අතර මේ ආකර්ෂණය මගින් විශාල වායු වලාවක් නිර්මාණය කෙරෙනු ඇතර ඒ අතරවාරයේ කුඩා තාරකා බිහිවීම වැළැක්විණ. මෙලෙස විඩම්භනය කළ විශාල වායු වලාව විශාල  තාරකාවක් ලෙසට බිඳ වැටින. එය සූර්ය ස්කන්ධ 34,000 ගුණයක් වන තුරු දිගටම තව තවත් වායු ගිලින්නට විය. මේ කල්පිත දවැන්ත තාරකාවට එපමණ විශාලත්වයක් අත්පත් කරගත හැක්කේ එය තනිකරම හයිඩ‍්‍රජන් සහ හීලියම්වලින් සෑදී ඇත්නම් පමණකි. කිසිම තාරකාවක් අධිනවතාරා ස්පෝටනයන්ට ලක්වී කාබන් නයිට‍්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් වැනි බැර මූලික ද්‍රව්‍ය නිපදවීමට පෙරාතුව මුල් කාලයෙන් විශ්වයේ  සුලිගැහුනේ හයිඩ‍්‍රජන් සහ හීලියම් යන ප්‍රාකෘතික වායුන්ය.  “මේ වගේ සංසිද්ධි ඇත්තටම සිදුවන බවත් ඒ වගේම මේ අන්දමේ දැවැන්ත තරකා ඇත්තටම බිහිවිය හැකි බවත් පරිගණක විඩම්භනය පැහැදිලිව පෙන්නුම් කරනවා” යොෂිඩා කියයි.

Related image

පෙර කී යෝධ ස්කන්ධය අත්පත් කර ගත්තායින් පසුව තාරකාව අවශ්‍යයෙන් බිඳ වැටුණු අතර අති දැවැන්ත කළු කුහරයක් සඳහා බීජය බිහිවිය. “අපි අපට මනාප  ප‍්‍රතිඵලයක් ගැන සෙව්වා නෙවෙයි. එය ස්වභාවිකවම අත්පත් වුණා. ඒ හින්දයි මම හිතන්නේ මෙය අත්තටම අවසන් විසඳුම බව. අඩුම තරමින් අති දැවැන්ත කළු කුහරයක සම්භවය පිළිබඳ ප‍්‍රශ්නයට අවසන් පිළිතුර වන බව” ඔහු වැඩිදුරත් කියා සිටියි.

කෙසේ වෙතත්,  මේ බිජ කලුකුහර මුලින්ම හට ගත්තේ කෙසේද යන්න  සම්බන්ධයෙන් විද්‍යාඥ ප‍්‍රජාවේ සියලූ දෙනාගේම පිළිගැනීම ලැබී නැත. ‘බිජ කලුකුහර උපකල්පනය’ ගැන ඔවුහු විවිධ අදහස් දරත්.

 

Scientific American හි Zeroing In on How Super massive Black Holes Formed යන 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: