කළු කුහර සරිය විශ්වයේ අපිළිවෙලෙහි ප්රමාණය සමඟ සම්බන්ධයි

කළු කුහර ඇති ප්රදේශ විශ්වයේ ඇති අක්‍රමයෙහි හෙවත් අපිළිවෙලෙහි ප්රමාණය සමඟ බැඳී ඇත

කළු කුහර දෙකක් ඒකාබද්ධ කිරීම නිසා අභ්යවකාශ කාලයේ ඇති වූ ‍රැළිති භාවිතා කරමින් ස්ටීවන් හෝකින්ගේ වඩාත් ප්රකට සිද්ධාන්තයක නිවැරදි බව ඔප්පු කිරීමට සමත්ව තිබේ .

අයින්ස්ටයින්ගේ සාධාරණ සාපේක්ෂ්තා න්‍යායෙන් 1971 දී හෝකින් විසින් ව්‍යුත්පන්න කරන ලද කළු කුහර සරිය න්‍යයයේ සඳහන් වන්නේ කළු කුහරයක මතුපිට ප්‍රමාණය කාලයත් සමඟ අඩු විය නොහැකි බවයි. මෙම න්‍යාය භෞතික විද්‍යාඥයන්ගේ උනන්දුව දල්වන්නේ  කාලය යම් දිශාවකට ධාවනය කිරීමට  නියම කරන වෙනත් රීතියක් සමඟ සමීපව සම්බන්ධ වී ඇති බැවිනි: එනම්, තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමයයි.  ඉන් කියැවෙන්නේ, සංවෘත පද්ධතියක එන්ට්‍රොපිය හෙවත්  හෝ අක්‍රමිකතාව සෑම විටම වර්ධනය විය යුතු බවයි. කළු කුහරයක එන්ට්‍රොපිය එහි මතුපිට ප්‍රමාණයට සමානුපාතික බැවින් දෙකම සෑම විටම වර්ධනය විය යුතුය.

පර්යේෂකයන් විසින් වර්ගික නීතිය තහවුරු කරනු ලැබීමෙන්  කළු කුහරවල ගුණාංග, විශ්වය පාලනය කරන සැඟවුණු නීතිවල සම්බන්ධයෙන් සැලකිය යුතු හෝඩුවාවන් සපයන බව නව අධ්‍යයනයට අනුව පෙනී යයි. අසාමාන්‍ය කාරණය වන්නේ වර්ගික නීතිය තවත් ප්‍රසිද්ධ භෞතික විද්‍යාඥයෙකුගේ ඔප්පු කළ ප්‍රමේයයකට පටහැනි බව පෙනේ: එනම්, කළු කුහර අතිශයින් දීර්ඝ කාලීන පරිමාණයේ දී වාෂ්ප විය යුතුය යන්නය. එබැවින් න්‍යායන් දෙක අතර පරස්පරතාවයේ අගමුල සොයා ගැනීමෙන් නව භෞතික විද්‍යාවක් හෙළි දැක්වීමට ඉඩ තිබේ.

“කළු කුහරයක පෘෂ්ඨ වර්ග ඵලය අඩු කළ නොහැක. එය තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය හා සමානයි. එහි ස්කන්ධය අඩු කිරීමට නොහැකි බැවින් එහි ස්කන්ධය සංරක්ෂණයක් ද ඇත. එබැවින් එය බලශක්ති සංරක්ෂණයට තුල්‍යරූප වේ.” යනුවෙන් අධ්‍යයනයේ ප්‍රධාන කතුවරයා වන, මැසචුසෙට්ස් තාක්ෂණ ආයතනයේ තාරකා භෞතික විද්‍යාඥ මැක්සිමිලියානෝ ඉසි පවසයි, “කළු කුහර වලට එන්ට්‍රොපියක් ඇති අතර එය ඒවායේ වර්ඵලයට සමානුපාතික වේ. එය හුදු අහම්බයක් පමණක් නොවේ. එය, ඒවායින් හෙළි කරනු ලබන  ලෝකය පිළිබඳ ගැඹුරු සත්‍යයකි.”

කළු කුහරයක පෘෂ්ඨයෙහි වර්ග ඵලය, සිදුවීම් ක්ෂිතිජය ලෙස හැඳින්වෙන ගෝලාකාර මායිමකින් සකසා ඇත – මෙම ලක්ෂ්‍යයෙන් ඔබ්බට කිසිවක් — ආලෝකයටවත් එහි ප්‍රබල ගුරුත්වාකර්ෂණ ඇදීමෙන් ගැලවි යා නොහැක. සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය පිළිබඳ හෝකින්ගේ අර්ථ නිරූපණයට අනුව, කළු කුහරයක පෘෂ්ඨීය වර්ගඵලය එහි ස්කන්ධය සමඟ වැඩි වන අතරම ඇතුළට විසි කරන ලද කිසිම වස්තුවකට පිටවිය නොහැකි බැවින් එහි මතුපිට ඵලය අඩු විය නොහැක. නමුත් කළු කුහරයක පෘෂ්ඨීය වර්ගඵලය ද එය භ්‍රමණය වන තරමට හැකිලී යයි, එබැවින් පර්යේෂකයෝ  කළු කුහරය, එහි වර්ගඵලය අඩු කිරීමට තරම් හැකි මට්ටමින් භ්‍රමණය වන පරිදි වස්තුවක් තදින් ඇතුළට විසි කළ හැකිද යන්න ගැන කල්පනා කරන්නට වූහ.

අධික වේගයෙන් එකිනෙකා දෙසට වේගයෙන් ගමන් කරන විට මීට වසර බිලියන 1.3 කට පෙර දැවැන්ත කළු කුහර දෙකක් මගින් අභ්‍යවකාශ කාල ඇතිරිල්ලේ(space-time fabric) ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග හෝ ‍රැළිති පර්යේෂකයෝ මෙම න්‍යාය අත්හදා බැලීම සඳහා විශ්ලේෂණය කළහ. 2015 දී සැතපුම් 1,864 ක් දිග (කිලෝමීටර් 3,000) ලේසර් කදම්භයක් වන Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) නිරීක්ෂණාගාරය මගින්  අනාවරණය කරගත් පළමු තරංග මේවා වේ.

කළු කුහර ඒකාබද්ධ වීමට පෙර සහ පසු සංඥාව කොටස් දෙකකට බෙදීමෙන් පර්යේෂකයෝ  මුල් කළු කුහර දෙකේ  මෙන්ම නව ඒකාබද්ධකළු කුහරයේ ස්කන්ධය සහ භ්‍රමණය ගණනය කළහ. මෙම සංඛ්‍යා අනතුරුව ඝට්ටනයට පෙර සහ පසු එක් එක් කළු කුහරයේ මතුපිට සරිය ගණනය කිරීමට ඔවුනට ඉඩ සලසා දී ඇත.

“ඒවා(කළු කුහර දෙක) එකිනෙකා වටා වේගයෙන් හා තව තවත් වේගයෙන් භ්‍රමණය වන විට, ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග වැඩි වැඩියෙන් විස්තාරය වැඩි වන අතර අවසානයේදී මෙම තරංග දැවැන්ත පුපුරායාම නිර්මානය කරමින්ඒවා එකිනෙක වෙත ඇද වැටෙන්නේ යයි” ඉසි පවසයි. “එවිට ඉතිරිවන්නේ මෙම සැකෙබුණු තත්වයේ පවතින නව කළු කුහරයකි. එවිට එය කම්පනය වන ආකාරය විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් අධ්‍යයනය කළ හැකිය. එය හරියට කෙනෙකු සීනුවක් නාද කරන්නේ නම්, එය නාදවන නිශ්චිත තාරතාව හා කාලමාත්‍රාවන් එම පුද්ගලයාට ඒ සීනුවේ ව්‍යුහය සහ එය සෑදී ඇති දේ දක්වනු ඇත. 

අළුතින් සාදන ලද කළු කුහරයේ පෘෂ්ඨ වර්ග ඵලය ආරම්භක කළු කුහර දෙකේ එකතුවට වඩා වැඩි වූ අතර එය 95% ට වඩා වැඩි විශ්වාසයකින් යුතුව හෝකින්ගේ සරිය නීතිය සනාථ කරයි. පර්යේෂකයන්ට අනුව, ඔවුන් ලබා ගත් ප්‍රතිඵල ඔවුන් සොයා ගැනීමට අපේක්ෂා කළ ප්‍රතිඵලවලට අනුකූල වේ. සරිය නීතියෙහි සම්භවයට දායක වූ සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදය පිළිබඳ න්‍යාය  කළු කුහර සහ අනෙකුත් මහා පරිමාණ වස්තූන් විස්තර කිරීමේ ඉතා ජ්ඵලදායී කාර්යයක් ඉ‍ටු කරයි.

කෙසේ වෙතත් සැබෑ අභිරහස ආරම්භ වන්නේ අප සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදය – විශාල වස්තූන්ගේ නීති ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාව -ඉතා කුඩා වස්තූන්ගේ නීති සමඟ  ඒකාබද්ධ කිරීමට උත්සාහ කරන විට ය.   අමුතු සිදුවීම් හටගන්නට පටන් ගන්නේ අපගේ සියලු ස්ථිරසාර නීති රීති විනාශ කරමින්, සහ සරිය නීතිය මුළුමනින්ම බිඳ දමමිනි.

මෙයට හේතුව සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදය අනුව කළු කුහර හැකිලීමට නොහැකි නමුත් ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍රික විද්‍යාව අනුව ඒවාට හැකිලීමට හැකි වීමයි. පෘෂ්ඨීය  සරිය නීතිය පිටුපස සිටින අප මේ කතාකරන බ්‍රිතාන්‍ය ජාතික කීර්තිමත් භෞතික විද්‍යාඥ හෝකින් විකිරණ නමින් සංකල්පයක් ද වර්ධනය කළේය – එහිදී අමුතු ක්වොන්ටම් ආචරණයන් මගින් කළු කුහරවල දාරවල අංශු වළාවක් විමෝචනය වේ. මෙම සංසිද්ධිය කළු කුහර හැකිලීමට තුඩු දෙන අතර, අවසානයේදී විශ්වයේ වයසට වඩා කිහිප ගුණයකින් වැඩි කාලයක දී වාෂ්ප වී යයි. මෙම වාෂ්පීකරණය කෙටිකාලීනව සරිය නීතිය උල්ලංඝනය නොකිරීමට තරම් කාල පරාසයන් තුළ සිදුවිය හැකි නමුත් එය භෞතික විද්‍යාඥයන්ට නම්  සැනසිල්ලට කරුණක්නොවේ.

“සංඛ්‍යාලේඛ්නමය වශයෙන් ගතහොත්, දීර්ඝ කාලයක් තිස්සේ නීතිය උල්ලංඝනය වී ඇත,” ඉසි කියා සිටියි, “එය උතුරන වතුර වගේ. ඔබ බලා සිටින්නේ ලිප තිබූ භාජනයෙන්  වාෂ්ප වී අතුරුදන් වන ජලය ගැනයි. නමුත්  අතුරුදහන් වන ජලය දෙස බැලීමට පමණක් සීමා වුවහොත්, භාජනයේ එන්ට්‍රොපිය අඩු වන බව පැවසීමට ඔබ පෙළඹෙනු ඇත. නමුත් ඔබ වාෂ්ප ද සැලකිල්ලට ගන්නේ නම්, ඔබේ සමස්ත එන්ට්‍රොපිය වැඩි වී ඇත. එය කළු කුහර හා හෝකින් විකිරණ සමඟ සමාන වේ.

කෙටි කාලීන හා මධ්‍ය කාලීන රාමු සඳහා සරිය නීතිය ස්ථාපිත කිරීමත් සමඟ පර්යේෂකයන්ගේ ඊළඟ පියවර වනුයේ කළු කුහර වලින් ලබා ගත හැකි ගැඹුරු අවබෝධයක් ලබා ගැනීම සඳහා  ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංගවලින් ලබාගත් තවත් දත්ත විශ්ලේෂණය කිරීමයි.

“මෙම වස්තූන් කෙතරම් පරස්පර විරෝධීද කියනවා නම්මම ඉන්නේ වශී වෙලා. ඒවා අතිශයින්ම අද්භූත හා ව්‍යාකූල ය. එහෙත් ඒ අතරම ඒවා පවතින සරලම වස්තූන් බව අපි දනිමු” යනුවෙන් ඉසි කියා සිටියි. “මෙම් කාරණාව මෙන්ම ගුරුත්වාකර්ෂණය ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍රිකයට සරිලන තැනක් වීම යථාර්ථය යනු කුමක්ද යන්න පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය සඳහා පරිපූර්ණ ‍තෝතැන්නක් සපයයි.”

පර්යේෂකයන්ගේ සොයාගැනීම් මැයි 26ද Physical Review Letters සඟරාවෙහි පළවිණ.

LIVE SCIENCE හී පළ වූ  The areas of black holes are tied to the amount of disorder in the universe යන ලිපිය ඇසුරෙනි