විශ්වය ක්‍රියාත්මකවන්නේ කෙසේද?

විශ්වය ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද? විශ්වය ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය පිළිබඳ යාන්ත්‍රණයන් අනාවරණය කිරීමට අත්‍යවශ්‍ය පළමු පියවර වන්නේ විශ්වයේ උපත සහ එහි අවසාන ඉරණම අවබෝධ කර ගැනීම වේ. ඊළඟට, එම අවබෝධය සඳහා මහා පිපිරුමෙන් ආරම්භ වූ විශ්වයේ ඉතිහාසය පිළිබඳ දැනුමක් අවශ්‍ය වේ. අසමවර්තතාව හෙවත් අසමවර්ධනය

මීට පෙර නාසා ආයතනය විසින් Cosmic Microwave Background Explorer (COBE) (අන්තරීක්ෂ ක්ෂුද්‍රතරංග ආත්හාවරන ගවේෂකය සහ Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)  (විල්කින්සන් ක්ෂුද්‍රතරංග අසමවර්තතා හෙවත් අසමවර්ධන විමර්ෂකය  යොදා ගනිමින් විශ්වයේ විකිරණ මනිනු ලැබ ඇත්තේ එය යම්තම් වසර 300,000 ක් තරම් පැරණි අවස්ථාවේ අතර එම මිනුම් විශ්වයේ මුල් පරිණාමයේ න්‍යායාත්මක ආකෘතීන් සනාථ කරයි. වැඩිදියුණු කළ සංවේදීතාවක් සහ විභේදනයක් සහිත, යුරෝපා අභ්‍යවකාශ සංගමයෙ(ESA)හි ප්ලෑන්ක් නිරීක්ෂණාගාරය, එහි වසර 2 ක සමීක්ෂණ කාලය තුල දිගු තරංග ආයාමය අහස අළුතෙන් තවත් ගැඹුරකට ගවේෂණය මරණු ලැබීය. එමගින්, විශ්වයේ මුල් මොහොත්වල්  කිහිපය පිළිබඬ භෞතික විද්‍යාවට දැඩි නව සංරෝධ සැපයිණ. එපමණක් ද නොව, එකී ආරම්භක අවස්ථාවන්හිදී ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග මගින්  අන්තරීක්ෂ ක්ෂුද්‍රතරංග වාත්හාවරනය මත  කාවද්දනු ලැබූ ඊනියා B මාදිලියේ ධ්‍රැවීකරණ රටාව හඳුනා ගැනීම සහ විමර්ශනය කිරීම, අද අප නිරීක්ෂණය කරන මහා පරිමාණ ව්‍යුහයන් ඇති වූයේ කෙසේද යන්න පිළිබඳ ඉඟි සපයයි.

හබල් අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂය සහ අනෙකුත් නිරීක්ෂණාගාර උපයෝගී කරගනිමින් කරන ලද නිරීක්ෂණවලින් පෙනී ගියේ විශ්වය දිනෙන් දින ඉහළ යන වේගයකින් වර්ධනය වන බවයි, එයින් ගම්‍ය වන්නේ යම් දවසක — ඉතා ෆ්මෑත අනාගතයේදී — රාත්‍රී අහස දෙස බලන ඕනෑම කෙනෙකුට පෙනෙන්නේ අපගේ ගැලැක්සිය සහ එහි තාරකා පමණක් බවයි. අනෙකුත් මන්දාකිණි බිලියන ගණනක් මෙම අනාගත නිරීක්ෂකයින් විසින් හඳුනාගත නොහැකි තරමට පසු බැස යනු ඇත. විශ්වය ද්ශත් විහිදුවන  බලයේ මුල් හෙවත් සම්භවය් තවමත් අභිරහසක් වන අතර තාරකා විද්‍යාඥයන් විසින්  එය හඳුන්වනු ලබන්නේ හුදෙක් “අඥාත ශක්තිය” (Dark energy)ලෙසිනි. විශ්වයේ පදාර්ථ-ශක්ති අන්තර්ගතයෙන් ~ 68% කින් සමන්විත මෙම නව, අඥාත  සංරචකය සියල්ලන්ගේ අවසාන ඉරණම තීරණය කරයි. අඳුරු ශක්තියේ ස්වභාවය තීරණය කිරීම, කොස්මික් හෙවත් අන්තරීක්ෂ කාලය පුරා එහි ඇති විය හැකි ඉතිහාසය, සමහර විට ඊළඟ දශකය සඳහා තාරකා විද්‍යාවේ වැදගත්ම ගවේෂණය විය හැකි අතර එය පවතින්නේ විශ්ව විද්‍යාව, තාරකා භෞතික විද්‍යාව සහ මූලික භෞතික විද්‍යාව යන මංසන්ධියේ ය.

විශ්වය ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය තේරුම් ගැනීමට නම් කළු කුහරයක් හෝ නියුට්‍රෝන තාරකාවක් අසල භෞතික විද්‍යාවේ නියමයන් අවකාශ හා කාල අන්තයන්වල දී හැසිරෙන ආකාරය දැන ගැනීම ප්‍රහේලිකාවෙහි අප ලබා ගත යුතු වැදගත් අංගයකි. Chandra X-ray  නිරීක්ෂණාගාරය, NuSTAR, Fermi Gamma-ray  අභ්‍යවකාශ දුරේක්ෂය සහ ESA හි XMM-Newton වැනි එක්ස් කිරණ හා ගැමා කිරණ ශක්තියෙන් ක්‍රියාත්මක වන වර්තමාන නිරීක්ෂණාගාර,   පෘථිවි මත අත්පත් කරගත නොහකි නොහැකි අතිශය ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රවල, සංයුක්ත ප්‍රභවයන් ආසන්න පදාර්ථයේ තත්වයන් පිළිබඳ තොරතුරු සම්පාදනය කරයි.

අපි  මෙහාට(පෘථිවියට) ආවේ කොහොමද?

අපි කොහොමද මෙහෙට ආවේ? මහා පිපිරුමෙන් පසු විශ්වය,  (ප්‍රෝටෝන හා ඉලෙක්ට්‍රෝන වැනි මූලික අංශු පමණක් සිසිලනය වීමෙන්)එහි ආරම්භක සරල තත්වයෙන් වෙනස් වී  රාත්‍රී අහස දෙස බලන විට අප දකින විශ්මය ජනක විශ්වය බවට පත්ව ඇති ආකාරය තේරුම් ගැනීමට න්ම තරු, මන්දාකිණි සහ ග්‍රහලෝක සෑදී ඇත්තේ කෙලෙස දැයි අප තේරුම්ගත යුතුය.

අන්තරීක්ෂයේ ප්‍රධාන සංඝටක නිර්මාණය හා පරිණාමය හා සම්බන්ධ බොහෝ ගැටළු තිබේ. තාරකා විද්‍යාඥයන් විසින් විසඳිය යුතු මූලික ප්‍රශ්නයක් නම් විශ්වය එහි පළමු තාරකා සහ පළමු මන්දාකිණි නිර්මාණය කළේ කෙසේද යන්නයි. මෙම වස්තූන් නිර්මාණය කිරීමෙන් පසු ඒවා පසුකාලීන මන්දාකිණිය, තාරකාව සහ ග්‍රහලෝක සෑදීමට බලපාන්නේ කෙසේද? මෙය වැදගත් ප්‍රශ්නයකි, මන්ද මෙම පසුකාලීන වස්තූන් සෑදී ඇත්තේ පළමු පරම්පරාවේ තාරකා වලට පමණක් නිර්මාණය කළ හැකි මූලද්‍රව්‍යයන්ගෙනි.

විශ්වය, මෙම පළමු පරම්පරාවේ තාරකා සමඟ කළු කුහර ද  නිර්මාණය කළේ ද නැතහොත් මෙම සුවිශේෂී වස්තූන්(කළු කුහර) පළමු පරම්පරාවේ තාරකා විසින් නිර්මාණය කරන ලද්දක් ද යන්න තවමත් දැන ගෙන නැති කාරණාවකි. කළු කුහර කාල-අවකාශයේ අතිශය ආන්තික භෞතික තත්වයන් නිරූපණය කරන නිසාත්, මහා පිපිරුමෙන් පසුව වඩාත් ජවසම්ම්පන්න සංසිද්ධි ජනනය කරන නිසාත්, ඒවා විශ්වය පිළිබඳ න්‍යායන් පරීක්ෂා කිරීමේ යෝග්‍යතම භෞතික විද්‍යාගාර වේ.

අපේ විශ්වයට “පෙණමය(foamy) ව්‍යුහයක් ඇති බව අපි දැන් දනිමු. දෘශ්‍යමාන විශ්වය සැදුම්ලත් මන්දාකිණි  මන්දාකිණි පොකුරු සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත්තේ දැවැන්ත කොස්මික් රික්තයන් ජාලයක් වටා ඇති සංකීර්ණ පලංචියක ය. කෙසේ වෙතත්, විශ්වයේ දෘශ්‍යමාන කොටස් සෑදෙන “සාමාන්‍ය” පදාර්ථයට අමතරව, නොපෙනෙන පදාර්ථ විශාල ප්‍රමාණයක් ඇති බව විද්‍යාඥයින් සොයාගෙන ඇත. මෙම ඊනියා “අඥාත පදාර්ථය” (dark matter) විශ්වයේ පදාර්ථ-ශක්ති අන්තර්ගතයෙන් දළ වශයෙන් 27% ක් වන අතර දෘශ්‍යමාන කොටස් මුළු එකතුවෙන් 5% ක් පමණ වේ. පැහැදිලිවම, විශ්වයේ ව්‍යුහය සහ එය නිර්මාණය වී පරිණාමය වූ ක්‍රියාවලීන් අවබෝධ කර ගැනීමට අප බලාපොරොත්තු වන්නේ නම්, මෙම වැදගත් ,එනමුත් නොපෙනෙන අඥාත පදාර්ථයේ ව්‍යාප්තිය සහ එය සාමාන්‍ය පදාර්ථ සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන හා බලපෑම් කරන ආකාරය තේරුම් ගත යුතුය.

තාරකා විද්‍යාඥයන් වසර දහස් ගණනක් තිස්සේ තාරකා අධ්‍යයනය කර ඇතත්, අපේම ගැලැක්සිය තුළ තරු උපත ලබන දූවිලි වලාකුළු දෙස එබිකම් කිරීම පිණිස, ගුවන් විදුලි තරංගවල සිට ගැමා කිරණ දක්වා සමස්ත විද්‍යුත් චුම්භක වර්ණාවලිය හරහා ආලෝකය අනාවර්‍අණය කර ගත් හැකි උපකරණ උපයෝගී කරගැනීමට ඔවුන්ට හැකි වී ඇත්තේ පසුගිය අවුරුදු 35 තරමේ  කාලයකදී ය. විශ්වය, තාරකා හා ඒවා වටා අඩ කක්ෂගතව භ්‍රමනයවන  ග්‍රහලෝක නිර්මාණය කරන්නේ කෙසේද යන්න අප වටහා ගැනීමට නම්, අපි  වෙන කවරදාටත් වඩා බලවත් දුරේක්ෂ යොදා ගනිමින් මෙම අධ්‍යයනයන කරගෙන යා යුතුය.

විශ්වයේ අපි සිට්න්නේ තනියමද?

අපි තනියමද? මෙම ප්‍රශ්නය මානව වර්ගයා තරම්ම පැරණි ය. සහස්‍ර ගණනාවක් තිස්සේ මිනිසුන් තාරකා දෙස දෑස් යොමු කර බලන්නේ  ඔවුන් වැනි වෙනත් අය එහි සිටීදැයි කල්පනා කරමිනි. අපගේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ වෙනත් තැනක, අපට සමාඅන හෝ වෙන ආකාරයක් හෝ ජීවය පවතින්නේද? එහෙම නැත්නම, අපේ ගැලැක්සියේ? අපේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ පිටත තාරකා මණ්ඩලයක ග්‍රහලෝකයක් හෙවත් බහීර් ග්‍රහයෙකු ඇඑති බව මුලින්ම සනාථ්කෙරුණේ 1992 වර්ෂයේ දීය.  එතෙක් අපේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ පිටත ග්‍රහලෝක  තිබේද යන්න පවා අවිනිශ්චිත විය. අද අපි දන්නා පරිදි වෙනත් තාරකා වටා බහීර් ග්‍රහලෝක 3850 කට වැඩි ප්‍රමාණයක් සහ බහීර් ග්‍රහලෝක(බවට පත්වීමේ විභවය සහිත) අපේක්ෂකයින් දහස් ගණනක් ඇත.. මෙම ග්‍රහලෝකවලින් ඕනෑම එකක ජීවිතය හට ගැනීමට හා පවත්වාගෙන යාමට උපකාරී වන තත්ත්වයන් තිබේද? ග්‍රහලෝක පද්ධති සංවර්ධනය කිරීමේදී භෞම ග්‍රහලෝක(terrestrial-class planets) ඇතිවීමට හිතකර කොන්දේසි මොනවාද? බාහිර සූර්ය ග්‍රහලෝක පද්ධති සොයා ගැනීමට සහ ඒවා සංලක්ෂිත කිරීමට සැලසුම් කර ඇති දූත මණ්ඩල ප්‍රවර්ධනය කිරීමෙන් නාසා ආයතනයට මෙම ප්‍රශ්නවලට පිළිතුරු සැපයිය හැකිය.

ජීවය පැවතීමට  සහය විය හැකි වෙනත් ග්‍රහලෝක පද්ධති තිබේද යන්න තීරණය කිරීමට පෙර, අපි පළමුව ඒවා සොයා ගත යුතුය. NASA Science  මෙම ඉලක්කය සපුරා ගන්නේ දැන් සිය කාර්යභාරය හමාර කර ඇති ඇති බාහිර සූර්ය ග්‍රහලෝකවල ව්‍යාප්තිය (එක් තාරකාවකට ග්‍රහයන් කීයක් තිබේද) අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා වූ අභ්‍යවකාශ පාදක නිරීක්ෂණාගාරයක් වන කෙප්ලර් මෙහෙයුම   සහ (බහීර් ග්‍රහ සමීක්ෂණ චන්ද්‍රිකාව) පෘථිවි ප්‍රමාණයේ සිට වායු යෝධයන් දක්වා ප්‍රමාණයේ සම්ප්‍රේෂණය වන බහිර් ග්‍රහයන් සොයා ගැනීම සඳහා වූ TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)  ක්‍රියාන්විතය හරහා මුළු අහස් කුස හරහ අහස සමීක්ෂණයක් සිදු කරමිනි.

NASA Science Mission Directorate: How does the universe work?, How did we get here? and, Are we alone?  ඇසුරෙනි