අඥාත පදාර්ථ(dark matter) පිළිබඳ අවබෝධය පතා ප්‍රශ්නෝත්තර සංග්‍රහයක්

අඥාත පදාර්ථ පිළිබඳ අවබෝධය පතා ප්‍රශ්නෝත්තර සංග්‍රහයක්

විශ්වයේ ඈත එපිට එක පොකුරක මන්දාකිණි ඒවා සතුව තිබූ දෘශ්‍ය ස්කන්ධය සලකන විට වියයුතු ප්‍රමාණයට වඩා ඉතා වේගයෙන් එකිනෙක වටා කක්ෂගත වන බව ස්විට්සර්ලන්ත තාරකා විද්‍යාගයෙකු වන Fritz Zwicky විසින් 1930 ගණන් වල නිරීක්ෂණය කරණු ලැබ ඇත. අදෘශ්‍යමාන ද්‍රව්‍යයක්( Zwicky එය හැඳින් වූයේ අඥාත පදාර්ථ(dark matter ලෙසය)  මෙම මන්දාකිණි මත ගුරුත්වාකර්ෂණීයව එකිනෙක ඇදීමක් කරන්නේ යයි ඔහු අදහස් කළේය.

මෙම අද්භූත ද්‍රව්‍යය විශ්වය පුරාවට සොයාගත හැකි බවත්, එය තරු සහ මිනිසුන් වැනි සාමාන්‍ය දේවල් සෑදෙන සාමාන්‍ය ද්‍රව්‍යයට වඩා හය ගුණයකින් බහුල බවත් එතැන් පටන් පර්යේෂකයන් විසින් තහවුරු කරනු ලැබ ඇත. විශ්වය පුරා අඳුරු පදාර්ථ දුටුවේවී නමුදු, විද්‍යාඥයන් බොහෝ දුරට තවමත් සිටින්නේ අවුල් වූ හිසිනි.  එහෙම වුණත් අඥාත පදාර්ථ පිළිබඳ යම් අවබෝධය්ක් ඔබටත් මටත් ලබා ගැනීමට උපකාරී වන ප්‍රශන 5 ක් සහ ඒවාට පිළිතුරු මෙහි පහත දැක්වේ.

අඥාත පදාර්ථ යනු කුමක්ද?

පලමු කොට මෙන්ම  සමහර විට වඩාත්ම ව්‍යාකූලත්වයෙන් යුතුව  කිව යුට්තේ, අඥාත පදාර්ථ යනු කුමක්ද යන්න පිළිබඳව පර්යේෂකයෝ තවමත් අවිනිශ්චිත බවින් පසුවෙති. මුලදී, සමහර විද්‍යාඥයන් අනුමාන කළේ විශ්වයේ අතුරුදහන් වූ ස්කන්ධය සමන්විත වූයේ කුඩා, අඳුරු තරු සහ කළු කුහර වලින්  බවයි. එහෙත්, එක්සත් ජනපද බලශක්ති දෙපාර්තමේන්තුවේ Fermilab හි භෞතික විද්‍යාඥ ඩොන් ලින්කන් සඳහන් කර ඇති පරිදි සවිස්තරාත්මක නිරීක්ෂණ මගින් අඅඥාත පදාර්ථයේ බලපෑම ගණනය කිරීම සඳහා එවැනි වස්තූන් ප්‍රමාණවත් තරම් සොයාගෙන නොමැත.  ලින්කන් තවදුරටත් දක්වන පරිදි ප්‍රෝටෝනයකට වඩා 10 ත් 100 ත් අතර බරක් තිනීම හැරුණු කොට නියුට්‍රෝනයක් මෙන් හැසිරෙන දුර්වලව අන්තර් ක්‍රියාකාරීකරන දැවැන්ත අංශුවක් (Weakly Interacting Massive Particle කෙටියෙන් WIMP) ලෙස හැඳින්වෙන උපකල්පිත අංශුවක් වර්තමානයේ අඥාත පදාර්ථය බවට පත් විය හැකි  ප්‍රමුඛ වස්තුව වේ. එහෙත්, මෙම උපකල්පනය හේතු වී ඇත්තේ තවත් ප්‍රශ්න වලට මගපාදනවා පමණි – උදාහරණයක් ලෙස(ඊ ළඟ පරශනය දෙසට හැරෙමු)

අපට අඥාත පදාර්ථ සොයාගත හැකිද?

අඥාත පදාර්ථ සෑදී ඇත්තේ WIMP වලින් නම්, ඒවා අප වටා, පෙනෙන නොපෙනෙන තරමට සහ යාන්තම් හඳුනාගත හැකි විදිහට ඒවා අප අවට හෑම තැනකම තිබිය යුතුය. ඉතින් එහෙනම්, ඇයි අපට තවම එකක්වත් හොයාගන්න හැකිවී නැත්තේ? අඥාත පදාර්ථ  සාමාන්‍ය පදාර්ථ සමඟ එතරම් අන්තර්ක්‍රියා නොකරනු ඇතත්, අඥාත පදාර්ථ අංශුවක් අභ්‍යවකාශය හරහා ගමන් කරන විට ප්‍රෝටෝනයක් හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් වැනි සාමාන්‍ය අංශුවක්(නොර්මල් පර්ටිච්ලෙ) සමග ගැටීමට නිරන්තරයෙන්ම සුළු අවස්ථාවක් හෝ තිබේ. එබැවින්, පර්යේෂකයන් විසින් පොළව යට ගැඹුරු තැනක සාමාන්‍ය අංශු විශාල සංඛ්‍යාවක් අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා පිට පිට එකක් නෑර එකක් අත්හදා බැලීම් සංවිධානය කරන ලදී.   එහිදී ඔවුන්, අඥාත පදාර්ථ සහ අංශු ගැටුමක් අනුකරණය කළ හැකිවන්නාවූ නිරෝධනවිකිරණවලින් ආරක්ෂිත විය. එසේ නම් ගැටලුව වන්නේ කුමක් ද? දශක ගණනාවක් තිස්සේ සෙවීමෙන් පසුව, මෙම අනාවරක වලින් එකක්වත් විශ්වසනීය සොයාගැනීමක් සිදු කිරීමට හැකිව නැත. මෙම වසර මුලදී තරම් මෑතක, චීන PandaX නම් සම්පරීක්ෂණය WIMP සොයගැනීමට නොහැකිවීමේ නවතම ප්‍රයත්නය වාර්තා කළේය.  කැලිෆෝනියාවේ, රිවර්සයිඩ් හි කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යාඥ Hai-Bo Yu   කියා සිටින්නේ  එක්කෝ, අඥාත පදාර්ථ, WIMP අංශු  වලට වඩා ඉතා කුඩා විය යුතුය නැතහොත් අධ්‍යයනය කිරීමට පහසු වන තරම් ගුණාංග වලින් ඒවා සමන්විත නොවන ලෙසක් පෙණී යන බවයි.

අඥාත පදාර්ථය, අංශු එකකට වැඩියෙන් සමන්විත වේද?

සාමාන්‍ය පදාර්ථය සෑදී ඇත්තේ ප්‍රෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන වැනි එදිනෙදා අංශු වලින් මෙන්ම (විද්‍යුත් ආරෝපණය හා ස්කන්ධය ශූන්‍ය වූ මූලික අංශු වන) නියුට්‍රිනෝ(neutrinos), ( මූලික උප පරමාණුක අංශුව සමාන ඉලෙක්ට්‍රෝනයට නමුත් 207 ගුණයකින් බර), මියුඕන(muons), සහ (ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ස්කන්ධය මෙන් 270 ගුණයක් පමණ ස්කන්ධයක් ඇති මීසෝනයක් වන) පයෝන(pions) වැනි එතරම් නුහුරු අංශු වල සම්පූර්ණ එකතුවකිනි. එසේනම්, විශ්වයේ ඇති පදාර්ථයෙන් විශාල ප්‍රම්මානයක් වන(සියයට 85ක් වන) අඥාත පදාර්ථයද බහුල තරමටම සංකීර්ණ ද විය හැකිදැයි සමහර පර්යේෂකයෝ කල්පනාවට ගනිති. හාවඩ් විශ්වවිද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යාඥ Andrey Katz කියා සිටින්නේ “විශ්වයේ ඇති සියලුම අඳුරු පදාර්ථ එක් අංශු ආකාරයකින්ම ගොඩනැගී ඇති බවට උපකල්පනය කිරීමට අප සතුව හොඳ හේතුවක් නැත” යනුවෙනි.  අඥාත ප්‍රෝටෝන, අඥාත ඉලෙක්ට්‍රෝන සමඟ ඒකාබද්ධ වී අඥාත පරමාණු සෑදිය හැකි අතර දෘශ්‍ය ලෝකයේ දක්නට ලැබෙන පරිදි විවිධ හා සිත්ගන්නාසුළු සමාකෘති නිපදවිය හැකි බව Katz පාවසයි. එවැනි ‘අදහස්’ භෞතික විද්‍යාගාරවල වැඩි වැඩියෙන් වර්ධනය කෙරෙමින්  ඇති අතර, ඒවා තහවුරු කිරීමට හෝ ප්‍රතික්ෂේප කිරීමට ක්‍රමයක් සොයා ගැනීම මෙතෙක් විද්‍යාඥයින්ට මග හැරී ඇත.

අඥාත බලවේග පවතින්නේද?

අඥාත පදාර්ථයේ ඇතයි සීතිය හැකි අමතර අංශු සමඟින්,  නිත්‍ය පදාර්ථවලට දැනෙන බලවේගවලට සමාන බල(forces) අඥාත පදාර්ථවලින්  ප්‍රත්‍යක්ෂ වීමේ හැකියාවක් පවතී. සමහර පර්යේෂකයන් “අඥාත ෆෝටෝන(“dark photons” )”  සෙවීමට වෙහෙසී ඇත. එය(එනම්, අඥාත ෆෝටෝන) විද්‍යුත් චුම්භක බලය ඇති කරවන සාමාන්‍ය අංශු අතර හුවමාරු වන ෆෝටෝන(photons) මෙන් විය හැකි අතර වෙනසකට ඇත්තේ ඒවා අඳුරු පදාර්ථ අංශුවලට පමණක් දැනෙනවා විය හැකි වීමයි. ඉතාලියේ භෞතික විද්‍යාඥයන් ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භයක් සහ පොසිට්‍රෝන(positrons ඉලෙක්ට්‍රෝනයකට සමාන ස්කන්ධයක් සහ සංඛ්‍යාත්මකව සමාන නමුත් ධන ආරෝපණයක් සහිත උප පරමාණුක අංශුවකි) ලෙස හඳුන්වන ඒවායේ ප්‍රතිඅංශු දියමන්තියකට ‘දමා ගැසීමට’ සූදානම් වෙමින් සිටින බව Live Science මෙයට කලින් වාර්ත කළේය. ඇත්තටම අඳුරු ෆෝටෝන පවතී නම්, ඉලෙක්ට්‍රෝන-පොසිට්‍රෝන යුගල විනාශ කරමින් අමුතු බලයක් දරා සිටීන අංශු වලින් එකක් නිපදවිය හැකි වන්නේ විශ්වයේ නවතම අංශයක් විවෘත කළ හැකි විභවයකිනි.

අඥාත පදාර්ථයේ ගුණාංග මොනවාද?

තාරකා විද්‍යාඥයින් විසින් අඥාත පදාර්ථය සොයා ගනු ලැබුවේ සාමාන්‍ය පදාර්ථ සමග එහි ගුරුත්වාකර්ෂණ අන්තර්ක්‍රියා හරහායි; ඉන් ගම්‍ය වූයේ මෙය, විශ්වය තුළ එහි පැවැත්ම ප්‍රකාශ කිරීමේ  ප්‍රධාන ක්‍රමය බවයි. එහෙත් අඥාත පදාර්ථයේ සැබෑ ස්වභාවය තේරුම් ගැනීමට උත්සාහ කරන විට, පර්යේෂකයන්ට පදනම් කර ගැනීමට ඇත්තේ සාධක ඉතා අල්පයකි සමහර න්‍යායන්ට අනුව, අඥාත පදාර්ථ අංශු යනු ඒවායේම(අඥාත පදාර්ථ අංශුවලම) ප්‍රතිඅංශු(antiparticles) විය යුතුය; ඉන් අදහස්වෙන්නේ,  අඳුරු පදාර්ථ අංශු දෙකක් මුණගැසුණු විට එකිනෙක විනාශ වන බවයි. මෙම (එකිනෙක) විනාශ කිරීම දැක්වෙන සලකුණු  සෙවීමෙහිලා ජාත්‍යන්තර අභ්‍යවකාශ මධ්‍යස්ථානයේ Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) අත්හදා බැලීම 2011 සිටම නිරතව සිටියි. ඒ අනුව,  දැනටමත් සිය දහස් ගණනක් සිදුවීම් අනාවරණය කරගැනීමට ද සමත්ව ඇත. මේවා පැමිණෙන්නේ අඥාත පදාර්ථ වලින් දැයි විද්‍යාඥයින්ට තවමත් නිසැකවම කිව නොහෙන අතර, අඳුරු පදාර්ථය යනු කුමක්දැයි නිශ්චිතව හඳුනා ගැනීමට සංඥාව තවමත් ඔවුන්ට උපකාර වි නොමැති බව පෙණී යයි.

Live Science හී පළ වී ඇති  The 11 biggest unanswered questions about dark matter යන ලිපිය ඇසුරෙනි