ගුරුත්වාකර්ෂකතරංග යනු කුමක්ද?

කක්ෂගත කළු කුහර දෙකක් මගින් නිපදවන ගුරුත්වාකර්ෂක තරංගවල ත්‍රිමාණ දෘශ්‍යකරණය. (අනුග්‍රහය: Henze/NASA

ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග යනු කුමක්ද? – සිඩ්නි නුවර, 10 හැවිරිදි මිලී

පිළිතුරු දෙන්නේ: Sara Webb

Postdoctoral Research Fellow, Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology

මොනතරම් වටිනා ප්‍රශ්නයක්ද මිලී!

මෙයට පිළිතුරු දීමට අප අතීතයට ගමන් කළ යුතුය, එනම් 1916 වසර දක්වා. මේ වර්ෂයේ දී තමයි, සුප්‍රසිද්ධ භෞතික විද්‍යාඥ ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් ඔහුගේ පොදුසාපේක්ෂතාවාදය(general theory of relativity) ප්‍රකාශයට පත් කළේ. ගණිතය භාවිත කරමින්, විශ්වය තුළ ගුරුත්වාකර්ෂණය පැහැදිලි කරන්නේ කෙසේදැයි අයින්ස්ටයින් සොයාගෙන තිබුණි. ගුරුත්වය යනු අපව පෘථිවිය මත තබා ගන්නා බලය මෙන්ම පෘථිවිය සූර්යයා වටා පරිභ්‍රමණය වීමට බලපාන බලයයි. 1916 වන තෙක් ගුරුත්වය යනු කුමක්ද සහ එය පවතින්නේ මන්දැයි පැහැදිලි කිරීමට බොහෝ න්‍යායන් තිබුණි. එනමුත් අයින්ස්ටයින් යෝජනා කළේ ගුරුත්වය යනු අවකාශ-කාලය නැමීම බවයි.

විශ්වයේ ඇතිරිල්ල ලෙස අවකාශ කාලය ගැන ඔබට සිතිය හැකිය. අප ජීවත් වන අවකාශය සෑදෙන්නේ එයිනි. එය නොමැතිව අපට විශ්වයක් නොතිබෙනු ඇත;  එහෙන වීම නම් ඉතින් විනෝදය දනවන් කාරණාවක් නොවෙයි.

අවකාශ-කාල ට්‍රැම්පොලීනයක්

ගුරුත්වයේ බලපෑම් සඳහා වක්‍ර වූ අවකාශ කාලය වගකිව යුතුය. මෙය පැතලි මතුපිටක් මත සිතින් මවා ගැනීමට අපට හොඳ ක්‍රමයක් වන්නේ ට්‍රැම්පොලයිනයකි. ඔබ  ට්‍රැම්පොලීනයක් මධ්‍යයේ බර බෝලයක් තැබු වේ යැයි සිතන්න – එහි(බෝලය) ස්කන්ධය ඇතිරිල්ලෙහි නැම්මක්(වක ගැසීමක්) ඇති කරන අතර අතර එමගින්, ගිල්වීමක් ඇති කරනු ලැබේ. දැන්, අපි ට්‍රැම්පොලීනය හරහා ගොල්ෆ් බොලයක්ක් පෙරළීමට උත්සාහ කළහොත්, එය, බර පන්දුව ඇතුල් දෙසට සහ වටේට පෙරළෙනු ඇත. ඉතින්,  ගුරුත්වය ගැන කියන්න තියෙන්නේ එපමණයි: දේවල් චලනය වන ආකාරය කෙරෙහි බලපෑම් ඇතිකරමින් අවකාශ-කාල ඇතිරිල්ල විකෘති කිරීම.  බර බෝලයක්  වැනි බර දෙයක් ට්‍රැම්පොලන  ඇතිරිල්ලෙ දිගෑදෙන්න සැලැස් වුවහොත්,  කළහොත්,  ගොල්ෆ් බෝලයක් රවුමකින් ඒ දෙසට පෙරළේ.

අයින්ස්ටයින්ගේ සුප්‍රසිද්ධ සමීකරණ පැහැදිලි කිරීමට උපකාරී වූයේ මෙයයි – විවිධ තත්වයන් යටතේ අවකාශය-කාලය චලනයවන්නැඉ කෙසේදැයි අපට අපේක්ෂා කළ හැක්කේ කෙසේද? විශ්වයේ කිසිවක් නිශ්චල නොවන බව අපි දනිමු. සෑම දෙයක්ම සෑම විටම චලනය වන අතර, වස්තූන් අවකාශ කාලය හරහා වේගවත් වන විට, පොකුණකට් ගල් කැටයක්  දැමූ විට මෙන් කුඩා රැළි ඇති කළ හැකිය.

මෙම රැළි තමයි අපි ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග ලෙස හඳුන්වන්නේ. විවිධ දිශාවලට චලනය වන තරංග සහිත සාගරයක් ආකාරයෙන් අපගේ විශ්වය මෙම කුඩා තරංග වලින් පිරී ඇත.

එහෙත් සාගරයක තරංග මෙන් නොව, ගුරුත්වාකර්ෂක තරංග ඇදහිය නොහැකි තරම් කුඩා වන අතර ඒවා පෘථිවිය ඔබ මොබ පද්දන්නේ නැත. අයින්ස්ටයින් විසින් ප්‍රථම වරට ගුරුත්වාකර්ෂක තරංග ගැන පුරෝකථනය කරන විට ,ඒව කෙතරම් කුඩා වෙනවා අත ද යත්, අපට ඒවා  හඳුනා ගැනීමට කවදා හෝ හැකි වේදැයි ඔහු සැක කළේය. අද ඔහු සිතන්නේ කුමක්දැයි දැන ගැනීමට මම කැමති නමුත් අද ඔහු අප අතර නැහැනේ. අද අප ගුරුත්වාකර්ෂක තරංග හඳුනාගෙන ඇතිවා පමණක් නොව, අප විසින් අද්විතීය සිදුවීම් 90 ක් ද  හඳුනාගනු ලැබ ඇත! මෙය භෞතික විද්‍යාවේ විශාලතම ජයග්‍රහණවලින් එකක් වන අතර  එය කළ ආකාරය අප පුදුමයට පත් කරන සුළුවේ.

තදකිරීම සහ දිගැදීම

ගුරුත්වාකර්ෂක තරංගයක් පෘථිවිය හරහා ගමන් කරන විට, එය ගමන් කරන දිශාවට මුළු ග්රහලෝකයම එක්කෝ තද කරයි නැතිනම් හෝ දිගෑදියි. අපි එය කෝදුවක් වැනි දෙයකින් මැනීමට උත්සාහ කළහොත්, කෙදුව ද එකම දිගක් ලෙස පෙනෙනු ඇත. මන්ද කෝදුවේ ඇති ඉලක්කම් ද දිගෑදෙන හෝ තද්වෙන නිසා (කෝදුව) වෙනස් නොවන ඇති හෙයිනි.

එහෙත් විද්‍යාඥයින් සතුව ඊට උපක්‍රමයක් තිබේ: ඔවුන්ට මැනීමට ආලෝකය භාවිතා කළ හැකිය, මන්ද ආලෝකයට නිශ්චිත කාලයක් තුළ නිශ්චිත දුරක් පමණක් ගමන් කළ හැකි බැවිනි. අභ්‍යවකාශය දිගෑදුන හොත් ආලෝකය මඳක් දුරින් ගමන් කළ යුතු අතර වැඩි කාලයක් ගතවේ. අවකාශය හැකිළෙන විට සඳහා ප්‍රතිවිරුද්ධව ක්‍රියාකරයි. අවකාශයහැකිළී හෝ දිගෑදී ඇත්දැයි දැන ගැනීමේ උපක්‍රමය නම්   දිශාවන් දෙකකින් මැන  වෙනස ගණනය කිරීමයි. අවාසනාවට අපට එය මැනීම පහසු දෙයක් නොවේ.

අප සොයන දුර ප්‍රමාණයේ වෙනස ප්‍රෝටෝනයක්(a proton) ලෙස හඳුන්වන කුඩා අංශුවකට වඩා 1000 ගුණයකින් කුඩාය.  ඔබේ මනස ඇත්තටම අවුල් කිරීමට සමත් දෙයක් මම කියන්න ද?, අපගේ ශරීරයෙහි අෂ්ඨලියන(octillion) 10ක් (10,000,000,000,000,000,000,000,000,000) පමන ප්‍රෝටෝන ඇත..

ඉතින් ඔහොම බැලුවහම් ඔබටත් පෙනෙනවා ඇති, අපට හඳුනා ගැනීමට නොහැකි තරම් ඉතා කුඩා වෙනසක්. එහෙම නමුත්  දක්ෂ විද්‍යාඥයන් සහ ඉංජිනේරුවන්ට ස්තුතිවන්ත වන්නට එය කිරීමට ක්‍රමයක් සොයා ගෙන ඇති අතර,  ඔබට මෙම අනාවරක ගැන වැඩිදුර ඉගෙන ගත හැකි  වීඩියෝවක් මෙතැනින් නරඹන්න). ගුරුත්වාකර්ෂක තරංග අපට,  කළු කුහර සහ නියුට්‍රෝන තරු එකට කඩා වැටීම වැනි දේ “දැකීමට” අපට ඉඩ සලසන අපගේ විශ්වයට නව ඇස් ලබා දී. ඇත – මන්ද ඒවා මගින් නිර්මාණය කරනු ලබන කුඩා රැළි අපට  හඳුනාගත හැකි බැවිනි.

Curious Kids:(23 ජනවාරි 12දා)  හී පලවී ඇති what are gravitational waves නම් ලිපිය ඇසුරෙනි.