விண்வெளியில் கருந்துளை - அண்டமும் குவாண்டமும் (பகுதி 2)

பூமியில் இருந்துகொண்டு, தலையை உயர்த்தி மேல் நோக்கி நாம் பார்க்கும் போது, இரண்டு விதமான வானங்களைப் பார்க்கின்றோம் என்பது உங்களுக்குத் தெரியுமா? பகலில் நாம் காணும் நீல வானமும், இரவில் நாம் காணும் கருப்பு வானமும் வேறு வேறானவை என்ற உண்மையை நீங்கள் அறிந்திருக்கிறீர்களா? பலர் இந்த வித்தியாசத்தைத் தங்கள் வாழ்நாளில் புரிந்து கொண்டதே இல்லை. தலைக்கு மேலிருக்கும் வானம்தானே என்று, அது பற்றிக் கொஞ்சமும் சிந்திக்காமல் அலட்சியமாக விட்டுவிடுகிறோம் நாம். உண்மையைச் சொல்லப் போனால், இரவு வானத்துக்கும், பகல் வானத்துக்கும் இடையே உள்ள வித்தியாசம் மண்ணுக்கும், மலைக்கும் இடையே உள்ள வித்தியாசம். ஆங்கிலத்திலும், தமிழிலும் 'Sky' மற்றும் 'வானம்' ஆகிய சொற்களை இரவு, பகல் இரண்டு வானங்களையும் குறிப்பதற்கு, ஒரே சொல்லாகப் பயன்படுத்துகிறோம். ஆனாலும், நாம் பகலில் பார்க்கும் வானம் பூமியிலிருந்து வெறும் 300 கிலோமீட்டர்கள் தூரத்தில் இருக்கிறது. இரவு வானமோ பல லட்சம் ஒளிவருடங்கள் தூரம் வரை செல்கிறது. நம் பூமி, தனக்கென உருவாக்கி வைத்திருக்கும் பாதுகாப்புக் கவசமான அட்மாஸ்பியரில் (Atmosphere), சூரிய ஒளி தெறித்துச் சிதறும் பரப்பையே நாம் 'வானம்' (Sky) என்கிறோம். அந்த நீலநிற வானத்தினூடாக மேலே நம்மால் சூரியனையும், சந்திரனையும், சில கோள்களையும் தவிர வேறு எதையும் பார்க்க முடிவதில்லை. இதெல்லாம் சூரிய ஒளி இருக்கும் வரைதான். சூரிய ஒளி மறைந்து இருட்டானதும் நாம் பார்ப்பது விண்வெளியை (Space). விண்வெளியில் பல ஆயிரம் ஒளிவருடங்களுக்கு அப்பால் உள்ளவற்றைக் கூட, நம் வெற்றுக் கண்களால் பார்க்க முடிகிறது.

நம் கண்களுக்குத் தெரியும் விண்வெளி, முழுமையான அண்டத்தின் (Universe) மிகச் சிறிய ஒரு பகுதிதான். அண்டமென்பது மிகப்பெரியது. கிட்டத்தட்ட 92 பில்லியன் ஒளிவருடங்கள் பரந்து விரிந்திருப்பது. இன்னும் விரிந்து கொண்டே இருப்பது. இங்கு ஒளிவருடம் என்றால் என்ன என்ற கேள்வி சிலருக்கு வரலாம். ஒளியானது ஒரு செக்கனில் 300000 கிலோமீட்டர்கள் தூரத்துக்கு பயணம் செல்லக் கூடியது. அவ்வளவு வேகம். அண்டத்திலேயே மிகை வேகத்துடன் செல்லக் கூடிய ஒன்று ஒளிதான். இதுவரை உள்ள அறிவியலின்படி, ஒளியை மிஞ்சி எதுவுமே வேகமாகச் செல்ல முடியாது. சரியாகக் கவனியுங்கள் இந்த ஒளியானது ஒரு நொடிக்கு மூன்று லட்சம் கிலோ மீட்டர்கள் செல்லும். அப்படியாயின் இது நிமிடத்துக்கு எவ்வளவு தூரம் செல்லும், மணிக்கு எவ்வளவு தூரம் செல்லும், அப்படியே ஒரு வருடத்துக்கு எவ்வளவு தூரம் செல்லும் என்று பார்க்கும் போது கிடைக்கும் கிலோ மீட்டர்களின் அளவுதான் ஒரு ஒளிவருடம். நீங்களே ஒரு பேனாவை எடுத்துப் பெருக்கிப் பாருங்கள். அப்படி 92 பில்லியன்கள் ஒளிவருடங்கள் தூரத்துக்கு அகண்டிருக்கிறது நம் பேரண்டம். கற்பனையே செய்து பார்க்க முடியாத அளவு இது. நாம் வாழும் பூமியோ வெறும் 12750 கிலோமீட்டர்கள் அகலமானது. அண்டத்துடன் ஒப்பிடும் போது பூமி ஒன்றுமேயில்லை. உங்கள் வலதுகையை நீட்டி, சுட்டுவிரலால் வானை நோக்கி சுட்டிக்காட்டுங்கள். உங்கள் விரல் சுட்டிக்காட்டும் அந்தச் சின்னஞ் சிறிய பகுதியில் மட்டும் பில்லியன் நட்சத்திரங்கள் இருக்கின்றன என்றால் உங்களால் நம்ப முடிகிறதா? அண்டம் எவ்வளவு பெரிது என்பது இப்போது புரிகிறதல்லவா? இந்த அண்டத்தில் பூமியைப் போன்ற கோள்கள், சூரியனைப் போன்ற நட்சத்திரங்கள் மட்டுமில்லாமல், வேறு பலவும் இருக்கின்றன. காலக்ஸிகள் (Galaxies), நெபுலாக்கள் (Nebulas), க்வேஸார்கள் (Quasars), பல்சார்கள் (Pulsars) என்று பல விதமானவை இருக்கின்றன. இதில் ஒன்றுதான் கருந்துளைகள் (Blackholes). இந்தக் கருந்துளைகள் பற்றித்தான் நாம் கடந்த பதிவில் பார்க்க ஆரம்பித்தோம். கருந்துளை என்பது பற்றிச் சொன்ன போது, 'நிகழ்வு எல்லை' (Event Horizon) என்ற கருந்துளையின் நுழைவாயிலைப் பற்றியும் சொல்லியிருந்தேன். இதை வைத்து ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்கும், லெனார்ட் சஸ்கிண்டும் நடத்தும் யுத்தம் பற்றியும் சொன்னேன். இனி இவற்றைப் பற்றி விரிவாக, விளக்கமாக நாம் பார்க்கலாம்.

விண்வெளி என்பது நாம் நினைப்பது போல, முப்பரிமாண வடிவத்தில் உள்ளதல்ல. தட்டையானது. அலையில்லாத ஒரு கடலில் நீரின் மேற்பரப்பு எப்படிப் பரந்து விரிந்து காணப்படுகிறதோ, அப்படித்தான் விண்வெளியும் இருக்கும். கடலின் மேற்பரப்பு நீரால் ஆனது போல, விண்வெளியும் மெல்லிய சவ்வு போல, அதாவது ஒரு பலூனின் மென்சவ்வு போலக் காணப்படும். இந்த விண்வெளியின் மேற்பரப்பில்தான், நான் மேலே சொன்ன நட்சத்திரங்கள். காலக்ஸிகள், நெபுலாக்கள், க்வேஸார்கள், கருந்துளைகள் என அனைத்தும் இருக்கின்றன. நீரின் மேற்பரப்பில் பூக்களைத் தூவிவிட்டால் எப்படி அந்த மேற்பரப்பில் பூக்கள் மிதந்து கொண்டிருக்குமோ, அப்படி இவையெல்லாம் விண்வெளியில் காணப்படுகின்றன. விண்வெளியில் காணப்படும் இவை சாதாரணமானவை அல்ல. மிகப் பிரமாண்டமானவை. மிகப் பெரிய எடையைக் கொண்டவை. அவற்றின் எடைக்கு ஏற்ப, விண்வெளியின் மேற்பரப்பும் கீழ் நோக்கி அமிழ்ந்திருக்கும். ஒரு பலூனை விரல்களால் அழுத்தும் போது ஏற்படும் வட்டவடிவப் பள்ளம் போல அவை அமிழ்ந்திருக்கும். இப்படித்தான் கருந்துளையும் விண்வெளியில் அமைந்திருக்கிறது. கருந்துளையானது 'நிகழ்வு எல்லை' (Event Horizon), 'ஒருமை' (Singularity) என்று இரண்டு மிக முக்கிய பகுதிகளைக் கொண்டது. நிகழ்வு எல்லையை மேல்பகுதியிலும் சிங்குலாரிட்டி என்று சொல்லப்படும் மிகச்சிறிய மையப்பகுதியைக் கீழ்ப்பகுதியாகவும் கொண்டு, ஒரு கூம்பு (Cone) வடிவத்தில் விண்வெளியின் மேற்பரப்பை கீழ்நோக்கி அமிழ்த்தியவாறு கருந்துளை காணப்படும். கருந்துளைக்கு இந்தக் கூம்பு வடிவம் எப்படி வந்தது என்று விளக்குவது கொஞ்சம் சிரமம் என்றாலும், அதையும் நாம் பார்த்துவிட வேண்டும். அதற்கு கருந்துளையாகும் ஒரு நட்சத்திரத்தில் என்ன நடக்கிறது என்பதைப் பார்க்க வேண்டும்.

விண்வெளியில் நெபுலாக்கள் (Nebula) வாயுக்களையும் (Gas), தூசுகளையும் (Dust) அடர்த்தியாகக் கொண்டிருக்கும். இது ஒரு காலக்ஸியின் அளவுக்கு பிரமாண்டமானதாகக் காணப்படும். இந்த வாயுக்களும், தூசுகளும் ஈர்ப்பு விசையினால் ஒன்று சேர்வதால், அங்கு ஒரு குழந்தை நட்சத்திரம் பிறக்கும். குழந்தை நட்சத்திரங்களை சினிமாக்களில் மட்டும் பார்த்த உங்களுக்கு, இதைக் கேட்க கொஞ்சம் ஆச்சரியமாக இருக்கும். இந்தக் குழந்தை நட்சத்திரம் படிப்படியாக வளர்ந்து ஒரு முழு நட்சத்திரமாகிறது. இப்படி லட்சக்கணக்கான நட்சத்திரங்கள் நெபுலாக்களின் மூலம் தினம் தினம் உருவாகிக்கொண்டே இருக்கின்றன. ஒவ்வொரு நொடியும் விண்வெளியில் நட்சத்திரங்கள் பிறந்து கொண்டே இருக்கின்றன. இயற்கை என்பது எப்போதும் தனக்குள் ஒரு வட்டத்தை வைத்திருக்கிறது. இந்த வட்டத்தின் மூலம்தான் அது தன் சமநிலையையும் பாதுகாத்துக் கொண்டுவருகிறது. ஒருபுறம் நட்சத்திரங்கள் பிறந்து கொண்டிருக்க, மறுபுறம் நட்சத்திரங்கள் வயதாகி இறந்து கொண்டிருப்பது நடக்கும். பிறப்பதும் இறப்பதும் மனிதனுக்கு மட்டுமில்லை, நட்சத்திரங்களுக்கும் இருக்கிறது. அது மட்டுமில்லாமல், ஒரு நட்சத்திரம் இறக்கும் போது, ஏற்படும் பிரமாண்ட வெடிப்பின் மூலம் நெபுலாக்களும் உருவாகின்றன. நட்சத்திரங்கள் நெபுலாக்களில் பிறக்கின்றன. நட்சத்திரங்கள் இறந்து நெபுலாக்களை உருவாக்குகின்றன. இது ஒரு அழகான வட்டம் இலையா? நட்சத்திரங்கள் நெபுலாக்களில் பிறப்பது என்பது ஒரு அழகான நிகழ்வு. அதைத் தெரிந்து கொள்ளும் போது உண்மையில் மகிழ்ச்சியடைவீர்கள். ஆனால் இந்தக் கட்டுரையில் அது பற்றி நான் எழுதப் போவதில்லை. வேறு ஒரு சந்தர்ப்பத்தில் எழுதுகிறேன். ஆனால் நட்சத்திரம் ஒன்று இறப்பது பற்றி இங்கு நான் விவரித்தே ஆகவேண்டும். காரணம் ஒரு நட்சத்திரத்தின் இறப்பின் உபநிகழ்வாகத்தான் கருத்துளை ஒன்றின் பிறப்பும் நடைபெறுகிறது.

விண்வெளியில் முக்கியமாகச் சொல்லக்கூடிய இரண்டு விதமான திடப்பொருட்கள் உண்டு. ஒன்று எரிந்து கொண்டிருக்கும் திடப்பொருள். மற்றது எரியாமல் இருக்கும் திடப்பொருள். எரியாமல் இருப்பவற்றை நாம் கோள்கள் என்கிறோம். நம் பூமியும் ஒரு கோள்தான். இவற்றுடன் துணைக்கோள்கள் என்று சொல்லப்படும் சந்திரன்களும் உண்டு. ஆனால் எரிந்து கொண்டிருப்பவற்றை நட்சத்திரம் என்கிறோம். பூமிக்கு மிக அண்மையில் இருக்கும் நட்சத்திரம் நம் சூரியன்தான். சூரியன் ஒரு நட்சத்திரம் என்பதைப் பலர் சிந்திப்பதேயில்லை. நம் சூரியன், பால்வெளிமண்டலம் (Milkyway Galaxy) என்னும் நட்சத்திரக் கூட்டத்தில் ஒரு நட்சத்திரமாக இருக்கிறது. இந்தப் பால்வெளி மண்டலத்தில் மட்டும் 200 முதல் 400 பில்லியன் நட்சத்திரங்கள் உள்ளன என்று குத்துமதிப்பாகக் கணித்துள்ளனர். எப்படிப் பார்த்தாலும் 300 பில்லியன்களுக்குக் குறையாது. சமீபத்தில் ஜேர்மனில் எடுக்கப்பட்ட கணிப்பின்படி மில்க்கிவே காலக்ஸியைப் போல, 500 பில்லியன் காலக்ஸிகள் அண்டத்தில் இருக்கின்றன. இப்போது சிந்தித்துப் பாருங்கள் அண்டத்தில் மொத்தமாக எத்தனை நட்சத்திரங்கள் இருக்கின்றன என்று. நட்சத்திரங்கள் அனைத்தும் அவற்றின் பருமனைப் பொறுத்து வேறுபடுகின்றன. சூரியன் நம்முடன் தொடர்புபட்டிருப்பதால், ஏனைய நட்சத்திரங்களின் பருமனை சூரியனுடன் ஒப்பிட்டே அளவிடுகின்றனர். நட்சத்திரங்கள் அனைத்துமே என்றாவது ஒருநாள் எரியும் சக்தி தீர்ந்து போகும் போது, இறந்து போகின்றன. அப்படி இறந்து போகும் நட்சத்திரங்கள், அவற்றின் பருமைனைப் பொறுத்து, 'வெள்ளைக் குள்ள நட்சத்திரமாகவோ (White Dwarf), நியூட்ரான் நட்சத்திரமாகவோ (Neutron Star), கருந்துளையாகவோ (Blackhole), பிரமாண்டக் கருந்துளையாகவோ (Supermassive Blackhole) மாறும். சூரியனைப் போல பருமனில் பத்து மடங்குக்கு இருக்கும் நட்சத்திரங்கள் இறக்கும் போது, 'சுப்பர் நோவா' என்னும் நிலையை அடைந்து வெடிப்பதன் மூலம் 'நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் தோன்றுகின்றன. ஆனால் சூரியனின் பருமனை விட நூறு மடங்களவில் இருக்கும் நட்சத்திரங்கள் இறக்கும் போது, ஹைப்பர் நோவா என்னும் நிலையை அடைந்து வெடிப்பதால் கருந்துளைகள் தோன்றுகின்றன. சூரியனைப் போல ஆயிரம் மடங்கு எடையுள்ள நட்சத்திரங்கள் வெடிக்கும் போது, பிரமாண்டக் கருந்துளைகள் உருவாகின்றன. இப்படியொரு பிரமாண்டமான கருந்துளைதான், மில்க்கிவே காலக்ஸியின் நடுவிலும் உள்ளது என்று கண்டுபிடித்திருக்கிறர்கள். சொல்லப் போனால், ஒவ்வொரு காலக்ஸியும் ஒரு பிரமாண்டமான கருந்துளையை மையமாகக் கொண்டு இருக்கும் என்கிறார்கள். 

ஒரு நட்சத்திரம் ஏன் இறக்கிறது. அது இறக்கும் போது சுப்பர்னோவாவாகிப் பெரிதாகி, திடீரென ஏன் வெடிக்கிறது என்பது நமக்குத் தெரிந்திருக்க வேண்டும். அது தெரியும் பட்சத்தில்தான், ஒரு கருந்துளையின் நிகழ்வு எல்லையில் என்ன நடைபெறுகிறது என்பதையும், கருந்துளையின் ஈர்ப்பு சக்தியால் ஒளிகூடத் தப்ப முடியாமல் எப்படி உள்ளே இழுக்கப்படுகிறது என்பதையும், இந்தக் கட்டுரையின் முதலாம் பகுதியின் இறுதியில் நாம் விட்டுச் சென்ற கேள்விகளுக்கான பதில்களையும் விளங்கிக் கொள்ள முடியும்.

கருந்துளைகளைப் பற்றி ஏதோ ஒரு அறிவியல் செய்தியாக நினைத்து நாம் அறிந்து கொள்ள நினைக்கலாம். ஆனால், கருந்துளைதான் நாங்கள், நாங்கள்தான் கருந்துளை என்னும் நிலைமைக்கு நம்மை நவீன அறிவியல் கொண்டுவந்து விட்டிருக்கிறது. நம் வாழ்வுக்கும் கருந்துளைக்கும் நிறையவே சம்மந்தம் இருக்கிறது என்கிறார்கள். அது என்ன சம்மந்தம் என்பதைப் படிப்படியாக நாம் அறிந்து கொள்வோம்.

Thanks to

-ராஜ்சிவா-