கடந்த தொடரில் சூப்பர் நோவாக்களின் தோற்றம் குறித்தும் ஹைப்பர் நோவாக்கள் மற்றும் மக்னெட்டார்கள் தொடர்பான அறிமுகத்தையும் பார்த்தோம்.
மேலும் வெளிப்புறக் கிரகங்களில் உள்ள உயிரியல் தடங்கள் (Bio Signatures) இன் தன்மைகள் அவற்றை இனம் காண்பது குறித்தும், Starshot என்ற செய்மதி செயற்திட்டத்தின் அறிமுகத்தையும் பார்த்தோம்..
கருந்துளை கணணி மாடல்
இன்றைய தொடரில் முதலில் ஒரு நட்சத்திரம் தனது ஆயுளின் இறுதியில் ஒரு கருந்துளையாக மாறுவதற்கான நிபந்தனைகள் குறித்தும், பிரபஞ்சத்தில் கருந்துளையானது மற்றைய கூறுகளை விட ஏன் மிக வலிமையானது என்பதற்கான காரணங்களையும், அதன் வகைகளையும் குறித்துப் பார்ப்போம்.
எமது பிரபஞ்சத்தில் மிகச் சிறிய பரப்பில் கற்பனை செய்து பார்க்க இயலாத அளவு அதிக அடர்த்தி கொண்ட மேற்பரப்பு அற்ற ஒரு கூறே கருந்துளையாகும். இதன் Event Horizon என்ற நிகழ்வெல்லை விளிம்புக்குச் செல்லும் எந்தவொரு பொருளாக இருந்தாலும், ஏன் அது நிறையே அற்ற ஒளி போன்ற Photon துணிக்கைகளாகவே இருந்தாலும் இந்த கருந்துளையின் அபார ஈர்ப்பு விசையில் இருந்து தப்ப முடியாது. இப்பொருட்கள் உள்ளே ஈர்க்கப் பட்டு சிதைந்து விடும். கருந்துளைகள் உண்மையில் கருப்பு நிறம் உடையவை அல்ல. ஒளி கூட அதில் இருந்து தப்ப முடியாது என்பதாலும், வேறு எந்தவொரு பொருளுடனும் ஒப்பிடாத முடியாத அதன் மையத்தில் உள்ள சிறப்பொருமை (Singularity) போன்ற தன்மையாலும் ஒரு உவமைக்கு அது கரும் துளை எனப்படுகின்றது.
Sagittarius A* அதிநிறை கருந்துளை
உண்மையில் ஒவ்வொரு அண்டத்துக்கும் (Galaxies) மத்தியில் அதீத எடை கொண்ட அதிநிறை கருந்துளைகள் (Super Massive Black Holes) காணப்படுவதாக இன்று வானியலாளர்கள் கருதுகின்றனர். எமது பால்வெளி அண்டத்தின் மத்தியிலுள்ள அதிநிறை கருந்துளை Sagittarius A* என அழைக்கப் படுகின்றது. உண்மையில் கருந்துளைகள் 4 வகைகளாகவும் தற்போது அடையாளப் படுத்தப் பட்டுள்ளன.
1.விண்மீன்களின் முடிவில் தோன்றுவது (Stellar Black hole)
2. பேரடை இடை கருந்துளை (Intermediate black hole)
3. அதிநிறை கருந்துளை (Super Massive Black hole)
4.மிகச் சிறியளவிலான கருந்துளை (Miniature Black hole
இதில் கூறப்படும் கருந்துளைகளில், பேரடை இடை கருந்துளையானது சாதாரண கருந்துளைக்கும், அதிநிறை கருந்துளைக்கும் இடைப் பட்டதாகும். மிகச் சிறியளவிலான கருந்துளையானது தத்துவார்த்த அடிப்படையில் 1971 ஆமாண்டு வானியலாளர் ஸ்டீபன் ஹாவ்கிங் இனால் அறிமுகப் படுத்தப் பட்டது.
மினி கருந்துளை எனப்படும் இதன் கட்டமைப்பில் குவாண்டம் பொறியியல் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றது. நட்சத்திரங்களை விட சிறிய நிறை கொண்ட பொருளில் இருந்தும் இது தோற்றம் பெறும் என்று மும்மொழியப் படும் போதும் இதுவரை இந்த வகை கருந்துளைகள் அவதானிக்கப் படவில்லை. இவ்விரு கருந்துளைகளதும் தோற்றம் குறித்து 1916 ஆமாண்டு ஐன்ஸிடீன் மும்மொழிந்த பொதுச் சார்புக் கொள்கையின் விளக்கத்தைப் பார்ப்போம். போதிய அளவு பெரிதான ஒரு திணிவு போதியளவு சிறிதான வெளிப்பகுதியில் அடைக்கப் பட நேர்ந்தால் அதனைச் சூழவுள்ள வெளி உட்புறமாக மையத்தை நோக்கி வளைந்து விடும். இது அதனுள் இருக்கும் அல்லது நுழைய நேரிடும் எந்தவொரு பொருளையுமோ அல்லது கதிர்வீச்சையோ தப்பி வெளியேறாத படி தடுத்து விடும்.
ஹாவ்கிங் கதிர்வீச்சு
ஆனால் பௌதிகவியலில் மிகச் சிறிய கூறுகளை விளக்கும் குவாண்டம் பொறியியலின் படி கரும்துளை தனக்குள் அகப்பட்ட பொருட்களை முடிவின்றி உள்ளே வைத்திராது ஒரு வித சக்தியை கசிய விடும் என்றும் இது ஹாவ்கிங் கதிர் வீச்சு என்றும் கூறப்படுகின்றது. இதற்கான காரணம் மற்றும் நிறை அற்ற ஒளி கூட கருந்துளையின் ஈர்ப்பின் வசமாதல் போன்றவற்றுக்கு இன்றைய பௌதிகவியலில் இன்னமும் விடை இல்லை.
M87 அதிநிறை கருந்துளையின் தொலைக்காட்டி புகைப்படம்
இனி சாதாரண கருந்துளைக்கும் (Stellar Black hole), அதிநிறை கருந்துளைக்குமான (Super Massive Black hole) வித்தியாசத்தையும், பின்பு சாதாரண கருந்துளைகள் எவ்வாறு தோற்றம் பெறுகின்றன என்பது குறித்தும் பார்ப்போம். இந்த இரு கருந்துளைகளுக்குமான அடிப்படை வித்தியாசமே அவற்றின் நிறை (Mass) தான். ஒரு சாதாரண ஸ்டெல்லார் கருந்துளையின் நிறை 3 இலிருந்து 10 மடங்கு சூரியனின் எடையாக இருக்கும். ஆனால் ஒவ்வொரு அண்டத்தின் மையத்திலும் உள்ள அதிநிறை கருந்துளையின் நிறையானது சூரியனை விட மில்லியனில் இருந்து பில்லியன் மடங்கு அதிகமாக இருக்கும்.
உண்மையில் அண்டங்கள் அல்லது பேரடைகளின் (Galaxies) மத்தியில் எவ்வாறு ஒரு அதிநிறை கருந்துளை (Super Massive Black Hole) தோற்றம் பெறுகின்றது என்பதற்கான இயற்பியல் கோட்பாடுகள் இதுவரை கண்டு பிடிக்கப் படவில்லை. ஆனால் ஒரு நட்சத்திரம் தனது வாழ்நாளின் இறுதியில் எவ்வாறு ஸ்டெல்லார் கருந்துளையாக மாறுகின்றது என்பதற்கு அண்டவியல் (Cosmology) இவ்வாறு விளக்கமளிக்கின்றது.
கருத்தாக்கம் (Nuclear Fusion)
அதாவது சூரியனின் நிறையை விட 5 மடங்கு அல்லது அதை விட அதிக நிறை கொண்ட நட்சத்திரங்கள் தமது வாழ்நாளின் இறுதியில் கருத்தாக்கம் (Nuclear fusion) காரணமாக ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் முடிவடைந்த நிலையில் ஹைப்பர் நோவாவாக வெடித்துச் சிதறி அதி சக்தி கொண்ட காமாக் கதிர்களை வெளியேற்றியவாறு அடையும் நிலை தான் ஸ்டெல்லார் கருந்துளை ஆகும்.
இந்த ஸ்டெல்லார் கருந்துளைக்கு 3 முக்கிய அம்சங்கள் உள்ளன. அவை அளவிட முடியாத மிக மிக அதிகமான நிறை அல்லது அடர்த்தி, மின்னேற்றம் (Electrict Charge), கோண உந்தம் (Angular Momentum or Spin). பிரபஞ்சத்தில் உருவாகும் அனைத்து கருந்துளைகளுக்குமே ஒருவித சுழற்சி (Spin) உள்ளது எனத் தற்போது கருதப் படுகின்றது.
நீங்கள் நினைவில் கொள்ள வேண்டியது இதுதான். ஒரு நட்சத்திரம் அதன் கருத்தாக்கத்தின் (Nuclear Fusion) போது அதிலிருக்கும் அனைத்து ஹைட்ரஜனும் தீர்ந்து விட்டால், அதன் ஈர்ப்பு விசை மிக அதிகமாகி விடும். இதனால் மிச்சமுள்ள ஹீலியம் உட்பட சடப்பொருளை உள்ளே இழுத்து ஒரு கட்டத்தில் சூப்பர் நோவாவாக அல்லது ஹைப்பர் நோவாவாக வெடிக்கும். இதன் போது ஒரு செக்கனுக்குள் மிகப் பெரும் ஆற்றலை வெளியிட்டு இறுதியில் நியூட்ரோன் நட்சத்திரமாகவோ அல்லது கருந்துளையாகவோ சுருங்கும்.
இந்த நட்சத்திரம் சூரியனை விட 5 மடங்கு அல்லது அதைவிட குறைவான நிறை கொண்ட நட்சத்திரம் எனில் சூப்பர் நோவாவாக வெடித்து நியூட்ரோன் நட்சத்திரமாக மாறும். 5 மடங்குக்கு மேல் எனில் அதிலும் 30 மடங்குக்கும் அதிக சோலார் நிறை கொண்ட நட்சத்திரங்கள் எனில் அவை ஹைப்பர் நோவாவாக வெடிக்கும். இதன் போது மிகப் பெரும் சக்தி வாய்ந்த காமா கதிர்வீச்சுக்களை வெளியிட்டு ஸ்டெல்லார் கருந்துளைகளாக அவை சுருங்கும்.
Singularity
எமது பிரபஞ்சத்தின் தோற்றமான பெரு வெடிப்பு (Big Bang) என்ற நிகழ்வுக்கு முன்பும், கருந்துளைகளின் மையத்திலும் தான் சிறப்பொருமை (Singularity) என்ற சொல் பயன்படுத்தப் படுகின்றது. இந்த Singularity, எமது கற்பனையான கால வெளி கேத்திர கணித வரைபில் (Space-time fabric) அதீத ஈர்ப்பினால் துளை போன்ற ஒன்றை ஏற்படுத்தி விடுவதாலும், இதனை கணித ரீதியாக முழுமையாக விளங்கிக் கொள்ளாத இயலாத காரணத்தினாலும் தான் கருந்துளை என்ற பதம் பயன்படுத்தப் படுகின்றது என்ற கருத்தை நாம் முன்பும் கூறியிருந்தோம்.
இதுவரை கருந்துளைகளின் தோற்றம் மற்றும் அவற்றின் வகைகள் குறித்தும் பார்த்தோம்.
இனி சென்ற தொடரில் நாம் அறிமுகப் படுத்திய Starshot என்ற செய்மதித் திட்டம் குறித்த விரிவான தகவல்களைப் பார்ப்போம். நவீன 21 ஆம் நூற்றாண்டில் இந்த செயற்திட்டம் சாத்தியமானால் மனித குல வரலாற்றில் அது முதலாவது விண் இடைப் பயணமாகக் கருதப் படும். ஏனெனில் சூரிய மண்டலத்திலுள்ள எமது பூமியில் இருந்து மிக அருகே ஆனால் 4 ஒளியாண்டுகள் தூரத்திலுள்ள ஒரு நட்சத்திரத்தை சுற்றி வரும் கிரகத்துக்கு செலுத்தப் படும் முதலாவது செய்மதி இதுவாக இருக்கும்.
Starshot Probes
ஒரு பறவையின் இறகை விடக் குறைவான எடை கொண்ட Starshot செய்மதியின் ஓடங்கள் விண்ணில் ஏவப் பட்ட பின்பு பூமியிலுள்ள லேசர் கதிர்களால் 4.2 ஒளியாண்டுகள் தூரத்தில் உள்ள Proxima Centauri b என்ற கிரகத்தை நோக்கி உந்தப் படும். முதலில் பூமியிலுள்ள தாழ்ந்த சுற்று வட்டப் பாதைக்கு ஆயிரக் கணக்கான சிறிய ஓடங்களைக் (Probes) கொண்ட பெரிய செய்மதி (Satellite) நிலை நிறுத்தப் படும். அதிலுள்ள ஒவ்வொரு தனித்த சிறு ஓடங்களும் சுயமாகவே தம்மைத் திறந்து கொள்ளும்.
பூமியின் தரையிலுள்ள லேசர் கற்றைக் கருவிகள்
பின்பு பூமியில் இருந்து கிட்டத்தட்ட பில்லியன் கணக்கான லேசர் கற்றைகள் (Laser Beams) குறிப்பிட்ட ஒவ்வொரு சிறு ஓடங்களும் தாக்கப் படும். இதன் போது சுமார் 100 கிகா வாட்ஸ் (gigawatts) சக்தி கொண்ட உந்தம் உருவாகி ஒவ்வொரு உந்தமும் சில நிமிடங்களாவது நீடிக்கும் வகையில் இருக்கும். இந்த சில நிமிடங்கள் நீடிக்கும் உந்தத்தின் மூலம் கட்டம் கட்டமாக இந்த ஓடங்கள் ஒளியின் வேகத்தின் 1/5 மடங்கு வேகத்தை எட்டும்.
இதன் மூலம் Starshot ஓடம் இதுவரை மனிதனது எந்தவொரு செய்மதியும் செல்லாத வேகத்தில் அதாவது ஒளியின் வேகத்தில் 1/5 பங்கு வேகமான மணிக்கு 100 மில்லியன் மைல்கள் என்ற வேகத்தில் பயணித்து 20 வருடங்களில் Proxima b கிரகத்தை சென்றடையும். இந்தப் பயணத்தின் போது Starshot ஓடம் பல புகைப் படங்களை எடுப்பதுடன் பல தகவல்களையும் சேமிக்கும்.
Starshot probe chip
மேலும் இத்தகவல்கள் லேசர் கதிர் வாயிலாக பூமியை வந்தடையும். ஒவ்வொரு ஓடமும் வெறும் 5 கிராம் எடை அல்லது அதை விடக் குறைவான எடை கொண்ட சிப் (Chip) இனைக் கொண்டிருக்கும். இந்த சிப்பில், கமெரா, கணணி மற்றும் நேவிகேஷன் கருவி ஆகிய அனைத்தும் அடங்கியிருக்கும். இந்த சிப்பில் உள்ள லேசர் கதிரை பயன்படுத்தும் பொறிமுறை மூலம், குறித்த Starshot ஓடங்கள் proxima b இனை நெருங்க ஒவ்வொரு சமிக்ஞையும் (Transmission) அதிகபட்சம் 4 ஆண்டு இடைவெளிக்குள் பூமியை வந்தடையும் என்றும் கணிக்கப் பட்டுள்ளது.
வருங்காலத்தில் மிக முக்கியமான Starshot செய்மதியின் செயற்திட்டம் குறித்த மேலதிக தகவல்களை அடுத்த கட்டுரையிலும் எதிர்பாருங்கள்..
நன்றி, தகவல் - நேஷனல் ஜியோகிராபிக் சஞ்சிகை, விக்கிபீடியா, நாசா
- 4 தமிழ்மீடியாவுக்காக நவன்
