அண்டத்தின் மிகவும் ஆச்சரிய மான, அதேநேரத்தில் மர்மமான பொருள்களில் கருந்துளையும் ஒன்று. இவை மிகவும் அடர்த்தியானவை. இவற்றின் ஈர்ப்பு விசை எவ்வளவு வலிமையானது என்றால், ஒளி உள்பட எந்தப் பொருளும் ‘நிகழ்வு தொடுவரை’ (Event Horizon) எனும் எல்லையைக் கடந்துவிட்டால், மீண்டு வர முடியாது.
நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதியைக் கொண்டே 1783இல் புவியியலாளர் ஜான் மிஷல் ‘இருண்ட விண்மீன்’ (Dark Star) என்கிற கருத்தை முன்வைத்தார். இதுவும் ஒருவகை கருந்துளைக் கருத்துதான். மேலே எறிந்த கல் கிழே விழுகிறது; ஆனால் பூமியின் விடுபடு வேகமான (Escape Velocity) நொடிக்கு 11.2 கி.மீ. வேகத்துக்கும் அதிகமாக வீசி எறிந்தால், அந்தக் கல் பூமியின் ஈர்ப்புத் தளையிலிருந்து விடுபட்டு, சூரியனைச் சுற்றத் தொடங்கும்.
ஒன்றின் நிறை மற்றும் அளவைப் பொறுத்து அதன் விடுபடு வேகம் மாறும். எடுத்துக்காட்டாக, வியாழன் கோளின் மேற்பரப்பில் விடுபடு வேகம் நொடிக்கு 59.5 கி.மீ. செவ்வாய்க் கோளில் நொடிக்கு 5.03 கி.மீ. மட்டுமே. சூரியனைப் பொறுத்தவரை நொடிக்குச் சுமார் 618 கி.மீ. சூரியனைவிடக் கூடுதல் நிறை கொண்ட விண்மீனில் அதன் அடர்த்தி மேலும் மேலும் கூடினால் விடுபடு வேகம் மேலும் மேலும் கூடும்.
சூரியனைப் போல 500 மடங்கு கூடுதல் அடர்த்தி கொண்ட பொருளில் அதன் விடுபடு வேகம் ஒளியின் வேகத்தைவிடக் கூடுதலாக இருக்கும் என ஜான் மிஷல் கண்டார். இதுபோன்ற மீ அடர்த்தி கொண்ட விண்மீன்களில் அவற்றில் உருவாகும் ஒளிகூட வெளியேறாது.
மேலே எறிந்த கல் போல மறுபடி அதே விண்மீனில் திரும்ப விழும் என்றார் ஜான் மிஷல். எனவே, தொலைதூரப் பார்வையாளருக்கு அந்த விண்மீன் கண்ணுக்குத் தெரியாத ‘இருண்ட’ பொருளாக இருக்கும். இத்தகைய விண்மீன்களிலிருந்து சிறு ஒளிகூட வெளியேறாது என்கிற பொருளில் இவற்றை ‘இருண்ட விண்மீன்’ என்றார்.
ஆனால், இந்தக் கருத்து முழுமையான விளக்கம் அளிக்கவில்லை. 1915இல் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் முன்வைத்த பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடுதான் நிறைவான கணித அடித்தளத்தை அளித்தது. இந்தக் கோட்பாட்டின்படி, நிறை கொண்ட ஒரு பொருள் காலவெளிப் பரப்பை (Space-Time) வளைக்கிறது.
கயிற்றுக் கட்டிலில் எடை குறைவான குழந்தை உட்கார்ந்தால், சற்றே கட்டிலில் பள்ளம் ஏற்படும். பெரியவர்கள் உட்கார்ந்தால் பள்ளம் மேலும் ஆழமாக மாறும். மிக அதிக எடை கொண்டவர் உட்கார்ந்தால், கயிறு அறுந்து கிழேகூட விழுந்துவிடலாம். இப்படித்தான் தனது நிறைக்கு ஏற்ப வான்பொருள்கள் தமக்கு அருகே உள்ள காலவெளியில் வளைவை ஏற்படுத்துகின்றன என்றார் ஐன்ஸ்டைன்.
இதை மேலும் ஆய்வு செய்த கார்ல் ஸ்வார்ஸ்சைல்டு (Karl Schwarzschild) 1916இல் குறிப்பிட்ட நிறை அடர்த்தி கொண்ட வான்பொருள் காலவெளியில் சிறு துளைபோல ஓட்டைச் செய்துவிடும்; அதிலிருந்து ஒளிகூட வெளியேற முடியாது என நிறுவினார். ஒளிராமல் கருமையாக இருப்பதோடு, காலவெளியில் துளையிடும் என்கிற பொருளில் ‘கருந்துளை’ எனப்படுகிறது.
கூடுதல் நிறைகொண்ட பொருள் அருகே செல்லும் ஒளிக்கீற்று வளையும். மிகு நிறை கொண்ட பொருளைச் சுற்றி விண்மீன்கள் அதிவேகத்தில் சுழலும். இதுபோன்ற ஆதாரங்கள் கருந்துளைகளின் இருப்பை உறுதிப்படுத்தின. கருந்துளைகள் இரண்டு முக்கிய வழிகளில் உருவாகின்றன.
முதலாவது, ஒரு ராட்சச எடை கொண்ட விண்மீனின் இறப்பு. நமது சூரியனைவிட 8 முதல் 10 மடங்குக்கு மேற்பட்ட நிறை கொண்ட விண்மீன்கள், சூப்பர் நோவாவாக வெடித்துவிடும். இறுதியில் அதன் மையம் சுருங்கி, ஒரு ‘விண்மீன் நிறை கருந்துளை’ (Stellar Mass Black Hole) உருவாகிறது.
இரண்டாவது, பேரண்டத்தின் ஆரம்பக் காலத்தில் அல்லது விண்மீன் திரள்களின் மையத்தில், மிகப்பெரிய வாயு மேகங்கள் நேரடியாகச் சுருங்கி, சூரியனின் நிறையைவிட ஆயிரம் முதல் லட்சம் மடங்கு பெரிய ‘மீப்பெரும் கருந்துளை’கள் (Supermassive Black Hole) உருவாகும்.
நீண்ட காலமாக, கருந்துளை ஒரு முறை உருவானால் மாறாமல் நிலைத்திருப்பதாக நம்பப்பட்டது. ஆனால், ஸ்டீவன் ஹாக்கிங் 1974இல் முன்வைத்த குவாண்டம் விளக்கப்படி, கருந்துளைகளும் ‘ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு’ (Hawking Radiation) மூலம் ஆற்றலை இழந்து, மெதுவாக ஆவியாகி அழிந்துபோகும் என்கிற ஆய்வு, மாறாதது ஏதுமில்லை என்கிற கருத்துக்கு வலுசேர்க்கிறது.
அண்மைக் காலம்வரை, கருந்துளை ஒரு கோட்பாட்டுப் பொருளாகவே இருந்தது. நமது பால்வெளியின் (Milky Way) மையத்தில் உள்ள விண்மீன்களின் அசாதாரண வேகத்தைக் கண்காணித்ததன் மூலம், அங்கு சஜடேரியஸ் A* (Sagittarius A* ஏ ஸ்டார் என்று வாசிக்க வேண்டும்) என்கிற மீப்பெரும் கருந்துளை இருப்பதை விஞ்ஞானிகள் உறுதி செய்தனர்.
2019இல் ‘நிகழ்வு தொடுவரை தொலைநோக்கி’ (Event Horizon Telescope - EHT) கூட்டமைப்பு M87 விண்மீன் திரளில் உள்ள கருந்துளையின் முதல் நிழல் படத்தைப் பிடித்தது. இதுவே கருந்துளைக்கு நேரடி ஆதாரமாக அமைந்தது.
சூரியனைவிடப் பல மடங்கு பெரிய நட்சத்திரங்களின் எண்ணிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டு, பால் வெளியில் சுமார் 10 கோடி ‘நட்சத்திர நிறை கருந்துளைகள்’ இருக்கலாம் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இவற்றில் பூமிக்கு மிக அருகிலுள்ளது ‘கையா-பிஎச் 1’ (Gaia-BH1) எனப்படும் கருந்துளை. இது நம்மிடமிருந்து சுமார் 1,560 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் உள்ளது.
சூரியனைப் போல 10 மடங்கு நிறை கொண்டது. ஆனால், நமது பால்வெளியின் இதயமாக விளங்குவது, சூரியனின் நிறையைவிட 40 லட்சம் மடங்கு பெரியதும், 26,000 ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் உள்ளதுமான சஜடேரியஸ் A*. இதுவே EHT மூலம் படம்பிடிக்கப்பட்ட முதல் கருந்துளைகளில் ஒன்று.
(அறிவோம்)
- tvv123@gmail.com