வானியல் துறையில் அடுத்த மைல்கல் சாதனை நிகழ்த்தப்பட்டுள்ளது. நமது பால்வழி மண்டலத்தின் மையத்தில் உள்ள கருந்துளையின் படத்தை ‘நிகழ்வெல்லை தொலைநோக்கி கூட்டமைப்பை’ச் சேர்ந்த வானியல் அறிஞர்கள் மே 12 அன்று வெளியிட்டுள்ளனர்.
ஏற்கெனவே 2019இல் எம்87* என்கிற கருந்துளையின் படம் இவர்களால் வெளியிடப்பட்டிருந்தது. தற்போது படம் எடுக்கப்பட்டுள்ள கருந்துளையின் பெயர் சஜிட்டேரியஸ் ஏ*. கோடைக்கால இரவு வானில் இரவு எட்டு மணிக்கு மேல் தென்கிழக்குப் பகுதியில் தேள் நட்சத்திரக் கூட்டம் உதிக்கும். அதற்குச் சற்றுக் கீழேதான் சஜிட்டேரியஸ் நட்சத்திரக் கூட்டம் இருக்கிறது. இந்தத் திசையில்தான் பால்வழி மண்டலத்தின் மையம் இருப்பதால் இக்கருந்துளையை சஜிட்டேரியஸ் ஏ* என்றழைக்கிறார்கள்.
இக்கருந்துளை சூரியனைவிட 40 லட்சம் மடங்கு அதிக நிறையைக் கொண்டது. ஆனால், இதன் விட்டம் சூரியனைவிட 17 மடங்கு மட்டுமே அதிகம். அப்படியிருக்கும்போது எந்த அளவுக்கு அதிக நிறையடர்த்தி கொண்டதாக இருக்கும் என்று கற்பனை செய்துகொள்ளலாம். ஆனால், இது சூரியக் குடும்பத்திலிருந்து 27,000 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் இருப்பதால் உயர் திறன் கொண்ட தொலைநோக்கிகள் வழியே பார்த்தாலும்கூட மிக மிகச் சிறியதாகத்தான் தெரியும். அதுவும் கண்ணுறு ஒளியைப் பயன்படுத்தும் தொலைநோக்கிகளில் தெரியாது. ரேடியோ தொலைநோக்கிகளால் மட்டுமே இதைக் கண்டறிய முடியும்.
அசாத்திய உழைப்பு
உண்மையில் இதைப் படமெடுக்க நினைத்தால் பூமி அளவுக்குப் பெரிய ரேடியோ தொலைநோக்கியை உருவாக்க வேண்டும். நடைமுறையில் அது சாத்தியமில்லாததால், பூமியின் எட்டு இடங்களில் ரேடியோ தொலைநோக்கிகளை வைத்து ஒரே நேரத்தில் பல்வேறு கோணங்களில் படம் எடுத்து, பிரத்தியேகக் கணினி நிரல்கள் மூலம் இப்படங்களை ஒரே தொலைநோக்கி எடுத்ததுபோல் ஒன்றிணைக்கிறார்கள். இந்த எட்டு ரேடியோ தொலைநோக்கிகளைத்தான் கூட்டாக ‘நிகழ்வெல்லை தொலைநோக்கி’ (Event Horizon Telescope) என்றும் இந்தக் கூட்டு ஆராய்ச்சியை ‘நிகழ்வெல்லை தொலைநோக்கிக் கூட்டமைப்பு’ என்றும் அழைக்கிறார்கள்.
‘நிகழ்வெல்லை’ என்பது கருந்துளையைச் சுற்றியுள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட தொலைவு. அந்தத் தொலைவுவரை என்ன நடந்தாலும் கண்டறிய முடியும். அதற்கு அப்பால் நடைபெறும் எந்த நிகழ்வையும் கண்டறிய முடியாது. அதனால்தான் இதை ‘நிகழ்வு எல்லை’ என்கிறார்கள். இந்தத் தொலைவு கருந்துளையின் நிறையைப் பொறுத்தது.
இப்போது வெளியிடப் பட்டிருக்கும் படம் 2017ஆம் ஆண்டு எட்டு ரேடியோ தொலைநோக்கிகளை ஒரே நேரத்தில் இயக்கி சஜிட்டேரியஸ் ஏ*-யைத் தொடர்ச்சியாக சில வாரங்கள் படம் எடுத்து, பல டெரா பைட் நினைவுத்திறன் கொண்ட வன்பொருள்களில் (கிட்டத்தட்ட நூறு மில்லியன் திரைப்படங்களை இவற்றில் அடக்கிவிட முடியும்) அவற்றைப் பதிவுசெய்து, அதற்கான கணினி நிரல்களை ஐந்து ஆண்டுகள் உருவாக்கி, இத்தகவல்களை முறையாக ஆய்வு செய்துதான் இப்போதைய படம் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. 80 ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களை சேர்ந்த 300 பேர் கடுமையாக உழைத்து இச்சாதனையை நிகழ்த்தியிருக்கிறார்கள்.
ஐன்ஸ்டைனின் துல்லியம்
கருந்துளை என்பது பிரபஞ்சத்தில் ஓர் அங்கம். கிட்டத்தட்ட எல்லா நட்சத்திர மண்டலங்களின் (கேலக்சி) மையத்திலும் ஒரு மிகப்பெரும் கருந்துளை இருக்கும். கருந்துளையின் முக்கியப் பண்பே, அது ஒளியைக்கூட வெளியே விடாது என்பதுதான். அந்த அளவுக்கு அவற்றினுடைய ஈர்ப்பு விசையின் வலிமை அதிகம். அதனால், அவற்றை நேரடியாக ஒளிப்படம் எடுக்க முடியாது. ஒரே வழி அக்கருந்துளையைச் சுற்றிவரும் பொருட்களை ஆராய்வதன் மூலம் அல்லது படமெடுப்பதன்மூலம் மட்டுமே அவற்றின் வடிவத்தைக் கணிக்க முடியும். இப்படத்தில் உள்ள மஞ்சள் நிற வட்டப்பகுதி, இக்கருந்துளையைச் சுற்றிவரும் பிளாஸ்மா நிலையில் இருக்கும் வாயுக்களைக் குறிக்கிறது.
இந்த பிளாஸ்மா வாயுக்கூட்டங்கள் வெளியிடும் ரேடியோ அலைகளை நிகழ்வெல்லைத் தொலைநோக்கி மூலம் பதிவுசெய்துதான் இப்படம் உருவாக்கப்பட்டிருக்கிறது. இந்தப் படத்தின் நடுவில் இருக்கும் கறுப்புப் பகுதியை ‘கருந்துளையின் நிழல்’ என்கிறார்கள். இதில்தான் கருந்துளை இருக்கிறது. இந்தக் கறுப்பு பகுதியின் கோண விட்டம் 50 மைக்ரோ ஆர்க் செகன்ட். இன்னொரு சிறப்பு என்னவென்றால் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைனின் ‘பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு’ கணித்த அளவும் இப்போது எடுக்கப்பட்டுள்ள படத்தின் கோண அளவும் கிட்டத்தட்ட ஒத்துப்போகின்றன. இது பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் துல்லியத்தன்மையைப் பறைசாற்றுகிறது.
ஏற்கெனவே வெளியிடப்பட்ட எம்87* கருந்துளையைவிட சஜிட்டேரியஸ் ஏ*-யைப் படம் எடுப்பது சவால் நிறைந்ததாக இருந்தது. காரணம் சஜிட்டேரியஸ் ஏ* கருந்துளை எம்87*-யைவிட அளவில் மிக மிகச் சிறியது. அதேபோல் எம்87* கருந்துளையின் நிகழ்வெல்லைக்கு வெளியே சூழ்ந்துள்ள வாயுக்கூட்டங்கள் எம்87*-யைச் சுற்றி வர சில நாட்கள் முதல் சில வாரங்கள் வரை எடுத்துக்கொள்கின்றன. எனவே, அதைப் படமெடுப்பது எளிதாக இருந்தது. ஆனால், சஜிட்டேரியஸ் ஏ* கருந்துளையின் நிகழ்வெல்லைக்கு வெளியே இருக்கும் வாயுக்கூட்டங்கள் சில மணித்துளிகளில் சுற்றி முடித்துவிடுகின்றன. கிட்டத்தட்ட ஒளியைவிடச் சற்றுக் குறைந்த வேகம். அதனால், அங்கிருந்து வரும் ரேடியோ அலைகளின் செறிவில் ஏற்படும் மாற்றங்களும் மிக வேகமாக ஏற்படுகின்றன.
உதாரணத்துக்கு நிமிடத்துக்கு 100 கி.மீ., வேகத்தில் நம் முன்னால் கடக்கும் மோட்டார் வண்டியைத் துல்லியமாகப் படமெடுப்பது எந்த அளவுக்குக் கடினமோ, அதைவிடப் பல மடங்கு கடினம் இவ்வாயுக் கூட்டங்களைப் படமெடுப்பது. இன்னொரு சவால் அங்கிருந்து வரும் கண்ணுறு ஒளி, நமக்கும் பால்வழி மண்டலத்தின் மையத்துக்கும் இடையில் இருக்கும் எண்ணற்ற பொருட்களால் வரும் வழியிலேயே கிட்டத்தட்ட சிதறிவிடுகிறது. ரேடியோ அலைகளையும், அகச்சிவப்புக்கதிர்களையும் தாண்டி நம்மால் எதையும் பெற முடியாது. இவற்றை மட்டுமே வைத்துத்தான் இக்கருந்துளையின் படத்தை உருவாக்க முடிந்திருக்கிறது.
அறிவியல் தீர்க்கதரிசனம்
இவ்விடத்தில் சுவாரசியமான நிகழ்வு ஒன்றைச் சொல்லியாக வேண்டும். இயற்பியல் நோபல் பரிசு பெற்ற எஸ். சந்திரசேகர், கருந்துளை பற்றிய ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டு, அதைப் பற்றி முக்கியமான புத்தகங்களை எழுதியவர். ஒரு முறை சென்னைப் பல்கலைக்கழகத்தின் இயற்பியல் துறையில் கருந்துளை குறித்து அவர் உரையாற்றியபோது, ‘கருந்துளை பற்றி நீங்கள் சொல்வதெல்லாம் விநோதமாக இருக்கிறது. ஒளியைக்கூட வெளியிடாது. அதனால், அதைப் பார்க்க முடியாது. இப்படி எல்லாம் ஒரு பொருள் பிரபஞ்சத்தில் இருக்க முடியுமா? என்னால் நம்ப முடியவில்லை” என்று ஒரு மாணவர் கேட்டார்.
சந்திரசேகர் பொறுமையாக “நண்பரே! பூமியிலிருந்து நிலவின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே நம்மால் பார்க்க முடியும். அதன் பின் பகுதியைப் பார்க்க முடியாது. நிலவின் பின்பகுதியைப் பார்க்க முடியவில்லை என்பதற்காக, நிலவில் பின்பகுதியே இல்லை என்று நம்ப முடியுமா? நிலவுக்குப் பின்பகுதி இருக்கிறது என்று ஏற்றுக்கொள்கிறோம்தானே. அதேபோல்தான் கருந்துளையும். பின்னாளில் அறிவியல் உலகம் கருந்துளை பற்றி இன்னும் ஆழமாக விளக்கும்” என்றார். அது ஓர் அறிவியல் தீர்க்கதரிசனம்! அவர் கூறிய சில பத்தாண்டுகளில் கருந்துளையைப் படம் எடுக்கும் அளவுக்கு வளர்ந்துவிட்டோம். கருந்துளை கண்ணுக்கு எட்டாத தொலைவில் இருக்கலாம். ஆனால், அறிவியலுக்கு எப்போதும் எட்டும் தொலைவில்தான் இருக்கிறது.
- ஜோசப் பிரபாகர்
கட்டுரையாளர், இயற்பியல் உதவிப் பேராசிரியர்
தொடர்புக்கு: josephprabagar@gmail.com