கருந்துளைகள் வெறும் கற்பித்த யூகம் இல்லை.. இரண்டு கருந்துளைகளை புகைப்படம் எடுத்துச் சாதனை

உலக விஞ்ஞானிகள்இணைந்து உற்சாகமும் குதூகலிப்புடன் உலகின் ஐந்து இடங்களில் ஒரே நேரத்தில் பத்திரிகையாளர்கள் சந்திப்பு நிகழ்த்தி 26,000 ஒளியாண்டுதொலைவில் உள்ள சஜிடேரியஸ்A* மற்றும் 6 கோடி ஒளியாண்டு தொலைவில் உள்ள M87எனும் கேலக்சியின் மீ ராட்சச கருந்துளை ஆகியவற்றை புகைப்படம் எடுத்து சாதனை படைத்துள்ளோம் என அறிவித்துள்ளனர். இதுவே கருந்துளைகளின் முதல் முதல் புகைப்படம்.

கருந்துளை என்றால் என்ன?

பூமியின் தரைப்பரப்பிலிருந்து ஒருபொருளை சுமார் நொடிக்கு 11.2 கிமீ என்ற வேகத்தில் எறிந்தால் அந்தப் பொருள் பூமியின் ஈர்ப்பு விசையை மீறி வெளியேறிவிடும். இதுவே பூமியின் விடுபடு வேகம். பூமியைவிட பருத்த வியாழன் கோளில் இது 59.5 km/sec. குறிப்பிட்ட திணிவு கொண்ட பொருளில் விடுபடு வேகம் ஒளியின் வேகத்தைவிட மிஞ்சும் என ஜான் மிச்சல் (John Mitchell) எனும் ஆங்கிலேயே அறிஞர் 1783இல் நியூட்டன் இயற்பியலைக் கொண்டு கணிதம் செய்தார். இதுவே கருந்துளைகளின் துவக்க ஆய்வு. அதன் பின்னர் பிரெஞ்சு அறிவியல் அறிஞர் பியர் சிமோன் லாப்பிளாஸ் (Pierre-SimonLaplace)ஆறு கிலோமீட்டர் விட்ட பந்து அளவில் சூரியனின் மொத்தநிறையையும் அடைத்துவிட்டால் ஏற்றப்படும் ஈர்ப்பு புலத்தில் ஒளி கூட வெளியே வர முடியாது என்று கணிதம் செய்தார்.

எனினும் இருபதாம் நூற்றாண்டில்தான் இந்தக் கருத்து தீவிர ஆய்வுக்கு உட்பட்டது. ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் தத்துவத்தின் தொடர்ச்சியாக கார்ல் சுவார்ட்ஷில்ட் (Karl Schwarzschild) 1916 இல் கருந்துளைகள் என்கிற வினோத வான்பொருள் ஏற்படலாமென யூகம் செய்தார். அவரைத் தொடர்ந்து 1958இல் டேவிட் ஃபிங்கல்ஸ்டீன் (David Finkelstein) என்பார் கருந்துளைக்குள் என்ன சென்றாலும் திரும்ப வராது என்று நிறுவினார்.

1967இல் ஜான் வீலர் (John Wheeler) எனும் இயற்பியலாளர் ‘கருந்துளை’ (blackhole) என்ற பெயரை பிரபலப்படுத்த அதுவே நிலைத்துவிட்டது. எனினும் சாமானியர்களும் கருந்துளைகள் குறித்து கேள்விப் படவைத்த பெருமை கருந்துளை நாயகன் ஸ்டீபன் ஹாகிங்கைதான் சாரும்.

அர்த்தாபத்தி நியாயம்

தேவதத்தன் என்பவன் காலை கண்விழித்து முதல் இரவு உறங்கப்போவது வரை எதுவுமே உண்பதில்லை. ஆனால் அவன் உடல் பருத்துக்கொண்டே போகிறது. இதன் ரகசியம் என்ன எனும்போது ‘பகலில் தானே சாப்பிடுகிறான் இல்லை - எனவே இரவில் உண்கிறான்’ என்ற பொருட்பேறுக்கு எட்டியே ஆக வேண்டும் என்கிறது மீமாம்ச தத்துவம். எனவே ரகசியமாக இரவில் உண்கிறான் என்பதே தருக்க முடிவு. இதுவே அர்த்தாபத்தி எனும் நியாயம். இதுவரை கருந்துளைகளின் இருப்புக்கு அர்த்தாபத்தி நியாய சான்றுகளே உள்ளன. நேரடி சான்று ஏதுமில்லை.

நமது கேலக்ஸியான பால்வழி மண்டலத்தின் மையத்தில் தனுராசி திசையில் உள்ள வெற்றுப்புள்ளியை சூரியன் உட்பட பல விண்மீன்கள் சுழன்று வருகின்றன. சஜிடேரியஸ்A* (Sagittarius A*) எனப்படும் இந்த மையத்தின் அருகே உள்ள விண் மீன்களின்சுழல் வேகத்தை வைத்து கணிதம் செய்துபார்த்தபோது நாற்பது லட்சம் சூரியன்களின் நிறை வெறும் ஆறுகோடி கிலோமீட்டர் பந்து அளவில் அங்கே குவிந்து கிடந்தது. அவ்வளவு திணிவு என்றால் அதன் ஈர்ப்பு விசை கையோங்கி கருந்துளையாக மாறி இருக்க வேண்டும் என இயற்பியல் தத்துவங்கள் கூறுகின்றன. எனவே நமது கேலக்சியின் மையத்தில் ராட்சச கருந்துளை உள்ளது என முடிவுக்கு வந்துள்ளோம்.

அதே போலக் கன்னி ராசி திசையில் 5.349 கோடி ஒளியாண்டு தொலைவில் உள்ள M87 எனும்கேலக்சியின் மையத்தில் 660 கோடி சூரியன்கள் நிறை வெறும் 2050 கோடி கிலோமீட்டர் பந்துக்குள்அடைபட்டு இருப்பதால் அங்கும் மிகப்பெரும் மீ ராட்சச கருந்துளை உள்ளது என யூகமுடிவுக்கு வந்துள்ளனர்.

மின்னலாக மறைந்த விண்மீன்

ஹுப்புல் விண்வெளி தொலைநோக்கி ஒரு விண்மீனை படம் எடுத்தது. 2007-ல் ஆயிரம் ஆயிரம் சூரியன்களின் பிரகாசத்தில் ஒளிர்ந்த அந்த விண்மீன் 2015-ல் எடுக்கப்பட்ட படத்தில் காணவில்லை. விண்மீன் வெடித்து சிதறி இருந்தால் வெடிப்பின் தடயம் காண வேண்டும். எதுவுமே இல்லை. சுமார் 25 சூரியன்களின் நிறை கொண்ட N6946-BH1என்ற பெயரைத் தாங்கிய இந்த விண்மீன் காணாமல் போய்விட்டது. தனது சொந்த ஈர்ப்பு விசையால் தனக்குள்ளேயே நிலைகுலைந்து இந்த விண்மீன் கருந்துளையாக மாறிவிட்டது என அர்த்தாபத்தி நியாயத்தின் அடிப்படையில் முடிவுக்கு வருகிறார்கள் விஞ்ஞானிகள்.

கருந்துளையை சுற்றியுள்ள பொருள்களைக் கவர்ந்திழுத்து கபளீகரம் செய்யும்போதுகுறிப்பிட்ட பாங்கில் எசஸ் கதிர்களை வெளிப்படுத்தும். இரண்டு நியுட்ரான் விண்மீன்கள் மோதிக்கொண்டுகருந்துளை உருவாகும் போதும், இரண்டு சிறு கருந்துளைகள் மோதிப் பெரிய கருந்துளை உருவாகும் போதும்குறிப்பிட்ட வகையில் ஈர்ப்பு அலைகளை உமிழும். இது போன்ற பல்வேறு மறைமுக சான்றுகள் கிடைத்துள்ளன என்றாலும் இதுவரை கருந்துளையின் நேரடி சான்று இல்லை.

அறிவியல் சான்று

மணிமேகலை காப்பியத்தில் ‘காட்சி, கருதல், உவமம், ஆகமம், அருத்தாபத்தி, இயல்பு, ஐதீகம், அபாவம், மீட்சி, உண்டாம்நெறியெனப் பத்துவகை தத்துவ அளவைகள், குறிக்கப்பட்டுள்ளன என்றாலும் சிவஞான சித்தியார் கூறுவது போல இவை எல்லாம் அடிப்படையில் காண்டல், கருதல், உரை என்ற இம்மூன்று அளவைகளில் அடங்கிவிடும்..

பாற்கடலில் பள்ளிகொண்டபடியே விஷ்ணு கூறக்கூற தான் கேட்டதை அப்படியே நாரதமுனி எழுதியது எனக் கூறப்படும் புராணங்கள் வட்டவடிவமான தட்டை வடிவம் கொண்டது பூமியெனக் கூறுவது தவறு என நமக்கு இன்று தெளிவாகத் தெரியும். எனவே இந்த மூன்று வகை அளவைகளில் வேதம் போன்ற இறைவனின் நேரடி வாக்கு அல்லது இறைவனின் சப்தத்தை கேட்டு ஞானிகள் எழுதிவைத்துவிட்டு போன நூல்கள் என்று பொருள்படும் ‘உரையளவை’ எனப்படும் ‘ஆகமப் பிரமாணம்’ ஆகியவற்றை நவீன அறிவியல் ஏற்பதில்லை என்பதோடு அவற்றைச் சந்தேகத்துடன்தான் பார்க்கிறது.

அறிந்த செய்திகளிலிருந்து அறியாததைக் குறித்து யூகித்து உய்மானம் கொள்வதுதான் ‘கருதல்’. கருதலின்ஒரு வகையே அர்த்தாபத்தி எனப்படும் பொருட்பேறு ஏரண முடிபு. நமது கண் முன்னே இந்தக் கட்டுரை அச்சடித்த காகிதம் உள்ளது என நேர்க்காட்சியாகக் காண்பது ‘காண்டல்’.

சந்திர கிரகணத்தின்போது நிலாவில் பூமியின் நிழல் வட்டவடிவமாக விழுவதை கொண்டு கருதல் நியாயம் வழி பூமியின் வடிவம் கோளம் என ஆரியபட்டா முடிவுக்கு வந்தார். இது கருதல் நியாயம். விண்வெளிக்கு செல்லும் செயற்கைக்கோள் நேரடியாகப் பூமியின் வடிவத்தைப் புகைப்படம் எடுத்துத் தரும்போது கிடைக்கும் காண்டல் சான்று பூமியின் வடிவத்தைச் சந்தேகத்துக்கு இடம் இல்லாமல் உறுதிப்படுத்துகிறது அல்லவா? அதேபோலத்தான் அறிவியலில் உற்றுநோக்கல் அல்லது பரிசோதனைகள் எனும் நேரடி காட்சி சான்றுகளுக்குக்கூடுதல் மதிப்பு.

கருந்துளையை காண சவால்கள்

கருந்துளையை படம் எடுப்பது ஒன்றும் அவ்வளவு எளிதும் அல்ல. ஏதாவது ஒருபொருளை காணவேண்டும் என்றால் இரண்டு சவால்களை சந்திக்கவேண்டும். ஒன்று அந்த பொருளிருந்து காட்சி படும் அளவு கணிசமான ஒளி நம்மைவந்து அடையவேண்டும். இரண்டாவது அந்த பொருள் வெளிப்படுத்தும் மங்கலான ஒளியை கண்டு காட்சி பிம்பத்தை ஏற்படுத்தும் அளவுக்கு பிரிதிறன் கொண்ட நுட்ப தொலைநோக்கி வேண்டும்.

கருந்துளை ஒளியை உமிழாது என்பது மட்டுமல்ல ஒளிஉட்பட எல்லாவறையும் கபளீகரம் செய்துவிடும். தானும் ஒளியை வெளியே விடாது, அதன் மீது ஒளியை பாய்ச்சினாலும் பிரதிபலிக்காது உறிஞ்சிக் கொண்டுவிடும் தன்மை கொண்ட கருந்துளையை பார்ப்பது எப்படி, படம் பிடிப்பது எப்படி?உள்ளபடியே கருந்துளையின் நிழலைத்தான் படம் பிடித்துள்ளார்கள். கருந்துளையை சுற்றி செறிவான திணிவு கொண்ட பகுதி இருந்தால், அந்த பொருள்கள் விளக்கை சுற்றி ஈசல்கள் சுழல்வது போல சுழலும். அவ்வாறு சுழன்றுக்கொண்டே அந்த பொருள்கள் கருந்துளையின் உள்ளே விழும்போது மீ வெப்பநிலையை அடைந்து அவை ரேடியோ அலைகளை உமிழும். இந்த ஒளியை காண முடியும். இந்த ஒளியில் கருந்துளையின் கருமையான மையத்தைச் சுற்றி பிறை வடிவில் ஒளிக்கீற்று தான்படும். பின்புல ஒளியில் இந்த மங்கலான ஒளிக்கீற்றை இனம் காணுவது மிகப்பெரிய சவால்.

அதேபோல நாற்பது லட்சம் சூரிய நிறை கொண்டதாக சஜிடேரியஸ்A* கருந்துளை இருந்தாலும் அதன் காட்சிக்கோணம் வெறும் ஐம்பது மைக்ரோ வினாடி தான். M87மைய மீ ராட்சச கருந்துளை இருபது மைக்ரோ வினாடி மட்டுமே. இந்த வாக்கியத்தின் இறுதியில் உள்ள முற்றுப்புள்ளியை நிலவின் தொலைவில் வைத்துப் பார்த்தால் ஏற்படும் காட்சியே மைக்ரோவினாடிகோணம். இருபது முற்றுப் புள்ளிகளை ஒன்றன்பின் ஒன்றாக அடுக்கி அதனை நிலவின் தொலைவுக்கு எடுத்து சென்று வைத்தால் அவ்வளவு நுணுக்கமான கோணத்தைக் காணும் திறன் படைத்த தொலைநோக்கி தேவை. இதனைப் பிரிதிறன் என்பார்கள். தொலைநோக்கியின் பரப்பளவு கூடக் கூட அதன் பிரிதிறன் கூடும். பூமியளவு பெரிய தொலைநோக்கியால் மட்டுமே இதனைக் காண முடியும்.

பூமியின் பல பகுதியில் உள்ள ரேடியோ தொலைநோக்கிகளை ஒருங்கிணைத்துச்சேர்ந்திசை போல இயக்கிப் பூமியளவு மெய்நிகர் (virtual) தொலைநோக்கியை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த மெய்நிகர் கருவிதான் நிகழ்வெல்லை தொலைநோக்கி (Event Horizon Telescope).

அமெரிக்கா, சிலி, ஸ்பெயின், மெச்சிக்கோ மற்றும் தென்துருவ ரேடியோ தொலைநோக்கிகளைப் பிணைத்து 2017 முதல்தகவல்களைத் திரட்டி இந்தப் படங்களை எடுத்துள்ளனர்.

ஸ்டாண்டர்ட் மாடல் எனப்படும் அடிப்படை துகள் சார் இயற்பியலில் கருதல் நியாயம் வழி முன்வைக்கப்பட்ட, கடவுள் துகள் என வேடிக்கையாக கூறப்படும், ஹிக்ஸ் போசானின் இருப்புக்கு செர்ன் ஆய்வு நேரடி சான்று தந்தபோதும் இதேபோலத்தான் மகிழ்ச்சியில் திளைத்தார்கள் அல்லவா? அதுபோலத்தான் கருந்துளைக்கு நேரடி சான்று தருவதால் நிகழ்வெல்லை தொலைநோக்கி (Event Horizon Telescope) வழி பெறப்பட்டுள்ள முதல்முதல் கருந்துளை புகைப்படத்தைக் கண்டு வானவியல்லார்கள் ஆனந்த கூத்தாட்டத்தில் திளைக்கிறார்கள்.