பிரபஞ்சப் புதிரை அவிழ்க்கும் தமிழ் மாணவி

சூரியனும் பூமியும் 460 கோடி ஆண்டுகள் முன்பு உருவாயின.  ஆனால், சுமார் 1,362 கோடி ஆண்டுகள் முன்பே சூரியனைப் போலப் பல மடங்கு நிறை கொண்ட குண்டுவிண்மீன்கள் பிறந்தன எனவும் சுமார் 1,355 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பே இவற்றில் பல சூப்பர் நோவாவாக வெடித்துச் சிதறி, அதில் சில முதன்முதல் விண்மீன் கருந்துளைகளாக உருவாயின எனவும் கண்டு பிடித்துள்ளனர். அரிசோனா குண்டு விண்மீன்கள் வானவியல் துறை ஆய்வாளர்

ஜூட் பவுமனும் (Judd Bowman) அவரது ஆய்வுக் குழுவினரும் சேர்ந்து 28 பிப்ரவரி  2018-ல் நேச்சர் ஆய்வு இதழில் இந்த முடிவை வெளியிட்டனர்.

அரிசோனா பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த இந்த வானவியலாளர்கள் முதன்முதலில் விண்மீன் ஒளிர்ந்தது எப்போது,  பிரபஞ்ச வைகறை புலர்ந்தது எப்போது என்ற மர்மத்துக்கு விடை கண்டுள்ளனர். இந்த ஆய்வுக்குழுவினரில் ஒருவர் கோயம்புத்தூரைச் சேர்ந்த மாணவி நிவேதிதா மகேஷ். பி.எஸ்.ஜி. கல்லூரியில் பொறியியல் பட்டப் படிப்பை முடித்தவர்.

பொறியியல் படிக்கும்போதே பெங்களூரில் உள்ள ராமன் ஆய்வு மையத்தில் ஆய்வாளர் ரவி சுப்பிரமணியனின் வழிகாட்டலில் ஆய்வுக் கருவிகளை உருவாக்கும் வாய்ப்பு இவருக்குக் கிடைத்தது. அப்போதுதான் வானவியலில் ஆர்வம் ஏற்பட்டு,  அமெரிக்கா சென்று மின்பொறியியல் துறையில் முதுகலை படித்தார். தற்போது முனைவர் பட்டத்துக்காக மாணவியாக ஆய்வில் ஈடுபட்டுவருகிறார்.

முதன்முதல் விண்மீன் ஒளிர்ந்தது எப்போது?

இன்று பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கோடான கோடி விண்மீன்கள் முதன்முதலில் இருந்த விண்மீன்களிலிருந்து உருவான இரண்டாம் அல்லது மூன்றாம் தலைமுறை விண்மீன்கள் ஆகும். ‘பிக் பாங்’ எனப்படும் பெருவெடிப்பு நிகழ்வின் ஊடே மலர்ந்து பிரபஞ்சம் உருவானபோது சூரியன், விண்மீன்கள், கோள்கள் எவையும் இருக்கவில்லை.

பெருவெடிப்பு நிகழ்வுக்குப் பிறகு சுமார் 3,70,000 ஆண்டுகள் கழித்தே பிரபஞ்சம் போதிய அளவு குளிர்ந்து சராசரியாக 3,000 டிகிரி வெப்பநிலையை அடைந்தது. அப்போதுதான் முதல் அணுக்கள் உருவாயின. வெறும் ஹைட்ரஜன், சிறிதளவு ஹீலியம் மட்டுமே முதலில் உருவான அணுக்கள்.

காலப்போக்கில் விரிந்துகொண்டே சென்ற பிரபஞ்சம் மென்மேலும் குளிர்ந்ததும் வெப்பத்தால் ஏற்றப்படும் விலக்கு விசையைவிடப் பொருட்களின் நிறையால் ஏற்படும் ஈர்ப்புக் கவர்ச்சி விசையின் கை ஓங்கியது. இதனால், பொருட்கள் ஒன்றை ஒன்று நோக்கித் திரளத் தொடங்கின. இவ்வாறு ஏற்பட்ட திரட்சியின் இறுதியில் பெருமளவு பொருட்கள் ஈர்ப்பு விசையால் கவரப்பட்டுத் தம்முள் சுருங்கி விண்மீனாக உருவெடுத்தன. இதுதான் பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணக் கதைச் சுருக்கம். என்றாலும் 'பிரபஞ்ச வைகறை' எனப்படும் முதல் விண்மீன்கள் உருவானது எப்போது என்ற கேள்விக்கான பதில் இதுவரை புதிராக இருந்தது.

புதிய உத்தி

இந்நிலையில், முதல் விண்மீன்கள் தோன்றியது எப்போது என இனம் காணப் புதிய உத்தியைக் கையாண்டனர். பெரு வெடிப்பின் பின் ஒளிர்வாக பிரபஞ்சம் முழுவதும் காஸ்மிக் நுண் அலை பின்புலக் கதிர்வீச்சு ( Cosmic microwave background (CMB) radiation) அமைந்துள்ளது.  எல்லாத் திசையிலும் வானத்தில் ஒளிவட்டம்போல மைக்ரோ அலையில் பிரபஞ்சம் ஜொலிக்கும்.

ஹைட்ரஜன் செறிவான முதல் விண்மீன்கள் புற ஊதாக் கதிரை உமிழும். முதன்முதல் விண்மீனைச் சுற்றியுள்ள ஹைட்ரஜன் மேகத்தைப் புற ஊதாக் கதிர் அயனியாக்கும். அயனி ஹைட்ரஜன் காஸ்மிக் நுண் அலை பின்புலக் கதிர்வீச்சின் குறிப்பிட்ட அலைநீளத்தை உறிஞ்சிக்கொள்ளும். “இந்தக் காஸ்மிக் நுண் அலை பின்புலக் கதிர்வீச்சு நிறமாலையில் எந்த அலைவரிசை பிரகாசத்தில் சரிவு ஏற்படுகிறது என்பதை அளந்தால், எப்போது முதல் விண்மீன்கள் உருவாயின என்பதை ஊகித்துவிடலாம்" என்கிறார் நிவேதிதா.

விரிவடையும் பிரபஞ்சத்தில் காஸ்மிக் நுண் அலை பின்புலக் கதிர்வீச்சில் உறிஞ்சப்படும் அலைநீளம் காலப்போக்கில் நிறமாலையில் (spectrum) சிவப்பு நோக்கி இடம்பெயரும். இதை வானவியலில் நிறமாலையின் செம்பெயர்ச்சி (red shift) என்பார்கள். எவ்வளவு செம்பெயர்ச்சி ஏற்பட்டுள்ளது என்பதைக் கணக்கிட்டு எவ்வளவு காலத்துக்கு முன்பு முதல் விண்மீன்கள் உருவாயின என்பதைக் கணித்துவிடலாம். 

“காஸ்மிக் நுண் அலை பின்புலக் கதிர்வீச்சு நிறமாலையில் 65 மெகா ஹெர்ட்ஸ் (MHz) முதல் 95 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரையிலான அலைநீளங்களில் பிரகாசத்தில் சரிவு ஏற்படுகிறது என எங்கள் ஆய்வில் கண்டோம். இதிலிருந்து 1,362 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் முதல் முதல் விண்மீன்கள் பிறந்து ஒளிர்ந்தன எனவும், சுமார் 1,355 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் முதல் முதல் விண்மீன்களின் மரணம் ஏற்பட்டது எனவும் கணக்கிட்டோம்” என்கிறார் நிவேதிதா.

சவாலே சமாளி

சொல்வது எளிதாக இருந்தாலும் இந்த ஆய்வை நடத்துவது மிகவும் கடினம். பண்பலை வானொலி வேலை செய்யும் அதே அலைவரிசையில்தான் இந்தச் சரிவும் ஏற்படுகிறது.  மேலும்,  பால்வழி மண்டலமும் வேறு சில இயற்கைக் காரணங்களால் இதே அலைவரிசையில் வலுவான ஆற்றலை உமிழ்கிறது.

ஒப்பீட்டளவில் இடிமுழக்கம் போன்ற சப்தப் பின்னணியில் நுண்ணிய பிரகாசச் சரிவை இனம் காண்பது என்பது “சூறாவளிக் காற்றின் பெரும் ஓசையின் இடையே பட்டாம் பூச்சியின் சிறகசைப்பு ஒலியை இனம் காண்பதுபோல” என இந்த ஆய்வுத் திட்டத்துக்கு நிதி அளித்த அமெரிக்க நிறுவனத்தின் அதிகாரி பீட்டர் குர்செஸ்ன்ஸ்கி (Peter Kurczynski) விவரிக்கிறார்.

“2016 ஆகஸ்ட் மாதத்தில் இந்தக் குழுவில் ஆய்வு மாணவியாகச் சேர்ந்தபோதே எங்கள் ஆய்வு மகத்தானதாக இருக்கப்போகிறது என எனக்குப் புரிந்துவிட்டது. அப்போதே தடயங்கள் கிடைத்துவிட்டன என்றாலும், போதியளவு உறுதிப்படுத்திக்கொண்ட பின்தான் வெளி உலகுக்கு எங்கள் ஆய்வு குறித்து வெளியிட்டோம்" என்கிறார் நிவேதிதா பெருமிதத்துடன்.

2016-ல் ஒரு கருவியை மட்டும் வைத்து சமிக்ஞைகளை ஆய்வாளர்கள் இனம் கண்டனர். ஆயினும் தாம் பெற்றது தரவா இல்லை இரைச்சலா என்ற சந்தேகம் எழுந்தது. இரண்டு கருவிகளில் ஒரே மாதிரியான இரைச்சல் ஏற்பட வாய்ப்பில்லை என்பதால், மற்றுமொரு கருவியையும் வடிவமைத்துத் தரவுகளைச் சேமித்து, இரண்டிலும் தென்படும் தரவை வைத்து ஆய்வு மேற்கொண்டனர்.

அடுத்த புதிர்

மேஜை அளவிலான எட்ஜெஸ் (EDGES - Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature) ஆய்வுக் கருவியை ஆய்வாளர்கள் வடிவமைத்தனர். அதுவும் செல்பேசி டவர், ரேடியோ முதலியன இல்லாத ஆஸ்திரேலியப் பாலைவனத்தில் இந்தக் கருவியை நிறுவி ஆய்வை மேற்கொண்டனர். எதிர்பார்த்த அலைவரிசையில் பிரகாசத்தில் சுமார் 0.1 சதவீதத்தில் சரிவு ஏற்படுவதைக் கண்டனர்.

“நாங்கள் எதிர்நோக்கிய அலைவரிசையில் சமிக்ஞை அமைந்தது என்றாலும் எதிர்நோக்கியதைவிட இரண்டு மடங்கு கூடுதலாகப் பிரகாசம் சரிந்தது. இது புதிய புதிரை ஏற்படுத்தியுள்ளது. பிரகாசம் இரண்டு மடங்கு சரிந்தது என்றால், அந்தச் சமயத்தில் மேலும் குளிர்ந்த நிலையில் பிரபஞ்சம்  இருந்திருக்க வேண்டும் என்று பொருள்.

ஒருவேளை ‘டார்க் மேட்டர்’ எனப்படும் இருள் பொருள்தான் இந்தக் கூடுதல் வெப்பத்தை உறிஞ்சிப் பிரபஞ்சத்தைக் குளிர்வித்ததா என்ற ஊகம் ஏற்படுகிறது. இந்த ஆய்வின் தொடர்ச்சியாக ஒருவேளை புரியாத புதிராக இருக்கும் இருள் பொருள் குறித்துப் புதிய புரிதல்கள் ஏற்படலாம்" என்கிறார் நிவேதிதா.

இன்னும் சில மாதங்களில் இந்த ஆய்வின் முடிவு தெரிந்துவிடும் என்ற எதிர்பார்ப்போடும் உற்சாகத்தோடும் செயல்பட்டுவருகிறார் நிவேதிதா. அவருக்கு இருக்கும் உத்வேகத்தைக் காட்டிலும் நமக்கு ஊக்கம் அளிப்பது, பிரபஞ்சத்தின் புதிர்களைக் கட்டவிழ்க்கும் குழுவின் தமிழ் மாணவி ஒருவர் செயல்பட்டுவருகிறார் என்பதே.

கட்டுரையாளர்: அறிவியல் எழுத்தாளர், முதுநிலை விஞ்ஞானி, விக்யான் பிரசார், புது டெல்லி.
தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com