"கருந்துளை ஏன் இப்படி இருக்கிறது ?

〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰
"கருந்துளை ஏன் இப்படி இருக்கிறது ?

(M 87 வடிவத்தின் விளக்கம்  )

🎯 அறிவியல் காதலன் ரா.பிரபு ✍

〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰〰
ஏப்ரல் 10 ஆம் தேதி நமக்கு கிடைத்த கருந்துளையின் படத்தை பார்த்தவர்கள் மங்கலான ஒரு சுமாரான படத்தை கண்டு இருப்பார்கள். சிலருக்கு அந்த படம் ஏமாற்றத்தை கூட கொடுத்து இருக்கலாம்... ஆனால் அந்த வடிவத்தில் நாம் காண்பது என்ன என்பதை அறிந்தால் ஆச்சர்யப்படுவார்கள் . அந்த படத்தை எப்படி புரிந்து கொள்வது என்று தான் இப்போது சொல்ல போகிறேன்.
ஆனால் அதை விட ஆச்சரியம் ஒன்று இருக்கிறது. அது ஐன்ஸ்டைனிடம் இருந்த ஆச்சரியம்.

நூறு ஆண்டுகளுக்கு முன்பாக ஐன்ஸ்டீனிடம் யாராவது சில கலர் பென்சில்களை கொடுத்துவிட்டு நீங்க ஏதோ' க்ராவிடி ல ஸ்பேஸ் வளையும் 'னு சொல்றிங்களே..அப்போ பயங்கர க்ராவிட்டி கொண்ட  பிளாக் ஹோல் ஒரு வேளை எதிர்காலத்தில் 100 ஆண்டுகள் கழித்து புகைப்படம் எடுக்கப் பட்டால் அது பார்க்க எப்படி இருக்கும் என்று வரைந்து காட்டுங்கள் பார்ப்போம் என்று கேட்டு இருந்தால்.. மிகவும் ஆச்சரியப்படத்தக்க வகையில் இன்று நமக்குக் கிடைத்துள்ள புகைப்படத்தை அவர் அன்றே  அச்சுப் பிசகாமல் வரைந்து காட்டி இருப்பார்.
அந்த அளவிற்கு அவர் கணித்த விஷயங்களை ஒத்திருக்கிறது இன்று நம் கைகளுக்கு கிடைத்துள்ள முதல் பிளாக் ஹோல் புகைப்படம்.

படம் கிடைப்பதற்கு முன்பே படத்தில்  (ஹாலிவூட் ) நாம் பிளாக் ஹோல் ஐ பயன்படுத்த முடிந்ததற்கு காரணம் ஏற்கனவே பிளாக் ஹோல் வடிவம் கணிக்க பட்டு இருந்தது தான்.

சரி இப்போது நமக்கு கிடைத்திருக்கும் அந்தப் படத்தில் என்ன தெரிகிறது என்று பார்க்கலாம்.
முதலில் ஏதோ மகான்களின் படத்தில் தலையை சுற்றி ஒளி வட்டம் வரைந்து இருப்பதை போல... பிளாக் ஹோல் ஐ ஒளிவட்டங்கள் சுற்றியிருப்பது காண முடியும்.  அதில் கவனித்தீர்கள் என்றால் ஒரு புறம் சற்று வெளிச்சமாகவும் அடுத்த புறம் வெளிச்சம் மங்கியும் காணப்படுவதை பார்க்க முடியும .

அது ஏன் அப்படி இருக்கிறது என்று பார்ப்பதற்கு முன்னால் அந்த ஒளி சுழலில் என்ன இருக்கிறது என்று பார்கலாம்.
ஆற்றில் ..அல்லது வீட்டு பாத்திரத்தில் எங்காவது நீர் சுழல் பார்த்து இருப்பீர்கள்.. அந்த சுழலில் ஏதாவது பொருளை தூக்கி எறிந்தால் அது நேராக ஓடிச் சென்று அதன் மையத்தில் விழுவது இல்லை... மாறாக அந்த சூழல் உடனே சேர்ந்து சுழன்று கொண்டு சுருள் வடிவில் சுழன்று கொஞ்சம் கொஞ்சமாக நெருங்கி அந்த மையத்தில் சென்று விழும் அல்லவா..
அப்படித்தான் ஒரு பிளாக் ஹோல் தன்னிடம் வரும் பொருளை சுழன்று கொண்டு ஈர்க்கிறது.
பிளாக் ஹோலின் அருகே ஒரு குறிப்பிட்ட தூரம் சென்ற பொருட்கள் மீள்வது இல்லை ஆனால் பாதுகாப்பான தூரத்தில் இருக்கும் பொருட்கள் ஒளிகள் .. பிளாக் ஹோலின் ஈர்ப்பினால் ஈர்க்க பட்டு அதை சுற்றி கொண்டு ஒன்று அதில் சென்று விழும் அல்லது சில தப்பி வெளியே வீச படும். அப்படி அதன் பிடியில் இருந்து தப்பி வரும் பாதுகாப்பான பகுதியில் அமைந்துள்ளது தான் அந்த ஒளி வட்டம்.

அப்படி நமக்கு கிடைத்துள்ள அந்த படத்தில் ஒளி வட்டதில் இருப்பது...பல மில்லியன் கணக்கான கிலோமீட்டர் விட்டம் கொண்ட தூசுகளும் சூடான வாயுக்களும் ..பிளாஸ்மாகளும் தான்..
இங்கே நாம் தூசு மற்றும் வாயு என்று சொல்லும்போது நாம் அன்றாட வாழ்க்கையில் பார்க்கும் தூசை போல எண்ணிவிடக்கூடாது. அந்த தூசுகள் ஒன்று சேர்த்தால் முழு நட்சத்திரங்கள் பல உண்டாக்கலாம்... அந்த அளவு வெப்பமான வாயுக்களும் தூசுகளும் தான் அவைகள். நமது காலக்சியில் உள்ள மொத்த நட்சத்திரங்களின் ஒளியை காட்டிலும் அதிக ஒளி பொருந்திய ஒளி வளையம் அது.
 நட்சத்திரங்கள் பிளாக் ஹோலின் ஈர்ப்பினால் இழுத்து அரைக்க பட்டு அங்கே சுழன்று கொண்டு இருக்கின்றன.
அதாவது ஒளி பிளாக் ஹோல் ஐ நெருங்கி அதை முழு சுற்று சுற்றி விட்டு அடுத்த பக்கம் திரும்பவும் சுழன்று திரும்பும்.

சரி அந்த படத்தை உற்று பாருங்கள் அதில் அந்த வளையம் ஒருபக்கம் மங்களாகவும் ஒருபக்கம் ஒளி மிகுந்தும் தெரிகிறது அல்லவா அதற்கு பெயர் தான் "relativistic beaming ".

இருப்பக்கம் வாகனம் செல்லும் சாலை ஒன்றின் இரவு நேர புகை படத்தை பாருங்கள்.. வலது பக்கம் நம்மை நோக்கி வரும் வாகனங்கள் முகப்பு வெளிச்சமும் இடது பக்கம் நம்மை விட்டு தூர செல்லும் வாகனங்களின் பின் பக்க சிகப்பு விளக்கும் காண கிடைப்பதால் ஒருபக்கம் வெள்ளை ஒளியும்  ஒரு பக்கம் சிகப்பு நிற ஒளிகளையும் காண்போம் அல்லவா...
அப்படி பிளாக் ஹோலின் வெளி பக்கம் ஒளி சுழற்சி உள்ள அந்த பகுதியில் நம்மை விட்டு விலகி செல்லும் ஒளிகளை தான் நாம் ஒளி மங்கிய பகுதியாக காண்கிறோம் .நம்மை நோக்கி வரும் ஒளியை தான் நாம் ஒளி பொருந்திய பகுதியாக காண்கிறோம்.
இது தான் நான் சொன்ன "relativistic beaming " அல்லது "doplar beaming "

இப்போது நாம் எடுத்துள்ள M87 படத்தில் அந்த பிளாஸ்மாகள் கடிகார திசையில் சுற்றுகின்றன. ஒளிக்கு நெருக்கமான வேகத்தில் சுற்றியும் தனது சுற்றுவட்ட பாதையை ஒரு சுற்று வர 2 நாட்கள் எடுத்து கொள்கின்றன.

இப்போது அந்த படத்தில் நடுவில் உள்ள கருப்பு நிழல் என்ன வென்று பார்க்கலாம்.

பிளாக் ஹோலின் "event horizon " என்று சொல்ல கூடிய பகுதி அதாவது நிகழ்வு எல்லை ..அதை தாண்டி விட்டால் எந்த பொருளும் மீளாது... அந்த பகுதியை ஒட்டி தான் மேலே சொன்ன ஒளி வட்டம் சுற்றுகிறதா என்றால் இல்லை.
நிகழ்வு எல்லைக்கும் படத்தில் உள்ள ஒளி வட்டத்திற்கும் இடையில் நிறைய இடைவெளிகள் உண்டு. இந்த இடை பட்ட இடைவேளியில் சுற்றி கொண்டு இருப்பது தூய ஒளி மட்டுமே.

அதாவது மேலே நாம் பார்த்த ஒளி வட்டத்தில் தூசுகள் பிளாஸ்மாகள் வாயுக்கள் எல்லாம் கலந்து இருக்கும் என்று சொன்னோமே அவைகள் எல்லாமே கனமான நிறைகள் பொருந்தியது.
மேலும் அது நிலையான சுற்றுவட்ட பாதை கொண்டது. ஆனால் இந்த இடைவெளியில் சுற்றும் ஒளிகள் நிறை அற்றது. இந்த இடத்தில் ஒளி மட்டுமே சுற்ற வில்லை அந்த இடத்தில் உள்ள 'வெளி'யே சுற்றுகிறது. ஆம் ஐன்ஸ்டைன் கணித்த மாபெரும் விஷயம் ஈர்ப்பு விசை வெளியை வளைக்க கூடியது அப்படி வெளி வளைந்தால் கூடவே சேர்ந்து காலமும் வளையும் என்பது. அந்த ஒளியுடன் சேர்ந்து வெளியே வளையும் பகுதியில் ஒரு பேச்சுக்கு நீங்கள் நின்று இருப்பதாக கற்பனை செய்தால் உங்கள் கண் முன்னால் உங்கள் தலையின் பின் பக்கத்தை காண்பீர்கள். அந்தளவு வெளியும் ஒளியும் வளைந்த இடம் அது.

அந்த இடத்தில் நடப்பது இது தான் அங்கே நேராக செல்லும் ஒளி வளைந்த வெளியில் வளைந்து அடுத்த பக்கம் சுற்றி ஒரு வட்டம் அடித்து கொண்டு மீண்டும் நம் பக்கம் திரும்பி நிற்கும் இப்படி ஒன்றுக்கு மேல் ஒன்றாக பின்ன பட்ட வலை போல மீண்டும் மீண்டும் நடக்கும் அதனால் இந்த பகுதி யை நாம் நிழல் போல காண்போம். அதுதான் நாம் அந்த படத்தில் நடுவில் காணும் கருப்பு வட்டம். இது உன்னையான நிகழ்வு எல்லையை விட 2.6 மடங்கு பெரிது.

இபோது மீண்டும் சுருக்கமாக அந்த படத்தை எப்படி புரிந்து கொள்ள வேண்டும் என்று சொல்கிறேன் பாருங்கள்...

1. பிளாக் ஹோலின் நிஜ உடலின் மேல் எல்லை பகுதி நிகழ்வு எல்லை என்று அழைக்க படுகிறது அதை தாண்டி சென்றால் அதன் பின் ஒன்றும் இல்லை ஒளி கூட மீளாது.. இதை நாம் பார்க்கவும் முடியாது.. உள்ளே செல்பவை சிங்குலாரிட்டி யை அடைகின்றன என்று கோட்பாடு சொல்கிறது எனவே அந்த நிகழ்வு எல்லைக்கு மேல் உள்ள பகுதியில் இருந்து தான் படம் பார்க்க தொடங்குகிறோம்..

2. அதில் நிகழ்வு எல்லைக்கு மேலே உள்ள சுற்றில் ஒரு நிலை அற்ற சுற்றுவட்டப் பாதை உள்ளது அங்கே வெளி வளைந்து உள்ளது. அந்த வளைந்த வெளியில் செல்லும் ஒளிகள் வளைந்து பின் பக்கம் சென்று திரும்பி மீண்டும் நம்மை நோக்கி வந்து அடைகிறது இது மீண்டும் மீண்டும் ஒன்றுக்கு மேல் ஒன்றாக பின்னப்பட்ட அமைப்பில் நடப்பதால் இந்த பகுதி நிழல் போல இருண்டு காட்சியளிக்கிறது. வளைந்த வெளி என்பதால் அங்கே போட்டான்கள் தங்களுக்கென்று நிலையான சுற்றுவட்டப்பாதையை நிலைநிறுத்திக் கொள்ள முடியாமல் திணறுகின்றன.
இந்தப் பகுதி நிகழ்வு எல்லையை விட 2.6 மடங்கு பெரிதாக இருக்கிறது

3. இதற்கு மேலே உள்ள பகுதியில் ஒரு நிலையான சுற்றுவட்ட பாதை உள்ளது அங்கே வாயுக்கள் தூசுக்கள் பிளாஸ்மாக்ள் பயங்கர வேகத்தில் சுற்றி வருகின்றன. அதில் நம்மில் இருந்து விலகி செல்லும் ஒளிகளை கொண்ட பகுதி மங்கியும் ... நம்மை நோக்கி வரும் ஒளிகளை கொண்ட பகுதி ஒளி பொருந்தியும் காண படுகின்றன.

இப்போது அந்த படம் பாருங்கள் புதிய வகையில் புரியும்.

கடைசியாக மீண்டும் ஐன்ஸ்டைனின் ஆச்சரியத்தில் முடிக்கிறேன்..
அவர் 1915 இல் சொன்ன "theory of bending of light " அவர் வாழ்நாளிலேயே 1919 இல் வேறு விஞ்ஞானிகளால் சோதனை செய்து நிரூபிக்க பட்டது.

ஒளிவேகத்தில் சென்றால் நடக்கும் கால மாற்றத்தை பற்றி அவர் சொன்னது அவர் இறந்து பல ஆண்டுகள் கழித்து நவீன விஞ்ஞானம் வளர்ந்த பின் 20 கிமி சுற்றுவட்டத்தில் பிரமாண்டமாக அமைந்து இருக்கும் CERN ஆய்வகத்தில் ஒளிக்கு நெருக்கமான வேகத்தில் செல்லும் துகளை கொண்டு சோதித்த போது நிஜம் என்று நிரூபிக்க பட்டது.

அவர் சொன்ன gravitational wave..அதாவது இரு கருந்துகைகள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதினால் வெளியில் உண்டாகும் ஈர்ப்பு அலை... 2015 இல் நவீன கருவிகள் உதவியுடன் நிரூபிக்க பட்டது..

மேலும் நூற்றுக்கணக்கான முறை அவர் சொன்ன பலதும் நிரூபிக்க பட்டுள்ளது.. இப்போது 100 ஆண்டுகள் தாண்டி அவர் சொன்னது பிளாக் ஹோலிலும் நிரூபிக்க பட்டது.

ஆனால் ...

கதை இதோடு நிற்க வில்லை.. அவர் சொன்ன கால பயணம் time dilation ..ஐ மனிதன் பயன் படுத்தி கொள்வது..
ஒளிவேக பயணம். எல்லாம் மிச்சம் இருக்கிறது.
இன்னும் சில நூறு ஆண்டுகள் கழித்து  அதை சரி பார்த்து உண்மை என கண்ட பின் அன்றைய கட்டுரையாளர்கள் ஐன்ஸ்டைனின் அதிசய கணிப்பை பற்றி கட்டுரை எழுதி வியந்து தள்ள போகிறார்கள்.
அல்லது வேற டைமனஷன் வேர டைம் லைன் சாத்தியம் என்றால் இதோ இந்த கணத்திலேயே எதிர் காலத்தில் அந்த கட்டுரையை ஒரு அறிவியல் கட்டுரையாளன் எழுதி கொண்டு இருக்கிறான்.


🎯 -ரா.பிரபு -🎯