அடுத்த வாரம், இன்னும் சில முக்கிய ஈர்ப்பு அலை சார்ந்த விவாதங்கள் தொடர்ந்தன. முதலில், சில வழக்கமான கேள்விகளோடு தொடங்கியது விவாதம்…

அருண்: “இரண்டு மிகப் பெரிய நிகழ்வுகள் பற்றித் தெரிந்து கொண்டோம். அதன் பிறகு ஏதாவது பெரிய நிகழ்வு பதிவானதா?”

”பல நூறு கருந்துளை மோதல்கள் மற்றும் நியூட்ரான் நட்சத்திர சேர்க்கைகளை லைகோ-விர்கோ-காக்ரா மையங்கள், இதன் பின் பதிவு செய்துள்ளன. முன்னமே சொன்னது போல, வருடத்திற்குக், குறைந்த பட்சம் 30 நிகழ்வுகள் இருக்கக்கூடும் என்று விஞ்ஞானிகளின் கணிப்பு சரியானது. கீழே உள்ள படம், இதை, வேடிக்கையாக, “நட்சத்திர மயானம்” என்று காட்டுகிறது.”

மஞ்சு: “சரி, ஈர்ப்பு அலைகளைப் பதிவு செய்வது மற்றும் அதன் பின் என்ன நிகழ்கிறது என்று விஞ்ஞானிகளால் புரிந்து கொள்ள முடிகிறது. இதன் அடுத்த கட்டம் என்ன?”

”விஞ்ஞானிகள் அதிகமாக பரவசமடையும் விஷயம், புரியாத இயற்கை சார்ந்த கேள்விகள், மற்றும், புதிய வெளிப்பாடுகள். இவை இரண்டும் சம்பந்தப்பட்டவை. புதிய வெளிப்பாடுகள், புதிய கேள்விகளை உருவாக்கும். ஈர்ப்பு அலையைப் பதிவு செய்ய 60 ஆண்டுகள் தேவைப்பட்டது. ஆனால், ஈர்ப்பு அலைகள், ஒரு மிகப் பெரிய விண்வெளி ஆராய்ச்சிக் கருவியை ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு அளித்ததில், விஞ்ஞானிகளுக்குப் புதிய ஊக்கம்.”

ம: “புரியவில்லை, ஈர்ப்பு அலை எப்படி ஒரு புதிய கருவியாகும்?”

“ஈர்ப்பு அலைகளைப் பதிவு செய்யும் வரை விஞ்ஞானிகள், பிரபஞ்சத்தை மின்காந்த சக்திகளை வைத்துப் புரிந்து கொள்ள முயன்றார்கள். இதில், ஒளி, புறஊதா, அகச்சிகப்பு, மைக்ரோவேவ், மற்றும் காமா கதிரியக்க தொலைநோக்கிகள் அடங்கும். இவற்றால் கருந்துளைகள் மற்றும் நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் உண்டு என்று மறைமுகமாக அறிந்தாலும், இந்தப் பிரபஞ்சம் முழுவதும் ராட்சச நிகழ்வுகளின் கல்லறைகள் இறைந்து கிடப்பது பற்றி அறியவில்லை. ஈர்ப்பு அலைப் பதிவுகள் இதை வெளிச்சம் (நம் மொழியில், மின்காந்தம் படர்ந்திருக்கிறது ☺) போட்டுக் காட்டத் தொடங்கின. ஆக, இது ஒரு புதிய விண்வெளி ஆராய்ச்சிக் கருவியாகும்!”

அ: “ஒரு புதிய கருவி என்பது புரிகிறது. ஆனால், ஈர்ப்பு அலைகளைப் பதிவு செய்வதனால், அப்படி என்ன புதிதாகத் தெரிந்து கொள்ள முடியும்?”

“நல்ல கேள்வி. இந்த பிரபஞ்சத்தில் உள்ள நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கிரகங்களைப் பற்றி எப்படி நாம் அறிந்து கொண்டோம்? இவற்றிலிருந்து நம்மை அடையும் மின்காந்த அலைகளிலிருந்து அவற்றின் தூரம், எடை, வேதியல் அம்சங்கள் என்று எல்லாவற்றையும் கணித்து விடுகிறோம். ஆனால், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்துப் பொருள்களையும் இந்தக் கருவிகள் கொண்டு புரிந்து கொள்வதில் பிரச்சினை இருந்தது. மின்காந்த சக்தி எதையும் வெளியேற்றாத கருந்துளைகள் மற்றும் நியூட்ரான் நடசத்திரங்களைப் பற்றிப் பெரிதாகப் புரிதல் இல்லை. இவற்றிலிருந்து நமக்கு கிடைக்கும் ஒரே வெளிப்பாடு, ஈர்ப்பு அலைகள்.

எப்படி மின்காந்தத் தொலைநோக்கியில், Spectroscopy  ஒரு அருமையான நுட்பமாகியதோ, அதே போல, ஈர்ப்பு அலைகளின் அதிர்வெண், நீடிப்பு, polarization போன்ற அம்சங்கள் தூரத்துப் பொருட்களின் கையெழுத்துக்கள். அத்துடன், ஒரு கருந்துளையின் மோதல், மற்றும் நியூட்ரான் நட்சத்திரத்தின் சேர்க்கை போன்ற நிகழ்வுகள், அவற்றின் ring down waves என்று அழைக்கப்படும் கடைசி அலைகள் நமக்கு பல புதிய புரிதல்களை உருவாக்குகிறது.”

அ: “இதற்கு சில உதாரணங்கள் உண்டா?”

”நிச்சயமாக. உதாரணத்திற்கு, ஈர்ப்பு அலைகள் பதிவு செய்யும் வரை, மிகப் பெரிய கருந்துளைகள் பற்றி அதிகம் தெரியாது. இந்தப் பதிவில் உள்ள நட்சத்திரக் கல்லறைப் படத்தில் 10 முதல் 200 சூரிய திண்மை வரையுள்ள கருந்துளைகளப் பற்றிப் புதிதாகத் தெரிந்து கொண்டோம். இத்தனை ராட்சச கருந்துளைகள் நம் பிரபஞ்சத்தில் எப்படி உருவானது? இந்தக் கேள்விகளுக்கு இன்றும் முழு பதில்கள் இல்லை. அதே போல, அந்தப் படத்தின் கீழ் பகுதியில், எத்தனை நியூட்ரான் நடசத்திரங்கள் இணைந்துள்ளன! இந்தப் பிரபஞ்சம் புதிதாக நட்சத்திரங்கள், கிரகங்கள் என்று உருவாக்கிக் கொண்டே இருக்கின்றது. மனிதக் கல்லறை போல்ல்லாமல், அதிலும், புதிய உருவாக்கங்கள் தொடர்ந்த வண்ணம் இருக்கின்றது. இவை எல்லாம் புதிய கற்றல்கள்”

அ: “மிகப் பெரிய கருந்துளைகள் (supermassive blackholes) எப்படி உருவாயின என்று சரியான புரிதல் இல்லை என்று சொன்னீர்கள். அதைக் கொஞ்சம் விளக்க முடியுமா?”

“இந்தப் பிரபஞ்சத்தில், பல்லாயிரம் கோடி நட்சத்திரங்கள் இருக்கின்றன. அவற்றின் எடை நம்முடைய சூரியனை ஒப்பிடுகையில் .2 முதல் 100 மடங்கு வரை இருக்கும். இவை, தன்னுடைய எரிபொருளை, அதன் வாழ்நாளின் கடைசியில் இழக்கையில், அதன் திண்மை மேலும் குறைந்துவிடும். இவற்றில் சில நட்சத்திரங்கள், சிறு வெள்ளை நட்சத்திரங்களாக மாறி (white dwarfs) மாறைந்து விடும். மற்றவை சின்ன மஞ்சள் மற்றும் சிகப்பு சிறு நட்சத்திரங்களாக மாறிவிடுகின்றன. சில நட்சத்திரங்கள், இந்தக் கட்டத்தையும் தாண்டி கருந்துளைகளாக மாறிவிடுகின்றன. ஆனால், இவ்வாறு மாறும் கருந்துளைகள், 100 முதல் 200 சூரிய திண்மை என்பது சாத்தியமில்லை. இப்படி இருக்கையில் ஈர்ப்பு அலையை உண்டாக்கும் மிகப் பெரிய கருந்துளைகள் எப்படி உருவாயின? இதற்கென்று பல கோட்பாடுகள் உள்ளன. ஆனால், எந்த திருப்திகரமான நிரூபணமும் இல்லை. உதாரணத்திற்கு, 2 சூரிய திண்மை கொண்ட கருந்துளைகள் இரண்டு மோதி, 3.5 சூரிய திண்மை கொண்ட புதிய கருந்துளையை உருவாக்கலாம் (மிச்சம் .5 சூரியத் திண்மை மோதலில் சக்தியாக மாறிவிடும்). இவ்வாறு, இரண்டு 3.5 சூரிய திண்மை கொண்ட கருந்துளைகள் 6 சூரிய திண்மை கொண்ட கருந்துளையை உருவாக்கலாம். இப்படி நிகழ்ந்த வண்ணம் இருந்தால், பிரபஞ்சத்தில் 100 முதல் 200 சூரிய திண்மை கொண்ட கருந்துளைகள் உருவாகலாம் என்பது இந்தக் கோட்பாட்டின் வாதம். இன்னொரு கோட்பாடு, இந்தக் கருந்துளைகளை பெருவெடிப்போடு சேர்த்துப் பார்க்கிறது. பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்த சில வருடங்களுக்குள், மிகப் பெரிய விரிவாக்கம் நிகழ்ந்தது. இந்த விரிவாக்கம் வெறும் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் கொண்டு நிகழ்ந்தது. இந்தப் (inflation) விரிவாக்கத்தில், சில நட்சத்திரக் கூட்டங்கள் மோதி, மிகப் பெரிய கருந்துளைகளை உருவாக்கியிருக்கலாம் என்கிறது இந்த கோட்பாடு. ஆக, எதுவும் இதுவரை நிரூபணம் ஆகவில்லை”.

ம: “பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து 13.6 பில்லியன் வருடங்கள் ஆகிவிட்டன என்பது பொதுவாக ஒப்புக் கொள்ளப்படுகிறது. நம் பூமியின் வயது 4.6 பில்லியன் வருடங்கள். நீங்கள் சொல்லும் ராட்சச கருந்துளைகள், பெருவெடிப்புக்கு சில வருடங்களில் உருவாகியிக்கக்கூடும் என்றே வைத்துக் கொண்டாலும், இது போன்ற ஆராய்ச்சிக்குத் தானே James Webb Space Telescope (JWST) உருவாக்கப்பட்டது. அதே பிரச்சினையை, ஈர்ப்பு அலைகள் கொண்டு ஆராய்ந்தால், குழப்பம் நேரிடாதா?”

“மிக அருமையான கேள்விகளைக் கேட்கத் தொடங்கி விட்டீர்கள். மிக நியாயமான கேள்வி. JWST, விண்வெளியில் இயங்கும், ஒரு அகச்சிகப்புத் தொலைநோக்கி. இதன் குறிக்கோள், நம்மிடமிருந்து மிக தூரத்தில் இருக்கும் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் மண்டலங்களைப் பதிவு செய்வது. அதாவது, பல பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தள்ளியுள்ள நட்சத்திரங்களை நம்முடைய ஒளி தொலைநோக்கி கொண்டு காண முடியாது. ஏனெனில், அவை red shift ஆகி, அகச்சிகப்பு கதிரியகத்தை மட்டுமே நமக்கு அளிப்பவை. பூமியிலிருந்து இவற்றை நம்முடைய காற்று மண்டலம் இருப்பதால், காண முடியாது. இதனால், பூமியிலிருந்து 1 மில்லியன் கிலோமீட்டர் தொலைவில் மிதக்கும் JWST, இது போன்ற நட்சத்திரங்களைப் பதிவு செய்கிறது. இது ஒரு மிகப் பெரிய முன்னேற்றம் என்றாலும், ஒரு வகையில் இதுவும் ஒரு மின்காந்த தொலைநோக்கி தான். இந்தப் பிரபஞ்சம் மிகப் பெரியதாக இருப்பதால், இந்தக் கருவிகள் தங்களுடைய எல்லையைத் தொட்டு விடுகின்றன. அதற்காக, JWST ஒரு பயனற்ற கருவி என்றாகிவிடாது. பல புதிய புரிதல்களுக்கு JWST வழி வகுத்து வந்துள்ளது, மேலும் வழி வகுக்கும் என்பதில் சந்தேகமில்லை.”

அ: “நீங்கள் சொல்வதிலிருந்து, மின்காந்தத் தொலைநோக்கிகள் மூலம் ஒரு எல்லை வரை பிரபஞ்சத்தை ஆராயலாம். அதற்கு மேல் இது சாத்தியமில்லை என்று புரிகிறது. அந்த எல்லை என்ன?”

“ஒளி, அகச்சிகப்பு, எக்ஸ் கதிர், ரேடியோ அலைகள் என்று அணைத்தையும் வைத்து பிரபஞ்சத்தைப் புரிந்து கொள்ள முயற்சிகள் பல நூறு ஆண்டுகளாக தொடரும் ஒரு விஷயம். ஒன்றை இங்கு சொல்லவில்லை. அது, மைக்ரோவேவ் அலைகள். நம் சமயலறையில் இருக்கும் அடுப்புகள் பயன்படுத்தும் அதே அலைகள். இவற்றைக் கொண்டு விண்வெளியை ஆராய்ந்ததில், பல ஆச்சரியங்கள் விஞ்ஞானிகளுக்குக் காத்திருந்தது. நம்மைச் சுற்றி, எங்கும் இந்த அலைகள் இருப்பதால், இதை ஒரு எடைஞ்சலாகக் கூடப் பார்க்கலாம். அப்படித்தான் முதல் மைக்ரோவேவ் ஆண்டணாக்கள் பதிவு செய்தன. சற்று ஆழமாய் ஆராய்ந்த்தில், எல்லா திசைகளிலும், அதே அளவு மைரோவேவ் கதிரியக்கம் இருப்பது தெரிய வந்தது. இதை Cosmic Microwave Radiation (CMB) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதன், வெப்ப அளவு (spectroscopy மூலம் கண்டு கொள்ளலாம்), 2,726 டிகிரி. இந்த வெப்ப அளவு பிரபஞ்சத்தில் பெருவெடிப்பிற்கு 380,000 வருடங்கள் கழித்து இருந்திருக்க வேண்டும் என்று கணித்துள்ளார்கள். மேல்வாரியாக, எல்லா திசைகளிலும் ஒரே வெப்ப அளவு என்று ஆரம்பத்தில் சொல்லி வந்தாலும், போகப் போக, மிகச் சிறு வெப்ப மாற்றங்கள் இருப்பதை, இன்று விஞ்ஞானம் பதிவு செய்துள்ளது. மனித வாழ்க்கையை வைத்துப் பார்த்தால், 380,000 வருடங்கள் என்பது மிக அதிகம். ஆனால், பிரபஞ்சத்தின் வயதை வைத்துப் பார்த்தால், அது பிறந்த குழந்தையின் நிலை! ஆக, இந்த CMB என்பது மற்ற முறைகளை விட அதிகம் பின்நோக்கி நம் பிரபஞ்சத்தை அளவிடும் ஒரு கருவி என்று சொல்லலாம்.

இந்தச் சிறு வெப்ப மாற்றங்கள் நமக்கு அகச்சிகப்பு தொலைநோக்கிகளை விட ஆரம்ப பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி ஆராய வழி வகுக்கிறது. இந்த வெப்ப மாற்றங்கள், ஆரம்ப பிரபஞ்சம் மெதுவாக Plasma நிலையிலிருந்து, ஆவி நிலைக்கு எப்படி மாறியது, மற்றும் அதனால் என்னென்ன நடந்தது என்று மெதுவாக புரிய ஆரம்பித்துள்ளது.”

அ: “இதற்கும், ஈர்ப்பு அலைகளுக்கும் என்ன சம்பந்தம்?”

“அடுத்த வாரம் அதைப் பற்றி விவரமாக பேசுவோம்”