அண்டம் புரியாத புதிரா? - பகுதி (1) – வெ.சுப்ரமணியன்.

அண்டத்தின் (Universe) நிறையில் கிட்டத்தட்ட 80 விழுக்காடு நிறைக்குக் காரணமான பொருளை இன்றுவரை எந்த அறிவியலாளரும் நேரடியாக கூர் நோக்கி ஆய்வு செய்ததில்லை என்பது நம்ப இயலாத பேருண்மை. இருண்ட பருப்பொருள் (Dark matter) என்று பெயரிட்டு அழைக்கப்படும் இந்த வினோதமான மூலப்பொருள் ஒளியையோ அல்லது ஆற்றலையோ உமிழ்வது இல்லை. இத்தகைய தன்மையுள்ள ஒன்று அண்டத்தின் மீது ஆதிக்கம் செலுத்துவதாக ஏன் அறிவியலாளர்கள் கருதுகின்றனர் என்பதைப் பார்ப்போம்.                                       

1950 ஆண்டு வாக்கில் பிற விண்மீன் திரள்களைப் பற்றிய ஆய்வுகளில் அண்டம்வெறும் கண்களுக்கு தோற்றப்படுவதை விட இன்னும் அதிக பருப்பொருளை உள்ளடக்கியதாக இருக்க வேண்டும் என்ற கருத்தை முன் வைத்தது. இருண்ட பருப்பொருள் கொள்கைக்கு ஆதரவு பெருகி வந்தாலும்  அது குறித்த நேரடியான எந்த ஆதாரமும் கண்டறியப்படவில்லை. இருப்பினும் இருண்ட பருப்பொருள் இருப்பதற்கான வலுவான சாத்தியக் கூறுகள் சமீப காலங்களில் அதிகம் அறியப்பட்டுள்ளன.

அண்டத்தில் அதிகமாக அறியப்பட்டுள்ள பொருளை பாரியானிக் பருப் பொருள் (Baryonic matter) என்றழைக்கிறோம். இப்பொருள் புரோட்டான், நியூட்ரான் மற்றும் எல்க்ட்ரான் ஆகியவற்றால் உருவாக்கப்பட்டது. கரும் பருப்பொருளானது பாரியானிக் பருப்பொருளாலோ அல்லது பாரியானிக் பருப்பொருள் அல்லாத பருப்பொருளாலோ (Non – Baryonic matter)  ஆக்கப்பட்டிருக்கலாம். அண்டத்தின் மூலப் பொருட்களை ஒன்றாகக் கட்ட இருண்ட பருப்பொருள் கிட்டத்தட்ட 80 விழுக்காட்டளவிற்கு இருக்க வேண்டும் என்று கருதப்படுகிறது.

அண்டத்தில் கட்புலனாகாத பருப்பொருளைக் கண்டறிதல் என்பது கருப்புப் பூனையை இருட்டில் தேடுவது போன்றதோர் அதிக சவாலான ஒன்றாகவே இருக்கும். இது பாரியானிக் பருப்பொருளால் உருவானதாக இருப்பதாகக் கொள்ளும் பட்சத்தில், பங்கு பெறுவோர் பட்டியலில் பழுப்புக் குள்ள, வெள்ளைக்குள்ள மற்றும் நியூட்ரினோ விண்மீன்கள் இடம் பிடிக்கின்றன. அதிநிறையுள்ள கருந்துளைகளும் இந்தப் பொருண்மை வேறுபாட்டில் பங்கு பெற வாய்ப்புள்ளது. அப்படியாயின் இந்த கண்டுபிடிக்கக் கடினமான பொருட்கள் அறிவியலாளர்கள் கண்டறிந்ததைக் காட்டிலும் அதிகம் ஆதிக்கம் செலுத்தும் காரணியாக இருக்க வேண்டியது அவசியமாகிறது. பிற உறுப்புகள், இருண்ட பருப்பொருள் அதிகம் அயல்தன்மை உடையதாக இருக்க வேண்டும் என்ற பரிந்துரைக்கின்றது.  பல அறிவியலாளர்கள் இருண்ட பருப்பொருள் பாரியானிக் அல்லாத பருப்பொருளால் ஆனதென்றே கருதுகிறார்கள். இந்த அடிப்படையில் உருவாக்கப்படும் பங்கு பெறுவோர் பட்டியலில் இடம் பிடிக்கும்  முதல் ஆளாக வருவது WIMPS (weakly interacting massive particles). இத்துகள்கள் ஒரு புரோட்டானின் நிறையைக் காட்டிலும் 10 முதல் 100 மடங்கு நிறை கொண்டதானாலும் “இயல்பான” பருப்பொருளுடன் ஏற்படும் வலிமை குறைந்த செயலெதிர்ச் செயல் ( Weak interactions) காரணமாக கண்டுணர்தல் கடினமாகிறது. பட்டியலில் இடம் பிடிக்கும் மற்றோர் துகள் கனமான நியூட்ராலினோஸ் (Neutrolinos) என்ற துகள். இத்துகள் நியூட்ரினோவை (Neutrino) விட கனமானதாகவும் அதே சமயம் மெதுவாகச் செல்லும் துகள் என்று அனுமானிக்கப்பட்ட, இன்னும் இருப்பு உறுதிப்படுத்தப்படாத துகள். இவை தவிர இருண்ட பருப்பொருள் ஆக்கக் கூறாக்குவோர் பட்டியலில் சிறிய மின்னூட்டமற்ற ஆக்ஸியான் ( Neutral Axion) மற்றும் மின்னூட்டமற்ற ஃபோட்டினோகள் ( Uncharged Photinos) ஆகிய துகள்களும் இடம் பிடிக்கக் கூடிய சாத்தியம் கொண்டவை.

இதைத் தவிர மூன்றாவது ஒரு வாய்ப்பும் உள்ளது. அது கதிரவக் குடும்பத்திற்குள் பொருட்களின் இயக்கத்தை இதுவரை வெற்றிகரமாக சரியாக விளக்கிக் கொண்டிருக்கும் ஈர்ப்பியல் விதிகளை (Laws of gravitation) திருத்தம் செய்வது.

எனக்கு மிகவும் பிடித்த தின்பண்டம் எதாவது அம்மா செய்யும் போதே அதை சுவைக்க வேண்டி நிலை கொள்ளாமல் அங்குமிங்கும் அலைந்தபடி அடுப்படியையே சுற்றிச் சுற்றி வருவேன். அப்போதெல்லாம் அம்மா,             “ஏண்டா, காணாததைக் கண்டமாதிரி பறக்கிறாய்” என்று சொல்லுவார். இந்த “காணாததைக் கண்ட மாதிரி” என்ற சொற்றொடர் கண்டிப்பாக இருண்ட பருப்பொருள் குறித்த ஆய்வுகளுக்குப் பொருந்தும். அறிவியலாளர்கள் விண்வெளியில் உள்ள பொருட்களின் நிறையை அவற்றின் இயக்கத்தின் அடிப்படையில் கணிக்கின்றனர். 1950 ஆம் ஆண்டில் சுழல் விண்மீன் திரள்களைப் பற்றிய ஆய்வின் போது திரளின் மையம், வெளி விளிம்புகளை விட அதிக வேகத்தில் இயங்க வேண்டும் என்று கருதினர். ஆனால் உண்மையில் திரள் மையத்திலும், வெளி விளிம்பிலும் உள்ள விண்மீன்கள் ஒரே வேகத்துடனேயே இயங்குவது கண்டறியப்பட்டது. இது விண்மீன் திரள்களில் காட்சிப்படும் நிறையைக் காட்டிலும் இன்னும் அதிகம் நிறை இருக்க வேண்டும் என்பதைச் சுட்டியது. நீள்வட்ட விண்மீன் திரள்களில் உள்ள வாயு பற்றிய ஆய்வுகளும் கட்புலனாகும் பொருள்களின் நிறையை விட அதிகமான நிறைக்கான தேவையை உறுதி செய்தன. வழக்கமான வானியல் அளவிடுகளில் காட்சிப்படும் நிறை மட்டுமே கணக்கில் கொள்ளப்பட்டால் விண்மீண்திரள் கொத்துகள் ஒன்றைவிட்டு ஒன்று எப்போதோ பறந்து போயிருக்க வேண்டும்.  

எல்லாம் சரி. காணவே முடியாத கரும் பருப்பொருள் ஆனால் அது இருப்பதாக அறிவியல் எப்படி ஏற்றுக் கொள்கிறது? என்ற வினா நமக்குள் எழுவது இயல்புதான். குறிப்பாக இறை மறுப்பாளர்கள் (Atheists) இந்த அடிப்படையில் தங்கள் வாதங்களை வைக்கின்றனர். ஆல்பெர்ட் ஈன்ஸ்டீன்  (Albert Einstein) ஒளியின் பாதையில் குறுக்கிடும் அண்டத்தின் மிகப் பொருண்மை கொண்ட பொருட்கள், அதனை வளைக்கும் தன்மை கொண்டது அதனால் அவற்றை லென்ஸ் ( Lens) போல பயன் படுத்தலாம் என்றார். இதன் அடிப்படையில் கொத்து விண்மீன் திரள்களால் (Galaxy clusters) மாற்றமடைந்த ஒளி குறித்து ஆய்வு செய்த வானியலாளர்கள் அண்டத்தின் இருண்ட பருப் பொருள் வரைபடத்தை   (map of dark matter) உருவாக்க இயன்றது

இவ்வாறாக எல்லா முறைகளும் சொல்ல வரும் மிக முக்கியமான செய்தி அண்டத்தில் பெரும்பான்மையான பருப்பொருள் இன்னும் கட்புலனாகாத இருண்ட பருப்பொருளே என்பதுதான்.

அண்டத்தின் (Universe) உண்மையில் பெரிதும் இருண்ட பருப்பொருள் இருப்பினும், இதுவும் சுமார் 25 விழுக்காடு பொருண்மைக்குத்தான் காரணமாகிறது. அண்டத்தை அதிகம் ஆதிக்கம் செலுத்துவது இருண்ட ஆற்றல் (Dark Energy) தான். பெரு வெடிப்புக்குப் பின்னர் அண்டம் வெளி நோக்கி விரிவடைந்தது. சில காலத்திற்குப்பின் அது ஆற்றலை இழந்து வேகம் குறைவது மட்டுமல்லாது ஈர்ப்பியல் விசை காரணமாக பொருட்கள் உள் நோக்கி இழுக்கப்பட்டு ஒன்றாகச் சேரும். தொலை தூர நோவாக்களை (Distant Novae) ஆய்வு செய்த போது, அண்டம் இன்றைய நிலையில் முந்தைய காலங்களில் இருந்ததை விட வேகம் குறைவு படாமல் இன்னும்  அதிகமான வேகத்தில் விரிவடைகிறது என்று தெரிகிறது. அதாவது விரிவானது முடுக்கப்படுகிறது. இத்தகைய நிலை அண்டம் ஈர்ப்பை மீறக்கூடிய அளவிற்கு ஆற்றலைப் பெற்றிருந்தால் மட்டுமே சாத்தியமாகும். இதனையே இருண்ட ஆற்றல் (Dark energy) என்றழைக்கிறோம்.

விரைவில் சந்திப்போம்..