அண்டம் புரியாத புதிரா? - பகுதி (2) - வெ.சுப்ரமணியன்.

அண்டத்தின் தொடக்க காலகட்டத்தில் இருள் பொருள் (Dark matter) எங்கிருந்தது?
  இருண்ட பொருளின் இருப்பு (Presence of Dark matter) பற்றிய நேரடியான சான்று 1970 ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியிலேயே கிடைக்கப் பெற்றது. வாஷிங்டனில் உள்ள கார்னகி நிலையத்தின் (Carnegie Institution) வெரா ரூபின் (Vera Rubin) மற்றும் கெண்ட் ஃபோர்ட் (Kent Ford) ஆகிய இருவரும் ஆண்டிரமெடா விண்மீன் திரளின் (Andromeda Galaxy) சுற்றியக்கத்தை (Rotational velocity) அவதானிக்கும் போது விண்மீன் திரள்களின் இயக்கம் குறித்து முன்னர் சொல்லப்பட்ட கொள்கைகள் தவறு என்ற முடிவை எட்டுவதற்கு காரணமாக அமைந்தது. 

அதாவது திரளின் விளிம்பில் அமைந்த விண்மீன்களும், வாயுக்களும் கிட்டத்தட்ட திரள் மையத்தின் (Galactic centre) அருகில் அமைந்த விண்மீன்கள் மற்றும் வாயுக்களின் வேகத்திலேயே இயங்குவது விந்தையானது. காரணம், இது நிறுவப்பட்டு நடப்பில் உள்ள இயற்பியல் இயக்க விதிகளுக்கு முரணானதாக இருக்கிறது. நடப்பில் உள்ள இயக்கவியல் விதிகளின்படி திரள் மையத்தின் அருகில் அமைந்த விண்மீன்களும் , வாயுக்களும் அதிக வேகத்துடனும், விளிம்பில் அமைந்த விண்மீன்களும் , வாயுக்களும் குறைந்த வேகத்துடன் இயங்க வேண்டும். ஆகவே 1970 இல், தொடங்கி வானியலாளர்கள்கட்புலனாகும் திரளின் விளிம்பு என்பது திரளின் உண்மையான  விளிம்பல்ல என்றும், கட்புலனாகாத பரந்த கருமையான இருண்ட பகுதிகள் விண்மீன் திரள்களைச் சுற்றி அமைந்துள்ளது என்றும் கருதத் தொடங்கினர்.

நவீன அண்டவியல் (Modern cosmology) இருண்ட பொருள் கருத்தை ஏற்றுக்கொண்டது. வானியலாளர்கள் விண்மீன் திரள்கள் உருவாகும் நிகழ்வில் இருண்ட பொருள்கள் ஒன்றிணைந்து குவியல்களாக உருவெடுக்கின்றன என்று கருதுகின்றனர். இதன் காரணத்தாலேயே இருண்ட பொருளும், விண்மீன் திரளும் வாட்ஸப்பும் வதந்தியும் போல் அல்லது காதலும் கல்யாணமும்  போல் இணைந்தே இருக்கிறது எனலாம். சிலியில் (Chile) உள்ள ESO என அழைக்கப்படும்  தெற்கு ஐரோப்பிய ஆய்வுக்கூடத்தின் (European Southern Observatory) மிகப்பெரும் தொலைநோக்கி (Very Large Telescope) மூலமாக தற்போது கிடைக்கும் அவதானிப்புகள் அண்டத்தின் தொடக்க காலத்தில் நிறை மிகுந்த விண்மீன் உருவாக்கும் வட்டு விண்மீன் திரள்களில் (disk galaxies) இருண்ட பொருளின் தாக்கம் இப்போது காணப்படுவதை விடவும் குறைந்த அளவிலேயே இருந்திருக்க வேண்டும்  என்று சுட்டுகிறது.

வேறு வகையில் சொல்லப்போனால், தொலைதூரத்தில் அமைந்துள்ள விண்மீன் திரள்களின் (distant galaxies) சுற்றியக்கம் குறித்த சமீபத்திய அவதானிப்புகளின் படி, திரள் மையத்தின் அருகில் வேகம் அதிகமாகவும் விளிம்பு நிலையில் வேகம் குறைவாகவும் உள்ளூர் அண்டத்தில் (local universe) அல்லது அருகாமை அண்டத்தில் இருப்பதாகக் காட்டுகின்றது. 

இது வெரா ரூபின் (Vera Rubin) மற்றும் கெண்ட் ஃபோர்ட்(Kent Ford) ஆகிய இருவரின் ஆண்டிரமெடா விண்மீன் திரளின் இயக்கம் குறித்த கண்டுபிடிப்பிற்கு முன்பான எண்ணத்தைப் போன்றது. சற்றும் எதிர்பாராத இந்த அவதானிப்புகள் தொடக்க கால அண்டத்தில் இருண்ட பொருளின் அடர்த்தி குறைவாகவே இருந்திருக்க வேண்டும் என்ற எண்ணத்தை வானியலாளர்களிடம் ஏற்படுத்தியது. இது குறித்து வெளியிடப்பட்ட நான்கு ஆய்வுக் கட்டுரைகளில் ஒன்று  2017 ஆம் ஆண்டு மார்ச் 15 ல் நேச்சர் ஏட்டில் பரிசீலனைக்குப்பின் (journal Nature) வெளியானது.

அனைத்துலக வானியலாளர்கள் அடங்கிய ஆய்வுக்குழு ஒன்று ஜெர்மனியின் கார்சிங் நகரில் அமைந்த (Garching) மாக்ஸ் பிளாங்க்  வேற்றுக்கோள் இயற்பியல்  ஆய்வு நிறுவனத்தின் (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)  ரியின்ஹார்ட் ஜென்செல் (Reinhard Genzel) தலைமையில் மேற்கொண்டுள்ளது.

இந்த ஆய்வணியினர் சிலி நாட்டின்  ESO வின் மிகப் பெரும் தொலைநோக்கியை,  ஆறு மிக அதிக நிறை கொண்ட விண்மீன் உருவாக்கும் தொலை தூர விண்மீன்திரள்களின் சுற்றியக்கத் திசைவேகத்தை 10 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் அதாவது விண்மீன் திரள்களின் உருவாக்கம் உச்சத்தில் இருந்த கால கட்டத்தில் அளக்கப் பயன்படுத்தியது. 

இந்த ஆய்வுகளின் அவதானிப்பில் தொலைதூர விண்மீன் திரள்களின் புறப்பகுதிகள், மையப்பகுதிக்கு அருகாமையில் உள்ள பகுதிகளை விடக் குறைந்த வேகத்தில் சுற்றியங்கி வருவதாகத் தெரிகிறது. ESO அறிக்கையில் ஜென் செல் (Genzel) இதற்கு இரண்டு காரணங்கள் இருக்க வாய்ப்புள்ளது  என்று கூறுகிறார்.

முதலாவது ஆரம்ப கால அதிக நிறை கொண்ட விண்மீன் திரள்களில் வழக்கமான பொருள் அதிக வலிமையுடன் ஆதிக்கம் செலுத்தியிருக்க வேண்டும். இருள் பொருள் சற்று குறைந்த பங்களிப்பையே அருகாமை அண்டத்திற்கு வழங்கியிருக்க வேண்டும்.

இரண்டாவதாக தொடக்க கால விண்மீன் வட்டுகள், நமக்கு அருகிலுள்ள சுருள் வடிவ விண்மீன் திரள்களை விட அதிகமான கொந்தளிப்புடன் இருந்திருக்கலாம்.  

வானியலாளர்கள் காலத்தால் இன்னும் பின்னோக்கிச் செல்லச் செல்ல இந்த இரு விளைவுகளும் அதிகம் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் தொடக்க காலத்திய அண்டத்தில் இருப்பது புலப்படுகிறது.

இது பெரு வெடிப்புக்கு மூன்று முதல் நான்கு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பின்னர் திரள்களில் உள்ள வாயு உறைந்து இறுகிப் போய் தட்டையான வட்டாக சுற்றி வரத் தொடங்க, அப்போது அவற்றைச் சூழ்ந்துள்ள இருண்ட பொருள் வளையங்கள் வடிவில் பெரியதாக, பரந்து விரிந்திருந்தன. இதற்கும் பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பின்னரே இருண்ட பொருள் உறைந்து இறுகத் தொடங்கியதால் அதன் ஆதிக்கம் விண்மீன் திரள் தட்டுகளில் (galaxy disks) சுற்றியக்கத்தில் இன்று வெளிப்படையாகத் தெரிகிறது. இந்த விளக்கம் ஓரளவிற்கு அவதானிப்புகளுடன் ஒத்துப் போவதிலிருந்து ஆரம்பகால விண்மீன் திரள்கள், இன்றைய விண்மீன் திரள்களை விட  அதிக வாயு அடங்கியதாகவும் கச்சிதமாகவும் இருந்திருக்க வேண்டும் என்று தெரிகிறது.

இந்த ஆய்விற்கு எடுத்துக் கொள்ளப்பட்ட நூறு (100) தொலை தூர விண்மீன் உருவாக்கும் திரள்கள் மாதிரியில், சிலி நாட்டின் ESO வின் பாராநால் (Paranal) ஆய்வகத்தின் மிகப் பெரிய தொலை நோக்கிகளின் வழியே KMOS and SINFONI கருவிகள் மூலம் வடிக்கப்பட்ட உருக்களில் (Images) ஒப்பிடப்பட்ட ஆறு விண்மீன் திரள்களும் அடங்கும்.இந்த ஆய்வும் மற்றும் இரண்டு 240 விண்மீன் உருவாக்கும் வட்டு வடிவ திரள்(Disk galaxies) மீதான ஆய்வுகளின் முடிவுகளும் இந்தக் கண்டுபிடிப்புகளை ஆதரிக்கும் வகையில் உள்ளன.

இந்த புதிய முடிவுகள் அண்டத்தின் அடிப்படை ஆக்கக் கூறுக்கான இருள் பொருளின் தேவை குறித்தோ அல்லது அதன் மொத்த அளவு குறித்தோ வினா எழுப்பவில்லை. மாறாக இருள் பொருள், வட்டு வடிவ விண்மீன் திரள்களில் தொடக்க கால அண்டத்தில், தற்போதைய அண்டத்துடன்  ஒப்பிட வேறுபட்ட  அளவுகளில் பங்கிடப்பட்டிருக்க வேண்டும் என்ற கருத்தை முன் வைக்கின்றன. 

கட்டுரையின் ஆங்கில மூலம்

EarthSky News - March 17 - Where was Dark Matter in the Early Universe?

By Deborah Byrd in SPACE