பிரபஞ்சம் எத்தனை பெரியது ?

This entry is part 13 of 18 in the series 5 மார்ச் 2023

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

பிரபஞ்சம் சோப்புக் குமிழிபோல்

விரிவது யார் ஊதி ?

பரிதி மண்டலக் கோள்களை

கவர்ச்சி விசை

ஈர்க்கிறது யார் ஓதி ?

சுருள் சுருளாய்

ஆக்டபஸ் கரங்களில்

ஒட்டிக் கொண்ட

ஒளிமயத் தீவுகள் நகர்பவை

கால வெளியினிலே !

ஓயாத

பாய்மரப் படகுகளின்

உந்து சக்தியை

அலைகள் எதிர்க்க மாட்டா !

விலக்கு விசை விரிவுப் பயணத்தில்

ஒளிமய மந்தைகள்

சுழலும் சோப்புக் குமிழி !

++++++++++++++

“பிரபஞ்சத்தின் முழுத் தோற்றம் அது கொண்டுள்ள சக்தி மயமான அண்டப் பிண்டங்களின் கூட்டுத் தொகையை விடப் பெரியது !”

********

பிரபஞ்ச மெய்ப்பாடுகளைத் தேடிச் செல்லும் நமது விஞ்ஞான விதிகள் எல்லாம் குழந்தைதனமாய் முதிர்ச்சி பெறாத நிலையில் உள்ளன ! ஆயினும் அவைதான் நமது ஒப்பற்ற களஞ்சியமாக உதவிடக் கைவசம் இருக்கின்றன !

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

கிறித்துவத் தேவாலயம் விஞ்ஞானிகளைச் சமயப் பகைவர்கள் என்ற தரத்தில் எடை போட்டிருக்கிறது ! ஆனால் பிரபஞ்ச ஒழுங்கமைப்பை உறுதியாக நம்பும் அவர்கள்தான் உண்மையான மதச்சார்பு மனிதர்கள் !

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

இதுவரை வானியல் விஞ்ஞானிகள் காணாத பூர்வீக ஒளிமய மந்தையை (Galaxy), விண்வெளியில் ஊர்ந்து செல்லும் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி நெடுந்தூரத்தில் படமெடுத்து அனுப்பியுள்ளது.

டாக்டர் டேவிட் ஒயிட்ஹௌஸ் பி.பி.ஸி விஞ்ஞான பதிப்பாசிரியர் (ஜனவரி 16, 2004)

விரியும் பிரபஞ்சம் [The Expanding Universe]

ஹப்பிள் தொலைநோக்கி கண்ட பூர்வீக அகிலக் காலாக்ஸி

2003 செப்டம்பர் முதல் நான்கு மாதங்கள் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி தொடர்ந்து கூர்மையாய்ப் பார்த்து 2004 ஜனவரி 16 ஆம் தேதி பிரபஞ்ச விளிம்பிலே ஓரிடத்தில் படம் பிடித்து அனுப்பிய காலாக்ஸியின் பிம்பம் மகத்தானது ! அது பிரபஞ்சத் தேடல் வரலாற்றில் ஒரு மைல் கல்லாகிப் பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணத்தை ஓரளவு துல்லியமாய்க் கணக்கிட ஓரரிய வாய்ப்பளித்தது ! 2003 செப்டம்பர் முதலே ஹப்பிள் விண்ணோக்கி விண்வெளியில் அக்குறியை நோக்கிக் கண்வைக்க ஏற்பாடு செய்தவர் வானியல் விஞ்ஞான ஆளுநர், ஸ்டீவன் பெக்வித் [Steven Beckwith Director Space Science Institute]. அவரின் குறிக்கோள் பிரபஞ்சத்தில் நெடுந்தூரத் துளை ஒன்றையிட்டு மிக மங்கலான பூர்வீகக் காலாக்ஸி ஒன்றை ஆராய வேண்டும் என்பதே ! அந்தப் பணியைத் துல்லியமாகச் செய்ய “ஹப்பிள் நெடுந்தூர வெளிநோக்கி” [Hubble Deep Field (HDF)] கருவி பயன்படுத்தப்பட்டது. ஹப்பிள் படமெடுத்த அந்த பூர்வ காலாக்ஸியின் ஒளிப் பண்பாடுகள், வாயுப் பண்டங்கள் ஆராயப் பட்டதின் மூலன் அதன் வயதைக் கணிக்கிட முடிந்தது. அந்த விண்வெளி இடத்தின் ஒளியாண்டு தூரம் [Distance in Light Years (ஒளி ஓராண்டில் செல்லும் தூரம்)] கணிப்பாகிப் பிரபஞ்சத்தின் அந்த விளிம்பின் தோற்ற காலம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது !

பால்வீதி ஒளிமந்தை [The Milky Way Galaxy]

பிரபஞ்சம் எத்தனை பெரிய வடிவம் உடையது ?

யுக யுகமாகக் கேட்கப்படும் ஒரு கேள்வி “பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணம் என்ன ?” என்பதே. அதன் பரிமாணத்தை அளப்பதற்கு எந்த அளவுகோலைப் பயன்படுத்துவது என்று இரண்டு வானியல் விஞ்ஞான வல்லுநர்கள் தர்க்கம் புரிந்தனர் ! ஒருவரின் பெயர் ஹார்லோ ஷேப்லி [Harlow Shapley]. இரண்டாமவரின் பெயர் ஹெர்பர் கெர்டிஸ் [Herber Curtis]. நடந்த இடம்: சுமித்ஸோனியன் கண்காட்சிக் கூடம், இயற்கை வரலாற்றுப் பகுதி அரங்கம். வாஷிங்டன். டி.சி. [Natural History Museum Smithsonian Institution Washington. D.C.] 1920 ஆண்டு ஏப்ரல் தர்க்கம் நிகழ்ந்த காலம். அதற்குச் சில ஆண்டுகளுக்கு முன்புதான் அமெரிக்க வானியல் நிபுணர் எட்வின் ஹப்பிள் (1889-1953) காலாக்ஸிகளின் இயல்பான பண்பாடுகளை தொலைநோக்கி மூலம் கண்டுபிடித்து எழுதினார்.

கால நீட்சி [Time of Expansion]

வளர்வேக நீட்சி [Accelerating Expansion]

ஹெர்பர் கர்டிஸ் கூறியது: அகிலமானது (The Cosmos) பல்வேறு தனித்தனி பிரபஞ்சத் தீவுகளைக் (Islands of Universes) கொண்டது. அதாவது சுருள் நிபுளாக்கள் [Spiral Nubulae or Galaxy] என்பவை நாம் வாழும் பால்மய வீதி (Milky Way) காலாக்ஸிக்கும் வெகு தூரத்துக்கு அப்பால் இருக்கிறது என்னும் அனுமானத்தில் தர்க்கம் செய்தார். ஹார்லோ ஷேப்லி சொல்லியது: “சுருள் நிபுளாக்கள் என்பவை பால்மய வீதியின் வாயு முகில்களே.” அத்துடன் பரிதியின் இடத்தைப் பிரபஞ்சத்தின் முழுமையாகக் கருதிப் பால்மய வீதியின் விளிம்பில் கொண்டு வைத்தார். ஆனால் கர்டிஸ் பரிதியை காலாக்ஸியின் மத்தியில் வைத்தார். கர்டிஸ் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவைப் பற்றிக் கூறியது உண்மையாக ஏற்றுக் கொள்ளப் படுகிறது. ஆனால் பரிதியானது பால்மய வீதியின் மத்தியில் உள்ளது என்பது தவறென அறியப்பட்டது. ஷேப்லி கூறியபடி பால்மய வீதியின் விளிம்பில் பரிதி இருப்பது மெய்யென நம்பப் படுகிறது. அதே சமயத்தில் ஷேப்லி சொன்ன சிறிய பிரபஞ்சம் என்பது தவறாக ஒதுக்கப்பட்டது.

உள் விரிப்பு நியதி [The Inflation Theory]

எழுபத்தியைந்து ஆண்டுகள் கடந்து மீண்டும் தர்க்கம்

பல்வேறு காலாக்ஸிகளைக் கண்டுபிடித்த பிறகு மீண்டும் 1996 ஆம் ஆண்டில் பிரபஞ்சத்தின் பரிமாணத்தின் மீது தர்க்கம் எழுந்தது. பிரபஞ்சத்தின் வயதுக்கும் அதன் பரிமாணத்துக்கும் ஓர் உடன்பாடு உள்ளது. இரண்டும் ஹப்பிள் நிலையிலக்கத்தின் (Hubble Constant) மூலம் கணிக்கப் பட்டவை. விண்மீன்கள் பூமியை விட்டு விலகிச் செல்லும் வேக வீதத்தை அறிந்து கொண்டு ஹப்பிள் நிலையிலக்கம் நிர்ணயமாகும். அதாவது காலாக்ஸி தொடர்ந்து மறையும் வேகத்தை அதன் தூரத்தால் வகுத்தால் வருவது ஹப்பிள் நிலையிலக்கம். அந்த நிலையிலக்கின் தலைகீழ் எண்ணிக்கை [Reciprocal of the Hubble Constant] பிரபஞ்சத்தின் வயதைக் காண உதவும். அப்போது தர்க்கத்தில் கலந்து கொண்டவர் சிட்னி வான் டன் பெர்க் (Sidney Van den Bergh) & கஸ்டாவ் தம்மன் (Gustav Tammann).

ஹப்பிள் நிலையிலக்கம் [Hubble Constant]

வானியல் நிபுணர் சிட்னி தன் தொலைநோக்கிக் கண்டுபிடிப்புகள் மூலம் பெரிய ஹப்பிள் நிலையிலக்க மதிப்பைக் (Hubble Constant: 80 km/sec/Mpc) (படத்தில் Mpc பற்றி விளக்கம் உள்ளது) கூறினார். அதாவது ஓர் இளைய வயது, சிறிய வடிவுப் பிரபஞ்சத்தை அவர் சான்றுகளுடன் விளக்கினார். ஆனால் கஸ்டாவ் தன் கண்டுபிடிப்புகள் மூலம் ஒரு சிறிய ஹப்பிள் நிலையிலக்கத்தை (சுமார்: 50 km/sec/Mpc) கணித்தார். அதாவது அவரது பிரபஞ்சம் பூர்வீகமானது ! பிரமாண்டமானது ! இவர்கள் இருவரது கணிப்பு எண்ணிக்கைகள் போதாத சான்றுகளால் உருவாக்கப் பட்டதால், அவரது கொள்கைகளும் முழுவதும் ஏற்றுக் கொள்ளப் படவில்லை !

பிரபஞ்சத்தின் முடிவான பரிமாணத் தீர்மானங்கள்

கடந்த நூற்றாண்டுக் கண்ணோக்க முடிவுகளிலிருந்து, பிரபஞ்சத்தின் பரிமாண எல்லைகளை ஓரளவு வரையறுக்க முடியும். உலகிலே இருக்கும் ஆற்றல் மிக்க தொலைநோக்கிகளின் பதிவுகளை ஒழுங்கு படுத்தி ஆராய்ந்ததில், வானியல் வல்லுநர்கள் 10-12 பில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் இருக்கும் காலாக்ஸிகளைப் பார்க்க முடிந்தது. (ஓர் ஒளியாண்டு = 6 டிரில்லியன் மைல் அல்லது 10 டிரில்லியன் கி.மீ.) ஆதலால் மனிதக் கண்ணோக்கு வானத்தில் (Human Vision Horizon) 24 (12+12) மில்லியன் ஒளியாண்டு விட்ட முள்ள பிரபஞ்ச வெளியை நாம் காண முடிகிறது !

ஹப்பிள் விண்ணோக்கி மூலம் பரிதி மண்டலத் தோற்றம்

ஆனால் அந்தப் பரிமாண பிரபஞ்சம் பூதளத்தில் நிற்கும் மனிதக் கண்களுக்கு மட்டுமே ஏற்ற முறையில் இருக்க முடியும். ஆனால் விண்வெளியில் நகரும் காலாக்ஸியில் ஒருவர் நின்று விண்வெளி விளிம்பைப் பார்த்தால் எத்தனை அளவுப் பேரளவு பிரபஞ்சம் தெரியும் என்பது அறியப் படவேண்டும். நிச்சயமாக நமது பூதள அரங்கிலிருந்து பார்க்கும் பிரபஞ்சத்தை விட, காலாக்ஸியில் நின்று பார்ப்பவருக்குப் பிரபஞ்சம் பேரளவு பெரிதாகத் தென்படும்.

அத்தகைய “வீக்க நியதியை” (Inflation Hypothesis) எடுத்துச் சொன்ன எம்.ஐ.டி. நிபுணர் அலன் கத் (M.I.T.’s Alan Guth) தனது கருத்துக்கு விளக்கம் தந்தார். மிக இளமையான பிரபஞ்சம் தீவிரமாய் உப்பிப் பெருகியிருக்க வேண்டும் என்றார். அதாவது ஒப்புமையாகக் கூறினால் அணு வடிவிலிருந்த பிரபஞ்சம் ஒரு நொடியில் பலமடங்கு பெருத்துப் பந்தளவுக்கு பலூனாய் உப்பியது ! அத்தகைய அகில வீக்கம் ஒன்று ஏற்பட்டிருந்தால் நமது தற்கால உளவுச் சாதனங்களி லிருந்து ஒரு பேரளவுள்ள பிரபஞ்சத்தை எதிர்பார்க்கலாம் !

கெப்ளர் விண்ணோக்கி

பிரபஞ்சத்தின் குறைந்தளவுப் பரிமாணக் கணிப்பு என்ன ?

அலன் கத்தின் வீக்க நியதியில் ஒரு பெரும் ஐயம் எழுகிறது ! அவ்விதம் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் அகில வானுக்கு அப்பால், காலவெளித் தொடர்வாக (Space-Time Continuum) எழுந்த வீக்கம் ஒன்றா ? இரண்டா ? மூன்றா ? முன்னூறா ? மூவாயிராமா ? அல்லது முடிவில்லா எண்ணிக்கையா ? அந்த வினாவுக்கு விடை இல்லாத தால் அந்தக் கொள்கையும் தர்க்கத்துக்குள் வீழ்ந்தது. அந்த நியதி மெய்யானால் நமக்கு தெரியாமல் இருந்து, நம்மால் நிரூபிக்க முடியாத இன்னும் பல பிரபஞ்சங்கள் இருந்திட லாம் ! ஆனால் தற்போதுள்ள தொலைநோக்குச் சாதனங்களிலிருந்து விஞ்ஞானிகள் தீர்மானமாக அறிவது நாமிருக்கும் பிரபஞ்சத்தின் குறுக்களவு குறைந்தது 150 பில்லியன் டிரில்லியன் மைல்கள் ! அதாவது அதன் விட்டம் 25 பில்லியன் ஒளியாண்டுக்கு (25 Billion Light Years Diameter) மிகையாக இருக்கலாம் என்பதே ! விரியும் பிரபஞ்சத்தின் விளிம்பை எல்லையிட்டுக் கூறுவது துல்லியமாக ஒருபோதும் இருக்காது. எல்லை இல்லாப் பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் மாறிக் கொண்டே இருக்கும். முடிவில் பிரபஞ்சம் முற்றிலும் அழிந்து, புதியதோர் பிரபஞ்சம் உருவாகலாம் !

பிரபஞ்ச அரங்கம்

(தொடரும்)

*********************

தகவல் :

Picture Credit : 1. Astronomy (August 21, 2007) 2. Universe 6th Edition (2002) 3. National Geographic Encyclopedia of Space (2005) 5. 50 Years of Space (2004)

1. Astronomy Magazine : 50 Greatest Mysteries of the Universe (Aug 21, 2007)

2. Universe By Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

3. National Geographic Encyclopedia of Space By Linda Glover.

4. The World Book Atlas By World Book Encyclopedia Inc (1984)

5. Scientific Impact of WMAP Space Probe Results (May 15, 2007)

6. BBC News – Hubble Obtains Deepest Space View By Dr. David Whitehouse, Science Editor (Jan 16, 2004)

7. http://www.pbs.org/wgbh/nova/space/how-big-universe.html [November 11, 2000]

8. http://www.nasa.gov/audience/foreducators/5-8/features/F_How_Big_is_Our_Universe.html [July 15, 2004]

9. http://www.universetoday.com/37409/how-big-is-the-universe/ [August 15, 2009]

10. http://www.space.com/24073-how-big-is-the-universe.html [December 24, 2013]

11. http://www.universetoday.com/113786/how-big-is-the-universe-2/ [August 14, 2014]

12. https://youtu.be/5NU2t5zlxQQ [How big is the Universe ?] Video