பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கும் பிண்டம், கரும் பிண்டம், எதிர்ப் பிண்டம் [Matter, Dark Matter, Anti-Matter] என்றால் என்ன ?

This entry is part 2 of 3 in the series 19 நவம்பர் 2023

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

காலக் குயவன் ஆழியைச் சுற்றி
ஞாலத்தை வார்க்க
களி மண்ணை நாடி
கரும்பிண்டம் படைத்தான்
கரையற்ற விண்வெளி எல்லாம் !
ஏராளமாய்ப்.
பிரபஞ்ச இருள்வெளில் மிதப்பது
கரும்பிண்டம் !
கதிர் வீசும் கரும்பிண்டம்
கண்ணுக்குத் தெரியாது
கருவிக்குப் புலப்படும், அதன்
கவர்ச்சி விசை
குவிந்த ஆடி போல்
ஒளிக் கதிரை வில்லாய் வளைக்கும் !
கரும்பிண்டம் இல்லையேல்
ஒளி மந்தைகள்
உருவாகா !
விண்மீன்கள் கண் விழிக்கா !
அண்டக் கோள்கள்
உண்டைக் கட்டி யாகா !
சூரியனுக் கருகில்
பேரளவுக் கரும்பிண்டம் மிதக்குது !
கரும்பிண்டத் துகள்களை
கால் பந்தாய் உருட்டிப்
பொரி உருண்டை ஆக்குவது
ஈர்ப்பு விசை !
அண்ட கோடிகளைத் துளைக்கும்
நுண்துகள்
அற்ப நியூடிரினோ பிரபஞ்சத்தின்
சிற்பச் செங்கல் !
அகிலப் பெரு வெடிப்பில் சிதறிய
கோடான கோடி
அக்கினிப் பூக்களே
குவார்க்ஸ், குளுவான்
நியூட்ரான், புரோட்டான்
எலெக்டிரான் !

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

அண்டையில் தெரியும் காலக்ஸி ஒளிமந்தைகளை விட வெகு தூரத்தில் உள்ள இளங் காலக்ஸிகள் முற்றிலும் வேறுபட்டவை. அதாவது பல யுகங்களாக அவை மாறி விட்டன அல்லது விருத்தி அடைந்து விட்டன. காலக்ஸிகளில் என்ன பௌதிகப் பண்புகள் மாறின, ஏன் மாறின, எப்படி மாறின என்பதை அறிய முயல்வது ஒரு சவாலான சாதனை. பிரபஞ்ச வரலாற்றில் எத்தனைக் கொள்ளளவு ஹைடிரஜன் பெருகி இருந்தது என்பது ஒரு புதிர். ஹைடிரஜன் வாயு பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கும் ஒரு செங்கல். விண்மீன்களை உருவாக்கு வதும் ஹைடிரஜன், காலக்ஸியை உயிரோடு வைத்திருப்பதும் ஹைடிரஜன். முற்கால காலக்ஸிகள் தற்கால காலக்ஸிகளை விட வெகு விரைவான வீதத்தில் தோன்றி யவை. காரணம் முற்கால காலக்ஸிகளில் பேரளவு ஹைடிரஜன் வாயு இருந்தது என்று நாங்கள் கருதுகிறோம்.

ஜெசின்டா டெல்ஹைஸி [ICRAR Ph.D. Scientist]

விண்வெளியின் பெருங் கோளத்தை உடனே நோக்கும் தகுதி உடையது ஆஸ்திரேலியா வில் உள்ள பார்க்கிஸ் விண்நோக்கி [Parkes Telescope].

பேராசிரியர் லிஸ்டர் ஸ்டவிலி ஸ்மித் [ஜெசின்டாவின் மேலதிகாரி]

ஹைடிரஜன் வாயு பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கும் ஒரு செங்கல்.

ராயல் வானியல் ஆய்வுக் குழுவின் [Royal Astronomical Society] அறிவிப்பில் [ஜூன் 13, 2013] ஆய்வுக் குழுவின் தலைமை விஞ்ஞான மாது ஜெசின்டா டெல்ஹைஸி [Jacinta Delhaize] வெகு தூரத்தில் உள்ள பலவேறு காலக்ஸி ஒளி மந்தைகளின் சமிக்கைகளை ஆய்வு செய்து, அவற்றில் எத்தனை கொள்ளளவு ஹைடிரஜன் வாயு உள்ளதெனத் துல்லியமாய் வெளியிட்டுள்ளார். வானியல் நிபுணர்கள் விண்வெளியைப் பற்பல விண்ணோக்கிகள் மூலம் ஊடுருவி, பல பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்னிருந்த பிரபஞ்சத்தின் முகத் தோற்றதைப் படமெடுத்துள்ளார்கள். அதை வைத்துக் கொண்டு, தற்போது மாறிய பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தை ஒப்பு நோக்கி வருகிறார்.

விண்மீன்களை உருவாக்குவதும் ஹைடிரஜன் , காலக்ஸியை உயிரோடு வைத்திருப் பதும் ஹைடிரஜன். முற்கால காலக்ஸிகள் தற்கால காலக்ஸிகளை விட வெகு விரைவான வீதத்தில் உருவானவை. காரணம் முற்கால காலக்ஸிகளில் பேரளவு ஹைடிரஜன் வாயு இருந்தது என்று நாங்கள் கருதுகிறோம் என்று ஆய்வாள மாது ஜென்சிடா டெல்ஹைஸி சொல்கிறார்.

மிகவும் மங்கலான காலக்ஸிகளின் ஆயிரக் கணக்கான பலவீன சமிக்கைகளைச் சேகரித்து அவற்றின் சராசரி அளவை ஆய்வுக்கு ஜென்சிடா எடுத்துக் கொண்டார். அதற்கு அவர் ஆஸ்திரேலியாவின் “சிஸிரோ பார்க்கிஸ் ரேடியோ விண்ணோக் கியைப் [CSIRO PARKES Radio Telescope] பயன்படுத்தி 87 மணி நேரங்கள் 2 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்னிருந்த விண்வெளியின் பெரும் பகுதியை ஆராய ஹைடிரஜன் வாயு சமிக்கைகளை எடுத்துக் கொண்டார். அதன் மூலம் குறிப்பிட்ட யுகத்தில் காலக்ஸிகளில் இருந்த ஹைடிரஜன் அளவைத் துல்லியமாகக் கணிக்க அவருக்கு ஏதுவானது.

பிரபஞ்சத்தில் உள்ள பிண்டம், எதிர்ப்பிண்டம்

பரிதியின் தீ நாக்குகளில் [Solar Flares] நுண்ணலை & காந்தத் தளத்தின் [Microwave & Magnetic Field] மூலமாக எதிர்ப்பிண்டம் [Antimatter] இருப்பது அறியப் பட்டது. இதை வெளியிட்டவர் மூன்று பௌதிக ஆய்வு விஞ்ஞானிகள் : கிரிகரி ஃபிளைஸ்மன் & அவரது இணை ஆய்வாளர் இருவர். வெளியிட்ட பேரவை: அமெரிக்கன் வானியல் குழுவினரின் சூரிய பௌதிகப் பிரிவகம் [American Astronomical Society’s Solar Physics Division]. பரிதியை ஓர் ஆய்வக மாய்ப் பயன்படுத்தி ப் பேரளவுத் தகவல் இலக்கம் சேகரித்து, பிண்டம், எதிர்ப்பிண்டம் இடையே உள்ள தீவிர முரண் சமன்பாட்டை [Strong Asymmetry in Quantity] அறிய முடிந்தது. நிதி செலவழித்து விரைவாக்கி யந்திரங்களில் உண்டாக்கக் கூடிய எதிர்த்துகள்களை [Antiparticles] ஆய்வு செய்வது மிகக் கடினம். ஃபிளைஸ்மனும் அவரது இரு சகாக்களும் அணு உலைகளில் உண்டாகும் எதிர்த்துகள் பாஸிடிரான் களைக் [Positrons] கண்டார்கள். பாஸிடிரான்கள் எலெக்டிரான்களின் எதிர்ப் பிண்டம். அதே பாஸிடிரான்கள் பரிதியின் தீ நாக்குகளில் வெகு வேகத்தில் வெளியாவதும் முதன்முதல் அறியப் பட்டது. பாஸிடிரான்களை நாசா ஏவிய “ஸோஹோ” பரிதி விண்ணுளவி [SOHO – Solar and Heliospheric Observatory Spacecraft] மூலம் கண்டு ஆராய முடிந்தது.

“கரும்பிண்டம் பரிதியின் மையத்தில் அடைபட்டுள்ளது. அதுவே பரிதியின் உட்கரு உஷ்ணத்தைக் குளிர்ப்படுத்தி வருகிறது. பிரபஞ்சப் பிண்டத்தின் 80% வீதப் பங்கைக் கரும்பிண்டமே எடுத்துக் கொண்டிருக்கிறது. கரும்பிண்டம் இருப்பது நமக்குத் தெரியும். ஆனால் இதுவரை அது ஆய்வகத்திலோ அல்லது நேராகாவோ காணப் பட்டதில்லை ! அது மெய்யாக என்ன வென்பதற்கு மிகக் குறைந்த தகவலே நிலவுகிறது. கரும்பிண்டத்தின் இயற்கைப் பண்பாடுகளை எல்லா முறைகளிலும் நாம் உளவ வேண்டியது அவசியம். நமது சூரியனே அதைச் செய்ய ஓர் ஆய்வகத்தை நமக்குத் தரலாம்.”

டாக்டர் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London)

“கரும்பிண்டத்தின் 5 கிகா எலெக்டிரான் வோல்ட் சக்தியுள்ள துகள் (5 giga-eV) (Giga-Electron Volts) புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரானைப் போல் 5 மடங்கு கனமுள்ள கனத் துகள் ஆகும். அந்த எண்ணிக்கை பிரபஞ்சத்தில் பரவியுள்ள சாதாரண பிண்டத்தைப் போல் 5 மடங்கிருக்கும் கரும்பிண்டத்தை உறுதிப் படுத்துகிறது. அந்தக் கனத்துகள் கருமைப் பிண்டத்தின் சிறப்பான ஒரு பிறவியாகத் தெரிகிறது. அந்தத் துகள் கரும்பிண்டத்துக்கும், சாதாரணப் பிண்டத்துக்கும் உள்ள ஒப்பு வீதத்தைக் காட்டுகிறது.”

மாட்ஸ் ஃபிரான்ஸென் & சுபீர் ஸர்கார் (Mads Frandsen & Subir Sarkar, University of Oxford, London, UK.)

Fig 1C Matter & Antimatter Blackholes Simulation

“கரும்பிண்டம் பரிதியின் மையத்தில் சேமிக்கப் படுவதால் முன்னறிக்கப் பட்ட நியூட்டிரினோ துகள்களின் எண்ணிக்கை எப்படி மாறுகிறது என்பதை நாம் கூர்ந்து நோக்க வேண்டும். இந்த மாறுதலை உண்டாக்கும் தற்போதுள்ள நியூட்டிரினோ துகள்களின் துடிப்பலைகளைச் சோதிப்பதும் இதில் அடங்கும்.”

டாக்டர் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London)

“கரு விண்மீன்கள் கரும்பிண்டத்தின் துகள்களாகப் பலவீனத் தொடர்பால் உண்டான திணிவு பெருத்த துகள்களின் (WIMP -Weakly Interacting Massive Particles) இயற்கை விளைவுகள். இதை நிலைநாட்டத் தேவையான உபரிகளைச் சேர்க்க எங்களுக்குச் சில காலம் எடுத்தது. 2007 ஆம் ஆண்டில் நாங்கள் அறிவித்த போது இவை ஒளிவீசும் நிலைத்துவ அண்டங்களாய் நிலவிய மெய்யான விண்மீன்கள் (Hydrostatically Stable Objects) என்பதை உணராமல் போனோம். இப்போது அவற்றின் வானியல் கட்டமைப்பைக் (Steller Structure) கண்டுபிடிப்பதில் வெற்றி அடைந்த தால் கரு விண்மீன்களின் பண்பாடுகளைப் புரிந்து கொண்டோம். கரு விண்மீன்கள் நமது பரிதியைப் போல் பன்மடங்கு பெரிதான பூத வடிவில் நிறை பெருத்த வானியல் அண்டங்கள் (Giant Puffy Objects). அவை பரிதிபோல் பல மில்லியன் மடங்கு உடல் பெருத்து ஒளி வீசுபவை.”

காதரின் ஃபிரீஸ் (Katherine Freese) வானியல் விஞ்ஞானி மிச்சிகன் பல்கலைக் கழகம்பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் உள்ளதெனப் புதிய கண்டுபிடிப்பு

ஆக்ஸ்ஃபோர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் இரண்டு ஆராய்ச்சிக் குழுவினர் அறிவிப்பின்படி கரும்பிண்டம் நமது பரிதியின் மையத்தில் இருந்து குளிர்ப்பித்துக் கொண்டு வருகிறது என்பது உறுதியாக்கப் பட்டிருக்கிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு சூரியனின் ஒட்டு மொத்த உஷ்ணத்தைப் பெருமளவில் பாதிக்கா விட்டாலும், குளிர்ந்த உட்கரு, பரிதியில் உஷ்ணப் பரவுதலைப் பற்றியும், கடத்தலைப் பற்றியும் புதியதோர் கோட்பாட்டை நிலைநாட்டுகிறது ! கரும்பிண்டம் ஒளியுடன் ஈடுபாடு இல்லாதால் (No Interaction with Light) கண்களுக்கும், தொலை நோக்கி களுக்கும் அது தெரிவ தில்லை ! பிற அண்டங்கள் மீது நிகழும் ஈர்ப்பியல் விளைவுகளால் கரும் பிண்டத்தின் இருப்புக்குச் சான்று கிடைக்கிறது. இந்த ஆய்வுகளின் விளைவுகள் முடிவாகக் காட்டுவது யாதெனில் கரும்பிண்டம் பிரபஞ்சத்தின் மொத்தப் பிண்டத்தில் 80% பங்கைப் பெறுகிறது என்பதே.

பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் உறைவது என்னும் கோட்பாடு ஏறக் குறைய கடந்த 1980 முதல் முப்பது ஆண்டுகளாக நிலவி வருகிறது. சூரியனிலிருந்து வெளியாகும் மாயமான நியூட்டிரினோ [Neutrino] பரமாணுக்களின் எண்ணிக்கை, கணினிப் போலி இயக்க வடிவுகள் (Computer Simulations) கூறியதில் மூன்றில் ஒரு பங்கே என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கண்டு உள்ளனர். கரும்பிண்டம் வெப்பசக்தியை விழுங்கி அணுப்பிணைவு இயக்கங்களின் வீதத்தைக் (Rate of Fusion Reactions) குறைத்து குன்றிய எண்ணிக்கைக்கு ஏற்ற காரணத்தை விளக்கமாய்க் கூறுகிறது. வேலும் நியூட்டிரினோ துகள்கள் மூன்று விதத்தில் அதிர்வு செய்கின்றன. அவற்றில் ஒன்று மட்டுமே பூமியில் கண்டுபிடிக்கப் படுகிறது. அதனால் சூரியக் கரும்பிண்டம் அறியப் படாமல் விடப்பட்டது. இப்போது மறுபடியும் அது புத்துயிர் பெற்று ஆராயப் படுகிறது. அதை ஆழ்ந்து அறிய கரும்பிண்டம் கொண்டுள்ள துகள்களுக்கு நிறை வரையறை வகுத்தனர். அடுத்து அவை சாதாரணப் பிண்டத்துடன் ‘மெலிவு ஈடுபாடுகள்’ (Weakly Interactions) மட்டும் கொள்பவை. லண்டன் பல்கலைக் கழத்தின் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் தலைமையில் (Stephen West of Royal Holloway, University of London) பரிதியின் கரும்பிண்டத்தில் உள்ள துகள்கள் இந்த வரையறைக்குள் இருந்தால் என்ன நேரிடும் என்று ஆராய்ந்தனர்.

Fig 1C Discovery of Dark Matter Particles

பரிதிக் கரும்பிண்டம் பற்றி ஆக்ஸ்ஃபோர்டு குழுவினர் செய்த ஆய்வுகள்

ஆக்ஸ்ஃபோர்டு பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த மாட்ஸ் ஃபிரான்ஸென் & சுபீர் ஸர்கார் (Mads Frandsen & Subir Sarkar, University of Oxford, London, UK.) ஆகியோரின் ஆய்வுகள் பின் வருமாறு : கரும்பிண்டத் துகள்களின் கணினிப் போலி இயக்கங்கள் (Computer Simulations) பரிதி மேற்கூறிய துகள்களைத் தன் மையத்தை நோக்கி இழுக்கிறது என்றும், துகள்கள் வெப்பசக்தியை உறிஞ்சுகின்றன வென்றும் காட்டுகின்றன. கரும்பிண்டத்தின் சில துகள்கள் இந்த வெப்பத்தை மையத்தி லிருந்து விளிம்புக்குக் கடத்திச் செல்கின்றன என்றும் அதனால் பரிதி மையம் குளிர்ப்பிக்கப் படுகிறது என்றும் ஃபிரான்ஸென், ஸர்கார் இருவரும் வெளி யிட்டார். அவர் இருவரும் கரும்பிண்டத்தின் 5 கிகா எலெக்டிரான் வோல்ட் சக்தி (5. giga-eV) உள்ள துகள்களை மட்டும் எடுத்துக் கொண்டனர். ஆனால் டாக்டர் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London) ஆய்வுக்கு எடுத்துக் கொண்ட கரும்பிண்டத் துகள்கள் 5. giga-eV சக்தியை விடக் குறைந்தவை.

ஃபிரான்ஸன் கூற்றுப்படி கரும்பிண்டத் துகள்கள் புரோட்டான், நியூட்ரான் பரமாணுக்களை விட 5 மடங்கு கனத்தவை ! அந்த வழிமுறையில் பிரபஞ்சத்தை நோக்கினால் கரும்பிண்டம் சாதாரணப் பிண்டத்தை விட 5 மடங்காக இருப்பதை உறுதிப் படுத்துகிறது. ஸர்கார், ஃபிரான்ஸென் இருவரும் சூரியக் கரும்பிண்டத் துகள் மற்றுமோர் புதிர்ப் பிரச்சனையைத் தீர்ப்பதாக நம்புகிறார். பரிதியின் மையத்தைச் சுற்றிலும் எழும் பேரளவு வெப்ப சக்தி கடப்பு, கதிர்வீச்சு இயக்க முறைகளால் (Heat Movement By Conduction & Radiation) விளிம்புக்கு நகர்கிறது. விளிம்புக் கருகில் சுற்றியக்க முறையில் (Convection) நிகழ்கிறது. ஆனால் சுற்றியக்க முறை, கடப்பியக்க முறை ஆகியவற்றின் எல்லை அரங்கு (Boundary Between Conduction & Convection /Radiation Transfer) எங்குள்ளது என்பது தர்க்கத்தில் உள்ளது. சூரிய உட்கலப்பு மூலமான கணினிப் போலி இயக்கங்கள் (Simulations Based on Solar Composition) ஒலி அலைகள் மூலம் பரிதி மேற்தளத்தில் சோதித்த படி அந்த எல்லை அரங்கை மையத்துக்கு அப்பால் (விளிம்புக்கு அருகே) இருப்பதாகக் காட்டுகின்றன. ஸர்கார் ஃபிரான்ஸென் இருவரும் கரும்பிண்டத் துகள் மூலம் அமைத்த போலி இயக்கங்கள் எல்லை அரங்கை மையத்துக்கு அருகில் இருப்பதாகக் கூறுகின்றனர் ! அவரது ஆய்வுகளே போலி இயக்கங் களுக்கும் உளவிய நோக்குகளுக்கும் நெருங்கி ஒத்திருப்பதாகத் தெரிகின்றன.

கருவிண்மீன்கள் கருந்துளை உண்டாக்கலாம் !

பிரபஞ்ச வெடிப்பின் துவக்க யுகங்களில் தோன்றிய முதற் பிறப்பு விண்மீன்கள் இப்போது நாம் காணும் விண்மீன்களுக்கு முற்றிலும் வேறாக இருந்திருக்க வேண்டும். அந்த ஆதியுக விண்மீன்கள் பிரபஞ்சத்தின் புதிரான அமைப்புகளைப் புரிந்து கொள்ள ஓரளவு உட்குறிப்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம். 2007 ஆம் ஆண்டில் நியதியாக்கப் பட்ட “கரு விண்மீன்கள்” (Dark Stars) நவீன விண்மீன் களை விடப் பன்மடங்கு பெரிதாக வளரலாம் என்றும் அவை கரும்பிண்டத்தின் துகள்களால் (Dark Matter Particles) ஆற்றல் ஊட்டப் படலாம் என்றும் வானியல் விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார். அந்தத் துகள்கள் அணுப்பிணைவு (Nuclear Fusion) முறையில் அல்லாமல் கரு விண்மீன்களின் உள்ளே பிணைந்து அழியலாம் என்றும் எண்ணப் படுகிறது. பிள்ளைப் பிரபஞ்சத்தில் கரு விண்மீன்கள் நமது பரிதி போல் கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளியை வீசியிருக்க வேண்டும் என்று சொல்லப் படுகிறது. ஆனால் இப்போது அந்த ஒளிவீச்சு நம்மை அணுக முடியாது உட்சிவப்பு நீட்சியில் “செந்நிறக் கடப்பாகி” (Redshifted into the Infrared Range) தெரியாமல் போனது என்று விளக்கம் கூறப்படுகிறது. ஆதலால் கரு விண்மீன்கள் நமது கண்களுக்குத் தெரியாமல் போய் விட்டன !

கருந்துளைகளின் மூலத் தோற்றம் மர்மமானது. ஒரு கோட்பாடு : பிரபஞ்ச மிச்சத்தின் முதற் பிறவி விண்மீன்கள் அவை என்பது. ஒருவித விண்மீன் மாதிரிகளைச் சேர்ந்தவை யாக இருக்கலாம். அவை பளு மிக்க கரும்பிண்டத்து முகிலின் உட்புறத்தில் உள்ளதாக எண்ணப் பட்டவை. இந்த முதற் பிறப்பு விண்மீன்களின் நடுவே கரும்பிண்டத் துகள்கள் இருந்திருக்கலாம். அத்துகள்கள் கதிர்வீச்சால் வெடித்து ஒன்றை ஒன்று அழித்திருக் கலாம். இந்த மிஞ்சிய சக்தி இவ்வித விண்மீன்கள் சாதாரண விண்மீன்களை விடப் பெரிதாக வளர விட்டிருக்கலாம். விண்மீன்கள் எரிவாயு தீர்ந்து அணுப்பிணைவு நின்று சாகும் போது பேரளவு சக்தியுள்ள கருந்துளைகளாய் மாறலாம். ஆனால் கருவிண்மீன் களைக் (Dark Stars) ஒருநாள் காண்போம் என்னும் நம்பிக்கை விஞ்ஞானி களிடையே இருப்பதில்லை. பிரபஞ்சத்தில் பரிதியின் உட்கருவில் மட்டுமே கரும்பிண்டம் இருக்கலாம் என்று கருத வேண்டாம். காலாக்ஸிகளின் மையத்தில் பேரளவு பளுநிறை கொண்ட கருந்துளைகளை (Supermassive Black Holes) உண்டாக ஏராளமான விண்மீன் களுக்குக் கரும்பிண்டம் உதவியுள்ளதா என்று சீக்கிரத்தில் நாம் கண்டு விடலாம்.

பிரபஞ்சத்தைக் கைக்கொண்ட கணப்பு & குளிர்ப்பு கரும்பிண்டங்கள் விண்வெளி மண்டலம் முழுவதிலும் பரவியுள்ள குறிப்பாக காலக்ஸிகளில் கணப்பு அல்லது குளிர்ப்பு கரும்பிண்டம் ஆக்கிரமித்திருந்ததது ஒரு தெளிவடைந்த விஞ்ஞான அறிவிப்பாகும். பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் காலாக்ஸிகள் உருவான வரையமைப்பில் (Pattern of Galaxies) நியூடிரினோக்கள் முழுப்பங்கு எடுத்துக் கொள்ள வில்லை. முன்பு கூறியபடி பெரு வெடிப்பிலிருந்து ஒளிவேகத்துக்கு ஒட்டிய விரைவில் நியூடிரினோக்கள் வெளியேறி யதால், அவை யாவும் பிண்டத் திணிவு ஏற்ற இறக்கத்தை சமப்படுத்த (Smoothen the Fluctuations in Matter Density) முற்பட்டன ! பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலங்களில் “நியூடிரினோ திணிவு” (Neutrino Density) பேரளவு கொண்டதாய் இருந்தது. ஆதலால் பெரும்பான்மைப் பிண்டத் திணிவு நியூடிரினோ நுண்துகள்களால் நிரம்பி இருந்ததாக முடிவானது. வேகம் மிகையாக அவை கொண்டிருப்பதால் நியூடிரினோக்கள் அடர்த்தி மீறிக் கண்டிருந்த அரங்குகளை (Overdense Regions) – அதாவது பிரபஞ்ச சராசரி திணிவை மிஞ்சிய அரங்குகளை விடுவித்தன ! அதன் விளக்கம் என்ன வென்றால் நியூடிரினோக் களின் வேகம் மிகுதியாகத் தணியும் போது “திணிவு ஏற்ற இறக்கம்” (Density Fluctuations) தோன்றும் என்பதே. அதாவது பிரபஞ்சம் விரியும் போது அதன் உஷ்ணம் தணிவு நிலை அடைந்து நியூடிரினோ துகள்கள் குளிர்ந்து போகின்றன.சுமாராகச் சொல்லப் போனால் பிரபஞ்சத்தில் 75% கருமைச் சக்தி (Dark Energy), 21% கருமைப் பிண்டம் (Dark Matter) 4% தான் சூரிய மண்டலம் போன்ற ஒளி மந்தைகள் (Named as Normal Matter). சற்று விபரமாகச் சொன்னால் கருமைச் சக்தி 65%, கருமைப் பிண்டம் 30%, விண்மீன்கள் 0.5% [Stars], உலவும் ஹைடிரஜன், ஹீலியம் சேர்ந்து 4% [Free Hydrogen & Helium], கன மூலகங்கள் 0.03% [Heavy Elements], மர்ம நியூடிரினோக்கள் 0.3% [Ghostly Neutrinos].

கருமைப் பிண்டத்தின் மர்மான நியூடிரினோ நுண்ணணுக்கள் !

பிரமாண்டமான பிரபஞ்சத்தில் முக்கால் திணிவுப் பகுதியான கருமைச் சக்தி (Dark Energy) மனிதக் கண்ணுக்குப் புலப்படா மலும் என்னவென்று விளக்க முடியாமலும் “அகிலப் புதிராக” (Heavenly Mystery) இன்னும் இருந்து வருகிறது ! அதைப் போன்று அடுத்து மர்மமானது பிரபஞ்சத்தின் கால் பகுதியாக இருக்கும் “கருமைப் பிண்டம்” (Dark Matter) ! புதிருக்குள் புதிரான நியூடிரினோ துகள்கள் பிரபஞ்சப் பிண்டத்தின் மூலத்துக்கு அடிப்படை என்று நிரூபிக்க உதவலாம் ! அகிலவெளிப் புதிர்களை ஆழ்ந்து ஆராய விஞ்ஞானிகள் நுண்ணணு விரைவாக்கிகள் (Particle Accelerators), தொலை நோக்கிகள், துணைக்கோள்கள் ஆகியவற்றைத் தற்போது பயன்படுத்தி வருகிறார். சில உயர்ச் சீரமைப்பு நுண்ணணுக்கள் (Super Symmetric Particles) மிகப் பலவீனமாக உடனியங்கும் துகள்களின் பிரதானக் குடிகள் (Prime Candidates for the very weakly interacting Particles) என்று ஜப்பானிய விஞ்ஞானி முராயமா கருதுகிறார். விரைவாக்கிகள் நுண்ணணுக்கள் எவ்விதம் தம்முள் உடனியங்கு கின்றன என்று உளவவும், அவற்றின் திணிவு நிறையை (Mass) அளக்கவும் உதவுகின்றன. அம்முறையில் “நியூடிரினோ துகள் பௌதிகம்” (Neutrino Particle Physics) ஓர் மகத்தான இடத்தைப் பிடித்துக் கொண்டுள்ளது !

பிரபஞ்சத்தின் கரும்பிண்டம் என்றால் என்ன ?

1930 இல் டச் வானியல் மேதை ஜான் ஓர்ட் (Jan Oort) சூரியனுக்கருகில் விண்மீன்களின் நகர்ச்சிகளை ஆராயும் போது, முதன்முதல் கரும் பிண்டத்தின் அடிப்படை பற்றிய தன்மையை அறிந்தார். அவரது அதிசய யூகம் இதுதான். நமது பால்மய வீதி போன்று, பல்லாயிர ஒளி மந்தைகள், (Galaxies) மந்தை ஆடுகள் போல் அடைபட்ட ஒரே தீவுகளாய் சிதைவில்லாமல் தொடர்ந்து நகர்கின்றன. அதாவது அந்த மந்தை அண்டங்கள் வெளியேறாதபடி ஒன்றாய் குவிந்திருக்க மகாப் பெரும் கனமுள்ள பொருட்கள் அவற்றில் நிச்சயம் பேரளவில் இருக்க வேண்டும் என்று நம்பினார். அந்த கனமான பொருட்களே விண்மீன்கள் தப்பி ஓடாதபடி, காலக்ஸின் மையத்தை நோக்கிக் கவர்ச்சி விசையால் இழுத்து வைக்கப் படுகின்றன என்று திட்டமாகக் கண்டறிந்தார். ஜான் ஓர்ட் சூரியனுக்குப் பக்கத்தில், விண்மீன்களின் நகர்ச்சியை நோக்கிய போது, சூரிய ஒளிப் பண்டத்தை விட அத்தகைய கரும் பண்டத்தின் திணிவு மூன்று மடங்கு இருக்க வேண்டும் (Dark Matter Existed 3 times as much Bright Matter) என்னும் தனது கருத்தை வெளியிட்டார். பின்னர் ஆய்வு களைத் தொடர்ந்த வானியல் வல்லுநர்கள் ஒளித் தட்டுகளையும் (Luminous Disks), காலக்ஸிகளைச் சுற்றிலும் தெரிந்த ஒளி வளையங்களை (Halos) கண்ட போது ஓர்டின் கரும் பிண்டத்தின் அளவு உறுதியாக்கப்பட்டது.

(தொடரும்)

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

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine. New Scientist

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How do Massive Stars Explode ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By : Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40206102&format=html
11 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40308155&format=html
12 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40407085&format=html
13 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
14 “Physics of the Impossible” Michio Kaku – Article By : Casey Kazan (March 4, 2008)
15 Space & Earth – Seeing the Invisible – First Dark Galaxy Discovered (Feb 23, 2005)
16 Did Dark Matter Create the First Stars ? (March 15, 2006)
17 Dark Matter in Newborn Universe, Doused Earliest Stars (Dec 3, 2007)
18 Space & Earth – Dark Matter in a Galaxy (October 30, 2009)
19 The Newrork Timea – Black Holes, A Riddle All Their Own, May be Fueling the Blobs By : Dennis Overbye (July 7, 2009)
20 Science Daily – Mysterious Space Blob Discovered at Cosmic Dawn (April 2009)
21 New Book – Physics Theory – The First Stars -The Interconnectedness of Reality Phyisics Org – (November 3, 2009)
22 Stars Fueled By Datrk Matter Could Hold Secrets to the Universe (Nov 3, 2009)
23 Wikipedia – Dark Star (November 8, 2009)
24 Daily Galaxy – Dark Stars – Were There Once Dark Stars Powered By Antimatter ? (Nov 9, 2009)
25 Daily Galaxy – Were Gigantic Dark Stars of the Early Universe Powered By Antimatter (November 12, 2009)
26 Daily Galaxy – Are Black Holes Powering the Most Massive Objects in Space (Nov 11, 2009)
27 The Dark Attractor : What’s Pulling the Milky Way Towards it at 14 million mph. (Nov 13, 2009)
28. https://jayabarathan.wordpress.com/2009/08/20/katturai-62-1/(Compact Stars & Preon Stars) (Aug 20, 2009)
29 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40911291&format=html (Earlier Stars & Dark Stars)
30 Scientific American – Dark Matter Particle Discovered By JR Minkel (April 13, 2008)
31 Wired Sources – A New Experiment – First Direct Evidence of Dark Matter Particles By Alxis Madrigal (November 19, 2008)
32 News Track, India – Is Dark Matter Cooling off the Sun’s Core ? (July 15, 2010)
33 New Scientist – Dark Side of the Sun – Exotic Dark Matter Lurks inside Our Sun (The Sun Has a Heart of Darkness By : Eugenie Samuel Reich (July 17, 2010)
34 Daily Galaxy – Could the Sun Have a Core of Dark Matter ? (July 23, 2010)