யாருக்கும் தெரியாத கரும்துளை ரகசியம்-Black hole

  நாம் கற்பனை செய்துபார்க்கமுடியாத அளவில் அண்டவெளியில் கோடிக்கணக்கான நட்சத்திரங்கள்,கிரகங்கள்,கலக்சிகள், நெபியூலாக்கள் நிறைந்திருக்கின்றன.இவையனைத்தும் பெருவெடிப்பின் மூலம் தோன்றியவையே என்பதுதான் இவற்றிற்கிடையிலான தொடர்பாகும்.இவற்றுள் ஒன்றுதான் கருந்துளை பெயரிற்கேற்றாற்போல் கருமையான ஒரு பிரதேசமாக அல்லது புள்ளியாக இது காணப்படுகின்றது.

ஏதாவது ஒரு பொருள் நம் கண்ணிற்கு புலப்படவேண்டுமாக இருந்தால் அந்தப்பொருளில் ஒளி பட்டுத்தெறித்து அவ் ஒளி எம்கண்களின் விழித்திரையில் விழவேண்டும்.ஆனால் கருந்துளையினுள் செல்லும் ஒளி மீண்டும் வெளியே வரமுடியாது அந்த அளவிற்கு மிக மிக வலிமையான ஈர்ப்புவிசையை கருந்துளை தன்வசம் கொண்டுள்ளது.இதுதான் கருந்துளை கறுப்பாக இருப்பதற்கான காரணம்.(கட்டுரையின் முடிவில் சரியான காரணம் புரியும்)

கருந்துளை எப்படி உருவாகின்றது?

ஒரு நட்சத்திரத்தின் ஆயுட்காலம் அண்ணளவாக 10 பில்லியன் வருடங்களாகும்.இந்த 10 பில்லியன் வருடக்காலப்பகுதியிலும் அந்த நட்சத்திரம் எரிந்துகொண்டேயிருக்கும். நட்சத்திரத்தினுள் நடைபெறும் அணுக்கருத்தாக்கங்கள் காரணமாக நட்சத்திரம் எரிந்துகொண்டேயிருக்கும்.இவ்வாறு எரிந்துகொண்டிருக்கும் நட்சத்திரங்கள் ஐதரசன் மற்றும் ஹீலியத்தினால் உருவாக்கப்பட்ட மிகப்பெரிய வாயுக்கோளங்களாகும்.

இவ்வாறு தாக்கம் நடைபெற்றுக்கொண்டிருக்கும்போது உருவாகும் அமுக்கம் நட்சத்திரத்தினுள் இருக்கும் வாயுவைவெளியே தள்ளும் ஆனால் நட்சத்திரத்தினில் இருக்கும் மையத்தை நோக்கிய ஈர்ப்புவிசை வாயுவை மையத்தை நோக்கி ஈர்க்கும் நட்சத்திரம் மரணிக்கும்வரை இவ்விரு விசைகளுக்கிடையிலான மோதல் நடந்துகொண்டேயிருக்கும்.

நட்சத்திரம் மரணிக்கும் தறுவாயில் அதாவது ஐதரசன் அணுக்களில் பெரும்பாலானவை ஹீலியம் அணுக்களாக மாறும்தறுவாயில் ஈர்ப்புவிசை வெற்றிபெற நட்சத்திரம் மையத்தை நோக்கி சுருங்க ஆரம்பித்துவிடும்.

இவ்வாறு நட்சத்திரம் சுருங்க ஆரம்பித்ததும் நட்சத்திரத்தின் ஈர்ப்புவிசை பல மடங்குகளாக அதிகரிக்க ஆரம்பிக்கும்.இவ்வாறு சுருங்க ஆரம்பிக்கும் நட்சத்திரம் ஒரு குறிப்பிட்ட எல்லை வரையுமே சுருங்கும்,நட்சத்திரத்தினுள் எஞ்சியிருக்கும் வாயுக்களில் உள்ள இலத்திரன்களின் தள்ளுவிசை நட்சத்திரத்தின் மையத்தை நோக்கிய ஈர்ப்புவிசையை சமப்படும் அளவுவரையே நட்சத்திரம் சுருங்கும்.

மிகப்பெரிய நட்சத்திரங்கள் அண்ணளவாக சூரியனைவிட 20 மடங்கு பெரிய நட்சத்திரங்கள் அதன் எரிபொருள் தீர்ந்ததும் நிலைகுலைய ஆரம்பித்துவிடும்.பெருமளவான எருபொருள் தீர்ந்தாலும் பிரமாண்டமான இந்த நட்சத்திரங்களின் மேற்பரப்பில் சிறிய அளவில் எரிபொருள் சற்றுமீதமாக இருக்கும் இவ் எரிபொருளில் அணுத்தாக்கம் நடைபெற ஆரம்பிக்க தொடர்ச்சியான சங்கிலித்தாக்கங்கள் நடைபெற்று மிகப்பெரிய வெடிப்பு நடைபெறுகின்றது.இவ்வெடிப்பி நடைபெற்ற பின்னரும் நட்சத்திரத்தின் மத்தியில் எஞ்சிய திணிவு சூரியனின் திணிவின் 3 மடங்கைவிட அதிகமாக இருக்கும்போது அவ் எஞ்சிய திணிவு கருந்துளையாக உருவெடுக்கின்றது.

இதேபோல் மிகப்பெரிய திணிவுகொண்ட நட்சத்திரங்கள் சுருங்கி வெள்ளைக்குள்ளன் (white dwarf) ஆகவும் மாற்றமடைகின்றது.ஆனால் கருந்துளையாக நட்சத்திரம் உருமாறும்போது கருந்துளையின் மையம் ஒருமைத்தன்மையை நோக்கி நகரும்,மையம் ஒரு பரிமாண புள்ளியாக மாற்றமடையும் இதனால் அந்தமையத்தின் திணிவு,அடர்த்தி முடிவிலியை நோக்கி நகரும்,ஸ்பேஸ் ரைம் வளையும் இவற்றின் காரணமாக ஒளியைகூட தன்வசம் உறுஞ்சிக்கொள்ளும் அபரமிதமான ஈர்ப்புக்குழியாக கருந்துளை உருவெடுக்கின்றது.

கருந்துStellar, Supermassive, , Miniature black holes. தம்மைத்தாமே சுற்றும் கருந்துளைகளில் மின்னேற்றம் பெரிய அளவில் இருந்தாலும் தொடர்ச்சியாக பொருட்களை உள்ளிழுக்கும்போது அப்பொருட்களில் ஏற்றத்தைப்பகிர்வதன்மூலம் மீண்டும் ஏற்றமற்ற நிலைக்கு கருந்துளை திரும்புவதாக விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றார்கள்.

ளைகள் எல்லாம் ஒரே மாதிரியானவை ஆனால் அவைகொண்டுள்ளதிணிவு,மின்னேற்றம்,சுழற்சி என்பவற்றை அடிப்படையாகக்கொண்டு 3 வகையாகப்பிரிக்கப்படுகின்றது.

 நியூட்டனில் இருந்து ஐன்ஸ்டீன்வரை கருந்துளை....

ஒரு குட்டி ரைம் ரவல்

1868 

 சேர் ஐசாக் நியூட்டன் புவியீர்ப்பை கண்டறிகின்றார்.இதன் பின்னர் ஈர்ப்புவிசை தொடர்பாக Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica  என்ற 3 பாகங்களைக்கொண்ட புத்தகமாக வெளியிடுகின்றார் நியூட்டன்.இவர் உருவாக்கிய சமன்பாடுகள் நட்சத்திரங்கள்,கோள்களின் திணிவுகள்,தூரங்களை உய்த்தறிய விஞ்ஞானிகளிக்கு உதவியது.

1783 

ஜோன்மைக்கல் என்ற  விஞ்ஞானி கறுப்பு நட்சத்திரம் என்ற ஒரு கருத்தை முன்வைக்கின்றார்.சூரியனைப்போன்ற ஒரு மிகப்பெரிய நட்சத்திரம் சிலமைல்ள் ஆரையுரைய நட்சத்திரமாக சுருங்கும்போது அதில் இருந்து ஒளிகூட தப்பிக்கமுடியாது எனக்கூறியதுடன் கறுப்பு நட்சத்திரம் என இதற்குபெயரிட்டார்.அதோடு ஈர்ப்புவிசையை கண்டுபிடிப்பதற்கு கணிதரீதியான  கல்குலேசன்ஸ்களையும் செய்துகாட்டினார்.

1796

 பைரீசைமன் என்ற பிரஞ் கணிதவியளாளர் விண்வெளியில் மிகப்பெரியபிரமாண்டமான நட்சத்திரங்கள் கண்ணுக்கு தெரியாமல் இருக்கலாம் என்ற கருத்தைக்கூறினார்.

1905

  ஐன்ஸ்டீன் The Annus mirabilis என்ற விஞ்ஞான சஞ்சிகை ஒன்றிற்கு 4 கட்டுரைகளை எழுதுகின்றார் இதில் ஸ்பேஸ், நேரம்,திணிவு, சக்தி தொடர்பாக விபரித்திருந்தார். ஐன்ஸ்டீனின் இந்தக்கட்டுரை பௌதிகத்தை அடுத்த கட்டத்துக்கு எடுத்துச்சென்றது.

1915

 ஐன்ஸ்டீன்  general relativity theory ஐயும் special relativity theory ஐயும் வெளியிடுகின்றார்.அதுவரை நியூட்டனின் விதிகளுக்கூடாக ஈர்ப்புவிசையை விளங்கிக்கொண்ட உலகத்தை அடுத்த லெவலுக்கு எடுத்துச்சென்றார் ஐன்ஸ்டீன்.

1931 

சுப்ரமணியன் சந்திரசேகர்

இந்தியாவைச்சேர்ந்த இவர் ஒரு நட்சத்திரம் வெள்ளைக்குள்ளனாவதற்கான அதிகபட்ச திணிவு மற்றும் ஒரு நட்சத்திரம் கருந்துளையாவதற்கு தேவையான குறைந்தபட்ச திணிவை நிர்ணயிக்கும் அலகைக்கண்டறிந்தார்.இது chandrasekhar limit  என அழைக்கப்படுகின்றது.

1963 

றோய் கிர் என்ற விஞ்ஞானி ஐன்ஸ்டீனின் general relativity theory தொடர்பான field equation சமன்பாடுகளுக்கு கேத்திர கணிதரீதியான வடிவம் கொடுத்தார்.

1963

பிரபஞ்சத்தின் மிக சக்திவாய்ந்த விண்பொருளான quasar ஐக்கண்டுபிடித்தார்.quasar இன் மத்தியில் மிகப்பிரமாண்டமான கருந்துளை இருக்கும் எனவும் கூறினார்.

1967

ஜோன் வீலர்  உடைந்த கறுப்பு நட்சத்திரங்கள் என்ற பெயரை மாற்றி கருந்துளை என்ற பெயரை அறிமுகப்படுத்துகின்றார்.

1971

X-ray, radio அலைகளையும் தொலைகாட்டியினூடான அவதானத்தினூடாகவும் Cygnus X-1. என்ற கருந்துளை முதன் முதலில் விஞ்ஞானிகளால் அவதானிக்கப்பட்டது.

1974

கருந்துளை உண்மையில் கருந்துளை அல்ல கருந்துளை மின் காந்த அலைகளைக் கதிர்க்கக்கூடியது என்ற கருத்தை stephen hawking வெளியிட்டார்.

general relativity theory

spacetime என்ற ஒரு கருத்தை அறிமுகப்படுத்தினார் ஐன்ஸ்டீன்.spacetime வளைவதனாலேயே ஈர்ப்புவிசை உருவாகின்றது என ஈர்ப்புவிசைக்கு புதிய பரிமாணத்தைக்கொடுத்தார் ஐன்ஸ்டீன்.நமக்கு தெரிந்த முப்பரிமாணத்தையும்,ஒரு பரிமாணத்தையுடைய நேரத்தையும் இணைத்து 4ஆம் பரிமாணமாக spacetime ஐ குறிப்பிட்டிருந்தார் ஐன்ஸ்டீன்.

spacetime ஆனது பொருள்,ஈர்ப்புவிசை,சக்தி,அசைவு போன்றவற்றினால் வளையக்கூடியது என்று கூறினார் ஐன்ஸ்டீன்.spacetime அனைத்துப்பொருட்களையும் சுற்றியிருக்கின்றது.

 நேர் கோடு என்று எதுவுமில்லை ஈர்ப்புவிசையுள்ள ஒரு பொருளருகில் செல்லும்போது அன் நேர்கோடுவளையலாம்.

நாம் கேத்திரகணிதத்தில் இரு சமாந்தரக்கோடுகள் ஒன்றை ஒன்று சந்திக்காது என்று படித்திருப்போம் ஆனால் spacetime வளைவதனால் இவை சந்திக்கலாம் என்றுகூறுகிறார் ஐன்ஸ்டீன்.இப்படித்தான் நாமும்,எம் உலகம்,நட்சத்திரம் எல்லாமுமே spacetime இனால் பாதிக்கப்படுகின்றோம்.

நியூட்டனின் பார்வையில் ஒளிக்கு திணிவில்லை ஒளி நேர்கோட்டில் செல்லும் ஆனல் ஐன்ஸ்டீன் கூறினார் மிகப்பெரும்திணிவுகளில் spacetime வளைவதனால் ஏற்படும் ஈர்ப்புவிசையினால் ஒளிவளையும் என்றார்.

இதை 1919 இல் பரிசோதனைமூலம் சரி எனக்கண்டறிந்தார் விஞ்ஞானி Eddington.சூரியகிரகணத்தின்போது சூரியனை தொலை நோக்கிமூலம் அவதானித்த இவர் சூரியனின் பின்னால் இருக்கும் நட்சத்திரங்களும் தொலை நோக்கியில் தெரிவதை அவதானித்தார்.இதன் மூலம் சூரியனின் பின்னால் உள்ள நட்சத்திரத்தில் இருந்துவரும் ஒளிக்கற்றை சூரியனின் திணிவுகாரணமாக வளைந்து பூமியை அடைகின்றது என்பது அவருக்குப்புரிந்தது.இது Gravitational Lensing என அழைக்கப்படுகின்றது.இதன்பின்னர்தான் விஞ்ஞான உலகம் ஐன்ஸ்டீனின் தியரிகளை உற்று நோக்க ஆரம்பித்தது.