பேரண்டம் தொடர்ந்து விரிவடைந்து கொண்டே செல்கிறதே --என்ன... புரிகிறதா? 05 -ராஜ்சிவா(ங்க்)

Raj Siva
August 30, 2019 ·
*
என்ன... புரிகிறதா? 05
-ராஜ்சிவா(ங்க்)

தொடருந்துப் பெட்டியொன்றில் அமர்ந்திருக்கும் மனிதர்களால் 40கிமீ/மணி வேகத்தைவிட அதிக வேகத்தில் பயணம் செய்யமுடியாது. ஆனாலும், அவர்கள் அமர்ந்திருக்கும் தொடருந்தால், 300 கிமீ/மணி வேகத்துக்கும் அதிகமாகப் பயணிக்க முடிகிறது என்று கடந்த பகுதியில் சொல்லியிருந்தேன். அதுபோல, பேரண்டண்டத்தின் உள்ளேயிருக்கும் எந்தப் பொருளாலும் ஒளியை மிஞ்சிய வேகத்தில் இயங்க முடியாது. ஆனாலும், பேரண்டம் தனது எல்லைகளில் ஒளியைத் விஞ்சிய வேகத்தில் விரிந்துகொண்டே செல்கிறது. மிக அதிக வேகத்தில்.

பேரண்டத்தின் பருமன் முடிவில்லாதது என்கிறது இயற்பியல். நடுவே துளைகொண்ட மெதுவடையின் வடிவமாகவோ, சவர்க்கார நுரைக்குமிழியின் கோள வடிவமாகவோ, கிடையாய் விரிக்கப்பட்ட தட்டைப் பாய் போலவோ, மேல் நோக்கிய அல்லது கீழ் நோக்கிய வளைவுகொண்ட மலையேறும் சாலை போன்றோ, ஏதோவொரு வடிவத்தைப் பேரண்டம் கொண்டிருக்கலாம். அதன் வடிவம் எதுவானாலும், பருமன் முடிவிலியானது. இந்த இடத்தில் இயற்பியல் இதைச் சொல்கிறது. “பேரண்டம் முடிவிலியானாலும், நம்மால் ஒரு குறித்த அளவுடைய அண்டப் பகுதியையே பார்க்க முடியும். அதற்கு அப்பால், எதையும் பார்க்க முடியாது. தலைகீழாக நின்றாலும், அறிவியலில் எவ்வளவு வளர்ச்சி அடைந்தாலும் முடியாது” என்கிறது. நம்மால் பார்க்கக்கூடிய அந்த அண்டப் பகுதியை, ‘காணும் பேரண்டம்’ (observable universe) என்று சொல்கிறோம். அது, 46 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் ஆரமுடைய வட்டப் பிரதேசமாகும். அதாவது, பூமியை மையமாக வைத்துப் பார்த்தால், 92 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் விட்டமுடைய (46X2=92) வட்டப் பகுதி. பூமி என்றில்லை, பேரண்டத்தின் எந்த இடத்தில் நின்றுகொண்டு பார்த்தாலும், அந்த இடத்தை மையமாக வைத்துக் காணக்கூடிய பேரண்டம், 92 பில்லியன் ஒளியாண்டுகளாகவே எப்போதும் இருக்கும்.

நியாயப்படி பார்த்தால், “அது என்ன 46 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் என்னும் கணக்கு? அதற்குமேல் ஏன் நம்மால் பார்க்க முடியவில்லை? பேரண்டம் உருவாகியதோ, 13.8 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன். அப்படிப் பார்த்தால், பேரண்டம் 13.8 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் ஆரமுடைய வட்டமாகத்தானே இப்போது இருந்திருக்க முடியும். அல்லது, 27.6 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் விட்டமுடைய வட்டப் பருமனுடன் (13.8X2=27,6) இருக்க வேண்டும். ஆனால், முடிவிலிப் பருமனாக எப்படி மாறியது? காணும் அண்டமே, 92 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் அளவாக இருக்கிறதே! இதில், 46 பில்லியன் ஒளியாண்டுகள் என்னும் கணக்கு எப்படி வந்தது? இந்த இலக்கம் எதனுடனும் தொடர்பில்லாததாக இருக்கிறதே!” என்னும் சந்தேகம் உங்களுக்கு வந்திருக்க வேண்டும். ஆனால், சத்தியமாக அப்படியான சந்தேகம் உங்களுக்கு வரவே வராது. உங்கள் கவனமெல்லாம், ‘பிக்பாஸில் லொஸ்லியா, கவினிடமல்லவா இருக்கிறது. கவினும், லொஸ்லியாவும் இருக்குமிடத்தில் காதல்தான் இருக்கும். அறிவியல் சந்தேகம் எப்படி இருக்கும்?அதனால், பிக்பாஸைக் கொஞ்சம் தள்ளி வைத்துவிட்டு, சற்று மேலே போய், நான் சொல்லியிருக்கும் சந்தேகங்களைப் படியுங்கள். சந்தேகப் படுங்கள்.

பிக்பாஸ் கணத்திலிருந்து…., அய்யோ சாரி, நானும் பிக்பாஸா? பிக்பாங் கணத்திலிருந்து, 13.8 பில்லியன் ஆண்டுகளாக ஒளியின் வேகத்தில் பேரண்டம் விரிந்திருந்தால், அது 27.6 பில்லியன் ஒளிவருடப் பருமனைத்தான் கொண்டிருக்க வேண்டும். ஆனால், உண்மை நிலை அதுவல்ல. மொத்தப் பேரண்டமோ முடிவிலி அளவாகியிருக்கிறது. இதிலிருந்து ஒன்று தெளிவாகப் புரிகிறது. பேரண்டம் ஒளியின் வேகத்தில் விரிவடையவில்லை. அதைவிட அதிக வேகத்தில், மிக அதிக வேகத்தில் விரிந்தது. விரிந்து கொண்டிருக்கிறது. இன்னுமொன்றும் சொல்கிறார்கள். பேரண்டம் குறிப்பிட்ட வேகத்தில் விரியடையவில்லை. வேகமுடுக்கத்துடன் (acceleration) விரிவடைகிறது. ஒவ்வொரு நொடிக்கும் அதன் வேகம் மடங்குகளாக அதிகரித்துக் கொண்டே போகிறது. இப்போது நான் சொல்லப்போகும் இந்த உதாரணத்தைப் பாருங்கள். பூமியிருக்கும் இடத்தில்தான் பிக்பாங் விரிவு ஆரம்பித்தது என வைத்துக் கொள்வோம். ஒரு நொடிக்கு 10 மீட்டர் என்னும் வேகத்தில் பேரண்டம் விரிவடைகிறது என்று எடுத்துக் கொண்டால், அது எத்தனை ஆண்டுகளானாலும், அதே 10 மீ/செக் என்னும் வேகத்திலேயே விரிந்து கொண்டிருக்கும். இன்றும் அந்த வேகத்திலேயே விரியும். ஆனால், வேகமுடுக்கம் என்பது அப்படியல்ல. ஒரு நொடிக்கு 10 மீ/செக் என்னும் வேகமுடுக்கத்தைப் பேரண்டம் பெறுகிறது என்று வைத்துக் கொண்டால், ஒவ்வொரு நொடிக்கும் அதன் வேகம் பத்துப் பத்து மீட்டர்களாக அதிகரித்துக் கொண்டு போகும். பேரண்டம், நொடிக்கு 10 மீ/செ என்னும் வேகமுடுக்கத்துடன் விரிகிறதென்று ஒரு பேச்சுக்கு வைத்துக் கொள்வோம். ‘அட பத்து மீட்டர்களா! இது மிகவும் குறைந்த அளவாக இருக்கிறதே!’ என்று கவலைப்படுகிறீர்களா? நடப்பதைக் கவனியுங்கள்.

பேரண்டம் விரிவடைய ஆரம்பித்த முதலாவது நொடியில் அது 10 மீ/செக் வேகத்தையும், அடுத்த நொடியில் 20 மீ/செக் வேகத்தையும், மூன்றாவது நொடியில் 30 மீ/செக் வேகத்தையும் அடையும். இப்படியே ஒவ்வொரு நொடிக்கும் அதன் வேகம் பத்தாக அதிகரிக்கும். இதனடிப்படையில், இனிச் சொல்லப் போவதைக் கவனியுங்கள். உதாரணம்தான். நிஜமல்ல.

பேரண்டமானது, முதல் பத்தாவது நொடியில் 100 மீ/செக் வேகத்தை அடைந்திருக்கும். அத்தோடு, அரை கிலோமீட்டர்கள் விரிவடைந்துமிருக்கும். இரண்டரை மணிநேரத்தில் சந்திரனைத் தொடுந்தூரமும், ஒன்றரை நாளில் செவ்வாய் செல்லும் தூரத்தையும் தொட்டிருக்கும். மூன்று வாரத்தில் சூரியக் குடும்பத்தை தாண்டும் தூரத்தைத் தொடும். இந்தக் கணத்தில் அதன் வேகம், மணிக்கு 65 மில்லியன் கிலோ மீட்டராக உயர்ந்திருக்கும். இது ஒளியின் வேகத்தின் ஆறு விழுக்காடுகளாகும். பதினைந்தாவது மாதத்தில் ஒரு ஒளியாண்டு தூரத்தைக் அடைந்திருக்கும். இப்போது வேகம், ஒளியின் 87 விழுக்காடுகளாக அதிகரித்திருக்கும். பதினெட்டாவது மாதத்தில் 2 ஒளியாண்டுகள் தூரம் கடந்திருக்கும். இப்போது ஒளியின் வேகத்தின் 95 விழுக்காட்டை அடைந்திருக்கும். இப்படியே 41 வருடத்தில் பால்வெளி உடுத்திரளை கடக்கும் தூரத்தை அடையும். அதாவது, ஒரு இலட்சம் ஒளியாண்டுகள் தூரத்தை கடந்திருக்கும். 56 வருடத்தில் அண்ட்ரோமேடா உடுத்திரளின் தூரத்தைத் தொடும். 76 வருடத்தில் இராட்சச உடுத்திரள் தொகுப்பான ‘லானியாகேயா’ (Super cluster Laniakea) வின் தூரத்தைப் பிடித்திருக்கும். அதாவது 250 மில்லியன் ஒளியாண்டுகள் தூரம் (இந்த லானியாகேயாவைப்பற்றித் தனியாகச் சொல்ல வேண்டும். அதை அப்புறம் சொல்கிறேன்). இப்போது அதன் வேகம் என்ன தெரியுமா? ஒளியின் வேகத்தின் 0.999999998 மடங்காக இருக்கும். அதாவது கிட்டத்தட்ட ஒளியின் வேகத்தை அண்மித்தாகிவிட்டது. இப்படியே படிப்படியாக, 0.9999999999999...... என்னும் அளவீடுகளில் ஒளியின் வேகத்தையடைந்து, அதன்பின்னர், ஒளியைவிட அதிக வேகத்தில் விரிய ஆரம்பிக்கிறது. நொடிக்கு 10மீ/செக் என்னும் சிறிய வேகமுடுக்கதினால் ஏற்படும் விரிவின் பிரமாண்டத்தையும், வேக அதிகரிப்பயையும் இப்போது பார்த்தோம். ஆனால், நிஜத்தில் பேரண்டத்தின் வேகமுடுக்கம் அதிகம். மிகமிக அதிகம்.

74.3 கிமீ/செக்/மெகாபார்செக் என்னும் வேகமுடுக்கத்துடன் பேரண்டம் விரிவடைகிறது என்பதைச் சமீபத்தில் கண்டுபிடித்திருக்கிறார்கள். இந்த வேகமுடுக்கத்தில் விரிகின்ற பேரண்டம், தனது 46 பில்லியன் ஒளியாண்டு என்னும் எல்லையைத் தொடும்போது, ஒளியின் முழுமையான வேகத்தையும் விஞ்சியபடி விரைவாக விரிந்து கொண்டிருக்கிறது. நாம் பூமியை மையமாக வைத்துப் பார்த்தால், 46 பில்லியன் ஒளியாண்டு எல்லைப் பகுதிக்குட்பட்ட அண்டப் பிரதேசங்களிலிருந்து வரும் ஒளியை நம்மால் காணக்கூடியதாக இருக்கிறது. அதற்கு அப்பாலுள்ளவை, ஒளியைவிட அதிக வேகத்தில் நம்மைவிட்டு விலகிச் செல்வதால், அவற்றிற்கான ஒளியை நம்மால் பார்க்கவே முடிவதில்லை. அங்கிருந்து ஒளி வரும் வேகத்தைவிட அதிக வேகத்தில் அவை விலகிச் செல்கின்றபடியால் தெரிவதெல்லாமே கருமைதான். அதனாலேயே, ‘காணும் பேரண்டம்’ (Observable universe) எப்போதும், 46 பில்லியன் ஒளியாண்டு சுற்றுவட்டப் பகுதியுடையதாகவே இருக்கிறது. இது பூமியிலிருந்து என்றில்லை, 250 மில்லியன் ஒளியாண்டுகளுக்கப்பால் இருக்கும் ‘லானியாகேயா’ உடுத்திரள் தொகுப்பின் எந்த மூலையில் நின்று பார்த்தாலும், 46 பில்லியன் ஒளியாண்டுப் பேரண்டமே தெரியும்.


ஒரு அடர் இருள் காட்டினுள் மிகவும் ஒளிமிகுந்த டார்சை அடித்துக்கொண்டு நீங்கள் எந்தத் திசையில் நகர்ந்தாலும், அந்த டார்ச்சின் ஒளிவட்டம், உங்களை மையமாகக் கொண்டு ஒரேயளவாக உங்கள் கூடவே நகர்ந்தபடி வருமே, அதுபோலப் பேரண்டத்தின் எந்த மூலையில் நகர்ந்தாலும் தெரிவது 46 ஒ.ஆ. மட்டுமே!

என்ன... புரிகிறதா?

-ராஜ்சிவா(ங்க்)