கருப்பாக ஒரு மர்மம்

–ஸ்ரீதர் சுப்பிரமணியம்

நமது பிரபஞ்சத்தில் பெரும் ஆச்சரியத்துக்கும், மர்மத்துக்கும் உரிய விஷயங்கள் நூற்றுக் கணக்கில் இருக்கின்றன. கடந்த முன்னூறு ஆண்டுகளில் பிரஞ்சத்தின் சிலவற்றின் மர்மம் பெருமளவு புரிதலுக்கு உட்பட்டு அவற்றின் ஆச்சரியங்கள் முடிந்து போனாலும், இன்னமும் பிரமிப்பு விலகாமல் நிறைய தொடர்கின்றன.

அவற்றில் ஒன்று Black Holes எனப்படும் ‘கருந்துளைகள்’. ஐன்ஸ்டைன் காலத்தில் இருந்து உலகின் விஞ்ஞானிகளுக்கு பெரும் பிரமிப்பையும் ஆச்சரியத்தையும் கொடுத்து வருபவை இவை. The most exotic objects in the universe என்று தொடர்ந்து அழைக்கப்படுபவை. சிருஷ்டியின் மர்மமே இதில்தான் ஒளிந்து கொண்டிருக்கிறது என்று கருதுமளவுக்கு இவை முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன. விண்ணியற்பியலில் (Astrophysics) அமெச்சூர் ஆர்வம் இருக்கும் எனக்கும் மனதுக்கு மிகவும் நெருக்கமான டாபிக் இதுதான். (நான் அறிவியல் குறித்து எழுதிய பதிவுகள் மிகச் சிலவே. அவை எல்லாவற்றிலும் கருந்துளைகள் என்ற வார்த்தை இடம் பெறாமல் இருந்திருக்காது!)

கருந்துளைகள் என்ன என்று சுருக்கமாக விளக்குவது சற்றே கடினமான செயல்தான். இருந்தாலும் முயற்சிக்கிறேன். கருந்துளைகள் பல்வேறு வகைப்படுகின்றன எனினும் விளக்கத்துக்காக ஒரே ஒரு வகையை எடுத்துக் கொள்கிறேன்.

உயர்ந்த கட்டிடங்கள் வெடி வைத்து இடிக்கப்படுவதை பார்த்திருப்பீர்கள். அவற்றுக்கு கீழே வெடிகள் வைத்து தகர்க்கப்படும் பொழுது வெடித்துப் பறந்து போவதில்லை. ஒவ்வொரு மேல்தளமும் கீழ்தளத்தின் மேல் ஒன்றன் மீது ஒன்று விழுகின்றன. நட்சத்திரங்கள் என்பவை நெருப்புக் கொழுந்துகள் என்று நமக்குத் தெரியும். சிலவை மாபெரும் நிறை (mass) கொண்டவையாக இருக்கின்றன.¹ அந்த நெருப்புப் பிழம்பின் நிறை அதிகரிக்க அதிகரிக்க, அவற்றின் வேகம், வெப்பம் தாங்க முடியாமல் நட்சத்திரத்தின் மையம் வெடிக்கிறது. அப்போது அவற்றின் பிழம்பு ஒன்றன் மீது ஒன்று விழுந்து அந்த நிறை தாங்க முடியாமல் போகிறது. அந்த நிறை அதீத வலிமை கொண்ட விசையை உருவாக்குகிறது. அந்த விசை எல்லா நிறையையும் ஈர்த்து ஒரு மையப்புள்ளியில் குவிக்கும் பொழுது, அந்த எடை தாங்க முடியாமல் ஒரு துளை உருவாகிறது.

இதனை கற்பனை செய்ய பின்வரும் உதாரணத்தைக் கொடுக்கிறேன். ஒரு வேட்டியை ஒரு அறையில் நான்கு புறமும் இழுத்துக் கட்டி விடுங்கள். அதன் நடுவில் ஒரு ஐந்து கிலோ எடை கொண்ட ஒரு பலகையை வைத்தால் வேட்டி சுமாராக அழுந்தும். அதே எடை கொண்ட ஒரு உருளைக் கல்லை வைத்தால் அது வேட்டியின் மையத்துக்கு உருண்டு போய் மையம் இன்னும் ஆழமாக அழுந்தும். இப்போது இந்த உருளையின் சுற்றிலும் சாய்வாக வேட்டி இறங்கும். அப்போது அங்கே ஏதாவது பொருளை வைத்தால் அது அந்த உருளையின் மையத்தை நோக்கி ஈர்க்கப்படும். இதுதான் ஈர்ப்பு விசை எனப்படுகிறது. (gravity)

சரி, அதே ஐந்து கிலோ எடை கொண்ட ஒரு கம்பியை வேட்டியின் நடுவே அழுத்தினால் என்ன ஆகும்? வேட்டி மையத்தில் கிழிபடும் அல்லவா? பலகையும் ஒரே எடை, கம்பியும் ஒரே எடை என்றாலும் இரண்டாவது பொருள் வேட்டியை கிழிப்பதற்குக் காரணம் மொத்த எடையும் ஒரு மையப்புள்ளியில் குவிப்பதால் நிகழும் அதீத அழுத்தம்தான்.

இப்பொழுது விண்வெளியை ஒரு துணியாக கற்பனை செய்து கொள்ளுங்கள். பூமி, சூரியன், கிரகங்கள், நட்சத்திரங்கள் போன்றவை அந்தத் துணியை அழுத்துகின்றன. இவற்றின் நிறையினால் (எடை) விண்வெளித் துணியில் ஒரு அழுத்தம் உருவாகிறது. அந்த அழுத்தம் அவற்றுக்கு ஒரு ஈர்ப்பு விசையைக் கொடுக்கிறது. இதே அழுத்தம் தாங்க முடியாத அளவு அதிகம் ஆனால் விண்வெளித் துணியில் ஓட்டை விழுகிறது. அதுதான் கருந்துளை எனப்படுகிறது.

நட்சத்திரத்தின் நிறை முழுவதும் ஒரு புள்ளியில் குவியும் பொழுது அந்த ஈர்ப்பு விசை பற்பல மடங்கு அதிகமாக இருக்கும். ‘பற்பல’ என்றால் நம்மால் கற்பனையே செய்ய முடியாத அளவு. நமக்கு மிக அருகில் இருக்கும் கருந்துளை சுமார் 1,000 ஒளி ஆண்டுகள்² தொலைவில், சஜிடேரியஸ் என்ற நட்சத்திரக் கூட்டத்துக்கு அருகில் உள்ளதுதான். இதன் நிறை (mass) நமது சூரியனைப் போல நான்கரை மடங்கு இருக்கிறது. இதுவே ஜுஜுபி எனும் அளவு மற்ற கருந்துளைகள் இருக்கும். நாம் இருப்பது பால்வெளி எனும் அண்டப் பேரடை (galaxy). இதற்கு நட்ட நடுவில் ஒரு கருந்துளை இருக்கிறது. இதன் நிறை சூரியனைப் போல 46 லட்சம் கோடி மடங்கு!

அப்படிப்பட்ட ஒரு மாபெரும் நிறை ஒரு புள்ளியில் குவியும் பொழுது, அதில் தோன்றும் அதீத ஈர்ப்பு விசை சுற்றி இருக்கும் எதையும் விட்டு வைக்காமல் தன்னுள் இழுத்துக் கொண்டு விடும். அந்த ஈர்ப்பு விசை எந்த அளவு பலமாக இருக்கும் என்றால் சுற்றி இருக்கும் ஒளித் துகள்களைக் கூட உள்ளே இழுத்துக் கொண்டு விடும். (இதை ஏன் சொல்கிறேன் என்றால் ஒளிக்கு நிறை கிடையாது (massless); அதுவே தாக்குப் பிடிக்க முடியாது என்றால் டன் கணக்கில் எடை இருக்கும் கிரகங்கள், நட்சத்திரங்கள் கதி என்ன என்று யோசித்துக் கொள்ளுங்கள்.)

நாம் காணும் காட்சிகள் எல்லாமே ஒளி ஒன்றின் மீது பட்டு பிரதிபலிப்பதன் காரணமாகத்தான் கண்களுக்குத் தெரிகிறது. அந்த ஒளியையே உள்ளே இழுத்துக் கொண்டு விட்டால், நாம் எதைத்தான் பார்ப்பது? ஒன்றும் தெரியாமல் இருளாகவே இருக்கும் அல்லவா? அதனால்தான் கருந்துளையில் வரும் ‘கரு’ வார்த்தை. It’s called the ‘Black Hole’ because we can’t observe anything inside it.

அப்படி உள்ளே ஈர்க்கப்படும் பொருட்கள் என்ன ஆகின்றன? எல்லா நிறையும் ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக குவியும் பொழுது எல்லாம் சேர்ந்து புள்ளியாக மாறி நிறை அதிகரித்துக் கொண்டே இருக்கும் இடம் Singularity என்று அழைக்கப் படுகிறது. அதற்குப் பின் என்ன ஆகும்? உள்ளே ஈர்க்கப்பட்டு ஒற்றைப் புள்ளியில் குவிக்கப் படுபவை எங்கே போகின்றன? அவை அழிபட்டு விடுகின்றனவா? அழிபடுவது என்பது இயற்பியல் விதிகளுக்கு முரணானது. ஆனால் கருந்துளைக்குள் எந்த இயற்பியல் விதிகளும் வேலை செய்யாது. இதுவே ஒரு மர்மம் என்றாலும் கருந்துளைக்குள் வீழ்பவை எங்கே போகின்றன என்பது பற்றி நிறைய அனுமானங்கள் உள்ளன.

சிலர் கருந்துளை என்பது ஒரு ‘பாதை’ என்கிறார்கள். அது பிரபஞ்சத்தின் ஒரு இடத்தில் இருந்து வேறொரு இடத்துக்கு சுலபமாக பயணிக்க இருக்கும் வழி என்று கருதுகிறார்கள். இதற்கு wormhole என்று பெயர். இன்னும் சிலர் ஒரு பரிமாணத்தில் இருந்து இன்னொரு பரிமாணத்துக்கு நம்மைக் கொண்டு செல்லும் சுரங்கம் என்கிறார்கள். கிரிஸ்ஃடோபர் நோலனின் Interstellar படத்தில் விண்வெளியில் பயணிக்கும் நாயகன் கிளைமேக்ஸ்சில் ஒரு கருந்துளையைக் கண்டு அதனுள்ளே தனது விண்கலத்தை செலுத்தி விடுவான். அது அவனை வேறொரு பரிமாணத்துக்கு இட்டுச் சென்று விடும். படத்தில் காட்டுவது கற்பனைதான் என்றாலும் அதற்கும் சில அறிவியல் அனுமானங்கள் துணை போகின்றன.

இன்னும் சிலர் கருந்துளைக்கு அந்தப் பக்கம் இன்னொரு துளை இருக்கிறது, அது வேறொரு பிரபஞ்சத்துக்கு கொண்டு போகும் என்கிறார்கள் (parellal universe). அந்தப் பக்கம் இருக்கும் அந்தத் துளைக்கு வெண்துளை (White Hole) என்று பெயர். ஏனெனில் கருந்துளை உள்ளே இழுத்துக் கொள்கிறது. வெண் துளை வெளியே துப்புகிறது! இன்னும் சிலர் கருந்துளைகள் தங்களுக்குள் ஈர்க்கும் பொருட்களை வைத்து புதிய பிரபஞ்சத்தை உருவாக்குகின்றன. நமது தற்போதைய பிரபஞ்சமே ஒரு singularityயில் இருந்து தோன்றியதுதான் என்பதால், நமது பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்துக்கு, அதாவது, பெருவெடிப்புக்கு ‘அந்தப் பக்கம்’ ஒரு கருந்துளையின் கைவரிசை இருந்திருக்கலாம் என்கிறார்கள்.

இவை எல்லாமே அனுமானங்கள்தான். ஆனால் இந்த அனுமானங்கள் சும்மா கஞ்சா அடித்து விட்டு செய்யும் கற்பனை அல்ல; அறிவியல்-ரீதியிலான காரணிகளை வைத்து யோசிக்கப் பட்டவை. ஆங்கிலத்தில் deductive reasoning என்று சொல்வார்கள். இந்தக் கருந்துளை பற்றி முழுவதும் அறிந்தால் இதர பிரபஞ்சங்கள் இருப்பது பற்றித் தெரிய வரலாம்; பிரபஞ்சத்தில் தொலை தூரங்களுக்கு வெண்துளைகள் மூலம் சுலபமாக பயணிக்கலாம். ஏன், இந்தப் பிரபஞ்சம் ஏன் தோன்றியது என்ற மெகா கேள்விக்குக் கூட விடை தெரியலாம். இப்படிப்பட்ட சாத்தியங்கள்தான் கருந்துளைகளை இந்தப் பிரபஞ்சத்தின் அதி முக்கிய விஷயங்களாக ஆக்குகின்றன. சுவாராசியமாக்குகின்றன.

ஆனால் இந்த மர்மத்தைக் கண்டறிவது அவ்வளவு சுலபமாக இல்லை. இது குறித்த ஆய்வுகள் பல்வேறு கோணங்களில் நடந்து வருகின்றன. கருந்துளைகளை ஆராய்வதற்கு என்றே சிறப்பு தொலைநோக்கிகள் அமைத்து இருக்கிறார்கள். விஞ்ஞானிகள் சிலர் தங்கள் வாழ்க்கையையே இதற்கு அர்ப்பணித்து தசாப்தங்களாக இவற்றை கவனித்துக் கொண்டே வருகிறார்கள். அதாவது டப்பாவில் லஞ்ச் கட்டிக் கொண்டு Observatory வந்து உட்கார்ந்து காலை முதல் மாலை வரை கருந்துளைகளை, அவற்றின் செயற்பாடுகளை பார்த்துக் கொண்டும் குறிப்புகள் எடுத்துக் கொண்டும் அதில் ஏற்படும் மாறுதல்களை, வித்தியாசங்களை தேடிக்கொண்டும் இருக்கிறார்கள். அப்படி செய்து கொண்டு இருந்தவர்கள்தான் ஆன்ட்ரியா கேஸ் (Andrea Ghez) மற்றும் ரெயின்காரட் கென்செல் (Reinhard Genzel) எனும் இரண்டு விஞ்ஞானிகள். இவர்கள் தொண்ணூறுகளில் இருந்து துவங்கி தொடர்ந்து பல்வேறு கருவிகளைக் கொண்டு ஆழ்ந்து ஆராயந்ததில் நாம் வசிக்கும் பால்வீதி அண்டப் பேரடையின் மையத்தில் இருப்பது ஒரு கருந்துளைதான் என்று கண்டறிந்தார்கள்.

பூமி போன்ற இதர கிரகங்கள் சூரியனை சுற்றி வருவது போல, பால்வீதியில் இருக்கும் எல்லாக் கிரகங்களும், நட்சத்திரங்களும் இந்தக் கருந்துளையை சுற்றித்தான் வருகின்றன.

இதற்குத்தான் இந்த ஆண்டின் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசை இவர்கள் பகிர்கிறார்கள். பரிசுத் தொகையில் பாதி இந்த இருவருக்கும் பிரித்தளிக்கப்படுகிறது.

மிச்சமுள்ள பாதியைப் பகிர்பவர் ரோஜர் பென்ரோஸ் (Roger Penrose). இவர் ஒக்ஸ்ஃபோர்ட் பல்கலைக் கழகத்தில் ஆராய்ச்சி செய்பவர். ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங் (Stephen Hawking) உடன் பணி புரிந்து இருக்கிறார். உலகப்புகழ் பெற்ற பென்ரோஸ் செய்த ஆய்வுகள் மூலம் ரிலேடிவிடிக்கும் (relativity) கருந்துளைகளுக்கும் இடையில் உள்ளத் தொடர்பை கண்டறிந்து அவற்றுக்கு கணித சமன்பாடுகள் கொடுத்திருக்கிறார். அதற்காக இவருக்கும் இந்த ஆண்டு நோபல் இணைத்து வழங்கப் படுகிறது. கருந்துளைகள் குறித்த அதீத ஆர்வம் உள்ள எனக்கு இந்த ஆண்டின் இயற்பியல் நோபல் பெருத்த உற்சாகத்தை அளிக்கிறது. இதன் மூலம் இந்தத் துறை பற்றிய ஆய்வு வலிமை பெற்று வியத்தகு முன்னேற்றங்கள் வரும் என்று ஆர்வமுடன் எதிர்பார்க்கிறேன்.

நான் அடிக்கடி சொல்வது போல, அறிவியல்தான் நம்மை நாளையை நோக்கி அழைத்துச் செல்லும் சக்தி வாய்ந்தது. மதவாதிகளும், சில அரசியல்வாதிகளும் நம்மை ஆயிரம், இரண்டாயிரம் ஆண்டுகள் பின்னே இழுத்துச் செல்ல முனையும் பொழுது, விடாமுயற்சியுடன் நம்மை எதிர்காலத்துக்கு கொண்டு சொல்ல உழைப்பவர்கள் இவர்கள்தான். இன்னும் நூறு ஆண்டுகள் கழித்து wormhole மூலம் அண்டங்கள் இடையே நாம் பயணிக்கும் சாத்தியம் நேரும் பொழுது அதன் பின்னே பென்ரோஸ். கேஸ் மற்றும் கென்செல் போன்றோரின் இன்றைய உழைப்பு இருக்கும்.

சாதனையாளர்களுக்கு நமது வாழ்த்துகள்.

1 – இரண்டும் ஒரே விஷயங்களைக் குறிப்பிட்டாலும் ‘நிறை’, ‘எடை’ இரண்டும் வேறு.

2- ஒரு ஒளி ஆண்டு வருடம் அல்ல; அது தூரத்தைக் குறிப்பது. விண்வெளியில் கிமி, மைல் போன்றவை அர்த்தமற்றுப் போகின்றன; எனவே ஒளி ஆண்டு என்ற பதம் பயன்படுத்தப் படுகிறது. ஒரு ஒளி ஆண்டு என்பது கிட்டத்தட்ட 15 லட்சம் கோடி மைல்கள்!