மர்ம தேசம் - இருள் பொருள் இருள் ஆற்றல் 1
by Venkateswaran Thathamangalam Viswanathan on Thursday, July 22, 2010 at 6:22pm
அப்போது பத்துப் பதினோரு வயதிருக்கும் சிறுமி வேராவிற்கு. வாஷிங்டன் நகரில் தனது வீட்டு ஜன்னலிலிருந்து வேடிக்கை பார்த்துக்கொண்டிருந்தள். இரவு. மேகமற்ற தெளிவான வானம். பட்டுக் கருநீல புடவையில் பதித்த வைரம் போல விண்மீன்கள் இரவு வானில் ஜொலித்தன. மனதை மயக்கும் இந்த காட்சியில் மயங்கி வாய்த்த கண் வாங்காமல் பார்த்துக்கொண்டிருந்தாள் வேரா.
அவளது படுக்கை அறை ஜன்னல் வடக்கு நோக்கி இருந்தது. ஜன்னல் வழியே வடபுல விண்மீன்கள் தாம் அவளுக்கு புலப்பட்டன. இரவில் கண் விழித்த வேரா விண்மீன்களின் இயக்கம் கண்கொண்டு வியந்தாள். வடபுல விண்மீன்கள் துருவ நக்க்ஷத்திரத்தை சுற்றி வளம் வந்த காட்சி கண்டு பிரமித்துப் போனாள். அன்று அவளது முதல் காதல் பிறந்தது; வாழ் நாள் முழுவதும் அவள் விண்மீன்கள் மீதும், பிரபஞ்சம் மீதும் காதல் கொண்டு திரிந்தாள்.
உறங்கப் போவதற்கு முன்பு வடகிழக்கு அடிவானில் தெரிந்த விண்மீன்கள், மெல்ல மெல்ல வட-அடிவானைத் தொட்டு வட-மேற்கு அடிவனை அடைந்து பின்னர் மறுபடி வட திசையில் சற்று மேல உயர்ந்து காட்சி தந்தது. எல்லா விண்மீன்களும் சலனம் செய்ய, வட திசையில் அவ்வளவு பிரகாசமாக இல்லாத வட விண்மீன்; துருவ நக்க்ஷத்திரம் சலனமே இல்லாமல் ஆணி அடித்தாற்போல அதே இடத்தில் இருந்தது. வட திசை விண்மீன்கள் எல்லாம் இந்த துருவ மீனை சுற்றி வரும் செக்கு மாடுகள் போல தென்பட்டன. வியந்தாள் வேரா.
1928ஆம் ஆண்டு ஜூலை 28 அன்று பிலிப் கூப்பர் ரோஸ் கூப்பர் தம்பதியினருக்கு இரண்டவது மகளாக பிறந்தார் வேரா கூப்பர். இவரது தந்தை அவர்களது குடும்பத்தில் முதல் முதல் கல்லூரிக்கு சென்றவர். மின்பொரியாளர். தொலைபேசி துறையில் முன்னணியில் இருந்த பெல் நிறுவனத்தில் பணியாற்றியவர். பின்னர் தாமே சுய தொழில் செய்யவேண்டுமென்று பணியை விட்டு விலகி பற்பல தொழில்கள் செய்தார். அவரும், ரோஸ்சும் கல்வி மீது ஆர்வம கொண்டவர்கள். இருவரும் தமது குழந்தைகள் படிப்பதில் கல்வி கற்பதில் பெரும் ஆர்வம் செலுத்தினர்.
தாயாரின் பள்ளித் தோழி கோல்டி கோல்டுபெர்க் அந்தக்காலத்திலேயே உயர் கல்வி கற்க வேண்டும், பொறியியல் படிக்க வேண்டும் என்ற ஆர்வமுடயவராக இருந்தவர். பொறியியல் கல்லூரியில் பெண் என்பதால் வாய்ப்பு மறுக்கப்பட்டவர். அவர் மிசேல் கோல்டுபெர்க் எனும் கணிதவியலாலரை திருமணம் புரிந்திருந்தார். அவர் அந்த குடும்பத்தோடு நெருங்கிய நட்பு வைத்திருந்தார். கோல்டியும் அவரது கணிதவியல் கணவரும் வானவியல் ஆர்வமுடையவர்களாக இருந்தனர். இரவு வான் பைத்தியம் பிடித்த வேரா விற்கு விண்மீன்களை அடையாளம் காணுவது எப்படி, விண்மீன் தொகுதி (constellation) இனம் காணுவது என கற்றுக்கொடுத்தனர். வேராவிற்கு இவை பெரும் ஆர்வமுட்டின. பெயர்கள் முதலியவற்றில் அவளுக்கு அவ்வளவு ஆர்வம் ஏற்படவில்லை; மாறாக, விண்மீன் தொகுதியை மாதம் தோறும் உற்று நோக்கினால் அவையும் தினப்படி சலனத்தை தவிர மாத/ வருட சலனம் இருப்பதையும் காணலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட மாதத்தில்/ பருவதில் தென்படும் விண்மீன் தொகுதிகள் வேறு மாதத்தில்/ பருவத்தில் தென்படாது ; அல்லது வேறு கால பொழுதில் தென்படும்.
ஜனவரி மாதத்தில் மாலை ஆறு மணிக்கு கிழக்கு கிழ்வானில் தென்படும் காஸ்சிஒபிய எனப்படும் ஷர்மிஷ்ட விண்மீன் தொகுதி விண்மீன் தொகுதி ஜூலை மாதத்தில் அதே மாலை ஆறு மணிக்கு மேற்கு அடிவானில் தென்படும். தொடர்ந்து உற்று நோக்கி விண்மீன்களின் இயக்கத்தை கண்டறிந்தாள் வேரா.
மேலும், அவ்வபோது இரவு வானில் எரிநட்சத்திரம் விழும். மத்தாப்பு போல கரும் இரவு வானில் ஒளி கீற்றை ஏற்படுத்தி வன ஜாலம் கட்டும். சில இரவுகள் வேரா கண்விழித்து எரி நட்சத்திரம் விழவதை வைத்த கண் வாங்காமல் பார்த்துக் கொண்டிருப்பாள். காலையில் இரவு கண்ட காட்சியை சித்திரமாக வரைந்து விடுவாள்.
சுமார் 14 வயதிற்கும் பொது அவளது தந்தையின் உதவியுடன் தன்னே ஒரு தொலைநோக்கி தயாரித்தாள் வேரா. தொலைநோக்கி உருவாக்க தேவையான லென்ஸ், குழாய் என அனைத்தையும் அவளே சேகரித்து வந்தால். தந்தையின் உதவியுடன் பொருத்தி தொலைநோக்கி உருவாக்கினாள். தொலைநோக்கி கொண்டு இரவு வானை மேலும் உற்று நோக்க தொடங்கினாள். அந்த ஊரில் உள்ள வானவியல் தன்னார்வு அமைப்பினை கண்டுபிடித்து உறப்பினர் ஆனார். தொடர்ந்து அந்த வானவியல் கழக கூட்டங்களில் பங்கெடுத்தார். ஹரோல்ட் சாப்லி முதற்கொண்டு அன்றய முன்னணி வானவியல் அறிஞர்களை சந்திக்க முடிந்தது; அவர்களது உரைகள் வேராவிர்க்கு உத்வேகமளித்தது.
சுமார் பதினாலு பதினைந்து வைத்திருக்கும் போது தொலைநோக்கி உதவியுடன் இரவு வானின் இயக்கத்தை புகைப்படம் எடுக்கவும் துணிந்தாள். காமெராவின் வாயை அசைக்காது நிலையாக வெகு நிறம் திறந்து வைத்தால் விண்மீன் இரவு வானில் சலனித்து ஓடும பொது புகைப்படத்தில் ஒளி கீற்று போல தோற்றம் ஏற்ப்படுத்தும் என ஒரு அறிவியல் நூலில் படித்த அவர் அதனை தாமே சோடனை செய்யவும் முனைந்தார். அப்படி புகைப்படம் எடுத்து புகைப்பட தாளினை பதம் (வாஷ்) செய்து புகைப்பட பிரதி எடுக்க ஸ்டுடியோவில் தந்தார். அடுத்த நாள் சென்ற அவரிடம் ஸ்டுடியோ நடத்துபவர் ‘நான் பிரதி எதுவும் எடுக்க வில்லை; புகைப்படம் எல்லாம் கொடு கோடக இருக்கிறது’ என்றாராம்! மகிழ்சியில் ஆழ்ந்த அவர் துள்ளிக் குதித்து அதைத் தான், அதைத் தான் எதிர்பார்த்ததாக கூறினார்.
பள்ளி கல்வி முடித்த அவர் வச்சார் பெண்கள் கல்லூரியில் சேர்ந்து இளங்கலை பட்டம் பெற்றார். அங்கு வானவியலை விருப்ப பாடமாக எடுத்துப் படித்தார். அவரது ஆர்வம், துடிப்பு காரணமாக அவருக்கு உதவித்தொகை அள்ளித்தது கல்லுரி. கல்லுரி படிப்பின் போது அவருக்கும் ராபர்ட் ஜே ரூபின் என்பருக்கும் காதல் மலர்ந்தது. இருவரும் திருமணம் செய்துகொண்டனர்.
சிறு பெண்னாக இருந்தவரை அவரது வானவியல், அறிவியல் ஆர்வத்திற்கு தடை இருக்கவில்லை; ஆனால் ஆரம்ப கல்வி முடித்து உயர் கல்வி என வந்தபோது தடை ஏற்பட்டது. அவருக்கு உக்கமும் உதவியும் அள்ளித தந்தையே வானவியல் கல்வியல் எந்த பிரோயோஜனமும் இல்லை; பெண்களுக்கு அறிவியல் துறை பொருந்தாது கூறி ஆர்வத்தை மட்டுப்படுத்தினார். ஐன்ஸ்டீன் பின்னாளில் பணியாற்றிய புகழ் மிக்க பிரின்ஸ்டன் பல்கலகழக்கத்திற்கு முதுகலை கல்விபெற விண்ணப்ப படிவம் கேட்டு எழுதிய வேராவிற்கு அங்கிருந்து பதிலே வரவில்லை! பெண் என்பதால் அறிவியல் கல்வி; அதுவும் வானவியல் சரிவராது என்று கருதியே பிரின்ஸ்டன் விண்ணப்ப படிவம் கூட அனுப்பவில்லை. 1975 வரை பிரின்ஸ்டன் பெண்களை வானவியல் கல்வியில் சேர்க்கவில்லை. இரவில் மற்ற ஆண்களுடன் தனியாக எப்படி வான ஆராய்ச்சி செய்வார்கள் என்ற “கவலையே” இதற்கு காரணம்! தன்னது உக்கத்தை கைவிடாது வேரா கார்னெல் பல்கலைகழகத்திற்கு மனு செய்தார். இயற்பியல் கல்வி தர சம்மதித்தது. கணவன் மனைவி இருவரும் கார்னெல் சென்று உயர் கல்வி கற்க முடிவு செய்தனர். இயற்பியல் பிதாமகர்கள் பிலிபி மோரிசென், ரிச்சர்ட் ஃபயின்மேன் ஹான்ஸ் பத்தே முதல்யோர் கற்பிக்க தீட்டிய வைரம் போல ஜொலித்த வேரா அங்கு முதுநிலை கல்வியை முடித்தார்.
முதுகலை கல்வி படிக்கும் போது ஆண்டு இருந்த கொள்கைக்கு மாறாக அவரது ஆய்வுக் கருத்தை வெளியிட்டு பெரும் சர்சைக்குள்ளனர். கலேக்ஸ்சி எனப்படும் உடுமீன் கூட்டம் என்ற அமைப்பு உள்ளது. நமது சூரியன் உட்பட நமது கண்களுக்கு புலப்படும் விண்மீன்கள் எல்லாம் பால்வழி மண்டலம் எனப்படும் உடுமீன் கூட்டம் சார்ந்தவை. நமது பால்வழி மண்டலம் போல பல கோடிக்கணக்கான உடுமீன் கூட்டங்கள் நமது பிரபஞ்சத்தில் உண்டு. இந்த உடுமீன் கூட்டங்கள் எல்லாம் பிரபஞ்ச தோற்றமான பெரும் வெடிப்பிற்கு பிறகு ஒன்றைவிட்டு ஒன்று விலகுகிறது என்பது அன்று வழங்கிய கருத்து. தனது முதுநிலை ஆய்வு வழி உள்ளபடியே உடுமீன் கூட்டங்கள் ஒன்றைவிட்டு ஒன்று விலகுவதில்லை, ஒன்றை ஒன்று வலம் வருகிறது என்ற கருத்தை எட்டினார் இவர். அறிவியலில் பெரும் ஜாம்பவான்கள் கூறிய கருத்திற்கு விரோதமானது. வெறும் 22 வயது கூட நிரம்பாத இளம் பெண் முற்றிலும் நேர் மாறான கருத்தை கூறியது கேட்டு அறிவியல் உலகம் அதிர்ச்சியடைந்தது, பலர் அவரை கேலி செய்தனர்.
இதற்கு இடையில் அவருக்கு குழந்தை பிறந்தது. அதனால் அவரது படிப்பை உடனடியாக தொடரமுடியவில்லை. குழந்தைகள் சற்றே வளர்ந்த பிறகு தனது தாயின் உதவியுடன், கணவர் தந்த உக்கத்துடன் மேல் கல்வி தொடர முடிவு செய்தார். தனது குழந்தைகளை பார்த்துக்கொள்ளவேண்டும் என்பதால், மாலை நேர வகுப்பில் சேர்ந்தார். ஜார்ச்டவுன் பல்கலைகழகத்தில் முனைவர் பட்ட ஆய்வு மேற்கொண்டார். வீட்டில் தாய் குழந்தைகளை பார்த்துக்கொள்ள,அவரது கணவர் பாப் வேராவை கல்லூரிக்கு அழைத்து சென்று வருவர். புகழ் மிக்க வனவியல்லாளர் ஜார்ஜ் கமோவ் இவரது ஆசிரியர். முனைவர் பட்ட ஆய்வு உடுமீன் கூட்டங்களின் தற்சுழற்ச்சி தொடர்பானது.
கல்வி மட்டும் இவருக்கு கடும் பாதையாக இருக்கவில்லை. கல்விக்கு பின் வேலை கிடைப்பதும் பெரும் பாடக இருந்தது. பெண் வனவிவியலாளருக்கு வேலை தர பல ஆய்வு நிறுவனங்கள் கை விரித்தன; தயக்கம் காட்டின. இறுதியில் வாஷிண்டனில் உள்ள கார்நெகி நிறுவனத்தில் ஆய்வு பணி கிடைத்தது. இங்கு கென்ட் போர்ட் என்பாருடன் இணைந்து வனவியலை மட்டுமல்ல இயற்பியலையே புரட்டிப்போட்ட புது கண்டுபிடிப்பினை நிகழ்த்தினார்.
உடுமீன் மண்டலங்கள் தம்மைத்தாமே சுழல்வது குறித்து கூர்மையாக ஆராய்ந்தார். இயற்பியல் விதிகள் சுட்டுவதை விட அதிக முடுக்கில் சக்கரம் போல உடுமீன் கூட்டங்கள் சுழன்றன. உள்ளபடியே உடுமீன் மண்டலங்கள் சுழல்வது சரியகின், ஒன்று இயற்பியலின் விதிகள் தவறு, குறிப்பாக ஈர்ப்பு சக்தி விதிகள் தவறு என முடிவு கட்ட வேண்டும்; இல்லை என்றல் நமக்கு இதுவரை புலப்படாத “இருள் பொருள்” இருக்க வேண்டும் என முடிவுக்கு வரவேண்டும் என்றார். இருள் பொருள் ஆற்றும் ஈர்ப்பு சக்தியினால் தான் உடுமீன் மண்டலங்கள் அவ்வளவு வேகமாக சக்கரம் போல சுழலமுடிகிறது என்றார் அவர். வெறும் 22 வயது அனுபவமில்ல இளம் பெண் அல்ல, மிக மிக தெளிவான ஆதாரங்கள் அறிவியல் உலகு முன்பு வைத்தார். காலபோக்கில் ஆம் என ஏற்றது அறிவியல் உலகம்.
எழுபது வருடம் முன்பு பத்து பதினோரு வயது சிறு பெண்ணாக விண்வெளியை கண்டு வியந்து நின்ற வேரா கூப்பர் ரூபின் இன்று 80 வயதை கடந்தும் வியந்து நிற்கிறார்; நம்மை மருள வைக்கிறார். அறிவியல் உலகை மலைக்க வைக்கிறார்.
எதோ கொஞ்சம் போல இருள் பொருள் அங்கே இங்கே தொட்டுக்கொண்டிருகிறது என கருதவேண்டாம். பிரபஞ்சத்தில் மொத்த நிறையுள்ள பொருளில் சுமார் 99% சதவிகிதம் இருள் பொருள் தான். உள்ளபடியே நமக்கு புலப்படும் பொருட்கள் வெறும் 1% சதவிகிதம் தான். நம்மை சுற்றி உள்ள எங்கும் வியாபித்துள்ள இருள் பொருளை குறித்து நமக்கு அறிந்ததை விட அறியாதது தான் அதிகம்.
இந்த இருள் பொருள் என்பது என்ன? எப்படி இந்த பொருளைக்குறித்து அனுமானம் செய்தனர், இது குறித்து நமக்கு இன்று என்ன தெரியும்? இருள் பொருள் (டார்க் மேட்டர்) மட்டுமல்ல இருள் சக்தி (டார்க் எனர்ஜி) என்னும் கருத்தும் இன்று அறிவியலாளர்களை ஆட்டி வைக்கிறது. இந்தப் புதிய கருத்தாக்கத்தின்படி, உலகின் 96% பொருளும் சக்தியும் இந்த இருள் பொருள், இருள் சக்தி வடிவைச் சேர்ந்தவை என்று சொல்லப்படுகிறது.
சாதாரணப் பொருள் மட்டும் இருந்தால், உடுமீன் கூட்டங்கள் (கேலக்ஸிகள்) உருவாகி இருக்கவே முடியாது. உடுமீன்கள் காட்சிப்படும் முடுக்கில் சுழலமுடியாது. எனவே ‘இருள் பொருள்’ என்ற ஒன்று இருக்கவேண்டும்; இந்த இருள் பொருள், சாதாரணப் பொருள்களை இழுத்து ஒட்டவைக்கும் கோந்துபோலச் செயல்படுகிறது என்று ஒரு கருத்தாக்கம் உள்ளது.
இன்று பிரபஞ்சம் பயங்கர வேகத்தில் விரிவாகிக்கொண்டே இருக்கிறது. பொருள்கள் ஒன்றிலிருந்து ஒன்று விலகிச் செல்கின்றன. பொருள்களுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பு விசையையும் தாண்டி இவ்வாறு பொருள்கள் விலகிச் செல்லக் காரணம் ஒருவேளை ‘இருள் சக்தி’ என்ற சக்தி ஈர்ப்புக்கு எதிராகச் செயல்படும் புதுவித சக்தி இருப்பதாலோ என வியக்கின்றனர் விஞ்ஞானிகள்.
இந்த இருள் பொருள், இருள் சக்தி போன்றவற்றின் தன்மை இன்னமும் அறிவியலாளர்களுக்கே விளங்காமல்தான் உள்ளது. இனி வரும் காலங்களில் இவற்றின் அறிவியல் பின்னணியை அனைவரும் புரிந்துகொள்ளும் வகையில் தமிழில் எளிமையாக விளக்க முயற்சிக்கப் போகிறேன். அதன் தொடக்கமே இது.
தொடரும்... (எப்போது என உறுதி தர முடியாது..அனால் உறுதியாக தொடரும்.... உங்கள் கருத்துக்களையும் ஆலோசனைகளையும் தந்து கட்டுரையை செழுமயக்க உதவுங்கள்.)
(டாக்டர் டி.வி.வெங்கடேசுவரன். மத்திய அரசின் அறிவியல் தொழில்நுட்ப அமைச்சகத்தின் கீழ் இயங்கும் விக்யான் பிரசார் என்ற தன்னாட்சி அமைப்பில் அறிவியலாளராகப் பணியாற்றுகிறார்.)
அவளது படுக்கை அறை ஜன்னல் வடக்கு நோக்கி இருந்தது. ஜன்னல் வழியே வடபுல விண்மீன்கள் தாம் அவளுக்கு புலப்பட்டன. இரவில் கண் விழித்த வேரா விண்மீன்களின் இயக்கம் கண்கொண்டு வியந்தாள். வடபுல விண்மீன்கள் துருவ நக்க்ஷத்திரத்தை சுற்றி வளம் வந்த காட்சி கண்டு பிரமித்துப் போனாள். அன்று அவளது முதல் காதல் பிறந்தது; வாழ் நாள் முழுவதும் அவள் விண்மீன்கள் மீதும், பிரபஞ்சம் மீதும் காதல் கொண்டு திரிந்தாள்.
உறங்கப் போவதற்கு முன்பு வடகிழக்கு அடிவானில் தெரிந்த விண்மீன்கள், மெல்ல மெல்ல வட-அடிவானைத் தொட்டு வட-மேற்கு அடிவனை அடைந்து பின்னர் மறுபடி வட திசையில் சற்று மேல உயர்ந்து காட்சி தந்தது. எல்லா விண்மீன்களும் சலனம் செய்ய, வட திசையில் அவ்வளவு பிரகாசமாக இல்லாத வட விண்மீன்; துருவ நக்க்ஷத்திரம் சலனமே இல்லாமல் ஆணி அடித்தாற்போல அதே இடத்தில் இருந்தது. வட திசை விண்மீன்கள் எல்லாம் இந்த துருவ மீனை சுற்றி வரும் செக்கு மாடுகள் போல தென்பட்டன. வியந்தாள் வேரா.
1928ஆம் ஆண்டு ஜூலை 28 அன்று பிலிப் கூப்பர் ரோஸ் கூப்பர் தம்பதியினருக்கு இரண்டவது மகளாக பிறந்தார் வேரா கூப்பர். இவரது தந்தை அவர்களது குடும்பத்தில் முதல் முதல் கல்லூரிக்கு சென்றவர். மின்பொரியாளர். தொலைபேசி துறையில் முன்னணியில் இருந்த பெல் நிறுவனத்தில் பணியாற்றியவர். பின்னர் தாமே சுய தொழில் செய்யவேண்டுமென்று பணியை விட்டு விலகி பற்பல தொழில்கள் செய்தார். அவரும், ரோஸ்சும் கல்வி மீது ஆர்வம கொண்டவர்கள். இருவரும் தமது குழந்தைகள் படிப்பதில் கல்வி கற்பதில் பெரும் ஆர்வம் செலுத்தினர்.
தாயாரின் பள்ளித் தோழி கோல்டி கோல்டுபெர்க் அந்தக்காலத்திலேயே உயர் கல்வி கற்க வேண்டும், பொறியியல் படிக்க வேண்டும் என்ற ஆர்வமுடயவராக இருந்தவர். பொறியியல் கல்லூரியில் பெண் என்பதால் வாய்ப்பு மறுக்கப்பட்டவர். அவர் மிசேல் கோல்டுபெர்க் எனும் கணிதவியலாலரை திருமணம் புரிந்திருந்தார். அவர் அந்த குடும்பத்தோடு நெருங்கிய நட்பு வைத்திருந்தார். கோல்டியும் அவரது கணிதவியல் கணவரும் வானவியல் ஆர்வமுடையவர்களாக இருந்தனர். இரவு வான் பைத்தியம் பிடித்த வேரா விற்கு விண்மீன்களை அடையாளம் காணுவது எப்படி, விண்மீன் தொகுதி (constellation) இனம் காணுவது என கற்றுக்கொடுத்தனர். வேராவிற்கு இவை பெரும் ஆர்வமுட்டின. பெயர்கள் முதலியவற்றில் அவளுக்கு அவ்வளவு ஆர்வம் ஏற்படவில்லை; மாறாக, விண்மீன் தொகுதியை மாதம் தோறும் உற்று நோக்கினால் அவையும் தினப்படி சலனத்தை தவிர மாத/ வருட சலனம் இருப்பதையும் காணலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட மாதத்தில்/ பருவதில் தென்படும் விண்மீன் தொகுதிகள் வேறு மாதத்தில்/ பருவத்தில் தென்படாது ; அல்லது வேறு கால பொழுதில் தென்படும்.
ஜனவரி மாதத்தில் மாலை ஆறு மணிக்கு கிழக்கு கிழ்வானில் தென்படும் காஸ்சிஒபிய எனப்படும் ஷர்மிஷ்ட விண்மீன் தொகுதி விண்மீன் தொகுதி ஜூலை மாதத்தில் அதே மாலை ஆறு மணிக்கு மேற்கு அடிவானில் தென்படும். தொடர்ந்து உற்று நோக்கி விண்மீன்களின் இயக்கத்தை கண்டறிந்தாள் வேரா.
மேலும், அவ்வபோது இரவு வானில் எரிநட்சத்திரம் விழும். மத்தாப்பு போல கரும் இரவு வானில் ஒளி கீற்றை ஏற்படுத்தி வன ஜாலம் கட்டும். சில இரவுகள் வேரா கண்விழித்து எரி நட்சத்திரம் விழவதை வைத்த கண் வாங்காமல் பார்த்துக் கொண்டிருப்பாள். காலையில் இரவு கண்ட காட்சியை சித்திரமாக வரைந்து விடுவாள்.
சுமார் 14 வயதிற்கும் பொது அவளது தந்தையின் உதவியுடன் தன்னே ஒரு தொலைநோக்கி தயாரித்தாள் வேரா. தொலைநோக்கி உருவாக்க தேவையான லென்ஸ், குழாய் என அனைத்தையும் அவளே சேகரித்து வந்தால். தந்தையின் உதவியுடன் பொருத்தி தொலைநோக்கி உருவாக்கினாள். தொலைநோக்கி கொண்டு இரவு வானை மேலும் உற்று நோக்க தொடங்கினாள். அந்த ஊரில் உள்ள வானவியல் தன்னார்வு அமைப்பினை கண்டுபிடித்து உறப்பினர் ஆனார். தொடர்ந்து அந்த வானவியல் கழக கூட்டங்களில் பங்கெடுத்தார். ஹரோல்ட் சாப்லி முதற்கொண்டு அன்றய முன்னணி வானவியல் அறிஞர்களை சந்திக்க முடிந்தது; அவர்களது உரைகள் வேராவிர்க்கு உத்வேகமளித்தது.
சுமார் பதினாலு பதினைந்து வைத்திருக்கும் போது தொலைநோக்கி உதவியுடன் இரவு வானின் இயக்கத்தை புகைப்படம் எடுக்கவும் துணிந்தாள். காமெராவின் வாயை அசைக்காது நிலையாக வெகு நிறம் திறந்து வைத்தால் விண்மீன் இரவு வானில் சலனித்து ஓடும பொது புகைப்படத்தில் ஒளி கீற்று போல தோற்றம் ஏற்ப்படுத்தும் என ஒரு அறிவியல் நூலில் படித்த அவர் அதனை தாமே சோடனை செய்யவும் முனைந்தார். அப்படி புகைப்படம் எடுத்து புகைப்பட தாளினை பதம் (வாஷ்) செய்து புகைப்பட பிரதி எடுக்க ஸ்டுடியோவில் தந்தார். அடுத்த நாள் சென்ற அவரிடம் ஸ்டுடியோ நடத்துபவர் ‘நான் பிரதி எதுவும் எடுக்க வில்லை; புகைப்படம் எல்லாம் கொடு கோடக இருக்கிறது’ என்றாராம்! மகிழ்சியில் ஆழ்ந்த அவர் துள்ளிக் குதித்து அதைத் தான், அதைத் தான் எதிர்பார்த்ததாக கூறினார்.
பள்ளி கல்வி முடித்த அவர் வச்சார் பெண்கள் கல்லூரியில் சேர்ந்து இளங்கலை பட்டம் பெற்றார். அங்கு வானவியலை விருப்ப பாடமாக எடுத்துப் படித்தார். அவரது ஆர்வம், துடிப்பு காரணமாக அவருக்கு உதவித்தொகை அள்ளித்தது கல்லுரி. கல்லுரி படிப்பின் போது அவருக்கும் ராபர்ட் ஜே ரூபின் என்பருக்கும் காதல் மலர்ந்தது. இருவரும் திருமணம் செய்துகொண்டனர்.
சிறு பெண்னாக இருந்தவரை அவரது வானவியல், அறிவியல் ஆர்வத்திற்கு தடை இருக்கவில்லை; ஆனால் ஆரம்ப கல்வி முடித்து உயர் கல்வி என வந்தபோது தடை ஏற்பட்டது. அவருக்கு உக்கமும் உதவியும் அள்ளித தந்தையே வானவியல் கல்வியல் எந்த பிரோயோஜனமும் இல்லை; பெண்களுக்கு அறிவியல் துறை பொருந்தாது கூறி ஆர்வத்தை மட்டுப்படுத்தினார். ஐன்ஸ்டீன் பின்னாளில் பணியாற்றிய புகழ் மிக்க பிரின்ஸ்டன் பல்கலகழக்கத்திற்கு முதுகலை கல்விபெற விண்ணப்ப படிவம் கேட்டு எழுதிய வேராவிற்கு அங்கிருந்து பதிலே வரவில்லை! பெண் என்பதால் அறிவியல் கல்வி; அதுவும் வானவியல் சரிவராது என்று கருதியே பிரின்ஸ்டன் விண்ணப்ப படிவம் கூட அனுப்பவில்லை. 1975 வரை பிரின்ஸ்டன் பெண்களை வானவியல் கல்வியில் சேர்க்கவில்லை. இரவில் மற்ற ஆண்களுடன் தனியாக எப்படி வான ஆராய்ச்சி செய்வார்கள் என்ற “கவலையே” இதற்கு காரணம்! தன்னது உக்கத்தை கைவிடாது வேரா கார்னெல் பல்கலைகழகத்திற்கு மனு செய்தார். இயற்பியல் கல்வி தர சம்மதித்தது. கணவன் மனைவி இருவரும் கார்னெல் சென்று உயர் கல்வி கற்க முடிவு செய்தனர். இயற்பியல் பிதாமகர்கள் பிலிபி மோரிசென், ரிச்சர்ட் ஃபயின்மேன் ஹான்ஸ் பத்தே முதல்யோர் கற்பிக்க தீட்டிய வைரம் போல ஜொலித்த வேரா அங்கு முதுநிலை கல்வியை முடித்தார்.
முதுகலை கல்வி படிக்கும் போது ஆண்டு இருந்த கொள்கைக்கு மாறாக அவரது ஆய்வுக் கருத்தை வெளியிட்டு பெரும் சர்சைக்குள்ளனர். கலேக்ஸ்சி எனப்படும் உடுமீன் கூட்டம் என்ற அமைப்பு உள்ளது. நமது சூரியன் உட்பட நமது கண்களுக்கு புலப்படும் விண்மீன்கள் எல்லாம் பால்வழி மண்டலம் எனப்படும் உடுமீன் கூட்டம் சார்ந்தவை. நமது பால்வழி மண்டலம் போல பல கோடிக்கணக்கான உடுமீன் கூட்டங்கள் நமது பிரபஞ்சத்தில் உண்டு. இந்த உடுமீன் கூட்டங்கள் எல்லாம் பிரபஞ்ச தோற்றமான பெரும் வெடிப்பிற்கு பிறகு ஒன்றைவிட்டு ஒன்று விலகுகிறது என்பது அன்று வழங்கிய கருத்து. தனது முதுநிலை ஆய்வு வழி உள்ளபடியே உடுமீன் கூட்டங்கள் ஒன்றைவிட்டு ஒன்று விலகுவதில்லை, ஒன்றை ஒன்று வலம் வருகிறது என்ற கருத்தை எட்டினார் இவர். அறிவியலில் பெரும் ஜாம்பவான்கள் கூறிய கருத்திற்கு விரோதமானது. வெறும் 22 வயது கூட நிரம்பாத இளம் பெண் முற்றிலும் நேர் மாறான கருத்தை கூறியது கேட்டு அறிவியல் உலகம் அதிர்ச்சியடைந்தது, பலர் அவரை கேலி செய்தனர்.
இதற்கு இடையில் அவருக்கு குழந்தை பிறந்தது. அதனால் அவரது படிப்பை உடனடியாக தொடரமுடியவில்லை. குழந்தைகள் சற்றே வளர்ந்த பிறகு தனது தாயின் உதவியுடன், கணவர் தந்த உக்கத்துடன் மேல் கல்வி தொடர முடிவு செய்தார். தனது குழந்தைகளை பார்த்துக்கொள்ளவேண்டும் என்பதால், மாலை நேர வகுப்பில் சேர்ந்தார். ஜார்ச்டவுன் பல்கலைகழகத்தில் முனைவர் பட்ட ஆய்வு மேற்கொண்டார். வீட்டில் தாய் குழந்தைகளை பார்த்துக்கொள்ள,அவரது கணவர் பாப் வேராவை கல்லூரிக்கு அழைத்து சென்று வருவர். புகழ் மிக்க வனவியல்லாளர் ஜார்ஜ் கமோவ் இவரது ஆசிரியர். முனைவர் பட்ட ஆய்வு உடுமீன் கூட்டங்களின் தற்சுழற்ச்சி தொடர்பானது.
கல்வி மட்டும் இவருக்கு கடும் பாதையாக இருக்கவில்லை. கல்விக்கு பின் வேலை கிடைப்பதும் பெரும் பாடக இருந்தது. பெண் வனவிவியலாளருக்கு வேலை தர பல ஆய்வு நிறுவனங்கள் கை விரித்தன; தயக்கம் காட்டின. இறுதியில் வாஷிண்டனில் உள்ள கார்நெகி நிறுவனத்தில் ஆய்வு பணி கிடைத்தது. இங்கு கென்ட் போர்ட் என்பாருடன் இணைந்து வனவியலை மட்டுமல்ல இயற்பியலையே புரட்டிப்போட்ட புது கண்டுபிடிப்பினை நிகழ்த்தினார்.
உடுமீன் மண்டலங்கள் தம்மைத்தாமே சுழல்வது குறித்து கூர்மையாக ஆராய்ந்தார். இயற்பியல் விதிகள் சுட்டுவதை விட அதிக முடுக்கில் சக்கரம் போல உடுமீன் கூட்டங்கள் சுழன்றன. உள்ளபடியே உடுமீன் மண்டலங்கள் சுழல்வது சரியகின், ஒன்று இயற்பியலின் விதிகள் தவறு, குறிப்பாக ஈர்ப்பு சக்தி விதிகள் தவறு என முடிவு கட்ட வேண்டும்; இல்லை என்றல் நமக்கு இதுவரை புலப்படாத “இருள் பொருள்” இருக்க வேண்டும் என முடிவுக்கு வரவேண்டும் என்றார். இருள் பொருள் ஆற்றும் ஈர்ப்பு சக்தியினால் தான் உடுமீன் மண்டலங்கள் அவ்வளவு வேகமாக சக்கரம் போல சுழலமுடிகிறது என்றார் அவர். வெறும் 22 வயது அனுபவமில்ல இளம் பெண் அல்ல, மிக மிக தெளிவான ஆதாரங்கள் அறிவியல் உலகு முன்பு வைத்தார். காலபோக்கில் ஆம் என ஏற்றது அறிவியல் உலகம்.
எழுபது வருடம் முன்பு பத்து பதினோரு வயது சிறு பெண்ணாக விண்வெளியை கண்டு வியந்து நின்ற வேரா கூப்பர் ரூபின் இன்று 80 வயதை கடந்தும் வியந்து நிற்கிறார்; நம்மை மருள வைக்கிறார். அறிவியல் உலகை மலைக்க வைக்கிறார்.
எதோ கொஞ்சம் போல இருள் பொருள் அங்கே இங்கே தொட்டுக்கொண்டிருகிறது என கருதவேண்டாம். பிரபஞ்சத்தில் மொத்த நிறையுள்ள பொருளில் சுமார் 99% சதவிகிதம் இருள் பொருள் தான். உள்ளபடியே நமக்கு புலப்படும் பொருட்கள் வெறும் 1% சதவிகிதம் தான். நம்மை சுற்றி உள்ள எங்கும் வியாபித்துள்ள இருள் பொருளை குறித்து நமக்கு அறிந்ததை விட அறியாதது தான் அதிகம்.
இந்த இருள் பொருள் என்பது என்ன? எப்படி இந்த பொருளைக்குறித்து அனுமானம் செய்தனர், இது குறித்து நமக்கு இன்று என்ன தெரியும்? இருள் பொருள் (டார்க் மேட்டர்) மட்டுமல்ல இருள் சக்தி (டார்க் எனர்ஜி) என்னும் கருத்தும் இன்று அறிவியலாளர்களை ஆட்டி வைக்கிறது. இந்தப் புதிய கருத்தாக்கத்தின்படி, உலகின் 96% பொருளும் சக்தியும் இந்த இருள் பொருள், இருள் சக்தி வடிவைச் சேர்ந்தவை என்று சொல்லப்படுகிறது.
சாதாரணப் பொருள் மட்டும் இருந்தால், உடுமீன் கூட்டங்கள் (கேலக்ஸிகள்) உருவாகி இருக்கவே முடியாது. உடுமீன்கள் காட்சிப்படும் முடுக்கில் சுழலமுடியாது. எனவே ‘இருள் பொருள்’ என்ற ஒன்று இருக்கவேண்டும்; இந்த இருள் பொருள், சாதாரணப் பொருள்களை இழுத்து ஒட்டவைக்கும் கோந்துபோலச் செயல்படுகிறது என்று ஒரு கருத்தாக்கம் உள்ளது.
இன்று பிரபஞ்சம் பயங்கர வேகத்தில் விரிவாகிக்கொண்டே இருக்கிறது. பொருள்கள் ஒன்றிலிருந்து ஒன்று விலகிச் செல்கின்றன. பொருள்களுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பு விசையையும் தாண்டி இவ்வாறு பொருள்கள் விலகிச் செல்லக் காரணம் ஒருவேளை ‘இருள் சக்தி’ என்ற சக்தி ஈர்ப்புக்கு எதிராகச் செயல்படும் புதுவித சக்தி இருப்பதாலோ என வியக்கின்றனர் விஞ்ஞானிகள்.
இந்த இருள் பொருள், இருள் சக்தி போன்றவற்றின் தன்மை இன்னமும் அறிவியலாளர்களுக்கே விளங்காமல்தான் உள்ளது. இனி வரும் காலங்களில் இவற்றின் அறிவியல் பின்னணியை அனைவரும் புரிந்துகொள்ளும் வகையில் தமிழில் எளிமையாக விளக்க முயற்சிக்கப் போகிறேன். அதன் தொடக்கமே இது.
தொடரும்... (எப்போது என உறுதி தர முடியாது..அனால் உறுதியாக தொடரும்.... உங்கள் கருத்துக்களையும் ஆலோசனைகளையும் தந்து கட்டுரையை செழுமயக்க உதவுங்கள்.)
(டாக்டர் டி.வி.வெங்கடேசுவரன். மத்திய அரசின் அறிவியல் தொழில்நுட்ப அமைச்சகத்தின் கீழ் இயங்கும் விக்யான் பிரசார் என்ற தன்னாட்சி அமைப்பில் அறிவியலாளராகப் பணியாற்றுகிறார்.)
மர்ம தேசம் –பகுதி 2 -குடைராட்டிணமும் கோள்களும்
by Venkateswaran Thathamangalam Viswanathan on Monday, August 2, 2010 at 3:53pm
நமது சூரியனை எட்டு கோள்களும் பற்பல சிறு கோள்களும் குள்ளக் கோள்களும் சுற்றி வலம் வருகின்றன. குடைராடினத்தை சுற்றியும் பொம்மைக் குதிரைகள் சுற்றி வருகின்றன. இரண்டிற்கும் என ஒற்றுமை-வேற்றுமை?
எல்லா சுழலும் பொருளும் எதாவது அச்சை சுற்றிதான் வலம் வரும். சூரியன் மற்றும் குடைராடினத்தை பொருத்தவரை இரண்டும் அதன் மையப்புள்ளியை சுற்றி வருகின்றன. சூரிய குடும்பத்தை பொருத்தவரை சூரியன் தான் அச்சு; மையம். குடைராடினத்தை பொருத்தவரை குடை பொருத்தப்பட்டுள்ள கழி-கொம்பு தான் அச்சு; மையம்.
குடைராடினத்தில் குதிரைகள் எல்லாம் ஒரே கால இடைவெளியில் அச்சை சுற்றி வருகின்றன. அச்ச்சுக்கு மிக அருகே இருக்கும் குதிரை ஐந்து நிமிடத்தில் மையத்தை ஒரு சுற்று சுற்றினால் குடைராடினத்தின் விளிம்பில் இருக்கும் குதிரையும் ஐந்து நிமிடத்தில் ஒரு சுற்று சுற்றும். இடை நிலை குதிரையும் ஐந்து நிமிட நேரத்தில் தான் ஒரு சுற்று வரும்.
சூரிய குடும்பத்தை பொருத்தவரை இது பொருந்தாது. சூரியனுக்கு மிக மிக அருகாமையில் உள்ள முதல் கொள் புதன். இந்த கோள் வெறும் 88 நாளில் சூரியனை ஒரு சுற்று சுற்றிவிடுகிறது. அதே சமயம் மூன்றாவது கிரகமாக உள்ள பூமி சூரியனை ஒரு வலம் வைக்க ஒரு ஆண்டு அல்லது சுமார் 365 நாட்கள் எடுக்கிறது. எட்டாவது கோள் நெப்ட்டியூன் 60200 நாட்கள் (சுமார் 164.79 ஆண்டுகளுக்கு) ஒருமுறை தான் சூரியனை வலம் வைக்கிறது. அதாவது வேறு வேறு வகையில் கூறப்புகுந்தால் அருகே உள்ள கோள் வெகு குறைவான கால இடைவெளியிலும், தொலைவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க வலம் வரும் கால இடைவெளி அதிகரித்து கொண்டு போவதும் தெளிவாக புலப்படும். (பட்டியல் –அ வில் கோள்களும் அதன் வலம் வரும் கால இடைவெளியும் உள்ளது காண்க) கெப்ளர் இந்த செய்தியை கண்டுனர்ந்தார். கெப்ளரின் விதி இதை சுட்டுகிறது. (கெப்ளர் விதியினை பிற்சேர்க்கையில் காண்க) குடைராடினம் சுழலுவதர்க்கும் சூரிய குடும்பம் சுற்றி வருவதற்கும் உள்ள ஒரு வேறுபாடு இது.
குடைராட்டினத்தில் விளிம்பில் குதிரை, அச்சிற்கு நெருங்கி உள்ள உள்ள குதிரையை விட வெகு வேகமாக சுற்றவேண்டும். இரண்டு குதிரையும் ஒரே கால இடைவெளியில் தான் சுற்றுகிறது. அனால் நெருங்கி உள்ள குதிரை குறைவான தூரமே கடக்க வேண்டும். விளிம்பில் உள்ள குதிரை ஒப்பீட்டில் அதிக தூரம் கடக்க வேண்டும். நெருங்கி உள்ள குதிரை சுற்றும் வட்டத்தின் சுற்றளவு சிறியதாகவும் விளிம்பில் உள்ள குதிரை சுற்றும் வட்டத்தின் சுற்றளவு பெரியதாகவும் இருக்கும். இரண்டும் ஒரே கால இடைவெளியில் சுற்றுகிறது. எனவே அருகே உள்ள குதிரை அதே கால அளவில் குறைவான தொலைவு கடக்க வேண்டும்; அதே கால அளவில் விளிம்பில் உள்ள குதிரை அதிக தூரம் கடக்க வேண்டும். எனவே நெருங்கி உள்ள குதிரை மெதுவாகவும், விளிம்பில் உள்ள குதிரை வெகு வேகமாகவும் சுற்றவேண்டும். அச்சிற்கு நெருங்கிய பகுதியிலிருந்து தொலைவு செல்ல செல்ல குதிரைகள் செல்லும் வேகமுமும் அதிகரித்த வண்ணம் அமையும். தொலைவு சார்ந்து நேர் விகிதத்தில் வேகம் அமையும்.
எனவே தான் பொதுவாக சிறு பிள்ளைகளை அச்சிற்கு நெருக்கமாகவும், வளர்ர்ந்த பிள்ளைகள் மற்றும் பதின்பருவதினரை விளிம்பிலும் அமரவைப்பர். சிறு பிள்ளைகள் வேக வேகமா சுழல்வதை தாங்க அச்சம் கொள்ளும்; வளர்ந்த பிள்ளைகள் பயமறியாது.
சுரியக்குடும்பத்தை பொருத்தவரை கோள்கள் வலம் வரும் வேகமும் மாறுபட்டு அமைகிறது. எல்லா கோள்களும் ஒரே வேகத்தில் பயனிப்பதில்லை; ஆனால் குடைராடினம் போல தொலைவு சார்ந்து மட்டும் வேகம் அமைவதில்லை. ஏனெனில் கோள்களைப் பொருத்தவரை சுற்றும் கால இடைவெளி ஒவ்வொரு கோளுக்கும் வேறுபட்டு அமைகிறது. வேகம் என்பது சுற்றும் கால இடைவெளி மற்றும் சுற்றும் தொலைவு இரண்டையும் பொருத்து அமைவதால் கோள்களைப் பொருத்தவரை குடைராடினம் போல ஒரே சீரான வேக மாறுபாடு அமையாது. நெருங்கி சுற்றும் கோள்கள் வேக வேகமாகாவும் தொலைவு அதிகரிக்க வேகம் குறைந்தும் அமையும். தொலைவில் உள்ள கோள்களை மைய சூரியன் அவ்வளவு ஈர்ப்பு சக்தி கொண்டு கவர முடியாது. எனவே மேலும் மெதுவாக தான் சுழலும்.
குடைராடினத்தில் உள்ளபடியே எல்லா குதிரைகளும் மைய அச்சுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. குடை வழியே இந்த பிணைப்பு உள்ளது. ஆனால் கோள்களைப் பொருத்தவரை நேரடியாக மைய சூரியனுடன் பொருத்தப்படவில்லை. ஈர்ப்பு சக்தி தான் சூரியனையும் கோள்களையும் பிணைக்கும் ஆற்றல். குடைராடினம், தட்டு, வட்டு, சக்கரம் முதலிய விரைப்பான பொருள்கள் (rigid body) கோள்கள் தொகுப்பான பொருட்கள். இரண்டும் சுழலும் போது வெவ்வேறு விதமாக இயங்கும்.
வரைபட நிரலில் (கிராப் பேப்பரில்) ஒரு அச்சில் மையத்திலிருந்து தொலைவு மறு அச்சில் சுழலும் வேகம் என்பதை பொருத்தி கிராப் வரைந்தால், குடை ராட்டினம் 45 டிகிரி சாய்வான கோடக அமையும். அதே சமயம் சூரிய குடும்பத்தை வரைபட நிரல் செய்தால் கிழ் நோக்கிய வளைவு கிடைக்கும். (பார்க்க கிழே உள்ள படங்கள்)
உடுமீன் கூட்டம் உள்ளபடியே பல்வேறு தனிதனி விண்மீன்கள் கொண்ட தொகுதி. உடுமீன் கூட்டத்தின் மையத்தை சுற்றி அதன் விண்மீன்கள் வலம் வருகின்றன. உடுமீன் கூட்டத்தின் மையத்தில் கருந்துளை மற்றும் பெரும் நிறை உள்ள ராட்ச்ச விண்மீன்கள் உள்ளன என வனவியளர்கள் அனுமானித்துள்ளனர். இந்த மைய நிறையை சுற்றி ஏனைய விண்மீன்கள் வளம் வருகின்றன.
உடுமீன் கூட்டத்தில் விண்மீன்கள் எவ்வாறு சுழலவேண்டும்? குடைராடினம் போலவா? அல்லது சூரிய குடும்பம் போன்ற? உடுமீன் கூட்டம் தட்டு அல்லது வட்டு போன்ற விறைப்பான பொருள் அல்ல; விண்மீன்களின் தொகுதி. எனவே தொகுப்பு பொருள். எனவே சூரிய குடும்பத்தை போல சுழலவேண்டும்.
நமது சூரியன், நமது பூமி முதலிய உள்ள நமது உடுமீன் கூட்டத்தை எடுத்துக்கொள்வோம். சூரியன் இந்த பால் வழி மண்டலத்தில் மையத்தில் இல்லை. சற்றேறக்குறைய விளிம்பை நோக்கி அமைந்துள்ளது. சூரிய குடும்பத்தில் நெப்ட்டியூன் போல விளிம்பில் உள்ள விண்மீன் நமது சூரியன். சூரிய குடும்பத்தில் மையத்தின் அருகில் நெருங்கி உள்ள புதன் வெகு வேக வேகமாக சுழலும் போது, நெப்ட்டியுன் மெல்ல மெல்ல சுழல்கிறது. அதுபோல சூரியனும் உடுமீன் கூட்டத்தின் மையத்தினை மெல்ல மெல்ல சுழலவேண்டும், சூரியன் உள்ள தொலைவில் அது வினாடிக்கு 160 கி,மீ வேகத்தில் சுழலவேண்டும் என கணிப்பு செய்துள்ளனர். ஆனால் உள்ளபடியே சூரியன் சுழலும் வேகம் வினாடிக்கு 220 கி,மீ அதாவது விளிம்பு பகுதியில் இருந்தாலும் மையத்தின் அருக உள்ள வேகம் கொண்டுள்ளது நமது பால்வழி மண்டலம். தொகுதி பொருளானாலும் விறைப்பான பொருள் போல நடத்தை செய்கிறது.
புலப்படும் பொருள்கள் கொண்டு இதை விளங்கிக்கொள்ள முடியாது. விளக்க முடியாது. நமது உடு மண்டலத்தின் நிறை என கணிகப்பட்டதை விட சுமார் நூறு மடங்கு அதிக நிறை நமது பால் வழி மண்டலத்தில் இருந்தால் மட்டுமே இது போன்ற சுழற்சி சத்தியம். இந்த மறைநிலை நிறை (missing mass) தான் இருள் பொருள் என அனுமானம் செய்யப்படுகிறது.
இந்த இருள் பொருள் இதுவரை நமக்கு தெரியாத, புலப்படாத வகை பொருளாக அமையக்கூடும் என்பது தான் புதுமை.
வேரா ரூபின் மற்றும் அவரது கூட்டாளி போர்ட் கண்டது இதுதான். பற்பல உடுமீன் கூட்டங்களின் சுழற்ச்சி வேகங்களை கணக்கிட்டனர். அந்த உடுமீன் கூட்டங்களின் விளிம்பில் உள்ள விண்மீன்கள் எவ்வாறு எந்த வேகத்தில் சுழல்கிறது என்பதை அளவிட்டனர். விளிம்பில் உள்ள விண்மீன்கள் பொதுவாக மெல்ல மெல்ல தான் சுழலவேண்டும். ஆனால் அவையும் ஏனைய உடுமன்ட்ல வட்டு போன்ற வேகத்திலேய சுழன்றது.
இதன் பொருள் ஒன்று ஈர்ப்பு சக்தி குறித்த நமது அறிவு முற்றிலும் தவறானது என அமையலாம்; அல்லது நமக்கு புலப்படமால் மறைந்த நிலையில் நிறை இருக்க வேண்டும் என்பது தான். ஈர்ப்பு சக்தி குறித்து நமக்கு உள்ள அறிவு பல முறை துல்லியமாக சோதனை செய்யப்பட்டுள்ளது. எனவே இருள் பொருள் கருதுகோள் தான் ஏற்புடையது என முடிவுக்கு வந்தார் வேரா ரூபின்.
வேரா ருபினுக்கு முன்பே 1933இல் பிரிட்ஸ் ஜ்விக்கி என்பார் இதுபோன்ற கருத்தை வெளியிட்டிருந்தார். எப்படி விண்மீன்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று பிணைந்து உடுமண்டலங்கள் ஆகிறதோ அதுபோல உடுமண்டலங்கள் பிணைந்து உடுமண்டல தொகுதிகள் என அமையும். ஐந்தே உடுமண்டல தொகுதியில் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக உடுமண்டலங்கள் தம்மைத்தாமே தமது ஈர்ப்பு மையத்தினை சுற்றி சுழலும். இங்கும் மையத்தின் அருகில் உள்ள உடுமண்டலங்கள் வேக வேகமகவும், தொகுதியின் விளிம்பில் உள்ளவை மெல்ல மெல்லவும் சுழல வேண்டும். ஆனால் விந்தை, இங்கும் விளிம்பு உடுமண்டலங்கள் அவை சுற்றவேண்டிய வேகத்தினைவிட வெகு வேகமாக சுழன்றன. இதன் தொடர்ச்சியாக ஜ்விக்கி எதோ ஒரு புதிய நிறை கொண்ட (அதாவது ஈர்ப்பு சக்தி அள்ளிக்கக்கூடிய) பொருள் இருக்க வேண்டும் எனக்கூறினார்.
அவரது ஆய்வு நடந்த காலம் ஆய்வுக்கருவிகள் அவ்வளவு துல்லியமாக இருக்கவில்லை. மேலும் ஜ்விக்கி எல்லோரையும் வெறுப்பு கொள்ள செய்பவராகவும் இருந்தார். எனவே பல ஆண்டுகள் இந்த ஆய்வு முக்கியத்துவப் படவில்லை. வேரா ரூபின் சந்தேகத்துக்கிடமின்றி நிருபித்ததின் தொடர்ச்சியாக இருள் பொருள் முக்கியத்துவம் பெற துவங்கியுள்ளது.
வானவியலின் புதிய அத்தியாயம் துவங்கியது
பட்டியல் அ
கோள்கள் சூரியனை வலம் வரும் கால இடைவெளி
கோள் சூரியனிடமிருந்து தொலைவு
(கோடி கி.மீ) சூரியனை வலம் வரும் காலம்
(நாள் கணக்கில்)
1. புதன் 5.79 88.0
2. வெள்ளி 10.82 224.7
3. பூமி 14.6 365.2
4. செவ்வாய் 22.79 687.0
5. வியாழன் 77.83 4332
6. சனி 142.7 10760
7. யுரேனஸ் 286.9 30700
8. நெப்ட்டியூன் 449.8 60200
கெப்ளர் விதிகள்
பல ஆண்டுகள் உற்று நோக்கியும், அதுவரை வேறு வானவியலாளர்கள் திரட்டி வைத்திருந்த தரவுகளையும் பயன்படுத்தி தான் கெப்ளர் தனது புதுமை கருத்தை வெளியிட்டார். செவ்வாய் கோள் இயக்கத்தை உற்று நோக்கிய அவர் அதுவரை கருதிய படி வட்டப் பாதையில் இக்கோள் செல்கிறது எனக்கொள்ள முடியாது என்பதை தெளிந்தார். இக்கோள் நீள்வட்டப் பாதையில் செல்கிறது என்று கொண்டால் தாம் காண்ட தரவுகள் பொருந்தி வருவதையும் கண்டார் இவர். இதன் வழி எல்லா கோள்களும் நீள்வட்டப் பாதையில் சூரியனை சுற்றி வலம் வருகின்றன என்ற புரட்சிகர கருத்தினை எட்டினார்.
1619 இல் கெப்ளர் எழுதி வெளிட்ட 'பிரபஞ்ச அமைப்பின் சீரொழுங்கு ' [The Harmony of the Cosmos] எனும் நூலில் கோள்கள் இயக்கம் குறித்த தனது மூன்று விதிகளை வெளியிட்டார். கணிதவியல் சார்ந்த பார்வையை இது சுட்டுகிறது. இவரது மூன்று விதிகள் அவன:-
முதல் விதி:- எல்லா கோள்களும் சூரியனை ஒரு குவிமையமாகக் [Focus] கொண்டு அதை நீள்வட்டச் சுழல்வீதியில் [Elliptical Orbits] சுற்றுகின்றன. கோள்களின் பாதை விதி இது. முன்பு வானியல் மேதைகள் தவறாக யூகித்தப்படி, கோள்கள் வட்ட வீதியில் சுற்றுபவை அல்ல! கோள்கள் பூமியையும் சுற்றவில்லை கோள்கள் சுரியனைத்தன் மையமாக வைத்து நீள்வட்டப் பாதையில் வலம் வருகின்றன என்றார்.
இரண்டாம் விதி:- கோள்கள் சூரியனை குவிமையமாகக் கொண்டு நீள்வட்டத்தில் சுற்றிவரும் போது கோளின் மையத்தையும் சூரிய மையப்புள்ளியையும் இணைக்கும் ஆரம் சம காலத்தில் சமப் பரப்பைத் தடவுகிறது. இது கோள்களின் பரப்பு விதி! அதாவது, நீள்வட்டப்பாதையில் கோள்கள் சூரியனை சுற்றி வரும் போது ஒரு சமயம் அருகிலும் அரு சமயம் தொலைவிலும் அமைய நேரிடும். அவ்வாறு கோள் சூரியனை நெருங்க நெருங்க, அதன் வேகம் மிகையாகிறது! சூரியனை விட்டு அப்பால் செல்லச் செல்ல அதன் வேகம் குறைகிறது என்பதே இந்த விதி. சூரியனை விட்டு அப்பால் செல்லும் போது சூரியனின் ஈர்ப்பு சக்தி குறையும் அல்லவே; இதனால் கோள்களின் வேகத்தில் தளர்ச்சி ஏற்படும். அருகில் உள்ள நிலையில் ஈர்ப்பு சக்தி மிகும் அதனால் வேக முடுக்கு பெரும்.
மூன்றாம் விதி:- சூரியனிலிருந்து குறிப்பிட்ட கோள் கொண்டுள்ள தொலைவின் மூவடுக்கு [Cube of the Distance], அந்த கோள் சூரியனை சுற்றும் கால இடைவெளியின் ஈரடுக்கிற்கு [Square of the Period] நேர் விகிதத்தில் உள்ளது. சுருங்கக் கூறினால், அண்டத்தின் தூர மூவடுக்கு/அண்டத்தின் சுற்றுக் கால ஈரடுக்கு விகிதம் ஓர் மாறிலி. [(Cube of the Distance)/(Square of the Period), Ratio is a constant].
பிரபஞ்சத்தில் விண்கோள்கள் சுற்றி வரும் வீதிகள், அவற்றின் வேகம், சூரியனை அவை நெருங்கும் போது ஏற்படும் வேக வளர்ச்சி, சூரியனை விட்டு அவை அகலும் போது நிகழும் வேகத் தளர்ச்சி, அவை மேவும் விண்பரப்புக்கும் [Spatial Setup] காலத்திற்கும் உள்ள உறவு, அவற்றின் தூரத்திற்கும், சுற்றும் காலத்திற்கும் உள்ள தொடர்பு போன்ற கணிதக் கோட்பாடுகளைக் கூறுவது, கெப்ளரின் மூன்று விதிகள் [Kepler 's Laws].
கெப்ளரின் மூன்று விதிகளும் பட்டறிவின் வழி உருவானவை. கணித சார் விதிகள் ஆயினும் காரண-காரிய அடிப்படைகளைக் கையாண்டு, அவை தர்க்க முறையில் படிப்படியாக உருவாக்கப் பட்டவை அல்ல. இவ்விதிகளைப் பயன்படுத்தி, எதிர் காலத்தில் கோள்கள் எங்கே இருக்கும் என்று அவற்றின் இடத்தை முன் அனுமானம் செய்யல்லாம். கோள்களின் இயக்கத்தை இவை கணக்கிட உதவிய போதும் ஏன் என்ற கேள்விக்கு விடை இருக்கவில்லை.
தொலைவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க சூரியனின் ஈர்ப்பு விசை எதிர் வீதத்தில் [Force inversely diminishes with distance] குறைகிறது அதன் பொருட்டே கெப்ளரின் விதிகள் உருவாகின்றன என்ற கருத்து ஐசக் நியூட்டன் தன்னது இயக்க விதிகளை உருவாக்கிய போது விளங்கியது.
எல்லா சுழலும் பொருளும் எதாவது அச்சை சுற்றிதான் வலம் வரும். சூரியன் மற்றும் குடைராடினத்தை பொருத்தவரை இரண்டும் அதன் மையப்புள்ளியை சுற்றி வருகின்றன. சூரிய குடும்பத்தை பொருத்தவரை சூரியன் தான் அச்சு; மையம். குடைராடினத்தை பொருத்தவரை குடை பொருத்தப்பட்டுள்ள கழி-கொம்பு தான் அச்சு; மையம்.
குடைராடினத்தில் குதிரைகள் எல்லாம் ஒரே கால இடைவெளியில் அச்சை சுற்றி வருகின்றன. அச்ச்சுக்கு மிக அருகே இருக்கும் குதிரை ஐந்து நிமிடத்தில் மையத்தை ஒரு சுற்று சுற்றினால் குடைராடினத்தின் விளிம்பில் இருக்கும் குதிரையும் ஐந்து நிமிடத்தில் ஒரு சுற்று சுற்றும். இடை நிலை குதிரையும் ஐந்து நிமிட நேரத்தில் தான் ஒரு சுற்று வரும்.
சூரிய குடும்பத்தை பொருத்தவரை இது பொருந்தாது. சூரியனுக்கு மிக மிக அருகாமையில் உள்ள முதல் கொள் புதன். இந்த கோள் வெறும் 88 நாளில் சூரியனை ஒரு சுற்று சுற்றிவிடுகிறது. அதே சமயம் மூன்றாவது கிரகமாக உள்ள பூமி சூரியனை ஒரு வலம் வைக்க ஒரு ஆண்டு அல்லது சுமார் 365 நாட்கள் எடுக்கிறது. எட்டாவது கோள் நெப்ட்டியூன் 60200 நாட்கள் (சுமார் 164.79 ஆண்டுகளுக்கு) ஒருமுறை தான் சூரியனை வலம் வைக்கிறது. அதாவது வேறு வேறு வகையில் கூறப்புகுந்தால் அருகே உள்ள கோள் வெகு குறைவான கால இடைவெளியிலும், தொலைவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க வலம் வரும் கால இடைவெளி அதிகரித்து கொண்டு போவதும் தெளிவாக புலப்படும். (பட்டியல் –அ வில் கோள்களும் அதன் வலம் வரும் கால இடைவெளியும் உள்ளது காண்க) கெப்ளர் இந்த செய்தியை கண்டுனர்ந்தார். கெப்ளரின் விதி இதை சுட்டுகிறது. (கெப்ளர் விதியினை பிற்சேர்க்கையில் காண்க) குடைராடினம் சுழலுவதர்க்கும் சூரிய குடும்பம் சுற்றி வருவதற்கும் உள்ள ஒரு வேறுபாடு இது.
குடைராட்டினத்தில் விளிம்பில் குதிரை, அச்சிற்கு நெருங்கி உள்ள உள்ள குதிரையை விட வெகு வேகமாக சுற்றவேண்டும். இரண்டு குதிரையும் ஒரே கால இடைவெளியில் தான் சுற்றுகிறது. அனால் நெருங்கி உள்ள குதிரை குறைவான தூரமே கடக்க வேண்டும். விளிம்பில் உள்ள குதிரை ஒப்பீட்டில் அதிக தூரம் கடக்க வேண்டும். நெருங்கி உள்ள குதிரை சுற்றும் வட்டத்தின் சுற்றளவு சிறியதாகவும் விளிம்பில் உள்ள குதிரை சுற்றும் வட்டத்தின் சுற்றளவு பெரியதாகவும் இருக்கும். இரண்டும் ஒரே கால இடைவெளியில் சுற்றுகிறது. எனவே அருகே உள்ள குதிரை அதே கால அளவில் குறைவான தொலைவு கடக்க வேண்டும்; அதே கால அளவில் விளிம்பில் உள்ள குதிரை அதிக தூரம் கடக்க வேண்டும். எனவே நெருங்கி உள்ள குதிரை மெதுவாகவும், விளிம்பில் உள்ள குதிரை வெகு வேகமாகவும் சுற்றவேண்டும். அச்சிற்கு நெருங்கிய பகுதியிலிருந்து தொலைவு செல்ல செல்ல குதிரைகள் செல்லும் வேகமுமும் அதிகரித்த வண்ணம் அமையும். தொலைவு சார்ந்து நேர் விகிதத்தில் வேகம் அமையும்.
எனவே தான் பொதுவாக சிறு பிள்ளைகளை அச்சிற்கு நெருக்கமாகவும், வளர்ர்ந்த பிள்ளைகள் மற்றும் பதின்பருவதினரை விளிம்பிலும் அமரவைப்பர். சிறு பிள்ளைகள் வேக வேகமா சுழல்வதை தாங்க அச்சம் கொள்ளும்; வளர்ந்த பிள்ளைகள் பயமறியாது.
சுரியக்குடும்பத்தை பொருத்தவரை கோள்கள் வலம் வரும் வேகமும் மாறுபட்டு அமைகிறது. எல்லா கோள்களும் ஒரே வேகத்தில் பயனிப்பதில்லை; ஆனால் குடைராடினம் போல தொலைவு சார்ந்து மட்டும் வேகம் அமைவதில்லை. ஏனெனில் கோள்களைப் பொருத்தவரை சுற்றும் கால இடைவெளி ஒவ்வொரு கோளுக்கும் வேறுபட்டு அமைகிறது. வேகம் என்பது சுற்றும் கால இடைவெளி மற்றும் சுற்றும் தொலைவு இரண்டையும் பொருத்து அமைவதால் கோள்களைப் பொருத்தவரை குடைராடினம் போல ஒரே சீரான வேக மாறுபாடு அமையாது. நெருங்கி சுற்றும் கோள்கள் வேக வேகமாகாவும் தொலைவு அதிகரிக்க வேகம் குறைந்தும் அமையும். தொலைவில் உள்ள கோள்களை மைய சூரியன் அவ்வளவு ஈர்ப்பு சக்தி கொண்டு கவர முடியாது. எனவே மேலும் மெதுவாக தான் சுழலும்.
குடைராடினத்தில் உள்ளபடியே எல்லா குதிரைகளும் மைய அச்சுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. குடை வழியே இந்த பிணைப்பு உள்ளது. ஆனால் கோள்களைப் பொருத்தவரை நேரடியாக மைய சூரியனுடன் பொருத்தப்படவில்லை. ஈர்ப்பு சக்தி தான் சூரியனையும் கோள்களையும் பிணைக்கும் ஆற்றல். குடைராடினம், தட்டு, வட்டு, சக்கரம் முதலிய விரைப்பான பொருள்கள் (rigid body) கோள்கள் தொகுப்பான பொருட்கள். இரண்டும் சுழலும் போது வெவ்வேறு விதமாக இயங்கும்.
வரைபட நிரலில் (கிராப் பேப்பரில்) ஒரு அச்சில் மையத்திலிருந்து தொலைவு மறு அச்சில் சுழலும் வேகம் என்பதை பொருத்தி கிராப் வரைந்தால், குடை ராட்டினம் 45 டிகிரி சாய்வான கோடக அமையும். அதே சமயம் சூரிய குடும்பத்தை வரைபட நிரல் செய்தால் கிழ் நோக்கிய வளைவு கிடைக்கும். (பார்க்க கிழே உள்ள படங்கள்)
உடுமீன் கூட்டம் உள்ளபடியே பல்வேறு தனிதனி விண்மீன்கள் கொண்ட தொகுதி. உடுமீன் கூட்டத்தின் மையத்தை சுற்றி அதன் விண்மீன்கள் வலம் வருகின்றன. உடுமீன் கூட்டத்தின் மையத்தில் கருந்துளை மற்றும் பெரும் நிறை உள்ள ராட்ச்ச விண்மீன்கள் உள்ளன என வனவியளர்கள் அனுமானித்துள்ளனர். இந்த மைய நிறையை சுற்றி ஏனைய விண்மீன்கள் வளம் வருகின்றன.
உடுமீன் கூட்டத்தில் விண்மீன்கள் எவ்வாறு சுழலவேண்டும்? குடைராடினம் போலவா? அல்லது சூரிய குடும்பம் போன்ற? உடுமீன் கூட்டம் தட்டு அல்லது வட்டு போன்ற விறைப்பான பொருள் அல்ல; விண்மீன்களின் தொகுதி. எனவே தொகுப்பு பொருள். எனவே சூரிய குடும்பத்தை போல சுழலவேண்டும்.
நமது சூரியன், நமது பூமி முதலிய உள்ள நமது உடுமீன் கூட்டத்தை எடுத்துக்கொள்வோம். சூரியன் இந்த பால் வழி மண்டலத்தில் மையத்தில் இல்லை. சற்றேறக்குறைய விளிம்பை நோக்கி அமைந்துள்ளது. சூரிய குடும்பத்தில் நெப்ட்டியூன் போல விளிம்பில் உள்ள விண்மீன் நமது சூரியன். சூரிய குடும்பத்தில் மையத்தின் அருகில் நெருங்கி உள்ள புதன் வெகு வேக வேகமாக சுழலும் போது, நெப்ட்டியுன் மெல்ல மெல்ல சுழல்கிறது. அதுபோல சூரியனும் உடுமீன் கூட்டத்தின் மையத்தினை மெல்ல மெல்ல சுழலவேண்டும், சூரியன் உள்ள தொலைவில் அது வினாடிக்கு 160 கி,மீ வேகத்தில் சுழலவேண்டும் என கணிப்பு செய்துள்ளனர். ஆனால் உள்ளபடியே சூரியன் சுழலும் வேகம் வினாடிக்கு 220 கி,மீ அதாவது விளிம்பு பகுதியில் இருந்தாலும் மையத்தின் அருக உள்ள வேகம் கொண்டுள்ளது நமது பால்வழி மண்டலம். தொகுதி பொருளானாலும் விறைப்பான பொருள் போல நடத்தை செய்கிறது.
புலப்படும் பொருள்கள் கொண்டு இதை விளங்கிக்கொள்ள முடியாது. விளக்க முடியாது. நமது உடு மண்டலத்தின் நிறை என கணிகப்பட்டதை விட சுமார் நூறு மடங்கு அதிக நிறை நமது பால் வழி மண்டலத்தில் இருந்தால் மட்டுமே இது போன்ற சுழற்சி சத்தியம். இந்த மறைநிலை நிறை (missing mass) தான் இருள் பொருள் என அனுமானம் செய்யப்படுகிறது.
இந்த இருள் பொருள் இதுவரை நமக்கு தெரியாத, புலப்படாத வகை பொருளாக அமையக்கூடும் என்பது தான் புதுமை.
வேரா ரூபின் மற்றும் அவரது கூட்டாளி போர்ட் கண்டது இதுதான். பற்பல உடுமீன் கூட்டங்களின் சுழற்ச்சி வேகங்களை கணக்கிட்டனர். அந்த உடுமீன் கூட்டங்களின் விளிம்பில் உள்ள விண்மீன்கள் எவ்வாறு எந்த வேகத்தில் சுழல்கிறது என்பதை அளவிட்டனர். விளிம்பில் உள்ள விண்மீன்கள் பொதுவாக மெல்ல மெல்ல தான் சுழலவேண்டும். ஆனால் அவையும் ஏனைய உடுமன்ட்ல வட்டு போன்ற வேகத்திலேய சுழன்றது.
இதன் பொருள் ஒன்று ஈர்ப்பு சக்தி குறித்த நமது அறிவு முற்றிலும் தவறானது என அமையலாம்; அல்லது நமக்கு புலப்படமால் மறைந்த நிலையில் நிறை இருக்க வேண்டும் என்பது தான். ஈர்ப்பு சக்தி குறித்து நமக்கு உள்ள அறிவு பல முறை துல்லியமாக சோதனை செய்யப்பட்டுள்ளது. எனவே இருள் பொருள் கருதுகோள் தான் ஏற்புடையது என முடிவுக்கு வந்தார் வேரா ரூபின்.
வேரா ருபினுக்கு முன்பே 1933இல் பிரிட்ஸ் ஜ்விக்கி என்பார் இதுபோன்ற கருத்தை வெளியிட்டிருந்தார். எப்படி விண்மீன்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று பிணைந்து உடுமண்டலங்கள் ஆகிறதோ அதுபோல உடுமண்டலங்கள் பிணைந்து உடுமண்டல தொகுதிகள் என அமையும். ஐந்தே உடுமண்டல தொகுதியில் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக உடுமண்டலங்கள் தம்மைத்தாமே தமது ஈர்ப்பு மையத்தினை சுற்றி சுழலும். இங்கும் மையத்தின் அருகில் உள்ள உடுமண்டலங்கள் வேக வேகமகவும், தொகுதியின் விளிம்பில் உள்ளவை மெல்ல மெல்லவும் சுழல வேண்டும். ஆனால் விந்தை, இங்கும் விளிம்பு உடுமண்டலங்கள் அவை சுற்றவேண்டிய வேகத்தினைவிட வெகு வேகமாக சுழன்றன. இதன் தொடர்ச்சியாக ஜ்விக்கி எதோ ஒரு புதிய நிறை கொண்ட (அதாவது ஈர்ப்பு சக்தி அள்ளிக்கக்கூடிய) பொருள் இருக்க வேண்டும் எனக்கூறினார்.
அவரது ஆய்வு நடந்த காலம் ஆய்வுக்கருவிகள் அவ்வளவு துல்லியமாக இருக்கவில்லை. மேலும் ஜ்விக்கி எல்லோரையும் வெறுப்பு கொள்ள செய்பவராகவும் இருந்தார். எனவே பல ஆண்டுகள் இந்த ஆய்வு முக்கியத்துவப் படவில்லை. வேரா ரூபின் சந்தேகத்துக்கிடமின்றி நிருபித்ததின் தொடர்ச்சியாக இருள் பொருள் முக்கியத்துவம் பெற துவங்கியுள்ளது.
வானவியலின் புதிய அத்தியாயம் துவங்கியது
பட்டியல் அ
கோள்கள் சூரியனை வலம் வரும் கால இடைவெளி
கோள் சூரியனிடமிருந்து தொலைவு
(கோடி கி.மீ) சூரியனை வலம் வரும் காலம்
(நாள் கணக்கில்)
1. புதன் 5.79 88.0
2. வெள்ளி 10.82 224.7
3. பூமி 14.6 365.2
4. செவ்வாய் 22.79 687.0
5. வியாழன் 77.83 4332
6. சனி 142.7 10760
7. யுரேனஸ் 286.9 30700
8. நெப்ட்டியூன் 449.8 60200
கெப்ளர் விதிகள்
பல ஆண்டுகள் உற்று நோக்கியும், அதுவரை வேறு வானவியலாளர்கள் திரட்டி வைத்திருந்த தரவுகளையும் பயன்படுத்தி தான் கெப்ளர் தனது புதுமை கருத்தை வெளியிட்டார். செவ்வாய் கோள் இயக்கத்தை உற்று நோக்கிய அவர் அதுவரை கருதிய படி வட்டப் பாதையில் இக்கோள் செல்கிறது எனக்கொள்ள முடியாது என்பதை தெளிந்தார். இக்கோள் நீள்வட்டப் பாதையில் செல்கிறது என்று கொண்டால் தாம் காண்ட தரவுகள் பொருந்தி வருவதையும் கண்டார் இவர். இதன் வழி எல்லா கோள்களும் நீள்வட்டப் பாதையில் சூரியனை சுற்றி வலம் வருகின்றன என்ற புரட்சிகர கருத்தினை எட்டினார்.
1619 இல் கெப்ளர் எழுதி வெளிட்ட 'பிரபஞ்ச அமைப்பின் சீரொழுங்கு ' [The Harmony of the Cosmos] எனும் நூலில் கோள்கள் இயக்கம் குறித்த தனது மூன்று விதிகளை வெளியிட்டார். கணிதவியல் சார்ந்த பார்வையை இது சுட்டுகிறது. இவரது மூன்று விதிகள் அவன:-
முதல் விதி:- எல்லா கோள்களும் சூரியனை ஒரு குவிமையமாகக் [Focus] கொண்டு அதை நீள்வட்டச் சுழல்வீதியில் [Elliptical Orbits] சுற்றுகின்றன. கோள்களின் பாதை விதி இது. முன்பு வானியல் மேதைகள் தவறாக யூகித்தப்படி, கோள்கள் வட்ட வீதியில் சுற்றுபவை அல்ல! கோள்கள் பூமியையும் சுற்றவில்லை கோள்கள் சுரியனைத்தன் மையமாக வைத்து நீள்வட்டப் பாதையில் வலம் வருகின்றன என்றார்.
இரண்டாம் விதி:- கோள்கள் சூரியனை குவிமையமாகக் கொண்டு நீள்வட்டத்தில் சுற்றிவரும் போது கோளின் மையத்தையும் சூரிய மையப்புள்ளியையும் இணைக்கும் ஆரம் சம காலத்தில் சமப் பரப்பைத் தடவுகிறது. இது கோள்களின் பரப்பு விதி! அதாவது, நீள்வட்டப்பாதையில் கோள்கள் சூரியனை சுற்றி வரும் போது ஒரு சமயம் அருகிலும் அரு சமயம் தொலைவிலும் அமைய நேரிடும். அவ்வாறு கோள் சூரியனை நெருங்க நெருங்க, அதன் வேகம் மிகையாகிறது! சூரியனை விட்டு அப்பால் செல்லச் செல்ல அதன் வேகம் குறைகிறது என்பதே இந்த விதி. சூரியனை விட்டு அப்பால் செல்லும் போது சூரியனின் ஈர்ப்பு சக்தி குறையும் அல்லவே; இதனால் கோள்களின் வேகத்தில் தளர்ச்சி ஏற்படும். அருகில் உள்ள நிலையில் ஈர்ப்பு சக்தி மிகும் அதனால் வேக முடுக்கு பெரும்.
மூன்றாம் விதி:- சூரியனிலிருந்து குறிப்பிட்ட கோள் கொண்டுள்ள தொலைவின் மூவடுக்கு [Cube of the Distance], அந்த கோள் சூரியனை சுற்றும் கால இடைவெளியின் ஈரடுக்கிற்கு [Square of the Period] நேர் விகிதத்தில் உள்ளது. சுருங்கக் கூறினால், அண்டத்தின் தூர மூவடுக்கு/அண்டத்தின் சுற்றுக் கால ஈரடுக்கு விகிதம் ஓர் மாறிலி. [(Cube of the Distance)/(Square of the Period), Ratio is a constant].
பிரபஞ்சத்தில் விண்கோள்கள் சுற்றி வரும் வீதிகள், அவற்றின் வேகம், சூரியனை அவை நெருங்கும் போது ஏற்படும் வேக வளர்ச்சி, சூரியனை விட்டு அவை அகலும் போது நிகழும் வேகத் தளர்ச்சி, அவை மேவும் விண்பரப்புக்கும் [Spatial Setup] காலத்திற்கும் உள்ள உறவு, அவற்றின் தூரத்திற்கும், சுற்றும் காலத்திற்கும் உள்ள தொடர்பு போன்ற கணிதக் கோட்பாடுகளைக் கூறுவது, கெப்ளரின் மூன்று விதிகள் [Kepler 's Laws].
கெப்ளரின் மூன்று விதிகளும் பட்டறிவின் வழி உருவானவை. கணித சார் விதிகள் ஆயினும் காரண-காரிய அடிப்படைகளைக் கையாண்டு, அவை தர்க்க முறையில் படிப்படியாக உருவாக்கப் பட்டவை அல்ல. இவ்விதிகளைப் பயன்படுத்தி, எதிர் காலத்தில் கோள்கள் எங்கே இருக்கும் என்று அவற்றின் இடத்தை முன் அனுமானம் செய்யல்லாம். கோள்களின் இயக்கத்தை இவை கணக்கிட உதவிய போதும் ஏன் என்ற கேள்விக்கு விடை இருக்கவில்லை.
தொலைவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க சூரியனின் ஈர்ப்பு விசை எதிர் வீதத்தில் [Force inversely diminishes with distance] குறைகிறது அதன் பொருட்டே கெப்ளரின் விதிகள் உருவாகின்றன என்ற கருத்து ஐசக் நியூட்டன் தன்னது இயக்க விதிகளை உருவாக்கிய போது விளங்கியது.
