இருளிலிருந்து உருவான பிரபஞ்சம்: 1,300 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன் நடந்தது என்ன? ஹப்பிள் தொலைநோக்கி வெளியிட்ட உண்மை!

பிரபஞ்சம் தோன்றி ஆரம்பத்தில் நிலவிய இருண்ட 'பிரபஞ்ச மூடுபனி' எவ்வாறு விலகி ஒளிமயமானது என்ற அறிவியல் கோட்பாட்டில் நாசாவின் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி ஒரு புதிய அதிர்ச்சித் திருப்பத்தை வெளிப்படுத்தியுள்ளது.

பிரபஞ்சம் எப்படி உருவானது

நாசா (NASA) அமைப்பின் 'ஹப்பிள்' (Hubble Space Telescope) விண்வெளி தொலைநோக்கி மேற்கொண்ட ஒரு வியக்கத்தக்க கண்டுபிடிப்பு, ஆரம்பகால பிரபஞ்சம் இருளிலிருந்து எவ்வாறு மீண்டு ஒளிமயமானது என்பது குறித்து விஞ்ஞானிகள் இதுவரை நம்பி வந்த முதன்மையான கோட்பாட்டிற்கே சவால் விடுத்துள்ளது. இறக்கும் விண்மீன்களின் (நட்சத்திரங்கள்) சக்திவாய்ந்த வெடிப்புகள், ஒளி பரவும் செயல்முறைக்கு உதவியாக இருக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் நினைத்திருந்த வேளையில், உண்மையில் அவை அந்த செயல்முறைக்குத் தடங்கலாகவே இருந்துள்ளன என்ற புதிய உண்மை வெளிச்சத்திற்கு வந்துள்ளது.

மிச்சிகன் பல்கலை.யின் வானியலாளர்கள் அடங்கிய சர்வதேச ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு இது குறித்து ஆய்வு செய்தது. வெடிக்கும் நட்சத்திரங்களால் (Supernovae) உருவாக்கப்படும் பலத்த காற்றானது, விண்மீன் திரள்களிலிருந்து (Galaxies) புறஊதா கதிர்கள் (Ultraviolet Radiation) வெளியேறுவதைத் தடுக்கிறது என்பதை அவர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். இதுவரை உலகளவில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கோட்பாட்டிற்கு இது முற்றிலும் மாறான ஒன்றாகும். இது பிரபஞ்ச வரலாற்றின் மிக முக்கியமான மாற்றத்தைப் பற்றிய அறிவியல் புரிதலையே மாற்றியமைக்கக் கூடும்.

பிரபஞ்சம் அடர்ந்த மூடுபனியிலிருந்து மீண்டது எப்படி?

பெருவெடிப்புக்கு (Big Bang) பிந்தைய முதல் 100 கோடி ஆண்டுகளில், விண்மீன் திரள்களுக்கு இடையிலான விண்வெளியை அதிக அளவிலான நடுநிலை ஹைட்ரஜன் வாயு நிரப்பியிருந்தது. இந்த ஹைட்ரஜன் ஒருவித பிரபஞ்ச மூடுபனியை (Cosmic Fog) உருவாக்கி, புறஊதா கதிர்களை உறிஞ்சி, அந்த ஒளி விண்வெளியில் சுதந்திரமாகப் பயணிப்பதைத் தடுத்தது.

சுமார் 1,300 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தொடங்கிய 'மறுஅயனியாக்கம்' (Reionization) என்ற காலகட்டத்தில் இந்த நிலை மாறத் தொடங்கியது. ஆரம்பகால விண்மீன் திரள்களிலிருந்து வெளிப்பட்ட தீவிர கதிர்வீச்சு, ஹைட்ரஜன் அணுக்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்களைப் பிரித்து, அவற்றை நேர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட புரோட்டான்களாகவும், சுதந்திர எலக்ட்ரான்களாகவும் மாற்றியது. அதிகப்படியான ஹைட்ரஜன் அயனியாக்கம் செய்யப்பட்டதால், புறஊதா ஒளியால் விண்மீன்களுக்கு இடையேயான விண்வெளியில் வெகுதூரம் பயணிக்க முடிந்தது.

இந்த மாற்றமே இன்றைக்கு வானியலாளர்கள் காணும் தெளிவான, ஒளி ஊடுருவக்கூடிய பிரபஞ்சத்தை உருவாக்க உதவியது. மிச்சிகன் பல்கலை.யின் வானியல் துறை ஆராய்ச்சி அறிஞர் கோடி காரா (Cody Carr) இது பற்றிக் கூறுகையில், விண்வெளியை நிரப்பியிருந்த பெரும்பாலான ஹைட்ரஜனை அயனியாக்கம் செய்தபோது மறுஅயனியாக்கம் நிறைவடைந்தது. அதன் விளைவாகவே இன்றைய பிரபஞ்சத்தை நாம் பார்க்கிறோம். இந்த மறுஅயனியாக்கத்தை பிரபஞ்சத்தின் கடைசி முக்கிய கட்ட மாற்றம் (Last Major Phase Transition) என்று அழைக்கிறோம் என்றார்.

நட்சத்திர வெடிப்புகள் பற்றிய பழைய கோட்பாட்டிற்கு சவால்

பல ஆண்டுகளாக, இதற்கான முதன்மையான விளக்கம் 'சூப்பர்நோவா' (Supernovae) எனப்படும் நட்சத்திர வெடிப்புகளை மையமாகக் கொண்டிருந்தது. நட்சத்திரங்கள் தங்களது ஆயுளின் முடிவை எட்டும்போது ஏற்படும் இந்த ராட்சத வெடிப்புகள், விண்மீன் திரள்கள் வழியே வாயு மற்றும் பிற பொருட்களை வெளியே தள்ளும் மிகப்பெரிய காற்றை உருவாக்குகின்றன.

இந்தக் காற்றானது இளம் நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள வாயுக்கள் வழியே பாதைகளை உருவாக்கி, புறஊதா கதிர்கள் விண்மீன் திரள்களுக்கு வெளியே தப்பிச் செல்ல வழிவகுக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதினர். அவ்வாறு வெளியேறும் கதிர்வீச்சு, அடர்ந்த மூடுபனிக்குக் காரணமான நடுநிலை ஹைட்ரஜனைப் பிரிக்க உதவும் என்பது பழைய கணிப்பு. ஆனால், ஹப்பிள் தொலைநோக்கியின் புதிய அவதானிப்புகள் இந்த செயல்முறை அப்படியே தலைகீழாக நடப்பதாகக் கூறுகின்றன.

பலத்த விண்மீன் காற்று வீசும் திரள்களிலிருந்து மிகவும் குறைவான அளவிலான கதிர்வீச்சே வெளியேறுவதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். அதாவது, சூப்பர்நோவாக்களால் உருவாக்கப்படும் காற்று, கதிர்வீச்சு வெளியேறுவதை எளிதாக்குவதற்குப் பதிலாக மேலும் கடினமாக்குகிறது என்பதை ஹப்பிளின் தரவுகள் சுட்டிக்காட்டுகின்றன. விண்மீன் திரள்கள் எவ்வாறு கதிர்வீச்சை வெளியேற்றின என்பது நாம் நினைத்த மாதிரி இல்லை, என்கிறார் கோடி காரா.

இந்த முடிவுகள் மற்றொரு சாத்தியக்கூறை வலுப்படுத்துகின்றன: இளமையான, பிரமாண்டமான நட்சத்திரங்கள் சூப்பர்நோவாவாக வெடித்துச் சிதறுவதற்கு முன்பே, அவற்றிலிருந்து கதிர்வீச்சு (Photons) வெளியேறிவிடுகிறது.

'ஸ்டார்பர்ஸ்ட்' விண்மீன் திரள்களில் ஹப்பிள் கண்டறிந்தவை

கதிர்வீச்சு எவ்வாறு வெளியேறுகிறது என்பதை ஆராய, சர்வதேசக் குழு ஹப்பிள் தொலைநோக்கியைப் பயன்படுத்தி அருகில் உள்ள 'ஸ்டார்பர்ஸ்ட்' (Starburst Galaxies) விண்மீன் திரள்களை ஆய்வு செய்தது. இவை விதிவிலக்கான முறையில் மிக தீவிரமாக புதிய நட்சத்திரங்களை உருவாக்கும் மண்டலங்களாகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த விண்மீன் திரள்களிலிருந்து வரும் ஒளியின் நிறமாலைகளை (Spectra) விரிவாக ஆய்வு செய்தனர். வாயுக்கள் ஒளியின் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களை உறிஞ்சுவதால் நிறமாலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கொண்டு, விண்மீன் காற்றுகளின் வேகத்தையும் இயக்கத்தையும் கணக்கிட்டனர்.

காற்றின் வேகத்தையும், ஒவ்வொரு விண்மீன் திரளிலிருந்தும் வெளியேறும் கதிர்வீச்சின் அளவையும் ஒப்பிட்டபோது ஒரு அதிர்ச்சி தகவல் காத்திருந்தது: மிக அதிவேகமாக காற்று வீசும் விண்மீன் திரள்களிலிருந்து மிகக் குறைந்த அளவிலான கதிர்வீச்சே வெளியேறியது!

ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பல்கலை.யின் (Johns Hopkins University) மூத்த ஆய்வாளர் ஸ்டீபன் மெக்காண்ட்லிஸ் இது குறித்துக் கூறுகையில், சூப்பர்நோவாக்களிலிருந்து வெளிப்படும் ஆற்றல், சுற்றியுள்ள பகுதியைக் கிளறிவிட்டு, கதிர்வீச்சைத் தடுக்கும் நடுநிலை வாயு மற்றும் தூசியின் அடர்த்தியைக் குறைப்பதற்குப் பதிலாக அதிகரிக்கவே செய்துள்ளது," என்று விளக்குகிறார்.

இளம் நட்சத்திரங்கள் பிரபஞ்சத்தின் வெளிச்சத்திற்கு காரணமா?

பெரிய விண்மீன் காற்றுகள் கதிர்வீச்சைத் தடுத்தாலும், சிறிய காற்றுகளும் இளம் நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள பிற செயல்பாடுகளும் வாயுக்களில் சிறிய துளைகளை உருவாக்கக்கூடும். முதல் சூப்பர்நோவா வெடிப்புகள் நடப்பதற்கு முன்பே இந்த நிகழ்வுகள் நடப்பதால், சாதகமான சூழ்நிலையில் கதிர்வீச்சு வெளியேற வாய்ப்பு கிடைக்கிறது. எனவே, வானியலாளர்கள் வெடிக்கும் நட்சத்திரங்களின் விளைவுகளில் மட்டுமே கவனம் செலுத்தாமல், நட்சத்திர உருவாக்கத்தின் தொடக்கக் கட்டங்களில் என்ன நடக்கிறது என்பதில் அதிக கவனம் செலுத்த வேண்டும் என்பதை இந்தக் கண்டுபிடிப்பு உணர்த்துகிறது.

மேலும், ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தை கணினி மூலம் மாதிரி உருவாக்கம் (Computer Simulations) செய்து ஆராயும் முறையிலும் இது மாற்றத்தைக் கொண்டுவரும். ஷெஜியாங் பல்கலை. கூறுகையில், பிரபஞ்ச மாதிரிகளில் சூப்பர்நோவாக்கள் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. ஆனால், முதல் சூப்பர்நோவா வெடிப்பதற்கு முன்பே இளம் நட்சத்திரங்களின் கதிர்வீச்சும் காற்றும் சுற்றியுள்ள வாயுவை எவ்வாறு மாற்றியமைக்கின்றன என்பதை நாம் ஆராய வேண்டியதன் அவசியத்தை எங்கள் கண்டுபிடிப்புகள் காட்டுகின்றன, என்றார்.

சுருக்கமாகச் சொன்னால், பிரபஞ்சத்தின் பழங்கால மூடுபனியை விலக்க உதவிய கதிர்வீச்சானது, சக்திவாய்ந்த நட்சத்திர வெடிப்புகள் சுற்றுப்புறத்தை மாற்றுவதற்கு முன்பே விண்மீன் திரள்களிலிருந்து தப்பியிருக்கலாம் என்ற புதிய கதவை ஹப்பிள் திறந்து வைத்துள்ளது.