ஒளியின் ரகசியம்: ஆற்றலை இழக்காத மில்லியன் ஆண்டுப் பயணம்

விண்வெளியில் மில்லியன் ஆண்டுகள் பயணிக்கும் ஒளி ஏன் ஆற்றலை இழப்பதில்லை? விண்வெளியின் வெற்றிடம், ஒளியின் தன்மை, மற்றும் கால நீட்டிப்பு ஆகிய காரணிகள் இதில் பங்கு வகிக்கின்றன.

நாம் இரவு வானில் பார்க்கும் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் பால்வெளிகளில் இருந்து வரும் ஒளி பல மில்லியன் ஆண்டுகளாகப் பயணித்து நம்மை வந்தடைகிறது. இவ்வளவு நீண்ட தூரம் பயணித்தாலும், அந்த ஒளி ஏன் தனது ஆற்றலை இழப்பதில்லை?

பூமிக்கு வெகு தொலைவில் உள்ள ஒரு பால்வெளியான பின்வீல் கேலக்ஸியை (Pinwheel Galaxy) தொலைநோக்கி மூலம் புகைப்படம் எடுப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். அந்த பால்வெளியில் இருந்து வந்த ஒளி, 25 மில்லியன் ஆண்டுகள் பயணித்து பூமியை வந்தடைந்துள்ளது. இவ்வளவு தூரம் பயணிக்கும் ஒளி தனது ஆற்றலை இழக்காதா?

ஒளி என்றால் என்ன?

ஒளி என்பது மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு. அதாவது ஒரு மின் அலையும் ஒரு காந்த அலையும் இணைந்தது. அது விண்வெளியில் பயணிக்கிறது. ஒளிக்கு எடை (mass) கிடையாது. ஒரு பொருளின் எடை, அது விண்வெளியில் பயணிக்கக்கூடிய வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்தும். ஒளிக்கு எடை இல்லாததால், அது வெற்றிடமாக உள்ள விண்வெளியில் அதிகபட்ச வேகத்தில் பயணிக்கிறது. அதாவது வினாடிக்கு சுமார் 300,000 கி.மீ. வேகத்தில் ஒளி பயணம் செய்கிறது. இதுதான் விண்வெளியில் பயணிக்கக்கூடிய அதிகபட்ச வேகம்.

இவ்வளவு வேகம் இருந்தாலும், விண்வெளி மிகப் பெரியது. சூரிய ஒளி பூமிக்கு வர சுமார் எட்டு நிமிடங்கள் ஆகும். அதாவது நாம் காணும் சூரிய ஒளி எட்டு நிமிடங்கள் பழமையானது. சூரியனுக்குப் பிறகு நமக்கு அருகிலுள்ள நட்சத்திரமான ஆல்பா செண்டூரி (Alpha Centauri) சுமார் 41 டிரில்லியன் கி.மீ. தொலைவில் உள்ளது. அதன் ஒளி 4 ஆண்டுகள் பழமையானது. இதை விஞ்ஞானிகள் 4 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவு என்று சொல்வார்கள். என்பார்கள்.

ஒளி ஏன் ஆற்றலை இழப்பதில்லை?

வெண்வெளியில் பயணிக்கும் ஒளி பெரும்பாலும் எதனுடனும் மோதாமல் தொடர்ந்து பயணிக்கிறது. ஏனென்றால், விண்வெளி பெரும்பாலும் வெற்றிடமாகவே உள்ளது. இதனால் ஒளியின் பாதையில் எந்தத் தடையும் இல்லை. தடையுமின்றி பயணிக்கும் ஒளி எந்த ஆற்றலையும் இழக்காது. வினாடிக்கு 3 லட்சம் கி.மீ. என்ற அதிகபட்ச வேகத்தில் தொடர்ந்து பயணம் செய்யும்.

விண்மீன் தூசு போன்ற ஏதாவது ஒரு வான்பொருளின் மீது மோதி, ஒளி சிதறடிக்கப்பட வாய்ப்பு உள்ளது. அப்போது ஒளி தனது ஆற்றலை சற்று இழக்கலாம். ஆனால் இது அபூர்வமானது.

காலத்தின் பங்கு என்ன?

சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்தில் ஒரு விண்வெளி வீரராக உங்களை கற்பனை செய்து பாருங்கள். நீங்கள் மணிக்கு சுமார் 27,000 கி.மீ வேகத்தில் சுற்றி வருகிறீர்கள். அப்போது, ​​உங்கள் கைக்கடிகாரம் ஒரு வருடத்தில் 0.01 வினாடி மெதுவாகச் செல்லும். 

இது "கால நீட்டிப்பு" (Time Dilation) என்பதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு. வெவ்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் நேரம் வெவ்வேறு வேகத்தில் நகரும். எனவே, காலம் ஒளியின் பயணத்துடன் தொடர்புடையது. ஒரு ஒளியின் அடிப்படைத் துகளான ஃபோட்டானில் (photon) நீங்கள் அமர்ந்திருப்பதாகக் கற்பனை செய்துகொண்டால், உங்கள் பார்வையில், காலம் முற்றிலும் நின்றுவிடும்.

எனவே, பூமியில் இருந்து பார்க்கும்போது, பின்வீல் கேலக்ஸியில் இருந்து வரும் ஒளி (ஃபோட்டான்) 25 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே அங்கிருந்து புறப்பட்டு, 25 மில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் விண்வெளியில் பயணித்து நம்மை வந்தடைகிறது.