வல்லமை

Author: ஸ்ரீ நடராஜன்

  • (Peer reviewed) கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒரு கண்ணாமூச்சி விளையாட்டு

    (Peer reviewed) கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒரு கண்ணாமூச்சி விளையாட்டு

    நடராஜன் ஸ்ரீதர்                 &         பேராசிரியர் சந்திரமோகன் ரெத்தினம்

    முதுஅறிவியல் மற்றும் இயற்பியல் ஆய்வுத் துறை
    ஸ்ரீசேவுகன் அண்ணாமலை கல்லூரி
    தேவகோட்டை, தமிழ்நாடு

    natarajangravity@gmail.com      |          rathinam.chandramohan@gmail.com

    ========================================================================================

    கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒரு கண்ணாமூச்சி விளையாட்டு

    முன்னுரை

    இங்கு ஒரு கற்பனையான சூழ்நிலையை ஆராய்ச்சிக்கு எடுத்துக்கொள்ளலாம். ராம் மற்றும் அவனுடைய நண்பர் முகில் இருவரும் தனித் தனி விண்வெளிக் கப்பல்களில் ஏறித் தொலைதூரத்தில் உள்ள ஒரு நட்சத்திரக் கூட்டத்திற்குச் செல்வதற்காகப் பயணிக்கின்றனர். அவ்வாறு செல்லும்போது ராம், அவன் நண்பன் முகிலுக்குச் சிறிது கண்ணாமூச்சி விளையாட்டு காட்ட நினைக்கிறார். அதாவது அவர்கள் சென்று கொண்டிருக்கும் போது, சிறிது நேரம் முகிலை விட்டு தள்ளி மாயமாக மறைந்து நிற்க திட்டமிடுகிறார் ராம். இதற்காகத் தேர்ந்தெடுத்தது ஒரு கருந்துளையை.

    ராமின் மனத்தில் உதித்த திட்டம் என்னவென்றால், கருந்துளையானது அதை நோக்கி வரும் அனைத்துப் பொருட்களையும் உள்ளிழுத்துக் கொள்வது போல், அதிலிருந்து எந்த ஒளியையும் வெளியிடாதது போல், தாமும் கருந்துளையின் பின்னால் ஒளிந்து கொண்டால் தன்னில் இருந்து வரும் ஒளியைக் கருந்துளையானது வெளிவிடாது என்பதை ஒரு கணக்கீடாகக் கொண்டு கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒளிந்து கொள்கிறான். ஆயினும் முகில், ராமின் இருப்பிடத்தை வெகு தொலைவிலிருந்து மிகச் சரியாகக் கணித்து அவனை அடைந்துவிடுகிறான். இதற்கு என்ன காரணம்? எவ்வாறு இது சாத்தியம்? என்பதை இக்கட்டுரை வாயிலாகக் காணலாம். மேலும்

    SageMath என்ற கணினி மென்பொருள் மூலம் வரையப்பட்ட படத்தினையும் மற்றும் சமீபத்தில் படம் பிடிக்கப்பட்ட கருந்துளையின் படத்தினையும்  இக்கட்டுரையின் விளக்கப் பகுதிகளில் காணலாம்.

    கருந்துளைகள்

    கருந்துளைகள் என்பவை சார்பியல் தத்துவத்தின் சமன்பாடுகளின் ஆய்வுக் கூடம் என்றே சொல்லலாம். கருந்துளையானது மிக அதிகமான ஈர்ப்பு வலிமையுடன் இருப்பதாலும், பிரபஞ்சத்தில் மற்றெந்தப் பொருட்களை விடவும் மிக அதிகமாகக் காலவெளியை வளைப்பதாலும், கருந்துளையானது ஆய்வாளர்களுக்கு எப்போதும் புதிராகவும் மற்றும் பல புதிய ஆய்வு முடிவுகளுக்கு வித்தாகவும் அமைகிறது. நியூட்டன் அவரது ஆய்வு முடிவுகளின்படி ஈர்ப்பு விசை என்பது, இரு பொருள்களுக்கு இடையே உள்ள விசை என்று தெரிவித்திருந்தார். பின்னாட்களில் இத்தத்துவத்தை ஐன்ஸ்டைன் தனது மாறுபட்ட ஈர்ப்பு விதிகளால் மாறுதல் செய்தார்.   ஒரு பொருளின் ஈர்ப்பு என்பது, அப்பொருள் அதைச் சுற்றியுள்ள காலவெளியை எவ்வளவு தூரம் வளைக்கும் என்பதைப் பொறுத்து முடிவு செய்யப்படுகிறது. அதிக நிறையுள்ள பொருள் அதைச் சுற்றிய காலவெளியை மிக அதிகமாகவும்,  குறைவான நிறையுள்ள பொருள் அதைச் சுற்றியுள்ள காலவெளியைக் குறைவாகவும் வளைக்கிறது. பொதுவாகக் காலவெளியின் வளைவே ஈர்ப்பின் தத்துவம் என்று புரிந்துகொள்ள முடியும்.

    கருந்துளைகளும் சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரமும்

    கருந்துளைகள் பொதுவாக மிகவும் அதிகமான ஈர்ப்பின் வலிமையைக் கொண்டதாக இருக்கும். எரிந்து முடிந்த ஒரு நட்சத்திரத்தின் ஆரமானது சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரம் அளவிற்குச் சுருங்கும் போது, அந்நட்சத்திரமானது கருந்துளையாக மாறிவிடுகிறது[1]. சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரம் என்பது அந்த நட்சத்திரத்தில் நிறைக்கு நேர்த்தகவில் இருக்கும். இதைக் கீழ்வரும் சமன்பாட்டின் மூலம் பெறலாம்.

            R= 2MG/c²

    சமன்பாட்டில் கண்ட ஆரத்தின் அளவு, வெவ்வேறு நிறை கொண்ட பொருட்களுக்கு வெவ்வேறு அளவில் மாறுபடும். உதாரணமாக [5],

    1. சூரியன்  – 3 கிலோமீட்டர்
    2. பூமி – 8.7 மில்லி மீட்டர்
    3. சந்திரன் – 0.11 மில்லி மீட்டர்
    4. வியாழன் – 2.2  மீட்டர்
    5. நியூட்ரான் நட்சத்திரம் – 4.2 கிலோமீட்டர்

    இங்குக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளவை, வெவ்வேறு வானியல் பொருட்களுக்கான சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரம் ஆகும். அதாவது இந்த ஆரத்தின் அளவிற்கு அப்பொருட்கள் சுருங்கும் போது அவை கருந்துளைகளாக மாறிவிடும். சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரத்திற்குக் கீழ் உருவாகும் கருந்துளை மிக அதிகமான ஈர்ப்பின் வலிமையுடனும், அதில் விழும் எந்த ஒரு பொருளையும் அதிலிருந்து தப்ப விடாத அளவுக்கு ஈர்ப்பின் வலிமையுடன் காணப்படும். மிக வேகமாகச் செல்லும் ஒளி கூட இக்கருந்துளையின் ஈர்ப்பு எல்லைக்குள் சென்று விட்ட பிறகு மறுபடி வெளியே தப்பிச் செல்ல முடியாது.

    ஈர்ப்பு – காலவெளியின் வளைவு

    கருந்துளைகள் அதிகமான நிறையினைக் கொண்டிருப்பதனால் இவை காலவெளியை மிக அதிகமாக வளைக்கின்றன. இதைச் சுற்றி வரும் எப்பொருளும் அதிக முடுக்கத்துடன் இருந்தால் மட்டுமே இதன் ஈர்ப்பு விசைக்குள் விழுந்துவிடாமல் தப்பியோட முடியும். நமக்குத் தெரிந்த மிக அதிகமான வேகமுள்ள இயக்கமான ஒளியானது  கருந்துளையைச் சுற்றி வளைந்து செல்கிறது. இவ்வாறு ஒளியானது கருந்துளையைச் சுற்றி வளைந்து செல்வது ஈர்ப்பு ஆடி விளைவு (Gravitational Lensing Effect) என வரையறுக்கப்படுகிறது [2].

    மேலும் ஒளியானது கருந்துளையைச் சுற்றி வரும்போது ஒரு வளையம் போன்ற அமைப்பினை அங்கு உருவாக்குகிறது. இவ்வாறு உருவாக்கப்படும் அமைப்பு ஐன்ஸ்டைன் வளையம் எனவும் அழைக்கப்படுகிறது. சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரத்திலிருந்து மும்மடங்கு தொலைவு வரையான தொலைவை (3 R_s) மிகக் குறைந்த தொலைவாகக் கொண்டு, கருந்துளையின் அருகில் ஒரு பொருளானது அதன்  ஈர்ப்பினால் பிடிக்கப்படாமல் தப்பிச் செல்ல முடியும். இத்தொலைவுக்குக் குறைவாகச் செல்லும் பொருளானது கருந்துளையின் ஈர்ப்பு விசையினால் பாதிக்கப்பட்டுக் கருந்துளைக்குள் செல்லத் தொடங்கி விடும். ஒளிக்கு  இந்த மிகக் குறைந்த தொலைவானது சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரத்தில் ஒன்றரை மடங்குத் (1.5 R_s) தொலைவாக அமையும். ஒன்றுக்கொன்று இணையாகச் செல்லும் ஒளிக்கற்றைகள்  2.6 மடங்கு சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரத் தொலைவை (2.6 R_s) அடையும்போது அவை ஐன்ஸ்டீன் வளையங்களை உருவாக்குகின்றன [4].

    படம் : 1 SageMath  என்ற கணினி மென்பொருள் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட, கருந்துளையைச் சுற்றி காலை வெளியானது அமைந்திருக்கும் படம்

    இப்படத்தில் கருந்துளையானது ஒளியினை வளைப்பதைக் காட்டுகிறது. அதாவது கருந்துளையை நோக்கி வரும் போட்டான்களானவை கருந்துளையைச்  சுற்றி ஒரு வளைவான பாதையில் பயணிக்கிறது. இவ்வாறாக ஒளி வளைந்து செல்வது கருந்துளையைச் சுற்றி ஒரு வளையம் போன்ற அமைப்பாகக் காணப்படுகிறது. இப்படமானது SageMath[3] என்ற கணினி மென்பொருள் மூலம் உருவாக்கப்பட்டது. இப்படம் உருவாக்குவதற்கு, பின்னணியில் மென்பொருளில் கணக்கீடுகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

    சமீபத்தில் வெளியான கருந்துளையின் புகைப்படம்

    சமீபத்தில் வெளியான கருந்துளையில் முதல் புகைப்படமும் இதே போன்றவொரு அமைப்பை வெளிப்படுத்துகிறது. விளம்பி ஆண்டு பங்குனி மாதம் 27ஆம் தேதி (10-4-2019) இந்த அரிய சாதனையானது சாத்தியமானது. இப்படமானது கருந்துளையின் நிழலை வெளிப்படுத்துகிறது. இவ்வாறு உருவாக்கியுள்ள  நிழலானது கிட்டத்தட்ட நமது சூரியக் குடும்பத்தை விட மிகப் பெரியதாக இருப்பதாகவும் இப்படம் காட்டுகிறது. M87 நட்சத்திரத் தொகுப்பில் இக்கருந்துளையானது படம் பிடிக்கப்பட்டுள்ளது. கருந்துளை Event Horizon Telescope என்ற தொலைநோக்கி அமைப்பின் கூட்டு முயற்சியால் படம் பிடிக்கப்பட்டுள்ளது. பூமியின் வெவ்வேறு இடங்களில் அமைக்கப்பட்டுள்ள 8 பெரிய தொலைநோக்கிகளின் உதவியுடன் இத்தரவுகள் பெறப்பட்டு ஆராய்ச்சியின் முடிவு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.

    உண்மையில் இந்த படமானது கருந்துளையின் நிகழ்வு எல்லையினை வெளிப்படுத்துகிறது. M87 நட்சத்திரக் கூட்டமானது மிகப் பெரியதாக இருப்பதால் அதைத் தொலைநோக்கியில் படம்பிடிப்பது எளிதாக இருக்கும். ஆனால் அதன் மையத்தில் அமைந்துள்ள கருந்துளையானது ஆய்வு செய்வதற்கு மிகவும் கடினமாக இருக்கும். காரணம் M87 நட்சத்திரக் கூட்டத்துடன் ஒப்பிடுகையில் கருந்துளையின் பருமனானது மிகவும் சிறியதாக உள்ளது. பொதுவாகக் கருந்துளைக்கு வெகு தொலைவில் இருந்து அதன் நிகழ் வெல்லையை அடையும் ஒரு  பொருள், அக்கருந்துளையை விட்டுத் தப்பிச் செல்ல முடியாத அளவுக்கு அதன் ஈர்ப்பு விசைக்குள் சிக்கிக் கொள்ளும்.

    படம் 2: M87 என்ற நட்சத்திரத் தொகுதியில் நடுவே உள்ள கருந்துளை. இது கருந்துளையின் அமைப்பைப் பற்றிக் கிடைத்துள்ள முதல் புகைப்படம் ஆகும்.

    இக்கருந்துளையானது பூமியிலிருந்து 55 மில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் உள்ளது. இது கிட்டத்தட்ட 100 மில்லியன் கிலோமீட்டர்கள் குறுக்கும் நெடுக்குமாகப் பரந்து விரிந்துள்ளது. நமது சூரியக் குடும்பத்தின் மொத்த குறுக்களவினை விடவும் இக்கருந்துளை மிகப் பெரியது. 6.5 பில்லியன் மடங்கு சூரியனை விட மிக அதிக நிறை கொண்டதாக இக்கருந்துளை உள்ளது. இவ்வாறு தொலைவுகளைக் கணக்கிடும்போது கருந்துளையைச் சுற்றி வரும் ஒளியானது சார்பியல் தத்துவ விதிகளின்படி சில நுணுக்கமான இயக்க அமைப்புகளுக்குள் சென்றுவிடுகிறது. சுவார்ட்ஸ்சைல்டு ஆரத் தொலைவின்  ஒன்றரை மடங்கு ஆரத்தினை விடச் சற்று அதிகமான தொலைவில் செல்லும்போது, ஒளியானது கருந்துளையை எப்போதும் சுற்றி வர ஆரம்பிக்கிறது.

    கருந்துளைக்குப் பின்னால் – கற்பனைச் சூழல்

    இந்தத் தத்துவங்களை நாம் இக்கட்டுரையின் ஆரம்பத்தில் பார்த்த  கற்பனையான  சூழலுக்குப் பயன்படுத்திப் பார்ப்போம். அதாவது வெகு தூரம் காலவெளியில் மேற்கொள்ளும் ஒரு பயணத்தில்,  கருந்துளை ஒன்றினருகில் வரும் இரு நண்பர்களில் ஒருவர் கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒளிந்துகொள்ளத் திட்டமிடுகிறார்.  கருந்துளையின் ஈர்ப்பு விசைக்குள் அகப்படாத ஒரு பாதுகாப்பான தொலைவில்  ராம் தனது விண்கலத்தை மாறாத முடுக்கத்துடன் செலுத்துகிறார். இக்கருந்துளையின் எதிர்ப்பக்கத்தில் முகில் மாறாத முடுக்கத்துடன் தனது விண்கலத்தைச் செலுத்திக் கொண்டிருக்கிறார். இப்போது கேள்வி என்னவெனில் முகிலின் பார்வையிலிருந்து ராம் முற்றிலுமாக மறைக்கப்பட்டு விடுவாரா என்பதே. ஏனெனில் கருந்துளையானது ஒளியை முற்றிலுமாக உள்வாங்கி கொள்ளும். ஆனால் இக்கேள்விக்கு மாறுபட்ட பதில்களைச் சார்பியல் தத்துவம் முன்வைக்கிறது.

    ராம், முகிலின் பார்வையில் இருந்து மறைய, முகிலுக்கு எதிர்ப்பக்கத்தில் கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒளிந்துகொள்கிறார். ராமின் விண்கலத்திலிருந்து வரும் ஒளியானது கருந்துளையின் நிகழ்வெல்லையின் அருகில் குறுகிய தொலைவில் வளைந்து, கருந்துளையின் மறுபக்கத்தை வந்து சேரும். இவ்வாறு வரும் ஒளியானது ராமிற்குக் கிடைத்துவிடும். எனவே கருந்துளையின் பின்னால் ஒளிந்துள்ள முகிலை ராம் எளிதாக அடையாளம் கண்டுகொள்வார். எனவே கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒளிந்துகொள்ளும் திட்டமானது தோல்வியினையே தழுவும்.

    முடிவுரை

    இந்த நிகழ்விற்குக் காரணம் கருந்துளையானது அதைச் சுற்றியுள்ள காலவெளியை மிக அதிகமாக வளைப்பதேயாகும். அதிக நிறை கொண்ட கருந்துளையானது மிக அதிகமாகக் காலவெளியை வளைக்கிறது. இதன் காரணமாக ஒளியானது அக்கருந்துளையைச் சுற்றிச் செல்லும். சமீபத்தில் கிடைத்த கருந்துளையின் முதல் படமும் இவ்வகையான நிகழ்வை உறுதி செய்கிறது. இவற்றின் மூலம் கருந்துளைக்குப் பின்னால் ஒரு கற்பனையான கண்ணாமூச்சி ஆட்டம் ஆடும் போது விளையாட்டில் உள்ளவர்களுக்குத் தோல்வியே கிடைக்கும் என்று புரிந்துகொள்ள முடிகிறது.

    மேற்கோள்கள்

    1. Chandrasekhar, S., & Thorne, K. S. (1985). The mathematical theory of black holes.
    2. Weinberg, S. (1972). Gravitation and cosmology: principles and applications of the general theory of relativity.
    3. Stein, W. A., Abbott, T., & Abshoff, M. (2016). SageMath
    4. Hartle, J. B. (2003). Gravity: An introduction to Einstein’s general relativity.
    5. http://astronomy.swin.edu.au/cosmos/S/Schwarzschild+Radius Accecced 14-04-19
    ——————————————————————————————————————————————————————————
    ஆய்வறிஞர் கருத்துரை (Peer review):

    ஆய்வாளர்கள் “விஞ்ஞானப் புனைவு” [Science Fiction] முறையில் தொடங்கி, சமீபத்தில் உலக வானியல் விஞ்ஞானிகள் எட்டு ரேடியோ விண்ணோக்கிகள் மூலம், வெகு தூரத்தில் உள்ள M87 ஒளிமந்தையை நோக்கி, அந்தக் காட்சிகளைச் சேமித்து, முதன்முதல்  வெளியிட்ட பூதப்பெரும் “கருந்துளைப்” படப்பிடிப்பைப் பற்றி எழுதி, “விஞ்ஞானப் புனைவு” போல் முடிக்கின்றனர்.

    இதில் புனைந்துள்ள கற்பனைக் காட்சி, மிகச் சவாலானதும் சாகசமானதும் ஆகும். கருந்துளையின் அளவுடன் ஒப்பிட, அதில் சிக்காமல் அதனைச் சுற்றிப் பயணிக்க முடியும் என்ற பார்வை மிகத் துணிச்சலானது. ஆனால், கருந்துளைக்கு முன் எது, பின் எது? நாம் பார்க்கும் கோணம் முன் என்றால், அதற்கு நேர் எதிர்ப் புறத்தில் பின் இருக்க வேண்டும். அப்படி, கருந்துளையின் ஆதி முனையைப் பற்றி இன்னும் மனிதன் கண்டறியவில்லை. உண்மையில் இங்கே கருந்துளையின் பக்கவாட்டில் இருவரும் பயணிக்கின்றனர். இருவருக்கும் இடையில் கருந்துளை இருக்கிறது. இதனைக் கருந்துளைக்குப் பின் எனச் சொல்வதை விட, கருந்துளையின் மற்றொரு புறத்தில் எனலாம். எனினும் இந்த முயற்சிக்குப் பாராட்டுகள்.

    ——————————————————————————————————————————————————————————
    Share

  • (Peer Reviewed) பொடுகு உருவாதல் அறிவியல் விளக்கம்

    நடராஜன் ஸ்ரீதர், பேராசிரியர் சந்திரமோகன் ரெத்தினம்,
    முதுஅறிவியல் மற்றும் இயற்பியல் ஆய்வுத் துறை,
    ஸ்ரீசேவுகன் அண்ணாமலை கல்லூரி,
    தேவகோட்டை, தமிழ்நாடு
    மின்னஞ்சல்: natarajangravity@gmail.com, rathinam.chandramohan@gmail.com

    ============================================================================

    பொடுகு உருவாதல் அறிவியல் விளக்கம்

    முன்னுரை

    நம் அனைவருக்கும் மிகப்பெரிய பிரச்சனையாக இருப்பது தலையில் பொடுகு உருவாகுதல்.  இரண்டில் ஒருவருக்கு இப்பிரச்சினை இருப்பதாக ஆய்வு முடிவுகள் தெரிவிக்கின்றன. பொடுகைப் பற்றிய அறிவியல் விளக்கத்தைஇக்கட்டுரையில் காணலாம்.

    பொடுகு – வரலாறு

    வெயில் காலமோ, மழைக் காலமோபெரும்பாலோருக்கு ஏற்படும் கஷ்டமான விஷயம் தலையில் பொடுகு என்பது உருவாவது. இதற்கான உண்மையான காரணம் என்ன? சற்று விரிவாகக் காண்போம். பொடுகு உருவாவது என்பது பலகோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்னதாக இருந்தே உயிரினங்களில் காணப்படுகிறது என்று ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன.  டைனோசர்களைப் பற்றி ஆய்வு செய்து வரும் ஆய்வாளர் மைக்கேல்பென்டன் மற்றும் அவரது குழு [1] கண்டறிந்ததகவலின் படி, பறவை வகை டைனோசர்கள் அவற்றின் தோலில் உதிரும் தன்மையான செல்களைக்கொண்டிருந்ததாகக்குறிப்பிடுகிறார். அதாவது அவற்றின் தோலில் உள்ள செல்கள் மனிதரின்செல்கள் உதிர்வது போல, காகிதத்தை உரிப்பது போல உதிர்வதாகக் குறிப்பிடுகிறார். எனவே உயிரினங்களின் வரலாற்றில் டைனோசர்களே பொடுகு உதிர்தல் பிரச்சனையைமுதன்முதலில் சந்தித்த விலங்கினமாகும்.

    பொடுகு – காரணம்

    அங்கு ஆரம்பித்த செல் உதிர்தல் என்பது இன்றுவரை தொடர்கிறது. மனிதனின் உடலில் செல்கள் தொடர்ச்சியாக உற்பத்தி ஆகிக் கொண்டிருக்கின்றன. அதேபோல் முதிர்ந்த செல்கள் உதிர்ந்துகொண்டே இருக்கின்றன. சராசரியாக ஒவ்வொரு நொடிக்கும் 500 புதிய தோல் செல்கள் மனிதனின் உடலில் உருவாகின்றன. புதிய செல்கள் உருவாக, உருவாக பழைய செல்கள் தோலின் மேல்புறம் நோக்கி நகர்கின்றன. அவ்வாறு  மேற்புறம் நகரும் செல்கள் கடினத்தன்மை பெறுகின்றன. அவ்வாறு கடினத்தன்மை பெறும் செல்கள் பிறகு ஒவ்வொன்றாக உதிர்கின்றன. ஒரு மனிதன் ஆயுட்காலத்தில் சராசரியாக 45 கிலோ எடை அளவு தோல் செல்கள், உடலிலிருந்து உதிர்கின்றனவாம். இவ்வாறு உதிரும் தோல் செல்கள் கண்ணுக்குத் தெரிவதில்லை; காரணம் அவை மிக மிக நுண்ணிய அளவில், கிட்டத்தட்ட மைக்ரோமீட்டர் அளவில் இருக்கும். சராசரியாக மனிதனின் தோல் செல்கள் 25 இலிருந்து 40 சதுர மைக்ரோமீட்டர் அளவில் இருக்கும்[2].

    இவ்வாறு தோலில் செல்கள் உதிர்வது அல்லது தோல் உதிர்வது சாதாரணமான நிகழ்வாக இருந்தாலும், சிலருக்கு இவ்வாறு வெளிவரும் தோலானது அதிகப் பரப்பளவு கொண்டதாக  உதிர்கிறது. குறிப்பாகத் தலைப்பகுதியில் இந்நிகழ்வு அதிகமாகவே காணப்படுகிறது. இதுவே பொடுகு என அழைக்கப்படுகிறது.

    பொடுகின் நுண்ணுயிரி

    பொடுகைப் பற்றி நிறைய ஆராய்ச்சிகள் நிகழ்ந்து வருகின்றன.  மலாசெய்ஸாகுளோபோஸா (malasseziaglobosa)[3] என்னும் பூஞ்சையானது தலையில் உள்ள தோல் செல்களில் வாழ்கிறது.

    படம்  1. மலாசெய்ஸாகுளோபோஸா , படம் உதவி: Wikimedia commons

    இப்பூஞ்சையின் வடிவமைப்பைப் படம் 1இல் காணலாம். இப்பூஞ்சையானது பொதுவாக அனைத்து விலங்கினங்களின் தோலின் மேற்பகுதியில் வளரும் ஒரு நுண்ணுயிரி ஆகும். இது பொதுவாக ஒவ்வாமையையும் இன்ன பிற தொற்றுக்களையும் ஏற்படுத்தக்கூடியது. இந்தப் பூஞ்சையில் ஆய்வு செய்வது ஆய்வாளர்களுக்குச் சற்று கடினமாகவே உள்ளது. காரணம் இப்பூஞ்சையானது ஆய்வகச் சூழலில் மெதுவாகவும், வெளியில் பிற உயிரினங்களில் தோல் பகுதியில் வேகமாகவும் வளர்ச்சி அடைகிறது.

    ஆரம்பத்தில் இவை தனித்தனியே உருவானாலும் இவை வளர வளர நெருக்கமாக அமைந்து ஒரு பெரும் புல்வெளியில் புற்கள் எவ்வாறு நெருக்கமாக வளர்கிறதோ, அவ்வாறு வளர்கின்றன.  இவ்வாறான பூஞ்சைகளை நாம் தனியே எடுத்து நுகர்ந்தால், அவை கிட்டத்தட்ட அது நாம் அன்றாடம் உபயோகிக்கும் பிரட் மற்றும் கேக்குகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஈஸ்ட் போன்ற மணத்தில் இருக்குமாம். நம் தலையில் முடியானது இருக்கும் வரை இப்பூஞ்சைகள் இருக்கும். தலையில் முடி இருக்கும் அனைவருக்கும் இவ்வகையான பூஞ்சைகள் தலையில் உயிர் வாழ்ந்துகொண்டே இருக்கும்.

    பூஞ்சைகளின் செயல்பாடு

    இப்பூஞ்சைகள்  அனைவரின் தலையிலும் உயிர் வாழ்ந்தாலும் ஏன் சிலருக்கு மட்டும் பொடுகு உருவாகிறது? நமது தலையில் உள்ள எண்ணெய்ச் சுரப்பிகள், எண்ணெயை உற்பத்தி செய்து வெளியிடுகின்றன. இவ்வகையான பூஞ்சைகள், நமது தோலில் மற்றும் முடியில் உள்ள எண்ணெயை உணவாகக் கொள்கின்றன.  இப்பூஞ்சைகள் வெளிவிடும் என்சைம்கள், கொழுப்பு மூலக்கூறுகளை உடைக்கின்றன. இவ்வாறான செயல்முறைகளில் கொழுப்பு அமிலங்கள் உருவாகின்றன. இவ்வாறு உருவாகும் அமிலங்கள் தலையின் மேற்பகுதியை அடைகின்றன. அவ்வாறான செயல்முறையில் ஒலியிக் அமிலம் வெளியிடப்படுகிறது.

    இந்த அமிலம் தோலில் படும்போது, அரிப்பை ஏற்படுத்துகிறது. உடலில் இயற்கையாக அமைந்துள்ள எதிர்ப்பு ஆற்றலானது இச்செயல்முறைகளை எதிர்த்துப் போராட ஆரம்பிக்கிறது. இதன் காரணமாகப் புதிதாகச் செல்கள், வெகு வேகமாக உற்பத்தியாக ஆரம்பிக்கின்றன. பொதுவாக முதிர்ந்த செல்கள் உதிர, ஒரு மாதம் ஆகும் என்றால், எதிர்ப்பு ஆற்றல் போராடும் நிலையில் ஒரு வாரத்திலேயே செல்கள் உதிர ஆரம்பிக்கின்றன. இவ்வாறு அடிப்பகுதியிலிருந்து மேல் பகுதிக்கு செல்கள் வேகமாக வரும் போது, அவற்றுக்கு இடையே உள்ள ஒட்டும் தன்மையை அவை இழப்பதில்லை. எனவே செல்கள் குழுக்களாக சேர்ந்து வெளியேறுகின்றன.

    இயற்கையாக இவ்வாறான உதிர்தல் என்பது தனித்தனியான செல்களாக இருக்கும். இச்செயலில் குழுவாக உதிர்வதால் அவை தோல் போன்ற அமைப்பிலேயே வெளிவரும். இவ்வாறு செல்கள் வேகமாக மற்றும் குழுக்களாக உதிர்வதையே பொடுகு என அழைக்கிறோம். பொடுகு பாதிக்கப்பட்ட தலைப்பகுதியில் சைட்டோகைனின் அதிகமாக இருப்பதையும், ஹிஸ்டமைன் எனும் அரிப்புக்குக்  காரணமான முக்கியப் பொருள் அதிகமாக இருப்பதையும், மேலும் தோலின் மேல்பகுதியில் ரத்தத்தில் புரதங்கள் அதிகமாக காணப்படுவதையும் ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன. பொடுகு உற்பத்தியாவது மரபணுக்கள் அளவில் பாதிப்பை ஏற்படுத்தும் என்று ஆய்வாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர். பொடுகினால் பாதிக்கப்பட்ட ஒருவரின் செல்களையும், பாதிக்கப்படாத ஒருவரின் செல்களையும் எடுத்து ஆராயும் போது, கிட்டத்தட்ட நான்காயிரம் மரபணுக்கள் மாறி இருப்பதாக ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன.

    பொடுகைத் தடுக்கும் வேதிப் பொருட்கள்

    இவற்றைச் சரிசெய்ய ஜிங்க் பைரிதியோன், செலினியம் சல்பைடு போன்ற மூலக்கூறுகள் பரிந்துரைக்கப்பட்டுள்ளன. இம்மூலக்கூறுகள், பூஞ்சைகளின் உயிரியல் செயல்பாட்டைத் தடுக்கின்றன. சிலர்  பொடுகின் செயல்பாட்டைக் குறைக்க, எண்ணெய் அதிகமாக தலையில் சேர்ப்பதை வழக்கமாகக் கொண்டுள்ளனர். இவை பொடுகின் விளைவை மேலும் அதிகப்படுத்துமே தவிர குறைக்காது.

    முடிவுரை

    miconazole மற்றும் ketokonazole போன்ற பொருட்கள் உடலின் செயல்பாட்டிற்கு காரணமான பூஞ்சைகளைக் கட்டுப்படுத்துவதாகத் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.  இப்பொருட்கள் அடங்கியுள்ள ஷாம்புகள் மற்றும் கிரீம்கள் பொடுகைக் குறைக்கும் என்று தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. எனவே ஷாம்புகள் வாங்கும்போது, இதுபோன்ற பொருட்கள் அவற்றில் அடங்கியுள்ளனவா என்பதைப் பார்த்து, அவற்றைப் பயன்படுத்தினால் பொடுகின் செயல்பாடு குறையும் என்று ஆய்வாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.

    மேற்கோள்கள்

    1. McNamara, M. E., Zhang, F., Kearns, S. L., Orr, P. J., Toulouse, A., Foley, T., … & Xu, X. (2018). Fossilized skin reveals coevolution with feathers and metabolism in feathered dinosaurs and early birds. Nature communications, 9(1), 2072.
    2. Fleischmajer, R., Timpl, R., Tuderman, L., Raisher, L., Wiestner, M., Perlish, J. S., & Graves, P. N. (1981). Ultrastructural identification of extension aminopropeptides of type I and III collagens in human skin. Proceedings of the National Academy of Sciences, 78(12), 7360-7364.
    3. Crespo Erchiga, V., Ojeda Martos, A., Vera Casano, A., Crespo Erchiga, A., & Sanchez Fajardo, F. (2000). Malasseziaglobosa as the causative agent of pityriasisversicolor. British journal of dermatology, 143(4), 799-803

    ============================================================================

    ஆய்வறிஞர் கருத்துரை (Peer Review):

    கட்டுரை நன்று. ஒரே ஒரு திருத்தம். மைக்கேல் பென்டன் மற்றும் அவரது குழு [1] என்பதை மரியா மெக்னமாரா மற்றும் அவரது குழு என்று குறிப்பிடுவதே சரியான முறை. இது பொடுகு எவ்வாறு ஏற்படுகிறது என்ற அறிவியல் தகவல்களின் தொகுப்புக் கட்டுரையே தவிர, ஆய்வுக் கட்டுரை இல்லை. கட்டுரை ஆசிரியரின் ஆய்வு முடிவு என்று குறிப்பிட ஏதுமில்லை. ஆயினும், அறிவியல் தகவலைத் தமிழில் தருவதால், வரவேற்கப்பட வேண்டிய முயற்சி.

    ============================================================================

    Share

  • (Peer Reviewed) குதித்தெழும் பிரபஞ்சம் ஒப்புரு

    ஸ்ரீ.நடராஜன் , முனைவர் ரெ.சந்திரமோகன்

    முதுஅறிவியல் மற்றும் ஆய்வு இயற்பியல் துறை
    ஸ்ரீ சேவுகன் அண்ணாமலை கல்லூரி, தேவகோட்டை
    மின்னஞ்சல்: natarajangravity@gmail.com, rathinam.chandramohan@gmail.com

    ====================================================

    குதித்தெழும் பிரபஞ்சம் ஒப்புரு

    பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தைப் பற்றியும் , பிரபஞ்சத்தின் மூலநிலை மற்றும் அதன் இயக்கத்தைப் பற்றியும், பெருவெடிப்புத் தத்துவத்தில் மாற்றங்களையும் இக்கட்டுரை வாயிலாகக் காணலாம். மேலும் பிரபஞ்சமானது குதித்தெழும் ஒப்புருவாக ஆய்வு செய்யப்படுவதையும் இக்கட்டுரையில் காண்போம். பிரபஞ்சத்தின் இயக்கத்தைப் பற்றிக் கணித முறையில் விளக்குவதற்குப் பல்வேறு ஒப்புருக்கள் இருந்தாலும், இயற்பியல் ரீதியிலான பெருவெடிப்புத் தத்துவமானது வெற்றிகரமான ஒப்புருவாக உள்ளது. பெருவெடிப்புத் தத்துவமானது, சமீபத்திய ஆய்வு முடிவுகள் மூலம் உறுதிபடுத்தப்பட்டுள்ளது.

    விரிவடையும் பிரபஞ்ச அமைப்பு, பிரபஞ்சப் பின்புல வெப்பநிலை ஆகியவை பெருவெடிப்புத் தத்துவத்திற்கு ஆதாரமாக அமைகின்றன. இப்பெருவெடிப்பு தத்துவத்தைப் பற்றிச் சற்று சுருக்கமாகக் காண்போம். இதன் வாயிலாகப் பெருவெடிப்புத் தத்துவமானது, எங்ஙனம் சிக்கல்களைச் சந்திக்கிறது என்பதையும் புரிந்துகொள்ள முடியும். பெருவெடிப்புத் தத்துவத்தின் உருவாக்கம் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதியில் இருந்து தொடங்குகிறது. காமோவ் மற்றும் அவர்களது குழுவினரால்[1] இத்தத்துவம் முதன்முதலில் உருவாக்கப்பட்டது.

    பெருவெடிப்புத் தத்துவத்தின்படி பிரபஞ்சமானது, ஒரு சிறு புள்ளியில் இருந்து உருவாக ஆரம்பிக்கும் என்று தெரிவிக்கப்படுகிறது. இது மூலநிலைப்புள்ளி(singularity) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இம்மூலநிலைப் புள்ளியானது மிகுந்த அடர்த்தியுடனும், மிகுந்த அழுத்தத்துடனும், அதிக வெப்பத்துடனும் இருக்கும் என வரையறுக்கப்படுகிறது. இப்புள்ளியிலிருந்து பிரபஞ்சமானது விரிவடைந்து, குளிர்ந்து, தற்போது நாம் காணும் பரந்து விரிந்த பிரபஞ்சமாகத் தோற்றம் அளிக்கிறது என்பதைப் பெருவெடிப்புத் தத்துவம் முன்வைக்கிறது[2].

    இவ்வாறாக பிரபஞ்சமானது விரிவடையும் போது, வெப்பநிலை குறைவதால் அடிப்படைத் துகள்கள், அணுக்கள் மற்றும் அணுக் கூட்டங்கள் என்ற தொடர்ச்சியான மாற்றங்கள் உருவாகின்றன[3]. இச்செயல்பாடே தற்போதைய இயற்பியலில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட ஒப்புருவுக்குச் சிறந்ததொரு ஆதாரமாக விளங்குகிறது. பிரபஞ்சம் விரிவடைவது மற்றும் அதன் வெப்பநிலை குறைவதுமான இரு பெரும் தத்துவங்கள் தற்போதும் நிரூபிக்கப்பட முடியும். வகை IA சூப்பர் நோவா தரவுகள்[4] மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் பின்புல வெப்பநிலைத் தரவுகள்[5] ஆகியவை பெருவெடிப்புத் தத்துவத்திற்கு மாபெரும் வெற்றியைத் தருகின்றன. பிரபஞ்சம் விரிந்து கொண்டே இருப்பதை சூப்பர்நோவா தரவுகள் நிரூபிக்கின்றன. பிரபஞ்சம் குளிர்ந்து கொண்டே வருவதை பின்புல வெப்பநிலைத் தகவல்கள் தெரிவிக்கின்றன. இவ்வகையான பிரபஞ்சம் ஃப்ரீட்மேன் பிரபஞ்சம் என அழைக்கப்படுகிறது.

    இதுபோன்ற ஒரு சமன்பாடு ஐன்ஸ்டைனின் பிரபஞ்ச ஆய்வில் தெரிவிக்கப்பட்டது[6].
    ஐன்ஸ்டைனின் பிரபஞ்ச ஒப்புருவில் பிரபஞ்சம் விரிவடைவதைப் பிரபஞ்ச மாறிலி என்னும் சமன்பாட்டு நேரமைவின் மூலம் அவர் புகுத்தினார். பின்னர் வந்த அமெரிக்க வானியல் ஆய்வாளரான ஹப்பிள், பிரபஞ்சம் விரிவடைவதை நிரூபித்தவுடன்[7] ஐன்ஸ்டைன் தனது ஒப்புருவில் சேர்க்கப்பட்ட மாறிலியானது பிழை என்று அறிவித்தார்.

    இச்சமன்பாடுகள் செயலாக்கப்பட்ட அதே சமயம், இயற்பியலில் மணிமகுடமாகத் திகழும் குவாண்டம் இயற்பியலின் சமன்பாடுகள் வரையறுக்கப்பட்டும் வந்தன. குவாண்டம் இயற்பியலானது நுண்ணிய அளவிலான அடிப்படைத் துகள்கள், அலைகள் மற்றும் புலங்கள் ஆகியவற்றில் இயக்கத்தை வரையறுத்தது. மேலும் தொன்மை அளவில் சாத்தியமில்லாத சில மாறுபட்ட கருத்துகளையும் நிரூபித்தது. எடுத்துக்காட்டாக குவாண்டம் உட்புகுதல், துகள் – அலை இரட்டைக் கோட்பாடு மற்றும் நிலையில்லாக் கோட்பாடு ஆகியவை தொன்மை அளவில் சாத்தியமில்லாத அல்லது நிரூபிக்க முடியாத கோட்பாடுகளாகும். அவை குவாண்டம் அளவில் அதிகாரத்தில் உள்ளன[8].

    குவாண்டம் இயற்பியலின் குவாண்டமாக்கல் செயல்முறை அடிப்படை நிலையில், துகள்கள் மற்றும் அலைகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதற்கான விளக்கத்தைத் தந்தது. உதாரணமாக மின்காந்த அலைகளைக் குவாண்டமாக்கல் என்னும் பகுப்பாய்வு செய்யும் போது அவை போட்டான்கள் எனும், சிறு சிறு ஆற்றல் சிப்பங்களாக அல்லது குவாண்டம் துகள்களாக இருப்பது தெரியவந்தது. இவ்வகையில் பிரபஞ்சத்தின் மூல நிலையும் குவாண்டமாக்கல் கணக்கீடுகளுக்குள் உட்புகுத்த முடியும் என்பதாக அறிவியல் அறிஞர்கள் ஆராயத் தொடங்கினர்.

    நீண்ட காலமாகப் பிரபஞ்சத்தின் மூல நிலையைப் பற்றிய கருத்துகள் வெளிவந்தாலும் எவற்றாலும் அங்கு உள்ள ஈர்ப்பு விசை பற்றியோ அல்லது காலவெளியின் நிலையைப் பற்றியோ தெளிவாக விளக்க முடியவில்லை. ஈர்ப்புவிசையைக் குவாண்டமாக்கும் பல்வேறு கருதுகோள் முயற்சிகளும்  இறுதியில் மூலப் புள்ளியில் குவாண்ட அமைப்புகளை விளக்க முடியாமல் நின்று விட்டன[9].

    மூலநிலைப் புள்ளியை அவ்வளவு சீக்கிரமாக குவாண்டமாக்கல் செயல்முறைக்கு உட்படுத்த முடியாததற்குக் காரணம், அங்கு அதிகமான கால வெளியின் வளைவுகள் இருப்பதும் மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் பருமன் சுழியம் ஆவதும் ஆகும். மேலும் அங்கு குவாண்டம் விளைவுகள், மிக அதிகமாகவே இருக்கும். இதன் காரணமாகவே மூலநிலையைத் தெளிவுறக் குவாண்டமாக்க முடியாததும் மேலும் ஈர்ப்பு விசையைக் குவாண்டமாக்க முடியாததுமான சிக்கலை இயற்பியலுக்குத் தந்தது. மேலும் ஈர்ப்பு விசையைக் குவாண்டமாக்கும் செயல்முறைகளில் பின்புலக் காலவெளியின் ஆதிக்கத்தைத் தவிர்த்ததான சமன்பாட்டினை உருவாக்குவது என்பது சாத்தியம் இல்லாததாகவே இருந்து வந்தது. மேலும் மூலப் புள்ளியைத் தவிர்த்த பிரபஞ்ச ஒப்புருவை உருவாக்குவதும் சாத்தியமில்லாததாகவே இருந்தது.

    இவ்வாறான சிக்கலைத் தவிர்க்கவே வளையக் குவாண்டம் பிரபஞ்ச ஒப்புரு[10] என்னும் ஒப்புருவானது முன்வைக்கப்படுகிறது. இவ்வொப்புருவில் காலவெளியானது சுழல் வலைப்பின்னல் அமைப்புகளால் கட்டமைக்கப்பட்டு உள்ளதாகத் தெரிவிக்கப்படுகிறது. மேலும் ஒவ்வொரு குவாண்டம் பரப்பும் குவாண்டம் அளவில் ஒரே மாதிரியான தொகுப்பைக் கொண்டிருக்கும் எனவும் வரையறுக்கப்படுகிறது. இவ்வாறாக பிரபஞ்சத்தின் காலவெளியானது குவாண்டமாக்கப்படுகிறது. அதாவது குவாண்டம் அளவில் பிரபஞ்சமானது தொடர்ச்சியாக இல்லாமல் சிறு சிறு குவாண்டம் பகுதிகளாக இருப்பதாக அறியமுடிகிறது.

    இத்தகைய கணிதவியல் அளவீடுகள் மூலம், மூலநிலைப் புள்ளியையும் எளிமையாக குவாண்டமாக்க முடியும். அதாவது மூலநிலைப் புள்ளியில் கொள்ளளவு என்பது சுழியமாக அமையாமலும், மேலும் காலவெளியின் வளைவுகள் குறிப்பிட்ட பெரும அளவுகளுக்குள் அமைவதையும் புரிந்துகொள்ள முடியும். ஆகையால் தொன்மை இயற்பியல் அளவில் விவரிக்க இயலாத பிரபஞ்ச மூலநிலைப் புள்ளியை குவாண்டம் அளவில் வளையக் குவாண்டம் பிரபஞ்ச ஒப்புரு மூலம் தெளிவாக விளக்க முடியும். மேலும் மூல நிலைப் புள்ளிக்குச் சற்று முன்னதான மற்றும் சற்றுப் பின்னதான சூழலிலிருந்து பிரபஞ்சம் எவ்வாறு பரிணமித்திருக்கும் என்பதையும் இக்கணித வரையறைகள் மூலம் சொல்ல முடியும்.

    இம்மூலநிலைப் புள்ளியில் பிரபஞ்சமானது வித்தியாசமான இயக்கவியலைப் பெற்றுள்ளது. தொன்மை இயக்கவியலைப் பொறுத்தவரையில் பிரபஞ்சமானது மூலநிலைப் புள்ளியில் இருந்து வெகு வேகமாகப் பரிமாற்றம் அடைந்து தற்போதுள்ள பிரபஞ்சம் வரையில் விரிந்து வந்ததாகச் சொல்லப்பட்டாலும், வளையக் குவாண்டம் பிரபஞ்சவியலைப் பொறுத்தவரை பிரபஞ்சமானது, மூல நிலைப் புள்ளியைப் பொறுத்து, குதித்தெழும் பிரபஞ்சமாக[11] ஒப்புமைப் படுத்தப்படுகிறது.

    அதாவது மூலநிலைப் புள்ளியை நோக்கி வரும் பிரபஞ்சம் மூல நிலைப் புள்ளிக்கு அருகில் மாறுநிலை அடர்த்தியை எய்தும். அப்போது பிரபஞ்சமானது குதித்தெழும் தன்மையுடன் மீண்டும் விரிந்து செல்லும். மேலும் இச்சூழ்நிலையில் ஈர்ப்பு விசையானது தள்ளும் இசையாக அல்லது விலக்கு விசையாகச் செயல்படுவதையும் இக்கருத்துருவாக்கம் முன்வைக்கிறது. ஆகவே பிரபஞ்சமானது குதித்தெழும் பிரபஞ்சமாக, குவாண்டம் இயக்கவியல் மூலம் கணித முறையில் வரையறுக்கப்பட முடியும். இவ்வாறான பிரபஞ்ச ஒப்புரு, பல்வேறு மூலநிலைச் சிக்கல்களுக்குத் தீர்வாக அமையும் என ஆய்வாளர்கள் கருதுகின்றனர்.

    மேற்கோள்கள்
    1. Gamow, G. (1982). by G. Gamow, Phys. Rev. 70,572 . Unity Of Forces In The Universe (In 2 Volumes), 1, 459,1946.
    2. Linder, E. V. (2003). Exploring the expansion history of the universe. Physical Review Letters, 90(9), 091301.
    3. Wagoner, R. V. (1973). Big-bang nucleosynthesis revisited. The Astrophysical Journal, 179, 343-360.
    4. Riess, A. G., Strolger, L. G., Casertano, S., Ferguson, H. C., Mobasher, B., Gold, B., … & Tonry, J. (2007). New Hubble space telescope discoveries of type Ia supernovae at z≥ 1: narrowing constraints on the early behavior of dark energy. The Astrophysical Journal, 659(1), 98.
    5. Schlegel, D. J., Finkbeiner, D. P., & Davis, M. (1998). Maps of dust infrared emission for use in estimation of reddening and cosmic microwave background radiation foregrounds. The Astrophysical Journal, 500(2), 525.
    6. Winberg, S. (1972). Gravitation and cosmology. ed. John Wiley and Sons, New York.
    7. Hubble, E. (1929). A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae. Proceedings of the National Academy of Sciences, 15(3), 168-173.
    8. Sakurai, J. J., & Commins, E. D. (1995). Modern quantum mechanics, revised edition.
    9. DeWitt, B. S. (1967). Quantum theory of gravity. I. The canonical theory. Physical Review, 160(5), 1113.
    10. Bojowald, M. (2008). Loop quantum cosmology. Living Reviews in Relativity, 11(1), 4.
    11. Wilson-Ewing, E. (2013). The matter bounce scenario in loop quantum cosmology. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2013(03), 026.

    ===================================================

    ஆய்வறிஞர் கருத்துரை (Peer Review):

    பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்தைப் பற்றியும், பிரபஞ்சத்தின் மூலநிலை மற்றும் அதன் இயக்கத்தைப் பற்றியும், பெருவெடிப்புத் தத்துவத்தில் மாற்றங்களையும் இக்கட்டுரை வாயிலாகக் காண முடிகிறது. மேலும் பிரபஞ்சமானது இக்கட்டுரையில் குதித்தெழும் ஒப்புருவாக ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. பிரபஞ்சத்தின் இயக்கத்தைப் பற்றிக் கணித முறையில் விளக்குவதற்குப் பல்வேறு ஒப்புருக்கள் இருந்தாலும், இயற்பியல் ரீதியிலான பெருவெடிப்புத் தத்துவமானது வெற்றிகரமான ஒப்புருவாக உள்ளது. பெருவெடிப்புத் தத்துவமானது, சமீபத்திய ஆய்வு முடிவுகள் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. விரிவடையும் பிரபஞ்ச அமைப்பு, பிரபஞ்சப் பின்புல வெப்பநிலை ஆகியவை பெருவெடிப்புத் தத்துவத்திற்கு ஆதாரமாக அமைகின்றன.

    தொன்மை இயக்கவியலைப் பொறுத்தவரையில் பிரபஞ்சமானது மூலநிலைப் புள்ளியில் இருந்து வெகு வேகமாகப் பரிமாற்றம் அடைந்து, தற்போதுள்ள பிரபஞ்சம் வரையில் விரிந்து வந்ததாகச் சொல்லப்பட்டாலும், வளையக் குவாண்டம் பிரபஞ்சவியலைப் பொறுத்தவரை பிரபஞ்சமானது, மூல நிலைப் புள்ளியைப் பொறுத்துக் குதித்தெழும் பிரபஞ்சமாக ஒப்புமைப்படுத்தப்படுகிறது. அதாவது மூலநிலைப் புள்ளியை நோக்கி வரும் பிரபஞ்சம், மூல நிலைப் புள்ளிக்கு அருகில் மாறுநிலை அடர்த்தியை எய்தும். அப்போது பிரபஞ்சமானது குதித்தெழும் தன்மையுடன் மீண்டும் விரிந்து செல்லும். மேலும் இச்சூழ்நிலையில் ஈர்ப்பு விசையானது தள்ளும் விசையாக அல்லது விலக்கு விசையாக செயல்படுவதையும் இக்கருத்துருவாக்கம் முன்வைக்கிறது. ஆகவே பிரபஞ்சமானது குதித்தெழும் பிரபஞ்சமாக, குவாண்டம் இயக்கவியல் மூலம் கணித முறையில் வரையறுக்கப்பட முடியும். இவ்வாறான பிரபஞ்ச ஒப்புரு, பல்வேறு மூலநிலைச் சிக்கல்களுக்குத் தீர்வாக அமையும் என ஆய்வாளர்கள் கருதுகின்றனர்.

    பெரும் பாய்ச்சலில் பிரபஞ்சம் தோன்றி இருக்கலாம் என்று குறிப்பிடும் ஆய்வாளர்கள், தமது கோட்பாட்டைப் பெருவெடிப்பு நியதியோடு ஒப்பிட்டு இன்னும் தெளிவாக விளக்க வேண்டும். ஆரம்பத்தில் ஒரு சுருக்கவுரை பிறகு விரிவுரை, இறுதியில் முடிவுரை என்ற அமைப்பில் பிரபஞ்சத் தோற்றக் கோட்பாடுகளைப் படத்துடன் ஆய்வுக் கருத்துரையாக அமைத்துக் காட்ட வேண்டும்.

    ஆய்வாளர்கள், இந்தக் கட்டுரையையும் கவனித்திருக்கலாம்: http://www.vallamai.com/?p=82254

    ===================================================

    Share

  • (Peer Reviewed) பிரபஞ்சம் ஒன்றுமில்லாத ஒன்றிலிருந்து உருவானதா? – இயற்பியல் ஆய்வு

    நடராஜன் ஸ்ரீதர், சந்திரமோகன் இரத்தினம்

    முது அறிவியல் மற்றும் ஆய்வு இயற்பியல் துறை, ஸ்ரீ சேவுகன் அண்ணாமலை கல்லூரி , தேவகோட்டை

     natarajangravity@gmail.com, rathinam.chandramohan@gmail.com

    ===========================================

    இயற்பியல் ஆய்வுகள், அவ்வப்போது பல வியத்தகு முடிவுகளை தருகின்றன. இயற்பியல் ஆய்வுகளில் கணித அளவீடுகளின் தாக்கம் பல புதுமையான விளக்கங்களை, தீர்க்கமுடியாத சிக்கல்களுக்கு வழங்குகின்றன. இயற்பியலின் மிகப் பெரிய கேள்வி இப்பிரபஞ்சம் எவ்வாறு உருவானது என்பதாகும். பிரபஞ்ச இயக்கவியலுக்குப் பல்வேறு கருத்துகள் முன்வைக்கப்படுகின்றன. அவற்றில் ஒரு வியத்தகு மாதிரியான, ஒன்றுமில்லாத ஒன்றிலிருந்து பிரபஞ்சம் எனும் கோட்பாட்டினைப் பற்றி இவ்வாய்வுக் குறிப்பில் காணலாம்.

    பெருவெடிப்புத் தத்துவம்

    பிரபஞ்சம் எவ்வாறு உருவானது என்று கேள்வியின் பதிலாகப் பல்வேறு அமைப்புகள் முன்வைக்கப்பட்டாலும், அவற்றில் முன்னதாக நிற்பது பெருவெடிப்புத் தத்துவமே ஆகும். இயற்பியல் ரீதியிலும், கணிதவியல் ரீதியிலும் பெருவெடிப்புத் தத்துவம், சிறந்த முடிவுகளையே தருகிறது. மேலும் சமீபத்தில் எடுக்கப்பட்ட தரவுகள் கூட பெருவெடிப்புத் தத்துவத்தையே முன்மொழிகின்றன. உதாரணமாக பிரபஞ்சத்தில் பின்புல வெப்பநிலைத் தரவு [1] மற்றும் சூப்பர் நோவா தரவு [2]ஆகியவை பிரபஞ்சம் ஒரு சிறு புள்ளியில் இருந்து உருவாகி இருக்கும் என்பதை வலியுறுத்துகின்றன.

    இத்தத்துவத்தின் படி சுமார் 13 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் பிரபஞ்சமானது ஒரு சிறு புள்ளியில் அழுத்தப்பட்டு, அதிக வெப்பநிலையில், மீயழுத்தத்தில், மீயடர்த்தியில் உறங்கிய நிலையில் இருந்தது. பின்னர் சிறு சிறு துணுக்க அதிர்வுகளிற்குப் பிறகு, இந்தப் பிரபஞ்சமானது விரிவடைய ஆரம்பித்தது. இவ்விரிவடைதல் நிகழ்வு, மிக வேகமாக வீங்குதல் [3] நிகழ்வாக நடந்தது. நிகழும்போது வெப்பநிலையும் அழுத்தமும் குறையக் குறைய அடிப்படைத் துகள்கள், அணுக்கள்,  அணுக்கூட்டங்கள், வாயுக்கள், நட்சத்திரங்கள், கோள்கள், துணைக்கோள்கள் என உருவாக்கின. இவ்வாறு உருவான இந்தப் பெரும் நாடகம் இன்றைய பிரபஞ்சம் என அழைக்கப்படுகிறது. இன்றைய பிரபஞ்சமானது குளிர்ந்த வெப்ப நிலையிலும் மேலும் விரிவடைந்து செல்லக்கூடிய நிலை கொண்டதாகவும் மிகப் பெரிய பரப்பளவில் தட்டையானதாகவும் அனைத்துத் திசைகளிலும் ஒரே மாதிரியான அமைப்புகளைக் கொண்டதாகவும் காணப்படுகின்றது.

    இத்தத்துவத்தின்படி, விரிவடையும் பிரபஞ்சம் ஒரு குறிப்பிட்ட அடர்த்தி வரும்வரை விரிவடையும். அவ்வாறான மாறுநிலை அடர்த்தி நிலைக்குப் பிரபஞ்சம் வரும்போது இப்பிரபஞ்சமானது, தனது விரிவடைதலை நிறுத்திக்கொள்கிறது. பிறகு  இப்பிரபஞ்சமானது சுருங்க ஆரம்பிக்கிறது. அவ்வாறான சுருங்குதல் மீண்டும் முந்தைய மூல நிலைக்குப் பிரபஞ்சத்தை எடுத்து வருகிறது. இதை பெருஞ்சுருக்கம் என அறிவியலாளர்கள்அழைக்கின்றனர்.

    இந்தப் பெரும் சுருக்கத்தின் இறுதியாகப் பிரபஞ்சம், மூலப் புள்ளியில் வந்து சுருங்குகிறது. மூல நிலையில் இருந்த மீயடர்த்தி , மீயழுத்த, மீவெப்ப நிலைக்குப் பிரபஞ்சம் செல்கிறது. இது பெருவெடிப்புக் கோட்பாடு என அழைக்கப்படுகிறது.

    சுழற்சிப் பிரபஞ்சம்

    பிரபஞ்சமானது ஒரு சிறு புள்ளியில் ஆரம்பித்துப் பெரிதாக விரிந்து மீண்டும் ஒரு புள்ளியில் வந்து முடிவடைகிறது. இந்த நிகழ்வில் பிரபஞ்சத்தில் உருவாகும் தோற்றப் பொருட்கள், இறுதியாக மூல நிலையில் வந்து முடிவடைகிறது. இது ஒரு பிரபஞ்சத்தின் வாழும் காலம் என அழைக்கப்படுகிறது. இத்துடன் பிரபஞ்சமே முடிவடைந்துவிட்டதா என்றால், இல்லை. அதற்கு மாற்றாகச் சில கணித முடிவுகளும் இருப்பதாக ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன. அம்முடிவுகளின்படி மூல நிலையிலிருந்து உருவாகி வளர்ந்து மீண்டும் மூல நிலையை அடையும் பிரபஞ்சம் ஒரு சுழற்சி நிகழ்வு எனப்படுகிறது. இந்நிகழ்ச்சியானது இத்தோடு நிற்பதில்லை. மீண்டும் துவக்க முறைகளுக்கு உட்பட்டு மற்றுமொரு பிரபஞ்ச இயக்கத்தை உருவாக்குகின்றன என்று கோட்பாடுகள் தெரிவிக்கின்றன. இக்கோட்பாடு, சுழற்சிப் பிரபஞ்சக் கோட்பாடு [4] என அழைக்கப்படுகிறது.

    சுழற்சிப் பிரபஞ்சக் கோட்பாட்டின் படி, பிரபஞ்சமானது தொடர்ச்சியாக உருவாவதையும் வழக்கமாகக் கொண்டிருக்கும். அதாவது ஒரு சுழற்சியின் முடிவானது மற்றொரு சுழற்சியின் ஆரம்பமாக இருக்கும். மேலும் இக்கோட்பாடு எல்லா இயற்பியல் விதிகளுக்கும் உட்பட்டு பிரபஞ்சத்தின் இயக்கத்தை தெரிவிக்கிறது. நிரூபிக்கப்பட்ட கணிதவியல் முறைகளும் இக்கோட்பாடு எல்லா விதத்திலும் சரியாக இருப்பதையே உறுதிப்படுத்துகிறது.

    துணுக்கப் பிரபஞ்சம்

    இவ்விரண்டு கோட்பாடுகளிலும் பிரபஞ்சத்தின் மூல நிலை அல்லது பிரபஞ்சத்தின் முடிவு நிலையைப் பற்றி ஆய்வு செய்வதற்குத் துணுக்க இயற்பியலானது தேவைப்படுகிறது. ஏனெனில் மிக நுண்ணிய அளவில் பிரபஞ்சம் சுருங்கி விட்ட பிறகு, தொன்மை இயற்பியல் சமன்பாடுகளால் அங்கு எழும் சிக்கல்களைத் தீர்க்க இயலாது. எனவே அங்கு துணுக்க இயற்பியல் இயக்கங்களின் ஆதிக்கம் பேரளவில் இருக்கும். பிரபஞ்சமானது துணுக்க நிலையில் மிகவும் வேறுபாடாக பரிணமிக்கிறது. துணுக்க முறையில் ஆய்வு செய்யும்போது இந்தப் பிரபஞ்சமே ஒரு வலையமைப்பாக ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொண்டு ஒன்றிணைக்கப்பட்டு இருப்பதாக அறிய முடியும்[17]

    இப்பிரபஞ்சத்தின் மூல நிலை மற்றும் இறுதி நிலையை நுணுகி ஆராயும் போது, வியத்தகு முடிவுகள் கிடைக்கின்றன. பிரபஞ்சம் முற்றிலுமாகச் சுருங்கி விடும் போது அங்கு வெற்றிடம் மட்டுமே ஏற்படுகிறது. இந்த வெற்றிடம், பகுதி அளவே அல்லது சிறிது நேரத்திற்கே நீடித்துப் பின் இன்னொரு புதுப் பிரபஞ்சத்தின் துவக்கத்தை நோக்கி இப்பிரபஞ்சம் மாற ஆரம்பிக்கிறது. ஒரு பிரபஞ்சத்தில் முடிவில் மற்றும் மற்றொரு பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பத்தில் ஒரு வெற்றிடமானது காணப்படுகிறது. இந்த வெற்றிடமானது அதீத அதிர்வுகளைக் கொண்டதாகவும் இருக்கிறது[5].

    வெற்றிடத்தில் இருந்து பிரபஞ்சம்

    அப்படியாயின் அடுத்த ஒரு கேள்வி வரலாம். எவ்வாறு ஒரு பிரபஞ்சத்தின் முடிவு, இன்னொரு பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பத்தைப் தீர்மானிக்கிறது என்று. ஒருவாறாக முடிந்த பிரபஞ்சம் இறுதியாக வெற்றிடத்தைச் சந்திக்கிறது. இந்த வெற்றிடம் அடிப்படையில் வரைகணித அளவில் தட்டையான அமைப்புடையதாக இருக்கிறது. முழுப் பிரபஞ்சமும் துணுக்க அளவிலாக நிலைபெற்று அலைவுற்று நிற்கிறது.  மேலும் புது பிரபஞ்சத்தின் மூல நிலையும் இதே போன்ற துணுக்க வெற்றிட அளவிலேயே தொடங்குகிறது. முடிந்த பிரபஞ்சம் மற்றும் தொடக்க பிரபஞ்சம் எவ்வாறு இணைக்கப்படுகிறது என்பதற்கான நிகழ்தகவைத் துணுக்க உட்குடைதல் தீர்மானிக்கிறது[6]. துணுக்கஉட்குடைதல் என்பது தொன்மை இயற்பியல் அளவில் சாத்தியமில்லாத வழிமுறைகளை உறுதி செய்கிறது.

    இந்நிகழ்வு, தொன்மை இயற்பியல் முறையில் நிச்சயமாக தாவிக் குதித்துச் சென்றிருக்கக்கூடிய பாதைகளை ஊடுருவி உட்புகுந்து கடப்பதன் நிகழ்தகவை வெளிப்படுத்துகிறது. அதாவது தொன்மை முறையில் சாத்தியமே இல்லாத இயக்கத்தின் பாதைகளையும் துணுக்க முறையில் கடக்கும் நிகழ்வானது இயற்கையின் அதிசயமாகவே பார்க்கப்படுகிறது[7].

    இவ்வாறான துணுக்கக் குடைதல் பிரபஞ்சமானது, வெற்றிடத்திலிருந்து உருவாவதையும் தெரிவிக்கிறது. ஒரு பிரபஞ்சத்தின் முடிவிலிருந்து வெற்றிடம் வாயிலாக மற்றொரு பிரபஞ்சத்தின் துவக்கம் அமைகிறது. எவ்வாறு ஒரு கதிரியக்கத் தனிமத்திலிருந்து கதிரியக்கம் வெளிப்படுகிறதோ, அதற்கு எந்த ஒரு காரணமும் தேவைப்படுவதில்லையோ அதே போலவே பிரபஞ்சமானது வெற்றிடத்திலிருந்து உருவாவதாக ஆய்வாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்[8].

    இவ்வாறு வெற்றிடத்தில் இருந்து உருவாகும் பிரபஞ்சம் மிக அதிகமான விரிவடைந்தது பிற்கால அளவில் பெரியதாக ஒரு மாறுகிறது. இந்தச் சுழற்சி முறை தொடர்ச்சியாக நிகழ்ந்துகொண்டே இருக்கிறது. பிரபஞ்சமானது வெற்றிடத்தில் இருந்து உருவாகும் என நிறுவப்படுகிறது.

    இவ்வாறான அறிவியல் ஆய்வு முடிவை தமிழ் இலக்கியங்களில் ஒப்பு நோக்கவும் முடியும். பிரபஞ்சத்தின் மூல நிலை வெற்றிடம் என்று தமிழ்க்  குறிப்புகளும் பல்வேறு இடங்களில் காணக் கிடைக்கிறது. திருமூலர்[9], மாணிக்கவாசகர்[10], அருணகிரிநாதர் [11], பாரதியார்[12], வேதாத்திரி மகரிஷி[13], வள்ளலார்[14], அப்பர் [15], மெய்கண்டதேவர் [16] என பலரும் பிரபஞ்சத்தின் மூல நிலை வெற்றிடமாக இருக்கும் எனக் குறிப்பிட்டுள்ளனர். தமிழ் இலக்கியங்களில் ஆழ ஆய்வு செய்யும்போது பல்வேறு குறிப்புகள் காணக் கிடைக்கின்றன. அவற்றைக் கணித ரீதியிலோ அல்லது இயற்பியல் விதிகளிலோ ஆய்வு செய்யும்போது வியத்தகு விளக்கங்கள் கிடைக்கின்றன. பிரபஞ்சம் தோன்றிய விதங்களைப் பற்றிய குறிப்புகள், தமிழ் இலக்கியங்களில் காணக் கிடைக்கலாம் என்று கூட வரையறுக்கப்பட முடிகிறது. மேலும் பிரபஞ்சமானது வெற்றிடத்தில் இருந்து உருவாக்கியிருக்க முடியும் எனவும் நம்மால் உறுதி செய்துகொள்ள முடிகிறது.

    மேற்கோள்கள்

    1. Schlegel, D. J., Finkbeiner, D. P., & Davis, M. (1998). Maps of dust infrared emission for use in estimation of reddening and cosmic microwave background radiation foregrounds. The Astrophysical Journal, 500(2), 525.
    2. Riess, A. G., Strolger, L. G., Casertano, S., Ferguson, H. C., Mobasher, B., Gold, B., … &Tonry, J. (2007). New Hubble space telescope discoveries of type Ia supernovae at z≥ 1: narrowing constraints on the early behavior of dark energy. The Astrophysical Journal, 659(1), 98.
    3. Guth, A. H. (1981). Inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems. Physical Review D, 23(2), 347.
    4. Lehners, J. L. (2008). Ekpyrotic and cyclic cosmology. Physics Reports, 465(6), 223-263.
    5. Tryon, E. P. (1973). Is the universe a vacuum fluctuation?. Nature, 246(5433), 396.
    6. Vilenkin, A. (1984). Quantum creation of universes. Physical Review D, 30(2), 509.
    7. Caldeira, A. O., & Leggett, A. J. (1981). Influence of dissipation on quantum tunneling in macroscopic systems. Physical Review Letters, 46(4), 211.
    8. Vilenkin, A. (1982). Creation of universes from nothing. Physics Letters B, 117(1-2), 25-28.
    9. திருமூலர், திருமந்திரம் ,387,385
    10. மாணிக்க வாசகர். திருவாசகம், சிவபுராணம், திருவண்டப்பகுதி
    11. அருணகிரிநாதர், கந்தரலங்காரம்.
    12. பாரதியார், பரசிவ வெள்ளம்
    13. வேதாத்திரி மகரிஷி, ஞானக்களஞ்சியம் -2, வேதாத்திரிபதிப்பகம்
    14. வள்ளலார், திருவருட்பா
    15. ஜகந்நாதன். கி.வா. அப்பர் தேவார அமுது, பூரவிபதிப்பகம்
    16. மெய்கண்டதேவர் ,சிவஞானபோதம்
    17. நடராஜன்.ஸ்ரீ, சந்திரமோகன். இர.(2017) தீதும்நன்றும்பிறர்தரவாரா – இயற்பியலாளரின் பார்வையில். மின்தமிழ்மேடை (11). 180-186. தமிழ் மரபு அறக்கட்டளை

    கலைச்சொற்கள் மேற்கோள் நூல்

    ஜெ. கோட்டாளம், அறிவியல் தொழில்நுட்ப இலக்கியங்களைத் தமிழாக்குவற்கான ஒரு கையேடு. https://drive.google.com/file/d/0BzwpbxABzaV5SzVpQ24tY0NGVXc

    இக்கட்டுரையில் கீழ்க்காணும் கலைச்சொற்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

    துணுக்கம் – Quantum

    துணுக்க உட்குடைதல் – quantum tunneling

    =================================================================

    ஆய்வறிஞர் கருத்துரை (Peer Review):

    பிரபஞ்சம் ஒன்றுமில்லாத ஒன்றிலிருந்து உருவானதா என்ற வினாத் தலைப்பில் இரட்டை ஆய்வாளர்கள், நடராஜன் ஶ்ரீதர் & சந்திரமோகன் இரத்தினம் ஆகியோர், இதுவரை பிரபஞ்சத் தோற்றம் எப்படி உருவானது என்று  விஞ்ஞானிகள் சிலர் யூகித்த ஒரு கோட்பாட்டை உதாரணங்களுடன் விளக்குகின்றனர். இக்கோட்பாடு, இதுவரை [2018]  பெரும்பான்மை விஞ்ஞானிகளால் ஒப்புக்கொள்ளப்பட்டவையுள் ஒன்றே. வல்லமை வலையிதழில் வெளியிடத் தகுதியுள்ள ஆய்வுக் கட்டுரை. தமது கோட்பாட்டுக்குச் சில தமிழ் இலக்கிய நூல்களையும் சான்றாகக் காட்டியுள்ளனர். அவற்றின் வரிகளையும் ஆசிரியர்கள் குறிப்பிட்டிருக்கலாம்.  இதனுடன் தொடர்புடைய இந்தக் கட்டுரையை ஆய்வாளர்கள் கவனித்திருக்கலாம்: http://www.vallamai.com/?p=83914 

    =================================================================

    Share