முகப்பு விண்ணியல் பிரபஞ்ச வில்லைகள் – இயற்கையின் பூதக்கண்ணாடி!

பிரபஞ்ச வில்லைகள் – இயற்கையின் பூதக்கண்ணாடி!

88
3

எழுதியது: சிறி சரவணா

பொதுவாக எல்லோருக்கும் கண்ணாடி பார்க்கும் பழக்கம் இருக்கும். பொதுவாக வீட்டில் பயன்படுத்தும் “முகம்பார்க்கும் கண்ணாடி” எந்தவித மாற்றமுமின்றி அப்படியே நமது பிம்பத்தைப் பிரதிபலிக்கும். ஆனால் நீங்கள் வாகனங்களின் இரு புறங்களில் இருக்கும் கண்ணாடிகளைப் பார்த்ததுண்டா? குவிவாடி என்று அழைக்கப்படும் இவை, சற்று மேல்நோக்கி வளைந்த ஆடிகள் (கண்ணாடிக்காண அறிவியல் பதம்), வளைவில்லாத முகம்பார்க்கும் கண்ணாடிகளைப் போல அன்றி, அதைவிட அதிகளவு வீச்சுக் கொண்ட பிம்பங்களை அதானல் தோற்றுவிக்க முடியும். வாகனங்களில் இதைப் பயன்படுத்தும் நோக்கம், பின்னால் வரும் வாகனங்களை இலகுவாக அவதானிப்பதற்கு ஆகும்.

Outdoor-Convex-Mirror
குவிவாடியில் தெரியும் பிம்பம்

குவிவாடி இப்படி பாரிய பரப்பைக் காட்டக்கூடியதாக இருப்பதற்குக் காரணம் அது வளைந்துள்ளதே! இங்கு ஒளி வேறுபட்ட கோணங்களில் தெறிப்படைவதால், பிம்பங்கள் சற்று விகாரமாகத் தெரிகின்றது.  இன்னும் சில சிறுவர் விளையாட்டுத் தளங்களில் நீங்கள் “விளையாட்டுபிம்ப ஆடிகளைப்” பார்த்திருக்கலாம். அவற்றின் முன் நீங்கள் நின்றால், உங்கள் பின்பம் பார்க்க முற்றிலும் மாற்றுபட்டு விகாரமாகத் தெரியும். அதற்குக் காரணம், அந்த விளையாட்டுப்பிம்ப ஆடிகள், வெவேறு இடங்களில் வெவேறு கோணத்தில் வளைந்துள்ளதால், அதில் பட்டு ஒளியானது வெவேறு இடங்களில் தெறிக்கிறது.

விளையாட்டுபிம்ப ஆடிகள்
விளையாட்டுபிம்ப ஆடிகள்

சரி, பிரபஞ்சத்திற்கும் வளைவாடிகளுக்கும் என்ன சம்பந்தம் என்று நீங்கள் கேட்பது புரிகிறது – காரணம் ஒளி. ஆம் இந்தப் பாரிய பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் எல்லாப் பொருட்களையும் நாம் ஒளியைக்கொண்டே அவதானிக்கிறோம். பிரபஞ்சத்தின் ஒரு மூலையில் இருந்து வரும் ஒளியும் இப்படி விகாரமடைந்து, அதாவது ஆடிகள், வில்லைகள் (mirrors, lenses) மூலம் ஒளிவரும்போது எவ்வாறு தெறித்து, முறிவடைந்து உருவங்கள் விகாரமடயுமோ, அதேபோல பிரபஞ்சத்தில் ஒரு மூலையில் இருந்துவரும் ஒளியும் இப்படி விகாரமடைகிறது!

வளையமாகிய விண்மீன்பேரடை. நன்றி: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); B. Saxton NRAO/AUI/NSF
வளையமாகிய விண்மீன்பேரடை. நன்றி: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); B. Saxton NRAO/AUI/NSF

மேலுள்ள படத்தைப் பாருங்கள். அது ஒரு விண்மீன் பேரடை, ஆனால் பார்க்க விசித்திரமாக இருக்கிறதல்லவா? சென்ற வருடத்தில் ALMA தொலைக்காட்டியின் மூலம் பிடிக்கப்பட்ட படம் இது. உண்மையில் இந்த விண்மீன்பேரடை ஒன்றும் வளையம் அல்ல. இதப் படம் பிடித்த தொலைக்காட்டியில் இருந்த ஆடிகள், வில்லைகள் என்பவற்றில் ஏற்பட்ட விகாரதினால் இது உருவாகவும் இல்லை, அப்படியென்றால்? இதற்குக் காரணம் – ஈர்ப்பு வில்லை (gravitational lensing) எனப்படும் ஒரு செயற்பாடு!

இந்த விண்மீன்பேரடை பூமியில் இருந்து மிக மிகத் தொலைவில் இருக்கிறது, ஆனால் இந்த விண்மீன்பேரடைக்கும் பூமிக்கும் இடையில் இன்னுமொரு விண்மீன் பேரடை உண்டு! இப்படி பூமிக்கும், இந்த விண்மீன்பேரடைக்கும் நடுவில் இருக்கும் விண்மீன்பேரடையின் ஈர்ப்புவிசை, தொலைவில் இருக்கும் விண்மீன்பேரடையில் இருந்துவரும் ஒளியை தன்னைச்சுற்றி வளைக்கிறது. இப்படி வளைக்கும் செயற்பாடே “ஈர்ப்பு வில்லை” எனப்படும்.

இந்தப் படத்தைப் பொறுத்தவரை, ஈர்ப்பு வில்லையின் விளைவு அதிகமாக இருப்பது கண்கூடு. அதாவது முற்றுமுழுதாக ஒரு வளையமாகவே அந்த விண்மீன்பேரடையில் இருந்துவந்த ஒளியை வளைத்துவிட்டதே. பார்க்க வளையம் போலத் தோன்றினாலும், இந்த விண்மீன்பேரடை ஒன்றும் வளைய வடிவமானது அல்ல.

இந்த ஈர்ப்பு வில்லையும், சாதாரண வில்லைகள், ஆடிகள் போலவே செயற்படுவதால், ஒளியியல் விதிகளைப் பயன்படுத்தி, இந்த ஈர்ப்பு வில்லையின் விளைவை நீக்கிவிட்டு, உண்மையிலேயே இந்த விண்மீன்பேரடையின் உருவம் என்ன என்பதை ஆய்வாளர்கள் கண்டறிய ஆய்வுகள் செய்கின்றனர்.

சாதரணமாக எமக்கு, முகம்பார்க்கும் கண்ணாடி ஒழுங்காக எமது பிம்பத்தைக் காட்டாமல், பிம்பத்தை வளைத்து நெளித்துக் காட்டினால் அசௌகரியமாக இருக்கும் அல்லவா? அதேபோல வானிலும் இப்படி ஈர்ப்பு விசை, ஒளியை வளைத்து நெளித்துக் காட்டுவது வானியலாளர்களுக்கு அசௌகரியமாக இருக்கும் என்று நீங்கள் நினைத்தால் அது தவறு.

உண்மையிலேயே, தொலைவில் இருக்கும் விண்மீன்பேரடைகளையும் குவாசார் போன்ற விண்பொருட்களையும் அவதானிக்க இந்த ஈர்ப்பு வில்லை உதவுகிறது. மிகத் தொலைவில் இருக்கும் விண்மீன்பேரடைகளை பூதக்கண்ணாடி கொண்டு உருப்பெருக்குவது போல இந்த ஈர்ப்பு வில்லைகள் செயற்பட்டு, விண்ணியல் ஆய்வாளர்களுக்கு உதவிசெய்கின்றது.

அடிப்படித் தகவல்: http://unawe.org/kids/unawe1523/

விண்மீன்பேரடையின் படம்: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); B. Saxton NRAO/AUI/NSF