කළු කුහරය කුමක්ද..NASA පින්තූරය ඇත්තක්ද..තේරෙන සිංහලෙන් කතාව මෙන්න..

2019-04-15 09:08:00       667
feature-top
මෑතකදී නාසා ආයතනය විසින් නිකුත් කරන ලද විශ්වයේ ඇති ‘කළු කුහර’ සම්බන්ධ පින්තූරය ගැන ෆේස්බුක්හි පලවූ සටහනක් පහතින් දැක්වෙයි.

කළු කුහරයක පළමු ඡායාරූපය ගැන දැන් හැම තැනම කතා වෙනවා. ඒත් ඒක දැල්වෙන බල්බයක ඡායාරූපයකට විදුලි ධාරාවක මුල්ම ඡායාරූපය කියන තරම්ම මුලාවක් බව දන්නවාද? වෙන්නෙ මොකක්ද කියලා හරියට තේරුම් ගන්න පුංචි උදව්වක් මේ.

කළු කුහරයක් කියන්නෙ මොකක්ද කියන එක ගැන කාටත් යම් දැනුමක් ඇති. ගල් කැටයක් උඩ විසි කරාම බිම වැටෙනවා කියලා කිව්වත් ගොඩක් වේගයෙන් යමක් විසි කරන්න පුළුවන් නම් ආපහු බිම නොවැටී අභ්‍යාවකාශයටම යන බව ටික කාලෙකට කලින් මිනිස්සු හොයා ගත්තා. පෘථිවියෙන් මේ වගේ එළියට යවන්න ඕන නම් තත්පරයට කිලෝමීටර් 11 ක වගේ වේගයෙන් යමක් විසි කරන්න ඕන. (වායුගෝලයට එරෙහිව යන්න නම් තවත් වේගයෙන්) මෙන්න මේ වේගය තීරණය වෙන්නෙ දැනෙන්න තරම් ගුරුත්වයක් තියෙන විශාල වස්තුවක ස්කන්ධය සහ ප්‍රමාණය මත. හඳ වගේ සාපේක්ෂව කුඩා, ස්කන්ධය අඩු වස්තුවක ඉඳලා යමක් විසි කරොත් එය අභ්‍යවකාශයට යවන්න මීට අඩු වේගයක් ප්‍රමාණවත්, ඒ වගේම සූර්යයාගෙ ඉඳලා මීට වඩා සෑහෙන වේගයකින් විසි කරන්න වෙනවා.

කළු කුහරයක් කියන්නෙ මේ වගේ විසි කරන්න අවශ්‍ය වේගය යමකට ලබන්න පුළුවන් උපරිම වේගය වන ආලෝකයේ වේගයටත් වඩා වැඩි වස්තුවක්. සාමාන්‍යයෙන් අපේ සූර්යයා වගේ කිහිප ගුණයක් ස්කන්ධය වැඩි තරුවක උණුසුම නිපදවන හයිඩ්‍රජන් විලයන ප්‍රතික්‍රියාව අවසන් වුණාම සුපර්නෝවා එකක් විදිහට පුපුරා ගිහින් යම් ස්කන්ධයක් ඉවත් වෙලා ඉතිරි කොටස එහිම ගුරුත්වය නිසා අපිට හිතා ගන්න බැරි තරම් එකට තෙරපෙනවා. ඒ නිසා තමයි මෙහෙම ආලෝකයේ වේගයෙන් යමක් විසි කරත් ආපහු ඒ වෙතම ඇද ගන්න කළු කුහර නිර්මාණය වෙන්නෙ.

මේ වගේ කළු කුහරයකින් කවදාවත් ආලෝකය පරාවර්තනය කරගන්න බැහැ. මොකද යන ආලෝකයට ආපහු එන්න බැහැ. ඒ නිසා කළු කුහරයක ඡායාරූපයක් ගන්න එක කවදාවත් කරන්න පුළුවන් දෙයක් නොවෙයි. මොකද ඡායාරූපයක් කියන්නෙ යම් වස්තුවකින් පිට වන හෝ පරාවර්තනය වෙන ආලෝකයේ පිටපතක්.

ඒත් එහෙනම් මොකක්ද මේ ඡායාරූපයේ රතු-තැඹිලි පාටකින් තියෙන්නෙ? කළු කුහරයකට තියෙන අධික ගුරුත්වය නිසා පෘථිවියට උල්කාපාත ඇද ගන්නවා වගේම කළු කුහරයටත් ඒ අවට තියෙන අභ්‍යාවකාශ වස්තු සේරම ඇද ගන්නවා. නමුත් ගුරුත්වය ගොඩක් විශාල නිසා ඇද ගන්නා වස්තූන් ප්‍රමාණය වගේම ඒවායෙ ස්කන්ධයත් අතිශයින්ම විශාලයි.

අභ්‍යවකාශයේ කිසිම වස්තුවක් එක තැන තියෙන්නෙ නෑ කියන එක ඔබ දන්නවා ඇති. හැම වස්තුවක්ම විවිධ වේගවලින් චලනය වෙමින් තියෙන්නෙ. ඉතින් එක පාරටම කළු කුහරයක් ඇති වුණාම ඒකට ඇදී එන වස්තූන් අති බහුතරයක් කෙලින්ම ඒ වෙත එනවා වෙනුවට ටිකක් ආනතව, ඉලිප්සයකට හුරු ගමන් පථයක දිගේ තමයි එන්නෙ. මේක ප්‍රායෝගිකව අත්හදා බලන්න කැමති නම් ගෙදර හාල් ගරන කොරහා අරගෙන ටිකක් ඈත ඉඳන් ජිල් බෝලයක් වගේ දෙයක් ඒකට විසි කරන්න. බැලුවාම පෙනෙයි ගොඩක් වෙලාවට ඒ ජිල් බෝලය කොරහෙ ඇතුළෙ වටේට කරකැවිලා තමයි මැදට ඇවිත් නිශ්චල වෙන්නෙ කියන එක. ඒත් කොරහෙ කෙළවරක තියලා අත අතෑරියාම දෙපැත්තට යනවා මිසක් කැරකෙන්නේ කලාතුරකින්. ඉතින් වේගයක් තියෙන වස්තූනුත් කෙලින්ම කළු කුහරයකට ඇදී එනවා වෙනුවට වටේ කරකැවෙමින් ටික ටික තමයි මැදට ළං වෙන්නෙ.

මේ විදිහට කරකැවෙන්නෙත් ලේසි පහසු වේගයකින් නෙවෙයි. අපේ පෘථිවියට එන උල්කාපාත පවා ගුරුත්වයට අහු වෙලා කරකැවෙන වේගය තත්පරයට කිලෝමීටර් ගාණක් (පැයට කිලෝමීටර් දහස් ගණනක්) වෙනවා. කළු කුහර වටේ කරකැවෙන වස්තූන්ගේ වේගය ආලෝකයේ වේගයට ඉතාම ආසන්න ප්‍රමාණයක්, ඒ කියන්නෙ තත්පරයට කිලෝමීටර් ලක්ෂ 2ක් 2.5 ක් තරම් ඉහළ අගයක් ගන්නවා.

ඒ වගේම මෙන්න මේ විදිහට අධික වේගයෙන් කරකැවෙන වස්තූන් ප්‍රමාණයත් ඉතාම ඉහළයි. පෘථිවිය දිහා බැලුවාම ඒ වටේ කරකැවෙන වස්තූන් ප්‍රමාණය ඉතාම සුළු වුණත් කළු කුහරයක් වටේ අපේ සූර්යයා වගේ කිහිප ගුණයක් විශාල වස්තූන් පවා වේගයෙන් කරකැවෙමින් තියෙන්නෙ.

මේ හැම එකේම ප්‍රතිඵලය ඒ වස්තු සියල්ලම හැමවිටම එකිනෙක ගැටෙමින් විශාල ශක්තියක් උණුසුම විදිහට මුදා හරින එක. ඒ උණුසුම මොන තරම්ද කියනවා නම් මොන තරුවකටත් වඩා දීප්තිමත්ව බබලන්න සමහර කළු කුහරවලට හැකියාව තියෙනවා. අභ්‍යාවකාශ වස්තූන් බොහොමයක් තියෙන ප්‍රදේශවල ඇති වෙන තනි කළු කුහරයකට “කෑම” ඇති තරම් තියෙන නිසා තරු බිලියන සිය ගණනක් තියෙන අපේ milky way මන්දාකිණියේ මුළු ආලෝක ප්‍රමාණය වගේ දහස් වාරයක් දීප්තිමත්ව බබලන්න හැකියාව තියෙනවා!

ඉතින් අන්න ඒ විදිහට මුදා හරින ආලෝකය සහිත වළල්ල තමයි මේ අපි කතා කරන ඡායාරූපයේ දකින්න තියෙන්නෙ. ඇත්තටම කළු කුහරය කියන දේ අපිට දකින්නවත්, ඒක ඡායාරූප ගත කරන්නවත් පුළුවන් දෙයක් නෙවෙයි. ඒත් ඒක නිසා ඇති වෙන ප්‍රතිඵලය ආලෝක වර්ෂ මිලියන 53 ක් හෙවත් කිලෝමීටර් ට්‍රිලියන බිලියන බාගයක් (500,000,000,000,000,000,000) (වෙනත් විදිහකට කිව්වොත් කිලෝමීටර් කෝටි ප්‍රකෝටි භාගයක් / 5 යි බිංදු 20 ක්) දුරින් ඉඳලත් යන්තමින් ඡායාරූපගත කරන්න පුළුවන්.

ඉතින් සූත්‍රිකා ලයිට් බල්බ් එක මේකට හොඳ උදාහරණයක්. අපිට දකින්න බැරි විදුලිය නිසා ඇති වෙන තාප ශක්තිය අපිට ආලෝකය විදිහට පේනවා වගේම අපට දකින්න බැරි කළු කුහරය නිසා ඇති තාප ශක්තියෙන් පිට වෙන ආලෝකය අපිට මේ තරම් ඈත ඉඳලත් ඡායාරූපගත කරන්න පුළුවන්. කළු කුහරය වටා තියෙන මේ සියලුම වස්තූන් ප්‍රමාණය එන්න එන්නම විශාල වෙන තැටියක් හැඩැති නිසා (තරමක් දුරට සෙනසුරුගේ වළලු වගේ) එය හඳුන්වන්නෙ “අධිවර්ධන කවචයක්” හෙවත් accretion disk එකක් කියලයි. ඉතාම දීප්තිමත් මෙන්න මේ accretion disk එකේ ඡායාරූපයක් තමයි අපි දැන් බල බල ඉන්නෙ. ඉතින් මේ තියෙන්නෙ විදුලි ධාරාවේ ඡායාරූපයක් නෙවෙයි, ඒ නිසා දිලිසෙන සූත්‍රිකාවෙ ඡායාරූපයක් වගේම අනිත් රූපයේත් තියෙන්නෙ කළු කුහරයක ඡායාරූපයක් නෙවෙයි, ඒකේ ශක්තියෙන් බල ගැන්වෙන accretion disk (අධිවර්ධන කවචයේ) ඡායාරූපයක්.

මේ කවචයේ ප්‍රමාණය තීරණය වෙන්නෙ කළු කුහරයේ විශාලත්වය මත. මොකද ගුරුත්වය වැඩි වෙන්න වැඩි වෙන්න ආලෝකයේ වේගය තිබුණත් බේරිලා යන්න බැරි සීමාව වගේම එහි තියෙන වස්තූන්වල ස්කන්ධයත්, පැතිරීමත් වැඩි වෙනවා. ඒ නිසා අපිට සාපේක්ෂව ළඟින් තියෙන, අපේ සූර්යයා වගේ බිලියන 6.5 ගුණයක ස්කන්ධයක් තියෙන කළු කුහරයක්ම අවශ්‍ය වුණා ඡායාරූපගත කරන්න පුළුවන් තරම් ලොකු අධිවර්ධන කවචයක් හොයා ගන්න. අන්තිමට තමයි මේ M87 කියන කළු කුහරය ඒ වෙනුවෙන් පාවිච්චි වුණේ.

ඒ වගේම මේක ඡායාරූපගත කරන්න මෙච්චර අමාරු වෙන්න හේතුවත් කියන්නම්. මොන තරම් දීප්තිමත් වුණත්, අපේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය වගේ කිහිප ගුණයක් විශාල වුණත් මේ M87 කියන කළු කුහරය තියෙන්නෙ ඉතාම දුරින් නිසා එයින් අපිට එන ආලෝක ප්‍රමාණය ඉතාම අඩුයි. අපි හැමෝම දන්නවනෙ හොඳ DSLR එකකින් අඳුරෙ වුණත් ෆෝන් කැමරාවකට වඩා ඉතා හොඳ ඡායාරූප ගන්න පුළුවන් බව. ඒ වගේම මේ M87 කළු කුහරයේ කවචය බලන්න නම් අවම වශයෙන් අපේ හඳ තරම් විශාල කාචයක් තියෙන කැමරාවක් අවශ්‍යයි. ඒ තරමටම පුංචි ආලෝක ප්‍රමාණයක් තමයි එන්නෙ.

කොහොම නමුත් විද්‍යාවෙ සහ පරිගණක තාක්ෂණයේ දියුණුවත් එක්ක මෙයට යම් උප්පරවැට්ටියක් භාවිත කරන්න හැකියාව ලැබුණා. ඒ තමයි මහද්වීප ගණනාවක පැතිරී තිබෙන අධිබල දුරේක්ෂ ගණනාවක් පාවිච්චි කරලා මාස ගාණක් තිස්සෙ ඡායාරූප විශාල ගණනක් ගන්න එක. පෘථිවිය භ්‍රමණය සහ පරිභ්‍රමණය වෙමින් අභ්‍යාවකාශය හරහා ගමන් කරන නිසා විශාල කාලයක් තිස්සෙ ගත්ත මේ ඡායාරූප විශාල ප්‍රමාණය එකට එකතු කරාම අපේ හඳ තරම් විශාල කාචයක් සහ සෙන්සරයක තැන තැන තියෙන කුඩා කොටස් ගණනාවක එකතුවකට සමාන තත්ත්වයක් ඇති කරගන්න පුළුවන් වුණා. හැබැයි මේකට පෘථිවියේ චලනය ගැන අතිශයින්ම සියුම් ගණනයන් විශාල ප්‍රමාණයක් අවශ්‍යයි. මේ සේරම කරලා අදාල ඡායාරූපය ගොඩ නගන්න අවශ්‍ය මෘදුකාංගයක් බිහි කරෙත් ඉතාම මෑතකදී. ඒක නිර්මාණය කරේ ඇමරිකානු ජාතික, අපේ පියුමි හංසමාලිගෙ වයසෙම ගෑනු ළමයෙක් කියන එකත් හිතට ගන්න එක වටිනවා.

ඒ වගේම මේ අපි දකින්නෙ M87 කළු කුහරයේ අධිවර්ධන කවචයෙන් අවුරුදු මිලියන 53 කට කලින් නිකුත් වුණ ආලෝකය කියන එකත් මතක තියාගන්න ඕන. කොහොම වුණත් විශාල කළු කුහරයක් කවදාවත් විනාශ වෙන්නෙ නැති නිසා ඒක තාමත් ඒ විදිහටම, තවත් වර්ධනය වෙමින් තියෙන බවත් ස්ථිරයි. භෞතික විද්‍යාත්මකව මේ විදිහට අධික ශක්තියක් උරා ගන්න නිසා කළු කුහරයක ඇතුළත තමයි මුළු විශ්වයේම ස්වභාවිකව තියෙන සිසිල්ම ස්ථානය වෙන්නෙ. තිබිය හැකි අවම උෂ්ණත්වය වන කෙල්වින් 0 ට කළු කුහරයක උෂ්ණත්වය අතිශයින්ම ආසන්නයි. (නැනෝ කෙල්වින් ගණනක් / 0.000000001 K) නමුත් අවට විශ්වයේ සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වය කෙල්වින් 2 ක් විතර නිසා කළු කුහරයක් ස්වභාවයෙන්ම කරන්නෙ උෂ්ණත්වය උරා ගන්න එකයි. ඒකත් හරියට සීතල කරපු වතුර වීදුරුවක් අවටින් උණුසුම උරා ගන්නවා වගේ දෙයක්. මේ නිසා කළු කුහරයක් නිතරම පිට කරනවාට වඩා උෂ්ණත්වය උරා ගන්නවා.

කළු කුහරයක පිට වන විකිරණ හෙවත් hawking විකිරණ නිසා ඒවා නැති වෙලා යන්න නම් අපේ විශ්වය තව ගොඩාක් ප්‍රසාරණය වෙන්න ඕන. ඒ එතකොට විශ්වයේ මුළු ශක්තිය ගොඩක් පැතිරී ගිහින් සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වය කළු කුහරයකට වඩා පහළ බහින නිසා. හැම වෙලාවෙම උණුසුම් දෙයකින් සිසිල් දේකට උෂ්ණත්වය ගලා යාමේ මූලධර්මය තමයි මේ ක්‍රියාත්මක වෙන්නෙ. තේරුම් ගන්න අමාරු වුණත් ඒකෙ සරලම අදහස ඇති වුණු කළු කුහරයක් කවදාවත් නැති වෙන්නෙ නෑ කියන එක. ඉතින් කළු කුහරයක් බුදු දහමට අනුව ලොව වඩාත්ම නිත්‍ය හෙවත් අනිත්‍ය නොවන දේ කියලත් කිවිවොත් වැරැද්දක් නෑ!

ගොඩක් දෙනෙක්ට කළු කුහර ගැන යම් ප්‍රයෝගික අදහසක් ලැබෙන්න ඇති කියලා හිතනවා. අනිත් අයටත් බලන්න share කරන්නත් අමතක කරන්න එපා.

– ඉන්ද්‍රජිත් ගමගේ –

Edit : ලොකු කළු කුහරයක් සදාකාලික වෙන්න හේතුවත් කැමති නම් කියවලා බලන්න.

ඇත්තටම කළු කුහර වුණත් සදාකාලික නෑ. නමුත් අපිට හිතා ගන්නවත් බැරි කල්ප කාලයකට (අඩුම වශයෙන් අවුරුදු ට්‍රිලියන ගණනක්, මතක තියා ගන්න විශ්වයේ වයස තාම අවුරුදු බිලියන 13 ක් වගේ) පවතිනවා. hawking radiation ගැන මම සරලවයි සඳහන් කරලා තියෙන්නෙ. (කැමති නම් වැඩිදුර හොයලා බලන්න).

කළු කුහරයක උෂ්ණත්වය එහි ස්කන්ධයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතිකයි. මේක තමයි වැදගත්ම කාරණය. ඒ නිසා එක මට්ටමකට වඩා කළු කුහරයක ස්කන්ධය විශාල වුණු ගමන් එහි උෂ්ණත්වය විශ්වයේ සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වය වන කෙල්වින් 2-3 ට වඩා පහළ බහිනවා. එතකොට hawking විකිරණ හරහා ක්ෂය වෙනවාට වඩා වැඩි ශක්ති ප්‍රමාණයක් උරා ගනිමින් (තාප ගතික නියම 2) ස්කන්ධය තවත් වැඩි කර ගන්නවා විතරයි. කවදාවත් ක්ෂය වීමක් සිදු වෙන් නෑ. එහෙම වෙන්න අනිවාර්යයෙන්ම විශ්වය ප්‍රසාරණය වෙලා සාමාන්‍ය උෂ්ණත්වය අඩු විය යුතුයි. ඒත් ඒක වෙන්න අවුරුදු බිලියන ගණනක් වැය වෙනවා. ඒ කාලය පුරාමත් විශාල කළු කුහර තම ප්‍රමාණය තවත් විශාල කරගෙන තමන්ගෙ උෂ්ණත්වය තවත් අඩු කර ගන්නා නිසා විශ්වයේ උණුසුමට වඩා අඩු වෙන්න තවත් කල් යනවා. ඒකත් හරියට අනන්තයේදී සමාන්තර රේඛා දෙකක් එකට හමු වෙනවාද කියන එක වගේම ප්‍රශ්නයක්.

නමුත් අනිත් අතට කුඩා කළු කුහරයක උෂ්ණත්වය කෙල්වින් 2 කට වඩා වැඩි වෙන්න පුළුවන්. ඔන්න එතකොට hawking විකිරණ නිසා කළු කුහරය ක්ෂය වී යන්න ගන්නවා. මොකද කළු කුහරයෙන් ශක්තිය පිට වෙනවා තාප ගතික 2 නියමයට අනුවම.

ඇත්තටම micro black holes කියලා හඳුන්වන අතිශය කුඩා කළු කුහර LHC එක වගේ අධි බල ඝට්ටන සිදු කරන විට නිර්මාණය වන බව පවා සොයාගෙන තියෙනවා. නමුත් ඒවාගෙ උෂ්ණත්වය අධික නිසා නැනෝ තත්පර ගණනක් තුළ ක්ෂය වී යනවා. නමුත් එක්තරා මට්ටමකට වඩා වැඩි ස්කන්ධයක් තියෙන කළු කුහරයක් ප්‍රායෝගිකව ඇත්තටම සදාකාලිකයි. මොකද ඒවා විශ්වය බිහි වෙලා දැනට ගත වෙලා තියෙන කාලය වගේ තවත් සිය දහස් වාරයක් කල් පවතිනවා.
(under the courtesy of lankacnews.com news web)

More News »