கருந்துளை

பெருமெகல்லானிக் முகில் முகப்பில் உள்ள கருந்துளையின் ஒப்புருவாக்கம். இதில் ஈர்ப்பு வில்லை விளைவைக் கவனிக்கவும். இவ்வில்லை முகிலின் இருபெரிதும் உருக்குலைந்த காட்சியைத் தருகிறது. பால்வழி வட்டு அதன் உச்சிக்குக் குறுக்காக வட்டவில்லாக உருக்குலைத்தலைக் காணலாம்.

ஜான் மிச்சல் எனும் வானியலாளர் 1783-4 ஆம் ஆண்டு வெளியிட்ட தன் கடிதத்தில் ஒளி கூட வெளியேற முடியாத உயர்பொருண்மை வான்பொருள் குறித்த கருத்துப்படிமத்தை முன்மொழிந்தார். இவரது எளிய கணக்கீடுகள் சில கற்பிதங்களைக் கொண்டமைந்தன. இப்பொருளின் அடர்த்தியை சூரியனின் அடர்த்திக்குச் சமமாக அமைவதாகவும் ஒரு விண்மீனின் விட்டம் சூரியனைப் போல 500 மடங்குக்கும் மேலாக அமைகையிலும் அதன் மேற்பரப்பின் தப்பிப்பு அல்லது விடுபடு வேகம் ஒளியின் விறைவினும் கூடும் போதும் இத்தகைய வான்பொருள் உருவாகும் என்றும் கருதினார். இத்தகைய மீப்பொருண்மை, கதிர்வீசாத வான்பொருள்களை, அருகில் அமையும் கட்புலப் பொருள்களின்பால் அவை ஏற்படுத்தும் ஈர்ப்பு விளைவுகளால் அறியலாம் என மிச்சல் மிகச் சரியாகவே குறிப்பிட்டுள்ளார்.[3][4][5] ஆனால், ஜான் மிச்சல் கருதியதைப் போல மீப்பொருண்மை விண்மீனின் மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேறும் ஒளிக்கதிர், விண்மீனின் ஈர்ப்பால் வேகம் குறைந்துக்கொண்டே வந்து சுழியாகி மறுபடியும் விண்மீனின் மேற்பரப்பில் வீழும் என்பது இக்கால சார்பியல் கோட்பாட்டின்படி சரியன்று என்பதை நாம் இப்போது அறிவோம்.

கருங்குழியிலிருந்து தொலைவில் உள்ள ஒரு துகள் எத்திசையிலும் நகர முடியும். இது ஒளி வேகத்தால் மட்டுமே மட்டுப்படுத்தப்படுகின்றது.

கருங்குழிக்கு அருகில் வெளிநேரம் வளையத் தொடங்குகிறது. விலகிச் செல்வதைவிடக் கூடுதலான பாதைகள் கருங்குழியை நோக்கிச் செல்கின்றன.

நிகழ்வெல்லைக்கு உள்ளே எல்லாப் பாதைகளும் துகளை கருங்குழியின் மையத்துக்கு அருகில் கொண்டுவருகின்றன. துகள்கள் இங்கிருந்து தப்ப முடியாது.[12]

இது குறித்த பொதுவான விளக்கங்கள் விடுபடு திசைவேகம் என்னும் கருத்துருவின் அடிப்படையிலேயே கொடுக்கப்படுகின்றன. விடுபடு திசைவேகம் என்பது ஒரு பெரிய பொருளொன்றின் மேற்பரப்பில் இருந்து புறப்படும் ஒரு கலம் அப்பொருளின் ஈர்ப்புப் புலத்தை முழுமையாகக் கடப்பதற்குத் தேவையான வேகம் ஆகும். நியூட்டனின் ஈர்ப்பு விதியின்படி பொருளின் ஈர்ப்பு விசை அதிகரிக்கும்போது அதாவது பொருளின் அடர்த்தி அதிகரிக்கும்போது விடுபடு திசைவேகமும் அதிகரித்துச் செல்லும். இவ்விசை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவை அடையும்போது விடுபடு திசைவேகம் ஒளியின் வேகத்துக்குச் சமமாகவோ அல்லது அதனிலும் கூடுதலாகவோ ஆகக்கூடும். ஒளியின் வேகத்துக்கு மிஞ்சிய வேகம் எதுவும் இல்லை என்பதைக் காட்டி, அத்தகைய அடர்த்தி கொண்ட பொருளிலிருந்து எப்பொருளும் தப்பமுடியாது என்னும் விளக்கம் கொடுக்கப்படுகின்றது. இந்த விளக்கத்தில் ஒரு தவறு உள்ளது. இது ஒளி ஏன் ஈர்க்கும் பொருளினால் பாதிக்கப்படுகிறது என்பதையோ அது ஏன் தப்பமுடியாது என்பதையோ விளக்கவில்லை.

இத் தோற்றப்பாட்டை விளக்குவதற்கு ஐன்ஸ்டீன் அறிமுகப்படுத்திய இரண்டு கருத்துருக்கள் தேவைப்படுகின்றன. முதலாவது, வெளியும் நேரமும் தனித்தனியான இரண்டு கருத்துருக்கள் அல்ல, அவை வெளிநேரம் என்னும் ஒரே தொடர்பத்தை உருவாக்கும் ஒன்றுக்கொன்று தொடர்பானவை ஆகும். இந்தத் தொடர்பம் சில சிறப்பு இயல்புகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு பொருள் தான் விரும்பியபடி வெளிநேரத்தில் நகர முடியாது. அது எப்பொழுதும் நேரத்தில் முன்னோக்கியே நகர முடியும். அத்துடன், அப்பொருள் தனது நிலையை ஒளி வேகத்திலும் வேகமாக மாற்றிக் கொள்ளவும் முடியாது. இதுவே சிறப்புச் சார்புக் கோட்பாட்டின் முக்கியமான விளைவு.

இரண்டாவது கருத்துருவே பொதுச் சார்புக் கோட்பாட்டின் அடிப்படை: திணிவு, வெளிநேரத்தின் அமைப்பை உருமாற்றுகிறது. வெளிநேரத்தில் திணிவின் தாக்கத்தை, நேரத்தின் திசையை திணிவு நோக்கிச் சாய்த்தல் எனப் பொதுவாகக் கூறலாம். இதனால் பொருள்கள் திணிவை நோக்கி நகர்கின்றன. இது ஈர்ப்பாக உணரப்படுகிறது. திணிவுக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான தூரம் குறையும்போது நேரத்தின் திசையின் சாய்தலும் அதிகரிக்கும். திணிவுக்கு அருகில் ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியில் இச் சாய்வு மிகவும் வலுவடைந்து, இயலக்கூடிய எல்லாப் பாதைகளுமே திணிவை நோக்கியே செல்லும். இப் புள்ளியைக் கடக்கும் எந்தப் பொருளும் அத்திணிவில் இருந்து விலகிச் செல்வது முடியாது. இப் புள்ளியே நிகழ்வெல்லை எனப்படும்.

நிகழ்வெல்லை தொலைநோக்கியானது பூமியில் இருந்து சுமார் 5.5 கோடி ஒளியாண்டுகள் தொலைவில் இருக்கும் மெஸ்ஸியர் 87 என்ற விண்மீன் திரளில் காணப்படும் போவேஹி என்ற மீ ராட்சச கருந்துளை மற்றும் 26,000 ஒளியாண்டுதொலைவில் உள்ள சஜிடேரியஸ்A* என்ற கருந்துளை ஆகியவற்றின் ஒளிப்படத்தை எடுத்துள்ளதாக 2019 ஆம் ஆண்டு ஏப்ரல் 10 ஆம் நாள் ஐரோப்பிய தெற்கு ஆய்வகம் வெளியிட்டுள்ள ஆய்வறிக்கையில் வானியலாளர்கள் அறிவித்துள்ளனர். M87 கருந்துளையானது விர்கோ விண்மீன் திரளுக்கு அருகில் மெசியர் 87 இன் மத்தியில் காணப்பட்டுள்ளது. இந்த கருந்துளை சூரியனை விட சுமார் 650 கோடி மடங்கு பெரியதாகும் எனவும், சஜிடேரியஸ்A* நாற்பது லட்சம் சூரிய நிறை கொண்டதாகும் எனவும் [13] இந்தக்கருந்துளைகளைப் படமெடுக்க 12 ஆண்டுகள் காத்திருந்ததாகவும், 200-க்கும் அதிகமான ஆராய்ச்சியாளர்கள் அடங்கிய குழுவினர் மாபெரும் அறிவியல் சாதனையை படைத்திருப்பதாகவும் திட்டத்தின் தலைவர் ஷெப்பர்டு எஸ். டோலிமேன் தெரிவித்தார்.[14] 29 வயதுடைய கேட்டி பௌமேன் என்ற பெண் அறிவியல் அறிஞரின் படிமுறை கொண்டு நிகழ்படம் எடுக்கப்பட்டதாக தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது.[15]

1. Kraus, Ute (2005-03-20). "Step by Step into a Black Hole".
2. "Ripped Apart by a Black Hole". ESO Press Release. http://www.eso.org/public/news/eso1332/. பார்த்த நாள்: 19 July 2013.
3. John Michell (1784). "On the Means of Discovering the Distance, Magnitude, &c. of the Fixed Stars, in Consequence of the Diminution of the Velocity of Their Light, in Case Such a Diminution Should be Found to Take Place in any of Them, and Such Other Data Should be Procured from Observations, as Would be Farther Necessary for That Purpose". Philosophical Transactions of the Royal Society 74 (0): 35–57. doi:10.1098/rstl.1784.0008. Bibcode: 1784RSPT...74...35M.
4. Montgomery, Colin; Orchiston, Wayne; Whittingham, Ian (2009). "Michell, Laplace and the origin of the black hole concept". Journal of Astronomical History and Heritage 12: 90–96. 2009JAHH...12...90M. http://adsabs.harvard.edu/abs/2009JAHH...12...90Mar. பார்த்த நாள்: 2016-07-08.
5. Thorne 1994, pp. 123–124
6. Karl Schwarzschild (1916). "Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie". Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften 7: 189–196. https://archive.org/stream/sitzungsberichte1916deutsch#page/188/mode/2up. and Karl Schwarzschild (1916). "Über das Gravitationsfeld einer Kugel aus inkompressibler Flüssigkeit nach der Einsteinschen Theorie". Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften 18: 424–434. https://archive.org/stream/sitzungsberichte1916deutsch#page/424/mode/2up.
7. Droste, J. (1917). "On the field of a single centre in Einstein's theory of gravitation, and the motion of a particle in that field". Proceedings Royal Academy Amsterdam 19 (1): 197–215. http://www.dwc.knaw.nl/DL/publications/PU00012325.pdf.
8. Kox, A. J. (1992). "General Relativity in the Netherlands: 1915–1920". in Eisenstaedt, J.; Kox, A. J.. Studies in the history of general relativity. Birkhäuser. பக். 41. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண்:978-0-8176-3479-7. https://books.google.com/books?id=vDHCF_3vIhUC&pg=PA41.
9. Gerard 't Hooft (2009). Introduction to the Theory of Black Holes. Institute for Theoretical Physics / Spinoza Institute. பக். 47–48. http://www.phys.uu.nl/~thooft/lectures/blackholes/BH_lecturenotes.pdf.
10. Arthur Eddington (1926). The Internal Constitution of the Stars. Cambridge University Press. பக். 6. https://books.google.com/books?id=RjC9DpnWFbkC&lpg=PP1&pg=PA6.
11. >Kip Thorne comments on this quote on pages 134-135 of his book Black Holes and Time Warps, writing that "The first conclusion was the Newtonian version of light not escaping; the second was a semi-accurate, relativistic description; and the third was typical Eddingtonian hyperbole ... when a star is as small as the critical circumference, the curvature is strong but not infinite, and space is definitely not wrapped around the star. Eddington may have known this, but his description made a good story, and it captured in a whimsical way the spirit of Schwarzschild's spacetime curvature."
12. The diagrams here are effectively Finkelstein diagrams using an advanced time parameter. Compare to (Hawking & Ellis 1973, figure 23ii).
13. "கருந்துளைகள் வெறும் கற்பித்த யூகம் இல்லை.. இரண்டு கருந்துளைகளை புகைப்படம் எடுத்துச் சாதனை". இந்து தமிழ் திசை (11 ஏப்ரல் 2019). பார்த்த நாள் 11 ஏப்ரல் 2019.
14. "உலகின் முதல் கருந்துளை புகைப்படம் வெளியானது". மாலை மலர் (11 ஏப்ரல் 2019). பார்த்த நாள் 11 ஏப்ரல் 2019.
15. "Katie Bouman: The woman behind the first black hole image". பிபிசி. பார்த்த நாள் ஏப்ரல் 12, 2019.

• கருந்துளைகள் இன்னொரு பிரபஞ்சத்துக்கான வாசல்!:40 வருடமாக நீடிக்கும் சர்ச்சை தொடர்பில் ஹாவ்கிங்!
• பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! புதிரான ஈர்ப்பு விசையும், புலப்படாத கருந்துளையும், சி. ஜெயபாரதன்

• Black Holes - In Our Time பி.பி.சி.யில். (listen now)
• Stanford Encyclopedia of Philosophy: "Singularities and Black Holes" by Erik Curiel and Peter Bokulich.
• Black Holes: Gravity's Relentless Pull—Interactive multimedia Web site about the physics and astronomy of black holes from the Space Telescope Science Institute
• ESA's Black Hole Visualization
• Frequently Asked Questions (FAQs) on Black Holes
• "Schwarzschild Geometry"
• Hubble site

Videos

• 16-year-long study tracks stars orbiting Milky Way black hole
• Movie of Black Hole Candidate from Max Planck Institute
• Nature.com 2015-04-20 3D simulations of colliding black holes
• Computer visualisation of the signal detected by LIGO
• Two Black Holes Merge into One (based upon the signal GW150914