டார்க் மேட்டர் மற்றும் டார்க் எனர்ஜி பற்றிய புதிய கோட்பாடு

இருண்ட விஷயம் அல்லது இருண்ட ஆற்றல் இரண்டையும் நேரடியாகக் கவனிக்க முடியாது, ஆனால் அவற்றைச் சுற்றியுள்ள பொருட்களின் மீது அவற்றின் விளைவுகள் இருப்பதால் அவை இருப்பதைக் காணலாம். உதாரணமாக, ஒளியை உமிழ்வதில்லை அல்லது பிரதிபலிக்கவில்லை என்றாலும், இருண்ட விஷயம் அதைச் சுற்றி ஒளியை வளைக்கும்.

சரியாக ஒரு நூற்றாண்டுக்கு முன்பு, 1918 இல் ஒரு மாலை, புகழ்பெற்ற இயற்பியலாளர் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் தனது நோட்புக்கின் பக்கங்களில் ஒரு யோசனையை எழுதினார். அந்த யோசனை அனைத்து இயற்பியலிலும் மிகப் பெரிய மற்றும் மழுப்பலான மர்மங்களில் ஒன்றைத் தீர்ப்பதற்கான திறவுகோலாக இருக்கக்கூடும்: இருண்ட விஷயம் மற்றும் இருண்ட ஆற்றல். இவை அனைத்தும் சேர்ந்து பிரபஞ்சத்தின் 95% க்கும் மேலானவை, விண்மீன் திரள்களை மூடிமறைக்க கண்ணுக்குத் தெரியாமல் செயல்படுவதோடு, ஒரே நேரத்தில் நமது பிரபஞ்சத்தை விரைவான வேகத்தில் விரிவுபடுத்துவதோடு, அருகிலுள்ள நட்சத்திர அமைப்புகளிலிருந்து நம்மை விலக்கி, எதிர்காலத்தில் பெரும் பிளவுகளைக் கொண்டுள்ளன.

ஐன்ஸ்டீன் எழுதிய யோசனை பொது சார்பியலுக்கான சரிசெய்தல் ஆகும், அங்கு வெற்று இடம் ஈர்ப்பு விசையின் செல்வாக்கின் கீழ் எதிர்மறையான வெகுஜனமாக மாறும். இந்த எதிர்மறை வெகுஜனங்கள் விண்மீன் இடத்தை விரிவுபடுத்தும். ஆனால் இந்த யோசனை அண்டவியல் மாறிலியை விளக்கும் ஒரு வழியாக வெளிப்பட்டது - அல்லது ஐன்ஸ்டீன் தனது வாழ்க்கையின் மிகப்பெரிய தவறு என்று குறிப்பிட்டார். அண்டவியல் மாறிலி உருவாக்கப்பட்ட நேரத்தில், பிரபஞ்சம் நிலையானது என்று பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட நம்பிக்கை. அதாவது, அது விரிவடையவில்லை அல்லது சுருங்கவில்லை. ஆனால் இது உண்மையாக இருந்தால், பிரபஞ்சம் தன்னைத்தானே வீழ்த்துவதைத் தடுக்க ஏதோ ஈர்ப்பு சக்தியை எதிர்கொள்ள வேண்டும். இவ்வாறு ஆன்டிகிராவிட்டி பண்புகளைக் கொண்ட அண்டவியல் மாறிலி பிறந்தது.

இன்று நாம் புரிந்துகொள்கிறோம் பிரபஞ்சம் நிலையானது அல்ல, அது தொடர்ந்து விரிவடைகிறது, எனவே அண்டவியல் மாறிலி ஒரு புதிய அர்த்தத்தை எடுத்துள்ளது. இது பிரபஞ்சத்தின் தற்போதைய மற்றும் மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மாதிரியான லாம்ப்டா சி.டி.எம்-க்குள் இருண்ட ஆற்றலைக் குறிக்கிறது. இருண்ட விஷயம் மற்றும் இருண்ட ஆற்றல் பற்றிய புதிய கோட்பாடு நிலையான மாதிரியுடன் முரண்படவில்லை, அதற்கு பதிலாக ஐன்ஸ்டீன் அந்த ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தனக்குத்தானே செய்த குறிப்பை உருவாக்குகிறது.

ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த வானியற்பியல் விஞ்ஞானி ஜேமி பார்ன்ஸ் உருவாக்கிய கோட்பாடு, இருண்ட பொருள் மற்றும் இருண்ட ஆற்றலை ஒரு இருண்ட திரவம் என்று அழைக்கப்படும் ஒற்றை பரவலான பொருளாக ஒருங்கிணைக்கிறது. இருண்ட திரவம் எதிர்மறை ஈர்ப்பைக் கொண்ட எதிர்மறை வெகுஜனங்களால் ஆனது. நேர்மறை, சாதாரண விஷயம் மற்றும் நேர்மறை ஈர்ப்பு மூலம், பொருள்கள் ஒருவருக்கொருவர் ஈர்க்கின்றன. ஆனால் எதிர்மறை வெகுஜனங்களைக் கொண்ட பொருள்கள் விஷயத்தை விரட்டும், இதனால் எதிர்மறையான வெகுஜனத்தை உங்களிடமிருந்து தள்ளிவிடுவதால் உண்மையில் அது நெருக்கமாக நகர்கிறது, மேலும் தொலைவில் இல்லை. ஆனால் இது இரண்டு எதிர்மறை வெகுஜன துகள்கள் ஒன்றையொன்று விரட்டும் என்பதாகும், இது பொதுவான சார்பியலுக்கு முரணான ஒரு நிகழ்வு. விரட்டியலின் இந்த பண்பு எந்த கணித சமன்பாடுகளாலும் ஆதரிக்கப்படவில்லை மற்றும் ஃபார்ன்ஸ் தனது சொந்த உள்ளுணர்வின் அடிப்படையில் செய்யப்பட்ட ஒரு கூடுதலாகும். இருப்பினும், இது அவரது கருதுகோளுக்கு முக்கியமானது.

ஹப்பிள் கான்ஸ்டன்ட் என்பது பிரபஞ்சம் விரிவடையும் வீதமாகும், ஆனால் நீங்கள் அளவிடும் இடத்தைப் பொறுத்து இது வேறுபட்டது. நம்மைச் சுற்றியுள்ள பிரபஞ்சம் ஒரு மெகாபார்செக்கிற்கு வினாடிக்கு 45.6 மைல் (வினாடிக்கு 73.5 கிலோமீட்டர்) என்ற விகிதத்தில் விரிவடைகிறது. மிகவும் தொலைதூர பின்னணி பிரபஞ்சம் ஒரு மெகாபார்செக்கிற்கு வினாடிக்கு 41.6 மைல் (வினாடிக்கு 67 கி.மீ) வேகத்தில் நகர்கிறது.

இந்த இருண்ட திரவம் விண்மீன் திரள்களைச் சுற்றியுள்ள இருண்ட பொருளின் ஹலோஸின் உருவாக்கத்தை விளக்க உதவும். அவை இருப்பதால், விண்மீன் திரள்கள் மிக வேகமாக சுழல்கின்றன, அவை வெளிப்புற பகுதிகளை நோக்கி நட்சத்திரங்கள் துண்டிக்கப்பட்டு பிரபஞ்சத்தில் சிதற வேண்டும். ஏனென்றால், குறைந்த ஈர்ப்பு செல்வாக்கு இருப்பதால், விண்மீனின் மையத்திலிருந்து ஒரு நகர்வு தொலைவில், புறநகரில் உள்ள நட்சத்திரங்கள் வேகமாகச் சுழன்று சிதறடிக்கப்படுகின்றன. ஆனால் இருண்ட விஷயம் விண்மீன் திரள்களை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது, ஏனெனில் இது கட்டமைப்பைச் சுற்றி ஒரு கண்ணுக்கு தெரியாத “ஒளிவட்டத்தை” உருவாக்குகிறது. நமது சொந்த சூரிய குடும்பம் இந்த இருண்ட பொருளின் வழியாக வினாடிக்கு 143 மைல் (230 கி.மீ) வேகத்தில் நகர்கிறது, இது கண்டறிய முடியாத, வேகமாக நகரும் காற்றாக உணர்கிறது.

ஆனால் இயற்பியலாளர்கள் பல காரணங்களுக்காக பார்னஸின் கோட்பாட்டை சந்தேகிக்கின்றனர், அவற்றில் ஒன்று பிரபஞ்சத்தின் அடர்த்தி விரிவடையும் போது. இருண்ட ஆற்றல் எதிர்மறை வெகுஜனத்தால் செய்யப்பட்டிருந்தால், பிரபஞ்சம் விரிவடையும் போது அதன் அடர்த்தி குறையும், அதே சமயம் பிரபஞ்சத்தின் அடர்த்தி வளரும்போது அப்படியே இருப்பதாக ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. இந்த சிக்கலுக்கு பதிலளிக்க, ஃபார்ன்ஸ் "பொருளை உருவாக்குதல்" என்று அழைக்கப்படும் மற்றொரு நிறுவப்பட்ட யோசனையை வரைகிறார். இது பிரபஞ்சம் முழுவதும் எல்லா நேரத்திலும் உருவாக்கப்படுகிறது, தொடர்ந்து அதை மேலும் மேலும் எதிர்மறை வெகுஜனங்களுடன் விரிவுபடுத்துகிறது என்று இது கூறுகிறது. புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட இந்த எதிர்மறை வெகுஜனங்கள் மறைந்துபோனவற்றை மாற்றி, அடர்த்தியை சரி செய்யும். ஆனால் இது மற்றொரு சிக்கலுக்கு வழிவகுக்கிறது. குவாண்டம் இயக்கவியலின் படி, விண்வெளியின் வெற்றிடத்தில் எதிர்மறை வெகுஜனத்தை உருவாக்க முடிந்தால் எல்லாம் நிலையற்றதாகிவிடும். நாம் சொல்லக்கூடிய அளவிற்கு, இது அப்படி இல்லை.

பிரபஞ்சத்தில் இருப்பதிலிருந்து எதிர்மறையான வெகுஜனத்தை அறிவியல் பூர்வமாக எதுவும் தடுக்கவில்லை என்றாலும், இது ஒரு ஆய்வகத்திற்கு வெளியே ஒருபோதும் கவனிக்கப்படவில்லை. இயற்கையான பொறிமுறையானது எதிர்மறையான வெகுஜனத்தை எதை அனுமதிக்கும் என்று விஞ்ஞானிகளுக்குத் தெரியவில்லை, ஆனால் சி.இ.ஆர்.என் மற்றும் எதிர்கால தொழில்நுட்பமான ஸ்கொயர் கிலோமீட்டர் அரே (உலகின் மிகப்பெரிய வானொலி தொலைநோக்கியை உருவாக்கும் திட்டம்) போன்ற ஆராய்ச்சி ஃபார்னஸின் கருத்துக்கு இன்னும் உறுதியான அடித்தளத்தை அளிக்க உதவும். இப்போது இது கணினி உருவகப்படுத்துதல்கள் மற்றும் கணிதத்தைப் பயன்படுத்தி சில பழைய யோசனைகள் மற்றும் பூர்வாங்க ஆராய்ச்சிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

சதுர கிலோமீட்டர் வரிசை முடிந்ததும் எப்படி இருக்கும் என்பது ஒரு கலைஞரின் எண்ணம். கட்டிடம் 2019 இல் தொடங்கப்பட உள்ளது, மேலும் செயல்படும் போது மற்ற வானொலி கருவிகளை விட 50 மடங்கு அதிக உணர்திறன் இருக்கும்.

இப்போது வரை, இருண்ட விஷயத்தில் மிக முக்கியமான கோட்பாடு இது ஒரு கவர்ச்சியான துகள் என்று கூறுகிறது, இது ஒளியுடன் தொடர்பு கொள்ளாது, ஆனால் அதைச் சுற்றியுள்ள பொருட்களின் மீது ஈர்ப்பு செலுத்துகிறது. லார்ஜ் ஹாட்ரான் மோதலில் சோதனைகள் தொடர்ந்து அரிய துகள்களைத் தேடுகின்றன - அவற்றில் ஒன்று இருண்ட பொருளுக்கு காரணமாக இருக்கலாம். மற்ற விஞ்ஞானிகள் பெரிய அளவுகளில் ஈர்ப்பு என்பது சிறிய அளவில் நமக்குப் பழக்கமாகிவிட்ட ஈர்ப்பு விசையிலிருந்து பெரிதும் வேறுபடுகிறது என்றும் இருண்ட பொருளைத் தீர்க்க நாம் ஈர்ப்பு விசையை வேறு கோணத்தில் பார்க்க வேண்டும் என்றும் நம்புகிறார்கள். இருண்ட ஆற்றலைப் பற்றிய கருத்துக்களைப் பொறுத்தவரை, அது இன்னும் பெரிய மர்மமாகும்.

ஒரு இருண்ட திரவக் கடலில் நழுவும் நேர்மறையான பொருள்களின் படகுகள் தான் என்று பார்னஸின் கோட்பாடு தெரிவிக்கையில், அது வழங்கும் சமச்சீரின் காரணமாக இதுவும் கவர்ச்சிகரமானதாக இருக்கிறது. மிகப் பெரிய இரண்டு மர்மங்கள் ஒன்றில் ஒடுக்கப்பட்டு பிரபஞ்சம் ஒரு சீரான நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையை வெளிப்படுத்துகிறது. இருண்ட ஆற்றல் மற்றும் இருண்ட பொருளின் பரந்த கடல், இவ்வளவு காலமாக நம்மைத் தவிர்த்துவிட்டது, ஒரு சிறிய, நேர்த்தியான கழித்தல் அடையாளத்தால் விளக்க முடியும்.

ஃபார்ன்ஸ் இதுவரை உருவாக்கிய மாதிரிகள் நம்பிக்கைக்குரியவை; அவை பிரபஞ்சத்தின் தொடர்ச்சியான விரிவாக்கம் மற்றும் விண்மீன் சுழற்சியின் பல பண்புகளுக்குக் காரணமாகின்றன. புதிய கோட்பாடுகளுக்கு வரும்போது திறந்த மனது வைத்திருப்பது முக்கியம் என்று சக வானியற்பியல் வல்லுநர்கள் எச்சரிக்கின்றனர். அவை விசித்திரமானவை, அவை நமது நிறுவப்பட்ட விஞ்ஞானக் கருத்துக்களை சவால் செய்வதாகத் தோன்றலாம், ஆனால் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய நமது மிகப் பெரிய நுண்ணறிவுகள் பலவும் சரியாகவே தொடங்கியது - அவநம்பிக்கை உணர்வுடன்.