காஸ்மிக் சரங்கள் மற்றும் நேர இயந்திரம்

ஒளியை விட வேகமாக பயணிக்க ஒரு வழி

இந்த மர்மமான சரங்கள் கிரகத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது பூகம்பங்களையும் ஏற்படுத்தக்கூடும் என்று கோட்பாடு உள்ளது. படம் புவனேகா சாரங்கா.

பூமி ஒரு பளிங்கு என்று விவரிக்கப்பட்டுள்ளது; தங்கம் தாங்கும் கண்டங்களுடன் ஒரு உற்சாகமான நீலம் மற்றும் வெள்ளை மேகங்களை மேல்நோக்கி செழிப்பதன் மூலம் மறைத்து வைக்கப்பட்டுள்ளது. அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள அச்சுறுத்தும் குழிகள் மற்றும் குன்றைப் பற்றி ஒருவர் அறிந்திருந்தாலும் கூட, அது மென்மையாகவும், தன்னிறைவானதாகவும் இருக்கிறது. இந்த அகழிகளும் இந்த மலைத்தொடர்களும் கிரகத்தின் வழிமுறைகளின் இயல்பான விளைவாக இருந்தாலும், மற்றொரு மேற்பரப்பில் உள்ள ஒருவர் - சந்திரனைப் போலவே கூட - ஒரு தட்டையான நீல புள்ளியைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை என்று தவறாகப் பார்ப்பது எப்படி என்று பார்ப்பது எளிது. ஒருவர் அதன் மேற்பரப்பில் வந்து வெப்பமண்டல மணல் கடற்கரைகள் அல்லது மழைக்காடு தரையில் அடர்த்தியான பசுமையாக மாதிரிகள் எடுக்கும்போதுதான் பூமி உண்மையிலேயே எவ்வளவு கடினமானதாக இருக்கிறது என்பதை ஒருவர் புரிந்துகொள்கிறார். பிரபஞ்சம், ஒரு அடிப்படை அளவில், அதே வழியில் இருக்கலாம்.

காஸ்மிக் சரங்கள் பிரபஞ்சத்திற்கு ஒரு வகையான அமைப்பு. அவை பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு 10-³⁵ வினாடிகளுக்குப் பிறகு ஏற்பட்டிருக்கக்கூடிய இடவியல் குறைபாடுகள், பிரபஞ்சம் ஒரு கட்ட மாற்றத்தின் வழியாகச் சென்றபோது. இந்த கட்ட மாற்றம் நீரால் காட்சிப்படுத்தப்பட்டதைப் போன்றது, இது ஒரு திடப்பொருளிலிருந்து ஒரு திரவமாக வாயுவாக மாறுகிறது. பிரபஞ்சத்தைப் பொறுத்தவரையில், அனைத்து இடங்களிலும் வசிக்கும் திரவம் போன்ற குவாண்டம் புலங்களில் கட்ட மாற்றம் ஏற்பட்டிருக்கும். நமக்குத் தெரிந்த துகள்கள் - ஃபோட்டான்கள், குளுவான்கள், குவார்க்குகள், எலக்ட்ரான்கள் - அனைத்தும் குவாண்டம் புலங்களில் உள்ள சிற்றலைகளிலிருந்து வருகின்றன, அவை கடல்கள், பிரபஞ்சம் மற்றும் பூமியில் உள்ள ஒவ்வொரு மனிதனையும் உருவாக்குகின்றன. பிரபஞ்சம் மிக விரைவாக குளிர்ந்திருந்தால், பனிக்கட்டித் தொகுதிகளில் அடிக்கடி காணப்படும் கூர்மையான வெள்ளை நரம்புகளைப் போலவே விண்வெளி நேரமும் மயிர் முறிவுகளில் சிதைந்திருக்கும். புலங்கள் எப்போதும் ஒன்றோடு ஒன்று இணைந்திருக்காது என்பதால் இது நடக்கும். இதன் விளைவாக ஏற்படும் விரிசல்கள் அண்ட சரங்கள்.

இந்த சரங்களின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க அம்சங்களில் ஒன்று அவற்றில் சேமிக்கப்படும் மிகப்பெரிய ஆற்றல். அவை ஒரு புரோட்டானை விட மெல்லியதாகவும், நமது மேம்பட்ட தொழில்நுட்பத்திற்கு கூட கண்ணுக்கு தெரியாததாகவும் இருந்தாலும், அவை மிகப்பெரிய எடையைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு அண்ட சரத்தின் அரை மைல் (1 கி.மீ) முழு கிரகத்திற்கும் சமமானதாக இருக்கும். கட்ட மாற்றத்தின் போது, ​​சுற்றியுள்ள பிரபஞ்சம் குறைந்த ஆற்றலுக்குக் குறைந்துவிட்டதால், மனிதனால் உருவாக்கப்பட்ட துகள் மோதல்களை விட ஒரு பில்லியன் மடங்கு அதிக ஆற்றல் கொண்டதாக இருக்கும் வரை அதிக ஆற்றல் சரங்களுக்குள் சிக்கியிருக்கும். சாராம்சத்தில், அண்ட சரங்களை ஒரு பரிமாண கருந்துளைகளாகக் காணலாம். ஒரு புள்ளியைச் சுற்றி கோளமாக இருப்பதற்குப் பதிலாக, சரங்கள் எல்லையற்ற கோட்டைச் சுற்றி சமச்சீராக இருக்கும். இந்த சரங்கள் (அவற்றில் சுமார் ஒரு டஜன் அல்லது இரண்டு) காணக்கூடிய பிரபஞ்சத்தின் நீளத்தை நீட்டிக்கின்றன. இருப்பினும், சிறிய அண்ட "சுழல்கள்" பில்லியன்களில் இருக்கும், புதிய சுழல்கள் உருவாகும்போது அந்த எண்ணிக்கை தொடர்ந்து தன்னை நிரப்புகிறது. ஒரு ஊசலாடும் அண்ட சரம் தன்னைத் தாண்டி, ஒரு இலகுரக அளவிலான சுழற்சியை வெட்டும்போது இது நிகழ்கிறது. இந்த சுழல்கள், சுய-வெட்டும்.

ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்திற்கு ஒரு மாதிரியாக சில நேரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் திரவ ஹீலியம் (மேலே), கட்ட மாற்றங்களின் வழியாக செல்லும்போது குவாண்டம் இயந்திர குறைபாடுகளை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த விரிசல்கள் திரவ படிகங்கள் மற்றும் சூப்பர் கண்டக்டர்களிலும் காணப்படுகின்றன. படம் டிபிஎல் அல்லாத நேரியல் இயக்கவியல் ஆய்வகம்.

ஆரம்பகால அண்ட சரம் ஆராய்ச்சியில், சுழல்கள் விண்மீன் திரள்களுக்கு வழிவகுத்திருக்கலாம் என்று நம்பப்பட்டது, ஏனெனில் ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் சுழல்களின் எண்ணிக்கை அந்த நேரத்தில் இருந்த விண்மீன் திரள்களின் எண்ணிக்கையையும் நெருக்கமாக பொருந்தியிருக்கும். ஆனால் அண்ட நுண்ணலை பின்னணியில் உள்ள தரவு இந்த யோசனையை ஆதரிக்கவில்லை, அதற்கு பதிலாக எப்போதும் மழுப்பலான சரங்களின் அறிகுறிகளைக் காட்டவில்லை.

பல விஞ்ஞானிகளுக்கு அவர்கள் கற்பனையானவர்களாக மாறினர், அல்லது ஒரு சாதாரண சிந்தனையைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை. பாப் கலாச்சாரத்தில் அவர்கள் அதே வழியில் நடத்தப்பட்டுள்ளனர். அல்குபியர் வார்ப் டிரைவ்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமோ அல்லது வேறொரு இடத்துடனும் நேரத்துடனும் நம்மை இணைக்கும் பிரம்மாண்டமான புழுத் துளைகளைத் திறப்பதன் மூலம் நேரப் பயணம் செய்யப்படுகிறது. இன்னும் கணித மாதிரிகள் மற்றும் துகள் இயற்பியலின் கோட்பாடுகள் அண்ட சரங்களை நேரத்தையும் நேரத்தையும் மீண்டும் கணிக்கின்றன. ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் மற்றும் டாம் கிப்ல் போன்ற இயற்பியலாளர்கள் (ஹிக்ஸ் போஸனைக் கண்டுபிடிப்பதற்குப் பொறுப்பானவர்கள்) எங்காவது வெளியே, பிரபஞ்சத்தின் விளிம்புகளில், இந்த சரங்கள் கடினமான கண்டுபிடிப்பாக இருந்தாலும் கூட இருக்கின்றன என்ற கருத்தை ஆதரித்தனர்.

அண்ட சரங்களில் ஆர்வம் 90 களில் மீண்டும் வந்தது. அதனுடன், நேர பயணத்திற்கான ஒரு முன்மொழிவு.

1 மற்றும் 2 புள்ளிவிவரங்களுடன் ஈர்ப்பு லென்சிங்கின் எடுத்துக்காட்டுகளை இந்த படம் காட்டுகிறது, அதே விண்மீனின் ஒளி தனி பாதைகள் வழியாக நம்மை அடைகிறது. படம் நாசா.

கோட்பாட்டில், சரியான நேரத்தில் பின்னோக்கிச் செல்வது ஒளியின் வேகத்தை விட வேகமாகச் செல்ல வேண்டும். பொது சார்பியல் நமக்கு ஒளியின் வேகத்தை விட வேகமாக எதுவும் செல்ல முடியாது என்று கூறுகிறது, ஆனால் இது விண்வெளியின் துணி கையாளப்படலாம் மற்றும் திசைதிருப்பப்படலாம் என்றும் கூறுகிறது. இந்த கையாளுதல்தான் சூப்பர்லூமினல் வேகங்களுக்கு குறுக்குவழியைக் கொடுக்கக்கூடும்.

அத்தகைய அளவிட முடியாத அளவிற்கு சரங்களை நீட்டுவது அவற்றை மிகுந்த பதற்றத்திற்குள்ளாக்குகிறது (சுமார் நூறு பில்லியன் பில்லியன் டன்). இந்த பதற்றம் காரணமாக, சரங்கள் ஒளியின் வேகத்திற்கு மிக நெருக்கமாக முடுக்கி, அவற்றைச் சுற்றியுள்ள விண்வெளி நேரத்தை ஒரு கூம்பு வடிவத்தில் போரிடுகின்றன. இது ஈர்ப்பு லென்சிங்கிற்கு வழிவகுக்கிறது. ஈர்ப்பு லென்சிங் மூலம், ஒரு பொருளிலிருந்து வரும் ஒளி ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பாதைகளை எடுக்கலாம். குவாசர்களிலிருந்து வெளிச்சம் பயணிப்பது குறித்த ஆராய்ச்சி, இரண்டு தனித்தனி ஒளி கற்றைகள், இரண்டு வெவ்வேறு பாதைகளை எடுத்துக்கொண்டால், ஒரு வருடத்திற்கு மேல் ஒருவருக்கொருவர் மாறுபடும் (417 நாட்கள், இந்த விஷயத்தில்). இரண்டு அண்ட சரங்களை நெருங்கி ஒருவருக்கொருவர் கடந்து சென்றால், அவர்களைச் சுற்றி நகரும் ஒரு நபர் குறுகிய பாதையில் செல்ல முடியும், ஒளியை விட வேகமாகப் பயணிக்க முடியும், இதனால் சரியான நேரத்தில் திரும்பிச் செல்ல முடியும். அண்ட சரத்தை வட்டமிட்ட பிறகு, நீங்கள் எப்போதாவது புறப்படுவதற்கு முன்பு உங்களை சந்திப்பீர்கள்.

இந்த வரைபடத்தில், ஒரு அண்ட சரத்தைச் சுற்றியுள்ள இடைவெளி திசைதிருப்பப்பட்டு ஒளியின் பாதையை (மஞ்சள் நிறத்தில்) வெல்லக்கூடிய குறுக்குவழியை (பச்சை நிறத்தில்) உருவாக்குகிறது.

ஆனால் இந்த நேர இயந்திரத்திற்கு சில வரம்புகள் உள்ளன. ஒன்று, சம்பந்தப்பட்ட ஈர்ப்பு சக்திகள் கருந்துளையை ஏற்படுத்தக்கூடும். அது ஒரு பிரச்சினை இல்லையென்றால், இயந்திரம் இருப்பதற்கு முன்பு நீங்கள் ஒரு காலத்திற்குச் செல்ல முடியாது என்பதும் உண்மை. இந்த ஆண்டு ஒன்றை நாங்கள் கட்டியிருந்தால், 2098 ஆம் ஆண்டின் மனிதர்கள் 2019 ஆம் ஆண்டில் எங்களைச் சந்திக்க திரும்பி வரலாம், ஆனால் 1800 களின் மிகவும் கவர்ச்சியான மற்றும் பழங்கால சகாப்தத்திற்கு நம்மில் எவரும் செல்ல முடியாது. 1991 ஆம் ஆண்டில் இந்த யோசனையை முன்மொழிந்த ரிச்சர்ட் காட், நேரப் பயணம் என்பது சூப்பர் நாகரிகங்கள் மட்டுமே மேற்கொள்ளும் ஒரு செயலாகும் என்பதை வலியுறுத்துகிறது. தேவைப்படும் ஆற்றலும் கையாளுதலும் இன்று நாம் திறமை வாய்ந்த எதையும் மீறுகின்றன.

இப்போதைக்கு, ஈர்ப்பு அலை வானியல் விஞ்ஞானத்தைப் பயன்படுத்தி அண்ட சரங்களை முதலில் கண்டறிவதில் கவனம் செலுத்துகிறோம். சரங்கள் இருந்தால், ஆற்றலை இழப்பதற்கான அவற்றின் முக்கிய வழி ஈர்ப்பு அலைகளை கதிர்வீச்சு செய்வதாகும். அவை விண்வெளியில் ஊசலாடுகையில், சரத்தின் பகுதிகள் ஒளியின் வேகத்தில் சவுக்கால், சமிக்ஞைகளை வழங்குவதன் மூலம் LIGO அல்லது VIRGO (ஈர்ப்பு அலை கண்காணிப்பகங்கள்) ஐப் பயன்படுத்தி நாம் கண்டறிய முடியும். சுழல்கள் சுழலும்போது இந்த சமிக்ஞைகளையும் வழங்கலாம். ஆனால் விஞ்ஞானிகள் சமிக்ஞைகள் மிகக் குறைவான அதிர்வெண் என்று நாம் கேட்கிறோம். இந்த அற்புதங்களைக் கண்டறிவதற்கான சிறந்த வாய்ப்பு 2034 இல் லேசர் இன்டர்ஃபெரோமீட்டர் ஸ்பேஸ் ஆண்டெனா (லிசா) உடன் வரும்.

அண்ட சரங்களை கொண்டு வரும் ஒரு கடைசி தீர்க்கப்படாத சிந்தனை உள்ளது. பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு அவை விரைவில் உருவாகியிருந்தால், அவை எந்த தடயத்தையும் விட்டுவிடாத அளவுக்கு விரைவாகக் கரைந்திருக்கலாம். விண்வெளி தொடர்ந்து விரிவடைந்து வருவதால், பிரபஞ்சத்தின் சில காட்சிகள் எதிர்கால மனிதர்களுக்கு இழக்கப்படுவது போல, அவை நமக்கு இழந்த பிரபஞ்ச வரலாற்றின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும். எவ்வாறாயினும், நாம் வாழும் பிரபஞ்சத்தை - அல்லது மல்டிவர்ஸை முழுமையாக புரிந்து கொள்ள முயற்சி செய்யலாம், அது எப்போதும் நமக்கு ஒரு பளிங்குதான். வண்ணமயமான மற்றும் மெருகூட்டப்பட்ட, ஆனால் அதன் உண்மையான நிலப்பரப்புகள் ஒரு பாதுகாப்பு அடுக்கு கண்ணாடிக்கு அடியில் வைக்கப்படுகின்றன.