நாங்கள் ஒரு வெள்ளை துளை கண்டுபிடித்தீர்களா?

25 என்ற எண்ணை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். 25 இன் சதுர வேர் 5 ஆக இருக்கலாம், ஆனால் அது எளிதாக -5 ஆக இருக்கலாம். புல சமன்பாடுகளுக்கு இரண்டு தீர்வுகளாக, கருப்பு மற்றும் வெள்ளை துளைகள் அந்த நேரத்தில் விஞ்ஞானிகளை உற்சாகப்படுத்தின, உற்சாகப்படுத்தின, இருப்பினும் ஒன்று மட்டுமே நன்கு அறியப்பட்டதாக இருந்தது. படம்: ESA / V. பெக்மேன்.

கருந்துளைகள் கண்கவர் அரக்கர்கள். அவர்கள் நட்சத்திரங்களையும் கிரகங்களையும் வியாழனைப் போல மிகப் பெரியதாக துண்டித்து, தங்கள் மர்மமான குகைகளுக்குள் அனைத்தையும் கைப்பற்றும் அளவுக்கு காட்டுக்குச் சுழல்கிறார்கள். அவர்களின் நிகழ்வு எல்லைகளை கடந்ததும், எதுவும் தப்ப முடியாது. ஒருவர் நம் விண்மீனின் மையத்திலும், இரவு வானத்தில் அடைத்து வைக்கப்பட்டுள்ளதைப் பார்க்கும் கிட்டத்தட்ட அனைத்து விண்மீன்களின் மையத்திலும் கூட வசிக்கிறார். அவை சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி, பிரபஞ்சத்தின் மிக சக்திவாய்ந்த பொருட்களில் ஒன்றாகும். இன்னும், நாம் அவர்களைப் பற்றி அறிந்ததும், அவர்களைப் போலவே கவர்ச்சிகரமானதும், இது அவர்களின் சகாக்கள் தான், இது இன்னும் மழுப்பலாகவும், கருத்தில் கொள்ள மிகவும் உற்சாகமாகவும் இருக்கிறது.

1900 களின் முற்பகுதியில் ஐன்ஸ்டீன் உலகத்தை பொதுவான சார்பியலுக்கு அறிமுகப்படுத்திய சிறிது காலத்திலேயே, கருந்துளைகள் மற்றும் அவற்றின் கணித எதிரொலிகள் - வெள்ளை துளைகளுக்கான அடித்தளம் வெளிப்பட்டது. ஐன்ஸ்டீன் அவர்களே கணிக்கவில்லை; கருந்துளைகளின் தீவிர தன்மை விசாரிக்க மிகவும் அயல்நாட்டு என்று அவர் நினைத்தார். ஆயினும் மற்ற விஞ்ஞானிகளுக்கு அவை பெரிய ஆர்வமுள்ளவையாக மாறின.

அவற்றின் சாராம்சத்தில், கருந்துளைகள் மற்றும் வெள்ளை துளைகள் ஒரு ஒருமைப்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன (அங்கு ஒரு பெரிய அளவிலான வெகுஜனமானது ஒரு சிறிய அளவு இடத்திற்கு ஒடுக்கப்படுகிறது) மற்றும் நிகழ்வு அடிவானம். அவை பத்தியின் திசையைத் தவிர ஒருவருக்கொருவர் ஒத்தவை. கருந்துளைகள் பொருளை விழுங்கி எதையும் தப்பிக்க விடாமல், வெள்ளை துளைகள் பெரிய அளவிலான பொருளையும் சக்தியையும் வெளியிடுகின்றன, இதனால் அவை எதுவும் உள்ளே செல்ல அனுமதிக்காது. அவர்கள் ஒருபோதும் நுழைய முடியாது. ஒரு துணிச்சலான குழுவினர் ஒரு வெள்ளை துளைக்குள் நுழைய முயன்றால், காமா கதிர்களின் சுத்த சக்தி அவர்களையும் அவற்றின் கப்பலையும் அழிக்கும். ஆனால் அந்த அளவு ஆற்றலைத் தாங்கும் அளவுக்கு கப்பல் வலுவாக இருந்தாலும்கூட, வெள்ளை துளைச் சுற்றியுள்ள இட நேரம் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது, இதனால் உள்ளே செல்லத் தேவையான முடுக்கம் அளவு அதிகரிக்கிறது, மேலும் நீங்கள் நெருங்கி வருகிறீர்கள். சுருக்கமாக, ஒரு வெள்ளை துளைக்குள் செல்வதற்கு முழு பிரபஞ்சத்திலும் இருப்பதை விட அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

ஆனால் ஒரு வெள்ளை துளை பொதுவான சார்பியலுக்குக் கீழ்ப்படிந்து கணித ரீதியாக ஒலியாக இருப்பதால் அது நடைமுறைக்குரியது என்று அர்த்தமல்ல. பல விஞ்ஞானிகள் வெள்ளை துளைகளை “சாத்தியமற்ற சாத்தியம்” என்று அழைக்கிறார்கள், அதாவது அவற்றை முற்றிலுமாக நிராகரிக்க முடியாது என்றாலும், அவை நம் தொலைநோக்கிகளில் ஒன்றைக் காண எதிர்பார்க்கவில்லை. ஏனென்றால் இந்த நிகழ்வு வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதியை மீறுகிறது: பிரபஞ்சத்தில் என்ட்ரோபி எப்போதும் ஒரே மாதிரியாக இருக்க வேண்டும் அல்லது அதிகரிக்க வேண்டும்.

என்ட்ரோபி பெரும்பாலும் குழப்பம் என்று விவரிக்கப்படுகிறது, ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட அமைப்பில் உள்ள துகள்களுக்கு எத்தனை மாநிலங்கள் சாத்தியமாகும் என்பதற்கான அதிகரிப்பு என சிறப்பாக விளக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, இடிபாடுகளில் இடிக்கப்பட்ட ஒரு வீடு என்ட்ரோபியின் அதிகரிப்பு ஆகும், ஏனெனில் அந்த இடிபாடுகள் பல கட்டமைப்புகளை உருவாக்கலாம் - கொட்டகைகள், புத்தக அலமாரிகள், மேடுகள் மற்றும் காகிதம் - அதே சமயம் ஒரு வீடு அந்தத் துகள்களின் ஒரு குறிப்பிட்ட நிலை மட்டுமே. பிரபஞ்சத்தின் ஒட்டுமொத்த என்ட்ரோபி அதிகரிக்கும் வரை என்ட்ரோபியில் சிறிய, உள்ளூர் குறைவுகள் ஏற்படலாம். கருந்துளைகள் இதில் மிகச் சிறந்தவை, ஏனென்றால் அவை கிரகங்கள் போன்ற என்ட்ரோபியில் குறைந்த பொருளை எடுத்துக்கொள்கின்றன, மேலும் காலப்போக்கில் அவற்றை பெரிய இடைவெளிகளில் சிதறடித்து, இடத்தின் குழப்பத்தை அதிகரிக்கின்றன. வெள்ளை துளைகள், அவற்றின் பொருள்களின் வெளிப்பாடுகளுடன், இந்த சட்டத்தை மீறுகின்றன, ஏனெனில் அவை ஒட்டுமொத்த என்ட்ரோபியைக் குறைக்கும். இதனால்தான் நேரம் பின்னோக்கி செல்ல முடியாது என்று இயற்பியலாளர்கள் வாதிடுகின்றனர்.

ஆனால் இது இன்னும் வெள்ளை துளைகளை சாத்தியமாக்கவில்லை.

காலப்போக்கில் கருந்துளைகள் அவற்றின் வெகுஜனத்தை சிந்திப்பதாக ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் காட்டினார், தகவல்களை அவர்களுக்குள் நித்தியமாக சேமிக்க முடியாது என்று கூறுகிறார். ஆனால் அந்த தகவலை அழிக்க முடியாவிட்டால், அது எங்கே போகிறது? அங்குதான் வெள்ளை துளைகள் வருகின்றன. ஒரு அதிசய கருந்துளையின் விளக்கம்: நாசா.

என்ட்ரோபியில் ஒரு அரிதான முக்கு தற்காலிகமாக நேரத்தை மாற்றியமைத்து ஒரு வெள்ளை துளை உருவாக்கக்கூடும். ஒரே பிரச்சனை என்னவென்றால், நேரம் அதன் இயல்பான போக்கை மீண்டும் ஆரம்பித்தால், வெள்ளை துளை வெடித்து சக்திவாய்ந்த ஆற்றல் வெடிப்பில் மறைந்துவிடும். சில விஞ்ஞானிகள் இதுதான் நம் பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கியது என்று ஊகிக்கின்றனர்; பிக் பேங் கணித ரீதியாக ஒரு வெள்ளை துளை போல தோற்றமளிக்கிறது, ஒரே வித்தியாசம் என்னவென்றால், பிக் பேங்கிற்கு ஒருமைப்பாடு இல்லை, அதற்கு பதிலாக எல்லா இடங்களிலும் ஒரே நேரத்தில் நிகழ்ந்தது. ஆனால் இவ்வளவு விஷயமும் ஆற்றலும் திடீரென ஏன் தோன்றின என்பதை இது விளக்கும்.

சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் கருந்துளை தகவல் முரண்பாட்டிற்கு விடையாக வெள்ளை துளைகளை மேற்கோள் காட்டியுள்ளனர் - ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சின் போது கருந்துளையால் விழுங்கப்பட்ட தகவல்கள் நிரந்தரமாக இழக்கப்படுகின்றன, ஆனால் இது எந்த தகவலும் ஒருபோதும் முடியாது என்று கூறும் குவாண்டம் இயக்கவியல் சட்டத்தை மீறும் என்று கூறும் ஒரு முரண்பாடு அழிக்கப்பட வேண்டும்.

ஒரு கருந்துளை ஒரு வெள்ளை துளையுடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், கருந்துளையால் நுகரப்படும் அனைத்து பொருட்களும் சக்தியும் வெள்ளை துளையிலிருந்து பிரபஞ்சத்தின் வேறு பகுதியில் அல்லது மற்றொரு பிரபஞ்சத்தில் வெளிப்படும். இது தகவல் பாதுகாப்பு பற்றிய கேள்வியை தீர்க்கும். இந்த கோட்பாட்டை ஹாக்கிங் பல ஆண்டுகளாக ஆதரித்தார்.

இதேபோல், 2014 ஆம் ஆண்டில், தத்துவார்த்த இயற்பியலாளர் கார்லோ ரோவெல்லி தலைமையிலான குழு, ஒருமுறை கருந்துளைகள் ஆவியாகி, இட-நேரக் கட்டுப்பாடுகள் காரணமாக சுருங்க முடியாது எனக் கூறினால், கருந்துளை பின்னர் ஒரு குவாண்டம் பவுன்ஸ் (வெளிப்புற அழுத்தம்) அனுபவித்து உருமாறும் ஒரு வெள்ளை துளை. இதன் பொருள் கருந்துளைகள் அவை உருவாகும் உடனேயே வெள்ளை துளைகளாகின்றன. இருப்பினும், வெளிப்புற பார்வையாளர்கள் புவியீர்ப்பு நேர விரிவாக்கத்தின் காரணமாக பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளாக ஒரு கருந்துளையைப் பார்க்கிறார்கள். இந்த கோட்பாடு சரியாக இருந்தால், பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப ஆண்டுகளில் உருவான கருந்துளைகள் எந்த நேரத்திலும் இறந்து காஸ்மிக் கதிர்கள் அல்லது மற்றொரு வடிவ கதிர்வீச்சாக வெடிக்கத் தயாராக இருக்கலாம்.

உண்மையில், நாம் ஏற்கனவே ஒன்றைப் பார்த்திருக்கலாம்.

ஜிஆர்பி 060614 இன் இடம். இந்த வெடிப்பு சூரியனை விட டிரில்லியன் கணக்கான மடங்கு சக்தி வாய்ந்தது. படம்: ஹப்பிள் விண்வெளி தொலைநோக்கி

2006 ஆம் ஆண்டில் ஒரு கோடைகால நாளில், நாசாவின் ஸ்விஃப்ட் செயற்கைக்கோள் வானத்தின் மிகவும் விசித்திரமான பகுதியில் விதிவிலக்காக சக்திவாய்ந்த காமா-கதிர் வெடிப்பை (GRB 060614 என அழைக்கப்படுகிறது) கைப்பற்றியது. இந்த வகையான வெடிப்புகள் இரண்டு வகைகளில் ஒன்றாகும் - குறுகிய வெடிப்பு மற்றும் நீண்ட வெடிப்பு - மற்றும் பொதுவாக ஒரு சூப்பர்நோவாவுடன் தொடர்புடையவை, GRB 060614 இரண்டுமே செய்யவில்லை. இது குறிப்பிடத்தக்க 102 விநாடிகள் நீடித்தது, ஆனால் எந்த நட்சத்திர வெடிப்பையும் தொடர்புபடுத்தவில்லை. பெரும்பாலான காமா-கதிர் வெடிப்புகள், ஒப்பிடுகையில், 2-30 வினாடிகள் மட்டுமே நீடிக்கும்.

GRB 060614 ஒரு விண்மீன் மண்டலத்தில் நடந்தது, அதில் வெடிப்புகள் அல்லது நீண்ட வெடிப்புகள் உருவாக்கக்கூடிய நட்சத்திரங்கள் மிகக் குறைவு. இந்த காமா-கதிர் வெடிப்பு எங்கிருந்தும் வந்ததல்ல, சில குறுகிய தருணங்களுக்குப் பிறகு தானாகவே சரிந்துவிட்டது என்பது வானியலாளர்களுக்கும் வானியற்பியலாளர்களுக்கும் தோன்றுகிறது. சில ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, விஞ்ஞானிகள் GRB 060614 ஒரு வெள்ளை துளையாக இருந்திருக்கலாம் என்ற கருதுகோளை அறிமுகப்படுத்தினர். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒரு வெள்ளை துளையிலிருந்து நாம் என்ன எதிர்பார்க்கிறோம் என்பதை இது சரியாக விவரிக்கிறது - ஒரு சக்திவாய்ந்த, நிலையற்ற பொருள் மற்றும் ஆற்றலின் நீரூற்று உருவானவுடன் விரைவில் மறைந்துவிடும், பொதுவாக பார்க்க முடியாத அளவிற்கு. GRB 060614 உண்மையில் இது போன்ற ஒரு அற்புதமான நிகழ்வு என்று முடிவு செய்ய முடியாது என்றாலும், தற்போதைய அறிவியல் மாதிரிகள் என்ன நடந்தது என்பதற்கு எந்த விளக்கமும் இல்லை. காமா-கதிர் வெடிப்பிற்கு முற்றிலும் புதியது காரணம் என்று நாசா விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள், பலர் அவதானிப்பு மற்றும் தரவுகளுக்கு அதிக நேரம் ஒதுக்கியிருந்தாலும், அது எதனால் ஏற்படக்கூடும் என்று அவர்களுக்குத் தெரியாது என்று பலர் ஒப்புக் கொண்டனர். 2006 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதிலிருந்து, ஹப்பிள் உட்பட டஜன் கணக்கான தொலைநோக்கிகள் இந்த நிகழ்வை ஆய்வு செய்துள்ளன.

இப்போதைக்கு, இந்த பிரமாதமான பொருட்களை நம் பிரபஞ்சத்தில் பார்த்தோம் என்று யாரும் உறுதியாக சொல்ல முடியாது. ஆனால் இதை நாம் சொல்லலாம்: கருந்துளையின் ஒருமைப்பாட்டில் பொது சார்பியல் உடைகிறது. ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் வளைவு ஆகியவை பொதுவான சார்பியல் ஒரு கருந்துளைக்குள் என்ன நடக்கிறது என்பதற்கான ஒரு நல்ல விளக்கமாக இருக்க அனுமதிக்காது. இயற்பியலைப் பற்றிய முழுமையான புரிதல் நமக்கு இருக்கும் வரை, வெள்ளை துளைகள் மற்றும் புழுத் துளைகள் போன்ற பொருட்களை நாம் நிராகரிக்க முடியும், இப்போதைக்கு, நமது அறிவியல் புனைகதைகளில் மட்டுமே. ஆனால் ஒரு கட்டத்தில், கருந்துளைகள் புனைகதைகளாகவும் கருதப்பட்டன என்பதைச் சேர்ப்பது முக்கியம் என்று நினைக்கிறேன்.