இருண்ட பொருளின் மர்மம்: டார்ட்மவுத் ஆராய்ச்சி முன்வைக்கும் புதிய கோட்பாடு!

இருண்ட பொருள் என்றால் என்ன?

இருண்ட பொருள் (Dark Matter) என்பது நேரடி ஒளிக்கதிர்களை உமிழாத மற்றும் அவற்றை உறிஞ்சாத ஒரு வகையான பொருளாகும். இது நம் கண்ணுக்குத் தெரியாததால் “இருண்டது” என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஆனால், இதன் ஈர்ப்பு விசையின் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் இயக்கத்தை தீர்மானிக்கிறது. விஞ்ஞானிகள் மதிப்பீட்டின்படி, பிரபஞ்சத்தின் மொத்த வெகுஜனத்தில் சுமார் 85% இருண்ட பொருளால் நிரப்பப்பட்டிருக்கிறது.

டார்ட்மவுத் ஆய்வாளர்களின் புதிய பார்வை

டார்ட்மவுத் பல்கலைக்கழகத்தின் வானியல் மற்றும் இயற்பியல் பேராசிரியர் ராபர்ட் கால்டுவெல் மற்றும் ஆய்வாளர் குவான்மிங் லியாங் ஆகியோர், இருண்ட பொருள் பற்றிய ஒரு புதிய கோட்பாட்டை முன்வைக்கின்றனர். இந்த கோட்பாடு, பிரபஞ்சம் உருவான பிக் பேங் வெடிப்பு பின், இருண்ட பொருள் வெகுஜனமற்ற (massless) துகள்களிலிருந்து உருவானது என தெரிவிக்கிறது.

வெகுஜனமற்ற துகள்களிலிருந்து வெகுஜனமிக்க இருண்ட பொருளுக்கு?

பிக் பேங் பிறகு, பிரபஞ்சம் மிகவும் சூடாகவும், ஆற்றல்மிக்க துகள்களால் நிரம்பியதாகவும் இருந்தது. இத்தகைய துகள்கள் ஃபோட்டான்கள் போல ஒளிக்கதிர்களை ஏற்றுக்கொள்வது போன்ற அமைப்பை உடையவை. ஆனால், டார்ட்மவுத் ஆய்வாளர்கள் கூறுவதுபோல, இத்துகள்கள் சுழற்சி மற்றும் ஈர்ப்பு விசையின் மூலம் ஜோடிகளாக இணைந்து, வெகுஜனமிக்க துகள்களாக மாறியுள்ளன.

இதனை, கூப்பர் ஜோடிகள் (Cooper Pairs) உருவாகும் செயல்முறையுடன் ஒப்பிடலாம் — இது சில சூப்பர் கண்டக்டர்களில் மின்சாரம் எதிர்ப்பின்றி பாய்வதற்கான முக்கிய மூலக்கூறு.

குளிர்ச்சி மற்றும் ஆற்றல் வீழ்ச்சி – மாற்றத்தின் கண்ணோட்டம்

இத்துகள்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று பிணைந்து, அதிக வெப்பத்தில் இருந்து குளிர்ச்சியான நிலைக்கு நகரும்போது, அவற்றின் ஆற்றல்திறன் குறைந்தது. இது நீர் நீராவியாகி, மீண்டும் திரவநிலையில் திரும்புவதைப் போலவே. இந்த மாற்றத்தின் விளைவாக, துகள்கள் மெதுவாகவும், கனமாகவும் மாறின. இதுதான் நாம் இன்று “இருண்ட பொருள்” எனும் அம்சத்தை காணக்கூடியதாக மாற்றியது.

“இந்த மாற்றம், பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பத்தில் அதிக அடர்த்தியுள்ள கிளஸ்டர்களிலிருந்து தோன்றியது” என ராபர்ட் கால்டுவெல் கூறுகிறார்.

சி.எம்.பி (CMB) மற்றும் அதிலுள்ள கையொப்பம்

இந்த கோட்பாட்டின் படி, இருண்ட பொருளின் தோற்றம் அண்ட மைக்ரோவேவ் பின்னணி கதிர்வீச்சில் (CMB) ஒரு தனித்துவமான கையொப்பத்தை ஏற்படுத்தும். இந்த கையொப்பத்தை தற்போதைய மற்றும் எதிர்கால CMB கண்காணிப்புகள் மூலம் சோதிக்க முடியும்.

உதாரணமாக,

• சைமன்ஸ் ஆய்வகம் (Simons Observatory)
• CMB-S4 திட்டம் போன்றவை இந்த மாதிரியான தரவுகளை சேகரிக்கின்றன.

இருண்ட பொருளின் கட்டமைப்புக்கும் இந்த கோட்பாட்டின் பங்களிப்பு

பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தால் ஆற்றல் அடர்த்தி குறைய வேண்டிய சூழ்நிலை ஏற்பட்டாலும், இந்த கோட்பாடு இருண்ட பொருளின் வெகுஜன அடர்த்தியை அதிகரிக்க காரணமாக இருக்க முடியும். அதாவது, பிரபஞ்சத்தின் பரபரப்பான கட்டமைப்புகள் — விண்மீன் கூட்டங்கள், நட்சத்திரங்கள், கேலக்ஸிகள் — இவை அனைத்தும் இருண்ட பொருளின் ஆற்றலால் நிலைத்திருக்கின்றன.

எளிமையான கோட்பாடு – ஆழமான விளக்கம்

கால்டுவெல் மற்றும் லியாங் முன்னிறுத்தும் கோட்பாடு, மிகவும் எளிமையான கணித மாதிரிக்கு அடிப்படையாக அமைந்துள்ளது. “நீங்கள் அதிகமான மாறிலிகளை அல்லது வெளிப்புற சக்திகளை உருவாக்க தேவையில்லை, ஏற்கனவே உள்ள இயற்பியல் விதிகளை வைத்து இந்த மாதிரியை உருவாக்கலாம்,” என்று அவர்கள் கூறுகின்றனர்.

எதிர்கால ஆய்வுகள் மற்றும் சோதனைகள்

இந்த கோட்பாடு, இருண்ட பொருளின் உருவாக்கம் குறித்து ஒரு புதிய அணுகுமுறையை முன்வைக்கிறது. அதேசமயம், இது முன்னைய கோட்பாடுகளை சவாலாக எதிர்கொள்கிறது. எதிர்காலத்தில் மேற்கொள்ளப்படும் ஆழமான கண்காணிப்புகள் மற்றும் தரவுகள் மூலம், இந்த கோட்பாட்டை சோதிக்க அதிக வாய்ப்பு உள்ளது.

முடிவுரை

இருண்ட பொருள் என்பது இன்னும் முழுமையாக புரியாத ஒரு மர்மமான சக்தி. ஆனால் டார்ட்மவுத் ஆய்வாளர்கள் முன்வைக்கும் இந்த புதிய கோட்பாடு, அதன் தோற்றம் குறித்து திடமான மற்றும் சோதிக்கக்கூடிய புரிதலை அளிக்கிறது. பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பக் காலத்தில் ஏற்படும் துகள்களின் மாறுதல், கூப்பர் ஜோடிகள் போல செயல்படுதல், மற்றும் சி.எம்.பி கையொப்பம் போன்ற கூறுகள் — அனைத்தும் இந்த கோட்பாட்டை மிகவும் வலுவானதாகவும், விஞ்ஞான ரீதியாக சாத்தியமானதாகவும் ஆக்குகின்றன.

இது போல அறிவியல் நுணுக்கங்களை வெளிப்படுத்தும் ஆய்வுகள், பிரபஞ்சத்தின் உண்மையான இயல்பை புரிந்து கொள்வதில் முக்கிய பங்களிப்பை அளிக்கின்றன.