කළු කුහරය සෑදීම -සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ ශක්තිමත් පුරෝකථනයක්

 

කළු කුහර පිළිබඳ සංකල්පය, ආලෝකයට පවා ගැලවිය නොහැකි තරම් ප්‍රබල ගුරුත්වාකර්ෂණය පවතින අභ්‍යවකාශයේ අද්භූත හා ඇදහිය නොහැකි තරම් ඝන ප්‍රදේශ, ඇල්බට් අයින්ස්ටයින්ගේ සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ වඩාත් කුතුහලය දනවන සහ විශ්මය දනවන අනාවැකි වලින් එකකි. 1915 දී මුලින්ම සකස් කරන ලද මෙම විප්ලවීය න්‍යාය ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ විශ්වයේ රෙදිපිළි පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය නැවත සකස් කළේය. එහි බොහෝ අනාවැකි අතර, දැවැන්ත වස්තූන් කිසිවකට තම ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් ගැලවිය නොහැකි තරමට අවකාශ කාලය විකෘති කළ හැකිය යන මතය ගැඹුරු සහ කල්පවත්නා හෙළිදරව්වක් විය.

සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය: ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ අපගේ අවබෝධයේ සුසමාදර්ශී වෙනසක්

කළු කුහර සෑදීමේ ශක්තිමත් පුරෝකථනය කිරීමට පෙර, සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ මූලික මූලධර්ම අවබෝධ කර ගැනීම වැදගත් වේ. අයින්ස්ටයින්ගේ න්‍යාය අයිසැක් නිව්ටන් විසින් නිර්වචනය කරන ලද ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ සම්භාව්‍ය අවබෝධයෙන් පෙරළිකාර වෙනසක් ඉදිරිපත් කළේය. නිව්ටෝනියානු භෞතික විද්‍යාවේදී ගුරුත්වාකර්ෂණය අභ්‍යවකාශය හරහා ක්ෂණිකව ක්‍රියා කරන ආකර්ශනීය බලයක් ලෙස සැලකේ. අනෙක් අතට, සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය, ගුරුත්වාකර්ෂණය නිරූපණය කළේ අවකාශ කාලයෙහි විකෘති වීමක් ලෙසිනි. පදාර්ථය සහ ශක්තිය අවකාශ කාලය වක්‍ර වීමට හේතු වන අතර මෙම වක්‍රය ආලෝකය ඇතුළු වස්තූන් විශ්වයේ ගමන් කරන මාර්ග නියම කරයි.

Schwarzschild විසඳුම: කළු කුහරයේ උපත

සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ ගණිතය ගෝලාකාර සමමිතික ස්කන්ධයක් වටා ඇති ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය විස්තර කරන Schwarzschild විසඳුම ලෙස හැඳින්වෙන නිශ්චිත විසඳුමක් වෙත යොමු විය. මෙම විසඳුම මගින් ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය එතරම් තීව්‍ර වන ප්‍රදේශ වල පැවැත්ම පිළිබඳ පළමු දර්ශනය ලබා දුන්නේ එයින් කිසිවක් ගැලවිය නොහැකි වන අතර ආලෝකයට පවා නොවේ. Schwarzschild singularity ලෙස හඳුන්වන මෙම කලාපය, අපි දැන් කළු කුහරයක් ලෙස හඳුන්වන දෙයෙහි උපත සනිටුහන් කළේය.

සැක සහිත ආරම්භය

කළු කුහර පිළිබඳ සංකල්පය මුලින්ම යෝජනා කරන විට එය සැක සහිත විය. විද්‍යාඥයන් සහ තාරකා විද්‍යාඥයන් විශ්වයේ එවැනි ආන්තික වස්තූන් පවතින බව අවිනිශ්චිත විය. ඒවා නිරීක්ෂණය කළ හැකි භෞතික වස්තූන්ට වඩා න්‍යායාත්මක කුතුහලයන් ලෙස සැලකේ.

සාක්ෂි එකතු වීම

දශක ගණනාවක් පුරා, නිරීක්ෂණ සහ න්‍යායික සාක්ෂි කළු කුහරවලට පක්ෂව ගොඩ නැගෙන්නට විය. සමහර ප්‍රධාන සාක්ෂිවලට ඇතුළත් වන්නේ:

තාරකා කක්ෂ: අපගේ මන්දාකිනියේ මධ්‍යයේ අදෘශ්‍යමාන ස්කන්ධයක් වටා පරිභ්‍රමණය වන තාරකා වල නිරීක්ෂණ, දැන් ධනු A* ලෙස හැඳින්වේ, මන්දාකිණි මධ්‍යයේ අතිවිශාල කළු කුහරයක් පවතින බවට ප්‍රබල සාක්ෂි සපයයි. මෙම තාරකාවල කක්ෂ පැහැදිලි කළ හැක්කේ අතිශය දැවැන්ත නමුත් අදෘශ්‍යමාන වස්තුවක් තිබීමෙන් පමණි.

ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග: 2015 දී Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) මගින් ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග හඳුනාගැනීම තාරකා භෞතික විද්‍යාවේ පෙරළිකාර අවස්ථාවක් සනිටුහන් කළේය. ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග යනු දැවැන්ත වස්තූන්ගේ ත්වරණය නිසා ඇතිවන අවකාශ කාලයේ රැළි වේ. කළු කුහර දෙකක් ඒකාබද්ධ වීමෙන් LIGO විසින් ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග හඳුනා ගැනීමෙන් ඒවායේ පැවැත්ම සෘජුවම තහවුරු විය.

ප්‍රචලිත තැටි: දැවැන්ත කළු කුහර වටා ඇති ප්‍රචලිත තැටි, කැරකෙන වායු සහ දූවිලි තැටි නිරීක්ෂණය කිරීම ඒවායේ පැවැත්මට තවදුරටත් සහාය විය. මෙම තැටි X-කිරණ සහ අනෙකුත් විකිරණ වර්ග විමෝචනය කරන අතර ඒවායේ ගුණාංග සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ අනාවැකි සමඟ ගැලපේ.

The Event Horizon: A Point of No Return

කළු කුහරවල එක් ප්‍රධාන ලක්ෂණයක් වන්නේ සිදුවීම් ක්ෂිතිජය, ඉන් ඔබ්බට කිසිවකට ගැලවිය නොහැකි සීමාවකි. මෙම සීමාව පසු කරන ඕනෑම දෙයක් නොවැලැක්විය හැකි ලෙස කළු කුහරයට ඇදී යයි. සිද්ධි ක්ෂිතිජය පිළිබඳ සංකල්පය සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ අනාවැකිවල සෘජු ප්‍රතිඵලයකි.

කළු කුහර තොරතුරු පරස්පරය

කළු කුහර දැන් සැබෑ ආකාශ වස්තූන් ලෙස පුළුල් ලෙස පිළිගෙන ඇති අතර, ඒවා කළු කුහර තොරතුරු පරස්පරය වැනි කුතුහලය දනවන සහ නොවිසඳුණු ප්‍රශ්න මතු කරයි. මෙම පරස්පරය කළු කුහරයකට වැටෙන අංශුවල තොරතුරුවලට කුමක් සිදුවේද යන්න පිළිබඳව ප්‍රශ්න මතු කරයි. මෙම විරුද්ධාභාසය විසඳීම නූතන භෞතික විද්‍යාවේ ප්‍රධාන අභියෝගයකි.

සාරාංශයක් ලෙස, කළු කුහර සෑදීම සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ ප්‍රබල පුරෝකථනයක් බව සොයා ගැනීම භෞතික විද්‍යා ඉතිහාසයේ වඩාත්ම කල්පවත්නා සහ ගැඹුරු හෙළිදරව් කිරීම් වලින් එකකි. පසුගිය ශතවර්ෂයේ දී, මෙම අනාවැකිය න්‍යායික කුතුහලයක සිට හොඳින් ස්ථාපිත තාරකා විද්‍යාත්මක යථාර්ථයක් බවට පරිවර්තනය වී ඇති අතර එය පුළුල් නිරීක්ෂණ සාක්ෂි මගින් සහාය වේ. කළු කුහර විශ්වයේ මූලික ස්වභාවය සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය පිළිබඳ අපගේ වර්තමාන අවබෝධයේ සීමාවන් පිළිබඳ අද්විතීය අවබෝධයක් ලබා දෙමින් පර්යේෂණයේ කේන්ද්‍රස්ථානයක් ලෙස දිගටම පවතී.

ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ කළු කුහර සෑදීම විස්තර කිරීමේදී අයින්ස්ටයින්ගේ න්‍යායේ කල් පවතින බලය ඔහුගේ කාර්යයේ කල්පවත්නා උරුමයට සාක්ෂියක් වන අතර එය අභ්‍යවකාශයේ සහ කාලයෙහි ගැඹුර ගවේෂණය කිරීමට විද්‍යාඥයින්ව දිරිමත් කරයි.

යොමු කිරීම්

 

[1] අයින්ස්ටයින්, ඒ. (1915). ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍ර සමීකරණ. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Academie der Wissenschaften.

 

[2] Schwarzschild, K. (1916). අයින්ස්ටයින්ගේ න්‍යායට අනුව ලක්ෂ්‍ය ස්කන්ධයක ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය පිළිබඳ.

3] ඇබට්, බී.පී., සහ අල්. (2016) ද්විමය කළු කුහර ඒකාබද්ධ කිරීමකින් ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග නිරීක්ෂණය කිරීම. භෞතික සමාලෝචන ලිපි, 116(6), 061102.

 

[4] Ghez, A. M., et al. (2008). තාරකා කක්ෂ සහිත ක්ෂීරපථයේ මධ්‍යම සුපිරි කළු කුහරයේ දුර සහ ගුණ මැනීම. තාරකා භෞතික සඟරාව, 689(2), 1044-1062.

 

[5] Hawking, S. W. (1975). කළු කුහර මගින් අංශු නිර්මාණය. ගණිතමය භෞතික විද්‍යාවේ සන්නිවේදනය, 43(3), 199-220.

.............. ප්‍රසන්න විජයසිංහ.............