விண்வெளி

விண்வெளி எப்பொழுதுமே எமக்கு ஆச்சரியம் ஊட்டுவதாக அமைந்து வந்துள்ளது. சிறுவர்கள் தொடக்கம் பெரியவர்கள் வரை விண்வெளியை பார்த்து வியக்காதோர் இல்லை என்றே சொல்லலாம். கோடிக்கணக்கான அதிசயங்கள் கொட்டிக் கிடக்கிறது இந்த விண்வெளியில். பால்வெளி, கருந்துளைகள், வேற்றுகிரக வாசிகள் போன்ற புரியாத ஏராளமான மனித சிந்தனைக்கு எட்டாத பல விடயங்களை கொண்டுள்ளது. இந்த கட்டுரையில் விண்வெளி பற்றிய சில தகவல்களை பார்க்கலாம்.

 

விண்வெளி எவ்வளவு பெரியது?

மிகப் பெரியது. ஆனால் எவ்வளவு? இதனை துல்லியமாக அறிந்து கொள்வது இயலாத காரியம். இதை ஒப்பீட்டளவில் மட்டுமே புரிந்துகொள்ள முடியும். அதாவது, சூரியனின் விட்டம் 14 லட்சம் கிலோமீட்டர்கள். நமது சூரியக் குடும்பத்துக்கு அருகில் இருக்கும் நட்சத்திரமான ஆல்ஃபா சென்டாரி 41 லட்சம் கோடி கிலோமீட்டர்கள் தொலைவில் இருக்கிறது. அதற்கு மேல் அளக்க, விஞ்ஞானிகள் ஒளியாண்டுகள் என்ற அலகினைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். ஒரு ஒளியாண்டு என்பது, ஓராண்டில் ஒளி கடக்கும் தூரம். அதாவது, சுமார் 9.5 லட்சம் கோடி கிலோமீட்டர்கள். நமது பால்வெளி நட்சத்திர மண்டலத்தின் அகலம், 1.2 லட்சம் ஒளியாண்டுகள். பால்வெளி, ஆண்ட்ரோமீடா ஆகிய நட்சத்திர மண்டலங்கள் உள்ளடக்கிய தொகுதி, 1 கோடி ஒளியாண்டுகள் அகலமானது. இந்தக் குழு ஒரு பகுதியாக இருக்கும் இன்னும் பெரிய நட்சத்திர மண்டலமான லனியாகீ பெருந்தொகுதி (Laniakea Supercluster), 1 லட்சம் நட்சத்திர மண்டலங்களை உள்ளடக்கியது. இதன் நீளம் 50 கோடி ஒளியாண்டுகள். ஆனால், பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து கொண்டே போகிறது என்கிறது ஒரு கோட்பாடு. நம்மிடம் வந்தடையும் ஒளியை வைத்துத்தான் நாம் காணக்கூடிய பிரபஞ்சத்தின் விரிவினை நாம் புரிந்துகொள்கிறோம். தற்போதைக்கு நாம் பார்த்த வரையிலான பிரபஞ்சத்தின் அகலம், 9,000 கோடி ஒளியாண்டுகள். ஆனால், பிரபஞ்சம் விரிவடைந்து கொண்டே போகிறது என்று வைத்துக் கொண்டால், நாம் பார்க்காத அதன் பகுதிகள் மிக அதிகம். அதனால், இப்போதைக்கு, விண்வெளி எவ்வளவு பெரியது என்பதை நாம், கணித, இயற்பியல் விதிகளின் துணையோடு கற்பனை மட்டுமே செய்து பார்த்துக்கொள்ள முடியும்.

விண்வெளி எங்கிருந்து துவங்குகிறது?

பூமியின் வளிமண்டலம் முடியும் இடத்தில் இருந்து விண்வெளி துவங்குகிறது என்று எளிமையாகச் சொல்லி விடலாம். ஆனால் பூமியின் வளிமண்டலம் எங்கு முடிகிறது என்பதைச் சொல்வது தான் கடினம், இதற்குக் காரணம், வளிமண்டலம் ஒரு கோடு போட்டது போலச் சட்டென முடிவடைவதில்லை. வளிமண்டல வாயுக்களின் அடர்த்தி தொடர்ந்து மெலிந்து கொண்டே போகுமே தவிர அது குறிப்பிட்ட ஓரிடத்தில் நின்று போகாது, அப்படியிருக்க, எதை விண்வெளி என்று சொல்வது? பூமியின் வளிமண்டல வாயுக்கள் 99ழூ முடிகின்றனவோ, அதற்கு மேல் இருப்பது விண்வெளி என்று கருதப்படுகிறது. விண்வெளியை வரையறுக்க மற்றொரு முறையும் உள்ளது. இது பறத்தல் சார்ந்தது. வாயுக்கள் நிறைந்திருக்கும் வளிமண்டலத்தில் ஒரு பறவையோ, விமானமோ பறக்க வேண்டுமெனில், அவை காற்றியக்கவியல் (aerodynamics) விதிகள் மூலமே பறக்கும். இந்த காற்றியக்கவியல் சார்ந்த பறத்தல் எங்கு சாத்தியமில்லாமல் போகிறதோ, அதுதான் விண்வெளி என்று வரையறுக்கப்படுகிறது. இந்த அறிவியல் கருதுகோள்களைக் கொண்டு, ‘கார்மான் கோடு’ (Kármán Line) என்ற ஒரு எல்லை நிர்ணயிக்கப்பட்டிருக்கிறது. பூமியின் பரப்பிலிருந்து 100கி.மீ உயரத்தில் இந்த எல்லை நிர்ணயிக்கப்பட்டிருக்கிறது. அங்கிருந்து தான் விண்வெளி துவங்குவதாக, ஐ.நா மற்றும் மற்ற உலக நாடுகள் ஏற்றுக்கொள்கின்றன. ஆனால், அமெரிக்கா, பூமியின் பரப்பிலிருந்து 80கி.மீ உயரத்திலேயே விண்வெளி துவங்குவதாக நிர்ணயித்திருக்கிறது.

இந்த எல்லையின் முக்கியத்துவம் என்ன?

கார்மான் எல்லைக்கு மேலிருக்கும் விண்வெளி எந்த நாட்டுக்கும் சொந்தமாகாத பொதுவான வெளி. உதாரணத்துக்கு, ஒரு நாட்டின் செயற்கைக்கோள் மற்றொரு நாட்டின் மீது செல்கிறதென்றால் அது இந்த கார்மன் எல்லைக்கு மேல் தான் செல்ல வேண்டும், இல்லையெனில், அது மற்றொரு நாட்டின் வான் பரப்புக்குள் ஊடுருவுவது ஆகிவிடும். ஆதனால் யுத்தம் ஏற்படவும் வாய்புள்ளது. அதேபோல் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள எந்த கோளின் மேற்பரப்பிலிருந்தும், அவற்றின் வளிமண்டலம் துவங்குகிறது.

விண்வெளி எதனால் உருவாகியிருக்கிறது?

பிரபஞ்சத்தில் இருப்பது எல்லாமே வெளிதான். இந்த வெளியில் தான் விண்மீன்கள், கோள்கள் அனைத்தும் உள்ளன. இதனை, ஒரு சிலந்தி வலையாகக் காட்சிப்படுத்திக் கொள்ளலாம். அதாவது, சிலந்தி வலையில் இழைகள் இருக்கும் இடங்கள் தான், கோள்கள் ஆகியவை இருக்கும் இடங்கள். அவற்றுக்கு இடையில் இருக்கும் வெற்றிடம் தான் வெளி. இந்த வெற்றிடங்களும் முழுமையான வெற்றிடங்கள் அல்ல, அவை ஒப்பீட்டளவில் வாயுக்களின் அடர்த்தி குறைவாக இருக்கும் இடங்கள்.

வெளியின் வகைகள் என்ன?

பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் வெளி மூன்று வகையாகப் பிரிக்கப்பட்டிருக்கிறது.

1) நமது சூரியக் குடும்பத்தில் இருக்கும் கோள்களின் இடையில் இருக்கும் வெளி ‘interplanetary space’ என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வெளியில் அந்தக் கோள் குடும்பத்தின் மத்தியில் இருக்கும் நட்சத்திரத்தின் தாக்கம் அதிகளவில் இருக்கும். இந்த வெளியில் 1 கன சென்டிமீட்டரில் 5 முதல் 40 துகள்கள் இருக்கும். இவை ஹைட்ரஜன் போன்ற வாயுக்களால் ஆனவை.

2) நமது சூரியக் குடும்பம் போலவே வேறு பல கோள் குடும்பங்களும் உள்ளன. உதாரணமாக, நமது சூரியக் குடும்பத்திற்கு மிக அருகில் (4.2 ஒளியாண்டுகள்) ஆல்ஃபா சென்டாரி என்ற நட்சத்திரத்தின் கோள் குடும்பம் உள்ளது. இப்படி இரண்டு நட்சத்திரங்களுக்கு இடையே இருக்கும் வெளி ‘interstellar space’ என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வெளியிலும் அந்தந்த நட்சத்திரங்களின் தாக்கம் இருக்கும். உதாரணத்துக்கு, சூரியன், மற்ற நட்சத்திரங்களிலிருந்து வரும் புயல்கள், துகள்கள் ஆகியவை இந்த வெளியில் இருக்கும். இந்த வெளியில், ஒரு கன சென்டிமீட்டரில் 1 துகள் இருக்கும். நாசாவின் வாயேஜர் 1 மற்றும் 2 ஆகிய விண்கலங்கள் இந்த வெளியில் தான் இருக்கின்றன.

3) நமது சூரியக் குடும்பம் இருக்கும் நட்சத்திர மண்டலம் (galaxy) பால்வெளி (milky way) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதனைப் போலவே வேறு பல நட்சத்திர மண்டலங்களும் உள்ளன. இவற்றுக்கிடையினால வெளி,intergalactic space என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வெளியில் 1 கன மீட்டருக்கு 1 அணு மட்டுமே இருக்கும்.

விண்வெளிக்குச் செல்ல எவ்வளவு நேரமாகும்? எவ்வளவு வேகமாகச் செல்ல வேண்டும்?

பூமியின் பரப்பிலிருந்து 100கி.மீ என்று வரையறுக்கப்பட்டிருக்கும் விண்வெளியை அடைவதற்கான நேரம் அந்தந்த ராக்கெட்டின் வேகத்தைப் பொறுத்தது, உதாரணத்துக்கு, இந்தியாவின் சந்திரயான் திட்டத்தில் ஏவப்பட்ட ஜி.எஸ்.எல்.வி ராக்கெட், 194 விநாடிகளில் (அதாவது 3.2 நிமிடங்களில்) விண்வெளியை அடைந்தது. பொதுவாக, பூமியின் புவியீர்ப்புப் புலத்தில் இருந்து வெளியேறி விண்வெளிக்குச் செல்லத் தேவையான வேகம் ‘எஸ்கேப் வெலாசிட்டி’ (escape velocity) என்று அழைக்கப்படுகிறது. நமது பூமியின் புவியீர்ப்புப் புலத்தை விட்டு வெளியேற நாம் நொடிக்கு 11.2 கி.மீ வேகத்தில் பயணிக்க வேண்டும். ஆனால், பொதுவாக பூமியில் இருந்து ஏவப்பட்டு, பூமியைச் சுற்றிவர வேண்டிய செயற்கைக் கோள்கள், இந்த வேகத்தில் செல்லாது. ஏனெனில், இவை பூமியின் புவியீர்ப்புக்குள்ளேயே சுற்றிவர வேண்டும். அதேபோல், நிலவுக்கு அனுப்பப்படும் செயற்கைக் கோள்களும், இந்த வேகத்தில் பயணிக்காது. மாறாக, நிலவினை எட்டும் அளவுக்குச் செல்ல என்ன வேகம் தேவையோ, அந்த வேகத்தில் சென்று, நிலவின் ஈர்ப்பு மண்டலத்தை அடைந்தவுடன் ஒரு சிறிய உந்துதலால் அவை நிலவின் ஈர்ப்புக்குள் செல்கின்றன.

விண்வெளிக்கு முடிவு உண்டா?

இந்தக் கேள்விக்கு விடையறிய, பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் என்னவென்று முதலில் விளங்கிக் கொள்ள வேண்டும் ஆனால், அதுபற்றியும் ஒருமித்த முடிவுகள் இல்லை. ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாட்டிலிருந்து பெறப்பட்ட புரிதலின்படி, பிரபஞ்சத்திற்கு மூன்று சாத்தியமான வடிவங்கள் இருக்கலாம்.

1) தட்டையான வடிவம் - பிரபஞ்சத்தை ஒரு மேசையின் மேற்பரப்பினைப் போலக் கற்பனை செய்து கொண்டால், அது அனைத்து திசைகளிலும் முடிவின்றிச் செல்லும். அப்போது விண்வெளி முடிவற்றது. ஆனால் தட்டையான வடிவமென்பதால் அதற்கு எல்லைகள் இருக்கும்.

2) வளைந்த வடிவம் - ஒரு கால்பந்தின் பரப்பைப் போல பிரபஞ்சம் வளைந்திருக்கிறது என்று கருதினால், விண்வெளிக்கு எல்லை இருக்கும், ஆனால் விளிம்புகள் இருக்காது.

3) மூன்றாவது வடிவத்தில் வெளி உள்நோக்கி வளைந்திருக்கும். இதிலும் வெளிக்கு முடிவு இருக்காது.

ஆனால், இதுவரை பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் இதுதான் என்று அறுதியாகச் சொல்வதற்குத் தேவையான துல்லியமான அளவீடுகள் நம்மிடம் இல்லை, அது பற்றிய ஆய்வுகள் தற்போது நடந்து கொண்டிருக்கின்றன, அதனால் விண்வெளிக்கு முடிவு உண்டா என்பதற்கும் இப்போதைக்கு அறுதியான பதில் இல்லை.