Monday, December 1, 2014

මහා පිපිරුම සනාථ කළ අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය

"විල්සන්, මම රේඩියෝ සංඥා ග්‍රහණය අයින් කළා. ඒත් තාමත් රේඩාර් සංඥා නම් අහුවෙනව වගේ."

"පුළුවන් තරම් අනිත් සංඥා කපාහරින්න ඕන. නැත්නම් අපිට අවශ්‍ය චන්ද්‍රිකාවෙ රේඩියෝ තරංග හසුකරගන්න වෙන්නෙ නෑ. ඒක බොහොම දුර්වල සංඥාවක්."

"හරි. උෂ්ණත්වය කෙල්වින් 4 දක්වා සුසර කළා. දැන් අපේ සංඥාව ලැබිය යුතුයි."

"රිසීවරයෙන් අමුතු ශබ්දයක් එන්නෙ ඇයි? අපිට අවශ්‍ය සංඥාව මීට වඩා බොහොම දුර්වල එකක්."

"ඇත්ත. මොකක්ද මේ? පරෙවියන්ගෙ ශබ්දෙ ද නැත්නම් ඇන්ටනාවෙ දෝෂයක් ද?"

෴විල්සන් හා පෙන්සියස් බෙල් රේඩියෝ දුරේක්ෂය අභියස෴
ඒ 1964 වර්ෂය යි. ඇමෙරිකානු ජාතික විද්‍යාඥයන් දෙපළක් වූ රොබට් වුඩ්රෝ විල්සන් හා අර්නෝ ඇලන් පෙන්සියස් අහම්බයකින් මෙන් ආගන්තුක තරංග විශේෂයක් සොයාගත්තේ නිව් ජර්සි හි පිහිටි බෙල් පර්යේෂණාගාරයේ රේඩියෝ දුරේක්ෂය ආධාරයෙන් චන්ද්‍රිකාවකින් පරාවර්තිත රේඩියෝ තරංග හසුකරගැනීමට උත්සාහ දරමින් සිටියදීය. නිරපේක්‍ෂ උෂ්ණත්වයට ඉතා ආසන්න කෙල්වින් 3 - 4 මට්ටමේ අධික ශීතලකට අදාළ සංඛ්‍යාතයන් සඳහා ඇන්ටනාව සුසර කළ විට අහසේ සෑම දිශාවකින්ම හසුවන්නට වූ මේ තරංග වර්ගය මුලදී හරිහැටි හඳුනාගත නොහැකි වුවද, ඉතා ඉක්මණින්ම එය වසර ගණනාවක් තිස්සේ විද්‍යාත්මක සාකච්ඡාවන්ට බඳුන් වෙමින් තිබුණු අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය හෙවත් අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම (Cosmic Microwave Background Radiation/ CMB) බව හඳුනා ගැනිණි. තමන් අහම්බයෙන් සොයාගත් මේ විකිරණය ඉන් වසර දහහතරකට පමණ පසු 1978 දී තමන්ට භෞතික විද්‍යාව සඳහා පිදෙන නොබෙල් සම්මානය හිමි කර දෙනු ඇතැයි එදින විල්සන් හෝ පෙන්සියස් සිහිනෙන්වත් නොසිතූහ.

මහා පිපිරුම් වාදයට අනුව අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය


ආරම්භක අවස්ථාවේ සිට තවත් කාලයක් ගතවන තුරුම විශ්වය නොගිණිය හැකි තරම් අතිවිශාල උෂ්ණත්වයකින් සහ ඝනත්වයකින් යුක්ත වූ අතර එය පිරී තිබුණේ 'හයිඩ්‍රජන් ප්ලාස්මාව' නමින් හැඳින්වෙන, ඉලෙක්ට්‍රෝන, ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන වැනි උප පරමාණුක  අංශූන්ගෙන් සමන්විත වුණු සංයෝගයකිනි. (විශ්වයේ උපත: මහා පිපිරුම් වාදය බලන්න.) මෙහි අඩංගු වූ ඉලෙක්ට්‍රෝන වලට නිරන්තරයෙන්ම අවට තිබුණු තාප විකිරණ විසුරුවා හැරීමට හැකි වූ නිසාවෙන් එකල මුළුමහත් විශ්වයම තාප විකිරණ වලට විනිවිද යා නොහැකි දුමාරයක් මෙන් විය. මීදුමක් තුළින් ආලෝක කිරණයක් ගමන් කරනා ආකාරය සිහියට නගාගන්න. සාමාන්‍ය තත්ත්ව යටතේදී සරල රේඛීයව ගමන් කරන ආලෝක කිරණය මීදුමක් තුළදී කැඩී බිඳී ඒ මේ අත විසිරී යයි. බොහෝවිට එක් පසකින් මීදුම් කලාපයට ඇතුළු වන ආලෝක කිරණය අනිත් පසින් පිටවන්නේද නැත. ආදිකල්පික විශ්වයේදී තාප විකිරණ වලට අත් වූයේද එම ඉරණම ය. 


මෙය ප්‍රාථමික විශ්වය සතු වූ ඉතා වැදගත් ගුණාංගයක් විය. තාප විකිරණ එකම කලාපය තුළ විසිර යමින්, පරාවර්තනය වෙමින් පැවතීම නිසා ආදිකල්පික විශ්වයට කෘෂ්ණ වස්තුවක (black body) ගුණ හිමි විණ.

තම පෘෂ්ඨය මත පතනය වන සියළුම තරංග ආයාම සහිත විකිරණ අවශෝෂණය කරනු ලබන වස්තූන් 'කෘෂ්ණ වස්තු' ලෙස හැඳින්වේ. මේවා පරිපූර්ණ අවශෝෂක මෙන්ම පරිපූර්ණ විමෝචක ලෙසද ක්‍රියා කරයි. න්‍යායාත්මක වස්තු විශේෂයක් වන කෘෂ්ණ වස්තු ප්‍රායෝගික ලෝකයේදී හමුවන්නේ නැත. එහෙත් ඉහත සඳහන් කළ අයුරින් වසර බිලියන ගණනකට පෙර ඈත අතීතයේදී විශ්වය ප්‍රායෝගික කෘෂ්ණ වස්තුවක් ලෙසින් හැසිරෙන්නට ඇතැයි මහා පිපිරුම් වාදය මගින් නිගමනය කෙරිණි.

ක්‍රම ක්‍රමයෙන් විශ්වය ප්‍රසාරණය වෙමින් උෂ්ණත්වය හා ඝනත්වය අඩු වෙද්දී අයනීකරණය වී තිබූ උප පරමාණුක අංශූන් එක්ව උදාසීන හයිඩ්‍රජන් වැනි පරමාණු බිහිවීම සිදුවිය. මේ උදාසීන පරමාණුවලට තවදුරටත් තාප විකිරණ විසුරුවා හැරීමක් කළ හැකි නොවීය. මේ හේතුවෙන් වැදගත් සංසිද්ධියක් සිදුවිණි. විකිරණ සඳහා දුමාරයක් මෙන් වූ ස්වරූපය පහව ගොස් විනිවිද පෙනෙන ස්වරූපයක් විශ්වයට ලැබුණු අතර එනිසා ආරම්භක මොහොතින් වසර 380,000කට පමණ පසු උක්ත තාප විකිරණවල අඩංගු වූ ෆෝටෝන (photons) වලට විශ්වය පුරා නිදහසේ ගමන් කිරීමේ හැකියාව ලැබුණි. ඒ අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණයේ උපත යි. 

මුල්කාලීනව මේ විකිරණය විද්‍යුත් චුම්බක වර්ණාවලියේ පාරජම්බුල විකිරණ වැනි කෙටි තරංග ආයාම පරාසයන්ට අයත්ව තිබෙන්නට ඇති අතර උෂ්ණත්වය කෙමෙන් අඩු වෙද්දී ඒවායේ තරංග ආයාමයද වැඩි වී අද වනවිට ක්ෂුද්‍ර තරංග කලාපයට පිවිසී සිටී. එමෙන්ම මෙම විකිරණය වර්තමානය වනවිට කෙල්වින් 2.73ක (සෙල්සියස් අංශක -270ක් පමණ) උෂ්ණත්වයකින් යුතු වන බවද හඳුනාගෙන තිබේ.

෴විද්‍යුත් චුම්බක වර්ණාවලිය ෴

අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය මහා පිපිරුම් වාදය තහවුරු කරන්නේ කෙසේද?


ඉහත පරිදි අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය හටගන්නා අවස්ථාව වනවිට විශ්වය තුළ කිසිදු ආකාශ වස්තුවක් තබා දුහුවිල්ලක්වත් නිර්මාණය වී තිබූයේ නැත. එනම් මෙය විශ්වයේ පවතින ආදිතම ශක්ති විශේෂය යි. එසේ නම් මුල්කාලීන විශ්වය සතු වූ ගුණාංගයන් ඒ අයුරින්ම හෝ යම් පමණකට හෝ අද අප වෙත ලැබෙන මේ විකිරණය සතුවද තිබිය යුතුය. (වර්ෂ බිලියන ගණනකට පෙර විශ්වය පුරා විසිරී ගිය කිරණ විශේෂයක් අද අප වෙත එන්නේ කෙසේදැයි ඔබට සිතෙන්නේ නම්, මීට පෙර පළ වූ ඔබ අහසේ දකින්නේ වර්තමානය නොවේ! ලිපිය පරිශීලනය කරන්න.)

මුල්කාලීන විශ්වය කෘෂ්ණ වස්තුවක ගුණ දැරූ බව ඉහතදී සඳහන් කරන ලදී. දැන් පහත රූපසටහන බලන්න.


ඔබ උසස් පෙළ භෞතික විද්‍යාව හැදෑරූ අයෙකු නම් මෙය කෘෂ්ණ වස්තු විකිරණයේ තීව්‍රතා ව්‍යාප්තිය හෙවත් කෘෂ්ණ වස්තු වර්ණාවලියට සර්වසම රූපසටහනක් බව එක එල්ලේම හඳුනාගනු ඇත. මේ විද්‍යාත්මක නිරීක්ෂණයන් ආධාරයෙන් සකස් කළ අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණයේ වර්ණාවලියයි. එය අවශ්‍ය ප්‍රමාණයටත් වඩා කෘෂ්ණ වස්තු වර්ණාවලියට සමාන වීමම විද්‍යාත්මක ලෝකය තුළ මහා පිපිරුම් වාදයට හිමි ස්ථානය තහවුරු කිරීමට ප්‍රමාණවත් විය. එක් පසෙකින් මහා පිපිරුම් වාදයේ කරුණු අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය මගින් සනාථ වෙත්දී, අනෙක්‌ පසින් අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණයේ වර්ණාවලිය පැහැදිලි කිරීමට ස්ථාවර තත්ත්ව වාදය වැනි විකල්ප මතවාදයන් අපොහොසත් වූ බැවින් ඒවායේ කඩා වැටීමද ඒ සමගම සිදු විය.

ඔබ දන්නවාද?


  • මිනිස් ඇස දෘශ්‍ය ආලෝකයට නොව ක්ෂුද්‍ර තරංග වලට සංවේදී වූවා නම් ඔබ අලංකාර, ඉතා වර්ණවත් හා දීප්තිමත් අහසක් දකිනු ඇත.

  • රූපවාහිනියක් නැරඹීමේදී තිරය මත ඇති වන තිත් වැනි ස්වභාවයට අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණයද යම් ප්‍රතිශතයකින් දායක වේ.

අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය නිරීක්ෂණය කිරීමට අභ්‍යවකාශගත කෙරුණු යානා පිළිබඳ ලිපියක් ඉදිරියේදී බලාපොරොත්තු වන්න.

අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම පිළිබඳව සහෘද බ්ලොග් රචකයෙකු විසින් ලියන ලද ලිපියක් ඔබට පහත සබැඳිය ඔස්සේ කියවිය හැකිය.

29 comments:

  1. ඉතාමත් හොඳට පැහැදිලි කර තිබේනවා.

    ReplyDelete
  2. වෙනද වගේම රසවත්. අර හතරවන රූපයේ ගොඩනැගිලි, මිනිස්සු ආදියෙන් පෙන්වන්නෙ තරංග ආයාමයේ විශාලත්වය නේද?

    ReplyDelete
    Replies
    1. බොහොම ස්තූතියි මධුමාධවී.. :)

      ඔව්, ඒ ඒ තරංග වර්ගවල තරංග ආයාම විශාලත්වය විවිධ වස්තු එක්ක සන්සන්දනය කරල තියෙන්නේ.

      Delete
  3. ඊටත් ඔබ්බෙන් මොකක්ද තියෙන්නෙ? ---------------
    ඊටත් එහා ? ..........,
    එයටත් එහා?

    ReplyDelete
    Replies
    1. සමහරවිට අවුරුදු බිලියන ගාණක් අනාගතයේදි මානව වර්ගයා සහමුලින්ම වඳ වෙලා යද්දිත් මේ ප්‍රශ්නය මේ විදිහටම ඉතුරු වෙලා තියේවි.

      Delete
    2. ප්‍රා.. මට ඕක හිතල ඇති වෙලා බං තියෙන්නේ..

      Delete
  4. උඹ කරන්නෙ අපිට දැනුමක් ලබා දෙන එක. මේක බ්ලොගර් තියෙන කං වටිනාකම අඩු නොවෙන වැඩක්.. ජය වේවා..

    ReplyDelete
    Replies
    1. බොහොම ස්තූතියි දේශා. :)

      ලිපිය කෙටි කළා මේ පාර..

      Delete
  5. ලිපිය ඉතා හොඳයි නමුත් මෙතන ගැටළුවක් තියෙනවා
    //නිරපේක්‍ෂ උෂ්ණත්වයට ඉතා ආසන්න කෙල්වින් 3-4 මට්ටමේ අධික ශීතලකදී ඇන්ටනාව සුසර කළ //
    මෙතන සඳහන් කරලා තියෙන අදහසින් ගම්‍ය වන්නේ ඇන්ටනාව සීතල කල කතාවක් නමුත් ඔතන සිදු කරන්නේ කෙල්වින් 3-4 පවතින කෘෂ්ණ වස්තුවකින් පිටවන විකිරණයට අදාළ සංඛ්‍යාතයට ඇන්ටනාව සුසර කිරීමක්.

    ReplyDelete
    Replies
    1. ඔව් එතනින් වැරදි වැටහීමක් එනව තමයි.. මටත් ඒක කළින් note වුණේ නෑ. ඊට වඩා පැහැදිලි වෙන්න හදන්නම් දැන්මම.

      බොහොම ස්තූතියි මකසි.

      Delete
  6. ටික දවසක් ඒ්න බැරි වුණා...
    ෙවනද වෙග්ම පට්ට අාසාවෙන් කියව්ව...
    අහන්න පුරස්නයක් නං නෑ මචං...
    ජයවේවා

    ReplyDelete
    Replies
    1. අයියට මේකෙ ලිපි නම් එකක්වත් මගෑරුණේ නෑ මාත් සති දෙකකට පස්සෙ දැම්මේ..

      බොහොම ස්තූතියි..! :)

      Delete
  7. නොදන්න විශ්වය සිංහලෙන් මල් හතයි ඇැැ

    ReplyDelete
    Replies
    1. ආසාවෙන් කියවනව නම් ඒකම ඇති..

      බොහොම ස්තූතියි අටම් අයියෙ.. :)

      Delete
  8. මේ විස්තර ඔක්කොම එක්ක නවකතාවක් ලියන්ටකෝ. :D

    ReplyDelete
    Replies
    1. පොඩි විද්‍යා ප්‍රබන්ධ දෙකතුනක් ලියන්නයි, පරිවර්තනය කරන්නයි අදහසක් තියෙනවා පොඩ්ඩි අක්කෙ බලමුකො ඉස්සරහට.. ;)

      Delete
  9. මට මෙතන ගැටලු දෙකක් තිබෙනවා
    1. විශ්වය සමමිතික නම් කළ අන්තරීක්‍ෂ ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය අහසේ සෑම තැකම ඒකාකාරව පැවතිය යුතුයි.
    නමුත් සිතියම්වල එය විවධ වර්ණවලින් දක්වා ඇත්තේ ඇයි?
    2. කෘෂ්ණ වස්තු විකිරණය නිෂ්චිත සංඛ්‍යාතයකින් යුතු එකක් නෙවෙයි එය සියලුම සංඛ්‍යාත වල විකිරනවල එකතුවක්
    නමුත් යම් සංඛ්‍යාතයක් අසලදී එහි තීව්‍රතාව උපරිම වෙනවා එසේම එම සංඛ්‍යාතයට ආසන්න සංඛ්‍යාතයන්වල විකිරණවලින් කෘෂ්ණ වස්තුව පිටකරන ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් විමෝචනය වෙනවා. කෘෂ්ණ වස්තුවේ උෂ්ණත්වය අඩුවනවිට මෙම උපරිම සංඛ්‍යාතය අඩුවන අතරම ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් විමෝචනය වන සංඛ්‍යාත පරාසයද විශාල වෙනවා. එසේනම් කෙල්වින් අංශක 4ක කෘෂ්ණ වස්තුවක විකිරණයේ පරාසය පුලුල් එකක් වියයුතුයි එය සත්‍යයක්ද?

    ReplyDelete
    Replies
    1. 1. මං මේක ගැන ඊළඟ ලිපියේ දාන්න හිටියෙ, කමක් නෑ මෙතනත් කියන්නම්. සිතියම් වර්ණ ගැන්විලා තියෙන්නෙ උෂ්ණත්වය පදනම් කරගෙන. CMB අහස පුරා ඒකාකාරව පැතිරිලා තියෙනවා වගේම උෂ්ණත්වයත් ආසන්නව නියත අගයක්. ඒක නිසා සිතියම න්‍යායාත්මකව එකම පාටක් වෙන්න ඕන වුණත් ප්‍රායෝගිකව එහෙම වෙන්නෙ නෑ පොඩි විචලනයන් තියෙනවා. (මේවා බොහොම සුළු අගයන්) ඒකට හේතුව ආදිකල්පික විශ්වයේ තිබුණ ඝනත්ව විචලනයන් කියලයි කියන්නේ. ඝනත්වය ඒකාකාර වුණේ නෑ, සමහර කොටස් තිබුණා සාපේක්‍ෂව ඝනත්වයෙන් වැඩි. පස්සෙ කාලෙක ආකාශ වස්තු නිර්මාණය වුණේ මේවායින්.

      2. මේ ප්‍රශ්නෙ මට පොඩි ගැටළුසහගත තැනක් තියෙනවා.

      //කෘෂ්ණ වස්තු විකිරණය නිෂ්චිත සංඛ්‍යාතයකින් යුතු එකක් නෙවෙයි එය සියලුම සංඛ්‍යාත වල විකිරනවල එකතුවක්// පැහැදිලිවම.

      //නමුත් යම් සංඛ්‍යාතයක් අසලදී එහි තීව්‍රතාව උපරිම වෙනවා එසේම එම සංඛ්‍යාතයට ආසන්න සංඛ්‍යාතයන්වල විකිරණවලින් කෘෂ්ණ වස්තුව පිටකරන ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් විමෝචනය වෙනවා.// ඔව්.

      //කෘෂ්ණ වස්තුවේ උෂ්ණත්වය අඩුවනවිට මෙම උපරිම සංඛ්‍යාතය අඩුවන අතරම// ඔව්.

      //ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් විමෝචනය වන සංඛ්‍යාත පරාසයද විශාල වෙනවා.// සංඛ්‍යාත පරාසය විශාල වීමක් නෙමෙයි කුඩා වීමක් නේද වෙන්නේ? එහෙම නැත්නම් මම ප්‍රශ්නය තේරුම් ගත්තෙ වැරදියට ද?

      Delete
    2. කෘෂ්ණ වස්තුවේ උෂ්ණත්වය අඩුවෙන්න අඩුවෙන්න අන්තිමට ඇඳපු ප්‍රස්ථාරෙ තියෙන වක්‍රයේ ක්දේ තියුනු බව අඩුවෙනවා.

      Delete
    3. ඔව්, ඒත් මේ ලිපියෙ තියෙන්නේ තීව්‍රතා - තරංග ආයාම වක්‍රයක්. ඔබ සඳහන් කරන තීව්‍රතා - සංඛ්‍යාත වක්‍රය මීට වෙනස් නේද?

      Delete
  10. මෙන්න මන්දාකිණියට හිම වැටෙනෝ ....... :P මේ පැත්තේ හිම වැටෙන නිසාම මන්දාකිණියට ගොඩ වදින්න පරක්කු උනා . :)
    //තම පෘෂ්ඨය මත පතනය වන සියළුම තරංග ආයාම සහිත විකිරණ අවශෝෂණය කරනු ලබන වස්තූන් 'කෘෂ්ණ වස්තු' ලෙස හැඳින්වේ.
    අශාන් මොන physics සර් ගාවටද ගියේ ..හික්ස් මේ අර්ථ දැක්වීම මේ විදිහටම වචනයක් වත් වෙනසක් නොකර මම ඉස්සර කටපාඩම් කලානේ ;)

    තවත් ටිකිරි පැනයක් ...
    //මිනිස් ඇස දෘශ්‍ය ආලෝකයට නොව ක්ෂුද්‍ර තරංග වලට සංවේදී වූවා නම් ඔබ අලංකාර, ඉතා වර්ණවත් හා දීප්තිමත් අහසක් දකිනු ඇත.
    වර්ණවත් හා දීප්තිමත් අහසක් කියන්නෙ ඔය අශාන් පසුබිමට දාල තියන පාට පාට අහසක් වගේ අහසක් වෙන්ට ඇති නෙ ? :D ...

    මට අහන්න වෙන ප්‍රශ්න නෑ.... .කියවන්න එපා වෙන්නැතිව ලියන නිසා ආසාවෙන් කියෙව්ව :)

    ReplyDelete
    Replies
    1. ඔව්මයි නේ.. :D ඌව පළාත් සභාව වගේ කල්දාන්න වෙයිද දන්නෙ නෑ මේකත්.. :(

      පුස්සැල්ල ඇදුරාණන් ළඟට. :D ඒකත් එහෙමද.. මේකෙන් කොපි කරල කියන්නත් බෑ හංසි A/L කරල දැන් අවුරුදු තිහ හතළිහක්වත් ඇතිනේ.. ;)

      හහා එහෙම වුණා නම් නියමයි, ලා නිල් පාට දැකලම එපා වෙලා තියෙන්නෙ.. :/

      බොහොම ස්තූතියි හංසි.. :)

      Delete
  11. හොඳින් විස්තර කරලා තියෙනවා.. ස්තූතියි මේ දේවල් අපිත් එක්ක බෙදා හදා ගත්තට ..

    ReplyDelete
    Replies
    1. බොහොම ස්තූතියි තුශානි.. :)

      Delete
  12. මට විශය කරුණු අමතක නිසා තරමක් පැටලිලි සහිතයි

    ReplyDelete
    Replies
    1. අවශ්‍ය නම් අපැහැදිලි තැන් කියන්න, අපි සාකච්ඡා කරමු.. :)

      Delete

සංවාදයට විවෘතයි.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...