பால்வீதியை விட பழையது: விஞ்ஞானிகள் 13 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முந்தைய சிக்னல்களை ஆய்வு செய்கிறார்கள் – அவர்கள் வெளிப்படுத்துவது – டைம்ஸ் ஆஃப் இந்தியா

நமது விண்மீன் தோன்றுவதற்கு முன்பே அதன் பயணத்தைத் தொடங்கிய ஒரு ஒலியைக் கேட்பதை கற்பனை செய்து பாருங்கள். அதைத்தான் இப்போது வானியலாளர்கள் செய்கிறார்கள். அவர்கள் பூமியை அடைய 13 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக பயணித்த மங்கலான சமிக்ஞைகளை எடுக்கிறார்கள். இந்த சமிக்ஞைகள் பால்வீதி உருவாவதற்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே பிரபஞ்சம் மிகவும் இளமையாக இருந்த காலத்திலிருந்து வந்தவை.இது பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பகால நாட்குறிப்புப் பக்கங்களைப் படிப்பது போன்றது. தோண்டுதல் அல்லது புதைபடிவங்கள் மூலம் அல்ல, ஆனால் பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு விட்டுச் சென்ற மிகவும் பலவீனமான ரேடியோ மற்றும் மைக்ரோவேவ் சிக்னல்களைப் படிப்பதன் மூலம்.பெருவெடிப்புக்குப் பிறகு பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு பால்வெளி ஒன்று சேர்ந்தது. ஆனால் இன்று நாம் கண்டறியும் சில ஒளி மற்றும் ரேடியோ அலைகள் பிரபஞ்சத்தின் முதல் பில்லியன் ஆண்டுகளில் வெளியிடப்பட்டன. இந்த சமிக்ஞைகள் விண்வெளியின் விரிவாக்கத்தால் மெதுவாக நீண்டு, இறுதியாக நமது தொலைநோக்கியை அடையும் வரை பயணித்து வருகின்றன.ஒரு அரிய சாதனையாக, CLASS (Cosmology Large Angular Scale Surveyor) திட்டத்தின் வானியற்பியல் வல்லுநர்கள் சிலியின் ஆண்டிஸ் மலைகளில் பூமியை அடிப்படையாகக் கொண்ட தொலைநோக்கிகளைப் பயன்படுத்தி காஸ்மிக் டானில் இருந்து 13 பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையான மைக்ரோவேவ் சிக்னலைக் கண்டறிந்துள்ளனர்.அமெரிக்க தேசிய அறிவியல் அறக்கட்டளையின் நிதியுதவியுடன், ஜான்ஸ் ஹாப்கின்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் டோபியாஸ் மேரேஜ் தலைமையிலான இந்த குழு, மங்கலான துருவப்படுத்தப்பட்ட நுண்ணலைகளை கைப்பற்றியது, இது பிக் பேங்கிலிருந்து எஞ்சியிருக்கும் ஒளியை முதல் அண்ட கட்டமைப்புகள் எவ்வாறு பாதித்தன என்பதை வெளிப்படுத்துகின்றன. விண்வெளி தொலைநோக்கிகள் மட்டுமே இதை அடைய முடியும் என்ற முந்தைய அனுமானங்களை மீறி, தரையில் இருந்து இதுபோன்ற சமிக்ஞை கண்டறியப்படுவது இதுவே முதல் முறை.

.

பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலவரிசை

பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு, பிரபஞ்சம் வெப்பமாகவும் அடர்த்தியாகவும் இருந்தது. அது குளிர்ந்தவுடன், துகள்கள் ஒன்றிணைந்து நடுநிலை அணுக்களை உருவாக்குகின்றன. சுமார் 380,000 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, ஒளி இறுதியாக சுதந்திரமாக நகரும். இந்த ஒளி இன்றும் காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணியாக உள்ளது.அதன் பிறகு ஒரு நீண்ட இருண்ட காலம் வந்தது. நட்சத்திரங்கள் இல்லை, விண்மீன் திரள்கள் இல்லை, புலப்படும் ஒளி இல்லை. இந்த கட்டம் காஸ்மிக் இருண்ட காலம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு சுமார் 50 மில்லியன் மற்றும் ஒரு பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு இடையில், முதல் நட்சத்திரங்களும் விண்மீன் திரள்களும் உருவாகத் தொடங்கின. விஞ்ஞானிகள் இந்த காலகட்டத்தை காஸ்மிக் டான் என்று அழைக்கிறார்கள். பிரபஞ்சம் இருளில் இருந்து ஒளிக்கு எவ்வாறு நகர்ந்தது என்பதைக் காட்டுவதால், இந்த காலத்திலிருந்து வரும் சமிக்ஞைகள் குறிப்பாக மதிப்புமிக்கவை.மக்கள்தொகை III நட்சத்திரங்கள் என்று அழைக்கப்படும், ஆரம்பகால நட்சத்திரங்கள் மிகப்பெரியவை, கிட்டத்தட்ட முழுவதுமாக ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் கொண்டவை, மேலும் விரைவாக எரிந்தன. அவற்றின் புற ஊதா கதிர்வீச்சு ஹைட்ரஜன் வாயுவைச் சுற்றி அயனியாக்கம் செய்து, ஒளி சுதந்திரமாக பயணிக்க அனுமதிக்கிறது மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் இருளிலிருந்து வெளிச்சத்திற்கு மாறுவதைக் குறிக்கிறது.ஆஸ்திரேலியாவின் பெர்த்தில் உள்ள வானொலி வானியல் ஆராய்ச்சிக்கான சர்வதேச மையத்தின் ஆராய்ச்சி விஞ்ஞானி லைவ் சயின்ஸிடம், “இது நமது பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் ஆராயப்படாத காலகட்டங்களில் ஒன்றாகும்” என்று கூறினார். “கற்றுக்கொள்ள நிறைய இருக்கிறது.”

சிக்னல் விஞ்ஞானிகள் துரத்துகிறார்கள்

ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் மிக முக்கியமான தடயங்களில் ஒன்று ஹைட்ரஜனில் இருந்து வருகிறது. பெருவெடிப்புக்குப் பிறகு ஹைட்ரஜன் பெரும்பாலான இடத்தை நிரப்பியது. நடுநிலை ஹைட்ரஜன் இயற்கையாகவே 21-சென்டிமீட்டர் கோடு எனப்படும் பலவீனமான ரேடியோ சிக்னலை உருவாக்குகிறது. இந்த சிக்னலைக் கண்காணிப்பதன் மூலம், பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஹைட்ரஜன் எவ்வாறு செயல்பட்டது மற்றும் முதல் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கருந்துளைகள் அதை எவ்வாறு பாதித்தன என்பதை விஞ்ஞானிகள் அறிந்து கொள்ளலாம்.பிரபஞ்சம் விரிவடையும் போது, ​​இந்த சமிக்ஞை நீண்ட அலைநீளங்களுக்கு நீட்டிக்கப்பட்டது. அதன் துருவமுனைப்பு, அதாவது அலைகள் குறிப்பிட்ட திசைகளில் சீரமைக்கப்படுகின்றன, ஆரம்பகால பொருளின் விநியோகம் மற்றும் இயக்கத்தை வெளிப்படுத்தலாம், இது பிரபஞ்சத்தின் பெரிய அளவிலான கட்டமைப்பின் வரைபடத்தை வழங்குகிறது. இது அண்ட பரிணாமத்தை புரிந்து கொள்வதற்கான ஒரு முக்கிய கருவியாக துருவமுனைப்பை உருவாக்குகிறது.தொலைதூர விண்மீன் திரள்களிலிருந்து வரும் ஒளியைப் போலல்லாமல், பார்க்க மிகவும் கடினமாக இருக்கும், ஹைட்ரஜன் சமிக்ஞை ஒரு பெரிய கதையைச் சொல்கிறது. பிரகாசமான பொருள்கள் இருந்த இடத்தில் மட்டும் இல்லாமல், விண்வெளியின் பெரிய பகுதிகளில் என்ன நடக்கிறது என்பதை இது காட்டுகிறது.இந்த பழங்கால நுண்ணலைகள் மங்கலாக மட்டுமின்றி துருவப்படுத்தப்பட்டவையாகவும் உள்ளன – அதாவது ஆரம்பகால விஷயங்களுடனான தொடர்புகளின் காரணமாக அவற்றின் அலைகள் குறிப்பிட்ட திசைகளில் சீரமைக்கப்படுகின்றன. பூமியில் இருந்து அவற்றைக் கண்டறிவது மிகவும் சவாலானது, ஏனெனில் அவை நிலப்பரப்பு ரேடியோ சத்தம், செயற்கைக்கோள்கள் மற்றும் வளிமண்டல நிலைமைகளால் எளிதில் மூழ்கடிக்கப்படுகின்றன.சிலியில் உள்ள உயரமான தளங்களைப் பயன்படுத்தி, நாசாவின் டபிள்யூஎம்ஏபி மற்றும் ஈஎஸ்ஏவின் பிளாங்க் போன்ற விண்வெளிப் பயணங்கள் மூலம் தங்கள் தரவை குறுக்கு-குறிப்பிட்டு, உண்மையான காஸ்மிக் சிக்னலை தனிமைப்படுத்த குறுக்கீட்டை கவனமாக வடிகட்டுவதன் மூலம் கிளாஸ் குழு இந்த சவால்களை சமாளித்தது.ரீச் மற்றும் ஃபியூச்சர் ஸ்கொயர் கிலோமீட்டர் அரே (எஸ்கேஏ) போன்ற திட்டங்கள் இந்த அவதானிப்புகளை விரிவுபடுத்தவும், பிரபஞ்சம் முழுவதும் இதே போன்ற சமிக்ஞைகளைக் கண்டறியவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.முதல் நட்சத்திரங்கள் இயக்கப்பட்டபோது, ​​அவை புற ஊதா மற்றும் எக்ஸ்ரே கதிர்வீச்சைக் கொடுத்தன. இது ஹைட்ரஜன் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை மாற்றியது. அந்த மாற்றங்கள் 21 சென்டிமீட்டர் சிக்னலில் பதிவு செய்யப்பட்டுள்ளன. அதன் வலிமை மற்றும் வடிவத்தைப் படிப்பதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் முதல் நட்சத்திரங்கள் எப்போது உருவாகின, அவை எவ்வளவு சக்தி வாய்ந்தவை என்பதைக் கண்டறிய முடியும்.

வானியலாளர்கள் பழைய சமிக்ஞைகளை எவ்வாறு கண்டறிகிறார்கள்

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி போன்ற தொலைநோக்கிகள் ஆரம்பகால விண்மீன் திரள்களிலிருந்து ஒளியைத் தேடுகின்றன. ஆனால் இந்த பண்டைய ஹைட்ரஜன் சமிக்ஞைகளுக்கு, விஞ்ஞானிகள் ரேடியோ தொலைநோக்கிகளை நம்பியுள்ளனர்.வானொலி அவதானிப்புகள் ஒளியியல் மற்றும் அகச்சிவப்பு ஆய்வுகளை நிறைவு செய்கின்றன. JWST உண்மையான விண்மீன் திரள்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் உருவாவதைக் காட்டும் போது, ​​ரேடியோ சிக்னல்கள் சுற்றியுள்ள வாயு மற்றும் பெரிய அளவிலான கட்டமைப்புகளின் நிலையை வெளிப்படுத்துகின்றன. ஒன்றாக, அவை ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் முழுமையான படத்தை வழங்குகின்றன.இந்த பண்டைய சமிக்ஞைகள் மிகவும் பலவீனமானவை, பூமி, செயற்கைக்கோள்கள் மற்றும் நமது சொந்த விண்மீன் மண்டலத்திலிருந்து ரேடியோ சத்தத்தின் கீழ் எளிதில் புதைக்கப்படுகின்றன. அதனால்தான் விஞ்ஞானிகளுக்கு மிகவும் உணர்திறன் வாய்ந்த கருவிகள் மற்றும் தொலைதூர இடங்கள் தேவை. பூமியின் குறுக்கீடு தடுக்கப்பட்ட சந்திரனில் கூட எதிர்கால கண்காணிப்பு நிலையங்கள் வைக்கப்படலாம்.

.

படம்: ஜேம்ஸ் வெப் தொலைநோக்கிபிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப ஆண்டுகளில் இருந்து வியக்கத்தக்க முதிர்ந்த மற்றும் குழப்பமான விண்மீன் திரள்களை JWST ஏற்கனவே கண்டறிந்துள்ளது. JWST தரவை ரேடியோ அளவீடுகளுடன் இணைப்பதன் மூலம் விஞ்ஞானிகள் சுற்றுச்சூழல்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் இரண்டையும் புரிந்து கொள்ள முடியும்.

13 பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையான சமிக்ஞை என்ன வெளிப்படுத்துகிறது

சிலியில் உள்ள தரை அடிப்படையிலான தொலைநோக்கிகளின் சமீபத்திய அவதானிப்புகள் சுமார் 13 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முந்தைய சமிக்ஞைகளை எடுத்துள்ளன. காஸ்மிக் டோனின் போது ஆற்றல்மிக்க கதிர்வீச்சினால் ஹைட்ரஜன் வாயு ஏற்கனவே பாதிக்கப்பட்டுள்ளதாக இந்த சமிக்ஞைகள் தெரிவிக்கின்றன.முன்பு நினைத்ததை விட நட்சத்திரங்கள் தங்கள் சுற்றுப்புறங்களை வெகு முன்னதாகவே பாதித்தன என்பதை இது காட்டுகிறது. துருவமுனைப்பு மற்றும் 21-செமீ சமிக்ஞை வடிவங்களை ஆராய்வதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் நட்சத்திர உருவாக்க விகிதம், நட்சத்திர அளவுகள் மற்றும் ஆரம்பகால நட்சத்திர ஒளியின் தீவிரம் ஆகியவற்றை மதிப்பிட முடியும்.ஆரம்பகால நட்சத்திரங்கள் இன்று நாம் பார்ப்பது போல் இல்லை. அவை ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியத்திலிருந்து உருவாகின்றன, கிட்டத்தட்ட கனமான தனிமங்கள் இல்லை. இந்த நட்சத்திரங்கள் மிகப் பெரியதாகவும், விரைவாக எரிந்துவிட்டதாகவும் விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர்.ஆரம்பகால விண்மீன் திரள்கள் வேகமாக உருவானதாகவும், எதிர்பார்த்ததை விட குழப்பமானதாகவும் இருந்ததாகவும் அவதானிப்புகள் குறிப்பிடுகின்றன. இது படிப்படியான கட்டமைப்பை உருவாக்குவது பற்றிய பழைய யோசனைகளை சவால் செய்கிறது மற்றும் எவ்வளவு விரைவாக ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டது என்பது பற்றிய கேள்விகளை எழுப்புகிறது.

காஸ்மிக் மூலங்களைத் தேடி அடுத்து என்ன வருகிறது

புதிய கண்டுபிடிப்புகள் இருந்தபோதிலும், பல விஷயங்கள் தெளிவாக இல்லை. முதல் நட்சத்திரங்கள் எப்போது உருவாகின, அவை எவ்வளவு பெரியதாக இருந்தன, விண்மீன் திரள்கள் எவ்வளவு விரைவாக வளர்ந்தன என்பதை விஞ்ஞானிகள் இன்னும் துல்லியமாக அறிய விரும்புகிறார்கள்.ஆரம்பகால கருந்துளைகள் அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களையும், இண்டர்கலெக்டிக் ஊடகத்தையும் எவ்வாறு வடிவமைத்தன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதையும் அவர்கள் நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளனர். SKA, REACH மற்றும் சந்திரன் அடிப்படையிலான கண்காணிப்புகள் போன்ற எதிர்கால கருவிகள் இறுதியாக இந்த மர்மங்களை தீர்க்கக்கூடும்.பிரபஞ்சத்தின் முதல் பில்லியன் ஆண்டுகளைப் பற்றி அறிந்துகொள்வது விஞ்ஞானிகளுக்கு எல்லாம் எப்படி வந்தது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது. இது பொருள், ஆற்றல் மற்றும் பிரபஞ்சத்தை வடிவமைக்கும் சக்திகள் பற்றிய கோட்பாடுகளை தெரிவிக்கிறது.நாம் காலப்போக்கில் பயணிக்க முடியாவிட்டாலும், இந்த பண்டைய சமிக்ஞைகள் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப அத்தியாயங்களைப் படிக்க அனுமதிக்கின்றன.துருவப்படுத்தப்பட்ட நுண்ணலைகளை ஆய்வு செய்வதன் மூலம், ஆரம்பகால நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களை எவ்வாறு பாதித்தன, பெரிய அளவிலான அண்ட அமைப்புகளை வடிவமைத்து, நவீன விண்மீன் திரள்களுக்கு அடித்தளம் அமைத்தன என்பதை விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்துள்ளனர். ஒரு காலத்தில் விண்வெளி தொலைநோக்கிகள் மட்டுமே சாதிக்கக்கூடிய கண்டுபிடிப்புகளை தரை அடிப்படையிலான தொழில்நுட்பம் இப்போது செயல்படுத்துகிறது.பால்வீதியை விட பழைய சிக்னல்களைக் கண்டறிவது அண்ட வரலாற்றைப் பற்றிய நமது புரிதலை மாற்றுகிறது. சக்திவாய்ந்த ஆப்டிகல் தொலைநோக்கிகளுடன் ரேடியோ அவதானிப்புகளை இணைப்பதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் மெதுவாக பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப நாட்களின் தெளிவான படத்தை உருவாக்குகின்றனர்.ஒவ்வொரு புதிய சமிக்ஞையும் இருள் எவ்வாறு வெளிச்சத்திற்கு வழிவகுத்தது, இன்று நாம் வாழும் பிரபஞ்சம் எவ்வாறு முதலில் வடிவம் பெறத் தொடங்கியது என்ற கதைக்கு மற்றொரு பகுதியை சேர்க்கிறது. அடுத்த தசாப்தங்கள் காஸ்மிக் டான், அதன் நட்சத்திரங்கள், விண்மீன் திரள்கள் மற்றும் அண்டத்தின் தோற்றம் பற்றி இன்னும் கூடுதலான வெளிப்பாடுகளை உறுதியளிக்கிறது.