විශ්වයේ වයස සොයාගත්තේ කොහොමද?

අප ජීවත් වන විශ්වයට වයස අවුරුදු කීයක් වෙනවාද? තරු, මන්දාකිණි සහ ග්‍රහලෝකවලින් පිරුණු මේ විශාල විශ්වය ආරම්භ වුණේ කවදාද?

අද විද්‍යාඥයන්ට අනුව විශ්වයේ වයස අවුරුදු බිලියන 13.8ක් පමණ වෙනවා. නමුත් මේ අතිවිශාල කාලය ඔවුන් සොයාගත්තේ කොහොමද?

ඒ පිටුපස තියෙන්නේ තාරකා විද්‍යාවේ ඉතා වැදගත් සොයාගැනීම් කිහිපයක්.

1. විශ්වය ප්‍රසාරණය වන බව සොයාගත්තේ කොහොමද?

1920 දශකයේදී තාරකා විද්‍යාඥයන් ඈත මන්දාකිණිවලින් පැමිණෙන ආලෝකය අධ්‍යයනය කරමින් සිටියා.

එහිදී Vesto Slipher ඇතුළු විද්‍යාඥයන් නිරීක්ෂණය කළේ බොහෝ ඈත මන්දාකිණිවල ආලෝක වර්ණාවලි රතු පැත්තට විස්ථාපනය වී ඇති බවයි. මෙය රක්ත විස්ථාපනය (Redshift) ලෙස හැඳින්වෙනවා.

සරලව කිව්වොත්, අවකාශය ප්‍රසාරණය වීම නිසා ඈත මන්දාකිණිවලින් පැමිණෙන ආලෝකයේ තරංග ආයාමය දිගු විය හැකියි.

1929දී ඇමරිකානු තාරකා විද්‍යාඥ එඩ්වින් හබල් මන්දාකිණිවල දුර සහ ඒවා ඈත් වන වේගය අතර වැදගත් සම්බන්ධතාවක් ප්‍රකාශයට පත් කළා.

එහිදී ඔහු පෙන්වා දුන්නේ සාමාන්‍යයෙන් මන්දාකිණියක් අපෙන් ඈතින් පිහිටන තරමට එය අපෙන් ඈත් වන වේගයත් වැඩි වන බවයි.

මෙම සම්බන්ධතාව අද හබල් නියමය (Hubble’s Law) ලෙස හැඳින්වෙනවා.

2. එහෙනම් අපි ඉන්නේ විශ්වයේ මැදද?

නැහැ!

මන්දාකිණි බොහොමයක් අපෙන් ඈත් වන බව පෙනුණත්, එයින් අපි විශ්වයේ මධ්‍යයේ සිටින බව අදහස් වෙන්නේ නැහැ.

ඒකට හේතුව විශ්වයේ විශාල පරිමාණයේදී මන්දාකිණි අතර අවකාශය ප්‍රසාරණය වීමයි.

මෙය තේරුම් ගන්න සරල උදාහරණයක් බලමු.

බැලුමක් මත තිත් කිහිපයක් ඇඳලා එය පිම්බුවා කියලා හිතන්න. බැලුම පිම්බෙන විට තිත් අතර දුර වැඩි වෙනවා. ඒ තිත් අතර සිටින කිසිදු තිතක් බැලුමේ මතුපිටේ මධ්‍යස්ථානය විය යුතු නැහැ.

එලෙසම, විශ්වයේ ප්‍රසාරණය නිසා දුරස්ථ මන්දාකිණි එකිනෙකින් ඈත් වන බව පෙනෙනවා.

සටහන: මන්දාකිණි සියල්ලම එකම ආකාරයෙන් අපෙන් ඈත් වෙන්නේ නැහැ. ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා සමහර ළඟම මන්දාකිණි අප දෙසටත් ගමන් කරනවා.

3. හබල් නියමය කියන්නේ මොකක්ද?

හබල් නියමය මෙසේ ලියන්න පුළුවන්.

V = H₀ × d

මෙහි,

V — මන්දාකිණිය අපෙන් ඈත් වන වේගය.

H₀ — වර්තමාන හබල් නියතය; විශ්වයේ වර්තමාන ප්‍රසාරණ වේගය මනින අගය.

d — මන්දාකිණියට ඇති දුර.

දුර මැනීමට භාවිත කරන ඒකකයක් තමයි මෙගාපාසෙක් (Megaparsec).

මෙගාපාසෙක් එකක් කියන්නේ ආලෝක වර්ෂ මිලියන 3.26ක් පමණ වන දුරක්.

උදාහරණයක් ලෙස, හබල් නියතය (70\ \text{km/s/Mpc}) ලෙස ගත් විට, මෙගාපාසෙක් 100ක් දුරින් ඇති මන්දාකිණියක ප්‍රසාරණය නිසා ඇතිවන ඈත් වීමේ වේගය තත්පරයට කිලෝමීටර් 7,000ක් පමණ වෙනවා.

මෙය සරල හබල් නියමය භාවිත කරන උදාහරණයක් පමණයි.

4. මහා පිපිරුම් වාදය ඇති වුණේ කොහොමද?

විශ්වය අද ප්‍රසාරණය වෙනවා නම්, අතීතයේදී එය වඩාත් උණුසුම් සහ ඝන තත්ත්වයක පැවති බවට විද්‍යාඥයන් අදහසක් ඉදිරිපත් කළා.

1922දී ඇලෙක්සැන්ඩර් ෆ්‍රීඩ්මන් සහ 1927දී ජෝර්ජ් ලැමේට්‍රි විශ්වයේ ප්‍රසාරණය පිළිබඳ න්‍යායික අදහස් ඉදිරිපත් කළා.

පසුව නිරීක්ෂණ සහ වෙනත් විද්‍යාත්මක සාක්ෂි සමඟ මෙම අදහස් වර්ධනය වී මහා පිපිරුම් වාදය (Big Bang Theory) ලෙස ප්‍රචලිත වුණා.

මහා පිපිරුම කියන්නේ හිස් අවකාශයක තිබූ සාමාන්‍ය බෝම්බයක් පුපුරා ගියා වගේ සිදුවීමක් නොවේ. එයින් විස්තර කරන්නේ විශ්වය අතීතයේ ඉතා උණුසුම් හා ඝන තත්ත්වයක සිට ප්‍රසාරණය වී අද පවතින තත්ත්වයට පැමිණි ආකාරයයි.

5. විශ්වයේ වයස ගණනය කරන්නේ කොහොමද?

මෙහිදී වැදගත් වන සරල අදහසක් තිබෙනවා.

විශ්වයේ ප්‍රසාරණ වේගය දන්නවා නම්, එහි ප්‍රසාරණ ඉතිහාසය අධ්‍යයනය කරමින් අතීතයට ආපසු ගණනය කළ හැකියි.

සරලව හිතුවොත්, යම් දුරක් ගමන් කිරීමට ගත වූ කාලය සොයන විට දුර සහ වේගය යොදාගන්නවා.

කාලය = දුර ÷ වේගය

එම අදහස අනුව හබල් නියතයේ ප්‍රතිලෝමය වන (1/H₀) මඟින් විශ්වයේ වයසට සම්බන්ධ ආසන්න කාල පරිමාණයක් ලබාගත හැකියි. එය හබල් කාලය (Hubble Time) ලෙස හැඳින්වෙනවා.

නමුත් මෙතැනදී වැදගත් කරුණක් තිබෙනවා.

විශ්වයේ ප්‍රසාරණ වේගය සෑම කාලයකදීම එකම අගයක් ගෙන නැහැ. ගුරුත්වාකර්ෂණය, පදාර්ථයේ ඝනත්වය සහ අඳුරු ශක්තිය වැනි සාධක නිසා ප්‍රසාරණ ඉතිහාසය වෙනස් වී තිබෙනවා.

ඒ නිසා (T = 1/H₀) යන සරල සමීකරණයෙන් පමණක් විශ්වයේ නිවැරදි වයස ලබාගන්න බැහැ.

6. නවීන තාක්ෂණය විශ්වයේ වයස සොයාගත්තේ කොහොමද?

විශ්වයේ වයස වඩාත් නිවැරදිව තක්සේරු කිරීමට විද්‍යාඥයන් විවිධ සාක්ෂි භාවිත කරනවා.

ඈත මන්දාකිණිවල දුර සහ ඒවායේ රක්ත විස්ථාපනය.

විශ්වය පුරා පැතිරී ඇති විශ්වීය ක්ෂුද්‍ර තරංග පසුබිම් විකිරණය (Cosmic Microwave Background — CMB).

WMAP සහ Planck වැනි අභ්‍යවකාශ මෙහෙයුම්වලින් ලබාගත් දත්ත.

විශ්වයේ පදාර්ථය, අඳුරු පදාර්ථය සහ අඳුරු ශක්තියේ අනුපාත පිළිබඳ මිනුම්.

මෙම දත්ත විශ්වයේ ප්‍රසාරණය විස්තර කරන විද්‍යාත්මක ආකෘති සමඟ සසඳා, විශ්වයේ අතීතය ගණනය කිරීමට යොදාගන්නවා.

7. එහෙනම් විශ්වයේ වයස කීයද?

නවීන නිරීක්ෂණ සහ විශ්ව විද්‍යාත්මක ආකෘති අනුව විශ්වයේ වයස අවුරුදු බිලියන 13.8ක් පමණ ලෙස ඇස්තමේන්තු කර තිබෙනවා.

එනම් අවුරුදු මිලියන 13,800ක් පමණ!

අපේ පෘථිවියේ වයස අවුරුදු බිලියන 4.54ක් පමණ වන අතර, විශ්වය ඊට වඩා බොහෝ පැරණියි.

අවසානයේ මතක තබාගන්න:

විශ්වයේ වයස සොයාගත්තේ එක් විද්‍යාඥයෙකුගේ එක් සමීකරණයකින් පමණක් නොවේ. එය දශක ගණනාවක් පුරා සිදු කළ නිරීක්ෂණ, ගණිතමය ගණනය කිරීම්, අභ්‍යවකාශ මෙහෙයුම් සහ විවිධ විද්‍යාඥයන්ගේ දායකත්වයෙන් ලබාගත් සොයාගැනීමක්.

විශ්වය ගැන අප දන්නා දේ බොහෝ වුවත්, තවමත් සොයාගැනීමට ඇති දේ ඊටත් වඩා වැඩියි!

දැනුම | Knowledge