Dark Matter and the Dinosaurs

කතෘ: Lisa Randall
ප්‍රකාශක: HarperCollins 2015

ටීකාව (glossary)

Astronomical Unit (AU) — සූර්යයා හා පෘතුවිය අතර සාමාන්‍ය දුර (මෙය කිලෝමීටර 150,000,000 පමන වේ.)

Dark matter — අදුර්ශ්‍යමාන අංගු (සාමාන්‍ය අංශු සමග ප්‍රතික්‍රියා නොදක්වන නිසා මෙම අංශු මගින් ආලෝකයක් නොනික්මෙන අතර ආලෝකය පරිවර්තනය වීමක්ද නොමැත. උදාහරණයක් ලෙස ඔබගේ ශරීරය තුලින් මෙම අංශු වලට කිසිම ප්‍රතිචාරයක් නොදක්වා නිදහසේ ගමන් කල හැක.)

Kuiper Belt — කයිප(ර්) බෙල්ට් (නෙප්චූන් (Neptune) ග්‍රහයාට එහායින් සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ තලයේම ඇති කුඩා ග්‍රහයන් (Planetesimals) පැතිර ඇති කලාපයයි.  මෙහි ඇති විශාලම කුඩා ග්‍රහයන් වනුයේ ප්ලූටෝ (Pluto) සහ එරිස් (Eris) ය. කයිප බෙල්ටුවට සූර්යයාගේ සිට ඇති දුර 30 AU - 55AU වේ.

Oort Cloud — ඕ(ර්)ට් ක්ලෞඩ් (සූර්යයාගේ සිට 1,000 AU - 50,000 AU පමණ දුරින් ඇති අයිස් වලින් ගහන වල්ගා තරු බවට පරිවර්තනය විය හැකි කුඩා ග්‍රහයන්ගෙන් ගහන ගෝලාකාර වලාකුලක් සේ පැතිර ඇති කලාපයයි.)

Cluster — ගුරුත්වාකර්ශන බලය මගින් බැඳුනු මන්දාකිණි (galaxies) විශාල ප්‍රමානයකින් සෑදුනකි.

Bullet Cluster — එකිනෙක හා ඝට්ඨනය වන ක්ලස්ටර දෙකකින් සැදුනකි මෙය.  (merging galactic clusters.) 

Particle Physics විශේෂඥයෙක් වන ලීසා dark matter ගැන දැනට ඇති මත ගැන ඉතා හොඳ විස්තරයක් මෙම පොතෙන් කියවන්නාට ලබා දෙයි.   

කෝමා කලස්ටරයේ ඇති මන්දාකිණි වල වේගයන් එම කලස්ටරයේ ඇති සාමාන්‍ය අංශු වල බර මගින් පමනක් විස්තර කල නොහැකි බව Fritz Zwicky විසින් 1933 දී ගණනය කරන ලදි. එහි ඇති අදුර්ශ්‍යමාන අංශු වල බර සාමාන්‍ය අංශු වල බර මෙන් 400 ගුනයක් පමන වැඩිවිය යුතු බව ඔහුට වැටහින.  මෙම අදුර්ශ්‍යමාන අංශු වලට dark matter යන නම ඔහු විසින් යොදන ලදි.

මන්දාකිණි වල තරු ගමනාගමනය අධ්‍යනය කල Vera Rubin 1970 දී සෑම මන්දාකිණියකම බරෙන් 80% ක්ම dark matter බව පෙන්වා දුනි.

Bullet Cluster යේ ඇති සාමාන්‍ය අංශු අතර ඇති අන්තර්ක්‍රියා මගින් ඒවායේ ගමන මන්දගාමී වී ඇති මුත් එවැනි අන්තර්ක්‍රියා වලට හසුනොවූ dark matter වල ගමන අඩාල නොවීම නිසා ඒවා Bullet Cluster ය දෙපස මිකී මවුස් (mickey mouse) කන් දෙකක් මෙන් දිස්වේ.  (dark matter එසේ තිබෙන බව සොයා ගත්තේ gravitational lensing යනුවෙන් හැඳින්වෙන පසුබිමෙන් එන ආලෝකය ක්ලස්ටරය මගින් වක්‍ර කිරීම (bending) අධ්‍යයනය මගිනි.)

මෙවැනි වක්‍රමාර්ග වලින් dark matter යනුවෙන් හැඳින්වෙන අංශු තිබෙන බව දන්නා නමුත් ඒවා මොනවාද, ඒ අංශු අතර ප්‍රතිකියා ඇත්ද, යන්න තවමත් කිසිවෙකුවත් සොයා ගෙන නැත.

විද්‍යාඥයන් විසින් නොයෙකුත් dark matter අකෘති යෝජනා කර ඇත.  ඒවා නම් WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles—මෙවායේ බර මේ ලඟදී සොයාගත් Higgs boson යේ බරට සමාන බව යෝජනා වේ.), Asymmetric Dark Matter, Axions, neutrinos, හා MACHOs (Massive Compact Halo Objects).  මා කලින් කිවූ ලෙස මෙම මත වලින් හරි මතය කුමක්ද, මෙම මත සියල්ලම හරිද, මෙම මත සියල්ලම වැරදිද ආදී වූ නොයෙක් එකී නොකී සෑම ප්‍රතිඵලයක් ගැනම කිසිවෙකුට තවම කිසිවක් කිව නොහැක.

(See

https://www.facebook.com/groups/192569808188440/permalink/347206062724813/

)

මන්දාකිණියක ඇති සාමාන්‍ය අංශු කාලයාගේ ඇවෑමෙන්  විද්යුත් චුම්භක විකිරන පිට කිරීම මගින් මන්දාකිණි භ්‍රමණ තලයට (disk with spiral arms) සංක්‍රමණය වේ. එනමුත් dark matter වලට එවැනි බලපෑමක් නොමැති නිසා ඒවා මන්දාකිණිය වටා ගෝලා කාර හැඩයකට (galactic halo) පවතී. 

මෙම අදුර්ශ්‍යමාන අංශු ගැන ලීසා මෙසේ සිතයි.  Dark matter එකම අංශු ජාතියක් වියයුතුමද?  සාමාන්‍ය අංශු බොසෝන (bosons) ලෙප්ටෝන (leptons) ආදී වශයෙන් වෙන් වන අතර ඒවා අතර ඇති බලවේගයන් මගින් සංකීර්ණ පරමාණු සෑදී ඇත.  ඉලෙක්ට්‍රෝන හා ප්‍රෝටෝන අතර විද්යුත් චුම්භක ආකර්ශණයක් ඇත. මෙම ආකර්ශණයේ ප්‍රතිඵලයක් හැටියට විද්යුත් චුම්භක විකිරන පිට වේ.   දැනට dark matter අතර ප්‍රතිකියා නැති සේ පෙනෙන මුත්,  dark matter, සමාන්‍ය අංශු මෙන් සංකීර්ණ විය නොහැකිද? “dark proton” හා “dark electron” අතර ආකර්ශනයක් තිබිය හැකිද? එසේ නම් “dark radiation” පිට විය හැකිද? එසේ නම් සාමාන්‍ය අංශු මන්දාකිණියේ බ්‍රමන තලයට ආවා සේ මෙම weakly interacting dark matter මන්දාකිණියේ බ්‍රමන තලයේ තිබිය හැකිද? 

මෙසේ සිතූ ලීසා සහ ඇයගේ සගයන් ඒ අනුව ගණනය කල විට මන්දාකිණියේ බ්‍රමන තලයේ  thin dark matter disk එකක් තිබිය හැකි බව නිගමනය කලෝය.  ඒ පිළිබඳව ලිපියක් ලියා පල කල ලීසා ඒ ගැන කතාවක් පැවැත් වීම සඳහා ඇරිසෝනා විශ්ව විද්‍යාලයට ගියේය.  කතාව අවසන ඇසූ ප්‍රශ්න වලින් එකකට හැර අන් සෑම එකකටම ඇයට පහසුවෙන්ම උත්තර දීමට හැකි විය.  ඇයට උත්තර දීමට නොහැකි වූයේ මෙන්න මේ ප්‍රශ්නයටයි.

අපගේ සූර්යයා මණ්දාකිනිය වටා යන චලිත ගමනේ දී (oscillatory motion) මෙම dark matter disk එක හරහා යෑම නිසා Oort Cloud හී ඇතිවිය හැකි අස්ථාවරය නිසා සූර්යයා දෙසට ගමන් කල හැකි වල්ගා තරු වර්ශාවෙන් එකක් ඩයිනසෝරුවන් වඳ කල වල්ගා තරුව විය හැකිද?

මීට අවුරුදු මිලියන් 66 කට පෙර කිලෝමීටර් 10-15 ක පමන විශ්කම්භයක් ඇති වල්ගා තරුවක් මෙක්සිකෝවේ යුකටාන් (Yucatan) අර්ධද්වීපයේ chicxulub යන නමින් දැනට හඳුන්වන ගම කේන්ද්‍ර කොට ගත් පෙදෙස හා ඝට්ඨනය විය.  එම ඝට්ඨනය නිසා කිලෝමීටර් 200 ක විශ්කම්භයකින් යුතු ආවාටයක් ඇති විය.  මෙම ඝට්ඨනය නිසා සිදුවූ විපත ගැන ලීසා ඉතා හොඳ විස්තරයක් සපයයි.  මේ විපත හේතු කොට ගෙන ලොකු ඩයිනසෝරුවන් මෙම පොලෙවෙන් සදහටම වඳ වී ගියේය.

මෙවැනි ඝට්ඨන සෑම අවුරුදු මිලියන 30-35 කට වරක් සිදුවන බවට මතයක් පවතී.

සූර්යයා මන්දාකිණිය වටා ගමන් කරද්දී වරෙක මන්දාකිණි තලයේ ඉහලටත් පසුව නැවත හැරී මන්දාකිණි තලය හරහා පහලටත් ඉහල පහල යමින් රැල්ලක හැඩයක් ඇති මාර්ගයක ගමන් කරයි.  හිරු මෙවැනි උඩ පහල යෑම් 4 ක් පමන එක රවුමකදී කරයි.  එක රවුමක් යෑම සඳහා හිරුට අවුරුදු මිලියන් 240 ක් පමන ගත වේ.  මෙම රැලි ගමනේ විස්තාරය (amplitude of the wave) ආලෝක වර්ශ 200 පමන වේ.   දැනට හිරු මන්දාකිණි තලයට ආලෝක වර්ශ 65 ක් පමන ඉහලින් සිටියි.  Oort Cloud හී තිබෙන කුඩා අයිස් ග්‍රහයින් හා හිරු අතර තිබෙන ගුරුත්වාකර්ශන බලය ඉතාම අඩුය.  එම නිසා ඉතා සුලු තල්ලුවකින් (perturbation) මෙම කුඩා ග්‍රහයින් සූර්ය ග්‍රහ මණ්ඩලය තුලට හෝ ඉවතට විසි විය හැක.

හිරු මන්දාකිණි තලය හරහා ගමන් කිරීමේදී එම තලයේ ඇති දූවිලි වලාකුළු වලට මෙම තල්ලුව ලබ දිය හැක.  මන්දාකිණියේ ඇති සාමාන්‍ය අංශු පමනක් සලකා ගණනය කල විට හිරු මන්දාකිණි තලයේ සිට ඉහලට ගොස් ආපසු මන්දාකිණි තලයට එන කාලය  අවුරුදු මිලියන 50 - 60 ක් පමණ වේ.  මෙය මිලියන 30 - 35 කාලය හා නොසැසඳේ.  නමුත් ලීසා ගේ thin dark matter disk  එක තිබෙනවා යැයි සිතා ගණනය කල විට මෙම කාල්ස් සීමාව මිලියන් 32 දක්වා අඩු වේ.

Gaia (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) චන්ද්‍රකාවට මෙවැනි thin dark matter disk එකක් තිබෙනවා දැයි සෙවිය හැක.  එම චන්ද්‍රිකාවේ දෙවන දත්ත නිකුත් කිරීම (data release) මේ පසුගියදා සිදු විය.  එම දත්ත නිරීක්ශණයේදී මෙවැනි thin dark matter disk එකක් තිබෙනවාද නැද්ද යන්න තීරණය විය හැක.  

ඩයිනසෝරු වඳවීම හා thin dark matter අතර සම්බන්ධයක් නැති බව හෙලි වූවත් මෙය ඉතා හොඳ රචනයකි.  අතරින් පතර ඇති යතුරුලිවීමේ වැරදි නිසා කියවීමට මදක් අපහසු වූ මුත් ඉතා රසවත් කියවීමක් බව කීමට හැක.