Loosing the Nobel Prize

කතෘ: Brian Keating
ප්‍රකාශණය: W. W. Norton & Company 2018

සඳ නැති, වලාකුළු නැති, කළුවර රාත්‍රියක, විදුලි පහන් නොමැති තැනක සිට අහස දෙස නෙත් යොමුකල හොත් කලුවර අහස පුරා පැතිර ඇති තාරකා දැකිය හැක.  ඒ අතරම අහස පුරා දිවෙන, තාරකා අතරින් ඇදෙන, සිනිඳු වලාකුලක් ද දැකිය හැක.  මේ පෙනෙන්නේ අප සිටිනා ක්ශීර පථය (Milky Way) නම්වූ මන්දාකිණියයි (galaxy).  ඇල්බට් අයින්ස්ටයින් (Albert Einstein) විසින් 1916 දී සාමාන්‍ය සාපෙක්ෂතාවාදය (General Relativity) හඳුන්වා දෙද්දී මුළු විශ්වයම ක්ශීර පථය ලෙස පිලි ගැණින.  

එකදාස් නවසිය විසිගනන් වලදී කැලිෆෝර්නියාවේ විල්සන් කන්දේ දුරේක්ෂය මගින් ඇන්ඩ්‍රෝමීඩා නිහාරිකාව (nebula) තවත් මන්දාකිණියක් බව එඩ්වින් හබල් (Edwin Hubble) විසින් සොයා ගැනීමත් සමගම විශ්වය ක්ශීරපථයට වඩා ඉතා විශාල බව විද්‍යාඥයන්ට වැටහින.  හබල් විසින් මන්දාකිණි සමීක්ශනය කල විට අපට දුරින් ඇති මන්දාකිණි දුරට සාපෙක්ෂ වේග වලින් අපෙන් ඈත් වන බවද සොයා ගැනින.  මේ අනුව විශ්වය expansion (ව්‍යාප්තිය?) වන බව තේරුම් ගියේය.  එය එසේ නම් විශ්වය මින් කාලාන්තරයකට පෙර දැනට වඩා කුඩා විය යුතුය.  මෙම අදහස් කෙලවරක් කරා ගෙන ගිය හොත් විශ්වයට ආරම්භයක් තිබිය යුතුය.  රුසියානු විද්‍යාඥයෙකු වන ඇලෙක්සැන්ඩර් ෆ්‍රීඩ්මන් (Alexander Friedmann) සාමාන්‍ය සාපෙක්ශතා වාදයේ සමීකරණ වල එක් විසඳුමක් expanding universe බව සොයා ගන්නා ලදි.  ෆ්‍රීඩ්මාන් තරුණ වයසේදීම මිය ගිය නමුත් ඔහුගේ උපාධි ශිෂ්‍යයෙක් (graduate student) වන ජොර්ජ් ගැමෝව් (George Gamow) සහ කතෝලික පූජකයෙක් වන ජොර්ජ් ලැමීට්‍රි (Georges Lemaitre) මෙම ගණනය කිරීම් තවදුරට ඉදිරියට ගෙන ආවේය.  

දැනට ඇති හොඳම ගනනය අනුව විශ්වයේ ආරම්භය මීට අවුරුදු බිලියන 13.8 කට පෙර සිදු විය.

මේ අනාවැකි ගැන උරණ වූ විද්‍යාඥයින් ද විය.  එයින් එක් අයෙකු වන්නේ බ්‍රිතාන්‍ය ජාතික ෆ්‍රෙඩ් හොයිල් (Fred Hoyle) ය.  මේ තර්ක වලට අපහාසයක් හැටියට හොයිල් විසින් විශ්වයේ ආරම්භය "බිග් බෑංග්" (Big Bang) යනුවෙන් හඳුන්වන්නට පටන් ගත්තේය.  ඒ කාලයේ බ්‍රිතාන්‍ය තිබූ හුදී ජන සංවාද භාශිතයට (British slang) අනුව “බිග් බෑංග්” යනු ලිංගික රමනයක අවසානය හැඳින්වීම සඳහා යොදාගත් වචනයයි.  අපහාසයට යොදාගත් වචනයක් වුවද “බිග් බෑංග්” විශ්වයේ ආරම්භය හැඳින්වීම සඳහා හැමෝම පාවිච්චි කිරීමට පටන් ගත්තේය.

බිග් බෑංග් පිලිගත් විද්‍යාඥයන්ගේ ගණනය කිරීම් අනුව බිග් බෑංග් සිදුවීමෙන් අවුරුදු 380,000 යනතුරු විශ්වය විනිවිද නොපෙනන ප්ලාස්මා (plasma) ලෙස පැවතිනි.  මෙම ප්ලාස්මා සමයේ අවසානයත් සමග එතෙක් හිරවී තිබුනු පෝටොන් (photon) වලට නිදහසේ ගමන් කිරීමට හැකි විය.  විශ්වයේ ව්‍යාප්තියත් සමග මෙම ප්‍රයිමෝඩියල් පෝටොන (premedical photons) වල ශක්තිය අඩුවීමත් සමග දැන් මෙම ප්‍රයිමෝඩියල් පෝටොන තිබිය යුත්තේ මයික්‍රොවේව් කලාපයේ (microwave band) බව එම ගණනයන් තවදුරටත් හෙලි කලේය.

1965 දී රොබට් විල්සන් (Robert Wilson) හා ආනෝ පෙන්ශියාස් (Arno Penzias) විසින් මෙම මයික්රෝවේව් පසුතල විකිරණය (Cosmic Microwave Background Radiation) සොයා ගැනීමත් සමග බිග් බෑංග් විද්‍යාඥයන්ට නව පනක් ලැබිණ. (විල්සන්ට හා පෙන්ශියාස්ට මේ සොයාගැනීම සඳහා නොබෙල් ත්‍යාගය හිමි විය.)  

මින් මතු Cosmic Microwave Background Radiation සඳහා CMB යන සංකේතය යොදා ගනිමි.

එහෙත් බිග් බෑංග් න්‍යායේද (Big Bang Theory or Big Bang Model) නොවිසඳුනු ප්‍රශ්න තිබින.   

CMB සැම තැනම එක හා සමාන නිසා CMB ඉපදුනේ ප්ලාස්මාවෙන් නිසා ප්ලාස්මාව ද සැම තැනම එක හා සමාන විය යුතුය.  එසේ නම් සූර්යයන් හා මන්දාකිණි සැදුනේ කොහොමද?  මෙය the smoothness problem ලෙස හැඳින් වේ.  (මෙම ප්‍රශ්නයට පිලිතුරු ලැබුනේ 1989 දී අභ්‍යාවකාශයට යවන ලද Cosmic Background Explorer (COBE) චන්ද්‍රිකාව මගින් CMB වල විශමතාවන් සොයා ගැනීමෙනි.)

විශ්වයේ සෑම තැනකම CMB හී උෂ්ණත්වය කෙල්වින් 2.7 පමණ වේ.  විශ්වයේ ආලෝක වර්ශ බිලියන් ගනන් ඈතින් තිබෙන තැන් වල මේ එකම උශ්ණත්වය තිබෙන්නේ කෙසේද?  මෙය the Horizon Problem නමින් හැඳින් වේ.

පරීක්ශණ මගින් විශ්වය පැතැලි බව සොයා ගැනින.  එනම් විශ්වයේ ත්‍රිකෝණයක් ඇන්ද හොත් එහි කෝණ වල එකතුව අංශක 180 ක් වේ.  මේ පැතැලි බව ඇතිවීම සඳහා බිග් බෑංග් න්‍යායට අනුව විශ්වයේ මුලදී එක්තරා ඉතා තීරණාත්මක ඝනත්වයක් තිබිය යුතුය.  මෙය ඉතා අස්ථාවර තත්වයකි.  මෙය the Flatness Problem නමින් හැඳින් වේ.

1981 දී ඇලන් ගූත් (Alan Guth) විසින් යන Horizon Problem හා Flatness Problem ප්‍රශ්ණ සඳහා විසඳුමක් ඉදිරිපත් කලේය.   එය Inflationary Universe යනුවෙන් හැඳින් වේ.  විශ්වය ඉතාම ලාබාල කාලයේ දී ඉතා කෙටි කාලයකදී සිදු වූ මෙම ඉන්ෆ්ලේශනය නිසා විශ්වය සෑම තැනකම එක හා සමාන වූ අතර පැතලි වීමද සිදු විය.   මෙසේ inflation යක් සිද්ධ වූවා නම් ඒ නිසා ඇතිවූ ප්‍රයිමොඩියල් ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග (primordial gravitational waves) සොයා ගැනීමට හැකි යැයි මතයක් ඇතිවිය.

මෙම ප්‍රයිමොඩියල් ගුරුත්වාකර්ෂණ තරංග සෙවීම සඳහා කල පරීක්ශණය, එහි ප්‍රතිඵල ප්‍රසිද්ධියේ ප්‍රකාශ කිරීම, ඒ නිසා මාස තුනක පමණ කාලයක් මුළු ලොව පුරා ප්‍රසිද්ධියට පත් වීම, සහ එම ප්‍රතිඵල ක්ශීර පථයේ ඇති දූවිලි වලින් සිදු වූ බව හෙලි වීම නිසා ඉතා ඉහල ගිය බැලූනයක හුලං ගියාට පසු පොලවවට ඇද වැටෙන්නාක් මෙන් ඇද වැටීම පිළිබඳ කතාවයි මෙම පොතෙහි ඇත්තේ.

මෙය පොත බිම නොතබා කියවිය හැකි කතාවකි.  එහෙත් කතුවරයාගේ ආගම ඇදගැනීම් වැඩි නිසා කියවීමට මඳ අපහසුවක් දැනිණ.  මෙය කියවිය යුතුම පොතක් ලෙස නම් කිරීමෙන් වලකිමි.