ஜேம்ஸ் வெப் தொலைநோக்கி பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தின் வேகம் பற்றிய மர்மத்தை ஆழமாக்குகிறது மற்றும் அறிவியலுக்கு சவால் விடுகிறது

ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கியின் புதிய உயர்-துல்லிய அளவீடுகள் நவீன வானியலில் மிகப்பெரிய விவாதங்களில் ஒன்றை தீவிரப்படுத்தியுள்ளன, இது பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்க விகிதத்தில் ஒரு தொடர்ச்சியான முரண்பாட்டை உறுதிப்படுத்துகிறது. விஞ்ஞானிகள் “ஹப்பிள் டென்ஷன்” என்று அழைப்பதை இந்த முடிவுகள் வலுப்படுத்துகின்றன, இது உள்ளூர் பிரபஞ்சத்தில் அளவிடப்பட்ட மதிப்புகள் மற்றும் பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படையிலான கணிப்புகளுக்கு இடையிலான மோதல்.

இந்த அடிப்படை வேறுபாடு நிலையான அண்டவியல் மாதிரியை கேள்விக்குள்ளாக்குகிறது, இது பிரபஞ்சத்தின் பரிணாமத்தை விளக்குவதற்கு மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கோட்பாடு. முன்னோடியில்லாத துல்லியத்துடன் முந்தைய தரவைச் சரிபார்ப்பதன் மூலம், அளவீட்டுப் பிழைகள் சிக்கலுக்குக் காரணம் என்ற சாத்தியத்தை Webb நீக்கியது, இந்த நிகழ்வை விளக்க புதிய இயற்பியலின் இருப்பைக் கருத்தில் கொள்ள விஞ்ஞான சமூகத்தை கட்டாயப்படுத்தியது.

ஹப்பிள் மாறிலி என்பது விண்மீன் திரள்கள் ஒருவருக்கொருவர் விலகிச் செல்லும் வேகத்தை விவரிக்கும் அளவுரு ஆகும். அதே மாறிலிக்கு இரண்டு வெவ்வேறு மதிப்புகள் உள்ளன என்பதை உறுதிப்படுத்துவது, அது எப்படி, எப்போது அளவிடப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்து, பிரபஞ்சத்தின் கூறுகளான இருண்ட ஆற்றல் மற்றும் கரும் பொருள் பற்றிய நமது புரிதல் முழுமையடையாமல் இருக்கலாம் என்று கூறுகிறது.

பிரபஞ்ச முட்டுக்கட்டையின் தோற்றம்

இரண்டு வகையான அளவீடுகளுக்கு இடையிலான எண் வேறுபாட்டில் சர்ச்சை உள்ளது. அருகிலுள்ள பிரபஞ்சத்தின் அவதானிப்புகள், செபீட்ஸ் மற்றும் சூப்பர்நோவா போன்ற நட்சத்திரங்களை “நிலையான மெழுகுவர்த்திகளாக” பயன்படுத்தி, ஒரு மெகாபார்செக்கிற்கு வினாடிக்கு தோராயமாக 73 கிலோமீட்டர்கள் (ஒரு மெகாபார்செக் என்பது சுமார் 3.26 மில்லியன் ஒளி ஆண்டுகளுக்கு சமமானதாகும்) விரிவாக்க வீதத்தைக் குறிக்கிறது. இப்போது ஜேம்ஸ் வெப்பால் சுத்திகரிக்கப்பட்ட இந்தத் தரவு, பல தசாப்தங்களாக ஹப்பிள் விண்வெளி தொலைநோக்கியால் செய்யப்பட்ட அளவீடுகளுடன் ஒத்துப்போகிறது.

மறுபுறம், காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி கதிர்வீச்சின் பகுப்பாய்வு – பெருவெடிப்பின் எதிரொலி – ஐரோப்பிய விண்வெளி ஏஜென்சியின் (ESA) பிளாங்க் செயற்கைக்கோள் போன்ற பணிகளால் மேற்கொள்ளப்பட்டது, மெதுவான விரிவாக்க விகிதத்தை கணித்துள்ளது, ஒரு மெகாபார்செக்கிற்கு வினாடிக்கு 67 கிலோமீட்டர். இந்த வேறுபாடு, சிறியதாகத் தோன்றினாலும், புள்ளியியல் ரீதியாக முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது மற்றும் புறக்கணிக்க முடியாது, இது அண்ட வரலாற்றைப் பற்றிய நமது புரிதலில் உள்ள குறையைச் சுட்டிக்காட்டுகிறது.

எட்வின் ஹப்பிளின் மரபு மற்றும் விரிவாக்கம்

விரிவடையும் பிரபஞ்சம் பற்றிய யோசனை 1920 களில் வானியலாளர் எட்வின் ஹப்பிள் என்பவரால் நிறுவப்பட்டது. பெரும்பாலான விண்மீன் திரள்கள் நம்மிடமிருந்து விலகிச் செல்வதையும், அதிக தொலைவில் உள்ளவை வேகமாக நகர்வதையும் அவர் கவனித்தார். இந்த புரட்சிகரமான கண்டுபிடிப்பு, நவீன அண்டவியலின் தூணான ஹப்பிள் மாறிலிக்கு வழிவகுத்தது.

இந்த மாறிலியின் சரியான மதிப்பைத் தீர்மானிப்பது வானியற்பியலின் பல பகுதிகளுக்கு முக்கியமானது. இந்த எண் பிரபஞ்சத்தின் வயதைப் பற்றிய கணக்கீடுகளை நேரடியாக பாதிக்கிறது, தோராயமாக 13.8 பில்லியன் ஆண்டுகள் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, மேலும் அதன் அடிப்படை பொருட்களின் விகிதத்தை தீர்மானிக்க உதவுகிறது.

ஹப்பிள் மாறிலியில் ஏற்படும் எந்த மாற்றமும் இருண்ட ஆற்றல், அண்ட விரிவாக்கத்தை விரைவுபடுத்தும் மர்ம சக்தி மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் பெரும்பகுதியை உருவாக்கும் டார்க் மேட்டர் பற்றிய நமது புரிதலில் எதிரொலிக்கிறது. பிரபஞ்சத்தின் இறுதி விதியை கணிக்க துல்லியமான மதிப்பு அவசியம்.

வெவ்வேறு காஸ்மிக் அளவீட்டு முறைகள்

ஹப்பிள் மாறிலியைக் கணக்கிட வானியலாளர்கள் இரண்டு வெவ்வேறு அணுகுமுறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர், மேலும் இரண்டின் முரண்பட்ட முடிவுகள் பதற்றத்தை உருவாக்குகின்றன. முதல் முறை “உள்ளூர்” அல்லது மிக சமீபத்திய பிரபஞ்சத்தில் கவனம் செலுத்துகிறது. இது ஒரு “காஸ்மிக் தொலைவு ஏணியின்” கட்டுமானத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது விண்மீன் தூரத்தை அளவிடுவதற்கு அறியப்பட்ட பிரகாசத்தின் பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது.

செபீட் மாறி நட்சத்திரங்கள், அவற்றின் உள்ளார்ந்த ஒளிர்வுடன் நேரடியாக தொடர்புடைய ஒரு தாளத்துடன் துடிக்கிறது, இந்த ஏணியின் முதல் படிகளாக செயல்படுகிறது. அதிக தூரத்தில், வானியலாளர்கள் வகை Ia சூப்பர்நோவாவைப் பயன்படுத்துகின்றனர், இது மிகவும் நிலையான உச்ச பிரகாசத்தை அடையும் நட்சத்திர வெடிப்புகள், காஸ்மிக் பீக்கான்களாக செயல்படுகின்றன.

இரண்டாவது முறை தொலைதூர கடந்த காலத்தைப் பார்க்கிறது, காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணியை (CMB) பகுப்பாய்வு செய்கிறது. பெருவெடிப்புக்கு 380,000 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு வெளிப்படும் இந்த புதைபடிவ ஒளி, பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப நிலைகளின் வரைபடத்தைக் கொண்டுள்ளது. CMB இல் சிறிய வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் நிலையான அண்டவியல் மாதிரியைப் பயன்படுத்தி இன்று விரிவாக்க விகிதம் என்னவாக இருக்க வேண்டும் என்பதைக் கணிக்க முடியும்.

ஜேம்ஸ் வெப்பின் அகச்சிவப்புக் கதிர்களில் அவதானிக்கும் திறன், செபீட்ஸில் இருந்து வரும் ஒளியை இன்னும் துல்லியமாக அளவிட அனுமதிக்கிறது, ஏனெனில் அது ஹப்பிளின் அவதானிப்புகளை மறைத்த பிரபஞ்ச தூசி வழியாக செல்ல முடியும். இந்த மேம்பட்ட தெளிவு, உள்ளூர் அளவீடுகள் சரியானவை என்பதை உறுதிப்படுத்தியது, மர்மத்தைத் தீர்ப்பதற்குப் பதிலாக அதை ஆழமாக்குகிறது.

ஜேம்ஸ் வெப் தொலைநோக்கியின் தீர்க்கமான பங்கு

ஜேம்ஸ் வெப்பின் சமீபத்திய பங்களிப்புகள் ஹப்பிள் பதற்றத்தைத் திடப்படுத்துவதில் முக்கியமானவை. வகை Ia சூப்பர்நோவாக்களைக் கொண்ட விண்மீன் திரள்களில் செபீட்களைக் கவனிப்பதன் மூலம், தொலைநோக்கி அண்ட தூர ஏணியை முன்னோடியில்லாத துல்லியத்துடன் அளவீடு செய்தது. பெறப்பட்ட தரவு ஹப்பிள் முடிவுகளுடன் சரியாகச் சீரமைக்கப்பட்டது, கருவிகள் அல்லது வழிமுறைகளில் உள்ள முறையான பிழைகள் முரண்பாட்டிற்கு காரணம் என்ற கருதுகோளை நீக்குகிறது.

கூடுதலாக, PEARLS (ரியோனைசேஷன் மற்றும் லென்சிங் அறிவியலுக்கான பிரைம் எக்ஸ்ட்ராகேலக்டிக் பகுதிகள்) போன்ற கண்காணிப்பு திட்டங்களில், வெப், விண்மீன் கூட்டங்கள் போன்ற பாரிய பொருட்களால் ஏற்படும் ஒளி-வளைக்கும் விளைவு – ஈர்ப்பு லென்சிங் மூலம் ஒளி சிதைந்து மற்றும் பெருக்கப்பட்ட சூப்பர்நோவாக்களை ஆய்வு செய்தது. இந்த அவதானிப்புகள் ஹப்பிள் மாறிலியை அளவிடுவதற்கான ஒரு சுயாதீனமான முறையை வழங்குகின்றன, மேலும் ஆரம்ப முடிவுகள் அதிக மதிப்பை சுட்டிக்காட்டுகின்றன, உள்ளூர் பிரபஞ்சத்தின் அளவீடுகளை வலுப்படுத்துகின்றன.

பிரபஞ்சத்தின் நிலையான மாதிரியை மறு மதிப்பீடு செய்தல்

பிரபஞ்சத்தின் கலவை மற்றும் பரிணாமத்தை விவரிக்கும் கோட்பாடான லாம்ப்டா-சிடிஎம் மாதிரியில் அடிப்படையிலேயே தவறு அல்லது முழுமையடையாத ஒன்று இருக்கலாம் என்று ஹப்பிள் பதற்றத்தின் நிலைத்தன்மை தெரிவிக்கிறது. இந்த மாதிரியானது பிரபஞ்சமானது சாதாரணப் பொருள், குளிர் இருண்ட பொருள் மற்றும் நிலையான இருண்ட ஆற்றல் ஆகியவற்றால் ஆனது என்று கருதுகிறது, இது கிரேக்க எழுத்தான லாம்ப்டாவால் குறிக்கப்படுகிறது. இந்த முரண்பாடுகளில் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட கூறுகள் முன்பு நினைத்ததை விட வித்தியாசமாக செயல்படக்கூடும் என்பதைக் குறிக்கிறது. மிகவும் விவாதிக்கப்பட்ட கருதுகோள்களில் ஒன்று “முதன்மையான இருண்ட ஆற்றல்” இருப்பது, இது பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்க விகிதத்தை பாதித்து பின்னர் சிதறடிக்கும் ஆற்றல் வடிவமாகும். மற்ற சாத்தியக்கூறுகளில் இருண்ட பொருள் மற்றும் பிற துகள்களுக்கு இடையே தெரியாத தொடர்புகள் அல்லது மலட்டு நியூட்ரினோக்கள் போன்ற கவர்ச்சியான துணை அணு துகள்களின் இருப்பு ஆகியவை அடங்கும். இந்த புதிரைத் தீர்ப்பது இயற்பியலில் ஒரு புதிய புரட்சிக்கு வழிவகுக்கும், மேலும் அண்டத்தை நிர்வகிக்கும் அடிப்படை விதிகள் பற்றிய நமது பார்வையை மறுவரையறை செய்யலாம்.

அவதானிப்பு அண்டவியல் எதிர்காலம்

NASA மற்றும் ESA இன் விஞ்ஞானிகள் உட்பட உலகளாவிய வானியல் சமூகம், ஹப்பிள் விகாரத்தை ஆராய அணிதிரட்டப்பட்டுள்ளது. விவாதம் இனி முரண்பாடு உண்மையானதா என்பதைப் பற்றியது அல்ல, மாறாக அதன் அர்த்தம் என்ன என்பதைப் பற்றியது.

ஆராய்ச்சியின் புதிய எல்லைகள்

ஜேம்ஸ் வெப் தொடர்ந்து மையப் பாத்திரத்தை வகிப்பார், அண்ட தூர ஏணியின் அளவீடுகளை மேலும் செம்மைப்படுத்துவதற்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்ட கண்காணிப்பு திட்டங்களுடன். கோட்பாட்டு விளக்கங்கள் கடுமையாக சோதிக்கப்படும் அளவுக்கு நிச்சயமற்ற தன்மையைக் குறைப்பதாகும்.

இதற்கிடையில், சிலியில் வரவிருக்கும் Vera C. Rubin Observatory போன்ற விண்வெளியிலும் நிலத்திலும் உள்ள மற்ற ஆய்வுக்கூடங்கள், சூப்பர்நோவாக்கள் மற்றும் ஈர்ப்பு லென்சிங் பற்றிய ஒரு பெரிய அளவிலான தரவை வழங்கும், இது பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்க வரலாற்றை முன்னோடியில்லாத வகையில் விரிவாக வரைபடமாக்குவதற்கு புதிய சாளரங்களை வழங்கும்.