வானியல் மூலம் பட்டியலிடப்பட்ட அனைத்து நட்சத்திரங்கள், கிரகங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் உலகளாவிய யதார்த்தத்தின் குறைந்தபட்ச பகுதியைக் குறிக்கின்றன என்பதை சமீபத்திய விண்வெளி அவதானிப்புகள் உறுதிப்படுத்துகின்றன. நவீன அண்டவியலில் மிகவும் துல்லியமான தரவுகளின்படி, பிரபஞ்சத்தின் 4.9% மட்டுமே பொதுவான பொருளால் ஆனது, இது உயிரினங்கள் மற்றும் புலப்படும் நட்சத்திரங்களை உருவாக்கும் அணுக்களால் உருவாகிறது. மீதமுள்ள 95.1% மனித கருவிகளால் நேரடியாகக் கண்டறியப்படாத இருண்ட பொருள் மற்றும் இருண்ட ஆற்றல் ஆகியவற்றுக்கு இடையே பிரிக்கப்பட்டுள்ளது.
பிரபஞ்சத்தின் இந்த பரந்த, கண்ணுக்குத் தெரியாத பகுதி சமகால அறிவியலின் மிகப்பெரிய புதிராகவே உள்ளது, ஏனெனில் அதன் இருப்பு ஈர்ப்பு விளைவுகள் மற்றும் விண்வெளியின் விரைவான விரிவாக்கம் மூலம் மட்டுமே ஊகிக்கப்படுகிறது. இந்த அறியப்படாத தனிமங்கள் இல்லாமல், விண்மீன் திரள்கள் ஒருங்கிணைப்பை இழக்கும் மற்றும் அறியப்பட்ட இயற்பியல் விதிகள் பிரபஞ்சத்தின் தற்போதைய கட்டமைப்பை விளக்க முடியாது. ஆராய்ச்சியாளர்களின் தற்போதைய சவால், ஒளியை வெளியிடாத, பிரதிபலிக்காத அல்லது உறிஞ்சாத பொருள் ஆதாரங்களைக் கண்டுபிடிப்பதாகும்.
இந்த கண்ணுக்கு தெரியாத கலவையின் முக்கிய தூண்கள்:
இருண்ட விஷயம்: மொத்தத்தில் சுமார் 26.8% பொறுப்பு, விண்மீன் திரள்களை ஒன்றாக வைத்திருக்கும் ஈர்ப்பு “பசை” ஆக செயல்படுகிறது.
இருண்ட ஆற்றல்: அண்டத்தின் தோராயமாக 68.3% ஐக் குறிக்கிறது மற்றும் பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தை துரிதப்படுத்தும் ஒரு விரட்டும் சக்தியாக செயல்படுகிறது.
பேரோனிக் பொருள்: மீதமுள்ள 4.9% மட்டுமே அன்றாட வாழ்வில் நாம் காணக்கூடிய மற்றும் தொடக்கூடிய அனைத்தையும் உருவாக்குகிறது.
ஃபிரிட்ஸ் ஸ்விக்கி மற்றும் விண்வெளியில் காணாமல் போன வெகுஜனத்தின் அவதானிப்புகள்
இந்த மர்மத்தின் வரலாற்று தோற்றம் 1933 ஆம் ஆண்டிலிருந்து தொடங்குகிறது, சுவிஸ் வானியலாளர் ஃபிரிட்ஸ் ஸ்விக்கி கோமா கிளஸ்டரில் உள்ள விண்மீன்களின் இயக்கத்தை பகுப்பாய்வு செய்தார். வானப் பொருட்களின் வேகம் புலப்படும் வெகுஜனத்துடன் பொருந்தாது என்பதை அவர் உணர்ந்தார், மறைந்திருக்கும் வெகுஜன ஈர்ப்பு இல்லை என்றால் விண்மீன் திரள்கள் பிரிக்கப்பட வேண்டும் என்று பரிந்துரைத்தார். கவனிக்கப்பட்ட அண்ட அமைப்புகளின் சிதைவைத் தடுக்கும் இந்த கண்ணுக்குத் தெரியாத செல்வாக்கை விவரிக்க ஸ்விக்கி என்ற சொல்லைப் பயன்படுத்தினார்.
ஸ்விக்கியின் முன்னோடிப் பணி ஆரம்ப சந்தேகத்தை சந்தித்தது, ஆனால் பல தசாப்தங்களுக்குப் பிறகு புதிய சுற்றுப்பாதை ஆய்வுகள் மூலம் வலுவான தத்துவார்த்த ஆதரவைப் பெற்றது. ஒளிரும் நிறை மற்றும் மாறும் நிறை ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள முரண்பாடு அண்டவியலின் நிலையான மாதிரியை மறுபரிசீலனை செய்ய வேண்டியதன் அவசியத்திற்கான மைய சான்றாக மாறியுள்ளது. தற்போது, விஞ்ஞானிகள் இந்த கண்ணுக்குத் தெரியாத நிறை பிரபஞ்சத்தின் பெரிய கட்டமைப்புகளை இணைக்கும் இழைகளாக எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகிறது என்பதை வரைபடப்படுத்த மேம்பட்ட கணினி உருவகப்படுத்துதல்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.
சுழல் விண்மீன்களின் இயக்கவியலில் வேரா ரூபினின் பங்களிப்பு
1970 களில், வானியலாளர் வேரா ரூபின், சுழல் விண்மீன் திரள்களின் சுழற்சியைப் படிப்பதன் மூலம் இருண்ட பொருள் இருப்பதற்கான உறுதியான அவதானிப்பு ஆதாரங்களை வழங்கினார். விண்மீன் திரள்களின் வெளிப்புற விளிம்புகளில் அமைந்துள்ள நட்சத்திரங்கள் விண்மீன் மையத்திற்கு அருகிலுள்ள நட்சத்திரங்களின் அதே வேகத்தில் நகர்வதை அவர் கண்டறிந்தார். கெப்லரின் விதிகளின்படி, மையத்திலிருந்து தூரம் அதிகரிக்கும் போது சுற்றுப்பாதை வேகம் குறையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது நடைமுறையில் ஏற்படவில்லை.
சுழற்சி வேகத்தில் இந்த சீரான தன்மை, ஒரு விண்மீனின் வெகுஜனத்தின் பெரும்பகுதி ஒளிரும் மையத்தில் குவிந்திருக்கவில்லை, மாறாக ஒரு விரிவான, கண்ணுக்கு தெரியாத ஒளிவட்டத்தில் விநியோகிக்கப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. ரூபினின் பணியானது கருப்பொருளை ஒரு கணித கருதுகோளிலிருந்து புறவிண்மீன் வானவியலைப் புரிந்துகொள்வதற்கான இயற்பியல் தேவையாக மாற்றியது. அப்போதிருந்து, இந்த வெகுஜனத்தை உருவாக்கும் துகளை அடையாளம் காணும் தேடலானது உயர் ஆற்றல் ஆய்வகங்களில் உலகளாவிய முன்னுரிமையாக மாறியுள்ளது.
பலவீனமாக ஊடாடும் பாரிய துகள்களை நேரடியாகக் கண்டறிவதில் தோல்விகள்
இருண்ட விஷயத்தை விளக்க துகள் இயற்பியலின் முக்கிய பந்தயம் WIMP களை உள்ளடக்கியது, இது பலவீனமாக ஊடாடும் பாரிய துகள்களின் சுருக்கமாகும். அமெரிக்காவில் உள்ள LUX-ZEPLIN டிடெக்டர் மற்றும் இத்தாலியில் உள்ள XENONnT போன்ற பல நிலத்தடி சோதனைகள் உலகம் முழுவதும் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன, இந்த துகள்கள் மற்றும் திரவ செனான் அணுக்களுக்கு இடையே அரிதான மோதல்களை கைப்பற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டது. இந்த சாதனத்தின் முன்னோடியில்லாத உணர்திறன் இருந்தபோதிலும், உறுதிப்படுத்தப்பட்ட மோதல்கள் எதுவும் இன்றுவரை பதிவு செய்யப்படவில்லை.
நேர்மறையான முடிவுகளின் பற்றாக்குறை மிகவும் பாரம்பரியமான இயற்பியல் மாதிரிகளை கேள்விக்குள்ளாக்குகிறது மற்றும் புதிர்க்கு சாத்தியமான மாற்றுகளை தேட கோட்பாட்டாளர்களை கட்டாயப்படுத்துகிறது. சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் கருப்பொருள் மிகவும் இலகுவான துகள்களான அச்சுகள் அல்லது பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு உருவான ஆதிகால கருந்துளைகள் போன்றவற்றால் ஆனது என்று கூறுகின்றனர். நேரடி கண்டறிதல் இல்லாததால் ஏற்படும் ஏமாற்றம், குவாண்டம் உணர்திறன் தொழில்நுட்பங்களுடன் விஞ்ஞான பரிசோதனையின் புதிய சகாப்தத்தை இயக்குகிறது.
பாலா கொத்து வெகுஜனப் பிரிவின் இயற்பியல் சான்றாகும்
பாலா கிளஸ்டர் என்று அழைக்கப்படும் இரண்டு விண்மீன் திரள்களின் மோதலை அவதானிப்பின் போது இருண்ட பொருளின் இருப்பின் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறனில் ஒன்று நிகழ்ந்தது. ஈர்ப்பு லென்சிங் மூலம், வானியலாளர்கள் மொத்த வெகுஜனத்தின் விநியோகத்தை வரைபடமாக்கினர் மற்றும் எக்ஸ்ரே தொலைநோக்கிகள் மூலம் கண்டறியப்பட்ட சூடான வாயுவின் இருப்பிடத்துடன் ஒப்பிட்டனர். நினைவுச்சின்ன தாக்கத்தின் போது புலப்படும் வாயுவிலிருந்து ஈர்ப்பு வெகுஜன பிரிக்கப்பட்டதாக முடிவு காட்டியது.
இந்த நிகழ்வானது, கிளஸ்டரில் உள்ள பெரும்பாலான பொருட்கள் மின்காந்த ரீதியாக தொடர்பு கொள்ளாது, சாதாரண வாயு போல வேகத்தை குறைக்காமல் மோதலை கடந்து செல்கிறது என்பதை நிரூபிக்கிறது. இத்தகைய அவதானிப்பு பல நிபுணர்களால் “புகைபிடிக்கும் துப்பாக்கி” என்று கருதப்படுகிறது, இது அணு பொருள் அல்லாத வேறு ஏதாவது இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது. நாம் பார்ப்பதற்கும் ஈர்ப்பு விசையால் ஈர்ப்பதற்கும் இடையே உள்ள இயற்பியல் பிரிப்பு, முதன்மையான அண்டவியல் மாதிரியை ஆதரிக்கும் ஒரு உண்மை உண்மை.
விரைவுபடுத்தப்பட்ட விரிவாக்கம் மற்றும் இருண்ட ஆற்றல் கருத்தாக்கத்தின் அறிமுகம்
இருண்ட பொருள் ஒரு பிணைப்பு முகவராக செயல்பட்டால், இருண்ட ஆற்றல் விண்மீன் திரள்களுக்கு இடையில் துரிதப்படுத்தப்பட்ட சறுக்கலை இயக்குவதன் மூலம் எதிர் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. தொலைதூர சூப்பர்நோவாக்களின் ஆய்வு மூலம் 1998 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, இந்த கண்ணுக்கு தெரியாத சக்தியானது விண்வெளியின் முழு வெற்றிடத்தையும் நிரப்புகிறது, இது நிலையான எதிர்மறை அழுத்தத்தை செலுத்துகிறது. பொருள் போலல்லாமல், பிரபஞ்சம் விரிவடையும் போது இருண்ட ஆற்றலின் அடர்த்தி குறையாது, இது அண்டவியல் நிபுணர்களை புதிர் செய்கிறது.
இந்த ஆற்றலின் தன்மை தெரியவில்லை, மேலும் இது பெரும்பாலும் வெற்றிட ஆற்றல் அல்லது இன்னும் விவரிக்கப்படாத இயற்கையின் ஐந்தாவது சக்தியுடன் தொடர்புடையது. மொத்த அமைப்பில் அதன் ஆதிக்கம் 68.3% என்பது பில்லியன் டாலர் கால அளவுகளில் பிரபஞ்சத்தின் இறுதி விதியை நிர்ணயிக்கும் என்பதைக் குறிக்கிறது. முடுக்கம் கவனிக்கப்பட்ட விகிதத்தில் தொடர்ந்தால், தொலைதூர விண்மீன் திரள்கள் இறுதியில் பூமியின் புலப்படும் அடிவானத்திலிருந்து மறைந்துவிடும், நமது பால்வீதி ஆழமான இடத்தில் தனிமைப்படுத்தப்படும்.
காஸ்மிக் மைக்ரோவேவ் பின்னணி கண்ணுக்கு தெரியாத பிரபஞ்சத்தின் விகிதாச்சாரத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது
பொருளுக்கும் ஆற்றலுக்கும் இடையிலான விகிதாச்சாரத்தின் உறுதியான உறுதிப்படுத்தல், பெருவெடிப்பின் ஒளிரும் எதிரொலியான அண்ட பின்னணிக் கதிர்வீச்சைப் பற்றிய ஆய்வில் இருந்து வருகிறது. பிளாங்க் செயற்கைக்கோள் போன்ற விண்வெளிப் பயணங்கள் இந்த ஆரம்ப சமிக்ஞையில் உள்ள சிறிய வெப்பநிலை மாறுபாடுகளை மில்லிமீட்டர் துல்லியத்துடன் வரைபடமாக்கியுள்ளன. இந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் இளம் பிரபஞ்சத்தின் கைரேகையாக செயல்படுகின்றன, இது தற்போது கவனிக்கப்பட்ட வடிவத்தை உருவாக்க தேவையான ஒவ்வொரு கூறுகளின் அடர்த்தியையும் கணக்கிட அனுமதிக்கிறது.
பிளாங்க் செயற்கைக்கோளின் அளவீடுகள், பிரபஞ்சம் தட்டையானது மற்றும் கண்ணுக்குத் தெரியாத கூறுகளால் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது என்ற மாதிரியை உறுதிப்படுத்துகிறது, இது பல மாற்று கோட்பாடுகளை நிராகரிக்கிறது. பல்வேறு அளவீட்டு முறைகளுக்கிடையேயான உடன்படிக்கை, ஆரம்பகால கதிர்வீச்சு முதல் நவீன ஈர்ப்பு லென்ஸ்கள் வரை, வழங்கப்பட்ட புள்ளியியல் தரவுகளில் விஞ்ஞான சமூகத்தின் நம்பிக்கையை வலுப்படுத்துகிறது. பிரபஞ்சத்தின் 95% ஐத் தொடாமல் அல்லது பார்க்காமல் கூட, விஞ்ஞானம் அதன் தாக்கத்தை கடுமையான கணித துல்லியத்துடன் அளவிட முடியும்.
விண்வெளி ஆராய்ச்சியின் எதிர்காலத்திற்கான தொழில்நுட்ப முன்னோக்குகள்
கண்ணுக்குத் தெரியாத பிரபஞ்சத்தைப் புரிந்துகொள்வதில் உள்ள முன்னேற்றங்கள், இந்த தசாப்தத்தில் செயல்பாட்டுக்கு வரும் புதிய தலைமுறை விண்வெளி ஆய்வகங்கள் மற்றும் தரை அடிப்படையிலான கண்டுபிடிப்பாளர்களைப் பொறுத்தது. உதாரணமாக, நான்சி கிரேஸ் ரோமன் விண்வெளி தொலைநோக்கி மில்லியன் கணக்கான விண்மீன் திரள்களை வரைபடமாக்குவதன் மூலம் இருண்ட ஆற்றலின் தன்மையை ஆராய்வதற்கான முக்கிய பணியாக இருக்கும். இதற்கிடையில், சிலியில் உள்ள வேரா சி. ரூபின் ஆய்வகம் இருண்ட பொருளால் ஏற்படும் சிதைவுகளைக் கண்டறிய வானத்தின் ஆழமான ஸ்கேன் செய்யும்.
இந்த புதிய கருவிகளின் தரவுகளின் ஒருங்கிணைப்பு, ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் கோட்பாட்டிற்கு அண்டவியல் அளவீடுகளில் மாற்றங்கள் தேவையா என்பதைச் சோதிக்க முடியும். மேலும், புதிய துகள்களுக்கான தேடல் துகள் முடுக்கிகளில் தொடர்கிறது, அங்கு விஞ்ஞானிகள் ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் ஆற்றல் நிலைமைகளை செயற்கையாக உருவாக்க முயற்சி செய்கிறார்கள். ஏறக்குறைய நூற்றாண்டு பழமையான இந்த மர்மத்திற்கான தீர்வு தொழில்நுட்பத்தின் புதிய எல்லைகளால் வெளிப்படுத்தப்படுவதற்கு நெருக்கமாக இருக்கலாம்.
இயற்பியலின் சாத்தியமான இருண்ட துறையின் தத்துவார்த்த சிக்கலானது
சில வளர்ந்து வரும் கோட்பாடுகள், இருண்ட பொருள் என்பது ஒரு வகை துகள்களால் ஆனது அல்ல, மாறாக அறியப்படாத இயற்பியலின் முழுப் பகுதியும் ஆகும். இது “இருண்ட அணுக்கள்” அல்லது “இருண்ட ஃபோட்டான்கள்” இருப்பதைக் குறிக்கும், அவை சாதாரண பொருளைப் பாதிக்காத சக்திகள் மூலம் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றன. இந்த கருதுகோள் சரியாக இருந்தால், கண்ணுக்கு தெரியாத பிரபஞ்சம் அதன் சொந்த கட்டமைப்புகள் மற்றும் தொடர்புகளைக் கொண்ட, நமக்குத் தெரிந்த உலகத்தைப் போலவே சிக்கலானதாகவும் வேறுபட்டதாகவும் இருக்கும்.
இந்த சாத்தியக்கூறு விஞ்ஞான ஆராய்ச்சியின் நோக்கத்தை விரிவுபடுத்துகிறது, மேலும் ஆழமான மற்றும் மிகவும் சிக்கலான யதார்த்தத்தின் மேற்பரப்பை மட்டுமே நாம் பார்க்கிறோம் என்று பரிந்துரைக்கிறது. இந்த இரண்டு உலகங்களின் அமைதியான சகவாழ்வு, புலப்படும் மற்றும் கண்ணுக்கு தெரியாதது, மனிதகுலத்திற்கான உடல் யதார்த்தத்தின் கருத்தை மறுவரையறை செய்கிறது. மீதமுள்ள 95% பிரபஞ்சத்தை புரிந்துகொள்வதற்கான பயணம், பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் மற்றும் செயல்பாட்டைப் பற்றிய முழுமையான புரிதலைத் தேடும் மனித ஆர்வத்தின் இறுதி முயற்சியைக் குறிக்கிறது.