කළු කුහර ගැන දැනගනිමු...

කළු කුහර එහෙමත් නැතිනම් Black Hole කියන්නේ මෑත ඉතිහාසයේ අභ්‍යාවකාශ විද්‍යාව තුළ බොහෝ සෙයින් කතාබහට ලක්වෙන මාතෘකාවක්.ඇත්තටම මොකක්ද මේ කළු කුහරයක් කියන්නේ ?

සරලවම කීවොත් කළු කුහරයක් කියන්නේ මේ විශ්වය තුළ පවතින කිසිම පදාර්ථයකටවත් අවම තරමින් දැනට විශ්වයේ පවතින වේගවත්ම දේ වෙච්ච ආලෝකයටවත් මිදී යාමට නොහැකි අධි ගුරුත්වාකර්ශනයක් සහිත විශ්වය තුළ පවතින ස්කන්ධය වැඩිම වස්තූන්වලට.

කළු කුහර වර්ග දෙකක් තියෙන බව මෙ වෙද්දි හොයාගෙන තියෙනවා.

1.Stellar mass black holes (තාරකා ප්‍රමාණයේ කළු කුහර)

අපේ සූර්යයාට වඩා කීප ගුණයකින් වැඩි තරුවලින්( බොහෝවිට සූර්යයාට වඩා 10 ගුණයක පමණ ස්කන්ධයකින් වැඩි) තමයි තාරකා ප්‍රමාණයේ කළු කුහරයක් බිහි වෙන්නේ.මේ කළු කුහරයක් බිහිවීමට මුලින් තාරකාවක් ලෙස අවුරුදු මිලියන හෝ බිලියන ගණනක් ගත කරනවා.තරුවක් කියන්නේ හයිඩ්‍රිජන් පරමාණු මුල් කරගෙන නිර්මාණය වෙච්ච ග්‍රහ වස්තුවක්.තරුවක් ශක්තිය නිපදවන්නේ මේ හයිඩ්‍රිජන් පරමාණු න්‍යශ්ටික වියලන (nuclear fussion) ක්‍රියාවලිය මඟින් හීලියම් බවට පරිවර්ථනය කිරීමෙන්.මේ අවස්ථාවේදී ඇතිවන විකිරණ බලය තාරකාවේ ගුරුත්ව බලයට ප්‍රතිවිරුද්ධව ක්‍රියා කරනවා, මෙහෙම ක්‍රියා කරන හින්දා තරුවේ හරය  (core) එක හා පිටත කොටස හා ස්ථායීව පවතිනවා.

මේ විදිහට කාලයක් ගතවෙද්දි තාරකාවේ core එකේ පවතින අධික පීඩනය සහ තාපය නිසා යඩක වැනි බර මූලද්‍රව්‍යයයන් නිපදවෙනවා.මේ විදිහට හයිඩ්‍රිජන් පරමාණු ක්ෂය වෙමින් බර ලෝහ නිපදවීම නිසා තාරකාව මගින් නිපදවන විකිරණ ශක්තිය ටිකෙන් ටික අඩුවෙන්ට පටන් ගන්නවා, අවසානයට තාරකාවේ ගුරුත්වය සහ විකිරණ මඟින් ඇති කරන පීඩනය සමපාත නොවී අස්ථායී භාවයට පත්වීම හින්දා එකවිටම තාරකාවේ පිටත පිහිටි ස්ථරයන් තාරකාව තුළට කඩාවැටෙනවා.මෙහෙම කඩාවැටුණාම විශාල ශක්තියක් හා මූලද්‍රව්‍යයන් විශ්වයට නිදහස් කරමින් සුපර්නෝවා පිපිරීමක් ඇතිවෙනවා.සුපර්නෝවා පිපිරීම අවසානයේ තාරකාවේ මධ්‍යයේ පිහිටි core එක නියුට්‍රෝන තරුවක් හෝ ප්‍රමාණවත් තරම් ස්කන්ධයක් ඇතිනම් කළු කුහරයක් බවට පත් වෙනවා.

මෙම කළු කුහරය බිහිවීමට මුල් වූ තාරකාව කිලෝමීටර මිලියන හෝ බිලියන ගණනක විශ්කම්භයක් සහිත වූවත් කළු කුහරයක් බවට පත්වුණාට පස්සේ ස්කන්ධය හැකිලීම නිසා ඉතා කුඩා තත්වයකට පත්වෙන්ට පුළුවන්.උදාහරණෙකට අපේ පෘථිවිය කළු කුහරයක් වීමටනම් එහි සම්පූර්ණ ස්කන්ධය අපි පාවිච්චි කරන කාසියක් තරම් කුඩා වෙන ගාණටම හැකිළෙන්ට ඕනෑ.

2.Super massive black holes (සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහර)

මෙම කළු කුහර බොහෝ විට දක්නට ලැබෙන්නේ මන්දාකිණියක(Galaxy) මධ්‍යයේ වන අතර අපගේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය අයිති වෙන ක්ෂීර පථ මන්දාකිණිය(Milky Way Galaxy) මධ්‍යයේ පිහිටලා තියෙන කළු කුහරය හදුන්වන්නේ Sagittarius A කියලා.අපේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය පිහිටලා තියෙන්නේ ඒ කළු කුහරයේ ඉදලා ආලෝක වර්ෂ(ආලෝකය වර්ෂයක් තුළ ගමන් කරන දුර=296000x60x60x24x365) 26000ක් විතර දුරින්.

මේ කළු කුහරයේ ප්‍රමාණය අපේ සූර්‍යයාගේ ස්කන්ධය වගේ ස්කන්ධ මිලියන 4ක්(සූර්‍ය ස්කන්ධ මිලියන 4ක්) විතර වෙනවා.

ඒත් මීටත් වඩා විශාල සුපිරි දැවැන්ත කළු කුහර මේ විශ්වයේ තියෙනවා.මෑතකදී ඡායාරූප ගත කළ M87 කියන කළු කුහරය අපේ සූර්යයාගේ ස්කන්ධය වගේ ස්කන්ධ බිලියන 6.5ක් විතර වෙනවා.

නමුත් තාරකා ප්‍රමාණයේ කළු කුහර හැදෙන හැටි ගැන විද්‍යාඥයන්ට පැහැදිලි කරන්ට පුළුවන් වුණත් මේ අති විශාල කළු කුහර හැදෙන හැටි ගැනනම් තාම පිළිගත් මතවාදයක් නෑ.

මතවාද කිහිපයක් මේ වෙද්දි ඉදිරිපත් වෙලා තිබුණත් ඒවාත් විවාදාපන්නයි.

1.කුඩා කළු කුහර බොහෝ ප්‍රමාණයක් එකතු වී දැවැන්ත කළු කුහරයක් නිර්මාණය වීම.

2.විශාල ප්‍රමාණයේ වායු වලාවක් ගුරුත්වාකර්ශණය නිසා සංකෝචනය වීමෙන්.

3.අඳුරු පදාර්ථ මගින් ඇති වූ තාරකා(dark stars) එකට එකතු වී නිර්මාණය වීම.(අඳුරු තාරකා යනු තවමත් සොයාගෙන නොමැති උපකල්පනයකට සීමා වූවක් පමණි.)

4.කුඩාවට බිහි වූ කළු කුහරයක් අවට ඇති වායු වලා,තාරකා,ආකාශ වස්තු ගිල දමා විශාල වීම.

මේවාගෙන් පළවෙනි කරුණ සිදුවෙන්ට තියෙන ඉඩකඩ බොහොම අඩුයි.මොකද විශ්වය බිහිවෙලාත් දැනට අවුරුදු බිලියන 13.5ක් විතර තමයි වෙන්නේ.ඒ හින්දා කළු කුහර බිහි වෙලා පසුව තවත් කළු කුහර සමඟ එක් වීමට එම කාලය මදි කියලායි උපකල්පනය කරලා තියෙන්නේ.

* කළු කුහර නිරීක්ෂණය කිරීම.

කළු කුහර වෙනත් ආකාශ වස්තූන් වගේ නිරීක්ෂණය කිරීමේ හැකියාවක් නෑ, මොකද කළු කුහර කියන්නේ ආලෝකය පවා ඇද ගන්නා අධි ගුරුත්වාකර්ශණයකින් යුක්ත අභ්‍යාවකාශ වස්තුවක් නිසා එයින් ආලෝකයක් පිට කරන්නේ නෑ.එහි වටා තියෙන Accretion Disk එක මගින් දෘෂ්‍ය ආලෝකය නිකුත් කළත් එය නිරීක්ෂණයට අභ්‍යාවකාශයේ තිබෙන දූවිලි අංශු වැනි දේවල්වලින් බාධා එල්ල වෙනවා.ඒ නිසා කළු කුහර නිරීක්ෂණය සඳහා විද්‍යාඥයන් යොදාගන්නේ රේඩියෝ දුරේක්ෂ (Radio Telescope) කියන දුරේක්ෂ වර්ගය.

රේඩියෝ දුරේක්ෂ

මේ රේඩියෝ දුරේක්ෂවලින් සාමාන්‍ය දුරේක්ෂවලින් වගේ දෘශ්‍ය ආලෝකය හරහා කරන නිරීක්ෂණය කිරීම් නෙවෙයි සිදු කරන්නේ.මේ කළු කුහරවල ප්‍රධාන වශයෙන් Singularity,Event Horizon,Innermost Stable Orbit,Accretion Disk කියලා කොටස් තුනක් තියෙනවා.මෙයින් singularity කියන කොටස තමා අධි ඝනත්වයකින් යුතු කළු කුහරයට අයත් වෙන්නේ.Event horizon එහෙමත් නැතිනම් සිදුවීම් ක්ෂිතිජය කියන කොටස කළු කුහරයේ අධික ගුරුත්වාකර්ෂණය බල පවත්වන කොටස,මේ කොටසෙන් ඇතුළට ගමන් කරන කිසිම දෙයකට නැවත ගැලවී යාමේ හැකියාවක් නෑ.ඒ වගේම යම්කිසි ස්කන්ධයක් තියෙන වස්තුවකට කළු කුහරයක් වටා කක්ෂගතවීමට හැකි අවසාන සීමාව තමා Innermost Stable Orbit කියන්නේ.මෙ දක්වා ඕනෑ ම ස්කන්ධයක් සහිත වස්තුවකට කළු කුහරය තුළට ඇදී නොයා කක්ෂගත වීමේ හැකියාව තියෙනවා.  ඊ‍ළඟට තියෙන Accretion Disk එක කියන්නේ කළු කුහරය වටා එහි ගුරුත්වාකර්ශනය නිසා අධික වේගයෙන් ගමන් කරන දූවිලි හා වායු වලාවක්.

මේ විදිහට ගමන් කරන දූවිලි වළාව වේගයෙන් ගමන් කරන හින්දා මෙයින් රේඩියෝ තරංග(Radio Waves),X-කිරණ(X-Rays),ආලෝකය පිටවෙනවා.නමුත් එයින් නිකුත් වෙන ආලෝකයට විශ්වයේ තියෙන වායු වළා,දූවිළි අංශු වගේ දේවල්වලින් බාධා ඇතිවෙන්ට පුළුවන්.ඒ නිසා ඒ ක්‍රමය එතරම් සාර්ථක නැති හින්දා තමයි ඉහතින් පෙන්නලා තියෙන රේඩියෝ තරංග මේ කළු කුහර නිරීක්ෂ‍ණය කිරීමට යොදාගත්තේ.

මේ රේඩියෝ දුරේක්ෂවල තියෙන්නේ විශාල පැරාබොලික් තැටියක්(parabolic dish) එකක්.මේකට ග්‍රහණය කරගන්න රේඩියෝ තරංග දත්ත  සුපිරි පරිගණක භාවිතා කරලා විශ්ලේශණය කරලා තමයි පියවි ඇසට පෙනෙන ඡායාරූපයක් බවට කළු කුහරයේ ඡායාරූපය පත් කරේ, ඒ වගේ ම ලෝකයේ ස්ථාන කීපයක තිබුණ රේඩියෝ දුරේක්ෂ 8ක් සම්බන්ධ කරලා නිර්මාණය කරගත්ත Virtual Telescope එකක් මගින් තමයි මේ ඡායාරූපය අරගෙන තියෙන්නේ.මේ විදිහට සකස් කරගත්ත Virtual Radio Telescope එක Event Horizon Telescope(EHT) නමින් හඳුන්වනවා.

event horizon telescope එක නිර්මාණය කිරීම සඳහා යොදාගත් Radio telescopeවල පිහිටීම

මේ විදිහට ඡායාරූප ගත කළේ මුලින් සඳහන් කළ අපිට ආලෝක වර්ෂ මිලියන 53ක් දුරින් පිහිටලා තියෙන M87 කියන super massive වර්ගයේ කළු කුහරය.

EMH මඟින් ලබාගත් M87 කළු කුහරයේ ඡායාරූපය

* කළු කුහරයක අවසානය

විශ්වයේ තියෙන අනෙක් හැම දේකටම වගේම කළු කුහරයටත් අවසානයක් තියෙනවා.නමුත් කළු කුහරයක අවසානය සිදු වෙන්ට ගතවන කාළයනම් ගණන් කළ නොහැකි තරම් කාලයක්,සමහරවිට ඒ අවුරුදු ට්‍රිලියන ට්‍රිලියන ගණනක් වෙන්නට පුළුවන්.විශ්වය තුළ සෑම තැනකම ඇතිවන Virtual Particles තමා කළු කුහරයක ආයුෂ නිමා වීමට හේතු වෙන්නේ.මේ Virtual Particleවල එකක් ධන (+) ස්කන්ධයකිනුත් අනික සෘණ (-) ස්කන්ධයකිනුත් යුක්ත වෙනවා.මේ වගේ Virtual particle කළු කුහරයක Event Horizon එක ආසන්නයේ නිර්මාණය වුණොත් සමහරවිට එහි ධන ස්කන්ධයට කළු කුහරයේ ගුරුත්වාකර්ෂණයෙන් මිදී යාමටත් සෘණ ස්කන්ධයක් සහිත Virtual particle කළු කුහරය තුළට ඇදී යාමටත් පවතින හැකියාව වැඩියි.මේ ආකාරයට කළු කුහරය තුළට ඇදී යන සෘණ ස්කන්ධයක් සහිත Virtual Particles නිසා කළු කුහරයේ ස්කන්ධය ටිකෙන් ටික අඩුවෙන්නට පටන් ගන්නවා.ඒ වගේ ම කළු කුහරයේ ගුරුත්වාකර්ෂණයෙන් මිදී යන ධන Virtual Particle විකිරණ ලෙස පිට වෙනවා.ඒවා හදුන්වන්නේ Hawking Radiation(මෙය සොයාගන්නා ලද්දේ Stephen Hawking නම් විද්‍යාඥයා විසිනි.) නමින්.මේ විදිහට කළු කුහරයක ස්කන්ධය අඩුවෙන්ට අඩුවෙන්ට මේ ක්‍රියාවලිය වේගවත් වෙනවා.මෙහෙම ස්කන්ධය අඩුවේගෙන ගිහින් අවසානයේ දී අධික පිපුරුමක් ඇතිවෙලා කළු කුහරයේ සියළු ශක්තිය විශ්වයට මුදා හැරීමෙන් කළු කුහරයේ අවසානය සිදු වෙනවා.

(සියළු ඡායාරූප අන්තර්ජාලයෙනි.)

Article Writer - G Mangala Thero