கருங்குழி விவரங்கள் -black hole properties (2/4)

இதற்கு முந்திய பதிவில், விண்மீன்களில் என்ன இருக்கிறது, அவை எப்படி ஒளியை உமிழ்கின்றன, எதனால் சில விண்மீன்கள் கருங்குழியாக மாறுகின்றன என்பதைப் பார்த்தோம். இந்த பதிவில், கருங்குழியின் வித்தியாசமான பண்புகளைப் பார்க்கலாம்.

மிக அதிக நிறை உடைய விண்மீன்கள்தான் கருங்குழி ஆகும் என்பதை அறிவோம். அதனால், அவற்றின் நிறை ஈர்ப்பு விசை மிக அதிகமாக இருக்கும். மிக அதிகமாக என்றால் எவ்வளவு? கருங்குழிக்கு அருகில் வந்து விட்டால், எந்தப் பொருளும் அதை விட்டு செல்ல முடியாது. எந்தப் பொருளும் என்றால், அது இந்த அண்டத்தில் இருக்கும் எந்தப் பொருளையும் குறிக்கும். குறிப்பாக, ஒளி, கருங்குழியில் இருந்து தப்பி வர முடியாது. இது எல்லாப் பொருள்களையும் விழுங்கும் தன்மை கொண்டதால், இது ஒரு குழி (hole), அதாவது இதில் ஒரு பொருள் சென்று விட்டால், திரும்ப வராது என்ற பொருளில் இதன் பெயர் வழங்கப் படுகிறது. ஒளியையும் விழுங்கும் தன்மை கொண்டதால், இதற்கு கருங்குழி என்று பெயர்.

எந்தப் பொருளும் கருங்குழிக்கு அருகில் வந்து விட்டால் தப்ப முடியாது. அருகில் என்றால் எவ்வளவு அருகில்? அது ஒவ்வொரு கருங்குழியின் நிறையையும் பொறுத்தது. ஒவ்வொரு நிறைக்கும், ஒரு அளவு உண்டு. அந்த குறிப்பிட்ட தூரத்திற்கு ஆங்கிலத்தில் 'Event Horizon' ( நிகழ்வு விளிம்பு ) என்று பெயர். அதற்குள் ஒரு பொருள் சென்று விட்டால், அதைப் பற்றி எந்தத் தகவலும் வெளியில் இருப்பவர்களுக்கு தெரியாது. பொதுவாக, தகவலை ஓரிடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு அனுப்ப மின்காந்த அலைகளைப் பயன்படுத்தலாம். ஆனால், கருங்குழியில் இருந்து ஒளி (மின்காந்த அலை) கூட வெளி வர முடியாததால், எந்தத் தகவலும் வெளியில் வராது. இந்த ‘நிகழ்வு விளிம்பு'க்குள் நடக்கும் எந்த நிகழ்ச்சியைப் பற்றியும் வெளியில் இருப்பவர் பார்க்க முடியாது. அதனால்தான் இதற்கு ‘நிகழ்வு விளிம்பு' என்று பெயர்.

கருங்குழியில் நிறை ஈர்ப்பு விசை மிக அதிகம் என்பதை மீண்டும் நினைவு கொள்வோம். சரி, இப்பொழுது ஒருவர் ஒரு ராக்கெட்டில் பயணம் செய்து கருங்குழியை நோக்கிப் போகிறார் என்று வைத்துக் கொள்வோம். அப்போது என்ன நடக்கும்?

வெளியில் இருந்து பார்ப்பவர்களுக்கு, அவர் (அதாவது ராக்கெட்) கருங்குழிக்கு அருகில் செல்ல செல்ல, அவரது வேகம் குறைவது போல தோன்றும். உண்மையில் சொல்லப் போனால், வெளியில் இருந்து பார்ப்பவர்களைப் பொறுத்த வரை, அவரது ராக்கெட்டின் வேகம் குறையும் என்று தான் சொல்ல வேண்டும். இதை ‘சார்பியல்' என்ற relativity விளக்குகிறது.

அவர் கருங்குழியை நெருங்க நெருங்க, ராக்கெட்டின் வேகம் மேலும் மேலும் குறையும். அதனால், அவர் ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தை (எ.கா. 1 கி.மீ) கடக்க எடுத்துக் கொள்ளும் நேரம் அதிகமாகிக் கொண்டே போகும். இப்படி, கடைசியாக, அவர் ‘நிகழ்ச்சி விளிம்பைக்' கடப்பதை, வெளியில் இருப்பவர் பார்க்கவே முடியாது. ஏனென்றால், அதற்கு முடிவில்லாத (infinite)நேரம் ஆகும். இது வெளியில் இருப்பவர்களைப் பொறுத்த வரை நடப்பது.

ராக்கெட்டில் இருப்பவருக்கோ அப்படி இல்லை. அவர் கருங்குழியை நெருங்க நெருங்க, அதன் ஈர்ப்பு விசையால் இழுக்கப் படுவார். அவர் மிக மிக அதிக வேகத்தில் அதை நெருங்குவார். அவர் ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தை கடக்க குறைந்த நேரமே எடுத்துக் கொள்வார். அப்படிப் பார்த்தால், அவரைப் பொறுத்த வரை ஒரு மணி நேரத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தைக் கடந்தால், வெளியில் (பூமியில்) இருந்து பார்ப்பவர்களுக்கு அவர் அந்த தூரத்தை பல மணி நேரங்களில் கடந்தது போலத் தெரியும். அவர் கருங்குழிக்கு எவ்வளவு அருகில் இருக்கிறார் என்பதைப் பொறுத்து, பல வருடங்கள் கூட கடந்தது போல தெரியும்.

அவர் தன் நேரப்படி, 12 மணி நேரத்திற்கு முன், மற்றும் 12 மணி நேரத்திற்கு பின் என்று இரண்டு போட்டோக்களை எடுத்து பூமிக்கு அனுப்பினால், நமக்கு முதல் போட்டொ கிடைத்து, பல நாள் அல்லது ஆண்டுகள் கழித்துதான் இரண்டாவது போட்டோ வரும். ஆனால், இரண்டாவது போட்டோவிலும் அவர் வயது முதல் போட்டோவை விட 12 மணி அதிகம் போல தெரியும். (எ.கா. முகத்தில் ஷேவ் செய்து முதல் போட்டோ எடுத்தால், இரண்டாவது போட்டோவில் கொஞ்சம் மாறுதல் தெரியும், அவ்வளவே). நாம் “இந்த மனிதர் பல ஆண்டுகள் கழித்து கூட இளமையாக இருக்கிறாரே என்று நினைப்போம்”. அதே சமயம், அவரது காமிராவில் நேரம் அந்த போட்டோக்களில் பதிந்து இருந்தால், அவை 12 மணி நேர வித்தியாசம் மட்டுமே காட்டும்.

இங்கு சொல்ல வருவது என்ன என்றால், அந்த ராக்கெட்டில் இருக்கும் உயிர் உள்ள பொருள்கள் (மனிதர்) , மற்றும் உயிரற்ற பொருள்கள் (காமிராவில் இருக்கும் கடிகாரம்) இரண்டிற்குமே நேரம் மெதுவாகத் தான் செல்லும். இது ஒரு வெளித்தோற்றம் அல்ல. உண்மையிலேயே, அந்த ராக்கெட்டில் நேரம் மெதுவாகத்தான் செல்கிறது. ஆனால், அந்த ராக்கெட்டில் இருப்பவர்களுக்கு, இருக்கும் பொருள்களுக்கு, அது இயல்பாகவே இருக்கும். அவர் தான் மெதுவாக வயதடைவதாக உணர மாட்டார். சாதாரணமாகவே உணர்வார்.

சரி, அடுத்து இன்னொரு விஷயம். கருங்குழி, ஒளியைக் கூட வெளியில் விடாது என்று பார்த்தோம். ஆனால், குவாண்டம் இயற்பியலின் அடிப்படையில், ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் அவர்கள் ஆராய்ச்சி செய்து, கருங்குழியில் இருந்து ஒளி கதிர்வீச்சு வரும் என்று நிரூபித்தார். அது உண்மையில் கரும்குழியில் இருந்து 'தப்பி' வருவது அல்ல. வெற்றிடத்தில் இருந்து வருவது (!) . கருங்குழியைச் சுற்றி இருக்கும் வெற்றிடத்தில் இருந்து வருவது என்று கணக்கிட்டார்.

அடுத்த பதிவில் ஏன் கருங்குழி இந்த மாதிரி வித்தியாசமாக இருக்கிறது என்ற காரணங்களைப் பார்ப்போம்.