செய்திகளில் ஏன்?
கனடியன் ஹைட்ரஜன் இன்டென்சிட்டி மேப்பிங் எக்ஸ்பெரிமென்ட் (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) அல்லது CHIME, தனது சொந்த ஆய்வுகளை மட்டுமே பயன்படுத்தி தொலைதூர ஹைட்ரஜன் உமிழ்வைக் கண்டறிந்துள்ளது. பிரிட்டிஷ் கொலம்பியா பல்கலைக்கழகம் 2026 செப்டம்பர் 28 அன்று ஆய்விதழ் வெளியீட்டை அறிவித்தது; இந்தியாவின் அறிவியல் துறை செப்டம்பர் 30 அன்று இதனைச் சுட்டிக்காட்டியது. CHIME என்பது கனடாவின் பிரிட்டிஷ் கொலம்பியாவில் உள்ள பென்டிக்டன் அருகே அமைந்துள்ள ஒரு ரேடியோ தொலைநோக்கி ஆகும். பேரண்டம் முழுவதும் பருப்பொருள் எவ்வாறு பரவியுள்ளது என்பதை ஆராய்வதற்காக ஹைட்ரஜனில் இருந்து வரும் மெல்லிய கதிர்வீச்சை இது அளவிடுகிறது. இந்தப் புதிய முடிவு பேரண்டம் சுமார் ஐந்து பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையானதாக இருந்த ஒரு காலகட்டத்துடன் தொடர்புடையது. முன்னதாக, இதன் அண்டவியல் ஹைட்ரஜன் அளவீடுகள் வெளிப்புற விண்மீன் திரள் ஆய்வுகளுடனான ஒப்பீட்டையே சார்ந்திருந்தன. இந்தத் தனித்த கண்டறிதல் அண்ட விரிவாக்கத்தைக் கற்பதற்கான ஒரு முறையை வலுப்படுத்துகிறது; ஆனால் இருண்ட ஆற்றல் (dark energy) என்றால் என்ன என்பதை இது நிறுவவில்லை.
குறிப்பிட்ட திசையை நோக்காமல், பரந்த ஆய்விற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட தொலைநோக்கி
CHIME-இன் நான்கு பெரிய பிரதிபலிப்பான்கள் வழக்கமான திருப்பக்கூடிய வட்டுகளைப் போல் இல்லாமல், நீளமான, திறந்த அரை-உருளைகளைப் போலக் காணப்படுகின்றன. ஒவ்வொன்றும் சுமார் 20 மீட்டர் அகலமும் 100 மீட்டர் நீளமும் கொண்டவை. பூமியின் சுழற்சி வானத்தின் வெவ்வேறு பகுதிகளைப் பார்வைக்குக் கொண்டுவரும்போது இவை நிலையாகவே இருக்கின்றன. இந்த வடிவமைப்பு, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஒரு பொருளிலிருந்து மற்றொரு பொருளுக்கு ஒற்றை வட்டை நகர்த்துவதற்குப் பதிலாக, ஒரு பரந்த பகுதியில் மீண்டும் மீண்டும் ஆய்வுகளை மேற்கொள்ள உதவுகிறது.
இந்தப் பிரதிபலிப்பான்கள் 1,024 இரட்டை-துருவமுனைப்பு ஏற்பிகளுக்காக ரேடியோ அலைகளைச் சேகரிக்கின்றன. திசை மற்றும் அதிர்வெண் குறித்த தகவல்களைப் பெறுவதற்காக மின்னணுக் கருவிகள் அவற்றின் சமிக்ஞைகளை ஒன்றிணைக்கின்றன. இந்தக் கருவி 400–800 மெகாஹெர்ட்ஸ் வரம்பில் செயல்படுகிறது, அதாவது ஒரு விநாடிக்கு நூற்றுக்கணக்கான மில்லியன் அலைச் சுழற்சிகள் ஆகும். எனவே, இதன் கட்டமைப்பும் கணினி அமைப்பும் ஒரே அளவீட்டுச் செயல்முறையின் பகுதிகளாக உள்ளன: கதிர்வீச்சைச் சேகரிப்பது என்பது ஒரு பயனுள்ள வானியல் சமிக்ஞையைப் பிரித்தெடுப்பதன் தொடக்கம் மட்டுமே ஆகும்.
ஹைட்ரஜன் ஏன் அண்டக் கட்டமைப்பைக் கண்டறிய உதவும்
நடுநிலை ஹைட்ரஜன் சுமார் 21 சென்டிமீட்டர் அலைநீளத்துடன் தொடர்புடைய ரேடியோ கதிர்வீச்சை வெளியிட முடியும். நடுநிலை என்றால் அந்த அணு அயனியாக்கம் செய்யப்படாமல் தனது எலக்ட்ரானைத் தக்கவைத்துக் கொண்டுள்ளது என்று பொருள். ஹைட்ரஜன் பரவலாகக் காணப்படுவதால், அதன் ஒருங்கிணைந்த உமிழ்வு பெரிய பகுதிகள் முழுவதும் பருப்பொருளின் பரவலைக் கண்டறிய உதவும். செறிவு வரைபடமாக்கல் (Intensity mapping) என்பது ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட விண்மீன் திரளின் தனித்தனி, விரிவான படத்தைக் கோருவதற்குப் பதிலாக இந்தக் கூட்டுச் சமிக்ஞையை அளவிடுகிறது.
கதிர்வீச்சு விண்வெளியில் பயணிக்கும்போது அண்ட விரிவாக்கம் அதன் அலைநீளத்தை நீட்டுகிறது. கதிர்வீச்சு கண்ணுக்குத் தெரியும் சிவப்பு ஒளியாக இல்லாவிட்டாலும் கூட, இது அண்டவியல் சிவப்புப் பெயர்ச்சி (cosmological redshift) என்று அழைக்கப்படுகிறது. நீண்ட அலைநீளம் என்பது குறைந்த அதிர்வெண்ணைக் குறிக்கிறது. இந்தப் பெயர்ச்சியை அளவிடுவது வானியலாளர்கள் கதிர்வீச்சை அண்ட வரலாற்றின் வெவ்வேறு கட்டங்களுடன் தொடர்புபடுத்த உதவுகிறது. எனவே, வானின் திசையுடன் அதிர்வெண் தகவலை இணைப்பது முப்பரிமாண வரைபடத்திற்கான ஒரு வழியை வழங்குகிறது.
வயதுக்கும் கடந்த காலத்திற்கும் இடையிலான வேறுபாடு முக்கியமானது. பேரண்டம் சுமார் ஐந்து பில்லியன் ஆண்டுகள் பழமையானதாக இருந்தபோது அதனைக் கவனிப்பது என்பது சுமார் ஒன்பது பில்லியன் ஆண்டுகள் பின்னோக்கிப் பார்ப்பதைக் குறிக்கிறது. அந்தச் சமிக்ஞை ஐந்து பில்லியன் ஆண்டுகள் மட்டுமே பயணித்தது என்று இதற்குப் பொருள் அல்ல. இந்த ஆய்வு, அந்தத் தொலைதூரப் பகுதி இன்று எப்படி இருக்கிறது என்பதைக் காட்டாமல், தற்போதைய அளவீட்டைப் பேரண்டத்தின் முந்தைய நிலையுடன் இணைக்கிறது.
மிகப் பிரகாசமான குறுக்கீடுகளிலிருந்து ஒரு மெல்லிய சமிக்ஞையைப் பிரித்தெடுத்தல்
இதில் உள்ள அறிவியல் சவால் என்னவென்றால், மற்ற ரேடியோ சமிக்ஞைகளுடன் ஒப்பிடும்போது நமக்குத் தேவையான ஹைட்ரஜன் உமிழ்வு மிகவும் பலவீனமாக உள்ளது. நமது சொந்த விண்மீன் திரளின் உமிழ்வு, மனிதர்களின் ரேடியோ குறுக்கீடுகள் மற்றும் கருவிகளின் விளைவுகள் ஆகியவை அதனை மறைத்துவிடக்கூடும். அந்த மாசுகளிலிருந்து அண்டவியல் சமிக்ஞையைப் பிரித்தறிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் மேம்படுத்தப்பட்ட செயலாக்கம் மற்றும் சோதனைகளைப் பயன்படுத்தினர். முன்னணியில் உள்ள கதிர்வீச்சை அகற்றும்போது, தேடப்படும் மெல்லிய சமிக்ஞையையும் சேர்த்து அகற்றிவிடாமல் தவிர்க்க வேண்டும்.
இந்த ஆய்வு 2019-ஆம் ஆண்டில் சேகரிக்கப்பட்ட 94 இரவுகளின் ஆய்வுத் தரவுகளைப் பகுப்பாய்வு செய்தது. செப்டம்பர் மாத ஆய்விதழ் வெளியீட்டிற்கு முன்பே இதன் முன்பதிப்பு (preprint) பகிரப்பட்டிருந்தது, எனவே இந்த ஆய்வுத் தரவுகள் இந்த வாரம் புதிதாகச் சேகரிக்கப்பட்டவை அல்ல. இந்தப் பகுப்பாய்வு கருவியின் முழு வரம்பிற்குள் ஒரு குறுகிய அதிர்வெண் இடைவெளியைப் பயன்படுத்தியது. கண்டறியப்பட்டதாகத் தோன்றும் சமிக்ஞை குறுக்கீடுகள் அல்லது அளவீட்டுப் பிழைகளால் ஏற்பட்டிருக்கக்கூடுமா என்பதைத் தொடர்ச்சியான சோதனைகள் ஆராய்ந்தன.
தனித்த (Standalone) என்பது கண்டறிதல் சான்றின் ஆதாரத்தை விவரிக்கிறதே தவிர, மற்ற ஆய்வுகள் பயனற்றவை என்ற வாதத்தை அல்ல. முந்தைய ஒப்பீடுகள் CHIME ஆய்வுகளுக்கும் சுயாதீனமாக வரைபடமாக்கப்பட்ட விண்மீன் திரள்களுக்கும் இடையிலான ஒற்றுமையைத் தேடின. இந்தப் புதிய பகுப்பாய்வு, கண்டறிதலுக்கு அந்த வெளிப்புறத் தொடர்பு தேவைப்படாமலேயே CHIME-இன் சொந்தத் தரவுகளிலிருந்து ஹைட்ரஜன் சமிக்ஞையை மீட்டெடுத்தது. பிற கருவிகளுடனான ஒப்பீடுகள் இன்னும் விளக்கங்களைச் சோதிக்கவும் முறையான பிழைகளை வெளிக்கொணரவும் உதவும்.
இருண்ட ஆற்றல் குறித்த கேள்விக்கு இது அளிக்கும் பங்களிப்பு
பேரண்டத்தின் விரிவாக்க வரலாற்றை ஆராய வானியலாளர்கள் வெவ்வேறு அண்டக் காலங்களில் பருப்பொருளின் பரவலைப் பயன்படுத்துகின்றனர். அந்த விரிவாக்கத்தின் வேக அதிகரிப்பிற்கான அறியப்படாத விளக்கத்திற்குக் கொடுக்கப்பட்ட பெயரே இருண்ட ஆற்றல் ஆகும். இது CHIME-ஆல் நேரடியாகப் புகைப்படம் எடுக்கப்பட்ட ஒரு பொருள் அல்ல. ஹைட்ரஜன் ஒரு தடங்காட்டியை வழங்குகிறது, அதன் அளவிடப்பட்ட அமைப்பு அண்டப் பரிணாம மாதிரிகளை வரையறுக்க உதவும்.
இது இந்த முடிவை பரந்த அறிவியல் திறன் கொண்ட ஒரு அளவீட்டு முறையின் செயல்விளக்கமாக மாற்றுகிறது. வெவ்வேறு ஆய்வுகள் ஒரே மாதிரியான விரிவாக்கக் கதையைக் கூறுகின்றனவா என்பதை ஒரு நம்பகமான ஆய்வு சோதிக்க முடியும். அந்தத் திறனைத் துல்லியமான அண்டவியல் வரையறைகளாக மாற்றுவதற்கு இன்னும் கூடுதல் ஆய்வுகளும் முறையான பிழைகளைக் கவனமாகக் கையாள்வதும் தேவைப்படுகின்றன. வெற்றிகரமான சமிக்ஞைக் கண்டறிதல் என்பது ஒரு அவசியமான படியே தவிர, அந்தக் கருவி ஆராய்வதற்காக உருவாக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு கேள்விக்குமான பதில் அல்ல.
முடிவுரை
கண்டறிதலை உறுதிப்படுத்த மற்றொரு ஆய்வைச் சார்ந்திராமல் தொலைதூர ஹைட்ரஜன் சமிக்ஞையை மீட்டெடுத்ததே CHIME-இன் சாதனையாகும். இது ரேடியோ செறிவிலிருந்து பெரிய அளவிலான வரைபடங்களை உருவாக்குவதற்கு ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு ஒரு வலுவான அடிப்படையை வழங்குகிறது. அந்த வரைபடங்களை விரிவுபடுத்திச் சோதிப்பதன் மூலமும், பின்னர் அண்ட விரிவாக்கம் குறித்த போட்டி விளக்கங்களை ஆராய அவற்றைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும் அடுத்தகட்ட அறிவியல் பயன் கிடைக்கும்.