කලු කුහරවල බිහි වීම ඇල්බට් අයින්ස්ටයින්ගේ සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයේ ඍජු ප්රතිඵලයක් බව පෙන්වා දෙමින් රොජර් පෙන්රෝස් සිදු කල න්යායික කාර්යභාරයට සහ අපගේ ම මන්දාකිනිය වන ක්ෂීර පථයෙහි කේන්ද්රයේ අතිවිශාල කලු කුහරයක් සොයා ගැනීම වෙනුවෙන් රයින්හාඩ් ගෙන්සෙල් හා අන්ද්රෙයා ගේස්ට, 2020 වසරේ භෞතික විද්යා නොබෙල් ත්යාගය පිරිනමනු ලැබ ඇත.
“මේ වසරේ නොබෙල් ත්යාගලාභීන්ගේ සොයා ගැනීම්, සුසංහිත හා අතිවිශාල වස්තූන් පිලිබඳ අධ්යයන ක්ෂේත්රය තුල නව මාවතක් විවෘත කර ඇත” යි භෞතික විද්යා නොබෙල් කමිටුවේ සභාපති ඩේවිඩ් හාවිලන්ඩ් සංවිධානයේ මධ්ය නිවේදනය තුල ප්රකාශ කලේ ය. “එහෙත් මෙම අසාමාන්ය වස්තු, පිලිතුරු අපේක්ෂා කරන හා අනාගත පර්යේෂන අභිප්රේරනය කරන තවත් බොහෝ ප්රශ්න ඉස්මතු කරයි. ඒවාට හුදෙක් එම වස්තුවල අභ්යන්තර ව්යූහය පිලිබඳ ව පමනක් නො ව, කලු කුහරයකට ක්ෂනික ව ආසන්න ප්රදේශයේ පවතින ආන්තික කොන්දේසි යටතේ ගුරුත්වය පිලිබඳ අපගේ න්යාය පරීක්ෂාවට බඳුන් කරන්නේ කෙසේදැයි යන්න පිලිබඳ ප්රශ්න ද අඩංගුයි” යි ඔහු වැඩිදුරටත් සඳහන් කලේ ය.
රොජර් පෙන්රෝස් සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයේ ක්ෂේත්රයට යොමු වුනේ ඔහුගේ වෘත්තීය ජීවිතයේ මුල් කාලයේ දී ය. 1931 දී එසෙක්ස්හි කොල්චෙස්ටර් ප්රදේශයේ උපන් පෙන්රෝස්, ඔහුගේ වයස 20 ගනන්වල මුල දී, ස්ථල විද්යාව නමින් හැඳින්වෙන ක්ෂේත්රයක් වන විවිධාකාර හැඩයන්ගේ ජ්යාමිතික ගුන සහ අවකාශීය සබඳතා අධ්යයනය කිරීමේ අධ්යයන ක්ෂේත්රයේ නව ක්රම වර්ධනය කලේ ය. තමන් තුලට ම හැකිලෙන, ස්වභාවයෙන් චක්රීය වන වස්තූන් තැනීමෙහි කෙල පැමිනි පෙන්රෝස්, කොතරම් විශේෂඥයෙක් වූයේ ද යත්, නෙදර්ලන්ත චිත්ර ශිල්පී එම්. සී. එෂර්ගේ වඩාත් ම සුප්රකට ජ්යාමිතික දෘෂ්ටි භ්රමයන්ගෙන් බොහොමයකට අනුප්රානය සැපයී ය.
මූලික ප්රශ්නයක් වන කලු කුහර පැවතිය හැකි ද යන්නට පිලිතුරු දීම සඳහා, සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය විසින් විස්තර කරනු ලබන අවකාශ-කාලයේ ආවේනික වක්ර ස්වභාවය අධ්යයනය කිරීමට, පෙන්රෝස් ඊ ලඟ දශකයේ දී මෙම හැකියාවන් ව්යවහාර කලේ ය.
ඝනත්වයෙන් ඉතා අධික හා ආලෝකයට පවා වියෝ විය නො හැකි තරමේ විශාල ගුරුත්වාකර්ෂනයක් සහිත කලු කුහරයක් පිලිබඳ සංකල්පය සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයට අලුත් දෙයක් නො වේ. ඉංග්රීසි තාරකා විද්යාඥ ජෝන් මිචෙල් විසින් 1783 දී ද, ප්රන්ස ගනිතඥ පියරේ-සිමොන් ලප්ලාස් විසින් 1796-1799 දී ද මෙම අදහස පලමු වරට යෝජනා කරනු ලැබී ය. පැරනි ශතවර්ෂයේ දී නිව්ටන් විසින් සම්පාදනය කරන ලද රාමුව යොදාගත් ඔවුහු, අවම උපකල්පනයන් සහිත ව, ආලෝකයට වියෝ විය නො හැකි ගුරුත්වාකර්ෂනයක් සහිත එතරම් විශාල වස්තුවක් න්යායික ව තැනිය හැකි බව අවබෝධ කර ගත් හ.
1915 නොවැම්බරයේ දී විශ්වීය ගුරුත්ව න්යායක් පිලිබඳ වැඩ කටයුතු අයින්ස්ටයින් විසින් සම්පූර්න කිරීමෙන් අනතුරු ව ගත වුනු මාස හා අවුරුදුවල දී, අයින්ස්ටයින් හා අනෙකුත් බොහෝ පුද්ගලයෝ මෙම වැඩ කටයුතු විස්තාරනය කල හ. පලමු ලෝක යුද්ධය සමයේ, රුසියානු පෙරමුනේ සිටි ජර්මානු හමුදාවේ සිටින අතර 1916 ජනවාරියේ අයින්ස්ටයින්ගේ සමීකරනවලට ප්රථම විසඳුම තද්භව කර ගන්නා ලද කාල් ෂ්වාට්ස්චයිල්ඩ්, එක් ලක්ෂ්යයක දී ආලෝකය ද ඇතුලු කිසිදු පදාර්ථයකට වියෝ විය නො හැකි තරමේ ගුරුත්වයක් සහිත වස්තුවක් පිලිබඳ ව යෝජනා කලේ ය. ඊට අමතර ව, මිචෙල් හා ලප්ලාස් යෝජනා කල නිව්ටෝනියානු අගය සමග ප්රතිඵලය ගැලපුනි. කාලතුවක්කු නිලධාරියෙක් ලෙස යුද සේවයේ යෙදී සිටිය දී ම ඉන් මාස හතරකට පසු ෂ්වාට්ස්චයිල්ඩ් මිය යාම නිසා, තවදුර ප්රතිපදානයන් කිරීමට ඔහුට හැකි නො වී ය.
ගනිතමය කටයුතු විසඳමින් තිබුනු නමුත්, එවන් වස්තුවක් සත්ය වසයෙන් ම තනනු ලැබිය හැකිදැයි යන්න ගැන දශක ගනනක් තිස්සේ නො එකඟතාවක් පැවතියේ ය. තාරකාවක් වැනි පදාර්ථයේ විශාල ගෝලාකාර බෝලයක්, විශ්වාස කල නො හැකි තරමේ ඝනත්වයකින් යුත් අනන්ත ලක්ෂ්යය නමින් හැඳින්වෙන එවන් වස්තුවක් බවට බිඳ වැටිය හැකි යයි, ඇමරිකානු භෞතික විද්යාඥ රොබට් ඔපන්හයිමර් යෝජනා කලේ ය. මෙයට අයින්ස්ටයින් පවා එකඟ නො වූ අතර, විවාදය 1960 ගනන් දක්වා ඉදිරියට ඇදුනි.
ස්ථල විද්යාව පිලිබඳ තම අවබෝධය, කලු කුහර සංකල්පයට ව්යවහාර කල පෙන්රෝස් 1964 දී හා 1965 දී ක්ෂේත්රයට ඇතුලු වෙයි. දැන් උගුල්ගත පෘෂ්ට නමින් හැඳින්වෙන සංකල්පයක් යොදා ගනිමින්, අවසන් ලක්ෂ්යය වන ඉසව් ක්ෂිතිජය, ඇතුලත සැඟ ව තිබෙන න්යායික අනන්ත ලක්ෂ්යයට සම්බන්ධ කල හැකි බව ඔහු සොයා ගත්තේ ය. ඉසව් ක්ෂිතිජයෙන් ඔබ්බට ගිය කල, කාරනය වන්නේ පදාර්ථයට වියෝ වී යා නො හැකි බව නො ව, එහි චලිතය සෑමවිට ම අනන්ත ලක්ෂ්යය වෙතට යොමු වී තිබෙන බව පෙන්රෝස් පෙන්නුම් කලේ ය.
මෙය සතුව විවිධාකාර ගම්යයන් ඇත. වඩාත් ම ප්රති-අන්තර්ඥානීය දෙයක් වන්නේ, කලු කුහරයකින් වියෝවීමට උත්සාහ කිරීම ගැටලු වඩා ගැඹුරු කිරීම පමනක් සිදුකිරීම යි. උදාහරනයක් ලෙස, පෘථිවියේ ගුරුත්වයෙන් වියෝ වීම සඳහා, පුද්ගලයෙකුට ග්රහලෝකයේ වියෝග ප්රවේගයෙන් ඉහලට තෙරපී යන රොකට්ටුවක් භාවිතා කොට, සෞරග්රහ මන්ඩලයේ අනෙකුත් කොටස් වෙත සංචාරය කල හැක. ඊට විපරීත ව, ඉසව් ක්ෂතිජයකින් වියෝ වීමට දරන එවන් ඕනෑ ම උත්සාහයක්, පුද්ගලයෙකු අනන්ත ලක්ෂ්යය වෙතට ඇද වැටීම වේගවත් කරන අතර, එය එක්තරා වර්ගයක අන්තරීක්ෂ අනතුරකි.
එතැන් පටන්, කලු කුහර පිලිබඳ අපේ අවබෝධයට කේන්ද්රීය වී ඇති එවන් ප්රතිඵල, මේ වසරේ නොබෙල් ත්යාගයේ අනෙක් අර්ධය සම්පූර්න කල පරීක්ෂනාත්මක සොයා ගැනීම් සඳහා රාමුව සම්පාදනය කලේ ය.
පෙන්රෝස් සහ තවත් බොහෝ පුද්ගලයන් කලු කුහරවල න්යායික යටිවැද්දුම් ස්ථාපනය කරමින් සිටින අතරතුර, ඒ සමයේ සිදු කල විවිධ පරීක්ෂන එවන් අතිවිශාල වස්තූන් පවතින බව සහ එම වස්තූන් අනෙකුත් පදාර්ථ කොටස් සමග සිදු කරන ගුරුත්වාකර්ෂන අන්තර්-ක්රියාවල දී ඍජු ව නිරීක්ෂනය කරනු ලැබිය හැකි බව ශක්තිමත් ලෙස ඇඟවුම් කරමින් තිබුනි. 1950 ගනන් සහ 1960 ගනන්වල දී සිදු කරන ලද නිරීක්ෂන, දල වසයෙන් අපගේ සෞරග්රහ මන්ඩලයේ තරමට සමාන වන අතර ම, අපගේ සමස්ත මන්දාකිනියේ ශක්ති ප්රතිදානය මෙන් එක් දහස් ගුනයක ශක්ති ප්රතිදානයක් සහිත තාරකා විද්යාත්මක වස්තූන් සොයා ගත්තේ ය.
ක්වාසරයන් යනුවෙන්ද හැඳින්වෙන මෙම වස්තු වඩ වඩා සොයා ගනු ලබද්දී, එක ම සත්යාභාසී විග්රහය වූයේ, පදාර්ථයේ යෝධ ප්රමාන කලු කුහර බවට වඩ වඩා පත් වෙමින්, ආලෝක වර්ෂ මිලියන සිය ගනනක් හෝ බිලියන ගනනක් හරහා පවා දිදුලන තරමේ ආලෝකයක් විමෝචනය කරන බවයි. මෙම ක්වේසරයන් වනාහි මන්දාකිනි හැඩ ගැන්වීමේ ආරම්භක අදියරයන් බවත්, විශ්වයේ දෘෂ්යමාන ව්යූහයන්ගේ බොහෝ සෙයින් පොදු ගර්භය තනමින් සියලු මන්දාකිනී නොහොත් බොහෝ ඒවා සතුව ඒවායේ කේන්ද්රයේ කලු කුහරයක් තිබෙන බවත්, ඉන් පසුව උපග්රහනය කරන ලදී.
කලු කුහර පිලිබඳ අධ්යයනය කිරීමේ දී ක්ෂනික ව ම ඉස්මතු වූ දුෂ්කරතාව පැන නැංගේ, වඩාත් ම විශාල හා ඒ නිසා ම දුරස්ථ ඒවා පවතින්නේ බොහෝ ඈතින් ය යන කරුනෙනි. අභ්යාවකාශ විද්යාත්මක භාෂිතයන් අතින් පෘථිවිය අසල තිබෙන එක ම අතිවිශාල කලු කුහරය ලෙස සැලකෙන්නේ, අපගේ ම මන්දාකිනියෙහි කේන්ද්රයේ තිබෙන සැජිටේරියස් ඒ* නමැති වස්තුව යි. අනෙක් විකල්පය වූයේ, කලු කුහරයක ශක්ති ප්රතිදානය අනුකරනය කිරීමට තරම් ශක්ති සම්පන්න විශාල තාරකා සමූහයක් තිබිය හැකි බව යි.
මෙම උපග්රහනය, චක්රාවාටීය කේන්ද්රය අසල තාරකාවන්ගේ කක්ෂයන් නිගමනය කිරීම පිනිස 1990 ගනන්වල ඇරඹූ ජර්මනියේ පාරභෞමික භෞතික විද්යාව පිලිබඳ මැක්ස් ප්ලාන්ක් ආයතනයේ ගෙන්සෙල් නායකත්වය දුන් කන්ඩායමක් සහ ලොස් ඇන්ජලීස්හි කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්යාලයේ ගේස් නායකත්වය දුන් තවත් කන්ඩායමක් ලෙස කන්ඩායම් දෙකක් මෙහෛයවනු ලැබී ය. තාරකාවන්ගේ චලනය සාමාන්යයෙන් අහඹු දෙයක් නම්, එය විශාල කේන්ද්රීය වස්තුවක් නැති බවට වන සාක්ෂියකි. එහෙත්, සූර්යයා වටා කක්ෂගත වන ධූම කේතු මෙන්, මන්දාකිනියේ කේන්ද්රයට සමීප වෙද්දී තාරකාවල වේගය වැඩි වේ නම්, එය කලු කුහරයක් පවතින බවට සාක්ෂියකි.
කර්තව්යය පසුබට කරනසුලු වර්ගයේ එකක් විය. ගෙන්සෙල් සහ ගේස්ට මන්දාකිනියේ වඩාත් ම වස්තුවලින් බහුල කලාපයේ තනි තාරකාවන් හසු කර ගැනීමට සිදු වූ අතර, දෘෂ්ය ආලෝකය පහසුවෙන් විනිවිද නො යන එකක් ද ඒවාට අයත් විය. එම නිසා, ඝනත්වය අධික එවන් ප්රදේශයක පවතින දූවිලි හා වායු වලාවන් හරහා විනිවිද යාමට, නවත ම හා වඩාත් ම දියුනු ප්රකාශ විද්යාත්මක ශිල්ප ක්රමයන් යොදා ගැනීමට ඔවුන්ට සිදු විය. පෘථිවියේ සිට ක්රියාත්මක වඩාත් ම දියුනු මූර්තන උපකරන තැනීමට සහ ක්රියාත්මක කිරීමට ඔවුන්ට උදව් කල අනෙකුත් තාරකා විද්යාඥයන්, ඉංජිනේරුවන් හා තාක්ෂන ශිල්පීන් සිය ගනනක් විසින් ඔවුන්ගේ උත්සාහයන්ට සහයෝගය දෙමින් එය කල හැක්කක් බවට පත් කරන ලදී.
අවුරුදු දහයකටත් අධික නිරීක්ෂනයන්ගෙන් අනතුරු ව ප්රතිඵල ඵල දැරී ය. එස්2 නමින් එක් සුවිශේෂී තාරකාවක්, ඉහල ගුරුත්වයෙන් යුත් කුඩා කලාපයක් වටා සෑම වසර 16කට ම වරක් කක්ෂයක් සම්පූර්න කලේ ය. මෙය ක්ෂනික ව පෙන්වා දුන්නේ අතිවිශාල කලු කුහරයක පැවැත්මයි. සැජිටේරියස් ඒ* යනු සූර්යයාගේ ස්කන්ධය මෙන් මිලියන 4 ගුනයකින් යුත්, කලු කුහරයක් තැනීමට න්යායික ව අවශ්ය කරන ඝනත්වයට වඩා අධික ඝනත්වයකින් යුත් වස්තුවක් බව තහවුරු කරන අතර ම, 2000 ගනන් අග ප්රසිද්ධ කරන ලද අනෙකුත් අධ්යයන, වෙනත් විකල්ප බැහැර කලේ ය. තව දුරටත් උපග්රහනය කරනු නො ලබන නමුත් දැන් පිලිගන්නා දෙය වන්නේ, සෑම මන්දාකිනියක ම කේන්ද්රයේ පාහේ අතිවිශාල කලු කුහර තිබෙන බව යි.
මෙම පරීක්ෂනාත්මක ප්රගමනය මෑත වසරවල දී කලු කුහර පිලිබඳ ව කරන සුපරීක්ෂනවලින් එකකි. 2017 වසරේ නොබෙල් ත්යාගය දිනාගත් ලිගෝ පරීක්ෂන ආයතනය සිදු කරන ලද නිරීක්ෂන සහ ඉසව් ක්ෂිතිජය දුරේක්ෂය විසින් ලබා ගත් එම්87 මන්දාකිනිය තුල පවතින අතිවිශාල කලු කුහරය වටා කක්ෂගත වන විවර්ධනීය තැටියේ ප්රතිරූපනය යන ඒවා, කලු කුහරවල පැවැත්ම හා අභ්යවකාශීය පරිනාමයේ දී ඒවා ඉටු කරන ක්රියා කලාපය පිලිබඳ වැඩි දුර තහවුරු කිරීම් ය. අයින්ස්ටයින්ගේ ආරම්භක න්යාය දිගට ම තහවුරු කරන අතර ම, ඒවා මගින් අභ්යවකාශ වස්තූන් අධ්යයනය කිරීමට නව මාවත් විවෘත කරයි.
[මෙම ලිපිය ඔක්තෝබර් 9 දින ඉංග්රීසි භාෂාවෙන් පලවින.]