ಎಲ್ಲದರ ಸಿದ್ದಾಂತ: ಕಪ್ಪು ರಂಧ್ರಗಳು! (ಭಾಗ ೧೭)

ಇದು ಬೃಹತ್ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಅದೃಷ್ಟಗಳ ಮೇಲೆ ಗಂಭೀರ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಬೀರಿತೊಡಗಿತು. ನಕ್ಷತ್ರದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಚಂದ್ರಶೇಖರ್ ಮಿತಿ (Chandrasekhar Limit) ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಅದು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಸಂಕೋಚನವನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಸಾವಿರ ಮೈಲುಗಳ ತ್ರಿಜ್ಯ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಘನ ಇಂಚಿಗೆ ನೂರಾರು ಟನ್‌ಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಬಿಳಿ ಕುಬ್ಜ (White Dwarf) ವಾಗಿ ಸಂಭವನೀಯ ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ನೆಲೆಗೊಳ್ಳಬಹುದು. ಬಿಳಿ ಕುಬ್ಜವು ಅದರ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಹೊರಗಿಡುವ ತತ್ವ ವಿಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾಗಿದೆ. ಈ ಬಿಳಿ ಕುಬ್ಜ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ದೊಡ್ಡ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ನಾವು ಗಮನಿಸುತ್ತೇವೆ. ರಾತ್ರಿಯ ಆಕಾಶದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ನಕ್ಷತ್ರವಾದ ಸಿರಿಯಸ್ (Sirius) ಸುತ್ತಲೂ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುವ ನಕ್ಷತ್ರವನ್ನು ಮೊದಲು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು.

ಸೂರ್ಯನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು ಒಂದು ಅಥವಾ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಸೀಮಿತ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನಕ್ಷತ್ರಕ್ಕೆ ಮತ್ತೊಂದು ಸಂಭವನೀಯ ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿ ಇದೆ ಎಂದು ಸಹ ಅರಿತುಕೊಂಡಿತು; ಆದರೆ ಬಿಳಿ ಕುಬ್ಜಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಈ ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಬದಲಾಗಿ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಹೊರಗಿಡುವ ತತ್ವದ ವಿಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಬೆಂಬಲಿತವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಯಿತು. ಅವರು ಕೇವಲ ಹತ್ತು ಮೈಲುಗಳಷ್ಟು ತ್ರಿಜ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಘನ ಇಂಚಿಗೆ ನೂರಾರು ಮಿಲಿಯನ್ ಟನ್ ಗಳಷ್ಟು ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತಾರೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ಊಹಿಸಿದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಕ್ಷತ್ರಗಳನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಮಾರ್ಗವಿರಲಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ನಂತರದವರೆಗೂ ಅವುಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಲಿಲ್ಲ.

ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಚಂದ್ರಶೇಖರ್ ಮಿತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ತಮ್ಮ ಇಂಧನದ ಅಂತ್ಯಕ್ಕೆ ಬಂದಾಗ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಅವರು ಸ್ಫೋಟಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ತಮ್ಮ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಮಿತಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಮ್ಯಾಟರ್ (Matter) ಅನ್ನು ವಿಸರ್ಜಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಎಷ್ಟೇ ಬೃಹತ್ ನಕ್ಷತ್ರವಾಗಿದ್ದರೂ ಯಾವಾಗಲೂ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಂಬುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗುತ್ತದೆ. ಅದು ತೂಕವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕೆಂದು ಅದು ಹೇಗೆ ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ? ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ನಕ್ಷತ್ರವು ಸಾಕಷ್ಟು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದ್ದರೂ ಸಹ, ನೀವು ಬಿಳಿ ಕುಬ್ಜ ಅಥವಾ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ನಕ್ಷತ್ರಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸಿದರೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ಇದು ಅನಂತ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆಯೇ?

ಇದರ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದ ಎಡಿಂಗ್ಟನ್ (Eddington) ಆಘಾತಕ್ಕೊಳಗಾದರು ಮತ್ತು ಚಂದ್ರಶೇಖರ್ ಅವರ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ನಂಬಲು ತಿರಸ್ಕರಿಸಿದರು. ನಕ್ಷತ್ರವು ಸರಳವಾಗಿ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಅವರು ಭಾವಿಸಿದರು. ಒಂದು ಹಂತಕ್ಕೆ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಅಭಿಪ್ರಾಯವಾಗಿತ್ತು. ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಸ್ವತಃ ಒಂದು ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಬರೆದರು, ಅದರಲ್ಲಿ ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ಶೂನ್ಯ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಕುಗ್ಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಹೇಳಿಕೊಂಡರು. ಇತರ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಹಗೆತನ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಎಡಿಂಗ್ಟನ್, ಅವರ ಮಾಜಿ ಶಿಕ್ಷಕ ಮತ್ತು ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ರಚನೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಅಧಿಕಾರ, ಚಂದ್ರಶೇಖರ್ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ತ್ಯಜಿಸಲು ಮತ್ತು ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರದ ಇತರ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಗೆ ತಿರುಗುವಂತೆ ಮನವೊಲಿಸಿತು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವರು 1983 ರಲ್ಲಿ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆದಾಗ, ಅದರಲ್ಲೂ ಕನಿಷ್ಠ ಪಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಶೀತ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಸೀಮಿತ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಮೇಲಿನ ಅವರ ಆರಂಭಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಗಾಗಿ- ಅವರ ಪ್ರಾರಂಭಿಕ ಸೇವೆಗಾಗಿ.

ಚಂದ್ರಶೇಖರ್ ಮಿತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಬೃಹತ್ ನಕ್ಷತ್ರದ ಕುಸಿತವನ್ನು ಹೊರಗಿಡುವ ತತ್ವವು ತಡೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಚಂದ್ರಶೇಖರ್ ಕಂಡು ಹಿಡಿದರು. ಆದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯ (General Relativity) ಪ್ರಕಾರ ಅಂತಹ ನಕ್ಷತ್ರಕ್ಕೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು 1939 ರವರೆಗೆ ಯುವ ಅಮೇರಿಕನ್ ರಾಬರ್ಟ್ ಒಪೆನ್‌ಹೈಮರ್ (Robert Oppenheimer) ಪರಿಹರಿಸಲಿಲ್ಲ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆ ಕಾಲದ ದೂರದರ್ಶಕಗಳಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದಾದ ಯಾವುದೇ ವೀಕ್ಷಣಾ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಲ್ಲ ಎಂದು ಅವರ ಫಲಿತಾಂಶವು ಸೂಚಿಸಿತು. ನಂತರ ಯುದ್ಧವು ಮಧ್ಯಪ್ರವೇಶಿಸಿತು ಮತ್ತು ಓಪನ್‌ಹೈಮರ್ ಸ್ವತಃ ಪರಮಾಣು ಬಾಂಬ್ ಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ನಿಕಟವಾಗಿ ತೊಡಗಿಸಿಕೊಂಡರು ಮತ್ತು ಯುದ್ಧದ ನಂತರ ಗುರುತ್ವದ ಪತನದ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಮರೆತುಬಿಡಲಾಯಿತು ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ಅದರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನ (Nucleus) ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದ್ದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, 1960ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಆಧುನಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅನ್ವಯದಿಂದ ಉಂಟಾದ ಖಗೋಳ ವೀಕ್ಷಣೆಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೆಚ್ಚಳದಿಂದ ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವವಿಜ್ಞಾನದ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಲ್ಲಿನ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಪುನರುಜ್ಜೀವನಗೊಳಿಸಲಾಯಿತು. ಓಪನ್‌ಹೈಮರ್‌ನ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಂತರ ಹಲವಾರು ಜನರು ಮರುಶೋಧಿಸಿದರು ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಿಸಿದರು.

ಒಪೆನ್‌ಹೈಮರ್‌ನ ಕೃತಿಯಿಂದ ನಾವು ಆಧರಿಸಿದ ಚಿತ್ರಣವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ:

*ನಕ್ಷತ್ರದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ-ಸಮಯದಲ್ಲಿನ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ನಕ್ಷತ್ರವು ಇಲ್ಲದಿದ್ದಲ್ಲಿ ಅವು ಏನಾಗುತ್ತಿದ್ದವು ಎಂಬುದನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ತಮ್ಮ ತುದಿಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ಬೆಳಕಿನ ಹೊಳಪಿನ ಮೂಲಕ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಮತ್ತು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನುಸರಿಸುವ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುವ ಬೆಳಕಿನ ಕೋನ್ಗಳು ನಕ್ಷತ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಒಳಮುಖವಾಗಿ ಬಾಗುತ್ತದೆ.

*ಸೂರ್ಯನ ಗ್ರಹಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ದೂರದ ನಕ್ಷತ್ರಗಳಿಂದ ಬೆಳಕಿನ ಬಾಗುವಿಕೆ (Curve of Light) ಯಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ನಕ್ಷತ್ರವು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಬಲಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಶಂಕುಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಒಳಮುಖವಾಗಿ ಬಾಗುತ್ತವೆ. ಇದು ನಕ್ಷತ್ರದಿಂದ ಬೆಳಕು ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ವೀಕ್ಷಕರಿಗೆ ಬೆಳಕು ಮಂದವಾಗಿ ಮತ್ತು ಕೆಂಪಾಗಿ ಕಾಣಸಿಗುತ್ತದೆ.

* * * * *

("ಕಪ್ಪುರಂಧ್ರಗಳ ಕುರಿತು ಹಾಕಿಂಗ್ ಅವರ ಉಪನ್ಯಾಸದ ಮುಂದಿನ ಭಾಗ ಅರ್ಥೈಸಲು ಮುಂದಿನ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ನಾನೊಂದು ಸರಳ ಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಕಿರುಪರಿಚಯ ಬರೆಯುತ್ತೇನೆ")

-ಶಿಕ್ರಾನ್ ಶರ್ಫುದ್ದೀನ್ ಎಂ, ಮಂಗಳೂರು

ಚಿತ್ರ ಕೃಪೆ: ಇಂಟರ್ನೆಟ್ ತಾಣ