විශ්වයේ වයස සොයා ගන්නේ කෙසේද?
විශ්වයේ වයස පිළිබඳ ප්රශ්නය විශ්ව විද්යාවේ වඩාත්ම මූලික එකක් වන අතර එය විශ්වයේ ආරම්භය සහ පරිණාමය අධ්යයනය කරන තාරකා විද්යාවේ ශාඛාවයි. විශ්වයේ වයස දැන ගැනීම අප කොතරම් දුර පැමිණ ඇත්දැයි තේරුම් ගැනීමට උපකාරී වන අතර අනෙකුත් විශ්වීය සංසිද්ධි තේරුම් ගැනීමට සන්දර්භය සපයයි. මෙම ලිපියෙන් විශ්වයේ වයස තීරණය කිරීම සඳහා තාරකා භෞතික විද්යාඥයින් විසින් භාවිතා කරන ප්රධාන ක්රම කිහිපයක් විස්තර කරනු ඇත, ඒවාට කොස්මික් පසුබිම් විකිරණ පරීක්ෂා කිරීම, මන්දාකිණි සහ පැරණිතම තාරකා විශ්ලේෂණය සහ න්යායාත්මක ආකෘති ඇතුළත් වේ.
කොස්මික් ක්ෂුද්ර තරංග පසුබිම් විකිරණය
විශ්වයේ වයස තීරණය කිරීම සඳහා ඇති වැදගත්ම ක්රමවලින් එකක් වන්නේ කොස්මික් ක්ෂුද්ර තරංග පසුබිම් විකිරණය (CMB) නිරීක්ෂණය කිරීමයි. CMB යනු මහා පිපිරුමෙන් වසර 380,000 කට පමණ පසු විශ්වය ඇති වූ විට ඉතිරි වූ විකිරණවල "ෆොසිලයක්" වේ. මෙම අවස්ථාවේදී, ප්රෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්රෝන හයිඩ්රජන් පරමාණු බවට ඒකාබද්ධ වීමට තරම් විශ්වය සිසිල් වී තිබූ අතර එමඟින් ෆෝටෝන - ආලෝක අංශු - නිදහසේ ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසයි.
1965 දී ආර්නෝ පෙන්සියාස් සහ රොබට් විල්සන් විසින් CMB සොයා ගැනීම නූතන විශ්ව විද්යාවේ ප්රධාන සන්ධිස්ථානයක් විය. WMAP (විල්කින්සන් මයික්රෝවේව් ඇනිසොට්රොපි ප්රෝබ්) සහ ප්ලාන්ක් චන්ද්රිකා වැනි නවීන උපකරණ භාවිතයෙන් මෙම විකිරණ නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් CMB හි කුඩා උෂ්ණත්ව උච්චාවචනයන් පිළිබඳ කැපී පෙනෙන ලෙස නිවැරදි තොරතුරු ලබා දී ඇත. මෙම උච්චාවචනයන් මුල් විශ්වයේ පදාර්ථයේ ඝනත්වය පිළිබිඹු කරන අතර විද්යාඥයින් විශ්වයේ පදාර්ථ හා ශක්තිය බෙදා හැරීම පිළිබඳ වඩාත් නිවැරදි ආකෘති වෙත යොමු කර ඇත.
CMB නිරීක්ෂණ හරහා අපට ඉතා තරුණ විශ්වයේ පින්තූරයක් ලබා ගත හැකිය. මහා පිපිරුම් ආකෘතිය සහ ආලෝකයේ වේගය සහ හබල් නියතය වැනි ස්වාභාවික නියතයන් භාවිතා කරමින්, විශ්වයේ වයස ඇස්තමේන්තු කිරීම සඳහා අපට පසුපසට නිස්සාරණය කළ හැකිය. මෙම ලිපිය ලියන අවස්ථාව වන විට, CMB නිරීක්ෂණවලින් පෙනී යන්නේ විශ්වය ආසන්න වශයෙන් වසර බිලියන 13.8 ක් පැරණි බවයි.
තරු සහ ගෝලීය පොකුරු
අපගේ මන්දාකිනියේ පැරණිතම තාරකා විශ්ලේෂණය කිරීම විශ්වයේ වයස තීරණය කිරීම සඳහා තවත් ක්රමයකි. ගෝලීය පොකුරු යනු පුරාණ තාරකා වල ඝන, ගුරුත්වාකර්ෂණීය ලෙස බැඳී ඇති එකතුවකි. ගෝලීය පොකුරු වල තරු අධ්යයනය කිරීමෙන්, අපට විශ්වයේ මුල් යුග පිළිබඳ අවබෝධයක් ලබා ගත හැකිය.
තාරකා පරිණාමය වන්නේ හොඳින් අවබෝධ කරගත් ජීවන චක්රයක් හරහා වන අතර, වායු හා දූවිලි වලාකුළකින් ආරම්භ වී, තාරකා දැල්ලක් වර්ධනය වී, හයිඩ්රජන් දහනය වී, අවසානයේ මිය යයි. තාරකා පරිණාම ආකෘති භාවිතා කරමින්, තාරකා විද්යාඥයින්ට ගෝලීය පොකුරු වල පැරණිතම තාරකාවල වයස ඇස්තමේන්තු කළ හැකිය. මෙම පොකුරු බොහොමයක් වසර බිලියන 11 ත් 14 ත් අතර පැරණි වන අතර, CMB හි විශ්වයේ වයස ඇස්තමේන්තු කිරීමට සහාය වේ.
හබල් නියතය මැනීම
හබල් නියතය (H0) විශ්වයේ ප්රසාරණ වේගය මනිනු ලබයි. මෙය සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ Ia වර්ගයේ සුපර්නෝවා සහ සීෆීඩ් විචල්ය වැනි දුරස්ථ වස්තූන් නිරීක්ෂණය කිරීමෙනි. Ia වර්ගයේ සුපර්නෝවා තාරකාවලට කොස්මික් දුර මැනීමට භාවිතා කළ හැකි සම්මත දීප්තියක් ඇති අතර, සීෆීඩ් විචල්ය තාරකාවලට ඒවායේ දීප්තියේ කාලය සහ ඒවායේ දීප්තිය අතර හොඳ සම්බන්ධතාවයක් ඇත.
අපි මෙම වස්තූන් වෙත ඇති දුර මනින විට සහ විශ්වයේ ප්රසාරණය හේතුවෙන් සිදුවන ඒවායේ රතු මාරුවීම් පිළිබඳ නිරීක්ෂණ සමඟ ඒවා ඒකාබද්ධ කරන විට - විද්යාඥයින්ට හබල් නියතය ගණනය කළ හැකිය. මෙම නියතය භාවිතා කරමින්, විශ්වයේ වයස ලබා ගැනීම සඳහා අපට ශුන්ය කාලයට (මහා පිපිරුම) ආපසු නිස්සාරණය කළ හැකිය. විවිධ ක්රම සමහර විට H0 සඳහා තරමක් වෙනස් අගයන් ලබා දුන්නද, මෙම මිනුම විශ්වීය වයස තීරණය කිරීම සඳහා යතුරයි.
න්යායික ආකෘති සහ විශ්ව විද්යාත්මක සමාකරණ
විශ්වයේ වයස තීරණය කිරීමේදී න්යායික ප්රවේශයන් ද තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. ලැම්ඩා-සීඩීඑම් (ලැම්ඩා සීතල අඳුරු පදාර්ථය) ලෙස හැඳින්වෙන විශ්ව විද්යාවේ සම්මත ආකෘතිය, ආසන්න වශයෙන් 68% අඳුරු ශක්තියෙන්, 27% අඳුරු පදාර්ථයෙන් සහ 5% සාමාන්ය පදාර්ථයෙන් සමන්විත විශ්වයක් විස්තර කරයි. මෙම ආකෘතියේ දී, ලැම්ඩා යනු වේගවත් ප්රසාරණයට හේතු වන අඳුරු ශක්තිය හා සම්බන්ධ විශ්ව විද්යාත්මක නියතය ගැන සඳහන් කරයි.
විශ්ව විද්යාත්මක සමාකරණ මගින් මහා පිපිරුමේ ආරම්භක තත්වයන්ගේ සිට අද අප නිරීක්ෂණය කරන මන්දාකිණි සහ මන්දාකිණි පොකුරු වැනි මහා පරිමාණ ව්යුහයන් දක්වා විශ්වයේ පරිණාමය ආදර්ශනය කිරීමට සුපිරි පරිගණක භාවිතා කරයි. විශ්වයේ මෙම පරිණාමය ආදර්ශනය කිරීමෙන් සහ තාරකා විද්යාත්මක නිරීක්ෂණ සමඟ අනාවැකි ගැලපීමෙන්, අපට විශ්වයේ වයස පිළිබඳ වඩාත් නිවැරදි සීමාවන් ලබා ගත හැකිය. ලැම්ඩා-සීඩීඑම් දැනට විශ්වය වසර බිලියන 13.8 ක් පමණ පැරණි බවට නිගමනයට සහාය දක්වයි.
මන්දාකිණි සහ විශාල පරිමාණ ව්යුහය
මන්දාකිණිවල ප්රමාණය හා වයස නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් විශ්වයේ වයස පිළිබඳ වැදගත් ඉඟි ද ලැබේ. නිදසුනක් වශයෙන්, තාරකා විද්යාඥයින්ට දුරස්ථ මන්දාකිණිවල රතු විස්ථාපනය මැනිය හැකි අතර, එමඟින් ඒවා අපෙන් කෙතරම් වේගයෙන් ඉවතට ගමන් කරන්නේද යන්න තීරණය කිරීමට ඉඩ සලසයි. මෙම තාක්ෂණය භාවිතා කරමින්, මහා පිපිරුමෙන් ටික කලකට පසු - වසර මිලියන 400 සිට 700 දක්වා කාලය තුළ - ඇති වූ මන්දාකිණි නිරීක්ෂණය කළ හැකිය.
මහා පරිමාණ මන්දාකිණි ව්යාප්ති රටා ද විශ්වයේ ගැඹුර පිළිබඳ නිරීක්ෂණවලට මග පාදයි. මෙම නිරීක්ෂණ සිදු කරනු ලබන්නේ මිලියන ගණනක් මන්දාකිණිවල ත්රිමාණ පිහිටීම් සිතියම්ගත කරන ස්ලෝන් ඩිජිටල් ස්කයි සමීක්ෂණය (SDSS) වැනි ව්යාපෘති හරහා වන අතර එමඟින් කාලය හරහා විශාල ව්යුහයන්ගේ පරිණාමය තේරුම් ගැනීමට අපට ඉඩ සලසයි. මෙම දත්ත පසුව න්යායාත්මක ආකෘති සමඟ භාවිතා කර අනෙකුත් ක්රම සමඟ අනුකූලව විශ්වයේ වයස ගණනය කෙරේ.
නිගමනය
සෘජු නිරීක්ෂණ සහ න්යායික ආකෘති යන දෙකම එක්ව ගත් කල, විවිධ විද්යාත්මක ක්රම මගින් විශ්වයේ වයස පිළිබඳ පුළුල් චිත්රයක් ගොඩනඟයි. විශ්වයේ වයස තීරණය කිරීම යනු වසර ගණන් කිරීම පමණක් නොව, විශ්වය එහි අතිශය උණුසුම් හා ඝන මුල් තත්වයේ සිට අද අප දකින සංකීර්ණ හා දැවැන්ත ව්යුහය දක්වා පරිණාමය වූ ආකාරය තේරුම් ගැනීමයි. CMB නිරීක්ෂණ, පැරණිතම තාරකා, හබල් නියතයේ මිනුම් සහ න්යායික ආකෘතිවල සංයෝජනය අපගේ විශ්වය ආසන්න වශයෙන් වසර බිලියන 13.8 ක් පැරණි බවට ප්රබල විද්යාත්මක එකඟතාවයක් සපයයි.
විශ්වයේ වයස තීරණය කිරීම නූතන විශ්ව විද්යාවේ ප්රවේශමෙන් ප්රායෝගික නිරීක්ෂණ සහ ගැඹුරු න්යායික කටයුතුවල ඒකාබද්ධ බලයට සාක්ෂියකි. නව මෙවලම් සහ ශිල්පීය ක්රම නිරන්තරයෙන් විකාශනය වීමත් සමඟ, අනාගතය අපගේ විශ්ව ඉතිහාසය පිළිබඳ වඩාත් නිවැරදි හා ගැඹුරු අවබෝධයක් ලබා දෙන බවට පොරොන්දු වේ.
