ஸ்பெக்ட்ராஸ்கோப் என்ற கருவி குறித்து கேள்விப்பட்டிருப்போம். தமிழில் நிறமாலைக்காட்டி என அழைக்கப்படும் இந்தக் கருவி நியூட்டன் கண்டறிந்த நிறப்பிரிகை செயல்பாட்டின் அடிப்படையில்தான் இயங்குகிறது. ஒரு பொருள் அதன்மீது வீசப்படும் ஒளியை எப்படிக் கடத்துகிறது என்பதை வைத்து, அந்தப் பொருளின் பண்புகளை அறிந்துகொள்ள ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோப் உதவுகிறது.
ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோப்பை தொலைநோக்கியுடன் இணைத்து நாம் அண்டவெளியைப் பார்க்கும்போது, தூரத்தில் உள்ள ஒரு நட்சத்திரம் அல்லது நட்சத்திரக் கூட்டத்தில் (Galaxy) இருந்து வெளிப்படும் ஒளி, வானவில்லைப் போன்ற வண்ணப்பட்டையாக (ஸ்பெக்ட்ரம்) நமக்குத் தெரிகிறது. இந்த வண்ணப்பட்டைகளை வைத்து அந்த நட்சத்திரத்தின் முழு ஜாதகத்தையும் நம்மால் அறிந்துகொள்ள முடியும். எப்படி?
ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோப்பில் நாம் பார்க்கும் நட்சத்திரத்தின் ஒளி, வானவில் போன்ற வண்ணப்பட்டைகளாகக் காட்டப்படும். இந்த வண்ணப்பட்டைகளின் இடையில் சில கருப்பு நிற கோடுகளும் இருக்கும். அதனால் அவை பார்ப்பதற்கு பட்டைக்குறியீடு (Barcode) போல் காட்சியளிக்கும். இவற்றைதான் நாம் Fraunhofer lines என்கிறோம்.
நாம் கடைகளுக்குச் சென்று பொருட்கள் வாங்கும்போது அதில் பட்டைக்குறியீடுகள் இருப்பதைப் பார்த்திருப்போம். ஸ்கேன் செய்யும் கருவியின் மூலம் பட்டைக்குறியீட்டை ஆராய்ந்தால் அந்தப் பொருளின் விலை உள்ளிட்ட தகவல்கள் கணினியில் தோன்றும் இல்லையா? அதேபோல நட்சத்திரத்தின் பட்டைக்குறியீட்டை கொண்டு அந்த நட்சத்திரம் எப்படி உருவாகியது? அதில் உள்ள தனிமங்கள் என்னென்ன? அதன் வெப்ப அளவு, அழுத்தம் ஆகியவற்றை நாம் தெரிந்துகொள்ளலாம்.
இந்தப் பட்டைக்குறியீடுகள் எதனால் தோன்றுகின்றன? இயற்கையில் அமைந்துள்ள 92 வகை தனிமங்களும் அதனுள் உள்ள புரோட்டான் மற்றும் அணுக்கருவின் எண்ணிக்கையைக் கொண்டு, ஒளியை ஒவ்வொரு விதமான உள்வாங்குகின்றன. நாம் அந்த ஒளியை ஸ்பெக்ட்ரொஸ்கோப்பில் பார்க்கும்போது, ஒவ்வொரு தனிமமும் உள்வாங்கியுள்ள ஒளியின் அலைநீளங்கள் மட்டும் வண்ணப்பட்டைகளில் கறுப்புக் கோடுகளைப் போல தோன்றுகின்றன. மற்ற இடங்களில் வண்ணங்கள் இருக்கின்றன. இவை பார்ப்பதற்குப் பட்டைக்குறியீட்டைப் போல் காட்சி அளிக்கின்றன.
உதாரணமாக நாம் ஒரு நட்சத்திரத்தை ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோப் மூலம் பார்ப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். அவற்றில் ஹைட்ரஜன் தனிமம் இடம்பெற்றிருந்தால், அவை ஒளியை உள்வாங்கிக்கொண்டதற்கு அடையாளமாக வண்ணப்பட்டையில் நீல நிறங்களுக்கு மத்தியில் கருப்பு கோடாகக் காட்சி தரும்.
அதேபோல ஒரு நட்சத்திரத்தில் சோடியம் தனிமம் இருந்தால் அது ஒளியை உள்வாங்கிக்கொண்டு வண்ணப்பட்டையில் மஞ்சள் நிறப்பகுதிகளில் கருப்புக் கோடுகளாக காட்சி தரும். இவ்வாறு கருப்புக் கோடுகள் வண்ணப்பட்டைகளில் எந்தெந்த இடங்களில் இடம்பெற்றிருக்கிறது என்பதை வைத்து, என்னென்ன தனிமங்கள் என்பதை நாம் அறியலாம்.
ஒரு தனிமம் எந்த நட்சத்திரத்தில் இடம்பெற்றிருந்தாலும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோப் வழியாக பார்க்கும்போது வண்ணப்பட்டைகளில் ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில்தான் கருப்பு நிறக் கோடுகளாகக் காட்சி தரும்.
இந்தக் கோடுகளை வைத்து ஒரு நட்சத்திரத்தில் அமைந்துள்ள தனிமங்களை மட்டுமல்ல ஒரு நட்சத்திரமோ அல்லது நட்சத்திரக் கூட்டமோ இருக்கும் தூரத்தையும் அறியமுடியும். எப்படி?
நம் அருகில் உள்ள நட்சத்திரங்களைப் பார்க்கும்போது அதில் தோன்றும் கருப்புக் கோடுகள் வண்ணப்பட்டையில் நீல நிறத்தின் அருகில் அமைந்திருக்கும். அதுவே தொலைவில் உள்ள நட்சத்திரங்களைப் பார்க்கும்போது தோன்றும் கருப்புக் கோடுகள், வண்ணப்பட்டையின் சிவப்பு நிறத்தின் அருகே அமைந்திருக்கும். இதனை ஹப்பிள் பெயர்ச்சி (Hubble’s Shift) அல்லது சிவப்புப் பெயர்ச்சி (Red Shift) என்று அழைக்கின்றனர்.
ஏன் இந்தச் சிவப்புப் பெயர்ச்சி நடைபெறுகிறது? இதற்குக் காரணம் ஒளி அருகில் இருந்து வரும்போது அதன் குறுகிய அலைநீளம்தான் (நீல வண்ணம்) முதலில் நம்மை எட்டுகிறது. ஒளி தொலைவில் இருந்து வரும்போது அதன் நீண்ட அலைநீளம் (சிவப்பு வண்ணம்) மட்டுமே நீண்ட தூரம் பயணித்து நம்மை எட்டுகிறது.
இதனால் அருகில் உள்ள நட்சத்திரங்களின் இருந்து பெறப்படும் கருப்புக் கோடுகள் வண்ணப்பட்டையில் நீல வண்ணத்திற்கு அருகிலும், தொலை தூரத்தில் உள்ள நட்சத்திரங்களில் இருந்து பெறப்படும் கருப்புக் கோடுகள் வண்ணப்பட்டையில் சிவப்பு வண்ணத்திற்கு அருகிலும் அமைந்துள்ளன.
பொதுவாக நட்சத்திரங்கள் அனைத்தும் நம்மைவிட்டு விலகி சென்றுகொண்டே இருப்பதால் சிவப்புப் பெயர்ச்சியைத்தான் நாம் உணர்கிறோம். இதுவே ஒரு நட்சத்திர மண்டலம் நம்மை நோக்கி நகர்ந்து வந்தால் நாம் நீலப் பெயர்ச்சியை (Blue Shift) உணர்வோம். காரணம், நீல நிறத்திற்கு குறுகிய அலைநீளம் என்பதால் விரைவில் நம்மை அடையும்.
இந்தச் சிவப்பு பெயர்ச்சி மற்றும் நீலப் பெயர்ச்சியை வைத்து ஒரு நட்சத்திரம் அல்லது நட்சத்திரக் கூட்டம் எவ்வளவு தூரத்தில் இருக்கிறது என்பதை நாம் தெரிந்துகொண்டுவிடலாம். அப்படியானால் இந்தத் தூரத்தை வைத்து நம் பிரபஞ்சம் எப்போது உருவானது என்பதை கண்டறிய முடியுமா?
(தொடரும்)