විශ්වයේ ආරම්භය මහා පිපිරුම් වාදය ද..?
මොකක්ද මේ මහා පිපිරුම් වාදය කියන්නේ ? අපි ඉතින් තාරකා විද්යාව ගැන කතාකරද්දී තාරකා, ග්රහලෝක, වල්ගා තරු, කලු කුහර මන්දාකිණි වගේ ගොඩාක් දේවල් ගැන කතාකරනවා. මේ විශ්වය කොච්චර පුදුම හිතෙන, ලස්සන තැනක්ද…
මොකක්ද මේ මහා පිපිරුම් වාදය කියන්නේ ?
අපි ඉතින් තාරකා විද්යාව ගැන කතාකරද්දී තාරකා, ග්රහලෝක, වල්ගා තරු, කලු කුහර මන්දාකිණි වගේ ගොඩාක් දේවල් ගැන කතාකරනවා. මේ විශ්වය කොච්චර පුදුම හිතෙන, ලස්සන තැනක්ද කියලා හිතනවා.
ඒත් ඇත්තටම..
අපි මේ අත්දකින විශ්මයජනක විශ්වය නිර්මාණය වුනේ කොහොමද? අපේ විශ්වය අපි අද දකින තත්වයට පරිණාමය වුනේ කොහොමද?
දැන්වීම
මේවා ඇත්තටම ඕනම කෙනෙකුට අහන්න පුළුවන්, කල්පනා කරන්න පුළුවන් ගොඩක් ගැඹුරු ප්රශ්න. ඒ ප්රශ්නවලට උත්තර හොයන එකත් ලේසි වැඩක් නම් නෙමේ.
ඉතින් මේ ගැඹුරු ප්රශ්නවලට පිළිතුරු හොයාගෙන යන විද්යාත්මක චාරිකාව මොනවගේ එකක්ද කියලා අපි ගිහිල්ලම බලමු.
1929 දී තාරකා විද්යාඥ එඩ්වින් හබල් එයාගේ නිරීක්ෂණ මගින් හොයාගන්නවා විශ්වය ප්රසාරණය වෙනවා කියලා. ඒ කියන්නේ විශ්වය කාලයත් එක්ක ප්රමාණයෙන් විශාල වෙනවා කියලා. මේක ගැන ටිකක් හිතුවොත් අපිට ලස්සන ඉඟියක් ලැබෙනවා.
විශ්වය කාලයත් එක්ක ප්රසාරණය වෙනවනම්, අදට වඩා විශ්වය හෙට ලොකුයි. අදට වඩා විශ්වය ඊයේ පොඩියි. ඒ කියන්නේ අපි අතීතයට යන්න යන්න අපේ විශ්වය ප්රමාණයෙන් කුඩා වෙනවා.
ස්කන්ධය/ශක්තිය සහ අවකාශකාලය අතර අන්තර්ක්රියා විස්තර කරන අයින්ස්ටයින්ගේ සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදය යොදාගෙන අපිට විශ්වයේ අන්තර්ගත පදාර්ථ සහ විකිරණ ප්රමාණයට අනුව විශ්වය පරිණාමය වෙන්නේ කොහොමද කියලා විස්තර කරන්න පුළුවන්.
ඒ විතරක් නෙමේ අපිට අදාළ දත්ත තියෙනවනම්, ඒ දත්ත සාපේක්ෂතාවාදයේ සමීකරණවලට ඇතුළත් කරලා අපිට විශ්වය Rewind කරන්න පුළුවන්, එහෙම කරලා අපිට විශ්වය අතීතයේ පැවතුනු ආකාරය දැනගන්න පුළුවන්.
ඒ විදිහට අපි අවශ්ය දත්ත එකතු කරගෙන, සමීකරණ භාවිතයෙන් විශ්වය අතීතයට Rewind කරාම, මේ මුළු විශ්වයම ගුරුත්වය,ඝනත්වය සහ උෂ්ණත්වය අනන්තයක් වෙන අනන්තයක් දක්වා කුඩා එක තනි ලක්ෂ්යකට සම්පීඩනය වෙලා,ඒකරාෂී තිබුණු, අතීතයේ එක මොහොතක් හමුවෙනවා.
මේ විදිහට ස්ක්න්ධය හා ශක්තිය අනන්තයක් දක්වා කුඩා ලක්ෂයකට ඒකරාෂී වෙලා පවතින තත්වය අපි හඳුන්වන්නේ singularity/ඒකීයත්වය කියන නමින්. ඉතින් අපේ විශ්වය මේ Singularity කියන තත්වයේ පැවතුනේ දැනට අවුරුදු බිලියන 13.8 කට පෙර අතීතයේ.
මේ අතීත මොහොතේ ඉඳන් කාලය ගලායෑම පටන්ගන්නවත් එක්ක ඉතින්, අපේ මුළු විශ්වයම සම්පීඩනය වෙලා ඒකරාශී වෙලා තිබුණු මේ singularity කියන තත්වයෙන් පිටතට විහිදෙන්න/විදාරණය වෙන්න ගන්නවා. මේ සංසිද්ධියට තමා ඉතින් අපි කියන්නේ “මහා පිපිරුම” එහෙමත් නැත්තම් “Big bang” එක කියලා.
ඉතින් ඒත් එක්කම කලින් අපේ මුළු විශ්වයම ඒකරාෂී වෙලා තිබුණු Singularity එකට, නිකම්ම නිකම් Singularity එක කියලා කියන්නේ නැතුව, අපි ඒකට ලස්සන නමක් දෙනවා “Big bang singularity” එක කියලා.
මෙහෙමයි, අපි මෙතනදී මුළු විශ්වයම අනන්තයක් දක්වා කුඩා ලක්ෂ්යකට ඒකරාෂී වෙලා පවතින Big bang Singularity කියන තත්වය ගැන කතාකරාට, ඒක සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදයේ සමීකරණවල උපරිම සීමාව ඉඟි කරන දෙයක් විදිහට තමා අපි සලකන්නේ.
මොකද ඝනත්වය, ගුරුත්වය, උෂ්ණත්වය අනන්තයක් වෙන අනන්තයක් දක්වා කුඩා ලක්ෂයක පැවත්ම කියන්නේ පිළිගන්න පුළුවන් දෙයක් නෙමේ. අපිට ඒකෙන් තේරුම් ගන්න තියෙන්නේ විශ්වයේ මූලාරම්භය වගේ ආන්තික තත්වවලදී සාධාරණ සාපේක්ශතාවාදය බිඳවැටෙනවා කියන එකයි.
ඉතින් ඒ නිසා අපි මහා පිපිරුම කියන දේ, Big bang singularity එකට ඒකරාෂී වෙලා තිබුණු පදාර්ථය හා ශක්තිය පිටතට විදාරණය විමක් විදිහට අර්ථ දක්වනවට වඩා,
මහා පිපිරුම කියන්නේ විශ්වයේ ඝනත්වය, උෂ්ණත්වය ගොඩාක් වැඩි වුන, විශ්වය වේගයෙන් ප්රසාරණය වුන, එක අතීත අවධියක් විදිහට අර්ථ දක්වන එක නිරවද්යයි.
මතක තියාගන්න, මහා පිපිරුම කියන්නේ පදාර්ථය සහ ශක්තිය පිටකරපු ලොකු පිපිරීමක් නෙමේ. මහා පිපිරුමේදී වුනේ විශ්ව අවකාශයම ප්රසාරණය වුන එක.
හරි, ඉතින් මේ විදිහට තමා අපි සාමාන්යයෙන් “මහා පිපිරුම” අර්ථ දක්වන්නේ.
ඉතින් මේ න්යාය, අපි හැමෝම දන්න විදිහට කිව්වොත් “මහා පිපිරුම් වාදය”, ඔප්පු කරන්න අපිට සාක්ශි සාධක අවශ්ය වුනා. ඉතින් අපිට එහෙම සාක්ශි සාධක හම්බුනාද? අපි බලමු.
මහා පිපිරුම් වාදයට අනුව ඈත අතීතයේදී විශ්වය කියන්නේ උෂ්ණත්වය අධික තැනක්.
පොඩි අමතර කතාවකට ගියොත්,
අපි පොඩි කාලෙ ඉගෙනගෙන තියෙනවනේ හැමදේම හැදිල තියෙන්නේ පරමාණු කියන අංශු වලින් කියලා. ඒ කතාව සම්පූර්ණයෙන් ඇත්ත නොවුනත්, පරමාණු කියන්නේ මොනවද කියලා ඉගෙන ගන්න එකනම් වැදගත් වෙනවා.
පරමාණු සමන්විත වෙන්නේ මධ්යයේ පිහිටන ධන ආරෝපිත න්යශ්ටියකින් සහ ඒ න්යශ්ටිය වටා කැරකෙන සෘණ ආරෝපිත ඉලෙක්ට්රෝන කියන අංශුවලින්.
සාමාන්යයෙන් අපි දන්න විදිහට පරමාණු මේ විදිහට පැවතුනාට, අධික උෂ්ණත්වවලදී මේ පරමාණූ කැඩිලා,බිඳිලා ගිහින් නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන සහ න්යශ්ටි බවට පත්වෙනවා. එතනදී වෙන්නේ පවතින අධික තාපයත් එක්ක ඉලෙක්ට්රෝනවලට ලැබෙන ශක්තිය නිසා, ඉලෙක්ට්රෝන න්යශ්ටියේ ආකර්ෂණ බලවලින් මිඳිලා, නිදහස් වෙන එකයි. ඉතින් තවදුරටත් ඉලෙක්ට්රෝන සහ න්යශ්ටිය් එකට බැඳිලා, ඉලෙක්ට්රෝන න්යශ්ටිය වටා කැරකෙමින් නෙමේ තියෙන්නේ. පදාර්ථයේ මේ අවස්ථාවට අපි කියනවා ප්ලාස්මා කියලා.
ඉතින් ආයෙත් අපේ කතාවට ආවොත්,
විශ්වය ඈත අතීතයේදී උෂ්ණත්වය ඉතාම අධික තැනක්නේ. ඉතින් මහා පිපිරුම් වාදයට අනුව, පැවතුනු අධික උෂ්ණත්වය නිසා එහෙනම් විශ්වයත් එක කාලයකදී සම්පූර්ණයෙන්ම සමන්විත වෙලා තියෙන්නේ ප්ලාස්මා වලින්. ඒ කියන්නේ නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන සහ න්යශ්ටි වලින්.
මේ නිදහසේ පවතින ආරෝපිත අංශු, විෂේශයෙන්ම ඉලෙක්ට්රෝන, ආලෝකය එක්ක නිරන්තරයෙන්ම අන්තර්ක්රියා කරමින්, ආලෝකයට අවකාශය හරහා නිදහසේ ගමන් කිරීමට තියෙන ඉඩ අහුරනවා. ඉතින් විශ්වය මේ විදිහට සම්පූර්ණයෙන් ඝන ප්ලාස්මාවලින් පිරිලා තිබුණු අවධියේදී, ආලෝකයට විශ්ව අවකාශය හරහා නිදහසේ ගමන් කරන්න බැරිවුනා
ඒත් විශ්වය දිගින් දිගටම කාලයත් එක්ක ප්රසාරණය වෙලා, ඒත් එක්කම ඉතින් උෂ්ණත්වය අඩුවෙලා, සීතල වෙනවා. ඒ අනුව එක අවධියකදී, උෂ්ණත්වය ප්රමාණවත් තරම් අඩුවුනාට පස්සේ, විශ්වය තුළ පැවතුනු මේ නිදහස් න්යශ්ටි සහ ඉලෙක්ට්රෝන නැවතත් එකිනෙක බැඳිලා, පරමාණු නිර්මාණය වුනා. අපි මේ අවධිය Recombination වශයෙන් හඳුන්වනවා. Recombination එකේදී නිර්මාණය වුනු පරමාණුවලින් තමා ඉතින් විශ්වයේ මුල්ම වායු/දූවිලි වලා,නිහාරිකා නිර්මාණය වුනේ.
ඉතින් න්යශ්ටි සහ ඉලෙක්ට්රෝන, පරමාණු බවට සංවිධානය වුනාම, තවදුරටත් ආලෝකයේ නිදහස් ගමනට බාධා කරන්න “නිදහසේ පවතින” ආරෝපිත අංශු/එකිනෙකින් වෙන් වුන න්යශ්ටි සහ ඉලෙක්ට්රෝන නැහැ. ඒ නිසා ආලෝකය විශ්ව අවකාශය පුරා නිදහස් වෙනවා. මොකද ආලෝකය්ට දැන් අවකාශය හරහා නිදහසේ ගමන් කරන්න පුළුවන්.
ඉතින් එහෙනම් මහා පිපිරුම් වාදයට අනුව, අතීත අවධියකදී අපේ විශ්වය පුරාවට මේ විදිහට ආලෝකයක් නිදහස් වෙලා තියෙනවා. මහා පිපිරුම්වාදයෙන් විස්තර කරන විශ්වය පුරා නිදහස් වුනු මේ පළමු ආලෝකය අපිට නිරීක්ෂණය කරන්න,හඳුනාගන්න පුළුවන්නම්, ඒක ඇත්තටම මහා පිපිරුම්වාදය ඔප්පු කරන්න හොඳ සාක්ශියක්. ඉතින් අපිට මේ ආලෝකය හඳුනාගන්න පුළුවන් උනාද?
1964 දී ඇලන් පෙන්සියස් සහ රොබට් විල්සන් කියන භෞතික විද්යාඥයින් දෙන්නට එයාලගේ රේඩියෝ දුරේක්ශයෙන්, විශ්වයේ හැම දිශාවකින්ම එන අමුතු ආලෝක සංඥාවක් හඳුනාගන්න ලැබෙනවා. මේ ආලෝක සංඥාව එන්නේ කොහෙන්ද කියන එක එයාලට ප්රශ්නයක් වුනා.
ඒත් පස්සේ එයාලා හොයාගත්තා මේ එයාලා හඳුනාගත්තේ, මහා පිපිරුම් වාදයෙන් විස්තර කරපු විශ්වය පුරා නිදහසේ විහිදුනු පළමු ආලෝකය කියලා. එයාලට මේ සොයාගැනීමට නොබෙල් ත්යාගයත් හම්බවෙනවා.
යම් වස්තුවකින් ඔයා වෙත එන ආලෝකය මගින් ඔයාට ඒ වස්තුවේ දර්ශනයක්/View එකක් ලැබෙනවා වගේම, මේ අතීත විශ්වයෙන් අපි වෙත එන ආලෝකයෙන් ඔයාට අතීත විශ්වයේ සිතියමක් ලබා දෙනවා. අපි මේ සිතියමට කියන්නේ Cosmic microwave background එක කියලා.(සරලව)
ඉතින් අපි කතාකරා වගේම මේ Cosmic microwave background එකේ සොයාගැනීම මහා පිපිරුම්වාදය ඔප්පු කරන්න ප්රබල සාක්ෂියක් වුනා.(මේක ප්රබලම සාක්ශියක් වුනාට අපිට තවත් ගොඩාක් සාක්ශි හම්බුනා.)
ඉතින් මේ සොයාගැනීමත් එක්ක මහා පිපිරුම්වාදය විශ්වයේ පරිණාමය පිළිබඳ එකළ අපිට තියෙන හොඳම න්යාය බවට පත්වුනා.
ඒත්…
එතනින් පස්සෙ ප්රශ්න සම්පූර්ණයෙන්ම නැතිවුනේ නෑ. අපි මේ කතාකරපු මහා පිපිරුම්වාදයට අපි ලස්සන නමක් දෙනවා “Standard Big bang Model” එක කියලා.
ඒත් පසුකාලීනව මේ Standard Big bang model එකට පැහැදිලි කරන්න බැරි, පිළිතුරු දෙන්න බැරි ප්රශ්න තියෙනවා කියලා අපි දැනගත්තා.
පොඩි අමතර කතාවකට යමු.
හිතන්න ඔයා ගොඩාක් උණු කෝපි කෝප්පයක් ඔයාගේ මේසෙ උඩ තියල තියෙනවා. ඔයා සෑහෙන වෙලා ඒ කෝපි කෝප්පේ ඒ විදිහටම තිබ්බොත්, ඔයාගේ කෝපි කෝප්පේ උෂ්ණත්වය අඩුවෙලා, ඒකෙ උෂ්ණත්වයත් කාමර උෂ්ණත්වයට පත්වෙනවා. මෙතනදී වෙන්නේ උෂ්ණත්වය වැඩි කෝපි කෝප්පයේ ඉඳන් අවට පරිසරයට තාප ශක්තිය ගලාගෙන ගිහින්, කෝපි කෝප්පයයි අවට පරිසරයයි කියන දෙකම එකම උෂ්ණත්වයට පත්වෙනවා. අපි මේකට කියන්නේ තාපජ සමතුලිතතාවයට පත්වෙනවා කියලා.
අපේ පෘථිවියේ තැන් දෙකක අපි උෂ්ණත්වමාන දෙකක් තියලා උෂ්ණත්වය මැන්නොත් ඒ උෂ්ණත්ව දෙක බොහෝවිට එකිනෙකින් වෙනස්. (ඇන්ටාර්ටිකාවෙයි ලංකාවෙයි තියල බලන්න)
ඒත් අපි CMB එකේ එකිනෙක විරුද්ධ දිශාවල තියෙන කෙළවර දෙකක උෂ්ණත්වය ගත්තොත්, වෙන විදිහකට කිව්වොත් අපිට නිරීක්ෂණය කලහැකි විශ්වයේ එකිනෙක විරුද්ධ දිශාවල තියෙන කෙළවර දෙකක උෂ්ණත්වය මැන්නොත්, ඒ උෂ්ණත්ව දෙක එකිනෙක සමාන වෙනවා. ඒ කියන්නේ විශාල පරිමාණයෙන් බැලුවොත් අපේ විශ්වය පවතින්නේ තාපජ සමතුලිතතාවයේ.
ඇයි මෙහෙම CMB එකේ හැම තැනම ඉතාමත් ආසන්න වශයෙන් සමාන උෂ්ණත්ව පවතින්නේ කියන එක අපේ Standerd Big bang model එකට පැහැදිලි කරන්න බෑ.
තවත් අපි කතාකලානේ මේ උෂ්ණත්වය හැම තැනම 100% සමාන වෙන්නේ නෑ කියලා. මේකේ තැනින් තැන පොඩි පොඩි උෂ්ණත්ව වෙනස් වීම් තියෙනවා. මේ පොඩි පොඩි උෂ්ණත්ව වෙනස් වීම් වලින් අපිට කියන්නේ, අතීත විශ්වයේ පදාර්ථය හා ශක්තිය ඉතාම ඒකාකාරීව අවකාශය පුරා පැතිරුනාට, මේ පදාර්ථය හා ශක්තියේ පැතිරීම 100% ඒකාකාරී වුනේ නෑ කියලා. ඒ කියන්නේ CMB එක නිදහස් කරපු ඒ ප්ලාස්මාවේ ඝනත්වය හැම තැනකදිම 100% එකිනෙකට සමාන නෑ.
(මතකනේ, CMB එක නිකුත් වුනේ ඒ කාලේ විශ්වය පුරවපු ප්ලාස්මාව, පරමාණු වශයෙන් සංවිධානය වෙනකොට)
මෙහෙම CMB එකේ තැනින් තැනට පොඩි පොඩි ඝනත්ව වෙනස්වීම් තියෙන්නේ ඇයි කියලත් Stander Big bang model එකට පැහැදිලි කරන්න බැරිවුනා.
මේ හේතූන් ඒ නිසා ඉතින් අපිට විශ්වයේ පරිණාමය විස්තර කරන්න Standard Big bang model එකෙන් එහා ගිය, ඊට වඩා දියුණු සෛද්ධාන්තික රාමුවක්, ඊට වඩා Advanced model එකක් ඕන වුනා. ඉතින් ඒ මොකක්ද?
අපේ විශ්වයේ සම්භවය වඩාත් නිරවද්යව විස්තර කරන ඒ න්යාය ගැන ඉතින් අපි ඊළඟ ලිපියෙන් ඒ ගැන කතාකරමු.