💥කලු කුහර යුද්ධය 💥
𝐇𝐚𝐰𝐤𝐢𝐧𝐠 𝐫𝐚𝐝𝐢𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐚𝐧𝐝 𝐛𝐥𝐚𝐜𝐤 𝐡𝐨𝐥𝐞 𝐰𝐚𝐫
⚜️අනන්තය⚜️
අනන්තය යනු මුල් බටහිර දර්ශනය තුළ මෙන් ම විශ්වාස පද්ධති තුළ ද එතරම් ම හුරු පුරුදු හෝ පිළිගත් හෝ සංකල්පයක් ලෙස දක්නට නො ලැබේ. අනන්තය යන්නෙහි ගැබ් ව ඇති අඥාත හා අද්භූතභාවයට ඔවුන් තුළ යම් බියක් ඇති සෙයක් පෙනෙන්නට තිබිණි. පෘථිවියේ සහ විශ්වයේ වයස පවා සීමිත වසර දහස් ගණනක පරිමිත නිශ්චිත අගයකින් පෙන්වීමට උත්සාහ ගැනීම මෙයට නිදසුනකි. පොදු න්යායන් ඉක්මවා යන අසාමාන්යතාවලට සහ අවිනිශ්චිතතාවලට ද මේ අයුරින් ම ඔවුහු අකැමැති වූ හ. හැකි සැම විටෙක ම අනන්තය හෝ අසාමාන්යතා යන සංකල්ප මඟහැරීමටත් නිශ්චිත අගයයන් මත ර¹ පැවතීමටත් බටහිර දර්ශනය උත්සුක විය. එහෙත් මුල දී ගණිතමය සමීකරණ තුළත් පසුව එම ගණිතමය මූලධර්ම මත පදනම් වූ භෞතික විද්යා සංකල්ප තුළත් අනන්තය හා අසාමාන්යතා යළි යළිත් මතු වන්නට පටන්ගත් විට එයින් ගැලවීම උගහට බව පෙනී ගියේ ය.
මීට වෙනස් ව ගත් කල, පෙරදිග දර්ශනවල අනන්තය යනු එතරම් අරුමයක් නො වී ය. 'අසංඛ්ය කල්ප ලක්ෂයක්' ගැන කියන විට ග්රාමීය උවැසියක වුව කිසිදු ප්රශ්නයකින් තොර ව එයින් කියවෙන අති දීර්ඝ, වටහාගත නොහැකි තරම් ම දීර්ඝ, කාලය ගැන මනැසින් මවාගත්තී ය. "මහණෙනි, ලෝක විෂයය අචින්ත්යයි" යනුවෙන් විශ්වයට සීමාවක් මෙන් ම උපතක් ද නොමැති බව (එසේ තිබිය නො හැකි බව) පැහැදිලිව කියවෙන්නේ වසර 2500කටත් ඉහත දී ය. එඩ්වින් හබ්ල් 1923 දී පමණ ක්ෂීරපථයෙන් එහා තවත් මන්දාකිණි ඇති බව සොයාගන්නා තෙක් ම බටහිර දර්ශනයට තබා භෞතික විද්යාවට වත් මේ ගැන පැහැදිලි අදහසක් තිබුණේ නැත. බටහිර දර්ශනය සහ විශ්වාස පද්ධති අනන්තයට හා අවිනිශ්චිතතාවනට අකැමැති වීම මෙයට එක හේතුවක් ලෙස යමකුට ප්රකාශ කළ හැකි ය.
⚜️කළු කුහර මතු වේ⚜️
එඩ්වින් හබ්ල් ගේ සොයාගැනීම් සමඟ ම අනන්ත විශ්වයක බියකරු සෙවණැලි බටහිර භෞතික විද්යාවෙන් මතු වෙද්දී ම, ඊට මඳ කලකට කලින් සිට ම අයින්ස්ටයින් ගේ සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදයෙන් පෙන්වූ ගුරුත්ව ක්ෂේත්ර සමීකරණ තුළ අසාමාන්යතා මතු වන්නට පටන් ගෙන තිබිණි. මුල දී මෙයින් වික්ෂීප්ත වූ විද්යාර්ථයින් විසින් මෙය නිකම් ම නිකම් ගණිතමය ගැටලුවක් පමණක් ද, එසේත් නැත්නම් එවැනි අසාමාන්යතා සහිත භෞතික වස්තූන් විශ්වයේ සැබැවින් ම පවතී ද යනුවෙන් විමසන්නට පටන් ගැනිණි. කළු කුහර සංකල්පයේ උපත ද මෙය ම විය. යම් තාරකාවක් හෝ වෙනත් විශාල පදාර්ථයකින් යුතු වස්තුවක් අභ්යන්තර ගුරුත්වය නිසා ම හැකිළෙමින් ගොස් (එහි පදාර්ථය ස්වකීය ගුරුත්වය නිසා ම ඇතුළට එනම් ගුරුත්ව කේන්ද්රය දෙසට කඩා වැටීම නිසා) අවසානයේ දී එක්තරා න්යායික අගයකින් පහළ අගයකට (මෙය එම ස්කන්ධයේ ස්වාෂිල්ඩ් අරය (Schwarzschild radius) ලෙස හැඳින්වේ) සංකෝචනය වුව හොත් කළු කුහරයක් නොහොත් අවකාශ - කාල වක්රයේ අසාමාන්යතා ලක්ෂ්යයක් (Singularity) තැනෙන බවත්, එතන දී ගුරුත්ව ක්ෂේත්රයේ අගය හා පදාර්ථයේ ඝනත්වය අනන්තයට විහිදෙන බවත් මෙහි දී පෙන්වා දෙනු ලබයි. අප දන්නා භෞතික විද්යාව මේ අසාමාන්යතා ලක්ෂ්යය මත බලපැවැත්වෙන්නේ නැත. වෙනත් අයුරකින් කිව හොත් භෞතික විද්යාවේ සියලු මූලධර්ම මෙතැන දී බිඳ වැටෙයි.
⚜️කළු කුහරයකින් ගැලවීමක් නැද්ද⚜️
අනන්ත ගුරුත්ව ක්ෂේත්රය නිසා ම කළු කුහරයකින් පිටතට ගැලවී යැමට අඩු ම වශයෙන් ආලෝක තරංගයකට වත් නො හැකි ය. එනිසා ම කළු කුහරයක අභ්යන්තරයේ සිදු වන කිසිවක් පිටතට දර්ශනය නො වේ. කළු කුහරයක බල පැවැත්මේ සීමාව සහ සාමාන්ය විශ්වය අතර අන්තර් ක්රියා සිදු විය හැකි උපරිම සීමාව සිද්ධි ක්ෂීතිජය (event horizon) යනුවෙන් හැඳින්වේ. මෙය ආලෝක කිරණයකට කළු කුහරයකින් ගැලවී යා හැකි සීමාවයි. ඒ අනුව ආලෝක කිරණයකට වඩා වැඩි ස්කන්ධයක් දරන අනෙක් ඕනෑ ම දෙයකට කළුකුහරයකින් ගැලවී යා හැකි සීමාව සිද්ධි ක්ෂීතිජයට බොහෝ මෑතින් පිහිටයි. ඔබ යම් හෙයකින් සිදු වීම් ක්ෂීතිජයෙන් එහාට ඇතුළු වීමට තරම් නිර්භය වුව හොත් (හෝ අනුවණ වුව හොත්) ඔබට හරියට ම සිදු වන දේ පිටත විශ්වයේ කිසිවකුට දැකගැනීමට නො ලැබෙනු ඇත. ඇතැම් විට ඔබ එය දැනගත්තත් පිටත කිසිවකුට එය කීමට හැකියාවක් නො ලැබෙනු ඇත. ඇතුළු වීම කෙසේ වෙතත් සිදු වීම් ක්ෂීතිජයට බොහෝ මෑත දී ම අධික ගුරුත්වය හේතුවෙන් යමකු ගේ හිසේ බරින් ම ඔහු රොටියක් මෙන් පැතලි වී යැමට ද බොහෝ ඉඩ ඇත.
⚜️හෝකිං පැමිණේ⚜️
අප ගේ කතාවේ වීරයකු වන ස්ටීවන් විලියම් හෝකිං යම් තරමකට ඔබට සැනසීමක් ගෙන එන්නේ මෙතන දී ය. කළු කුහරයකින් ගැලවෙන මඟක් පාදමින් (අවාසනාවකට මෙන් ඔබ ගේ ඇතුළු වූ ස්වරූපයෙන් ම නො වුණත්) ඔහු භෞතික විද්යාවේ පෙරළියක් කළේ ය.
හෝකිංට ප්රථම, කළු කුහරයකින් අංශූන් පිට විය හැකි ක්රම ගැන යාකොව් සෙල්ඩොවිච් (Yakov Zel'dovich) ඇතුළු සෝවියට් විද්යාඥයන් කිහිප පොළක් ම යම් යම් අදහස් පළ කොට තිබුණු බව ද මෙහි දී කිව යුතු ය. සෙල්ඩොවිච් යනු පාරිසරික ඉංජිනේරු විද්යාවේ හා දහන තාක්ෂණයේ (Combustion Technology) ඉගැන්වෙන නයිට්රජන් හා ඔක්සිජන් අතර අධි උෂ්ණත්ව ප්රතික්රියා තත්ත්වයන්හි දී නයිට්රජන් ඔක්සයිඩ (NOx) නිපදවන යාන්ත්රණය හෙවත් සෙල්ඩොවිච් යාන්ත්රණය (Zel'dovich mechanism) හෙළි කළ විද්යාඥයා ම ය. එමෙන් ම පළමු වැනි සෝවියට් න්යෂ්ටික බෝම්බය නිපදවීමට විශාල පර්යේෂණ දායකත්වයක් දුන් අයෙකි. විෂය ක්ෂේත්ර ගණනාවක පැතිරුණු වියත් භෞතික විද්යාඥයකු වූ මොහු ගැන වෙන ම කතා කළ යුතු කරුණු රාශියක් ඇත.
හෝකිංට සිය න්යාය ගොඩනැඟීම සඳහා උපකාරී වන්නේ භෞතික විද්යාවේ ඉතා ම විවාදජනක ක්ෂේත්රයක් වන ක්වොන්ටම් යාන්ත්ර විද්යාවයි.
⚜️ක්වොන්ටම් භෞතිකයේ විස්මය⚜️
සුප්රසිද්ධ භෞතික විද්යාඥයකු වූ නීල්ස් බෝර් වතාවක් කීවේ "ක්වොන්ටම් භෞතික න්යායෙන් යමකු විස්මයට පත් නො වූයේ නම් ඔහු එය වටහාගත්තෙක් නො වේ" යනුවෙනි. සම්භාව්ය භෞතික විද්යාවෙන් (Classical Physics) පැහැදිලි කිරීම දුෂ්කර, උප - පරමාණුක මට්ටමේ සංයුක්ත අංශු (composite particles, උදාහරණ( ප්රොaටෝන සහ නියුට්රොaන) සහ ඊටත් පහළින් පිහිටි මූලික අංශු (elementary particles, උදාහරණ( ඉලෙක්ට්රොaන, ෆොaටෝන, නියුටි්රනෝ වැනි තවත් බොහෝ අංශු)වල හැසිරීම විග්රහ කිරීම සඳහා ම ක්වොන්ටම් භෞතික විද්යාව ගොඩනැඟිණි. ක්වොන්ටම් භෞතිකය මූලික ම වශයෙන් සිද්ධාන්ත 3ක් මත රදා පවතී.
i) පද්ධතියක ඇති ශක්තිය, ගම්යතාව හා වෙනත් ගති ලක්ෂණ එකිනෙකට ප්රභින්න (descrete) වූ පුංජ (quanta) වශයෙන් පැවතීම.
ii) මේ පුංජවලට අංශු වශයෙන් මෙන් ම තරංග වශයෙන් ද හැසිරිය හැකි බව (wave - particle duality).
iii) හයිසන්බර්ග් ගේ අවිනිශ්චිතතා න්යාය.
ඉහත කරුණු අතරින් හයිසන්බර්ග් ගේ අවිනිශ්චිතතා න්යාය ගැන මෙහි දී මඳක් විස්තර කිරීම වටී.
අවිනිශ්චිතතාව හෙවත් අනිත්යතාව - හයිසන්බර්ග් ගෙන් (අධි)නිශ්චිත ලෝකයට පහරක්
මීට කලින් අප කී පරිදි ම බටහිර විශ්වාස පද්ධතිත්, ඉන්පසු බටහිර දර්ශනයත්, ඊටත් පසුව සම්භාව්ය භෞතික විද්යාවත් බොහෝ විට උත්සාහ දැරුවේ ස්ථêර, කිසිසේත් ම වෙනස් නො වන, කරුණු හා අගයයන් මත පදනම් වීමට ය. එහෙත් ජර්මානු ජාතික වර්නර් හයිසන්බර්ග් (Werner Heisenberg) පෙන්වා දුන්නේ ක්වොන්ටම් භෞතිකයේ එන පුංජ (හෝ අංශු)වල ඇතැම් භෞතික ගුණාංග මැනිය හැකි නිරවද්යතාවට සීමාවක් ඇති බවයි. උදාහරණ ලෙස ( ආලෝක කිරණ සංයුක්ත වන්නේ ෆොaටෝන ලෙස හඳුන්වන ක්වොන්ටම් පුංජ නැත හොත් අංශුවලිනි (සැ. යු: ප්රොaටෝන නො වේ). හයිසන්බර්ග් පෙන්වා දුන්නේ මේ ෆොටෝනවල පිහිටීමත් වේගයත් යන දෙක ම එක වර නිරවද්ය ව මැනිය නොහැකි බවයි. කළ හැක්කේ එක ගුණාංගයක් මනින අතර අනෙක් ගුණාංගයේ අගය පිහිටිය හැකි යම් සම්භාවිතා පරාසයක් දැක්වීම පමණි.
එමෙන් ම නිරීක්ෂකයා ගේ නිරීක්ෂණ උත්සාහය නිසා ම මේ පුංජවල ගුණාංග වෙනස් වන බව ද මේ මූලධර්මය තුළ ම ගැබ් ව ඇති තවත් ප්රතිඵලයකි. මෙය නිරීක්ෂකයා ගේ ආචරණය (observer effect) ලෙස හැඳින්වේ. 'ඔබ ආලෝක ක්වොන්ටාවක එනම් ෆොaටෝනයක වේගය හෝ පිහිටීම හෝ මනින්නට දරන උත්සාහය නිසා ම එම අගයයන් ඊට කලින් පිහිටි අගයයන් ගෙන් වෙනස් විය හැකි ය' යන්න මෙහි අරුතයි.
හයිසන්බර්ග් ගේ අවිනිශ්චිතතා න්යාය තුළ සත්ය වශයෙන් ම ගැබ් ව ඇත්තේ අනිත්යතාවයි. කිසිවක් ම නිශ්චිත නැති බවත්, කිසිවකු විසින් වත් කිසිවක් මූල - නිර්ණයනය කොට නැති බවත්, ඇති වීම සහ නැති වීම යනු විශ්වයේ මූලික ම ධර්මතාවක් ලෙසත්, ඉගැන්වූ පෙරදිග දර්ශනවලට ක්වොන්ටම් භෞතික විද්යාව වටහාගැනීම ගැටලුවක් නො වන්නේ එහෙයිනි. එහෙත් (අධි) නිශ්චිත, ස්ථිර, මුල දී ම නිශ්චිත ව හා වෙනස් කළ නො හැකි ලෙස විශ්වය ගොඩනංවා ඇතැයි සැලකූ ඇතැම් බටහිර දර්ශන හා විශ්වාස පද්ධතිවලට හයිසන්බර්ග් ගෙන් සහ ක්වොන්ටම් භෞතික විද්යාවෙන් වැදුණේ දැවැන්ත පහරකි. රික්ත උච්චාවචනය ගැන කියවෙන පහත විස්තරයට අනුව මේ ඇති වීම සහ නැති වීම පිළිබඳ ධර්මතාව තවදුරටත් පැහැදිලි වනු ඇත.
⚜️රික්තය තුළ කිසිවක් ම නැද්ද?⚜️
ක්වොන්ටම් භෞතිකයට අනුව රික්තය තුළ කිසිවක් ම නැත්තේ නැත. රික්තය තුළ සැබැවින් ම යම් අවම ශක්ති මට්ටමක් තිබේ. අවම වශයෙන් විද්යුත් චුම්බක තරංග රැගෙන යන ෆොaටෝනවලින් හෝ රික්තය පිරී පවතී.
මේ අතර හයිසන්බර්ග් ගේ අවිනිශ්චිතතා න්යායට අනුව අංශුවල පිහිටීම හරියට ම නිශ්චිත නො වන නිසා රික්තයේ යම් ස්ථානයක පවතින ශක්ති මට්ටම තාවකාලික ව වෙනස් විය හැකි ය. මෙහි දී සිදු වන්නේ එකිනෙකට බැඳී පවතින අතාත්වික අංශුවක් සහ අතාත්වික ප්රති අංශුවක් තාවකාලික ව එකිනෙකට ඈත් වීම නිසා අංශු - ප්රතිඅංශු යුගලයක් නිර්මාණය වීමයි. මෙය අහඹු ලෙස සිදු වන ක්රියාවලියකි. මේ ක්රියාවලිය ක්වොන්ටම් උච්චාවචනය එසේත් නැත්නම් රික්ත උච්චාවචනය (quantum / vaccum fluctuations) ලෙස හඳුන්වයි. මෙහි අතාත්වික අංශුවක් යනු තාත්වික එසේත් නැත හොත් සැබෑ අංශුවක ම ඉතා කෙටි කාලයකට පමණක් පවතින ස්වරූපයකි. සැබෑ අංශු ලෙසින් ම අතාත්වික අංශු ද ශක්තිය සහ ගම්යතාව දරයි (බොහෝ විට ස්කන්ධයක් නො දරයි). මෙහි දී ප්රති අංශුවක් ලෙස හැඳින්වෙන්නේ යම් අංශුවකට අනෙක් සැම ආකාරයකින් ම සමාන වන නමුත් ප්රති විරුද්ධ විද්යුත් සහ චුම්බක ලක්ෂණ දරන අංශුවකි. ඒ අනුව අංශුවක් සහ ප්රති අංශුවක් එක් වූ විට සම්ප්රයුක්තය ශුන්ය වේ. උදාහරණ ලෙස ඉලෙක්ට්රොaනවල ප්රති අංශු පොසිට්රොaන ලෙස හැඳින්වේ.
⚜️සිද්ධි ක්ෂීතිජයේ දී සිදු වන්නේ කුමක් ද?⚜️
දැන් අපි නැවතත් හෝකිං දෙසට යොමු වෙමු. ඔහු කීවේ මෙයයි ; කළු කුහරයක සිද්ධි ක්ෂීතිජයට ඉතා ආසන්නයේ සිදු වන රික්ත උච්චාවචන නිසා අංශු - ප්රතිඅංශු යුගල නිර්මාණය වේ. මේ අතරින් ප්රති අංශුව පමණක් සිද්ධි ක්ෂීතිජය තුළින් ඇතුළට ඇදී ගොස් කළු කුහරයට වැටෙන අතර අංශුව කළු කුහරයෙන් ඉවතට ඇදී යැම සිදු විය හැකි ය. උදාහරණ ලෙස ( මෙහි අංශුව ඉලෙක්ට්රොaනයක් විය හැකි අතර ප්රති අංශුව පොසිට්රොaනයක් හෙවත් ප්රති ඉලෙක්ට්රොaනයක් විය හැකි ය.
දැන් සිද්ධි ක්ෂීතිජයෙන් පිටත ඈතින් සිටින නිරීක්ෂකයකුට පෙනෙන්නේ කළු කුහරය දෙසින් යම් අංශු ප්රවාහයක් ගලා එන බවයි. මේ අංශු ප්රවාහය හෝකිං විකිරණය (Hawking radiation) ලෙස හඳුන්වයි.
මීළඟට කළු කුහරය තුළ සිදු වන්නේ කුමක් දැයි බලමු. සිදුවීම් ක්ෂීතිජයෙන් ඇතුළට ඇදී ගිය ප්රති අංශුවල ඇති ඝෘණ ශක්තිය හේතුවෙන් කළු කුහරය තුළ ඇති ශක්තිය සෙමෙන් නමුත් ක්රමයෙන් වියෑකී යයි. ශක්තිය හීන වී යැමෙන් අදහස් කෙරෙන්නේ කළු කුහරයේ ස්කන්ධය සහ ප්රමාණය ද හීන වී යන බවයි (අයින්ස්ටයින්ට අනුව ශක්තිය සහ ස්කන්ධය එකිනෙකට තුල්ය වන නිසා)
No comments:
Post a Comment