ඔල්බර්ස්ගේ විසංවාදය

රාත්‍රී අහස අඳුරු ඇයි කියා කෙනෙකු ඔබෙන් ප්‍රශ්ණ කලොත් ඔබ දෙන පිළිතුර කුමක්ද? මෙය කුඩා ළමයකුට වුවද පිළිතුරු දිය හැකි සරල ප්‍රශ්ණයකි. අප සැම ජීවත් වන ලෝකය හෙවත් පෘථිවිය ගෝලාකාර වස්තුවකි. සූර්යයා වටා කක්ෂගතව පවතින පෘථිවිය මතට සූර්යයාලෝකය පතිත වනුයේ හිරු මුහුණලා සිටින දිසාවට පමණි. අනෙක් පසට සූර්යයාලෝකය පතිත නොවන බැවින් අඳුර හෙවත් රාත්‍රිය උදා වෙයි.

රාත්‍රිය ඇති වනුයේ මෙලෙසිනි. රාත්‍රී අහස අදුරු වනුයේ සූර්යයා අහසේ දර්ශණය නොවන නිසාවෙනි. රාත්‍රී අහස අදුරු ඇයි යන සරල ගැටලුවට ඔබ දෙන පිළිතුර වන්නේ මෙය බවට කිසිදු සැකයක් නැත.

19 වන සියවසේ ජීවත් වූ ප්‍රසිද්ධ තාරකා විද්‍යාඥයෙකු හට රාත්‍රී අහස අදුරු ඇයි යන ගැටලුවට මේ පිළිතුර ප්‍රමාණවත් නොවිනි. ඔහු මේ ගැටලුව ඉතා තදින් ගැඹුරට අධ්‍යනය කලේය. ඔහුගේ ගණනය කිරීම් වලට අනුව සූර්යයා නොතිබුනත් රාත්‍රීයට උනත් හිරු පායා ඇතිවාක් මෙන් අහස ආලෝකමත්ව තිබෙනු ඇත. මේ පුද්ගලයා නමින් හෙන්රිච් ඔල්බර්ස්ය (Heinrich Olbers). මොහු ජර්මන් ජාතික තාරකා විද්‍යාඥයෙකි.

Heinrich Olbers

ඔල්බර්ස් ඉදිරිපත් කරන තර්කය මෙසේය. රාත්‍රී අහසේ තාරකා අති විශාල ප්‍රමාණයක් පවතී. තාරකා යනු සූර්යයා වැනි වස්තූන් බව ඔබ හොදින් දනී. ඔල්බර්ස් මතු කරන තර්කය වන්නේ මෙතරම් වූ තාරකා තිබෙනවා නම් ඒවා සියල්ලගේම ආලෝකය අප පෘථිවිය මතට පැමිණිය යුතු බවයි. උදාහරණයක් ලෙස ඔබ විශාල වනාන්තරයක් මැද සිටිනවා යැයි සිතන්න. ඔබ වට පිට බැලුවහොත් ඔබට පෙනෙනුයේ ගස් කොලන් පමණි. වනාන්තරයට එපිටින් ඇති කිසිවක් ඔබට නොපෙනෙනුයේ විශාල ප්‍රදේශයක් පුරා පැතිර පවතින ගස් වලින් අවට සියලු දේ වැසී යන බැවිනි. පෘථිවියට එපිටින් ඇති තාරකාද අපට දිස් වන්නේ මෙලෙසිනි. මේ නිසා මුලු අහසම දීප්තිමත්ව පැවතිය යුතුය. නමුත් ඇත්තටම මෙලෙස සිදු නොවන බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නොවේ. එසේනම් ඔහුට වැරදී ඇත්තේ කොතැනද?

ඔල්බර්ස් තම තර්කය ඉදිරිපත් කරනුයේ ගණනය කිරීමක්ද සහිතව ඉතා සවිස්තරාත්මක ප්‍රකාශයක් ලෙසිනි. මෙය පැහැදිලිව අධ්‍යනය කල විට ඔහු ඉදිරිපත් කරන තර්කයේ වැරද්දක් නැති බව පැහැදිලිය. බොහෝ කාලයක් පුරාවට විද්‍යාඥයින් මේ ගැටලුවට පිලිතුරු සෙවීමට උත්සහ කොට ඇත. නමුත් මෑතක් වනතුරුම රාත්‍රී අහස අදුරු ඇයි යන ගැටලුවට නිශ්චිත පිළිතුරක් නොලැබුණි.

මෙහිදී පැහැදිලිව සදහන් කල යුතු කරුණක් වෙයි. එනම් ඔල්බර්ස් තමන්ගේ මේ විසංවාදය ඉදිරිපත් කරන්නේ 1826 වර්ෂයේදීයි. නමුත් රාත්‍රී අහස අදුරු ඇයි යන මේ ගැටලුව මතු කල ප්‍රථමයා ඔහු නොවෙයි. සමහර පොත්පත් වල සදහන් වන පරිදි, මේ ගැටලුවේ ඉතිහාසය 16 වන යුගය තරම් ඈතකට දිව යන්නකි. රාත්‍රී අහසේ අඳුරු බව යන ගැටලුව මතු කල ප්‍රථමයා ලෙස දැක්විය හැක්කේ 1576දී තෝමස් ඩිග්ස්(Thomas Digges) යන පුද්ගලයාය. ඔහුගේ මතයට අනුව තාරකා අතර අවකාශය අඳුරු ලෙස දිස් වන්නේ ඈතින්ම ඇති තාරකා වලින් එන අලෝකය ඉතා දුර්වල වන හෙයිනි. ඉන් පසු මේ ගැටලුව මුල්වරට තරමක් ගැබුරින් සාකච්චාවට බඳුන් කොට ඇත්තේ 1610දී ජොහැන්නස් කෙප්ලර් (Johannes Kepler) විසිනි. ඔහුගේ මතයට අනුව අහස අඳුරු ලෙස දිස් වන්නේ විශ්වය පරිමිත බැවිනි. ඉන් පසු 18 වන ශතවර්ශයේදී එඩ්මන්ඩ් හැලී(Edmund Halley) සහ Cheseaux විසින්ද මේ ගැටලුවම මතු කර ඇති බවට තොරතුරු ඇත. කෙසේ වෙතත් රාත්‍රී අහස අඳුරු ඇයි යන ගැටලුව පසු කලෙක ප්‍රසිද්ධ වූයේ ඔල්බර්ස්ගේ විසංවාදය නමිනි. 

රූපය-1

ඔල්බර්ස්ගේ විසංවාදය නිර්මාණය වී ඇත්තේ මූලික උපකල්පන 3ක් මත පිහිටාය. එනම් විශ්වය යනු වෙනස් වීමක් නැති (ස්ථාවර), අපරිමිත ලෙස පැතිර පවත්නා සහ ඒ තුල තාරකා ඒකාකාරීව විසිරී ඇති යන උපකල්පනයන්ය. අප වෙසෙන පෘථිවියේ සිට R දුරකින් (අරයකින්) පැතිර පවතින මනංකල්පිත ගෝලයක් සලකමු. මෙම ගෝලයේ පිටත පෘෂ්ඨයේ ඝණකම හෙවත් පළල a ලෙස ගනිමු. පිටත පෘශ්ඨ කොටසේ පරිමාව ආසන්න වශයෙන් 4πR2a  ලෙස ගත හැක(මෙහිදී ගෝලයේ පෘශ්ඨ වර්ගපලය ගණනය කිරීමේ පහසුව සදහා තිරස් ලෙස පැතිර ඇතැයි උපකල්පනය කොට ඇත). ඉහත රූපය-1 හි O ලක්ෂයෙන් පෘථිවිය ද ඊට එපිටින් පෙර සදහන් කල ආකාරයට නිර්මාණය කල හැකි ගෝලයන් දෙකක් A හා B ලෙස දැක්වේ. ඒකක වර්ගඵලයක් තුල පවතින තාරකා ප්‍රමාණය N ලෙස ගත් විට මෙම මනංකල්පිත ගෝලය වටා ඇති තාරකා ප්‍රමාණය 4πR2aN වන බව පැහැදිලිය.

තේරුම් ගැනීමේ පහසුව සදහා විශ්වයේ සියලු තාරකා එකම දීප්තියකින් යුක්ත හා එහි අගය L ලෙස ගනිමු. මෙවැනි එක් තාරකාවක් සියලු දිශාවන් කරා අලෝකය හෙවත් විකිරණ විහිදුවනු ලබයි. මෙවැනි තාරකාවක සිට පෘථිවියට පවතින දුර ආසන්න වශයෙන් R වන බැවින් තාරකාවේ සිට O ලක්ශය හෙවත් පෘථිවිය හරහා යන දුර R වන ගෝලයක් නිර්මාණය කලහොත්  පෘථිවිය හරහා ඒකක වර්ගඵලයක් තුලින් යන විකිරණ ප්‍රමාණය L/4πR2 වේ. මේ අගය ගෝලය පිටත පෘශ්ටය වටා පවතින තාරකා ප්‍රමාණයෙන් ගුණ කල විට ලැබෙන පිලිතුර LNa කි. එම නිසා මෙයින් පැහැදිලි වන්නේ මේ ගෝලය වටා පවතින තාරකා මගින් පෘථිවිය වෙත ලැබෙන මුලු විකිරණ ප්‍රමාණය LNa වන බවයි.  

විශ්වය අපරිමිත යැයි උපකල්පනය කල බැවින් මෙවැනි ආකාරයේ රූපය-1 හි දැක්වෙන්නාක් මෙන් A හා B ආදී ගෝලයන් අපරිමිත ප්‍රමාණයක් අපට නිර්මාණය කල හැකිය. මේ නිසා මේ සියල්ලන්ගෙන්ම ලැබෙන ආලෝකය රාත්‍රී අහසේ අදුරු බව මකා දැමීමට තරම් ප්‍රබල වේ. ඔල්බර්ස් ඉදිරිපත් කල තර්කය මෙයයි.

ඈතින් ඇති තාරකා දිස් වන්නේ අඩු දීප්තියකිනි. මේ නිසා රාත්‍රී අහස අදුරු වන්නේ ඈතින්ම ඇති තාරකා වලින් ලැබෙන ආලෝකය නොගෙනිය හැකි තරම් දුර්වල වන නිසා නොවේදැයි ඔබට එක් වරම සිතෙනු ඇත. නමුත් ඔල්බර්ස්ගේ විසංවාදය දෙස තරමක් ගැබුරින් බැලූ කල තාරකා වලට ඇති දුර බලනොපාන බව පැහැදිලි වනු ඇත. මන්ද යත් අරය වැඩි වීමේදී නිර්මාණය වන ගෝලයන්ගේ ප්‍රමාණයද විශාල වේ. මේ අනුව බලන කල දුර වැඩි වීමේදී තාරකාවල දීප්තිය අඩු වූවත් එම අදාල ගෝලය අවට ඇති තාරකා ගණනද ඊට අනුලෝමව වැඩි වේ. මේ නිසා අප මනංකල්පිතව නිර්මාණය කරන සෑම ගෝලයකින්ම ලැබෙන අලෝක ප්‍රමාණය එකම වේ. ඉහත ගනණය කිරීමට අනුව මේ නිය‍ත අගයකි.  

ඔල්බර්ස්ගේ විසංවාදය ඉදිරිපත් වූ කාලය මිනිසා විශ්වය පිළිබදව අද යුගය මෙන් බොහෝ දේ නොදැන සිටි කාලයකි. මේ නිසා විසංවාදය තුල ආලෝක මූලයන් ලෙස සදහන් වන්නේ තාරකා පමණි. නමුත් අද අප දන්නා පරිදි අහසේ අපට දර්ශණය වන සියලු තාරකා අප ක්ශීරපථ මන්දාකිණියට අයත් ඒවා වේ. අප මන්දාකිණියට එපිටින් තාරකා පවතිනුයේ තාරකා පොකුරු හෙවත් මන්දාකිණි ලෙසිනි. මේ නිසා ඔල්බර්ස්ගේ විසංවාදය අද යුගයේදී කථා කරන විට එහි ආලෝක මූලයන් විය යුත්තේ තාරකා පමණක් නොව තාරකා හා මන්දාකිණි යන දෙකම බව විශේෂයෙන් සදහන් කල යුතුය.

ඔල්බර්ස් ගේ තර්කය ඉතා සුපරික්ශාකාරීව විමසා බැලූ විට එහි යම් අඩුපාඩුවක් සිදු වී ඇති බව පෙනෙනු ඇත. එනම් ලගින් පිහිටන තාරකා හෝ මන්දාකිණි මගින් ඈත තාරකා (මන්දාකිණි)වසා දැමීමයි. මේ නිසා තාරකා පිහිටන ගෝල අපරිමිතව නිර්මාණය කලත් එයින් අහසේ දීප්තිමත් බව සදහා වැදගත් වනුයේ පරිමිත අගයකි. නමුත් මෙහිදීද සම්පූර්ණ අහසම තාරකා හා මන්දාකිණි වලින් වැසී යන බැවින් එය විසංවාදය බිද දැමීමට හේතු වන්නක් නොවේ. 

විවිධ අදහස්..

රාත්‍රී අහස අදුරු ඇයි යන ගැටලුවට ඈත අතීතයේ සිටම විවිධ ආකාරයේ අදහස් විවිධ පුද්ගලයින් විසින් ඉදිරිපත් කෙරිණි. ඒවායින් බොහොමයක් ප්‍රතික්ශේප වේ. පහත දැක්වෙනුයේ මෙවැනි ආකාරයේ පිලිතුරුය.

විශ්වයේ ඇති වායු වලාවන් මගින් ඈත තාරකා හා මන්දාකිණි අවහිර කරනු ලබයි. මෙය එක්වරම  පිලිතුරක් ලෙස පෙනුනත් මෙය පිලිගත හැකි අදහසක් නොවේ. මන්ද යත් අන්තර්තාරීය මාධ්‍යය (දුහුවිලි සහ වායු වලාවන්) විකිරණ උරාගෙන ඒවා බැබලීමට පටන් ගන්නා හෙයිනි.

ඔල්බර්ස්ගේ විසංවාදය නිර්මාණය වී ඇත්තේ විශ්වය අපරිමිත යන උපකල්පණය මත පිහිටාය. නමුත් මහා පිපුරුම් වාදයට(Big Bang theory) අනුව විශ්වය පරිමිත විය යුතු බව පැහැදිලි වේ. මේ නිසා අපට දිස් වනුයේ මේ පරිමිත අවකාශය තුල පවතින ආලෝක මූලයන් පමණි. මෙය මේ ගැටලුවට යම්තාක් දුරට පිලිගත හැකි පිලිතුරක් උනත් නියම පිලිතුර නොවේ.

මෙන්න මේකයි හේතුව..

ඈතින්ම පිහිටන සමහර තාරකා වල ආලෝකය තවමත් අප වෙත ලැබී නොමැත. ඉතා විශාල වේගයකින් ආලෝකය ගමන් කරත් විශ්වයේ විශාලත්වය අනුව බොහෝ ඈතින් ඇති මන්දාකිණිවල අලෝකය අප වෙත තවමත් ලැබී නොතිබීමට හැකියාවක් පවතී. බොහෝ දෙනා පිලිගන්නා ආකාරයට විශ්වයේ උපත සිදුවී ඇත්තේ මහා පිපුරුම් වාදයට අනුවය. ඒ අනුව විශ්වයේ වයස දල වශයෙන් අවුරුදු බිලියන 15 පමණ වේ. මේ හේතුවෙන් අපට පෙනෙනුයේ ආලෝක වර්ෂ බිලියන 15 ක පරාසය තුල ඇති විශ්වය පමණි. මෙය ‘නිරීක්ෂිත විශ්වය’ (Observable universe) ලෙසද හැදින් වේ. මෙය රාත්‍රී අහසේ අඳුරු බව සදහා පිලිගත හැකි ප්‍රභල පිළිතුරකි.

හබල් නියමයට අනුව විශ්වය යනු නියතව පවතින්නක් නොව කාලයත් සමග ප්‍රසාර‍ණය වන්නකි. මේ නිසා යම් මන්දාකිණි දෙකක් අතර දුර කාලයත් සමග වැඩි වනු ඇත. පෘථිවියේ සිට අප දකින සියලුම මන්දාකිණි අපෙන් ඈත්වෙමින් පවතී. හබල් නියමයෙන් පෙන්වා දෙන්නේ මන්දාකිනියකට ඇති දුර වැඩි වන විට එය ඈත්වෙන වෙගයද ඊට අනුලෝමව වැඩි වන බවයි. ඩොප්ලර් ආචරන මූලධර්මයට අනුව ඈත් වෙමින් ඇති මන්දාකිණිවල ආලෝකය අපට ලැබෙනුයේ රක්ත විස්තාපනයට (redshift) ලක්වය. එනම් මන්දාකිණියෙන් පිටවන ආලෝකයේ සංඛ්‍යාතය නියම අගයට වඩා අඩුවය. මේ නිසා බොහෝ ඈතින් ඇති මන්දාකිණි වල ආලෝකය ඉතා දැඩි ලෙස රක්ත විස්තාපනයට ලක්ව විද්‍යත් චුම්භක වර්ණාවලියේ දෘශ්‍ය කලාපයෙන් බැහැරට යාම නිසා අපට නොපෙනී යයි. මෙයද ඔල්බර්ස් විසංවාදය බිද දමන ප්‍රබල පිළිතුරකි.

ඉහත සදහන් කල අදහස් වලින් රාත්‍රී අහස අඳුරු වීමට ප්‍රබල ලෙසම බලපානුයේ අවසාන වශයෙන් සදහන් කල කරුණු දෙකය.

රාත්‍රී අහස අඳුරු ඇයි යන ගැටලුව සමාන්‍යය තාරකා විද්‍යාවේ එන සරල ඒවාගේම ප්‍රබල ගැටලුවකි. නමුත් එයට පිළිතුරු දිය යුතු වන්නේ සාමානය තාරකා විද්‍යාවෙන් නොව Cosmology හෙවත් විශ්ව න්‍යාය විද්‍යාවෙනි.

Read More