කළුකුහර පිළිබදව ඔබ අසා තිබුණත් ඒ පිළිබඳව ඔබ හරිහැටි දැනුවත් ද?

· 1 min read
කළුකුහර පිළිබදව ඔබ අසා තිබුණත් ඒ පිළිබඳව ඔබ හරිහැටි දැනුවත් ද?
මෙම ලිපිය කොළඹ නාලන්දා විද්‍යාලීය ආදි තාරකා විද්‍යා සංගමයේ සාමාජික මධුර කාවින්ද කුරේ සොයුරා විසින් ලියැවුණකි.

කළුකුහර, එසේත් නැතිනම් Black holes ගැන ඔබ මීට පෙර අසා ඇති. නමුත් මේ කරුණු පිළිබදව ඔබ දැනුවත් ද?

මොකක්ද මේ සිදුවීම් ක්ෂිතිජය? සිදුවීම් ක්ෂිතිජය නොහොත් Event Horizon කියල කියන්නේ සරලවම කළු කුහරයක සීමාවන් නිරූපණය කරන මායිම ලෙස හදුන්වා දෙන්න පුළුවන්. සාමාන්‍යයෙන් මෙම සීමාවේදී වියෝග ප්‍රවේගය යන සාධකය ආලෝකයේ ප්‍රවේගයට සමාන වීමක් සිදුවේ. වියෝග ප්‍රවේගය යනු යම් වස්තුවක් තවත් ස්කන්ධාදික වස්තුවක ගුර්ත්වාකර්ෂණ බලපෑමෙන් මිදීම සදහා ලබා දියයුතු අවම ප්‍රවේගයයි.

සාමාන්‍යය සාපේක්ෂතාවාදයට අනුව කිසියම් වස්තුවකට ආලෝකයේ ප්‍රවේගය ඉක්මවා ගමන් කල නොහැකි අතර මෙම හේතුව නිසා Event Horizon එක තුල තියෙන කිසිම දේකට මෙහි සීමාව තරණය කිරීම සිදු කල නොහැක. මේක නිසා කළු කුහරයක් තුලට ඇතුළුවන කිසිම දෙයක් නැවත පිටතට නොපැමිණෙන අතර ඒවා අපිට මේ සිමාවේ එළියේ ඉදන් බලන්නද හැකියාවක් නැහැ. මේ නිසා සාමාන්‍යයෙන් මේ සීමාව තුල නිකුත්වෙන හෝ නිපදවෙන විකිරණයක් මෙය තුලින් එලියට පැමිණීමක් සිදුවන්නේ නම් නැහැ.

භ්‍රමණය නොවන කළු කුහරයක් සැලකු විට එහි ස්වාර්ස්චයිල්ඩ් අරය මගින් මෙම සිමාව ගෝලාකාරව පවත්වා ගැනීම සිදු කරයි. භ්‍රමණය වන කළු කුහරයක් සැලකු විට එහි මෙම සිදුවීම් ක්ෂිතිජය අක්‍රමවත් හැඩයක් සහිතව විහිදී පවතී. ඇත්තටම මෙම සීමාව අපට ද්‍රව්‍යමය පෘෂ්ඨයක් යැයි කියන්නට හැකියාවක් නැහැ. මෙය හුදෙක් ගණිතමය නිර්වචනයක් සහිත දෙයක් පමණි. එම නිසා නිරන්තරයෙන් පදාර්ථය හා විකිරණය කළු කුහරයට ඇතුල් වීමද සිදුවේ. කළුකුහරයකට විකරණ ශක්තිය නිපදවා ගැනීම සිදුකරගැනීමට නොහැක. විකරණ ශක්තිය හා පදාර්ථය මෙම සීමාවට පිටතින් හොව්කින්ග් විකරණය ලෙස පිටවීමක් සිදුවේ.

ස්වාර්ස්චයිල්ඩ් අරය යනු කුමක්ද?

සාමාන්‍යයෙන් මෙම අරය ගුරුත්වාකර්ෂණ අරයම ලෙස හදුන්වන අතර මෙය කළු කුහරයක නම් වියෝග ප්‍රවේගය ආලෝකයේ ප්‍රවේගයට සමාන වන අවස්ථාවේ එහි අරයයි. මෙම අරයට වඩා අඩු අගයක් සහිත තත්වයට වස්තුව පත්වනවිට එහි අංශු අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය ඉහල යන බැවින් එම වස්තුව නොවැලක්විය හැකි මට්ටමේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බිදවැටිමකට ලක්වේ. බොහෝ තාරකාවල අවසාන කාලය ආරම්භ වන්නේ එවිටය.

ස්කන්ධ M වස්තුවක ස්වාර්ස්චයිල්ඩ් අරය (Rg) පහත ආකාරයේ සුත්‍රයකින් ලබා දී ඇති අතර, G යනු විශ්වීය ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය වන අතර c යනු ආලෝකයේ ප්‍රවේගය වේ. (Rg = 2GM/c2) මිනිසෙකු තරම් කුඩා ස්කන්ධයක් සඳහා, ස්වාර්ස්චයිල්ඩ් අරය එය පරමාණුවක න්‍යෂ්ටියට වඩා බෙහෙවින් කුඩා ය. සූර්යයා වැනි සාමාන්‍ය තාරකාවක් සඳහා එය කිලෝමීටර 3 ක් (සැතපුම් 2 ක්) පමණ වේ.

මොකක්ද මේ හොව්කින්ග් විකරණය? හොව්කින්ග් විකිරණය න්‍යායාත්මකව කළු කුහරයක සිදුවීම් ක්ෂිතිජයට පිටතින් විමෝචනය වේ. සිදුවීම් ක්ෂිතිජයට ආසන්නයේ ස්වාභාවිකව පැන නගින උප පරමාණුක අංශු යුගල (ෆෝටෝන, නියුට්‍රිනෝ සහ සමහර දැවැන්ත අංශු) එක් අංශුවක් කළු කුහරය අසල සිට ඉන් ඉවතට (න්‍යායාත්මකව අවට පරිසරයට)පැන යා හැකි අතර අනෙක් අංශුව ඍණ ශක්තියෙන් අතුරුදහන් විය හැකි බව 1974 දී ස්ටීවන් ඩබ්ලිව්. හොව්කින්ග් අනාවරණය කළේය.

එවිට සෘණ ශක්තියේ අංශු කළු කුහරය තුළට ගලා යාම සිදු වන අතර එමගින් ක්‍රමක්‍රමයෙන් එහි ස්කන්ධය අඩුවේ. එම ස්කන්ධය අවම වීම අවසානයේ විකිරණක් නිර්මාණය කරමින් සම්පූර්ණයෙන්ම අතුරුදහන් වන තත්වයටම පත්වේ. හොව්කින්ග් විකිරණය කළු කුහරවල ස්කන්ධය හා භ්‍රමණ ශක්තිය අඩු කරන අතර එබැවින් එය කළු කුහර වාෂ්පීකරණය ලෙසද හැදින්විය හැක.