அண்டங்களின் (Galaxies) மத்தியிலுள்ள கட்டமைப்பை நாம் இதுவரை அண்மித்திருக்கும் தொழிநுட்பங்கள் மூலமாகக் கூட நேரடியாக அவதானித்து கற்பது இயலாத காரியமாகும். இந்நிலையில் Nature Astronomy பத்திரிகையில் வெளியான புதிய ஒரு கல்வியில் Gravitational Waves எனப்படும் ஈர்ப்பு அலைகள் மூலமாக குறித்த கட்டமைப்பை புரிந்து கொள்வதற்கான வாய்ப்பு குறித்து தெரிவிக்கப் பட்டுள்ளது.

இதில் அதிநிறை கருந்துளையை (Super Massive Black Hole) சுற்றியுள்ள அடர்த்தியான நட்சத்திரம் மற்றும் கரும் பொருள் (Dark Matter) நிறைந்த சூழலானது ஒவ்வொரு கன பார்செக்கனிலும் (Cubic parsec) சூரியனின் திணிவில் ஒரு மில்லியன் அளவு வரிசையில் பொதிந்துள்ளதாகக் கூறப்பட்டுள்ளது. மேலும் அண்டத்தின் மையங்களை ஆய்வு செய்ய பல்சார் நேர வரிசைகளிலிருந்து (Pulsar timing arrays) ஈர்ப்பு அலைத் தரவைக் குறித்த ஆய்வுக் குழு பயன்படுத்தியது.

(பல்சார் என்பது ஒரு பெரிய நட்சத்திரம் சூப்பர் நோவாவாக வெடித்து அதன் மையம் மிகவும் சுருங்கி நியூட்ரோன் நட்சத்திரமாக மாறுவதன் மூலம் உருவாகும் Light house போன்ற ரேடியோ அல்லது எக்ஸ் கதிர் வீச்சு ஆகும். இது விநாடிக்கு பல முறை மிக வேகமாக சுழலும். இக்கதிர் ஒவ்வொரு முறையும் வந்து அடிக்கும் போது நாம் பல்ஸ் (pulse) போன்ற சிக்னல் பெறுகிறோம். சில பல்சார்கள் விநாடிக்கு 700 முறை வரை சுழலாம் என்றும் இவை பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் துல்லியமான இயற்கைக் கடிகாரம் (Cosmic clock) என்றும் விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர்.)

நானோஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்களில் ஈர்ப்பு அலைகளைக் கண்டறிய, மில்லி விநாடி பல்சர்களிலிருந்து நேர எச்சங்களின் துல்லியமான அளவீடுகளை பல்சர் நேர வரிசைகள் (PTAக்கள்) பயன்படுத்துகின்றன. இந்த வரிசைகள் ஒரு சீரற்ற ஈர்ப்பு-அலை பின்னணியை வெளிப்படுத்தின, எண்ணற்ற மிகப்பெரிய கருந்துளை இருமங்கள் பிரபஞ்சம் முழுவதும் ஒன்றாக சுழன்று வருவதால் ஏற்படும் ஒரு ஒத்திசைவற்ற ஓசை இதுவெனக் கூறுகின்றனர்.

இருப்பினும், இந்த சமிக்ஞை ஒரு திருப்பத்தைக் கொண்டுள்ளது. மிகக் குறைந்த அதிர்வெண்களில், ஸ்பெக்ட்ரம் திரும்புவது போல் தெரிகிறது, ஈர்ப்பு-அலை உமிழ்வின் கீழ் மட்டுமே உருவாகும் இருமை நட்சத்திரங்களுக்கான கணிப்புகளிலிருந்து விலகுகிறது. அந்த வளைவு சுற்றுச்சூழலில் உள்ள ஏதோ ஒன்று, அல்லது மிகவும் விசித்திரமான சுற்றுப்பாதைகள், இந்த பாரிய இருமை நட்சத்திரங்கள் காலப்போக்கில் ஆற்றலை இழந்து இறுக்கமடைவதை எவ்வாறு மறுவடிவமைக்கின்றன என்பதைக் குறிக்கிறது.

ஆய்வின் முதல் ஆசிரியரான ஷாங்காய் ஜியாவோ டோங் பல்கலைக்கழகத்தின் இணைப் பேராசிரியர் டாக்டர் யிஃபான் சென்னுடன், குழுவின் கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் அவற்றின் பரந்த தாக்கங்களைப் புரிந்துகொள்ள phys.org ஊடகத்துடன் பேசப் பட்டது.

“பல PTA ஒத்துழைப்புகள் நானோஹெர்ட்ஸ் ஈர்ப்பு-அலை பின்னணியின் அளவீடுகளை வெளியிட்டவுடன், ஒரு இயற்கையான கேள்வி எழுந்தது: விண்மீன் மையங்களில் உள்ள சூழல்களைப் பற்றி அறிய இந்தத் தரவைப் பயன்படுத்த முடியுமா?” மேலும் “இந்தக் கேள்வி எங்கள் ஆய்வை நேரடியாகத் தூண்டியது.” என்றும் சென் கூறினார்.

பல அண்டங்களின் மையத்தில் மிகப் பெரிய அதிநிறை கருந்துளைகள் உள்ளன. இரு அண்டங்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்தால் அவற்றின் மைய கருந்துளைகளும் அருகே வந்து ஒன்றை ஒன்று சுற்றத் தொடங்கும். இந்த சுழற்சியில் இருந்து ஈர்ப்பு அலைகள் வெளியேறும். இந்த அலைகள் பூமியில் உள்ள கருவிகளில் (detectors) பதிவாகும். இதன் மூலம் கிடைக்கப் பெறும் தகவல்களான அதிர்வெண் (Frequency), அலை வலிமை (amplitude) மற்றும் கால மாற்றங்கள் முதலானவற்றை கணித மாதிரிகளுடன் (Mathematical models) ஒப்பிட்டு அக்கருந்துளைகளின் எடை (mass), சுழற்சி வேகம் (Spin), இடைவெளி (distance) போன்ற தகவல்களை கண்டறியலாம்.

இத்தகவல்களில் இருந்து விஞ்ஞானிகள், அண்ட மையத்தில் எவ்வளவு பெரிய கருந்துளை உள்ளது, அதன் சுற்றில் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் வாயு மேகங்கள் எப்படி அமைந்துள்ளன? மற்றும் அண்டங்கள் எவ்வாறு இணைகின்றன (galaxy mergers) என்பதை அறிகிறார்கள்.

இதில் நவீன முறையே Pulsar Timing Array அதாவது பல்சார்களை ஒப்பிட்டுப் பார்த்தல் ஆகும். 2030 ஆமாண்டு அமெரிக்காவின் நாசா விண்வெளி ஆய்வு மையமும் ஐரோப்பாவின் ESA விண்வெளி ஆய்வு நிலையமும் இணைந்து ஈர்ப்பு அலைகளைத் துல்லியமாக அளவிட LISA எனப்படும் விண்வெளி செயற்திட்டத்தை அமுல் படுத்தவுள்ளன.

LISA மூன்று செயற்கைக்கோள்களை (satellites) பயன்படுத்தும். அவை முக்கோண வடிவில் (triangle formation) சூரியனை சுற்றி பயணம் செய்யும். ஒவ்வொரு satellite க்கும் இடையே சுமார் 2.5 million km தூரம் இருக்கும். அவை laser beams மூலம் ஒன்றுக்கொன்று இணைக்கப்பட்டிருக்கும்.

ஒரு ஈர்ப்பு அலை அந்த முக்கோணத்தை கடக்கும்போது, செயற்கைக் கோள்களுக்கு இடையிலான தூரம் மிகச் சிறிய அளவில் (atomic அளவுக்கு) மாறும். இந்த மாற்றத்தை laser interferometry மூலம் அளவிடுவதே LISA செயற்திட்டமாகும். LISA மூலம் விஞ்ஞானிகள், பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப கால கருந்துளைகள், Dark matter தொடர்பான விளைவுகள், space-time physics போன்ற பல அடிப்படை விஞ்ஞான கேள்விகளுக்கு பதில் பெற முடியும்.

இதேவேளை இன்றைய தத்துவார்த்த பௌதிகவியலில்  “Gravitational waves மூலம் Big Bang க்கும் முன் நடந்த நிகழ்வுகளைக் கூட கண்டறிய முடியுமா?” என்பதே மிகப்பெரும் ஆராய்ச்சியாக அமைந்துள்ளதும் குறிப்பிடத்தக்கது.