விண்மீன் மண்டலங்கள் ஏன் ஆப்பம் போல இருக்கின்றன?

பல விண்மீன் மண்டலங்கள் (கேலக்ஸிகள்) ஆப்பம் போலத் தோற்றமளிக்கின்றன. அவற்றின் நடுவில் ஒரு பிரகாசமான புடைப்பு இருக்கும். அதைச் சுற்றி, தட்டையான, சுழலும் ஒரு தட்டு எல்லாப் பக்கங்களிலும் பரவி இருக்கும்.

இந்த வடிவம் உருவாவதற்குக் கோண உந்த அழிவின்மை (ஒரு பொருள் சுழலும்போது அதன் சுழற்சி வேகம் மாறாமல் இருப்பது) மற்றும் ஈர்ப்பு விசை ஆகிய இரண்டுமே காரணம்.

விண்மீன்கள் என்பவை மிகவும் அடர்த்தியான, சூடான வாயுப் பந்துகள். அவற்றின் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக அவை உருண்டையாகவே இருக்கின்றன.

ஒரு விண்மீனுக்குள், இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையே இடைவெளி இல்லாத அளவுக்குப் பொருள்கள் நெருக்கமாக இருக்கும். ஹைட்ரஜன், ஹீலியம் போன்ற வாயுக்களால் ஆனாலும், இயற்பியல் ரீதியாக விண்மீன்கள் திடப் பொருள்களைப் போலவே செயல்படும்.

ஆனால், பல கோடி விண்மீன்கள் அடங்கிய ஒரு விண்மீன் மண்டலம் என்பது வாயு, தூசி, விண்மீன்கள் மற்றும் கரும் பொருள் (டார்க் மேட்டர்) ஆகியவற்றின் தொகுப்பு. இந்தப் பொருள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று விலகி, பரவலாக இருக்கும்.

அதனால், விண்மீன் மண்டலங்களுக்குள் நிறைய வெற்றிடம் இருக்கும். ஒரு கன சென்டிமீட்டர் இடத்தில், ஒரு விண்மீனில் சுமார் 100 லட்சம் கோடி கோடி ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் இருக்கும். ஆனால், அதே கன சென்டிமீட்டர் இடத்தில், ஒரு விண்மீன் மண்டலத்தில் வெறும் 8 ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மட்டுமே இருக்கும்.

ஒரு சுழலும் நாற்காலியில் அமர்ந்து, கைகளை மார்போடு அணைத்துக் கொண்டால், சுழற்சி வேகம் அதிகரிக்கும். கைகளை விரித்தால் சுழற்சி வேகம் குறையும். இது கோண உந்த அழிவின்மை விதிக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு.

பிரபஞ்சம் உருவானபோது, ஹைட்ரஜன், ஹீலியம் போன்ற அணுக்கள் பரவி இருந்த பெரிய வாயு மேகங்கள் ஒன்றிணைந்துதான் விண்மீன் மண்டலங்கள் உருவாயின.

அந்த ஆரம்ப வாயு மேகங்களுக்குச் சிறிய அளவில் சுழற்சி இருந்தது. ஈர்ப்பு விசையால் அவை சுருங்கத் தொடங்கியபோது, கோண உந்த அழிவின்மை காரணமாக அவற்றின் சுழற்சி வேகம் மேலும் அதிகரித்தது.

ஈர்ப்பு விசையால் பொருள்கள் மையத்தை நோக்கி வரும்போது, அவற்றின் சுழல் வேகம் கூடும். சுழலும் பொருள்களுக்கு மையவிலக்கு விசை (மையத்தில் இருந்து வெளியே தள்ளும் விசை) ஏற்படும்.

குடை ராட்டினத்தில் சுழலும்போது நாம் வெளியே தள்ளப்படுவது போல உணர்வது இந்த மையவிலக்கு விசை காரணமாகத்தான். இந்த விசை சுழலும் தளத்தில் மட்டுமே இருக்கும்; மேலும் கீழான திசையில் இருக்காது.

அதனால், சுழலும் வாயு மேகத்தில், சுழற்சி அச்சின் முனைகளை நோக்கிய திசையில் மையவிலக்கு விசை இருக்காது. ஆனால், சுழலும் தளத்தில், குறிப்பாக நடுப்பகுதியில், மையவிலக்கு விசை அதிகமாக இருக்கும்.

இதன் பொருள் என்னவென்றால், அச்சு முனைகளின் திசையில் ஈர்ப்பு விசை மட்டுமே செயல்படும். ஆனால், நடுப்பகுதியில், ஈர்ப்பு விசையும் மையவிலக்கு விசையும் ஒன்றுக்கொன்று எதிராகச் செயல்படும்.

இதனால், வாயு மேகம் சுழற்சி அச்சு முனைகளின் திசையில் வேகமாகச் சுருங்கும். ஆனால், சுழலும் தளத்தில் மையவிலக்கு விசை காரணமாக விரியும். இதன் விளைவாக, அது ஒரு தட்டையான வடிவத்தைப் பெறும். இறுதியில், அது சுழலும் ஒரு தட்டு போலத் தோன்றும்.

இந்தச் சுழலும் தட்டில், வாயுத் துகள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதும். ஒவ்வொரு மோதலும் அந்தத் துகள்களின் இயக்க ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை வெப்பமாக மாற்றி வெளியேற்றும்.

இந்த மோதல்களால், காலப்போக்கில் துகள்கள் தங்கள் இயக்க ஆற்றலை இழக்கும். கோண உந்தம் அழியாததால், துகள்களுக்குச் சுழலும் இயக்கம் தவிர மற்ற இயக்கங்கள் குறைந்துவிடும்.

இதனால் வாயுத் துகள்கள் ஒரு தட்டையான தட்டாக மாறும். பின்னர், இந்த வாயுத் தட்டில் இருந்துதான் பெரும்பாலான புதிய விண்மீன்கள் உருவாகும். அதனால் அவையும் அதே தட்டுப் பகுதியில் இருக்கும். இதன் தொடர்ச்சியாக, விண்மீன் மண்டலம் ஒரு தட்டு போலத் தோன்றும்.

விண்மீன் மண்டலம் முழுமையாகத் தட்டாவதற்கு முன்பே, நடுப்பகுதியில் முதல் தலைமுறை விண்மீன்கள் உருவாகி இருக்கும். இந்த விண்மீன்கள் எந்தத் திசையிலும் விண்மீன் மண்டலத்தின் மையத்தைச் சுற்றி வரும்.

இவற்றில் பல, தட்டுப் பகுதிக்கு வெளியே உள்ள பாதைகளிலும் சுற்றி வரும். விண்மீன்களுக்கு இடையே அதிக இடைவெளி இருப்பதால், வாயுத் துகள்களைப் போல அவை ஒன்றோடு ஒன்று மோதாது.

அதனால் அவற்றின் இயக்க ஆற்றல் குறையாது. அவை முதலில் சுற்றத் தொடங்கிய அதே பாதையில் தொடர்ந்து சுற்றி வரும். இவை மையத்தைச் சுற்றி ஒரு கோள வடிவத் தொகுப்பை உருவாக்கும். இதுவே நமக்கு ஒரு பிரகாசமான புடைப்பாகத் தெரிகிறது.

அனைத்து விண்மீன் மண்டலங்களும் ஆப்பம் போல இருப்பதில்லை. இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஆப்பம் போன்ற சுருள் விண்மீன் மண்டலங்கள் மோதும்போது, முட்டை வடிவ விண்மீன் மண்டலங்கள் உருவாகும்.

அந்தப் பெரிய மோதல், தட்டுகளின் ஒழுங்கான சுழற்சியைக் கலைத்து, விண்மீன்களை எல்லாத் திசைகளிலும் ஒழுங்கற்ற முறையில் சிதறடிக்கும். அப்போது உருவாகும் புதிய விண்மீன் மண்டலம் கோளத்தன்மை கொண்ட முட்டை வடிவத்தைப் பெறும்.

ஈர்ப்பு விசை, சுழற்சி மற்றும் மோதல்கள் ஆகிய மூன்றின் ஒருங்கிணைந்த செயல்பாடுகள்தான் விண்மீன் மண்டலங்களின் ஆப்ப வடிவத்திற்குக் காரணம்.

இறைவன் இந்த அண்டத்தைப் படைத்து, அதன் இயக்கங்களை இவ்வளவு துல்லியமாக அமைத்திருப்பது வியப்பளிக்கிறது. இந்த ஒழுங்கமைப்பைக் காணும்போது, அவனது ஆற்றலையும் ஞானத்தையும் நாம் உணர முடிகிறது.

ஆதாரம்: இந்து தமிழ் திசை