விண்மீன் மண்டலங்கள் ஏன் ஆப்பம் போல இருக்கின்றன?

பல விண்மீன் மண்டலங்கள் (galaxies) ஆப்பம் போன்ற தோற்றத்தைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றின் மையத்தில் பிரகாசமான புடைப்பு இருக்கும். அதைச் சுற்றி எல்லாத் திசைகளிலும் தட்டையான, சுழலும் வட்டுத் தட்டு (disk) அமைந்துள்ளது.

கோண உந்த அழிவின்மை (conservation of angular momentum) மற்றும் ஈர்ப்பு விசை ஆகியவற்றின் இழுபறியால் இந்த வடிவம் உருவாகிறது. விண்மீன்கள் அடர்த்தியான பிளாஸ்மா கோளங்கள். அவற்றின் மீ ஈர்ப்பு விசை, மீ அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தி, அவற்றை உருண்டையாக வைத்திருக்கிறது. ஹைட்ரஜன், ஹீலியம் போன்ற பொருள்களால் ஆக்கப்பட்டிருப்பினும், இயற்பியல் பார்வையில் விண்மீன்கள் திடப்பொருள்கள் போல செயல்படும்.

ஆனால், பல கோடி விண்மீன்கள் அடங்கிய விண்மீன் மண்டலம் என்பது வாயு, தூசி, விண்மீன்கள், கரும் பொருள் (dark matter) ஆகியவற்றின் தொகுப்பு. இந்தப் பொருள்கள் அங்கும் இங்கும் இறைந்து கிடக்கின்றன. எனவே இவற்றுக்கு இடையே பெருமளவு வெற்றிடம் உள்ளது. ஒரு விண்மீனில் ஒரு கனசென்டிமீட்டர் இடத்தில் சுமார் 10^23 ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் இருக்கும். ஆனால் ஒரு விண்மீன் மண்டலத்தில் அதே கனசென்டிமீட்டர் இடத்தில் வெறும் 8 ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மட்டுமே இருக்கும்.

பிரபஞ்சம் உருவானபோது, அங்கும் இங்கும் பரவியிருந்த ஹைட்ரஜன், ஹீலியம் போன்ற அணுக்கள் நிரம்பிய பெரும் விண்முகில்கள் (nebulae) திரட்சிப் பெற்றுத்தான் விண்மீன் மண்டலங்கள் உருவாயின. அந்த மூல விண்முகிலில் சிறிய ஆரம்ப சுழற்சி இருந்தது. அவை ஈர்ப்பு விசையால் சுருங்கத் தொடங்கியபோது, கோண உந்த அழிவின்மை காரணமாக மேலும் மேலும் கூடுதல் வேகத்தில் சுழலத் தொடங்கின.

ஈர்ப்பு விசை காரணமாகத் துகள்கள் மையம் நோக்கிச் செல்லும்போது அவற்றின் சுழல்வேகம் கூடியது. சுழலும் பொருளுக்கு மையவிலக்கு விசை (centrifugal force) தோன்றும். இதன் காரணமாக, சுழலும் விண்முகிலில் சுழற்சி அச்சின் முனைகள் நோக்கிய திசையில் மையவிலக்கு விசை கிட்டத்தட்ட இருக்காது. ஆனால் சுழலும் தளத்தில், குறிப்பாக விண்முகிலின் மையத்தில், மையவிலக்கு விசை கூடுதலாக இருக்கும்.

எனவே, விண்முகில் சுழற்சி அச்சு முனைகளின் திசையில் வேகமாகச் சுருங்கும். சுழலும் தளத்தில் மையவிலக்கு விசை காரணமாக விரியும். இதன் தொடர்ச்சியாக ஒரு தட்டையான வடிவம் பெறுகிறது. இறுதியில், அது சுழலும் ஒரு வட்டுத் தட்டாகவே தோற்றம் பெறுகிறது.

இந்தச் சுழலும் தட்டில், வாயுத் துகள்கள் ஒன்றோடு மற்றொன்று மோதிக் கொள்கின்றன. ஒவ்வொரு மோதலும் அந்தத் துகள்களின் இயக்க ஆற்றலின் (kinetic energy) ஒரு சிறு பகுதியை வெப்பமாகச் சிதறடிக்கிறது. இந்த மோதல்கள் காரணமாக, காலப்போக்கில் துகள்கள் தங்களது இயக்க ஆற்றலை மெல்ல மெல்ல இழக்கின்றன. கோண உந்தம் அழியாமல் இருக்கும் விதியின் காரணமாக, காலப்போக்கில் துகள்களுக்குச் சுழலும் இயக்கம் தவிர, மற்ற இயக்கங்கள் மங்கி மறைந்துவிடும். எனவே வாயுத் துகள்கள் ஒரு தட்டையான தட்டாகின்றன. பின்னர், இந்த வாயுத் தட்டிலிருந்தே பெரும்பாலான புதிய விண்மீன்கள் உருவாகின்றன. அதனால் அவையும் அதே தட்டுப் பகுதியில் இருக்கின்றன. இதன் தொடர்ச்சியாக, விண்மீன் மண்டலம் பார்வைக்கு வட்டுத்தட்டு போன்ற வடிவம் பெறுகிறது.

விண்மீன் மண்டலம் முழுமையான தட்டாக உருவாகும் முன்பே, மையத்தில் முதல் தலைமுறை விண்மீன்கள் திரட்சிப் பெறுகின்றன. விண்மீன்கள் எந்தத் திசையிலும் விண்மீன் மண்டலத்தின் மையத்தைச் சுற்றிவரும். இவற்றில் பல, தட்டுத் தளத்திற்கு அப்பாற்பட்ட சுற்றுப்பாதைகளில் சுற்றிவரும். விண்மீன்களுக்கு இடையே இடைவெளி அதிகம். எனவே, வாயுத் துகள்கள்போல விண்மீன்கள் ஒன்றுடன் மற்றொன்று மோதுவது இல்லை. எனவே அவற்றின் இயக்க ஆற்றல் அழிவதும் இல்லை. அவை முதலில் சுற்றத் தொடங்கிய அதே பாதையில் தொடர்ந்து சுற்றிவரும். இவை மையத்தைச் சுற்றியுள்ள கோள வடிவத் (spheroid) தொகுப்பை உருவாக்குகின்றன. இதுவே பிரகாசமான புடைப்பாக நமக்குத் தெரிகிறது.

அனைத்து விண்மீன் மண்டலங்களும் ஆப்பம் போன்ற வடிவில் இல்லை. இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஆப்பம் போன்ற வடிவம் கொண்ட சுருள் விண்மீன் மண்டலங்கள் (spiral galaxies) மோதும்போது, அதன் விளைவாக முட்டை வடிவ விண்மீன் மண்டலங்கள் (elliptical galaxies) உருவாகின்றன. அந்தப் பெரும் மோதல், வட்டுத் தட்டுகளின் ஒழுங்கான சுழற்சியைக் குலைத்து, விண்மீன்களை எல்லாத் திசைகளிலும் சீரற்ற முறையில் சிதறடிக்கிறது. அப்போது உருவாகும் புதிய விண்மீன் மண்டலமே கோளத்தன்மை கொண்ட முட்டை வடிவத்தைப் பெறுகிறது. ஈர்ப்பு விசை, சுழற்சி, மோதல்கள் ஆகிய மூன்றின் இணக்கமான நடனமே, விண்மீன் மண்டலங்களின் ஆப்ப வடிவத்துக்குக் காரணம்.

இறைவன் எவ்வளவு பெரிய ஆற்றல் மிக்கவன் என்பதை இந்த விண்மீன் மண்டலங்களின் உருவாக்கம் நமக்குக் காட்டுகிறது. இவ்வளவு பெரிய அமைப்புகளை ஒரு குறிப்பிட்ட ஒழுங்கில் படைத்து, அவற்றை இயங்கச் செய்யும் அவனது ஞானம் அளப்பரியது. இந்த பிரபஞ்சத்தின் ஒவ்வொரு அசைவிலும் அவனது வல்லமையின் அடையாளங்கள் உள்ளன.

ஆதாரம்: இந்து தமிழ் திசை