கருந்துளையைக் கண்டுபிடித்த ஆண்ட்ரியா கெஸ்

• ஆண்ட்ரியா மியா கெஸ் (Andrea MiaGhez) என்ற இயற்பியல் விஞ்ஞானி பொதுவாக ஆண்ட்ரியா கெஸ் என்றே அழைக்கப்படுகிறார். இவர் நாம் கண்ணால் காணமுடியாத கருந்துளையைக் கண்டுபிடித்தவர். இவர் 1965 ஆம் ஆண்டு ஜூன் 16 ஆம் நாள் நியூயார்க் நகரில் பிறந்தவர். இவர் ஓர் அமெரிக்க வானியலாளர். இவர் நமது பால்வெளி மண்டலத்தின் மையத்தில் ஒரு மிகப்பெரிய கருந்துளையைக் கண்டுபிடித்ததற்காக 2020 ஆம் ஆண்டு  இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு பெற்றார்.
• கருந்துளை என்பது விண்வெளியில் உள்ள ஈர்ப்பு விசையால் வெளிச்சம் கூட வெளியேற முடியாத அளவுக்கு இழுக்கும் இடமாகும். புவியீர்ப்பு விசை மிகவும் வலுவானது.

கருந்துளைக் கோட்பாட்டின் தந்தை யார்?

• கருந்துளை கருத்தின் உண்மையான தந்தை ஜான் மைக்கேல் என்ற 18 ஆம் நூற்றாண்டில் வாழ்ந்த ஆங்கிலேய விஞ்ஞானிதான். அவர்தான்  சமகாலத்தவர்களைவிட மிகவும் முன்னேறியவராக ஒரு நூற்றாண்டுக்கு முன்பே, கருந்துளை பற்றிய கருத்தை, அவரது கணிப்பால் முன்வைத்தவர். அவை மீண்டும் கண்டுபிடிக்கப்படும் வரை அவரது கருத்துக்கள் தெளிவற்ற நிலையில் இருந்தன. கருந்துளை என்பது ஈர்ப்பு விசை மிகவும் வலுவாக இருக்கும் இடத்தின் ஒரு தொகுதியாகும். அதில் இருந்து எதுவும், ஒளி கூட தப்பிக்க முடியாது என்ற வியக்கவைக்கும் யோசனையை முதன்முதலில் 1783 ஆம் ஆண்டு, ஜான் மைக்கேல் என்ற ஆங்கிலேயர் அறிவித்தார்.

கருந்துளைகளை உண்மையில் கண்டுபிடித்தவர் யார்?

• அறியப்பட்ட இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையேயான ஈர்ப்பு விசையை அளவிடுவதற்கான கருவியை மைக்கேல் உருவாக்கினார். மைக்கேலின் மரணத்திற்குப் பிறகு பரிசோதனையை மேற்கொண்ட கேவென்டிஷ் என்ற விஞ்ஞானி,  இந்த யோசனைக்கான முழுப் பெருமையையும் அவருக்கு வழங்கினார்.
• கருந்துளை என்பது அபரிமிதமான ஈர்ப்பு விசையின் ஒரு பகுதி, அதிலிருந்து எதுவும்-ஒளி கூட-தப்ப முடியாது. சில விண்மீன்களின் வாழ்வின் முடிவில், அவற்றின் நிறைக்குத் தகுந்தாற்போல கருந்துளைகள் உருவாகின்றன. விண்மீனை ஒன்றாக வைத்திருக்கும் ஆற்றல் மறைந்து, அது ஒரு அற்புதமான வெடிப்பை உருவாக்குகிறது.
• கருந்துளை என்பது வெற்று இடத்தைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை. மாறாக, இது ஒரு சிறிய பகுதியில் நிரம்பிய ஒரு பெரிய அளவு பொருள். உதாரணமாக, சூரியனை விட பத்து மடங்கு பெரியதாக உள்ள விண்மீனின் நிறை என்பது, நியூயார்க் நகரின் விட்டம் அளவு உள்ள ஒரு கோளத்தில் அழுத்தி வைக்கப்பட்டு இருக்கும். இதுவே கருந்துளை. இதனை கண்ணால் காண இயலாது(கருப்பாக உள்ளதால்). கருந்துளைகள் என்பது வேகமாக நகரும் துகள்களைக்கூட வெளியேறுவதைத் தடுக்கும் அளவுக்கு ஈர்ப்பு விசை அதிகமாக இருக்கும் இடத்தின் தொகுதிகளாகும். ஒளியைக் கூட உள்ளே விடாது. எனவேதான் இதற்கு கருந்துளை என்று பெயர்.

கருந்துளைகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன?

• பெருவெடிப்புக்குப் பிறகு, துவக்ககால பிரபஞ்சத்தில் ஆதிகால கருந்துளைகள் உருவானதாகக் கருதப்படுகிறது. மிகவும் அதிகமான நிறையுள்ள விண்மீனின் மையம், இடிந்து நொறுங்கும்போது விண்மீன் கருந்துளைகள் உருவாகின்றன. இந்த சரிவு ஒரு சூப்பர்நோவா அல்லது வெடிக்கும் விண்மீனை உண்டாக்குகிறது. இது விண்மீனின் ஒரு பகுதியை விண்வெளியில் வெடிக்கச் செய்கிறது.
• டாக்டர் ஸ்டீபன் ஹாக்கிங் (பிறப்பு ஜனவரி 8, 1942 ) என்பவர் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் மிகப்பெரிய இயற்பியல் விஞ்ஞானி. இவர் கருந்துளைகள் கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன. அதனை  சிறப்பு கருவி மூலம் கண்டறிய முடியும் என்ற அவரது கண்டுபிடிப்புக்காக ஹாக்கிங் மிகவும் பிரபலமானவர். அவரது கண்டுபிடிப்பு கருந்துளைகள் பற்றிய விரிவான ஆய்வை சாத்தியமாக்கியுள்ளது.
• கருந்துளைகள் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் கண்டுபிடிப்பு என்று நாம் நினைக்கிறோம். ஆனால்  1916 ஆம் ஆண்டு ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் தனது பொது சார்பியல் கோட்பாட்டை வெளியிட்டார். அவரின் சக இயற்பியலாளர் கார்ல் ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் அந்த சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி விண்வெளி நேரத்தின் ஒரு கோளப் பகுதியை மிகவும் அதிவேகமாக ஒரு செறிவூட்டப்பட்ட நிறையுள்ள பகுதியை சுற்றி வருவதைக் கற்பனை செய்தார். ஆனால் அதனை வெளி உலகிலிருந்து பார்க்க முடியாது; வெளி உலகத்திற்கு புலப்படாது. என்றும் கணித்தவர் ஜான் மைக்கேல் என்ற ஆங்கிலேய விஞ்ஞானி. இவர் இதனை 1783ஆம் ஆண்டு நவம்பர் 27ஆம் நாள் முன்கணிப்பு செய்து, கருந்துளை என்று வெளியிட்டார். இவரே கருந்துளையின் தந்தை என்றும் அழைக்கப்படுகிறார். வானியலாளர்கள் அருகிலுள்ள விண்மீன்கள் மற்றும் வாயுவில் அவற்றின் விளைவுகளைப் பார்த்து கருந்துளையைக் கண்டறிய முடியும்.

கருந்துளைகள்

• 1939 ஆம் ஆண்டில், ஐன்ஸ்டீன்  ஓர்ஆய்வறிக்கையை வெளியிட்டார், அது ஒரு விண்மீன் ஸ்வார்ஸ்சைல்ட் ஒருமை (Schwarzchild singularity) அல்லது கருந்துளையில் சரிந்து விழுவதற்கு முன்பே முடிவிலா ஆற்றலுடன் ஒளியின் வேகத்தில் சுழலும்;  வேகமாகவும் வேகமாகவும் சுழலும் என்று வாதிட்டார்.
• இப்படிப்பட்ட கருந்துளையை முதன் முதலில் இருப்பதாக நிரூபித்தவர் ஆண்ட்ரியா மியா கெஸ். இயற்பியல் மற்றும் வானியல் துறையில் பேராசிரியராகவும், லாஸ் ஏஞ்சல்ஸ் கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தில் வானியற்பியல் துறையில் லாரன் பி. லீச்ட்மேன் & ஆர்தர் ஈ. லெவின் தலைவராகவும் உள்ளார். அவரது ஆராய்ச்சி என்பது பால்வீதி விண்மீன் மையத்தின் மீது கவனம் செலுத்துகிறது. இவர் 2020 ஆம் ஆண்டில், இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசைப் பெற்ற நான்காவது பெண்மணி. ஆனால் வானவியல் தொடர்பாக நோபல் பரிசு பெற்ற முதல் பெண் ஆண்ட்ரியா மியா கெஸ்தான். இந்த நோபல் பரிசு என்பது மொத்தம் நான்கு பேருக்கானது. ஆண்ட்ரியா கெஸ் பரிசில் ஒரு பாதியை ரெய்ன்ஹார்ட் ஜென்ஸல் என்ற விஞ்ஞானியுடன் பகிர்ந்து கொண்டார். நமது பால்வீதியின் விண்மீன் மையத்தில் கருந்துளை (Black hole, in the Milky Way's Galactic centre) பொதுவாக அங்கீகரிக்கப்பட்ட மிகப் பெரிய கச்சிதமான பொருளைக் (Super massive Compact Object) கண்டுபிடித்ததற்காக ஆண்ட்ரியா கெஸ் மற்றும் ஜென்ஸலுக்கு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது.

பிறப்பு

• ஆண்ட்ரியா கெஸ் நியூயார்க் நகரில், 1965 ஆம் ஆண்டு, ஜூன் 16 ஆம் நாள்  பிறந்தார். இவர் தந்தையின் பெயர்: கில்பர்ட் கெஸ்; தாயார் பெயர்: சூசன்னே; அவரது தந்தை, யூத பாரம்பரியத்தை சேர்ந்தவர்; இத்தாலியின் ரோமில் பிறந்தவர். துனிசியா மற்றும் ஜெர்மனியின் பிராங்பேர்ட்டைச் சேர்ந்த குடும்பத்தில் பிறந்தார். அவரது தாயார் மசாசூசெட்ஸின் வடக்கு அட்டில்பரோவைச் சேர்ந்த ஐரிஷ் கத்தோலிக்க குடும்பத்தைச் சேர்ந்தவர்.

கல்வி

• ஆண்ட்ரியா கெஸ் குழந்தையாக இருந்தபோது அவரது குடும்பம் நியூயார்க்கில் இருந்து சிகாகோவிற்கு குடிபெயர்ந்தது.  மேலும் கெஸ் சிகாகோ பல்கலைக்கழக ஆய்வகப் பள்ளியில் பயின்றார். அப்போலோவின்  திட்டமான சந்திரனில் இறங்குதல் என்பது ஆண்ட்ரியா கெஸ்ஸுக்கு அதிக ஊக்கம் அளித்தது. அவர் முதல் பெண் விண்வெளி வீராங்கனை ஆவதற்கு உரமூட்டியது. மேலும் அவரது தாய் அவருக்கு தொலைநோக்கியை வாங்கிக் கொடுத்ததன் மூலம் கெஸ்ஸின் அந்த இலக்கை ஊக்குவித்தார். அவரது மிகவும் விருப்பமான செல்வாக்கு மிக்க முன்மாதிரி, அவரது உயர்நிலைப்பள்ளி வேதியியல் ஆசிரியர் ஆவார்.

கல்லூரிப் படிப்பு

• ஆண்ட்ரியா கெஸ் முதன்முதலில் தனது கல்லூரிப் படிப்பை கணிதத்தில் படிப்பதன் மூலம் தொடங்கினார். பின்னர் அவர் இயற்பியலுக்கு மாறினார். கெஸ் 1987ஆம் ஆண்டு, மாசசூசெட்ஸ் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியில் இயற்பியலில் BS பட்டம் பெற்றார். அங்கு இருந்தபோது, ​​அவர் செயின்ட் அந்தோனி ஹாலின் சகோதரத்துவ, உறுப்பினராக இருந்தார். 1992 ஆம் ஆண்டு, கெஸ்  கலிபோர்னியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியில் ஜெர்ரி நியூகேபவுர் ( Gerry Neugebauer) என்ற விஞ்ஞானியின் வழிகாட்டுதல் கீழ் முனைவர் பட்டம் பெற்றார்.

வானியல் பணி

• கெஸ்ஸின் ஆய்வானது விண்மீன்களை உருவாக்கும் பகுதிகள் மற்றும் தனுசு ஏ* (Sagittaurs A*) என்று அழைக்கப்படும் பால்வீதியின் மையத்தில் உள்ள பிரம்மாண்டமான கருந்துளையை ஆய்வு செய்யும் நோக்கமாகும். இதற்கு அவர் கெக் தொலைநோக்கிகளில்(Keck Telescope) உள்ள அனுசரிப்பு ஒளியியல் (Adaptive Optics) அமைப்பு போன்ற உயர் ஸ்பேஷியல் ரெசல்யூஷன் இமேஜிங் நுட்பங்களைப் ( high spatial resolution imaging techniques) பயன்படுத்தி செய்தார். பால்வீதியின் மையத்திற்கு அருகில் உள்ள விண்மீன்களின்  இயக்கவியலை அவர் இந்த பகுதியை ஆய்வு செய்ய ஓர் ஆய்வாகப் பயன்படுத்தினார். கெக் தொலைநோக்கிகளின் உயர் தெளிவுத்திறன் என்பது, ரெய்ன்ஹார்ட் ஜென்செல் குழுவின் விண்மீன் மைய இயக்கவியலின் முதல் பெரிய ஆய்வை விட குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தை அளித்தது.

கெஸ்ஸின் செயல்பாடும் முன்னேற்றமும்

• ஆண்ட்ரியா கெஸ் 2004 ஆம் ஆண்டு  தேசிய அறிவியல் அகாடமிக்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டார். மேலும் அவர்  2012 ஆம் ஆண்டில் அவர் அமெரிக்கன் தத்துவவியல் சங்கத்திற்கு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டார். 2019 ஆம் ஆண்டு, கெஸ் அமெரிக்க இயற்பியல் சங்கத்தின் உறுப்பினராகத்  தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டார். 
• பிபிசி, டிஸ்கவரி சேனல் மற்றும் தி ஹிஸ்டரி சேனல் போன்ற நெட்வொர்க்குகளால் தயாரிக்கப்பட்ட பல தொலைக்காட்சி ஆவணப்படங்களில் கெஸ் தோன்றியுள்ளார். 2006 ஆம் ஆண்டில் அவர் பிபிஎஸ் விண்மீன்கள் பற்றிய தொடரான ​​நோவாவின் தொடர் ஒளிபரப்பில் இருந்தார். தி மை ஹீரோ ப்ராஜெக்ட் என்ற திட்டத்தின் மூலம் அவர் ஒரு அறிவியல் நாயகியாக அடையாளம் காணப்பட்டார். 2000 ஆம் ஆண்டில், டிஸ்கவர் இதழ்,  கெஸ் என்ற விஞ்ஞானியை , அந்தந்த துறைகளில் நம்பிக்கைக்குரிய 20 இளம் அமெரிக்க விஞ்ஞானிகளில் ஒருவராக பட்டியலிட்டது.

கேலக்டிக் மையக் கருந்துளை - தனுசு A*பால்வெளி மையம் (Sgr A*)

• அகச்சிவப்பு அலைநீளங்களில் கேலக்டிக் மையத்தை படம்பிடிப்பதன் மூலம், கெஸ் மற்றும் அவரது சகாக்கள் பால்வீதியின் மையத்தின் படங்களை வெளிப்படுத்த, புலப்படும் ஒளியைத் தடுக்கும் கனமான தூசி வழியாக உற்றுப் பார்க்க முடிந்தது. இது அவர்கள் பயன்படுத்திய கெக் டெலஸ்கோப்பின்  W.M இன் 10 மீட்டர் துளை மூலமாகவே சாத்தியமானது. 
• கெக் டெலஸ்கோப் மற்றும் வளிமண்டலத்தின் கொந்தளிப்பை சரிசெய்ய தகவமைப்பு ஒளியியலைப் பயன்படுத்துதல், கேலடிக் மையத்தின் இந்த படங்கள் மிக உயர்ந்த இடஞ்சார்ந்த தெளிவுத்திறனில் இருந்தன. இது கருந்துளை தனுசு A* (Sgr A) வைச் சுற்றியுள்ள  விண்மீன்களின் சுற்றுப்பாதைகளைப் பின்பற்றுவதை சாத்தியமாக்கியுள்ளன*).
• விண்மீன் மையத்தில் கருந்துளையைச் சுற்றி வரும் பல விண்மீன்களின் பகுதி சுற்றுப்பாதைகள் கவனிக்கப்பட்டன. அங்கிருந்த விண்மீன்களில் ஒன்றான S2, 1995 இல் விரிவான அவதானிப்புகள் தொடங்கியதிலிருந்து ஒரு முழுமையான நீள்வட்ட சுற்றுப்பாதையை உருவாக்கியுள்ளது. இந்த விண்மீன்களில் சிலவற்றின் சுற்றுப்பாதையை முழுமையாக ஆவணப்படுத்த இன்னும் பல பத்தாண்டுகள் தேவைப்படலாம்.
• இந்த அளவீடுகள் பொது சார்பியல் கோட்பாட்டின் சோதனையையும்  வழங்கக் கூடும்.  அக்டோபர் 2012 ஆம் ஆண்டு,  இரண்டாவது விண்மீன் S0-102, UCLA இல் அவரது குழுவால் அடையாளம் காணப்பட்டது. இது கேலடிக் மையத்தைச் சுற்றி வருகிறது. கெப்ரிளன் மூன்றாவது விதியைப் பயன்படுத்தி, Sgr A* இன் நிறை என்பது  4.1±0.6 மில்லியன் சூரியனின்  நிறைக்கு ஒப்பாகும்  என்று காட்டுவதற்கு கெஸ்ஸின்  குழு சுற்றுப்பாதை இயக்கத்தைப் பயன்படுத்தியது.  Sgr A* அமைந்துள்ள கேலக்டிக் மையம், M31 ஐ விட நூறு மடங்கு நெருக்கமாக இருப்பதால், அடுத்த அருகாமையில் உள்ள சூப்பர்மாசிவ் கருந்துளை என்பது  M31* ஆக  உள்ளது, இது மிகப்பெரிய கருந்துளைக்கான சிறந்த நிரூபிக்கப்பட்ட நிகழ்வுகளில் ஒன்றாகும். இந்த நிகழ்வே கெஸ் 2020 ஆம் ஆண்டு நோபல் பரிசு பெற வழிகோலியது.
• கெஸ் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசை, கருந்துளைகள் தொடர்பான அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகளுக்காக  2020 ஆம் ஆண்டு, ரோஜர் பெனரோஸ் மற்றும் ரெயின்ஹார்ட் ஜென்ஸெல் (Reinhard Genzel) ஆகியோருடன் பகிர்ந்து கொண்டார்.  பால்வீதியின் மையத்தில் உள்ள விண்மீன்களின் சுற்றுப்பாதையை ஒரு மிகப்பெரும் கருந்துளை பெரும்பாலும் கட்டுப்படுத்துகிறது என்பதைக் கண்டறிந்ததற்காக கெஸ் மற்றும் ஜென்ஸெல் அவர்களுக்குப் பரிசில் ஒரு பாதி வழங்கப்பட்டது.  மேரி கியூரி (1903), மரியா கோபெர்ட் மேயர் (1963) மற்றும் டோனா ஸ்டிரிக்லேண்ட் (2018) ஆகியோருக்குப் பிறகு  இயற்பியலில்- முதன் முதலாக வானவியல் தொடர்பாக-  நோபல் பரிசு வென்ற நான்காவது பெண்மணி ஆண்ட்ரியா கெஸ் ஆவார்.

விருதுகள்

• வானியல் துறையில் அன்னி ஜே. கேனான் விருது (1994)
• பேக்கர்ட் பெல்லோஷிப் விருது (1996)
• ஸ்லோன் ரிசர்ச் பெல்லோஷிப் விருது
• நியூட்டன் லேசி பியர்ஸ் பரிசு அமெரிக்க வானியல் சங்கத்தின் விருது(1998)
• அமெரிக்க இயற்பியல் சங்கத்தின் "மரியா கோபெர்ட்-மேயர் விருது" (1999)
• சாக்லர் பரிசு (2004)
• கல்விசார் சிறப்புக்கான தங்கக் கேடய ஆசிரியர் பரிசு (2004)
• மார்க் ஆரோன்சன் நினைவு விரிவுரை (2007)
• மேக்ஆர்தர் பெல்லோஷிப் (2008)
• வானியலில் க்ராஃபோர்ட் பரிசு (2012)
• ராயல் ஸ்வீடிஷ் அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸ் (2012)
• ராயல் சொசைட்டி பேக்கரியன் மெடல் (2015)
• கௌரவ டாக்டர் பட்டம், ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகம் (2019)
• அமெரிக்கன் பிசிகல் சொசைட்டியின் ஃபெலோ (2019)
• அமெரிக்கன் வானியல் சங்கத்தின் (2020) மரபு சார்ந்த உறுப்பினராகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டார்
• இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு (2020) 
• (ஜூன் 16 - ஆண்ட்ரியா கெஸ்ஸின் பிறந்த நாள்)

நன்றி: தினமணி (18 – 06 – 2023)