ஒரு புதிய கருந்துளை ஆய்வு, முடிவு ஒரு வெள்ளைத் துளையைப் போன்றதாக இருக்கலாம் எனக் கூறுகிறது

கருந்துளைகளுக்கு எதிர்பார்த்ததைவிட அயலான பிறகாலம் இருக்கலாம்

கருந்துளைகள் பெரும்பாலும் ஒருவழிச் செல்லும் இறுதி பொருள்களாகவே கருதப்படுகின்றன: பொருள் நிகழ்வு எல்லையை கடந்து சென்றால், அது ஒருபோதும் திரும்பாது. இந்தப் படம் பொது சார்பியலிலிருந்து வருகிறது; அது கருந்துளைகளை காலவெளியின் பாரம்பரியமாக நிலையான அம்சங்களாக விவரிக்கிறது. ஆனால் குவாண்டம் இயற்பியல் இந்தக் கதையை நீண்ட காலமாக சிக்கலாக்கி வருகிறது. ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சு கருந்துளைகள் மெதுவாக நிறையைக் இழந்து இறுதியில் ஆவியாகலாம் என்பதை சுட்டிக்காட்டுகிறது.

Universe Today-ல் விவாதிக்கப்பட்ட சமீபத்திய ஒரு கோட்பாட்டுச் ஆய்வு இந்தக் குவாண்டம் கதையை மேலும் முன்னேற்றுகிறது. இந்தப் பணி, நிகழ்வு எல்லையிலிருந்து வெகுதூரத்தில் காலவெளி அரை-சார்பியல் நிலையில் இருக்கும் எனக் கருதி, அதற்கு அருகில் இன்னும் சிக்கலான குவாண்டம் நடத்தைக்கு இடமளித்து, கருந்துளையின் குறைந்தபட்ச ஆயுளை ஆராய்கிறது. அதன் விளைவாக கருந்துளை ஆயுளுக்கான புதிய கீழ் எல்லை கிடைக்கிறது; மேலும் அவற்றின் வாழ்வின் இறுதிக்கட்டத்தில் கருந்துளைகள் வெள்ளைத் துளைகளை நினைவுபடுத்தும் விதங்களில் நடக்கும் ஒரு மெல்லிய நிலையான கட்டத்திற்குள் செல்லக்கூடும் என்ற கருத்தும் முன்வைக்கப்படுகிறது.

ஹாக்கிங்கின் முதன்மை படம் ஏன் முழுமையானதல்ல

ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்கின் ஆரம்பக் கணக்கீடு கருந்துளைகள் கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன, எனவே அவை என்றென்றும் வாழாது என்பதை காட்டியது. மிக எளிமையாகச் சொன்னால், குவாண்டம் விளைவுகள் துகள்கள் தப்பிச் செல்ல அனுமதிக்கின்றன; இதனால் கருந்துளை நிறையை இழக்கிறது. சிறிய கருந்துளைகள் வேகமாக கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன, ஆகவே ஆவியாகும் செயல்முறை காலப்போக்கில் தீவிரமடைகிறது.

ஆனால் ஹாக்கிங்கின் முடிவு அரை-சார்பியல் தன்மை கொண்டது. அது குவாண்டம் திருத்தம் மிகச் சிறியதாக இருக்கும் என்றும், அதனால் பாரம்பரிய காலவெளியே இன்னும் முதன்மை பின்னணியை வழங்கும் என்றும் கருதுகிறது. கருந்துளையின் நிறை மிகச் சிறியதாக மாறும் போது அந்தக் கருதுகோள் மேலும் கேள்விக்குரியதாகிறது. சாதாரண வானியல் கருந்துளைகளுக்கு இது பெரும்பாலும் நடைமுறைப் பிரச்சினை அல்ல, ஏனெனில் அவற்றின் ஆயுள் அளவிட முடியாத அளவுக்கு நீளமானது. ஆனால் முதன்மை கருந்துளைகளுக்கு, அவை குறைந்த நிறையுடன் இருக்கக்கூடியதால், அவற்றின் ஆயுள் பிரபஞ்சவியல் தொடர்பான பரந்த கேள்விகளுக்கு முக்கியமாகிறது.

புதிய ஆய்வு என்ன கூறுகிறது

மூலத்தில் விவரிக்கப்பட்ட ஆய்வு இரண்டு கருதுகோள்களிலிருந்து தொடங்குகிறது: கருந்துளையிலிருந்து தொலைவில் காலவெளி அசிம்ப்டோட்டிக் அரை-சார்பியல் நிலையில் நீடிக்கிறது, மேலும் entanglement entropy-ன் விளைவுகள் காலத்துடன் குறைகின்றன. இந்த நிபந்தனைகளுடன், ஆசிரியர்கள் ஆரம்ப நிறை M கொண்ட ஒரு கருந்துளைக்கான குறைந்தபட்ச ஆயுள் M4 ஐ h-bar இன் மூன்று-அரை சக்தியால் வகுத்த மதிப்பிற்கு குறையாமல் இருக்கும் என்று பெறுகின்றனர்.

அந்த முடிவு ஆச்சரியமளிக்கும் அளவில் எளிமையானதாகக் காட்டப்படுகிறது. மேலும் முக்கியமாக, ஆவியாகும் கருந்துளையின் இறுதி நிலையிலான நடத்தை வெறும் திடீரான மறைவு ஆக இருக்க வேண்டியதில்லை என்பதை அது நிறுவுகிறது. ஆய்வு மேலும் கருந்துளைகள் வெள்ளைத் துளையை ஒத்த ஒரு மெல்லிய நிலையான அமைப்பாக உருவாகலாம் என்றும் வாதிடுகிறது.

வெள்ளைத் துளைகள் என்பது கருந்துளைகளின் கால-மாற்றப்பட்ட கருத்தியல் இணைகள்: அதில் பொருளும் ஆற்றலும் உள்ளே விழுவதற்குப் பதிலாக வெளியே தோன்றக்கூடிய பொருட்கள். அவை நீண்ட காலமாக ஈர்ப்பு கோட்பாட்டின் ஊகமான மூலையில் இருந்தாலும், பிரதான கண்காணிப்பு வானியலின் பகுதியாக இல்லை. இங்கு ஆர்வம் என்பது வானியலாளர்கள் வெள்ளைத் துளைகளைக் கண்டுபிடித்துவிட்டார்கள் என்பதல்ல; குவாண்டம்-ஈர்ப்பால் தூண்டப்பட்ட மாதிரிகள் வெள்ளைத் துளை போன்ற பண்புகளைக் கொண்ட இறுதிக்கட்டப் பொருட்களை உருவாக்கக்கூடும் என்பதே.

இந்த விவாதத்தில் முதன்மை கருந்துளைகள் ஏன் முக்கியம்

இந்த விவாதம் குறிப்பாக முதன்மை கருந்துளைகளுக்கு பொருத்தமானது; இவை ஆரம்ப பிரபஞ்சத்தில் உருவாகியிருக்கலாம் எனக் கருதப்படும் கற்பனையான பொருட்கள், மேலும் சில நேரங்களில் இருண்ட பொருளுக்கு சாத்தியமான பங்களிப்பாளர்களாக முன்மொழியப்பட்டுள்ளன. இக்கருந்துளைகள் நட்சத்திர கருந்துளைகளைவிட மிகவும் குறைந்த நிறையுடன் தொடங்கக்கூடியதால், ஆயுள் மதிப்பீடுகளில் ஏதேனும் திருத்தம் ஆராய்ச்சியாளர்கள் அவற்றின் அளவு மற்றும் பிரபஞ்சப் பங்கு குறித்து எப்படி சிந்திக்கிறார்கள் என்பதை பாதிக்கக்கூடும்.

இந்த ஆய்வு முதன்மை கருந்துளைகள் இருண்ட பொருளின் ஒரு பகுதியாக உள்ளனவா என்பதை தீர்மானிக்கவில்லை. இருப்பினும், ஆயுள் குறித்த கேள்வி வெறும் கல்விசார் கணக்குப்பணி அல்ல என்பதை அது காட்டுகிறது. எளிய ஆவியாகும் மதிப்பீடுகள் சொல்வதைவிட கருந்துளைகள் நீண்ட காலம் நீடித்தால், அவற்றின் பிரபஞ்ச வளர்ச்சியிலான தடம் பழைய எதிர்பார்ப்புகளிலிருந்து மாறக்கூடும்.

எது மாறுகிறது, எது மாறுவதில்லை

இந்தப் பணி இன்னும் கோட்பாட்டுத் தன்மை கொண்டதே; மூலத்தில் கூறப்பட்டபடி, இது arXiv-ல் பதிவேற்றப்பட்டுள்ளது. அதனால் இது நிறுவப்பட்ட கண்காணிப்பு உண்மையாக அல்ல, மாறாக சிந்தனையைத் தூண்டும் இயற்பியல் என வகைப்படுத்தப்பட வேண்டும். இருந்தாலும், இது நீண்ட காலமாக நிலவிய ஒரு கேள்வியை மேலும் கூர்மையாக்குகிறது: குவாண்டம் விளைவுகள் பாரம்பரிய கருந்துளை படங்கள் தாங்க முடியாத அளவுக்கு முக்கியமானவையாகும்போது உண்மையில் என்ன நடக்கிறது?

இந்த ஆய்வின் மதிப்பு என்னவென்றால், இயற்பியலாளர்களிடம் இன்னும் இல்லாத முழுமையான குவாண்டம் ஈர்ப்பு அறிவை முன்வைக்காமல் அந்தக் கேள்விக்கு பதில் அளிக்க முயல்கிறது. பரந்த கட்டுப்பாடுகளிலிருந்து செயல்பட்டு, அது ஆயுளுக்கான கீழ் எல்லையையும் வெள்ளைத் துளை போன்ற இறுதி நிலைகளுக்கான ஒரு பாதையையும் வழங்குகிறது.

இந்தப் படம் மேலதிக ஆய்வுகளைத் தாண்டி நிலைத்தால், கருந்துளையின் இறுதி அத்தியாயம் சுத்தமான மங்கலாக மாறுவதுபோல் அல்லாமல், இன்னும் விசித்திரமானதும் நீண்ட காலம் நீடிக்கும் ஒன்றிற்கான மாற்றமாகவும் தோன்றலாம். அது ஹாக்கிங் கதிர்வீச்சை மறுப்பதில்லை. மாறாக அதை ஆழப்படுத்தும்; கருந்துளைகள் முடிவடையும் விதத்தின் கதையில் ஆவியாகுதல் ஒரு பகுதி மட்டுமே இருக்கலாம் என்று அது சுட்டிக்காட்டும்.

இந்தக் கட்டுரை Universe Today வழங்கிய செய்திகளின் அடிப்படையில் எழுதப்பட்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.