നക്ഷത്രം എന്ന് കേള്‍ക്കുമ്പോള്‍ ആകാശത്തു മിന്നിത്തിളങ്ങുന്ന പ്രകാശബിന്ദുക്കള്‍ ആണ് നമുക്ക് ഓര്‍മ്മ വരിക. അപ്പോള്‍ ഇരുണ്ട നക്ഷത്രം എന്ന് കേട്ടാലോ? മൊത്തത്തില്‍ ഒരു വശപ്പിശക് തോന്നാം! ഈ സംഭവം ഇരുണ്ടിട്ടാണോ? ഇരുണ്ടതിനെ നാം എങ്ങനെയാണ് കാണുന്നത്? അല്ലെങ്കില്‍ തന്നെ ഇരുണ്ട ഒരു വസ്തുവിനെ നക്ഷത്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നത് , ഇക്കണ്ട കാലം മുഴുവന്‍ മനോഹരങ്ങളായ രൂപകങ്ങളായും ഉപമകളായും, നക്ഷത്രങ്ങളെ ഉപയോഗിച്ച ആയിരക്കണക്കിന് കവികളോടും കഥാകാരന്മാരോടും ചെയ്യുന്ന പാതകമല്ലേ? ഇങ്ങനെ കുറെയേറെ ചോദ്യങ്ങള്‍ ഉയര്‍ന്നു വരാം. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ആദ്യമേ പറയട്ടെ ഇരുണ്ട നക്ഷത്രം എന്നാല്‍ ഇരുണ്ട, പ്രകാശം ഇല്ലാത്ത വസ്തുവല്ല. മറിച്ചു സൂര്യനെക്കാള്‍ പതിനായിരം കോടി പ്രകാശം ഉള്ള ഒരു നക്ഷത്രം ആണ്! പിന്നെ എന്തിനാണ് അവയെ ഇരുണ്ടതെന്ന് വിളിക്കുന്നത്?
ആദ്യകാലങ്ങളിലെ നക്ഷത്രങ്ങളെ പോലെ തന്നെ , ഇരുണ്ട നക്ഷത്രങ്ങളും നിര്‍മ്മിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ളത് ,ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവും കൊണ്ടാണ്. എന്നാല്‍ പ്രധാന വ്യത്യാസം ഈ നക്ഷത്രത്തിന്റെ ഊര്‍ജ്ജ ഉറവിടം , നക്ഷത്രത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലുള്ള ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ (Dark Matter ) ജ്വലനം ആണ്. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യങ്ങളുടെ ഉന്മൂലന പ്രക്രിയയിലൂടെ (annihilation process ) ലഭിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജത്തിനാല്‍ നില നില്‍ക്കുന്ന നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ആയതിനാലാണ് നാം അവയെ ഇരുണ്ട നക്ഷത്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നത്! സംഭവം കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കണം എങ്കില്‍ ആദ്യം തന്നെ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം എന്താണെന്നും അവ നക്ഷത്രത്തിന്റെ ഉള്ളില്‍ എങ്ങനെ എത്തി എന്നും അറിയണം!
എന്താണ് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം (Dark Matter )?
അല്പസ്വല്പം ശാസ്ത്ര ലേഖനങ്ങള്‍ വായിക്കുന്നവര്‍ തീര്‍ച്ചയായും കേട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു പദമാണ് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം എന്നത്. പ്രത്യേകിച്ചും, 'മുറിവൈദ്യന്‍ ആളെകൊല്ലും ' എന്ന പോലെ, അല്പം പഠിച്ച ശാസ്ത്രം കൊണ്ട് , മതവും ശാസ്ത്രവും തമ്മില്‍ ബന്ധിപ്പിക്കാന്‍ നടക്കുന്നവരുടെ ഇഷ്ട വസ്തു ആണ് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം. കാര്യം എന്താണെന്നു വെച്ചാല്‍ ഈ വസ്തു എന്താണെന്ന് ആര്‍ക്കും കൃത്യമായി അറിയില്ല. എന്നാല്‍ നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ 85% പിണ്ഡവും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നത് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിലാണ്. അപ്പോള്‍ പിന്നെ പറയണ്ടല്ലോ? നാം ഈ കാണുന്ന കോടിക്കണക്കിനു, നക്ഷത്രങ്ങളും, നക്ഷത്രക്കൂട്ടങ്ങളും കൂടി ചേര്‍ന്നാലും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെ 15% പോലും ആകുന്നില്ല, മറിച്ചു നമുക്ക് കാണാന്‍ കഴിയാത്ത അജ്ഞാത വസ്തുവിലാണ് ഭൂരിഭാഗം ദ്രവ്യവും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നത് എന്ന് പറയുമ്പോള്‍, ഉടനെ സംഭവം ദൈവമാണെന്നും മറ്റും പറഞ്ഞ് 'അല്‍പ്പ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ' ഇറങ്ങും. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തെ പറ്റി അല്‍പ്പം വിശദമായി പറയട്ടെ!
പ്രധാനമായും ഇവയെ 'ഇരുണ്ട' ദ്രവ്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നത്, അവ യാതൊരു തരത്തിലുള്ള പ്രകാശത്തെയും പുറപ്പെടുവിക്കുന്നില്ല എന്നതുകൊണ്ടാണ്. വാര്‍ത്താവിനിമയത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന റേഡിയോ തരംഗങ്ങളും, അടുക്കളയില്‍ പാചകത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന മൈക്രോ വേവ് തരംഗങ്ങളും, ഇന്‍ഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളും,ദൃശ്യപ്രകാശവും, അള്‍ട്രാവയലറ്റ് തരംഗങ്ങളും , ആശുപത്രിയില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന എക്സ് തരംഗങ്ങളും (X -Rays ) പിന്നെ ഗാമാ തരംഗങ്ങളും കൂടി ചേര്‍ന്നതിനെയാണ് നാം പ്രകാശം എന്ന് പറയുന്നത്. ഇതില്‍ ഒന്ന് പോലും ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തില്‍ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് വരുന്നില്ല (ദ്രവ്യത്തില്‍ നിന്നും പ്രകാശം വരുന്നത് എങ്ങനെ എന്നതിനെ പറ്റി പിന്നീട് എഴുതാം). പക്ഷെ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം നമുക്ക് മനസ്സിലാക്കാന്‍ സാധിക്കും. എത്രയൊക്കെ ഒളിക്കാന്‍ ശ്രമിച്ചാലും, ഒരു തെളിവെങ്കിലും ബാക്കി ഉണ്ടെങ്കില്‍ കുറ്റവാളിയെ പിടിക്കുന്ന സേതുരാമയ്യര്‍ CBI-യെ പോലെ ഒന്നു പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഉണ്ട്, ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം! ഇവിടെ തെളിവ് എന്ന് പറയുന്നത് പിണ്ഡം (mass ) ആണ്. പിണ്ഡം ഉണ്ടോ ഗുരുത്വ ബലത്തിന്റെ പിടി വീണിരിക്കും, അതിനി ഏത്ര ഭീകരനായ സംഭവം ആയാലും. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന് വളരെ ചെറിയ ഒരു പിണ്ഡം ഉണ്ട്. ഇത് കാരണം ഗുരുത്വാകര്ഷണത്തിന് വിധേയമായി അവ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
നക്ഷത്രങ്ങള്‍ ആകാശഗംഗയുടെ (Milkyway ) ചുറ്റും കറങ്ങുന്നതിന്റെ വേഗത കണക്കാക്കിയാണ് നാം ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യം മനസ്സിലാക്കുന്നത്. നമുക്ക് കാണാന്‍ കഴിയുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഭാരമേ ആകാശഗംഗക്ക് ഉള്ളു എങ്കില്‍, നക്ഷത്രങ്ങള്‍ കറങ്ങുന്ന വേഗതയേക്കാള്‍ വളരെ ഉയര്‍ന്ന വേഗതയില്‍ ആണ്, യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ നക്ഷത്രങ്ങള്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നത്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ നാം കാണാത്ത ഒരു പിണ്ഡം അവിടെ ഉണ്ടാകണം എന്ന നിഗമനം ആണ് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം എന്ന ആശയത്തിലേക്ക് ശാസ്ത്രജ്ഞരെ എത്തിക്കുന്നത്. പിന്നീട് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തെ കുറിച്ചു ഒരുപാട് വിശദമായ പഠനങ്ങള്‍ നടന്നു. വളരെ വിരളമായി വെദ്യുത കാന്തിക തരംഗങ്ങളുമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ,ചെറിയ ഭാരം ഉള്ള ന്യൂട്രിനോകള്‍ ആകാം എന്നൊരു നിഗമനം ഉണ്ടായി. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന കണങ്ങളെ കുറിച്ചു വിശദമായി പറയുന്ന, ഒരു ഭൗതിക ശാസ്ത്ര മോഡല്‍ ആണ് സ്റ്റാന്‍ഡേര്‍ഡ് മോഡല്‍ (Standard Model ). ഈ മോഡലിന്റെ കൂടുതല്‍ പരിഷ്‌കൃത രൂപമാണ് 'സൂസി'. ഇച്ചിരി പരിഷ്കാരിയായ പെണ്‍കുട്ടി അല്ല 'സൂസി'. സൂപ്പര്‍ സിമ്മട്രി (Super Symmetry ) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ 'സൂ'-വും 'സി'-യും കൂടി ചേര്‍ന്നാണ് 'സൂസി '(Susy ) എന്ന പേരുണ്ടാകുന്നത്. ഈ തിയറി അനുസരിച്ചു, എല്ലാ അടിസ്ഥാന കണങ്ങള്‍ക്കുമൊപ്പവും മറ്റു കണങ്ങള്‍ കൂടി ഉണ്ടാകും. . Weakly Interacting Massive Particle (WIMP ) എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്ന അത്തരത്തില്‍ ഒരു കണം ആണ് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം എന്നാണു നാം കരുതുന്നത്. ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ , quantum mechanics -ഇന്റെ സഹായത്താല്‍ കണക്കു കൂട്ടിയപ്പോള്‍ 85% പദാര്‍ത്ഥങ്ങളും WIMP ആണെന്ന് കണ്ടു. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും ഏകദേശം 85% ആണല്ലോ! അപ്പോള്‍ WIMP തന്നെയാകണം ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം എന്ന് നാം കരുതുന്നു. 'WIMP അത്ഭുതം' (WIMP Miracle ) എന്നാണ് ഈ കണ്ടുപിടുത്തം അറിയപ്പെടുന്നത്.
ഇനി ചുരുക്കി പറയാം! നാം കാണുന്ന പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഭൂരിഭാഗം പിണ്ഡവും WIMP എന്ന ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തില്‍ ആണുള്ളത്. മറ്റെല്ലാ കണങ്ങളേയും പോലെ ഓരോ WIMP കണത്തിനും ഒരു ആന്റി-WIMP കണം ഉണ്ടാകും. സിനിമയില്‍ ഹീറോയും ആന്റി-ഹീറോയും കണ്ടാല്‍ കൂട്ടത്തല്ല് എന്ന പോലെ കണവും ആന്റി-കണവും കൂടിചേര്‍ന്നാല്‍ അവ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിച്ചു പരസ്പരം നശിച്ചു പകരം ഊര്‍ജ്ജം പ്രകാശരൂപത്തില്‍ പുറപ്പെടുവുകയും ചെയ്യുന്നു(annihilation of particle and anti -particle ). ഈ ഊര്‍ജ്ജം ഉപയോഗിച്ചാണ് നമ്മുടെ കഥാനായകന്‍, 'ഇരുണ്ട നക്ഷത്രം' കത്തുന്നത്!!
ഇന്നത്തെ പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രത വളരെ കുറവാണ്. വെള്ളം കുടിക്കുന്ന ഒരു ഗ്ളാസ് എടുത്താല്‍ അതില്‍ രണ്ട് പ്രോട്ടോണിന് തുല്യമായ അളവില്‍ മാത്രമേ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം നമ്മുടെ അടുത്തുള്ളൂ. എന്നാല്‍ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ആദ്യകാലങ്ങളില്‍ അവയുടെ സാന്ദ്രത വളരെ കൂടുതല്‍ ആയിരുന്നു. അതുകൊണ്ട് തന്നെ നക്ഷത്ര രൂപീകരണ സമയത്തു ഹൈഡ്രജനും,ഹീലിയത്തിനോടും ഒപ്പം ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും ഗുരുത്വബലത്തിനാല്‍ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരുന്നു. പിന്നീട് നക്ഷത്രത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തില്‍ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രത വളരെ കൂടുമ്പോള്‍ അവ, അവയുടെ ആന്റി-കണങ്ങളുമായി കൂടി ചേര്‍ന്ന് ഉയര്‍ന്ന അളവില്‍ ഊര്‍ജ്ജം പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു. ഗുരുത്വ ബലത്തിന് എതിരായി, നക്ഷത്രത്തിനുള്ളില്‍ മര്‍ദ്ദം സൃഷ്ട്ടിച്ചു, നക്ഷത്രത്തെ സന്തുലനാവസ്ഥയില്‍ നിലനിര്‍ത്തുന്നത്, ഈ ഊര്‍ജ്ജ തരംഗങ്ങളുടെ മര്‍ദ്ദം ആണ് (radiation pressure ). സാധാരണ നക്ഷത്രങ്ങളെ പോലെ ഇവയ്ക്കുള്ളില്‍ അണുസംയോജനം(nuclear fusion ) ഉണ്ടാകുന്നില്ല. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഈ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പ്രതലത്തിലെ താപനില കുറവായിരിക്കും. പതിനായിരം ഡിഗ്രി ചൂടിനെയാണ് ഇവിടെ 'കുറഞ്ഞ ചൂട്' എന്ന് വിളിക്കുന്നത്!! കാരണം നക്ഷത്രങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചു അതത്ര വലിയ ചൂടല്ല ! ചൂട് കുറവുള്ള നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് ചുറ്റില്‍ നിന്നും പദാര്‍ത്ഥങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യാന്‍ എളുപ്പമാണ്. കാരണം താപനില കൂടുതല്‍ ആണെങ്കില്‍ ചുറ്റുമുള്ള പദാര്‍ത്ഥങ്ങള്‍ ഈ താപത്തില്‍ നിന്നും ഊര്‍ജ്ജം എടുത്ത് നല്ല വേഗത്തില്‍ നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്നും അകന്നു പോകും. എന്നാല്‍ ഇരുണ്ട നക്ഷത്രത്തിന് ചൂട് കുറവായതിനാല്‍ അവ കൂടുതല്‍ പിണ്ഡം ചുറ്റില്‍നിന്നും ആഗിരണം ചെയ്ത് ഭീമാകാരന്‍ ആയി മാറും. അങ്ങനെ സൂര്യനെക്കാള്‍ പത്ത് കോടി മടങ്ങു ഭാരവും, ആയിരം മടങ്ങ് വലിപ്പവും ഇവയ്ക്കുണ്ടാകും. കൂടാതെ സൂര്യന്‍ ഒരു സെക്കന്‍ഡില്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിന്റെ പതിനായിരം കോടി മടങ്ങ് ഊര്‍ജ്ജം ഇരുണ്ട നക്ഷത്രത്തിന് പുറപ്പെടുവിക്കാന്‍ കഴിയും. അതിനാല്‍ വളരെ ശക്തമായ ടെലെസ്കോപ് ഉപയോഗിച്ചു ഇവയെ കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ നമുക്ക് സാധിക്കും.
ഇനി കേന്ദ്രത്തിലുള്ള ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം കത്തി തീര്‍ന്നാല്‍, നക്ഷത്രത്തിനുള്ളില്‍ മര്‍ദ്ദം കുറയുകയും, ഗുരുത്വ ബലത്തിന് അനുസരിച്ചു ചെറുതാവുകയും ചെയ്യും. ആ സമയത്ത് സാധാരണ നക്ഷത്ര രൂപീകരണത്തില്‍ സംഭവയ്ക്കുന്നത് പോലെ കേന്ദ്രത്തിലെ താപനില വര്‍ദ്ദിക്കുകയും , അവിടെ അണുസംയോജനം നടക്കുകയും ചെയ്യും. അങ്ങനെ ഇരുണ്ട നക്ഷത്രം സാധാരണ നക്ഷത്രം ആകും! പിന്നീട് "എനിക്കൊരു 'ഇരുണ്ട' ഭൂതകാലം ഉണ്ടായിരുന്നു"-എന്ന് പറഞ്ഞ് അവ കറങ്ങി നടക്കുകയോ അല്ലെങ്കില്‍ വളരെ ഉയര്‍ന്ന പിണ്ഡം ഉള്ള തമോ ഗര്‍ത്തങ്ങള്‍ (Blackholes ) ആയി മാറുകയോ ചെയ്യാം. പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഏറ്റവും ആദ്യം രൂപപ്പെട്ടിരിക്കാന്‍ സാധ്യതയുള്ളവയാണ് ഇരുണ്ട നക്ഷത്രങ്ങള്‍. ഈയടുത്തു സൂര്യന്റെ 10 കോടി മടങ്ങ് ഭാരം ഉള്ള തമോഗര്‍ത്തം , പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ആദ്യ കാലങ്ങളില്‍ നാം കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. ആ സമയത്ത് ഇവ എങ്ങനെ ഉണ്ടായി എന്ന് വിശദീകരിക്കാന്‍ ഇരുണ്ട നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്ക് കഴിയും.
കുറെ 'ഇരുണ്ട' കാര്യങ്ങള്‍ ഈ ലേഖനത്തില്‍ ഉണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അജ്ഞാതമായി കിടക്കുന്ന ഇരുണ്ട കോണുകളിലേക്ക് കടന്നു ചെല്ലാന്‍ കഴിവുള്ള വെളിച്ചവുമാണ് ഈ 'ഇരുണ്ട' അറിവുകള്‍!!
അവലംബം:
https://arxiv.org/abs/1501.02394
https://arxiv.org/abs/1605.05078
ദേശാഭിമാനി വാർത്തകൾ ഇപ്പോള്‍ വാട്സാപ്പിലും ടെലഗ്രാമിലും ലഭ്യമാണ്‌.
വാട്സാപ്പ് ചാനൽ സബ്സ്ക്രൈബ് ചെയ്യുന്നതിന് ക്ലിക് ചെയ്യു..
ടെലഗ്രാം ചാനൽ സബ്സ്ക്രൈബ് ചെയ്യുന്നതിന് ക്ലിക് ചെയ്യു..
