முதல் நட்சத்திரங்கள் தோன்றுவதற்கு முன் என்ன நடந்தது? வெளிக் கொண்டு வரப் போகும் 'சூட்கேஸ்' அளவு விண்கலம்

சூட்கேஸ் அளவில் முன்மொழியப்பட்டுள்ள ஒரு சிறிய செயற்கைக்கோள், 13.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முந்தைய மங்கலான ரேடியோ சிக்னல்களைக் கேட்பதன் மூலம் பேரண்டத்தின் ஆரம்பக் கட்டங்களைப் பற்றி ஆராய வானியலாளர்களுக்கு ஒரு புதிய வழியை வழங்கிடக்கூடும். 'காஸ்மோக்யூப்' (CosmoCube) என்று அழைக்கப்படும் இந்த திட்டம், நிலவுக்கு அருகில் இயங்கும். மேலும் பூமியிலிருந்து வரும் ரேடியோ குறுக்கீடுகளுக்கு எதிராக நிலவின் மறுபக்கத்தை (Lunar far side) ஒரு இயற்கை கேடயமாகப் பயன்படுத்தும். பெருவெடிப்பிற்கும் (Big Bang) முதல் நட்சத்திரங்களின் உருவாக்கத்திற்கும் இடைப்பட்ட, இதுவரை சரியாகப் புரிந்து கொள்ளப்படாத காலகட்டத்தைப் பற்றி விரிவாக ஆராய இந்தக் கருத்துரு அறிவியலாளர்களுக்கு உதவும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர். ஆரம்பகால பேரண்டத்தைக் கவனிப்பது ஏன் கடினமாக உள்ளது? பெருவெடிப்பிற்குப் பிறகு, பேரண்டம் 'காஸ்மிக் இருண்ட காலம்' (Cosmic dark age) எனப்படும் ஒரு காலகட்டத்திற்குள் நுழைந்தது. முதல் நட்சத்திரங்கள் உருவாகத் தொடங்குவதற்கு முன்பு வரை, இந்தக் காலம் தோராயமாக 150 மில்லியன் ஆண்டுகள் நீடித்தது. அப்போது நட்சத்திரங்கள் எதுவும் இல்லையென்றாலும், பேரண்டம் முழுவதும் ஹைட்ரஜனால் நிரம்பியிருந்தது. இந்த ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் '21-சென்டிமீட்டர் கோடு' (21-centimetre line) எனப்படும் மங்கலான ரேடியோ சிக்னலை உருவாக்கின. இந்த சிக்னல் ஆரம்பகால பேரண்டத்தின் நிலைகள் பற்றிய முக்கியமான தகவல்களைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், பூமியிலிருந்து இந்த சிக்னலைக் கண்டறிவது மிகவும் கடினமான ஒன்றாகும். பூமியின் அயனோஸ்பியர் (Ionosphere) அடுக்கு இது தொடர்பான குறைந்த அதிர்வெண் ரேடியோ அலைகளைத் தடுக்கிறது. அதே நேரத்தில் எஃப்.எம் ரேடியோ, தொலைத்தொடர்பு அமைப்புகள் மற்றும் செயற்கைக் கோள்களிலிருந்து மனிதர்களால் உருவாக்கப்படும் ரேடியோ சிக்னல்கள், விண்வெளியில் இருந்து வரும் இந்த மிக மங்கலான பேரண்ட சிக்னலை மேலும் மறைத்து விடுகின்றன. இதன் விளைவாக, பேரண்டத்தின் ஆரம்பகால வரலாற்றைப் பற்றிய மனித குலத்தின் புரிதலில் ஒரு பெரிய அவதானிப்பு இடைவெளி (Observational gap) நிலவுகிறது. நிலவைக் கேடயமாகப் பயன்படுத்தும் காஸ்மோக்யூப் காஸ்மோக்யூப் திட்டத்திற்குப் பின்னால் உள்ள சர்வதேச ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, இந்த சிறிய விண்கலத்தை நிலவின் சுற்றுப்பாதையில் நிறுத்துவதற்கு முன்மொழிகிறது. இதன் மூலம் இந்த விண்கலம் நிலவின் மறு பக்கத்தைக் கடந்து செல்லும்போது தேவையான அளவீடுகளைச் சேகரிக்க முடியும். நிலவானது பூமியிலிருந்து உருவாகும் ரேடியோ சத்தங்களைத் தடுத்து, விண்கலத்தின் கருவிகளுக்கு மிக அமைதியான சூழலை உருவாக்கும். ஆராய்ச்சியாளர்களின் கூற்றுப்படி, காஸ்மோக்யூப் ஒவ்வொரு இரண்டு மணி நேர சுற்றுப் பாதையிலும் சுமார் 40 நிமிடங்களை நிலவின் மறுபக்கத்தில் செலவிடும். முன்மொழியப்பட்ட இரண்டு வருட திட்ட காலத்தில், இந்தச் செயற்கைக்கோள் மிகவும் குறைந்த ரேடியோ அதிர்வெண்களில் தோராயமாக 1,000 மணிநேர தரவுகளைச் சேகரிக்க முடியும். இந்த அளவீடுகள் அறிவியலாளர்களுக்கு காஸ்மிக் இருண்ட காலம் பற்றியும், முதல் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் (Galaxies) உருவாக்கத்தை நோக்கிய மாற்றம் பற்றியும் ஒரு தெளிவான பார்வையை வழங்கக்கூடும். இந்த சிக்னல் எதை வெளிப்படுத்தக்கூடும்? காஸ்மோக்யூப் தீர்க்க உதவும் முதன்மையான கேள்விகளில் ஒன்று, இருண்ட பருப்பொருள் (Dark matter) மற்றும் ஆரம்பகால பேரண்டத்தில் அதன் பங்கு பற்றியதாகும். இருண்ட பருப்பொருளின் ஈர்ப்பு விசையானது ஹைட்ரஜன் மற்றும் பிற பருப்பொருள்களை ஒன்றாக இழுக்க உதவியது என்றும், அதுவே இறுதியில் முதல் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களின் உருவாக்கத்திற்குப் பங்களித்தது என்றும் அறிவியலாளர்கள் நம்புகின்றனர். எனவே, இந்த 21-சென்டிமீட்டர் சிக்னலைப் பற்றிப் படிப்பது, ஆரம்பகால பேரண்டத்திலிருந்து இந்த அமைப்புகள் எவ்வாறு உருவாயின என்பதற்கான முக்கியமான தடயங்களை வழங்கக்கூடும். கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த வானியலாளரும் இந்த ஆய்வின் இணை ஆசிரியருமான எலோய் டி லெரா அசெடோ (Eloy de Lera Acedo), நிலவின் மறுபக்கம் பூமியின் ரேடியோ குறுக்கீட்டிலிருந்து பாதுகாப்பையும், அதே நேரத்தில் விண்வெளியின் பரந்த பார்வையையும் இணைத்து ஒரு தனித்துவமான வாய்ப்பை வழங்குகிறது என்று குறிப்பிட்டுள்ளார். கடினமான வேலையைக் கொண்ட ஒரு சிறிய விண்கலம் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அளவைக் கொண்டிருந்தாலும், விண்கலம் தன்னகத்தே உருவாக்கும் சத்தத்திலிருந்தும் பிற ஆதாரங்களில் இருந்து வரும் சத்தத்திலிருந்தும் அந்த மங்கலான பேரண்ட சிக்னலைப் பிரித்தறிய காஸ்மோக்யூப்பிற்கு அதி நவீன அமைப்புகள் தேவைப்படும். ஆரம்பகால பேரண்டத்தின் சிக்னலைக் கண்டறிய இந்தச் செயற்கைக்கோள் குறைந்த எடையுள்ள ரேடியோ ஆண்டெனாவைப் பயன்படுத்தும். மேலும், இது தன்னிடமுள்ள தகவல்கள் மற்றும் தன் சுற்றியுள்ள அவதானிப்புகளைப் பயன்படுத்தி தனது நிலையை மீண்டும் மீண்டும் துல்லியமாகத் தீர்மானித்துக் கொள்ளும். இந்தச் சோதனைகள், விண்கலத்திலிருந்தே உருவாகும் ரேடியோ குறுக்கீடுகளைக் கண்டறிய ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உதவும்; இதன் மூலம் அவை உண்மையான பேரண்ட சிக்னல் என்று தவறாகக் கருதப்படுவது தடுக்கப்படும். இந்தத் திட்டப் பணிகளுக்குப் பிறகு, பால்வெளி (Milky Way) மற்றும் பிற ஆதாரங்களில் இருந்து வரும் ரேடியோ உமிழ்வுகள் உள்ளிட்ட கூடுதல் பின்னணி குறுக்கீடுகளை அகற்றுவதற்குச் சிக்கலான கணித மாதிரிகள் பயன்படுத்தப்படும். வானியலாளரும் ஆய்வின் இணை ஆசிரியருமான வில் கிரேஞ்சர் (Will Grainger), ஒரு சவாலான சூழலில் இயங்கும் சிறிய விண்கலத்திலிருந்து இத்தகைய லட்சியமிக்க அறிவியல் ஆய்வை மேற்கொள்வதற்குச் "சதுரங்கத்தனமான வடிவமைப்பு நுட்பங்கள்" (Clever design techniques) தேவைப்படும் என்று கூறியுள்ளார். ஐந்து ஆண்டுகளுக்குள் தயாராகக்கூடிய திட்டம் விண்வெளியில் விண்கலத்தின் வெப்பச் செயல்பாடு குறித்த மதிப்பீடுகள் உட்பட, காஸ்மோக்யூப்பின் மாதிரிகளை உருவாக்கவும் சோதிக்கவும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் தற்போது பல்வேறு கூட்டாளர்களுடன் இணைந்து செயல்பட்டு வருகின்றனர். தேவையான போதுமான ஆதரவு கிடைத்தால், சுமார் ஐந்து ஆண்டுகளுக்குள் இந்தச் செயற்கைக்கோள் விண்வெளியில் ஏவுவதற்குத் தயாராகிவிடும் என்று இக்குழு நம்புகிறது. இருப்பினும், முன்மொழியப்பட்ட இந்தத் திட்டம் ஒரு சாத்தியமான சவாலையும் எதிர்கொள்கிறது. நிலவின் மறுபக்கத்திற்கான பயணங்கள் வரும் காலத்தில் மேலும் தீவிரமடையக்கூடும். அமெரிக்கா மற்றும் இந்தியா உள்ளிட்ட பல நாடுகள் நிலவின் மறுபக்கத்திற்கு விண்வெளித் திட்டங்களைச் செயல்படுத்தத் திட்டமிட்டு வருகின்றன. அதிகமான விண்கலங்களும் உள்கட்டமைப்புகளும் அப்பகுதியை அடையும் போது, வானியலாளர்களுக்கு உகந்ததாக இருக்கும் அந்த இயற்கையான அமைதியான ரேடியோ சூழலைப் பாதுகாப்பது படிப்படியாகக் கடினமாகலாம். காஸ்மோக்யூப் திட்டம் திட்டமிட்டபடி இயங்குவதற்கான வாய்ப்பைப் பெற்றால், அதன் சிறிய அளவிலான விண்கலம் அறிவியலாளர்களுக்கு இதுவரை பெரும்பாலும் மறைக்கப்பட்டிருந்த பேரண்ட வரலாற்றின் ஒரு காலகட்டத்தை நோக்குவதற்கான அரியதொரு வாய்ப்பை நிச்சயமாக வழங்கும்.