നക്ഷത്രങ്ങള്, ഗ്രഹങ്ങള്, ഗാലക്സികള് മനുഷ്യന് കാണുന്ന ആകാശം യഥാര്ഥ ബഹിരാകാശത്തിന്റെ അഞ്ച് ശതമാനം മാത്രമാണെന്നാണ് ശാസ്ത്രം പറയുന്നത്. അപ്പോള് എന്താണ് മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന ബാക്കി ആകാശ വിസ്മയം. ബഹിരാകാശത്തിന്റെ എകദേശം 27 ശതമാനം ഡാര്ക്ക് മാറ്ററും, 68 ശതമാനം ഡാര്ക്ക് എനര്ജിയുമാണ്. എന്നാല് ഡാര്ക്ക് മാറ്ററിനെക്കുറിച്ചുള്ള ധാരണകളെ തിരുത്തുന്ന പഠനമാണ് അന്താരാഷ്ട്ര ശാസ്ത്രലോകത്തെ പുതിയ ചര്ച്ച.
എന്താണ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ?
ഡാർക്ക് മാറ്റർ അഥവാ തമോദ്രവ്യം എന്നത് പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിലനിൽക്കുന്ന, എന്നാൽ നേരിട്ട് കാണാനോ അളക്കാനോ കഴിയാത്ത ഒരു അദൃശ്യ ദ്രവ്യമാണ്. ഇത് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുകയോ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യാത്തതിനാൽ ടെലിസ്കോപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ചും കണ്ടെത്താൻ സാധിക്കില്ല. എന്നാൽ അതിന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണ സ്വാധീനങ്ങളിലൂടെയാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ അതിന്റെ സാന്നിധ്യം തിരിച്ചറിയുന്നത്. ഗാലക്സികളിലെ നക്ഷത്രങ്ങൾ അസാധാരണ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നതും ഗാലക്സികൾ പിരിഞ്ഞുപോകാതെ നിലനിൽക്കുന്നതും പോലുള്ള പ്രതിഭാസങ്ങൾക്ക് പിന്നിൽ ഡാർക്ക് മാറ്ററിന്റെ ഗുരുത്വബലമാണെന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ വിലയിരുത്തൽ. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ആകെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഏകദേശം 85 ശതമാനവും ഡാർക്ക് മാറ്ററാണെന്നാണ് നിലവിലെ കണക്ക്.
ഡാർക്ക് മാറ്റർ എന്ന ആശയം രൂപപ്പെട്ടത് എങ്ങനെ?
ഗാലക്സികളുടെ ചലനമാണ് ആദ്യം ശാസ്ത്രജ്ഞരെ ആശയക്കുഴപ്പത്തിലാക്കിയത്. ചില ഗാലക്സികൾ അവയിൽ കാണുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും വാതകങ്ങളുടെയും ആകെ ഭാരത്തേക്കാൾ വളരെ വേഗത്തിലാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത്. സാധാരണ ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങൾ പ്രകാരം അങ്ങനെ സംഭവിക്കരുത്. കാണുന്ന ദ്രവ്യം മാത്രം ഉണ്ടായിരുന്നെങ്കിൽ ആ ഗാലക്സികൾ പിരിഞ്ഞുപോകേണ്ടതായിരുന്നു. എന്നാൽ അവ സ്ഥിരതയോടെ നിലനിൽക്കുന്നു. ഇതോടെയാണ് ഗാലക്സികളെ പിടിച്ചുനിർത്തുന്ന, എന്നാൽ കാണാനാകാത്ത മറ്റൊരു വസ്തു കൂടി പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഉണ്ടാകണമെന്ന നിഗമനത്തിലേക്ക് ശാസ്ത്രജ്ഞർ എത്തിയത്. പിന്നീട് ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ ലെൻസിംഗ് പോലുള്ള പ്രതിഭാസങ്ങളിലും ഈ അദൃശ്യ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സ്വാധീനം കണ്ടെത്തിയതോടെ ഡാർക്ക് മാറ്റർ എന്ന ആശയം കൂടുതൽ ശക്തമായി.
ഇതുവരെ നിലനിന്നിരുന്ന പ്രധാന സിദ്ധാന്തം
വർഷങ്ങളായി ശാസ്ത്രലോകത്ത് കൂടുതൽ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരുന്നത് ‘കോൾഡ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ’ സിദ്ധാന്തമായിരുന്നു. ഈ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് ഡാർക്ക് മാറ്റർ വളരെ കുറഞ്ഞ ഊർജാവസ്ഥയിലുള്ളതും പരസ്പരം ഇടപെടാത്തതുമായ കണികകളാൽ രൂപപ്പെട്ടതാണ്. അതായത് ഈ കണങ്ങൾ തമ്മിൽ കൂട്ടിയിടികളോ ഊർജ കൈമാറ്റങ്ങളോ ഇല്ലാതെ പ്രപഞ്ചത്തിൽ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്നു എന്നാണ് കരുതിയിരുന്നത്. ഗാലക്സികളുടെ രൂപീകരണവും പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വലിയ ഘടനകളും വിശദീകരിക്കാൻ ഈ മോഡൽ വർഷങ്ങളായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. എന്നാൽ ചെറിയ ഗാലക്സികളിലെ ചില അസാധാരണ ഗുരുത്വ പ്രതിഭാസങ്ങളെ ഈ മോഡൽ പൂർണമായി വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയുന്നില്ലെന്ന വിമർശനവും ശാസ്ത്രലോകത്ത് നിലനിന്നിരുന്നു.
പുതിയ പഠനം മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത് എന്ത്?
അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ നടത്തിയ പുതിയ പഠനം ഡാർക്ക് മാറ്ററിനെക്കുറിച്ചുള്ള പഴയ ധാരണകളെ ചോദ്യം ചെയ്യുകയാണ്. ‘ഫിസിക്കൽ റിവ്യൂ ലെറ്റേഴ്സ്’ ജേർണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനത്തിൽ ‘സെൽഫ് ഇൻററാക്റ്റിംഗ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ’ എന്ന ആശയമാണ് ഗവേഷകർ മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത്. ഈ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് ഡാർക്ക് മാറ്റർ കണങ്ങൾ തമ്മിൽ ഇടപെടലുകളും കൂട്ടിയിടികളും നടക്കാം. അതായത് ഇവ പൂർണമായും നിശ്ശബ്ദവും ഒറ്റപ്പെട്ടതുമായ കണങ്ങൾ അല്ലെന്നാണ് പുതിയ പഠനം സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഈ ഇടപെടലുകൾ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഗുരുത്വ ഘടനകളെ സ്വാധീനിക്കാമെന്നും ഗവേഷകർ പറയുന്നു.
എന്താണ് ‘ഗ്രാവോതെർമൽ കൊളാപ്സ്’?
ഡാർക്ക് മാറ്റർ കണങ്ങൾ തമ്മിൽ ഇടപെടലുകൾ നടക്കുമ്പോൾ ‘ഗ്രാവോതെർമൽ കൊളാപ്സ്’ എന്ന പ്രതിഭാസം ഉണ്ടാകാമെന്നാണ് പഠനം പറയുന്നത്. ഒരു ഡാർക്ക് മാറ്റർ ഹാലോയിലെ ഊർജം പുറത്തേക്ക് ചിതറുമ്പോൾ അതിന്റെ കേന്ദ്രഭാഗം കൂടുതൽ ചൂടുപിടിക്കുകയും സാന്ദ്രമാവുകയും ചെയ്യുന്ന അവസ്ഥയാണിത്. ഇതിലൂടെ പ്രപഞ്ചത്തിൽ അത്യന്തം സാന്ദ്രമായ ഡാർക്ക് മാറ്റർ കോർ മേഖലകൾ രൂപപ്പെടാൻ സാധ്യതയുണ്ടെന്നാണ് ഗവേഷകർ പറയുന്നത്. പരമ്പരാഗത ‘കോൾഡ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ’ മോഡലിൽ ഇത്തരം സാന്ദ്ര കേന്ദ്രങ്ങൾ രൂപപ്പെടില്ലെന്നാണ് ഇതുവരെ കരുതിയിരുന്നത്. അതുകൊണ്ടുതന്നെ പുതിയ കണ്ടെത്തൽ ശാസ്ത്രലോകത്ത് വലിയ ചർച്ചയ്ക്കാണ് വഴിവെച്ചിരിക്കുന്നത്.
പുതിയ പഠനത്തിന്റെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ ഭാഗം, വ്യത്യസ്തമായ മൂന്ന് ഗുരുത്വ പ്രതിഭാസങ്ങൾക്ക് ഒരൊറ്റ വിശദീകരണം നൽകാൻ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് കഴിയുന്നുവെന്നാണ്. ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ ലെൻസിംഗ് സംവിധാനമായ ‘ജെവാസ് ബി 1938+666’, ‘ജിഡി-1’ എന്ന നക്ഷത്രധാരയിൽ കണ്ടെത്തിയ അസാധാരണ വിടവ്, കൂടാതെ ചെറുഗാലക്സിയായ ഫോർനാക്സ് ഗാലക്സിയിലെ ഗുരുത്വ വ്യതിയാനങ്ങൾ എന്നിവയെല്ലാം ഈ പുതിയ മോഡൽ വിശദീകരിക്കുന്നുവെന്നാണ് ഗവേഷകർ പറയുന്നത്. ഏകദേശം പത്ത് ലക്ഷം സൂര്യന്മാരുടെ ഭാരം തുല്യമായ ഡാർക്ക് മാറ്റർ കൂട്ടങ്ങളാണ് ഇതിന് പിന്നിലെന്നാണ് നിഗമനം. വ്യത്യസ്ത അളവുകളിലുള്ള ബഹിരാകാശ ഘടനകളിൽ ഒരേ സ്വഭാവം പ്രകടമാകുന്നത് ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് കൂടുതൽ പ്രാധാന്യം നൽകുന്നുവെന്നാണ് വിലയിരുത്തൽ.
പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള മനുഷ്യരുടെ ധാരണ മാറുമോ?
ഡാർക്ക് മാറ്ററിന്റെ യഥാർത്ഥ സ്വഭാവം കണ്ടെത്താൻ സാധിച്ചാൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ രൂപീകരണത്തെയും ഗാലക്സികളുടെ വളർച്ചയെയും കുറിച്ചുള്ള മനുഷ്യരുടെ അറിവിൽ വലിയ മാറ്റമുണ്ടാകുമെന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകം കരുതുന്നത്. നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പല കോസ്മോളജി മോഡലുകളും ഭാവിയിൽ തിരുത്തേണ്ട സാഹചര്യം പോലും ഉണ്ടാകാം. കാരണം പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗം ദ്രവ്യത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ അറിവ് ഇപ്പോഴും പരിമിതമാണ്. പുതിയ പഠനം ശരിവെക്കപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ ഡാർക്ക് മാറ്റർ വെറും അദൃശ്യ ദ്രവ്യം മാത്രമല്ല, സജീവമായി ഇടപെടുന്ന ഒരു ഘടകമാണെന്ന ധാരണയിലേക്ക് ശാസ്ത്രലോകം എത്തിച്ചേർന്നേക്കും.
English Summary: A new scientific study is reshaping understanding of dark matter, the invisible substance believed to make up nearly 85% of the universe. Researchers suggest dark matter particles may interact with each other, challenging the long-accepted cold dark matter theory.