කළු කුහර

කළු කුහරයක්(ඉංග්‍රීසි:Black hole) යනු කිසිදු පදාර්ථයකට මෙන්මආලෝකයටපවා පිටවිය නොහැකි අභ්‍යවකාශයේ ප්‍රදේශයකි. එය ඉතාමත් ඝන වූස්කන්ධයක්විසින්අවකාශ-කාලවිරූපී කිරීමේ ප්‍රතිඵලයකි. කළු කුහරය වටා පවතින්නේ හඳුනා ගත නොහැකි,සිද්ධි ක්ෂිතිජයයනුවෙන් හැඳින්වෙන, නැවත නොපැමිනී‍මේ සීමාව ලකුණු කරන මතුපිටයි. එයකළුලෙස හඳුන්වන්නේ එය මතට පතිත වන කිසිදු විද්‍යුත් චුම්භක තරංගයක් හෝ අංශුවක්  පරාවර්තනය නොකර සම්පූර්ණයෙන් අවශෝෂණය කරගන්නා නිසාය. (තාප ගති විද්‍යාවේ එන කෘෂ්ණ වස්තු (Black Body) වැනිය).ක්වොන්ටම් විද්‍යාවටඅනුව කළු කුහර, සීමිතඋෂ්ණත්වයකින් යුතු වස්තුවක් මෙන්, හෝකින් කිරණ විහිදුවයි. මෙම උෂ්ණත්වය කළු කුහරයේ ප්‍රමාණය අනුව අඩු වන බැවින් විශාල ස්කන්ධයකින් යුතු කළු කුහර නිරීක්ෂණය කිරීම අපහසුය.එය අදෘශ්‍ය වුවත්, වෙනත්පදාර්ථසමග සිදුවන අන්තර්ක්‍රියා මගින් කළු කුහර හඳුනාගත හැකිය. අවකාශයේ ප්‍රදේශයක් වටා පරිභ්‍රමණය වනතරුපොකුරක චලන රටා අධ්‍යනය කිරීමෙන් කළු කුහරයක පිහිටීම හඳුනාගත හැකිය. එමෙන්ම,තරු යුග්මයකින් විශාල කළු කුහරයකට පදාර්ථය ඇදගන්නා විට, එම වායු සර්පිලාකිරව හැඩගැසී, අධි උෂ්ණත්වයකට භාජනය වී නිකුත් කරනවිකිරණය, ප්‍රථිවි-ගතදුරෙක්ෂකමගින් හඳුනාගත හැක.
තාරකා විද්‍යාඥයින් විසින් කළු කුහර තිබිය හැකි ස්ථාන විශාල ප්‍රමාණයක් හඳුනාගෙන ඇති අතර,චක්‍රාවාටම්‍ධ්‍යයේ supermassive කළු කුහර පැවතිය හැකි බවට සාධක සොයාගෙන ඇත. ක්‍ෂිර පථය මධ්‍යයේ Sagittarius A* ප්‍රදේශ‍යේ,සූර්ය-සකන්ධමිලියන 2කට අධික  සුපිරි-විශාල කළු කුහරයක් (Supermassive Black Hole) පවතින බවට, 1998 වර්ශයේදී, විද්‍යාඥයින් හට ශක්තිමක් සාධක හමුවුනි. නමුත් මෑතකදි කරන ලද පරීක්ෂන වලට අනුව මෙයසූර්ය-සකන්ධමිලියන 4කට අධික විය යුතු බව සොයාගෙන ඇත. විශ්වයේ ඇති විශාලතම කළු කුහර සූර්ය-සකන්ධ බිලියන ගණනක් විශාල වන අතර ඒවා අතිසුපිරි-විශාල කළු කුහර (Ultramassive Black Holes) ලෙස හඳුන්වයි.
ඉතාමත් ඝන වස්තු මගින් ආලෝකයට පවා පිටවීමට නොහැකි අදහස මුලින්ම ඉදිරිපත් වූවේ භු විද්‍යාඥ ජෝන් මිසෂල් විසින් හෙන්රි කැවෙන්ඩිශ් හට 1783දී ලියූ ලිපියකිනි:
1796දී ගණිතඤ පියර්-සයිමන් ලා‍ප්ලේස්, එම අදහසම, ඔහුගේExposition du système du Mondeග්‍රන්ථයේ පළමුවන සහ දෙවන සංස්කරණ වලින් ඉදිරිපත් කර තිබුනි (පසු සංස්කරණ වලින් එය ඉවත් කෙරිණි).එවන් අඳුරු තාරකා පිළිබඳ අදහස 19 ශතකයේ විශාල වශයෙන් ප්‍රතික්ෂේප විණි. එම කාලයේ ගුරුත්වාකර්ශෂණය මගින් ආලෝකයට බලපෑම් කල නොහැකි බවට විශ්වාස කෙරිණි.
1915 දීඇල්බට් අයින්ස්ටයින්විසින්සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයඉදිරිපත් ‍කලේ ගුරුත්වාකර්ෂණය ආලෝකයේ ගමන් මාර්ගයට බලපෑම් කරන බව පෙන්වා දීමෙන් පසුවය. ඉන් මාස කිහිපයකට පසුවKarl Schwarzschildවිසින් ලක්ෂ්‍ය-ස්කන්ධයක සහ ගොලීය ස්කන්ධයක ගුරුත්වාකර්ෂණයට විසඳුමක් ලබා දුන්නේය.තවත් මාස කිහිපයකට පසු Schwarzschild සහ Hendrik Lorentz ගේ ශිෂ්‍යයෙකු වූ Johannes Droste, තනි තනිවම ඒවාගේ ලක්ෂණ පිළිබඳව වැඩිදුර ලිව්වෝය.මෙම විසඳුම වර්තමානයේ ෂ්වාස්චයිල්ඩ් අරය ලෙස හැඳින්වෙන සුවිශේෂී හැසිරීමක් ඇති අතර එය ඒකීය බවට පත් විය, එයින් අදහස් වන්නේ අයින්ස්ටයින් සමීකරණවල සමහර යෙදුම් අනන්තය බවට පත්ව ඇති බවයි. මෙම පෘෂ් of යේ ස්වභාවය එකල එතරම් අවබෝධ වී නොතිබුණි. 1924 දී ආතර් එඩින්ග්ටන් පෙන්නුම් කළේ ඛණ්ඩාංක වෙනස් වීමෙන් පසුව ඒකීයභාවය අතුරුදහන් වූ බවයි (එඩින්ටන් ඛණ්ඩාංක බලන්න), නමුත් 1933 වන තෙක් ජෝර්ජස් ලෙමාට්‍රේට මෙය තේරුණේ ෂ්වාස්චයිල්ඩ් අරයෙහි ඒකීය භාවය භෞතික නොවන ඛණ්ඩාංක ඒකීය භාවයක් බව වටහා ගැනීමටය..
891/5000
1931 දී සුබ්රමනියම් චන්ද්රසේකර විසින් සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයෙන් ගණනය කරන ලද අතර ඉලෙක්ට්රෝන පරිහානිගත ද්රව්ය 1.04 ස්කන්ධ ස්කන්ධයන් (චන්ද්රසේකර සීමාව) බිඳවැටෙනු ඇත. ඔහුගේ තර්කවලට එඩින්ටන් සහ ලෙව් ලන්ඩෝ වැනි බොහෝ සමකාලීනයන් විසින් විරුද්ධ වූ අතර, තවමත් නොදන්නා යාන්ත්රණයක් බිඳවැටීම නතර කරන බවට තර්ක කළහ. ඒවා අර්ධ වශයෙන් නිවැරදියි: චන්ද්රසේකර් සීමාවට වඩා කුඩා විශාල වාමනාවක් නියුට්රෝන තාරකාවක බිඳ වැටෙනු ඇත, පාවුලි බැහැර කිරීමේ මූලධර්මය නිසා ස්ථායී වේ. එහෙත් 1939 දී රොබට් ඔප්න්හෙමාර් සහ අනෙකුත් අය අනාවැකි පළ කළේ සූර්ය ස්කන්ධ 3 ක් පමණ වන නියුට්රෝන තාරකා (ටෝල්මෑන්-ඔප්න්හයිමර්-වොල්කොෆ් සීමාව) කළු කුහර බවට කඩා වැටෙනු ඇති අතර, භෞතික විද්යාවේ කිසිදු නීතියක් මැදිහත් වීමට ඉඩ නොතබන බව නිගමනය කලේය. අඩුම තරමින් සමහර තරු කළු කුහර දක්වා කඩා වැටෙනු ඇත
.ඒවා අර්ධ වශයෙන් නිවැරදි ය: චන්ද්‍රසේකර් සීමාවට වඩා තරමක් විශාල සුදු වාමන නියුට්‍රෝන තාරකාවකට කඩා වැටෙනු ඇත. එය පෝලි බැහැර කිරීමේ මූලධර්මය නිසා ස්ථායී වේ. නමුත් 1939 දී රොබට් ඔපන්හෙයිමර් සහ තවත් අය අනාවැකි පළ කළේ ආසන්න වශයෙන් සූර්ය ස්කන්ධ තුනකට වඩා වැඩි නියුට්‍රෝන තාරකා (ටෝල්මන්-ඔපන්හෙයිමර්-වොල්කොෆ් සීමාව) චන්ද්‍රසේකර් විසින් ඉදිරිපත් කරන ලද හේතු නිසා කළු කුහර වලට කඩා වැටෙනු ඇති අතර භෞතික විද්‍යාවේ කිසිදු නීතියක් මැදිහත් නොවන බවත් නිගමනය කළ බවත්ය. අවම වශයෙන් සමහර තරු කළු කුහර වලට කඩා වැටීම නවත්වන්න
ඔපන්හෙයිමර් සහ ඔහුගේ සම කර්තෘවරු ෂ්වාස්චයිල්ඩ් අරයෙහි මායිමේ ඇති ඒකීයභාවය අර්ථකථනය කළේ මෙය කාලය නතර වූ බුබුලක මායිම බවයි. මෙය බාහිර නිරීක්ෂකයින් සඳහා වලංගු දෘෂ්ටි කෝණයකි, නමුත් වැරදි නිරීක්ෂකයින් සඳහා නොවේ. මෙම දේපල නිසා, කඩා වැටුණු තාරකාවන් "ශීත කළ තරු" ලෙස හැඳින්වේ.මක්නිසාද යත් බාහිර නිරීක්ෂකයෙකුට තාරකාවේ පෘෂ් surface ය කාලයාගේ ඇවෑමෙන් ශීත කළ බව පෙනෙනු ඇත. මෙය නූතන කළු කුහරවල දන්නා දේපලකි, නමුත් ශීත කළ තාරකාවේ මතුපිටින් ලැබෙන ආලෝකය ඉතා වේගයෙන් රතු පැහැයට හැරෙන අතර කළු කුහරය ඉතා ඉක්මණින් කළු පැහැයට හැරේ. බොහෝ භෞතික විද්‍යා ists යන්ට ෂ්වාස්චයිල්ඩ් අරය තුළ රැඳී සිටීම පිළිබඳ අදහස පිළිගැනීමට නොහැකි වූ අතර වසර 20 කට වැඩි කාලයක් තිස්සේ මෙම විෂය කෙරෙහි එතරම් උනන්දුවක් නොතිබුණි.
1958 දී , ඩේවිඩ් ෆින්ස්කෙලේෂ්ටින්  අවබෝද කරගන්නා ලදමෙය ඔපන්හයිමර්ගේ ප්‍රතිඵලවලට තදින්ම පටහැනි නොවූ නමුත්, නිරීක්‍ෂකයන්ගේ බලපෑමට ලක්වීමේ දෘෂ්ටිකෝණය ඇතුළත් කිරීමට ඒවා දීර්ඝ කළේය.ෆින්ස්කෙලේෂ්ටින්ගේ විසඳුම කළු කුහරයට වැටෙන නිරීක්ෂකයින්ගේ අනාගතය සඳහා Schwarzschild විසඳුම දිගු කළේය. සම්පූර්ණ දිගුවක් දැනටමත් මාටින් කෘස්කාල් විසින් සොයාගෙන ඇති අතර, එය ප්‍රකාශයට පත් කරන ලෙස ඉල්ලා සිටියේය.
මෙම ප්‍රතිඵල පැමිණියේ සාමාන්‍ය සාපේක්‍ෂතාවාදයේ ස්වර්ණමය යුගයේ ආරම්භයේදී වන අතර එය සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය සහ කළු කුහර පර්යේෂණයේ ප්‍රධාන විෂය ධාරාවන් බවට පත්වීම මගින් සලකුණු කර ඇත. වේගයෙන් භ්‍රමණය වන නියුට්‍රෝන තරු ලෙස පෙන්වූ වසර කිහිපයක් ඇතුළත 1967 දී පල්සර් සොයා ගැනීම මෙම ක්‍රියාවලියට උපකාරී විය. ඒ වන තරු, කළු කුහර වැනි නියුට්‍රෝන තාරකා, හුදෙක් න්‍යායික කුතුහලයන් පමනක් ලෙස සලකනු ලැබීය. නමුත් පල්සර් සොයා ගැනීම ඔවුන්ගේ භෞතික අදාළත්වය පෙන්නුම් කළ අතර ගුරුත්වාකර්ෂණ බිඳවැටීමෙන් සෑදිය හැකි සියලු වර්ගවල සංයුක්ත වස්තූන් කෙරෙහි තවදුරටත් උනන්දුවක් ඇති කළේය.
මෙම කාල පරිච්චේදය තුළ වඩාත් පොදු කළු කුහර විසඳුම් සොයා ගන්නා ලදී. 1963 දී Roy Kerr විසින් භ්‍රමණය වන කළු කුහරයක් සඳහා නිවැරදි විසඳුම සොයා ගන්නා ලදී. වසර දෙකකට පසුව Ezra T. Newman විසින් භ්‍රමණය වන සහ විද්‍යුත් ආරෝපණය වන කළු කුහරයක් සඳහා අක්ෂ සමමිතික විසඳුම සොයා ගන්නා ලදී,
කළු කුහර ද්‍රාවණවල ඇති අමුතු ලක්‍ෂණ පනවා ඇති සමමිතික තත්ත්‍වයෙන් ව්‍යාධිජනක කෞතුක ද්‍රව්‍ය බවටත්, සාමාන්‍ය අවස්ථාවන්හිදී ඒකවචනයන් නොපෙන්වන බවටත් දීර්ඝ කාලයක් තිස්සේ සැක පහළ විය. මෙම මතය විශේෂයෙන්ම බෙලින්ස්කි, ඛලට්නිකොව් සහ ලිෆ්ෂිට්ස් විසින් පැවැත්විණි, ඔවුන් සාමාන්‍ය විසඳුම්වල ඒකීය බවක් නොපෙන්වන බව ඔප්පු කිරීමට උත්සාහ කළහ. කෙසේ වෙතත්, හැටේ දශකයේ අගභාගයේදී රොජර් පෙන්රෝස් සහ ස්ටීවන් හෝකින් විසින් ඒකීයත්වය සාමාන්‍ය බව ඔප්පු කිරීමට ගෝලීය ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කළහ.
"කළු කුහරය" යන යෙදුම ප්‍රථම වරට ප්‍රසිද්ධියේ භාවිතා කරන ලද්දේ 1967 දී දේශනයකදී ජෝන් වීලර් විසිනි. සාමාන්‍යයෙන් මෙම වාක්‍ය ඛණ්ඩය නිර්මාණය කිරීමේ ගෞරවය ඔහුට හිමි වුවද, එය ඔහුට වෙනත් අයෙකු විසින් යෝජනා කළ බව ඔහු නිතරම අවධාරනය කළේය. මෙම යෙදුමේ පළමු වාර්තාගත භාවිතය 1964 දී ඈන් එවින්ග් විසින් විද්‍යාවේ දියුණුව සඳහා වූ ඇමරිකානු සංගමයට ලියූ ලිපියකි. වීලර් විසින් මෙම පදය භාවිතා කිරීමෙන් පසුව, එය ඉක්මනින් සාමාන්‍ය භාවිතයේ දී සම්මත විය.
සිද්ධි ක්ෂිතිජය යනු කලු කුහරයේ මධ්‍ය ලක්ෂය වේ.සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය මගින් විස්තර කර ඇති පරිදි එය කාලඅවකාශය අනන්තයටම වන කලාපයක් විය හැක. භ්‍රමණය නොවන කළු කුහරයක් සඳහා, මෙම කලාපය තනි ලක්ෂ්‍යයක හැඩය ගනී.එම ඒකීය කලාපයට අනන්ත ඝනත්වයක් ඇති බව සිතිය හැක. යම් කිසි මිනිසෙක් කලු කුහරය තුලට ඇදවැටුනහොත් ඔහු කෙටි දුරක් යන විටම අනන්ත ස්කන්ධය විසින් ඇද ඉරී යනු ඇත(මෙහිදී දෙපයට සාපේක්ශව සාපේක්ශව හිසට ක්‍රියාත්මක වන ගුරුත්වය අඩුය.එබැවින් දෙපයින් වැඩි බලයකින්ද හිසින් ඊට සාපේක්ශව අඩු බලයකින් අදිනු ලබයි. එවිට එම පුද්ගලයාව පරමාණු දක්වාම ඇදී ඉරී යයි.මෙය "noodle effect" ලෙස හදුන්වනු ලබයි.) එම ඇදගන්නා දෙය අනන්ත ස්කන්ධය මගින් ඇද තලා දාමා ඉන්පසු එය ගිලගනී. මෙසේ වස්තූන් ගිලගන්නා විට කලු කුහරයේ ස්කන්ධය තවදුරටත් වැඩි වෙයි. සිද්ධි ක්ෂිතිජයේදි විශ්වයේ අනිකුත් තැන් වල ක්‍රියාත්මක වන අප දන්නා භෞතික විද්‍යා නියම සියල්ල බිදවැටෙයි.(article by: Dulen S.L)
ගුරුත්වාකර්ෂණ හැකිලීම සිදුවන්නේ යම් වස්තුවක අංශු අතර ඇතිවන ගුරුත්වාකර්ණයට ඔරොත්තු දීමට තරම් එහි අභ්‍යන්තරපීඩනය‍ප්‍රමාණවත් නොවීමය. තාරකාවකට මෙය සිදුවන්නේ න්‍යෂ්ටික-විලයනය මගින් එහි උෂ්ණත්වය පවත්වා ගැනීමට තරම් එහි ඉන්ධන ප්‍රමාණවත් ‍නොවීම හෝ පිටතින් අමතර පදාර්ථයක් එක්වී එහි ස්කන්ධය වැඩි වීම නිසාය. මෙවන් අවස්ථාවකදී තාරකාවේ ගුරුත්වය මගින් තමාවම හකුලවාගැනීම වැලැක්වීමට එහි උෂ්ණත්වය අසමත් වෙයි.
කළු කුහරයක් ඇතිවීමෙන් පසු එය පිටතින් පදාරථ උරා ගනිමින් වර්ධනය වීමට පටන් ගනී. ඕනෑම කළු කුහරයක් දිගින් දිගටම අවට ඇති වාතය සහ අභ්‍යවකාශ දූවිලි මෙන්ම සර්වව්‍යාප්ත විශ්ව පසුබිම් විකිරණයද උරා ගනී. අධි-ස්කන්ධ කළු කුහර වරධනය වීමට ප්‍රාථමික දායක්ත්වය ලැබී ඇත්තේ මෙම කියාවලිය මගිනි.ගෝලාකාර තරු පොකුරු වල මධ‍්‍යම ප්‍රමාණයේ කළු කුහර සෑදී ඇත්තේද මෙමගින් බවට යෝජනා වී ඇත.
කළු කුහරයකට තාරකාවක් මෙන්ම තවත් කළු කුහරයක් සමග බද්ධ විමේ හැකියාවක් ඇත. කුඩා වස්තු කීපයක එකතුවකින් සෑදී ඇති අධි-ස්කන්ධ කළු කුහරවල ප්‍රථම අවදියේදී ඒවා වර්ධනය වීමට මෙවැනි දෑ වැගදත් වී ඇති බවට විශ්වාස ‍කෙරෙයි.සමහරක් මධ‍්‍යම ප්‍රමාණයේ කළු කුහර ආරම්භය වීම සඳහා දායක වූ බවටද මෙම ක්‍රියාවලිය යෝජනා වී ඇත.
නියුට්‍රෝන තරු දෙකක් එකිනෙක ඝට්ටනය වීමේදී පිටවන අධිශක්ති විකිරණ ගැමා කිරණ පිපිරුමක් ලෙස හැඳින්විය හැකිය  බොහෝ විට නියුට්‍රෝන තරු දෙකක් එකිනෙක හා වේගයෙන් ගැටීමේදී දෙපසට විහිදී යන අති විශාල ශක්ති ප්‍රමාණයකි එහි අඩංගු අධික ගැමා කිරණ ප්‍රමාණ නිසා එය ගැමා කිරලා පිපුරුමක් ලෙස හඳුන්වයි
චක්‍රාවාට කේන්ද්‍රය එනම් චක්‍රාවාටය මැද බොහෝ විට කළු කුහරයක් පවතී. ක්ෂීරපථ මන්දාකිණිය වන අපගේ මන්දාකිණිය මධ්‍යයේ අති විශාල කළු කුහරයක් (supermassive black hole) පවතී. එහි පවත්නා අධික ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය නිසා චක්‍රාවාට සම්පූර්ණ ස්කන්ධයන් ඒ වෙත ආකර්ෂණය වී ඇත. කෙටියෙන් කිවහොත් සූර්යයා ඇතුළු අපගේ සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය ද ක්ෂීරපථ මන්දාකිණියේ වූ දහස් ගණනක් තාරකා ද එම කළු කුහරය වෙත ආකර්ෂණය වී පවතී.
ගුරුත්වාකර්ෂණ කාචයක් නිරීක්ෂකයෙකු වෙත ගමන් කරන විට ආලෝකයේ ආලෝකය විහිදුවන හැකියාවෙන් දුරස්ථ ආලෝක ප්‍රභවයක් සහ නිරීක්ෂකයකු අතර යම් ද්රව්යයක් බෙදා හැරීම (පදාර්ථ පොකුරු වැනි) බෙදා හැරීමකි. මෙම බලපෑම ගුරුත්වාකර්ෂණ ආතතිය ලෙස හැඳින්වේ. ඇල්බට් අයින්ස්ටයින්ගේ සාපේක්ෂතාවාදය පිළිබඳ සාමාන්‍ය න්‍යායේ පුරෝකථනයන්ගෙන් එකක් වන්නේ නැමීමේ ප්‍රමාණයයි.(සම්භාව්ය භෞතික විද්යාව ආලෝකයේ නැඹුරුවක් ද අනාවැකි පල කරයි, නමුත් සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයෙන් පුරෝකථනය කරන ලද භාගය පමණයි.
sf