Astrophysics learning, Day-1

Astrophysics for Lifelong Learners — Day 1

பிரபஞ்சத்தைப் பார்ப்பது என்பது கடந்த காலத்தைப் பார்ப்பதா?

66 வயதில் Astrophysics-ஐ ஒரு பல்கலைக்கழகப் பட்டத்திற்காக அல்ல; ஆர்வத்திற்காகவும், வாழ்நாள் முழுவதும் கற்றுக்கொள்வதற்காகவும் தொடங்குகிறேன்.

என் முதல் ஆச்சரியம் மிகவும் எளிமையானது:

நாம் வானத்தைப் பார்க்கும்போது, உண்மையில் நிகழ்காலத்தைப் பார்க்கிறோமா?

ஒளியின் வேகம் மிக அதிகமானது — ஒரு வினாடிக்கு சுமார் 300,000 கிலோமீட்டர். இருந்தாலும் Universe-ன் அளவு அளவிட முடியாத அளவுக்கு பெரியது. ஒரு நட்சத்திரத்தின் ஒளி நம்மை அடைய ஆயிரக்கணக்கான அல்லது மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகலாம்.

எனவே, 1,000 light-years தொலைவில் இருக்கும் ஒரு நட்சத்திரத்தை இன்று பார்க்கும்போது, அந்த நட்சத்திரம் 1,000 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு வெளியிட்ட ஒளியைத்தான் நாம் பார்க்கிறோம்.

இதனால் ஒரு அற்புதமான எண்ணம் தோன்றுகிறது:

«தொலைநோக்கி என்பது வெறும் தொலைவில் உள்ள பொருளைப் பார்க்கும் கருவி அல்ல; அது பிரபஞ்சத்தின் கடந்த காலத்தைப் பார்க்கும் ஒரு கருவி.»

Light-year — நேரமா, தூரமா?

இந்தப் பயணத்தில் ஒரு முக்கியமான வேறுபாட்டை அறிந்துகொண்டேன்.

Light-year என்பது நேரம் அல்ல; தூரத்தின் அளவு.

ஒரு light-year என்பது ஒளி ஒரு ஆண்டில் கடக்கும் தூரம்.

ஆனால் ஒரு பொருள் நம்மிடமிருந்து 10 million light-years தொலைவில் இருந்தால், அதன் ஒளி நம்மை அடைய சுமார் 10 million ஆண்டுகள் ஆகும்.

அதனால் தூரமும் நாம் காணும் கடந்த காலமும் ஒன்றுடன் ஒன்று நெருக்கமாக இணைந்துள்ளன.

“பழைய என்னை” பார்க்க முடியுமா?

இது Day 1-ன் மிக சுவாரஸ்யமான கேள்வியாக அமைந்தது.

பூமியில் நான் 10 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இருந்தபோது, என்னிடமிருந்து பிரதிபலித்த ஒளி பூமியிலிருந்து விண்வெளிக்கு பயணம் செய்திருக்கிறது.

கற்பனையாக, பூமியிலிருந்து 10 light-years தொலைவில் ஒரு மிகப் பெரிய telescope இருந்து பூமியை நோக்கிப் பார்த்தால், அது 10 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பூமியிலிருந்து புறப்பட்ட ஒளியை பெறும்.

அதாவது, கொள்கை அளவில் அது “பழைய பூமியை” பார்க்க முடியும்.

ஆனால் நடைமுறையில் ஒரு மனிதரைப் போன்ற மிகச் சிறிய பொருளை அவ்வளவு தொலைவில் இருந்து பிரித்தறிவது மிகக் கடினம். மிகப்பெரிய telescope, போதுமான photons, மிக உயர்ந்த resolution ஆகியவை தேவைப்படும்.

எதிர்கால telescope மற்றும் Quantum AI

எதிர்கால telescope-கள் மிகவும் மேம்பட்ட sensing மற்றும் computation-ஐப் பயன்படுத்தலாம். AI அல்லது quantum computing போன்ற தொழில்நுட்பங்கள் கிடைக்கும் மிக மெல்லிய astronomical signals-ஐ analyse செய்வதிலும் noise-ஐ குறைப்பதிலும் உதவக்கூடும்.

ஆனால் ஒரு அடிப்படை இயற்பியல் வரம்பு உள்ளது:

«Information-ஐ சுமந்து வரும் ஒளி நம்மை அடைய வேண்டும்.»

ஒரு நிகழ்விலிருந்து எந்த light அல்லது வேறு detectable information-மும் வெளியேறவில்லை என்றால், எவ்வளவு மேம்பட்ட AI இருந்தாலும் அந்தத் தகவலை மீண்டும் உருவாக்க முடியாது.

மிகப் பெரிய சிந்தனை

10 light-years தொலைவில் இருக்கும் ஒரு civilization இன்று நம்மைப் பார்த்தால், அவர்கள் இன்றைய நம்மைப் பார்க்கவில்லை; 10 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இருந்த பூமியைப் பார்க்கிறார்கள்.

நாமும் அவர்களைப் பார்க்கும்போது, அவர்களின் கடந்த காலத்தையே பார்க்கிறோம்.

இதிலிருந்து ஒரு ஆழமான கேள்வி எழுகிறது:

«“Universe-ல் ‘நிகழ்காலம்’ என்று எல்லோருக்கும் பொதுவான ஒன்று இருக்கிறதா?”»

இந்தக் கேள்வியே அடுத்ததாக Einstein-ன் relativity, space-time, மற்றும் time என்றால் என்ன என்பவற்றை நோக்கி என்னை அழைத்துச் செல்கிறது.

Day 1-ன் takeaway

நாம் விண்வெளியைப் பார்க்கும்போது, வெறும் இடத்தைப் பார்ப்பதில்லை — காலத்தையும் பார்க்கிறோம்.

அதனால், ஒரு வகையில்,

The farther we look into space, the farther we look back in time.

இதுவே என் Astrophysics lifelong-learning பயணத்தின் முதல் ஆச்சரியம். 🌌