இயற்பியல் - அண்டம்

             Nature of Universe
             இயற்பியல் - அண்டம்

• கிரேக்க வானியலாளர் தாலமி (இரண்டாம் நூற்றாண்டு) மற்றும் இந்திய வானியலாளர் ஆரியபட்டர் (இரண்டாம் நூற்றாண்டு) உள்ளிட்ட பல வானியலாளர்களும் அண்டத்தில் உள்ள பொருட்கள் அனைத்திற்கும் பூமியே மையமாக உள்ளது என்று கருதினர்
• போலந்து நாட்டைச் சேர்ந்த வானியலாளர் நிக்கோலஸ் கோபர்நிகஸ் என்பவர் சூரிய மண்டலத்தின் மையத்தில் சூரியன் அமைந்துள்ளது என்று கண்டறிந்தார்
• 1608 - ம் ஆண்டு நெதர்லாந்தில் தொலைநோக்கி கண்டுபிடிக்கப்பட்டது

1.அண்டத்தின் கட்டுறுப்புகள்

• புவி, கோள்கள், விண்மீன்கள், வான்வெளி மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் ஆகிய அனைத்தையும் உள்ளடக்கிய அமைப்பு அண்டம் எனப்படும்
• அண்டம் 93 பில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் அளவு கொண்டது
• 1 ஒளி ஆண்டு = 9.4607×10¹²கிலோமீட்டர்

அண்டத்தின் வயது

• ஏறத்தாழ 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் ஒரு பெரு வெடிப்பு ஏற்பட்டு, விண்மீன் திரள்களின் வடிவில் அனைத்துப் பொருள்களும், அனைத்து திசைகளிலும் வெடித்துச் சிதறின
• அண்டத்தில் உள்ள அனைத்துப் பொருட்களும் பெரு வெடிப்பின்போது தோன்றிய அடிப்படை தனிமங்களான ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியம் ஆகியவற்றால் ஆனது
• நாம் சுவாசிக்கும் ஆக்சிஜன், நம் உடலில் உள்ள கார்பன், கால்சியம், இரும்பு மற்றும் கணிணிச் சில்லுகளில்(chip) பயன்படும் சிலிக்கான் உள்ளிட்ட ஏனைய தனிமங்கள் அனைத்தும் விண்மீன்களின் உள்ளடக்கத்தில் உள்ளன
• இந்த விண்மீன்கள் வெடித்துச் சிதறும் போது அவற்றின் உள்ளே இருக்கும் தனிமங்கள் வெளியிடப்படுகின்றன

விண்மீன் திரள்கள்

• வாயு,தூசு, கோடிக்கணக்கான விண்மீன்கள் மற்றும் அவற்றில் உள்ள சூரிய மண்டலங்கள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய திரண்டதொரு அமைப்பு விண்மீன்திரள் எனப்படும்
• அண்டத்தில் சுமார் 100 பில்லியன் விண்மீன் திரள்கள் உள்ளன
• அண்டத்தின் அளவானது, 100 மில்லியன் முதல் 100 டிரில்லியன் வரையிலான விண்மீன்களைக் கொண்ட அளவை உடையது
• சூரியன் மற்றும் சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள கோள்கள் அனைத்தும் பால்வெளி வீதி விண்மீன் திரளில் உள்ளன
• வானில் ஒரு பால்வண்ணப் பட்டை போன்று காணப்படுவதால் பால்வெளி வீதி என அழைக்கப்படுகிறது
• பால்வெளி வீதியில் சுமார் 100 பில்லியன் விண்மீன்கள் உள்ளன
• பால்வெளி வீதியின் விட்டம் 1,00,000 ஒளி ஆண்டுகள் ஆகும்
• பால்வெளி வீதியின் மையத்தில் இருந்து சுமார் 25000 ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் சூரிய மண்டலம் உள்ளது
• பால்வெளி வீதியைத் தவிர பல விண்மீன் திரள்களும் உள்ளன
• நமக்கு அருகில் உள்ள விண்மீன் திரளின் பெயர் அண்டிரோமீடா விண்மீன் திரள் ஆகும்.இதன் தொலைவு 2.5 மில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள்
• பால்வெளி வீதி விண்மீன்திரள் சுருள் வடிவைக் கொண்டது
• சூரியன், விண்மீன் திரளின் மையத்தைச் சுற்றி வர 250 மில்லியன் ஆண்டுகள் எடுத்துக் கொள்கிறது
• பூமி இயங்கும் வேகம் 30 கிலோமீட்டர்/ வினாடி

விண்மீன்கள்

• வெப்பம், ஒளி, புற ஊதாக் கதிர்கள், X- கதிர்கள் உள்ளிட்ட பல கதிர்வீச்சுகளை விண்மீன்கள் உருவாக்குகின்றன.அவை வாயு மற்றும் பிளாஸ்மா (அதிக சூடேற்றப்பட்ட பருப்பொருள் நிலை) ஆகியவற்றை அதிகமாக உள்ளடக்கியவை ஆகும்
• விண்மீன்கள் அனைத்தும் ஹைட்ரஜன் வாயுவால் நிரம்பியுள்ளன
• ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் யாவும் இணைந்து ஹீலியம் அணுக்கள் உருவாகும் போது மிக அதிக அளவில் வெப்பம் வெளியாகின்றது
• ஒரு இருண்ட இரவில் சுமார் 3000 விண்மீன்கள் நமது கண்களால் காணமுடியும்
• வெப்பமான விண்மீன்கள் வெண்மையாகவோ அல்லது நீளமாகவோ தோன்றும்
• குளிர்வான விண்மீன்கள் ஆரஞ்சு அல்லது சிவப்பு நிறமாகத் தோன்றும்

2.சூரிய மண்டலம்

• சூரியன் மற்றும் அதைச் சுற்றிவரும் வான்பொருள்கள் (கோள்கள்,வால் விண்மீன்கள், சிறுகோள்கள், விண்கற்கள்) அனைத்தும் சேர்ந்ததே சூரிய மண்டலம் ஆகும்

சூரியன்

• இலத்தீன் மொழியில் ஸோல்(sol) என்றும், கிரேக்க மொழியில் ஹீலியோஸ் (Helios) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது
• சூரியனின் விட்டம் ஏறத்தாழ 1,392,000 கிலோமீட்டர் (ஒரு மில்லியன் 392 ஆயிரம் கிலோமீட்டர்)
• பூமியைப்போல 1.3 மில்லியன் மடங்கு பருமன் உள்ளது
• பூமியில் இருந்து ஏறத்தாழ 150 மில்லியன் கிலோமீட்டர் தொலைவில் உள்ளது
• சூரியனின் ஈர்ப்பு விசை பூமியை போல் 28 மடங்கு அதிகமாகும்
• புறப் பரப்பு வெப்பநிலை: 5500° செல்சியஸ் முதல் 6000° செல்சியஸ் வரை
• உள்ளக வெப்பநிலை: 1.5 மில்லியன்° செல்சியஸ்
• 75% ஹைட்ரஜனும், 25% ஹீலியமும், 70 தனிமங்களும் காணப்படுகின்றன
• சூரியன் ஒரு வாயுக்கோளம் என்பதால், நடுவரைப்பகுதி 25.4 நாள்களுக்கு ஒரு முறையும், துருவப்பகுதி 36 நாட்களுக்கு ஒருமுறையும் சுழல்கின்றது
• பால்வெளி வீதியின் மொத்த சுற்றளவு 1,00,000 ஒளி ஆண்டு தொலைவைக் கடக்க சூரியனுக்கு 200 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகும்
• வட துருவத்தில் 186 நாட்களுக்கு சூரியனை நம்மால் காண இயலாது
• சூரியனிலிருந்து வெளிவரும் கதிர்வீச்சில் அனைத்து நிறங்களும் உள்ளன. ஆனால் அவை அனைத்திலும் மஞ்சள் நிறமே அதிக செறிவுடன் காணப்படுகிறது
• புவியின் வளிமண்டலத்தின் வழியே சூரிய ஒளி செல்லும் போது நீலம் மற்றும் ஊதா நிறங்கள் அதிகமாகவும், சிவப்பு நிறம் குறைவாகவும் அதிலுள்ள மூலக்கூறுகளால் சிதறடிக்கப்படுகிறது

கோள்கள்

• நீள் வட்ட வடிவிலான சுற்றுப்பாதையில் கோள்கள் சூரியனைச் சுற்றி வருகின்றன
• சனிக்கோளிற்கும், யுரேனஸ் கோளிற்கும் இடையே உள்ள தொலைவு, பூமிக்கும் செவ்வாய் கோளிற்கும் இடையே உள்ள தொலைவை விட 20 மடங்கு அதிகமாக உள்ளது
• புதன், வெள்ளி, பூமி மற்றும் செவ்வாய் உட்புற கோள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அவற்றின் புறப்பரப்பு திண்மப்பாறை மேலோட்டினால் அமைந்துள்ளதால் அவை நிலம்சார் கோள்கள் அல்லது பாறைக்கோள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன
• வியாழன், சனி, யுரேனஸ், நெப்டியூன் ஆகியவை வெளிப்புற கோள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.அவை ஹைட்ரஜன், ஹீலியம் உள்ளிட்ட பிற வாயுக்களால் நிரம்பிய அடர்வுமிகு வளிமண்டலத்தைக் கொண்டுள்ளதால் வாயுப் பெருங்கோள்கள் அல்லது வாயுக்கோள்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த நான்கு வெளிப்புற கோள்களுக்கும் வளையங்கள் உள்ளன

புதன்

• இது சூரியனுக்கு மிக அருகில் அமைந்துள்ள பாறைக்கோள்
• பகலில் மிக அதிக வெப்பத்துடனும் இரவில் அதிக குளிருடனும் காணப்படும்
• சுற்றுக்காலம் 87.97 புவிநாட்கள் ஆகும் (சூரியனை சுற்றி வர எடுத்துக்கொள்ளும் காலம் சுற்றுக்காலம் எனப்படும்)
• சுழற்சிக்காலம் 58.65 புவி நாட்களாகும் (தன்னைத்தானே சுற்றுவதற்கு எடுத்துக்கொள்ளும் காலம் சுழற்சிக்காலம் எனப்படும்)
• எப்போதும் கிழக்கு அல்லது மேற்கு திசையின் கீழ்வானத்தில் மட்டுமே காண இயலும்

வெள்ளி

• சூரிய மண்டலத்தில் காணப்படும் கோள்களில் அதிக வெப்ப நிலை கொண்டது
• ஒரு நாள் என்பது 243 புவிநாட்கள் ஆகும்
• ஒரு ஆண்டு என்பது 224.7 புவிநாள்களாகும்
• எதிர்த்திசையில் சுழல்வதால், சூரியன் மேற்கே தோன்றி கிழக்கே மறைகிறது

பூமி

• சுற்றுக்காலம் 365.25 நாட்கள்
• சுழற்சிக்காலம் 23.93 மணி
• பூமியின் மீதுள்ள நீர் மற்றும் நிலப்பகுதிகளின் மீது ஒளி எதிரொளிப்பதனால் விண்ணிலிருந்து பார்க்கும்போது பூமி நீலம் கலந்த பச்சை நிறத்துடன் காணப்படும்
• பூமியில் 60 கிலோ கிராம் எடை கொண்ட ஒருவர் சூரியனின் மீது 1680 கிலோ கிராம் எடையைக் கொண்டிருப்பார்
• நிலையாக அமைந்துள்ள புவியின் சுழல் அச்சிற்கு நேராக துருவ விண்மீன் அமைந்திருப்பதால் நகராமல் ஒரே இடத்தில் உள்ளது போல் தோன்றுகிறது. மற்ற அனைத்து விண்மீன்களும் கிழக்கிலிருந்து மேற்காக நகர்வது போல் தோன்றுகிறது
• புவியின் தெற்கு அரைக்கோளத்திலிருந்து துருவ விண்மீன் தெரிவதில்லை

செவ்வாய்

• பூமியின் சுற்றுப்பாதைக்கு வெளியில் அமைந்துள்ள முதல் கோள்
• இது சற்றே சிவப்பு நிறத்தில் காணப்படுவதால் சிவப்புக் கோள் என்று அழைக்கப்படுகிறது
• ஒரு நாள் என்பது 24 மணி 37 நிமிடம் 22 வினாடி
• ஒரு வருடம் என்பது 686.96 புவி நாட்கள்

வியாழன்

• புவியை விட 11 மடங்கு பெரியதாகவும், 318 மடங்கு எடை கொண்டதாகவும் இருப்பதால் பெருங்கோள் என அழைக்கப்படுகிறது
• ஒரு நாள் என்பது 9 மணி 55 நிமிடங்கள் 30 வினாடி
• ஒரு வருடம் என்பது 11.862  புவிவருடங்கள்
• 3 வளையங்களும்,65 துணைக்கோள்களும் உள்ளன
• கானிமீடு என்ற துணைக்கோள் தான் சூரிய மண்டலத்திலேயே மிகப் பெரியதாகும்

சனி

• மஞ்சள் நிறத்தில் காணப்படுகிறது
• வியாழனுக்கு அடுத்து இரண்டாவது பெரிய வாயுக்கோள் ஆகும்
• சுழற்சிக்காலம் 10.7 மணி
• சுற்றுக்காலம் 29.46 புவிஆண்டுகள்
• 60 துணைக்கோள்கள் உள்ளன (பெரியது - டைட்டன்)
• புவியை விட 30 மடங்கு அடர்த்தி குறைவாக உள்ளதால் கனமற்றதாக உள்ளது

யுரேனஸ்

• இது ஒரு குளிர்மிகு வாயுப்பெருங்கோள் ஆகும்
• சுற்றுக்காலம் 84 புவி ஆண்டுகள்
• சுழற்சிக்காலம் 17.2 மணி நேரம்
• மிகவும் சாய்ந்த சுழல் அச்சைக் கொண்டுள்ளதால் உருண்டோடுவது போல் தோன்றும்
• அசாதாரண சாய்வின் காரணமாக, கோடைக்காலம் 42 ஆண்டுகளும், குளிர்காலம் 42 ஆண்டுகளுமாக இருக்கும்

நெப்டியூன்

• பச்சை நிற விண்மீன் போன்று காட்சியளிக்கும்
• மிகவும் காற்று வீசக்கூடிய கோள்
• 248 ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை புளூட்டோ இதன் சுற்றுப்பாதையைக் கடக்கிறது
• 13 துணைக்கோள்கள் உள்ளன (பெரியது - டிரைட்டான்)
• சூரிய மண்டலத்தில் கோளின் சுழற்சிக்கு எதிர்த்திசையில் சுற்றும் ஒரே துணைக்கோள் டிரைட்டான் ஆகும்

சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள பிற பொருள்கள்

சிறு கோள்கள்(Asteroids)

• செவ்வாயின் சுற்றுப்பாதைக்கும், வியாழனின் சுற்றுப்பாதைக்கும் இடையே ஒரு பெரிய இடைவெளி உள்ளது. இந்த இடைவெளியில், கோள்கள் தோன்றிய போது உருவான லட்சக்கணக்கான பாறைத்துண்டுகள் சுற்றிவருகின்றன. இவையே சிறுகோள்கள் எனப்படும்
• மிகப்பெரியது - செரஸ் (விட்டம் 946 கிலோமீட்டர்)

வால் விண்மீன்கள்(Comets)

• அதிநீள்வட்டப் பாதையில் சூரியனைச் சுற்றிவரும் தூசு மற்றும் பனி நிறைந்த பொருளே வால்விண்மீன்கள் எனப்படும்
• இவை சூரியனை நெருங்கும்போது ஆவியாகி, தலை மற்றும் வால் உருவாகின்றன
• 76 ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை தெரியும் வால் விண்மீன் ஹாலி வால்விண்மீன். இது கடைசியாக 1986 - ல் பார்க்கப்பட்டது. மீண்டும் 2062 - ல் தெரியும்

விண்கற்கள் மற்றும் விண்வீழ்கற்கள்(Meteors and Meteorites)

• சூரிய மண்டலம் முழுவதும் பரவலாக சிதறிக்கிடக்கும் சிறு பாறைத்துண்டுகள் விண்கற்கள் எனப்படும்.அவை வளிமண்டலத்தை நெருங்கும் போது, அதன் ஈர்ப்பு விசையால் கவரப்படுகின்றன. வரும் வழியில், வளிமண்டல உராய்வினால் உருவாகும் வெப்பத்தின் காரணமாக இவை எரிந்து விடுகின்றன 
• ஒரு சில பெரிய அளவிலான விண்கற்கள் முழுவதுமாக எரியாமல் கற்களாக பூமியில் விழுகின்றன. அவை விண்வீழ்கற்கள் எனப்படும்

துணைக்கோள்கள்

• ஒரு சுற்றுப்பாதையில் சூரிய மண்டலத்தில் உள்ள கோள்களைச் சுற்றி வரும் பொருள் துணைக்கோள் எனப்படும்
• நிலவு பூமியைச் சுற்றிவர எடுத்துக்கொள்ளும் காலம் 27.3 நாள்கள்
• சுற்றுப்பாதையின் ஆரம் 3.85 × 105 கிலோமீட்டர்
• வினாடிக்கு 250 கிலோ மீட்டர் (மணிக்கு 9 லட்சம் கிலோ மீட்டர்) வேகத்தில் பால்வெளி வீதியைச் சுற்றிவர பூமி எடுத்துக்கொள்ளும் காலம் காஸ்மிக் ஆண்டு எனப்படும். இது 225 மில்லியன் புவிஆண்டுகளுக்குச் சமம்

சுற்றியக்கத் திசைவேகம்

• கோளிலிருந்து ஒரு நிர்ணயிக்கப்பட்ட உயரத்தில், செயற்கைக்கோள் ஒரு வட்டப்பாதையில் சுற்றி வருவதற்கு அதற்கு அளிக்கப்படும் கிடைமட்டத் திசைவேகம் சுற்றியக்கத் திசைவேகம் எனப்படும்
• 1956 - ல் செலுத்தப்பட்ட ஸ்புட்னிக் என்ற செயற்கைக்கோளே முதன்முறையாக செலுத்தப்பட்ட செயற்கையான துணைக்கோள் ஆகும்
• இந்தியா, முதல் செயற்கைக்கோளான ஆரியபட்டாவை ஏப்ரல் 19, 1975 - ல் செலுத்தியது
• சுற்றியக்கத் கசைவேகம் v=√GM/(R+h)
• G என்பது ஈர்ப்பியல் மாறிலி = 6.67× 10^{-11 நிமீ2/கி.கி2}
• M என்பது புவியின் நிறை=5.972×10^{24 கி.கி}
• R என்பது புவியின் ஆரம்=6371 கிலோமீட்டர்
• h என்பது புவிப்பரப்பில் இருந்து செயற்கைக்கோளின் உயரம்

செயற்கைக்கோள்களின் சுற்றுக்காலம்

• புவியை ஒரு முறை முழுமையாக சுற்றி வர ஒரு செயற்கைக்கோள் எடுத்துக்கொள்ளும் காலம் சுற்றுக்காலம் எனப்படும்
• சுற்றுக்காலம் T= கடந்த தொலைவு/ சுற்றியக்கத் திசைவேகம்
• T=2πr/v      ;v=√GM/(R+h)
• T=2π(R+h)/√GM/(R+h)

5.கெப்ளரின் விதிகள்

• 1600 களின் தொடக்கத்தில் ஜோகனஸ் கெப்ளர் கோள்களின் இயக்கத்திற்கான மூன்று விதிகளை வெளியிட்டார்

i)நீள்வட்டங்களின் விதி

• சூரியனின் மையம் ஒரு குவியத்தில் உள்ளவாறு நீள்வட்டப்பாதையில் கோள்கள் சூரியனைச் சுற்றி வருகின்றன

ii)சமபரப்புகளின் விதி

• கோளின் மையத்தையும், சூரியனின் மையத்தையும் இணைக்கும் கற்பனைக் கோடு சமகாலங்களில் சமபரப்புகளைக் கடக்கிறது

iii)ஒத்திசைவுகளின் விதி

• எந்த இரு கோள்களுக்கும், சுற்றுக் காலங்களின் இரு மடிகளின் விகிதம் சூரியனிலிருந்து அவற்றின் பாதி அளவு பேரச்சுகளின் மும்மடிகளின் விகிதத்திற்குச் சமம்

6.பன்னாட்டு விண்வெளி மையம்

• விண்வெளி வீரர்கள் தங்குவதற்கான ஒரு பெரிய விண்வெளிக்கலமே பன்னாட்டு விண்வெளி மையம் ஆகும்
• பன்னாட்டு விண்வெளி மையத்திற்கு மனிதர்கள் முதன்முதலாக சென்ற ஆண்டு - 2000
• நிறை / திறன் : 4,20,000 கி.கி/75 கி.வாட் முதல் 90 கி.வாட் வரை
• நீளம் / அகலம் / உயரம் : 73 மீ/108 மீ/31மீ
• செயல்படும் உயரம் : 407 கி.மீ
• சுற்றியக்கத் திசைவேகம் / சுற்றுக்காலம் : 7.67 கி.மீ/விளையாட்டு(27600 கி.மீ/மணி)/93நி
• இதுவரை சென்றுள்ள மனிதர்களின் எண்ணிக்கை : 227 ( ஜூலை 2018 வரை)
• மூன்று மனிதர்களுக்கு ஆறு மாதங்களுக்குத் தேவையான உணவு : 3630 கிலோ கிராம்
• மின்னிணைப்புக்காக தேவைப்பட்ட இணைப்புக்கம்பிகளின் மொத்த நீளம் : 13 கிலோமீட்டர்
• பன்னாட்டு விண்வெளி மையத்தில் அதிக நாட்கள் இருந்தவர் - பெக்கி வில்சன் (665 நாட்கள்)

பயன்கள்

• 1.நீர் சுத்திகரிக்கும் முறைகள்
• 2.கண்ணைத் தொடரும் தொழில்நுட்பம்
• 3.தானியங்கி கைகள் மற்றும் அறுவை சிகிச்சைகள்