လူတိုင်းအတွက် စကြာဝဠာ – အပိုင်း (၂)

အပိုင်း (၂)

အပိုင်း (၁) ကို ဖတ်ရှုရန် – လူတိုင်းအတွက် စကြာဝဠာ – အပိုင်း (၁) | Astrophysics for People in a Hurry by Neil DeGrasse Tyson

အခု အချိန်မှာတော့ စကြာဝဠာ ဟာ သက်တမ်း တစ် စက္ကန့်ရဲ့ သန်း တစ်သန်း ပုံ ၁ ပုံ ကာလကို ရောက်ရှိလို့ လာခဲ့ပါပြီ။ တနည်းအားဖြင့် ၁ စက္ကန့်ရဲ့ ၁,၀၀၀,၀၀၀,၀၀၀,၀၀၀ ပုံ ၁ ပုံ ကာလပါ။

ဒီကာလကို ကွာက် – လက်ပ်တန် ခေတ် (quark-lepton era) လို့လဲ ခေါ်ကြပါတယ်။

ဒီကာလ အတွင်းမှာ စကြာဝဠာ အတွင်းက ဒြပ်ဝတ္ထု အမှုန် (subatomic particles) တွေနဲ့ စွမ်းအင်အမှုန် (ဖိုတွန် photon) တွေဟာ တစ်ခုနဲ့ တစ်ခု အပြန်အလှန် ပြောင်းလဲနေ ကြပါတယ်။ 

ဖိုတွန် စွမ်းအင် အမှုန်တွေဟာ ဒြပ် – ဆန့်ကျင်ဒြပ် (matter- antimatter) အမှုန်တွဲ တွေ အဖြစ် ရုတ်တရက် ကွဲထွက်သွားကြပါတယ်။ ဒီ ဒြပ်မှုန်နဲ့ သူ့ရဲ့ ဆန့်ကျင် ဒြပ်မှုန်တွေဟာ မွေးဖွား ပြီးပြီးခြင်းပဲ ချက်ခြင်း တိုက်မိကြပြီး ဖိုတွန် တွေအဖြစ် ပြန်ပြောင်း သွားကြပါတယ်။

ဟုတ်ပါတယ်။ antimatter ဆန့်ကျင်ဒြပ် ဆိုတာ သိပ္ပံ ရုပ်ရှင်တွေ ထဲပဲ ရှိတာ မဟုတ်ပါဘူး။ အပြင်မှာ တကယ် ရှိပြီး သူတို့ကို သိပ္ပံ ပညာရှင် တွေက ရှာဖွေ တွေ့ရှိခဲ့ ကြတာပါ။

ဒီလို စွမ်းအင်နဲ့ ဒြပ်ထု အပြန်အလှန် ပြောင်းလဲမှု ဖြစ်စဉ်ကို အိုင်းစတိုင်းရဲ့ နာမည်ကျော် E=mc^2 ဆိုတဲ့ ဖော်မြူလာနဲ့ ကြိုတင် ဟောကိန်း ထုတ်ခဲ့တာပါ။ ဒီ ဖော်မြူလာက စွမ်းအင် ဘယ်လောက်ဟာ ဒြပ်ဝတ္ထု ဘယ်လောက်နဲ့ ညီမျှတယ် ဆိုတာ ပြောခဲ့တာ ဖြစ်ပါတယ်။

လျှပ်စစ်စွမ်းအားပျော့ (electroweak force) နဲ့ အနုမြူ အားပြင်း (strong nuclear force) တွေ ကွဲထွက်သွားတဲ့ ကာလ အပိုင်းအခြား တဝိုက်မှာ စကြာဝဠာဟာ ကွာက် (quarks) တွေ၊ လက်ပ်တန် (leptons) တွေ၊ သူတို့ရဲ့ ဆန့်ကျင် ဒြပ်မှုန် (anti-particles) တွေ၊ နောက်ပြီး ဘိုဆွန် (bosons) တွေ အားလုံး ရောနေတဲ့ ဟင်းချိုအိုးကြီး တစ်အိုးနဲ့ တူနေပါတယ်။ 

ဒီ အမှုန်တွေဟာ အက်တမ်ထက် သေးတဲ့ အဏုမြူ အမှုန်လေးတွေ ဖြစ်ကြပါတယ်။ သူတို့ဟာ ဒြပ်ဝတ္ထု တွေကို တည်ဆောက် ထားတဲ့ အခြေခံ အဏုမြူ အမှုန် (subatomic particles) တွေ ဖြစ်ပါတယ်။ သူတို့ကို ဒီ့ထက် ပိုပြီး သေးငယ်တဲ့ အမှုန်လေးတွေ  ဖြစ်အောင် ထပ်ပြီး ခွဲခြမ်းလို့ မရတော့ဘူးလို့ ရူပဗေဒ ပညာရှင် တွေက ယူဆကြပါတယ်။

ဖိုတွန် ခေါ်တဲ့ အလင်းမှုန် လေးတွေဟာ ဒီ အဏုမြူ အမှုန်တွေ အထဲက ဘိုဆွန် အုပ်စုဝင် အမှုန်တွေ ဖြစ်ကြပါတယ်။

လက်ပ်တန် တွေထဲက လူသိများ ကြတဲ့ အမှုန်တွေ ကတော့ အီလက်ထရွန် နဲ့ နျူထရီနို အမှုန်တွေ ဖြစ်ကြပါတယ်။ ကွာက် အုပ်စုထဲကဆို လူသိများတဲ့ ကွာက် တွေက … တကယ်တမ်း ပြောရရင် ကွာက် အုပ်စု ထဲမှာ သာမန် လူတွေ ကြားဖူးတဲ့ ကွာက် ရယ်လို့ မရှိပါဘူး။ 

ကွာက် အုပ်စုမှာတော့ အမှုန် အမျိုးအစား ၆ မျိုး ရှိပါတယ်။ ဒီ ၆ မျိုးကို ထူးထူး ခြားခြား နာမည်တွေ ပေးထားကြပါတယ်။ ဒီ နာမည် တွေဟာ ထူးခြား ပေမယ့် ဒီ ကွာက်တွေဟာ ဘယ်လို ကွာက်မျိုးတွေလဲ ဆိုတဲ့ အိုင်ဒီယာ ကိုတော့ ပေးနိုင်စွမ်း မရှိ ကြပါဘူး။

ကွာက် ၆ မျိုးကို ပေးထားတဲ့ နာမည် တွေက up, down, strange, charmed, top နဲ့ bottom ဆိုတဲ့ ခပ်ကြောင်ကြောင် အမည်တွေပဲ ဖြစ်ကြပါတယ်။

ဘိုဆွန် ဆိုတဲ့ အမည်ဟာ တကယ်တော့ ထင်ရှားတဲ့ အိန္ဒိယ နိုင်ငံသား သိပ္ပံ ပညာရှင် ဆတ္တယန္ဒြာ နသ် ဘို့စ် (Satyendra Nath Bose) ကို ဂုဏ်ပြုပြီး မှည့်ခေါ်ထားတာ ဖြစ်ပါတယ်။ 

လက်ပ်တန် (lepton) ဆိုတဲ့ အမည်ကတော့ ဂရိ ဘာသာစကား leptos ကနေ ဆင်းသက်လာတာ ဖြစ်ပါတယ်။ အဓိပ္ပါယ် ကတော့ “ပေါ့ပါးတယ်၊ သေးငယ်တယ်” လို့ အဓိပ္ပါယ် ရပါတယ်။

ကွာက် (quarks) ဆိုတဲ့ အမည် ဖြစ်ပေါ်လာ ပုံကတော့ သမိုင်းကြောင်းလေး ရှိပါတယ်။ ဒီ ကွာက် တွေကို စတင် အဆိုပြုခဲ့ သူဟာ ရူပဗေဒ ပညာရှင် မာရေး ဂဲလ်မန်း (Murray Gell-Mann) ပါ။ 

သူက ဒီ ကွာက် ဆိုတဲ့ အမှုန်တွေကို ၁၉၆၄ ခုနှစ်မှာ အဆိုပြုခဲ့တာ ဖြစ်ပါတယ်။ သူက ကွာက် တွေဟာ အက်တမ် တစ်လုံးရဲ့ အလယ်မှာ ရှိတဲ့ ပရိုတွန် နဲ့ နျူထရွန် အမှုန်တွေကို တည်ဆောက်ထားတဲ့ အခြေခံ အမှုန်တွေ ဖြစ်တယ် ဆိုပြီး တင်ပြခဲ့တာ ဖြစ်ပါတယ်။ 

အဲ့သည် အချိန်က ကွာက် ၃ ခုပဲ ရှိတယ်လို့ ယူဆ ခဲ့ပါတယ်။ သူ နှစ်သက်တဲ့ James Joyce ရဲ့ Finnegans Wake ဝတ္ထု ထဲက စကားပြောလေး ဖြစ်တဲ့ “Three quarks for Muster Mark!” ဆိုတဲ့ စာသားလေး ကို သဘောကျပြီး quarks ဆိုတဲ့ အမည်ကို ပေးခဲ့တာပါ။

Quarks တွေဟာ တကယ်တမ်းတော့ ခပ်ကြောင်ကြောင် အမှုန်တွေပါ။ ပရိုတွန် တွေလို လျှပ်စစ် ဓါတ်အား အပေါင်း ၁ (+1) လဲ မရှိဘူး။ အီလက်ထရွန် တွေလို လျှပ်စစ် အနှုတ် ၁ (-1) လဲ မရှိဘူး။ ဒီအစား ကွာက် တွေမှာ ရှိတဲ့ လျှပ်စစ်ဓါတ်အားက အပိုင်းကိန်းနဲ့ ဖြစ်နေပါတယ်။

နောက်ပြီး ကွာက် တွေကို သူ့တလုံးထဲ ဘယ်တော့မှ တွေ့ရလေ့ မရှိပါဘူး။ ကွာက် တွေဟာ အမြဲတမ်း အခြား ကွာက် တွေနဲ့ ဖက်တွယ်ပြီး နေတာကိုပဲ တွေ့ကြရမှာ ဖြစ်ပါတယ်။ 

ကွာက်တွေ အချင်းချင်း ဆွဲထားတဲ့ ဆွဲအားဟာ အလွန် အားကောင်း လှပါတယ်။ ဒါထက် ပိုထူးဆန်း တာက တွဲနေတဲ့ ကွာက် တွေကို ဆွဲခွာခဲ့မယ် ဆိုရင် သူတို့ အချင်းချင်း ကြား ဆွဲတဲ့ ဆွဲအားဟာ ပိုပြီး အားကောင်းလာတာပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ ဘာနဲ့ တူလဲ ဆိုတော့ သားရေကွင်း နဲ့ ပူးချည်ထား သလိုပေါ့။ ဆွဲခွာလေလေ သားရေကွင်းက တင်းလာလေလေ၊ ခွာရ ခက်လာလေလေ ပါပဲ။ ကွာက်တွေ အချင်းချင်း ကြားက ဆွဲအားကလဲ​ ဒီသဘောပဲ ဖြစ်ပါတယ်။

ဒါပေမယ့် သားရေကွင်းကို ဆွဲတာ အားများသွားရင် သားရေကွင်း ပြတ်သွား သလိုပဲ ကွာက် တွေကို ဆွဲခွာတာ များသွားရင်လဲ ဒီ ဆွဲအားဟာ ရုတ်တရက် ပြတ်တောက် သွားနိုင်ပါတယ်။ 

ဒီလို ပြတ်တောက် သွားတဲ့ အချိန်မှာ ထွက်လာတဲ့ စွမ်းအင်ဟာ E=mc^2 ဆိုတဲ့ ဖော်မြူလာ ကို အသုံးချပြီး ပြတ်သွားတဲ့ သားရေကြိုး အစွန်း ဖက်ခြမ်းမှာ နောက်ထပ် ကွာက် အသစ်တွေ ထပ်မံ ဖန်တီး လိုက်ပါတယ်။ ဒီလိုနဲ့ ကွာက်ကို ဆွဲခွာပေမယ့် နောက်ထပ် ကွာက်အတွဲ တွေပဲ ပြန်ထွက်လာ ပါလိမ့်မယ်။

(ဒီနေရာမှာ ကွာက် အသစ် ဖန်တီးဖို့ လိုအပ်တဲ့ စွမ်းအင် ဘယ်က ရလဲ လို့ မေးစရာ ရှိပါတယ်။ ကွာက်ကို ဆွဲခွာဖို့ အပြင်ကနေ အားသုံးပြီး ဆွဲခွာ ရပါတယ်။ ဒီ အပြင်က ထည့်ပေးလိုက်တဲ့ အားဟာ တင်းလာတဲ့ သားရေကြိုးထဲကို ဝင်သွားပါတယ်။ ဒီ သားရေကြိုး ပြတ်သွားတဲ့ အခါမှာ ဒီစွမ်းအင်တွေ ပြန်ထွက် လာပါတယ်။ ဒီ စွမ်းအင်ကို အသုံးချပြီး ကွာက်အသစ်တွေ ဖန်တီးယူတာ ဖြစ်ပါတယ်။)

ဒီ ကွာက်-လက်ပ်တန် ခေတ် မှာတော့ စကြာဝဠာရဲ့ သိပ်သည်းဆဟာ မြင့်မား နေပါသေးတယ်။ ဒီ ကာလမှာ အချင်းချင်း တွဲမနေတဲ့ ကွာက် တွေနဲ့ တွဲနေတဲ့ ကွာက် တွေရဲ့ အရေအတွက်ဟာ အတူတူ လောက်ပဲ ဖြစ်နေပါ သေးတယ်။

ဒီ ကာလမှ ဖြစ်ပေါ်တဲ့ ကွာက် အခြင်းခြင်း တွဲဆက်မှု တွေဟာ ခိုင်မာမှု မရှိ သေးပါဘူး။ ဒီတော့ ဒီကာလ အတွင်း ကွာက်တွေဟာ တစ်တွဲနဲ့ တစ်တွဲ အကြား အလွယ်တကူပဲ ခုန်ပျံ ပြောင်းရွေ့ နေကြပါတယ်။

ဒီလို ကွာက်တွေ နေချင်သလို နေ၊ တွဲချင်သလို တွဲနေကြတဲ့ ကွာက်ဟင်းလေးအိုးကြီးကို ၂၀၀၂ ခုနှစ်မှာ နယူယောက် မြို့၊ ဘရွတ်ဟေဗင် အမျိုးသား ဓါတ်ခွဲခန်းက (Brookhaven National Laboratories, Long Island, New York) ပညာရှင်တွေက ရှာဖွေ တွေ့ရှိ ခဲ့ကြတာ ဖြစ်ပါတယ်။

အတော် ခိုင်မာတဲ့ သုတေသန အထောက်အထား တွေအရ စကြာဝဠာ အစပိုင်း ကာလ၊ အထူးသဖြင့် အားတွေ ကွဲထွက် ကုန်တဲ့ ကာလ အတွင်းမှာ ဖြစ်ပွားခဲ့တဲ့ အဖြစ်အပျက် တစ်ခုကြောင့် စကြာဝဠာဟာ ခေါက်ချိုးမညီမျှတဲ့ အခြေအနေ (asymmetry) အဖြစ် ဖြစ်ထွန်း လာခဲ့တယ်လို့ ယူဆရပါတယ်။

ဒီနေရာမှာ ခေါက်ချိုး မညီဘူး ဆိုတာက ဒြပ် (matter) နဲ့ ဆန့်ကျင်ဒြပ် (antimatter) တွေဟာ အရေအတွက် မတူညီပဲ တစ်ခုက ပိုများနေတဲ့ အခြေအနေကို ခေါ်ဆိုတာ ဖြစ်ပါတယ်။ 

ဒီ မညီမျှတဲ့ အခြေအနေမှာ ဒြပ် အမှုန်တွေဟာ ဆန့်ကျင်ဒြပ် အမှုန်တွေထက် မဆိုစလောက် ကလေး ပိုများနေ ခဲ့ပါတယ်။ ဘယ်လောက် ကွာခြားလဲ ဆိုတော့ သူတို့ နှစ်ခုရဲ့ အချိုးဟာ တစ် ဘီလီယံ တစ် အချိုး တစ်ဘီလီယံ လောက် ကွာခြားခဲ့တယ်လို့ ဆိုပါတယ်။ ဂဏန်းနဲ့ ရေးရင် “1,000,000,001:1,000,000,000” အချိုးပါ။ (ဒီလောက် ဂဏန်းကြီးမှာ နောက်ဆုံးက တစ် ကလေးပဲ ကွာတာနော်။) ဆိုလိုတာက ဆန့်ကျင် ဒြပ်မှုန် သန်း ၁ ထောင် ရှိရင် ဒြပ်မှုန်က သန်း ၁ ထောင်နဲ့ ၁ လုံး နှုန်း ရှိမယ်လို့ ပြောတာ ဖြစ်ပါတယ်။

ဒီလောက် ကွာခြားမှု သေးသေးလေးက ပုံမှန် ဆိုရင်တော့ ဘာမှ မသိသာ ပါဘူး။ ကျန်တဲ့ ဒြပ်မှုန်တွေနဲ့ ဆန့်ကျင် ဒြပ်မှုန် တွေဟာ အချင်းချင်း တိုက်မိပြီး ပျက်စီး သွာလိုက်၊ အသစ် ပြန်ဖြစ်လိုက် နဲ့ ကွာက် တွေ၊ ဆန့်ကျင် ကွာက်တွေ၊ အီလက်ထရွန်တွေ၊ ဆန့်ကျင် အီလက်ထရွန်တွေကို တရစပ် မွေးဖွား ပေးနေ ခဲ့ပါတယ်။

ဒီတော့ ဒီ ကွာခြားမှု သေးသေးလေး ရှိပေမယ့် များပြားလှတဲ့ ဒြပ်မှုန်-ဆန့်ကျင် ဒြပ်မှုန်တွေ ကြားမှာ အားလုံးဟာ အချင်းချင်း တရစပ် တိုက်မိနေ ကြပြီး တရစပ် ပျက်သုန်း နေကြပါတယ်။

ဒါပေမယ့် ဒီ ဖြစ်ပျက် ဖြစ်စဉ်ဟာ သိပ်တော့ မကြာ လှပါဘူး။ စကြာဝဠာကြီး တဖြည်းဖြည်း ပိုမို ကျယ်ပြန့် လာတာနဲ့ အမျှ အပူချိန် ကလဲ ဆက်တိုက် ဆိုသလို ကျဆင်း လာနေပါတယ်။ 

အခုဆို စကြာဝဠာဟာ ကျွန်တော်တို့ နေအဖွဲ့အစည်း အရွယ်အစားထက် နည်းနည်း ပိုကြီး လာပါပြီ။ ဒီ အချိန်မှာ အပူချိန်ကလဲ ဒီဂရီ စင်တီဂရိတ် တစ် ထရီလီယံ (1,000,000,000,000) အောက်ကို ကျဆင်း လာခဲ့ပါပြီ။

— အပိုင်း (၃) ဆက်ဖတ်ရန် – လူတိုင်းအတွက် စကြဝဠာ – အပိုင်း (၃)