जेम्स वेब दुर्बीणः विश्वाच्या उत्पत्तीच्या शोधात

जेम्स वेब दुर्बीणः विश्वाच्या उत्पत्तीच्या शोधात

जेम्स वेब मोहिमेतून आपल्याला आपल्या विश्वाच्या उत्पत्तीबद्दल जी प्रचलित धारणा आहे त्यात बदल करण्याची गरज आहे किंवा ही धारणा वैज्ञानिकदृष्ट्या अधिक स्पष्ट व प्रबळ होणार हे लवकरच समजेल.

कोविडमुळे कोलमडलेले शेतकऱ्यांचे आर्थिक बजेट
यूएपीएतंर्गत ६ वर्षे तुरुंगात असलेल्या महिला कार्यकर्त्याचा मृत्यू
दिशा नसलेले अस्ताव्यस्त अंदाजपत्रक

आइनस्टाइन आणि इतरही अनेक भौतिकीय व रसायनशास्त्रातील दिग्गज वैज्ञानिकांनी, ‘बिग बँग’च्या आधी, व त्याच्या काही काळानंतर, या विश्वाची कशी व कोणत्या तऱ्हेची परिस्थिती होती याच्यावर अनेक अभ्यासपूर्ण तर्क व माहितीपूर्ण अंदाज वर्तवलेले आहेत. शून्य वेळेची महत्ती ते जाणून होते व अनेक शास्त्रज्ञ त्याच्यावर अजूनही काम करत आहेत. आपल्या विश्वाची सुरुवात कशी व कधी झाली याचे धागेदोरे जुळवून झालेले आहेत. हे विश्व १४ अब्ज वर्षांपूर्वी अस्तित्वात आले याची खात्री वैज्ञानिकांना आहे. किरणोत्सारी पदार्थांच्या मदतीने हे वय शोधून काढण्यात आले आहे व विश्वाच्या वयाबाबत आता कोणतीही शंका उरलेली नाही.

आपल्या विश्वाला किनार आहे?

आपल्या विश्वाचा पसारा अथांग आहे किंवा त्याला एखादी किनार आहे जिथे आपल्या विश्वाची हद्द संपते व तिथून पुढे कोणत्याच प्रकारची दुनिया अस्तित्वात नाही. या दोन्ही शक्यतांवर भरपूर मतमतांतरे व वादविवाद सुरू आहेत. सद्या तरी मानवाला कोणतीही अंतिम रेषा सापडलेली नाही. त्याच्या अखत्यारीत असणाऱ्या तंत्रज्ञानाच्या मदतीने अशी कोणतीही सीमा त्याला सापडलेली नाही. पण शोध सुरू आहे व जो पर्यंत मानव त्या अंतिम मर्यादेला गवसणी घालत नाही तो पर्यंत वेगवेगळ्या अवकाश मोहीमा व अवकाशशोध असेच सुरू राहणार आहे. मानवाने अवकाशात धाडलेले अनेक उपग्रह व त्यावर स्वार होऊन गेलेली वेगवेगळी उपकरणं विश्वाबद्दलची अतिशय महत्त्वपूर्ण माहिती आपल्याला पाठवत आहेत. गेल्या काही आठवड्यांपूर्वी, पहिल्यांदाच, पारकर सोलर प्रोबने सूर्याला गवसणी घातलेली आहे. ही अतिशय महत्त्वाची घटना आहे व सूर्याच्या कार्य करण्याच्या पद्धतीवर फार विस्तृत व नेमके ज्ञान मानवाला प्राप्त होणार आहे. सूर्याच्या प्रभावक्षेत्रात जाऊन, तिथल्या अतिशय क्लिष्ट व जटील परिस्थितीत कार्यरत राहून, तिथल्या नैसर्गिक प्रक्रियांची आकडेवारी पृथ्वीवर पाठवणे हे एक क्रांतिकारी यश आहे ज्याची तुलना कशाशीच करता येणे शक्य नाही. मनाने किंवा कथा-कादंबरीतून अनेक जण सूर्याला शिवून आलेले आहेत. पण मानवनिर्मित व मानवनियंत्रित एखादे मशीन सूर्याच्या दाहक प्रभावक्षेत्रात जाऊन तिथे घडणाऱ्या घडामोडींचा अचूक व अंतरंगात शिरून वृत्तांत देतो ही जाणीवच अभूतपूर्व व अद्भुत प्रकारची आहे.

हबल दुर्बिणीची कार्यक्षमता व संशोधन विस्तार  

विज्ञान व तंत्रज्ञान क्षेत्रातील आणखी एक क्रांतिकारी व अभूतपूर्व पाऊल गेल्या शनिवारी (२५ डिसेंबर २०२१) उचलले गेले आहे. जेम्स वेब या जगातील सर्वाधिक शक्तिशाली व अत्याधुनिक दुर्बिणीने अवकाशात स्वतःला प्रस्थापित करण्यासाठी आपला प्रवास सुरू केला आहे. वेबला दुर्बीण जरी म्हणण्यात येत असले तरी ती एक प्रकारची अवकाश वेधशाळा आहे. आणि या वेधशाळेला अनेक शास्त्रीय कामं नेमून देण्यात आली आहेत. या मोहिमेचे नियोजन व आखणी सुमारे २००४ सालापासून सुरू झाली होती.

हबल दुर्बीण अवकाशात १९९० पासून कार्यरत आहे. पण तिचे आता आयुर्मान व कार्यक्षमता कमी होत चालली आहे. या दुर्बिणीने जी काही छायाचित्रे व आकडेवारी पृथ्वीवर पाठवली आहेत त्यातून विश्वाबद्दलची मूलभूत व अमूलाग्र माहिती आपल्या हाती आली आहे. विश्वाचा पसारा व त्याची व्याप्ती किती दूरवर पसरलेली आहे याचा अंदाज वैज्ञानिकांना आला होता. या दुर्बिणीने आपल्या आकाशगंगेच्या व जवळ असणाऱ्या इतर अवकाशीय घटकांची अगदी सविस्तर बातमी व माहिती आपल्यापर्यंत पोहोचवलेली आहे. या दुर्बिणीने आतापर्यंत सुमारे सव्वाशे दशलक्ष छायाचित्र पाठवलेली आहेत व पृथ्वीपासून सुमारे १३ अब्ज प्रकाश वर्षांपर्यंत हीची नजर पोहोचलेली आहे.

अवकाशात दुर्बिणी का प्रस्थापित केल्या जातात?

पृथ्वीवरून काढण्यात येणारी अवकाशीय घटकांची छायाचित्रे अस्पष्ट असतात व अचूक नसतात. त्यामुळेच अवकाशात अस्तित्वात असणारे ग्रह, तारे व त्यांचे छायाचित्रण अवकाशातून केले जाते. तिथे जाऊन दुर्बिणीवाटे छायाचित्र घेण्याचे कारण आपले वातावरण व त्यात असणारे अनेक घटक हे चांगल्या व स्पष्ट छायाचित्रणासाठी त्रासदायक ठरतात. जमिनीवरून जेव्हा आपण तारे-तारका पाहतो तेव्हा ते लुकलुकतात कारण त्यांनी पाठवलेला प्रकाश वातावरणातून मार्गस्थ होताना अनेक सूक्ष्म कणांमुळे परावर्तित तरी होतात किंवा त्याचे अपवर्तन तरी होते. पण अवकाशात अशा प्रकारचे कोणतेही व्यत्यय फोटोग्राफी करताना येत नाही त्यामुळे तिथून करण्यात आलेले छायाचित्रण अतिशय स्पष्ट व अचूक असते. त्याचमुळे अतिशय दूर असणारे अवकाशीय घटकसुद्धा स्पष्टपणे छायाचित्रित होऊ शकतात.

हबल दुर्बिणीने पृथ्वीवर अनेक छायाचित्र पाठवलेले आहेत. पण ही चित्रं वर्तमानकाळातील नसतात. समजा हबलने आज एक चित्र पाठवलेले आहे. हे चित्र मात्र आजचे नसते तर ते चित्र काही हजार किंवा लाखो वर्षांपूर्वीचे असते. अवकाशाचा घेर व पसारा फार मोठा आहे. अनेक तारकागंगा पृथ्वीपासून हजारो-लाखो प्रकाशवर्ष दूर अस्तित्वात आहेत. तिथल्या घडामोडी या फार मोठ्या अंतरावर, लांब पल्ल्यावर, घडत असतात. प्रकाश आपल्या स्वतःच्या गतीने प्रवास करत असतो. एखाद्या दूरस्थ तारकागंगेतून जो प्रकाश बाहेर पडतो, तो प्रकाश, दुर्बिणीपर्यंत पोहोचण्यासाठी जितका वेळ घेतो, तितका ‘शिळा’ किंवा ‘भूतकाळातील’ वर्तमानकाळात कॅमेरात बंदिस्त केलेला हा फोटोग्राफ असतो. अवकाशीय दुर्बीण ही एक प्रकारची ‘टाइम मशीन’ असते. आज जे छायाचित्र ती आपल्याला पाठवत असते त्यात त्या चित्राचा भूतकाळ दडलेला असतो.

जेम्स वेब दुर्बिण व तिला पार पाडावयाचे कार्य

जेम्स वेब दुर्बीण ही सुद्धा एक टाइम मशीन आहे व वर्तमानात राहून भूतकाळात विश्वाची कशी उत्पत्ती झाली, त्याने कोणकोणते भौतिकीय व रासायनिक टप्पे ओलांडले व घडून गेलेल्या गतिकीय प्रक्रियांची तीव्रता किती होती हे या दुर्बिणीवाटे ‘याची देही याची डोळा’ आपल्याला स्पष्टपणे पाहता येईल. विश्वाचे पुराव्यानिशी आकलनाचे जे सत्र सुरू आहे त्यात जेम्स वेब दुर्बीण अधिक मोलाची भर घालेल यात कोणतीही शंका नाही. वेब अवकाशीय वेधशाळेत चार महत्त्वाचे व अत्याधुनिक उपकरण बसवण्यात आली आहेत.

या दुर्बिणीतील सर्वाधिक महत्त्वाचे उपकरण जे आहे ते आहे इन्फ्रारेड किंवा अवरक्त शोधक. या शोधकाच्या मदतीने वेगवेगळ्या अवकाशीय घटकातून जे अवरक्त किरणं सोडली जातात त्याला कैद करण्याचे अतिशय महत्त्वाचे काम देण्यात आले आहे. यातून अधिक गहिऱ्या व सुस्पष्ट चित्रांची निर्मिती होईल ज्याचा अभ्यास अनेक नवीन क्रियाप्रक्रियांची माहिती मिळवण्यात मदत होईल. अशा प्रकारच्या दुर्बिणीतून फक्त आपल्याच आकाशगंगेच्या कार्यकारणभावाची माहिती हाती लागेल असे नाही तर इतरही अनेक तारकागंगांची नवी माहिती आपल्या हाती येईल.

कृष्णविवरांच्या अवतीभोवती अनेक तारकागंगा घिरट्या घालत असतात. याला खगोलीय भाषेत क्वासार (quasar) म्हणतात. गेल्या काही वर्षात खगोलवैज्ञानिकांनी दूरस्थ असे तीन क्वासार शोधून काढले आहेत जे पृथ्वीपासून सुमारे १३ अब्ज प्रकाशवर्ष दूर आहेत. सैद्धांतिकरीत्या खगोल वैज्ञानिकांनी आपल्या समीकरणाच्या मदतीने असे अनुमान काढले आहे की क्वासारनिर्मितीसाठी अब्जावधी वर्षांचा कालावधी लागतो. पण त्यांना आता या तीन क्वासारकडे पाहून हा प्रश्न पडला आहे की विश्वाच्या उत्पत्तीच्या पहिल्या ७०० दशलक्ष वर्षात इतक्या मोठ्या व विस्तृत तारकागंगा कशा निर्माण झाल्या? त्यांच्या निर्मितीची प्रक्रिया कशी व कोणती होती? त्या कशा दिसतात? वेबच्या इन्फ्रारेड कॅमेरातून संशोधक हा तपशील शोधण्याच्या आशेवर आहेत. या तारकागंगातून प्रकाश सुमारे १३ अब्ज वर्षांपूर्वी बाहेर पडलेला आहे. सुरूवातीला त्यांच्यातून अतिनील व दृश्यमान स्वरूपातील किरण बाहेर पडले. पण त्यांच्या अतिदूर व गडद भूतकाळात सुरू झालेल्या प्रवासातून त्यांचे परिवर्तन इन्फ्रारेड किरणात झालेले आहे. हीच किरणं वेब दुर्बीण आपल्या कॅमेरात बंदिस्त करून संशोधकांकडे पाठवून देणार आहे. त्यातून निश्चितच नवी माहिती हाती लागेल.

वर्णपटांच्या मदतीने आपण दूरस्थ घटक कोणत्या रासायनिक द्रव्यापासून बनलेले आहेत व त्यांचे वस्तुमान किती आहे हे शोधून काढू शकतो. वर्णपटांच्या मदतीनेच सूर्यावर, तसेच इतर ग्रहांवर, कोणकोणते भूरासायनिक पदार्थ अस्तित्वात आहेत हे शोधून काढले गेलेले आहे. वर्णपटांच्या मदतीनेच चंद्रावर किंवा मंगळवार पाणी उपलब्ध आहे किंवा सापडेल याचे ठोकताळे मांडले जातात. वेब वेधशाळेवरही एक वर्णपट ठेवण्यात आला आहे. सूर्यावर जसे हेलियम व हॅड्रोजन आहे त्याप्रमाणेच या क्वासारमध्येही हेच घटक अस्तित्वात आहेत किंवा इतर वायू व पदार्थ आहेत याची शहानिशा करण्यासाठी या उपकरणाची मदत होईल.

बिग बँगच्या महास्फोटानंतर आग व वायूचा जो लोळ व धुरळा उठला होता त्याचा निचरा व्हायला बराच कालावधी निघून गेला. स्फोटानंतरच्या पहिल्या काही वर्षात संपूर्ण अपारदर्शिता होती. त्यावेळी वायू व धूळ इतकी दाट होती की त्यातून प्रकाश बाहेर पडूच शकत नव्हता. हा काळ बहुदा ७०० दशलक्ष वर्षे टिकून होता व वैज्ञानिक याला पुनःआयनीकरणाचा काळ होता असं मानतात. आयनीकरण पार पडल्यानंतर क्वासारच्या अंतर्गत प्रांतात पारदर्शिता वाढली व प्रकाशकिरणांचा संचार सुरू झाला. वेबने या पुनःआयनीकरणाच्या काळानंतर, किंवा त्यादरम्यान, नेमकी परिस्थिती कशी होती याचा आढावा घेणे संशोधकांसाठी सोपे करण्यात मदत करेल. खरंतर, वेबच्या मदतीने इथले वैज्ञानिक इतरही १४-१५ ग्रहमालिका निर्मितीचा अभ्यास करू शकणार आहेत. त्याचबरोबर क्वासारच्या मध्यावर तयार होणाऱ्या ग्रहांवर व किंवा त्यांच्यात पृथ्वीवर आढळणारे व सजीव उत्पत्तीसाठी गरजेचे पाणी, ऑक्सिजन व इतर अनेक रासायनिक तत्वे आढळतात का याचाही शोध घेणे शक्य होणार आहे. त्याचबरोबर या प्राथमिक निर्मितिअवस्थेत असणाऱ्या ग्रहांवर किती तापमान आहे व किती संख्येने वेगवेगळ्या प्रकारचें रासायनिक घटक आहेत हेसुद्धा संशोधकांना मोजता येणार आहे.

जेम्स वेब मोहिमेतून आपल्याला आपल्या विश्वाच्या उत्पत्तीबद्दल जी प्रचलित धारणा आहे त्यात बदल करण्याची गरज आहे किंवा ही धारणा वैज्ञानिकदृष्ट्या अधिक स्पष्ट व प्रबळ होणार हे लवकरच समजेल. येणारा काळ व वेबची आकडेवारी आणी छायाचित्र अतिशय चित्तवेधक व रोमांचकारी असणार आहेत हे नक्की.

डॉ. प्रवीण गवळी, भारत सरकारच्या विज्ञान व तंत्रज्ञान विभागाच्या अधिन कार्यरत नवी मुंबईतील, भारतीय भूचुंबकत्व संस्थेत, वैज्ञानिक म्हणून कार्यरत आहेत.

COMMENTS

WORDPRESS: 0
DISQUS: 0