Blog : भविष्यवेधी संशोधनाचा सन्मान

0

गुरुत्व लहरींच्या अस्तित्वावर शिक्कामोर्तब करणारे संशोधन करणार्‍या रेनर वेस, बॅरी बॅरीश आणि किप थॉर्न यांना यावर्षीचा भौतिकशास्त्राचा नोबेल पुरस्कार मिळाला आहे.

यात भारतातील 37 शास्त्रज्ञांचे योगदानही खूप महत्त्वाचे ठरले. आतापर्यंत केवळ दुर्बिणी आणि प्रकाशावर अवलंबून असलेल्या खगोलशास्त्रीय संशोधनाला आता गुरुत्व लहरींमुळे कोणत्याही मर्यादा उरणार नाहीत.

मानवी मेंदूला कल्पनाही करता येणार नाही असे विश्व या संशोधनामुळे खुले झाले आहे. सगळ्या ब्रह्मांडाचाच वेध घेणे आता मानवाला शक्य होईल.

गुरुत्वाकर्षणाच्या लहरींचे अस्तित्व सिद्ध करणार्‍या संशोधनाला यावर्षीचे भौतिकशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक मिळाले आहे. रेनर वेस, बॅरी बॅरीश आणि किप थॉर्न या तिघांना हा पुरस्कार मिळाला आहे.

या संशोधनात जगभरातील एक हजार शास्त्रज्ञांचा सहभाग होता. त्यात 37 भारतीयांचा सहभाग होता, ही अभिमानाची बाब आहे. तिघांपेक्षा जास्त जणांना हा पुरस्कार मिळाला असता तर ते अधिक संयुक्तिक ठरले असते.

अर्थात हा नोबेल पुरस्कार या तिघा शास्त्रज्ञांना मिळाला आहे असे म्हणण्यापेक्षा तो लायगो-व्हर्गो संस्थेला मिळाला आहे, असे म्हणणे जास्त रास्त ठरेल.

दोन कृष्ण विवरांच्या संमिलनातून निर्माण होणार्‍या गुरुत्वीय लहरींचे अस्तित्व त्यांच्या संशोधनातून सिद्ध झाले आहे. कृष्ण विवरांची किंवा न्यूट्रॉन तार्‍यांची टक्कर अशा ब्रह्मांडात घडणार्‍या प्रलयंकारी घटनांमुळे देशकाला (स्पेसटाईम)च्या संरचनेत गुरुत्वीय लहरी उमटतात.

लेखक -डॉ. श्रीनिवास औंधकर, ज्येष्ठ खगोल शास्त्रज्ञ

वास्तविक पाहता या लहरी अतिशय तीव्र आणि संहारक असतात. पण अवकाश आणि कालातील अतिदूरच्या ठिकाणी त्या उमटत असल्याने त्यातून मिळणारे संकेत अतिशय पुसट असतात आणि त्यांचे अस्तित्व शोधण्यासाठी अतिशय संवेदनशील उपकरणांची आवश्यकता असते.

वास्तविक पाहता सापेक्षता वादाचा सिद्धांत मांडताना शास्त्रज्ञ अल्बर्ट आईन्स्टाईन यांनी अशाप्रकारच्या गुरुत्वाकर्षण लहरींचे अस्तित्व असल्याची शक्यता व्यक्त केली होती.

त्यांनी आपल्या परीने स्पेस टाईम किंवा अवकाश काल ही संज्ञा मांडली होती. भारतीय शास्त्रांमध्ये पाचवे तत्त्व आकाश याची व्याख्याही काही प्रमाणात अशीच केली जाते. पण तिथे काल किंवा टाईमला वाव नाही किंवा त्याचे अस्तित्वच नाही.

पण आईन्स्टाईनच्या मते आकाश आणि काळ एकमेकांशी जोडलेले आहेत. एका अमूर्त व्यक्तित्त्वाच्या दोन वेगवेगळ्या चेहर्‍यांप्रमाणे. सर्वात महत्त्वाचे भारतीय शास्त्रांनुसार आकाश सर्वव्यापी, स्थिर असे तत्त्व आहे. पण आईन्स्टाईनचा स्पेसटाईम पसरतो तसाच आखडतोही. इतकेच नाही तर तो छेदताही येतो.

गुरुत्व लहरी अस्तित्वात असल्याचे सप्टेंबर 2015 मध्ये सिद्ध झाले. त्यावेळी संशोधनात हे दिसून आले की तीस सूर्यांच्या जवळ थोडे कमी- जास्त वजनाचे दोन कृष्ण विवर एक अब्ज तीस कोटी प्रकाश वर्षे दूर एकमेकांच्या जवळ येत प्रकाशाच्या वेगाच्या अर्ध्या वेगाने म्हणजे एका सेकंदात जवळजवळ दीड लाख किलोमीटर वेगाने फिरू लागले आणि नंतर एकमेकांत मिसळून एक झाले.

या सर्व प्रक्रियेत ऊर्जा किती बाहेर पडली? तर सेकंदाचा अगदी छोट्या भागाइतकी. या एवढ्या भयंकर घटनेने निर्माण झालेली थरथर एक अब्ज तीस कोटी वर्षांनी पृथ्वीपर्यंत पोहोचू शकली.

तिचा आकार इतका छोटा होता की आपण त्याची कल्पनाही करू शकत नाही. सूर्यापासून पृथ्वीपर्यंतचे आकाश त्या थरथरीचा परिणाम म्हणून काही काळासाठी एका अणूप्रमाणे आकुंचन पावले होते.

अर्थात सुरुवातीच्या काळात ही थरथर कोणत्यातरी अन्य गोष्टीमुळे निर्माण झाली असेल, असेही काही शास्त्रज्ञांनी म्हटले. पण गेल्या दीड-दोन वर्षांत याचा क्रम वाढत वाढत काही दिवसांपूर्वीपर्यंत चौथ्या लहरीपर्यंत पोहोचला आणि हे निश्चित झाले की आगामी काळात विज्ञानातील काही सर्वात मोठे खळबळजनक संशोधन म्हणून गुरुत्वीय लहरींच्या माध्यमातून खगोलशास्त्रात समाविष्ट होणार आहेत.

अशाप्रकारच्या संशोधनाचा खगोलशास्त्रावर काय परिणाम होईल, याचीही चर्चा सुरू झाली आहे. आर्यभट्टच्या काळापासून आजपर्यंतचे खगोलशास्त्र हे पूर्णपणे प्रकाशावर अवलंबून आहे.

पण तो फारसा विश्वासार्ह नाही. स्पक्ट्रोमेट्री आणिड एक्स रे, गामा रे दुर्बिणी असल्या तरी एका मर्यादेपर्यंतच ब्रह्मांडातील घटकांचे स्पष्ट चित्रण होऊ शकते. त्यानंतर त्यात अस्पष्टता येते.

आता कृष्ण विवरांचेच उदाहरण घ्यायचे झाले तर त्यातून प्रकाश बाहेर येतच नाही. त्यामुळे त्याबाबत अंदाज वर्तवण्यापलीकडे हातात काही उरत नाही. गुरुत्वीय लहरींचे तसे नाही. त्या तारा जिवंत आहे की मृत याची पर्वा करत नाहीत.

इतकेच नाही तर रिकाम्या जागेतूनही त्या अगदी सहजपणे प्रवास करतात. अगदी कृष्ण विवरही त्यांना आपल्या कह्यात ठेवू शकलेले नाही. या गुरुत्व लहरींचा शोध लागल्यामुळे आता भविष्यात सृष्टीचा आरंभबिंदू बिग बँगची वस्तुस्थिती शोधणेही शक्य होईल, असे शास्त्रज्ञांना वाटते.

भविष्यात मिळणार्‍या गुरुत्व लहरींमुळे हे शक्य होईल, अशी आशा त्यांना आहे. बिग बँगपर्यंत दुर्बिणी पोहोचू शकत नाहीत; पण गुरुत्व लहरींनी त्याचा प्रवास केलेला असणे शक्य आहे.

वास्तविक ब्रह्मांडातील सुरुवातीच्या काळातील काही रचना या बिग बँगच्या किमान चार लाख वर्षांनंतरच्या आहेत.
म्हणूनच संशोधकांना ब्रह्मांडातील अनेक रहस्यांचा शोध लावण्यासाठी ब्रह्मांडाच्या सुरुवातीच्या काळापर्यंत मागे जाण्याचा पर्याय संस्थेने सुचवला होता.

तेव्हापासून लायगो-व्हर्गोचे संशोधक ब्रह्मांडातील दिसण्यायोग्य घटकांचे नकाशीकरण (मॅपिंग) करण्यासाठी झटत होते. आता गुरुत्व लहरी खगोलशास्त्र नजीकच्या भविष्यकाळात अतिशय महत्त्वपूर्ण ठरणार आहे. त्यात कृष्ण विवरे, न्यूट्रॉन स्टार्स आणि अशा इतर घटकांचे नकाशीकरण करणे शक्य होईल.

या पुरस्काराची निम्मी रक्कम रेनर वेस यांना मिळणार आहे. त्यांनी गुरुत्व लहरींचे संकेत देणार्‍या आवाजांचे स्रोत शोधून काढले. बॅरी बॅरीश यांनी या प्रकल्पाची व्याप्ती ठरवली आणि किप थॉर्न यांनी या संशोधनात सहभागी झालेल्या अनेक संशोधकांना मार्गदर्शन करण्याचे काम केले.

गुरुत्व लहरींचे अस्तित्व शोधण्याचे, त्यांच्या अस्तित्वावर शिक्कामोर्तब करण्याच्या संशोधनाचे काम सोपे नव्हतेच. या लहरी शोधण्यासाठी मोठे डिटेक्टर्स तर बसवण्यात आले होते, त्यांनी त्यांचे कामही सुरू केले होते.

पण या संशोधनाचा सिद्धांत किंवा थिअरीच स्पष्टपणे विकसित झाली नव्हती. या संशोधनाचे मूळ प्रारूप तयार करण्यात एक सूसूत्रता आणण्याची गरज होती.

हे करण्यासाठी डॉ. थॉर्न यांनी जगभरातील शास्त्रज्ञांना अमेरिकेतील कालटेक येथे आमंत्रित केले आणि सुमारे दीड वर्षे त्या मूळ स्रोताच्या मॉडेलविषयी विचारविनिमय करण्यात आला.

त्यातून एक शोधनिबंध तयार झाला आणि तो फिजिकल रिव्ह्यू लेटर्स या मासिकात ‘द लास्ट थ्री मिनीटस्’ या शीर्षकाखाली प्रकाशित झाला.

त्यात सोर्स मॉडेलिंगविषयी सविस्तर माहिती देण्यात आली होती. या कामात वर म्हटल्याप्रमाणे 37 भारतीयांचा सहभाग होता. बाला अय्यर आणि आयुकाचे संजीव धुरंधर यांचे नाव यात प्रामुख्याने घ्यावे लागेल.

डॉ. धुरंधर यांच्या गटाने भौतिकशास्त्र आणि गणित यांच्या मदतीने लायगोकडून मिळणार्‍या माहितीच्या आधारे गुरुत्वीय लहर शोधण्याचे आणि त्याद्वारे तिचा स्रोत शोधण्याचे प्रारूप विकसित केले.

त्यातूनच गुरुत्वीय लहरींच्या अस्तित्वावर शिक्कामोर्तब झाले. या संशोधनात भारतीयांचे योगदान हे इतके महत्त्वाचे आहे.

नोबेल पुरस्कार मिळाला नसला तरी या योगदानाची माहिती आपल्या विद्यार्थ्यांना होण्याची गरज आहे. त्यातूनच संशोधन वृत्तीला प्रोत्साहन मिळेल.

 

 

 

 

LEAVE A REPLY

*