सर्च-रिसर्च: कृष्णपदार्थाची नवी ‘लीला’

सम्राट कदम
सोमवार, 14 सप्टेंबर 2020

आकाशात फिरणारी हबल दुर्बीण आणि युरोपातील ‘व्हेरी लार्ज टेलिस्कोप’ने (व्हीएलटी) एक चित्र टिपले, ज्यामुळे आता कृष्णविवरांसंबंधी नवी माहिती समोर येईल. 

अमावस्येच्या रात्री आकाशाकडे बघितले की लुकलुकणारे तारे, चमकदार ग्रह, प्रकाशमान दीर्घिका अशा असंख्य अवकाशीय खजिन्यामुळे आपले डोळे तृप्त होतात. पण तुम्ही खरेच बारकाईने आकाश बघितले आहे काय? विश्वाचे हे सुंदर चित्र ज्या काळ्या कॅनव्हासवर उमटल्यासारखे वाटते, तो काळा कॅनव्हास म्हणजे नक्की काय? असंख्य सूर्यमाला, दीर्घिकांना एकत्र ठेवणाऱ्या या अदृश्‍य अवकाशीय घटकाला ‘कृष्णपदार्थ’ म्हणून ओळखले जाते. कृष्णपदार्थासंबंधी सध्या प्रचलित असलेल्या सिद्धांतांमध्ये एक नवे वळण आले आहे. आकाशात फिरणारी हबल दुर्बीण आणि युरोपातील ‘व्हेरी लार्ज टेलिस्कोप’ने (व्हीएलटी) एक चित्र टिपले, ज्यामुळे आता कृष्णविवरांसंबंधी नवी माहिती समोर येईल. 

आपल्या गुरुत्वाकर्षण शक्तीद्वारे दीर्घिकांना एकत्र ठेवणारा अदृश्‍य घटक म्हणजे कृष्णपदार्थ (डार्कमॅटर). ज्यातून प्रकाशकिरण बाहेरही पडत नाहीत, आतही जात नाहीत असा हा घटक. विश्वाचा ६८ टक्के भाग कृष्णऊर्जेने, २७ टक्के भाग कृष्णपदार्थाने आणि ५ टक्के भाग पृथ्वी, सूर्यासारख्या दृश्‍य पदार्थांनी व्यापला असल्याचे आजवरची निरीक्षणे सांगतात. अदृश्‍य असलेल्या या पदार्थांचा शोध शास्त्रज्ञांना नक्की कसा लागला? त्याची निरीक्षणे कशी घेण्यात आली? असा प्रश्‍न तुम्हाला नक्की पडला असेल. विश्‍वातील मोठ्या दीर्घिकासमूहांच्या निर्मितीचा आधार असलेल्या या कृष्णपदार्थाच्या गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम जवळ असलेले तारे, दीर्घिका यांच्यावर दिसतो. त्या आधारे त्यासंबंधीची निरीक्षणे आणि आडाखे बांधले जातात. दीर्घिकासमूह ही विश्‍वातील सर्वात जास्त वस्तुमान असलेली आणि विकसित होत असलेली महाकाय रचना. या रचनेमध्ये कृष्णपदार्थाचा भरणा असतो. कारण त्याच्याच गुरूत्वाकर्षणाच्या आधारे या दीर्घिका एकत्र येत असतात. विश्वातील मोठ्या रचनांसंबंधी काही निरीक्षणे घ्यायची असल्यास असे दीर्घिकासमूह म्हणजे एक प्रयोगशाळाच! संगणकीय सिम्युलेशनच्या साह्याने विकसित करण्यात आलेले गणितीय मॉडेल खरे आहे की नाही, हे तपासायचे असल्यास शास्त्रज्ञ अशा दीर्घिका समूहाची निरीक्षणे घेतात. त्यासाठी पृथ्वीवर आणि पृथ्वीभोवती फिरणाऱ्या दुर्बिणींचा वापर करण्यात येतो. गुरुत्वाकर्षण शक्तीमुळे वक्र झालेल्या प्रकाशकिरणांच्या साह्याने (ग्रॅव्हिटेशनल लेन्सिंग) कृष्णपदार्थाच्या अस्तित्वाची ओळख पटते. जेवढा कृष्णपदार्थ जास्त, तेवढीच प्रकाशाची वक्रता (लाइट बेंडिंग) जास्त. अशा प्रकारे दीर्घिकांचा समूहच एकप्रकारे भिंगासारखे कार्य करू शकतो.

आकाशात फिरणाऱ्या, ‘नासा’च्या हबल दुर्बिणीने एका विशिष्ट प्रकारातील तीन दीर्घिका समूहांचा अभ्यास केला आहे. ‘द फ्रंटियर फिल्ड ॲन्ड क्‍लस्टर लेन्सिंग ॲन्ड सुपरनोव्हा’ नावाच्या सर्वेक्षणाच्या माध्यमातून दीर्घिका समूहातील कृष्णपदार्थांचा अभ्यास करण्यात आला आहे. त्यांचे वर्तन, घनता, वस्तुमान, दूर जाण्याचा वेग आणि परिणामांचा अभ्यास गुरूत्वीय भिंगांच्या साह्याने करण्यात आला. ही निरीक्षणे घेत असताना शास्त्रज्ञांना दीर्घिकांमध्ये एक विलक्षण गोष्ट दिसली. ‘हबल’द्वारे मिळवलेल्या प्रतिमेमध्ये छोट्या छोट्या बिंदूंचे अस्तित्व दिसत होते. त्यामुळे प्रतिमा विकृत झाल्यासारखी वाटत होती. ‘हबल’द्वारे प्राप्त झालेली दीर्घिकांची ही प्रतिमा पृथ्वीवरील ‘व्हीएलटी’ दुर्बिणीद्वारे मिळवलेल्या प्रतिमेशी जुळविण्यात आली, तर त्यामध्ये शास्त्रज्ञांना विशिष्ट फरक दिसून आला. आजवरच्या कृष्णपदार्थासंबंधीच्या सिद्धांतांना वेगळे वळण देणारी ही घटना होती. दीर्घिकांच्या समूहामध्ये दिसणारे छोटे छोटे बिंदू हे कृष्णपदार्थाची घनता जास्त असणारी ठिकाणे होती. पण आजवरच्या माहितीनुसार कृष्णपदार्थाच्या घनतेमुळे जेवढे गुरुत्वाकर्षण तयार व्हायला हवे होते, त्याच्या दहा पटीने जास्त गुरुत्वाकर्षण तिथे तयार झाले. त्याचा थेट परिणाम तेथील ‘ग्रॅव्हिटेशनल लेन्सिंग’मध्ये दिसून आला. शास्त्रज्ञांसाठी ही नवीन गोष्ट होती. दीर्घिका समूहामध्ये कृष्णपदार्थाच्या अस्तित्वावर या संशोधनाने  नवा प्रकाश टाकला आहे. विश्‍वातील कृष्णपदार्थाचे अस्तित्व आणि वितरण यासंबंधी आता नवे कोडे निर्माण झाले आहे. 

 

संपादन: ओंकार जोशी

संबंधित बातम्या