अवकाशातील नेत्र

प्राचीन भारतीय संस्कृती असो किंवा माया संस्कृती असो, प्रत्येक संस्कृतीमध्ये अवकाशाबद्दल नेहमीच कुतूहल राहिलं आहे. पण हे एका  सीमेपर्यंतच मर्यादित होतं, कारण सध्या डोळ्याने जे पाहता येईल तेवढं पाहूनच निरीक्षण केलं जात असे. पण खऱ्या अर्थाने अवकाश निरीक्षणाच्या क्षेत्रात गॅलिलिओने 1609 साली केलेल्या दुर्बिणीच्या शोधामुळे क्रांतिकारी बदल झाले. एक साधारण टिंब दिसणारा गुरूसुद्धा स्पष्ट ग्रह दिसत होता, तसेच गेली अनेक शतके त्याच्यावर एक वादळ चालू आहे याचा सुद्धा शोध लागला (दि ग्रेट रेड स्पॉट). शनीची कडी दिसली, या आणि यासारख्या अनेक शोधांची जननी गॅलेलियोची दुर्बीण बनली. जसा काळ सरत गेला त्यानुसार अनेक वेगवेगळ्या दुर्बिणींचे शोध लागले. रिफ्लेक्टिव टेलिस्कोप, रेफ्रेक्टिव्ह टेलिस्कोप किंवा दोन्ही तंत्राचा मिलाप असलेली दुर्बीण. फक्त दुर्बिणीच्या तंत्राच बदल झाले असं नाही त्यांचा आकारही वाढत गेला. एका नळीच्या आकारापासून सुरुवात झालेल्या दुर्बिणी आता एखाद्या इमारतीच्या आकाराएवढ्या सुद्धा आहेत. पण एकंदरीत पृथ्वीवरील दुर्बिणीच्या काही मर्यादा आहेत. पहिली आणि सर्वात त्रासदायक अडचण म्हणजे पृथ्वीचं वातावरण. मानवाच्या जगण्यासाठी जरी हे वातावरण गरजेचं असलं तरी ते अवकाश निरीक्षणासाठी तो एक अडथळाच म्हणावा लागेल. वातावरणात प्रकाश किरणांचं सारखं अपवर्तन (Refraction) होतं. त्यामुळेच आपल्याला तारे लुकलुकताना दिसतात. पण अधिक खोलातली निरीक्षणं करताना ती गोष्ट अंधुक दिसते, यालाच वातावरणीय विरूपण (atmospheric distortion) म्हणतात. यामुळे दीर्घिका, दीर्घिकांचे समूह आणि तारकापुंज यांचे निरीक्षण योग्य दृष्टीने करता येत नाही. दुसरा अडथळा म्हणजे ढग. यामुळे संपूर्ण वर्षभर अवकाश निरीक्षण करता येत नाही. तसेच काही महत्त्वाच्या वेळी (सूर्यग्रहण, चंद्रग्रहण किंवा उल्कापात) ढग आल्यामुळे निरीक्षणात अडचण येते. यावर उपाय म्हणून अवकाशात दुर्बीण सोडण्याची संकल्पना 1926 साली हर्मन ओबेर्थ यांनी मांडली. तसेच हा विचार लेमन स्पिट्झर यांनी पुढे नेला आणि याबाबत त्यांनी 1946 साली पहिला प्रस्तावही सादर केला, म्हणून त्यांना अवकाशात दुर्बीण सोडण्याच्या संकल्पनेचे जनक असे सुद्धा म्हणतात.

या दृष्टीने पावलं मात्र जरा उशिरानेच पडली. 1946 साली मांडलेल्या संकल्पना अस्तित्वात उतरवण्याच्या दृष्टीने चर्चा करायला 1970 चं साल उजाडावं लागलं. अमेरिकेची अवकाश संशोधन संस्था नासा आणि युरोपियन अवकाश संशोधन संस्था इसा यांनी एकत्रित रीत्या या प्रकल्पावर काम करायचे ठरवले. तब्बल दोन दशकांच्या अथक परिश्रमानंतर 24 एप्रिल 1990 रोजी नासाच्या डिस्कव्हरी यानाच्या सहाय्याने ही दुर्बीण अवकाशात सोडण्यात आली. तसेच प्रसिद्ध खगोलशास्त्रज्ञ ‘एडविन हबल’ यांच्या सन्मानाखातर ह्या दुर्बिणीचं हबल असं नामकरण करण्यात आलं. हबल यांनी खगोलशास्त्रात अफाट योगदान दिलं आहे. 1920 च्या दशकापर्यत आपली आकाशगंगा हेच आपलं संपूर्ण विश्व असा विचार रूढ होता. हा विचार खोडून काढत त्यांनी आपल्या दीर्घिकेसारख्या करोडो अब्जो दीर्घिका अस्तित्वात आहेत अशी संकल्पना प्रयोगांती सिद्ध केली. त्याचप्रमाणे हे विश्व स्थिर आहे अशी सुद्धा एक संकल्पना अस्तित्वात होती, त्याला आईन्स्टाईनसारख्या प्रख्यात शास्त्रज्ञांचाही पाठिंबा होता. पण 1929 साली केलेल्या प्रयोगांवरून हबलला असे दिसून आले की आपल्या आजूबाजूच्या दीर्घिका आपल्या पासून जवळपास प्रकाशाच्या वेगाने दूर जात आहेत म्हणजेच हे विश्व स्थिर नसून वेगानं विस्तारत आहे. हा सिद्धांत आता जरी सर्वसाधारण वाटत असला तरी त्या काळाच्या दृष्टीने तो अत्यंत क्रांतिकारी होता. आईन्स्टाईनचा जगद्विख्यात सापेक्षतावादाचा सिद्धांतसुद्धा स्थिर विश्वाची संकल्पना मांडत होता, पण या शोधानंतर खुद्द आईन्स्टाईनला सुद्धा त्याच्या सिद्धांतात अँटीग्रॅविटी (गुरुत्वाकर्षणाच्या विरुद्ध) हा स्थिरांक (Constant) सामील करून घ्यावा लागला होता. अशा प्रकारे या प्रचंड अवकाशाचं कोडं उलगडण्याची सुरुवात हबल यांनी करून दिली त्यामुळे अवकाशातल्या पहिल्या-वहिल्या दुर्बिणीला बाकी कोणाचं नाव देणं वावगं ठरलं नसतं.

हबलमध्ये राहिलेल्या त्रुटी आणि लावलेले शोध :

हबलचं उड्डाण अगदी यशस्वी झालं होतं.  जमिनीपासून 600 किलोमीटर वर हबल पृथ्वीभोवती 90 मिनिटाला एक या गतीने प्रदक्षिणा घालत होती. सर्व काही आलबेल चालू असताना हबलने पाठवलेलं पहिलं छायाचित्र आलं. हे छायाचित्र धूसर आणि धुरकट होतं आणि यात स्पष्टता किंचितसुद्धा नव्हती. पुढे शास्त्रज्ञांना असं लक्षात आलं की हबल मधला आरसा ठराविक मापापेक्षा जरा जास्त पॉलिश केला गेला आहे. माणसाच्या केसाच्या आकारएवढीच त्रुटी हबल दुर्बिणीच्या आरशात राहिली होती, पण यामुळे हबलने काढलेली छायाचित्रे अंधुक येत होती. यावर उपाय म्हणून शास्रज्ञानी ‘कोस्टा’ नावाचं एक उपकरण विकसित केलं. हे उपकरण हबलमध्ये बसविण्यासाठी शात्रज्ञांचा एक गट अवकाशात पाठवण्यात आला. त्यांनी ते उपकरण हबलमध्ये बसवून दुर्बीण दुरुस्त केली. आणि यानंतर हबलने जी छायाचित्रे पाठवली, ती शास्त्रज्ञांच्या कल्पनेपलीकडील होती. पृथीवरून एका साध्या ताऱ्यासारखा दिसणारा इगल नेब्युला आता अगदी तपशीलांसकट सुस्पष्ट दिसत होता. हा आणि यांसारखे अनेक नेब्युला, दीर्घिका, बटुग्रह तसेच पृथ्वीसारखे ग्रह पाहणे आता हबलमुळे शक्य झाले. प्रकाशाचा वेग सेकंदाला तीन लाख किलोमीटर इतका प्रचंड असला तरी तो मर्यादितच आहे. चंद्राचा प्रकाश पृथ्वीपर्यंत येण्यासाठी सुमारे सव्वा सेकंद लागतो तर सूर्याचा प्रकाश पृथ्वीपर्यंत पोहोचायला आठ मिनिट आणि वीस सेकंदे लागतात. पण संपूर्ण विश्वाचा विचार केला तर या गोष्टी फार जवळ आहेत. दूरवरच्या दीर्घिका आणि तारकापुंज इतके दूर असतात कि त्यांचा प्रकाश आपल्यापर्यंत पोहोचण्यासाठीच लाखो-करोडो वर्षे लागतात. यांना पाहणे म्हणजे प्रत्यक्ष इतिहासात पाहणे होय. हबल दुर्बीण हेच करते. हबल डीप फील्ड हा हबलच्याच एका निरीक्षणाचा भाग असतो, यामध्ये एकाच अवकाशाच्या भागाचे दिवसरात्र निरीक्षण करायचे असते. यामुळे साधं निरीक्षण करताना दिसणार नाहीत अशा गोष्टी सुद्धा या निरीक्षणातून सापडतात. आतापर्यंतच्या सर्वात दूर निरीक्षणाद्वारे हबल 1200 कोटी वर्षांपूर्वी निर्माण झालेल्या दीर्घिकासुद्धा पाहू शकलं आहे. ही बाब अत्यंत महत्वाची ठरते कारण या विश्वाची निर्मितीच 1350 कोटी वर्षांपूर्वीची आहे. एवढचं नव्हे तर परग्रहांवर जीवसृष्टी शोधण्याचं कामसुद्धा हबलनं हाती घेतलं आहे. काही दिवसांपुर्वीच ट्रॅपिस्ट-1 या दुसऱ्या सूर्यमालिकेतल्या ग्रहावर हबलला पाण्याचे संकेत  मिळाले आहेत. हबल दुर्बिणीमुळे लागलेले शोध आणि त्यांचे शोधनिबंध यांची गणना हजारोंमध्ये आहे. त्यामुळे हबल दुर्बिणीला मानवाचा अवाकाशातील डोळा म्हणणं एका अर्थाने योग्यच ठरेल. पण सगळेच शोध हबलने लावलेत असेही नाही. हबल फक्त त्या मोठ्या समूहाचा एक भाग आहे.

इतर दुर्बिणी :

विद्युतचुंबकीय किरणे (Electromagnetic Waves) म्हणजेच प्रकाश किरणे होय. पण आपल्याला या प्रकाशापैकी अगदी थोडाच भाग साध्या डोळ्याने दिसतो. या मध्ये वैश्विक किरण, क्ष-किरण, अतिनील किरण, अवरक्त किरण, मायक्रोवेव्ह किरण आणि रेडिओ किरण यांचाही समावेश असतो. पण हे आपल्या डोळ्यांना दिसत नाहीत. यातली फक्त मायक्रोवेव्ह किरण आणि रेडिओ किरणच पृथ्वीचं वातावरण पार करू शकतात. त्यामुळे त्यांचे निरीक्षण पृथ्वीवरून करणे शक्य असते. पण बाकीची किरण  मात्र पृथ्वीच्या वातावरणातून परावर्तित (Reflect) तर होतात किंवा त्यांचं अभिसरण (Dispersion) होतं. त्यामुळे पृथ्वीवरून त्यांचे निरीक्षण करणे जवळपास अशक्यच होते. यासाठी या वेगवेगळ्या वर्णपंक्तीच्या (spectrum) खास अभ्यासाकरिता अवकाशात भरपूर मोहीमा पाठविण्यात आल्या आहेत. यातल्या काही महत्त्वाच्या पुढीलप्रमाणे

1) चंद्रा मोहीम (Chandra X-ray Observatory)

24 एप्रिल 1999 रोजी ही मोहीम अवकाशात सोडण्यात आली. पण हबलच्या उलट ही दुर्बिण फक्त आणि फक्त क्ष किरणांचा अभ्यास करते. या प्रकारची दुर्बीण बनविणे अत्यंत कठीण काम आहे, क्ष किरण जवळपास प्रत्येक गोष्टीच्या आरपार जाऊ शकतात. त्यामुळे क्ष किरण परावर्तित करण्यासाठी सोने, चांदी किंवा प्लॅटिनम यांच्यापासून बनवलेल्या जाड आरशांची गरज भासते. तसेच या दुर्बिणीला चंद्रा हे नाव सुप्रसिद्ध खगोलशात्रज्ञ सुब्रमण्यम चंद्रशेखर यांच्यावरून देण्यात आले होते. त्यांचा जन्म जरी भारतात झाला असला तरी त्यांनी अमेरिकेचे नागरिकत्व स्वीकारले होते. पण यामुळे त्यांनी खगोलशास्त्राला दिलेल्या योगदानात जरासुद्धा फरक पडत नाही. त्यांना 1983 साली ताऱ्यांच्या उत्क्रांतीच्या शोधाबद्दल नोबेल पारितोषिक देण्यात आलं होतं. त्यांच्या सिद्धांतानुसार एखादा तारा आपल्या सूर्याच्या 1.4 पटीने मोठा असेल तर तो मरताना अगदी एका फुग्याप्रमाणे  फुटतो त्याला सुपरनोव्हा (supernova) म्हणतात. यातूनच पुढे कृष्णविवर (black holes) किंवा श्वेत बटू (white dwarf) ची निर्मिती होते. यामुळे कृष्णविवरांच्या अध्यायनामध्ये त्यांच्या सिद्धांतामुळे क्रांतिकारी बदल झाले, त्याचप्रमाणे ही दुर्बीणसुद्धा मुख्यत्वे कृष्णविवर आणि कृष्णपदार्थ (Dark Matter) यांच्या निरीक्षणासाठी होती. याच  कारणामुळे या दुर्बिणीला चंद्रा असे नाव देण्यात आले. या दुर्बिणीने आतापर्यंत काही अत्यंत महत्वाचे शोध लावले आहेत. आपल्या विश्वाच्या संपूर्ण वस्तुमानापैकी फक्त 5% वस्तुमान आपल्या डोळ्याला दिसणाऱ्या पदार्थ आणि ऊर्जेचे आहे. आणि उरलेले 95% वस्तुमान कृष्णपदार्थ आणि कृष्णउर्जेचे (Dark Energy) चे आहे. या गोष्टी आपल्या डोळ्याला दिसत नसल्या तरी त्यांची गुरुत्वाकर्षण शक्ती (Gravitational Force) आपल्याला जाणवते. अशी नाही गूढ कोडी उलगडण्यामध्ये चंद्रा दुर्बीण मैलाचा दगड ठरली आहे यात तिळमात्रही शंका नाही.

2) स्पिट्झर मोहीम :

          लेमन स्पिट्झर यांचे नाव देण्यात आलेली ही  मोहीम 18 डिसेंबर 2003 रोजी अवकाशात सोडण्यात आली. तसेच ही दुर्बीण फक्त अवरक्त किरणांचाच (Infrared Waves) अभ्यास करते. अवरक्त किरणे ही अतिशय गरम वस्तूमधून बाहेर पडतात. ज्याप्रमाणे एक ढग अवकाशाचे दृश्य अडवतो त्याचप्रमाणे पृथ्वीही बाकीची अवरक्त किरणे अडवते. पृथ्वी स्वतःचं एका गरम दगडाचा गोळा असल्यामुळे ती स्वतःची अवरक्त किरणे तयार करते त्यामुळे बाकीच्या अवरक्त किरणांचे पृथ्वीवरून अध्ययन करणे अवघड ठरते. पृथ्वीबाहेरील अवकाश पृथ्वीच्या मानाने थंड असल्याने तिथून निरीक्षण करणे फायद्याचे ठरते. सूर्य, बाकीचे तारे आणि सुपरनोव्हा यांचं अध्ययन आणि निरीक्षणाचे काम या मोहिमेने अगदी उत्तमरीत्या केले. 2009 साली या दुर्बिणीला थंड ठवणारा हेलियम वायू संपला आणि त्यामुळे याची महत्वाची उपकरणे बंद पडली. अजूनहि याची 2 उपकरणे चालू स्थितीत आहेत. अडीच वर्षांची मूळ योजना असलेली ही मोहीम गेली 14 वर्षे काम करते आहे हे एक आश्चर्यच म्हणावं लागेल.

3) ॅस्ट्रोसॅट मोहीम :

          28 सप्टेंबर 2015 रोजी सोडलेल्या या  मोहिमेला पुढच्या आठवड्यात 2 वर्षे पूर्ण होत आहेत. वेगवेगळ्या किरणांचा अभ्यास करू शकणारी भारताची पहिली आणि एकमेव मोहीम आहे. ही दुर्बीण ‘क्ष’ किरण, अतिनील किरण आणि दृश्य किरणांचा अभ्यास करू शकते. या आधी 1975 साली भारताने आर्यभट्ट मोहीमसुद्धा अवकाशात सोडली होती, पण ती फक्त क्ष किरणांचा अभ्यास करण्यासाठीच बनली होती. (भारताची पहिलीवहिली अवकाश मोहीम बनण्याचा मानसुद्धा आर्यभट्टला जातो). ही दुर्बीण अवकाशात सोडण्याआधी भारतीय शास्त्रज्ञांना विकसित देशांच्या दुर्बिणींवर अवलंबून राहावे लागत असे. आता अ‍ॅस्ट्रोसॅटमुळे भारतीय शास्त्रज्ञांना अवकाश निरीक्षण करणे सोपे जाईल.

भविष्यातील मोहिमा :

1) जेम्स वेब मोहीम :

हबलची वारसदार म्हणून या दुर्बिणीकडे पहिले जाते. 6500 किलो वजनाची आणि तब्ब्ल 18  मोठ्या षट्कोनी आरशांपासून तयार केलेली ही दुर्बीण ही हबलला अगदी साजेल अशी आहे. जर सर्व काही वेळेत झालं, तर पुढच्या वर्षी ऑक्टोबर महिन्यात हि दुर्बीण अवकाशात झेपावेल. टेनिस कोर्टच्या आकाराची ही दुर्बीण हबलहून 7 पटीने अधिक शक्तिशाली आहे. याची अजून एक खासियत म्हणजे जेम्स वेब पृथ्वी आणि चंद्रामधील अंतराच्या 4 पट अंतरांवरून पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा घालेल, तसेच विश्वाच्या उत्पत्तीनंतर तयार झालेल्या पहिल्या दीर्घिका आणि तारकापुंजांना पाहणं सुद्धा हिला शक्य होईल. या दुर्बिणीला आधी ‘नेक्स्ट जनरेशन स्पेस टेलिस्कोप’ असे नाव द्यायचे ठरवले होते. पण जेम्स वेब यांच्या सन्मानाखातर या दुर्बिणीला त्यांचे नाव देण्यात आले. वेब हे नासाचे दुसरे प्रमुख होते आणि त्यांच्या काळात जेमिनी आणि मर्क्युरी मोहिमा घेण्यात आल्या होत्या.

2) आदित्य मोहीम :

सूर्याच्या निरीक्षणासाठीची हि एक भारतीय मोहीम असून याचं उड्डाण 2020 मध्ये प्रस्तावित आहे. सूर्याच्या अध्ययनासाठी आतापर्यंत विविध देशांच्या मोहिमा सूर्यापर्यंत गेल्या आहेत. पण भारताच्या वतीने जाणारी ही पहिलीच मोहीम असेल. सूर्याचे निरीक्षण करणे हे मानवासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे, कारण सूर्यामुळेच पृथ्वीवरील सजीव सृष्टीला ऊर्जा मिळते. सूर्य एकसारखा प्रकाश कधीही सोडत नाही. पृथ्वीप्रमाणे सूर्यावरही वादळे असतात, सूर्यावर डाग असतात, सूर्याचं चुंबकीय क्षेत्र असतं तसेच सर्वात महत्त्वाचं म्हणजे सूर्याचं वातावरण (CORON). त्यामुळे संभाव्य धोके आणि त्यांची पूर्वसूचना यांकरिता हि मोहीम महत्त्वाची ठरते.

या सर्व मोहिमांनी मानवाला विश्वाची जाणीव करून देण्यात मदत केली आहे. या प्रचंड अतिविशाल महाकाय विश्वामध्ये एका कुठल्यातरी आकाशगंगा नामक दीर्घिकेच्या सूर्य नावाच्या ताऱ्याभोवती पृथ्वी नावाचा कुठलातरी एक खडकाळ ग्रह आणि त्याही पृथ्वीवर 71% पाणी उरलेली 29% जमिनीवर आपण सगळे एवढे महत्त्वाचे का ठरतो? याचं उत्तर म्हणजे फक्त आणि फक्त आपल्या नवं जाणून घ्यायच्या वृत्तीमुळेच. ही वृत्ती आपल्याला एवढी फलदायी ठरली आहे कि आपल्या महासागरांपेक्षा आपल्याला 1100 कोटी प्रकाशवर्षे लांब असलेल्या दीर्घिकांबद्दल जास्त माहिती आहे. आणि यामध्ये फक्त हबलच नाही तर हबलसारख्या अनेक  मोहिमांचा, हबलएवढाच वाटा आहे हे वाक्य म्हणण्यात किंचितही अतिशयोक्ती होणार नाही.

लेखक : संदेश जोशी
संपर्क : swatantranagrik@gmail.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *