शोध नव्या दीर्घिकासमूहाचा

प्रा. संजय ढोले
रविवार, 23 जुलै 2017

कित्येक प्रकाशवर्षं दूर असलेल्या दीर्घिकासमूहाचा शोध भारतीय संशोधकांनी लावला असून, त्यांत पुण्यातल्या ‘आयुका’, ‘आयसर’ या संस्थांचा वाटा मोठा आहे. ‘सरस्वती’ असं नाव या समूहाला देण्यात आलं आहे. या शोधाचं महत्त्व, त्यासाठी संशोधकांनी घेतलेली मेहनत, भविष्यातले परिणाम आदी गोष्टींवर नजर. 
 

मानवी मन कमालीचं गुंतागुंतीचं आहे. सैरभैर होऊन नेहमीच नावीन्याचा शोध घेण्याचा प्रयत्नात असतं. बुद्धिमत्तेच्या, कुतूहलाच्या जोरावर मानव  अतिसूक्ष्मतेचा वेध घेण्यासोबतच, या विशाल विश्‍वाचा वेध घेण्याचा प्रयत्न सातत्यानं करताना दिसतो आहे. त्यात तो यशस्वी होतो आहे. डोळ्यांच्या क्षमतेच्या, दृष्टीच्या अलीकडं आणि पलीकडं तो- त्यानंच शोधलेल्या नवतंत्रज्ञानाच्या साह्यानं कधीच पोचला आहे. म्हणून वेगवेगळ्या टप्प्यांवर निसर्गातली रहस्यं उलगडताना दिसत आहेत. मानवानं स्वतःच्या बुद्धिमत्तेच्या जोरावर उत्क्रांत होऊन, निसर्गातल्या रहस्यांचा शोध घेतलेला आहे आणि निसर्गात अजूनही अगणित अशी गूढ रहस्यं दडलेली आहेत. त्याचाच शोध घेण्याचा मानवाचा प्रयत्न निश्‍चितच स्तुत्य आहे. असं म्हटलं जातं, की मानवानं अजूनही पूर्णपणे आपल्या मेंदूच्या क्षमतेचा वापर केलेला नाही. तीच क्षमता दहा टक्‍क्‍यांपर्यंत जरी वापरली गेली, तरी निसर्गातली आणि या विश्‍वातली अनाकलनीय अशी रहस्यं निश्‍चित उलगडली जातील, एवढं मात्र नक्की. 

ही मानवी मेंदूची प्रस्तावना सांगण्याचं कारण म्हणजे काही दिवसांपूर्वीच पृथ्वीपासून आणि आपल्या आकाशगंगेपासून सुमारे चार अब्ज प्रकाशवर्षं दूर असणाऱ्या दीर्घिकांच्या एका प्रचंड समूहांचा शोध घेण्यात भारतीय शास्त्रज्ञांना यश आलं आहे. हे शास्त्रज्ञ म्हणजेच जॉयदीप बागची, शिशिर सांख्ययन, प्रकाश सरकार, सौमक रॉयचौधरी, जो जॅकोब आणि प्रतीक दाभाडे आयुका, आयसर (पुणे), नॅशनल इन्स्टिटयूट ऑफ टेक्‍नॉलॉजी (जमशेदपूर) आणि न्यूमन कॉलेज (केरळ) या संशोधन संस्था आणि महाविद्यालयांशी निगडित आहेत. या शास्त्रज्ञांच्या समूहाला खऱ्या अर्थानं  विश्‍वातल्या प्रचंड मोठ्या दीर्घिकाच्या समूहाच्या शोधाचा खगोलीय आविष्कार पाहता आला. ही खरोखरच या शतकातली एकमेवाद्वितीय अशी घटना असून, त्यांचा शोध भारतातर्फे घेण्यात आला हे महत्त्वाचं. ही घटना निश्‍चितच एका रात्रीत घडलेली नाही. त्यासाठी या शास्त्रज्ञांचे अथक परिश्रम आहेत. सातत्यानं गेली पंधरा वर्षं ते खगोलीय हालचालींवर लक्ष ठेवून होते. नोंदी घेत होते. चर्चा करीत होते. निरीक्षणांतून अजून पाठपुरावा करत होते. या दीर्घिकांच्या समूहांचा एकूणच रचना, स्थान आणि अंतराची कल्पना आणि आत्मविश्‍वास येताच त्यांनी हे संशोधन जगजाहीर केलं. त्यामागचे परिश्रम काय होते, हे पाहण्याआधी चार अब्ज प्रकाशवर्षांपर्यंतचा प्रवास मानव कसा करू शकला, हे पाहणं निश्‍चितच उचित ठरेल. त्यासाठी थोडंसं इतिहासात डोकावून पाहावं लागेल.

दुर्बिणीचा शोधानंतर चालना
पूर्वीच्या काळी कुठलीही उपकरणं आणि साधनं नसताना, संशोधक या विशाल अवकाशाचा वेध खुल्या डोळ्यांनी घेत असत. लुकलुकणारे तारे बघताना काही आकृतिबंध, अनुमान मांडत असत. पृथ्वी स्वतःभोवती फिरत असतानाच सूर्याभोवती फिरते, हे मात्र मानवाला ठाऊक असल्यानं, अवकाशाच्या वेगवेगळ्या भागांचं निरीक्षण करता येतं, हे लक्षात आलं आणि शिवाय त्याची एका वर्षानंतर पुनरावृत्तीही होते, हे दिसलं. पूर्वी मानवासाठी भारतीयांनी बारा राशींचा आधार घेतला होता आणि त्याला गोंडस नावंही दिलेली आहेत. चंद्राच्या कक्षेसाठी वृत्तावर सत्तावीस नक्षत्रांची कल्पना केली आहे. त्यांनाही विशिष्ट नावं दिलेली आहेत. प्रत्येक दिवशी चंद्र एक नक्षत्र पार करतो आणि एका राशीत दोन दिवस असतो, तर सूर्य मात्र राशीत एक महिना असतो.  या व्यतिरिक्त बारा राशी निर्माण होण्याचं कारण म्हणजे पृथ्वीला सूर्याभोवती प्रदक्षिणा करण्यास बारा महिने लागतात आणि चंद्राला पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा करण्यास २७ दिवस लागतात. म्हणूनच २७ नक्षत्रं बनली आहेत. भारतीय शास्त्रज्ञांना ज्या प्रचंड दीर्घिकासमूहाचा शोध लागला आहे, तो रेवती या नक्षत्राच्या दिशेत स्थित आहे, हे यावरूनच कळलं. म्हणूनच शास्त्रज्ञांच्या निरीक्षणास खूपच महत्त्व आहे. पूर्वी या अशाच निरीक्षणांवर संशोधक व तत्त्ववेत्त्यांचा भर असायचा आणि गणितांच्या आधारानं ते भाकितं करत असत.

मात्र, पुढच्या काळात गॅलिलिओनं दुर्बिणीचा शोध लावल्यानंतर विविध देशांत दुर्बिणींची निर्मिती होऊ लागली आणि त्यांच्या साह्यानं ग्रह-ताऱ्यांचा दूरपर्यंत वेध घेण्याचं काम सुरू झालं. याशिवाय ग्रह-ताऱ्यांतल्या अंतर मोजणीतही आमूलाग्र बदल झाला. सूर्याच्या जवळच्या ग्रहांची मोजणी किलोमीटर या मापनात सहज शक्‍य होते; पण दूरवर असलेल्या ताऱ्यांचा मोजणीसाठी मात्र हे मापन पुरेसं वाटत नव्हतं. त्यासाठी एका नव्या मापनाची योजना शास्त्रज्ञांनी केली. यासाठी प्रामुख्यानं प्रकाशवेगाचा उपयोग केला गेला. कारण बहुसंख्य तारे हे स्वयंप्रकाशित असल्यानं आणि प्रकाशाचा वेग शास्त्रज्ञांनी मोजला असल्यानं नव्या अंतरमोजणीसाठी प्रकाशाचा उपयोग करण्याचं ठरलं. एका सेकंदात प्रकाश जेवढं अंतर कापतो, त्या अंतराला प्रकाशसेकंद असे म्हणतात. प्रकाशसेकंद म्हणजेच तीन लाख किलोमीटर अंतर होय. याचाच अवलंब करत प्रकाशमिनिट (१.८x१०१० मीटर), प्रकाशतास (३.६x१०११ मीटर), प्रकाशदिवस (८२.५९x१०१३ मीटर), प्रकाशवर्ष (९.४६x१०१५ मीटर), प्रकाशशतक (९.४६x१०१७ मीटर) असे अंतरमापक पुढं आले. एक प्रकाशवर्ष म्हणजे प्रकाशानं एका वर्षात कापलेलं अंतर असतं. याच मापकाचा उपयोग करून आणि दुर्बिणीच्या साह्यानं शास्त्रज्ञ काही अब्ज प्रकाशवर्षापर्यंतचा वेध घेऊ लागले आहेत. 

आकाशगंगांचा वेध
दुर्बिणीचा उपयोग करून अवकाशनिरीक्षणाचा शास्त्रज्ञांचा आत्मविश्‍वास मात्र दुणावला होता. दुर्बिणीच्या माध्यमातून त्यांची नजर या अवकाशात दूरवर भिरभिरू लागली. अशाच एका निरीक्षणात त्यांना बहुतांशी तारे हे एकाच पट्ट्यात दाटीवाटीनं सामावलेले दिसले.  याच पट्ट्याला ‘मिल्की वे’ (आकाशगंगा) हे नाव देण्यात आलं. सर विल्यम हर्शल या शास्त्रज्ञानं मात्र पुढं दुर्बिणीच्या रचनेत बराच बदल घडवून ४८ व्यासाची दुर्बिण बनवली. पुढं त्याच दुर्बिणीचा उपयोग करून, अनेक ताऱ्यांच्या स्थानांची निरीक्षणं करण्यात आली आणि आकाशगंगा या एका प्रचंड तारकासमूहांचा किंवा दीर्घिकांचा समूह असून, सूर्य हा अतिसामान्य तारा असल्याचं कळलं. खरं तर तारकासमूहांबद्दल अधिक कल्पना सुस्पष्ट व्हायला मात्र शंभर वर्षांचा काळ गेला.
पुढं विसाव्या शतकाच्या प्रारंभी खगोलशास्त्रज्ञांनी अतिशय कार्यक्षम दुर्बिणी विकसित केल्या आणि निरीक्षणासाठी उपलब्ध होऊ लागल्या. जास्त दूरवरील अवकाश टप्प्यात येऊ लागलं. परिणामी विश्‍वातल्या इतर दीर्घिका नजरेस पडू लागल्या. बहुसंख्य शास्त्रज्ञ वेगवेगळ्या दीर्घिकांची पद्धतशीरपणे निरीक्षणं करू लागले. शिवाय दुर्बिणीच्या जोडीला इतर इलेक्‍ट्रॉनिक उपकरणं कार्यक्षम झाली होती. संगणकांचाही उपयोग भरपूर होऊ लागला. त्यामुळं वेधपद्धतीत आमूलाग्र बदल होत तिची वाटचाल आजपर्यंतच्या टप्प्यात झाली.

इसवीसन १९२४मध्ये एडविन हबल या शास्त्रज्ञाला विश्‍वातले तारे वेगवेगळ्या तारकासमूहात विभागलेले, असून ते परस्परापासून दूर आहेत, असं सांगितलं. त्यांची पृथ्वीपासून आणि परस्परांतली अंतरं ठरवणं मोठं कठीण होत होतं. ते मात्र हबलनं अप्रत्यक्ष पद्धतीत प्रकाशक्षमतेच्या आधारावर मोजलं. या समजुतीचा वापर करून, हबलनं नऊ दीर्घिकांचं पृथ्वीपासूनचं अंतर निश्‍चित केलं. त्याच्या अत्याधुनिक दुर्बिणीचा वापर करून विश्‍वात अब्जावधी आकाशगंगा असल्याची खात्री शास्त्रज्ञांना झाली. यानंतर मात्र हबलनं बुद्धिमत्तेच्या जोरावर आणि अथक परिश्रमांचा आधार घेऊन विश्‍वातलं गूढ उकलायला सुरवात केली. महास्फोटाचा सिद्धांत व हे विश्‍व प्रसरण पावत आहे, असा सिध्दांत त्यानं १९२९मध्ये प्रसिद्ध केला. हा सिद्धांत विसाव्या शतकातला ‘मैलाचा दगड’ ठरलेला आहे. आजही विविध प्रयोगांद्वारे या सिद्धांतातली भाकितं खरी ठरत आहेत आणि पुढंही त्यांना दुजोरा मिळत राहील, यात शंका नाही. हबलनुसार, ‘हे विश्‍व प्रसरणशील आहे. त्यात अब्जावधी दीर्घिका आणि आकाशगंगा एकमेकांपासून लांब जात आहेत.’ चार अब्ज प्रकाशवर्षांपर्यंतची मजल आता शास्त्रज्ञांनी मारलेलीच आहे. या विश्‍वाच्या परिसीमेची कल्पना मानवानं उपकरणांच्या साह्यानं १०२६ मीटरपर्यंत आधीच केलेली आहे; पण पुढंही ते प्रसरण पावतच आहे आणि नवीन आकाशगंगाचा उदय होतच आहे. हे सर्वच मती गुंग करणारं आहे. तरीही शास्त्रज्ञ पाठपुरावा करतच आहेत.
हबलनं निरीक्षणांद्वारे ॲड्रोमिडा (देवयानी) किंवा एम-३१ दीर्घिका असल्याचं दाखवून दिलं आणि शिवाय हे तारकापुंज एकमेकांपासून दूर जात असल्याची महत्त्वपूर्ण नोंद केली. दीर्घिका एकमेकांपासून दूर जात आहेत आणि आपल्यापासून दीर्घिका जेवढी लांब अंतरावर, तेवढा तिचा दूर जाण्याचा वेग जास्त, असंही नमूद केलं. 

आधुनिक विज्ञानाचा हातभार
आजचा काळ अत्याधुनिक दुर्बिणी आणि उपकरणांचा आहे. वेगवान सुपरसंगणकांचा आहे. त्यामुळे मानवी नजर विस्तारित अब्जावधी प्रकाशवर्षांपर्यंत येऊन पोचली आहे. तरीही त्याला अंत दिसत नाही. अद्‌भुत अशी विश्‍वं सापडत आहेत. महाकाय तारकापुंज सापडत आहेत. अथक परिश्रमांनी भारतीय शास्त्रज्ञांनी महाकाय दीर्घिकासमूहांचा शोध लावला आहे. हा शोध खरं तर आजच्या अत्याधुनिक विज्ञानाचाच परिपाक आहे. अतिशय सक्षम व कार्यक्षम अशा दुर्बिणीचा वापर त्यांनी यासाठी केला. ‘स्लोअन डिजिटल स्काय सर्व्हे‘ या दुर्बिणीच्या साह्यानं हा शोध त्यांनी लावला. आल्फ्रेड स्लोअन फाऊंडेशननं या प्रकल्पाला मोठा निधी उपलब्ध करून दिल्यानं त्यांचंच नाव या प्रकल्पाला देण्यात आलं आहे...आणि ही दुर्बिण अमेरिकेतल्या न्यू मेक्‍सिको या शहरातल्या आपाचे पॉइंट ऑब्झर्व्हेटरी इथं बसवण्यात आलेली आहे. तिचा मुख्य हेतू म्हणजे दूरवर अवकाशाचं निरीक्षण करून चहूबाजूंनी संकेतांच्या माध्यमांतून माहिती उपलब्ध करून देणं हा आहे...आणि शास्त्रज्ञ याच माहितीचं अवलोकन आणि पृथक्करण सातत्यानं करत आहेत.

आतापर्यंत अस्तित्वात असणाऱ्या इतर खगोलीय सर्वेक्षण दुर्बिणींपेक्षा स्लोअन डिजिटल सर्व्हे ही जगातली सर्वांत मोठी, तपशीलवार आणि नियमित खगोलीय सर्वेक्षण मांडणारी दुर्बिण आहे. या दुर्बिणीचा मुख्य हेतू म्हणजे मोठ्या प्रमाणावर होणारी प्रसरणशीलता, विश्‍वाचा आकार, तारे आणि दीर्घिकांची निर्मिती, ‘मिल्की वे’ या आकाशगंगेचा इतिहास आणि कृष्णपदार्थसंबंधीच्या विज्ञानाची उकल करणं हा आहे. विश्‍वाच्या उत्पत्तीसंदर्भात महत्त्वाचे मूलभूत प्रश्‍न उपस्थित करणं या दुर्बिणीद्वारे साध्य होतं. या सर्वेक्षणाची माहिती त्या-त्या वेळी लोकांसाठी खुली केली जाते. यामध्ये मुख्यत्वे शास्त्रज्ञांनी आतापर्यंत सर्वेक्षणाची माहिती वापरून १००० शोधनिबंध लिहिले असून, ५८०० शोधनिबंधाना एकूण २,४५,००० वेळा उद्धृृत करण्यात आलं आहे.

‘सरस्वती’चं नाव
याच आंतरराष्ट्रीय सर्वेक्षणाचा वापर करून भारतीय शास्त्रज्ञांनी महाकाय दीर्घिकासमूहाचा शोध लावला. या समूहात हजारो दीर्घिकांचा सहभाग असणारे ४३ समूह असून, त्यांचं एकत्रित वस्तुमान दोन कोटी अब्ज सूर्यांइतकं असावं, अशी शक्‍यता आहे. दीर्घिकांच्या या समूहाची व्याप्ती ६० कोटी प्रकाशवर्षं इतकी आहे. या समूहालाच भारतीय शास्त्रज्ञांनी ‘सरस्वती’ हे समर्पक नाव दिलं आहे. सरस्वती विद्या, कला, संगीत आणि निसर्गाची प्राचीन देवता असून, ऋग्वेदात सरस्वती या नदीचाही उल्लेख आहे. अनेक प्रवाह एकत्र येऊन, सतत प्रवाही असलेल्या सरस्वती नदीकाठी वेदांची रचना झाली, असं मानलं जातं. सरस्वती महासमूहातही दीर्घिकांचे अनेक समूह एकत्र येऊन तयार झाले असल्यानं त्याचं नामकरण ‘सरस्वती’ करण्यात आल्याचं शास्त्रज्ञांनी शोधनिबंधात म्हटलं आहे. हा शोधनिबंध ‘अमेरिकन ॲस्ट्रॉनॉमिकल सोसायटी’च्या ‘द ॲस्ट्रोफिजिकल जर्नल’ या मानाच्या नियतकालीकात प्रसिद्ध होणार आणि प्रसिद्ध झाल्यानंतर आंतरराष्ट्रीय पातळीवर शास्त्रज्ञांमध्ये त्याची सखोल चर्चा घडून येणार हे निश्‍चित.

प्रयोजन काय?
अब्जावधी प्रकाशवर्षं दूरवर असणारे ग्रह, मालिका, दीर्घिका आणि आकाशगंगा यांचा शोध घेण्यात काय हशील आहे, असा प्रश्‍न सर्वसामान्यांना पडतो. पृथ्वीवरच्या आजच्या व्यवहारांतले प्रश्‍न मुळात गंभीर असताना अशा तत्सम प्रयोगांवर अब्जावधी रुपये खर्च करून लावलेल्या शोधाचा वर्तमानात फायदा काय, असा प्रश्‍न विचारला जातो. प्रकाशाच्या वेगानं येणारे संकेत आज आपण पकडू शकलो आहोत. ते संकेत चार अब्ज प्रकाशवर्षं दूर अंतरावर असल्याचं निश्‍चित झालं असल्यामुळं या घडीला तो तारकासमूह अस्तित्वात असेल किंवा नाही, हेही आपण सांगू शकत नाही. त्याची वर्तमान स्थिती काय, हे सांगणंही कठीण आहे. मग त्यामध्ये उपयुक्त गोष्टी कशा शोधता येतील? जरी उपयुक्तता सिद्ध झाली, तरी अशा दूरवर असणाऱ्या दीर्घिकांमध्ये मानवी स्थलांतर केवळ अशक्‍य आहे. असे बहुसंख्य प्रश्‍न समाजपंडिताच्या मनात घर करून असले, तरी आयुका आणि आयसरमधल्या शास्त्रज्ञांनी लावलेल्या शोधाचं महत्त्व मुळीच कमी होत नाही. त्या-त्या विषयात आणि क्षेत्रात या शोधाचं मोठं योगदान आहे. एक मात्र निश्‍चित, की असे प्रश्‍न विचारले जात असले, तरी शास्त्रज्ञ मंडळी त्याची तमा बाळगत नाहीत. ते संशोधन करत राहतात. कारण सूर्य आणि पर्यायानं पृथ्वीवरच्या जीवसृष्टीचा अंतही कधीतरी होणार, हे निश्‍चित असलं, तरी शास्त्रज्ञ म्हणूनच अशा प्रयोगांद्वारे पुढच्या पाचशे-हजार वर्षांचा विचार करतात. पुढंही जीवसृष्टी टिकून राहावी, यासाठी त्यांचे प्रयत्न सुरू असतात. आज तरी या शोधाचे महत्त्व वाटत नसलं, तरी भविष्यात त्याचा उपयोग होऊ शकतो. कदाचित चार अब्ज प्रकाशवर्षं दूर असलेल्या दीर्घिकासमूहात एखादा पृथ्वीसदृश ग्रह असण्याची शक्‍यता नाकारता येत नाही. शिवाय तिथल्या एखाद्या ग्रहावर जीवसृष्टी अस्तित्वात असल्याचे संकेतही मिळू शकतील. असं बरंच महत्त्व या शोधाला आहे. या व्यतिरिक्त विश्‍वाची उत्पत्ती, कृष्णविवरं, समांतर विश्‍वं, विश्‍वाची सध्याची अवस्था, कृष्णऊर्जा, कृष्णपदार्थ आणि विविध खगोलीय घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी हे संशोधन खूपच उपयुक्त ठरणार आहे. म्हणूनच ते वर्तमानातही मोलाचं ठरतं. विश्‍वाची उत्पत्ती हे मानवासाठी अजूनही मोठं कोडं आहे. ते कोडं सोडविण्यासाठी या अशा शोधांचा भविष्यात निश्‍चितच उपयोग होऊ शकेल, यात शंका नाही.