वैज्ञानिक संशोधनाला वाहून घेऊन मानवी जीवन आणखी पुढे नेणाऱ्या नोबेलविजेत्या शास्त्रज्ञांविषयी व्यापक कुतूहल असते. त्यांच्या संशोधनाचे स्वरूप आणि त्याचे मर्म विशद करणारा लेख.

कृष्णविवराच्या संबंधित केलेल्या संशोधनाबद्दल प्रो. रॉजर पेनरोज (ऑक्‍सफर्ड युनिव्हर्सिटी, युके), राईनहार्ड गेंझेल (कॅलिफोर्निया युनिव्हर्सिटी, बर्कले, मॅक्‍स प्लॅन्क इन्स्टिट्यूट ऑफ एक्‍स्ट्रा-टेरेस्ट्रियल फिजिक्‍स, जर्मनी) आणि अँड्रिया घेझ (कॅलिफोर्निया युनिव्हर्सिटी, एल. ए.) या तिघांना यांना भौतिकीशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक जाहीर झाले आहे. प्रो. पेनरोज गणिताचे (सैद्धांतिक भौतिकीशास्त्राचे) प्राध्यापक आहेत.

- ताज्या बातम्यांसाठी डाऊनलोड करा ई-सकाळचे ऍप

अल्बर्ट आइन्स्टाईन यांनी १९१६मध्ये सापेक्षतेचा व्यापक सिद्धांत प्रसिद्ध केला होता. त्याचा उपयोग विश्वातील विस्मयकारक गोष्टींचा उलगडा होण्यासाठी झाला; आणि अजूनही होतोय. या सिद्धांतावर आधारित एक सूत्र पुढच्याच वर्षी जर्मनीचे खगोलशास्त्रज्ञ कार्ल श्वार्झचाईल्ड यांनी सिद्ध केले. त्यानुसार विश्वामध्ये प्रचंड गुरुत्वकर्षण असणाऱ्या वस्तूचे अस्तित्व असल्याचे सूचित झाले.  लवकरच याला ब्लॅक होल किंवा (कृष्णविवर) नावाने ओळखले गेले. या सूत्रामुळे कृष्णविवर असेल तर ते विद्युतभारित असेल हे रैसनेर आणि नॉर्डस्ट्रॉम यांनी सूचित केले. कृष्णविवर ही अद्भुत संकल्पना दृढ होत गेली.

- पुण्याच्या बातम्या वाचण्यासाठी येथे ► क्लिक करा

सूर्याच्या हजारो पट वस्तुमान असलेल्या ताऱ्याचा स्फोट झाला की त्याच्या गाभ्याचे कृष्णविवरात रूपांतर होते. कल्पनातीत असलेल्या गुरुत्वाकर्षणामुळे कृष्णविवरामधून प्रकाश उत्सर्जित होत नाही. याला इव्हेन्ट होरायझन नाव आहे. याचा अर्थ कृष्णविवर आहे, पण दृश्‍यस्वरूपात नाही. या वर्षीचे एक नोबेल मानकरी रॉजर पेनरोज यांनी कृष्णविवराच्या आत एका बिंदूत एकवटलेले वस्तुमान, म्हणजे ‘सिंग्युलॅरिटी‘ असलीच पाहिजे असे ठामपणे प्रतिपादन केले होते. या बिंदूपाशी फिजिक्‍सचे नियम संपुष्टात येतातच; पण ‘काळ‘ ही कल्पना पूर्णतः गळून पडते! आईन्स्टाईन यांच्या व्यापक सापेक्षतेच्या सिद्धांताचे पडसाद खगोलशास्त्राचे संशोधन करताना सातत्याने बरोबर असल्याचे दिसून येतात.

पृथ्वीवरून चालताना आपल्या पायां जवळचा ‘काळ‘ प्रतितास एक हजार कोट्यांश सेकंद डोक्‍या वरून जाणाऱ्या ‘काळा‘पेक्षा हळू जातो. एवढा गुरुत्वाकर्षण आणि काळ यांचा घनिष्ठ संबंध आहे. हे निष्कर्ष रॉजर पेनरोज यांनी सूचित केले आहेत. आज नव्वदीत  असलेले ज्येष्ठ खगोलशास्त्रज्ञ रॉजर पेनरोज २०१० मध्ये नाताळच्या सुटीत पुण्याला आले होते तेव्हा त्यांनी आयुका आणि आयसर या संस्थांमध्ये भेटी दिल्या  होत्या. त्या वेळी त्यांनी दिलेले ‘सिईंग थ्रू दि बिग बॅंग इन टू अनदर वर्ल्ड‘ हे व्याख्यान बरेच गाजले होते.

राईनहार्ड गेंझेल आणि अँड्रिया घेझ या दोघांनाही आपल्या आकाशगंगेमध्ये, म्हणजे मिल्की वे या दीर्घिकेच्या साधारण मध्यभागी अतिविशाल अशा कृष्णविवराचे अस्तित्व सिद्ध केलंय. अँड्रिया गेझ युनिव्हर्सिटी ऑफ कॅलिफोर्निया (लॉस एंजेलस) मध्ये संशोधन करत असून त्या फिजिक्‍स विषयातील नोबेल पारितोषिक मिळवणाऱ्या चौथ्या महिला शास्त्रज्ञ आहेत.

गेझ आणि गेंझेल यांनी आपल्या आकाशगंगेच्या मध्यभागी सुमारे २६ हजार प्रकाश वर्षे अंतरावर लक्ष केंद्रित केलं. तिथं त्यांना अतिलाल किरणांच्या माध्यमाचा उपयोग केल्यावर अतिदाट धूलिकणांच्या ढगांचे अस्तित्व लक्षात आले. त्यामध्ये अनेक सूर्य सभोवताली त्यांच्या विशिष्ट कक्षेत गोल फिरत होते.

मध्यभागी नक्की काय आहे, हे मात्र कळत नव्हते. अर्थातच ते कृष्णविवरच होते! त्यांचे केलेले निरीक्षण एका विशिष्ट ताऱ्याकडे होते. कृष्णविवराभोवती एक प्रदक्षिणा घालायला त्याला १६ वर्षे लागली. तो तारा कृष्णविवरापासून १७ प्रकाश तास अंतरावरून प्रदक्षिणा घालत होता. या कृष्णविवराच्या अंतर्भागातील वस्तुमान सुमारे लाख (आपल्या) सूर्यां इतके असू शकते. या तिन्ही संशोधकांना ‘सितारों के आगे जहाँ और भी है (ताऱ्यांच्या पुढे अजूनही खूप मोठे विश्‍व पसरले आहे)...’ अशी अनुभूती आली असणार यात शंका नाही!

वैद्यकशास्त्र : आपल्या शरीराच्या आतील सर्वात मोठे इंद्रिय (ग्रंथी) यकृत आहे. ते वजनानेही जड असून अनेक रसायनांचे भांडार आहे. अ, ड, इ आणि के सारख्या जीवनसत्त्वांसह, खनिजे आणि ग्लुकोज शर्करा यकृतात साठवली जाते. येथे कर्बोदके, प्रथिने, मेदाम्ले अशा खाद्यान्न घटकांचे पचन करण्यासाठी पित्तरसाची निर्मिती होते. यकृतात मद्य किंवा अन्य अपायकारक पदार्थांचा निचरा होतो.  कोलेस्टेरॉल आणि हॉर्मोनचे नियंत्रण करणे, आदी ५०० कामे आपले यकृत पार पाडत असते. या ग्रंथीचा कोणताही आजार गंभीरच म्हणायचा. सुदैवाने त्यावर गुणकारी वैद्यकीय उपचार उपलब्ध झाले आहेत.

हेपॅटिटीस ए, बी आणि सी विषाणूंमुळे यकृताच्या कार्यात मोठे अडथळे येतात. यामुळे जगात प्रतिवर्षी सात कोटी लोक आजारी पडतात आणि चार लाख रुग्णांचा बळी जातो. दूषित पाणी आणि अन्नपदार्थ हिपॅटायटिस ए व्हायला कारणीभूत असतात.  पण योग्य उपचारानंतर रुग्ण बरा होतो.

काही रुग्णांना रक्त द्यायची पाळी येते. त्या रक्तामार्फत आणि शरीरातील काही द्रव पदार्थामुळे हिपॅटायटिस बी होऊ शकतो. तो रुग्णास ‘ए‘ पेक्षा जास्त घातक आहे. तो बरा होण्यासाठी दीर्घकाळ उपचार घ्यावे लागतात.

हिपॅटायटिस बी विषाणूचा शोध लावून बरूच ब्ल्यूमबर्ग यांना १९७६ चे नोबेल मिळाले होते. नंतर रक्तपेढीमधील रक्त ‘बी‘विषाणू विरहित आहे की नाही, हे संवेदनशील चाचणी करून तपासले जाऊ लागले. तरीही रुग्णांच्या यकृताला एका वेगळ्याच विषाणूने संसर्ग केल्याचे लक्षात येऊ लागले. तो विषाणू म्हणजे रक्तातून संक्रमणित होणारा हिपॅटायटिस सी. यामुळे यकृताचा सिऱ्होसिस हा रोग होतो.त्यातून कर्करोग उद्भवतो. हा आरएनए व्हायरस फ्लॅव्हिव्हायरस कुळाचा आहे. त्याचे रेण्वीय जीवशास्त्राच्या दृष्टीकोणातून संशोधन केले तेव्हा त्याच्या वाढीसाठी अत्यावश्‍यक असलेल्या जनुकांची क्रमवारी समजली. त्या आधारावर जनुक-अभियांत्रिकीच्या साह्याने अत्यंत गुणकारी विषाणूरोधक औषधे तयार करण्यात यश आले. या विषाणूचे काही वर्षात निर्मूलन होईल.

हिपॅटायटिस सी बाधित रुग्णांवर नवीन उपचार पद्धतीचा यशस्वी वापर होतोय. या संशोधनामुळे हार्वे आल्टर नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ हेल्थ, यु.एस.), मायकेल हॉग्टन (अल्बेर्टा युनिव्हर्सिटी, कॅनडा) आणि चार्ल्स राईस (रॉकेफेलर युनिव्हर्सिटी, न्यूयॉर्क) यांना यंदाचा वैद्यकशास्त्रातील नोबेल जाहीर झालाय.

रसायनशास्त्र : इम्यान्यूअल शापेंटिअर आणि जेनिफर डाऊना या दोन महिला शास्त्रज्ञांना क्रिस्पर कॅस ९ हे अभिनव तंत्र विकसित केल्याबद्दल नोबेल जाहीर झाले.  इम्यान्यूअल या जर्मनीमधील मॅक्‍स प्लॅन्क युनिट फॉर दि सायन्स ऑफ पॅथोजेन या संस्थेत कार्यरत आहेत. जेनिफर डाऊना या युनिव्हर्सिटी ऑफ कॅलिफोर्निया (बर्कले) येथे संशोधन करतात. जनुक उपचार पद्धतीमध्ये अनुवांशिक व्याधीवर उपचार करता येणं शक्‍य आहे. शेतकऱ्यांसाठी कीडरोधक दर्जेदार बियाणं तयार करण्यासाठी देखील नवीन पद्धत उपयुक्त राहील. त्याच प्रमाणे अनुवांशिक व्याधी हटवण्यासाठी; कदाचित ‘डिझायनर्स बेबी‘ला जन्म देण्यासाठी जनुकांमध्ये आवश्‍यक तो बदल करता येईल.

त्यासाठी जनुकांच्या (डीएनएच्या) क्रमवारी मध्ये बदल करावा लागतो. योग्य त्याच ठिकाणी त्या रेणूची साखळी तंतोतंतपणे तोडून आणि जोडून घ्यावी लागते. हे काम जमू शकते, पण सोपं नाही. इम्यान्यूअल आणि जेनिफर यांनी हे तंत्र सुलभपणे करता यावं म्हणून क्रिस्पर कॅस ९ नावाची पद्धत विकसित केली. ‘क्‍लस्टर्ड रेग्युलरली इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पॉलिड्रोमिक रिपीटस्‌‘ चे संक्षिप्त रूप म्हणजे क्रिस्पर कॅस ९ . क्रिस्पर हा डीएनएचा एक भाग आहे आणि कॅस हे एक प्रथिन (एंझाइम, जैविक उत्प्रेरक) आहे. ही अद्ययावत पद्धत जैवतंत्रज्ञानाच्या वाटचालीत उपयुक्त पडणार आहे. क्रिस्पर जनुक स्ट्रेप्टोकॉकस जीवाणू मध्ये आहे, असं २००७ मध्ये लक्षात आलं.

दह्याच्या विरजणात हा जीवाणू आढळतो. क्रिस्पर जनुक संबंधित जीवाणूचे विषाणूंपासून संरक्षण करू शकते. इम्यानुअल आणि जेनिफर यांना क्रिस्पर कॅस ९ चा उपयोग कोणत्याही डीएनएच्या क्रमवारीला पाहिजे त्या ठिकाणी कात्री सारखा कापण्यासाठी होऊ शकेल, हे जाणले. जिथं जनुक कापलेलं आहे, तेथे नियोजित जनुकांचा तुकडा जोडता येईल. याचा उपयोग जनुक अभियांत्रिकीच्या (जेनेटिक इंजिनिअरिंगच्या) तंत्रात होऊ लागला. सिकल सेल ॲनिमियासारख्या अनुवांशिक व्याधींपासून पीडितांची सुटका करता येईल.

जनुक उपचारपद्धती, पशुधन विकास, कृषी तंत्रज्ञान, नवीन औषधे, डिझायनर्स बेबी अशा भावी काळाच्या विकासात याचा उपयोग होईल होऊ शकतो. भारताच्या वैज्ञानिक आणि औद्योगिक संशोधन परिषदेशी संलग्न असलेल्या वैज्ञानिकांनी करोनाची चाचणी लवकर आणि अचूक व्हावी म्हणून एक स्वस्त आणि मस्त किट तयार केलेलं आहे. त्यात अत्याधुनिक क्रिस्पर कॅस तंत्राचा उपयोग करण्यात आला आहे.

Edited By - Prashant Patil