विश्‍वातील पहिले संयुग

सकाळ वृत्तसेवा
शनिवार, 11 मे 2019

‘बिग बॅंग’मुळे (महाविस्फोटाने) विश्‍वाच्या निर्मितीला सुरवात झाली. विश्‍वात सर्वप्रथम ज्या संयुगाची निर्मिती झाली त्या संयुगाचा शोध घेण्यास शास्त्रज्ञांना यश आले आहे. ‘हेलियम हायड्राइड’ असे त्या संयुगाचे नाव आहे. तब्बल १४ अब्ज वर्षांपूर्वी त्याची निर्मिती झाल्याचा शास्त्रज्ञांचा दावा आहे. नासाच्या ‘स्ट्रॅटोफिअर ऑब्झरवेटरी फॉर इन्फ्रारेड ॲस्ट्रोनॉमी’ (सोफिया) या वेधशाळेद्वारे हा शोध घेण्यात आला आहे. पृथ्वीपासून सुमारे तीन हजार प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या तेजोमेघामध्ये (नेब्युला-अवकाशामध्ये असलेला धुळीचा आणि वायूचा ढग.

‘बिग बॅंग’मुळे (महाविस्फोटाने) विश्‍वाच्या निर्मितीला सुरवात झाली. विश्‍वात सर्वप्रथम ज्या संयुगाची निर्मिती झाली त्या संयुगाचा शोध घेण्यास शास्त्रज्ञांना यश आले आहे. ‘हेलियम हायड्राइड’ असे त्या संयुगाचे नाव आहे. तब्बल १४ अब्ज वर्षांपूर्वी त्याची निर्मिती झाल्याचा शास्त्रज्ञांचा दावा आहे. नासाच्या ‘स्ट्रॅटोफिअर ऑब्झरवेटरी फॉर इन्फ्रारेड ॲस्ट्रोनॉमी’ (सोफिया) या वेधशाळेद्वारे हा शोध घेण्यात आला आहे. पृथ्वीपासून सुमारे तीन हजार प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या तेजोमेघामध्ये (नेब्युला-अवकाशामध्ये असलेला धुळीचा आणि वायूचा ढग. यामध्येच पुढे गुरुत्वाकर्षण निर्माण होऊन नव्या ताऱ्यांचा जन्म होतो.) हे संयुग आढळले. विश्‍वात सुरवातीला मूलद्रव्यांच्या अणूंची निर्मिती झाली. याच वेगवेगळ्या अणूंच्या एकत्रीकरणातून संयुगांची निर्मिती झाली, आणि त्यातूनच विविध पदार्थ, ग्रह, तारे आणि माणसाची म्हणजेच जीवसृष्टीची निर्मिती झाली.

महाविस्फोटानंतर सुमारे एक लाख वर्ष विश्‍व प्रचंड गरम होते. त्यानंतर त्याची थंड होण्याची प्रक्रिया सुरू झाली. सुरवातीला अगदी थोड्या प्रकारच्या मूलद्रव्यांच्या अणूंची निर्मिती झाली होती. त्यात हेलियम, लिथीयम आणि हायड्रोजन या अणूंचा समावेश होता. सर्वात प्रथम हेलियमची मुक्त फिरणाऱ्या इलेक्‍ट्रॉनसोबत अभिक्रिया होऊन विश्‍वातील पहिला उदासीन हेलियम निर्माण झाला. जेव्हा ब्रह्मांडाचे तापमान चार हजार केल्विनपेक्षा कमी झाले तेव्हा प्रकाशघटकांतील धनप्रभारीत अणू एकत्र येत संयुगाची निर्मिती झाली. हेलियम आणि हायड्रोजन यांच्या एकत्रीकरणातून सुमारे चौदा अब्ज वर्षांपूर्वी ‘हेलियम हायड्राइड’ या संयुगाची विश्‍वात पहिल्यांदा निर्मिती झाली. धनप्रभारीत हायड्रोजन आणि उदासीन हेलियम यांच्या संयोगातून याची निर्मिती झाली असल्याचे जर्मनीतील मॅक्‍स प्लॅंक इन्स्टिट्यूटच्या शास्त्रज्ञांनी स्पष्ट केले आहे. याच संयुगापासून ताऱ्यांच्या निर्मितीला सुरवात झाली. पुढे ताऱ्यांमधूनच विश्‍वातील इतर संयुगांच्या समृद्ध रसायनांची निर्मिती झाली.

‘‘तेजोमेघामध्येच (एनबीसी ७०२७) हेलियम हायड्राईड आढळण्याची दाट शक्‍यता होती. पण, ते शोधून काढण्यासाठी अत्यंत अचूक व योग्य तंत्रज्ञानाची गरज होती. अद्ययावत केलेल्या ‘सोफिया’मुळे ते करणे सहज शक्‍य झाले,’’ असे मत कॅलिफोर्नियातील ‘सोफिया विज्ञान केंद्राचे’ संचालक हेरॉल्ड यॉर्क यांनी व्यक्त केले. तेजोमेघामध्ये प्राप्त होणाऱ्या दूरअवरक्त किरणांच्या अभ्यासासाठी ‘सोफिया’ दुर्बीण चक्क विमानातून उंचावर नेली जात असे. ‘बोईंग-७४७ एसपी’ या विमानाद्वारे सुमारे पंचेचाळीस हजार फुटांवर ही निरीक्षणे नोंदविण्यात आली. पृथ्वीच्या वातावरणामुळे निर्माण होणारा अडथळा यामुळे टाळता आला.

असा घेतला शोध
जेव्हा दोन मूलद्रव्यांचे अणू एकमेकांत इलेक्‍ट्रॉन किंवा प्रोटॉनची देवाणघेवाण करतात तेव्हा त्यांच्यात रासायनिक बंध (बाँड) तयार होतो. दोन अणू एकत्र आल्यामुळे त्यांच्यातील बंधाची विशिष्ट वारंवारितेने (फ्रिक्वेंसी) हालचाल होते. या हालचालींमुळे संयुगातून तेवढ्याच वारवारीतेच्या विद्युत चुंबकीय लहरी निर्माण होतात. की ज्या लहरी लाखो प्रकाशवर्षे दूर प्रवास करतात. लहरींना पकडण्यासाठी पृथ्वीवर तेवढ्याच वारांवारीतेशी साधर्म्य साधणारी दुर्बीण निर्माण केली जाते. याद्वारे लाखो प्रकाशवर्षे दूर असणाऱ्या पदार्थाच्या भौतिक, रासायनिक गुणधर्मांचा अभ्यास केला जातो.
‘हेलियम हायड्राइड’ या संयुगासंबंधीचे संशोधन प्रयोगशाळेत १९२५ पासून चालू होते. उदासीन असलेले हेलियम इतर मूलद्रव्यांशी अभिक्रिया करणे दुरापास्तच होते. परंतु विश्‍वाच्या निर्मितीचा श्रीगणेशा करणाऱ्या संयुगाचे संशोधन करणे गरजेचे होते. १९७० च्या दशकात हेलियम हायड्राइड हे संयुग अस्तित्वात असून, ते तेजोमेघांमध्ये आढळण्याची दाट शक्‍यता असल्याचे शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आले. एखादा ‘तारा’ मृत पावल्यानंतर म्हणजेच त्याच्यातील ‘फ्युजन’ प्रक्रिया बंद पडल्यानंतर त्याचे ‘श्‍वेतबटू’त (व्हाइट ड्‌वार्फ) रूपांतर होते. तेव्हा त्याचे तापमान एक लाख अंशांच्या आसपास असते. तेव्हा त्यातून बाहेर पडणाऱ्या विद्युत चुंबकीय उत्सर्जनात हेलियम हायड्राइड संयुग सापडण्याची शक्‍यता शास्त्रज्ञांना वाटत होती आणि ती या संशोधनाने खरी ठरली. या संयुगाची तरंग लांबी ०.१४९ मिलिमीटर (वारंवारिता २०१० गिगा हर्टझ्‌) एवढी आहे.

शोधाचे महत्त्व
विश्वनिर्मितीमध्ये महत्त्वपूर्ण योगदान असलेल्या हेलियम हायड्राइड संयुगामुळे; मूलद्रव्यांच्या अभिक्रियेतून निर्माण झालेल्या ग्रह, तारे आणि एकूणच विश्वाच्या निर्मितीचे कोडे सुटण्यास मदत होईल. रासायनिक अभिक्रियेतील इलेक्‍ट्रॉन आणि प्रोटॉन यांच्या देवाणघेवाणीच्या अभ्यासातील नवीन तथ्ये समोर येतील. ज्या वेळेस हे संयुग निर्माण झाले तो काळ विश्वनिर्मितीतील पुनर्मूल्यांकनाचा कालावधी होता. म्हणजे आता अस्तित्वात असलेले बहुतेक पदार्थ, ग्रह, तारे त्या वेळेस निर्माण झाले. त्यामुळे त्या संबंधीच्या शोधांबद्दल अधिक माहिती मिळेल.

Web Title: Big Bang article in editorial