अजि आम्ही कृष्णविवर पाहिले!

डॉ. प्रकाश तुपे
मंगळवार, 16 एप्रिल 2019

साडेपाच कोटी प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या कृष्णविवराचे छायाचित्र काढण्यात शास्त्रज्ञांना यश आले. खगोलशास्त्रज्ञांसाठीच नव्हे, तर विश्‍वाविषयी कुतूहल असणाऱ्या सर्वांसाठी निरीक्षण, संशोधनाचे नवे दालन या प्रकल्पामुळे खुले झाले आहे.

साडेपाच कोटी प्रकाशवर्षे दूर असलेल्या कृष्णविवराचे छायाचित्र काढण्यात शास्त्रज्ञांना यश आले. खगोलशास्त्रज्ञांसाठीच नव्हे, तर विश्‍वाविषयी कुतूहल असणाऱ्या सर्वांसाठी निरीक्षण, संशोधनाचे नवे दालन या प्रकल्पामुळे खुले झाले आहे.

कृ ष्णविवर ही आकाशातील दिसू न शकणारी व तिच्या चित्रविचित्र गुणधर्मांमुळे सर्वांच्या कुतूहलाचा विषय असलेली एक खगोलीय गूढ वस्तू आहे. काहींच्या मते, ‘नावाप्रमाणे कृष्णविवर काळे असल्याने दिसून शकत नाही व शोधायचे म्हटले तर अंधाऱ्या खोलीतून काळे मांजर शोधण्याइतके अवघड ठरते.’ कृष्णविवरांमध्ये प्रचंड गुरुत्वाकर्षण असल्याने त्यांच्यातून प्रकाशकिरणही बाहेर पडू शकत नाहीत व त्यामुळे त्यांना प्रत्यक्ष पाहता येत नाही. मात्र दहा एप्रिल रोजी खगोलशास्त्रज्ञांनी पत्रकार परिषद घेऊन जाहीर केले की आम्ही आजपर्यंत न दिसणाऱ्या कृष्णविवरास पाहिले व त्याचे पहिलेवहिले छायाचित्रही काढले.      

कन्या राशीतील ‘एम-८७’ नावाच्या आकाशगंगेच्या पोटात असलेल्या कृष्णविवराचे छायाचित्र या वेळी प्रसिद्ध करण्यात आले. हे कृष्णविवर आपल्यापासून ५.५ कोटी प्रकाशवर्षे अंतरावर असून, ते सूर्यापेक्षा ६.५ अब्जपट वजनदार आहे. जगभरातील आठ रेडिओ दुर्बिणींच्या साह्याने सतत दहा दिवस निरीक्षणे घेऊन ‘एम-८७’मधील कृष्णविवराचे छायाचित्र मिळविले गेले. ‘इव्हेंट होरायझन टेलिस्कोप’ प्रकल्पांतर्गत २०० शास्त्रज्ञ व तंत्रज्ञांच्या दोन वर्षांच्या मेहनतीमुळे कृष्णविवराचे हे छायाचित्र पाहता आले. या छायाचित्रात कृष्णविवराची सावली (शॅडो) व त्याभोवताली नारिंगी रंगाचे कडे (ॲक्रिशन डिस्क) दिसते.

कृष्णविवराची कल्पना सर्वप्रथम १७८३ मध्ये इंग्लिश खगोलशास्त्रज्ञ जॉन मिशेल व फ्रेंच गणितज्ञ पिअरे लाप्लास यांनी मांडली. त्यांनी कृष्णविवरात ‘डार्क स्टार्स’ म्हणजे ‘अदृश्‍य तारा’ असे नाव दिले. त्यांच्या मते पृथ्वीवरून जी वस्तू आपण उंच फेकतो, ती खाली पडते, कारण पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण. मात्र एखादी वस्तू प्रचंड वेगाने फेकल्यास ती पृथ्वीचे गुरुत्वाकर्षण तोडून पृथ्वीवर परत न पडता अंतराळात जाईल. अशा वेगास ‘मुक्तिवेग किंवा ‘एस्केप व्हेलॉसिटी’ म्हणतात. वस्तूचे गुरुत्वाकर्षण व वस्तुमान वाढत जाते, तसतसे तिचा ‘मुक्तिवेग’ वाढत जातो. एखादा तारा प्रचंड मोठा असेल, तर त्याचा ‘मुक्तिवेग’ही मोठा असतो आणि हा वेग प्रकाशाच्या वेगाएवढा झाला, तर ताऱ्याचा प्रकाश बाहेर पडू शकणार नाही. असा हा तारा ‘डार्क स्टार्स (अदृश्‍य तारा) बनतो. हे संशोधन त्या काळात पुराव्याअभावी मागे पडले. मात्र त्यानंतर १९१५ मध्ये आइन्स्टाइनने सापेक्षता सिद्धान्त मांडला. वस्तुमानाचा काल व अवकाशावर, म्हणजेच ‘स्पेस टाइम’वर परिणाम होतो, असे आइन्स्टाइनचे म्हणणे होते. याच सुमारास जर्मन खगोलशास्त्रज्ञ खार्झश्‍चील्ड याने प्रचंड वस्तुमानाच्या अवतीभोवतीच्या अवकाशाविषयी भाष्य केले. त्याच्या मते प्रचंड मोठ्या गुरुत्वाकर्षणाच्या वस्तूभोवती म्हणजे कृष्णविवराच्या भोवतालच्या जागेवर त्याची सत्ता चालते व त्यापलीकडे एक सीमा असते. या सीमेस ‘श्‍वार्झश्‍चील्ड त्रिज्या’ म्हणतात. या सीमेच्या आतील भागात (इव्हेंट होरायझन्स) काय चालते हे समजू शकत नाही. थोडक्‍यात कृष्णविवराच्या आतील भागातील काहीही आपल्याला दिसत नाही, मात्र ‘इव्हेंट होरायझन’च्या बाहेरील ताऱ्यांच्या हालचालींवरून कृष्णविवराचे अस्तित्व शास्त्रज्ञांना समजले. एखादा तारा ‘श्‍वार्झश्‍चील्ड त्रिज्ये’पेक्षा छोटा केला तर त्याचे कृष्णविवर बनते. आपला सूर्य तीन किलोमीटर एवढा छोटा केल्यास त्याचे रूपांतर कृष्णविवरात होईल. हे संशोधनही ३०-३५ वर्षे फारसे प्रकाशात आले नाही. मात्र भारतीय शास्त्रज्ञ डॉ. एस. चंद्रशेखर व रॉबर्ट ओपन हायपर यांच्या संशोधनामुळे मोठे तारे मृत्युसमयी स्वतःच्याच गुरुत्वाकर्षणामुळे अत्यंत छोटे होऊ शकतात, असे ध्यानात आले. या प्रकारच्या ताऱ्यांच्या मृत्यूमध्ये त्यांचा केंद्रभाग बिंदूवत होतो. या बिंदूवत केंद्राभोवतालच्या इव्हेंट होरायझनजवळ काळ थबकल्यासारखा (फ्रिझ) वाटतो व त्यामुळे या प्रकारच्या ताऱ्यात ‘फ्रोझन स्टार’ म्हणून मानले गेले. त्यानंतर मात्र १९६७ मध्ये मोठ्या ताऱ्यांच्या मृत्यूमध्ये निर्माण झालेल्या ‘फ्रोझन स्टार’ला ‘ब्लॅक होल’ (कृष्णविवर) असे नाव जॉन व्हीलर यांनी दिले.

 विश्‍वातील अनेक आकाशगंगाच्या केंद्रभागात कृष्णविवर असावे, असे शास्त्रज्ञांना वाटत होते. आपल्या आकाशगंगेच्या केंद्रात दहा लाख सूर्याच्या वजनाएवढे कृष्णविवर असावे, असे १९७२ मध्ये सॅंडर्स व लोईजर या शास्त्रज्ञांनी जाहीर केले, तर आपल्या जवळच्या कन्या राशीतील ‘एम-८७’च्या केंद्रभागात पाच अब्ज सूर्याच्या वजनाएवढे कृष्णविवर असल्याचा दावा १९७८ मध्ये खगोलशास्त्रज्ञ सार्जट व त्याच्या सहकाऱ्यांनी केला. आत्तापर्यंत १३० मोठी कृष्णविवरे अप्रत्यक्षपणे शोधली गेली. असे असले तरी एकाही कृष्णविवराचा प्रत्यक्षपणे शोध लावला न गेल्याने शास्त्रज्ञांना कृष्णविवराविषयी कुतूहल वाटत होते. कृष्णविवरातील प्रचंड गुरुत्वाकर्षणामुळे तेथे भौतिकशास्त्रातील बरेचसे नियम पाळले जात नाहीत, त्यामुळे कृष्णविवर हे वैज्ञानिक कथा-कादंबऱ्यांमध्ये चर्चिले जाऊ लागले. याचाच परिणाम म्हणून कृष्णविवर सर्वसामान्याप्रमाणे शास्त्रज्ञांच्या औत्सुक्‍याचा विषय आहे. या खगोलीय पिंडाचा वेध प्रत्यक्षपणे घेण्याची कल्पना अनेकांप्रमाणे नेदरलॅंडमधील फल्के या पीएच.डी. विद्यार्थ्यांच्या मनातही घोळत होती. त्याचे विचार अशक्‍यप्राय असल्याचे अनेकांना वाटत होते. मात्र कृष्णविवराजवळ व त्याच्या भोवतालच्या जागेतून रेडिओ प्रारणे बाहेर फेकली जातात व त्यांचा वेध पृथ्वीवरच्या दुर्बिणीतून घेता येऊ शकेल, असे त्याला ठामपणे वाटत होते. सुमारे वीस वर्षे तो ही कल्पना अनेकांच्या गळी उतरविण्याचा प्रयत्न करीत होता व अखेरीस ‘युरोपियन रिसर्च कौन्सिलने’ प्रा. फल्के यांना अर्थसाह्य देण्याचे मान्य केले. अर्थात कृष्णविवराचा वेध एकाच दुर्बिणीच्या साह्याने घेणे अवघड असल्याचे त्यांना जाणवले.

पुढील काळात ‘हार्वर्ड स्मिथसोनीयन सेंटर फॉर ॲस्ट्रोफिजिक्‍स’चे प्राध्यापक शेपर्ड डोलमन या प्रकल्पात सहभागी झाले. त्यांनी हवाई, मेक्‍सिको, चिली, अंटार्क्‍टिका, आरिझोना येथील एकंदर आठ रेडिओ दुर्बिणीचे साह्य घेऊन ‘इव्हेंट होरायझन टेलिस्कोप’ प्रकल्प आखला. या आठही दुर्बिणी एकाच वेळी वेगवेगळ्या ठिकाणांहून कृष्णविवराचे निरीक्षण करणार होत्या. यामुळे शास्त्रज्ञांच्या हातात संपूर्ण पृथ्वीभर आकाराची रेडिओ दुर्बिणच आल्यासारखे झाले. आपल्या आकाशगंगेच्या पोटातील ‘सॅजिटॅसीस ए’ व कन्या राशीतील ‘एम-८७’ या आकाशगंगांच्या केंद्रभागातील निरीक्षणे ‘इव्हेंट होरायझन टेलिस्कोप’ने घेतली. ‘एम-८७’ आकाशगंगेच्या पोटातील कृष्णविवर व त्याभोवतालचे कडे मोठे असल्याने त्याचेच निरीक्षण प्राधान्याने केले गेले. दोन वर्षांपूर्वी एप्रिल महिन्यात हवामानाने साथ दिल्याने आठही रेडिओ दुर्बिणींनी ‘एम-८७’चे सलग दहा दिवस निरीक्षण केले. ही निरीक्षणे एकत्रित करून अल्गोरीदमच्या साह्याने त्याचा अभ्यास करून कृष्णविवराचे छायाचित्र बनविले छायाचित्र बनविण्यात ‘एमआयटी’ची तरुण कॉम्प्युटर शास्त्रज्ञ डॉ. केटी बोमन हिचा मोठा वाटा आहे. तिने रेडिओ दुर्बिणींच्या डेटाद्वारे अल्गोरीदमच्या साह्याने ‘एम-८७’ मधील कृष्णविवराचे छायाचित्र बनविले. त्यात कृष्णविवरातील इव्हेंट होरायझनभोवती नारिंगी रंगाचे तेजस्वी कडे दिसते. या छायाचित्राला  मोठी प्रसिद्धी मिळून विश्‍वातील नव्या दालनाचे दार उघडले गेल्याचे अनेकांना वाटते.

Web Title: dr prakash tupe write astronomy article in editorial