Go Social with Facebook Close

Our Social Reader lets you keep track of your favorite Gujarat Samachar content (text, photos & videos) on your Facebook Timeline, and discover new content with friends.

Gujarat Samachar

Facebook

Go Social with Facebook Close

Our Social Reader lets you keep track of your favorite Gujarat Samachar content (text, photos & videos) on your Facebook Timeline, and discover new content with friends.

Gujarat Samachar

Facebook

Enable Social Reading
No, Thanks

ફયુચર સાયન્સ - કે.આર.ચૌધરી

બ્રહ્માંડમાં રહસ્યમય ''ડાર્ક મેટરનો મોસ્ટ એક્યુરેટ મેપ'' તૈયાર થઇ ગયો છે

ડિસેમ્બર ૨૦૧૬માં વેરા રૃબીન નામની મહિલા વૈજ્ઞાાનિકનું અવસાન થયું હતું. જેમણે ડાર્ક મેટર ઉપર ઘણું જ સંશોધન કર્યું હતું. ડાર્ક મેટરને શોધવા માટે શરૃ કરવામાં આવેલ ''લક્ષ'' નામનો પ્રોજેક્ટ વૈજ્ઞાાનિકોએ પૂરો કરવાની જાહેરાત કરી હતી કારણ કે ડાર્ક મેટર માટે જવાબદાર ગણાતાં 'વિમ્પસ' કે 'માચોસ' નામનાં કણોનું અસ્તિત્વ વૈજ્ઞાાનિકો પકડી શક્યા ન હતાં.

તાજેતરમાં 'ડાર્ક' મેટરને લગતી અગત્યની જહેરાત વૈજ્ઞાાનિકોએ કરી છે. વૈજ્ઞાાનિકોએ ખૂબ જ દૂર આવેલી આકાશ ગંગાઓનું અવલોકન કરી બ્રહ્માંડમાં રહેલ ''ડાર્ક મેટર''નો નકશો તૈયાર કર્યો છે. ડાર્ક મેટરને વૈજ્ઞાાનિકો પકડી શક્યા કે સંપૂર્ણ જાણી શકયા નથી છતાં તેનાં અસ્તિત્વ અને જથ્થાને દર્શાવતો નકશો તૈયાર કરવો એ કાબિલે દાદ ગણાય તેવું ભગીરથ કાર્ય ગણાય.

અંદાજે બે કરોડ ૬૦ લાખ આકાશ ગંગાઓનાં અવલોકનનો ડેટા મેળવીને આ નકશો તૈયાર કરવામાં આવ્યો છે. ટેકનોલોજીનાં આધુનિક યુગમાં, વિજ્ઞાાનનાં સહારે વૈજ્ઞાાનિકોએ 'ડાર્ક મેટર'નું રહસ્ય ઉકેલવાનો પડકાર ઝીલી લીધો છે. ડાર્ક મેટર એટલે કે શ્યામ પદાર્થનું રહસ્ય ઉકેલવા વૈજ્ઞાાનિકો કૃતનિશ્ચયી છે. ડાર્ક મેટરની કેટલીક ડાર્ક સિક્રેટ જેવી અજાણી દુનિયામાં ડોકીયું કરીએ.

બ્રહ્માંડ દર્શન : ડાર્ક મેટર અને વ્હાઇટ મેટર

પૃથ્વી, સૂર્ય, તારાંઓ અને આકાશ ગંગાઓનાં સમન્વયથી આપણું બ્રહ્માંડ બનેલું છે. પ્રકાશ આધારીત ટેલીસ્કોપ વડે આપણે જે બ્રહ્માંડ જોઇ શકીએ છીએ તે બ્રહ્માંડનાં પદાર્થને વૈજ્ઞાાનિકો ઓર્ડીનરી મેટર કે સામાન્ય પદાર્થ કહે છે. કેટલાંક વૈજ્ઞાાનિકો તેને વાઇટ મેટર તરીકે પણ ઓળખે છે. વાઇટ મેટર એટલે કે સામાન્ય પદાર્થ પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઈલેક્ટ્રોન ધરાવતાં બેરિયોનીક મેટરનો જથ્થો પૂરાં બ્રહ્માંડમાં પાંચ ટકા કરતાં વધારે નથી.

બ્રહ્માંડનો ૯૫ ટકા ભાગ આપણે જેને જોઇ શકતાં નથી તેવાં પદાર્થ અને ઉર્જાનો બનેલો છે. એક વૈજ્ઞાાનિક અંદાજ પ્રમાણે આપણાં બ્રહ્માંડમાં ૨૫ ટકા હિસ્સો 'ડાર્ક મેટર'નો બનેલો છે. જ્યારે ૭૦ ટકા જેટલો ભાગ ડાર્ક એનર્જીએ રોકેલો છે. ગુરૃત્વાકર્ષણ બળને ટક્કર આપી તેની અસર ઘટાડતું એક અદ્રશ્ય પરીબળ એટલે કે ''ડાર્ક એનર્જી''.

અત્યાર સુધી વૈજ્ઞાાનિકોને ડાર્ક મેટરનાં સીધા જ અવલોકનો મેળવવાની તક મળી નથી. ડાર્ક મેટરની બીજી ખાસીયત એ છે કે તેનાં કણો આપણા પ્રવર્તમાન બેરિયોનિક મેટર / વ્હાઇટ મેટર સાથે કોઇ પ્રકારની પ્રક્રીયા કરતું નથી, કે તેનાં પ્રત્યે કોઇ પણ પ્રકારની સંવેદના બતાવતું નથી.

પ્રકાશ અને ઈલેક્ટ્રો-મેગ્નેટીક / વિજ-ચુંબકીય વિકીરણો સામે પણ તે કોઇ 'રિએકશન' પેદા કરતું નથી. આ કારણે જ આધુનિક ઉપકરણો વડે ડાર્ક મેટરને શોધી કાઢવું મુશ્કેલ બની ગયું છે. આમ છતાં, ડાર્ક મેટરનું અસ્તિત્વ છે એ વાત વૈજ્ઞાાનિકો જાણી ચુક્યાં છે. કારણ કે વિવિધ આકાશ ગંગાઓ અને આકાશ ગંગાઓનાં ઝુમખા / ક્લસ્ટર ઉપર ડાર્ક મેટરની  અસર પરોક્ષ  રીતે  નિહાળી શકાય છે.

સામાન્ય સમજ પ્રમાણે, આકાશ ગંગાનો કેન્દ્રમાં દ્રશ્યમાન પદાર્થનો જમાવડો થયેલો હોય છે. ભૌતિકશાસ્ત્રનાં નિયમ પ્રમાણે, કેન્દ્રની નજીક આવેલાં તારાંઓ કેન્દ્રની આજુબાજુ ઓછી ઝડપે પ્રદક્ષિણા કરવા જોઇએ. બ્રહ્માંડમાં આવેલ આકાશ ગંગાઓ આ નિયમનો અમલ કરતાં નથી. આકાશ ગંગામાં તારાંઓનું સ્થાન ગમે તે સ્થાને હોય, તેમનો કેન્દ્રની ફરતે પ્રદક્ષિણા કરવાનો વેગ એક સમાન હોવુંનું પરીક્ષણોમાં જોવા મળ્યું છે. જે ઉપરથી વૈજ્ઞાાનિકો અનુમાન બતાવે છે કે આકાશ ગંગાની ભાગોળે આવેલ તારાંઓને 'ડાર્ક મેટર'નો ગુરૃત્વાકર્ષણ જેવાં અનોખા બળની અસર વરતાતી હોવી જોઇએ.

ડાર્ક મેટર મેપ :- બ્રહ્માંડની કિશોરાવસ્થાની તસ્વીર

ચીલીનાં પર્વત ઉપર ડાર્ક એનર્જી કેમેરા લગાડેલ ટોટીસ્કોપ ગોઠવવામાં આવેલ છે. જે આકાશગંગાના સ્થાન અને ડાર્ક મેપનાં વિતરણને લગતો ડેટા ભેગો કરે છે. ડાર્ક મેટરનાં સંશોધન માટે આંતરરાષ્ટ્રીય સહયોગથી ડાર્ક એનર્જી સર્વે નામનો પ્રોજેક્ટ અમલમાં મુકવામાં આવ્યો છે.

અતિ દુર આવેલી આકાશગંગાઓનાં અવલોકન કરીને વૈજ્ઞાાનિકોએ 'ડાર્ક મેટર'નું સ્થાન દર્શાવતો 'મોસ્ટ એક્યુરેટ' મેપ તૈયાર કર્યો છે. બે કરોડ ૬૦ લાખ આકાશગંગાઓનાં પ્રકાશને એકઠો કરીને આ 'નકશો' તૈયાર કર્યો છે. છેલ્લા ૧૪ અબજ વર્ષ દરમ્યાન આપણાં બ્રહ્માંડની ઉત્પતિ થયેલ છે.

ડાર્ક મેટરનાં નકશા ઉપરથી બ્રહ્માંડની ઉત્ક્રાંતિને સમજવામાં વૈજ્ઞાાનિકોને મદદ મળશે. ડાર્ક મેટર સંબંધી તૈયાર કરેલ નકશો દર્શાવે છે કે ''ડાર્ક મેટર''ની બાબતે વૈજ્ઞાાનિકો સાચા છે. બ્રહ્માંડમાં સામાન્ય પદાર્થ ૪ ટકા જેટલો ડાર્ક મેટર ૨૬ ટકા અને ડાર્ક એનર્જી ૭૦ ટકા જેટલી છે. ''ડાર્ક એનર્જી સર્વે'' (DES) પ્રોગામનાં પ્રથમ વર્ષમાં મેળવેલ ડેટા ઉપરથી 'ડાર્ક મેટર'નો નકશો તૈયાર કરવામાં આવ્યો છે.

હાલમાં આકાશગંગાનાં ઝૂમખઓનાં સ્થાન અને અંતરને માપવામાં આવે, તેનાં કરતાં લાંબા ભૂતકાળમાં દુર આવેલ આકાશ ગંગાનો 'સ્નેપ શોટ' લઈ વૈજ્ઞાાનિકો ડાર્ક મેટરનાં વિતરણ વિશે જાણી શકે તેમ છે. બિગબેંગ નામની બ્રહ્માંડનાં જન્મની ઘટનાનાં ચાર લાખ વર્ષ બાદ, બ્રહ્માંડમાં પ્રથમવાર ચમકતો પ્રકાશ ફેલાયો હતો.

આ પ્રકાશ આજે પણ બ્રહ્માંડમાં જોઈ શકાય છે. જેને વૈજ્ઞાાનિકો 'કોસ્મીક માઈક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ રેડિયેશન' કહે છે. જેનાં અવલોકનો ઉપરથી ''પ્લાંન્ક મેપ'' તૈયાર કરવામાં આવેલો છે. પ્લાંન્કમેપ આપણને ''બિગંબેંગ'' સમયનો 'સ્નેપ શોટ' બતાવે છે. જ્યારે 'ડાર્ક મેટર'નો નકશો બ્રહ્માંડની કિશોરાવસ્થાનો ફોટોગ્રાફ બતાવે છે.

પ્લાંન્ક મેપનો આધાર લઈને વૈજ્ઞાાનિકો ૧૪ અબજ વર્ષ પહેલાં બ્રહ્માંડમાં કઈ ઘટના કેવી રીતે બની તેનો ચિતાર આપે છે. જ્યારે ડાર્ક મેટરનો નકશો બ્રહ્માંડનાં નજીકનાં ભુતકાળ અને હાલની અવસ્થા વિશે પ્રકાશ ફેંકે છે. જેનાં ઉપરથી બ્રહ્માંડમાં 'ડાર્ક મેટર અને વ્હાઈટ મેટર'ની સરખામણી અને વિતરણને સમજી શકાય તેમ છે.

ડાર્ક એનર્જી : રહસ્યમય પરીબળ કે બળ ?

બ્રહ્માંડમાં કઈક અસામાન્ય બની રહ્યું છે. જેનું વર્ણન કરવા માટે આપણે ભૈતિકશાસ્ત્રનાં જે લો કે થિયરી જાણીએ છીએ તે ટુંકી પડે છે. આ અસામાન્ય ઘટનાનાં કેન્દ્રમાં જે રહસ્યમય ઉર્જા, પરીબળ કે બળ રહેલું છે. તેને વૈજ્ઞાાનિકો 'ડાર્ક એનર્જી' નામ આપે છે.

બ્રહ્માંડ માત્ર વિસ્તરી નથી રહ્યું. જેમ જેમ સમય વિતતો જાય છે તેમ તેમ બ્રહ્માંડનો વિસ્તારવાનો વેગ વધવા લાગ્યો છે. ભૌતિકશાસ્ત્રનો આપણી સાદી સમજ પ્રમાણે, 'બિગ બેંગ'ની ઘટના બન્યા બાદ, આશરે ૧૪ અબજ વર્ષ બાદ, હવે બ્રહ્માંડ વિસ્તરણ થવાનો વેગ ઘટવો જોઈએ પરંતુ, વેગ ઘટવાનાં સ્થાને વધતો હોય તેવા અવલોકનો વૈજ્ઞાાનિકોને મળી રહ્યો છે.

બ્રહ્માંડનાં હાલની અવસ્થાને ગણીતનાં સૂત્રોમાં ગોઠવતા વૈજ્ઞાાનિકો બ્રહ્માંડનાં વિસ્તરણની ઘટના અને વેગને સમજવાની કોશીશ કરી રહ્યો છે. જેમાંથી આ વિસ્તરણ પાછળ જવાબદાર રહસ્યમય બળ એટલે કે 'ડાર્ક એનર્જી'ને વૈજ્ઞાાનિકો ઓળખી શકે જે માટે ભુતકાળમાં આઈનસ્ટાઈને ''કોસ્મોલોજીકલ કોન્સ્ટન્ટ'' જેવો એક અચળાંક આપવાની કોશીશ કરી હતી. બ્રહ્માંડની ખાલી જગ્યામાં 'ઈથર' નામનો રહસ્યમય પદાર્થ હોવાનું વૈજ્ઞાાનિકો માનતા હતાં.

જોકે 'કોસ્મોલોજીકલ કોન્સ્ટન્ટ' પોતાની જીંદગીની મોટી ભુલ હોવાનું આઈનસ્ટાઇને સ્વીકાર્યું હતું. હવે ઈથરનાં સ્થાને ડાર્ક મેટર અને ડાર્ક એનર્જી હોવાનું વૈજ્ઞાાનિકો માની રહ્યાં છે. ડાર્ક મેટરને લગતો 'મોસ્ટ એક્યુરેટ' નકશો બનાવીને વૈજ્ઞાાનિકોએ સાબીત કરી બતાવ્યું છે કે બ્રહ્માંડમાં 'ડાર્ક મેટર'નું અસ્તિત્વ છે જેના પરોક્ષ પુરાવાઓ પણ વૈજ્ઞાાનિકોને વિવિધ અવલોકનોમાંથી મળી રહ્યાં છે.

પ્રકાશ સીધી રેખામાં પસાર થતો હોવાનું જોવા મળ્યું છે. જે આપણો પૃથ્વી પરનો અનુભવ કહે છે. બ્રહ્માંડમાં 'સ્પેસ'નાં વણાંક પ્રમાણે પ્રકાશ બેન્ડ થયેલો કે વળાંક લેતો જોવા મળે છે. જેને ગ્રેવિટેશનલ લેન્સીંગ કહે છે. જ્યારે બે દમદાર આકાશગંગાઓ અથવા આકાશગંગાઓનાં ઝુમખા માર્ગમાં આવતા હોય ત્યારે દુરની આકાશગંગામાંથી આવતો પ્રકાસ વાંકો વળતો જોવા મળે છે. ખુબજ દમદાર પદાર્થ પ્રકાસને 'વાળે' છે જેનાં ઉપરથી ત્યાંનું 'સ્પેસ-ટાઇમ'માં ગોબો પડેલ જોવા મળે છે. જેનાં આધારે પદાર્થનો માસ કે દળ નક્કી કરી શકાય.

'નેગેટીવ માસ'નું સર્જન કરતા વૈજ્ઞાનિકો

પ્રયોગશાળામાં વૈજ્ઞાાનિકોએ અનોખા પ્રકારના પ્રવાહીનું સર્જન કર્યું છે જેને નેગેટીવ માસ નામ આપવામાં આવ્યું છે. સામાન્ય રીતે પદાર્થને જે દિશામાં ધક્કો મારવામાં આવે તે દિશામાં તેની ગતિ થતી અને ગતિમાં વધારો થતો જોવા મળ છે. ભૌતિકશાસ્ત્રના આ નિયમને ખોટો ઠેરવીને ઉલટી ગંગા વહેતી કરે તેવા પ્રવાહીનું સર્જન વૈજ્ઞાાનિકોએ પ્રયોગશાળામાં કર્યું છે.

આ પદાર્થ આગળ તરફ પ્રવેશ બનાવવાના સ્થાને વિરૃદ્ધ દિશામાં ધકેલાતો જોવા મળેલ છે તમે ધક્કો મારીને પદાર્થને દૂર ધકેલો અને પદાર્થ દૂર જવાની જગ્યાએ તમારી તરફ ધકેલવા લાગે તો કેવું લાગે ? 'નેગેટીવ માસ' આવી જ ઘટના બતાવે છે જે બળ આપીએ તેની વિરૃદ્ધ દિશામાં ધકેલાય છે.

'નેગેટીવ માસ' જેવી ઘટના બ્રહ્માંડમાં જોવા મળે છે જેને વૈજ્ઞાાનિકો 'ડાર્ક એનર્જી' કહે છે. નેગેટીવ માસના અધ્યયન ઉપરથી વૈજ્ઞાાનિકો ડાર્ક એનર્જી અને 'બ્લેક હોલ્સ' વિશે વધારે જાણી શકે તેમ છે. વોશિંગ્ટન સ્ટેટ યુનિ.ના ભૌતિકશાસ્ત્રી કહે છે કે, પ્રયોગશાળામાં નેગેટીવ માસનું સર્જન કરવું એ દુર્લભ અને અનોખી ઘટના છે. જેમ આપણો વીજભાર નેગેટીવ અને પોઝીટીવ ચાર્જ ધરાવે છે. તે રીતે 'નેગેટીવ માસ' જેવી જવલ્લે જોવા મળે તેવી ઘટના પ્રયોગશાળામાં જોવા મળી છે.

વૈજ્ઞાાનિકોએ બોઝ- આઇન્સ્ટાઇન કન્ડેનસેટ અવસ્થાનું સર્જન પ્રયોગશાળામાં કર્યું છે જેના કણો ખૂબ જ ધીમી ગતિએ આગળ વધે છે અને તેઓ 'વેવ' એટલે તરંગ અવસ્થામાં હોય છે. લેસર બીમનો ઉપયોગ કરી વૈજ્ઞાાનિકો આ કણોને વધારે ધીમા પાડે છે.

જેના કારણે તે ઠંડા પડે છે. આવું ત્યારે બને છે જ્યારે ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવતા કણો વરાળના ફુવારા માફક છૂટે અને આગળ જતાં ઠંડા પડવા લાગે. લેસરમાં કણો નાના બાઉલની માફક એકઠા કરવામાં આવે છે જેને તોડવામાં આવે છે.

બીજી અવસ્થામાં લેસર વડે પરમાણુનો ધક્કો મારી આગળ પાછળ ધકેલવામાં આવે અને તેમની 'સ્પ્રીન' અવસ્થા બદલવામાં આવે છે. બાઉલને તોડવામાં આવે ત્યારે 'રૃબીડીયમ' બહાર ધકેલાય છે. આ અવસ્થામાં રૃબિડીયમ નેગેટીવ માસ જેવી અવસ્થાનું સર્જન કરે છે. નેગેટીવ માસને લાગતો અભ્યાસ ડાર્ક એનર્જીને સમજવામાં મદદરૃપ બની શકે છે.
 

Post Comments