બ્રહ્માંડની ઓઝલ સૃષ્ટિ પર ભારતની સંજય દૃષ્ટિ
Updated: Oct 13th, 2024
એક નજર આ તરફ - હર્ષલ પુષ્કર્ણા
લદ્દાખમાં કાર્યરત થનાર ભારતનું સૌથી વિરાટ ગામા-રે ટેલિસ્કોપ કેવું છે? અદૃશ્ય ગામા કિરણોને તે કેવી રીતે જોશે? બ્રહ્માંડમાં ગામા કિરણોનો ઉદ્ભવ શી રીતે થાય?
લાખો પ્રકાશવર્ષ છેટેના બ્રહ્માંડથી આવતાં એક્સ-રે તથા ગામા-રે જેવાં invisible/ ઇન્વિઝિબલ/ અદૃશ્ય કિરણો ઝીલવાનું ઓપ્ટિકલ ટેલિસ્કોપ માટે સંભવ નથી. આવા વખતે ગામા-રે ટેલિસ્કોપ અનિવાર્ય બને છે.
એક સમાચાર છે. જાણવાની દરકાર લો કે ન લો તેનાથી આપણા રોજિંદા જીવનમાં તસુભાર ફરક પડવાનો નથી. છતાં રોજેરોજ સેંકડો નકારાત્મક ન્યૂઝના સુનામી પ્રવાહ વચ્ચે સકારાત્મક તેમજ ગૌરવ પ્રેરક ન્યૂઝ આઇટમની સરવાણી ફૂટે ત્યારે તેની નોંધ તો લેવી જોઈએ. આ રહ્યા ફીલ ગૂડ ન્યૂઝ—
કદના માપદંડ અનુસાર વિશ્વનું બીજા (અને ભારતનું પ્રથમ) નંબરનું Gamma Ray/ ગામા-રે ટેલિસ્કોપ લદ્દાખમાં કાર્યરત થવા જઈ રહ્યું છે. ગૌરવ લેવા જેવી વાત એ કે ૬૯ ફીટ વ્યાસના એ અત્યંત જટિલ અને સંકીર્ણ દૂરબીનનું ચેલેન્જિંગ નિર્માણ ભારતે ઘરઆંગણે સ્વદેશી ટેક્નોલોજિથી કર્યું છે. લદ્દાખના ઉત્તુંગ હિમાલય પહાડોમાં ૧પ,૦૦૦ ફીટે તેનું બાંધકામ થયું એ વળી બીજો રેકોર્ડ! જગતમાં અન્ય કોઈ સ્થળે આટલી ઊંચાઈએ આટલું મોટું ગામા-રે ટેલિસ્કોપ ઊભું કરાયું નથી.
બસ, સમાચાર સમાપ્ત!
પરંતુ આટલે સુધી જો વાંચ્યું હોય તો અભિનંદન! કારણ કે વાંચ્યા પછી સ્વયંની ગણતરી એ ચુનંદા જ્ઞાનપિપાસુ લોકોમાં કરી શકશો જેઓ ખગોળશાસ્ત્રનું રસપાન કરવા માટે તેમાં ચાંચ ડુબાડવાની તસ્દી લે છે. બાકી તો ખગોળ વિજ્ઞાન અત્યંત રસપ્રદ વિષય હોવા છતાં રોજિંદા જીવનને સ્પર્શતો ન હોવાથી બહુધા લોકો તેને લટકતી સલામ દેવાનું પસંદ કરતા હોય છે.
માન્યું કે ભારતના કાબેલ વિજ્ઞાનીઓ તથા ઇજનેરો ‘અપના હાથ...’ ધોરણે જાયન્ટ ટેલિસ્કોપ બનાવે, ખગોળવિદ્દો તેના વડે અવકાશી ફલક ફંફોસે અને બ્રહ્માંડના એકાદ રહસ્યનો સ્ફોટ કરે તેનાથી સામાન્ય માણસની જિંદગીને કશો લાભ ન થાય. પરંતુ બ્રહ્માંડ નામના ગૂઢ ને ગહન મહાસાગરમાં ડૂબકી મારવાથી કશું ગુમાવવાનું પણ ક્યાં છે? ઊલટું, જ્ઞાન નામનું મોતી મળે છે.
ખેર, પ્રસ્તુત ચર્ચાના આરંભે ટાંકેલા સમાચારના કેંદ્રમાં ગામા-રે ટેલિસ્કોપ છે—અને તે વિરાટ દૂરબીનનું કેંદ્ર લદ્દાખ છે, માટે આપણી જ્ઞાન સફરની શરૂઆત ત્યાંથી કરીએ.
■■■
કેંદ્રશાસિત લદ્દાખના વહીવટી નગર લેહથી લગભગ અઢીસો કિલોમીટર દક્ષિણ-પૂર્વે ચંગથાંગ નામનો પ્રદેશ આવેલો છે. સાઇબિરિયા જે રીતે રશિયાનું કુદરતી શીતાગાર છે તેમ ચંગથાંગ લદ્દાખનું નેચરલ કોલ્ડ સ્ટોરેજ છે. કોલ્ડ ડેઝર્ટ કહો તો પણ ચાલે, કેમ કે ૧,૧૦૦ ચોરસ કિલોમીટરના એ ઉજ્જડ પ્રદેશમાં વર્ષે ૧૦ સેન્ટિમીટર કરતાંય ઓછો વરસાદ પડે છે. વર્ષના ઘણાખરા દિવસો આકાશ વાદળરહિત ચોખ્ખુંચટ રહે છે, માટે ટેલિસ્કોપ વડે આકાશ દર્શન કરવા માટે ચંગથાંગ આદર્શ સ્થળ છે. વળી અહીં માનવ વસ્તી અત્યંત પાંખી હોવાથી લાઇટ પોલ્યૂશન કહેવાતી ભૂમિગત પ્રકાશની ખલેલ હોતી નથી.
પૃથ્વી પરથી બ્રહ્માંડમાં ડોકિયું કરવા માટે ભૂમિનો ફલક શક્ય એટલો અંધારિયો હોવો જોઈએ. નિષ્ણાતો એવા ફલકને બોર્ટલ સ્કેલ નામના માપદંડ પર વર્ગીકૃત કરે છે. અમદાવાદ, સુરત, મુંબઈ જેવાં શહેરોનું પ્રકાશ પ્રદૂષિત આકાશ બોર્ટલ સ્કેલ પર ૯નો અંક બતાવે, અંતરિયાળ ગ્રામ્ય વિસ્તારના આકાશનો ફિગર ૩થી પ જેટલો હોય, જ્યારે લદ્દાખનું ચંગથાંગ તો બોર્ટલ સ્કેલ પર ૧ના અંક સાથે પ્રથમ ક્રમે આવે છે. આથી જ ભારતીય ખગોળભૌતિકી સંસ્થાને ચંગથાંગ પ્રાંતમાં આશરે પંદર હજાર ફીટની ઊંચાઈએ વસેલા હાન્લે (સ્થાનિક ઉચ્ચાર : આન્લે) ગામની ભાગોળે વિવિધ કિસમનાં ટેલિસ્કોપ્સનું સંકુલ સ્થાપ્યું છે. થોડા વખતમાં કાર્યરત થનારું ગામા-રે ટેલિસ્કોપ તેમાંનું એક છે. એકવીસ મીટર યાને ૬૮.૯ ફીટ વ્યાસ ધરાવતા એ સંકીર્ણ દૂરબીનનું કામ અવકાશી ગામા-રે ઝીલવાનું અને તેના આધારે બ્રહ્માંડનાં દૂરવર્તી સુપરનોવા વિસ્ફોટ, ન્યૂટ્રોન સ્ટાર તથા બ્લેક હોલનો પત્તો લગાવવાનું છે. વિજ્ઞાનીઓ જેનો ભેદ આજ સુધી બરાબર જાણી શક્યા નથી તે ડાર્ક મેટરનો પણ અભ્યાસ કરવાનું છે. આ માટે ગામા-રે ટેલિસ્કોપની બનાવટ વિશિષ્ટ પ્રકારે કરવી પડે છે.
ઓપ્ટિકલ પ્રકારનાં પરંપરાગત ટેલિસ્કોપનું કાર્ય દૃશ્ય પ્રકાશનાં કિરણોને ઝીલવાનું હોય છે. ઓબ્જેક્ટિવ મિરર કહેવાતા કાચ પર ઝિલાતાં કિરણોને આધારે કમ્પ્યૂટરનો પ્રોગ્રામ ગ્રહો, ઉપગ્રહો યા તારાની સુરેખ તસવીર રચી આપે, એટલે સંશોધકોને પૃથ્વી પર બેઠાં બેઠાં જે તે અવકાશી પિંડનો ‘ચહેરો’ જોવા મળે છે. અલબત્ત, ઓપ્ટિકલ ટેલિસ્કોપ visible/ વિઝિબલ/ દૃશ્ય કિરણો જોડે જ કામ પાડી શકે. હજારો યા લાખો પ્રકાશવર્ષ છેટેના બ્રહ્માંડથી આવતાં એક્સ-રે તથા ગામા-રે જેવાં invisible/ ઇન્વિઝિબલ/ અદૃશ્ય કિરણો ઝીલવાનું ઓપ્ટિકલ ટેલિસ્કોપ માટે સંભવ નથી. આવા વખતે ગામા-રે ટેલિસ્કોપ અનિવાર્ય બને છે.
■■■
અંગ્રેજીમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમ કહેવાતો વિદ્યુતચુંબકીય પટલ રેડિયો મોજાં, માઇક્રોવેવ, ઇન્ફ્રારેડ (અધોરક્ત), પ્રકાશનાં દૃશ્ય કિરણો, અલ્ટ્રાવાયોલેટ (પારજાંબલી), એક્સ-રે તથા ગામા-રે તરંગોનો બનેલો છે. ગામા એ બધામાં સૌથી વધુ ઊર્જાવાન તરંગો છે. અતિમાત્રાની ઊર્જાને કારણે તેમની ભેદન શક્તિ ગજબની છે. સીસા જેવી નક્કર ધાતુની આઠેક ઇંચ જાડી પ્લેટની આરપાર ગામા કિરણો નીકળી જાય એટલી તેમની વેધકતા છે. બ્રહ્માંડમાં આવાં કિરણોની ઉત્પત્તિનાં મુખ્ય ત્રણ સ્રોત છે: સુપરનોવા વિસ્ફોટ, ન્યૂટ્રોન સ્ટાર અને બ્લેક હોલ. ત્રણેયનો વારાફરતી ટૂંક પરિચય મેળવીએ.
કરોડો વર્ષના આયુષ્ય દરમ્યાન પોતાનું તમામ બળતણ (હાઇડ્રોજન અને હિલિયમ) વાપરી ચૂકેલો તારો મૃત્યુને ભેટતો હોય છે. મોત કેવું હશે એ તેના દળ પર અવલંબે છે. તારાનું દળ જો આપણા સૂર્ય કરતાં અડધું યા અડધાથી ઓછું હોય તો એવો તારો જરાય ધમાલ મચાવ્યા વગર શાંત મોત પામે છે. હાઇડ્રોજન તથા હિલિયમનો પુરવઠો ખૂટવા આવે, એટલે ધીમે ધીમે સંકોચાતો જાય અને સાથોસાથ પોતાનું તેજ ગુમાવતો જાય. મૃત્યુના અંતિમ તબક્કે પ્રકાશકિરણો મુક્ત કરવા જેટલીય ઊર્જા તેની પાસે રહેતી નથી, એટલે તે ઠરેલા કોલસા જેવો નિષ્પ્રાણ ને નિસ્તેજ બની જાય છે. ખગોળવિદ્દો આવા તારાને બ્લેક ડ્વાર્ફ (કાળા વામન) તરીકે ઓળખે છે.
તારાનું દળ જો આપણા સૂર્ય જેટલું હોય તો હાઇડ્રોજન નામનું બળતણ પૂરું થઈ જતાં તે ફૂલીને રેડ જાયન્ટ (રાતો વિરાટ) સ્વરૂપ ધારણ કરે છે. વખત જતાં સહેજ ફસકી પડીને હિલિયમ બાળવાનું શરૂ કરે છે. દરમ્યાન તેના બાહ્ય આવરણનાં ચીંથરાં નીકળવા લાગે છે અને લાંબા સમય પછી તારો વ્હાઇટ ડ્વાર્ફ (શ્વેત વામન) તરીકે અમુક વર્ષ સુધી પ્રખર તેજે પ્રકાશ્યા બાદ અંતમાં કાળા વામન તરીકે હરિ ઓમ શરણ પામે છે.
ઉપરોક્ત બન્ને કેસમાં તારો શાંતિપૂર્વક ‘અંતિમ શ્વાસ’ લે છે. પરંતુ તારાનું દળ આપણા સૂર્ય કરતાં ૧.૪ થી ૩ ગણું હોય ત્યારે તેના નસીબમાં શાંતિભરી સદ્ગતિ હોતી નથી. ઊલટું, અત્યંત હિંસક મોતે તેણે મરવું પડે છે. સૂર્ય કરતાં વિરાટ તારાનું આયખું પૂરું થવા આવે ત્યારે તે સુપરજાયન્ટ કહેવાતું અત્યંત વિરાટ કદ ધારણ કરે છે. બેસુમાર ગરમી વત્તા દબાણ ધરાવતો તેનો ગર્ભ પહેલાં પુષ્કળ સંકોચાય છે અને પછી ધડાકાભેર ફાટી પડે છે. ખગોળીય પરિભાષામાં સુપરનોવા તરીકે ઓળખાતા વિસ્ફોટ દરમ્યાન એટલી બધી ઊર્જાનું ઉત્સર્જન થાય કે ન પૂછો વાત! સૂર્ય જેવડા કદના લગભગ ૧,૦૦૦ તારા પોતાના જીવનકાળ (દસેક અબજ વર્ષ) દરમ્યાન જેટલી ઊર્જા વહાવે એટલી ઊર્જા સુપરનોવા તારો વિસ્ફોટની પ્રથમ ચંદ સેકન્ડમાં જ મુક્ત કરી દે છે —અને ત્યાર પછીના સમયમાં મુક્ત થતી ઊર્જાનું પ્રમાણ સેંકડો આકાશગંગાઓની સંયુક્ત એનર્જી જેટલું હોય છે. આ ઊર્જાપ્રવાહમાં પુષ્કળ Gamma Rays/ ગામા કિરણોનો પણ સમાવેશ થાય છે.
સુપરનોવા વિસ્ફોટ વખતે પોતાનો ઘણો ખરો પદાર્થ ગુમાવી ચૂકેલો તારો આગામી તબક્કે કેંદ્ર તરફ ફસકવા લાગે છે. આ તબક્કે બેસુમાર કેંદ્રવર્તી ગુરુત્વાકર્ષણ શેષ પદાર્થને સખત રીતે સંકોચી ઇલેક્ટ્રોન-પ્રોટોનને ભેગા કરી નાખે છે, માટે તેઓ ન્યૂટ્રોનમાં ફેરવાય છે. તારો છેવટે ન્યૂટ્રોન સ્ટાર સ્વરૂપ ધારણ કરે છે. ગામા કિરણોનો ધોધ આવા તારામાંથી પણ ઉત્સર્જન પામ્યા કરે છે.
સુપરનોવા ધડાકા પશ્ચાત્ શેષ બચતો તારાનો ‘ઠળિયો’ જો વધુ દળદાર હોય તો બને એવું કે તેના આંતરિક પદાર્થનું સંકોચન અટકતું જ નથી. પદાર્થનું કદ અનંત સૂક્ષ્મતા ધારણ કરે છે. કેંદ્રમાં ગુરુત્વાકર્ષણ એટલું બધું પ્રચંડ બને કે પ્રકાશનાં કિરણો પણ તેમાંથી બહાર નીકળી શકતાં નથી. અવકાશમાં રચાતું એ કાળું ચકામું એટલે બ્લેક હોલ! દૃશ્ય પ્રકાશકિરણોના અભાવે બ્લેક હોલ પ્રત્યક્ષ રીતે તો દેખાય નહિ, પણ ખગોળવિદ્દો ક્ષ-કિરણો તથા ગામા કિરણો દ્વારા બ્રહ્માંડમાં તેમની હાજરી શોધી કાઢે છે.
■■■
ગામા-રે વિશે આટલી સમજૂતી મેળવી લીધા પછી હવે એ પણ જાણી લો કે લદ્દાખનું ટેલિસ્કોપ અદૃશ્ય ને ભૂતિયાં ગામા કિરણોનો તાગ કેવી રીતે મેળવવાનું છે? અતિમાત્રાની ઊર્જા ધરાવતાં એ કિરણો જો સીસાની ૮ ઇંચ જાડી પ્લેટને ભેદી જતાં હોય તો ટેલિસ્કોપના અરીસાની આરપાર નીકળવી જવું શી મોટી વાત? આથી સવાલ એ થાય કે આખરે ટેલિસ્કોપનો અરીસો ગામા-રેને ઝીલે શી રીતે? આ રહ્યો જવાબ—
સુપરનોવા વિસ્ફોટ, ન્યૂટ્રોન સ્ટાર કે પછી બ્લેક હોલ મારફત ઉત્સર્જન પામેલાં ગામા તરંગો અંતરિક્ષમાં લાંબો પ્રવાસ ખેડીને પૃથ્વીના ઉપલા વતાવરણમાં પ્રવેશે ત્યારે પોતાની કેટલીક ઊર્જા પ્રકાશના ફોટોન કણો સ્વરૂપે ખંખેરી નાખે છે. ભૂરા રંગના પ્રકાશની અલપઝલપ ટશરો ફૂટી નીકળે છે, જેને રૂસી વિજ્ઞાની પેવેલ ચેરેંકોવની સ્મૃતિમાં ચેરેંકોવ રેડિએશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. લદ્દાખના હાન્લેમાં ઊભું કરાયેલું ગામા-રે ટેલિસ્કોપ ચેરેંકોવ રેડિએશનનો તાગ મેળવે છે. આ માટે ઇલેક્ટ્રોનિક કોર્પોરેશન ઓફ ઇન્ડિયાના તથા ભાભા એટમિક રિસર્ચ સેન્ટરના વિજ્ઞાનીઓએ ટેલિસ્કોપની ૬૮.૯ ફીટ વ્યાસની રકાબી આકાર તકતી પર દસ સેન્ટિમીટર બાય દસ સેન્ટિમીટર કદના કુલ ૧,પ૬૪ અરીસા જડી દીધા છે. અરીસા હેવીવેઇટ કાચના નથી. બલકે, ભારતીય વિજ્ઞાનીઓએ હળવાફુલ એલ્યુમિનિયમના પતરાને હીરા વડે પોલિશિંગ કરીને તેના પર સિલિકોન ડાયોક્સાઇડનું બારીક આવરણ ચડાવ્યું છે. આ રીતે પતરાને એટલું લીસ્સું, ચકચકિત સ્વરૂપ મળ્યું કે તે અરીસાનું કામ આપે. સ્વદેશી ધોરણે પહેલી વાર આવા અરીસાનું નિર્માણ થયું છે, જે બદલ ભારતીય વિજ્ઞાનીઓને અભિનંદન દેવા રહ્યા.
અવકાશમાંથી આવતાં ગામા-રે કિરણો પૃથ્વીના ઉપલા આકાશમાં ચેરેંકોવ રેડિએશન હેઠળ ભૂરા પ્રકાશની ટશરો રચે ત્યારે... (૧) ટેલિસ્કોપના અરીસા એ ઝાંખો પ્રકાશ ઝીલી તેને (૨) ફોટોમલ્ટીપ્લાયર નામનાં ઉપકરણ તરફ મોકલી આપે, જ્યાં (૩) પ્રકાશનાં તરંગોનું વિદ્યુત તરંગોમાં રૂપાંતરણ થાય અને છેવટે (૪) વિજ્ઞાનીઓને ગામા કિરણોની દિશા-અંતર-તીવ્રતાનો ડેટા મળે.
આખી ઘટમાળ અહીં જે સરળતાથી વર્ણવી એટલી સીધીસરળ નથી. ભારે જટિલ છે. તકનીકી આંટીઘૂંટીઓનો પાર નથી. આપણા વિજ્ઞાનીઓ તેમાં ફુલ્લી પાસ થઈને આવડું મોટું ટેલિસ્કોપ બનાવી શક્યા એ ગૌરવની વાત કહેવાય. હવે ટૂંક સમયમાં એ ટેલિસ્કોપ બ્રહ્માંડમાં દૂરસુદૂરથી આવનારાં ગામા કિરણોનો અભ્યાસ કરશે એ સાથે ખગોળ જગતને ભારત તરફથી મોટી ભેટ મળી ગણાશે.■
CATEGORIES
EDITORIAL
MAGAZINES
CITY NEWS
Download App from
