गेल्या आठवडय़ात अवकाशात दोन कृष्णविवरांच्या झालेल्या टकरीने निर्माण झालेल्या गुरुत्वीय लहरींचे संकेत पृथ्वीवरील प्रयोगशाळांतून नोंदविले गेले. या संशोधनाचे भविष्यात काय परिणाम संभवतात, हे येणारा काळच ठरवेल. अल्बर्ट आइनस्टाईन यांनी १०० वर्षांपूर्वी व्यापक सापेक्षतेचा सिद्धान्त (Theory of General Relativity) मांडला. सुमारे २५० वर्षे रूढ असलेल्या आयझॅक न्यूटन यांच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या सिद्धान्तातील त्रुटी भरून काढणाऱ्या या सिद्धान्ताने भौतिकी विश्व पूर्णत: बदलून टाकले. आइनस्टाईन यांनी सापेक्षतेच्या सिद्धान्तात भाकीत केलेल्या गोष्टी एक-एक करून गेल्या शंभर वर्षांत विविध चाचण्यांमध्ये सिद्ध झाल्या. मात्र, सिद्ध करायला अत्यंत कठीण ठरलेले एक भाकीत म्हणजे ‘गुरुत्वीय लहरी’! व्यापक सापेक्षतेच्या सिद्धान्तात अवकाश आणि काल हे वेगळे गणले जात नाहीत, तर ते एकत्र येऊन चौमितीय अवकाशकाल (spacetime) बनतो. या अवकाशकालात कोणतीही घन वस्तू हलल्यास गुरुत्वीय लहरी (Ripples in spacetime) निर्माण होतात. या लहरी कोणत्याही वस्तूला जेव्हा पार करतात, तेव्हा ती वस्तू एका दिशेने ताणली जाते, तर काटकोनातल्या दिशेने दाबली जाते. मात्र, हे प्रसरण व आकुंचन अतिशय सूक्ष्म असते. त्यामुळेच या लहरींचे मापन करायला LIGO सारखा एखादा अत्याधुनिक प्रकल्प उभा करण्याची गरज होती. LIGO प्रकल्पात इंग्रजी L आकारात चार किलोमीटर लांबीचे दोन बोगदे असतात. या बोगद्यांमधून सर्व हवा काढून ते संपूर्ण निर्वात करण्यात येतात. L च्या मधल्या भागातून एक तीव्र लेसर-स्रोत असतो, तर दूरच्या टोकाला आरसे बसवलेले असतात. या सामग्रीचा वापर करून दोन्ही बोगद्यांच्या लांबीतले अत्यंत सूक्ष्म फरकही मोजता येतात. सप्टेंबर २०१५ मध्ये कार्यरत झालेल्या advanced LIGO प्रणालीत या बोगद्यांच्या लांबीत ०.००००००००००००००००००१ मीटरचा फरकही मोजण्याची क्षमता आहे. म्हणजेच अणूच्या गर्भाचाही एक हजारावा भाग! अनेक दशके ज्या संकेताची शास्त्रज्ञ वाट पाहत होते, तो अखेर १४ सप्टेंबर रोजी मिळाला. त्या दिवशी गोळा केलेल्या data चे अध्ययन करताना शास्त्रज्ञांनी ओळखले, की दोन कृष्णविवरांची टक्कर झाल्याचे ते संकेत होते. या घटनेला शास्त्रज्ञांनी ‘GW१५०९१४’ असे नाव दिले. अधिक विश्लेषण करून त्यांनी निश्चित केले की आपल्या सूर्याच्या २९ आणि ३६ पट वजनाची दोन कृष्णविवरे एकमेकांभोवती फिरत होती. फिरता फिरता ती गुरुत्वीय लहरी उत्सर्जित करीत होती व ऊर्जा गमावल्यामुळे ती एकमेकांच्या जवळ आली. जसजशी ती कृष्णविवरे जवळ आली, तसतसा त्यांच्या फिरण्याचा वेग वाढत गेला. अखेरीस त्यांचा वेग इतका होता, की सेकंदाला एकमेकांच्या २५० फेऱ्या ती कृष्णविवरे पूर्ण करीत होती. शेवटी ती कृष्णविवरे एकमेकांना धडकली आणि सूर्याच्या ६२ पट वजनाचे नवीन कृष्णविवर निर्माण झाले. ही सर्व प्रक्रिया केवळ ०.२ सेकंदात पूर्ण झाली. तुम्ही विचार करत असाल की, या गणितात सूर्याच्या तिप्पट वजन गायब कसे काय झाले? या सर्व वस्तुमानाचे आइनस्टाईन यांच्या E = mc2 समीकरणानुसार ऊर्जेत रूपांतर झाले. विचार करा- आपला सूर्य त्याच्या संपूर्ण आयुष्यात जितकी ऊर्जा निर्माण करेल, त्याच्या काही हजार पट ऊर्जा या कृष्णविवरांनी पापणी लवावी इतक्या वेळात उत्सर्जित केली. खरोखरच, विश्व हे अजब आहे! आपले नशीब चांगले, म्हणून ही घटना आपल्यापासून तब्बल १३० कोटी प्रकाशवर्षे (१३००००००००००००००००००००० कि. मी.) दूर घडली. त्यामुळे पृथ्वीवर अत्यंत कमी ऊर्जेच्या लहरी पोहोचल्या. आज विज्ञान संशोधन हे जागतिक स्तरावर केले जाते. गुरुत्वीय लहरींचा शोधही याला अपवाद नाही. ‘लाईगो सायंटिफिक कोलॅबोरेशन’ (LSC) मध्ये हजारो वैज्ञानिक सदस्य आहेत. यात अन्य १५ देशांच्या शास्त्रज्ञांबरोबरच भारतातील ६० वैज्ञानिकांचाही समावेश आहे. या संशोधनासाठी विविध कौशल्ये असणाऱ्या शास्त्रज्ञांचे वेगवेगळे गट बनवून त्यांना वेगवेगळी कामे सुपूर्द करण्यात आली आहेत. अशाच गटांमध्ये काम करणाऱ्या ३७ भारतीय शास्त्रज्ञांनी ‘GW१५०९१४’च्या शोधात हातभार लावला. भारतीय संस्थांमध्ये काम करणाऱ्या या वैज्ञानिकांबरोबरच परदेशात काम करणारे अनेक भारतीय संशोधक आणि विद्यार्थीदेखील या शोधाचा महत्त्वपूर्ण हिस्सा आहेत. तसेच या शोधाचा पाया रचण्यातही भारतीयांचा मोलाचा वाटा आहे. दोन कृष्णविवरांच्या धडकेतून निर्माण होणाऱ्या नवीन कृष्णविवराच्या कंपनांचे भाकीत जगात पहिल्यांदा सी. वि. विश्वेश्वर यांनी १९७१ मध्ये केले होते. अतिशय noisy data मधून अत्यंत कमी तीव्रतेच्या गुरुत्वीय लहरी कशा शोधाव्यात, याचे सिद्धान्त व गणित प्रथम ‘आयुका’ (IUCAA) चे शास्त्रज्ञ संजीव धुरंदर व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी सादर केले. गुरुत्वीय लहरींचे मापन करण्यासाठी अपरिहार्य असलेले ‘template waveforms' संकेताचे साचे) बाला ऐयर यांच्या रामन संशोधन संस्थेच्या गटाने फ्रेंच शास्त्रज्ञांबरोबर केले. LIGO ने गुरुत्वीय लहरींचा शोध प्रकाशित करताना या सर्व कामांची दखल घेतली आहे. येत्या काही वर्षांत अमेरिकेतील दोन लाइगो प्रकल्पांच्या साथीला भारतात LIGO-India अशी एक गुरुत्वीय लहरींची दुर्बीण बनविण्याचा प्रस्ताव भारत सरकारच्या आण्विक ऊर्जा विभाग आणि विज्ञान व तंत्रज्ञान विभाग यांच्याकडे सादर करण्यात आला आहे. १४ सप्टेंबर २०१५ रोजी जर LIGO-India प्रकल्प कार्यरत असता तर त्या घटनेबद्दल शास्त्रज्ञांना अधिक निश्चित अशी माहिती मिळाली असती. जर LIGO-India प्रकल्प मान्य झाला तर विशेष म्हणजे पृथ्वीवर भारत अमेरिकेच्या बरोबर विरुद्ध बाजूला असल्यामुळे गुरुत्वीय लहरींच्या स्रोताची अवकाशातली दिशा निश्चित करण्यात शंभर पट सुधारणा होऊ शकेल. गुरुत्वीय लहरींच्या शोधाचा, प्रस्तावित LIGO-India प्रकल्पाचा आपल्या दैनंदिन जीवनात उपयोग काय? तर त्यामुळे LIGO-India बनवताना भारतीय तंत्रज्ञानाचा भरपूर विकास होईल. विशेषत: उत्तम प्रतीचे लेसर, उच्च दर्जाचे व्हॅक्यूम, भूमीची कंपने दडपण्याची प्रणाली, महासंगणक (Supercomputers) इत्यादी क्षेत्रांना विशेष चालना मिळेल. जागतिक पातळीचे असे प्रकल्प आपल्या देशात उभारले की भारतीय संशोधनालाही चालना मिळेल, तसेच भारतीय विद्यार्थ्यांनाही उत्तेजन मिळेल. भारतीयांनी गुरुत्वीय लहरींच्या अभ्यासात मोलाची कामगिरी बजावली आहे. LIGO-India च्या साहाय्याने आपण या संशोधनात जागतिक पातळीवर आघाडी घेऊ शकतो. अल्बर्ट आइनस्टाईन यांनी व्यापक सापेक्षतेचा सिद्धान्त मांडला तेव्हा दैनंदिन आयुष्यात त्याचे काय फायदे होतील हे स्पष्ट नव्हते. आज मात्र smartphone मधल्या जीपीएसपासून विमान वाहतुकीच्या नियमनापर्यंत सापेक्षतेच्या समीकरणांचा वापर होतो. विश्वाच्या एका कोपऱ्यात एका शास्त्रज्ञाने मांडलेल्या सिद्धान्ताच्या साहाय्याने आज आपल्याला मोबाइल फोनवरून टॅक्सी मागवता येते. नुकताच लागलेला गुरुत्वीय लहरींचा शोध आपल्याला भविष्यात कुठे घेऊन जाईल, हे येणारा काळच सांगेल! varunb@iucaa.in
