जपान, भारत आणि अमेरिका या देशांतील संयुक्त संशोधन गटाचा अभ्यास

पुणे : विश्वनिर्मितीच्या सुरुवातीच्या काळातील कृष्णविवर हे विश्वातील कृष्णद्रव्याच्या निर्मितीसाठी कारणीभूत असल्याच्या विश्वरचना शास्त्रज्ञ स्टीफन हॉकिंग यांच्या सिद्धांताला आव्हान मिळाले आहे. जपान, भारत आणि अमेरिका या देशांतील संयुक्त संशोधन गटाच्या अभ्यासातून हा निष्कर्ष पुढे आला असून, कृष्णद्रव्य आणि विश्वनिर्मितीच्या सुरुवातीच्या काळातील कृष्णविवरांबाबतचा संशोधन निबंध नेचर अ‍ॅस्ट्रॉनॉमी या संशोधन नियतकालिकात प्रसिद्ध झाला आहे.

पुण्यातील आयुकामध्ये कार्यरत शास्त्रज्ञ डॉ. सुहृद मोरे आणि डॉ. अनुप्रिता मोरे या संशोधन गटाचे सदस्य आहेत. संपूर्ण विश्वात कृष्णद्रव्यांचे प्रमाण आता जवळपास ८५ टक्के आहे. आजवर कृष्णद्रव्य कण शोधण्याचे अनेक प्रयत्न झाले. त्यातील बरेच प्रयत्न भूमिगत प्रयोग स्वरूपात होते. विशेषत: लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर सारख्या  प्रवेगकामध्ये झालेल्या प्रयोगातूनही कृष्णद्रव्य शोधणे शक्य झाले नाही. सन १९७१ मध्ये डॉ.  स्टीफन हॉकिंग यांनी आदिम कृष्णविवर हे विश्वाच्या निर्मितीनंतरच्या सुरुवातीच्या काळात जन्माला आले असावेत आणि यातून सर्व कृष्णद्रव्याची निर्मिती झाली असावी असा सिद्धांत मांडला. इतर सर्व प्रयोगातून कृष्णद्रव्याचे अस्तित्व सिद्ध करण्यात अपयश आल्याने डॉ. हॉकिंग यांच्या सिद्धांताला कठोर निकषांच्या प्रयोगातून तपासून पाहण्याची उत्सुकता वैज्ञानिक समुदायामध्ये होती.

या संशोधन गटाने गुरुत्वीय भिंगाचा (ग्रॅव्हिटेशनल लेन्सिंग) परिणाम या संकल्पनेचा वापर करून आपल्या आणि देवयानी (अँड्रोमेडा) दीर्घिकेच्या अवकाशातील आदिम कृष्णविवरांचा शोध घेऊन अभ्यास केला. गुरुत्वीय भिंगाबद्दल भाकित करणाऱ्या पहिल्या काही शास्त्रज्ञांमध्ये अल्बर्ट आईन्स्टाईन यांचा समावेश होता. दूरस्थ अंतरावरील ताऱ्याकडून येणारा प्रकाश हा मध्ये अडथळा ठरणाऱ्या विशाल वस्तुमान असलेल्या खगोलीय वस्तूमुळे वक्र होतो. याला गुरुत्वीय भिंग म्हणतात. केवळ शक्तिशाली दुर्बिणीच्या साहाय्यानेच दूरस्थ अंतरावरून आणि अवकाशातील ताऱ्याकडून येणाऱ्या प्रकाशामुळे ही विस्तारित प्रतिमा प्राप्त होते. अवकाशातील हे आदिम कृष्णविवर कशी वाटचाल करतात याचा अंदाज घेत या संशोधन गटाने देवयानी दीर्घिकेची हवाई बेटावरील सुबारू या जपानी दुर्बिणीच्या साहाय्याने अनेक निरीक्षणे नोंदवली. देवयानी दीर्घिकेमध्ये आदिम कृष्णविवरांमुळे गुरुत्वीय भिंगाचा परिणाम दर्शवणारे अनेक तारे निरीक्षणादरम्यान नोंदवले जाण्याची या संशोधकांना आशा होती.

गुरुत्वीय भिंग ही दुर्मीळ घटना शक्य होण्यासाठी दूरस्थ तारा, आदिम कृष्णविवर आणि पृथ्वीवरील निरीक्षक हे एका सरळ रेषेमध्ये स्थापित असण्याची पूर्व अट असते. देवयानी दीर्घिकेच्या दिशेने होणाऱ्या गुरुत्वीय भिंगाचा परिणाम टिपण्यासाठी सुबारू दुर्बिणीचा वापर अत्यावश्यक होता. ८.२ मीटर व्यासाचे प्राथमिक भिंग असलेल्या सुबारू दुर्बिणीमुळे संपूर्ण देवयानी दीर्घिकेची  निरीक्षणे नोंदवणे शक्य झाले. सुबारू दुर्बिणीच्या साहाय्याने नोंदवलेल्या १९० सलग निरीक्षणांमधून संशोधकांना आदिम कृष्णविवरांमुळे देवयानी दीर्घिकेतील जवळपास १००० तारे अधिक प्रकाशमान होण्याची अपेक्षा होती. मात्र या गटाला या प्रकारचा केवळ एकच नमुना सापडला. त्यामुळे एकूण कृष्णद्रव्यांपैकी १ टक्क्य़ापेक्षा कमी प्रमाण हे आपल्या चंद्राएवढय़ा वस्तुमान असलेल्या आदिम कृष्णविवरांपासून तयार झाले आहे.

संशोधन गटातील सदस्य

हिरोको नीकुरा, मासाहिरो ताकादा, नाओकी यासुदा, मासामुने ओगुरी, तोशिकी कुरिता, सुनाओ सुगियामा (टोकियो विद्यापीठ), रॉबर्ट लप्टन (इन्स्टिटय़ूट फॉर अ‍ॅडव्हान्स्ड स्टडी, प्रिन्स्टन विद्यापीठ, अमेरिका), ताकाहिरो सुमी (ओसाका विद्यापीठ, जपान), डॉ. सुहृद मोरे, डॉ. अनुप्रिता मोरे (आयुका, भारत) मासाशी चिबा (तोहोकू विद्यापीठ)

चंद्राच्या वस्तुमानाएवढे आणि ०.१ मिमी आकाराइतक्या आदिम कृष्णविवरापासून कृष्णद्रव्य तयार झाले असण्याची शक्यता या संशोधनातील निरीक्षणांमुळे फेटाळली गेली आहे. डॉ. हॉकिंग यांनी आदिम कृष्णविवरांबद्दल मांडलेल्या सिद्धांताच्या तुलनेत हा नकारात्मक निष्कर्ष म्हणता येईल. त्यामुळे विश्वाच्या मूलभूत संरचनेसाठी जबाबदार घटकांबद्दलच्या माहितीत भर पडली आहे. या संशोधनाने आदिम काळातील विश्वाच्या भौतिकशास्त्राबद्दल काही गणितीय अटींची परिमाणेही निश्चित केली आहेत.

– डॉ. सुहृद मोरे, डॉ. अनुप्रिता मोरे