अवकाशाशी जडले नाते : जादू तेरी नजर

सतराव्या शतकापर्यंत फक्त डोळय़ांनी केलेल्या निरीक्षणातून आपल्याला अवकाशाचे ज्ञान मिळत होते, पण ही नजर पुरेशी नव्हती. १६०९ साली गॅलिलिओने दुर्बीण आकाशाकडे रोखली आणि अवकाशाकडे पाहण्याची आपली नजर आणि नजरिया दोन्ही बदलून गेले. दुर्बिणींनी आकाश निरीक्षणात क्रांती घडवली. वातावरणाचा अडथळा दूर करायला अंतराळात हबल, चंद्रा, स्पिट्झर अशा दुर्बिणी सोडल्या गेल्या. सध्या बहुचर्चित जेम्स वेब आणि भविष्यातल्या इतर दुर्बिणींची ‘जादूई नजर’ विश्वाची अनेक गुपिते उकलणार आहेत!

आदिम काळापासून माणसाच्या नजरा आकाशाकडे लागल्या आहेत. आर्यभट्ट, वराहमिहिर, भास्कराचार्य (भारत), टॉलेमी (ग्रीस), अब्द अल-रहमान (इराण), कोपर्निकस (पोलंड), टायको ब्राहे (डेन्मार्क), झांग हेंग (चीन), अल बत्तानी (अरबस्तान) या आणि अशा अनेक प्राचीन खगोलशास्त्रज्ञांनी फक्त डोळय़ांनी निरीक्षणं  करत ग्रहांच्या गती, आकार आणि विश्वाविषयी इतर गोष्टींचे अंदाज बांधले. पण नजरेस जे पडले तेवढेच आपले ज्ञान होते. १७व्या शतकात हान्स लिपरशे याने दोन भिंगं वापरून बनवलेले उपकरण – दुर्बीण वापरून लोक दूरवरची जहाजे बघत बसत. पण इटलीमधल्या गॅलिलिओ गॅलिली या खगोलशास्त्रज्ञाने  १६०९ साली ही दुर्बीण आकाशाकडे रोखली आणि अवकाशाकडे पाहण्याची आपली नजर आणि नजरिया दोन्ही बदलून गेले. गॅलिलिओने चंद्रावरचे खळगे, गुरूचे उपग्रह, शनीची कडी, डोळय़ांना न दिसणारे तारे, जोडतारे असे चमत्कार पाहिले आणि लोकांना दाखवले. त्याचे कार्य पुढे नेत कॅसिनी, केप्लर, कॅसेग्रेन, न्यूटन यांनी दुर्बिणीत सुधारणा केल्या आणि पुढच्या ४०० वर्षांत दुर्बिणींनी आकाश निरीक्षणात क्रांती घडवली.

गेल्या शतकात जगभर अनेक महाकाय दुर्बिणी बसवण्यात आल्या आणि त्यातून ब्रह्मांडातील अपूर्व दृश्यंदेखील दिसली, पण पृथ्वीवरील या दुर्बिणींची ‘नजर’ काहीशी अधुरी होती. एकतर पृथ्वीवरून फक्त रात्रीच निरीक्षण करता येते आणि अवकाशातील घटकांपासून येणारा प्रकाश पृथ्वीभोवतीच्या वातावरणातून येताना क्षीण होतो. त्यामुळे अवकाशात एखादी दुर्बीण पाठवली, तर वातावरणाचा अडथळा दूर होत विश्वाची रहस्ये अजून चांगल्या पद्धतीने उलगडता येतील, असा विचार लिआन स्पिट्झर यांनी १९४६ सालीच मांडला. १९९० मध्ये हबल दुर्बिणीच्या रूपाने ही संकल्पना सत्यात उतरली.

अवकाशाचा वेध घेण्यासाठी ‘नासा’ व युरोपियन स्पेस एजेन्सी यांनी संयुक्तरीत्या तयार केलेली हबल दुर्बीण २४ एप्रिल १९९० रोजी अवकाशात सोडण्यात आली. या ३० वर्षांत हबलने आत्तापर्यंत १३ लाख अवकाश निरीक्षणे नोंदवली आहेत. हबलने पृथ्वीपासून १३ अब्ज प्रकाशवर्षांहून अधिक अंतरावर विश्वात दूरवर डोकावून पाहिले आहे. विश्वाचे वय १३७५ कोटी वर्षांपर्यंत बरोबर मोजणे हबलमुळे शक्य झाले. ताऱ्यांचे जन्म-मृत्यू, आकाशगंगेचा विस्तार, दीर्घिकांच्या उत्क्रांतीच्या अवस्था, डार्क एनर्जी अशा अनेक संकल्पना हबलने छायाचित्रांच्या मदतीने समजावून सांगितल्या आहेत. या छायाचित्रांचा अभ्यास करून शास्त्रज्ञांनी आजवर सुमारे १६ हजार शोधनिबंध लिहिलेले आहेत. यातून आपल्याला विश्वाची इतकी नवी माहिती मिळाली की, खगोलशास्त्राचे ‘हबल पूर्व’ आणि ‘हबल उत्तर’ असे भाग करता येतात. पण हबलच्या नजरेलासुद्धा मर्यादा आहेत.

आपल्याला दिसतो त्या प्रकाशाबरोबरच इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रममध्ये गॅमा, एक्स रे, अल्ट्राव्हायोलेट, इन्फ्रारेड आणि रेडिओ तरंग देखील असतात. हबल यातील व्हिजिबल  आणि अल्ट्राव्हायलेट स्पेक्ट्रममध्येच पाहू शकते. इतर स्पेक्ट्रममधून विश्व पाहण्यासाठी हबलनंतर काही दुर्बिणी अवकाशात सोडण्यात आल्या. १९९१ मध्ये कॉम्प्टन गॅमा रे ऑब्झर्वेट्री ,१९९९ मध्ये चंद्रा एक्स रे ऑब्झर्वेट्री, २००३ मध्ये स्पिट्झर इन्फ्रारेड टेलिस्कोप अंतराळात सोडण्यात आल्या. या सगळय़ा दुर्बिणीद्वारे वेगवेगळय़ा  तरंगातून अभ्यास करून विश्वाबद्दलची मूलभूत व आमूलाग्र माहिती आपल्या हाती आली आहे.

विश्वाचा वेध घेण्यासाठी इन्फ्रारेड तरंगांचा अभ्यास महत्त्वपूर्ण ठरतो. विश्वाच्या प्रसारणामुळे गॅलेक्सी एकमेकांपासून लांब जात आहेत. त्यांच्यापासून येणारा प्रकाश ‘ताणला’ जाऊन आपल्याकडे पोहचेपर्यंत इन्फ्रारेड तरंगात बदलतो. तसेच इन्फ्रारेड तरंग अवकाशात असणाऱ्या धुळीमुळे विखुरले  जाऊ शकत नाहीत. परिणामी इन्फ्रारेड तरंगलांबीमधून दिसणारे विश्व हे अधिक सखोल आणि सुस्पष्ट असते. दूरवरच्या घटकांचा वेध घेण्यासाठी शक्तिशाली इन्फ्रारेड दुर्बिणीची गरज होती. या गरजेतून हबल आणि स्पिट्झरची उत्तराधिकारी म्हणून  ‘नेक्स्ट जनरेशन स्पेस टेलिस्कोप’ प्रकल्प मांडला गेला. नासा, युरोपियन स्पेस एजेन्सी, कॅनेडियन स्पेस एजेन्सी यांच्यासह १४ देश आणि ३०० विद्यापीठे यांच्या सहभागातून जेम्स वेब दुर्बीण आकारात आली.

सहा टन वजनाची ही बहुचर्चित दुर्बीण हबलपेक्षा काहीशी वेगळी आहे. या दुर्बिणीचा आरसा हबलसारखा एकसंध नसून सोन्याचा मुलामा असलेल्या बेरिलियमच्या अठरा षटकोनी तुकडय़ांनी बनला आहे. वेब २५ डिसेंबर २०२१ला अंतराळात झेपावली आणि जानेवारी २०२२ मध्ये पृथ्वीपासून तब्बल १५ लाख किलोमीटर अंतरावरील L2 या लॅग्रेंज पॉइंटवर स्थिरावली. लॅग्रेंज पॉइंटवर सूर्य आणि पृथ्वी यांच्या गुरुत्वाकर्षण बलाचा समतोल राखला जाऊन तिथल्या वस्तू एकाच स्थितीत कायम राहतात. त्यानंतर टप्प्याटप्प्याने यंत्रणा कार्यान्वित करून प्रत्यक्ष शोधकार्य सुरू झाले. जेम्स वेबमध्ये निरनिराळय़ा कार्यासाठी विविध उपकरणे बसवण्यात आली आहेत. निअर इन्फ्रारेड कॅमेरा (NIRCam) ०.६ ते ५ मायक्रॉन तरंगलांबीच्या इन्फ्रारेड किरणांचा अभ्यास करतो. निअर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRSpec) अति दूरवरून येणाऱ्या सूक्ष्म इन्फ्रारेड किरणांचा स्पेक्ट्रमचा अभ्यास करतो. ५ ते २८ मायक्रॉन तरंगलांबीच्या इन्फ्रारेड किरणांसाठी मिड इन्फ्रारेड इन्स्ट्रुमेंट (MIR) हे उपकरण असून नवजात ताऱ्यांचा क्षीण प्रकाश, सौरमालेपलीकडच्या क्युपर बेल्टमधल्या गोष्टी याद्वारे पहिल्यांदाच बघता येतील. या उपकरणांना सूर्याच्या उष्णतेचा त्रास होऊ नये म्हणून दुर्बिणीवर ‘सनशिल्ड’ बसवलं आहे.

११ जुलै २०२२ ला वेबने पहिल्या पाच प्रतिमा प्रसारित केल्या.  SMACS 0723 गॅलेक्सी क्लस्टरची इमेज हे वेबने घेतलेले सगळय़ात सुंदर दृश्य म्हणता येईल. यातील प्रत्येक ठिपका ही एक स्वतंत्र गॅलेक्सी आहे. स्टिफन पंचकच्या इमेजमध्ये  NGC 7318 A  आणि   NGC 7318 B   या दोन गॅलेक्सींची टक्कर होताना स्पष्ट दिसते आहे. तसेच यातून निर्माण झालेली शॉक वेव्हसुद्धा वेबने टिपली आहे. एखादा महाकाय ताऱ्याचा अस्त होत असताना घडणाऱ्या नाटय़मय घडामोडी दक्षिणी रिंग नेब्युलाच्या चित्रात दिसतात. तर करिना नेब्युलाच्या चित्रात ताऱ्यांच्या जन्माचे विलक्षण दृश्य वेबने टिपले आहे. यात  ताऱ्यांनी भरलेले ‘पर्वत’ आणि ‘दऱ्या’  यांच्यासारखे  दिसणारे दृश्य ‘वैश्विक कडा’’ (Cosmic Cliffs))’ म्हणून ओळखले जाते. आपल्यापासून ११५० प्रकाश वर्षे दूर असणाऱ्या वास्प ९६ बी या बाह्यग्रहाच्या वातावरणातील पाण्याचे अस्तित्व वेबने दाखवले आहे. वेबचे अजून एक यश म्हणजे वेबने नुकताच  LHS 475  B हा एक बाह्यग्रह  शोधला आहे. पृथ्वीबाहेर जीवसृष्टी आणि वस्तीयोग्य स्थानाच्या शोधात हा मैलाचा दगड म्हणता येईल.

आपल्या विश्वाविषयी या दुर्बिणीतून आपल्याला जेवढं कळतं आहे तेवढे नवे प्रश्नसुद्धा समोर येत आहेत. नवीन तंत्रज्ञान वापरत विश्वात अधिक दूरवर बघण्यासाठी भविष्यात अनेक नव्या अंतराळ  दुर्बिणी पाठवायची योजना आहे. नॅन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलिस्कोप ही इन्फ्रारेड दुर्बीण २०२७ मध्ये अवकाशात सोडली जाईल. डार्क एनर्जी विषयी संशोधन करणे आणि पृथ्वीबाहेर संभाव्य जीवसृष्टीचा शोध घेणे या दुर्बिणीचे प्रमुख उद्दिष्ट आहे. आपल्या आकाशगंगेत वस्तीयोग्य बाह्य ग्रहांचा शोध घेण्यासाठी  हॅबिटेबल एक्सोप्लॅनेट ऑब्झर्वेट्री (HabEx) ही  दुर्बीण २०३५ मध्ये अंतराळ सोडण्याची योजना आहे. लार्ज अल्ट्राव्हायलेट ऑप्टिकल इन्फ्रारेड  सव्‍‌र्हेयर (LUVOIR) ही महाकाय दुर्बीण २०३९ मध्ये अंतराळात सोडण्याचे नासाचे ध्येय आहे. चंद्रा एक्स रे ऑबसर्वेट्रीची उत्तराधिकारी म्हणून  लिंक्स एक्स रे ऑब्झर्वेट्री  ((LynX) कार्य करेल. या आणि अशा अनेक भविष्यातील अंतराळ दुर्बिणींमुळे विश्वाची अनेक रहस्ये उलगडतील. आपल्या नजरेला न दिसणारी ही स्वर्गीय दृश्ये  दाखवायला दुर्बिणींची ‘जादूई नजर’ या पुढेही मदत करत राहील यात शंका नाही!

viva@expressindia.com