रात्री आकाशाकडे पाहिल्यावर आपल्याला लाखो तारे, चंद्र, ग्रह दिसतात. अनेकांना वाटते की, हेच संपूर्ण विश्व आहे. पण आधुनिक खगोलशास्त्राने या समजुतीला पूर्णपणे बदलून टाकले आहे. जगभरातील दुर्बिणी, उपग्रह आणि अंतराळ मोहिमांमधून मिळालेल्या निरीक्षणांवरून शास्त्रज्ञ असा निष्कर्ष काढतात की आपण पाहू शकणारे तारे, ग्रह, धूळ, वायू आणि मानव यांच्यासह सर्व सामान्य पदार्थ मिळून विश्वाच्या केवळ 5 टक्के भागाचे प्रतिनिधित्व करतात. उर्वरित 95 टक्के विश्वस अजून अदृश्य असून, त्यात डार्क मॅटर व डार्क एनर्जीचा समावेश आहे. हे आधुनिक विज्ञानासमोरील सर्वात मोठ्या रहस्यांपैकी एक मानले जाते.
विश्वाची खरी रचना काय सांगते?
शास्त्रज्ञ विश्वातील सूक्ष्मतरंगीय पार्श्वभूमी किरणे, आकाशगंगांची हालचाल आणि गुरुत्वीय परिणामांचा अभ्यास करून विश्वाची रचना समजून घेण्याचा प्रयत्न करत आहेत. त्यानुसार 5 टक्के सामान्य पदार्थ, 27 टक्के डार्क मॅटर व 68 टक्के डार्क एनर्जी असे विश्वाचे प्रमाण असल्याचा अंदाज आहे. विशेष म्हणजे डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जी यांना थेट पाहता येत नाही; त्यांचे अस्तित्व त्यांच्या परिणामांवरून ओळखले जाते. म्हणूनच विज्ञानाला अजूनही विश्वाचा बहुतांश भाग प्रत्यक्ष समजलेला नाही.
'डार्क' म्हणजे काळा नाही, तर अदृश्य
'डार्क' हा शब्द ऐकल्यावर अनेकांच्या मनात काळ्या रंगाची प्रतिमा उभी राहते. प्रत्यक्षात डार्क मॅटर किंवा डार्क एनर्जी काळ्या रंगाची आहे, असे अजिबात नाही. येथे 'डार्क' म्हणजे प्रकाशाशी जवळजवळ कोणताही परस्परसंवाद न करणारे असे अभिप्रेत आहे. हे पदार्थ किंवा ऊर्जा प्रकाश उत्सर्जित करत नाहीत, परावर्तित करत नाहीत आणि आपल्या दुर्बिणींना थेट दिसतही नाहीत. त्यामुळे त्यांचा शोध घेण्यासाठी शास्त्रज्ञांना त्यांच्या गुरुत्वीय परिणामांचा आणि विश्वावर होणाऱ्या प्रभावाचा आधार घ्यावा लागतो.
स्विस शास्त्रज्ञाने उपस्थित केला पहिला मोठा प्रश्न
१९३३ मध्ये स्विस-अमेरिकन खगोलशास्त्रज्ञ Fritz Zwicky यांनी अनेक आकाशगंगांच्या समूहाचा अभ्यास केला. त्यांना आढळले की, त्या आकाशगंगा इतक्या वेगाने फिरत होत्या की दिसणाऱ्या पदार्थाच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे त्या एकत्र राहणे अशक्य होते. गणितानुसार त्या कधीच विखुरल्या असत्या. यावरून त्यांनी असा तर्क मांडला की या समूहात मोठ्या प्रमाणात अदृश्य वस्तुमान असले पाहिजे. त्या काळी त्यांच्या मताकडे फारसे लक्ष दिले गेले नाही; मात्र पुढील काही दशकांत अनेक निरीक्षणांनी त्यांचा अंदाज बऱ्याच अंशी योग्य असल्याचे सूचित केले.
आकाशगंगांनी विज्ञानाला विचार करायला भाग पाडले
१९७० च्या दशकात अमेरिकन खगोलशास्त्रज्ञ Vera Rubin यांनी आकाशगंगांमधील ताऱ्यांच्या हालचालींचा सखोल अभ्यास केला. पारंपरिक गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमानुसार आकाशगंगेच्या केंद्रापासून जितके दूर जावे तितका ताऱ्यांचा वेग कमी व्हायला हवा होता. पण प्रत्यक्ष निरीक्षणांमध्ये बाहेरील तारेही जवळपास तितक्याच वेगाने फिरत असल्याचे दिसून आले. या निरीक्षणाचे सर्वमान्य स्पष्टीकरण म्हणजे आकाशगंगेभोवती प्रचंड प्रमाणात अदृश्य वस्तुमान अस्तित्वात आहे. याच संशोधनामुळे डार्क मॅटरची संकल्पना वैज्ञानिक जगतात अधिक दृढ झाली.
गुरुत्वाकर्षणाने दिला अदृश्य पुरावा
डार्क मॅटर थेट दिसत नसला तरी त्याचा प्रभाव गुरुत्वाकर्षणातून स्पष्टपणे जाणवतो. एखादी विशाल आकाशगंगा किंवा आकाशगंगांचा समूह त्यांच्या मागील वस्तूंमधून येणारा प्रकाश वाकवतो. या घटनेला गुरुत्वीय लेन्सिंग (Gravitational Lensing) म्हणतात. प्रकाश किती वाकला आहे याचे गणित मांडल्यावर दिसणाऱ्या पदार्थापेक्षा कितीतरी जास्त वस्तुमान त्या भागात असल्याचे समोर येते. त्यामुळे गुरुत्वीय लेन्सिंग हे डार्क मॅटरच्या अस्तित्वासाठी महत्त्वाच्या पुराव्यांपैकी एक मानले जाते.
विश्वाचा विस्तार मंदावेल, असे शास्त्रज्ञांना का वाटत होते?
Big Bang सिद्धांतानुसार सुमारे १३.८ अब्ज वर्षांपूर्वी विश्वाची सुरुवात झाली आणि तेव्हापासून विश्व सतत विस्तारत आहे. अनेक वर्षे शास्त्रज्ञांची अशी धारणा होती की या विस्ताराचा वेग कालांतराने कमी होत जाईल. कारण विश्वातील सर्व पदार्थ एकमेकांना गुरुत्वाकर्षणाने खेचतात. त्यामुळे एखादा चेंडू वर फेकल्यानंतर तो पुन्हा खाली येतो, त्याचप्रमाणे विश्वाचाही विस्तार हळूहळू मंदावेल, असा अंदाज होता. परंतु १९९० च्या दशकाच्या अखेरीस झालेल्या एका शोधाने हा समज पूर्णपणे बदलून टाकला.
१९९८ च्या शोधाने खगोलशास्त्राला धक्का
१९९८ मध्ये दोन स्वतंत्र संशोधन पथकांनी दूरवर असलेल्या सुपरनोव्हा ताऱ्यांचा अभ्यास केला. या स्फोटांचा प्रकाश पृथ्वीपर्यंत पोहोचण्यासाठी अब्जावधी वर्षे लागतात. त्यामुळे त्यांचा अभ्यास करून भूतकाळातील विश्वाची स्थिती समजू शकते. निरीक्षणांमध्ये असे दिसून आले की विश्वाचा विस्तार कमी न होता उलट अधिक वेगाने वाढत आहे. हा निष्कर्ष इतका अनपेक्षित होता की, त्याने आधुनिक खगोलशास्त्राची दिशाच बदलली. या रहस्यमय परिणामाचे स्पष्टीकरण करण्यासाठी "डार्क एनर्जी" ही संकल्पना अधिक बळकट झाली.
डार्क एनर्जी म्हणजे नेमके काय?
डार्क एनर्जी ही कोणती वस्तू किंवा कण आहे, याचे निश्चित उत्तर आजही विज्ञानाकडे नाही. ती एक अदृश्य ऊर्जा असू शकते किंवा अवकाशाच्या स्वतःच्या गुणधर्माशी संबंधित परिणाम असू शकतो. तिचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे ती गुरुत्वाकर्षणाच्या विरुद्ध परिणाम करत असल्याचे दिसते. जिथे गुरुत्वाकर्षण वस्तूंना जवळ आणते, तिथे डार्क एनर्जी आकाशगंगांना एकमेकांपासून अधिक वेगाने दूर ढकलत असल्याचा अंदाज आहे. त्यामुळेच विश्वाचा विस्तार सतत वेग घेत असल्याचे निरीक्षणांमधून दिसते.
डार्क मॅटर, डार्क एनर्जीमध्ये फरक काय?
अनेक जण डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जी या दोन्ही एकाच गोष्टी आहेत, असा गैरसमज करतात. प्रत्यक्षात या दोन पूर्णपणे वेगळ्या संकल्पना आहेत. डार्क मॅटर हा अदृश्य पदार्थ मानला जातो आणि त्याचे गुरुत्वाकर्षण आकाशगंगांना एकत्र बांधून ठेवण्यास मदत करते. दुसरीकडे, डार्क एनर्जी विश्वाचा विस्तार वाढवणाऱ्या रहस्यमय प्रभावाशी संबंधित मानली जाते. म्हणजेच एक विश्वाला "एकत्र धरते", तर दुसरी विश्वाला "अधिक वेगाने विस्तारायला" कारणीभूत ठरते.
डार्क मॅटर नेमके कशाचे बनले आहे?
हा आधुनिक भौतिकशास्त्रातील सर्वात कठीण प्रश्नांपैकी एक आहे. डार्क मॅटर सामान्य अणूंपासून बनलेला नसल्याचे जवळजवळ निश्चित मानले जाते. त्यामुळे शास्त्रज्ञांनी काही काल्पनिक कणांची मांडणी केली आहे. त्यामध्ये WIMPs, Axions आणि Sterile Neutrinos यांचा सर्वाधिक उल्लेख होतो. मात्र आजपर्यंत यांपैकी कोणताही कण प्रयोगशाळेत निश्चितपणे सापडलेला नाही. त्यामुळे डार्क मॅटरचे खरे स्वरूप अजूनही संशोधनाचा विषय आहे.
पृथ्वीवर डार्क मॅटर असू शकतो का?
शास्त्रज्ञांच्या मते डार्क मॅटर संपूर्ण विश्वात पसरलेला असू शकतो. आपल्या आकाशगंगेत आणि पृथ्वीच्या परिसरातूनही डार्क मॅटरचे कण सतत जात असण्याची शक्यता व्यक्त केली जाते. मात्र ते सामान्य पदार्थाशी अत्यंत कमी परस्परसंवाद करतात. त्यामुळे ते आपल्यातून गेले तरी आपल्याला त्याची जाणीव होत नाही. याच कारणामुळे त्यांचा शोध घेणे अत्यंत अवघड ठरते.
जगभरात सुरू आहेत प्रयोग
डार्क मॅटरचा शोध घेण्यासाठी जगातील अनेक देशांनी अत्याधुनिक प्रयोगशाळा उभारल्या आहेत. जमिनीखाली खोल बांधलेल्या प्रयोगशाळांमध्ये अत्यंत संवेदनशील उपकरणांच्या मदतीने डार्क मॅटरचे कण शोधण्याचे प्रयत्न सुरू आहेत. त्याचबरोबर अंतराळातील दुर्बिणी, शक्तिशाली कण प्रवेगक आणि संगणकीय सिम्युलेशन यांचाही वापर केला जात आहे. अद्याप कोणताही निर्णायक पुरावा मिळालेला नसला तरी प्रत्येक नवीन प्रयोग या रहस्याचा उलगडा करण्याच्या दिशेने महत्त्वाचे पाऊल मानला जातो.
हे रहस्य उलगडले तर काय बदलू शकते?
डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जीचे खरे स्वरूप समजले, तर भौतिकशास्त्रातील अनेक मूलभूत सिद्धांत बदलू शकतात. विश्वाची निर्मिती, आकाशगंगांची उत्क्रांती, गुरुत्वाकर्षणाचे स्वरूप आणि विश्वाचे अंतिम भविष्य यांविषयी अधिक अचूक माहिती मिळू शकते. काही शास्त्रज्ञांच्या मते हा शोध मानवजातीसाठी तितकाच महत्त्वाचा ठरू शकतो, जितका अणूची रचना किंवा डीएनएचा शोध होता.
डार्क मॅटर - डार्क एनर्जीचे कोणते प्रश्न अनुत्तरित?
डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जीच्या अस्तित्वाकडे निर्देश करणारे अनेक पुरावे उपलब्ध असले, तरी त्यांचे नेमके स्वरूप अद्याप स्पष्ट झालेले नाही. डार्क मॅटर खरोखर नवीन प्रकारच्या कणांपासून बनलेला आहे का, की गुरुत्वाकर्षणाविषयीच्या आपल्या समजुतीत काही त्रुटी आहेत, यावर अजूनही संशोधन सुरू आहे. त्याचप्रमाणे डार्क एनर्जी ही स्वतंत्र ऊर्जा आहे की अवकाशाचा एखादा मूलभूत गुणधर्म, याचेही ठोस उत्तर विज्ञानाकडे नाही. त्यामुळे आधुनिक विश्वविज्ञानातील हे सर्वात मोठे अनुत्तरित प्रश्न मानले जातात.
विश्वाचा शेवट कसा होईल?
विश्वाचा भविष्यातील शेवट कसा होईल, याचा अंदाज लावताना डार्क एनर्जीची भूमिका अत्यंत महत्त्वाची ठरते. जर डार्क एनर्जीचा प्रभाव आजच्यासारखाच कायम राहिला, तर विश्व सतत विस्तारत राहील आणि अब्जावधी वर्षांनी तारे विझत जाऊन विश्व अत्यंत थंड व अंधारमय अवस्थेत पोहोचेल. काही सैद्धांतिक मॉडेल्समध्ये डार्क एनर्जीचा प्रभाव वाढत गेला, तर एक दिवस आकाशगंगा, तारे, ग्रह आणि अगदी अणूही तुटून जाण्याची शक्यता व्यक्त केली जाते. मात्र सध्याच्या घडीला यापैकी कोणते भविष्य प्रत्यक्षात घडेल, याविषयी निश्चित निष्कर्ष निघालेला नाही.
पुढील दशक विज्ञानासाठी निर्णायक ठरू शकते
जगभरातील अनेक अवकाश मोहिमा आणि वेधशाळा पुढील काही वर्षांत विश्वाबाबत अभूतपूर्व माहिती गोळा करणार आहेत. अधिक शक्तिशाली दुर्बिणी, अचूक मोजमाप करणारी उपकरणे आणि कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या साहाय्याने मिळणाऱ्या माहितीचे विश्लेषण यामुळे डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जीबाबतचे काही महत्त्वाचे प्रश्न सुटण्याची आशा वैज्ञानिकांना आहे. मात्र विज्ञानात कोणताही निष्कर्ष पुराव्याशिवाय स्वीकारला जात नाही. त्यामुळे प्रत्येक नवीन निरीक्षणाची काटेकोर पडताळणी केली जात आहे.
तुम्हाला माहीत आहे का?
विश्वातील प्रत्येक तारा, ग्रह, मानव, प्राणी आणि वनस्पती मिळूनही विश्वाच्या केवळ सुमारे 5% भागाचे प्रतिनिधित्व करतात.
डार्क मॅटर आजपर्यंत कोणत्याही दुर्बिणीला थेट दिसलेला नाही.
डार्क एनर्जी विश्वातील सर्वाधिक प्रमाणात असलेला घटक मानला जातो.
आकाशगंगांची हालचाल आणि गुरुत्वीय लेन्सिंग ही डार्क मॅटरच्या अस्तित्वाची महत्त्वाची निरीक्षणे मानली जातात.
आधुनिक खगोलशास्त्रातील अनेक संशोधन प्रकल्पांचे प्रमुख उद्दिष्ट म्हणजे या 95% गूढ विश्वाचे रहस्य उलगडणे.
अजूनही आपण विश्वाला पूर्णतः ओळखलेले नाही
मानवाने चंद्रावर पाऊल ठेवले, मंगळावर रोव्हर उतरवले आणि अब्जावधी प्रकाशवर्ष दूरच्या आकाशगंगांची छायाचित्रे टिपली. तरीही विश्वाचा बहुतांश भाग नेमका कशाचा बनलेला आहे, याचे उत्तर आजही अपूर्ण आहे. डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जी या केवळ वैज्ञानिक संकल्पना नसून त्या विश्वाच्या रचनेचे आणि भविष्याचे रहस्य उलगडण्याची गुरुकिल्ली ठरू शकतात. विज्ञानाची खरी ताकद ही प्रत्येक प्रश्नाचे उत्तर त्वरित देण्यात नसून, पुराव्यांच्या आधारे सत्याचा सातत्याने शोध घेण्यात आहे. कदाचित पुढील काही दशकांत होणारा एखादा शोध मानवाच्या विश्वाविषयीच्या समजुतीला नवे परिमाण देईल.
वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न (FAQ)
प्रश्न १ : डार्क मॅटर आणि ब्लॅक होल एकच आहेत का?
नाही. ब्लॅक होल ही अत्यंत घनता असलेली खगोलीय वस्तू आहे, तर डार्क मॅटर हा अदृश्य पदार्थ असल्याचे मानले जाते. दोन्हींचे स्वरूप वेगळे आहे.
प्रश्न २ : डार्क मॅटरचे छायाचित्र काढता येते का?
आजपर्यंत डार्क मॅटरचे थेट छायाचित्र मिळालेले नाही. त्याचे अस्तित्व गुरुत्वीय परिणामांवरून अनुमानित केले जाते.
प्रश्न ३ : डार्क एनर्जीचा शोध कोणी लावला?
डार्क एनर्जी ही एका व्यक्तीने शोधलेली वस्तू नाही. १९९८ मध्ये दूरच्या सुपरनोव्हांच्या निरीक्षणांमधून विश्वाचा विस्तार वेगाने होत असल्याचे दिसून आले आणि त्या निरीक्षणाचे स्पष्टीकरण म्हणून डार्क एनर्जीची संकल्पना अधिक दृढ झाली.
प्रश्न ४ : डार्क मॅटर पृथ्वीसाठी धोकादायक आहे का?
सध्याच्या वैज्ञानिक माहितीनुसार डार्क मॅटरमुळे पृथ्वीला कोणताही ज्ञात थेट धोका असल्याचा पुरावा उपलब्ध नाही.
प्रश्न ५ : विश्वातील 95% भाग गूढ का म्हणतात?
कारण डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जीचे परिणाम निरीक्षणांत दिसतात; मात्र त्यांचे नेमके स्वरूप, रचना आणि उत्पत्ती अजूनही निश्चितपणे समजलेली नाही.
कोणत्याही टिप्पण्या नाहीत:
टिप्पणी पोस्ट करा