चिलीमधली नवी दुर्बिण विश्वातली कोणती रहस्यं उलगडेल?

आपल्यापासून हजारो हजारो प्रकाशवर्ष दूर असलेल्या शेकडो आकाशगंगांचे काही नवे फोटो अलीकडे चर्चेत आले आहेत.

दक्षिण अमेरिकेतील चिलीमधल्या वेरा रुबिन वेधशाळेतल्या नव्या दुर्बिणीनं ते फोटो टिपले आहेत.

तसं तर चिली अवकाश निरीक्षणासाठी प्रसिद्ध आहेच. पण आता ऑक्टोबर 2025 पासून जगातला सर्वात शक्तीशाली कॅमेरा असलेली नवी दुर्बिण तिथे कार्यरत होते आहे.

पुढची दहा वर्ष ही दुर्बिण माहिती गोळा करण्याचं काम करेल. दररोज रात्रीच्या आकाशाचे अतिशय स्पष्ट आणि तपशीलवार फोटो घेतले जातील.

त्यातून विश्वाची कोणती रहस्यं समोर येतील, यावर जगभरातले खगोलशास्त्रज्ञ लक्ष ठेवून आहेत.

असा अज्ञाताचा वेध घेणारी ही काही पहिलीच दुर्बिण नाही. अवकाशातल्या हबल आणि जेम्स वेब टेलिस्कोपपासून ते पृथ्वीवर आपल्या पुण्याजवळच्या जीएमआरटी पर्यंत अनेक प्रकारच्या दुर्बिणी हे काम करत असतात.

मग वेरा रुबिन वेधशाळेची दुर्बिण वेगळी का आहे? तिच्याविषयी सगळ्यांना इतकी उत्सुकता का वाटते आहे?

दुर्बिणींचं विश्व

कॅथरीन हेमन्स एडिंबरा विद्यापीठात अॅस्ट्रोफिजिक्सच्या प्रोफेसर आहेत, त्या सांगतात की सर्व जुन्या संस्कृतींमध्ये माणसाला विश्वाचं रहस्य समजून घेण्याची उत्सुकता नेहमीच होती.

"आपल्या सौरमालेत आठ मोठे ग्रह आणि पाच छोटे ग्रह आहेत. शेकडो चंद्र आणि हजारो धूमकेतू आहेत. पण आपल्या सूर्यासारखे शेकडो अब्ज तारे आपल्या आकाशगंगेत आहेत. विश्वाची अशी रचना समजून दुर्बिणीमुळेच आपल्याला समजू शकली."

अवकाश निरीक्षणासाठी दुर्बिणीचा वापर सर्वात आधी गॅलिलिओ गॅलिली याने केल्याचं इतिहास सांगतो.

गॅलिलिओने 1609 साली दुर्बिणीतून गुरू ग्रह आणि त्याच्या भोवती फिरणारे चंद्र पाहिले.

त्या काळात असं मानलं जायचं की पृथ्वी विश्वाचा केंद्रबिंदू आहे. पण गॅलिलिओला ही कल्पना पटली नाही.

पृथ्वीही इतर ग्रहांसारखी सूर्याभोवती फिरते, या कोपर्निकसच्या विचाराला गॅलिलिओनं पाठिंबा दिला, कारण दुर्बिणीनं दाखवलेली निरीक्षणं याच विचाराशी सुसंगत असल्याचं त्याचं म्हणणं होतं.

गॅलिलिओला तेव्हा बराच विरोध झाला, मात्र पुढे तो विरोध मावळला. म्हणजे आपल्या विश्वाच्या जडणघडणीविषयीच्या जाणीवा दुर्बिणीमुळेच विस्तारल्या.

पुढे 1920 च्या दशकात दुर्बिणीच्या आधारे केलल्या निरीक्षणांतून अनेक क्रांतिकारी शोध लागले. आपल्या आकाशगंगेसारख्याच इतरही अनेक दीर्घिका विश्वाचा भाग आहेत, हे आपल्याला दिसून आलं.

याच काळात बिग बँग थिअरी म्हणजे महास्फोटाचा सिद्धांत मांडण्यात आला.

या सिद्धांतानुसार, आपलं विश्व आधी खूप गरम, लहान आणि घनदाट होतं, पण महास्फोटानंतर ते विस्तारत गेलं.

सुमारे 13.8 अब्ज वर्षांपूर्वी हा महास्फोट, म्हणजे बिग बँग झाला त्यातून विश्वाची निर्मिती झाली, असं मानलं जातं.

तिथून अंतराळाच्या अभ्यासाला नवी दिशा मिळत गेली.

वेरा रुबिन कोण होत्या?

वेरा फ्लोरेन्स कूपर रुबिन या अमेरिकन खगोलशास्त्रज्ञ होत्या. 1928 साली फिलाडेल्फियामध्ये त्यांचा जन्म झाला होता आणि चाळीसच्या दशकाच्या उत्तरार्धात त्या संशोधनाकडे वळल्या.

महिला असल्यानं त्यांना प्रिन्स्टन विद्यापीठात प्रवेश मिळाला नाही तर लग्न ठरल्यानं त्या हार्वर्ड विद्यापीठात जाऊ शकल्या नाहीत. अखेर कॉर्नेल विद्यापीठात त्यांना काम आणि संशोधनाची संधी मिळाली.

पुढे वेरा रुबिन यांनी केन फोर्ड यांच्यासोबत केलेल्या अभ्यासातून विश्वाबद्दल महत्त्वाची माहिती मिळाली.

कॅथरीन हेमन्स सांगतात, "1970 च्या दशकात दुर्बिणी आजच्या इतक्या आधुनिक नव्हत्या, पण ज्या होत्या, त्यांचा वापर करून वेरा आणि केन यांनी आपल्या जवळच्या अँड्रोमेडा दीर्घिकेचा अभ्यास केला."

अँड्रोमेडा (देवयानी दीर्घिका) अपेक्षेपेक्षा खूप वेगाने फिरत असल्याचं वेरा रूबिन यांना दिसून आलं.

इतक्या वेगाने फिरणाऱ्या दीर्घिकेमध्ये एक अब्जाहून अधिक तारे आहेत, मग हे तारे त्यांच्या जागी टिकून राहण्यासाठी किती गुरुत्वाकर्षण लागेल, असा प्रश्न वेरा रूबिन यांना प्रश्न पडला.

वेरा यांनी इतर दीर्घिकांचा अभ्यास केला आणि तिथेही हेच दिसून आलं. त्यातून त्यांनी सिद्ध केलं की या आकाशगंगांना स्थिर ठेवणारी एक अदृश्य शक्ती आहे, जिला नंतर 'डार्क मॅटर' असं नाव पडलं.

"विश्वातल्या या अदृश्य शक्तीच्या गुरुत्वाकर्षणाने या वेगाने फिरणाऱ्या आकाशगंगांना बांधून ठेवलं आहे. डार्क मॅटरचा पहिला ठोस पुरावा वेरा रूबिन यांनीच शोधला होता," असं कॅथरीन हेमन्स सांगतात.

त्यासोबत वेरा यांनी विज्ञानाच्या क्षेत्रात महिलांविषयीचे गैरसमज खोडून काढले.

वेरा यांच्याच सन्मानार्थ चिलीमधल्या नव्या वेधशाळेला वेरा रूबिन हे नाव देण्यात आलं आहे. पण ही वेरा रूबिन वेधशाळा इतर वेधशाळांपेक्षा वेगळी कशी आहे?

स्पोर्ट्स कार, ट्रॅक्टर आणि स्कूल बस

चिलीमधलं आकाश खूपच स्वच्छ आहे आणि इथलं वातावरणही कोरडं आहे. म्हणजे खगोल निरीक्षणासाठी ही जगातली एक सर्वोत्तम जागा आहे.

त्यामुळेच चिलीमध्ये अनेक आंतरराष्ट्रीय वेधशाळा आहेत. साहजिकच वेरा रुबिन वेधशाळेसाठी चिलीची निवड करण्यात आली, असं जेल्को ईवोजिच सांगतात.

ईवोजिच अमेरिकेतल्या वॉशिंग्टन विद्यापीठात खगोलशास्त्राचे प्रोफेसर आहेत आणि रूबिन वेधशाळेचे संचालकही आहेत.

ते पुढे सांगतात की, "वेरा रुबिन वेधशाळा तर 10,000 फूट उंच डोंगरावर आहे. तिथून कुठल्या अडथळ्याशिवाय खगोल निरीक्षण करता येतं."

वेरा रुबिन वेधशाळेच्या उभारणीसाठी अमेरिकेतील अनेक वैज्ञानिक संस्थांनी आर्थिक मदत केली आहे.

त्यामुळे रूबिन वेधशाळेत आजवरची सर्वातोत्तम दुर्बिण असलेली यंत्रणा तयार करणं शक्य झालं आहे. ही दुर्बिण अतिशय वेगाने अवकाशाची पाहणी म्हणजे स्कॅनिंग करू शकते.

ऑक्टोबर 2025 पासून ही वेधशाळा दक्षिण गोलार्धाच्या आकाशाचं सर्वेक्षण सुरू करेल आणि पुढची 10 वर्षं, दर काही रात्रींना आकाशाचं स्पष्ट आणि बारकाईने स्कॅनिंग केले जाईल.

या स्कॅनिंगमधून मिळणाऱ्या टाइमलॅप्स चित्रांतून आपल्याला आकाशात कोणत्या गोष्टी अधिक तेजस्वी किंवा फिकट होत आहेत, म्हणजेच विश्वात काय बदल होत आहेत, हे समजेल.

हे सर्व फोटो सीमोन्यी सर्व्हे टेलिस्कोप वापरून काढले जातील. ही दुर्बिण सुमारे 28 फूट लांब आहे आणि 40 आंतरराष्ट्रीय संस्थांच्या मदतीने तयार करण्यात आली आहे.

या टेलिस्कोपमध्ये जगातला सर्वात मोठा – 3200 मेगापिक्सेलचा डिजिटल कॅमेरा बसवलेला आहे. हा कॅमेरा आकारानंही एखाद्या मोठ्या कारइतका मोठा आहे.

हा कॅमेरा किती शक्तिशाली आहे, माहिती आहे? तर, आपल्या स्मार्टफोनचा सर्वात पॉवरफुल कॅमेरा फक्त 200 मेगापिक्सलपर्यंत फोटो काढू शकतो.

एक टेराबाइट स्टोरेजमध्ये सुमारे 2.5 लाख स्टँडर्ड डेफिनिशन फोटो ठेवता येतात.

पण वेरा रुबिन टेलिस्कोपच्या कॅमेराने घेतलेल्या फोटोंसाठी दररोज 20 टेराबाइट स्टोरेज लागणार आहे.

जेल्को ईवोजिच सांगतात की या टेलिस्कोपनं काढलेला एक फोटो पूर्ण पाहण्यासाठी 400 हाय डेफिनिशन टीव्ही लागतील.

चिली विद्यापीठाच्या फायबर ऑप्टिक नेटवर्कद्वारे या दुर्बिणीनं जमा केलेला डेटा अमेरिकेला पाठवला जाईल, आणि तिथून फ्रान्स तसंच यूकेमध्येही याचं विश्लेषण केलं जाईल.

पण आपल्याकडे आधीपासूनच शक्तिशाली टेलिस्कोप आहेत, मग ही नवीन दुर्बिण का हवी?

याविषयी जेल्को ईवोजिच सांगतात, "याचं उत्तर सोपं आहे. उदाहरणार्थ, गाड्यांचा विचार करा. स्पोर्ट्स कार खूप वेगात जाते, पण ती ट्रॅक्टरसारखी शेती करू शकत नाही. आणि ट्रॅक्टरमध्ये बसवून 50 मुलांना शाळेत नेता येणार नाही – त्यासाठी शाळेची बस लागते. म्हणजेच प्रत्येक कामासाठी वेगळी मशीन लागते."

हबल आणि जेम्स वेब टेलिस्कोप या दुर्बिणी अंतराळात आहेत, पण रूबिन वेधशाळेचा टेलिस्कोप पृथ्वीवर आहे.

झेल्को ईवोजिच सांगतात की जितक्या पैशात अंतराळात टेलिस्कोप पाठवले जातात, त्याच्या खूपच कमी खर्चात पृथ्वीवर मोठे टेलिस्कोप उभारता येतात.

रूबिन वेधशाळेचा टेलिस्कोप इतर टेलिस्कोपच्या तुलनेत 100 पट मोठे, अधिक तपशीलवार आणि स्पष्ट फोटो काढू शकतो, आणि तेही 100 पट वेगाने.

म्हणजेच जे काम रूबिन वेधशाळा 10 वर्षांत करेल, तेच करण्यासाठी इतर दुर्बिणींना हजारो वर्षं लागतील. म्हणूनच ही वेधशाळा उभारणं खूप गरजेचं होतं.

नवा शोध

डॉ. मेगन श्वांब नॉर्दन आयर्लंडमधील क्वीन युनिव्हर्सिटीमध्ये खगोलशास्त्रज्ञ आहेत.

त्यांच्या मते रूबिन वेधशाळा आपल्या आतापर्यंतच्या संशोधनाला खूपच पुढे घेऊन जाईल. यामधून मिळणाऱ्या माहितीमुळे आपल्याला विश्वाचा जन्म कसा झाला हे समजायला मदत होईल.

"हा एक क्रांतिकारी शोध ठरू शकतो. अशी माहिती आपल्याला फार क्वचितच मिळते. या दुर्बिणीतून आपल्याला विश्व कसं तयार होतं, तारे कसे कसे फिरतात, पदार्थाचं ग्रहताऱ्यांमध्ये कसं रूपांतर होतं, हे समजेल. हे सर्वेक्षण 10 वर्षं चालेल आणि त्यातून खूप महत्त्वाची माहिती जमा होईल."

डॉ. मेगन श्वांब सांगतात की ही माहिती इंटरनेटवर उपलब्ध असेल, त्यामुळे सामान्य लोक, म्हणजे हौशी खगोलशास्त्रज्ञही ती माहिती वापरू शकतील. तसंच ही माहिती काही आपत्तींबाबत आधीच इशाराही देऊ शकते.

"अंतराळात अशा अनेक गोष्टी आहेत ज्या पृथ्वीवर आदळू शकतात. रूबिन वेधशाळेमुळे अशा लघुग्रह किंवा धुमकेतूंवर सतत नजर ठेवता येईल.

"ते आदळण्याचा धोका असेल, तेव्हा अंतराळ संस्था आणि सरकारं तो धोका टाळण्यासाठी उपाययोजना करू शकतात."

इथे हे लक्षात घ्या, फक्त 10 तासांच्या निरीक्षणातच रूबिन वेधशाळेने सौरमालेतील 2,000 पेक्षा जास्त लघुग्रहांचा शोध लावला. आणि मुख्य सर्वेक्षण तर अजून सुरूही झालेलं नाही.

"आम्ही या माहितीची आतुरतेने वाट पाहत आहोत. वर्षाच्या शेवटपर्यंत ही वेधशाळा रात्रीच्या आकाशाची स्कॅनिंग करत राहील. अंतराळात अनेक अशा गोष्टी आहेत ज्यांची माहिती मिळवणं खूप महत्त्वाचं आहे."

या माहितीमुळे विश्वातली अनेक रहस्यं उलगडू शकतात. आपल्याला दिसतं त्यापलीकडे विश्वात अनेक रहस्य दडली आहेत. डार्क मॅटरचं रहस्यही उघड होऊ शकतं.

प्रकाशाच्या वाटेवर

डॉ. बुर्चिन मूटलू पाकडिल अमेरिकेतील न्यू हॅम्पशायरमधल्या डार्टमथ कॉलेजमध्ये भौतिकशास्त्राच्या असिस्टंट प्रोफेसर आहेत. त्या दुर्बिणींच्या मदतीने विश्वाचं आणि आकाशगंगांचं निरीक्षण करतात.

डार्क मॅटर म्हणजे नेमकं काय? हे अजूनही आपल्याला माहिती नाही, असं डॉ. मूटलू सांगतात.

"डार्क मॅटर अस्तित्वात आहे, कारण विश्वातल्या इतर गोष्टींवर त्याचा प्रभाव पडताना दिसतो. पण हा प्रभवा कसा पडतो, आणि विश्वावर त्यामुळे काय परिणाम होतो, हे अजून समजलेलं नाही."

1970 च्या दशकात वेरा रूबिन यांच्या संशोधनातून डार्क मॅटरचा शोध लागला. नंतर 1990 मध्ये दोन वेगवेगळ्या खगोलशास्त्रज्ञांच्या टीम्सनी डार्क एनर्जीचं अस्तित्व शोधून काढलं.

डॉ. बुर्चिन स्पष्ट करतात, की डार्क एनर्जी ही डार्क मॅटरपेक्षा वेगळी आहे.

डार्क एनर्जी ही गुरुत्वाकर्षणाच्या विरुद्ध काम करणारी शक्ती आहे, ती वस्तूंना एकमेकांजवळ आणण्याऐवजी दूर ढकलते किंवा त्यांचा विस्तार करते.

विश्वाचा फक्त 5% भाग नेहमीच्या पदार्थांनी बनला आहे, म्हणजे असं मॅटर, जे आपल्याला दिसतं. तर साधारण 27% भाग डार्क मॅटरचा आणि तब्बल 68% भाग डार्क एनर्जीचा आहे.

"विश्वाच्या मोठ्या हिश्श्याविषयी आपल्याला फारच कमी माहिती आहे. आपण आकाशगंगांचं निरीक्षण करू शकतो, पण डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जीचं थेट निरीक्षण करता येत नाही.

"त्यामुळे त्यांच्या परिणामांचं निरीक्षण करूनच आपल्याला काही अंदाज बांधावे लागतात. ही मर्यादित माहिती वापरून काही समजून घेणं खूपच गुंतागुंतीचं होतं," असं डॉ. बुर्चिन सांगतात.

रूबिन वेधशाळेची दुर्बिण आणि तिचा शक्तिशाली डिजिटल कॅमेरा या गोंधळात टाकणाऱ्या प्रश्नांची उत्तरं शोधण्यात मदत करतील.

डॉ. बुर्चिन सांगतात की विश्वातील डार्क मॅटर, डार्क एनर्जी आणि इतर अनेक गोष्टी समजून घेण्यासाठी अत्याधुनिक उपकरणं आणि माहिती लागते.

काही दीर्घिकांमध्ये डार्क मॅटरचा प्रभाव अधिक दिसतो – त्यामुळे अशा दीर्घिका हुडकून त्यांचं निरीक्षण करणं महत्त्वाचं आहे, आणि यात रूबिन वेधशाळा खूप उपयोगी ठरेल, असं त्या नमूद करतात.

"या सगळ्यामुळे खगोलशास्त्रात एक मोठा बदल घडू शकतो. सध्या आपण फक्त मोठ्या आणि तेजस्वी दीर्घिकांचं निरीक्षण करू शकतो.

"पण लहान आणि फिकट दीर्घिकांची संख्या खूपच जास्त आहे आणि त्यांचं निरीक्षण आपण अजून करू शकलेलो नाही. त्यांचा अभ्यास केल्याने विश्वाच्या निर्मितीबद्दल खूप काही समजेल.

"वेरा रूबिन वेधशाळा त्यात मदत करू शकते. जसजशी विश्वाची रहस्यं उलगडत जातील, तसतसं नवीन तंत्रज्ञान तयार होईल – जे आपल्या रोजच्या आयुष्यातही उपयोगी पडेल."

वैज्ञानिकांनी आता एक नवीन शक्तिशाली दुर्बिण तयार करण्याचं काम सुरू केलं आहे. त्याला अमेरिकन महिला नॅन्सी ग्रेस रोमन यांचं नाव देण्यात आलं आहे.

नॅन्सी यांनी हबल टेलिस्कोपच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर काम केलं होतं. आणि 1960 च्या दशकात त्या नासाच्या कार्यकारी प्रमुख बनणाऱ्या पहिल्या महिला खगोलशास्त्रज्ञ ठरल्या होत्या.

नॅन्सी रोमन दुर्बीण अंतराळात पाठवली जाईल आणि इतर दुर्बिणींसोबत मिळून ती डार्क मॅटरचं रहस्य उलगडण्यासाठी मदत करेल, अशी माहिती डॉ बुर्चिन देतात.

वेरा रुबिन वेधशाळेची दुर्बिण अवकाशाचं सर्वेक्षण करत आहे. त्यातून विश्वाची रचना कशी होते, त्यात वेळेनुसार काय बदल होतात, हे समजण्यास मदत होईल.

या दुर्बिणीमुळे आपण विश्वातल्या 95% भागाचा अभ्यास करू शकतो. हा 95% भाग डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जीनं भरलेला आहे. त्याच्या अभ्यासातून आश्चर्यकारक निष्कर्ष निघतील.

(संकलन- जान्हवी मुळे, बीबीसी न्यूज मराठी)

(बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन)