वेळेच्या मागे प्रवास: MeerKAT टेलिस्कोपने शोधला ८ अब्ज प्रकाशवर्षे दूरचा 'स्पेस लेसर'!

 

अंतराळातून आलेला महाकाय 'लेसर': ८ अब्ज वर्षांपूर्वीचा 'मेगामेसर' (Megamaser) म्हणजे नक्की काय? (सविस्तर वैज्ञानिक विश्लेषण)

रात्रीच्या निरभ्र आकाशाकडे पाहताना आपण अनेकदा विचार करतो की, या अनंत विश्वात आपण एकटेच आहोत का? हे विश्व कसे बनले असेल? विश्वाच्या या अथांग पसाऱ्यात पृथ्वी नावाचा आपला छोटासा निळा ग्रह म्हणजे एका वाळूच्या कणासारखा आहे. विज्ञानाच्या आणि अंतराळाच्या जगात दररोज नवनवीन आणि थक्क करणाऱ्या गोष्टी घडत असतात. पण नुकतीच खगोलशास्त्रज्ञांनी एक अशी आश्चर्यकारक घटना टिपली आहे, जिने संपूर्ण विज्ञान जगतात खळबळ उडवून दिली आहे.

एका अशा प्रकाशाची किंवा लहरींची कल्पना करा, ज्याने आपला प्रवास तेव्हा सुरू केला, जेव्हा आपली पृथ्वी, आपला सूर्य किंवा आपली सूर्यमाला अस्तित्वातच नव्हती! होय, तुम्ही अगदी बरोबर वाचले. दक्षिण आफ्रिकेतील MeerKAT (मीरकॅट) टेलिस्कोपच्या मदतीने शास्त्रज्ञांच्या एका आंतरराष्ट्रीय टीमने एका अत्यंत शक्तिशाली अशा 'स्पेस लेसर'चा शोध लावला आहे. हा लेसर पृथ्वीपासून तब्बल ८ अब्ज प्रकाशवर्षे (Light-years) दूर असलेल्या एका आकाशगंगेतून (Galaxy) आला आहे.

विज्ञानाच्या भाषेत याला 'मेगामेसर' (Megamaser) म्हटले जाते. पण हा 'मेगामेसर' नक्की काय असतो? तो एवढ्या दूरून आपल्यापर्यंत कसा पोहोचला? दोन आकाशगंगांची धडक कशी होते? आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे यातून विश्वाच्या निर्मितीचे कोणते रहस्य उलगडणार आहे? 'मराठीतून विज्ञान'च्या या अत्यंत सविस्तर आणि विशेष लेखात आपण या सर्व प्रश्नांची उत्तरे अगदी सोप्या भाषेत, उदाहरणांसहित समजून घेणार आहोत.

दक्षिण आफ्रिकेच्या कारू (Karoo) वाळवंटात उभारलेला 'मीरकॅट' (MeerKAT) रेडिओ टेलिस्कोप, ज्याने ८ अब्ज वर्षांपूर्वीच्या महाकाय 'मेगामेसर'चा ऐतिहासिक शोध लावला.
फोटो सौजन्य: SARAO (South African Radio Astronomy Observatory)

१. लेसर (Laser) आणि मेसर (Maser): मूळ संकल्पना काय आहे?

मेगामेसर समजून घेण्यापूर्वी आपल्याला लेसर आणि मेसर या दोन शब्दांमधला मूलभूत वैज्ञानिक फरक समजून घ्यावा लागेल. हे दोन्ही शब्द विज्ञानातील 'प्रकाशाचे आणि लहरींचे उत्सर्जन' या प्रक्रियेशी जोडलेले आहेत.

अ) लेसर (LASER) म्हणजे काय?

LASER चे पूर्ण रूप 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation' असे आहे. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, लेसर म्हणजे प्रकाशाचा असा एक झोत (Beam) जो अत्यंत केंद्रित असतो. सामान्य बल्बचा प्रकाश सर्व दिशांना पसरतो, पण लेसरचा प्रकाश एकाच सरळ रेषेत जातो. लेसरमध्ये दृश्य प्रकाश (Visible Light) वापरला जातो, जो आपण आपल्या उघड्या डोळ्यांनी पाहू शकतो. (उदाहरणार्थ: दिवाळीत उडवले जाणारे लेसर लाइट्स, किंवा प्रेझेंटेशन देताना वापरला जाणारा रेड लेसर पॉइंटर).

ब) मेसर (MASER) म्हणजे काय?

MASER चे पूर्ण रूप 'Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation' असे आहे. लेसरमध्ये जसा 'दृश्य प्रकाश' असतो, तसा मेसरमध्ये 'मायक्रोवेव्ह' (Microwaves) लहरी असतात. या लहरी आपण डोळ्यांनी पाहू शकत नाही, कारण त्यांची वारंवारता (Frequency) वेगळी असते.

घरगुती उदाहरण: आपण घरात अन्न गरम करण्यासाठी जो 'मायक्रोवेव्ह ओव्हन' वापरतो, त्यात याच प्रकारच्या मायक्रोवेव्ह लहरी वापरल्या जातात. या लहरी अन्नातील पाण्याचे रेणू (Water Molecules) वेगाने हलवतात आणि त्यामुळे अन्न गरम होते.

मग 'मेगामेसर' (Megamaser) काय आहे?

जेव्हा अंतराळात नैसर्गिकरीत्या अशा मायक्रोवेव्ह लहरींचा प्रचंड मोठा स्फोट होतो, जो सूर्यापेक्षा करोडो पटींनी अधिक तेजस्वी असतो, तेव्हा त्याला 'मेगामेसर' म्हटले जाते. 'मेगा' म्हणजे अवाढव्य. हा नुकताच सापडलेला मेगामेसर एका विशिष्ट वायूमुळे तयार झाला आहे, ज्याला हायड्रॉक्सिल (Hydroxyl - OH) म्हणतात. ऑक्सिजन आणि हायड्रोजन मिळून हा रेणू बनतो. पाण्याचे (H2O) अस्तित्व शोधण्यासाठी खगोलशास्त्रज्ञ या 'OH' रेणूंचा शोध घेत असतात.

२. हा महाकाय 'मेगामेसर' कसा निर्माण झाला? (आकाशगंगांची महाधडक)

आपल्याला वाटते की अंतराळ एकदम शांत आहे, पण प्रत्यक्षात तिथे सतत प्रचंड मोठी स्थित्यंतरे आणि उलथापालथ सुरू असते. हा मेगामेसर निर्माण होण्यामागे एक महाभयंकर खगोलीय घटना कारणीभूत आहे—ती म्हणजे दोन महाकाय आकाशगंगांची (Galaxies) धडक.

जेव्हा दोन वेगवेगळ्या आकाशगंगा एकमेकांच्या जवळ येतात, तेव्हा त्यांच्यातील प्रचंड गुरुत्वाकर्षणामुळे (Gravity) त्या एकमेकांवर आदळतात. ही धडक दोन गाड्यांच्या अपघातासारखी एका सेकंदात होत नाही, तर ही प्रक्रिया लाखो वर्षे चालते. या प्रक्रियेत दोन्ही आकाशगंगांमधील वायू (Gas) आणि धूळ (Dust) अत्यंत दाटीवाटीने एकत्र येते.

या दाटीवाटीमुळे गॅसचे तापमान प्रचंड वाढते आणि त्यातून लाखो नवीन तारे (Stars) जन्माला येतात. याला विज्ञानात 'स्टारबर्स्ट' (Starburst) म्हणतात. याच भयानक ऊर्जेमुळे तिथे असलेले हायड्रॉक्सिल (OH) रेणू उत्तेजित होतात आणि ते मायक्रोवेव्ह लहरींच्या स्वरूपात प्रचंड ऊर्जा बाहेर टाकतात. या ऊर्जेचा झोत म्हणजेच हा मेगामेसर!

शास्त्रज्ञांनी या विशिष्ट मेगामेसरला 'Nkalakatha' (न्कालाकाथा) असे नाव दिले आहे. हा एक आफ्रिकन झुलू भाषेतील शब्द आहे, ज्याचा अर्थ 'मोठा बॉस' (The Big Boss) असा होतो. याचे कारण म्हणजे आजवर सापडलेला हा सर्वात दूरचा आणि सर्वात शक्तिशाली मेगामेसर आहे.

आणखी वाचा: जेव्हा दोन आकाशगंगा एकमेकांवर आदळतात, तेव्हा त्यांच्या मध्यभागी असलेली 'ब्लॅक होल्स' (कृष्णविवरे) देखील एकत्र येतात आणि ती प्रचंड वेगाने आजूबाजूचे सर्व काही गिळंकृत करू लागतात. अंतराळातील अशाच एका अत्यंत 'भुकेल्या' कृष्णविवराबद्दलची रंजक माहिती वाचण्यासाठी आमचा हा सविस्तर लेख नक्की वाचा:

👉 Super-Eddington Black Hole: विश्वातील सर्वात 'भुकेले' कृष्णविवर कसे सापडले?

३. टेलिस्कोप: खऱ्या अर्थाने एक 'टाइम मशीन' (Time Machine)

ही बातमी वाचताना तुमच्या मनात एक प्रश्न नक्कीच आला असेल की, "शास्त्रज्ञांना कसे समजले की ही घटना ८ अब्ज वर्षांपूर्वी घडली आहे?" इथेच विज्ञानाची आणि वेळेच्या प्रवासाची (Time Travel) सर्वात रंजक संकल्पना समोर येते.

भौतिकशास्त्रानुसार, खगोलशास्त्रज्ञ जेव्हा कोणत्याही दुर्बिणीतून (Telescope) अंतराळात पाहतात, तेव्हा ते खऱ्या अर्थाने 'भूतकाळात' डोकावत असतात. हे कसे घडते? हे समजून घेण्यासाठी आपल्याला प्रकाशाचा वेग समजून घ्यावा लागेल.

• प्रकाशाला प्रवास करण्यासाठी वेळ लागतो. प्रकाशाचा वेग सेकंदाला सुमारे ३ लाख किलोमीटर (३,००,००० किमी/सेकंद) इतका प्रचंड आहे.
• या अफाट वेगाने प्रकाश एका वर्षात जेवढे अंतर कापतो, त्या अंतराला 'एक प्रकाशवर्ष' (One Light-year) म्हणतात. हे अंतर साधारणपणे ९.४६ ट्रिलियन किलोमीटर असते.
• आपला सूर्य पृथ्वीपासून १५ कोटी किलोमीटर दूर आहे. त्यामुळे सूर्याचा प्रकाश पृथ्वीवर पोहोचायला साधारण ८ मिनिटे आणि २० सेकंद लागतात. याचाच अर्थ, आपण जेव्हा आकाशात सूर्य पाहतो, तेव्हा तो जसा ८ मिनिटांपूर्वी होता, तसा आपण पाहत असतो!

आता 'मेगामेसर'चा विचार करा. हा 'मेगामेसर' आपल्यापासून ८ अब्ज प्रकाशवर्षे दूर आहे. याचा सरळ अर्थ असा की, या मेगामेसरमधून निघालेल्या मायक्रोवेव्ह लहरींना पृथ्वीपर्यंत पोहोचण्यासाठी तब्बल ८ अब्ज वर्षे लागली आहेत!

म्हणजेच, दक्षिण आफ्रिकेच्या MeerKAT टेलिस्कोपने आज जो सिग्नल पकडला आहे, ती घटना प्रत्यक्षात ८ अब्ज वर्षांपूर्वी घडलेली आहे. विचार करा, आपले संपूर्ण विश्व सुमारे १३.८ अब्ज वर्षे जुने आहे. आणि आपली पृथ्वी केवळ ४.५ अब्ज वर्षे जुनी आहे. याचा अर्थ, जेव्हा हा 'लेसर' अंतराळातून निघाला, तेव्हा विश्वाचे वय आजच्यापेक्षा निम्मे होते आणि आपल्या पृथ्वीचा जन्मही झाला नव्हता! हे कोणत्याही साय-फाय (Sci-Fi) चित्रपटातील टाइम मशीनपेक्षा कमी नाही.

बिग बँग (Big Bang) पासून ते आजपर्यंत विश्वाचा विस्तार कसा होत गेला आणि ८ अब्ज वर्षांपूर्वी दोन आकाशगंगांच्या धडकेतून निर्माण झालेला 'मेगामेसर' सिग्नल (विश्वाचा लेझर किरण) आज पृथ्वीवर कसा पोहोचला, हे या इन्फोग्राफिकमधून समजून घ्या.
इन्फोग्राफिक सौजन्य: AI निर्मित

४. तंत्रज्ञानाचे आव्हान: या प्रचंड डेटाचे विश्लेषण कसे केले जाते?

MeerKAT हा काही सामान्य टेलिस्कोप नाही. यामध्ये ६४ महाकाय डिश अँटेना आहेत, जे एकत्र काम करतात. ८ अब्ज प्रकाशवर्षे दूरून येणाऱ्या लहरी पृथ्वीपर्यंत पोहोचेपर्यंत अत्यंत क्षीण (Weak) झालेल्या असतात. या क्षीण लहरींना पकडण्यासाठी हे सर्व अँटेना एकाच वेळी काम करतात.

सर्वात मोठे आव्हान असते ते म्हणजे 'डेटा' (Data). अंतराळातून येणारे हे सिग्नल्स दर सेकंदाला हजारो गीगाबाईट्स (GBs) चा डेटा निर्माण करतात. हा डेटा इतका अवाढव्य असतो की तो आपल्या घरातील सामान्य कॉम्प्युटरवर प्रोसेस करणे अशक्य असते. यासाठी अत्यंत प्रगत सुपरकॉम्प्युटर्स (Supercomputers) आणि अत्यंत शक्तिशाली प्रोसेसरची गरज भासते. गोंगाटातून (Background Noise) योग्य तोच सिग्नल शोधून काढणे, हे गवताच्या गंजीतून सुई शोधण्यासारखे असते.

तंत्रज्ञानाची जोड: हा सर्व अवाढव्य डेटा प्रोसेस करणारे अत्याधुनिक प्रोसेसर कसे काम करतात आणि ते वाळूपासून (Sand) कसे बनवले जातात, हे समजून घेण्यासाठी हा विशेष लेख नक्की वाचा:
👉 जाणून घ्या: तुमच्या मोबाईलमधील प्रोसेसर (Processor) नक्की बनतो तरी कसा?

तसेच, भविष्यात अशा गुंतागुंतीच्या अंतराळ डेटाचे विश्लेषण करण्यासाठी मानवी मेंदूसारखे काम करणारे कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) तंत्रज्ञान कसे विकसित होत आहे, हे येथे वाचा:
👉 मेंदू vs मशीन: कॉम्प्युटरला 'बुद्धी' देणारे नवीन तंत्रज्ञान | Neuromorphic Computing Explained in Marathi

५. सामान्य माणसाचा प्रश्न: पृथ्वीला या 'स्पेस लेसर'पासून काही धोका आहे का?

अनेकदा 'अंतराळातून आलेला लेसर' किंवा 'स्पेस लेसर' अशा मथळ्यांच्या बातम्या वाचून सामान्यांच्या मनात स्वाभाविकपणे भीती निर्माण होते. आपल्याला वाटते की हॉलिवूडच्या चित्रपटांप्रमाणे अंतराळातून आलेला एखादा लेसर पृथ्वीला नष्ट तर करणार नाही ना? पण काळजी करण्याचे कोणतेही कारण नाही.

जरी हा मेगामेसर निर्माण होताना अफाट आणि कल्पनेपलीकडची ऊर्जा बाहेर पडली असली, तरी तो आपल्यापासून ८ अब्ज प्रकाशवर्षे इतक्या भयंकर दूर अंतरावर आहे. तिथून पृथ्वीपर्यंत येता-येता या लहरींची ताकद इतकी कमी होते की, त्या फक्त MeerKAT सारख्या जगातील सर्वात अतिसंवेदनशील रेडिओ टेलिस्कोपलाच जाणवू शकतात. त्याचा पृथ्वीवर, इथल्या सजीवसृष्टीवर किंवा पर्यावरणावर कोणताही, अगदी शून्य टक्के परिणाम होत नाही.

६. या शोधाचे महत्त्व काय? (विज्ञानाला याचा काय फायदा?)

तुमच्या मनात प्रश्न येईल की अब्जावधी रुपये खर्च करून असे टेलिस्कोप उभारण्याचे आणि हे शोधण्याचे कारण काय? याचे उत्तर आपल्या अस्तित्वात दडलेले आहे.

1. विश्वाचा इतिहास: ८ अब्ज वर्षांपूर्वीच्या या मेगामेसरचा शोध हा खगोलशास्त्रातील एक मैलाचा दगड आहे. यावरून शास्त्रज्ञांना हे समजायला मदत होईल की अब्जावधी वर्षांपूर्वी जेव्हा विश्व 'तरुण' होते, तेव्हा आकाशगंगा कशा विकसित झाल्या.
2. डार्क मॅटर आणि डार्क एनर्जी: विश्वाचा विस्तार कशामुळे होत आहे, यामागील रहस्ये उलगडण्यासाठी अशा अतिप्राचीन घटनांचा अभ्यास करणे अत्यंत गरजेचे असते.
3. आपल्या आकाशगंगेचे भविष्य: आपली स्वतःची 'मिल्की वे' (Milky Way) आकाशगंगा आणि आपली शेजारील 'अँड्रोमेडा' (Andromeda) आकाशगंगा आजपासून सुमारे ४.५ अब्ज वर्षांनंतर एकमेकांवर आदळणार आहेत. त्यावेळी काय होईल? याचा अंदाज अशा दूरवरच्या आकाशगंगांच्या धडकेचा अभ्यास करून बांधता येतो.

निष्कर्ष (Conclusion)

मानवाची जिज्ञासा आणि कुतूहल खरोखरच अफाट आहे. एका छोट्याशा ग्रहावर बसून, तंत्रज्ञानाच्या मदतीने आपण अब्जावधी वर्षांपूर्वीच्या विश्वाचा अभ्यास करत आहोत, हीच विज्ञानाची खरी ताकद आहे. 'न्कालाकाथा' (Nkalakatha) मेगामेसर आपल्याला आठवण करून देतो की आपण या विशाल विश्वाचा एक अत्यंत छोटासा, पण विचार करू शकणारा भाग आहोत.

---

तुमचे मत काय आहे? 🚀

हा लेख वाचल्यानंतर तुम्हाला वेळेच्या प्रवासाबद्दल काय वाटते? जर तुम्हाला प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करण्याची आणि खऱ्या अर्थाने 'टाइम ट्रॅव्हल' करण्याची संधी मिळाली, तर तुम्ही विश्वात कुठे जायला आणि काय पाहायला आवडेल? भविष्यात की भूतकाळात? तुमचे विचार खाली Comment बॉक्समध्ये नक्की सांगा!

(विज्ञानातील अशाच अत्यंत सखोल, नवनवीन आणि रंजक माहितीसाठी 'मराठीतून विज्ञान' या आपल्या ब्लॉगला नियमित भेट देत राहा. तसेच, हा लेख तुम्हाला आवडला असेल तर तुमच्या मित्रांसोबत WhatsApp आणि Facebook वर नक्की शेअर करा, जेणेकरून मराठीत विज्ञान प्रसार होण्यास मदत होईल.)