गुरुत्वाकर्षणले तरङ्गित विश्व

umeshउमेश ओझा


ब्रह्माण्ड उत्पत्तिको रहस्य खोल्ने प्रयासमा सन् २०१२ मा ईश्वरीय कण हिग्स बोसोन खोजिएको थियो । वैज्ञानिकले पहिलोपटक हिग्स बोसोनलाई प्रत्यक्ष रूपमा हेर्ने मौका पाए । ब्रह्माण्डमा सबै कण, शक्ति र तिनीहरू बीचको अन्तत्र्रिmया हिग्स बोसोनको उपज भएको सैद्धान्तिक मान्यता रहेको छ । अहिले आएर गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोजले ब्रह्माण्डका रहस्य अब एकपछि अर्को गर्दै खुल्दै जाने अपेक्षा गरिएको छ ।
करिब ५० वर्ष पहिले ब्रह्माण्डको उत्पत्तिमा हिग्स बोसोनको योगदान रहेको सिद्धान्त प्रतिपादित गर्ने वेलायतका वैज्ञानिक पिटर हिग्सलाई ईश्वरीय कणको खोजपछि सन् २०१३ मा भौतिकशास्त्रको नोबेल पुरस्कार दिइयो । गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोज त सय वर्षपछि भएको छ । सन् १९१६ मा अल्बर्ट आइन्सटाइनले गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको बारेमा बोल्दा त्यसलाई भविष्यवाणीमैं सीमित राखियो । त्यसबेलाको प्रविधिले गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग खोज्नसक्ने अवस्था थिएन । जे भए पनि २१ औँ शताब्दीमा आएर आइन्सटाइनको भविष्यवाणी सत्य भएको छ ।
आइज्याक न्युटनले सन् १६८७ मा प्रतिपादित गरेको गुरुत्वाकर्षण सिद्धान्तसँग विश्व भलिभाँती परिचित छ । यस ब्रह्माण्डमा भएका कुनै पनि दुई पिण्ड आपसमा आकर्षित हुन्छन् भन्ने न्युटनको गुरुत्वाकर्षण सिद्धान्तको नमूना हामीले आफ्नो वरिपरिको वातावरणमा जुनसुकै बेला पनि देख्छौँ । माथि फ्याँकिएको वस्तु जमिनमा खस्नु वा रुखको पात वा फल तल खस्नु गुरुत्वाकर्षण शक्तिकै कारण हो । न्युटनले स्याउ खसेको देखेर गुरुत्वाकर्षण सिद्धान्त प्रतिपादन गर्नुभयो र सिद्धान्तको परीक्षणमा खासै गाह्रो हुने कुरा पनि थिएन । गणितको माध्यमबाट गुरुत्वाकर्षण सिद्धान्त स्थापित गर्नुथियो र एक दक्ष गणितीज्ञ न्युटनबाट सो कार्य भयो पनि ।
तर, आइन्सटाइनद्वारा उठाइएको गुरुत्वाकर्षण तरङ्गलाई परीक्षणबाट प्रमाणित गर्न ठीक एक सय वर्ष लाग्यो । महान वैज्ञानिक आइन्सटाइन प्रयोगशालामा टेस्ट ट्युब, बिकर आदि चलाउने गर्नुहुन्थ्यो । उहाँले विज्ञानमा जे जति असाधारण योगदान गर्नुभएको छ ती सबै चक, डस्टर र कलमले भएका छन् । गणितको प्रयोगबाट भौतिक विज्ञानमा पोख्त आइन्सटाइनले ब्रह्माण्डको विषयमा सापेक्षताको सिद्धान्तका आधारमा गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको भविष्यवाणी गर्नुभयो । सन् १९१६ मा आइन्सटाइनले गुरुत्वाकर्षण तरङ्गले गुरुत्वाकर्षण विकिरणका रूपमा ऊर्जा स्थानान्तर गर्ने बताउनुभएको थियो ।
न्युटनको गुरुत्वाकर्षण सिद्धन्तमा गुरुत्वाकर्षण तरङ्गबारेमा उल्लेख नगरिएकाले आइन्सटाइनको विचार नितान्त नौलो थियो । असाधारण मगज भएका वैज्ञानिक भएकाले आइन्सटाइनको विचारलाई त्यतिकै छाड्ने कुरा पनि थिएन । उहाँको हरेक मान्यतालाई सुरुबाटै विश्वले परीक्षणबाट प्रमाणित गर्ने प्रयास गरिरहेको छ । गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोज सय वर्ष पहिले उपलब्ध उपकरणको सहायताबाट सम्भव थिएन र यो अत्यन्त जटिल कार्य पनि थियो । त्यसैले नै हो गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग खोज्न वैज्ञानिकलाई एक सय वर्ष लागेको ।
गुरुत्वाकर्षण तरङ्गबारेमा जान्नु पहिले आइन्सटाइनले उल्लेख गर्नुभएको ‘फेब्रिक अफ स्पेस–टाइम’ का बारेमा बुझ्नु जरुरी छ ।
फेब्रिक अफ स्पेस–टाइम
ब्रह्माण्डलाई हामीले स्थान र समयको संयोजनका रूपमा बुभ्mनुपर्छ । यी दुवै मिलेर ब्रह्माण्ड बनेको छ । स्थान र समयलाई गुरुत्वाकर्षणले प्रभाव पार्छ अथवा परिवर्तन गर्छ ।
वैज्ञानिकले ‘स्पेस’ भन्ने शब्दलाई अन्तरिक्षसँग मात्र जोडेर हेरेका छैनन् । हाम्रो चारैतिरको क्षेत्र पनि यसमा पर्छ । हामीले कुनै निश्चित क्षेत्रमा कुनै घटनाको कुरा गर्दा त्यससँग समय पनि जोडिएको हुन्छ । उदाहरणका लागि कुनै घटना कहाँ र कुन समयमा भयो । त्यसैले समय विना कुनै क्षेत्रमा कुनै घटना नै हुँदैन । स्थान वा स्पेसले दिशा र अवस्था पनि जनाउँछ । जहाँ हामी तल माथि, दायाँ बायाँ चलायमान हुनसक्छौँ ।
यसैले यो संसार त्रिआयामिक छ, जसमा समय चाहिँ फरक हुन्छ । हाम्रो दैनिकीभन्दा पर ब्रह्माण्डमा वास्तविक समय छ र त्यो पनि अरूमा निर्भर छ, त्यो भनेको स्पेस हो । आइन्सटाइनको भनाइमा यदि कुनै वस्तु प्रकाशको गतिमा चलायमान हुन्छ भने सो वस्तुका लागि समय रोकिन्छ । यसैले यस ब्रह्माण्डमा स्थान वा स्पेस र समय आपसमा उनिएका छन् । एक स्वेटरलाई दुई फरक खालका ऊनले उनेकोजस्तो गरी ब्रह्माण्डमा समय र स्थानको परनिर्भरता छ ।
गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग
ब्रह्माण्डमा भयङ्कर ऊर्जा उत्पन्न हुने प्रक्रियामा स्थान र समयको संयोजन, फेब्रिक अफ स्पेस–टाइममा आएका उतारचढावपूर्ण अत्यन्त सूक्ष्म तरङ्गलाई गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग भनिएको छ । यी तरङ्गले गुरुत्वाकर्षण विकिरण स्थानान्तर गर्छन् ।
आइन्सटाइनले ब्रह्माण्डमा ब्ल्याकहोल वा न्युट्रोन ताराले समान खालका पिण्डलाई परिक्रमा गर्दा उत्पन्न हुने असिम ऊर्जाले गर्दा स्पेस–टाइमलाई अवरुद्ध गर्ने बताउनुभएको थियो । ती तरङ्गले ब्रह्माण्डमा प्रकाशको गतिमा यात्रा गर्दा आफ्नो उद्गम र गुरुत्वाकर्षण शक्तिको प्रवृत्ति पनि सँगै लिएर जाने आइन्सटाइनको सापेक्षता सिद्धान्तमा उल्लेख गरिएको छ ।
आइन्सटाइनले सन् १९१६ मा गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको भविष्यवाणी गरे पनि उहाँको मृत्यु भएको २० वर्षपछि सन् १९७४ मा त्यसको प्रमाणको पहिलो झलक देखिएको थियो । प्युर्टोरिकोमा रहेको आर्सिबो रेडियो अब्जरभेटरीमा कार्यरत दुईजना खगोलशास्त्रीले निकै ठूला र सघनता भएका दुईवटा पल्सर तारा एकअर्कोलाई परिक्रमा गरिरहेको फेला पारेपछि आइन्सटाइनले सपेक्षताको सिद्धान्तमा भने सरहको अवस्था वैज्ञानिकले पहिलोपटक देखे ।
यस खोजपछि आइन्सटाइनले भनेको गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग पत्ता लगाउन वैज्ञानिकले कम्मर कसे र ती ताराको अवस्था निरन्तर अवलोकन गर्नथाले । आठ वर्षपछि स्थितिको गणना गर्दा ती तारा केही नजिकिएको पाइयो । सबै घटना आइन्सटाइनको भविष्यवाणी अनुसार भइरहेको थियो । ती तारालाई नियाल्न लागेको ४२ वर्षपछि वैज्ञानिकहरूले आइन्सटाइनको भविष्यवाणीलाई सही भन्दै गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग वास्तवमै अस्तित्वमा रहेको घोषणा गरेका छन् ।
आइन्सटाइनका अनुसार ताराको विष्फोटजस्तो घटनाले यदि कुनै स्थानमा गुरुत्वाकर्षण अकस्मात परिवर्तन हुँदा ब्राह्माण्डमा गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग प्रकाशको गतिमा फैलिन्छ । यस्तो तरङ्गले आफ्नो यात्रा पथलाई कहिले पैmलाउने त कहिले खुम्च्याउने गर्छ ।
सन् १९७० को दशकमा सैद्धान्तिक सहमतिपछि सन् १९९० को दशकमा निर्माण प्रारम्भ गरिएको लेजर इन्टरफेरोमिटर ग्राभिटेसनल वेभ अब्जरभेटरी (लिगो)ले केही वर्षदेखि गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोजमा आशातित सफलता पाइरहेको थियो र गत फेब्रुअरी ११ मा यस परियोजनाले गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको अस्तित्व प्रमाणित ग¥यो ।
लिगोमा चार किलोमिटर लम्बाईका दुईवटा इन्टरफेरोमिटरलाई अङ्ग्रेजीको ‘एल’ अक्षर आकारमा राखिएको छ । यी उपकरणले गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग पत्ता लगाउने एन्टेनाको रूपमा काम गर्छन् । लिगोको एन्टेनाले पत्ता लगाएका गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग अत्यन्त सूक्ष्म छन् । वासिङटनको हानफोर्ड र लुजियानाको लिभिङस्टोनमा लिगोको लेजर इन्टरफेरोमिटर स्थापित छ ।
लिगोले पत्ता लगाएको गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग ब्रह्माण्डमा असिम ऊर्जा निस्कने गरी भएका प्रचण्ड घटना जस्तो कि दुईवटा ब्ल्याकहोल जुधेको, ताराको विष्फोट वा ब्रह्माण्डको जन्मबाट उत्पन्न भएको हुनसक्छ तर पृथ्वीबाट करिब एक अर्ब प्रकाश वर्ष टाढा दुईवटा ब्ल्याकहोल आपसमा जुधिरहेको र त्यहीँबाट गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग आएको विश्लेषण गरिएको छ । लिगोले रेकर्ड गरेको गुरुत्वाकर्षण तरङ्गका लागि आपसमा जुधिरहेका ब्ल्याकहोलमध्ये एउटा सानो र अर्को ठूलो हुनुपर्छ । जुन अवस्था वैज्ञानिकले विश्लेषण गरेको घटनासँग मिल्छ ।
असिम ऊर्जा उत्पन भइरहेको क्षेत्रबाट आएको भए पनि पृथ्वीमा पुगुञ्जेलसम्म गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग लाखौँ गुणा साना र कमजोर छन् । गुरुत्वाकर्षण तरङ्गमा त्यसको उद्गम विन्दुको महŒवपूर्ण सूचना हुने भएकाले ती सूचनाको विश्लेषणबाट ब्रह्माण्डकाबारेमा हामीले पहिले थाहा नपाएका धेरै रहस्य खुल्नेछन् । ब्रह्माण्डप्रतिको दृष्टिकोण र अध्ययनको पाटो नै फरक हुनेछ । किनभने अहिलेसम्म वैज्ञानिकले दृश्यवान प्रकाश, एक्स–रे, रेडियो तरङ्ग, माइक्रोवेभ आदिबाट ब्रह्माण्डको व्याख्या गर्ने गरेका छन् । हालैका वर्षमा न्युट्रोन कणका सहायताले पनि अन्तरिक्षको विश्लेषण हुने गरेको छ तर गुरुत्वाकर्षण तरङ्गले खगोलशास्त्र र ब्रह्माण्डलाई नयाँ ढङ्गले परिभाषित गर्ने र सो अनुरूप ब्रह्माण्डको खोज अगाडि बढाइनेछ ।
गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग भनेको रेडियो, एक्स–रे वा प्रकाशको जस्तो विद्युत् चुम्बकीय तरङ्ग होइन । यो बेग्लै खालको हुन्छ । यस विद्युत् चुम्बकीय तरङ्गभन्दा धेरै सूचना निहित रहन्छ । उदाहरणका लागि आपसमा ठोक्किरहेका ब्ल्याकहोलबाट विद्युत् चुम्बकीय तरङ्ग त के प्रकाश पनि बाहिर निस्कन पाउँदैन तर गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग चारैतिर फैलिन्छ । यसरी निस्केका गुरुत्वाकर्षण तरङ्गले ब्रहमाण्डमा आफ्नो पथमा पर्ने कुनै पनि वस्तुसँग प्रतिक्रिया नदेखाउने भएकाले जे जति गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको विवरण पृथ्वीमा रेकर्ड गरिएको ती सबै शुद्ध छन् ।
गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोज भएको जानकारी दिन वासिङ्टनमा आयोजित पत्रकार सम्मेलनमा लिगोका कार्यकारी निर्देशक प्राध्यापक डेभिड रित्जले भन्नुभयो– हामीले गुरुत्वाकर्षण तरङ्ग खोजेका छौँ, पहिलोपटक ब्रह्माण्ड गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको माध्यमबाट हामीसँग बोलेको छ ।
गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोजले एकसाथ तीन समाधान दिएको छ । पहिलो त गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोज नै भयो अनि यसले पहिलोपटक ब्ल्याकहोलको प्रत्यक्ष खोज भएको र सय वर्षदेखि अनुमानमै रहेको आइन्सटाइनको सिद्धान्तको पुष्टिसमेत भएको छ ।
गुरुत्वाकर्षण तरङ्गको खोजलाई आइन्सटाइनपछिका प्रबुद्ध खगोल वैज्ञानिक स्टिफन हकिङले पनि ब्रह्माण्डप्रति मानिसको धारणा यस खोजले बदलिने र यो खोज खगोलशास्त्रमा क्रन्तिकारी भएको बताउनुभएको छ ।

 

थप समाचार
प्रतिकृया
नाम

ईमेल

ठेगना