From Radio Waves to Gamma Rays : रेडिओ तरंगांपासून गॅमा किरणांपर्यंत : अदृश्य प्रकाशविश्व

From Radio Waves to Gamma Rays : आपण आकाशाकडे पाहतो तेव्हा आपल्या डोळ्यांना दिसणारे विश्व अत्यंत भव्य वाटते. सूर्य, चंद्र, तारे, ग्रह, तेजोमेघ आणि दूरवरच्या आकाशगंगा यांचे प्रकाशमान रूप आपल्याला विश्वाची एक सुंदर प्रतिमा देते. पण, ही प्रतिमा विश्वाचे संपूर्ण सत्य नाही. आपल्या डोळ्यांना दिसणारा प्रकाश हा विद्युतचुंबकीय प्रारणाच्या अथांग विश्वातील केवळ एक अत्यंत अरुंद पट्टा आहे. या दृश्य पट्ट्याच्या पलीकडे रेडिओ तरंग, सूक्ष्मतरंग, अवरक्त किरणे, अतिनील किरणे, क्ष-किरणे आणि गॅमा किरणांचे विशाल विश्व पसरलेले आहे. मानवी डोळ्यांना त्यापैकी बहुतेक काहीच दिसत नाही; मात्र वैज्ञानिक उपकरणांसाठी हे अदृश्य विश्व म्हणजे विश्व समजून घेण्याची एक विलक्षण खिडकी आहे.

भौतिकशास्त्रीय दृष्टीने रेडिओ तरंग आणि गॅमा किरणे हे वेगळे प्रकारचे प्रारण नाहीत. दोन्ही विद्युतचुंबकीय प्रारणाचेच प्रकार आहेत. त्यांच्यातील फरक त्यांच्या तरंगलांबी, वारंवारिता आणि ऊर्जेचा आहे. तरंगलांबी वाढली की वारंवारिता आणि ऊर्जा कमी होते; तर तरंगलांबी कमी झाली की वारंवारिता आणि ऊर्जा वाढते. निर्वातामध्ये सर्व विद्युतचुंबकीय तरंग प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करतात. या संपूर्ण पट्ट्याला विद्युतचुंबकीय वर्णपट म्हणतात. या वर्णपटाच्या एका टोकाला अतिशय लांब तरंगलांबीचे रेडिओ तरंग असतात, तर दुसऱ्या टोकाला अत्यंत कमी तरंगलांबीचे आणि ऊर्जावान गॅमा किरणे असतात. यांच्या मध्ये सूक्ष्मतरंग, अवरक्त किरणे, दृश्य प्रकाश, अतिनील किरणे आणि क्ष-किरणे येतात. आपल्या डोळ्यांना साधारण ४०० ते ७०० नॅनोमीटरच्या आसपासचा दृश्य प्रकाश जाणवतो. म्हणजेच मानवी दृष्टीला उपलब्ध असलेला प्रकाशपट्टा संपूर्ण विद्युतचुंबकीय वर्णपटाच्या तुलनेत अत्यंत छोटा आहे.

रेडिओ तरंगांच्या साहाय्याने विश्वातील अशा अनेक वस्तूंचा अभ्यास करता येतो, ज्या दृश्य प्रकाशात स्पष्ट दिसत नाहीत. आकाशगंगांमधील वायू, चुंबकीय क्षेत्रे आणि काही अत्यंत ऊर्जावान खगोलीय वस्तू रेडिओ प्रारण उत्सर्जित करतात. पल्सार आणि काही आकाशगंगांच्या केंद्रांतील अतिभव्य कृ ष्णविवरांच्या परिसरातून येणारे रेडिओ प्रारण विश्वातील भौतिक प्रक्रियांची महत्त्वाची माहिती देते.

सूक्ष्मतरंगांच्या प्रदेशात विश्वाच्या अत्यंत प्राचीन इतिहासाची एक महत्त्वाची खूण आढळते, ती म्हणजे विश्वीय सूक्ष्मतरंग पार्श्वभूमी प्रारण. हे प्रारण संपूर्ण आकाशातून जवळजवळ सर्व दिशांनी येते आणि विश्वाच्या आरंभीच्या अवस्थेबद्दल माहिती देते. त्यातील सूक्ष्म असमानतांमधून विश्वाच्या प्रारंभीच्या पदार्थवितरणाचा आणि पुढील उत्क्रांतीचा अभ्यास करता येतो. अवरक्त किरणे विश्वातील धूळ आणि उष्णतेचे वेगळे चित्र दाखवतात. तारे निर्माण होण्याच्या प्रदेशांमध्ये मोठ्या प्रमाणात धूळ आणि वायू असतो. दृश्य प्रकाश या धुळीत अडकू शकतो; परंतु काही अवरक्त तरंग त्यातून तुलनेने सहजपणे प्रवास करू शकतात, त्यामुळे धुळीमागे लपलेले नवजात तारे, ग्रहप्रणालींची निर्मिती आणि थंड पदार्थाचे वितरण यांचा अभ्यास करता येतो.

दृश्य प्रकाशातून ताऱ्यांचे तापमान, रासायनिक स्वरूप आणि गती यांची माहिती मिळते. मात्र, केवळ दृश्य प्रकाशावर अवलंबून राहिल्यास विश्वातील अनेक प्रक्रिया अदृश्यच राहतात; म्हणून आधुनिक खगोलशास्त्रात एकाच खगोलीय वस्तूकडे वेगवेगळ्या तरंगलांबींमध्ये पाहण्याला विशेष महत्त्व आहे. अतिनील किरणांमधून ताऱ्यांच्या वातावरणातील आणि अतिउष्ण खगोलीय वस्तूंमधील प्रक्रियांची माहिती मिळते. अतिनील वर्णपटातील रेषांमधून तापमान, गती आणि रासायनिक स्वरूप यांचा अंदाज घेता येतो. पृथ्वीचे वातावरण अतिनील प्रारणाचा मोठा भाग अडवत असल्याने त्याच्या अभ्यासासाठी अवकाशातील दुर्बिणींची आवश्यकता असते. यानंतर येतात क्ष-किरणे. अतिशय उष्ण वायू, कृष्णविवराभोवतीचे तापलेले पदार्थ, न्यूट्रॉन तारे आणि इतर ऊर्जावान खगोलीय प्रक्रिया क्ष-किरणांच्या रूपात प्रारण उत्सर्जित करतात, त्यामुळे विश्वातील अतिउष्ण प्रदेश आणि तेथील भौतिक प्रक्रिया समजण्यास मदत होते.

विद्युतचुंबकीय वर्णपटाच्या सर्वाधिक ऊर्जावान टोकाला गॅमा किरणे आहेत. त्यांच्या तरंगलांबी अत्यंत कमी आणि ऊर्जा अत्यंत जास्त असते. न्यूट्रॉन तारे, पल्सार, महाताऱ्यांचे स्फोट आणि कृष्णविवरांच्या परिसरातील काही अत्यंत ऊर्जावान प्रक्रिया गॅमा प्रारण निर्माण करू शकतात. पृथ्वीचे वातावरण गॅमा किरणांचा मोठा भाग अडवते; त्यामुळे त्यांचे निरीक्षण अवकाशातील उपकरणांद्वारे करावे लागते.

यामुळे खगोलशास्त्राची दृष्टीच बदलली आहे. एकाच आकाशगंगेकडे रेडिओ, अवरक्त, दृश्य, अतिनील, क्ष-किरण आणि गॅमा किरणांच्या माध्यमातून पाहिले तर प्रत्येक निरीक्षणात तिचे वेगळे रूप दिसते. रेडिओ प्रारणातून वायू आणि चुंबकीय क्षेत्रांची माहिती मिळू शकते; अवरक्त प्रारणातून धूळ आणि नवजात तारे दिसू शकतात; दृश्य प्रकाशातून तारे आणि आकाशगंगेची रचना स्पष्ट होते; क्ष-किरणांमधून अतिउष्ण प्रदेश समोर येतात; तर गॅमा किरणे अत्यंत शक्तिशाली घटनांचे संकेत देतात, त्यामुळे विश्वाचे एकच चित्र नसून, वेगवेगळ्या तरंगलांबींमधून मिळणारी अनेक परस्परपूरक चित्रे आहेत.

पृथ्वीचे वातावरण या निरीक्षणांमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. काही तरंगलांबी पृथ्वीच्या पृष्ठभागापर्यंत पोहोचतात, तर अनेक प्रकारचे प्रारण वातावरणात शोषले जाते. हे पृथ्वीवरील जीवसृष्टीसाठी संरक्षणात्मक आहे; परंतु खगोलशास्त्रज्ञांसाठी त्यामुळे काही प्रारणांचा अभ्यास पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून शक्य होत नाही, म्हणूनच अवकाश दुर्बिणींची निर्मिती झाली. या अदृश्य प्रकाशविश्वाची आणखी एक महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे, प्रत्येक तरंगलांबी विश्वातील पदार्थाशी वेगळ्या प्रकारे परस्परसंवाद करते, त्यामुळे वेगवेगळ्या तरंगलांबी म्हणजे केवळ वेगवेगळे रंग नव्हेत; त्या विश्वातील वेगवेगळ्या भौतिक परिस्थितींचे संकेत आहेत. प्रकाशाच्या विविध रूपांमधून पदार्थाचे तापमान, घनता, रासायनिक स्वरूप, गती, चुंबकीय क्षेत्रे आणि ऊर्जा-वितरण यांचा अभ्यास करता येतो.

सुजाता बाबर
sumiba_r@yahoo.com

Read About : Science of Dreams : स्वप्नांचे विज्ञान : झोपेत घडणाऱ्या अदृश्य प्रक्रिया

E-Paper : Punyanagari E-Paper