साइंस-फिक्शन उपकरण’ अंतरिक्ष में विशाल गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज करेगा

नई दिल्ली। अंतरिक्ष से गुरुत्वाकर्षण तरंगों को मापने के पहले प्रयोग को यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) ने हरी झंडी दे दी है। लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (एलआईएसए) अन्य घटनाओं के अलावा सुपरमैसिव ब्लैक होल के बीच विलय के कारण अंतरिक्ष-समय में विशाल तरंगों का पता लगाने के लिए सौर मंडल के 2.5 मिलियन किलोमीटर की यात्रा करने वाले लेजर बीम के सटीक समय का उपयोग करेगा।

ईएसए ने 25 जनवरी को घोषणा की कि मल्टीबिलियन-यूरो मिशन का निर्माण 2025 में शुरू होगा, 2035 के लिए लॉन्च की योजना बनाई गई है। जर्मनी के गार्चिंग में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के एक खगोल भौतिकीविद् वेलेरिया कोरोल कहते हैं, यह बेहद रोमांचक है। एलआईएसए सहयोग का सदस्य। यह गुरुत्वाकर्षण-तरंग स्रोतों के लिए एक खिड़की खोलेगा जिसे केवल LISA ही देख सकता है। गुरुत्वाकर्षण तरंगें ब्रह्मांड के कुछ सबसे गहरे रहस्यों को कैसे सुलझा सकती हैं।

एलआईएसए के पैमाने का मतलब है कि यह पृथ्वी पर पहचानी जा सकने वाली तुलना में बहुत कम आवृत्ति की गुरुत्वाकर्षण तरंगों का निरीक्षण करने में सक्षम होगा। इससे मिशन को एक-दूसरे की परिक्रमा करने वाले ब्लैक होल जैसी घटनाओं का पता लगाने में मदद मिलेगी, जो कि ग्राउंड-आधारित लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्ज़र्वेटरी (एलआईजीओ) द्वारा देखी गई घटनाओं की तुलना में अधिक विशाल और दूर-दूर हैं, जिसने पहली बार 2015 में गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया था।

इस मिशन को बनने में काफी समय लग गया है। पहली बार मैंने 31 साल पहले एलआईएसए के लिए एक प्रस्ताव लिखा था, कार्स्टन डैनज़मैन कहते हैं, जो एलआईएसए कंसोर्टियम का नेतृत्व करते हैं और जर्मनी के हनोवर में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर ग्रेविटेशनल फिजिक्स के निदेशक हैं।

प्रयोग में उस दूरी को मापना शामिल है जो लेजर प्रकाश लाखों किलोमीटर दूर दो द्रव्यमानों के बीच से गुजरने के लिए एक मीटर के एक खरबवें हिस्से की सटीकता के साथ तय करता है, जबकि अंतरिक्ष-समय के अलावा कुछ भी द्रव्यमान की गति को प्रभावित नहीं करता है। “लोगों को लगा कि यह हास्यास्पद है। मैंने कहा, ‘बस आप इंतजार करें।

एलआईएसए में तीन समान अंतरिक्ष यान शामिल होंगे, जिनमें से प्रत्येक में सोने और प्लैटिनम का 4.6-सेंटीमीटर का तैरता हुआ घन होगा, जो सूर्य के चारों ओर कक्षा में एक समबाहु-त्रिकोण संरचना में उड़ान भरेगा। यह प्रत्येक यान में घनों के बीच की दूरी को इतनी सटीकता से मापने के लिए लेज़रों का उपयोग करेगा कि यह बताने में सक्षम होगा कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें बड़े पिंडों के तेज होने के कारण होने वाली सूक्ष्म तरंगें – पिकोमीटर के पैमाने पर उनके बीच अंतरिक्ष-समय को फैलाती हैं। (एक पिकोमीटर 10−12 मीटर है।) संकेतों में अन्य सूक्ष्म बदलाव एलआईएसए को यह पता लगाने की अनुमति देंगे कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें कहां से आ रही हैं। कोरोल कहते हैं, यह लगभग एक विज्ञान-कल्पना जैसा उपकरण है।

हालाँकि, इस दूरी पर इतना सटीक माप करना चुनौतीपूर्ण है, लेकिन कई मायनों में पृथ्वी की तुलना में अंतरिक्ष में ऐसा करना आसान है, डैन्ज़मैन कहते हैं। अंतरिक्ष में कोई कंपन नहीं है, कोई वातावरण नहीं है, कोई कंपन नहीं है, आप बस शून्य में उड़ रहे हैं। उनका कहना है कि कठिन हिस्सा प्रौद्योगिकी को सभी स्थितियों के लिए पर्याप्त मजबूत बनाना है। आप इसे ठीक करने के लिए वहां सिर्फ एक पोस्टडॉक नहीं भेज सकते।

एलआईएसए 300,000 किलोमीटर से 3 अरब किलोमीटर के बीच तरंग दैर्ध्य वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रति संवेदनशील होगा। यह LIGO द्वारा पृथ्वी पर देखे गए से अधिक लंबा है और पल्सर टाइमिंग एरे द्वारा देखे गए से छोटा है, अध्ययन जो अभी आकाशगंगाओं-व्यापी गुरुत्वाकर्षण तरंगों का निरीक्षण करने के लिए ‘बीकन’ सितारों का उपयोग शुरू कर रहे हैं।

विशाल गुरुत्वाकर्षण तरंगें: वैज्ञानिक इतने उत्साहित क्यों हैं?
कोरोल कहते हैं, कॉस्मोलॉजिस्टों को उम्मीद है कि यह प्रयोग प्रारंभिक ब्रह्मांड में निर्मित गुरुत्वाकर्षण तरंगों की पृष्ठभूमि बज़ का भी पता लगाने में सक्षम होगा, जिसकी भविष्यवाणी सिद्धांत द्वारा की गई है और शायद पहले ब्लैक होल से सिग्नल भी। क्योंकि एलआईएसए यह भी मापेगा कि जिन स्रोतों का वह पता लगाता है वे कितने दूर हैं, वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि इसका डेटा ब्रह्मांड के विस्तार की दर में बदलाव को मापने में मदद करेगा।

चीन 2030 के दशक में अंतरिक्ष-आधारित गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टर लॉन्च करने की भी योजना बना रहा है। बीजिंग में चीनी विज्ञान अकादमी विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी और ताईजी परियोजना के मुख्य वैज्ञानिक यू-लिआंग वू कहते हैं, एलआईएसए का विकास ऐसे मिशन के मामले को बढ़ावा देता है, जो दो प्रस्तावित मिशनों में से एक है।

ताईजी और एलआईएसए टीमों को उम्मीद है कि मिशन ओवरलैप होंगे, इसलिए वे “अंतरिक्ष-आधारित गुरुत्वाकर्षण-तरंग-डिटेक्टर नेटवर्क” में एक-दूसरे के पूरक हो सकते हैं, वू कहते हैं। उन्होंने आगे कहा कि एलआईएसए के लिए ईएसए की हरी झंडी “वैज्ञानिक समुदाय के लिए एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर” है।