Total Pageviews

Thursday, October 14, 2021

भौतिकशास्त्रातील २०२१ चा नोबेल पुरस्कार

अवघड सोपे केले अन् नोबेलचे मानकरी झाले
(२०२१ च्या भौतिकशास्त्रातील नोबेल मानकऱ्यांच्या संशोधनाचा आढावा)


यावर्षीचा नोबेल पुरस्कार स्यूकुरो मनाबे, क्लाउस हसलमन व जॉर्जिओ पारिसी यांना जटिल प्रणालींच्या आकलनासंदर्भात केलेल्या पायाभूत संशोधन कार्यासाठी देण्यात आला. अणूसारख्या सूक्ष्म ते विशाल ग्रहांच्या भौतिक प्रणालीपर्यंत असणाऱ्या अव्यवस्थितपणा व अनियमितता यातील परस्परक्रियांसंदर्भात संशोधन केलेले डॉ. पारिसी हे या पुरस्काराचे मुख्य मानकरी आहेत त्यांना या पुरस्काराचा अर्धा वाटा तर उरलेला अर्धा वाटा पृथ्वीचे हवामान, त्याचे परिवर्तन व वैश्विक तापमानवाढ या संदर्भात विश्वासार्ह मॉडेल तयार करणाऱ्या डॉ. हसलमन व डॉ. पारिसी यांना देण्यात आला आहे.

दरवर्षी नोबेल पुरस्कार हा विज्ञानाला नवं वळण देणाऱ्या संशोधन कार्याला दिला जातो. या वर्षी पृथ्वीचे हवामान व विश्वातील प्रत्येक पदार्थाच्या परिस्थितीवर भाष्य करणाऱ्या संशोधनास हा पुरस्कार दिला गेला. पुरस्कारप्राप्त तिन्ही संशोधकांनी जटिल प्रणालींवर (सिस्टम) काम केलं आहे असं नोबेल समितीनं म्हटलं आहे. तापमानवाढ ही जटिल समस्या आहे हे सर्वांनाच माहीत आहे आणि जग आज या समस्येला सामोरं जात आहे. पण तापमानवाढ का घडते त्यामागील नेमकी करणे काय आहेत हे समजून घेणं त्याहून जटिल आहे. सर्वसाधारणपणे औद्योगीकरण, प्रदूषण, कार्बनउत्सर्जन वगैरे गोष्टींना हवामानबदल व तापमानवाढ यांच्याशी जोडलं जातं. पण त्याच्यापलीकडेही अनेक भौतिक गोष्टी त्यास कारणीभूत असतात, त्याही समजून घेणं महत्त्वाचं असतं. हीच गोष्ट अणू आणि ग्रह यांच्या बाबतही आहे. अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन केंद्रकाभोवती फिरतात अगदी त्याचपद्धतीने ग्रह सूर्याभोवती फिरतात अशी सामान्य माहिती आपल्याला असते. इलेक्ट्रॉनबद्दल सर्वसामान्यांना फारशी माहिती नसते आणि मुळात त्याच्याबद्दल उत्सुकतादेखील खूप कमी लोकांना असते. पण आपली पृथ्वी वर्षाला एक फेरी पूर्ण करतेच, शनि प्रत्येक तीस वर्षाला आपल्या राशीकडे येऊन न चुकता साडेसाती लावतोच. या नियमित गोष्टी सर्वांनाच माहीत असतात, मग त्यात अव्यवस्थितपणा काय आहे किंवा त्याला जटिल प्रणाली का म्हटलंय असा प्रश्न पडू शकतो.

जटिल प्रणाली किंवा कॉम्प्लेक्स सिस्टम म्हणजे एक अशी व्यवस्था ज्यामध्ये एकाहून अधिक घटकांचा अंतर्भाव असतो आणि प्रत्येक घटकाच्या हालचालीचा इतरांवर परिणाम होत असतो. त्यामुळे त्या समजून घेण्यास अवघड असतात. यावर्षीच्या नोबेल विजेत्यांनी त्यांच्या सिद्धांतद्वारे त्या जटिल प्रणाली सोप्या करून सांगण्यात यश मिळवलं आहे.

कोणत्याही ग्रहावर जीवसृष्टी अबाधित राहायची असेल तर तेथील हवामान योग्य असायला हवं. हवामानातील मोठा बदल संपूर्ण जीवसृष्टीला व पर्यायाने मानवाला घातक ठरू शकतो. त्यामुळे हवामानाचा त्यावर परिणाम करणाऱ्या घटकांसह अभ्यास अत्यंत महत्त्वाचा आहे. मानाबे यांनी वाढत्या कार्बनडायऑक्साइडचा पृथ्वीवरील तापमानवाढीवर कसा परीणाम होतो हे दाखवून दिलं.

१९६० साली त्यांनी पृथ्वीच्या हवामानाचे पहिले भौतिक मॉडेल तयार केले. त्यात त्यांनी विकिरणे व हवेचे ऊर्ध्ववहन यांच्यातील परस्परसंबंध स्पष्ट केला होता. त्यांनी सादर केलेले मॉडेल हवामानासंदर्भात पहिलेच असल्याने नंतरच्या संशोधकांना ते पथदर्शी व पायाभूत ठरले. त्यांच्या मॉडेलनुसार सूर्यकिरणे वातावरणातून भूपृष्ठावर येतात, भूपृष्ठावरून निघणारी इन्फ्रारेड किरणे काहीप्रमाणात वातावरणाकडून शोषले जातात तर काही भाग वातावरणाबाहेर पडतो. वातावरणात शोषलेल्या किरणांमुळे हवा व जमीन गरम होते. गरम हवा थंड हवेपेक्षा हलकी होते, त्यामुळे ती वरच्या भागात जाते. गरम हवेत बाष्प (पाण्याची वाफ) असते, बाष्प एक प्रभावी ग्रीनहाऊस गॅस आहे. हवा जेवढी जास्त उष्ण, त्यात त्याप्रमाणात बाष्प वाढते. जेव्हा ही बाष्पयुक्त गरम हवा खूप उंचीवर जिथे वातावरण थंड असते अशा ठिकाणी जाते तेव्हा बाष्पातील उष्णता बाहेर पडते व त्याचे ढग बनतात.

वातावरणाचे हे मॉडेल सादर केल्यानंतर त्यांनी वातावरणातील कार्बनडायऑक्साइड व त्याचा अल्टीट्यूड (समुद्रसपाटीपासून ऊंची) नुसार तापमानावर होणारा परिणाम अभ्यासला. या अभ्यासात त्यांनी कार्बनडायऑक्साइडचे १५० पीपीएम (पीपीएम = लक्षांश), ३०० पीपीएम व ६०० पीपीएम असे तीन वेगवेगळे कॉन्सेन्ट्रेशन वापरले. ४० किमी उंचीवर कार्बनडायऑक्साइडच्या प्रमाणानुसार त्यांचे तापमान अनुक्रमे अंदाजे उणे ५, उणे २० व उणे ३० अंश सेल्सिअस पर्यंत आढळले. उंची कमी करत गेले असता हा फरक कमीकमी होत जाऊन १५ किमी उंचीदरम्यान तिघांचेही तापमान जवळपास उणे ६५ पर्यंत आढळले. इथपर्यंत जास्त कॉन्सेन्ट्रेशनच्या कार्बनडायऑक्साइडचे तापमान कमी होते, मात्र त्यानंतर हा ट्रेंड बदलून शून्य उंचीवर कमी कॉन्सेन्ट्रेशनच्या कार्बनडायऑक्साइडचे तापमान कमी व जास्त कॉन्सेन्ट्रेशनचे जास्त आढळले. याचा अर्थ कार्बनडायऑक्साइडचे वाढलेले प्रमाण वरच्या वातावरणाचे तापमान घटवते तर खालच्या वातावरणाचे तापमानवाढवते. या अभ्यासाअंती त्यांनी निष्कर्ष काढला की तापमानवाढ सभोवतालीच्या वाढलेल्या कार्बनडायऑक्साइडच्या प्रमाणामुळे होते. त्यांचे हे संशोधन १९६७ साली जर्नल ऑफ अॅटमॉसफेरीक सायन्सेसमध्ये प्रसिद्ध झाले आहे.


हसलमन यांनीदेखील संशोधन करून वातावरणाचे मॉडेल मांडले. त्यांचे कार्य समजून घेण्याआधी वेदर व क्लायमेट या समानार्थी वाटणाऱ्या इंग्रजी शब्दांचा अर्थ समजून घ्यावा लागेल. सामान्यतः आपण हवामान या अर्थाने वेदर व क्लायमेट हे शब्द पर्यायी शब्द म्हणून वापरतो पण त्यांच्यात फरक आहे. तात्कालिक वातावरणिय परिस्थितीला वेदर म्हणतात तर ठराविक ठिकाणच्या दीर्घकालीन वातावरणिय परिस्थितीला क्लायमेट म्हणतात. उदाहरणार्थ एखाद्या ठिकाणी आज पाऊस पडला हे म्हणजे वेदर पण तिथे नेहमी प्रखर ऊन असतं हे तिथलं क्लायमेट! हसलमन यांनी 1970 दरम्यान वेदर व क्लायमेट या दोहोंचे एकत्रित मॉडेल तयार केले. त्यात त्यांनी नेहमी बदलत राहणाऱ्या व गुंतगुतीच्या वेदरमध्ये क्लायमेट मॉडेलची विश्वासार्हता दाखवून दिली. शिवाय त्यांनी वातावरणावर प्रभाव पाडणारी नैसर्गिक व मानवनिर्मित कारणे शोधण्याची/ओळखण्याची पद्धत शोधून काढली. त्या पद्धतीनुसार, आपण निसर्गात उत्सर्जित केलेल्या कार्बनडायऑक्साइडमुळे तापमानवाढ झाल्याचे सिद्ध झाले आहे. त्यांच्या अभ्यासामागे तापमानवाढीचे मुळ कारण शोधून काढणे हा उद्देश होता. त्यांनी मांडलेल्या मॉडेलनुसार केवळ नैसर्गिक तापमानवाढ खूप कमी आहे पण नैसर्गिक व मानवनिर्मित कारणांमुळे झालेली एकत्रित तापमानवाढ व प्रत्यक्ष तापमानवाढ यांची तुलना करता तापमानवाढीत मानवी हस्तक्षेप जास्त आढळतो.

पारिसी यांचं संशोधन अव्यवस्थित व जटिल पदार्थ/प्रणाली संदर्भात आहे. अव्यवस्थित व जटिलपणातील अदृश्य आकृतिबंध त्यांनी शोधून काढला. त्यांचे संशोधन जटिल प्रणालींच्या सैद्धांतिक कार्यात महत्त्वाचे मानले जाते. अव्यवस्थित-जटिल प्रणालीचं एक उदाहरण दिलं जातं. जेव्हा वायुला थंड केलं जातं तेव्हा तो द्रव व शेवटी स्थायु बनतो. ही प्रक्रिया जर अचानक केली गेली स्थायुतील कणरचना अव्यवस्थित होते. सर्व भौतिक अवस्था सारख्या ठेऊन हाच प्रयोग वारंवार केला तर प्रत्येकवेळी आपल्याला कणांची वेगवेगळी रचना पाहायला मिळते. यालाच जटिल प्रणाली म्हटलं जातं. जटिल प्रणाली व त्यातील अव्यवस्थितपणा आणखी समजून घ्यायचा झाला तर आपण आपल्या घरात पुढच्या दारापासून मागच्या दारापर्यंत चालण्याचा प्रयोग करून पाहू शकतो. हे अंतर कितीही कमी असलं तरी आपली पावलं बरोबर पूर्वीच्याच ठिकाणी पडतील याची खात्री आपण देऊ शकत नाही, त्यात थोडा तरी फरक पडतोच. आपण फक्त चार पाऊले चालण्यात अव्यवस्थितपणा येतो तर संपूर्ण विश्वात किती अव्यवस्थितपणा असेल व ती प्रणाली समजून घ्यायला किती जटिल असेल? याचा अंदाजदेखील न केलेलाच बरा!

पारिसी यांचं जटिल प्रणाली समजून सांगण्याचं संशोधन कार्य स्पिन ग्लास या पदार्थासंदर्भात होतं. या पदार्थात लोह व तांबे असते. यातील लोहाचा प्रत्येक अणू चुंबकाप्रमाणे कार्य करतो. त्यात लोह अणू प्रमाणात कमी असले तरी त्यांचा पदार्थाच्या चुंबकीय गुणधर्मावर मोठा परिणाम होतो. साधारण चुंबकात मॅग्नेटीक स्पिन एकाच दिशेत असतात, पण स्पिन ग्लासच्या बाबतीत ते कसेही असतात. पारिसी यांनी त्यांच्या स्पिनग्लासवरील पुस्तकात लिहलंय की स्पिन ग्लासचा अभ्यास करणे म्हणजे शेक्सपियरचे भावनिक नाटक पाहण्यासारखे आहे. आपण जर एकमेकांचा तिरस्कार करणाऱ्या व्यक्तिंसोबत मैत्री केली असेल किंवा आपले भावनिक भावनिक मित्र आणि त्यांचे कट्टर शत्रू एकाच ठिकाणी भेटतात त्यावेळी जशी परिस्थिति असते अगदी तशीच परिस्थिति स्पिन ग्लासमधल्या चुंबकीय अणूंबाबत असते असे मानायला हरकत नाही, कारण ते कधी कसे वागतील सांगता येत नाही.

स्पिन ग्लास व त्याच्या अनोख्या गुणधर्मांच्या जटिल प्रणालीवर अनेक भौतिकशास्त्रज्ञांनी काम केलं. काहींनी गणितातील रिप्लिका पद्धत वापरुन स्पिन ग्लासचा प्रश्न सोडवण्याचा प्रयत्न केला, पण त्याचे परिपूर्ण उत्तर मिळाले नाही. पण १९७९ मध्ये पारिसी यांनी तीच रिप्लिका पद्धत कल्पकतेने वापरुन स्पिन ग्लासची समस्या सोडवून दाखवली. त्यांनी त्यातील आकृतिबंध शोधून काढून तो गणिताच्या साह्याने स्पष्टही केला.

त्यांनी त्या समस्येचे निराकरण जरी केले असले तरी त्यांनी वापरलेली पद्धत गणितीयदृष्ट्या सिद्ध व्हायला अनेक वर्षे गेली. पण त्यानंतर हीच पद्धत अनेक अव्यवस्थित व जटिल प्रणालींचे आकलन करण्यास उपयोगी पडली आहे.

पारिसी यांची जटिल प्रणाली समजून घ्यायची सुरवात स्पिन ग्लास या पदार्थापासून झाली असली तरी त्यांनी मांडलेला त्यामागचा सिद्धांत आता खूप पुढे गेलाय. पारिसी यांनी स्वतः हा सिद्धांत हिमयुगाचे आवर्तन, पक्षांचा थवा वगैरे गोष्टींना लावून अभ्यास केला आहे. पारिसी यांनी दिलेला सिद्धांत आता फक्त भौतिकशास्त्रापुरता मर्यादित राहिला नाही. त्याचा उपयोग आता गणित, जीवशास्त्र, न्यूरोसायन्स, मशीन लर्निंग इत्यादी मधल्या जटिल समस्या सोडवण्यात देखील होऊ लागलाय.

भौतिकशास्त्र नोबेल समितीचे अध्यक्ष थोर्स हॅन्स हॅनसन यांनी म्हटलंय "यावर्षीच्या पुरस्कारविजेत्यांनी भौतिक जटिल प्रणाली समजून घेण्यात व त्यांचा सखोल अभ्यास करण्यात योगदान दिले आहे." प्रथमदर्शनी हवामान, तापमानवाढ, पदार्थातील अव्यवस्थितपणा इत्यादी गोष्टी कदाचित जटिल वाटणार नाहीत पण जेव्हा त्यांच्या जवळ जाऊन त्यांचा अभ्यास केला जातो तेव्हाच त्याची जटिलता कळते. मानाबे आणि हसलमन यांनी हवामानासंदर्भात मॉडेल मांडले म्हणून आपण आज वैज्ञानिक पद्धतीने त्याचे संवर्धन करू शकतो. स्पिन ग्लास संदर्भात पारिसी यांनी रुची दाखवली म्हणून अनेक जटिल प्रणाली उलघडल्या, आज त्यांच्याच संशोधनाचा उपयोग करून न्यूरोसायन्स मधल्या मानवी मेंदूशी निगडीत समस्या सोडवणे सोपे झाले आहे.

सूरज मडके व प्रा. (डॉ.) केशव राजपुरे

Sunday, June 13, 2021

डॉ. आर. व्ही. भोंसले; प्रथम पुण्यस्मरण

कोल्हापुरातील अंतराळ संशोधनाचे जनक: डॉ. आर. व्ही. भोंसले

थोर विचारवंत, कुशल संशोधक आणि जेष्ठ अवकाश शास्त्रज्ञ डॉ. राजाराम विष्णू भोंसले यांनी दिनांक १४ जून, २०२० रोजी वयाच्या ९२ व्या वर्षी जगाचा निरोप घेतला. १९८९ मध्ये इस्रोची जननी समजल्या जाणाऱ्या अहमदाबाद येथील पीआरएल तथा भौतिक अनुसंधान प्रयोगशाळा या संशोधन संस्थेमधून भौतिकशास्त्र विभागप्रमुख म्हणून ते निवृत्त झाले होते. भारतातील पहिला रेडिओ टेलिस्कोप बनवणारे डॉ. आर.व्ही. भोंसले हे तरुणांचे प्रेरणास्थान आहेत. त्यांच्या प्रथम पुण्यस्मरणानिमित्त त्यांच्या कारकिर्दीचा घेतलेला आढावा !

कोल्हापूर जिल्यातील कागल तालुक्यातील बस्तवडे या छोट्याश्या खेड्यात दिनांक १२ नोव्हेंबर, १९२८ रोजी डॉ. आर.व्ही. भोंसले सरांचा जन्म झाला. १९५० साली कोल्हापूरच्या राजाराम महाविद्यालयातून त्यांनी पदार्थविज्ञान या विषयातून बी.एस्सी. हि पदवी पूर्ण केली. जन्मजात प्रतिभासंपन्न असल्यामुळे शिक्षणादरम्यान त्यांना प्रिन्स शिवाजी मराठा बोर्डिंगची फ्रीशिप व वसतिगृह प्रवेशही मिळाला. वसतिगृहात असताना त्यांना एक रेडिओ मिळाला आणि त्यांच्या कारकीर्दीस वेगळी दिशा मिळाली. एम.एस्सी. साठी त्यांनी पुणे येथील सर परशुरामभाऊ (एस.पी.) महाविद्यालयात प्रवेश घेतला. तत्पूर्वी त्यांनी रेडिओ कम्युनिकेशनचा डिप्लोमा पूर्ण केला होता. यामुळे त्यांना अवकाश विज्ञान, वायरलेस नेटवर्किंग तसेच उपग्रह संपर्क प्रणाली याबाबत कुतूहल निर्माण झाले होते. १९५४ मध्ये त्यांनी पदार्थविज्ञान विषयात प्राविण्यासह एम.एस्सी. पूर्ण केली. त्यानंतर ते गुजरातमध्ये रेडिओ अभियांत्रिकी विषय शिकवण्यासाठी शिक्षक म्हणून रुजू झाले.

नोकरी करत असताना त्यांनी संचालक डॉ. के.आर. रामनाथन यांच्या मार्गदर्शनाखाली डॉ. विक्रम साराभाई यांच्या प्रयत्नांतून उभारलेल्या अहमदाबाद येथील पीआरएल येथे संशोधन सुरू केले. अवकाश विज्ञान विषयातील रेडिओ लहरींवर आधारित  आयनांबरचा अभ्यास त्यांनी पी.एच.डी. दरम्यान केला.  त्यावेळी डॉ. के.आर. रामनाथन हे पीआरएल चे संचालक म्हणून काम पाहत होते. पी.एच.डी. दरम्यान डॉ. भोसले यांनी एकूण सात शोधनिबंध आंतरराष्ट्रीय मासिकांत प्रसिद्ध केले त्यापैकी तीन शोधनिबंध (१९७५, १९८६, १९८९) नेचर या जगप्रसिद्ध मासिकांत होते. या संशोधनावर आधारित १९६० मध्ये त्यांना गुजरात विद्यापीठाची पीएच.डी. पदवी प्राप्त झाली. या संशोधनासाठी त्यांनी रेडिओ टेलिस्कोप बनवला होता व त्याच्या निरीक्षणांच्या नोंदीवर त्यांनी संशोधन केले. हा भारतातील पहिला रेडिओ टेलिस्कोप ठरला व तो बनवणारे डॉ. भोंसले हे भारतातील पहिले रेडिओलॉजिस्ट होते.

हवामान शास्त्रज्ञ डॉ. के.आर. रामनाथन हे नोबेल विजेते सर डॉ. सी.व्ही.रमण यांचे शिष्य होते म्हणजे डॉ. भोंसले हे अप्रत्यक्षपणे रमण यांचे शिष्य होते. पी.एच.डी. मिळाल्यानंतर पोस्ट डॉक्टरेटसाठी ते दोन वर्षांसाठी कॅनडा येथे गेले. कॅनडा व पीआरएल मधील त्यांच्या संशोधनाची दखल घेऊन स्टॅनफोर्ड विद्यापीठात नासा मार्फत संशोधक म्हणून त्यांची तीन वर्षांसाठी निवड झाली. ते आपल्या कुटुंबासोबत माउंटन व्ह्यू या शहरात राहत होते. स्टॅनफोर्ड विद्यापीठात त्यांनी उपग्रहांच्या सहाय्याने पृथ्वीच्या आयनांबर (आयनोस्फीअर) या थराचा तसेच सूर्याप्रमाणे गुरु या ग्रहाकडून येणाऱ्या लहरींचा अभ्यास केला. त्यांच्या कामाची दखल म्हणून डॉ. साराभाई यांनी त्यांना तिथले संशोधन संपल्यावर पीआरएल ला रुजू होण्याचे निमंत्रण दिले. १९७३ ला डॉ. भोंसले हे पीआरएल मध्ये वैज्ञानिक म्हणून रुजू झाले. कॅनडा व अमेरिकेत उच्च दर्जाचे संशोधन केल्यावर पीआरएल मध्ये नेमणूक होणे हा त्यांच्यासाठी मोठा सन्मान होता.  

पीआरएल मध्ये त्यांनी ग्रह व तारे यांचा अभ्यास करणारे संशोधक यांना एकत्र करून अवकाश संशोधकांचा एक चमू तयार केला. पीआरएल ने गुजरात आणि राजस्थानच्या सीमेवर माउंट अबू या थंड हवेच्या ठिकाणी प्रस्तावित अवकाश वेधशाळेसाठी ३० एकर जागा घेतली होती. डॉ. भोंसले यांनी तिथे अवकाश संशोधन प्रयोगशाळा उभारली आणि देशातील पहिलीवहिली रेडिओ दुर्बीण प्रस्थापित केली. या माध्यमातून सूर्याची नियमित निरीक्षणे, सूर्यावरील डाग, सौर वादळे यांची निरीक्षणे नोंदवणे शक्य झाले. याशिवाय आकाशगंगेतील अनेक ताऱ्यांचा व सूर्यमालेतील ग्रहांचा अभ्यास करण्यासाठी या दुर्बिणीचा वापर झाला. या रेडिओ दुर्बिणी साठी डॉ. भोंसले यांना इंडो-यूएस प्रकल्पातून निधी मिळाला होता. डॉ. भोंसले यांनी १५ वर्षे या प्रकल्पावर काम केले आणि देशाच्या अंतराळ कार्यक्रमात महत्वपुर्ण योगदान दिले. त्यांनी रेडिओ खगोलशास्त्र संशोधनाचे बीज भारतात रोवले व १९८९ मध्ये ते पीआरएल मधून निवृत्त झाले.

पीआरएल मधून निवृत्त झाल्यानंतर त्यांनी आपली जन्मभूमी कोल्हापूर येथे स्थायिक होण्याचे ठरवले. खरंतर त्यांच्या सहकारी मित्रांनी त्यांना पुण्यात स्थायिक होण्याचा आग्रह धरला होता परंतु डॉ. भोंसले यांना कोल्हापूरच्या शिवाजी विद्यापीठामार्फत पन्हाळा येथे माउंट अबू प्रमाणे अवकाश वेधशाळा स्थापन करायची होती. तत्कालीन कुलगुरू डॉ. के.बी. पवार यांनी डॉ. भोंसले यांची विद्यापीठात अवकाश संशोधन सुरु करण्याच्या हेतूने पदार्थविज्ञान अधीविभागात मानद प्राध्यापक म्हणून नेमणूक केली. सरांच्या दूरदृष्टीतून १९९० पासून अधीविभागात अवकाश विज्ञान हे नवे विशेषीकरण सुरु झाले व अविरतपणे सुरु आहे. आत्तापर्यंत शेकडो विद्यार्थ्यांनी अवकाश विज्ञान विषयात पदव्युत्तर व ११ हुन अधिक विद्यार्थ्यांनी पी.एच.डी. पदवी संपादन केलेली असून आजही बरेच विद्यार्थी अवकाश संशोधनाचे काम करीत आहेत.

डॉ. भोंसले यांनी विद्यापीठाला पन्हाळा येथे संशोधन केंद्र स्थापन करण्यासाठी विनवणी केली होती कारण कोल्हापुरातून दिसणारे ग्रह किंवा तारे पन्हाळ्यावरून सहापटीने अधिक चांगले दिसतात. तब्बल २० वर्षांनंतर शासनाने पन्हाळगडावर शिवाजी विद्यापीठाला अवकाश संशोधन केंद्र स्थापन करण्यासाठी एक एकर जमीन दिली. हि जागा मिळवण्यासाठी डॉ. भोंसले यांनी शासन दरबारी खूप प्रयन्त केले आहेत. त्यांच्या सततच्या पाठपुराव्यामुळेच ही जागा मिळाली आहे हे सर्वश्रुत आहे. भारतीय अंतराळ संशोधन संस्था (इसरो) ने भारतीय क्षेत्रीय नेव्हिगेशन सॅटेलाइट सिस्टम (आयआरएनएसएस) रिसीव्हर पन्हाळा येथील विद्यापीठाच्या अवकाश संशोधन केंद्रामध्ये प्रस्थापित केला आहे. आयनोस्फीअर आणि तिची गतिशीलता परीक्षण करून त्याचा अभ्यास करणे हा उद्देश आहे. राष्ट्रीय अभियानात भाग घेत देशाच्या विज्ञान आणि तंत्रज्ञान मिशनमध्ये विद्यापीठ योगदान देत आहे.

अवकाशविज्ञानाविषयी माहिती अधिकाधिक लोकांपर्यंत पोहोचावी म्हणून त्यांनी कोल्हापूर विभागातील अनेक खगोलप्रेमींना एकत्र केले व शाळा, महाविद्यालये व विविध संस्था येथे जाऊन ग्रह, तारे, सूर्य, आकाशगंगा, उल्का वर्षाव यासारख्या विषयांवर विद्यार्थ्यांना मार्गदर्शन केले तसेच रात्रीचे अवकाश निरीक्षणाचे अनेक प्रयोग केले आहेत. शिक्षणाचे माहेरघर असलेले पुणे हे अवकाश संशोधनाचे केंद्र म्हणून प्रसिद्ध आहे कारण येथे आययूसीएए व टीआयएफआर च्या माध्यमातून अधिक सक्षम रेडिओ दुर्बिणी बसवण्यात आल्या आहेत तसेच ही केंद्रे सध्या इस्रोच्या सहकार्यातून अवकाश संशोधनात अग्रेसर आहेत. कोल्हापूरमध्ये शिकणाऱ्या विद्यार्थ्यांना अवकाश संशोधनाचे वेड आहे परंतु त्यासाठी लागणाऱ्या पायाभूत सुविधा तसेच व्यासपीठ येथे नाही हे तेव्हा डॉ. भोंसले यांनी ओळखले होते.

अवकाश संशोधनाची फक्त प्रेरणा देऊन काम चालणार नाही त्यासाठी आवश्यक उपकरणेही कोल्हापूरमध्ये उपलब्ध व्हायला हवीत म्हणून त्यांनी मुंबई येथील इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ जिओमॅग्नेटिझम (आयआयजी) या संस्थेशी शिवाजी विद्यापीठाचा सामंजस्य करार घडवून आणून विद्यापीठ परिसरात राजाराम तलावाजवळ वातावरणातील वेगवेगळ्या थरांचा अभ्यास करण्यासाठी प्रगत तंत्रज्ञानानेयुक्त रडार बसवण्यात आले आहे. अशाप्रकारचे रडार देशात कोल्हापूर आणि दक्षिण तामिळनाडूतील तिरुनेलवेली या दोनच ठिकाणी आहेत. रडार सोबत आणखीन चार उपकरणे या केंद्रामध्ये बसवण्यात आलेली आहेत. याचा सर्वात जास्त फायदा पी.एच.डी. करणाऱ्या विद्यार्थ्यांना होत असतो. याशिवाय डॉ. भोंसले यांनी पीआरएल मधून आणलेल्या काही रेडिओ दुर्बिणी (मोठे डिश अँटेना) भौतिकशात्र विभागाच्या टेरसवर लावल्या होत्या. यावरील निरीक्षणावरून काही प्रयोग आयोजित केले गेले होते. निवृत्तीनंतर डॉ. भोंसले यांनी कोल्हापूरच्या अवकाश संशोधनाच्या विकासामध्ये मोठे योगदान दिले आहे. यासाठी पन्हाळ्यावरील अवकाश संशोधन केंद्राच्या भविष्यातील योजना आराखडा त्यांनी दिला असून त्यामुळे अवकाश संशोधन योगदानासाठी शिवाजी विद्यापीठाला जगाभरात मान्यता मिळणार आहे. याशिवाय शिवाजी विद्यापीठाचे नाव इस्रो व नासा यांच्याबरोबर जोडले गेले आहे.

इस्रो मध्ये नोकरी करत असल्यामुळे डॉ. भोंसले यांना डॉ. विक्रम साराभाई, डॉ. रामनाथन, डॉ. ए.पी.जे. अब्दुल कलाम, डॉ. यू. आर. राव, डॉ. कस्तुरीरंजन, डॉ. गोवारीकर, डॉ. चिटणीस, डॉ. प्रमोद काळे अशा अनेक प्रख्यात खगोल शास्त्रज्ञांबरोबर काम करण्याची संधी मिळाली होती. निवृत्तीनंतरही त्यांच्या कार्याचा गौरव व्हावा या हेतूने त्यांना अनेक पुरस्कारांनी गौरविण्यात आले होते. डॉ. डी. वाय. पाटील विद्यापीठाने डॉक्टर ऑफ सायन्स (डी.एस.सी.) ही मानाची पदवी २०१५ मध्ये बहाल केली होती. कोल्हापूर महानगरपालिकेने डॉ. भोंसलेना २००३ चा कोल्हापूर भूषण हा मानाचा पुरस्कार देऊन गौरव केला होता. ते महाराष्ट्र अकादमी ऑफ सायन्स व इंडियन अकादमी ऑफ सायन्स चे फेलो होते. फेब्रुवारी २०२० मध्ये संजय घोडावत विद्यापीठाने डॉ. बी. एम. हिर्डेकर यांच्या अध्यक्षतेखाली स्नेह धाम आश्रमामध्ये डॉ. भोंसले यांचा सन्मान शिवाजी विद्यापीठाचे विद्यमान प्रकुलगुरू डॉ. पी. एस. पाटील यांच्या प्रमुख उपस्थतीत केला होता. डॉ. भोंसले यांच्या जीवन प्रवासातील हा अखेरचा सत्कार ठरला.


उत्तम व्यक्तिमत्त्व लाभलेले डॉ भोसले शेवटपर्यंत तंदुरुस्त होते. हसतमुख आणि विनोदबुद्धी जपलेल्या या कोल्हापूरच्या सुपुत्राने नेहमी विज्ञान प्रसार व प्रचाराच्या माध्यमातून तरुण पिढी घडवण्याचा ध्यास जपला होता. सर्वांसाठी ते एक प्रेमळ मित्र, प्रज्ञावंत मार्गदर्शक आणि सज्जन तत्वज्ञ होते. दर्जेदार शिक्षण तळागाळापर्यंत पोचले पाहिजे हीच त्यांची कायम धारणा होती. आज डॉ. आर. व्ही. भोंसले आपल्यात नाहीत परंतु त्यांनी लावलेल्या अवकाश संशोधनाचे रोपटे लवकरच वटवृक्षात रुपांतरीत होईल यात तिळमात्र शंका नाही. आज प्रथम पुण्यस्मरण दिनी त्यांच्या जीवन प्रवासाचा घेतलेला आढावा हीच त्यांच्यासाठी आदरांजली.

शब्दांकन:- डॉ. दादा नाडे, प्राध्यापक डॉ केशव राजपुरे 


Saturday, June 12, 2021

स्थळ‒काळ आणि पुंजवाद

आइनस्टाइनच्या स्थळ‒काळ सिद्धांताचा विवाद

अल्बर्ट आइनस्टाईनने विसाव्या शतकात विविध सिद्धांत मांडून भौतिकशास्त्राची व्याख्याच जणू बदलून टाकली होती. सापेक्षतेच्या दोन सिद्धांताव्यतिरिक्त, आइनस्टाईनचे पुंजभौतिकी सिद्धांत, फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट आणि स्पेसिफिक हीटचा क्वांटम सिद्धांत इत्यादीच्या विकासातदेखील योगदान आहे. त्याने मांडलेल्या विविध सिद्धांतापैकी स्थळ-काळ सिद्धांत हा अजून देखील वैज्ञानिकांसाठी विवादाचा विषय ठरत आहे. व्यापक  सापेक्षतेच्या सिद्धांतानुसार स्थळ-काळ सपाट नसून जड वस्तुमानाच्या वस्तूंमुळे वक्र आहे आणि ही वक्रता त्यातील वस्तूंच्या हालचालीस जबाबदार असते. काही निरीक्षणामुळे अलीकडेच असे सिद्ध झाले आहे की या सिद्धांताचे उल्लंघन झाले आहे. विश्वरूप नव्याने उलघडताना कदाचित विज्ञानातील या महत्त्वपूर्ण सिद्धांताचे पुनरावलोकन करावे लागेल असे दिसते.

विज्ञानाची क्रांती ही मानवी इतिहासाची जीवनवाहिनी आहे. भौतिकशास्त्र आणि खगोलशास्त्राच्या इतिहासामध्ये खूप साऱ्या गोष्टी बदलल्या गेल्या. पृथ्वी सौरमंडळाच्या केंद्रस्थानी आहे ही कल्पना जवळजवळ एक हजार वर्षांहून अधिक काळ राहिली. त्यानंतर पृथ्वी सूर्याभोवती फिरणाऱ्या इतर ग्रहांपैकी एखादा ग्रह मानला तर सौरमंडळ समजणे अधिक सोयीस्कर होईल असे कोपर्निकसने सांगितले. सुरुवातीस यास प्रचंड विरोध झाला पण अखेरीस नव्याने शोधलेल्या दुर्बिणीतून मिळालेल्या पुराव्यांच्या आधारे जुने भू-केंद्रीक चित्र लोप पावून कोपर्निकसनचे सूर्य-केंद्रीत चित्र जगासमोर आले. तर गुरुत्वाकर्षण बलामुळे पृथ्वी सूर्याभोवती फिरते आणि गुरुत्वाकर्षणशक्ती सर्व वस्तूंमध्ये अस्तित्त्वात असते हा महत्वाचा गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत न्यूटनने मांडला. वस्तुमान असलेल्या कोणत्याही दोन वस्तूंच्या एकमेकांकडे आकर्षिल्या जाण्याच्या प्रवृत्तीला गुरुत्वाकर्षण असे म्हणतात. त्याच्या कल्पनेनुसार आपण सूर्याभोवती त्याच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे फिरत असतो. या सिद्धांताने विज्ञान विश्वात सुमारे अडीच शतके राज्य केले.  

१९१५ साली आइनस्टाइने सापेक्षतेचा व्यापक सिद्धांत मांडत न्यूटनच्या या सिद्धांताला आव्हान दिले. आइनस्टाइनच्या मते गुरुत्वाकर्षण म्हणजे वस्तुमान असलेल्या कोणत्याही वस्तूने तिच्याभोवतीच्या काल-अवकाशात (स्थळ-काळ) निर्माण केलेली वक्रता होय. या सिद्धांताद्वारे त्याने बुध ग्रहाच्या कक्षेत असलेली विसंगती सुबकपणे स्पष्ट केली. १९१९ मध्ये आफ्रिकेच्या किनाऱ्यावरुन सूर्यग्रहणाच्या प्रसिद्ध निरीक्षणाद्वारे त्याची पुष्टी केली गेली. आइनस्टाइनच्या मते एका वक्राकार जागेमध्ये गुरुत्वाकर्षण निर्माण होते आणि विश्वातील सर्व वस्तु अंतराळ (स्थळ-काळ) नावाच्या चार-आयामी (वेळेचा समावेश केल्यास) विणलेल्या सपाट कापडासारख्या पृष्ठभागावर वसलेल्या आहेत. प्रचंड वस्तुमान असलेल्या सूर्यासारख्या वस्तूच्या वजनामुळे या चार-आयामी कापडावरती वक्रता निर्माण होते. पृथ्वी सूर्याभोवती फिरत आहे कारण ती सूर्यामुळे अवकाशात तयार झालेल्या वक्रतेच्या क्षेत्रात सापडते. हीच संकल्पना पृथ्वी आणि तिच्या चंद्र या उपग्रहा बाबतीत लागू होते. पृथ्वीची कक्षा ही याच वक्रतेचा परिणाम आहे. आइन्स्टाइनने व्यापक सापेक्षतेसाठीची क्षेत्र समीकरणे शोधून काढली. ही समीकरणे वस्तुमानाचा काल-अवकाशातील वक्रतेशी संबंध जोडतात.

जर एखादा व्यक्ति प्रचंड गुरुत्वाकर्षण किंवा प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करत असेल तर त्याच्यासाठी काळाची गती संथ होईल. त्याच्या मते या शोधावरून आपण भूत आणि भविष्यकाळातील घटनांचे अनुमान लावू शकतो. ब्रह्मांडाच्या स्थळ‒काळ आलेखावरून त्याची उत्पत्ति आणि भविष्यकाळातील स्थितीचे अनुमान लावता येईल. हे स्थळ-काळाचे चित्र गेली १०० हून अधिक वर्षे विज्ञानाजगतात अधिराज्य करीत असून या संकल्पनेच्या सर्व विरोधकांना याने नामोहरण केले आहे.

२०१५ मध्ये लागलेला गुरुत्वलहरींचा शोध हे एक निश्चयात्मक निरीक्षण होते, परंतु, त्याच्या पूर्ववर्तींप्रमाणेच, हेदेखील गळून पडणारे होते. कारण भौतिकशास्त्राच्या प्राणिसंग्रहालयातील पुंजवाद सारख्या इतर मोठ्या प्राण्यांशी ते मूलत: विसंगत होते. पुंजवाद अगदी विलक्षण आणि गुंतागुंतीचा आहे. जेंव्हा आपण एखाद्या विशिष्ट गोष्टीला "कण" म्हणतो तेंव्हा त्या गोष्टीची ती "आपल्याला माहित झालेली अवस्था" असते. त्याचे स्थान त्याचा आकार त्याची गती वगैरे. पण आपल्याला जेंव्हा यातले काहीच माहित नसते तेंव्हा पुंजभौतिकी नुसार हीच गोष्ट पुंजस्थिती मध्ये असते. यानुसार एकच कण एकाच वेळी दोन ठिकाणी असू शकतो. निरीक्षणापूर्वी आपण त्याच्या ठिकाणाची संभाव्यता मांडू शकतो. केवळ निरीक्षणाद्वारेच आपण त्यास ठिकाणाची निवड करण्यास भाग पाडू  शकतो.

एरविन श्रॉडिंजरने हि संकल्पना श्रॉडिंजरचे मांजर नावाच्या एका काल्पनिक प्रयोगाद्वारे स्पष्ट केली आहे. एका मोठ्या पेटीत मांजर बंदिस्त केलेले असते. पेटीत एक किरणोत्सारी पदार्थ आणि त्याजवळ एक सेन्सर ठेवलेला असतो. सेन्सरला हातोडा टांगलेला असतो आणि हातोड्याखाली विषारी रसायन असलेली काचेची बंद कुपी असते. काही वेळानंतर एखादा किरणोत्सर्गी अणू बाहेर पडेल किंवा पडणार नाही (दोन्हीची संभवता समान आहे). पण जर जर पडलाच तर सेन्सर कार्यान्वित होईल आणि हातोडा बाटलीवर आदळून विषाची बाटली फुटून मांजराचा तत्काळ मृत्यू होईल.

या काल्पनिक प्रयोगाद्वारे पुंजभौतिकी मधली पुंजस्थिती (क्वांटम स्टेट) ची कल्पना स्पष्ट केली आहे. जेंव्हा पेटी बंद असते तेंव्हा तासाभराने मांजर "जिवंतमृत" अवस्थेत असते. म्हणजे जिवंत सुद्धा आणि मृत सुद्धा. (हि आपल्यासाठी काल्पनिक अवस्था आहे जी आपल्याला अनुभवता येणे शक्य नाही. आपल्याला एकतर मांजर जिवंत दिसेल किंवा मृत). म्हणजे त्या तासाभरात जर किरणोत्सर्गी पदार्थातून एखादा अणू बाहेर पडला असेल तर मांजर मृत झाले असेल अन्यथा मांजर जिवंत असेल. पण जेंव्हा पेटी उघडली जाते तेंव्हाच ते आपल्याला कळेल. म्हणजे तोवर मांजराची जिवंतमृत हि सुपरपोजिशन अवस्था अस्तित्वात असते. सर्व संभव अवस्था एकाचवेळी अस्तित्वात असणे यालाच पुंजस्थिती अवस्था म्हटले आहे.

या संकल्पनेबरोबर अखंड कापडाच्या सपाट स्थळ‒काळाच्या चित्राचा मेळ लावणे शक्य नाही. म्हणजे पुंजवादानुसार "गुरुत्वाकर्षण एकाच वेळी दोन ठिकाणी असू शकत नाही". आइन्स्टाईनच्या म्हणण्यानुसार स्थळ‒काळ हे द्रव्य आणि उर्जेने बनलेले असते परंतु पुंज यामिकीनुसार, पदार्थ आणि ऊर्जा एकाच वेळी एकापेक्षा जास्त अवस्थेत दोन्ही ठिकाणी असू शकतात. "मग गुरुत्वाकर्षण कुठे आहे?" होसेनफेल्डरने विचारलेल्या या प्रश्नाचे उत्तर सध्यातरी कोणाकडेच नाही. जर एक ही उच्चतम संभाव्यता मानली तर कोणतातरी एक परिणाम निश्चित असतो. एका विशिष्ट उर्जेच्यावर, आपणास एकापेक्षा अधिक संभाव्यता मिळते. पण आपण निश्चिततेच्या सीमेपलीकडे जाऊ शकत नाही. त्याचप्रमाणे, भौतिकशास्त्रातील गणना कधीकधी आपल्याला अनंत (इन्फिनिटी) उत्तर देतात, ज्याला अनैसर्गिकता म्हणतात. व्यापक सापेक्षता आणि पुंजवाद एकत्र कार्य करत नाहीत म्हणून ते गणिताशी विसंगत आहेत. त्यामुळे काही भौतिकशास्त्रज्ञ आता पुंजगुरुत्वाचा (क्वांटम ग्रॅव्हिटी) सिद्धांत शोधत आहेत. विश्वरचनाशास्त्रात पुंज सिद्धांत आणि व्यापक सापेक्षता सिद्धांत यांच्या एकत्रीकरणासाठी ‘पुंज गुरुत्व’ सारख्या संकल्पनेची गरज भासेल असे नोबेल पुरस्कार विजेते रॉजर पेनरोझ यांनी सांगितले होते.

पुंजगुरुत्वामध्ये त्यांनी तर्कसंगतपणे सुप्रसिद्ध स्ट्रिंग सिद्धांताची (स्ट्रिंगथेरी) मदत घेतली आहे. हा सिद्धांत स्ट्रिंग्सचा अवकाशातून संचार तसेच परस्परसंवाद याचे वर्णन करतो. यामध्ये इलेक्ट्रॉन आणि क्वार्क्स सारखे अतिसुक्ष्म प्राथमिक कण लहान कंपन होणाऱ्या दोरा किंव्हा तारेसारखे (स्ट्रिंग) वर्तन करत असतात असे मानले जाते. वेगवेगळे संगीत नोड्स तयार करण्यासाठी वाद्यांवर ज्याप्रमाणे आपण वेगवेगळ्या तारा छेडतो तस स्ट्रिंग सिद्धांतांचा असा तर्क आहे की तारांची वेगवेगळी कंपने वेगवेगळे प्राथमिक कण तयार करतात. हा स्ट्रिंग्सच्या अनेक कंपनांपैकी एक म्हणजे गुरुत्वाकर्षण शक्ती वाहणारे क्वांटम यांत्रिक कण; ग्रॅव्हिटनशी संबंधित आहे. स्ट्रिंगथेरी किमान कागदावर तरी व्यापक सापेक्षता आणि पुंजभौतिकी मध्ये समेट घडवू शकते. या सिद्धांतामध्ये ११ (चार-आयाम + ७) काल्पनिक आयाम वापरले आहेत. अद्याप हे सात अतिरिक्त आयाम अस्तित्त्वात असल्याचा कोणताही प्रयोगात्मक पुरावा उपलब्ध नाही. कदाचित आपणास हे एक मनोरंजक गणित वाटेल परंतु आपण ज्या ठिकाणी राहतो त्या स्थळ‒काळाचे वर्णन, अर्थात प्रयोगाअंती सिद्ध झाल्यास, यामार्फत केले जाऊ शकते. म्हणून या सिद्धांतास प्रायोगिक पुराव्यांची आवश्यकता आहे.

मग स्ट्रिंग थिअरीच्या कथित अंशतः अपयशातुन प्रेरित होऊन इतर भौतिकशास्त्रज्ञ लूप क्वांटम ग्रॅव्हिटी (एलक्यूजी) च्या पर्यायाकडे वळले. एलक्यूजी सिद्धांतानुसार कण आणि स्थळ-काळामधील संघर्षाचे निराकरण करण्यासाठी स्थळ आणि काळ बिटमध्ये थोडेसे विलग करावे - एक अंतिम पृथक्करण ज्याच्या पलीकडे मोठे होऊ शकत नाही. त्यांचा असा कयास आहे की, स्थळ-काळ हे वळसा घातलेल्या कपड्याच्या (इंटरव्होव्हन लूप) गुंफणातून बनलेले आहे. हे अंशतः कापडाच्या लांबीसारखे असते. प्रथमदर्शनी जरी ते एका गुळगुळीत आणि सपाट कापडासारखे दिसत असले तरी बारकाईने पाहिल्यास जाळीप्रमाणे भासते. वैकल्पिकरित्या, हे संगणकाच्या स्क्रीनवरील छायाचित्र झूम केल्यानंतर ते वास्तविकपणे लहान लहान पिक्सेलने बनलेले दिसते. पण एलक्यूजीत भौतिकशास्त्रज्ञानी सुचवलेले स्थळ‒काळ सिद्धांतामधील दोष हे फक्त प्लँकने तयार केलेल्या मापणाच्या पद्धतीमध्येच (प्लँक स्केल) दिसून येतात. असे असले तरी स्थळ‒काळ सिद्धांत केवळ मापकपट्टीवर भिन्न असेल आणि कोणत्याही कण प्रवेगकात हे तपासणे कठीण होईल. यासाठी आपणास सीईआरएन (युरोपियन ऑर्गनायझेशन फॉर न्यूक्लियर रिसर्च) येथील लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर (एलएचसी) पेक्षा एक हजार ट्रिलियन (एकावर बारा शून्ये इतकी संख्या)-पट मोठ्या अणू स्मॅशरची आवश्यकता भासेल. तरीसुद्धा स्थळ‒काळाच्या या सूक्ष्म दोषांचे निरीक्षण करणे कठीण जाईल. पर्यायी यासाठी मोठी जागा गृहीत धरणे सोयीचे ठरेल असे मत काहीनी मांडले.

विश्वाच्या दूरदूरच्या ठिकाणाहून येणारा प्रकाश कोट्यवधी प्रकाश-वर्षांच्या अंतराचा प्रवास करत असतो. त्याने बरेच स्थळ-काळ पृष्ठभाग कापलेले असतात.  प्रत्येक स्थळ‒काळ दोषाचा प्रभाव अल्प असेल, परंतु प्रचंड अंतरामुळे असे बहुविध अल्प दोष एकत्र येऊन संभाव्यरित्या निरीक्षण करण्यायोग्य स्थिति बनू शकते. गेल्या दशकापासून, एलक्यूजीच्या समर्थनार्थ पुरावे शोधण्यासाठी खगोलशास्त्रज्ञ दुरवरच्या ताऱ्यांचे आयुष्य संपल्यानंतर त्यांच्या स्फोटातून निर्माण होणाऱ्या गॅमा किरणांचा अभ्यास करत आहेत. गॅमा किरणांचे गुणधर्म हे दूरस्थ विस्फोट कि स्थळ‒काळ सिद्धांतामधील दोष यामुळे आहेत याबद्दलचे गमक खगोलशास्त्रज्ञ अजूनदेखील समजू शकले नाहीत.

आइनस्टाइनच्या म्हणण्यानुसार, स्थळ‒काळ पृष्ठभाग त्यावरील ग्रह, तारे इत्यादी घटकांवर अवलंबून नसून स्वतंत्रपणे अस्तित्वात असतो. तथापि, लॉरेन्ट फ्रीडेल, रॉबर्ट लेह आणि जोर्डजे मिनीक या शास्रज्ञाच्यामते स्थळ‒काळ पृष्ठभाग त्यातील घटकांपासून स्वतंत्रपणे अस्तित्वात नसतो. त्याच्यातील घटकांच्या परस्परसंवाद करण्याच्या पद्धतीने स्थळ‒काळ परिभाषित केला जातो. ही कल्पना आइन्स्टाईनच्या स्थळ‒काळ आणि पुंजवादामधील एक दुवा म्हणून काम करू शकते. मिनीक मानतात की ही धारणा विलक्षण असली तरी समस्या निराकरणाचा हा अगदी तंतोतंत मार्ग आहे. या सिद्धांताचे आकर्षण पाहता याला परिवर्तनसुलभ अर्थात मॉड्यूलर स्थळ‒काळ असे म्हटले गेले.

मॉड्यूलर स्थळ‒काळाचा वापर करून आपण सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रातील स्थानबद्धता आणि पुंजवादी गुंतागुंत (क्वांटम एंटॅग्लिमेंट) सारखी दीर्घकालीन समस्या सोडवू शकतो. क्वांटम एंटॅग्लिमेंटनुसार दोन कण एकत्र आणून त्यांच्या क्वांटम गुणधर्मांना जोडण्याची स्थिती निश्चित करता येऊ शकते. त्यानंतर त्यांना मोठ्या अंतरावर विभक्त करूनसुद्धा त्यांनी दुवा साधलेले दिसते. एखाद्याचा गुणधर्म बदलला की त्वरित दुसर्या्चे गुणधर्म बदलतात कारण येथे माहिती ही प्रकाशाच्या गतीपेक्षा अधिक गतीने एकापासून दुसऱ्याकडे जाते. म्हणजेच ही घटना आइन्स्टाईनच्या सापेक्षतावादाच्या सिद्धांताचे उल्लंघन करते. याला मॉड्यूलर स्थळ‒काळ सिद्धांत पूर्णपणे समर्थन देतो. सध्या शास्त्रज्ञानी यावर लक्ष केंद्रित केले असून ते हळूहळू प्रगती करत आहेत. त्यांच्या मते हे विलक्षण आणि रोमांचकारी आहे. आपली आत्ताची सर्व उपकरणे केवळ पुंज यामिकी सिद्धांतामुळेच कार्य करतात. जर आपणास स्थळ‒काळ आणि पुंजवाद संकल्पना अधिक चांगल्या प्रकारे समजलया तर त्याचा उपयोग भविष्यातील तंत्रज्ञानवृद्धीवर होईल.

- श्री रुपेश पेडणेकर आणि प्राध्यापक डॉ केशव राजपुरे

संदर्भ:- [1] [2] [3]

Friday, May 21, 2021

संजय गोडसे


नाबाद अर्धशतक

माणूस स्मृती जगतो. गोड स्मृती ताण कमी करण्यास मदत करतात. आपल्या प्रियजणांच्या गतस्मृतींना उजाळा देऊन त्या मनाच्या खोल कप्प्यात साठवत वाढदिवस साजरा करण्याचा आपण प्रयत्न करत असतो. आज (२० मे २०२१) माझा मित्र संजय पन्नाशीत पदार्पण करत आहे. या निमित्ताने त्याच्याबरोबर घालवलेल्या सुवर्णक्षणांचे स्मरण करीत तसेच त्याचा जीवनप्रवास थोडक्यात आठवत शुभेच्छा देण्याचा हा अल्प प्रयास !

विद्यापीठात एम एस्सी ला असताना माझ्या क्रिकेट प्रेमापायी ग्राउंडवर जाण्याचा योग नेहमीचा.. तिथं सातारच्या एका हरहुन्नरी आणि उत्तम क्रिकेट खेळणाऱ्या संजय दत्तात्रय गोडसे या वर्गमित्राची भेट झाली. दोघांच्याही क्रिकेटवेडामुळे आणि त्याच्या राजस स्वभावामुळे आमची मैत्री व्हायला वेळ लागला नाही. तो नेहमी आपल्या सभोवतालचे वातावरण आनंदमय ठेवी. जणू आनंदमय वातावरणात त्याला डुंबायला आवडे ! त्याची विशिष्ट शैलीदार शब्दफेक ऐकली की राग आलेल्या माणसाच्या पण चेहऱ्यावर नकळत हसू उमटे. त्याची तंत्रशुद्ध फलंदाजी आणि बोलण्याची शैली कायम मनाला भावे. त्यामुळे मी त्याच्या चेहऱ्यावर कधीच त्रागा बघितला नाही. कायम तो टवटवीत आणि हसरा चेहरा आमचं मन प्रफुल्लित करत असे. त्यामुुुुळे भाग एक मध्येे जरी आम्ही वेगवेगळ्या वस्तीगृहात राहत असू तरी भाग दोन मध्ये समोरासमोरील रूममध्ये राहत होतो.
 

त्याचा गॉगल, हाफशर्ट आणि चालण्याची नायकदार विशिष्ट ढब घायल सिनेमामधील सनी देओलच्या मोहक व्यक्तिमत्त्वाची आठवण करून देई. तो नेहमीच आनंदजनक मूडमध्ये असे. त्याच्या व्यक्तिमत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे क्रिकेटव्यतिरिक्त त्याला गाणं गायची फार आवड .. प्रचंड आत्मविश्वासाने त्याला गाताना मी पाहिले आहे.  किशोर कुमारच्या आवाजातील बरीच जुनी गाणी त्याने आमच्यासाठी गायली होती. त्याला अनेक गाणी तोंडपाठ आहेत.. तसेच बऱ्याच गाण्याचे बोल आणि चाली त्याला आठवतात.. वेलकम फंक्शन च्या वेळी त्यानं गायलेले .. है अपना दिल तो आवारा.. अजून स्मृतीत आहे. अद्यापही तो ऑनलाइन कन्सर्ट मध्ये गाणी म्हणतो. त्याची बरीच युगलगीतांचे रेकॉर्डिंग फेसबुक वर आहे.

तो नेहमी आपल्या मर्यादेत राहत असे. कुठलीही गोष्ट करत असताना थोडा विचार करत असे. अभ्यासाची मात्र त्याला थोडी भीती वाटे. आपला अभ्यास पूर्ण कधी होणार याची सतत काळजी.. कोण चुकत असेल तर त्याला सुनवायला तो कमी करायचा नाही. तो अनावश्यक खर्च करत नसे. कुणासोबतही जुळवून घेणार एक आदर्श व्यक्तिमत्व म्हणा ना !

त्याचा जन्म झाला तेव्हा त्याचे वडील मिरज तालुक्यातील खंडेराजुरी येथे हायस्कूल शिक्षक म्हणून कार्यरत होते. तेव्हा त्यांचे कुटुंब त्यांच्या सोलापूर जिल्ह्यातील संगोल्या जवळील नाझरे मठ या मूळगावी होतं. शिवलीलामृत लिहिणारे श्रीधर स्वामी यांचे नाझरे हे गाव माणगंगा नदीतीरी ग दि माडगूळकर यांच्या माडगूळ गावापासून पाच किलोमीटरच्या अंतरावर  वसलेले आहे. त्याच्या वडिलांना दोन सावत्र, दोन सख्खे भाऊ व पाच बहिणी असा मोठा परिवार ! वडिलोपार्जित भरपूर शेती ... पण दुष्काळी परिस्थिती ...  त्यामुळे भावंडांपैकी अगदी कष्टातून नाझरे, आटपाडी, आणि तासगाव येथून पदवीपर्यंत हेच शिकले होते.. त्यांना खूप पराकाष्टेने नोकरी मिळाली होती. एक भाऊ शेती करायचे त्याच्या कुटुंबाची जबाबदारीदेखील तेच उचलत. 

तो पाच वर्षाचा असताना काही दिवस वडिलांबरोबर खंडेराजुरी येथे राहायला गेला होता. दिवसभर मुलांबरोबर उन्हात खेळल्यामुळे त्याला रात्री अचानक ताप आला. तसल्या तापातच डॉक्टरांनी त्याला इंजेक्शन दिले आणि दुर्दैवाने त्यादरम्यान त्याच्या पायाची शिर आखडली. आणि ते दुखणं बळावत जात पुढे महिनाभर त्याने जमिनीवर पाय टेकलाच नाही आणि या दुर्दैवी घटनेनंतर एका पायाने तो जन्माचा अपंग झाला. तो जन्मापासून अपंग नव्हता. आपण यास निव्वळ योगायोग मानतो. परंतु लिखित योजना अमलात आणण्याचे नियतीचे स्वतःचे मार्ग असतात हे मात्र खरं..  

त्याचे प्राथमिक शिक्षण खंडेराजुरी येथे झाले. पुढे चौथी ते आठवी परत नाझरे या मूळगावी त्यांचा शिक्षण प्रवास झाला. आठवीतील त्याचे गुणपत्रक अजिबात चांगले नव्हते. म्हणून त्याच्या वडिलांनी पुढे त्यांच्या बदली झालेल्या सातारा या ठिकाणी यांना शिक्षणासाठी हलवले. लहान वयात आईपासून दूर राहण्याची वेळ त्यांच्यावर आली होती. तरीपण आपले मूळ गाव सोडल्यानंतर मात्र तो अभ्यासात खूपच सक्रिय झाला होता आणि त्याच्या गुणपत्रकामध्ये गुणांनी वरची झेप घेतली होती. स्वामी विवेकानंद संस्थेच्या भवानी हायस्कूल व ज्युनियर कॉलेज मध्ये त्याचे बारावी सायन्सपर्यंतचे शिक्षण झाले. वडील मुलाला शिक्षणासाठी स्वतःपासून दूर ठेवण्याच्या विरुद्ध होते म्हणून इतरत्र प्रवेश न घेता त्यांनी संजयला लाल बहादूर शास्त्री महाविद्यालयात बी एस्सी ला प्रवेश घेतला. तिथं सुद्धा त्याने फिजिक्स सारख्या कठीण विषयात डिस्टिंक्शनमध्ये येवून विद्यापीठाच्या परीक्षेत सातारा केंद्रात प्रथम क्रमांक मिळाला होता.

पायांने अपंग असला तरी त्याच्यात इतरांच्यामानाने अधीकचे कौशल्य भरले होते. त्याच्या क्रिकेटकौशल्यद्वारे आणि गायन प्रभुत्वातून ते दिसून येई. इतर मित्रांबरोबर क्रिकेट खेळण्यास तो तितकाच सक्षम होता. क्रिकेट मधील गोलंदाजी, फलंदाजी तसेच यष्टीरक्षणाचे त्याच्याकडे उत्तम कसब होते. महाविद्यालयीन काळात त्यांने अपंगासाठीच्या राज्यस्तरीय टेनिस क्रिकेट स्पर्धेत सातारा जिल्हा तसेच पुणे विभागाचे प्रतिनिधित्व केले होते. या स्पर्धेत त्यांने सफाईदार कामगिरी केली होती.

 
सुट्टीमध्ये त्यांच्या मूळ गावी जाण्याचा योग आल्यानंतर ते लेदर बॉल क्रिकेट खेळायचे. आपल्या दोन भावांसोबत तो तिथल्या क्रिकेट स्पर्धेत खेळत असे. एका स्पर्धेदरम्यान ते अंतिम फेरीपर्यंत पोहोचले होते आणि अंतिम सामना सांगोल्याच्या उत्कृष्ट संघाविरुद्ध होता. त्या सामन्यात त्याने सलामीला जात विजय मिळवेपर्यंत टिच्चून फलंदाजी केली होती. गावकऱ्यांनी या विजयाचा आनंद त्या सर्व टीमला खांद्यावर घेऊन गावात मिरवणूक काढत साजरा केला होता. खऱ्या अर्थानं संजय सर्व प्रकारचे क्रिकेटिंग आयुष्य जगला आहे.

पुढे एम एस्सी ला प्रवेश मिळवण्यासाठी त्याने शिवाजी विद्यापीठात अर्ज केला होता परंतु त्याच्या कमी गुणांमुळे त्याला प्रवेश मिळाला नाही. पण अपंग कोट्यातून त्याच्यापेक्षा कमी गुण असलेल्या विद्यार्थ्यास प्रवेश मिळाला आहे हे एका मित्राने त्याच्या लक्षात आणून दिले होते. मग या गोष्टीसाठी संबंधितांना भेटल्यानंतर त्याला अपेक्षित मदत मिळाली नाही. शेवटी अगदी आत्मविश्वासानं त्याने यासंदर्भात कुलगुरू यांच्याकडे दाद मागण्यासाठी त्यांची भेट घेतली. कुलगुरुंनी माहिती घेतली आणि त्याला न्याय मिळवून देत एम एस्सी फिजिक्स ला प्रवेश मिळवून दिला होता. त्याने दाखवलेल्या धाडसाने आणि समयसुचकतेमुळे त्याला उच्च शिक्षण घेण्याची संधी मिळाली होती.


एमसी भाग दोन मध्ये तो ऊर्जा अभ्यास ह्या स्पेशलायझेशनला गेला, आम्ही मात्र सॉलीड स्टेट फिजिक्स मध्ये... स्पेशलायझेशन वेगळं असलं तरी होस्टेलवर मात्र एकत्र असू. वाढदिवस साजरा करणं आम्ही तिथे शिकलो. आम्ही सर्व मित्रांचे वाढदिवस साजरे केले होते. त्यांच्या स्पेशलायझेशनला ज्यादा संशोधक विद्यार्थी असल्यामुळे त्यांना खूप मार्गदर्शन होई. तिथे प्रोजेक्ट, कॉन्फरन्स, सेमिनार मध्ये सहभागी होता यायच त्यामुळे त्यांचा हेवा वाटे. 


आमची मैत्री तेव्हा संशोधन करणाऱ्या आदरणीय शिंदे सरांना देखील माहिती होती त्यामुळे त्यांच्या स्पेशलायझेशन मधील त्याचे तीन मित्र व मी अशी पाच जणांची सरांनी राधानगरी धरण आणि दाजीपूर अभयारण्यात एक दिवसाची निसर्ग पर्यटन सहल काढली होती. तो आमच्यासाठी सुवर्ण दिवस होता. प्रवासात गाणी, भेंड्या, कॅसेट प्लेअर, डान्स, धाब्यावरील जेवण, टेम्पो मधील प्रवास, पाच किलोमीटरचा दाजीपुर ट्रेक हे सगळं संस्मरणीय आहे. मला आठवतेे कोल्हापूर गोवा रस्त्यापासून दूरवर दाट अभयारण्याात बरेच अंतर चालत जाऊन सुद्धा आम्हाला रानगवे दिसले नाहीत. शेवटी अंधार पडू लागल्याने नाईलाजास्तव परत फिरलो होतो. एसटी स्टॅण्डवरील हॉटेलमध्ये आम्ही उशीरा रात्रीचे जेवण घेतले होते. त्यादिवशी दिवसभर कंटाळा आल्यामुळे झोप मात्र गाढ लागल्याच आठवते.



वसतिगृहात असताना संजयचे मामा बऱ्याचदा त्याला भेटायला यायचे. त्यांच्या एक दोन दिवसांच्या मुक्कामात त्यांनी खूप विनोदी किस्से आणि वैयक्तिक जीवनातील काही प्रसंग सांगितले होते. त्यांच्या दिलदार व्यक्तिमत्त्वामुळे व विनोदी स्वभावामुळे आमची चांगली गट्टी जमली होती. पण त्यांना परत भेटण्याचा अजून योग आला नाही. जुने फोटो अल्बम चाळताना फोटो दिसल्यानंतर मात्र त्यांची तीव्र आठवण नक्की येते. त्यानंतर संजय आणि माझी जोडी घट्ट झाली.

एकदा शनिवार-रविवार त्याने मला त्याच्या साताऱ्यातील घरी मुक्कामी न्यायचे ठरवले. मी ही म्हटलं एक दोन दिवस सातारला राहून पुढे माझ्या गावी जावं. तेव्हा बसने कोल्हापूरवरून सातारला जायला अडीच तास लागत पण निव्वळ पैशाची बचत व्हावी म्हणून आम्ही तेव्हा ट्रेनने प्रवास केला होता. दुपारी दोन वाजता निघालेली ट्रेन रात्री नऊला सातारा स्टेशनवर पोहोचली होती. पुढे सातारा स्टॅन्ड अर्ध्या तासाच्या अंतरावर ! खूपच दीर्घ प्रवास होता परंतु तो सोबत असल्यामुळे कंटाळा वाटला नाही. मुळगाव नाझरे तरीपण वडिलांच्या शिक्षकी व्यवसायामुळे तेव्हा त्यांचे कुटुंब सातारा येथे स्थायिक झाले होते. २०११ साली माझ्या आप्पासाहेब बाबर या विद्यार्थ्याच्या लग्नासाठी या गावी पहिल्यांदा जाण्याचा योग आला होता.
एलबीएस महाविद्यालयाच्या शेजारी त्यांचं भाडेतत्त्वावरील छोटंसं बैठं घर होतं. त्याचे वडील तेव्हा एलबीएस ज्युनियर महाविद्यालयात इंग्रजीचे शिक्षक होते. घरी मावशी आणि त्याचे दोन भाऊ विजय आणि अनिल ! बहीण सुषमा हीचा त्यांच्या मामाशीच विवाह झाला होता.. बंधू तेव्हा शिक्षण घेत होते. मावशींनी तेव्हा दिलेला स्नेहमय घरगुती पाहुणचार अजून आठवतोय. तिथे सुद्धा आम्ही क्रिकेट खेळण्याचा योग घडवून आणला होता. त्याचा भाऊ विजय सुद्धा उत्कृष्ट क्रिकेटपटू आहे. तो वेगवान गोलंदाजी करी. त्या भेटीत संजयने मला सातारा मधील महत्त्वाची ठिकाणे दाखवल्याचे आठवते. 

(बंधू विजय: नाझरे ग्रामपंचायत सदस्य)

एम एस्सी नंतर नोकरी शोध न करता त्याने हायस्कुल किंवा जुनियर महाविद्यालयात शिक्षकी नोकरी मिळवण्याच्या दृष्टीने सरळ बीएडला प्रवेश घेतला. एका वर्षात बी एड केल्यानंतर सातारा येथे शाहूपुरी माध्यमिक विद्यालयांमध्ये वर्षभर विनापगार नोकरी केली. तीही सुटल्यानंतर पुढे खाजगी शिकवणी घेऊ लागला. नोकरीचा प्रश्न ऐरणीवर होताच त्यात अपंगत्वामुळे त्याला लग्नाला मुली होकार भरत नव्हत्या. १९९९ मध्ये त्याच्या सुदैवाने कोल्हापूर येथील नंदीनी वहिनींनी त्या परिस्थितीतही त्यास स्वीकारून जीवनभर साथ देण्याचा निर्णय घेतला आणि मे महिन्यात त्याचा विवाह पार पडला.


पुढे काही काळ स्वामी संस्थेच्या सुशिलादेवी हायस्कूल तसेच भवानी नाईट हायस्कूलमध्ये त्याने तात्पुरत्या स्वरूपाची नोकरी केली. सप्टेंबर २००० मध्ये मात्र त्याची हिंगणेच्या कन्याशाळा सातारा येथे इतर मागास प्रवर्गातून नियमित शिक्षण सेवक म्हणून नियुक्ती झाली. तो आपल्या सहकार्‍यांमध्ये खूप प्रसिद्ध आहे. अद्याप त्याने गाण्याची आणि क्रिकेटची आवड जपली आहे. अलीकडेच त्याची शिक्षक प्रतिनिधी म्हणून निवड झाली आहे.



एम एस्सी झाल्यानंतर त्याला भेटण्याचे क्वचितच प्रसंग आले. त्याची सासुरवाडी कोल्हापूर असल्यामुळे नंतर आमच्या भेटी होऊ लागल्या. मीही कार्यालयीन कामानिमित्त सातारा भेटीत त्याच्या अजिंक्यतारा किल्ल्याच्या पायथ्याला असलेल्या राहत्या घरी भेट दिल्याचे आठवते. त्याच्या कुटुंबाला भेटलो. त्यांना भेटल्यानंतर आनंद झाला. त्याला ओम आणि भक्ती ही दोन अपत्ये आहेत. ओम अभियांत्रिकीचे शिक्षण घेत आहे तर भक्ती दहावीमध्ये आहे.
"तमसो मा ज्योति र्गमय" या पायावर उभी असलेली आपली संस्कृती त्याच्या कुटुंबाने सकारात्मकता राखत जपली आहे. गेले कित्येक वर्ष अध्यात्माच्या मार्गातून त्याचे कुटुंब ऐश्वर्यमय आनंदी जीवन जगत आहेत. हे त्यांच्या दिनचर्येतून आणि आत्मिक समाधानातून प्रतीत होते. पण मला एका गोष्टीचे मात्र आश्चर्य वाटते की अद्यापही त्याने स्वतःतील लहानपण आणि निरागसता जतन केली आहे की जी आनंद साधनेची गुरुकिल्ली आहे..

माझ्या आयुष्यातील एक उत्कृष्ट सहचारी मित्र आज त्याचा सुवर्णमहोत्सवी वाढदिवस साजरा करत आहे. यानिमित्त मनात दाटलेल्या आठवणींना वाट मोकळी करून देण्याचा हा छोटासा प्रयत्न होता. संजय तुला सुवर्णमहोत्सव वाढदिवसाच्या खूप खूप शुभेच्छा. तुझं भावी आयुष्य आनंदी, सुखमय आणि निरामय होओ हीच सद्गुरु चरणी प्रार्थना. तुला कीर्तीरूपी अमरत्व लाभो व हा सुवर्णदिन अविस्मरणीय होवो ही सदिच्छा !

- प्राध्यापक डॉ केशव राजपुरे, कोल्हापूर
मोबाईल: ९६०४२५०००६


Monday, May 17, 2021

कृष्णविवराभोवतालचे प्रकाशमान वलय


क्वासर; विश्वातील सर्वात चमकदार ज्ञात वस्तू

(वाचन वेळ: १० मिनिट)
 

अंतराळविज्ञान हा वैज्ञानिक समुदायासाठी नेहमीच जिज्ञासेचा आणि आसमंताची गुपिते उलघडणारा विषय ठरला आहे. या विषयातील संशोधनाने अज्ञात वस्तूंच्या शोधाद्वारे विश्वाचा ठाव घेणे शक्य झालं आहे. असंख्य आकाशगंगांनी बनलेल्या या ब्रह्मांडातील बऱ्याच गोष्टी अद्याप मानवजातीस ठाऊक नाहीत. विश्वाची उत्पत्ती आणि ऱ्हासाची कारणे जाणून घेण्यासाठी हा अभ्यास ही एक काळाची गरज बनली आहे. अलीकडेच इवेंट हॉरीझॉन दुर्बिणीतून दिसलेले व हजारो तारे गडप करण्याची क्षमता असलेले कृष्णविवर हे या अभ्यासातील महत्वपूर्ण निरीक्षण तसेच विश्लेषण मानले जातेय. आकाशगंगेच्या केंद्रस्थानी आढळणारी कृष्णविवर ही काही ताऱ्यांची अंतिम स्थिती असते. सूर्याच्या १.४ ते ३ पट वस्तुमान असलेले तारे त्यांच्या आयुष्याच्या शेवटी आकुंचन पावत कृष्ण विवरात रुपांतरीत होतात. कृष्णविवरांच्या प्रचंड गुरुत्वाकर्षणामुळे प्रकाश देखील त्यांच्यापासून सुटू शकत नाही आणि यामुळेच अशा ताऱ्यांना कृष्णविवर म्हणतात. 
 
 
 कृष्णविवराची प्रतिमा
नुकतेच इवेंट हॉरीझोन टेलीस्कोपचा उपयोग करून वैज्ञानिकांनी आकाशगंगा एम८७ (पृथ्वीपासून सुमारे ५४ दशलक्ष प्रकाशवर्ष अंतरावर स्थित एक महाकाय आकाशगंगा)  च्या मध्यभागी असलेल्या कृष्णविवराची एक प्रतिमा प्राप्त केली आणि त्याच्या सभोवताली तीव्र गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली फिरणारा अतिउष्ण वायु प्रकाशाचे उत्सर्जन करत आहे (१० एप्रिल,२०१९).


आत्तापर्यंत ब्रह्मांडातील ज्ञात असलेल्या सर्वात प्रकाशमान गोष्टी म्हणजे सेरियस आणि आर१३६ए१ हे तारे होत की जे सूर्यापेक्षाही २२ आणि ८६ लाख पट प्रकाशमान आहेत. पण यांच्यापेक्षा देखील आकाराने महाकाय आणि हजारो पटीने प्रकाशमान असलेली गोष्ट म्हणजे क्वासर. क्वासर (क्वाझी-स्टेलर रेडियो सोर्स अर्थात अर्ध-ताऱ्यांचा रेडिओलहरी स्त्रोत) हा अतिशय तेजस्वी सक्रिय आकाशगंगेचा मध्यवर्ती भाग असतो. हे कृष्णविवराभोवतालचे वायुमय संचय-चक्र म्हटले वावगं ठरू नये. जेव्हा या चक्रातील वायु कृष्णविवरात पडतो तेव्हा त्यापासून विद्युत चुंबकीय किरणांद्वारे (प्रकाश, अतिनील किरणे, एक्स किरणे, गामा किरणे इ.) ऊर्जा बाहेर फेकली जाते.

१९६३ साली मार्टेन श्मिड या खगोलशास्त्रज्ञाने पहिल्यांदा अशा क्वासरचे निरीक्षण केले. हे क्वासर सूर्यापेक्षा ४००० अब्ज पटीने मोठे आणि आपल्या आकाशगंगेपेक्षा शेकडोपट प्रकाशमान होते. खगोलतज्ञांच्या मते, जेंव्हा दोन आकाशगंगा एकमेकांवर आदळतात तेव्हा सक्रिय आकाशगंगेच्या मध्यवर्ती भागाची (अ‍ॅक्टिव्ह गॅलंनटिक न्यूक्लिआय) अर्थात क्वासारची निर्मिती होते. क्वासारमध्ये केंद्रस्थानी विशाल कृष्णविवर असून त्याचे वस्तुमान हे सूर्याच्या वस्तुमानाच्या कित्येक कोट पटीने मोठे असते. हे कृष्णविवर त्याच्या अफाट गुरुत्वाकर्षणामुळे सभोवतालच्या गोष्टींना स्वत:कडे आकर्षित करताना या द्रव्यास प्राप्त झालेल्या त्वरणामुळे कृष्णविवराभोंवती चकतीसारखे वलय बनवते त्याला वृद्धी चकती (अक्रीशन डिस्क) असे म्हणतात. या चकती मधील सर्व द्रव्य कृष्णविवरातील इवेंट हॉरीझॉन (अफाट द्रव्यमान असलेले कृष्णविवराचे केंद्र) कडे पाठवले जाते. तीथे त्याचे विघटन होऊन हा द्रव्य जवळजवळ प्रकाशाच्या वेगाने कृष्णविवराच्या ध्रुवामधून बाहेर फेकला जातो. त्यानंतर या चकतीमधील वायु आणि धूळीकण हे प्रचंड वेगाने कृष्णविवराभोवती फिरताना होणाऱ्या घर्षणामुळे मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा निर्माण होते. ही ऊर्जा प्रकाशाच्या (विद्युत चुंबकीय किरणे) रूपात संपूर्ण ब्रह्मांडामध्ये पसरली जाते. या प्रक्रियेमध्ये ६-३२% वस्तुमानाचे रूपांतर हे बाहेर फेकल्या जाणाऱ्या ऊर्जेमध्ये होते. आपल्या सूर्याशी तुलना करता फक्त ०.७% वस्तुमान उर्जेद्वारे बाहेर फेकले जाते. ही ऊर्जा जेव्हा वातावरणाबरोबर परस्पर क्रिया करून कमी वारंवारतेच्या तरंगामध्ये रूपांतरीत होते तेव्हा हे तरंग रेडियो दुर्बिणीच्या सहाय्याने पृथ्वीवर प्राप्त होतात.
 
 
पहिले क्वासर
हबलच्या सहाय्याने टिपलेले ३सी२७३ हे सर्वात पहिले आणि तेजस्वी आकाशगंगेमध्ये स्थित विशाल लंबवर्तुळाकार क्वासर आहे. त्याचा प्रकाश पृथ्वीपर्यंत पोहोचण्यास सुमारे अडीच अब्ज वर्षांचा कालावधी लागला आहे. इतके मोठे अंतर असूनही, हे अद्याप पृथ्वीपासून सर्वात जवळचे क्वासर आहे.
 
 सूरवातीच्या काळात क्वासर हे ताऱ्यापासून भिन्न नव्हते कारण ते प्रकाशाचा बिंदू स्त्रोत म्हणून दिसत असत. कालांतराने अवरक्त (इन्फ्रारेड ) दुर्बिणीच्या आणि हबल दुर्बिणीच्या आगमनाने तसेच प्रगत तंत्रज्ञान आणि डेटा विश्लेषणाच्या आधुनिक पद्धतीमुळे अखेर त्यांना क्वासर ही वेगळी ओळख मिळाली. क्वासरच्या अभ्यासामुळे आपणास आकाशगंगांची उत्पत्ती आणि उत्क्रांती याचा उलघडा होतो. विविध क्वासरची चमक ऑप्टिकल श्रेणीमध्ये कमी तर एक्स-रे श्रेणीत जास्त असते. क्वासरच्या शोधामुळे खगोलशास्त्राच्या धारणेत प्रचंड बदल झाले कारण यामुळे भौतिकशास्त्र आणि खगोलशास्त्र एकबद्ध झाले होते.

पुरेशी द्रव्य असणाऱ्या तरुण आणि एकमेकांवर आदळणाऱ्या आकाशगंगा क्वासर तयार करतात. क्वासर नेहमी जिथे कृष्णविवर मोठ्या प्रमाणात वेगाने वाढत आहेत अशा ठिकाणी तयार होतात. आत्तापर्यंत निरीक्षण केलेली सर्वात दूरवरचे (२९०० कोटी प्रकाशवर्ष) आणि सर्वात जवळचे (७३ कोटी प्रकाशवर्ष) क्वासर हे अनुक्रमे यूएलएएसजे ११२० + ६४१ आणि आयसी२४९७ ही होत. तर आत्तापर्यंतचे सर्वात प्रकाशमान क्वासर पृथ्वीपासून १२८० कोटी प्रकाशवर्ष अंतरावरील  जे०४३९४७.०८ + १६३४१५.७ हे असून त्याची प्रकाश उत्तेजित करण्याची क्षमता ही सूर्याच्या ६,००,००० अब्ज पट आहे. आजपर्यंत समान गुणधर्माचे सुमारे २,००,००० क्वासर्स ज्ञात आहेत. साधारणपणे क्वासरचा काहीच भाग हा प्रकाशकिरणे बाहेर टाकतो आणि त्याची शिस्तबद्धता ही काही तास ते काही महिन्यापर्यंत असू शकते.




 



यूएलएएसजे ११२० + ६४१

जे०४३९४७.०८ + १६३४१५.७

 
 प्रारंभीच्या विश्वात क्वासर अधिक सामान्य होते, कारण जेव्हा विशाल वस्तुमान असलेला कृष्णविवर वायू आणि धूळ गिळंकृत करतो तेव्हा क्वासरमधील उर्जा समाप्त होते. आपला इंधन पुरवठा संपविल्यानंतर, क्वासर अस्पष्ट आकाशगंगेत रूपांतरित होते. या क्वासरना साधारणपणे १००-१००० दशलक्ष वर्षांपर्यंतचे सामान्य जीवनकाळ लाभते. अनेक खगोलशास्त्रज्ञ फक्त क्वासर्सचा समर्पित अभ्यास करण्याव्यतिरिक्त, दरम्यानच्या आकाशगंगा आणि विखुरलेल्या वायूचा अभ्यास करण्यासाठी प्रकाशस्रोत पार्श्वभूमी म्हणून देखील क्वासरचा वापर करतात.

२०२१ च्या फेब्रुवारीमध्ये प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की बहुसंख्य क्वासर हे एका दिशेने प्रवास करत असून आपली आकाशगंगा सुद्धा त्याच दिशेने अग्रेसर आहे. खगोलशास्त्रज्ञाच्या मते भविष्यामध्ये शेकडो कोटी वर्षानंतर जेंव्हा आपली आकाशगंगा शेजारील एंड्रोमेडा आकाशगंगा शी धडकेल तेव्हा नव्या प्रकारच्या क्वासरची निर्मिती होईल.

डबल क्वासर
२०१० दरम्यान स्लोन डिजिटल स्काई या खगोलशास्त्रीय सर्वेक्षणात आकाशगंगांच्या विलीनीकरणात क्वासरची एक चमकदार जोडी प्रथमच स्पष्टपणे आढळून आली. या जोडीचे मॅगेलन दुर्बिणीद्वारे टिपलेले या संदर्भातील छायाचित्र क्वासर जोडी तयार होण्याचा ठोस पुरावा मानला जातो. जॉन्स हॉपकिन्सच्या संशोधन टीम सदस्या नादिया जाकमस्का यांच्या मते, आकाशगंगेच्या निर्मितीच्या पहिल्या टप्प्यात डबल क्वासरचे हे वैशिष्ट्यपूर्ण उदाहरण होते तसेच मोठ्या वस्तुमानातून कृष्णविवर कसे एकत्र होतात आणि ते दुहेरी (बायनरी) कसे बनतात याचा अभ्यास करण्यासाठी याचा निश्चित उपयोग होणार होता. उर्बाना-चॅम्पेन येथील इलिनॉय विद्यापीठाचे मुख्य संशोधक यू शेन यांचे मते, ब्रह्मांडाच्या दुर्गम भागात प्रत्येक १,००० क्वासरपाठीमागे एक दुहेरी क्वासर असतो. त्यामुळेच ही क्वासर जोडी शोधणे म्हणजे एखाद्या गवताच्या खोड्यात सुई शोधण्यासारखे आहे. आजच्या घडीला दुहेरी क्वासरचा शोध महत्वाचा आहे कारण त्यावरून कृष्णविवरे आणि आकाशगंगा एकत्र कसे विकसित होतात यावरही आपल्या धारणेची चाचणी घेता येते.

नुकतेच नासाच्या हबल स्पेस टेलीस्कोपने सुमारे १० अब्ज वर्षांपूर्वी अस्तित्त्वात असलेल्या दूरवरच्या क्वासर्सपैकी एक नव्हे तर दोन जोड्या टिपल्या आहेत. दीर्घकाळ सेवा देणाऱ्या स्पेस टेलीस्कोपने घेतलेली प्रतिमा प्रत्येक जोडीमधील क्वासर हे एकमेकांपासून केवळ १०,००० प्रकाशवर्ष अंतरावर आहेत हे स्पष्ट करते. याच्या तुलनेत आपला सूर्य आकाशगंगेच्या मध्यभागी असलेल्या कृष्णविवरापासून २६,००० प्रकाशवर्ष दूर आहे. संशोधकांचा असा विश्वास आहे की हे क्वासर्स एकमेकांच्या अगदी जवळ आहेत कारण ते दोन विलीन होणाऱ्या आकाशगंगांच्या सीमारेषेवर आहेत.
 
 
 हबल ने टिपलेली क्वासरची जोडी
हबल स्पेस टेलीस्कोपने टिपलेल्या या दोन प्रतिमांमधून दोन अब्ज वर्षांपूर्वी अस्तित्त्वात असलेल्या क्वाअर्सच्या दोन जोड्या आढळल्या आहेत आणि विलीन होणाऱ्या आकाशगंगांच्या पोटात आहेत. या आकाशगंगा पाहिल्या जाऊ शकत नाहीत कारण हबलसाठी त्या अगदी पुसट आहेत. प्रत्येक जोडीमधील क्वासर हे एकमेकांपासून १०,००० प्रकाशवर्षाच्या अंतरावर आहेत. प्रतिमेत डावीकडील क्वासर जोडी जे०७४९+२२५५ आणि उजवीकडील जोडी जे०८४१+४८२५ म्हणून नोंद केली गेली आहे (६ एप्रिल, २०२१).
 
सर्वात जवळची क्वासर जोडी
आंतरराष्ट्रीय जेमिनी वेधशाळेमधील खगोलशास्त्रज्ञांनी पृथ्वीपासून सुमारे १० अब्ज प्रकाशवर्षांच्या दुरवर असलेली क्वासर जोडी शोधली आहे. दोन क्वासर केवळ १०,००० प्रकाशवर्ष अंतरावर आहेत. ही जोडी आतापर्यंत सापडलेल्या कोणत्याही क्वासर जोडीपेक्षा अधिक जवळ आहेत. जोडीतील प्रत्येक क्वासर हे दोन विलीन झालेल्या आकाशगंगेंच्या सीमारेषेवर आहेत (१६ मे, २०२१).
 
दोन ८.१-मीटर व्यासाच्या जेमिनी उत्तर (हवाई) आणि जेमिनी दक्षिण (चिली) या दोन गोलार्धात स्थित जुळ्या दुर्बिणींने युक्त जेमिनी नामक खगोलशास्त्रीय वेधशाळा आहे. जेमिनी नॉर्थने अलीकडेच स्पेक्ट्रोस्कोपिक पद्धतीने अतिदूर असलेल्या क्वासर जोडीची उत्कृष्ट प्रतिमा मिळवली आहे. जेमिनी मल्टी-ऑब्जेक्ट स्पेक्ट्रोग्राफ मुळे दोन क्वासरमधील अंतर आणि त्यांची रचना निश्चित करण्यासाठी मदत झाली. ही क्वासर जोडी ज्ञात क्वासरपैकी सर्वात जवळची जोडी मानली जाते. या निरीक्षणासाठी अंतिम प्रतिमा मिळविण्यासाठी जमीन तसेच अवकाशातील विविध दुर्बिणीतील सिंक्रोनिक डेटा एकत्र केला होता. या शोधात सुरुवातीला स्लोन डिजिटल स्काई सर्व्हेद्वारे १५ क्वासर शोधले गेले. मग गाइया अवकाशयानानं चार संभाव्य क्वासर जोड्यांची क्रमवारी लावली आणि शेवटी हबलने त्यांपैकी एक स्पष्ट जोडी शोधली. या नवीन पध्दतीचा सिद्धीनिर्देशांक दर हा ५०% इतका आहे.

 

 

जेमिनी नॉर्थ

जेमिनी साऊथ


विश्वामध्ये ज्ञात सर्वात तेजस्वी वस्तूंपैकी एक म्हणजेच क्वासर आहे आणि म्हणूनच ते खूप दूरवरून देखील दृश्यमान आहेत. हे आकाशगंगांचा भाग असल्याने आकाशगंगांची निर्मिती तसेच उत्क्रांती समजून घेण्यास मदत करतील. अशाप्रकारच्या संशोधनातून विश्वातील अज्ञात गोष्टींबाबत उलगडा करण्याच्या पूर्वी ज्ञात नसलेल्या नवीन संधी निर्माण झाल्या आहेत. काळानुसार बदलत्या विश्वामध्ये आपण राहतो याचा उत्तम पुरावा क्वासर देतात आणि म्हणूनच कोट्यावधी वर्षांपूर्वीच्या आणि आत्ताच्या विश्वामध्ये जमीन अस्मानाचा फरक आहे.  

- रुपेश पेडणेकर आणि प्रा. केशव राजपुरे
(भौतिकशास्त्र विभाग, शिवाजी विद्यापीठ, कोल्हापूर)