अंतराळातील तो गुडघ्याएवढा 'सिग्नल' अन् वैज्ञानिकांची उडालेली झोप: नेमकं काय

पुण्याजवळील जुन्नर तालुक्यातील खोडद येथे असलेल्या 'जायंट मीटरवेव्ह रेडिओ टेलिस्कोप'ने (GMRT) नुकताच अंतराळातील एका अत्यंत जुन्या आणि रहस्यमयी रेडिओ सिग्नलचा वेध घेतला असून, यामुळे खगोलशास्त्राच्या जगात मोठी खळबळ उडाली आहे. हा सिग्नल तब्बल ८.८ अब्ज वर्षांपूर्वीचा असून, तो एका विशिष्ट दीर्घिकेमधून (Galaxy) उत्सर्जित झाला असल्याचे शास्त्रज्ञांचे म्हणणे आहे. अवकाशात अशा प्रकारचे लहरींचे खेळ सतत सुरू असतात, पण इतक्या लांबचा आणि जुना सिग्नल पकडण्यात यश मिळणे ही भारतीय विज्ञानासाठी मोठी उपलब्धी मानली जात आहे.

नेमकं काय घडलंय? तर, 'हायड्रोजन' हा विश्वातील सर्वात मूलभूत घटक. या हायड्रोजन अणूंच्या हालचालीतून एक विशिष्ट प्रकारचा रेडिओ सिग्नल बाहेर पडतो, ज्याला वैज्ञानिक भाषेत '21-centimeter line' म्हणतात. हे सिग्नल म्हणजे अंतराळातील भूतकाळाचा आरसा असतात. कॅनडातील मॅकगिल विद्यापीठ आणि बंगळुरूच्या 'इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स' (IISc) मधील संशोधकांनी पुण्याच्या या अवाढव्य दुर्बिणीचा वापर करून हा शोध लावला आहे. हा सिग्नल ज्यावेळी निघाला, त्यावेळी आपलं ब्रह्मांड अवघं ४.९ अब्ज वर्षांचं होतं. म्हणजे पृथ्वी अस्तित्वात येण्याच्याही कितीतरी आधीची ही घटना आहे.

आता मूळ मुद्दा हा की, हे सिग्नल इतके महत्त्वाचे का आहेत? आपण जेव्हा रात्री आकाशाकडे पाहतो, तेव्हा आपल्याला फक्त तारे दिसतात. पण तार्यांच्या पलीकडे असं खूप काही आहे जे डोळ्यांना दिसत नाही. रेडिओ लहरी अशा गोष्टी शोधण्यात मदत करतात. पण गेल्या अनेक दशकांपासून वैज्ञानिकांसमोर एक मोठं कोडं होतं - 'फास्ट रेडिओ बर्स्ट' (FRB). हे म्हणजे अंतराळातून येणारे क्षणिक पण अत्यंत शक्तिशाली ऊर्जेचे झटके. ते येतात कुठून? त्यांना कोण पाठवतं? की हा एलियन्सचा काही संपर्क करण्याचा प्रयत्न आहे? या प्रश्नांनी सामान्यांपासून शास्त्रज्ञांपर्यंत सगळ्यांनाच चक्रावून सोडलं होतं.

पुण्याच्या GMRT ने पकडलेला हा सिग्नल FRB नाही, पण तो त्याहूनही महत्त्वाचा आहे. कारण, इतक्या लांबच्या अंतरावरून हायड्रोजनचा सिग्नल पकडणं म्हणजे 'गवताच्या गंजीत सुई शोधण्यासारखं' आहे. ब्रह्मांड जसं विस्तारतं, तसतशा या लहरी लांबत जातात. याला विज्ञानात 'रेडशिफ्ट' म्हणतात. हा विशिष्ट सिग्नल इतका क्षीण झाला होता की तो सामान्य दुर्बिणीला सापडणं अशक्य होतं. पण 'ग्रॅव्हिटेशनल लेन्सिंग' नावाच्या एका नैसर्गिक भिंगाच्या मदतीने हा चमत्कार घडला. दुसऱ्या एका मोठ्या आकाशगंगेच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे हा सिग्नल वाकला आणि तो मोठ्या प्रमाणावर भिंगासारखा 'मॅग्निफाय' झाला, जो पुण्यातील दुर्बिणीने अचूक टिपला.

खोडदचं हे केंद्र आशियातील अशा प्रकारचं सर्वात मोठं केंद्र आहे. इथे ३० महाकाय डिशेस आहेत, ज्या प्रत्येकी ४५ मीटर व्यासाच्या आहेत. जेव्हा या डिशेस एकाच वेळी आकाशाकडे रोखल्या जातात, तेव्हा त्या जगातील सर्वात संवेदनशील रेडिओ रिसीव्हर बनतात. इथल्या शास्त्रज्ञांनी दिलेल्या माहितीनुसार, या नवीन शोधामुळे आपल्याला विश्वाच्या सुरुवातीच्या काळातील 'ताऱ्यांच्या जन्माची' प्रक्रिया समजून घेता येईल. आपली आकाशगंगा कशी बनली असेल? त्याकाळी वायूंचे ढग कसे होते? या सगळ्या प्रश्नांची उत्तरं आता हळूहळू उलगडणार आहेत.

पण यातला 'मिस्ट्री' फॅक्टर अजून संपलेला नाही. फास्टर रेडिओ बर्स्ट (FRB) च्या बाबतीत अजूनही अनेक दावे-प्रतिदावे केले जातात. काही वर्षांपूर्वी जेव्हा असे सिग्नल पहिल्यांदा मिळाले, तेव्हा अनेकांना वाटलं होतं की हे परग्रहावरील सजीवांचे संकेत आहेत. पण जसजसा अभ्यास वाढला, तसतसं लक्षात आलं की 'मॅग्नेटर्स' (Magnetars) नावाचे अतिशय शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र असलेले मृत तारे या ऊर्जेचे मुख्य स्रोत असू शकतात. तरीही, काही सिग्नल हे एका ठराविक अंतराने पुन्हा पुन्हा येतात. हे 'पॅटर्न' शास्त्रज्ञांना कोड्यात टाकतात. निसर्गात इतकं अचूक घड्याळ कसं असू शकतं? की खरोखरच कोणीतरी जाणीवपूर्वक हे मेसेज पाठवतंय?

या प्रश्नाचा छडा लावण्यासाठी आता पुण्याच्या केंद्रावर जगभरातील संशोधकांच्या नजरा खिळल्या आहेत. महाराष्ट्राच्या मातीत बसून आपण अब्जावधी किलोमीटर दूरच्या जगाचा कानोसा घेत आहोत, ही बाब अभिमानास्पद आहेच, पण तितकीच थरारकही आहे. सध्याच्या घडीला या सिग्नलचं विश्लेषण करण्यासाठी प्रगत सॉफ्टवेअर्स वापरली जात आहेत. यात कोणताही मानवी हस्तक्षेप नसला तरी, डेटा प्रोसेसिंगसाठी लागणारी संगणकीय शक्ती प्रचंड मोठी आहे.

हे सगळं आपल्या दैनंदिन जीवनाशी कसं संबंधित आहे, असा प्रश्न कोणालाही पडू शकतो. साध्या भाषेत सांगायचं तर, आज आपण जे जीपीएस (GPS) किंवा सॅटेलाइट टीव्ही वापरतो, त्यामागचं मूळ तंत्रज्ञान अशाच प्रकारच्या खगोलशास्त्रीय संशोधनातून विकसित झालं आहे. लहरींचा अभ्यास आपल्याला फक्त अवकाशाबद्दल सांगत नाही, तर लहरींच्या प्रसरणाचे नवे नियमही शिकवतो. ज्याचा फायदा भविष्यातील वेगवान टेलिकॉम क्रांतीमध्ये होऊ शकतो.

अमृता प्रीतम नावाच्या प्रसिद्ध लेखिकेने म्हटलं होतं की, 'ब्रह्मांड हे फक्त आपल्या कल्पनेपेक्षा मोठं नाही, तर ते आपल्या कल्पनाशक्तीच्या मर्यादेच्याही पलीकडचं आहे.' हे वाक्य या संशोधनाला तंतोतंत लागू होतं. आपण जसा समुद्राच्या काठावर बसून लाटा मोजतो, तसंच काहीसं हे आहे. प्रत्येक लाट काहीतरी सांगू पाहतेय, फक्त आपल्याला तिची भाषा शिकायची आहे. पुण्याच्या या दुर्बिणीने त्या भाषेतला एक शब्द ओळखला आहे, आता पूर्ण वाक्य वाचायचं बाकी आहे.

पुढील काही महिन्यांत GMRT कडून आणखी काही धक्कादायक खुलासे होण्याची शक्यता आहे. विशेषतः ब्लॅक होल (Black Hole) च्या काठावरून येणाऱ्या लहरी आणि डार्क मॅटर (Dark Matter) चा या रेडिओ लहरींवर होणारा परिणाम, यावर सध्या सखोल संशोधन सुरू आहे. जर आपण ८.८ अब्ज प्रकाशवर्षे लांबचं पाहू शकतो, तर याचा अर्थ आपण काळाच्या मागे जाऊन सृष्टीचा उगम पाहण्याच्या जवळ पोहोचलो आहोत.

गेल्या आठवड्यातच पुण्यातील 'आयुका' (IUCAA) आणि 'एनसीआरए' (NCRA) च्या तज्ज्ञांची एक बैठक पार पडली. यामध्ये नवीन येणाऱ्या रेडिओ डेटावर चर्चा झाली. यात फक्त हायड्रोजनच नाही, तर इतर वायूंच्या अस्तित्वाचेही पुरावे मिळत असल्याचे संकेत आहेत. जर एखाद्या लांबच्या आकाशगंगेत हायड्रोजनसोबतच ऑक्सिजन किंवा मिथेनचे प्रमाण आढळले, तर तिथे सजीव सृष्टी असण्याच्या शक्यतेवर अधिक गांभीर्याने विचार करावा लागेल.

या रहस्यमयी सिग्नलचा उलगडा पूर्णपणे होण्यासाठी अजून काही काळ लागेल हे नक्की. पण एक गोष्ट स्पष्ट आहे की, अंतराळ हे शांत नाही. तिथे सतत काहीतरी घडतंय, धडकी भरवणारे स्फोट होतायत, नवनवीन तारे जन्माला येतायत आणि हे सगळं रेडिओ लहरींच्या रूपात पृथ्वीच्या दिशेने धावत येतंय. आपण फक्त रेडिओचे ट्यूनिंग नीट करण्याची गरज आहे. पुण्याच्या खोडदमध्ये तेच काम अतिशय चोखपणे पार पाडलं जातंय.

पुढच्या टप्प्यात, हे संशोधक या लहरींच्या 'मॅग्नेटिक पोलरायझेशन'चा अभ्यास करणार आहेत. यामुळे या लहरी ज्या वातावरणातून प्रवास करून आल्या, तिथे नेमकं काय होतं याचा नकाशा तयार करता येईल. हा नकाशा म्हणजे विश्वाचा सर्वात जुना 'रोड मॅप' असेल. महाराष्ट्रातील या केंद्राने जागतिक नकाशावर आपलं स्थान आधीच पक्कं केलं आहे, पण आता हे नवीन यश मानवाच्या अंतराळ प्रवासाची दिशा बदलणारं ठरू शकतं.

येत्या काळात, या रेडिओ दुर्बिणींची क्षमता अजून वाढवण्यासाठी नवीन 'अपग्रेड्स' प्रस्तावित आहेत. त्यानंतर, आपण कदाचित अशा बिंदूपर्यंत पोहोचू जिथून प्रकाशाचा प्रवास सुरू झाला होता. गुपितांचा हा खेळ अनंत आहे, पण विज्ञानाच्या हाती लागलेली ही नवी 'किल्ली' अनेक जुनी कुलपं उघडणार आहे. आता प्रतीक्षा आहे ती या डेटाच्या पुढच्या भागाची, जो कदाचित सांगेल की आपण या अथांग विश्वात खरोखरच एकटे आहोत की कोणीतरी आपल्याकडे टक लावून पाहतंय.

गेल्या तीन दिवसांपासून खोडदच्या वेधशाळेत एक वेगळीच लगबग पाहायला मिळत आहे. रात्रपाळीला असणाऱ्या संशोधक आणि इंजिनीअर्सच्या टीमने आपल्या कामाचा वेग दुप्पट केला आहे. वातानुकूलित कंट्रोल रूममध्ये शांतता असली, तरी तिथल्या स्क्रीन्सवर उमटणारे 'स्पेक्ट्रोग्राम' (Spectrograms) सतत बदलत आहेत. हा डेटा जेव्हा विश्लेषणासाठी सबमिट केला जातो, तेव्हा काही मिनिटांतच त्याचे आकडे हजारो ओळींचे तांत्रिक दस्तऐवज तयार करतात. या प्रक्रियेत सर्वात महत्त्वाची भूमिका 'इंटरफेरोमेट्री' (Interferometry) तंत्राची आहे. जीएमआरटीच्या डिशेस एकाच वेळी काम करत असल्यामुळे, आपल्याला मिळणारा रिझोल्यूशन हा एखाद्या मोठ्या टेलिस्कोपपेक्षाही कित्येक पटीने जास्त अचूक असतो. ही अचूकता म्हणजे आता काळाची गरज बनली आहे, कारण आपण शोधत असलेला हा सिग्नल एका लहानशा भागातून, अत्यंत क्षीण स्वरूपात येतोय.

स्थानिक पातळीवर विचार केला, तर खोडद आणि नारायणगाव परिसरातील ग्रामस्थांना कदाचित या शोधाच्या तांत्रिक गुंतागुंतीचा अंदाज नसेल, पण त्यांच्या मनात एक कुतूहल नक्कीच आहे. रोज सकाळी चहाच्या टपरीवर जेव्हा शास्त्रज्ञ आणि स्थानिक लोक भेटतात, तेव्हा विषयाची सुरुवात नेहमी 'आज वरून काही नवीन बातमी आली का?' या एका प्रश्नाने होते. एका ग्रामीण भागात बसून मानवाच्या इतिहासातील सर्वात मोठ्या प्रश्नाचे उत्तर शोधण्याचे काम सुरू आहे, ही गोष्ट या भागाच्या ओळखीचा एक भाग बनली आहे. येथील जमिनीचा पोत, शांतता आणि प्रदूषणापासून दूर असणारे वातावरण या संशोधनासाठी पोषक ठरत आहे. जर हेच काम शहराच्या गजबजाटात असते, तर मानवनिर्मित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपामुळे हे सिग्नल मिळणे अशक्य झाले असते.

आता पुढचा टप्पा म्हणजे 'टायमिंग अ‍ॅनालिसिस'. खगोलशास्त्रज्ञ या लहरींचे 'पल्सेस' मोजत आहेत. जर हे पल्सेस नॅनोसेकंदच्या फरकाने बदलत असतील, तर याचा अर्थ तो स्रोत अत्यंत वेगाने फिरत असला पाहिजे. एका मॅग्नेटरचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रापेक्षा कित्येक अब्ज पटीने शक्तिशाली असते. अशा स्थितीत तिथला अणू सुद्धा आपल्या नैसर्गिक स्थितीत राहू शकत नाही. तिथे काय घडत असेल, याची कल्पना करणेही कठीण आहे. संशोधकांना आता हे पाहायचे आहे की, या लहरींचे 'डिस्पर्शन मेजर' (Dispersion Measure) किती आहे. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, सिग्नलचा प्रवास करताना वाटेत त्याला किती धूळ आणि गॅसचे अडथळे आले, याचा हिशोब मांडून आपण त्या स्रोताचे नेमके अंतर काढू शकतो. जर हे अंतर आपण अपेक्षित धरलेल्या अंतरापेक्षा कमी असेल, तर विज्ञानाचे नियम पुन्हा एकदा तपासावे लागतील.

या संशोधनाचा थेट परिणाम येत्या काही वर्षांत डेटा ट्रान्समिशनच्या क्षेत्रात पाहायला मिळेल. अवकाश संशोधनात वापरली जाणारी ही 'नॉईज रिडक्शन' (Noise Reduction) यंत्रणा भविष्यात इंटरनेटच्या वेगात मोठी क्रांती घडवू शकते. जेव्हा आपण एका क्षीण सिग्नलला इतक्या स्पष्टपणे पकडू शकतो, तेव्हा मानवनिर्मित संपर्कात येणारे अडथळे दूर करणे सोपे होईल. पुण्याचे हे केंद्र केवळ खगोलशास्त्राचा अभ्यास करत नाही, तर ती एक प्रकारे भविष्यातील तंत्रज्ञानाची प्रयोगशाळा आहे. या सर्व घडामोडींकडे जगातील खगोलशास्त्रज्ञांचे लक्ष लागले आहे. अमेरिकेतील आणि युरोपातील अनेक खगोलशास्त्रीय संस्थांनी आता या डेटावर संयुक्तपणे काम करण्याची तयारी दर्शवली आहे. याचा अर्थ, केवळ पुणेच नव्हे, तर संपूर्ण मानवाचा वैज्ञानिक दृष्टिकोन आता एका वळणावर उभा आहे.

या सिग्नलचे विश्लेषण करण्यासाठी लागणारे 'मशीन लर्निंग अल्गोरिदम' हे आता स्वतंत्रपणे काम करत आहेत. त्यात मानवी हस्तक्षेपाची गरज कमी झाली आहे, कारण डेटा इतका विशाल आहे की, तो डोळ्यांनी वाचणे अशक्य आहे. तरीही, दिवसातून एकदा तज्ज्ञांची टीम या अल्गोरिदमने दिलेल्या निष्कर्षांची पडताळणी करते. ही पडताळणी करतानाचा क्षण अत्यंत तणावाचा असतो. प्रत्येक वेळी एखादा नवीन आलेख समोर येतो, तेव्हा मनात एकच विचार येतो: हे केवळ एक नैसर्गिक भौगोलिक किंवा खगोलीय हालचाल आहे की, एखादा संदेश जो आपण ओळखण्यात अजूनही कमी पडत आहोत? निसर्गाने आपल्यासाठी काही गूढ लपवून ठेवले असेल, तर ते खोडदच्या याच मातीतून जगासमोर येईल, यात शंका नाही. वैज्ञानिकांची झोप उडवणारा तो सिग्नल आता हळूहळू उलगडत आहे आणि त्यासोबतच मानवाच्या ज्ञानाची व्याप्ती वाढत आहे.

स्थानिक प्रशासनानेही या वेधशाळेच्या महत्त्वाचा अंदाज घेत आता सुरक्षेच्या आणि सुविधेच्या दृष्टिकोनातून काही महत्त्वाच्या हालचाली सुरू केल्या आहेत. खोडदकडे जाणारे रस्ते आणि वीज पुरवठा अखंडित राहावा यासाठी महावितरण आणि स्थानिक ग्रामपंचायतीने विशेष खबरदारी घेतली आहे. रात्रीच्या वेळी जेव्हा दुर्बिणींचे अवाढव्य डिशेस आकाशाचा वेध घेत असतात, तेव्हा परिसरातील पथदिव्यांची दिशा बदलून ती जमिनीकडे करण्यात आली आहे, जेणेकरून प्रकाशाचा कोणताही अडथळा या संवेदनशील उपकरणांच्या कामात येऊ नये. नारायणगावच्या आठवडे बाजारात आता खगोलशास्त्राशी संबंधित पुस्तके आणि माहितीबद्दल विचारणा करणाऱ्या विद्यार्थ्यांची संख्या वाढली आहे. येथील हायस्कूलमधील विज्ञान शिक्षक आपल्या वर्गात या शोधाची माहिती आवर्जून देत आहेत. एका बाजूला अथांग अंतराळातील अदृश्य लहरींचा शोध सुरू असताना, दुसरीकडे ग्रामीण महाराष्ट्रातील पिढीमध्ये विज्ञानाबद्दलची एक नवी ओढ निर्माण होत आहे. हा बदल केवळ पुस्तकी नाही, तर तो प्रयोगातून आणि वास्तवातून घडत आहे. येत्या काही दिवसांत काही आंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक या केंद्राला प्रत्यक्ष भेट देणार आहेत. त्यासाठी स्थानिकांनीही आपल्या गावाची ही वेगळी ओळख जगासमोर अभिमानाने मांडण्याची तयारी सुरू केली आहे. संशोधकांच्या या संपूर्ण प्रवासात निसर्गाची साथ आणि माणसांची उत्सुकता यांचा एक अपूर्व संगम जुळून आला आहे, जो भविष्यात अनेक नवीन शोधांची पायाभरणी करेल.

written by www.afoxtv.com