ખગોળના કૂટ પ્રશ્નો

ખગોળના કૂટ પ્રશ્નો : ખગોળશાસ્ત્ર અને બ્રહ્માંડવિજ્ઞાન- (cosmology)ના એવા પ્રશ્નો જેમની ચર્ચા દ્વારા, વૈજ્ઞાનિકો અગત્યના મુદ્દાઓનો તાગ મેળવવા પ્રવૃત્ત હોય છે. તાજેતરમાં ખગોળશાસ્ત્ર અને બ્રહ્માંડવિજ્ઞાને ઘણીબધી પ્રગતિ સાધી હોવા છતાં એવા કેટલાયે વણઊકલ્યા પ્રશ્નો છે જેમનો ઉકેલ મેળવવા ખગોળશાસ્ત્રીઓ ખૂબ ઉત્સુક છે. તેવા કેટલાક પ્રશ્નોનું ટૂંકું વિવરણ અહીંયાં કર્યું છે.

(1) બ્રહ્માંડની રચના વિશે, ખગોળવિજ્ઞાનીઓની બહુમતીએ સ્વીકારેલો સિદ્ધાન્ત એ છે કે બ્રહ્માંડમાં અત્યારે જે બધું દ્રવ્ય છે તે બ્રહ્માંડ-ઉત્પત્તિના પ્રથમ તબક્કે કલ્પનાતીત રીતે ઘન એવા બ્રહ્મ-અણુ(primeval atom)માં સમાયેલું હતું. મહદ્અંશે એ પણ નિશ્ચિત છે કે એ તબક્કે બહુ જ નાની જગ્યામાં અતિઘન સ્વરૂપે સમગ્ર દ્રવ્ય તદ્દન સમાંગ (homogeneous) સ્વરૂપમાં હતું. આ દ્રવ્યના વિસ્ફોટ(Big Bang)ની સાથે પેલા બ્રહ્મ-અણુનું પણ સમય સાથે વિસ્તરણ થવા માંડ્યું, અને તેમાંથી સમસ્ત વિશ્વમાં વ્યાપી રહેલું દ્રવ્ય તથા તારકો અને તારાવિશ્વો રચાયાં.

સમસ્યા એ છે કે જો પ્રારંભમાં બ્રહ્મ-અણુમાંનું દ્રવ્ય સમાંગ હતું તો પછી અતિવિશાળ ક્ષેત્રમાંનાં તારાવિશ્વોની વહેંચણીમાં તેઓ નિશ્ચિતપણે ગુચ્છ-રચના (clustering) દર્શાવે છે તે કેવી રીતે શક્ય બને ? વિશ્વનું સંરચના-ઘટન (structure formation) એક અતિ મહત્વનો કોયડો છે.

(2) એમ માનવામાં આવે છે કે હાઇડ્રોજન અને હિલિયમ કરતાં ભારે તત્ત્વોનું સંયોજન, પ્રથમ પેઢીના તારકના કેન્દ્રભાગમાં ન્યૂક્લિયર સંગલન દ્વારા થયું હતું. આ તારકોના વિઘટન-સમયે બહાર ફેંકાયેલા દ્રવ્યમાનમાં રહેલાં આ ભારે તત્વોએ આંતરતારકીય માધ્યમમાંના હાઇડ્રોજન અને હિલિયમ સાથે મળી જઈને નવીન પેઢીના તારકો માટે જરૂરી દ્રવ્યરાશિ પૂરો પાડ્યો હતો, અને નવા તારકો ઉત્પન્ન થયા હતા.

પરંતુ એ આશ્ચર્યજનક બાબત છે કે ખૂબ વયસ્ક પરિવેષી તારકો (very old halo stars) પણ પેલાં ભારે તત્વોનું ગણનાપાત્ર પ્રમાણ દર્શાવે છે. જોકે આપણા સૂર્ય કરતાં આ પ્રમાણ ઓછું છે. તો તારાવિશ્વોના ઉત્ક્રાંતિક્રમમાં એ ભારે તત્વોની પ્રાથમિક ઉત્પત્તિ (first generation cooking) ક્યારે થઈ હતી ?

(3) અવલોકનો દર્શાવે છે અને માનવાને માટે સૈદ્ધાન્તિક કારણો પણ છે કે તારકો, ગ્રહો, તારકમેઘ વગેરેને ગણતરીમાં લેવા છતાં વિશ્વના કુલ દ્રવ્યમાનનો માત્ર 10 ટકા જેટલો ભાગ જ નરી આંખે જોઈ શકાય છે. બાકીનું અર્દશ્ય રહેલું દ્રવ્યમાન કેવા પ્રકારનું છે, તે કણો કેવા સ્વરૂપના છે તે અજ્ઞાત છે. અર્દશ્ય દ્રવ્યમાન(missing mass)ના પ્રશ્ન તરીકે પણ તેને ઓળખવામાં આવે છે.

(4) વિશ્વમાંના ક્વાસાર તેમજ ક્રિયાશીલ તારાવિશ્વ-નાભિ (active galactic nuclei – AGN) જેવા ખગોલીય પદાર્થો એવા છે કે માત્ર કેટલાક ઘન-પાર્સેક જેવડા નાનકડા કદના ક્ષેત્રમાંથી અબજો સૂર્યના જેટલી ઊર્જા ઉત્પન્ન થતી હોય છે. ન્યૂક્લિયર સંગલન દ્વારા ઊર્જાનું આટલા મોટા પાયે કેન્દ્રીકરણ થવું સંભવિત નથી. એમ માનવામાં આવે છે કે આવા ખગોલીય પદાર્થોના કેન્દ્રભાગમાં લાખો સૂર્યના જેટલું દ્રવ્યમાન ધરાવતા વિરાટ ‘બ્લૅક હોલ’ આવેલા છે; જે દ્રવ્યના મોટા મોટા કોળિયા આરોગતા રહે છે, અને ગુરુત્વીય ઊર્જા-(gravitational energy)નું વિમોચન થતું રહે છે. ખગોલીય પદાર્થોની અતિપ્રચંડ ઊર્જાનો મૂળ સ્રોત આ છે. આવા અતિવિરાટ બ્લૅક હોલ કેવી રીતે બને છે ? આવી અતિપ્રચંડ ઊર્જાનું અવિરત ઉત્પાદન શી રીતે કરતા રહે છે ?

(5) બધાંને ખૂબ ઉત્તેજના થાય અને જ્યાં કલ્પનાનો પણ સીમાડો દેખાય તેવો, મહત્ત્વનો સવાલ એ છે કે આપણા સૂર્યમંડળ જેવી ગ્રહમાળા ધરાવતા અન્ય તારકો આ વિશ્વમાં છે ખરા ? જો હોય તો તેમનું સ્થાન શી રીતે નક્કી કરી શકાય ?

તાજેતરનાં વર્ષોમાં ઇન્ફ્રા રેડ ખગોળશાસ્ત્ર દ્વારા સાંપડેલી માહિતી (clues) દર્શાવે છે કે વિશ્વમાં એવી અનેક ગ્રહમાળાઓ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તો પ્રશ્ન એ છે કે એ ગ્રહમાળાઓ ઉપર જીવન છે ખરું ? ઉત્ક્રાંતિક્રમમાં એ જીવસૃષ્ટિ ક્યાં સુધી વિકસેલી છે ? આ પૃથ્વી પર જે છે તેવી કે વધારે પ્રગતિ સાધી ચૂકેલી ટેક્નોલૉજિકલ સંસ્કૃતિ પૃથ્વી સિવાય અન્યત્ર આવેલી છે ખરી ?

રેડિયો ખગોળશાસ્ત્રી પદ્ધતિ આધારિત ‘કૉમ્યુનિકેશન્સ વિથ એક્સ્ટ્રા-ટૅરેસ્ટ્રિયલ ઇન્ટેલિજન્સ (CETI)’ જેવા સંશોધન-કાર્યક્રમો દ્વારા તથા ‘પ્રૉજેક્ટ સાયક્લોપ્સ’ દ્વારા આ કોયડાના ઉત્તર શોધવામાં આવી રહ્યા છે.

જ્યોતીન્દ્ર ન. દેસાઈ

પ્ર. દી. અંગ્રેજી

સુશ્રુત પટેલ