રક્ત સ્થાનાંતર (red shift)

January, 2003

રક્ત સ્થાનાંતર (red shift) : પાર્થિવ (terrestrial) વર્ણપટની સાપેક્ષે પરાગાંગેય તારાકીય (extragalactic steller) વર્ણપટની રેખાઓનું ર્દશ્ય રક્ત(લાલ)વર્ણી છેડા તરફ સ્થાનાંતર. તારાઓના પશ્ચસરણ[પીછેહઠ(recession)]ને લીધે ઉદભવતી ડૉપ્લર ઘટનાને કારણે આવું સ્થાનાંતર થતું હોવાનું મનાય છે. દૂરદરાજનાં તારાવિશ્વો(galaxies)માંથી આવતા પ્રકાશના વર્ણપટની રેખાઓ વધુ તરંગલંબાઈ તરફ ખસે છે. અતિદૂરની નિહારિકા (nebulae) માટે આવું સ્થાનાંતર વધુમાં વધુ હોય છે. પૃથ્વીથી દૂર દૂર જતા તારા અને તારાવિશ્વોના વેગના સંદર્ભમાં આવા રક્ત સ્થાનાંતરનું અર્થઘટન કરવામાં આવે છે. જે તારાવિશ્વો ઘણાં દૂર છે તે વધુ ઝડપથી પીછેહઠ કરી રહ્યાં હોવાનું માલૂમ પડે છે. આ રીતે વિશ્વ વિસ્તરતું દેખાય છે.

જો λ અને λ´ અનુક્રમે પાર્થિવ અને અંતરીક્ષ ઉદગમના વર્ણપટની રેખાઓની તરંગલંબાઈ હોય તો

મળે છે. જ્યાં υ એ પીછેહઠ કરતા પ્રકાશિત પદાર્થનો વેગ છે અને c પ્રકાશનો વેગ છે. રક્ત સ્થાનાંતરને પરિમાણવાચક (quantitatively)  એટલે કે υ/c ગુણોત્તર તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.

પ્રચંડ વેગથી પીછેહઠ કરતા પ્રકાશિત પદાર્થ માટે 0.65 જેટલું રક્ત સ્થાનાંતર તાજેતરમાં નોંધાયું છે. પ્રકાશિત પદાર્થનો વેગ જ્યારે પ્રકાશના વેગ જેટલો થવા જાય ત્યારે ઉપરના ગુણોત્તરનું નીચે પ્રમાણે રૂપાંતર કરવામાં આવે છે :

વિસ્તરતા વિશ્વના સિદ્ધાંત પ્રમાણે દૂરના તારા અને તારાવિશ્વોના વર્ણપટમાં જોવા મળતું રક્ત સ્થાનાંતર પીછેહઠનો વેગ દર્શાવે છે. પીછેહઠના વેગને હબલના અચળાંક સાથે જોડવામાં આવે છે. હબલનો અચળાંક પીછેહઠના વેગ અને અંતરનો ગુણોત્તર છે. હબલનો અચળાંક સાચે જ અચળાંક છે કે નહિ તે હજુ વિવાદનો પ્રશ્ન છે.

સંખ્યાબંધ ક્વેઝાર્સ (quasars) અપવાદરૂપ વધુ રક્ત સ્થાનાંતર ધરાવે છે. જે રીતે ઘણા વધુ રક્ત સ્થાનાંતરનું અર્થઘટન કરવામાં આવે છે, તેવા પદાર્થો તારાવિશ્વોમાં જોવા મળ્યા નથી. ઘણા વધારે રક્ત સ્થાનાંતરને ડૉપ્લર ઘટના સાથે જોડવામાં આવે તો આવા પદાર્થો પ્રચંડ અંતરે દૂર હોવા જોઈએ અને સૌથી વધુ તેજસ્વી તારાવિશ્વોના જેટલી ઓછામાં ઓછી તેમની સ્વકીય (intrinsic) તેજસ્વિતા (luminosity) હોવી જોઈએ.

જો કોઈ તારાવિશ્વ પૃથ્વીથી નિશ્ચિત અંતરે રહે તો તેના પ્રકાશમાંથી પેદા થતા વર્ણપટમાં ફ્રોનહૉફર રેખાઓ જે તે પ્રમાણભૂત સ્થાને જ દેખાય છે. જો તારાવિશ્વ પૃથ્વીથી દૂર જતું હોય તો મળતા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ વધતાં તરંગો ખેંચાયેલા (stretched) દેખાશે. પરિણામે રક્ત સ્થાનાંતર મળશે. જો તારાવિશ્વ પૃથ્વી તરફ આવતું હોય તો મળતા પ્રકાશની તરંગલંબાઈ ઘટતાં તરંગો દબાયેલા (squeezed) દેખાશે. પરિણામે વાદળી (blue) સ્થાનાંતર મળે છે.

પ્રહલાદ છ. પટેલ