आज एक जानेवारी. २१ व्या शतकातील १२व्या वर्षाची सुरुवात. या शुभदिनी मी एका लेखनमालिकेचाश्रीगणेशा करण्यास जात आहे. सर्वप्रथम सर्वांना नववर्षाच्या हार्दिक शुभेच्छा!!खगोलशास्त्र हा एक असा विषय आहे की, ज्याचा संपूर्ण अभ्यास करायचा म्हणटला तरी आपले संपूर्ण आयुष्य कमीच पडेल.हा विषय दिसायला अतिशय सोपा वाटत असला तरी त्याचा अभ्यास करणे व खगोलज्ञान आत्मसात करणे हे इतके सोपे नाही.त्यामुळेच माझ्याजवळील तुटपुंजे खगोलज्ञान मी आपल्याला 'खगोल भ्रमंती' या मालिकेतून देण्याचा प्रयत्न करणार आहे.या मालिकेत दर रविवारी एक असे लेख प्रकाशित होतील.जे या ब्लॉगचे सदस्य आहेत त्यांना हे लेख ई-मेलने पाठवण्यात येतील.आज या मालिकेचा शुभारंभ मी 'कृष्णविवरे'
या लेखाने करत आहे.
'कृष्णविवरे' हा शब्द आपण बऱ्याच वेळेला ऐकत असतो पण 'कृष्णविवरे' म्हणजे नक्की काय ? ते कसे असतात ? इत्यादी प्रश्न आपल्याला पडत असतात. खगोलशास्त्रज्ञ स्टीफन हॉकिंग यांनी आपल्या 'A Brief history of time' या पुस्तकात तसेच डॉ.नारळीकरांनी 'आकाशाशी जडले नाते' या पुस्तकात 'ब्लॅक होल' विषयी लिहिले आहे.हे सर्व मी आपल्याला थोडक्यात पण समजावून सांगणार आहे.
'कृष्णविवर' या संकल्पनेचा उगम अगदी अलिकडच्या काळातील आहे. खरेतर याविषयी संशोधन हे १७व्या शतकापासून चालू होते. मात्र या गोष्टीला अमेरिकन शास्त्रज्ञ जॉन व्हीलर याने १९६९ मध्ये हे नाव सुचवले. पूर्वीच्या त्या काळी प्रकाशाचा वेग हा अनंत आहे,त्यामुळे गुरुत्वाकर्षण त्याचा वेग कमी करू शकणार नाही असे लोकांना वाटत होते.पण प्रकाशाचा वेग हा मर्यादित आहे हे रोमरने सिद्ध केले. त्यामुळे संशोधकांना गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम महत्त्वपूर्ण वाटू लागला. याच गोष्टीवर आधारीत एक शोधनिबंध, इंग्लिश संशोधक जॉन मिशेल याने १७८३ साली लंडन येथे प्रसिद्ध केला. त्यात त्याने असे माडले की, तारा भरपूर वस्तुमानाचा आणि भरीव असेल, तर त्याचे गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतके प्रभावी असेल की प्रकाश त्यातून सुटू शकणार नाही म्हणजे ताऱ्याच्या पृष्ठभागावरून काही प्रकाश बाहेर पडलाच, तर तो फारसा पुढे जाण्याआधीच ताऱ्याचे गुरुत्वाकर्षण त्याला परत ओढून आणेल.या प्रकारचे तारे मोठया संख्येने असले पाहिजेत असा मिशेलचा प्रस्ताव होता. यावरून कृष्णविवराची व्याख्या अशी करता येईल , ' ज्या वस्तूंचा प्रकाश आपल्यापर्यंत न पोचल्यामुळे जरी ते आपल्याला दिसले नाहीत तरी त्यांचे गुरुत्वाकर्षण आपल्याला जाणवते, अशा वस्तूंनाच 'कृष्णविवरे' असे म्हणतात.
पण १९व्या शतकात लोकांना प्रकाश हा लहरींच्या स्वरूपात असतो असे वाटू लागले त्यामुळे मिशेलच्या या प्रस्तावाला काहीच अर्थ उरला नाही कारण प्रकाशलहरींवर गुरुत्वाकर्षणाचा काही परिणाम होत नाही असेसुद्धा भाकीत काही संशोधकांनी केले. मात्र या सर्व कल्पनांना आईनस्टाइनने १९१५ मध्ये व्यापक सापेक्षता सिद्धान्त मांडून पूर्णविराम दिला त्याचबरोबर प्रकाश हा लहारीस्वरूप व कणस्वरूपही असू शकतो हे संशोधकांना २०व्या शतकात कळले.मात्र तरीही मिशेलच्या या प्रस्तावाचा गंभीर विचार करायला बराच वेळ जावा लागला.
मात्र १९२० पर्यंत 'कृष्णविवर कसे तयार होते' याची थोडीशी कल्पना यायला लागली होती. ते आता आपण बघुया.कृष्णविवर कसे तयार होते हे कळण्यासाठी प्रथम आपल्याला ताऱ्यांचे जीवनचक्र समजावून घेतले पाहिजे.एक विशाल वायुमेघ स्वत:च्याच गुरुत्वाकर्षणाखाली ढासळायला सुरुवात होऊन ताऱ्याचा जन्म होतो.तो जसजसा आकुंचन पावतो , तसतशा वायुतल्या अणूंच्या एकमेकांशी होणाऱ्या टकरी अधिकाधिक संख्येने आणि अधिक वेगाने होऊ लागतात आणि वायू तापत जातो.अखेरीस वायू इतका तापतो की हायड्रोजनचे अणू एकमेकांवर आदळताच ते अलग होईनासे होतात;उलट त्यांचे संघटन होऊन हेलियम तयार होतो.या प्रक्रियेत खूप उष्णता बाहेर पडते व त्यामुळेच तारा चकाकतो.या अतिरिक्त उष्णतेमुळेच वायूचा दाब वाढत जाऊन अखेरीस गुरुत्वाकर्षणाच्या तोडीचा होतो आणि वायूचे आकुंचन थांबते.यानंतर काय होते हे समजण्यासाठी १९२८ पर्यंत वाट पाहावी लागली.
एक भारतीय पदव्युत्तर विद्यार्थी व थोर संशोधक सी.व्ही.रमन यांचे नातलग एस.चंद्रशेखर १९२७ च्या अखेरीस केंब्रिजला व्यापक सापेक्षतेतील तज्ज्ञ ब्रिटीश खगोलशास्त्रज्ञ सर आर्थर एडिंग्टन यांच्या हाताखाली अभ्यास करायला निघाले.भारतातून निघाल्यानंतर समुद्र प्रवासात चंद्रशेखरने एक गणित केले - सर्व इंधन संपल्यानंतर आपल्याच गुरुत्वाकर्षणाखाली स्थिर राहण्यासाठी तारा कितपत मोठा असावा ? त्यांची कल्पना अशी होती; तारा लहान होतो तेव्हा त्यातले पदार्थकण एकमेकांच्या अतिशय जवळ येतात. त्यामुळे पाउलीच्या मनाई तत्त्वानुसार त्यांच्या गती अत्यंत वेगवेगळ्या असायला पाहिजेत.याचा परिणाम ते कण एकमेकांपासून दूर जाण्यात होतो, आणि मनाई तत्त्वानुसार होणारे प्रतिकर्षण या दोन्हीमध्ये समतोल साधून तारा स्वत: चे आकारमान टिकवून ठेवू शकतो. त्याच्या पूर्वायुष्यात गुरुत्वाकर्षण आणि उष्णता यात साधलेल्या समतोलासारखाच आहे.
थोडक्यात, चंद्रशेखरच्या गणिताप्रमाणे सूर्याच्या वस्तुमानाच्या १.४४ पटीपेक्षा जास्त वस्तुमानाचा थंड झालेला तारा, स्वत:च्याच गुरुत्वाकर्षणाखाली टिकाव धरू शकणार नाही.या वस्तुमानालाच 'चंद्रशेखर मर्यादा'
असे म्हणतात.या कल्पनेवर स्टीफन हॉकिंग यांनी सुमारे चार पाने लिहिली आहेत.ताऱ्याची आणखीही एक अंतिम स्थिती असू शकते,असे लॅन्डॉवने सिद्ध केले. या अंतिम स्थितीचा संबंध न्यूट्रॉन व प्रोटॉन यांच्यातला
प्रतिकर्षणाशी असतो. म्हणून त्यांना 'न्यूट्रॉन' तारे असे म्हणण्यात आले. १९६०च्या दशकात कृष्णविवराची व्याख्या करण्यात आली ती अशी की- सापेक्षता सिद्धांतानुसार प्रकशपेक्षा जास्त वेगाने काहीच जाऊ शकत नाही तेव्हा जिथून प्रकाशच बाहेर पडणे शक्य नाही तिथून दुसरे काहीच बाहेर पडू शकत नाही म्हणून एक घटनासमुच्च्य म्हणजेच अवकाश काळाचा एक विभाग असा निर्माण होतो की तिथून निघून दूरच्या निरिक्षकाकडे पोचणे शक्यच नाही.या विभागाला आता आपण कृष्णविवर असे संबोधतो.
बास, आता मी थांबतो या विषयावर अजून एक लेख लिहील म्हणतो.लेख आवडला का ? प्रतिक्रिया जरूर कळवा.हो, आणि एखाद्या संज्ञेचे स्पष्टीकरण हवे असल्यास ते पण सांगा.
