Monday, 6 April 2020

डार्क मॅटर... विनीत वर्तक ©

डार्क मॅटर... विनीत वर्तक ©

डार्क मॅटर जाणून घेण्याआधी आपण थोडं विज्ञान समजून घेऊ. चंद्र हा पृथ्वीचा उपग्रह आहे हे आपल्या प्रत्येकाला माहिती आहे. उपग्रह म्हणजेच पृथ्वीचं गुरुत्वाकर्षण चंद्राला पकडून ठेवते. ह्याच गुरुत्वाकर्षणामुळे तो पृथ्वी भोवती आजतागायत प्रदक्षिणा घालत आहे. पृथ्वीचं गुरुत्वाकर्षण जसं चंद्रावर परीणाम करते तसं चंद्राचं गुरुत्वाकर्षण पृथ्वीवर प्रभाव टाकते. पृथ्वीवर भरती - ओहोटी चंद्राच्या गुरुत्वाकर्षणाचा परीणाम हे ही आपण शालेय जिवनात शिकलेलो आहोत. पण जर गुरुत्वाकर्षण आहे तर चंद्र येऊन पृथ्वीवर आदळत का नाही? जर सुर्य आपल्या सोबत इतक्या ग्रहांना जखडून ठेवू शकतो तर हे सगळे ग्रह आपल्या पृथ्वीसकट जाऊन सूर्यावर आदळत का नाहीत? ह्याच उत्तर दडलं आहे पृथ्वीच्या प्रदक्षिणा करणाच्या वेगात. ह्या गुरुत्वाकर्षणाच प्रभाव शून्य करणारी अजून एक शक्ती काम करते म्हणजे सेंट्रीफ्युगल फोर्स. शेतात पाखरं उडवण्यासाठी वापरतात त्या गोफणीत हीच ताकद असते. ह्या दोन्ही शक्ती एकमेकांच्या विरुद्ध काम करतात त्यामुळे ग्रह, उपग्रह हे सगळेच एका निश्चित कक्षेत प्रदक्षिणा करतात.

गुरुत्वाकर्षणाची शक्ती ही वस्तुमानावर अवलंबून असते. जेवढं जास्ती वस्तुमान तेवढं गुरुत्वार्षणाची शक्ती जास्त हे साधं गणित आहे. गुरुत्वाकर्षण हे नेहमी मध्यभागाकडे काम करते जेवढं आपण त्या वस्तुमानाच्या जवळ तितकी गुरुत्वाकर्षणाची ताकद जास्ती. ह्याचा सरळ अर्थ होतो की सूर्याच्या जवळ असणाऱ्या ग्रहांचा वेग हा जास्ती असायला हवा. कारण वेग जास्ती असेल तर तितका सेंट्रीफ्युगल फोर्स जास्ती आणि तो जास्ती गुरुत्वाकर्षणाला जशास तशी टक्कर देऊ शकेल. तसेच जसं लांब जाऊ तसं गुरुत्वाकर्षण कमी आणि त्यामुळे लांबच्या ग्रहांचा प्रदक्षिणेचा वेग हा कमी असायला हवा. आपल्या सौरमालेत अगदी तसच गणित आहे. हाच विचार आपण जर आपल्या आकाशगंगेच्या बाबतीत केला तर मात्र काही वेगळं दिसते.

गेल्या लेखात मी लिहिलं की आपली पूर्ण सौरमाला आपल्या मिल्की वे आकाशगंगेच्या भोवती साधारण ८,२८,००० किलोमीटर/ तास वेगाने फिरते आणि ती जवळपास ३०,००० प्रकाशवर्ष केंद्रापासून लांब आहे. वैज्ञानिकांना असं वाटत होतं की मिल्की वे च्या मध्याच्या जवळ जे तारे आहेत त्यांनी आपल्या वेगापेक्षा जास्ती वेगात फिरायला हवं आणि आपल्या पासून आकाशगंगेच्या टोकावर जे तारे आहेत त्यांनी आपल्यापेक्षा कमी वेगाने प्रदक्षिणा घालायला हवी. पण इकडे मात्र काहीतरी वेगळच घडते. मज्जा अशी की आपल्या आकाशगंगेतले जवळपास सर्व तारे- ग्रह एकाच वेगाने आकाशगंगेच्या केंद्राभोवती प्रदक्षिणा घालतात. कारण असं असेल तर आपल्या आकाशगंगेतले सगळे तारे, ग्रह कधीच वेगळे होऊन आपली आकाशगंगा नष्ट व्हायला हवी होती.

आज १३ बिलियन पेक्षा जास्ती वर्षानंतर सगळं एकत्र आहे. इकडे वैज्ञानिकांना गणित सोडवता येतं नव्हतं. आकाशगंगेतील अगदी टोकावरचे तारे पण त्याच प्रचंड वेगाने फिरत असतील तर त्या सेंट्रीफ्युगल फोर्सला निरुत्तर करणारं गुरुत्वाकर्षण हवं होतं. इतकं प्रचंड गुरुत्वाकर्षण निर्माण करायला आपल्या आकाशगंगेत तितकं वस्तुमान ही हवं हे सरळ गणित आहे. खरी मेख इकडे आहे. आपल्या आकाशगंगेतील १००-४०० बिलियन ताऱ्यांचे तसेच १०० बिलियन ग्रहांचे एकत्रित वस्तुमान हे निर्माण होणाऱ्या गुरुत्वाकर्षणाच्या फक्त १०% भरते. हे गणित वैज्ञानिकांना बुचकळ्यात टाकत होतं.

विज्ञान हे गणितावर आधारीत आहे. जोवर दोन्ही बाजूचं उत्तर समान येत नाही तोवर ती गोष्ट आपल्याला कळली असं होतं नाही. जर आज आकाशगंगा अस्तित्वात आहे तर गुरुत्वाकर्षण आणि सेंट्रीफ्युगल फोर्स  ह्यांच गणित जुळून आल्या शिवाय हे शक्य नाही. ह्याचा अर्थ आपल्या आकाशगंगेत अस काहीतरी आहे ज्याच वस्तुमान हे उरलेल्या ९०% इतकं आहे. आपल्याला दिसणाऱ्या गोष्टींपलीकडे काहीतरी आहे ज्याच अस्तित्व फक्त आपल्याला गणित सांगते पण ते दिसत नाही. त्यालाच वैज्ञानिकांनी नाव दिलं 'डार्क मॅटर'. मॅटर म्हणजे वस्तुमान जे दिसतं नाही पण अस्तित्वात आहे. आता प्रश्न येतो की हे डार्क मॅटर म्हणजे काय? तर ह्या साठी आपण पुन्हा आपल्या शाळेतल्या विज्ञानाकडे येऊ यात.

आपल्याला माहीत असलेली कोणतीही वस्तू अणू - रेणूंनी बनलेली असते हे आपण शाळेत शिकलो आहोत. कोणत्याही वस्तूचा सगळ्यात लहान भाग म्हणजेच अणू . ह्या अणू  मध्ये असणारे प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉन हे त्या पदार्थाला त्याचे गुणधर्म देतात. आपल्याला गोष्टी दिसतात कारण ह्या गोष्टी प्रकाशाशी आणि चुंबकीय क्षेत्राने प्रभावित होतात. पण अश्या काही गोष्टी आहेत ज्या ह्या दोघांशी कोणत्याही पद्धतीने प्रभावित झाल्या नाहीत तर त्यांचं अस्तित्व आपल्याला कळून येणं अशक्य आहे. पण गुरुत्वाकर्षण ज्या पद्धतीने आकाशगंगेत आणि विश्वात प्रभावी आहे त्यामुळे ह्याच अस्तित्व नक्की आहे ह्यावर सगळ्याच वैज्ञानिकांचे एकमत आहे. पण ह्याच स्पष्टीकरण सध्यातरी गणित आणि भौतिकशास्त्राच्या भाषेत देता आलेलं नाही. त्यामुळेच हे डार्क मॅटर नक्की काय आहे ह्यावर अजून संशोधन सुरु आहे.

फोटो स्रोत :- गुगल

सुचना :- ह्या पोस्ट मधील शब्दांकन (विनीत वर्तक ©) कॉपीराईट आहे.



No comments:

Post a Comment