भारतीय दूरबीन और खगोलविदों ने वैश्विक टीम को गुरुत्वाकर्षण तरंगों की ‘गुनगुनाहट’ सुनने में मदद की

एक बड़ी सफलता में, खगोलविदों की एक वैश्विक टीम, जिसमें सात भारतीय संस्थानों के वैज्ञानिक शामिल थे, ने पहली बार ब्रह्मांड में गूंजने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों की कम आवाज़ वाली “गुनगुनाहट” सुनी है, जिसके अस्तित्व की भविष्यवाणी अल्बर्ट आइंस्टीन ने की थी।
पुणे के पास भारत का उन्नत विशालकाय मेट्रोवेव रेडियो टेलीस्कोप (यूजीएमआरटी) दुनिया के छह सबसे संवेदनशील रेडियो टेलीस्कोपों ​​में से एक था, जिसने निरंतर गुंजन की खोज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी। माना जाता है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें (जीडब्ल्यू) बिग बैंग के तुरंत बाद प्रारंभिक ब्रह्मांड में सुपर-विशाल ब्लैक होल के विलय से उत्पन्न हुई थीं। इस खोज के साथ, वैज्ञानिकों को भौतिक वास्तविकता के बारे में और अधिक जानने और सुपर-विशाल ब्लैक होल के विलय की प्रकृति और उन्हें एक साथ लाने के बारे में रहस्यों का जवाब देने की उम्मीद है।
गुरुवार को द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में पत्रों की एक श्रृंखला में रिपोर्ट किए गए निष्कर्ष, उत्तरी अमेरिकी नैनोहर्ट्ज ऑब्ज़र्वेटरी फॉर ग्रेविटेशनल वेव्स (एनएएनओजीआरएवी) द्वारा भारतीय पल्सर टाइमिंग एरे (आईएनपीटीए) सहित 190 से अधिक वैज्ञानिकों के साथ किए गए 15 वर्षों के अवलोकन से आए हैं। जिसमें यूजीएमआरटी का उपयोग किया गया। भारतीय दूरबीन का उपयोग सिग्नल को इकट्ठा करने और सही करने और सिग्नल की सटीकता को बढ़ाने के लिए किया गया था ताकि यह ब्रह्मांड के “गुनगुनाहट” की पुष्टि कर सके, जैसा कि उनके यूरोपीय समकक्षों द्वारा पता लगाया गया था।
पल्सर टाइमिंग ऐरे का पहला प्रयोग 2002 में शुरू हुआ और InPTA 2016 में शामिल हुआ। InPTA प्रयोग में NCRA (पुणे), TIFR (मुंबई), IIT (रुड़की), IISER (भोपाल), IIT (हैदराबाद), IMSc के शोधकर्ता शामिल हैं। (चेन्नई) और आरआरआई (बेंगलुरु) कुमामोटो विश्वविद्यालय, जापान के अपने सहयोगियों के साथ।
गुरुत्वाकर्षण तरंगों को पहली बार 1916 में आइंस्टीन द्वारा प्रस्तावित किया गया था, लेकिन लगभग 100 साल बाद तक इसका प्रत्यक्ष रूप से पता नहीं लगाया गया था, जब 2016 में नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित एलआईजीओ ने दूर से टकराने वाले ब्लैक होल की एक जोड़ी से तरंगों को उठाया था। हालाँकि, LIGO ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया जो NANOGrav द्वारा पंजीकृत तरंगों की तुलना में बहुत अधिक आवृत्ति वाली थीं।
एनसीआरए-टीआईएफआर, पुणे के भाल चंद्र जोशी, जिन्होंने पिछले दशक के दौरान इनपीटीए सहयोग की स्थापना की थी, ने कहा, “आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण तरंगें इन रेडियो फ्लैश के आगमन के समय को बदल देती हैं और इस तरह पल्सर की मापी गई टिकों को प्रभावित करती हैं जिन्हें भी कहा जाता है। हमारी ब्रह्मांडीय घड़ियाँ। लेकिन अभी तक इस बदलाव का कोई पता नहीं चला था. ये परिवर्तन इतने छोटे हैं कि खगोलविदों को इन परिवर्तनों को अन्य गड़बड़ी से अलग करने के लिए उन्नत जीएमआरटी जैसे संवेदनशील दूरबीनों और रेडियो पल्सर के संग्रह की आवश्यकता है। इस सिग्नल की धीमी भिन्नता का मतलब है कि इन मायावी नैनो-हर्ट्ज़ गुरुत्वाकर्षण तरंगों को खोजने में दशकों लग जाते हैं।
पल्सर टाइमिंग ऐरे का पहला प्रयोग 2002 में शुरू हुआ और InPTA 2016 में शामिल हुआ। InPTA प्रयोग में NCRA (पुणे), TIFR (मुंबई), IIT (रुड़की), IISER (भोपाल), IIT (हैदराबाद), IMSc के शोधकर्ता शामिल हैं। (चेन्नई) और आरआरआई (बेंगलुरु) कुमामोटो विश्वविद्यालय, जापान के अपने सहयोगियों के साथ।
घटना के बारे में बताते हुए, भोपाल स्थित भारतीय विज्ञान शिक्षा और अनुसंधान संस्थान के सहायक प्रोफेसर मयूरेश सुर्निस ने कहा, “यदि आप जीडब्ल्यू को ध्वनि में परिवर्तित करते हैं, तो पता चला पृष्ठभूमि को हम कहा जा सकता है। पृष्ठभूमि कई स्रोतों के कारण जीडब्ल्यू के सुपरइम्पोज़िशन द्वारा बनाई गई है जो सुपरमैसिव ब्लैक होल बायनेरिज़ हैं। एक बार जब हम डेटा का और अधिक विश्लेषण करेंगे तो हम बता पाएंगे कि वे किस प्रकार के ब्लैकहोल थे। हमने कम आवृत्ति में GW का पता लगाया है और LIGO ने उच्च आवृत्ति में ऐसा किया है। इसलिए हम GWaves के संपूर्ण स्पेक्ट्रम को खोजने का प्रयास कर रहे हैं।
यूजीएमआरटी का संचालन करने वाले नेशनल सेंटर फॉर रेडियो एस्ट्रोफिजिक्स (एनसीआरए), पुणे के केंद्र निदेशक, यशवंत गुप्ता ने कहा, “गुरुत्वाकर्षण तरंग खगोल विज्ञान पर चल रहे अंतरराष्ट्रीय प्रयासों के लिए हमारे यूजीएमआरटी डेटा का उपयोग करना शानदार है। यूरोपीय पीटीए के वैज्ञानिकों ने इनपीटीए के इंडो-जापानी सहयोगियों के सहयोग से दुनिया के छह सबसे बड़े रेडियो दूरबीनों के साथ 25 वर्षों में एकत्र किए गए पल्सर डेटा के विश्लेषण के विस्तृत परिणामों की रिपोर्ट दी है। इसमें अद्वितीय निम्न रेडियो फ़्रीक्वेंसी रेंज और भारत के सबसे बड़े रेडियो टेलीस्कोप – यूजीएमआरटी के लचीलेपन का उपयोग करके एकत्र किया गया तीन साल से अधिक का बहुत संवेदनशील डेटा शामिल है।”
उन्होंने आगे कहा, “हम पल्सर (मृत तारे) से जो सिग्नल निकालने की कोशिश कर रहे हैं वह बहुत हल्का है। जब सिग्नल किसी आकाशगंगा के माध्यम से गुजरता है तो वह विकृत हो जाता है। इस सिग्नल को ठीक करने के लिए GMRT जैसे कम आवृत्ति वाले टेलीस्कोप की आवश्यकता होती है। एक बार जब सिग्नल साफ़ हो जाता है, तो सिग्नल की सटीकता बढ़ जाती है, जिससे जीएमआरटी का उपयोग करने वाले वैज्ञानिकों को कम आवृत्ति वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने में मदद मिलती है जो इसका कारण बनती हैं।

संक्षेप में खोज:

Q. गुरुत्वाकर्षण तरंगें कहाँ से आती हैं?

* लगभग सभी आकाशगंगाओं में सुपरमैसिव ब्लैक होल का वजन सूर्य के द्रव्यमान से कई मिलियन से कई अरब गुना अधिक होता है। जब आकाशगंगाएँ विलीन होती हैं, तो लंबे सर्पिल नृत्य के बाद ब्लैक होल के भी विलीन होने की उम्मीद होती है। विलयित ब्लैक होल गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्सर्जित करते हैं

प्र. गुंजन क्या है?

* जब ब्लैक होल पूरे ब्रह्मांड में और हर दिशा में विलीन हो जाते हैं, तो ये तरंगें ओवरलैप हो जाती हैं और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की पृष्ठभूमि गुंजन बनाती हैं। इस थिरकती गुंजन को स्टोकेस्टिक गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि कहा जाता है

प्र. पल्सर क्या हैं?

* पल्सर तेजी से घूमने वाले कॉम्पैक्ट मृत तारे हैं जो अपने ध्रुवों से रेडियो प्रकाश की उज्ज्वल किरणें उत्सर्जित करते हैं

प्र. पल्सर समय सारणी

कुछ मिलीसेकंड पल्सर एक सेकंड में बिना एक भी धड़कन गँवाए 100 बार घूमते हैं। वैज्ञानिक सटीक समय रखने के लिए मिलीसेकंड पल्सर की एक श्रृंखला का निरीक्षण करते हैं। इसलिए, प्रयोग को पल्सर टाइमिंग ऐरे कहा जाता है। गुरुत्वाकर्षण तरंगें पल्सर के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, अंतरिक्ष-समय को खींचती और निचोड़ती हैं जिससे पृथ्वी पर पल्सर के आगमन के समय में परिवर्तन होता है।

प्र. आगे क्या?

वर्तमान संकेतों की प्रकृति की गहरी समझ। आकाशगंगा के केंद्र में अलग-अलग विलय वाली बायनेरिज़ का पता लगाना। व्यक्तिगत बायनेरिज़ का पता लगाने के साथ, हम इन विलयों की दूरियों का पता लगाने में सक्षम होंगे, और प्रारंभिक युग में ब्रह्मांड की विस्तार दर की भविष्यवाणी कर सकेंगे।