आकाश की नई तस्वीर: यूक्लिड ने लाखों ब्रह्मांडीय सुराग खोजे।

आसान शब्दों में

यूक्लिड दूरबीन ने करोड़ों आकाशगंगाओं और दूसरी खगोलीय वस्तुओं की तस्वीरें और जानकारी जुटाई है। इनसे वैज्ञानिक समझ सकेंगे कि आकाशगंगाएँ अंतरिक्ष में कैसे फैली हैं और अदृश्य पदार्थ का असर कहाँ दिखाई देता है। यह अभी ब्रह्मांड का पूरा नक्शा नहीं है, बल्कि आगे की खोजों के लिए बहुत बड़ा आधार है।

खूबसूरत तस्वीरों से कहीं बड़ा आकाश सर्वेक्षण

यूरोपीय अंतरिक्ष दूरबीन यूक्लिड ने अपने आँकड़ों का एक बड़ा संग्रह जारी किया है। इससे उसका काम आकाश के कुछ सीमित हिस्सों की तस्वीरें लेने से आगे बढ़कर ब्रह्मांड के कहीं व्यापक सर्वेक्षण तक पहुँच गया है। इस जानकारी का महत्व सिर्फ तस्वीरों की संख्या में नहीं है। वैज्ञानिक अब बड़ी तादाद में आकाशगंगाओं की तुलना कर सकते हैं, उनके समूहों को पहचान सकते हैं और देख सकते हैं कि दूर की वस्तुओं से आने वाला प्रकाश गुरुत्वाकर्षण के कारण किस तरह मुड़ता या बिगड़ता है। इन तुलनाओं से ब्रह्मांड में पदार्थ के फैलाव और उसके इतिहास की अधिक विस्तृत तस्वीर सामने आ सकती है।

खूबसूरत तस्वीरों से आगे का विशाल सर्वेक्षण

यूक्लिड की यात्रा जुलाई 2023 में शुरू हुई। इस दूरबीन में दृश्य प्रकाश की तस्वीर लेने वाला कैमरा लगा है, जिसकी क्षमता लगभग 600 मेगापिक्सेल है। इस कैमरे की मदद से उसने करीब 1 अरब खगोलीय वस्तुओं को दर्ज किया है। इनमें 900 मिलियन से अधिक आकाशगंगाएँ और लगभग 60 मिलियन ऐसी वस्तुएँ शामिल हैं जिन्हें क्वासर होने का संभावित उम्मीदवार माना गया है। क्वासर आकाशगंगा के बेहद चमकीले केंद्र होते हैं। उनकी रोशनी उस अत्यधिक गर्म गैस से जुड़ी होती है जो आकाशगंगा के केंद्र में मौजूद विशालकाय ब्लैक होल की ओर तेजी से बढ़ती है।

ये आँकड़े बहुत बड़े सर्वेक्षण का नतीजा हैं, लेकिन इसका यह अर्थ नहीं कि हर वस्तु को बारीकी से समझ लिया गया है या उसकी पहचान पक्की हो चुकी है। संभावित क्वासर माने गए पिंडों की जाँच और अध्ययन अभी बाकी है। इसी तरह, तस्वीर में किसी आकाशगंगा का दिखना भर उसके इतिहास या ब्रह्मांड की संरचना में उसकी सटीक जगह के बारे में सब कुछ नहीं बताता। सर्वेक्षण का वैज्ञानिक महत्व तब सामने आता है जब वैज्ञानिक अलग-अलग मापों को साथ रखकर जाँचते हैं और बहुत बड़े क्षेत्र में आकाशगंगाओं के आकार, चमक और फैलाव की तुलना करते हैं।

इस अभियान में जुटाए गए आँकड़ों का कुल आकार 1.7 मिलियन गीगाबाइट से अधिक है। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी की विज्ञान निदेशक कैरोल मोंडेल ने इसे अपनी तरह का विशाल अंतरिक्ष सर्वेक्षण बताया है, जो खगोल विज्ञान में खोज के नए रास्ते खोलता है। आँकड़ों की इस विशाल मात्रा का व्यावहारिक अर्थ यह है कि वैज्ञानिकों के पास विश्लेषण के लिए बहुत समृद्ध सामग्री है—सिर्फ चुनी हुई आकर्षक तस्वीरों का संग्रह नहीं। सर्वेक्षण जितना बड़ा होगा, उतनी ही बड़ी संख्या में वस्तुओं के नमूनों की जाँच और आकाश के अलग-अलग हिस्सों की एक ही ढाँचे में तुलना की जा सकेगी।

जब गुरुत्वाकर्षण बनता है ब्रह्मांड का लेंस

यूक्लिड के आँकड़ों की एक खास उपयोगिता उस घटना से जुड़ी है जिसे गुरुत्वीय लेंसिंग कहा जाता है। जब किसी दूर की आकाशगंगा का प्रकाश हम तक आते समय किसी भारी वस्तु के पास से गुजरता है, तो उस वस्तु का गुरुत्वाकर्षण प्रकाश का रास्ता मोड़ देता है। अगर पास की वस्तु, पीछे की आकाशगंगा और देखने वाला एक सीध में हों, तो आकाशगंगा की रोशनी ज्यादा चमकीली दिख सकती है या उसकी छवि खिंची हुई और विकृत नजर आ सकती है। इस तरह प्रकृति का यह लेंस ऐसी वस्तु को दिखाने में मदद कर सकता है जो इसके बिना बहुत धुंधली होती या जिसे देखना मुश्किल होता।

ऐसा सही मेल हर जगह नहीं बनता। इसीलिए गुरुत्वीय लेंसिंग के मजबूत उदाहरण बड़े सर्वेक्षण में भी दुर्लभ होते हैं। फिर भी यूक्लिड ने मजबूत लेंसिंग के करीब 15,000 संभावित उदाहरण दर्ज किए हैं। यहाँ ‘संभावित’ शब्द अहम है: यह संख्या उन मामलों की है जिनकी आगे जाँच की जानी चाहिए, न कि उन सभी की जिनकी पुष्टि अंतिम रूप से हो चुकी है। इतने बड़े संग्रह से खगोलविद उन उदाहरणों को चुन सकते हैं जो सबसे अधिक उपयोगी लगते हैं, और फिर उनका बारीकी से अध्ययन कर सकते हैं।

लेंसिंग से फायदा केवल दूर की वस्तुओं को बेहतर देख पाने तक सीमित नहीं है। पीछे की आकाशगंगा के प्रकाश में आया बदलाव उस गुरुत्वाकर्षण के बारे में जानकारी देता है जिसके असर से प्रकाश का रास्ता मुड़ा। इससे हमारे और उस आकाशगंगा के बीच मौजूद संरचना में कुल पदार्थ का फैलाव समझने में मदद मिल सकती है। वैज्ञानिक ऐसे संकेतों का इस्तेमाल अदृश्य पदार्थ का अध्ययन करने में भी कर सकते हैं। इस पदार्थ को आम तौर पर सीधे नहीं देखा जा सकता, लेकिन उसके गुरुत्वाकर्षण के असर से उसकी मौजूदगी का अंदाजा लगाया जाता है। इसलिए लेंसिंग की तस्वीरें उस चीज को समझने का जरिया बनती हैं जो खुद रोशनी में दिखाई नहीं देती।

ओहायो स्टेट यूनिवर्सिटी के खगोलविद स्कॉट गौडी के अनुसार, यूक्लिड से मिले संभावित उदाहरणों की बड़ी संख्या हैरान करने वाली है। वे दूरबीन के कार्यक्रम में शामिल नहीं हैं, लेकिन बताते हैं कि लेंसिंग से पैदा हुई विकृतियों का अध्ययन करके सामने मौजूद संरचनाओं में कुल पदार्थ की मात्रा आँकी जा सकती है। इसमें अदृश्य पदार्थ भी शामिल है। इन बदलावों को साफ देखने के लिए बहुत उच्च गुणवत्ता वाली तस्वीरें जरूरी हैं। पीछे की आकाशगंगा की छवि में मौजूद बारीकियाँ ही वैज्ञानिकों को गुरुत्वाकर्षण के असर को उसके मूल आकार से अलग पहचानने में मदद करती हैं।

यूक्लिड और रोमन: अलग तरीके, साझा लक्ष्य

गुरुत्वीय लेंसिंग का इस्तेमाल करने वाली यूक्लिड अकेली दूरबीन नहीं होगी। नैंसी ग्रेस रोमन अंतरिक्ष दूरबीन भी इस घटना की मदद से दूर की खगोलीय वस्तुओं की खोज करेगी। उसके उपकरण अवरक्त प्रकाश देखते हैं। दूसरी ओर, यूक्लिड का ध्यान दृश्य प्रकाश पर है और वह आकाश के बहुत बड़े क्षेत्र का सर्वेक्षण कर रही है। रोशनी के अलग-अलग हिस्सों को देखने और सर्वेक्षण के अलग तरीके अपनाने के कारण दोनों अभियान एक-दूसरे के पूरक हैं; एक का काम दूसरे की साधारण नकल नहीं है।

गौडी के मुताबिक, यूक्लिड आकाश के अधिक से अधिक क्षेत्र को देखने पर जोर देती है। रोमन दूरबीन इसके बजाय एक ही इलाके की तस्वीरें दूरबीन को अलग-अलग कोणों पर घुमाकर और कई फ़िल्टरों के जरिए बार-बार लेगी। इस अंतर से वैज्ञानिक यूक्लिड के बड़े नमूने को रोमन द्वारा चुने हुए इलाकों के अधिक नियंत्रित और विस्तृत अध्ययन के साथ जोड़ सकेंगे। जब खगोलविद एक अभियान के व्यापक नतीजों को दूसरे अभियान के बारीक आँकड़ों से परखते हैं, तो वे जाँच सकते हैं कि निष्कर्ष कितने भरोसेमंद हैं। उन्हें केवल एक तरह के अवलोकन पर निर्भर नहीं रहना पड़ता।

यह तुलना अदृश्य पदार्थ और अदृश्य ऊर्जा से जुड़े सवालों के लिए अहम है। ये दोनों विषय ब्रह्मांड को समझने में केंद्रीय स्थान रखते हैं। लेकिन यहाँ बताए गए आँकड़े इन सवालों का अंतिम जवाब नहीं देते। वे ऐसे औजार और नमूने उपलब्ध कराते हैं जिनसे इनके बारे में बनी धारणाओं की जाँच की जा सकती है। मुड़े हुए प्रकाश, आकाशगंगाओं के फैलाव और दृश्य तथा अवरक्त रोशनी में दिखाई देने वाले फर्क का अध्ययन वैज्ञानिकों को नए संकेत दे सकता है और उनके निष्कर्षों की सीमाएँ बेहतर ढंग से तय करने में मदद कर सकता है।

आकाशगंगा समूहों से ब्रह्मांड के त्रि-आयामी नक्शे तक

नए आँकड़ों में आकाशगंगा समूहों के बारे में भी काफी जानकारी है। ये ऐसे बड़े ब्रह्मांडीय ढाँचे हैं जिनमें कई आकाशगंगाएँ एक-दूसरे के पास जमा होती हैं। इन आकाशगंगाओं की जगह और उनके समूहों में बँटने के तरीके की तुलना से वैज्ञानिक जान सकते हैं कि ब्रह्मांड में पदार्थ किस तरह व्यवस्थित हुआ है। ऐसे समूहों का अध्ययन करके वे महाविस्फोट के बाद शुरुआती संरचनाओं के बनने और बढ़ने के बारे में अपनी धारणाओं को परख सकते हैं। इसके लिए केवल किसी एक आकाशगंगा को देखना काफी नहीं; बहुत सी आकाशगंगाओं के बीच के संबंधों को भी समझना पड़ता है।

यूक्लिड का एक उद्देश्य खगोलविदों को यह तय करने में मदद देना है कि आकाशगंगाएँ एक-दूसरे के मुकाबले कहाँ स्थित हैं। अगर यह काम इतने बड़े पैमाने पर पूरा हुआ, तो ब्रह्मांड का बहुत व्यापक त्रि-आयामी नक्शा बनाया जा सकेगा। यह नक्शा आकाश की सपाट तस्वीर भर नहीं होगा। इसमें दूरियों और वस्तुओं के आपसी स्थानों को शामिल करने से यह भी समझा जा सकेगा कि आकाशगंगाएँ अंतरिक्ष की गहराई में किस तरह फैली हैं। इस तरह आँकड़े हमें दिखाई देने वाले आकाश और उसमें फैली वास्तविक ब्रह्मांडीय संरचना के बीच संबंध जोड़ने में मदद करेंगे।

सर्वेक्षण का बड़ा क्षेत्र इसलिए भी महत्वपूर्ण है कि पुराने और दुर्लभ आकाशगंगा समूह आकाश के किसी छोटे हिस्से में जरूरी नहीं कि दिखाई दें। फ्रांस की जोसेफ-लुई लाग्रांज प्रयोगशाला की खगोलभौतिकीविद् बारबरा सार्तोरिस बताती हैं कि दूर अतीत में झाँकने और बहुत बड़े क्षेत्र को देखने का मेल ऐसे पुराने आकाशगंगा समूहों के नमूने जुटा सकता है जो पहले इस पैमाने पर उपलब्ध नहीं थे। आने वाले महीनों में इनका अध्ययन करके यह समझने की कोशिश की जाएगी कि ये समूह कैसे बढ़े और वे ब्रह्मांड के अदृश्य घटकों के बारे में क्या बता सकते हैं।

समूहों को ‘पुराना’ कहने का मतलब यह नहीं कि दूरबीन किसी रूपक के सहारे अतीत देख रही है। ब्रह्मांड में दूर की वस्तुओं से प्रकाश को हम तक पहुँचने में समय लगता है, इसलिए उनकी तस्वीरें हम तक उनके इतिहास के पहले के दौर की झलक लेकर पहुँचती हैं। जब यूक्लिड दूर की वस्तुओं के साथ-साथ आकाश के बड़े क्षेत्रों को भी देखती है, तो वैज्ञानिक ऐसे पुराने दृश्यों के बड़े नमूने जुटाकर उनकी तुलना कर सकते हैं। इस अभियान में दो अहम बातें एक साथ आती हैं: ब्रह्मांड के पुराने समय को देखना और कुछ ही लक्ष्यों के बजाय बहुत बड़े क्षेत्रों का अध्ययन करना।

आँकड़ों की यह खेप बदलाव की शुरुआत क्यों है?

इस कदम का महत्व यह नहीं कि यूक्लिड ने अकेले ही ब्रह्मांड के सारे रहस्य खोज लिए हैं। असली बात यह है कि उसने अवलोकनों का इतना बड़ा आधार दिया है जिस पर कई तरह के अध्ययन किए जा सकते हैं। बहुत सी आकाशगंगाओं से उनके आकार और समूहों का अध्ययन होगा; लेंसिंग के संभावित उदाहरणों में से मजबूत मामलों को चुनकर उनका विश्लेषण किया जा सकेगा; और आकाशगंगा समूहों से ब्रह्मांडीय संरचनाओं के विकास को समझा जा सकेगा। हर रास्ते पर अलग से जाँच जरूरी है, लेकिन एक ही सर्वेक्षण में इन सबका होना अलग-अलग घटनाओं को बड़ी तस्वीर में देखने का मौका देता है।

मापों की इतनी बड़ी मात्रा अपने साथ एक पद्धतिगत चुनौती भी लाती है। संभावित उदाहरणों को छाँटना होगा, तस्वीरों की गुणवत्ता जाँचनी होगी और किसी व्याख्या को पक्का नतीजा मानने से पहले उसकी पुष्टि करनी होगी। लेंसिंग के करीब 15,000 संभावित मामलों और लगभग 60 मिलियन संभावित क्वासरों की संख्या इस बात को साफ दिखाती है। इतने बड़े आँकड़े शोध के नए अवसर देते हैं, लेकिन वैज्ञानिक काम को अपने आप पूरा नहीं कर देते। वर्गीकरण, विश्लेषण और तुलना के बिना अवलोकनों को भरोसेमंद ज्ञान में बदलना संभव नहीं है।

इसलिए आँकड़ों के जारी होने को खोज की पूरी हो चुकी कहानी का अंत नहीं, बल्कि नए सवालों की शुरुआत समझना बेहतर है। आकाशगंगाओं, समूहों और गुरुत्वीय लेंसिंग से मिली जानकारी पर आने वाले महीनों और वर्षों में अध्ययन होगा। इससे वैज्ञानिकों को पदार्थ के फैलाव और ब्रह्मांडीय समूहों के विकास को बेहतर समझने में मदद मिल सकती है। यूक्लिड और रोमन का साथ शोधकर्ताओं को उलझे हुए सवालों को दो अलग तरीकों से देखने का अवसर देता है, जबकि दोनों अभियानों के अपने-अपने लक्ष्य और काम करने के तरीके बने रहते हैं।

निष्कर्ष

जुलाई 2023 में प्रक्षेपित यूक्लिड ने दृश्य प्रकाश की तस्वीर लेने वाले लगभग 600 मेगापिक्सेल के कैमरे से अवलोकनों का विशाल संग्रह तैयार किया है। इसमें करीब 1 अरब खगोलीय वस्तुएँ हैं, जिनमें 900 मिलियन से अधिक आकाशगंगाएँ और लगभग 60 मिलियन संभावित क्वासर शामिल हैं। आँकड़ों का आकार 1.7 मिलियन गीगाबाइट से अधिक है। इस सर्वेक्षण से मजबूत गुरुत्वीय लेंसिंग के करीब 15,000 संभावित उदाहरण मिले हैं और आकाशगंगा समूहों के अध्ययन के लिए भी बहुत बड़ी सामग्री उपलब्ध हुई है।

इस संग्रह की असली अहमियत उन बातों में है जिन्हें इससे आगे चलकर समझा जा सकता है: आकाशगंगाएँ कैसे समूह बनाती हैं, आकाशगंगा समूह कैसे बढ़ते हैं और मुड़ा हुआ प्रकाश अदृश्य पदार्थ के बारे में क्या बताता है। यूक्लिड दृश्य प्रकाश देखती है, जबकि रोमन अवरक्त रोशनी पर ध्यान देकर चुने हुए इलाकों की तस्वीरें दोबारा लेगी। दोनों के अलग-अलग तरीके खगोलविदों को एक ही सवालों की जाँच अलग, लेकिन एक-दूसरे को पूरा करने वाले नजरियों से करने देंगे। यह ब्रह्मांड का त्रि-आयामी नक्शा बनाने की दिशा में बड़ा कदम है, और साथ ही विशाल अवलोकनों को अधिक गहरी समझ में बदलने वाले लंबे काम की शुरुआत भी।