భౌతిక శాస్త్రంలో ముగ్గురు శాస్త్రవేత్తలకు నోబెల్

తన సాపేక్ష సిద్ధాంతంలో భాగంగా ఈ గురుత్వ తరంగాల గురించి వందేళ్ల కిందటే ప్రఖ్యాత శాస్త్రవేత్త అల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ ప్రతిపాదించారు. కృష్ణ బిలాలు ఒకదానికి మరొకటి ఢీకొనడం వంటి పరిణామాలు జరగడం వల్ల ఇవి ఏర్పడతాయని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు. 2015లోనే వీటిని తొలిసారిగా గుర్తించినప్పటికీ 2016 ఫిబ్రవరిలో ప్రకటించారు. వీటిని గుర్తించేందుకు యూఎస్‌లోని కాలిఫోర్నియా ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో లేజర్ ఇంటర్ ఫెరోమీటర్ గ్రావిటేషనల్ వేవ్ అబ్జర్వేటరీ (లిగో)ను థోర్న్, వీస్ సంయుక్తంగా అభివృద్ధి చేశారు. ఆ తర్వాత బారిష్ ఈ ప్రాజెక్టుకు తుది రూపునిచ్చారు. దాదాపు 130 కోట్ల కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఏర్పడ్డ గురుత్వ తరంగాలను వీరు తొలిసారిగా ప్రత్యక్షంగా గుర్తించగలిగారు.

‘ఈ తరంగాలు భూమికి చేరేసరికి చాలా బలహీనమైపోతాయి. అయినా వాటిని గుర్తించడం ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రంలో ఓ సంచలనం’ అని స్వీడిష్ రాయల్ అకాడమీ ఆఫ్ సెన్సైస్ హెడ్ గోరాన్ హన్సన్ అన్నారు. ఈ అంతు చిక్కని తరంగాలను 2015 నుంచి ఇప్పటి వరకు 4 సార్లు గుర్తించగలిగారు. రెండు సార్లు ‘లిగో’ ను, ఇంకోసారి ఇటలీలో యురోపియన్ గ్రావి టేషనల్ అబ్జర్వేటరీ (విర్గో)ను ఉపయోగించారు. కృష్ణ బిలాలు ఎటువంటి కాంతినీ వెదజల్లవు. వీటిని కేవలం గురుత్వ తరంగాల ఆధారంగానే గుర్తించే వీలు కలుగుతుంది.

గురుత్వ తరంగాలు అంటే ఏంటి..
ఈ గురుత్వ తరంగాలు విశ్వంలో ఎక్కడ పుట్టినా ఏ రకమైన పదార్థంతోనూ సంబంధం లేకుండా ప్రవహిస్తుంటాయి. పైగా చాలా సూక్ష్మంగా ఉంటాయి. దీంతో వీటిని గుర్తించడం చాలా కష్టం. వీటిని ప్రత్యక్షంగా గుర్తించలేమని ఐన్‌స్టీన్ లాంటి శాస్త్రవేత్తే వ్యాఖ్యానించారంటే పరిస్థితి అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఉదాహరణకు కృష్ణబిలాల జంటను తీసుకుందాం. స్పేస్‌టైమ్‌లో ఇవి సృష్టించే గురుత్వ తరంగాలు.. భూమ్మీద 10 లక్షల కిలోమీటర్ల దూరాన్ని పరమాణు స్థాయికి తగ్గించేంత చిన్నగా ఉంటాయి. అయితే సుమారు 1,380 కోట్ల ఏళ్ల కింద రెండు భారీ కృష్ణబిలాలు ఢీ కొనడంతో అతిపెద్ద గురుత్వ తరంగాలు ఏర్పడ్డాయి. ఈ తరంగాలు విశ్వంలో అన్నివైపులా ప్రయాణిస్తుండగా 2015లో అమెరికాలో ఏర్పాటు చేసిన లేజర్ ఇంటర్ ఫెరోమీటర్ గ్రావిటేషనల్ వేవ్ అబ్జర్వేటరీ (లిగో)లో శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు.

అంత ప్రాముఖ్యం ఎందుకు?
గురుత్వ తరంగాలను నేరుగా గుర్తించగలిగితే ఖగోళ శాస్త్రంలో ఎన్నో ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. సుదూర నక్షత్రాలు, పాలపుంతలు, కృష్ణ బిలాల తాలూకు వివరాలను ఆయా ఖగోళ వస్తువులు సృష్టించే గురుత్వ తరంగాల సైజును బట్టి నిర్ధారించవచ్చు. లిగో ద్వారా గుర్తించిన గురుత్వ తరంగాలు విశ్వం ఏర్పడ్డ తొలినాళ్లలో ఏర్పడినవి కాబట్టి.. వీటి ఆధారంగా విశ్వం విస్తరిస్తోందా.. ఎంత వేగంతో విస్తరిస్తోంది.. వంటి విషయాలను అర్థం చేసుకోవచ్చు.

ఎలా గుర్తించారు?
1974లో తొలిసారి ఈ గురుత్వ తరంగాలను పరోక్షంగా గుర్తించారు. ఒక న్యూట్రాన్ స్టార్ జంట ఓ భారీ ద్రవ్యరాశి చుట్టూ తిరుగుతూ.. క్రమేపీ చిన్నగా మారుతుండటం.. గురుత్వ తరంగాల ద్వారా కోల్పోయే శక్తికి తగ్గట్లు వాటి సైజు తగ్గుతుండటాన్ని శాస్త్రవేత్తలు గమనించారు. గురుత్వ తరంగాల ఉనికికి ఇది పరోక్ష నిదర్శనమని తెలిపిన ఈ ప్రయోగాలకు 1993లో నోబెల్ అవార్డు దక్కింది. ఆ తర్వాత అమెరికాలో లిగో పేరుతో, ఇటలీలో విర్గో పేరుతో గురుత్వ తరంగాలను గుర్తించేందుకు రెండు ప్రయోగశాలలు ఏర్పాటుచేశారు. సుదూర ప్రయాణంలో గురుత్వ తరంగాల్లో వచ్చే సూక్ష్మమైన మార్పులను గుర్తిస్తుంది. ఒక లేజర్ కిరణాన్ని రెండుగా విడగొట్టి.. రెండు వైపులకు పంపించడం.. ఆ వైపున ఉన్న అద్దాల ద్వారా వీటిని మళ్లీ ఒక చోట(రెండుగా విడగొట్టిన చోటు)కు చేర్చడం ఈ ప్రయోగంలో జరిగే తంతు. రెండు లేజర్ కిరణాలు ఏకమయ్యే చోట ఆ కాంతి తాలూకు తరంగాలను గుర్తిస్తారు. సాధారణ పరిస్థితుల్లో వ్యతిరేక దిశల్లో ప్రయాణించే లేజర్ కిరణాలు ఏకమై ఎలాంటి సంకేతాలను చూపవు. గురుత్వ తరంగాల సమక్షంలో మాత్రం కొంచెం తేడాలు వస్తాయి. ఈ తేడాల ఆధారంగా గురుత్వ తరంగాల ఉనికిని శాస్త్రవేత్తలు ప్రత్యక్షంగా నిర్ధారించారు.

గురుత్వ ప్రయోగాల వెనుక భారతీయులు
గురుత్వ తరంగాలను గుర్తించడంలో భారతీయ శాస్త్రవేత్తల కృషి కూడా ఉంది. గురుత్వ తరంగాలను గుర్తించేందుకు అధునాతనమైన ప్రయోగాలు నిర్వహించేందుకు ఉద్దేశించిన ‘ఇండిగో’ ప్రోగ్రాంలో బెంగళూరులోని ఇంటర్నేషనల్ సెంటర్ ఫర్ థియరిటికల్ సెన్సైస్‌కు చెందిన ప్రొఫెసర్ బాలా అయ్యర్ సాయమందించారు. ఐఐఎస్‌ఈఆర్- కోల్‌కతాకు చెందిన రాజేశ్ నాయక్, పుణేలోని ఇంటర్ యూనివర్సిటీ సెంటర్ ఫర్ ఆస్ట్రోనమీ, ఆస్ట్రోఫ్రిజిక్స్‌కు చెందిన సంజీవ్ దురంధర్ కూడా ఈ ప్రయోగాల్లో పాలుపంచుకున్నారు.