अब तक का सबसे शक्तिशाली अंतरिक्ष टेलीस्कोप ब्रह्मांड के अंधकार युग को देखेगा

कुछ लोगों ने नासा के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप को "दूरबीन जिसने खगोल विज्ञान को खा लिया।” यह है सबसे शक्तिशाली अंतरिक्ष दूरबीन अब तक निर्मित और यांत्रिक ओरिगेमी का एक जटिल टुकड़ा जिसने मानव इंजीनियरिंग की सीमाओं को आगे बढ़ाया है। 18 दिसंबर, 2021 को, वर्षों की देरी और अरबों डॉलर की लागत बढ़ने के बाद, दूरबीन को बंद कर दिया गया। कक्षा में लॉन्च करने के लिए निर्धारित और खगोल विज्ञान के अगले युग की शुरूआत।

मैं ए खगोल विज्ञानी अवलोकन ब्रह्मांड विज्ञान में विशेषज्ञता के साथ-मैं 30 वर्षों से दूर की आकाशगंगाओं का अध्ययन कर रहा हूं। ब्रह्मांड के बारे में कुछ सबसे बड़े अनुत्तरित प्रश्न बिग बैंग के ठीक बाद के शुरुआती वर्षों से संबंधित हैं। पहले तारे और आकाशगंगाएँ कब बनीं? सबसे पहले कौन आया और क्यों? मैं अविश्वसनीय रूप से उत्साहित हूं कि खगोलविद जल्द ही इस कहानी का खुलासा कर सकते हैं कि आकाशगंगाओं की शुरुआत कैसे हुई क्योंकि जेम्स वेब को विशेष रूप से इन्हीं सवालों के जवाब देने के लिए बनाया गया था।

ब्रह्मांड का 'अंधकार युग'

उत्कृष्ट साक्ष्य से पता चलता है कि ब्रह्मांड की शुरुआत एक घटना से हुई थी जिसे कहा जाता है बड़ा धमाका 13.8 अरब वर्ष पहले, जिसने इसे अति-गर्म, अति-सघन अवस्था में छोड़ दिया था। बिग बैंग के तुरंत बाद ब्रह्मांड का विस्तार होना शुरू हो गया, और ऐसा होते-होते वह ठंडा हो गया। बिग बैंग के एक सेकंड बाद, ब्रह्मांड अविश्वसनीय 18 अरब डिग्री फ़ारेनहाइट (10 अरब डिग्री सेल्सियस) के औसत तापमान के साथ सौ ट्रिलियन मील चौड़ा था। बिग बैंग के लगभग 400,000 वर्ष बाद, ब्रह्मांड 10 मिलियन प्रकाश वर्ष चौड़ा था और तापमान ठंडा हो गया था 5,500 डिग्री फ़ारेनहाइट (3,000 डिग्री सेल्सियस) तक। यदि इस समय कोई इसे देखने के लिए वहां होता, तो ब्रह्मांड एक विशाल ताप दीपक की तरह फीके लाल रंग में चमक रहा होता।

इस पूरे समय में, अंतरिक्ष उच्च ऊर्जा कणों, विकिरण, हाइड्रोजन और हीलियम के चिकने सूप से भरा हुआ था। कोई ढांचा नहीं था. जैसे-जैसे विस्तारित ब्रह्मांड बड़ा और ठंडा होता गया, सूप पतला होता गया और सब कुछ काला हो गया। यह वह शुरुआत थी जिसे खगोलशास्त्री कहते हैं आदिम युग ब्रह्माण्ड का।

अंधकार युग का सूप था पूर्णतया एक समान नहीं और गुरुत्वाकर्षण के कारण, गैस के छोटे-छोटे क्षेत्र आपस में टकराने लगे और अधिक घने हो गए। चिकना ब्रह्मांड ढेलेदार हो गया और सघन गैस के ये छोटे-छोटे गुच्छे सितारों, आकाशगंगाओं और ब्रह्मांड में बाकी सभी चीजों के अंतिम निर्माण के लिए बीज बन गए।

हालाँकि देखने के लिए कुछ भी नहीं था, अंधकार युग ब्रह्मांड के विकास में एक महत्वपूर्ण चरण था।

पहली रोशनी की तलाश है

अंधकार युग तब समाप्त हुआ जब गुरुत्वाकर्षण ने पहले सितारों और आकाशगंगाओं का निर्माण किया जो अंततः पहली रोशनी उत्सर्जित करने लगे। हालाँकि खगोलशास्त्रियों को यह नहीं पता कि पहली रोशनी कब हुई थी, लेकिन सबसे अच्छा अनुमान यही है कि ऐसा हुआ था कई सौ मिलियन वर्ष बिग बैंग के बाद. खगोलशास्त्री यह भी नहीं जानते कि तारे पहले बने या आकाशगंगाएँ।

वर्तमान सिद्धांत डार्क मैटर के प्रभुत्व वाले ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण कैसे संरचना बनाता है, इसके आधार पर पता चलता है कि छोटी वस्तुएं - जैसे तारे और तारा समूह - पहले बनीं और फिर बाद में बौनी आकाशगंगाओं और फिर मिल्की वे जैसी बड़ी आकाशगंगाओं में विकसित हुईं। ब्रह्मांड के ये पहले तारे आज के तारों की तुलना में चरम वस्तुएं थे। वह थे एक लाख गुना उज्जवल लेकिन वे बहुत कम जीवन जीते थे। वे बहुत तेज़ और तेज़ जले और जब वे मर गए, तो वे पीछे छूट गए काला छेद सूर्य के द्रव्यमान का सौ गुना तक, जो हो सकता है आकाशगंगा निर्माण के लिए बीज के रूप में कार्य किया.

खगोलविद ब्रह्मांड के इस आकर्षक और महत्वपूर्ण युग का अध्ययन करना पसंद करेंगे, लेकिन पहली रोशनी का पता लगाना अविश्वसनीय रूप से चुनौतीपूर्ण है। आज की विशाल, चमकीली आकाशगंगाओं की तुलना में, पहले पिंड बहुत छोटे थे और ब्रह्मांड के निरंतर विस्तार के कारण, वे अब पृथ्वी से दसियों अरब प्रकाश वर्ष दूर हैं। इसके अलावा, शुरुआती तारे अपने निर्माण के बाद बची हुई गैस से घिरे हुए थे और यह गैस कोहरे की तरह काम करती थी जो अधिकांश प्रकाश को अवशोषित कर लेती थी। इसमें कई सौ मिलियन वर्ष लगे कोहरे को दूर करने के लिए विकिरण. पृथ्वी पर पहुँचने तक यह प्रारंभिक प्रकाश बहुत क्षीण हो जाता है।

लेकिन यह एकमात्र चुनौती नहीं है.

जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार होता है, यह इसके माध्यम से यात्रा करने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को लगातार बढ़ाता है। यह कहा जाता है लाल विचलन क्योंकि यह छोटी तरंग दैर्ध्य जैसे नीली या सफेद रोशनी के प्रकाश को लाल या अवरक्त प्रकाश जैसी लंबी तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित कर देता है। हालाँकि यह एक आदर्श सादृश्य नहीं है, यह उसी के समान है कि जब कोई कार आपके पास से गुजरती है, तो उससे निकलने वाली किसी भी ध्वनि की पिच काफ़ी कम हो जाती है।

13 अरब वर्ष पहले किसी प्रारंभिक तारे या आकाशगंगा द्वारा उत्सर्जित प्रकाश जब तक पृथ्वी पर किसी दूरबीन तक पहुंचता है, तब तक ब्रह्मांड के विस्तार के कारण यह 10 गुना बढ़ चुका होता है। यह अवरक्त प्रकाश के रूप में आता है, जिसका अर्थ है कि इसकी तरंग दैर्ध्य लाल प्रकाश की तुलना में अधिक लंबी है। पहली रोशनी देखने के लिए, आपको इन्फ्रारेड रोशनी की तलाश करनी होगी।

टाइम मशीन के रूप में टेलीस्कोप

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप दर्ज करें।

टेलीस्कोप टाइम मशीन की तरह हैं। यदि कोई वस्तु 10,000 प्रकाश वर्ष दूर है, तो इसका मतलब है कि प्रकाश को पृथ्वी तक पहुँचने में 10,000 वर्ष लगते हैं। तो खगोलशास्त्री अंतरिक्ष में जितना आगे देखते हैं, उतना ही हम समय में और पीछे देख रहे हैं.

इंजीनियर्स अनुकूलित जेम्स वेब विशेष रूप से आरंभिक तारों या आकाशगंगाओं की धुंधली अवरक्त रोशनी का पता लगाने के लिए। हबल स्पेस टेलीस्कोप की तुलना में, जेम्स वेब के कैमरे का दृश्य क्षेत्र 15 गुना अधिक है, छह गुना अधिक प्रकाश एकत्र करता है, और इसके सेंसर को अवरक्त प्रकाश के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील बनाया गया है।

रणनीति यह होगी लंबे समय तक आकाश के एक हिस्से को गहराई से देखते रहें, सबसे दूर और सबसे पुरानी आकाशगंगाओं से यथासंभव प्रकाश और जानकारी एकत्र करना। इस डेटा के साथ, यह उत्तर देना संभव हो सकता है कि अंधकार युग कब और कैसे समाप्त हुआ, लेकिन कई अन्य महत्वपूर्ण खोजें की जानी बाकी हैं। उदाहरण के तौर पर इस कहानी से पर्दा भी उठ सकता है डार्क मैटर की प्रकृति को समझाने में मदद करें, पदार्थ का रहस्यमय रूप जिसके बारे में बनता है ब्रह्माण्ड के द्रव्यमान का 80 प्रतिशत.

जेम्स वेब है तकनीकी रूप से सबसे कठिन मिशन नासा ने कभी प्रयास किया है. लेकिन मुझे लगता है कि जिन वैज्ञानिक सवालों के जवाब देने में यह मदद कर सकता है, उनका हर प्रयास सार्थक होगा। मैं और अन्य खगोलशास्त्री 2022 में किसी समय डेटा वापस आना शुरू होने का उत्साहपूर्वक इंतजार कर रहे हैं।

इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.

छवि क्रेडिट: हबल डीप फील्ड/ नासा

स्रोत: https://singularityhub.com/2021/10/24/the-most-powerful-space-telescope-ever-build-will-look-back-in-time-to-the-dark-ages-of- जगत/