اب تک کی بنائی گئی سب سے طاقتور خلائی دوربین کائنات کے تاریک دور میں واپس نظر آئے گی۔

کچھ لوگوں نے ناسا کی جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ کو "دوربین جس نے فلکیات کو کھایا" یہ ہے سب سے طاقتور خلائی دوربین کبھی بنایا گیا اور مکینیکل اوریگامی کا ایک پیچیدہ ٹکڑا جس نے انسانی انجینئرنگ کی حدود کو دھکیل دیا ہے۔ 18 دسمبر 2021 کو، کئی سالوں کی تاخیر اور اربوں ڈالر کی لاگت کے بعد، دوربین مدار میں لانچ کرنے کا شیڈول اور فلکیات کے اگلے دور کا آغاز کریں۔

میں ایک ہوں astronomer مشاہداتی کاسمولوجی میں خصوصیت کے ساتھ — میں 30 سالوں سے دور دراز کی کہکشاؤں کا مطالعہ کر رہا ہوں۔ کائنات کے بارے میں کچھ سب سے بڑے جواب طلب سوالات کا تعلق بگ بینگ کے بعد کے ابتدائی سالوں سے ہے۔ پہلے ستارے اور کہکشائیں کب بنیں؟ کون سا پہلے آیا اور کیوں؟ میں ناقابل یقین حد تک پرجوش ہوں کہ ماہرین فلکیات جلد ہی اس کہانی سے پردہ اٹھا سکتے ہیں کہ کہکشائیں کیسے شروع ہوئیں کیونکہ جیمز ویب کو خاص طور پر انہی سوالات کے جوابات دینے کے لیے بنایا گیا تھا۔

کائنات کا 'تاریک دور'

بہترین شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ کائنات کا آغاز ایک واقعہ سے ہوا جسے کہا جاتا ہے۔ بگ بینگ 13.8 بلین سال پہلے، جس نے اسے انتہائی گرم، انتہائی گھنے حالت میں چھوڑ دیا۔ کائنات نے بگ بینگ کے فوراً بعد پھیلنا شروع کر دیا، جیسا کہ اس نے ٹھنڈا ہونا شروع کیا۔ بگ بینگ کے ایک سیکنڈ کے بعد، کائنات ایک سو ٹریلین میل کے فاصلے پر تھی جس کا اوسط درجہ حرارت ناقابل یقین 18 بلین ڈگری فارن ہائیٹ (10 بلین ڈگری سیلسیس) تھا۔ بگ بینگ کے تقریباً 400,000 سال بعد، کائنات 10 ملین نوری سال پر محیط تھی اور درجہ حرارت ٹھنڈا تھا 5,500 ڈگری فارن ہائیٹ (3,000 ڈگری سیلسیس) تک۔ اگر کوئی اس وقت اسے دیکھنے کے لیے موجود ہوتا تو کائنات گرمی کے دیو ہیکل چراغ کی طرح مدھم سرخ چمک رہی ہوتی۔

اس پورے عرصے کے دوران، خلا کو اعلی توانائی کے ذرات، تابکاری، ہائیڈروجن اور ہیلیم کے ہموار سوپ سے بھرا ہوا تھا۔ کوئی ڈھانچہ نہیں تھا۔ جیسے جیسے پھیلتی ہوئی کائنات بڑی اور ٹھنڈی ہوتی گئی، سوپ پتلا ہو گیا اور ہر چیز سیاہ ہو گئی۔ یہ اس کا آغاز تھا جسے ماہرین فلکیات کہتے ہیں۔ تاریک دور کائنات کا.

تاریک دور کا سوپ تھا۔ بالکل یونیفارم نہیں اور کشش ثقل کی وجہ سے، گیس کے چھوٹے چھوٹے حصے آپس میں جمع ہونے لگے اور زیادہ گھنے ہونے لگے۔ ہموار کائنات گانٹھ بن گئی اور کثافت گیس کے یہ چھوٹے جھرمٹ ستاروں، کہکشاؤں اور کائنات میں موجود ہر چیز کی حتمی تشکیل کے بیج تھے۔

اگرچہ دیکھنے کے لیے کچھ نہیں تھا، تاریک دور کائنات کے ارتقا کا ایک اہم مرحلہ تھا۔

پہلی روشنی کی تلاش ہے۔

تاریک دور کا خاتمہ اس وقت ہوا جب کشش ثقل نے پہلے ستاروں اور کہکشاؤں کو تشکیل دیا جنہوں نے بالآخر پہلی روشنی خارج کرنا شروع کی۔ اگرچہ ماہرین فلکیات یہ نہیں جانتے کہ پہلی روشنی کب ہوئی، بہترین اندازہ یہ ہے کہ یہ تھا۔ کئی سو ملین سال بگ بینگ کے بعد ماہرین فلکیات یہ بھی نہیں جانتے کہ ستارے یا کہکشائیں پہلے بنیں۔

موجودہ نظریات تاریک مادّے پر غلبہ والی کائنات میں کشش ثقل کی ساخت کیسے بنتی ہے اس کی بنیاد پر پتہ چلتا ہے کہ چھوٹی اشیاء جیسے ستارے اور ستارے کے جھرمٹ- ممکنہ طور پر پہلے بنتے ہیں اور پھر بعد میں بونی کہکشاؤں اور پھر آکاشگنگا جیسی بڑی کہکشائیں بنتے ہیں۔ کائنات کے یہ پہلے ستارے آج کے ستاروں کے مقابلے میں انتہائی اشیاء تھے۔ وہ تھے ایک ملین گنا زیادہ روشن لیکن انہوں نے بہت مختصر زندگی گزاری۔ وہ گرم اور روشن جل گئے اور جب وہ مر گئے تو پیچھے رہ گئے۔ سیاہ سوراخ سورج کی کمیت کے سو گنا تک، جو ہو سکتا ہے۔ کہکشاں کی تشکیل کے لیے بیج کے طور پر کام کیا۔.

ماہرین فلکیات کائنات کے اس دلچسپ اور اہم دور کا مطالعہ کرنا پسند کریں گے، لیکن پہلی روشنی کا پتہ لگانا ناقابل یقین حد تک مشکل ہے۔ آج کی بڑی، روشن کہکشاؤں کے مقابلے میں، پہلی اشیاء بہت چھوٹی تھیں اور کائنات کے مسلسل پھیلاؤ کی وجہ سے، وہ اب زمین سے دسیوں ارب نوری سال کے فاصلے پر ہیں۔ اس کے علاوہ، ابتدائی ستارے ان کی تشکیل سے بچ جانے والی گیس سے گھرے ہوئے تھے اور یہ گیس دھند کی طرح کام کرتی تھی جو زیادہ تر روشنی کو جذب کرتی تھی۔ اس میں کئی سو ملین سال لگے دھند کو دور کرنے کے لیے تابکاری. یہ ابتدائی روشنی زمین پر پہنچنے تک بہت کم ہو جاتی ہے۔

لیکن یہ واحد چیلنج نہیں ہے۔

جیسے جیسے کائنات پھیلتی ہے، یہ اس کے ذریعے سفر کرنے والی روشنی کی طول موج کو مسلسل پھیلاتی ہے۔ اسے کہتے ہیں۔ لالچ کیونکہ یہ چھوٹی طول موج کی روشنی کو — جیسے نیلی یا سفید روشنی — لمبی طول موجوں جیسے سرخ یا اورکت روشنی میں منتقل کرتا ہے۔ اگرچہ ایک کامل تشبیہ نہیں ہے، لیکن یہ اسی طرح کی ہے کہ جب کوئی کار آپ کے پاس سے گزرتی ہے، تو کسی بھی آواز کی پچ نمایاں طور پر گرتی ہے۔

جب 13 بلین سال پہلے کسی ابتدائی ستارے یا کہکشاں سے خارج ہونے والی روشنی زمین پر موجود کسی بھی دوربین تک پہنچتی ہے، تب تک کائنات کی توسیع سے یہ 10 کے عنصر سے پھیل چکی ہوتی ہے۔ یہ اورکت روشنی کے طور پر آتا ہے، مطلب یہ کہ اس کی طول موج سرخ روشنی سے زیادہ لمبی ہے۔ پہلی روشنی دیکھنے کے لیے، آپ کو اورکت روشنی کی تلاش کرنی ہوگی۔

دوربین بطور ٹائم مشین

جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ داخل کریں۔

دوربینیں ٹائم مشینوں کی طرح ہیں۔ اگر کوئی چیز 10,000 نوری سال کے فاصلے پر ہے تو اس کا مطلب ہے کہ روشنی کو زمین تک پہنچنے میں 10,000 سال لگتے ہیں۔ تو خلائی فلکیات دان جتنا آگے دیکھتے ہیں، ہم وقت میں مزید پیچھے دیکھ رہے ہیں۔.

انجینئرز آپٹمائزڈ جیمز ویب خاص طور پر ابتدائی ستاروں یا کہکشاؤں کی مدھم اورکت روشنی کا پتہ لگانے کے لیے۔ ہبل خلائی دوربین کے مقابلے، جیمز ویب کے کیمرہ پر 15 گنا وسیع فیلڈ ویو ہے۔، چھ گنا زیادہ روشنی جمع کرتا ہے، اور اس کے سینسر انفراریڈ روشنی کے لیے سب سے زیادہ حساس ہونے کے لیے بنائے گئے ہیں۔

حکمت عملی یہ ہوگی۔ دیر تک آسمان کے ایک ٹکڑے کو گہرائی سے گھورنازیادہ سے زیادہ دور اور قدیم ترین کہکشاؤں سے زیادہ سے زیادہ روشنی اور معلومات اکٹھا کرنا۔ اس ڈیٹا کی مدد سے یہ جواب دینا ممکن ہو سکتا ہے کہ تاریک دور کب اور کیسے ختم ہوا، لیکن اس کے علاوہ بھی بہت سی اہم دریافتیں باقی ہیں۔ مثال کے طور پر اس کہانی کو کھولنا بھی ہو سکتا ہے۔ تاریک مادے کی نوعیت کی وضاحت کرنے میں مدد کریں۔، مادے کی پراسرار شکل جس کے بارے میں بنتا ہے۔ کائنات کے کمیت کا 80 فیصد.

جیمز ویب ہے۔ تکنیکی طور پر سب سے مشکل مشن ناسا نے کبھی کوشش کی ہے۔ لیکن مجھے لگتا ہے کہ سائنسی سوالات جن کے جوابات میں مدد کر سکتے ہیں ہر اونس کوشش کے قابل ہوں گے۔ میں اور دیگر ماہرین فلکیات 2022 میں کسی وقت ڈیٹا کے واپس آنا شروع ہونے کا پرجوش انداز میں انتظار کر رہے ہیں۔

یہ مضمون شائع کی گئی ہے گفتگو تخلیقی العام لائسنس کے تحت. پڑھو اصل مضمون.

تصویری کریڈٹ: ہبل ڈیپ فیلڈ / ناسا

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