गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अध्ययन करने वाले वैश्विक नेटवर्क में शामिल होना देश के लिए क्यों महत्वपूर्ण है? इससे क्या हासिल होगा?

14 सितंबर, 2015 को लुइसियाना के लिविंगस्टन में और वाशिंगटन में हनफोर्ड में दो LIGO डिटेक्टरों ने पृथ्वी से 1.3 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर एक बिंदु से बाहर की ओर गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कारण गड़बड़ी दर्ज की। इस बिंदु पर, दो बड़े पैमाने पर ब्लैक होल जिसमें 29 और 36 गुना बड़े सूरज थे, जो गुरुत्वाकर्षण तरंग की गड़बड़ी को दूर करने के लिए विलीन हो गए थे।

2015 की खोज के बाद, दो LIGO डिटेक्टरों ने 2017 में यूरोपीय वर्गो डिटेक्टर द्वारा शामिल होने से पहले सात ऐसे द्विआधारी ब्लैक होल विलय की घटनाओं का पता लगाया था। दोनों सुविधाओं ने अब 10 घटनाओं का पता लगाया है। जापानी डिटेक्टर, KAGRA, या Kamioka गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टर, की जल्द ही अंतरराष्ट्रीय नेटवर्क में शामिल होने की उम्मीद है। इस बीच, LIGO के सहयोग से, भारत में एक गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर स्थापित किया जा रहा है। LIGO इंडिया परियोजना के 2025 में पहले विज्ञान में अंतर्राष्ट्रीय नेटवर्क में शामिल होने की उम्मीद है।

LIGO डिटेक्टर क्या हैं?

संक्षिप्त LIGO का अर्थ है लेजर इंटरफेरोमीटर गुरुत्वीय-वेव वेधशाला। LIGO में विशाल इंटरफेरोमीटर की एक जोड़ी होती है, प्रत्येक में दो भुजाएँ होती हैं जो 4 किमी लंबी होती हैं। एक गुरुत्वाकर्षण के रूप में हल्के रूप में एक संकेत का पता लगाने के लिए उल्लेखनीय परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, और दो LIGO डिटेक्टर यह सुनिश्चित करने के लिए एक इकाई के रूप में काम करते हैं। स्वाभाविक रूप से, इसके लिए शोर को बहुत सावधानी से बाहर निकालने की आवश्यकता होती है, जब इस तरह के एक हल्के संकेत का पता लगाया जा रहा है, तो डिटेक्टर के पास एक मामूली मानवीय उपस्थिति भी संकेत को बाहर निकालकर प्रयोग को रोक सकती है।

LIGO, सामान्य दूरबीनों के विपरीत, स्पेसटाइम में आने वाले तरंगों को “नहीं” देखता है। इसकी आवश्यकता भी नहीं है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण तरंगें विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम या प्रकाश का हिस्सा नहीं हैं। वे प्रकाश तरंगें नहीं हैं, लेकिन एक अलग घटना है – विशाल गुरुत्वाकर्षण के कारण स्पेसटाइम का विस्तार। एक भी LIGO डिटेक्टर पूरी तरह से इस गड़बड़ी का पता नहीं लगा सकता है। कम से कम दो डिटेक्टरों की जरूरत है। ऐसा इसलिए है क्योंकि संकेतल इतना कमजोर है कि एक यादृच्छिक शोर भी एक संकेत दे सकता है जो एक वास्तविक गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाने की सोच में गुमराह कर सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि दो डिटेक्टरों ने संयोग में हल्के संकेत का पता लगाया है कि पर्यवेक्षक आश्वस्त है कि यह एक वास्तविक रीडिंग है और शोर नहीं है।

भारत में एक और डिटेक्टर की क्या आवश्यकता है?

अभी, केवल तीन डिटेक्टरों के साथ, यह निर्धारित करने में भारी अनिश्चितता है कि आकाश में गड़बड़ी कहां से हुई। दूर की स्थिति में एक नए डिटेक्टर से अवलोकन गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोत को अधिक सटीक रूप से खोजने में मदद करेगा।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों के संभावित स्रोत क्या हैं?

ब्लैक होल या न्यूट्रॉन सितारों के विलय, तेजी से घूर्णन न्यूट्रॉन स्टार, सुपरनोवा विस्फोट और ब्रह्मांड के निर्माण के कारण उत्पन्न गड़बड़ी के अवशेष, बिग बैंग ही सबसे मजबूत स्रोत हैं। कई अन्य स्रोत हो सकते हैं, लेकिन ये पता लगाने के लिए बहुत कमजोर होने की संभावना है।

कोई गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अध्ययन क्यों करता है?

एक बड़े पैमाने पर अज्ञात और मौलिक घटना के रूप में, गुरुत्वाकर्षण तरंगें वैज्ञानिकों के लिए दिलचस्प हैं। लेकिन एक बार जब और कई डिटेक्टर जगह में हैं, अध्ययन, गुरुत्वाकर्षण-तरंग खगोल विज्ञान का उपयोग करते हुए ब्रह्मांड को मैप करने का एक नया तरीका भी प्रदान करता है। शायद एक दिन हमारे पास ऐसी सटीक पहचान सुविधाएं होंगी जो आकाशीय पिंडों से निकलने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों के संकेत हमें उनका पता लगाने और उन्हें मैप करने में मदद कर सकते हैं।

हम LIGO इंडिया के बारे में क्या जानते हैं?

हिंगोली जिले के औंधा के पास महाराष्ट्र में LIGO इंडिया आएगा। अधिकांश भूमि अधिग्रहित की गई है, और छोटा संतुलन थोड़ी लंबी अधिग्रहण प्रक्रिया से गुजर रहा है। परियोजना औपचारिक रूप से निर्माण चरण में है, जिसमें भवन डिजाइन की अवधारणा है। LIGO इंडिया के प्रवक्ता तरुण सौरदीप कहते हैं, “हम सिविल इन्फ्रास्ट्रक्चर ड्रॉइंग को अंतिम रूप देने के करीब हैं। अपार निर्वात अवसंरचना की योजनाओं की परिकल्पना, समीक्षा की गई है और यह एक उन्नत अवस्था में है। ”

क्या भारत LIGO LIGO से अलग होगा?

एलआईजीओ डिटेक्टरों की तरह, एलआईजीओ इंडिया के पास भी 4 किमी लंबाई की दो भुजाएँ होंगी। लेकिन जहां समानताएं हैं, वहीं मतभेद भी होंगे। एक अति-उच्च परिशुद्धता बड़े पैमाने पर उपकरण होने के नाते, LIGO इंडिया को स्थानीय साइट विशेषताओं द्वारा निर्धारित एक अद्वितीय “स्वभाव” दिखाने की उम्मीद है। द हिंदू को एक ईमेल में, डॉ सौरदीप कहते हैं, “LIGO इंडिया और इसकी जटिल प्रतिक्रिया नियंत्रण से उच्च संवेदनशीलता तक लूप एक काफी स्वतंत्र ट्रैक का पालन करेगा और एक रोमांचक पूर्ण पैमाने पर चुनौती पेश करेगा। एक ज्ञापन के तहत, राष्ट्रीय भूभौतिकीय अनुसंधान संस्थान LIGO इंडिया साइट पर स्थानीय गुणों को चिह्नित करने के लिए एक साल लंबे, कई-स्टेशन भूकंपीय सर्वेक्षण अभियान चला रहा है। यह विस्तृत भू-तकनीकी और भूभौतिकीय सर्वेक्षण के अलावा इस वर्ष के शुरू में पूरा हुआ है। ”

भारत में LIGO भारत के लिए कौन सी तकनीक विकसित की जा रही है?

इसमें से कुछ में अल्ट्रा स्थिर लेजर, क्वांटम माप तकनीक के डिजाइन और निर्माण, सटीक नियंत्रण को लागू करने के लिए जटिल नियंत्रण प्रणाली से निपटने, बड़े पैमाने पर अल्ट्रा-उच्च वैक्यूम प्रौद्योगिकी, डेटा विश्लेषण और मशीन सीखने शामिल हैं। यह पूरी सूची नहीं है और इस तरह की स्वदेशी तकनीक के विकास के परिणामस्वरूप उद्योग और अनुसंधान के लिए कई स्पिन-ऑफ होने की संभावना है।

Source: The Hindu

Relevant for GS Prelims & Mains Paper III; Science & Technology