शिकायचंय खगोलशास्त्राबद्दल? (महाराष्ट्रातून अवकाशशास्त्र)

अंधार्‍या रात्री आकाशात सर्वदूर विखुरलेल्या चांदण्यांनी मोहित होत नाही अशी व्यक्ती विरळाच. नेहमीपेक्षा जवळ आलेला ग्रह, एखादा अनाहूत किंवा घड्याळाप्रमाणे वेळेवर आलेला धूमकेतू, किंवा बर्‍यापैकी ठराविक वेळी होणारे उल्कावर्षाव पाहायलादेखील सगळे उत्सुक असतात. अंधश्रद्धांचा पगडा थोडा कमी झाल्यामुळे इतक्यातच झालेल्या ग्रहणासारखे अलौकिक दृश्य अनुभवायची संधी आताशा अनेक लोक दवडत नाहीत. अदृश्य अशा कृष्णविवरांच्या आकर्षणाबद्दल तर बोलायलाच नको. वरवर अगम्य वाटणार्‍या या गोष्टी जवळच्या वाटतात, कारण त्यात कुठेतरी आपण आपले मूळ शोधत असतो, ध्येय शोधत असतो. या सर्व गोष्टी (आणि इतरही अनेक) खगोलशास्त्र/खगोलभौतिकी या विषयात मोडतात. महाराष्ट्रात या संबंधात काय चालतं, अभ्यासेच्छुकांना कुठे संधी आहेत याचा आढावा घेण्याचा हा छोटासा प्रयत्न.

हौशी आकाशनिरीक्षणापासून व्यावसायिकतेच्या दिशेने प्रवास

अनेकांची आकाशदर्शनाची सुरुवात ही मृगनक्षत्र, सप्तर्षी किंवा आकाशगंगेच्या दुधाळ पट्ट्याच्या दर्शनाने होते. काही लोक मग नियमितपणे (म्हणजे महिन्यातून एकदा तरी) गावाबाहेरील एखाद्या अंधार्‍या मोकळ्या पटांगणासारख्या ठिकाणी जाऊन दुर्बिणीतून दिसू शकणार्‍या दीर्घिका (galaxies), open clusters इत्यादी शोधू लागतात. अनेकदा कोणाला कमी वेळात जास्त दीर्घिका शोधता येतात याबद्दलच्या स्पर्धासुद्धा असतात. मग लक्षात येऊ लागतात त्या काही गमती. चंद्र कसा दररोज आदल्या दिवशीपेक्षा ५१ मिनिटे उशिरा उगवतो, लागोपाठच्या दोन दिवसांमधील तार्‍यांच्या स्थितीत कसा ४ मिनिटांचा फरक पडतो (कारण पृथ्वी स्वत:भोवती २३ तास ५६ मिनिटांत फिरते अन् आपण मान्य केलेला दिवस हा २४ तासांचा असतो), कोणत्या ऋतूत कोणती नक्षत्रे दिसतात इत्यादी. थोडक्यात काय, तर रात्रीच्या आकाशाचा कारभार कसा घड्याळाप्रमाणे सुरळीत सुरू असतो (व अशा थोड्या ज्ञानाचा उपयोग वेळ किंवा तारीख शोधायला कसा करता येऊ शकतो) हे अधिक सविस्तर कळू लागते. तर अशी हौशी अवकाशमंडळे महाराष्ट्रातील बहुतांश जिल्ह्यांच्या ठिकाणी आहेत. (भारतातील अनेक मंडळांचा पत्ता येथे मिळेल: http://www.iucaa.ernet.in/~aaa/amateur_clubs/aaa-all.htm).

शाळांमध्ये अजून खगोलशास्त्राने/अवकाशशास्त्राने फारसा शिरकाव केलेला नाही आणि एका प्रकारे ते योग्यही आहे. छंद म्हणून सुरुवात करून गणित आणि भौतिकशास्त्राचा पाया जरा पक्का करून पुढे गेलात, तर नंतर विश्वाच्या रहस्यांशी जास्त एकरूपता साधता येते. BSc व MSc ला महाराष्ट्रातील अनेक विद्यापीठांमध्ये विद्यार्थी खगोलशास्त्राची निवड करू शकतात (जसे औरंगाबाद, कोल्हापूर, नांदेड, पुणे, मुंबई, सोलापूर).

आबालवृद्धांकरता खगोलशास्त्राबद्दल माहिती मिळवायचा अजून एक मार्ग म्हणजे तारांगण (planetarium). महाराष्ट्रातील एकमेव अद्ययावत तारामंडळ हे वरळी, मुंबई येथे आहे. सोमवाराव्यतिरिक्त इतर दिवशी मराठी, हिंदी व इंग्रजीतून अवकाशभ्रमणाची संधी तेथे उपलब्ध असते. नागपुरातील रमण विज्ञान केंद्रात प्रोजेक्टर वापरून तारामंडळाचे कार्यक्रम केले जातात.

ज्यांना खगोलशास्त्राचे सखोल ज्ञान मिळवायचे असेल, अशांच्या उच्चशिक्षणाची सोयदेखील महाराष्ट्रात आहे. बंगलोरमध्ये ज्याप्रमाणे 'इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स'ला (IISc) टाटा इन्स्टिट्यूट या नावानेच ओळखणारे बरेच लोक आहेत, त्याचप्रमाणे पुण्यातील 'इंटर युनिव्हर्सिटी सेंटर फॉर अ‍ॅस्ट्रॉनॉमी अँड अ‍ॅस्ट्रोफिजिक्स'ला (IUCAA) अनेकजण नारळीकर इन्स्टिट्यूट म्हणून ओळखतात. १९८८ साली प्रा. जयंत नारळीकरांच्या संचालनाखाली स्थापन झालेली ही संस्था खगोलशास्त्राच्या सर्व उपशाखांना वाहून घेतलेली महाराष्ट्रातील पहिलीच संस्था आहे. IUCAA ची सुरुवात ही 'नॅशनल सेंटर फॉर रेडिओ अ‍ॅस्ट्रोफिजिक्स' (NCRA) या संस्थेच्या सान्निध्यात झाली. NCRA ही मुंबईच्या 'टाटा इन्स्टिट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च'ची (TIFR) शाखा आहे. NCRA ची स्थापना ही एक मीटर (व आसपासच्या) तरंगलांबी असलेल्या रेडिओलहरींच्या निरीक्षणांकरता प्रसिद्ध असलेल्या Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT) च्या निर्मिती व operation करता झाली. अर्थात संबधित विज्ञान आलेच. IUCAA, NCRA व TIFR या महाराष्ट्रातील खगोलशास्त्र संशोधनाच्या संस्था.

व्यावसायिक संस्था

Classical gravity, quantum gravity, gravity waves अशा सैद्धांतिक (theoretical)विषयांपासून ते पल्सार्स, क्वासार्स, विविध दीर्घिका इत्यादी निरीक्षणात्मक खगोलशास्त्राच्या अंतर्गत येणार्‍या अनेक विषयांवर येथे संशोधन चालते. यात दर्शनीय (visible), अवरक्त (infrared), अतिनील (ultraviolet) तसेच रेडिओ, क्ष-किरण (x-ray), गॅमा-किरण (gamma ray) इत्यादी तरंगलांबींच्या प्रकाशकणांपासून (photons) प्राप्त माहितीच्या आधारे संशोधन केले जाते. NCRA ची रेडिओ दुर्बिण (GMRT) नारायणगावाजवळ खोडदला, तर IUCAA ची optical दुर्बिण जुन्नरजवळ गिरवलीला (IUCAA Girawali Observatory - IGO) आहे. GMRT च्या संशोधनाचे दोन महत्वाचे विषय म्हणजे (१) स्वत:भोवती वेगाने फिरणारे पल्सार्स शोधणे, आणि (२) विश्वाच्या सुरुवातीला बनत असलेल्या दीर्घिकांचे समूह अविद्युत्भारित (neutral) हायड्रोजनच्या खुणेद्वारे शोधणे. IUCAAचा आफ्रिकेतील ११ मीटर व्यासाच्या सदर्न आफ्रिकन लार्ज टेलिस्कोप (SALT)मध्ये काही राखीव वेळदेखील आहे. याव्यतिरिक्त महाराष्ट्रीय शास्त्रज्ञ जगभरातील अनेक दुर्बिणींचा उपयोग त्यांच्या संशोधनाकरता करतात. चंद्रा, हबल इत्यादी अवकाशस्थित दुर्बिणींचादेखील त्यांत समावेश आहे. या दुर्बिणींच्या सहाय्याने अनेक observational programs राबवले जातात. दरवर्षी जागतिक दर्जाचे अनेक निबंध (papers) आंतरराष्ट्रीय नियतकालिकांमधून (journals)प्रसिद्ध होत असतात.

खगोलशास्त्रीय संशोधनाला हातभार लावायला गणित/भौतिकशास्त्रातच गती हवी असे मात्र मुळीच नाही. दुर्बिणींशी संलग्न नाविन्यपूर्ण उपकरणे बनविण्याची आवश्यकता या संस्थांना अनेकदा भासते (उदा. spectroscope, imager, correlator). त्याचप्रमाणे आधुनिक दुर्बिणी अमाप data निर्मिती* करत असल्यामुळे नवीन, अधिक जलद सॉफ्टवेअरही हवे असते. त्यामुळे या संस्थांना उपकरण व संगणक अभियांत्रिकी शाखांच्या विद्यार्थ्यांचीही गरज भासते. सांख्यिकीचा (Statistics) वापर आधीपासून होत आला आहे; पण वाढत्या data volume मुळे काही प्रश्नांचा विचार केवळ सांख्यिकी वापरूनच करता येतो. त्यामुळे त्या शाखेतील विद्यार्थ्यांनादेखील अनेक संधी उपलब्ध असतात. उन्हाळ्याच्या सुट्टीत BSc व MSc च्या विद्यार्थ्यांकरता summer schools व visiting students programs चालवले जातात. यांत विद्यार्थ्यांची ओळख खगोलशास्त्रातील विविध अंगांशी करून देण्यात येते व ते एखादा project देखील करतात. अशा अभ्यासाची आधीच सवय हवी, म्हणून IUCAA मध्ये शालेय विद्यार्थ्यांकरतादेखील एक-दोन आठवड्यांचे कार्यक्रम आखले जातात.

IUCAA ही संस्था युनिव्हर्सिटी ग्रांट्स कमिशनच्या (UGC) अंतर्गत येते. त्यामुळे भारतातील कोणत्याही विद्यापीठातील विद्यार्थ्यांना आणि शिक्षकांना तेथील सोयी उपलब्ध असतात. त्यांच्या associateship program चा उपयोग महाराष्ट्रातील अनेक शिक्षकांनी करून घेतला आहे. IUCAA च्या उपकरण प्रयोगशाळेत (instrumentation laboratory) होत असणार्‍या कार्यशाळांचा फायदा अनेक हौशी खगोलशास्त्रज्ञांपर्यंतदेखील पोचला आहे.

नवी क्षितिजे

वर एका ठिकाणी म्हटले होते, की विश्वाचा व्यवहार एखाद्या घड्याळाप्रमाणे चालू असतो. ते पूर्ण सत्य नाही. खरेतर विश्वात सतत कल्पनातीत उलथापालथी घडत असतात. निरीक्षणाच्या जुन्या पद्धतींतून हे सहजासहजी कळत नसे. आता मात्र अद्ययावत तंत्रज्ञानामुळे व चुटकीसरशी कोट्यवधी आज्ञा पाळणार्‍या संगणकांमुळे आकाशाच्या छबीऐवजी चक्क चित्रफितीप्रमाणे अनेक निरीक्षणे लागोपाठ घेणे शक्य आहे. अशी काही निरीक्षणे आणि त्यांचे पृथ:करण कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (Caltech) येथे केले जाते. यात सापडलेल्या काही अनित्य** स्त्रोतांचे त्यांच्यातील बदलांकरता पुन्हा-पुन्हा निरीक्षण करावे लागते. यात IGO चा सहभाग आहे व GMRT लवकरच सहभागी होणार आहे. या दोन्ही वेधशाळा प्रचंड ऊर्जा उत्सर्जित करणार्‍या 'गॅमा रे बर्स्ट'च्या (GRB) निरीक्षणांमध्ये सहभागी आहेतच.

२०१० साली अ‍ॅस्ट्रोसॅट नामक एक खगोलशास्त्रीय उपग्रह पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेत आधीन करण्यात येणार आहे. एकूण ७५० किलोग्राम वजन असलेली यावरील उपकरणे ही मुख्यत: क्ष-किरण व अतिनील तरंगलांबींमध्ये निरीक्षणे करतील. यात अनित्य क्ष-किरण स्त्रोत (x-ray transients) शोधणारा एक कॅमेरादेखील असेल. महाराष्ट्राबाहेरील इतर संस्थांबरोबरच IUCAA व TIFR यांचा अ‍ॅस्ट्रोसॅटमध्ये महत्त्वाचा सहभाग आहे.

सर्वांचा सहभाग

खगोलशास्त्राची एक जमेची बाजू म्हणजे बहुतांश खगोलशास्त्रज्ञ त्यांचा डेटा कुलूपबंद न ठेवता सार्वजनिक उपयोगासाठी डेटा उपलब्ध करून देण्यास तयार असतात. त्यामुळे संगणकाच्या आधाराने उत्साही लोक घरबसल्या खगोलविज्ञानाचा आस्वाद घेऊ शकतात. खगोलशास्त्रीय डेटाचा विनिमय सोपा व्हावा म्हणून इंटरनॅशनल व्हर्चुअल ऑब्जर्वेटरी अलायन्स (IVOA) स्थापण्यात आला आहे. भारतातील मुख्यालय - व्हर्चुअल ऑब्जरवेटरी- इंडिया(VO-I) - IUCAA मध्ये आहे. इतक्यातच लोकप्रिय होत असलेला एक प्रकार म्हणजे जनविज्ञान (Citizen Science). संगणक जरी अतिशय वेगवान असले, तरी केवळ सांगकामे असतात (सध्यातरी). विविध गोष्टींमध्ये समानता किंवा फरक शोधण्यासारखे अनेक निर्णय असतात, जिथे ज्या प्रकारच्या विवेकाची गरज असते तो संगणकाला समजेल अशा प्रकारे साचेबद्ध करणे कठीण असते. अशाप्रकारे संगणकांना कोड्यात टाकणार्‍या, पण मानवाकरता सहज अशा प्रश्नांकरता व्यावसायिक खगोलशास्त्रज्ञांच्या मदतीने आंतरजालावर अशी स्थाने निर्माण केली जातात, जिथे जाऊन सामान्य जनता मदत करू शकेल. खास अनित्य स्त्रोतांकरता अशी काही संकेतस्थळे लवकरच उपलब्ध होणार आहेत. इच्छुकांनी शेवटी दिलेल्या ई-मेल आयडीवर संपर्क साधावा.

अवकाशशास्त्राच्या गरजांबद्दल अनभिज्ञ असलेल्या लोकांकडून अजाणता प्रकाशप्रदूषण वाढवले जाते आणि खगोलशास्त्रीय अभ्यासात बाधा निर्माण होतात. हौशी व व्यावसायिक खगोलाभ्यासकांच्या मदतीकरता तुम्हीदेखील थोडा हातभार लावू शकता : केवळ जरुरीपुरते दिवे वापरा, शेड्स इत्यादी वापरून प्रकाश थेट आकाशाकडे जाण्यापासून थांबवा आणि शक्य असेल, तेव्हा लो प्रेशर सोडियम (LPS) दिवे वापरा - यांच्यामुळे संपूर्ण वर्णपट (spectrum) प्रभावित न होता त्याचा थोडासाच भाग प्रभावित होतो, जो फिल्टर वापरून काढून टाकता येतो. आणि हो, एकदातरी लोणारला जरूर भेट द्या. उल्कापातापासून बनलेले खार्‍या पाण्याचे पृथ्वीवरील सर्वांत मोठे तळे महाराष्ट्राला लाभले आहे!

गॅलिलिओने पहिली दुर्बिण बरोबर ४०० वर्षांपूर्वी आकाशाकडे पहिल्यांदा वळवली होती. या जयंतीचे निमित्त साधून २००९ हे वर्ष 'इंटरनॅशनल ईयर ऑफ अ‍ॅस्ट्रॉनॉमी' (IYA) म्हणून साजरे केले जात आहे. त्यामुळे अनेक ठिकाणी खगोलशास्त्राचे अनेक कार्यक्रम होताहेत. खाली*** त्या संबधातील व वर दिलेल्या काही संस्थांची संकेतस्थळे दिली आहेत. त्यांचा योग्य वापर झाल्यास खगोलशास्त्राचा हा उत्सव २००९ च्याही पलीकडे चालू राहू शकेल.
----------------------------------------------------------
* संपूर्ण मानवी जीनॉमचा (human genome) पृथ:करणपूर्व डेटा जवळजवळ ३० टेराबाईट (TB) एवढी जागा व्यापतो. १ टेराबाईट म्हणजे १००० गिगाबाईट (GB) किंवा दशलक्ष मेगाबईट (MB). सध्याचे खगोलशास्त्रीय सर्वेक्षण करणार्‍या दुर्बिणी साधारणपणे १०० GB डेटा दररोज मिळवतात. पुढील काही वर्षांनी सुरू होऊ घातलेला लार्ज सिनॉप्टीक सर्वे टेलेस्कोप (LSST) दररात्री २० TB एवढा डेटा मिळवेल. यावरून वाढत्या खगोलशास्त्रीय डेटाची कल्पना यावी.

** बहुतांश अवकाशीय स्त्रोत कोट्यवधी वर्षे अस्तित्वात असतात. त्यांच्यातील बदलदेखील साधारणत: मानवी आयुष्याच्या तुलनेत मंद गतीने चालतात. मात्र काही प्रक्रियांमुळे याला अपवाद निर्माण होतात. उदा. अनेक GRB हे तार्‍यांचा अंतिम टाहो दर्शवतात - एखादा वेगाने फिरणारा महाकाय तारा सुपरनोव्हा स्थितीतून कृष्णविवरात पालटणे - याची मुख्य खूण केवळ काही सेकंद ते काही तास एवढीच टिकते. इतर तरंगलांबींच्या निरीक्षणांद्वारे आढळणारे बरेच अनित्य स्त्रोत (काही सेकंद ते काही मिनिटे टिकणारे) मात्र नेमके काय आहेत हे अजून मानवाला नीट उमगलेले नाही. अशा स्त्रोतांचा अभ्यास हा खगोलशास्त्रातील एक महत्त्वाचा विषय आहे.

***
संदर्भ :

GMRT : http://www.maayboli.com/node/2337
IUCAA: http://www.iucaa.ernet.in/
NCRA: http://gmrt.ncra.tifr.res.in/
TIFR: http://www.tifr.res.in/
Nehru Center, Mumbai: http://www.nehru-centre.org/
Raman Science Center, Nagpur: http://www.nehrusciencecentre.org/RSCN/rscn.htm
IYA: http://www.astronomy2009.org/
IYA India: http://www.iucaa.ernet.in/~iya09ind/
Bhaskaracharya Astronomy Research Center, Ahmednagar: http://www.bhaskarastro.org/

- aschig