മഹാപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്രിമാന രൂപം

Read Time:28 Minute

ആനന്ദ് നാരായണൻ

പ്രൊഫസർ, ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റ്യുൂട്ട് ഓഫ് സ്പേസ് സയൻസ് & ടെക്നോളജി

വിവർത്തനം : ശ്രുതി കെ.എസ്., എം.എസ്.സി.വിദ്യാർത്ഥി, മഹാരാജാസ് കോളേജ്, എറണാകുളം

ആനന്ദ് നാരായണൻ

മനുഷ്യനിന്നോളം നിർമ്മിച്ചതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ബൃഹത്തായ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ലാവണ്യം ഓരോ അടരിലും വിളിച്ചോതുന്ന ഭൂപടമാണ് Sloan Digital Sky Survey –ഗാലക്സി സർവേ നമുക്ക് കാണിച്ചു തരുന്നത്. വിശദമായി വായിക്കാം

പുരാതന ബാബിലോണിയൻ സംസ്കാരത്തിന്റെ പ്രധാന കേന്ദ്രങ്ങളിലൊന്നാണ് സിപ്പർ (Sippar). ബാഗ്ദാദിന് തെക്ക്-പടിഞ്ഞാറ് മുപ്പത് കിലോമീറ്റർ മാറി യൂഫ്രട്ടിസ് നദീതടത്തിൽ ഈ നഗരത്തിന്റെ അവശേഷിപ്പുകൾ കാണാം. ഒരു നൂറ്റാണ്ടിനുമപ്പുറം, അവിടെ ഗവേഷണം നടത്തിയ പുരാവസ്തു സംഘത്തിന് യാദൃശ്ചികമായി ഒരു ‘നിധി’ ലഭിക്കുകയുണ്ടായി: ക്യൂണിഫോം ലിപിയിലുള്ള എഴുത്തുകളും ചിത്രവുമടങ്ങിയ ഒരു കളിമൺ ഫലകം. ലാറ്റിൻ ഭാഷയിൽ ‘ലോകത്തിന്റെ ചിത്രം’ (Imago Mundi) എന്ന് പിന്നീടറിയപ്പെട്ട ഈ ഫലകം 2600 വർഷങ്ങൾക്കു മുൻപ് ബാബിലോണിയയിൽ ജീവിച്ചിരുന്ന ആരുടെയോ ഭാവനയിൽ നിറഞ്ഞ ലോകത്തിന്റെ ഭൂപടമാണ്. നമുക്ക് ലഭ്യമായിട്ടുള്ള ഏറ്റവും പഴക്കം ചെന്ന ഭൂപടം, പ്രാചീനകാലം മുതലേ മനുഷ്യർ ചുറ്റുമുള്ള ലോകത്തെപ്പറ്റി അറിയാൻ എത്രത്തോളം ഉത്സുകരായിരുന്നു എന്നതിന് പ്രമാണം.

പുരാതന ബാബിലോണിയയുടെ ഭാഗമായിരുന്ന സിപ്പറിൽ നിന്നും കണ്ടെടുത്ത കളിമൺ ഫലകത്തിലെ ലോക ഭൂപടം. 1880 കളിൽ കണ്ടെത്തിയ ഈ ഫലകം നിലവിൽ ബ്രിട്ടീഷ് മ്യൂസിയത്തിലാണ് സൂക്ഷിച്ചിരിക്കുന്നത്. © British Museum

യാത്രകളും സാഹസങ്ങളും കീഴടക്കലുകളും നിറഞ്ഞ മനുഷ്യചരിത്രം ഭൂപടങ്ങളുമായി അഭേദ്യം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. മനുഷ്യപ്രയാണത്തിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കാനും, ഒപ്പം ഒരു വലിയ കാൻവാസിലെ നേർത്ത രൂപങ്ങൾ മാത്രമാണ് നമ്മൾ എന്ന് ഓർമ്മപ്പെടുത്താനും ഭൂപടങ്ങൾക്ക് സാധിച്ചു. കാലം മുന്നോട്ട് പോകും തോറും കാൻവാസ് വലുതാകുകയാണ്. നിർഭയരായ പര്യവേക്ഷകർ അതിന്റെ അതിർത്തികൾ അനന്തമെന്നോണം വിശാലമാക്കുകയാണ്.

ബഹിരാകാശ മേഖലയിലെ വളർച്ചയോടെ വലിയ ഭൂപ്രദേശങ്ങളെ, രാജ്യങ്ങളെ, വൻകരകളെ ആകാശചിത്രങ്ങളായി നമുക്ക് ലഭിക്കാൻ തുടങ്ങി. ഭൂമിയുടെ മാസ്മരികമായ ബഹിരാകാശചിത്രങ്ങൾ ഇന്ന് സുലഭമാണ്. പലപ്പോഴായി നാം അയച്ച പേടകങ്ങൾ സൗരയൂഥത്തിന്റെ അതിർവരമ്പുകളിലേക്കു സഞ്ചരിക്കുന്നു; ചിത്രങ്ങളെത്തിക്കുന്നു.

ഇത്തരം ഓരോ ചിത്രവും ഒരു ഭൂപടമാണ്; Imago Mundi പോലെ, എന്നാൽ കൂടുതൽ വ്യക്തവും കൃത്യവുമായത്. നമുക്ക് നിർവചിക്കാവുന്നതിലും വിശാലമായ ഒരു ലോകത്ത് നമ്മളെത്തന്നെ അടയാളപ്പെടുത്താൻ പര്യാപ്തമായത്.

ഇത്തരം ഉദ്യമങ്ങൾക്ക് ഒരു ഉത്തമപരിണാമം ഉണ്ടെങ്കിൽ അതെന്തായിരിക്കും? ഉത്തരം ലളിതമാണ്. ഈ പ്രപഞ്ചത്തേക്കാൾ വലുതായതൊന്നും നമുക്കറിയില്ല. അതുകൊണ്ട് തന്നെ അളവുകോലുകൾക്ക് പ്രപഞ്ചത്തോളമേ വലുതാകാനാകൂ; നമുക്ക് നിർമ്മിക്കാനാവുന്നതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും വലിയ ഭൂപടം നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്രിമാനചിത്രവും. മഹാപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ രേഖാചിത്രമൊരുക്കുക, അതിൽ നമ്മുടെ സ്ഥാനം മുദ്രണം ചെയ്യുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ കഴിഞ്ഞ ഏതാനും പതിറ്റാണ്ടുകളായി ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിൽ നടന്നു വരുന്ന പരിശ്രമങ്ങളെ പൊതുവായി Cosmic Cartography എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. മനുഷ്യരാശി ഏറ്റെടുത്ത ഏറ്റവും ഉൽകൃഷ്ടമായ ഭൂപടനിർമ്മാണ ദൗത്യം.

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കണക്കെടുപ്പ്

ഭൂമിയിൽ നിന്ന് മുകളിലേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ അനന്തമായ ഈ ആകാശം ഒരു അർദ്ധഗോളമായാണ് നമുക്ക് അനുഭവപ്പെടുക. രാത്രിയിൽ നമ്മൾ ചന്ദ്രനേയും ഗ്രഹങ്ങളേയും നക്ഷത്രങ്ങളേയും നക്ഷത്രക്കൂട്ടങ്ങളേയും ഗാലക്സികളെയുമൊക്കെ കാണുന്നത് അവിടെയാണ്.

ഭൂമിയിൽ എവിടെയെങ്കിലും നിന്നു കൊണ്ട് മുകളിലേക്ക് നോക്കിയാൽ, ആകാശം നമ്മൾ കേന്ദ്രമായ ഒരു ഗോളമായാണ് കാണപ്പെടുക. അതിൽ വസ്തുക്കളുടെ സ്ഥാനം അറിയുക എന്നത് താരതമ്യേന എളുപ്പമാണ്. എന്നാൽ അവയുടെ ദൂരം പ്രസ്താവിക്കുക പ്രയാസമാണ്. ദൂരമറിയാതെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഘടന കണ്ടെത്താനും കഴിയില്ല.

ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ ഇവയെല്ലാം ആകാശത്ത് വിതറിയിട്ടതായി തോന്നും. എന്നാൽ വസ്തുക്കളുടെ ആകാശത്തിലെ സ്ഥാനത്തോടൊപ്പം അവയിലേക്കുള്ള ദൂരവും കൂടി അളന്നാൽ ഈ വിതരണത്തിലെ ക്രമവും പാറ്റേണുകളും മനസ്സിലാക്കാൻ സാധിക്കും. പക്ഷെ ദൂരമളക്കൽ അത്ര എളുപ്പമല്ല; അത് കൂടി അറിയാതെ സൗരയൂഥത്തിന്റെയും ആകാശഗംഗയുടെയുമൊക്കെ ത്രിമാനചിത്രം ഉണ്ടാക്കാൻ പറ്റില്ല താനും.

നാം നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് കാണുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളെല്ലാം ആകാശഗംഗയുടെ ഭാഗമാണെന്ന് ശാസ്ത്രം കണ്ടെത്തിയത് വർഷങ്ങൾ നീണ്ട നിരീക്ഷണത്തിലൂടെയാണ്. നക്ഷത്രങ്ങളും പൊടിപടലങ്ങളും സർപ്പിളാകൃതിയിൽ (spiral) വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ട ഒരു ഡിസ്ക് ആയി നമ്മുടെ ഗാലക്സിയെ മനസ്സിലാക്കാൻ ത്രിമാനചിത്രങ്ങൾ സഹായിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഒരറ്റത്ത് നിന്നും മറ്റേ അറ്റത്തേക്ക് സഞ്ചരിച്ചെത്താൻ പ്രകാശം പോലും ഒരു ലക്ഷം വർഷമെടുക്കുന്നത്രയും വിസ്താരം ആകാശഗംഗയ്ക്കുണ്ട് എന്നും സൗരയൂഥം അതിന്റെ കേന്ദ്രഭാഗത്തല്ല, മറിച്ച് അവിടെ നിന്ന് ഏറെ മാറിയാണെന്നും ഇന്ന് നമുക്കറിയാം. ഈ വിവരങ്ങളെല്ലാം ചേർത്തു വയ്ക്കുമ്പോൾ നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ രൂപവും അതിൽ നമ്മുടെ സ്ഥാനവും ഏറെക്കുറെ വ്യക്തമാണ്.

തിരുവനന്തപുരത്ത്നിന്നും ഡിജിറ്റൽ ക്യാമെറയിൽ പകർത്തിയ ആകാശഗംഗയുടെ *Long exposure photo. 200* ശതകോടിയോളം നക്ഷത്രങ്ങൾ നിറഞ്ഞ ഈ ഗാലക്സിയിലെ ഒരു ശരാശരി നക്ഷത്രം മാത്രമാണ് സൂര്യൻ നമ്മളും ആകാശഗംഗയുടെ ഭാഗമായതിനാൽ തന്നെ നമുക്ക് നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ രൂപം കണ്ടെത്താൻ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. രാത്രിയിൽ നാം കാണുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളെല്ലാം ഈ ആകാശഗംഗയുടെ ഭാഗമാണ് *© Sreerag S J*

സൗരയൂഥത്തെ വച്ച് നോക്കുമ്പോൾ നമ്മുടെ ഗാലക്സി വളരെ വലുതാണ്. പക്ഷെ നമ്മളീ കാണുന്ന പ്രപഞ്ചം ആകാശഗംഗ മാത്രം ചേർന്നതല്ല; ശതകോടി കണക്കിന് ഗാലക്സികൾ ഇവിടെയുണ്ട് (ബോക്സ് A). അതുകൊണ്ട് തന്നെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭൂപടത്തിനായി നാം അതിന്റെ ആഴങ്ങളിലേക്ക് കണ്ണെത്തിക്കേണ്ടി വരും.

ഗാലക്സികള്‍ – പ്രപഞ്ച നി‍ര്‍മ്മാണത്തിന്‍റെ അടിസ്ഥാന ശിലകള്‍

ഗുരുത്വാകർഷണത്താൽബന്ധിപ്പിക്കപ്പെട്ട നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഒരു വലിയ ശേഖരമാണ് ഓരോ ഗാലക്സിയും. നമ്മളും സൂര്യനും സൗരയൂഥവുമൊക്കെ ഏകദേശം 200 ശതകോടി നക്ഷത്രങ്ങളടങ്ങുന്ന ആകാശഗംഗ (Milky Way) ഗാലക്സിയുടെ ഭാഗമാണ്. ഏറ്റവും അടുത്ത ഗാലക്സിയായ ആൻഡ്രോമീഡ ഉൾപ്പെടെ അനേകായിരം ഗാലക്സികൾ ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലുണ്ട്. ആൻഡ്രോമീഡ (Andromeda) തന്നെ 2,500,000 പ്രകാശവർഷം അകലെയാണ്. അതായത് സെക്കന്റിൽ മൂന്നു ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ സഞ്ചരിക്കുന്ന പ്രകാശം ആൻഡ്രോമീഡ ഗാലക്സിയിൽ നിന്നും ഭൂമിയിലെത്താൻ 25 ലക്ഷം വർഷമെടുക്കും. മറ്റ് ഗാലക്സികളെല്ലാം ഇതിലും അകലെയാണ്. നമ്മൾ അടങ്ങുന്ന ആകാശ ഗംഗയും ആൻഡ്രോമീഡയെ പോലെ വിശാലമായ ഒരു spiral galaxy ആണ്.

ടെലിസ്കോപ്പിൽ ഘടിപ്പിച്ച കാമറ ഉപയോഗിച്ചെടുത്ത ആൻഡ്രോമീഡ ഗാലക്സിയുടെ ചിത്രം. © T.A.Rector and B.A.Wolpa/NOIRLab/NSF/AURA/

ശതകോടി കണക്കിന് നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും നക്ഷത്രസമൂഹങ്ങളുടെയും സ്ഥാനവും ദൂരവും കൃത്യമായി നിരീക്ഷിച്ച് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞർ നമ്മുടെ ഗാലക്സിയുടെ ഏകദേശരൂപം ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ആകാശഗംഗയെ അതിന് പുറത്ത് നിന്ന് നോക്കുമ്പോൾ സർപ്പിളാകൃതിയിലാണ് കാണുക. നമ്മുടെ സൗരയൂഥം ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്ന് 23000 പ്രകാശവർഷം അകലെയാണ്. ചിത്രത്തിൽ കാണുന്നത് ആകാശഗംഗയുടെ Artistic recreation ആണ്. © European Space Agency

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ അളവെടുപ്പ്

മഹാപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്രിമാനചിത്രമൊരുക്കാൻ കഴിയാവുന്നത്ര ഗാലക്സികളുടെ ത്രിമാന സ്ഥാനം (three dimensional coordinates) നിർണ്ണയിച്ചാൽ മതി. ഇവിടെ വെല്ലുവിളികൾ രണ്ടാണ്. ഒന്ന്, ഗാലക്സികളുടെ എണ്ണത്തിലുള്ള ബാഹുല്യമാണ്. രണ്ട്, ഈ എണ്ണമറ്റ ഗാലക്സികളോരോന്നും ആകാശത്തിൽ എവിടെയാണെന്നും നമ്മളിൽ നിന്നും എത്ര ദൂരെയാണെന്നും കൃത്യമായിപറയാൻ പറ്റണം. അതിന് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഫോട്ടോകളാവശ്യമാണ്. വലിയ ടെലിസ്കോപ്പുകളിൽ ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള കാമറകളുടെ സഹായത്തോടെ ഇത് സാധ്യമാണ്. പക്ഷെ ഇത്തരം ചിത്രങ്ങൾ ആകാശത്തു എവിടെയാണ് ഗാലക്സികൾ എന്ന വിവരം മാത്രമേ നൽകൂ. ത്രിമാന സ്ഥാനം അറിയണമെങ്കിൽ ഗാലക്സികളിലേക്കുള്ള ദൂരവും അറിയണം. ഇതിനായി ഗാലക്സിയുടെ സ്പെക്ട്രം പഠിക്കണം (ബോക്സ് B നോക്കുക). ഈ രണ്ട് പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും ധാരാളം സമയം ആവശ്യമാണെന്നതിനാൽ ഇതിനായി പ്രത്യേക ദൗത്യങ്ങൾ അനിവാര്യമാണ്.

ഗാലക്സികളിലേക്കുള്ള ദൂരമളക്കല്‍

ഗാലക്സികളിലേക്കുള്ള ദൂരത്തെപ്പറ്റി പറഞ്ഞല്ലോ. ഇത് എങ്ങനെയാണ് അളക്കുന്നത് എന്ന് ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ? പല മാർഗ്ഗങ്ങളുണ്ട്. അതിലൊന്ന് അവയ്ക്ക് നമ്മളുമായുള്ള ആപേക്ഷിക ചലനം അളക്കുക എന്നതാണ്. ഗാലക്സികളെല്ലാം നമ്മളിൽ നിന്ന് അകന്നുപോവുകയാണെന്ന് ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിൽ കണ്ടെത്തിയത്, പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുകയാണ് എന്ന അനുമാനത്തിലേക്ക് വഴി തെളിച്ചു. ഗാലക്സികളുടെ അകൽച്ചാനിരക്ക് അവയിലേക്കുള്ള ദൂരത്തിന് ആനുപാതികമാണ്. അതായത്, ദൂരം കൂടുന്തോറും കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ അകലും. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ആ വേഗത അളന്നാൽ ദൂരം എളുപ്പത്തിൽ കണ്ടെത്താം. ഒരു ഗാലക്സിയിൽ നിന്നും ലഭിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിൽ വ്യത്യസ്ത ഊർജത്തിലുള്ള കണികകൾ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. സൂര്യപ്രകാശം ഒരു പ്രിസത്തിലൂടെ (prism) കടന്നുപോകുമ്പോൾ ഘടകവർണങ്ങളായി വേർതിരിയുന്നതു പോല, ഗാലക്സിയിക നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശത്തെ പല ഘടകങ്ങളായി തിരിക്കാം. പ്രകാശം ഘടകവർണങ്ങളായി പിരിഞ്ഞതിനെ ശാസ്ത്രത്തിൽ സ്പെക്ട്രം എന്നാണ് വിളിക്കുക. ഇത് റെക്കോർഡ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണമാണ് സ്പെക്ട്രോഗ്രാഫ്. ഗാലക്സികളുടെ സ്പെക്ട്രം വിശകലനം ചെയ്താൽ അവ നമ്മളിൽ നിന്നും അകലുന്നതിന്റെ വേഗതയും അതിൽ നിന്നും അവയിലേക്കുള്ള ദൂരവും കണ്ടെത്താൻ സാധിക്കും.

കഴിഞ്ഞ കുറച്ച് ദശാബ്ദങ്ങളായി ഈ മേഖലയിൽ ഒട്ടേറെ പരിശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. കഴിയുന്നത്ര ഗാലക്സികളുടെ സ്ഥാനവും ദൂരവും കൃത്യമായി അടയാളപ്പെടുത്തി ത്രിമാനചിത്രം നിർമിക്കുന്നതിനെ galaxy redshift surveys എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്.

അതിനൂതനമായ ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും സ്‌ഥിരോത്സാഹത്തിന്റെയും സർഗാത്മകതയുടെയും ഒരു സംയോഗമാണ് ഇത്തരം സർവ്വേകൾ. അത്തരത്തിലുള്ള വിഖ്യാതമായ ഒരു സർവ്വേ ആണ് Sloan Digital Sky Survey (SDSS). 2000-ൽ തുടങ്ങിയ ഈ പ്രോജക്റ്റ് പല ഘട്ടങ്ങളിലായി ലക്ഷ്യങ്ങളോരോന്നായി പൂർത്തീകരിച്ചു കൊണ്ട് വിജയകരമായി തുടർന്നു വരികയാണ്.

വടക്കേ അമേരിക്കയിലെ ന്യൂ മെക്സിക്കോയിലെ Apache Point ഒബ്സർവേറ്ററിയിലെ ടെലിസ്കോപ്പാണ് SDSS പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. മനുഷ്യനേത്രത്തെക്കാൾ പതിനായിരം മടങ്ങ് വലുപ്പമുള്ള ശേഷി ആണ് ഈ ടെലിസ്കോപ്പിന്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ വിദൂരതയിലേക്കുറ്റുനോക്കാനും വളരെ മങ്ങിയ, നഗ്നനേത്രങ്ങളാൽ കാണാനാവാത്ത വസ്തുക്കളുടെ ചിത്രങ്ങൾ വരെ വളരെ വ്യക്തമായി ഒപ്പിയെടുക്കാനും ഈ ടെലിസ്കോപ്പിന് സാധിക്കും. ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ സ്ഥാനം കാരണം ആകാശത്തിന്റെ നാലിലൊന്ന് ഭാഗം മാത്രമേ ടെലിസ്കോപ്പിന് നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയൂ (ഏകദേശം 2000 പൂർണചന്ദ്രൻമാരുടെ വലുപ്പമുള്ള ആകാശഭാഗം).

ഉത്തരമേരിക്കയിലെ ന്യൂ മെക്സിക്കോയിലുള്ള Apache Point ഒബ്സർവേറ്ററിയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന Sloan Digital Sky Survey Telescope. ഇതിന്റെ light collecting mirror ന് 2.5 മീറ്റർ വ്യാസമുണ്ട്. © SDSS

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്രിമാനചിത്രമെടുക്കാൻ ഈ എണ്ണമറ്റ ഗാലക്സികളുടെ സ്ഥാനവും ദൂരവും അറിഞ്ഞേ മതിയാവൂ എന്ന് നമുക്കറിയാം. അതിന് ആകാശത്തിന്റെ ചിത്രമെടുത്ത്, അതിലെ ഗാലക്സികളെ തിരിച്ചറിഞ്ഞ്, ഓരോന്നിന്റെയും സ്പെക്ട്രം ശേഖരിക്കണം (ബോക്സ് B കാണുക). ഓരോ ഗാലക്സി വീതം നിരീക്ഷിച്ച് സ്പെക്ട്രം എടുക്കാനിരുന്നാൽ പ്രൊജക്റ്റ് തീരാൻ നൂറുകണക്കിന് വർഷങ്ങൾ വേണ്ടി വരും.

SDSS കുറേക്കൂടി വേഗതയാർന്ന നിരീക്ഷണരീതിയാണ് സ്വീകരിച്ചത്. രാത്രിയിൽ ടെലിസ്കോപ്പ് മൂന്ന് പൂർണചന്ദ്രന്മാരുടെ വലിപ്പം (ഒരു പൂർണചന്ദ്രനെ ആകാശത്ത് കാണുമ്പോഴുള്ള വലിപ്പത്തിന്റെ മൂന്ന് മടങ്ങ്) വരുന്ന ആകാശഭാഗത്തേക്ക് തിരിച്ചുവയ്ക്കും. ടെലിസ്കോപ്പിലെ ഡിജിറ്റൽ കാമറ ലഭ്യമാവുന്ന പ്രകാശത്തെ റെക്കോർഡ് ചെയ്യും. ഇത്തരത്തിൽ കുറച്ചേറെ സമയത്തെ നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ ചിത്രങ്ങൾ തയ്യാറാക്കാം. ഇങ്ങനെ കിട്ടുന്ന ചിത്രങ്ങളിൽ നക്ഷത്രങ്ങൾ തീവ്രതയോടു കൂടിയ പൊട്ടുകളായും ഗാലക്സികൾ മങ്ങിയ അവ്യക്തമായ വസ്തുക്കളായുമാണ് കാണപ്പെടുന്നത്. അതിനാൽ ചിത്രം വിശകലനം ചെയ്യുമ്പോൾ നമ്മുടെ ആകാശഗംഗയിലെയും മറ്റും നക്ഷത്രങ്ങളെ ആദ്യം തന്നെ തിരിച്ചറിയാനാകും. ശേഷം ചിത്രമുപയോഗിച്ച് ആകാശത്തിൽ ഗാലക്സികളുടെ സ്ഥാനം എളുപ്പത്തിൽ നിർണയിക്കാൻ പറ്റും.

Sloan Digital Sky Survey യിൽ എടുത്ത ചിത്രം. മൂന്ന് പൂർണചന്ദ്രന്മാരുടെ വലുപ്പമുള്ള ആകാശഭാഗമാണ് ചിത്രത്തിൽ. തീവ്രതയോടു കൂടി തിളങ്ങുന്ന പൊട്ടുകൾ ആകാശഗംഗയിലെ നക്ഷത്രങ്ങളാണ്. തീവ്രത കുറഞ്ഞ നീണ്ട ആകൃതിയുള്ള മങ്ങിയ വസ്തുക്കൾ കോടിക്കണക്കിനു പ്രകാശവർഷം അകലെയുള്ള ഗാലക്സികളാണ്. © SDSS

ഗാലക്സികളുടെ സ്ഥാനം മാത്രം പോരല്ലോ; ദൂരവും വേണം. അതിന് അവയുടെ സ്പെക്ട്രം റെക്കോർഡ് ചെയ്യണം. വളരെ വേഗതയുള്ള ഒരു മാർഗ്ഗമാണ് ഇവിടെയും SDSS തിരഞ്ഞെടുത്തത്. വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഒരു വലിയ അലുമിനിയം പ്ലേയ്റ്റിൽ ഗാലക്സികളുടെ ആകാശത്തിലെ സ്ഥാനമനുസരിച്ച് നമ്മുടെ മുടിയിഴയുടെയത്രയും വലുപ്പമുള്ള സുഷിരങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കും. ഒരു പ്ലേറ്റിൽ തന്നെ ഇതുപോലുള്ള നൂറിൽ പരം സുഷിരങ്ങൾ ഉണ്ടാവാം. ഈ പ്ലേറ്റ് ടെലിസ്കോപ്പിലെത്തുന്ന പ്രകാശം ഫോക്കസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നിടത്ത് ഘടിപ്പിക്കും. ഓരോ സുഷിരത്തിൽ നിന്നും തുടങ്ങുന്ന ഒപ്ടിക്കൽ ഫൈബർ കേബിളുകൾ പ്രകാശത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രം റെക്കോർഡ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്പെക്ട്രോഗ്രാഫ് എന്ന ഉപകരണത്തിലേക്ക് ഘടിപ്പിക്കും.

SDSS സർവേയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അലുമിനിയം പ്ലേറ്റ്. 32 ഇഞ്ച് വ്യാസവും പത്തിലൊന്നു ഇഞ്ച് വണ്ണവും ഇതിനുണ്ട്. ഗാലക്സികളുടെ ആകാശത്തിലെ സ്ഥാനത്തിനനുസരിച്ച് ഇതിൽ സുഷിരങ്ങൾ ഇട്ടിരിക്കുന്നു. ഓരോ പ്ലേറ്റിലും ഇത്തരത്തിൽ നൂറുകണക്കിന് സുഷിരങ്ങൾ ഉണ്ടാവും. © SDSS

രാത്രിയിൽ പ്ലേയ്റ്റിലെ ഓരോ സുഷിരവും ഒരു ഗാലക്സിയുടെ മാത്രം പ്രകാശം കടത്തിവിടുന്ന പിൻഹോൾ ആയി പ്രവർത്തിക്കുകയും വരുന്ന പ്രകാശം ഒപ്ടിക്കൽ ഫൈബർ കേബിൾ വഴി സ്പെക്ട്രോഗ്രാഫിലെത്തുകയും ചെയ്യും. പല കേബിളുകൾ വഴി വരുന്ന പ്രകാശത്തെയെല്ലാം ഒരേ സമയം വിസരണത്തിന് (dispersion) വിധേയമാക്കുകയും സ്പെക്ട്രം ഡിജിറ്റൽ കാമറയിൽ റെക്കോർഡ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. സിംഗിൾ ഫീൽഡ് ഓഫ് വ്യൂവിൽ തന്നെ നൂറുകണക്കിന് ഗാലക്സികളുടെ സ്പെക്ട്രം ലഭിക്കും. ഇത് വിശകലനം ചെയ്ത് ആ ഗാലക്സിയിലേക്കുള്ള ദൂരം കണ്ടെത്താം. ഗാലക്സി സർവേ ചരിത്രത്തിലെ നാഴികക്കല്ലായ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പേര് fibre-fed-multi-object-spectroscopy എന്നാണ്.

അലുമിനിയം പ്ലേറ്റിലെ സുഷിരങ്ങളിലായി നൂറുകണക്കിന് ഒപ്ടിക്കൽ ഫൈബർ കേബിളുകൾ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ടെലിസ്കോപ്പിലെത്തുന്ന പ്രകാശത്തെ സ്പെക്ട്രോഗ്രാഫിലേക്കെത്തിക്കുന്നത് ഈ കേബിളുകളാണ്. ഒരേ സമയം നൂറുകണക്കിന് ഗാലക്സികളിലേക്കുള്ള ദൂരം നിർണയിക്കാൻ ഇതിലൂടെ സാധിക്കുന്നു. © SDSS

ആകാശത്തിന്റെ പല ഭാഗങ്ങളിലേക്ക് ടെലിസ്കോപ്പ് തിരിച്ചു വച്ച് അതീവ ശ്രദ്ധയോടെ എല്ലാ രാത്രികളിലും ഇങ്ങനെ നിരീക്ഷണം നടത്തുന്നു. കഴിഞ്ഞ കുറേ വർഷങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനഫലമായി ഈ പ്രപഞ്ചത്തെ രേഖപ്പെടുത്താൻ വേണ്ടത്ര വിവരങ്ങൾ SDSS ശേഖരിച്ചു കഴിഞ്ഞു. അങ്ങനെ നിർമ്മിച്ചെടുത്ത ഭൂപടമാണ് ഈ കാണുന്നത്.

*SDSS ഗാലക്സി സർവേയിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭൂപടമാണിത്. © SDSS*

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്രിമാന ചിത്രം വീഡിയോ കാണാം

ഇതിലെ ഓരോ പൊട്ടുകളും ഓരോ ഗാലക്സിയാണ്. അതിലോരോന്നിലും നൂറു കോടിയോളം നക്ഷത്രങ്ങളുണ്ട്. ഇത്തരത്തിലുള്ള 12 ലക്ഷത്തോളം ഗാലക്സികൾ അടങ്ങിയിട്ടുള്ള ഈ ചിത്രത്തിന്റെ നടുക്ക് ഒരു ചെറിയ പൊട്ടായി കാണുന്നതാണ് നമ്മുടെ ആകാശഗംഗ. ഓരോ ഗാലക്സിയും ചിത്രത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തോട് എത്ര അടുത്തിരിക്കുന്നോ, നമ്മളോട് അത്രയും അടുത്തായിരിക്കും. അരികുകളിൽ കാണുന്ന ഗാലക്സികൾ ഇരുനൂറു കോടി പ്രകാശവർഷം അകലെയാണ്; പ്രകാശം 2,000,000,000 വർഷം സഞ്ചരിച്ചാൽ മാത്രം എത്തുന്ന ദൂരം. ചിത്രത്തിൽ ചുവപ്പ്, പച്ച നിറങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത വിഭാഗത്തിൽ പെട്ട ഗാലക്സികളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. കറുത്ത നിറത്തിൽ കാണുന്ന രണ്ട് ഭാഗങ്ങളിൽ സർവേ നടന്നിട്ടില്ല.

ഒരേ പോലെയാണെന്നോ ക്രമരഹിതമാണെന്നോ പറയാനാവാത്തത്രയും സവിശേഷമായ രീതിയിലാണ് ഗാലക്സികൾ പ്രപഞ്ചമെങ്ങും വിതരണം ചെയ്തിരിക്കുന്നത് എന്ന് ചിത്രം പറയുന്നു. ഫിലമെന്റുകളും നാരുകളും ചേർന്ന ഒരു ചിലന്തിവല പോലെ, തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ ഒരു പാറ്റേണിൽ ഗാലക്സികൾ ചിത്രത്തിൽ നിരന്നു കിടക്കുന്നു. ഫിലമെന്റുകൾ കൂടിച്ചേരുന്നിടത്ത് ഗാലക്സികൾ ധാരാളമായി കാണാം. അവയിൽ നിന്നകലുമ്പോൾ എണ്ണം കുറഞ്ഞു വരികയും ചെയ്യും. നാരുകൾക്കിടയിൽ കറുത്ത് കാണുന്നത് കേവലമായ ശൂന്യതയാണ്. കാണും തോറും കാഴ്ചയുടെ ആഴം കൂട്ടുന്ന, കരവേലകൾ കൗശലം തീർത്ത തുണിത്തരം പോലെ മനോഹരമായ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഈ ചിലന്തിവല ഘടനയെ “Cosmic web” എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്.

SDSS പോലുള്ള മറ്റ് ഗാലക്സി സർവേകളും സമാനമായ പ്രപഞ്ചഘടനയുമായി മുന്നോട്ട് വന്നിട്ടുണ്ട്. പ്രപഞ്ച ഉത്പത്തിയായ ബിഗ് ബാങിൽ (Big Bang) തുടങ്ങി നമ്മുടെ ഈ മഹാപ്രപഞ്ചം നേർത്ത് സുന്ദരമായ ചിലന്തിവല പോലെ രൂപം പ്രാപിച്ചതെങ്ങനെ എന്നത് ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ ചൂടേറിയ ഒരു ചർച്ചാവിഷയമാണ്.

മനുഷ്യനിന്നോളം നിർമ്മിച്ചതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ബൃഹത്തായ, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ലാവണ്യം ഓരോ അടരിലും വിളിച്ചോതുന്ന ഭൂപടമാണ് SDSS നമുക്ക് കാണിച്ചു തരുന്നത്. ഓർക്കുക, 200 ശതകോടി നക്ഷത്രങ്ങളെ വഹിക്കുന്ന നമ്മുടെ ആകാശഗംഗ ഈ അനന്തമായ ഭൂപടത്തിൽ ഒരു പൊട്ട് മാത്രമാണ്. അതിൽത്തന്നെ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് സൗരയൂഥങ്ങൾ, അതിലൊന്നിന്റെ മാത്രം നാഥനായി നമ്മുടെ സൂര്യൻ, അതിനു ചുറ്റും നമ്മുടെ ഭൂമി, നമ്മുടെ വീട്… താരതമ്യത്തിന് മുതിർന്നാൽ ഒരു മണൽത്തരിയോളം പോലും നാം വരില്ലെന്ന യാഥാർത്ഥ്യം, അതറിയുന്നിടത്ത് നമ്മുടെ കേവലമായ കലഹങ്ങളും അഹന്തയും അവസാനിക്കുന്നു.