പ്രപഞ്ച രഹസ്യം തേടി ലിഗോ; ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗം നിരീക്ഷിക്കാനുള്ള ഇന്ത്യയിലെ കേന്ദ്രം ഉടൻ
തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെ സംയോജനം ( black hole merger), സൂപ്പര്‍നോവയുടെ പൊട്ടിത്തെറി, ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ കൂട്ടിയിടി തുടങ്ങി വിദൂര പ്രപഞ്ചത്തില്‍ നടക്കുന്ന നിരവധി പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ സ്‌പേസ് ടൈമില്‍ (സ്ഥൂലകാലത) തരംഗങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഗുരുത്വകർഷണ തരംഗങ്ങള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ തരംഗങ്ങളുടെ പഠനം, പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ച് കൂടുതല്‍ വെളിച്ചം വീശുന്നതാണ്. ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠനം നടത്തുന്നതിനായി നിരീക്ഷണാലയം (observatory) നിര്‍മിക്കുകയാണ് ഇന്ത്യ. 2,600 കോടി രൂപയുടെ പദ്ധതിക്ക് കേന്ദ്രമന്ത്രിസഭ അനുമതി നല്‍കിക്കഴിഞ്ഞു.
ലേസര്‍ ഇന്‌റര്‍ഫെറോമീറ്റര്‍ ഗ്രാവിറ്റേഷണല്‍- വേവ് ഒബ്‌സര്‍വേറ്ററി ഇന്ത്യ (LIGO- India) എന്നാണ് നിരീക്ഷണശാലയുടെ പേര്. മഹാരാഷ്ട്രയിലെ ഹിങ്കോളി ജില്ലയിലാണ് ലിഗോ ഇന്ത്യ സ്ഥാപിക്കുക. 2030 ഓടെ പ്രവര്‍ത്തനം തുടങ്ങാനാകുമെന്നാണ് വിലയിരുത്തല്‍. ഗുരുത്വകർഷണ തരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാനുള്ള ആഗോളപദ്ധതിയുടെ ഭാഗമാണ് ഇന്ത്യയിലെ നിരീക്ഷണശാല. ആന്താരാഷ്ട്രതലത്തില്‍ വ്യാപിച്ചിരിക്കുന്ന ലിഗോ ശൃംഖലയില്‍ അഞ്ചാമത്തേതും അവസാനത്തേതുമാണ് ഇത്.
മഹാരാഷ്ട്രയിലെ ഹിങ്കോളി ജില്ലയിലാണ് ലിഗോ ഇന്ത്യ സ്ഥാപിക്കുക. 2030 ഓടെ പ്രവര്‍ത്തനം തുടങ്ങാനാകുമെന്നാണ് വിലയിരുത്തല്‍.
2016 ഫെബ്രുവരിയിലാണ് പദ്ധതിക്ക് കേന്ദ്രം തത്വത്തില്‍ അംഗീകാരം നല്‍കിയത്. വിവിധ ഘട്ടങ്ങള്‍ പൂര്‍ത്തിയാക്കി ഒടുവില്‍ നിര്‍മാണത്തിന് ഒരുങ്ങുകയാണ് ലിഗോ ഇന്ത്യ. 70 ഹെക്ടർ സ്ഥലത്താണ് നിര്‍മാണം. രാജ്യത്തെ ആണവോര്‍ജ വകുപ്പും ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക വകുപ്പും അമേരിക്കന്‍ നാഷണല്‍ സയന്‍സ് ഫൗണ്ടേഷന്റെ സഹകരണത്തോടെയാണ് ലിഗോ ഇന്ത്യ നടപ്പാക്കുന്നത്. രാജാ രാമണ്ണ സെ‍ന്റർ ഫോര്‍ അഡ്വാന്‍സ് ടെക്‌നോളജി, ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് പ്ലാസ്മ റിസര്‍ച്ച് തുടങ്ങി നിരവധി സ്ഥാപനങ്ങളും സംഘടനകളും ഈ പദ്ധതിക്ക് പിന്നിലുണ്ട്.
ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗം
പിണ്ഡമുള്ള വസ്തുക്കള്‍ പരസ്പരം ആകര്‍ഷിക്കുന്ന പ്രകൃതി പ്രതിഭാസമാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം. പ്രപഞ്ചത്തിലെ നാല് അടിസ്ഥാന ബലങ്ങളിലൊന്നാണ് ഇത്. ഗുരുത്വബലം സ്ഥലകാലത്തില്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന വ്യതിയാനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന തരംഗങ്ങളാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗം. വലിയ പ്രപഞ്ച പ്രതിഭാസങ്ങളുടെ ഭാഗമായാണ് ശക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗം രൂപപ്പെടുക. പ്രഭവകേന്ദ്രത്തില്‍ നിന്ന് തരംഗ രൂപത്തില്‍ നാല് മാനങ്ങളിലും ( നീളം, വീതി, ഉയരം, സമയം) ഇവ സഞ്ചരിക്കുന്നു.
1893 ല്‍ ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍, ഒലിവര്‍ ഹെവിസൈഡ് ആണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗം എന്ന ആശയം ആദ്യം മുന്നോട്ടുവയ്ക്കുന്നത്. 1905 ല്‍ ജൂള്‍സ് ഹെന്റി പോയിന്‍കേറും വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗത്തിന് സമാനമായ, ഗുരുത്വകർഷണ തരംഗത്തെ കുറിച്ച് പ്രതിപാദിച്ചു. എന്നാല്‍ 1916 ല്‍ ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റീനാണ്, സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ ഗുരുത്വകർഷണ തരംഗത്തെ കൃത്യമായി നിർവചിച്ചത്. സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു ബോട്ട് നദിയില്‍ എങ്ങനെയാണോ അലകള്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നത്, അതുപോലെ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തു സ്‌പേസ് ടൈമില്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കുന്നു എന്ന് സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം പ്രവചിച്ചു. വൈദ്യുത കാന്തിക തരംഗത്തിന് സമാനമായി ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗം ഊര്‍ജം പ്രസരിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് സ്‌പേസ് ടൈമില്‍ തരംഗങ്ങളുണ്ടാക്കുന്നു.
1974 ലാണ് ആദ്യമായി ഭൂഗുരുത്വ തരംഗത്തെ പരോക്ഷമായി നിരീക്ഷിക്കുന്നത്. ഹള്‍സ്- ടെയ്‌ലര്‍ ബൈനറി പള്‍സാറിന്‌റെ ശിഥിലീകരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടായിരുന്നു ഇത്. സാമാന്യ ആപേക്ഷിക സിദ്ധാന്തം പ്രവചിച്ച ഊര്‍ജ നഷ്ടം അന്ന് ഈ പ്രക്രിയയില്‍ നിരീക്ഷിക്കാനായി. ഇത് സൈദ്ധാന്തികമായി ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗത്തിന്‌റെ സാന്നിധ്യം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു. 1993ല്‍ റസല്‍ എ ഹള്‍സിനും ജോസഫ് ഹൂട്ടണ്‍ ടെയ്‌ലറിനും ഭൗതിക ശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബേല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചത് ഈ കണ്ടെത്തലിനാണ്.
യഥാര്‍ഥത്തില്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗത്തെ നിരീക്ഷിച്ചത് 2015 സെപ്റ്റംബര്‍ 14 നാണ്. അമേരിക്കയിലെ ലിഗോ കേന്ദ്രത്തില്‍. രണ്ട് തമോഗര്‍ത്തങ്ങളുടെ സംയോജനം മൂലം ഉണ്ടായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗമാണ് അന്ന് രേഖപ്പെടുത്തിയത്. മാസങ്ങള്‍ എടുത്ത് വീണ്ടും വിശകലനം ചെയ്താണ് അവ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗമെന്ന് സ്ഥിരീകരിച്ചത്. തുടര്‍ന്ന് 2016 ഫെബ്രുവരിയിലായിരുന്നു പ്രഖ്യാപനം. 2017 ല്‍ റെയ്‌നല്‍ വെയ്‌സ്, കിപ് ത്രോണ്‍, ബാരി ബാരിഷ് എന്നിവര്‍ നോബേല്‍ പുരസ്‌കാരം പങ്കിട്ടു. പിന്നീട് ഒന്‍പത് തവണ കൂടി, വിവിധ ലിഗോ കേന്ദ്രങ്ങളിലെ പരീക്ഷണത്തിന്‌റെ ഭാഗമായി ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗം കണ്ടെത്തി.
ബൈനറി പള്‍സാര്‍ സ്വയം ഭ്രമണം ചെയ്യുകയും റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെ രൂപത്തില്‍ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം പ്രസരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന അത്യധികം കാന്തികവത്ക്കരിക്കപ്പെട്ട ന്യൂട്രോണ്‍ നക്ഷത്രങ്ങളാണ് പള്‍സാര്‍. പള്‍സാര്‍ ഉള്‍പ്പെട്ട ദ്വന്ദ്വ നക്ഷത്രമാണ് ബൈനറി പള്‍സാര്‍.
ലിഗോയുടെ പ്രവര്‍ത്തനം
ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലം ദുര്‍ബലമായതിനാല്‍ തന്നെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗത്തിന്‌റെ പ്രഭാവം താരതമ്യേന നിസാരമാണ്. അതിനാല്‍ അവ നിരീക്ഷിക്കുക ഏറെ ശ്രമകരവും. അതുകൊണ്ടു തന്നെ ലോകത്ത് നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള നിരീക്ഷണ ഉപകരണങ്ങളില്‍ ഏറ്റവും സങ്കീര്‍ണമായ ഒന്നാണ് ലിഗോയിലേത്.
നാല് കിലോമീറ്റര്‍ വീതം നീളമുള്ള, ശൂന്യമായ രണ്ട് ചേംബറാണ് പ്രധാന ഘടന. പരസ്പരം മട്ടകോണിലാണ് (perpendicular) ഇവ സ്ഥാപിക്കുക. ചേംബറിന്റെ അറ്റങ്ങളില്‍ പ്രതിഫലന ശേഷി കൂടിയ കണ്ണാടികള്‍ ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. രണ്ട് ചേംബറിലേക്കും പ്രകാശ തരംഗം ഒരേ സമയം കടത്തിവിടുന്നു. കണ്ണാടിയില്‍ തട്ടി പ്രതിഫലിച്ച് തിരിച്ചെത്തുന്ന ഈ പ്രകാശ തംരംഗങ്ങളെ രേഖപ്പെടുത്തുന്നു. സാധാരണ നിലയില്‍ രണ്ട് ചേംബറിലും നിന്നും തരംഗങ്ങള്‍ ഒര പോലൈയാണ് പ്രതിഫലിപ്പിക്കപ്പെടുക. എന്നാല്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗം ഉണ്ടെങ്കില്‍ അതിന്‌റെ സ്വാധീനത്തില്‍ പെട്ട് രണ്ടും വ്യത്യസ്തമായി തിരിച്ചെത്തുന്നു. ചെറിയ അശ്രദ്ധയോ പുറത്തുനിന്നുള്ള മറ്റ് എന്തെങ്കിലും സ്വാധീനമോ ശരിയല്ലാത്ത ഫലം നല്‍കും എന്നതിനാല്‍ അതീവ സൂക്ഷ്മതയോടെ ഉപകരണങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കുകയും നിരീക്ഷണം നടത്തുകയും വേണം.
ഇന്ത്യയിലെന്തിന് ലിഗോ?
സംവേദന ശേഷി (sensitivity) വളരെ കൂടുതലുള്ള ഉപകരണങ്ങളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്നതിനാല്‍ പുറത്തുനിന്നുള്ള ഏതൊരു സ്വാധീനവും ഫലത്തില്‍ വലിയ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാക്കും. ഭൂകമ്പം,മണ്ണിടിച്ചില്‍, എന്തിനധികം ട്രക്കുകളുടെ സഞ്ചാരം പോലും തെറ്റായ വിവരം രേഖപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാരണമാകും. ഇത്തരത്തില്‍ ഉണ്ടായേക്കാവുന്ന തെറ്റുകള്‍ ഒഴിവാക്കി, അല്പം കൂടി നിരീക്ഷണത്തിന് കൃത്യത ഉറപ്പാക്കാനാണ് കൂടുതല്‍ ഒബ്‌സര്‍വേറ്ററികള്‍ സ്ഥാപിക്കുന്നത്. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ഭൂ പ്രദേശങ്ങളില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒബ്‌സര്‍വേറ്ററില്‍ തെറ്റായ വിവരം ഒരു പോലെ രേഖപ്പെടുത്താന്‍ സാധ്യത കുറവാണ്.
അമേരിക്കയില്‍ രണ്ട് ലിഗോ കേന്ദ്രങ്ങള്‍ നിലവില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നുണ്ട്. വാഷിങ്ടണിലും ലൂസിയാനയിലുമാണ് ഇവ. ഇറ്റലിയിലെ വിര്‍ഗോ, ജപ്പാനിലെ കാഗ്ര ( Kamioka Gravitational-wave Detector) എന്നിവയാണ് മറ്റ് രണ്ട് കേന്ദ്രങ്ങള്‍. ഇവയ്ക്ക് പുറമെ ഇന്ത്യയില്‍ കൂടി ലിഗോ എത്തുന്നത് നിരീക്ഷണങ്ങള്‍ക്കും അതുവഴി എത്തുന്ന നിഗമനങ്ങള്‍ക്കും കൂടുതല്‍ കൃത്യത ഉറപ്പാക്കും.
ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡര്‍, ഇറ്റര്‍ , രണ്ടാം ബഹിരാകാശ നിലയം തുടങ്ങി രാജ്യാന്തര ശാസ്ത്ര പദ്ധതികളില്‍ സജീവമായ പങ്കാളിത്തം ഇന്ത്യ വഹിക്കുന്നുണ്ട്. ആ നിരയിലുള്ള മറ്റൊരു പദ്ധതിയാണ് ലിഗോ ഇന്ത്യ. പ്രപഞ്ചത്തെ കുറിച്ചുള്ള അടിസ്ഥാന ചോദ്യങ്ങള്‍ക്ക് ഉത്തരം തേടിടുകയാണ് ലിഗോ പദ്ധതി. അതിൽ തന്ത്രപരമായ സ്ഥാനത്ത് ഇന്ത്യയുണ്ട് എന്നത് അഭിമാനകരം.
