గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు (గ్రావిటేషనల్ వేవ్స్) అంటే ఏమిటి? వాటిని ఎలా కనుగొన్నారు?

Google ad

నిశ్చలంగా ఉన్న నీటిలో తెడ్డు వేస్తే ఏ విధంగా అలలు చుట్టూ వ్యాపిస్తాయో- అలాగే అంతరిక్షంలో కూడా ఖగోళ వస్తువుల మధ్య జరిగే విశిష్ట ఘటనల వల్ల, విడుదలయ్యే బ్రహ్మాండమైన శక్తి కంటికి కనిపించని అలలుగా చుట్టూ ప్రయాణిస్తాయి- వీటినే గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు అని అంటారు.ఓ నక్షత్రం విస్ఫొటనం చెందినప్పుడో, రెండు ఖగోళ విశేషాలు ఒకదాని కక్ష్యలో మరొకటి తిరుగుతున్నప్పుడో లేదా రెండు కృష్ణ బిలాలు విలీనం అయినప్పుడు- ఇటువంటి భారీ కదలికల వల్ల విడుదలయ్యే శక్తి, స్థానకాల క్షేత్రంలో (space-time) తరంగాల రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది.

భౌతిక మరియూ గణిత శాస్త్రాల అధ్యయనం ద్వారా ఆల్బర్ట్ ఐన్‌స్టీన్ సాపేక్ష సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించారు. అందులో భాగంగానే గంట మోగించినపుడు ధ్వని గాలిలో

తరంగాలుగా ప్రయాణించినట్లు, అంతరిక్షంలో విడుదలయ్యే భారీ శక్తి- తరంగాల రూపంలో ప్రసరిస్తుందని ఊహించారు. కానీ ఓ దశలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు లేకపోవచ్చేమో అని కూడా ఆయన సందేహపడ్డారు. కానీ ఈ రోజు ఐన్‌స్టీన్ ఉండి ఉంటే, గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఉనికిని చూసి, తన సాపేక్ష సిద్ధాంతం మీద మరింత ఆశాభావం వ్యక్తం చేసేవారేమో!

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కాంతి వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి. ఈ తరంగాలు పురోగమించే మార్గంలో ఉన్న అన్ని వస్తువుల్ని సంకోచ-వ్యాకోచాలకి గురి చేయగలిగే శక్తిని కలిగి ఉంటాయి.

శాస్త్రీయ పరిశోధన:

భూమి మీద గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తించడం తేలికైన విషయం కాదు. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను సృష్టించే ఈ వస్తువులు భూమి నుండి ఎంత దూరంగా ఉంటే ఈ తరంగాలు భూమిని చేరేప్పటికి అంత బలహీన పడతాయి. అందుకే తగిన సంకేతికతతో పరిశోధనా కేంద్రాన్ని ఏర్పాటు చెయ్యటానికి దాదాపు 80 సంవత్సరాలు పట్టింది.

LIGO (లేజర్ ఇంటర్ఫెరోమీటర్ గ్రావిటేషనల్-వేవ్ అబ్జర్వేటరీ) అని పిలవబడే రెండు పరిశోధనా కేంద్రాలని 2002లో వేర్వేరు చోట్ల (లూసియాన, వాషింగ్టన్) నిర్మించారు. రెండిటి మధ్య దూరం దాదాపు 3000 కిలోమీటర్లు. రెండు కేంద్రాల్లోనూ ఈ తరంగాలు గుర్తించబడినప్పుడు మాత్రమే ఆ ప్రభావం గురుత్వాకర్షణ తరంగాలదని అని ధృవపరుస్తారు.

ఒక్కో పరిశోధనా కేంద్రానికి ఎల్ ఆకారంలోని లంభ కోణంలా, చేతులని పోలిన సొరంగాలని రెండు ఏర్పాటు చేశారు. రెండిటి పొడవు సమానం ( 4 కి.మీలు.)

పని చేసే విధానం:

‘ఎల్’ ఆకారంలో రెండు చేతులు కలిసే ప్రదేశం నుండి రెండు లేజర్ కిరణాలను శూన్యంగా ఉండే సొరంగాల్లోకి ప్రసరించేట్లు చేస్తారు. L ఆకారంలోని రెండు కొసలనా లేజర్ కిరణాల్ని ప్రతిబింబించేలా అద్దాలు వుంటాయి.

లేజర్ నుండి వెలువడిన కాంతి తరంగం, రెండు సొరంగాల్లోనూ ఒకే సమయానికి మొదలై, రెండింటిలో చివరన ఉన్న అద్దాలని తాకి , మరల ఒకే సమయానికి వెనక్కి ఎల్ ఆకార సంగమ స్థలానికి ప్రతిబింబించాలి. తిరిగి చేరుకున్న రెండు తరంగాల మధ్య, వాటి ధర్మాల్లో ఏ మాత్రం తేడా లేనప్పుడు, డిటెక్టర్ ఏ తేడాను గమనించదు.

ఒకవేళ గురుత్వ తరంగాలేమైనా విశ్వంలో సంభవిస్తే ఆ తరంగాలు పురోగమించే దిశలో ఉన్న లేజర్ కిరణపు ప్రవర్తనలో మార్పుకు గురిచేస్తుంది. ఈ తేడాని ఎల్ ఆకార మధ్య భాగంలో ఏర్పాటు చేసిన డిటెక్టర్ గుర్తించి, ఆ మార్పుని అధ్యయనం చేయడం ద్వారా గురుత్వాకర్షణ తరంగలని కనుగొంటారు.

అలా లేజర్ కిరణాలని సంవత్సరాల తరబడి అనుక్షణం పంపిస్తూ, గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు కోసం వేచి చూస్తారు. 2015లో మొదటి సారి గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు గుర్తింపబడ్డాయి. 1.3 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం రెండు కృష్ణబిలాలు ఒకదానికొకటి ఢీ కొన్నప్పుడు విడుదలయైన శక్తి తాలూకా గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు అవి.

భారతదేశంలో కూడా ఈ రకమైన పరిశోధనా కేంద్రాన్ని 2024 కల్లా ఏర్పాటు చెయ్యటానికి ప్రయత్నాలు జరుగుతున్నాయి. మరింత సమాచారం కోసం Indian Initiative in Gravitational-wave Observations – Wikipedia

చూడగలరు