जब खगोलविद एक ऑप्टिकल टेलीस्कोप के बारे में बात करते हैं, तो वे अक्सर इसके दर्पण के आकार का उल्लेख करते हैं। क्योंकि आपका दर्पण जितना बड़ा होगा, आकाश के बारे में आपका दृष्टिकोण उतना ही तीव्र होगा। इसे संकल्प शक्ति के रूप में जाना जाता है, और यह प्रकाश की एक संपत्ति के कारण होता है जिसे विवर्तन कहा जाता है। जब प्रकाश एक उद्घाटन के माध्यम से गुजरता है, जैसे कि दूरबीन का उद्घाटन, यह फैलाना या फैलाना होगा। उद्घाटन जितना छोटा होता है, उतनी ही रोशनी फैलती है जिससे आपकी छवि और अधिक धुंधली हो जाती है। यही कारण है कि बड़े टेलिस्कोप छोटे लोगों की तुलना में तेज छवि को पकड़ सकते हैं।
विचलन केवल आपके टेलीस्कोप के आकार पर निर्भर नहीं करता है, यह आपके द्वारा देखे जाने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर भी निर्भर करता है। अब तरंग दैर्ध्य, एक दिए गए उद्घाटन आकार के लिए अधिक प्रकाश विचलित करता है। दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बहुत छोटी है, लंबाई में एक मीटर के दसवें हिस्से से कम है। लेकिन रेडियो प्रकाश में एक तरंग दैर्ध्य होता है जो एक हजार गुना लंबा होता है। यदि आप ऑप्टिकल टेलीस्कोप के रूप में तेज छवियों को कैप्चर करना चाहते हैं, तो आपको एक रेडियो टेलीस्कोप की आवश्यकता होती है जो एक ऑप्टिकल की तुलना में एक हजार गुना बड़ा है। सौभाग्य से, हम रेडियो टेलीस्कोप को इंटरफेरोमेट्री के रूप में जानी जाने वाली तकनीक के लिए धन्यवाद कर सकते हैं।
उच्च-रिज़ॉल्यूशन रेडियो टेलीस्कोप बनाने के लिए, आप केवल एक विशाल रेडियो डिश नहीं बना सकते। आपको 10 किलोमीटर से अधिक एक डिश की आवश्यकता होगी। यहां तक कि सबसे बड़ा रेडियो डिश, चीन का सबसे तेज टेलीस्कोप, केवल 500 मीटर की दूरी पर है। इसलिए एक बड़ी डिश बनाने के बजाय, आप दर्जनों या सैकड़ों छोटे व्यंजन बनाते हैं जो एक साथ काम कर सकते हैं। यह पूरी चीज़ के बजाय एक महान बड़े दर्पण के कुछ हिस्सों का उपयोग करने जैसा है। यदि आपने एक ऑप्टिकल टेलीस्कोप के साथ ऐसा किया है तो आपकी छवि उतनी उज्ज्वल नहीं होगी, लेकिन यह लगभग उतना ही तेज होगा।
लेकिन यह बहुत कम एंटीना व्यंजनों के निर्माण के रूप में सरल नहीं है। एक एकल दूरबीन के साथ, दूर की वस्तु से प्रकाश दूरबीन में प्रवेश करता है और एक डिटेक्टर पर दर्पण या लेंस द्वारा केंद्रित होता है। एक ही समय में ऑब्जेक्ट को छोड़ने वाला प्रकाश एक ही समय में डिटेक्टर तक पहुंचता है, इसलिए आपकी छवि सिंक में है। जब आपके पास रेडियो व्यंजनों की एक सरणी होती है, प्रत्येक अपने स्वयं के डिटेक्टर के साथ, आपकी वस्तु से प्रकाश दूसरों की तुलना में जल्द ही कुछ एंटीना डिटेक्टरों तक पहुंच जाएगा। यदि आपने अभी-अभी अपने सभी डेटा को संयोजित किया है तो आपको गड़बड़ गड़बड़ होगी। यह वह जगह है जहाँ इंटरफेरोमेट्री आती है।
आपके सरणी में प्रत्येक ऐन्टेना एक ही वस्तु को देखता है, और जैसा कि वे करते हैं कि वे प्रत्येक अवलोकन के समय को बहुत सटीक रूप से चिह्नित करते हैं। इस तरह आपके पास दर्जनों या सैकड़ों डेटा स्ट्रीम हैं, प्रत्येक अद्वितीय टाइमस्टैम्प के साथ। टाइमस्टैम्प से, आप सभी डेटा को सिंक में वापस रख सकते हैं। यदि आप जानते हैं कि डिश ए के बाद डिश बी को एक सिंगल 2 माइक्रोसेकंड मिलता है, तो आपको पता है कि सिग्नल बी को सिंक में रहने के लिए 2 माइक्रोसेकंड को आगे स्थानांतरित करना होगा।
इसके लिए गणित वास्तव में जटिल हो जाता है। काम करने के लिए इंटरफेरोमेट्री के लिए, आपको ऐन्टेना व्यंजनों के प्रत्येक जोड़े के बीच का समय अंतर जानना होगा। 5 व्यंजनों के लिए जो 15 जोड़े हैं। लेकिन वीएलए में 27 सक्रिय व्यंजन या 351 जोड़े हैं। अल्मा में 66 व्यंजन हैं, जो 2,145 जोड़े बनाता है। इतना ही नहीं, चूंकि पृथ्वी एंटीना के व्यंजन के सापेक्ष आपकी वस्तु की दिशा को घुमा देती है, जिसका अर्थ है कि जब आप अवलोकन करते हैं, तो संकेतों के बीच का समय बदल जाता है। संकेतों को सहसंबंधित करने के लिए आपको इस पर नज़र रखनी होगी। यह एक विशेष सुपर कंप्यूटर के साथ किया जाता है जिसे सहसंबंधक के रूप में जाना जाता है। यह विशेष रूप से यह एक गणना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह सहसंबंधक है जो दर्जनों एंटीना व्यंजनों को एकल दूरबीन के रूप में कार्य करता है।
रेडियो इंटरफेरोमेट्री को परिष्कृत और बेहतर बनाने में दशकों लग गए हैं, लेकिन यह रेडियो खगोल विज्ञान के लिए एक आम उपकरण बन गया है। 1980 में वीएलए के उद्घाटन से 2013 में ALMA के पहले प्रकाश तक, इंटरफेरोमेट्री ने हमें असाधारण रूप से उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां दी हैं। तकनीक अब इतनी शक्तिशाली है कि इसका उपयोग पूरे विश्व में दूरबीनों को जोड़ने के लिए किया जा सकता है।
2009 में दुनिया भर में रेडियो वेधशालाएं एक महत्वाकांक्षी परियोजना पर एक साथ काम करने के लिए सहमत हुईं। वे एक ग्रह के रूप में बड़े पैमाने पर एक आभासी दूरबीन बनाने के लिए अपनी दूरबीनों को संयोजित करने के लिए इंटरफेरोमेट्री का उपयोग करते थे। इसे इवेंट होराइजन टेलीस्कोप के नाम से जाना जाता है और 2019 में इसने हमें ब्लैक होल की पहली छवि प्रदान की।
टीम वर्क और इंटरफेरोमेट्री के साथ, हम अब ब्रह्मांड में सबसे रहस्यमय और चरम वस्तुओं में से एक का अध्ययन कर सकते हैं।
