जब आप अपनी आँखों से, या दूरबीन के माध्यम से रात के आकाश में देखते हैं, तो आप ब्रह्मांड को दृश्य प्रकाश के स्पेक्ट्रम में देख रहे हैं। और यह बहुत बुरा है क्योंकि अंतरिक्ष के रहस्यों को उजागर करने के लिए विभिन्न तरंगदैर्ध्य दूसरों की तुलना में बेहतर हैं। प्रौद्योगिकी हमें "देख" सकती है कि हमारी आंखें क्या हैं, और पृथ्वी और अंतरिक्ष में यहां के उपकरण इन विभिन्न प्रकार के विकिरण का पता लगा सकते हैं। सबमिलिमीटर वेवलेंथ रेडियो स्पेक्ट्रम का हिस्सा है, और हमें बहुत अच्छी ठंडी वस्तुओं के बारे में जानकारी देता है - जो कि अधिकांश ब्रह्मांड हैं। पॉल हो, हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स और एक एस्ट्रोनॉमर के साथ सबमिलिमीटर की दुनिया में काम कर रहा है। वह कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स से मुझसे बात करता है।
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फ्रेजर कैन: क्या आप मुझे सबमिलिमीटर स्पेक्ट्रम पर कुछ पृष्ठभूमि दे सकते हैं? वह कहां फिट बैठता है?
पॉल हो: औपचारिक रूप से सबमिलिमीटर, 1 मिलीमीटर की तरंग दैर्ध्य पर होता है और छोटा होता है। तो आवृत्ति में 1 मिलीमीटर तरंगदैर्ध्य लगभग 300 गीगाहर्ट्ज़ या 3 × 10 ^ 14 हर्ट्ज से मेल खाती है। तो, यह एक बहुत ही कम तरंग दैर्ध्य है। उसके नीचे से लगभग 300 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य, या एक मिलीमीटर की एक तिहाई, जिसे हम सबमिलिमिटर रेंज कहते हैं। यह उस प्रकार का है जिसे हम वायुमंडलीय खिड़की के अंत तक कहते हैं जहां तक रेडियो का संबंध है, क्योंकि कम, एक मिलीमीटर के लगभग एक तिहाई वे आकाश वायुमंडल के कारण अनिवार्य रूप से अपारदर्शी बन जाते हैं।
फ्रेजर: तो, ये रेडियो तरंगें हैं, जैसे कि आप रेडियो पर क्या सुनते हैं, लेकिन बहुत कम - कुछ भी नहीं जो मैं अपने एफएम रेडियो पर कभी नहीं उठा सकता। वे ब्रह्मांड को देखने के लिए क्यों अच्छे हैं जहां यह ठंडा है?
हो: किसी भी वस्तु के बारे में जिसे हम जानते हैं, या देखते हैं, आम तौर पर उन सामग्रियों को चिह्नित करने वाली ऊर्जा का प्रसार विकीर्ण कर रहा है, जिनके बारे में हम बात कर रहे हैं, इसलिए हम इसे एक स्पेक्ट्रम कहते हैं। और इस ऊर्जा स्पेक्ट्रम में आमतौर पर एक शिखर तरंग दैर्ध्य होता है - या तरंग दैर्ध्य जिस पर ऊर्जा का थोक विकीर्ण होता है। वह विशेषता तरंग दैर्ध्य वस्तु के तापमान पर निर्भर करता है। तो, वस्तु को जितना अधिक गर्म किया जाता है, उतनी ही कम तरंग दैर्ध्य बाहर आती है, और वस्तु जितनी अधिक ठंडी होती है, उतनी देर तक तरंगदैर्घ्य बाहर आता है। सूर्य के लिए, जिसका तापमान 7,000 डिग्री है, आपके पास एक शिखर तरंगदैर्ध्य है जो ऑप्टिकल में निकलता है, जो कि निश्चित रूप से हमारी आंखें ऑप्टिकल पर टिक जाती हैं, क्योंकि हम सूर्य के पास रहते हैं। लेकिन जैसे-जैसे सामग्री ठंडी होती है, उस विकिरण की तरंग दैर्ध्य लंबी और लंबी होती जाती है, और जब आप निरपेक्ष शून्य से 100 डिग्री ऊपर की विशेषता वाले तापमान तक उतरते हैं, तो वह शिखर तरंगदैर्ध्य सुदूर इन्फ्रारेड या सबमिलिमीटर में कहीं से आता है। तो, 100 माइक्रोन के क्रम पर एक तरंग दैर्ध्य, या उससे थोड़ा अधिक लंबा, जो इसे सबमिलिमिटर रेंज में डालता है।
फ्रेजर: और अगर मैं अपनी आँखों को स्वैप करने में सक्षम था, और उन्हें सबमिलिमीटर आँखों के एक सेट के साथ बदल दिया, तो क्या होगा अगर मैं आकाश में देखूं?
हो: बेशक, आकाश काफी ठंडा होना जारी रहेगा, लेकिन आप बहुत सी ऐसी चीजों को चुनना शुरू कर देंगे जो ठंडी हैं, जो आप ऑप्टिकल दुनिया में नहीं देखेंगे। 100 केल्विन के आदेश पर एक तारे के चारों ओर घूमने वाली सामग्री जैसी चीजें ठंडी होती हैं; आणविक गैस की जेबें जहाँ तारे बन रहे हैं - वे 100 K से अधिक ठंडे होंगे या बहुत दूर के, प्रारंभिक ब्रह्मांड में जब आकाशगंगाओं को पहली बार इकट्ठा किया जाएगा, यह सामग्री भी बहुत ठंडी होती है, जिसे आप ऑप्टिकल दुनिया में नहीं देख पाएंगे , कि आप सबमिलिमीटर में देख सकते हैं।
फ्रेजर: आप यहां या अंतरिक्ष में किन उपकरणों का उपयोग कर रहे हैं?
हो: जमीन और अंतरिक्ष यंत्र हैं। 20 साल पहले, लोगों ने सबमिलीमीटर में काम करना शुरू कर दिया था, और कुछ दूरबीनें थीं जो इस तरंग दैर्ध्य में काम करने लगी थीं। हवाई में, मौना के पर, दो हैं: एक जेम्स क्लर्क मैक्सवेल टेलीस्कोप कहा जाता है, जिसका व्यास लगभग 15 मीटर है, और कैलटेक सबमिलिमिटर वेधशाला भी है, जिसका व्यास लगभग 10 मीटर है। हमने एक इंटरफेरोमीटर बनाया है, जो दूरबीनों की एक श्रृंखला है जो मौना वे के शीर्ष पर एकल उपकरण के रूप में संचालित करने के लिए समन्वित हैं। तो 8 6-मीटर क्लास टेलीस्कोप जो एक साथ जुड़े हुए हैं और अलग-अलग हो सकते हैं या आधे किलोमीटर के अधिकतम बेसलाइन, या पृथक्करण के साथ एक साथ चले जा सकते हैं। तो यह यंत्र अपने अधिकतम पर आधा किलोमीटर के आकार पर एक बहुत बड़े टेलीस्कोप का अनुकरण कर रहा है, और इसलिए मौजूदा एकल तत्व टेलीस्कोप की तुलना में संकल्प के बहुत उच्च कोण को प्राप्त कर रहा है।
फ्रेजर: रेडियो दूरबीनों से प्रकाश को संयोजित करना बहुत आसान है, इसलिए मुझे लगता है कि आप ऐसा क्यों कर पा रहे हैं?
हो: खैर, रेडियो में इंटरफेरोमीटर तकनीक का उपयोग पिछले कुछ समय से किया जा रहा है, इसलिए हमने इस तकनीक को अच्छी तरह से पूरा किया है। बेशक, अवरक्त और ऑप्टिकल में, लोग इस तरह से काम करना शुरू कर रहे हैं, इंटरफेरोमीटर पर काम कर रहे हैं। मूल रूप से, विकिरण को संयोजित करते हुए, आपको आने वाले विकिरण के चरण के सामने का ट्रैक रखना होगा। आम तौर पर मैं इसे समझाता हूं जैसे कि आपके पास एक बहुत बड़ा दर्पण था और इसे तोड़ दिया ताकि आप दर्पण के कुछ टुकड़े आरक्षित कर सकें, और फिर आप दर्पण के उन कुछ टुकड़ों से जानकारी का पुनर्निर्माण करना चाहते हैं, कुछ चीजें हैं जो आपको करने की आवश्यकता है। सबसे पहले, आपको दर्पण के टुकड़ों को एक दूसरे के सापेक्ष संरेखित करने में सक्षम होना चाहिए, ठीक उसी तरह जब यह एक संपूर्ण दर्पण था। और दूसरा, दोष के लिए सही होने में सक्षम होना, इस तथ्य से कि दर्पण के इतने सारे टुकड़ों के साथ बहुत सारी गुम जानकारी है, और आप केवल कुछ टुकड़ों का नमूना नहीं ले रहे हैं। लेकिन इस विशेष तकनीक को एपर्चर संश्लेषण कहा जाता है, जिसे छोटे टुकड़ों का उपयोग करके एक बहुत बड़ी एपर्चर टेलीस्कोप बनाना है, ज़ाहिर है, कुछ साल पहले राइल और हेविश द्वारा नोबेल पुरस्कार जीतने का काम है।
फ्रेजर: भविष्य में इस तरंगदैर्ध्य का लाभ उठाने के लिए कौन से उपकरण विकसित किए जाने वाले हैं?
हो: हमारी दूरबीनों के निर्माण के बाद और हम काम कर रहे हैं, एक और भी बड़ा उपकरण होगा जो अब चिली में अटाकामा लार्ज मिलिमीटर अर्रे (ALMA) के नाम से बनाया जा रहा है, जिसमें कई और टेलिस्कोप और बड़े एपर्चर शामिल होंगे, जो कि होंगे हमारे अग्रणी उपकरण की तुलना में बहुत अधिक संवेदनशील। लेकिन हमारा यंत्र उम्मीद करता है कि बड़े उपकरणों के साथ आने और अधिक संवेदनशील काम करने में सक्षम होने से पहले वे सबमिलीमीटर वेवलेंथ में संकेतों और दुनिया की प्रकृति की खोज करना शुरू कर देंगे।
फ्रेजर: वे नए उपकरण कितनी दूर तक देख पाएंगे? वे क्या देख सकते थे?
हो: सबमिलिमेट्रोन एस्ट्रोनॉमी के हमारे अनुशासन के लिए एक लक्ष्य ब्रह्मांड के शुरुआती भाग में समय पर वापस देखना है। जैसा कि मैंने पहले उल्लेख किया है, ब्रह्मांड के प्रारंभिक चरण में, जब यह आकाशगंगाओं का निर्माण कर रहा था, तो वे शुरुआती चरणों में बहुत ठंडा हो जाते हैं जब आकाशगंगाओं को इकट्ठा किया जा रहा था, और यह विकीर्ण होगा, हम सोचते हैं, मुख्य रूप से सबमिलिम में। और आप उन्हें देख सकते हैं, उदाहरण के लिए, मौना के पर जेसीएम टेलीस्कोप का उपयोग करना। आप कुछ प्रारंभिक यूनिवर्स को देख सकते हैं, जो बहुत ही उच्च स्तर की आकाशगंगाओं के पुनर्परिभाषित हैं; ये ऑप्टिकल में दिखाई नहीं देते हैं, लेकिन वे सबमिलीमीटर में दिखाई देते हैं, और यह सरणी उनकी छवि बनाने में सक्षम होगी, और उन्हें बहुत सक्रिय रूप से पता लगाएगा कि वे आकाश में कहां स्थित हैं ताकि हम उनका आगे अध्ययन कर सकें। ये बहुत ही प्रारंभिक आकाशगंगाएं, ये प्रारंभिक संरचनाएं, हमें लगता है कि बहुत अधिक रेडशिफ्ट्स में हैं - हम इस संख्या को Z देते हैं, जो कि 6, 7, 8 का एक रेडशिफ्ट है - ब्रह्मांड के निर्माण में बहुत शुरुआती है, इसलिए शायद 10% तक वापस देख रहे हैं उस समय जब ब्रह्मांड को इकट्ठा किया जा रहा था।
फ्रेजर: आपके लिए मेरा आखिरी सवाल ... कुछ हफ्तों में डीप इम्पैक्ट आ रहा है। क्या आपकी वेधशालाएँ भी इसे देख रही होंगी?
Ho: ओह हाँ, बिल्कुल। डीप इम्पैक्ट वास्तव में वह चीज है जिसकी हम रुचि रखते हैं। अपने इंस्ट्रूमेंट के लिए, हम सोलर सिस्टम टाइप बॉडीज का अध्ययन कर रहे हैं, और इसमें केवल ग्रह ही नहीं, बल्कि धूमकेतु भी शामिल हैं क्योंकि वे करीब आते हैं या प्रभाव डालते हैं, हम सामग्री को देखने की उम्मीद करते हैं। बंद कर दिया गया, जिसे हमें सबमिलीमीटर में ट्रैक करने में सक्षम होना चाहिए क्योंकि हम न केवल धूल उत्सर्जन को देख रहे हैं, बल्कि हम बाहर निकलने वाले गैसों की वर्णक्रमीय रेखाओं को देख पाएंगे। इसलिए, हम इस घटना पर अपना ध्यान केंद्रित करने में सक्षम होने की उम्मीद कर रहे हैं, और इसके लिए इमेजिंग भी कर सकते हैं।
पॉल हो मैसाचुसेट्स के कैम्ब्रिज में हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के साथ एक खगोलविद हैं।
