कैट स्कैन के आविष्कार ने चिकित्सा निदान में क्रांति ला दी। जहां एक्स-रे मानव शरीर का केवल एक सपाट द्वि-आयामी दृश्य देते हैं, एक कैट स्कैन तीन-आयामी दृश्य प्रदान करता है। ऐसा करने के लिए, कैट स्कैन कई आभासी "स्लाइस" को इलेक्ट्रॉनिक रूप से लेते हैं और उन्हें एक 3 डी तस्वीर में इकट्ठा करते हैं।
अब एक नई तकनीक जो कैट स्कैन के समान है, जिसे टोमोग्राफी के रूप में जाना जाता है, को युवा ब्रह्मांड के अध्ययन और ब्रह्मांडीय "अंधेरे युग" के अंत में क्रांति लाने के लिए तैयार किया गया है। 11 नवंबर, 2004 को रिपोर्टिंग, नेचर, एस्ट्रोफिजिसिस्ट जे। स्टुअर्ट बी। वीथे (यूनिवर्सिटी ऑफ मेलबर्न) और अब्राहम लोएब (हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स) के मुद्दे ने कॉस्मिक संरचनाओं के आकार की गणना की है जिन्हें खगोलविदों द्वारा प्रभावी ढंग से मापा जाएगा। प्रारंभिक ब्रह्मांड की कैट स्कैन जैसी छवियां लें। उन मापों से पता चलेगा कि ब्रह्मांड अपने अस्तित्व के पहले अरब वर्षों में कैसे विकसित हुआ।
लोएब कहते हैं, "अब तक, हम ब्रह्मांड के बचपन-लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के एकल स्नैपशॉट तक सीमित थे।" “यह नई तकनीक हमें ब्रह्मांड के बच्चे की तस्वीरों से भरा एक पूरा एल्बम देखने देगी। हम ब्रह्मांड को बड़े और परिपक्व होते देख सकते हैं। ”
स्लाइसिंग स्पेस
वायिथे और लोएब द्वारा वर्णित टोमोग्राफी तकनीक का दिल तटस्थ हाइड्रोजन परमाणुओं से 21-सेंटीमीटर-तरंग दैर्ध्य विकिरण का अध्ययन है। हमारी अपनी आकाशगंगा में, इस विकिरण ने खगोलविदों को मिल्की वे के गोलाकार प्रभामंडल का नक्शा बनाने में मदद की है। दूर के युवा ब्रह्मांड का नक्शा बनाने के लिए, खगोलविदों को 21 सेमी विकिरण का पता लगाना चाहिए जिसे फिर से जोड़ा गया है: अंतरिक्ष के विस्तार से अब तरंग दैर्ध्य (और कम आवृत्तियों) तक फैला हुआ है।
रेडशिफ्ट सीधे दूरी के लिए सहसंबद्ध है। पृथ्वी से हाइड्रोजन का एक बादल जितना दूर होता है, उसका विकिरण उतना ही अधिक लाल होता है। इसलिए, एक विशिष्ट आवृत्ति को देखकर, खगोलविज्ञानी एक विशिष्ट दूरी पर ब्रह्मांड के "स्लाइस" की तस्वीर लगा सकते हैं। कई आवृत्तियों के माध्यम से कदम रखते हुए, वे कई स्लाइस की तस्वीर बना सकते हैं और ब्रह्मांड के तीन आयामी चित्र का निर्माण कर सकते हैं।
व्योमेह कहते हैं, "टोमोग्राफी एक जटिल प्रक्रिया है, जो एक कारण है कि यह बहुत अधिक रेडशिफ्ट्स से पहले नहीं किया गया है।" "लेकिन यह बहुत ही आशाजनक है क्योंकि यह उन कुछ तकनीकों में से एक है जो हमें ब्रह्मांड के इतिहास के पहले अरब वर्षों का अध्ययन करने देगा।"
एक साबुन का बुलबुला ब्रह्मांड
पहले अरब वर्ष महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वह यह है कि जब पहले सितारे चमकने लगे थे और पहली आकाशगंगाओं का निर्माण कॉम्पैक्ट समूहों में होना शुरू हुआ था। उन तारों ने गर्म रूप से जला दिया, भारी मात्रा में पराबैंगनी प्रकाश का उत्सर्जन किया जो आस-पास के हाइड्रोजन परमाणुओं को आयनित करता था, प्रोटॉन से इलेक्ट्रॉनों को विभाजित करता था और प्रारंभिक ब्रह्मांड को भरने वाले तटस्थ गैस के कोहरे को दूर करता था।
युवा आकाशगंगा समूह जल्द ही आयनित गैस के बुलबुले से घिरे हुए थे जैसे साबुन के बुलबुले पानी के टब में तैर रहे थे। अधिक पराबैंगनी प्रकाश बाढ़ की जगह के रूप में, बुलबुले बड़े हो गए और धीरे-धीरे एक साथ विलय हो गए। आखिरकार, बिग बैंग के लगभग एक अरब साल बाद, पूरे दृश्यमान ब्रह्मांड को आयनित किया गया था।
प्रारंभिक ब्रह्मांड का अध्ययन करने के लिए जब बुलबुले छोटे थे और गैस ज्यादातर तटस्थ थी, खगोलविदों को अंतरिक्ष के माध्यम से स्लाइस लेना चाहिए जैसे कि स्विस पनीर के ब्लॉक को स्लाइस करना। लोएब का कहना है कि पनीर के साथ ही, “अगर ब्रह्मांड के हमारे टुकड़े बहुत संकीर्ण हैं, तो हम एक ही बुलबुले मारते रहेंगे। दृश्य कभी नहीं बदलेगा। ”
वास्तव में उपयोगी माप प्राप्त करने के लिए, खगोलविदों को बड़े स्लाइस लेने चाहिए जो विभिन्न बुलबुले से टकराते हैं। प्रत्येक टुकड़ा एक विशिष्ट बुलबुले की चौड़ाई से व्यापक होना चाहिए। विएथे और लोएब की गणना है कि सबसे बड़ा व्यक्तिगत बुलबुले प्रारंभिक ब्रह्मांड में लगभग 30 मिलियन प्रकाश-वर्ष के आकार तक पहुंच गया (आज के विस्तारित ब्रह्मांड में 200 मिलियन से अधिक प्रकाश-वर्ष के बराबर)। वे महत्वपूर्ण भविष्यवाणियां अध्ययनों को संचालित करने के लिए रेडियो उपकरणों के डिजाइन का मार्गदर्शन करेंगे।
खगोलविद जल्द ही विएथे और लोएब के पूर्वानुमानों का परीक्षण करेंगे, जिसमें 21-200 सेमी हाइड्रोजन के पुनर्भरण की 100-200 मेगाहर्ट्ज़ आवृत्तियों पर संचालित करने के लिए एंटेना की एक सरणी का उपयोग किया जाएगा। मानव निर्मित हस्तक्षेप (टीवी और एफएम रेडियो) और कम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों पर पृथ्वी के आयनमंडल के प्रभाव के कारण इन आवृत्तियों पर आकाश को मैप करना बेहद कठिन है। हालांकि, नए कम लागत वाले इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर प्रौद्योगिकियां दशक के अंत से पहले व्यापक मानचित्रण को संभव बनाएंगी।
स्मिथसोनियन रेडियो के खगोलशास्त्री लिंकन ग्रीनहिल (CfA) कहते हैं, "स्टुअर्ट और एवी की गणना सुंदर है क्योंकि एक बार जब हमने अपने सरणियों का निर्माण कर लिया है, तो भविष्यवाणियां परीक्षण के लिए सीधी होंगी, क्योंकि हम प्रारंभिक ब्रह्मांड की अपनी पहली झलक लेते हैं।"
ग्रीनहिल स्मिथसोनियन द्वारा वित्त पोषित आवश्यक रिसीवर और इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ नेशनल साइंस फाउंडेशन के वेरी लार्ज एरे से लैस करने के प्रस्ताव के माध्यम से उन पहली झलक को बनाने के लिए काम कर रहा है। "भाग्य के साथ, हम ब्रह्मांड में सबसे कम उम्र के क्वासरों के आसपास गर्म सामग्री के गोले की पहली छवियां बनाएंगे," ग्रीनहिल कहते हैं।
वीथे और लोएब के नतीजे ग्राउंड अप से निर्मित होने वाली अगली पीढ़ी की रेडियो वेधशालाओं के डिजाइन और विकास को निर्देशित करने में मदद करेंगे, जैसे कि यूरोपीय LOFAR परियोजना और रेडियो-शांत वापसी के निर्माण में यूएस-ऑस्ट्रेलियाई सहयोग द्वारा प्रस्तावित एक सरणी। पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया।
मूल स्रोत: हार्वर्ड CfA समाचार रिलीज़
