“గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గుర్తుంచడం మరియు నమోదుచేయడం మానవ చరిత్రలో ఒక గొప్ప మైలురాయి అని చాలా మంది ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు చెపుతుంటారు.”
అసలు గురుత్వాకర్షణ తరంగం అంటే ఏమిటి? దానిని కనుగొనడం నిజంగా అంత గొప్ప పరిణామమా? గురుత్వాకర్షణ తరంగంను నమోదుచేయడం ద్వారా మనకు ఈ విశ్వం గురించి ఏమి తెలుస్తుంది? ఇలాంటి ప్రశ్నలకు సమాధానమిచ్చే ప్రయత్నం చేస్తాను.
గురుత్వాకర్షణ శక్తి గురించి న్యూటన్ వివరణ మనందరికీ తెలిసినదే. కొంత నిర్దిష్ట దూరంలో ఉన్న రెండు ద్రవ్యరాశి (Mass) కలిగిన పదార్దాలు గురుత్వాకర్షణ ద్వారా ఒకదానికి ఒకటి ఆకర్షించుకుంటాయి అని మనం చదువుకున్నాము. ఈ వాక్యం చదివినప్పుడు మనకు ఒక చెట్టుకింద కూర్చున్న న్యూటన్ మరియు ఆపిల్ పండు గుర్తొస్తుంటుంది!
చిత్ర మూలం: Isaac Newton Gets Hit On The Head By A Falling Apple 1 | Dibujos, Isaac newton, Bordes para decorar hojas
1916 లో ఆల్బర్ట్ అయిన్‌స్టయిన్ తాను దశాబ్దం పాటు శ్రమించి కనిపెట్టిన సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతమును (theory of relativity) ఈ ప్రపంచానికి ప్రతిపాదించాడు. ఆల్బర్ట్ అయిన్‌స్టయిన్ గురుత్వాకర్షణను ఒక కొత్త దృక్కోణం నుండి నిర్వచించాడు. ఇందులో ముక్యంగా మనం తెలుసుకోవలసినది స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) గురించి. బిగ్ బాంగ్ మహా విస్ఫోటనం తరువాతనే మన విశ్వంలో స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) మొదలైనవి అని మనకు తెలిసిందే. అయితే బిగ్ బాంగ్ జరిగిన కొన్ని మిలియన్ సంవత్సరాల తరువాత ద్రవ్యరాశి కలిగిన కొన్ని పదార్దాలు ఏర్పడినవి. ఈ పదార్దాలు ద్రవ్యరాశి కలిగిన కారణంగా స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ ని సంకోపింపచేయడం మరియు విస్తరింపచేస్తాయి ( contraction-expansion in space-time). ఆల్బర్ట్ అయిన్‌స్టయిన్ స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ ఒక ఎలాస్టిక్ రూపంలా ఉంటదని, ద్రవ్యరాశి కలిగిన ఏ పదార్థమైన దాని ద్రవ్యరాశి పరిమాణంను బట్టి స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ ని సంకోపింపచేయడం మరియు విస్తరింపచేస్తాయి (contraction-expansion) అని చెప్పాడు.
దీన్ని ఇంకా బాగా వివరించాలి అంటే కింద ఉన్న చిత్రపటమును చూడండి. ఉదాహరణకు ఈ చిత్రంలో మీరు సూర్యుడిని, మన భూమిని చూడవచ్చు. పచ్చగా కనపడే ఆ గీతాలు స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ అనుకుందాం. ఒకవేళ మీకు స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఒకేసారి ఊహించుకోవడం కష్టమైయితే, మీరు దానిని స్పేస్ కిందే లెక్కవేసుకోవచ్చు. మీరు బాగా గమనించినట్టు అయితే, సూర్యుడు స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ ను ఎక్కువ సంకోపింపచేయడం మరియు విస్తరింపచేసినట్టుగా (ఒక లోయలాగా కనపడుతుంది కదా, అదే -contraction-expansion), భూమి కొంతవరకే స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ ను సంకోపింపచేయడం మరియు విస్తరింపచేసినట్టుగా కనపడుతుంది. దీనికి కారణం ముందు చెప్పినట్టు ద్రవ్యరాశి సూర్యుడికి భూమి కంటే ఎక్కువ ఉండడం వలన.
సూర్యుడు స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ లో జరిగిన సంకోచంలో మన భూమి ఉండడడం వలన, మన భూమి సూర్యుడు చుట్టూ తిరుగుతుంది! అంటే సూర్యుడి స్పేస్ సంకోచంలో భూమి తిరుగుతూనే ఉంటుందన్నమాట! కనుక సూర్యుడు చూట్టు భూమి, సూర్యుడి స్థల-కాల (స్పేస్-టైం) సంకోచం వలన తిరుగుతుంది అని గురుత్వాకర్షణకు కొత్త నిర్వచనం ఇచ్చాడు అయిన్‌స్టయిన్!
చిత్ర మూలం: Massive Bodies Warp Space-Time
సరే ఇంతకీ గురుత్వాకర్షణ అల/తరంగం అంటే ఏమిటి?
ఇందాక విశ్వంలో ద్రవ్యరాశి కలిగిన పదార్దాలు లేదా గ్రహాలు స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ ని సంకోపింపచేయడం జరుగుతుంది అని మనం అనుకున్నాము కదా! మరి స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) లో ఉన్న గ్రహాలు/పదార్దాలు తిరుగుతూ ఉండడం వలన ఏం జరగవచ్చు? స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) లో తిరుగుతూవున్న సమయంలో సంకోపం-విస్తరణ జరుగుతూ, స్పేస్-టైంలో ఒక అలలా/తరంగంలా ఏర్పడుతుంది కదా!
చిత్ర మూలం: Gravitational Waves and How They Distort Space – Universe Today
ఉదాహరణకు ఒక బేసిన్ లో నీళ్లు స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) ఫాబ్రిక్ అనుకుంటే, మీరు మీ చేతిని ఒక గ్రాహం/పదార్దo అనుకుని ఆ నీళ్లను తిప్పుతుంటే, మీకు అలలు/తరంగాలు ఏర్పడినట్టుగానే, మన విశ్వంలో ద్రవ్యరాశి కలిగిన కొన్ని పదార్దాల త్వరణం ద్వారా స్థల-కాలం (స్పేస్-టైం) లో ఏర్పడిన అలలనే/తరంగాలనే గురుత్వాకర్షణ అల/తరంగం అంటాం!
చిత్ర మూలం: Woman S Hand Touching Water Stock Photo – Image of human, healthy: 23647490
LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory):
లేసర్ బీమ్ సహాయంతో నిర్మించిన ఒక ఎంత్రమే ఈ LIGO. దాదాపు శాస్త్రవేత్తల 40 సంవత్సరాల కృషి ఈ LIGO. ఈ యంత్రం లేసర్ బీమ్ లో ఏర్పడిన కొన్ని మార్పుల ద్వారా ఈ గురుత్వాకర్షణ అలను కనుగునటం జరుగుతుంది. అయితే విశ్వంలో ఏర్పడిన కొన్ని విద్వoసకర సంఘటనల ద్వారా ఏర్పడిన గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు, మన భూమిని తాకే సరికి దాదాపు కేవలం 10 వంతు తీవ్రతతోనే నమోదవుతాయి. దీనికి కారణం ఎంతో దూరం ప్రయాణించడం, మధ్యలో ఉన్న పదార్దాలవలన వాటి తీవ్రత తగ్గుముఖం పట్టడం.
2016 వ సంవత్సరంలో అమెరికా దేశంలో ఉన్న LIGO పరిశోధనా స్థలాలు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను నమోదు చేసాయి. దాదాపు 1.3 బిలియన్ మైళ్ళ దూరంలో రెండు పెద్ద కృష్ణ బిలాలు ఒకదానిలో ఒకటి విలీనం జరుగుతుండగా ఒక పెద్ద విస్ఫోటనం సంభవించింది. ఈ విస్ఫోటనం స్పేస్ – టైం లో పెద్దసంఖ్యలో గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను సృష్టించింది. ఈ ప్రక్రియలో భాగంగానే LIGO మానవ చెరిత్రలో మొట్టమొదటి సారిగా గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను నమోదు చేసింది
పైన జతచేసిన చిత్రం లివింగ్స్టన్, లూసియానా మరియు వాషింగ్టన్లోని హాన్ఫోర్డ్ వద్ద ఉన్న జంట LIGO అబ్జర్వేటరీ నమోదు చేసిన గురుత్వాకర్షణ తరంగాల సంకేతo. X -ఆక్సిస్ లో టైం , Y-ఆక్సిస్ లో లేసర్ బీమ్ యొక్క ఢిఫ్లెక్షన్ మనకు కనపడుతుంది. సరిగా (0.40–0.43) సెకండ్ల మధ్య రెండు పెద్ద కృష్ణ బిలాలు విలీనం యొక్క సంకేతంగా మనం ఆ రేఖలోని (బులుగు మరియు ఆరంజ్ రేఖ) ఢిఫ్లెక్షన్ ను అర్ధం చేసుకోవచ్చు (గ్రాఫులో పెద్ద మార్పు మీరు గమనించవచ్చు).
ఈ పరిశోధన ద్వారా ఆల్బర్ట్ అయిన్‌స్టయిన్ 100 సంవత్సరాల ముందు చెప్పిన సిద్ధాంతం వాస్తవమేనని రుజువు అయింది. ఈ గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను గమనించడం ద్వారా విశ్వంలో జరిగే పెను విధ్వంసకర విషయాలను మనం కనిపెట్టి, అవి ఎక్కడ , ఏ సమయాలలో జరిగినవో, వాటి వలన ఏర్పడిన పదార్దాలద్వారా విశ్వం యొక్క లోతుపాతులను మనం గమనించవచ్చు.
