गुरुत्वीय लहर

अवकाश व काल यांच्या पटलावरील लहरींना गुरुत्वीय लहरी (इंग्रजी: Gravitational Waves - ग्रॅव्हिटेशनल वेव्ह्ज) म्हणतात. ज्याप्रमाणे पाण्यात दगड टाकल्यावर तरंग निर्माण होतात आणि हे तरंग सर्व दिशांना पसरतात त्याप्रमाणे, गुरुत्वीय लहरी स्रोतापासून बाहेर सर्व दिशांना पसरतात. गुरुत्वीय लहरींची संकल्पना सर्वप्रथम हेन्री पॉईनकेअर या शास्त्रज्ञाने १९०५ साली मांडली होती.  त्यानंतर इ.स. १९१६ मध्ये अल्बर्ट आईनस्टाईन यांनी त्यांच्या सापेक्षतावादाच्या सिद्धान्तामधून गुरुत्वीय लहरींचे अस्तित्व वर्तवले होते. त्यानुसार गुरुत्वीय लहरी गुरुत्वीय प्रारण वाहून नेतात.

गुरुत्वीय लहरींच्या प्रत्यक्ष निरीक्षणापूर्वी, अप्रत्यक्ष वेध घेतला गेला होता. रसेल हल्स आणि जोसेफ टेलर या अमेरिकन शास्त्रज्ञांनी इ.स. १९७४ साली लावलेला गरुड तारकासमूहातील द्वैती न्यूट्रॉन ताऱ्यांचा शोध या दृष्टीने महत्त्वाचा ठरला, ज्यांनी गुरुत्वीय लहरी या काही काल्पनिक संकल्पना नाहीत असे सूचित केले. या लहरी निर्माण करणारी घटना ही एखाद्या अवकाशस्थ वस्तूचे भ्रमण असू शकते, अवकाशस्थ वस्तूंची टक्कर असू शकते वा ताऱ्याचा मृत्यू घडवून आणणारा प्रचंड स्फोटही असू शकतो. 

गुरुत्वीय लहरी या विद्युत-चुंबकीय लहरींपेक्षा पूर्णपणे वेगळ्या आहेत. गुरुत्वीय लहरींचा वेग प्रकाशाच्या वेगाइतका असतो. त्या कोणत्याही पदार्थातून प्रवास करू शकतात, त्यामुळे प्रकाशाच्या लहरींप्रमाणे गुरुत्वीय लहरींच्या मध्ये कोणतीही वस्तू आल्यास त्याची सावली निर्माण होत नाही. त्याचबरोबर या लहरी अत्यंत क्षीण असतात. उदा. एक मोठी गुरुत्वीय लहर ~ १०-१८ मीटर एवढे विस्थापन करू शकते जे प्रोटॉनच्या व्यासापेक्षा १००० पट कमी आहे.

सान २०१६पर्यंत अनेक थिकाणी गुरुत्वीय लहर डिटेक्टर बनवण्याचे काम सुरू होते. अमेरिकेतील 'लेझर इंटरफेरोमेट्री ग्रॅव्हिटेशनल वेव्ह ऑब्झर्व्हेटरी' (लिगो)  सप्टेंबर २०१५ पासून या कामात सक्रिय आहे. ११ फेब्रुवारी २०१६ रोजी लिगो संशोधन गटाने दोन कृष्णविवरांच्या विलीनीकरणाने निर्माण झालेल्या गुरुत्वीय लहरींचे डिटेक्शन झाल्याचे घोषित केले. यामुळे सापेक्षतावादाचा सिद्धान्त मांडून वैज्ञानिक जगताची समीकरणे बदलणारे आइनस्टाइन यांनी शतकभरापूर्वी वर्तवलेले भाकीत खरे ठरले आहे. गुरुत्वीय लहरींचा शोध अखेर शास्त्रज्ञांनी लावला असून, गेल्या मोठ्या कालावधीत लावण्यात आलेला हा महाशोधच आहे, अशी आनंदाची भावना शास्त्रज्ञांच्या वर्तुळात व्यक्त झाली. भारतात पुणे, तसेच अमेरिका व इटली अशा तीन ठिकाणी गुरुवारी या अद्भुत शोधाबाबतची माहिती एकाचवेळी जाहीर करण्यात आली. पुण्यात 'आयुका' संस्थेत ही घोषणा करण्यात आली.

दोन कृष्णविवरांचे विलीनीकरण
दोन कृष्णविवरांच्या टकरीतून गुरुत्वीय लहरींचा वेध घेता आला. सूर्यापेक्षा ३६ पटीने मोठ्या आणि २९ पटीने मोठ्या वस्तुमानाच्या दोन कृष्णविवरांची टक्कर होऊन ते एकमेकांत विलीन झाले. त्यातून सूर्यापेक्षा ६२ पटीने मोठ्या असलेल्या कृष्णविवराची निर्मिती झाली. हे होताना गुरुत्वीय लहरींचे उत्सर्जन झाले. त्या लहरींचा वेध लिगोच्या अमेरिकेतील दोन वेधशाळांनी घेतला. त्यासाठीचे गणित मांडण्यात आणि त्याचे विश्लेषण करण्यात आयुकातील डॉ. धुरंधर यांच्या चमूचा मोठा वाटा आहे. डॉ. संजीव धुरंधर हे विख्यात खगोलभौतिकशास्त्रज्ञ असून, गुरुत्वीय लहरींचा शोध आणि त्यांची निरीक्षणे हा त्यांचा मुख्य विषय आहे.

भारतातील संशोधक
गुरुत्वीय लहरींच्या संशोधनात जगातील १५००हून अधिक संशोधक सहभागी होते. भारतातील ९ संस्थांचे ३७ संशोधक या कामात होते. त्यापैकी १२ संशोधक पुण्यातील होते. प्रा.डॉ, संजीव धुरंधर यांनी १९८० च्या दशकात या संशोधनाचा पाया रचला.  धुरंधरांशिवाय रामन रिसर्च इन्स्टिट्यूटमधील बाला अय्यर आणि सी.व्ही. विश्वेश्वरैया यांचाही या कामात वाटा होता.

पुस्तके
 गुरुत्वीय तरंग - विश्वदर्शनाचे नवे साधन (डॉ . पुष्पा खरे / डॉ. अजित केंभावी)

संदर्भ

बाह्य दुवे 
 गुरुत्वीय लहरी म्हणजे काय? 
 गुरुत्वीय लहरी - अलिकडे काय संशोधन सुरू आहे?

भौतिकशास्त्र