1

Topic: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

बर्याचदा आपण वाचतो कि हबल ने अति दूरची एखादी आकाशगंगा किवा त्यासम एखादी खगोलिय वस्तू पहिली/ शोधली. शास्त्रज्ञ त्यानंतर ती वस्तू लक्षावधी प्रकाशवर्षे दूर असल्याचे सांगतात. खरे तर हे विश्व प्रसरणशील आहे त्यामुळे अशा वस्तूपासून ज्यावेळी प्रकाश निघाला त्यावेळी ती वस्तू आपल्यापासून तुलनेने जवळ असणार. (हबलचे सूत्र) मग शास्त्रज्ञ सांगतात ते त्या वस्तूचे आपल्यापासूनचे आजचे अंतर कि आपल्यापर्यंत आज पोहोचणार्या प्रकाशाने प्रवास सुरु केला त्यावेळचे अंतर?
त्याचप्रमाणे अब्जावधी प्रकाशवर्षे दूर असणारी वस्तू जो प्रकाश आज आपल्यापर्यंत पोहचवते तो अब्जावधी वर्षांपूर्वीचा असणार म्हणजेच महास्फोटाच्या सिद्धांताप्रमाणे विश्व बाल्यावस्थेत असतानाचे असणार; परंतु अब्जावधी वर्षांपूर्वी तर विश्व आजच्या पेक्षा खूपच छोटे असल्याने खरे तर हा प्रकाश आपण ज्या स्थानावर आहोत त्या ठिकाणी कितीतरी वर्षांपूर्वीच पोहोचलेला असणार. नेमका हा गुंता सोडवायचा कसा?

2

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

अंतराळातील अतिदूरच्या वस्तूंची अंतरे ही जरी प्रकाशवर्षांत दर्शवली जात असली तरी, प्रकाशवर्ष हे मीटर, किलोमीटर यासारखे फक्त एक एकक आहे इतकेच. दूरची अंतरे दर्शवण्यासाठी मीटर, किलोमीटर ही एकके पुरेशी ठरत नसल्याने या एककाचा वापर केला जातो. अन्यथा अतिदूरच्या वस्तूचे अंतर किलोमीटरमध्ये दर्शवणे काही चुकीचे ठरू नये.

जेव्हा एखाद्या अवकाशस्थ वस्तूचे अंतर मोजले जाते तेव्हा ते वर्तमानकाळातील निरीक्षणांशी निगडीत असते. अंतर हे प्रकाशवर्षात दर्शवताना, प्रकाशाला त्या वस्तूपासून निघून आपल्यापर्यंत पोचायला लागलेला प्रत्यक्ष वेळ मोजला जात नाही. त्यामुळे प्रकाश त्या वस्तूपासून निघाला तर आपल्यापर्यंत पोचायला त्याला किती वेळ लागेल इतकाच अर्थ प्रकाशवर्ष या शब्दाचा घ्यायचा. (यात विश्वाचे प्रसरण अभिप्रेत नाही.)

आपल्या प्रश्नात ‘अब्जावधी वर्षांपूर्वी तर विश्व आजच्या पेक्षा...... कितीतरी वर्षांपूर्वीच पोहोचलेला असणार’ असे म्हटले आहे. विश्वाचे प्रसरण लक्षात घेता आपले स्थान हे प्रकाश ज्या वस्तूपासून निघतो त्या वस्तूपासून सतत दूर जात असते. त्यामुळे प्रकाशाला आपल्यापर्यंत पोचायला अधिक वेळ लागणार. त्यामुळे या वस्तुस्थितीला गुंता म्हणता येणार नाही.

यातून एक गोष्ट स्पष्ट होते. जेव्हा एखादी वस्तू ही आपल्यापासून बारा अब्ज प्रकाशवर्षे दूर आहे असे म्हटले जाते तेव्हा तिचे आताचे आपल्यापासूनचे प्रत्यक्ष अंतर हे विश्वाच्या प्रसरणामुळे बारा अब्ज प्रकाशवर्षांपेक्षा खूपच अधिक असते. मात्र त्या वस्तूचे जे आपल्याला दर्शन होते ते मात्र तिच्या बारा अब्ज वर्षांपूर्वीच्या स्थितीचे असते. यापुढचा मुद्दा म्हणजे जेव्हा आपण निष्कर्ष काढतो की एक दीर्घिका आपल्यापासून बारा अब्ज प्रकाशवर्षे दूर आहे आणि दुसरी दीर्घिका ही आपल्यापासून आठ अब्ज प्रकाशवर्षे अंतरावर आहे, ते निष्कर्ष हे वर्तमानकाळातील निरीक्षणांवर आधारेलेले असतात. याचा अर्थ असा की - या दोन्ही दीर्घिका आपल्यापासून वेगवेगळ्या अंतरावर आहेत परंतु त्यांच्यापासून निघालेला प्रकाश हा आपल्यापर्यंत एकाचवेळी पोचत आहे. म्हणजेच आता आपण अभ्यासत असलेली विश्वाची स्थिती ही विविध 'काळां'पूर्वीच्या विश्वाच्या स्थितींचे एक प्रकारे मिश्रणच असते.

Last edited by rajeev (04-12-2013 <> 15:51:26 PM)

3

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

धन्यवाद राजीवजी! नेहमीप्रमाणेच आता या खुलाशाने मनात अधिक प्रश्न निर्माण झाले आहेत ते विचारतो.
माझ्या माहितीप्रमाणे अद्याप सर्वात लांबची सापडलेली खगोलीय वस्तू ही तेरा पूर्णांक तीन सात (१३.३७) अब्ज वर्षांपूर्वीची आहे. (http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_the_most_distant_astronomical_objects)
तर त्या वस्तूपासून निघालेला आणि आज आपल्याला दिसणारा प्रकाश हा तितका जुना आहे. विश्व प्रसरण पावत असल्याने अर्थातच ही वस्तू आपल्यापासून दूर जात असणार. या इतक्या वर्षात ती वस्तू खूप दूर गेली असल्याने सध्या त्या वस्तूचे आपल्यापासूनचे अंतर निश्चितच या आकड्यापेक्षा कितीतरी अधिक असणार.
म्हणजे हे अंतर चौदा अब्ज वर्षांपेक्षा अधिक असणार आहे तर! म्हणजे विश्वाचा पसारा हा त्याच्या वयापेक्षा अधिक आहे. म्हणजेच विश्वाचे प्रसरण ज्या वेगाने झालेले आहे, त्या वेगाने प्रकाशाने देखील प्रवास केलेला नाही.
निष्कर्ष काय काढायचा? विश्वाच्या प्रसरणाचा वेग प्रकाशापेक्षा जास्त आहे?

4

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

It is an interesting doubt raised by 'santoshsaraf'...

5

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

'santoshsaraf', आपलं म्हणणं खरं आहे. विश्व हे प्रकाशापेक्षा अधिक वेगानं प्रसरण पावत आहे. सोप्या शब्दांत हे पुढील प्रमाणे मांडता येईल.

विश्वाचं वय १३.७ अब्ज प्रकाशवर्ष असल्याचं मानलं तर विश्वजन्मानंतरच्या काळातली प्रकाशकिरणं आतापर्यंत १३.७ अब्ज वर्षांचा प्रवास करू शकली आहेत. त्यामुळे विश्वाची त्रिज्या १३.७ अब्ज प्रकाशवर्ष असायला हवी. परंतु याच काळात झालेलं विश्वाचं प्रसरण लक्षांत घेतलं तर विश्वाची त्रिज्या ही सुमारे ४६ अब्ज प्रकाशवर्ष इतकी भरते. याचाच अर्थ विश्व हे प्रकाशाच्या वेगापेक्षा बऱ्याच जास्त वेगानं प्रसरण पावते आहे. विश्वाच्या या प्रसरणामुळे आपण पाहू शकत असलेल्या अतिदूरच्या वस्तू या १३.७ अब्ज प्रकाशवर्ष नव्हे तर प्रत्यक्षात तब्बल ४६ अब्ज प्रकाशवर्ष अंतरावर आहेत. ही विश्वाची त्रिज्या असल्याचं मानलं तर या 'दृश्य' विश्वाचा व्यास वा आकार हा सुमारे ९२ अब्ज प्रकाशवर्ष इतका भरतो.

अर्थात हे आपल्या नजरेच्या टप्प्यातलं विश्वं झालं. परंतु प्रकाशापेक्षा अधिक वेगामुळे प्रसरणारं हे विश्व या पलिकडेही विस्तारलेलं असावं. अर्थात तो प्रकाश आपल्यापर्यंत पोचत नसल्यानं त्याचा वेध घेणं आपल्याला शक्य नाही. अशा या विश्वाचा आकार हा ८० अब्ज प्रकाशवर्ष किंवा अधिक असावा.

Last edited by rajeev (16-12-2013 <> 22:11:29 PM)

6

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

Good information...

7

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

राजीवजी, आता या पुढची उत्सुकता.
विश्वाच्या प्रसरणाचा वेग हा प्रकाशापेक्षा भरपूरच जास्त असल्याने विश्वातील प्रत्येक आकाशगंगा एक ठराविक अंतर दूर असलेल्या वस्तूच्या सापेक्ष प्रकाशापेक्षा अधिक वेगाने दूर जात आहे.
समजा, आपल्या मंदाकिनीचेच उदाहरण घेऊ. मंदाकीनीचा जिथे जन्म झाला त्या स्थानाहून आपण सध्या इतक्या अंतरावर आहोत की त्या अंतरामुळे आपला त्या स्थानापासून दूर जाण्याचा वेग प्रकाशापेक्षा अधिक आहे असे आपण समजूया. परंतु हा वेग क्रमाक्रमाने वाढत जाइल. कारण या दोन स्थानांतले अंतर देखील क्रमाक्रमाने वाढत जाणार आहे.
म्हणजेच एक बिंदू असा असेल की मंदाकिनी जेथे असेल तेथे तिच्या जन्माच्या वेळचा प्रकाश नुकताच पोहोचत असेल. म्हणजेच आपल्या दुर्बिणीतून आपण आपल्याच आकाशगंगेचा जन्म पाहू शकू.
परंतु त्या बिन्दुनंतर? त्याच्यानंतर मात्र आपला वेग प्रकाशाच्या वेगापेक्षा अधिक असल्याने आपण ती जागा, ते स्थान पाहू शकणार नाही.
….
आता थोडे मागे जाऊ या. या बिंदूच्या आधी काय असेल? प्रकाशाचा वेग आपल्यापेक्षा अधिक असेल. त्यामुळे या स्थानाचा प्रकाश आपल्याकडे लवकर पोहोचल्याने आपल्याला मंदाकिनी बाल्यावस्थेत असल्याचे दिसेल.
त्यापूर्वी? अर्थात मंदाकिनी किशोरावस्थेत असल्याचे दिसेल…
अरेच्चा! म्हणजे आपल्याला दूर जाताना काळ मागे सरकल्याचा भास होणार की काय? आपण आपलेच (आपल्या आकाशगंगेचेच) 'इतिहास दर्शन' घेणार कि काय? आणि ते देखील 'काउंट डाऊन' पद्धतीने?
आणि असे शक्य असेल तर आपल्या विश्वात सर्वत्र आरसा लावल्यासारखी स्थिती आहे. दृश्य आरसा. यात आपलीच असंख्य प्रतिबिंबे आपल्याला दिसताहेत असे काहीसे म्हणता येईल? की फार उतावीळ निष्कर्ष झाला हा?

8

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

आता या मनोरंजक परिस्थितीबद्दल मला जे वाटते ते असे- आकाशगंगा मूळ जागेपासून दूर जाताना तिचा स्वत:चा वेग वाढतच जाइल. म्हणजे हे त्वरण झाले. आणि प्रकाशाचा वेग हा मात्र स्थिर वेग होय. आता ह्या आकाशगंगेचा वेग वाढत वाढत जाउन ज्या क्षणी प्रकाशाच्या वेगाबरोबर येईल, त्या क्षणापासून ही उलटी गणती सुरु होईल. -म्हणजे दृश्याची. तिथून पुढे मूळ जागेवरून निघालेल्या प्रकाशाच्या वेगापेक्षा जास्त वेग धारण केलेल्या आणि अधिकच वेग सतत धारण करणाऱ्या या आकाशगंगेला स्वत:ची अधोगती दिसायला लागेल. (प्रतिगामी प्रतिमा) अंतराच्या तुलनेत हा एका वर्तुळाच्या त्रिज्येचा मध्यबिंदू झाला. वर्तुळ कोणते? तर आकाश गंगेच्या जन्माची जागा वर्तूळमध्य मानून आकाशगंगा ज्या बिंदुला मूळ प्रकाशाच्या अंतिम बिंदुला स्पर्श करेल तो परीघ (परिघावरचा एक बिंदू.)
हा त्या त्रिज्येचा मध्यबिंदू आहे खरा; पण काळाच्या दृष्टीने मात्र मध्यबिंदू नव्हे! कारण या बिंदू नंतर आकाशगंगेचा परीघावर येण्याचा झपाटा मोठा असेल.
हे म्हणजे असे- समजा आपण एखादा सिनेमा पहायला थिएटरात गेलो. सिनेमाचा हिरो सुरुवातीलाच जन्माला येणार. हळूहळू त्याची वाढ होणार. मग तो तारुण्यात येत असताना मध्यांतर होणार. आणि मध्यांतरानंतर? नंतर झपाट्याने आत्तापर्यंत होऊन गेलेल्या सिनेमाचे उलटे चित्रण आपल्याला दाखवले जाणार. एकदम वेग वाढवत तो हिरो परत छोटा होणार आणि सिनेमा समाप्त! हेहेहेहे!

9

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

आणि आपण ही स्थिती अनुभवू शकतो का हे पहाण्यासाठी आपल्याला हबल चा स्थिरांक पहावा लागेल. किंबहुना आपल्या दृश्य विश्वात ही त्रिज्या किती मोठी असेल हे समजाउन घेण्यासाठी हबलच्या स्थिरांकाची गरज आहे. त्या स्थिरांकाप्रमाणे आज विश्वाचा प्रसरणाचा वेग आहे ७७.६ कि मि प्रती सेकंद प्रती मेगा पार्सेक. (चंद्रा दुर्बीण)
तर या हबलच्या स्थिरांकाप्रमाणे आपल्याला ती जागा सहज शोधता येईल की ज्या जागेसदृश आपला वेग प्रकाशाच्या बरोबर आहे. विश्वाचे विस्तारण त्या जागेपर्यंत असल्यास माझे म्हणणे प्रत्यक्षात येऊ शकण्याला वाव आहे. अन्यथा आपण तशी वेळ येण्याकरिता थोडे थांबू या. फार नाही. केवळ काही अब्ज वर्षे!

10

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

मेगा पार्सेक म्हणजे ३.०८५६७७५८ x १०^ २२ मीटर. या अंतरावरच्या आकाशगंगा एकमेकींपासून ७७६०० मीटर प्रती सेकंदाने दूर जातात. 
आणि प्रकाशाचा वेग- २९९७९२४५८ मीटर प्रती सेकंद. 
आता आपल्याला प्रकाशाच्या वेगाला ७७६०० ने भागले पाहिजे. उत्तर आहे, ३८६३३. ०५२३
म्हणजे इतके मेगापार्सेक दूर असलेली वस्तू प्रत्यक्षात असेल काय? साधारण तेहतीस लाख प्रकाशवर्षे होतात माझ्या गणिताने. माझे गणित फार तात्पुरत्या स्वरूपात केलेले असून चुकत असल्यास लक्षात आणून द्यावे.
खरे तर हे अंतर फार नव्हे. असे प्रत्यक्षात होऊ शकते.
… म्हणजे आपण एका गोल क्यालीडोस्कोप मध्ये तर नाही आहोत ना?- हा माझा मूळ प्रश्न आहे. लांबण लावल्याबद्दल क्षमस्व.

Last edited by santoshsaraf (18-05-2014 <> 12:14:11 PM)

11

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

छे! फारच निराशाजनक आहे हे गणित. म्हणजे केवळ ३३ गुणिले चार बरोबर एकशे तीस लक्ष प्रकाश वर्षे दूर पर्यंतच आपण प्रत्यक्षात पाहू शकतो? त्या पलीकडचे केवळ भास आहेत? कुठेतरी खूपच मोठी चूक आहे.

12

Re: प्रसरणशील विश्व आणि दूरचे अंतर

आपण १० मे २०१४ रोजी उपस्थित केलेल्या मुद्द्यांबद्दल थोडेसे...

(१) आपण आपल्या मंदाकिनीच्या - म्हणजे आकाशगंगेच्या - जन्माचे ठिकाण व आता आहोत ते ठिकाण याची तुलना करीत आहात. हे विश्व फुगवलेल्या फुग्याच्या पृष्ठभागासारखे आहे. याला मध्य नाही. या विश्वातील प्रत्येक वस्तू ही स्वतःला विश्वाच्या मध्यभागी कल्पू शकते. त्यामुळे आकाशगंगेच्या जन्माचे ठिकाण व आपण आता आहोत ते ठिकाण हे वेगवेगळे दर्शवता येणार नाही.
(२) मात्र आपल्या आकाशगंगेचा जन्म, दुसऱ्या एखाद्या दीर्घिकेवरून न्याहाळता येणे शक्य आहे. इतकेच नव्हे तर आकाशगंगेच्या बाल्यावस्थेतली वेगवेगळे टप्पे हे वेगवेगळ्या अंतरावरून दिसू शकतील. फक्त त्यासाठी योग्य त्या अंतरावरील दीर्घिकांवरून ही निरीक्षणे करायला हवी.
(४) विश्वरचनाशास्त्रातील संशोधनासाठी हीच पद्धत वापरली जाते. सर्व दीर्घिका या साधारणपणे विश्वाजन्मानंतर एखाद अब्ज वर्षाच्या आत जन्माला आल्या असे मानले तर या सर्व दीर्घिकांची वये ही आता जवळपास सारखीच आहेत. परिणामी, दीर्घिका जितकी दूरवर तितकी तिची स्थिती अधिक अगोदरची. यानुसार विविध अंतरावरील दीर्घिकांचा वेध घेऊन दीर्घिकांच्या निर्मितीचा अभ्यास केला जातो.