के हो ‘ब्ल्याक होल’ कसरी अन्वेषण गरियो ?

हामी सबैले देखिरहेका छौं, खुल्लाचौरमा बसी न्वारनदेखिको बल लगाएर जोडले अनन्त आकाशमा हुत्याइएको गोटेढुंगा केही बेरपछि पृथ्वीतर्फ (मैदानमा) नै फर्किन्छ। आकाशतिर फालिएका सबै वस्तुहरु आखिर पृथ्वीतिर मात्र किन तानिन्छन् ? स्याउको गेडा पनि त जमिनमै खसेको छ, आखिर किन ? यस्तै घटनाक्रमहरुले सोह्रौं शताब्दीतिर बेलायतका सर आइज्याक न्युटनको ध्यानाकर्षण गरायो र उनले यसतर्फ गहिरो अध्ययन अनुसन्धान गरी अन्ततः सन १६८७ मा विश्वव्यापी गुरुत्वाकर्षणको नियम प्रतिपादन गरे।

यस्तै योगदानका कारण उनले उचाइ हासिल गरे, जसको फलस्वरुप उनी वैज्ञानिक ‘न्युटन’ बन्न सफल भए। उनको सिद्धान्तअनुसार यस पृथ्वी वा पृथ्वी बाहिरको जगतमा पनि अस्तित्वमा रहेका सबै सानोभन्दा सानो (भाइरस) देखि ठूलोभन्दा ठूलो (डाइनोसरस) सम्मका या योभन्दा पनि ठूलो, जत्रो र जस्तोसुकै वस्तु किन नहोस्, उसमा आफूतर्फ आकर्षित गर्नसक्ने निश्चित परिमाणको बल अन्तर्निहित रहेको हुन्छ, जुन त्यो वस्तुको पिण्ड र दुरीमा भर पर्दछ। यसको अर्थ, ठूलोवस्तु (मानौं पृथ्वी) को पिण्ड धेरै छ, जसले गर्दा उसको गुरुत्वबल अर्थात अर्कोलाई आफूतर्फ तान्ने या खिच्न सक्ने बल पनि धेरै नै हुन्छ।

स्मरणरहोस्, दुनियाँमा गुरुत्वाकर्षणभन्दा शक्तिशाली अर्को कुनै बल वा शक्ति हालसम्म थाहा छैन, जसलाई आइन्स्टाइनको सर्वव्यापी ‘साधारण सापेक्षवाद’को सिद्धान्तले समेत समायोजन गर्न सकिरहेको छैन। पाँच बिभिन्न तहमा विभक्त हाम्रो वायुमण्डल, पृथ्वीको सतहदेखि लगभग दश हजार कि.मी. माथिसम्म फैलिएको यो गोलो परिसरबाट छुटकारा पाउन हामीले आकाशतिर पठाइएको वस्तुको गति एक सेकेण्डमा ११.२ कि.मी. (स्केप भ्यालोसिटी, जो यात्रुवाहक जहाजको भन्दा सत्तरी गुणा बढी हो) वा सोभन्दा बढीको दुरी पार गर्ने गरी हाम्रा अन्तरिक्षयान या रकेट पठाउनुपर्ने हुन्छ, अन्यथा त्यो पृथ्वीतिर नै फर्किन्छ। यही मान्यताका आधारमा अब हामीलाई माथि चर्चा गरिएका उदाहरणहरु, आकाशतिर हुत्याइएको ढुंगा वा रुखमा फलेको स्याउको दाना किन पृथ्वीतिर नै खस्दछ, भन्ने कुरा बुझ्न कठिनाई हुँदैन होला।

स्वाभाविक रुपमा अब प्रश्न उठ्दछ, ठूलो वस्तु (पिण्ड) को आकार प्रकार कसरी यकिन गर्न सकिन्छ ? साथै, लामो दुरीको निर्धारण गर्ने कसरी ? यस्ता प्रश्नहरुको जवाफ खोज्नका लागि हामी वैज्ञानिक दृष्टिकोण वा वैज्ञानिक विधिको सरणमा जानुपर्ने हुन्छ। उदाहरणका लागि, मानौं बच्चाले खेल्ने गुच्चा र युवाले खेल्ने छेलो। यदि दुवै एउटै पदार्थबाट बनेका हुन् भने हामी सबैलाई थाहा छ, छेलो (ठूलो) भन्दा गुच्चा (सानो) परसम्म (दुरी) हुत्याएर फाल्न सकिन्छ।

यहाँ गुच्चा र छेलो दुवै गोलाकार वस्तु हुन्, जसको आकार अर्थात् यसमा निहित पिण्ड (पदार्थको परिमाण) त्यसको ब्यास वा अर्धब्यासले निर्धारण गरेको हुन्छ। यसको अलावा ब्यासार्धले गोलाको परिधि पनि निर्धारण गर्दछ। यसको अर्थ, सानो आकार (पिण्ड) हुनेहरुको छोटो ब्यास र ठूलो आकार (पिण्ड) भएकाहरुको लामो ब्यास हुने रहेछ। हामी सबैलाई थाहा छ –गुच्चाको लगभग १० मि.मि. छेलोको २० से.मि. र पृथ्वीको ६४ हजार कि.मि. ब्यासार्ध रहेको छ, जहाँ मि.मि.भन्दा से.मि.भन्दा मि.भन्दा कि.मि. दुरी नापिने चलनचल्तीका लामा एवं ठूला इकाई हुन्।

हामी सबैलाई थाहा छ, दुरी पार गर्न हिडेरभन्दा बसमा छिटो, बसमा भन्दा कारमा, कारमा भन्दा जहाजमा छिटो हुन्छ। एउटा हवाइजहाजलाई पोखरा काठमाडौं (२०० कि.मि.) को दुरी पार गर्न ३० मिनेट लाग्छ। यसको अर्थ जहाजको गति ०.१६ कि.मि. प्रतिसेकेण्ड अर्थात् एक सेकेण्डमा १६६ मिटरको मात्र दुरी पार गरिरहेको हुन्छ। दुनियाँमा सबैभन्दा छिटो उड्ने जहाज सुपरसोनिक विमान हो, जसले पोखरा काठमाडौंको दुरी दश मिनटमै पार गर्दछ। अब कल्पना गरौं, नेपाल र अमेरिका, जो पृथ्वीको ठीक बिपरित ध्रुवमा पर्दछन्, जहाँ एउटा सुपरसोनिक विमानमा चढी काठमाडौंबाट न्युयोर्क पुग्न मात्र ३३ घण्टा ३० मिनेट समय लाग्दछ।

तर, यही दुरी अर्थात् काठमाडौं–न्युयोर्क, प्रकाशको गति सापेक्ष विमानमा चढी यात्रा गर्दा ०.०५ सेकेण्ड मात्र लाग्दछ, अर्थात् एक सेकेण्डभन्दा पनि निकै कम अथवा एक सेकेण्डलाई २० बराबर भाग लगाउँदा त्यसमध्येको एक भाग मात्रमै पुगिन्छ। कल्पना गरौं, यो कति छिटो, कति तीब्र रहेछ। यसलाई यसरी पनि बुझ्न सकिन्छ, प्रकाश सापेक्ष विमानमा यात्रा गर्दा पृथ्वीलाई एक सेकेण्डमा सात चक्कर लगाउन सकिन्छ। यसलाई अचम्म मानिरहनु पर्दैन, यो सत्य हो।

आकाशीय पिण्डहरुको दुरी ज्यादै नै लामो हुने भएकाले यसलाई सामान्यतः प्रकाश वर्षमा नाप्ने गरिन्छ। यसर्थ, प्रकाश वर्ष समयको मापन नभई यो त निकै लामो दुरीहरु नाप्ने इकाई हो। एक प्रकाश वर्ष दुरी भन्नाले यति तीब्र गतिमा हिड्ने प्रकाशले एक वर्ष लगाएर पार गरेको दुरी सम्झनुपर्दछ। यो दुरी कि.मि.मा = (३‍.०×१०^५) कि.मि.प्रति सेकेण्ड) ×(१ वर्ष) = (३‍.०×१०^५)× (३६५×२४×३६००० से.) = ९.४६१×१०^१२ कि.मि. हुन आउँछ, जसलाई ९.४६१ ट्रिलियन कि.मि. पनि भनिन्छ। पृथ्वीको ब्याससँग तुलना गर्ने हो भने यो दुरी करिब आठ हजार लाख गुणा अधिक हो। यसको प्रयोग सूर्यदेखि पृथ्वीसम्मको दुरी मापनमा गर्नमा पनि हुने गर्दछ। उदाहरणका लागि, सूर्यदेखि पृथ्वीसम्मको दुरी एक सय पचास लाख कि.मि.छ। प्रकाशलाई यो दुरी पार गर्न ८ मिनट २० सेकेण्ड मात्र समय पर्याप्त हुन्छ। अब आफै अनुमान गर्नुहोस्, प्रकाश वर्ष कति बिशाल दुरी रहेछ ?

सर्वसाधारण मानिसको मनमस्तिष्कमा अति लामो दुरीको धारणा घुसाउन निकै कठिन काम हुन सक्छ। यस किसिमको अवधारणा बुझ्नका लागि एउटा उदाहरण लिउँ त, ‘एक प्रकाश वर्ष’ भन्नाले – तुलनात्मक रुपमा, यदि पृथ्वीको आकार (वा ब्यास) एक प्रकाश वर्ष मान्ने हो भने, त्यही पृथ्वीमा बनेको कुनै एउटा घरमा प्रयोग हुने प्रत्येक इट्टाको लम्बाइको त कुरै छोडौं, हाम्रो आँखाले देख्न नसक्ने भाइरस जीवाणु बराबरको साइजमा खुम्चिन आइपुग्ने रहेछ, यो पृथ्वीको ब्यास त। अब कल्पना गरौँ, प्रकाश वर्ष कति ठूलो आयाम हुने रहेछ। यो कुनै काल्पनिक कुरा होइन, यो त हामीले दिनानुदिन प्रयोग गरिरहने आकाशीय पिण्डहरुको तथ्यगत विषय को कुरा हो, जो हामीलाई थाहा भइ–नभइकन मानव जीवनको अभिन्न अंग बनिसकेको छ।

आइन्स्टाइनको सापेक्षतावादको सिद्धान्त अनुसार कुनै पनि गतिजन्य वस्तु, जो प्रकाशको गति बराबर कुद्न सक्छ, त्यसले यदि गोलाको ब्यास पार गर्न लाग्ने समयको निर्धारण गर्नु भनेको मात्रागत रुपमा त्यसको पिण्डको आँकलन गर्नु पनि हो। उदाहरणका लागि प्रकाशको गतिमा पृथ्वीको एक ध्रुवदेखि अर्को ध्रुव ०.०५ सेकेण्डमा पार गर्नु भनेको यसले गोलाकार पृथ्वीको पिण्ड ६×१०^२४ के.जी.को प्रतिनिधित्व गरिरहेको छ भन्ने हिसाबले बझ्नु पनि हो। यो आफैमा निकै नै बिशाल पिण्ड हो, जो मेगाटन तौलको ट्रिलियन गुणाले बढी हो।

त्यसैगरि पृथ्वीभन्दा सूर्य त दश लाख गुणा ठूलो छ र त्यही अनुसारको पिण्ड पनि छ। सूर्य, पृथ्वी, अन्य ग्रह उपग्रह मिलेर हाम्रो ‘सौर्यमण्डल’ नामको परिवार बनेको छ। सौर्यमण्डल र केही अल्फा सेञ्चुरी लगायतका ताराहरु मिली हाम्रो ‘मिल्की वे’ नामको आकाशगंगा बनेको छ, जुन हामी बसिरहेको तारापुञ्ज हो। अब कल्पना गर्नुहोस्, कि यो कति बिशाल रहेछ, जबकी १८० हजार प्रकाश वर्ष त यसको ब्यास रहेको छ।

सौर्य बर्णपटको बारेमा हामी जानकार नै छौं होला । सूर्यबाट आएको सेतो प्रकाशलाई एउटा प्रिज्मको सहायताले सात बिभिन्न रंगहरुमा विभक्त गरी प्रत्येक रंगलाई एकल रुपमा हेर्न पनि सकिन्छ, यिनै बिच्छेदित सात कलरहरु (बैजनी, पहेंलो, निलो, हरियो, पियाजी, सुन्तला, रातो) को एकठ्ठा रुपलाई नै सौर्य बर्णपट भन्ने गरिएको छ, जसमा ४०० देखि ७०० नानोमिटरसम्मका तरंगहरुको समिश्रण रहेको हुन्छ।

सौर्य बर्णपट यस अर्थ पनि महत्वपूर्ण छ कि हामीले नियालिरहेकोे यो रंगीन दुनियाँ, यी दृश्य, यो मनोरञ्जन, यो आनन्द सबै सौर्य बर्णपटको कमाल हो, जसलाई हाम्रो आँखाले सम्वेदन गर्दछ। अन्यथा, कल्पना गरौं यो मनमोहक रंगीन संसार हाम्रो लागि दुवै आँखा नभएको एक अन्धो मानिसले देख्ने दृश्यरुपी हुन्थ्यो, यो संसार हाम्रा लागि। त्यसैले पनि होला हाम्रो धर्मशास्त्रमा आँखादान एउटा पुण्यदान वा महादान भन्ने गरिएको छ।

वैज्ञानिक जगतमा सौर्य बर्णपटको अलावा रेडियोधर्मी बर्णपटले पनि स्थान पाइरहेको हुन्छ, जसमा सौर्य बर्णपट सहितको तल वा माथि पर्न जाने सम्भाब्य सबै तरंगहरुको एकठ्ठा संयोजन गरी क्रमबद्ध रुपमा राखिएको हुन्छ। उदाहरणका लागि एक्स–रे, अल्ट्राभियोलेट, प्याराबैजनी, गामा–रे इत्यादि। यो बर्णपट यति उपयोगि छ कि त्यसमध्येको एक ‘एक्स–रे’को महत्व हामी सबैलाई राम्रोसँग थाहै छ। यी र यस्ता सबै प्रकारका प्रकाशका किरणहरुलाई आफूमा बिलय गराउन सक्ने वस्तु वा पदार्थलाई नै कालो वा ब्ल्याक बडी भन्ने गरिन्छ।

यसर्थ, ‘ब्ल्याक होल’ भन्नाले अन्तरीक्षमा अवस्थित त्यस किसिमकोे प्वाल हो, जसमा दुनियाँमा सबैभन्दा छिटो कुद्न सक्ने सामथ्र्य भएको प्रकाश (सबै रंगहरुको मिश्रण) समेत पार हुन सक्दैन, अर्थात् रंगीन दुनियाँको संवाहक बनिरहेको प्रकाशलाई पनि आफूमा अन्तरध्यान गराउने भनौं वा बिलय गराउन सक्ने अदृश्य आकाशीय वस्तु नै ‘ब्ल्याक होल’ हो, जो आकाशीय पिण्डहरुको आफ्नै गुरुत्वाकर्षण शक्तिको बिलय (ग्रयाभिटेशनल कोल्याप्स वा फ्रोजन स्टार) बाट बनेको हुन्छ। यस किसिमको रहस्योद्धाटन सन् १९१६ मा जर्मन भौतिक शास्त्री ‘कार्ल स्च्वार्डचाइल्ड’ले गरेका हुन्।

हामी बसिरहेको तारापुञ्ज (मिल्की–वे) को केन्द्रीय भागमा पनि एउटा ‘एस टु’ नामको ब्ल्याक होल रहेको छ, जसको आकार वा यसको मूख सूर्यको आयामभन्दा ४० लाख गुणा अधिक छ। यसको मूखको रिकापीय परिधि (इभेण्ट होराइजन) १० मिलियन कि.मि. रहेको छ। हाम्रो पृथ्वी यसको केन्द्रबाट २६,००० प्रकाश वर्ष रेडियल्ली टाढा छ । ब्रह्माण्डमा यस्ता ब्ल्याक होलहरु साना ठूला गरी अनगिन्ती हुनसक्ने वैज्ञानिकहरुको भनाइ रहिआएको छ।

(लेखक पृथ्वीनारायण क्याम्पस, पोखराका प्रध्यापक हुन्)