जानेवारी 25, 2021

विज्ञानाचा वाटसरू

अणु ते अंतराळ

कृष्ण विवरांबद्दल थोडक्यात ! भाग पहिला : निर्मिती

मित्रांनो कृष्ण विवर हा आताशा बऱ्यापैकी माहिती झालेला विषय. एखादा तारा मृत पावल्यावर त्याच्या तीन अवस्था संभवतात. खुजा तारा ( The White Dwarf ), न्यूट्रॉन तारा किंवा कृष्ण विवर.
जेंव्हा तारा मृत पावतो तेंव्हा त्याची पुढची अवस्था काय असेल हे त्या ताऱ्याच्या वस्तुमानावर अवलंबून असते. जेंव्हा एखाद्या सूर्याच्या आकाराच्या ताऱ्यातील इंधन संपतं त्यावेळी गुरुत्वामुळे तो तारा त्याच्या केंद्राकडे कोसळू लागतो. या कोसळण्याच्या क्रियेला विरोध होत असतो तो ताऱ्याच्या आतील इलेक्ट्रॉन्सचा. जेंव्हा हे इलेक्ट्रॉन्स हि कोसळण्याची क्रिया थांबवण्यात यशस्वी होतात तेंव्हा तो तारा कोसळल्याचा थांबतो. या ताऱ्यांना खुजा तारा असं म्हटले जाते.

पण जेंव्हा मृत पावणारा तारा सूर्याच्या दिड पॅट ते तिप्पट मोठा असतो तेंव्हा त्याच्या कोसळण्याला इलेक्ट्रॉन्सचा विरोध पण थांबवू शकत नाही. या क्रियेमध्ये गुरुत्वामुळे इलेक्ट्रॉन आणि प्रोटॉन एकत्र येतात आणि त्यांच्यापासून न्यूट्रॉन बनतात. या सर्व क्रियेमध्ये अणु देखील नष्ट पावतात. शेवटी न्यूट्रॉन्सच्या एकत्रित विरोधामुळे हि कोसळण्याची प्रक्रिया थांबते आणि न्यूट्रॉन ताऱ्याचा जन्म होतो. आपण पाहिलंय कि न्यूट्रॉन तारे हे अतिशय छोटे (जवळ जवळ २० किमी व्यासाचे ) असून त्यांची घनता प्रचंड असते.

ज्यावेळी मृत पावणारा तारा हा सूर्यापेक्षा कितीतरी पट मोठा असतो तेंव्हा त्याची कोसळण्याची प्रक्रिया न्यूट्रॉन सुद्धा थांबवू शकत नाहीत आणि कृष्ण विवराच्या जन्म होतो. तुम्हाला माहिती असल्याप्रमाणे कृष्ण विवरांचे आकारमान शून्य असते आणि म्हणून घनता अनंत.थोडक्यात कृष्णविवरे हि बिंदू स्वरूप आहेत. थोडक्यात ती विवरे नाही आहेत. कृष्ण विवर हे नाव इंग्रजी शब्द ब्लॅक होलचे शब्दशः भाषांतर आहे. ब्लॅक होल हा शब्द अमेरिकन शास्त्रज्ञ जॉन व्हीलर यांनी वापरलेला शब्द असून तत्पूर्वी वैज्ञानिक जगतात वापरल्या जाणाऱ्या सिंग्युलॅरिटी या शब्दशापेक्षा तो प्रचंड लोकप्रिय झाल्यामुळे सर्वत्र हाच शब्द वापरला जाऊ लागला.

तर प्रचंड वस्तुमानामुळे कृष्णविवरे काळ अंतराळाचे वस्त्र अशा प्रकारे वाकवतात कि कृष्ण विवरांच्या जवळपास गेलेला प्रकाश सुद्धा त्यांच्या तावडीतून सुटू शकत नाही. एखादा पदार्थ जेंव्हा कृष्ण विवराकडे ओढला जातो तेंव्हा त्याचे तापमान प्रचंड वाढते आणि त्या पदार्थापासून क्ष किरण बाहेर पडतात. हे क्ष किरण आपण पृथ्वीवरील दुर्बिणीमधून पाहू शकतो. या ऊर्जानिर्मितीच्या प्रक्रियेची कार्यक्षमता हि आपल्याला माहिती असलेल्या ऊर्जानिर्मितीच्या प्रक्रियांमध्ये सर्वोत्तम अशी आहे. या प्रक्रियेमध्ये ४०% वस्तुमानाचे ऊर्जेमध्ये म्हणजे किरणांमध्ये रूपांतर होते. तर अणुभट्ट्यांमध्ये होणाऱ्या आण्विक अभिक्रियांमध्ये केवळ ०.७ % इतक्या वस्तुमानाच्या पदार्थाचे ऊर्जेमध्ये रूपांतर होते.