શું તમે જાણો છો અવકાશમાં કેટલી તારાવિશ્વો(Galaxies) છે ?

ખગોળશાસ્ત્રીઓએ બ્રહ્માંડમાં તારાવિશ્વોની સંખ્યાનો અંદાજ કેવી રીતે લગાવ્યો છે ?

(Image credits : ESA/Hubble & NASA, F. Pacaud, D. Coe)

તારાવિશ્વો એ તારાઓનો વિશાળ સંગ્રહ છે જે આપણા બ્રહ્માંડની વસ્તી ધરાવે છે. પરંતુ ત્યાં કેટલી તારાવિશ્વો છે? તેમની ગણતરી એક અશક્ય કાર્ય જેવું લાગે છે. સંપૂર્ણ સંખ્યાઓ એક સમસ્યા છે - એકવાર ગણતરી અબજોમાં થઈ જાય, તે ઉમેરવામાં થોડો સમય લે છે. બીજી સમસ્યા આપણા સાધનોની મર્યાદા છે. શ્રેષ્ઠ દૃશ્ય મેળવવા માટે, ટેલિસ્કોપમાં વિશાળ બાકોરું હોવું જરૂરી છે (મુખ્ય અરીસા અથવા લેન્સનો વ્યાસ) અને પૃથ્વીની હવામાંથી વિકૃતિ ટાળવા માટે તે વાતાવરણની ઉપર સ્થિત હોવું જોઈએ.

હબલ એક્સ્ટ્રીમ ડીપ ફિલ્ડ (XDF) એ આ હકીકતનું કદાચ સૌથી વધુ પડતું ઉદાહરણ છે, જે હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપમાંથી 10 વર્ષના ફોટોગ્રાફ્સને સંયોજિત કરીને બનાવવામાં આવેલી એક છબી છે. નાસાના જણાવ્યા અનુસાર, ટેલિસ્કોપે કુલ 50 દિવસની પુનરાવર્તિત મુલાકાતોમાં આકાશનો એક નાનો ભાગ જોયો. જો તમે ચંદ્રને ઢાંકવા માટે તમારા અંગૂઠાને હાથની લંબાઈ પર પકડો છો, તો XDF વિસ્તાર પિનના માથાના કદ જેટલો હશે. ઘણા કલાકોના અવલોકન દરમિયાન ઝાંખા પ્રકાશને એકત્રિત કરીને, XDF એ હજારો તારાવિશ્વો પ્રગટ કર્યા, નજીકના અને ખૂબ દૂર બંને, જે તે સમયે લેવામાં આવેલી બ્રહ્માંડની સૌથી ઊંડી છબી બનાવે છે. તેથી જો તે એક નાના સ્પોટમાં હજારો હોય, તો કલ્પના કરો કે અન્ય સ્પોટમાં કેટલી વધુ તારાવિશ્વો મળી શકે છે.

જ્યારે વિવિધ નિષ્ણાતોના અંદાજો બદલાય છે, ત્યારે સ્વીકાર્ય શ્રેણી 100 બિલિયન અને 200 બિલિયન તારાવિશ્વોની વચ્ચે છે, એમ બાલ્ટીમોર, મેરીલેન્ડમાં સ્પેસ ટેલિસ્કોપ સાયન્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના એસ્ટ્રોફિઝિસિસ્ટ મારિયો લિવિયોએ જણાવ્યું હતું. ધ એસ્ટ્રોફિઝિકલ જર્નલ અનુસાર, જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ બ્રહ્માંડમાં પ્રારંભિક તારાવિશ્વો વિશે વધુ માહિતી જાહેર કરે તેવી અપેક્ષા છે.

ઊંડાણમાં

હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ તારાવિશ્વો અને તેમની સંખ્યાના અભ્યાસ માટે કરવામાં આવે છે.
(Image credit : Getty Images)

લિવિયો અનુસાર, હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ ગેલેક્સીની ગણતરી અને અંદાજ માટે સફળ રહ્યું છે. 1990માં લોન્ચ કરાયેલા ટેલિસ્કોપમાં શરૂઆતમાં તેના મુખ્ય અરીસામાં વિકૃતિ હતી જે 1993માં શટલ મુલાકાત દરમિયાન સુધારાઈ હતી. મે 2009માં ત્યાં અંતિમ શટલ મિશન સુધી હબલે અનેક અપગ્રેડ અને સેવા મુલાકાતો (નવા ટેબમાં ખુલે છે) પણ લીધી હતી.

1995 માં, ખગોળશાસ્ત્રીઓએ ટેલિસ્કોપને ઉર્સા મેજરનો ખાલી પ્રદેશ દેખાડ્યો અને 10 દિવસના અવલોકનો એકત્રિત કર્યા. વેબર સ્ટેટ યુનિવર્સિટી (નવી ટેબમાં ખુલે છે) અનુસાર, પરિણામ એક જ ફ્રેમમાં અંદાજિત 3,000 અસ્પષ્ટ તારાવિશ્વો હતી, જે 30મી મેગ્નિટ્યુડ જેટલી ધૂંધળી હતી. (સરખામણી માટે, નોર્થ સ્ટાર અથવા પોલારિસ લગભગ 2જી મેગ્નિટ્યુડ પર છે.) આ ઇમેજ કમ્પોઝિટને હબલ ડીપ ફિલ્ડ કહેવામાં આવતું હતું અને તે સમયે બ્રહ્માંડમાં જોયેલું સૌથી દૂર હતું.

હબલ ટેલિસ્કોપને તેના સાધનોમાં અપગ્રેડ મળ્યા હોવાથી, ખગોળશાસ્ત્રીઓએ પ્રયોગનું બે વાર પુનરાવર્તન કર્યું. 2003 અને 2004 માં, વૈજ્ઞાનિકોએ હબલ અલ્ટ્રા ડીપ ફિલ્ડ બનાવ્યું, જેણે એક મિલિયન-સેકન્ડના એક્સપોઝરમાં ફોર્નેક્સ નક્ષત્રમાં એક નાનકડી જગ્યાએ લગભગ 10,000 તારાવિશ્વો પ્રગટ કર્યા.

2012 માં, ફરીથી અપગ્રેડ કરેલ સાધનોનો ઉપયોગ કરીને, વૈજ્ઞાનિકોએ અલ્ટ્રા ડીપ ફિલ્ડના એક ભાગને જોવા માટે ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કર્યો. દૃશ્યના આ સાંકડા ક્ષેત્રમાં પણ, ખગોળશાસ્ત્રીઓ લગભગ 5,500 તારાવિશ્વોને શોધી શક્યા. સંશોધકોએ આને એક્સ્ટ્રીમ ડીપ ફિલ્ડ તરીકે ઓળખાવ્યું.

એકંદરે, હબલ બ્રહ્માંડમાં અંદાજિત 100 અબજ તારાવિશ્વો દર્શાવે છે, પરંતુ અવકાશમાં ટેલિસ્કોપ ટેક્નોલોજીમાં સુધારો થતાં આ સંખ્યા વધીને લગભગ 200 અબજ થવાની સંભાવના છે.

તારાઓની ગણતરી 

હબલ સ્પેસ ટેલિસ્કોપે NGC 5023 ગેલેક્સીમાં તારાઓની આ છબી કેપ્ચર કરી છે.
(Image credit : ESA/NASA)

ગમે તે સાધનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તારાવિશ્વોની સંખ્યાનો અંદાજ કાઢવાની પદ્ધતિ સમાન છે. તમે ટેલિસ્કોપ દ્વારા ચિત્રિત આકાશનો ભાગ લો (આ કિસ્સામાં, હબલ). પછી - સમગ્ર બ્રહ્માંડમાં આકાશના સ્લિવરના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ કરીને - તમે બ્રહ્માંડમાં તારાવિશ્વોની સંખ્યા નક્કી કરી શકો છો.

"આ ધારી રહ્યું છે કે ત્યાં કોઈ મોટી કોસ્મિક વિભિન્નતા નથી, કે બ્રહ્માંડ એકરૂપ છે," લિવિઓએ કહ્યું. "આ બાબત પર શંકા કરવા માટે અમારી પાસે સારા કારણો છે. તે કોસ્મોલોજીકલ સિદ્ધાંત છે."

સિદ્ધાંત આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનના સામાન્ય સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતનો છે. આઈન્સ્ટાઈને કહ્યું કે ગુરુત્વાકર્ષણ એ અવકાશ અને સમયની વિકૃતિ છે. આ સમજ હાથમાં લઈને, કેટલાય વૈજ્ઞાનિકોએ (આઈન્સ્ટાઈન સહિત) એ સમજવાનો પ્રયાસ કર્યો કે કેવી રીતે ગુરુત્વાકર્ષણ સમગ્ર બ્રહ્માંડને અસર કરે છે.

"સૌથી સરળ ધારણા એ છે કે જો તમે બ્રહ્માંડની સામગ્રીને પૂરતી નબળી દ્રષ્ટિ સાથે જોશો, તો તે દરેક જગ્યાએ અને દરેક દિશામાં લગભગ સમાન દેખાશે," નાસાએ જણાવ્યું (નવી ટેબમાં ખુલે છે). "એટલે કે, બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્ય એકરૂપ અને સમકક્ષ હોય છે જ્યારે ખૂબ મોટા પાયા પર સરેરાશ હોય છે. આને કોસ્મોલોજિકલ સિદ્ધાંત કહેવામાં આવે છે."

કાર્ય પર બ્રહ્માંડ સંબંધી સિદ્ધાંતનું એક ઉદાહરણ કોસ્મિક માઇક્રોવેવ બેકગ્રાઉન્ડ (સીએમબી), રેડિયેશન છે જે બિગ બેંગ પછી બ્રહ્માંડના પ્રારંભિક તબક્કાના અવશેષ છે. નાસાના વિલ્કિન્સન માઇક્રોવેવ એનિસોટ્રોપી પ્રોબ જેવા સાધનોનો ઉપયોગ કરીને, ખગોળશાસ્ત્રીઓએ શોધી કાઢ્યું છે કે સીએમબી જ્યાં દેખાય ત્યાં વર્ચ્યુઅલ રીતે સમાન છે.

શું તારાવિશ્વોની સંખ્યા બદલાશે ?

જેમ જેમ બ્રહ્માંડ વિસ્તરે છે તેમ, તારાવિશ્વો પૃથ્વીથી દૂર જાય છે.
(Image credit: Mark Garlick/Science Photo Library via Getty Images)

બ્રહ્માંડના વિસ્તરણના માપ - તારાવિશ્વોને આપણાથી દૂર રેસ જોવા દ્વારા - દર્શાવે છે કે તે લગભગ 13.82 અબજ વર્ષ જૂનું છે. જેમ જેમ બ્રહ્માંડ મોટું અને મોટું થતું જાય છે તેમ તેમ છતાં, તારાવિશ્વો પૃથ્વીથી દૂર અને દૂર જતા જશે. આ તેમને ટેલિસ્કોપમાં જોવાનું વધુ મુશ્કેલ બનાવશે.

બ્રહ્માંડ પ્રકાશની ઝડપ કરતાં વધુ ઝડપથી વિસ્તરી રહ્યું છે (જે આઈન્સ્ટાઈનની ગતિ મર્યાદાનું ઉલ્લંઘન કરતું નથી કારણ કે વિસ્તરણ બ્રહ્માંડમાંથી પસાર થતી વસ્તુઓને બદલે બ્રહ્માંડનું જ છે). ઉપરાંત, બ્રહ્માંડ તેના વિસ્તરણમાં ઝડપી છે.

આ તે છે જ્યાં "અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડ" - બ્રહ્માંડ કે જે આપણે જોઈ શકીએ છીએ - ની કલ્પના અમલમાં આવે છે. 1 ટ્રિલિયનથી 2 ટ્રિલિયન વર્ષોમાં, લિવિયોએ કહ્યું, આનો અર્થ એ છે કે ત્યાં એવી તારાવિશ્વો હશે જે આપણે પૃથ્વી પરથી જોઈ શકીએ છીએ તેની બહાર છે.

લિવિયોએ જણાવ્યું હતું કે, "આપણે ફક્ત તારાવિશ્વોમાંથી જ પ્રકાશ જોઈ શકીએ છીએ જેનો પ્રકાશ આપણા સુધી પહોંચવા માટે પૂરતો સમય હતો." "એનો અર્થ એ નથી કે બ્રહ્માંડમાં એટલું જ છે. તેથી, અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડની વ્યાખ્યા."

ગેલેક્સીઓ પણ સમય સાથે બદલાય છે. આકાશગંગા નજીકના એન્ડ્રોમેડા ગેલેક્સી સાથે અથડામણના માર્ગ પર છે, અને બંને લગભગ 4 અબજ વર્ષોમાં મર્જ થશે. પાછળથી, અમારા સ્થાનિક જૂથમાં અન્ય તારાવિશ્વો - આપણી સૌથી નજીકની તારાવિશ્વો - આખરે ભેગા થશે. તે ભાવિ આકાશગંગાના રહેવાસીઓ પાસે અવલોકન કરવા માટે વધુ ઘાટા બ્રહ્માંડ હશે, લિવિઓએ કહ્યું.

"સંસ્કૃતિઓ ત્યારે શરૂ થઈ, તેમની પાસે 100 અબજ તારાવિશ્વો સાથે બ્રહ્માંડ હોવાના કોઈ પુરાવા નહીં હોય," તેમણે કહ્યું. "તેઓ વિસ્તરણ જોશે નહીં. તેઓ કદાચ કહી શકશે નહીં કે ત્યાં એક બિગ બેંગ છે."

અન્ય બ્રહ્માંડો વિશે શું ?

વિજ્ઞાનીઓનું અનુમાન છે કે આપણું બ્રહ્માંડ માત્ર એક જ નથી.(Image credit : Getty Images)

જેમ જેમ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડ વધતું ગયું તેમ, કેટલાક સિદ્ધાંતો છે જે કહે છે કે વિવિધ "ખિસ્સા" તૂટી ગયા અને વિવિધ બ્રહ્માંડની રચના કરી. આ વિવિધ સ્થાનો જુદા જુદા દરે વિસ્તરી શકે છે, તેમાં અન્ય પ્રકારના પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે અને આપણા પોતાના બ્રહ્માંડ કરતાં અલગ ભૌતિક કાયદાઓ હોઈ શકે છે.

લિવિયોએ ધ્યાન દોર્યું કે આ અન્ય બ્રહ્માંડમાં તારાવિશ્વો હોઈ શકે છે - જો તેઓ અસ્તિત્વમાં છે - પરંતુ અમારી પાસે ખાતરીપૂર્વક જાણવાનો કોઈ રસ્તો નથી. તેથી જ્યારે અન્ય બ્રહ્માંડોનો વિચાર કરીએ તો તારાવિશ્વોની સંખ્યા 200 અબજ કરતાં પણ વધુ હોઈ શકે છે.

આપણા પોતાના બ્રહ્માંડમાં, લિવિયોએ જણાવ્યું હતું કે, જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ (જેના માટે તેમની સંસ્થા મિશન કામગીરી અને વિજ્ઞાનનું સંચાલન કરશે) ના લોન્ચિંગ સાથે ખગોળશાસ્ત્રીઓ સંખ્યાને વધુ સારી રીતે રિફાઇન કરવામાં સક્ષમ બનશે. હબલ મહાવિસ્ફોટના લગભગ 450 મિલિયન વર્ષો પછી રચાયેલી તારાવિશ્વોને ફરી જોવામાં સક્ષમ છે. જેમ્સ વેબ ટેલિસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને, ખગોળશાસ્ત્રીઓ ધારણા કરે છે કે તેઓ બિગ બેંગ પછી 200 મિલિયન વર્ષો પાછળ જોઈ શકે છે.

"સંખ્યાઓ વધુ બદલાશે નહીં," લિવિઓએ ઉમેર્યું, પ્રથમ તારાવિશ્વો સંભવતઃ તે પહેલાં ખૂબ લાંબા સમય સુધી રચાયા નથી. "તેથી 200 અબજ [ગેલેક્સીઓ] જેવી સંખ્યા કદાચ આપણા અવલોકનક્ષમ બ્રહ્માંડ માટે છે."

WEBB ના યોગદાન

જેમ્સ વેબ સ્પેસ ટેલિસ્કોપ 25 ડિસેમ્બર 2021 ના ​​રોજ લોન્ચ કરવામાં આવ્યું હતું.
(Image credit : Getty Images)

જ્યારે આપણા બ્રહ્માંડમાં તારાવિશ્વોની સંખ્યાની ગણતરી કરવી રસપ્રદ છે, ત્યારે ખગોળશાસ્ત્રીઓ વધુ રસ ધરાવે છે કે તારાવિશ્વો કેવી રીતે બ્રહ્માંડની રચના થઈ તે કેવી રીતે પ્રગટ કરે છે. નાસા અનુસાર, આકાશગંગા એ બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્ય કેવી રીતે સંગઠિત હતું તેનું પ્રતિનિધિત્વ છે - ઓછામાં ઓછું, મોટા પાયે. (વૈજ્ઞાનિકોને સ્પેક્ટ્રમની નાની બાજુએ, કણોના પ્રકારો અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં પણ રસ છે.) કારણ કે વેબ બ્રહ્માંડના શરૂઆતના દિવસોને જોઈ શકે છે, તેની માહિતી વૈજ્ઞાનિકોને આજે આપણી આસપાસની તારાવિશ્વોની રચનાઓને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ કરશે.

"કેટલીક પ્રાચીન તારાવિશ્વોનો અભ્યાસ કરીને અને તેમની આજની તારાવિશ્વો સાથે સરખામણી કરીને, અમે તેમની વૃદ્ધિ અને ઉત્ક્રાંતિને સમજી શકીશું. વેબ વૈજ્ઞાનિકોને આ ખૂબ જ પ્રારંભિક તારાવિશ્વોમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા તારાઓના પ્રકારો પર ડેટા એકત્ર કરવાની પણ મંજૂરી આપશે," નાસાએ જણાવ્યું હતું. વેબના મિશનનું.

"સેંકડો અથવા હજારો તારાવિશ્વોની સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને ફોલો-અપ અવલોકનો સંશોધકોને સમજવામાં મદદ કરશે કે કેવી રીતે હાઇડ્રોજન કરતાં ભારે તત્વોની રચના અને નિર્માણ કરવામાં આવ્યું કારણ કે ગેલેક્સીનું નિર્માણ યુગોથી આગળ વધ્યું. આ અભ્યાસો તારાવિશ્વોને મર્જ કરવાની વિગતો પણ જાહેર કરશે અને પ્રક્રિયા પર પ્રકાશ પાડશે. આકાશગંગાની રચના પોતે."

નાસાના જણાવ્યા મુજબ, અહીં કેટલાક મુખ્ય પ્રશ્નો છે જે વેબ ગેલેક્સીઓ વિશે જવાબ આપશે:

• તારાવિશ્વો કેવી રીતે રચાય છે ?
• શું તેમને તેમના આકાર આપે છે ?
• રાસાયણિક તત્વો તારાવિશ્વો દ્વારા કેવી રીતે વિતરિત થાય છે ?
• તારાવિશ્વોમાં કેન્દ્રીય બ્લેક હોલ તેમની યજમાન તારાવિશ્વોને કેવી રીતે પ્રભાવિત કરે છે ?
• જ્યારે નાની અને મોટી તારાવિશ્વો અથડાય અથવા એક સાથે જોડાય ત્યારે શું થાય છે ?

આકાશગંગાઓના એસેમ્બલીમાં ડાર્ક મેટર જે ભૂમિકા ભજવે છે તેમાં વૈજ્ઞાનિકોને પણ રસ છે. જ્યારે કેટલાક બ્રહ્માંડ આકાશગંગાઓ અથવા તારાઓ જેવા સ્વરૂપોમાં દેખાય છે, ત્યારે શ્યામ દ્રવ્ય એ બ્રહ્માંડનો મોટા ભાગનો ભાગ છે - લગભગ 80 ટકા. જ્યારે શ્યામ પદાર્થ પ્રકાશની તરંગલંબાઇમાં અથવા ઊર્જાના ઉત્સર્જન દ્વારા અદ્રશ્ય હોય છે, ત્યારે 1950ના દાયકાના તારાવિશ્વોના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે નરી આંખે જે દેખાય છે તેના કરતાં તેમનામાં વધુ સમૂહ હાજર હતો.

નાસાએ જણાવ્યું હતું કે, "વૈજ્ઞાનિકોએ ગેલેક્સીની રચનાને સમજવા માટે બનાવેલા કોમ્પ્યુટર મોડેલો દર્શાવે છે કે જ્યારે ડાર્ક મેટર મર્જ થાય છે અને એકસાથે ભેગા થાય છે ત્યારે ગેલેક્સીઓ બનાવવામાં આવે છે."

"તે [શ્યામ દ્રવ્ય] ને બ્રહ્માંડના પાલખ તરીકે વિચારી શકાય છે. આપણે જે દૃશ્યમાન પદાર્થ જોઈએ છીએ તે તારાઓ અને તારાવિશ્વોના રૂપમાં આ પાલખની અંદર ભેગો થાય છે. જે રીતે શ્યામ દ્રવ્ય એકસાથે 'ઝુંડ' થાય છે તે એ છે કે નાના પદાર્થો પ્રથમ રચાય છે, અને મોટા બનાવવા માટે એકસાથે દોરવામાં આવે છે."

વેબના શક્તિશાળી અરીસાઓ વૈજ્ઞાનિકોને ગેલેક્સીની રચના - ડાર્ક મેટરની ભૂમિકા સહિત - નજીકથી જોવાની મંજૂરી આપશે. જ્યારે આ તપાસ બ્રહ્માંડમાં કેટલી તારાવિશ્વો છે તેનો સીધો જવાબ આપતી નથી, તે વૈજ્ઞાનિકોને આપણે જોઈએ છીએ તે તારાવિશ્વોની પાછળની પ્રક્રિયાઓને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ કરે છે, જે બદલામાં ગેલેક્ટીક વસ્તી વિશે મોડેલોને વધુ સારી રીતે જાણ કરે છે.

જો તમને આ પોસ્ટ પસંદ આવી હોય તો શેર અને કમેન્ટ કરવાનું ભૂલતા નહીં ....

અને આ પણ વાંચો : પેરિસની આયર્ન લેડી