ഇരുണ്ട ലോകങ്ങൾ തേടി യൂക്ലിഡ് EUCLID DARK ENERGY EXPLORER

Sabu Jose

ഡാർക്ക് എനർജിയുടെ പ്രഭാവത്തേക്കുറിച്ചു പഠിക്കാൻ യൂക്ലിഡ് ഒരുങ്ങുകയാണ്. യൂറോപ്യൻ സ്പേസ് ഏജൻസിയുടെ ഡാർക്ക് എനർജി എക്സ്പ്ലോറർ യൂക്ലിഡ് 2022 ജൂണിൽ വിക്ഷേപിക്കപ്പെടും. പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്ന യാഥാർഥ്യം ശാസ്ത്രലോകം അംഗീകരിച്ചുകഴിഞ്ഞു. എന്നാൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസ വേഗത വർധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത് വലിയ ദുരൂഹതയാണ്. ഡാർക്ക് എനർജി എന്ന ഋണമർദത്തിന്റെ (Negative Pressure) സാന്നിധ്യമാണ് പ്രപഞ്ചവികാസത്തിനു കാരണമായി ശാസ്ത്രജ്ഞർ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നത്. എന്താണ് ഡാർക്ക് എനർജിയെന്ന് കണ്ടുപിടിക്കുകയാണ് യൂക്ലിഡ് ദൗത്യത്തിന്റെ വിക്ഷേപണ ലക്ഷ്യം. ഡാർക്ക് എനർജിയുടെ പ്രഭാവം കണക്കുകൂട്ടാൻ കഴിഞ്ഞാൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസ പരിണാമങ്ങളും തുടർന്ന് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭാവിയും മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും. അതൊരുപക്ഷെ പ്രപഞ്ചത്തേക്കുറിച്ച് ഇതുവരെയുള്ള നമ്മുടെ ധാരണകൾ തിരുത്തിക്കുറിക്കാൻ പര്യാപ്തവുമായിരിക്കും.

2022 ൽഫ്രഞ്ച് ഗയാനയിൽ നിന്ന് സോയൂസ് റോക്കറ്റ് ഉപയോഗിച്ചാണ് യൂക്ലിഡ് വിക്ഷേപിക്കുന്നത്. 30 ദിവസത്തെ യാത്രയ്ക്കൊടുവില് പേടകം ഭൂമിയിൽ നിന്നും 15 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള രണ്ടാം ലെഗ്രാൻഷ്യൻ പോയിന്റിലാണ് ( L2 ) സ്ഥാപിക്കുന്നത്. ചന്ദ്രനുമപ്പുറം സൂര്യന്റെ എതിർദിശയിലാണ് ഈ സ്ഥാനം. സൂര്യന്റെയും ഭൂമിയുടെയും ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം പരസ്പരം നിർവീര്യമാക്കപ്പെടുന്ന ഈ സ്ഥാനത്ത് സ്ഥാപിക്കുന്ന പേടകം അവിടെ സ്ഥിരമായി നിലനിൽക്കും. ഡീപ് സ്പേസിന്റെ വ്യക്തമായ ദൃശ്യം ലഭിക്കാൻ ഇത് സഹായിക്കും. ആറ് വർഷമാണ് പേടകത്തിന്റെ പ്രവർത്തനകാലം. ഈ കാലം കൊണ്ട് 15,000 സ്ക്വയർ ഡിഗ്രി ആകാശം പേടകം നിരീക്ഷണ വിധേയമാക്കും.

യൂറോപ്യൻ സ്പേസ് ഏജൻസിയുടെ കോസ്മിക് വിഷൻ 2015 - 2025 പദ്ധതിയുടെ ഭാഗമായാണ് പേടകം വിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നത്. 2007 ലെ നിര്ദേശപ്രകാരം ഡ്യൂൺ എന്നും സ്പേസ് എന്നും പേരുള്ള രണ്ടു പേടകങ്ങളാണ് വിക്ഷേപിക്കാന് ഉദ്ദേശിച്ചിരുന്നത്. ഡാർക്ക് മാറ്ററിനേക്കുറിച്ചും അത് സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ ലെൻസിംഗ് എന്ന പ്രതിഭാസത്തേക്കുറിച്ചും ഡാർക്ക് എനർജിയേക്കുറിച്ചുമുള്ള പഠനമാണ് ഡ്യൂൺ ദൗത്യംകൊണ്ട് ഉദ്ദേശിച്ചിരുന്നത്. 1000 കോടി വർഷം മുൻപ് മുതലുള്ള പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്രീ ഡയമെൻഷൻ മാപിംഗ് ആയിരുന്നു സ്പേസ് എന്ന ദൗത്യം കൊണ്ട് ഉദ്ദേശിച്ചിരുന്നത്. തുടർന്നു നടന്ന പഠനങ്ങൾ ഈ രണ്ടു ദൗത്യങ്ങളും സംയോജിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് യൂക്ലിഡ് ഡാർക്ക് എനർജി എക്സ്പ്ലോറർ എന്ന ദൗത്യത്തിൽ എത്തിച്ചേരുകയായിരുന്നു.

യൂക്ലിഡ് ദൗത്യത്തിലുള്ള നിയർഇൻഫ്രാറെഡ് ഉപകരണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനായി 20 ഡിറ്റക്ടറുകൾ നിർമിച്ചു നല്കുന്നതിന് 2013 ൽ നാസ തത്വത്തിൽ അംഗീകരിച്ചു. കൂടാതെ വികസന പ്രവര്ത്തനങ്ങൾക്കായി 40 ശാസ്ത്രജ്ഞരെയും വിട്ടുകൊടുത്തു. ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമിക്കുന്നത് ഈ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ സഹായത്തോടെയാണ്. 2014 ആയപ്പോഴേക്കും യൂക്ലിഡ് ദൗത്യത്തിന്റെ മുഖ്യകോണ്ട്രാക്ടർ ഇറ്റലിയിലെ ഥേൽസ് അലേനിയ സ്പേസ് എന്ന കമ്പനിയായി. ഇന്ന് യൂക്ലിഡ് ദൗത്യത്തിന് ഏറ്റവുമധികം മുതൽ മുടക്ക് നടത്തുന്നത് ഥേൽസ് അലേനിയ സ്പേസ് കമ്പനിയാണ്. 2015 ൽ ദൗത്യത്തിന്റെ ഹാർഡ് വെയർ പാർട്ടുകളുടെ നിർമാണം പൂര്ത്തിയായി. 2017 ആരംഭത്തിൽ വിസിബിൾ ഇമേജറുകളുടെ നിർമാണവും പൂർത്തിയായി.

പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വളരെ ചെറിയൊരു ഭാഗം മാത്രമേ നമുക്ക് ദൃശ്യമാവുകയുള്ളൂ. ദൃഷ്ടിഗോചരമായ സാധാണ ദ്രവ്യം കൊണ്ട് നിർമിച്ചിട്ടുള്ള ഖഗോള പിണ്ഡങ്ങൾ ദൃശ്യപ്രപഞ്ചത്തിന്റെ 5 ശതമാനം മാത്രമേയുള്ളൂ. 27 ശതമാനം ഡാർക്ക് മാറ്റർ എന്ന അദൃശ്യ ദ്രവ്യമാണ്. ബാക്കി 68 ശതമാനവും ഡാർക്ക് എനർജി എന്ന ദുരൂഹ പ്രതിഭാസമാണ്. പ്രപഞ്ചം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത് ഈ പ്രതിഭാസം കാരണമാണെന്നാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കരുതുന്നത്. പ്രപഞ്ചവികാസത്തെ തടഞ്ഞു നിർത്താൻ ശ്യാമദ്രവ്യവും സാധാരണ ദ്രവ്യവും ചേർന്ന് പ്രദാനം ചെയ്യുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണ ബലത്തിന് കഴിയുന്നില്ല. പ്രപഞ്ചത്തേക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണകൾ തിരുത്തിയെഴുതാൻ പര്യാപ്തമായിരിക്കും യൂക്ലിഡ് സമ്മാനിക്കുന്ന ഇരുണ്ട പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ദൃശ്യങ്ങൾ.

പേടകത്തിലുള്ള രണ്ട് അനുബന്ധ ഉപകരണങ്ങളിൽ ഒന്ന് വീക്ക് ഗ്രാവിറ്റേഷണൽ ലെൻസിംഗ് കൃത്യമായി അളക്കും. ശ്യാമദ്രവ്യത്തിന്റെ വിതരണവും ശ്യാമ ഊർജത്തിന്റെ പ്രഭാവവും കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഇത് സഹായിക്കും. രണ്ടാമത്തെ ഉപകരണം ബേര്യോണിക് അക്വോസ്റ്റിക് ഓസിലേഷനെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാനുള്ളതാണ്. സ്പേസിലുള്ള ഗാലക്സികളുടെ വിതരണത്തെക്കുറിച്ച് കൃത്യമായ വിവരങ്ങൾ നൽകാൻ ഇതുകൊണ്ട് സാധിക്കും. ഒരു വിസിബിൾ ഇമേജറും ഒരു നിയർ-ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോമീറ്ററും, ഫോട്ടോമീറ്ററുമാണ് പേടകത്തിലെ മറ്റു ശാസ്ത്രീയ ഉപകരണങ്ങൾ

ഡാർക്ക് മാറ്ററും ഡാർക്ക് എനർജിയും

പ്രപഞ്ചത്തിൽ കാണാനും തൊടാനും കഴിയാത്ത രീതിയിൽ നിലനിൽക്കുന്ന ദ്രവ്യമാണ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ. ഗാലക്സികളേക്കുറിച്ചുള്ള അന്വേഷണമാണ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ എന്ന പരികൽപനയിലേക്ക് ശാസ്ത്രലോകത്തെ നയിച്ചത്. പഠന വിധേയമാക്കിയ ഓരോ നക്ഷത്ര സമൂഹത്തിന്റെയും മാസ് അവയിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ആകെ പിണ്ഡത്തിലും എത്രയോ അധികമാണെന്ന് 1937 ൽ ഫ്രിട്സ് സ്വിക്കി എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. നക്ഷത്ര സമൂഹങ്ങളുടെ ഭ്രമണ വക്രം പരിശോധിച്ചപ്പോഴാണ് അദ്ദേഹം ഈ കണ്ടുപിടുത്തം നടത്തിയത്. നക്ഷത്രകളുടെയും വാതക പടലങ്ങളുടെയും കണക്കുകൂട്ടാൻ കഴിയുന്ന പിണ്ഡം കൊണ്ടു മാത്രം നക്ഷത്ര സമൂഹങ്ങൾ ചിതറിപ്പോകാതെ നിലനിൽക്കുന്നത് എങ്ങനെയാണെന്ന് വിശദീകരിക്കാൻ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിഞ്ഞില്ല. കണ്ടെത്തിയ പിണ്ഡത്തേക്കാൾ ഒൻപതിരട്ടിയെങ്കിലും പിണ്ഡം കൂടുതലായി ഇല്ലെങ്കിൽ ഗുരുത്വാകർഷണ ബലത്തെ അതിജീവിച്ച് നക്ഷത്രങ്ങൾ ഗാലക്സികളിൽ നിന്ന് ചിതറി പോകുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ബോധ്യപ്പെട്ടു. അളക്കാൻ പറ്റാത്ത പിണ്ഡമുണ്ടെങ്കിൽ അതിനടിസ്ഥാനമായി കാണാൻ പറ്റാത്ത ദ്രവ്യമുണ്ടാകുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ അനുമാനിച്ചു. ഈ അനുമാനം ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ പൂർണ അംഗീകാരമുള്ള സങ്കല്പമായി വികസിച്ചത് 2004ൽ ആണ്. മാഞ്ചസ്റ്റർ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഈ ദ്രവ്യരൂപത്തെ ഡാർക്ക് മാറ്റർ എന്ന് ആദ്യമായി വിളിച്ചത്. ദ്രവ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവങ്ങളിലൊന്നായ ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം പ്രകടിപ്പിക്കുമ്പോഴും പ്രകാശത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയോ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യാത്തത് എന്ന അർഥത്തിലാണ് ഡാർക്ക് മാറ്റർ എന്ന് വിളിച്ചത്. ആകെ പ്രപഞ്ച ദ്രവ്യത്തിന്റെ 85 ശതമാനവും ഈ അദൃശ്യ ദ്രവ്യമാണ്.

ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന് എതിരെ പ്രവർത്തിച്ച് പ്രപഞ്ച വികാസത്തിന്റെ ത്വരണം കൂട്ടുന്ന സാങ്കല്പിക ഊർജ രൂപമാണ് ഡാർക്ക് എനർജി. കോസ്മോളജിക്കൽ സ്ഥിരാങ്കവും ക്വിന്റസൻസ് മാതൃകയുമാണ് ഡാർക്ക് എനർജിയുടെ സ്വഭാവത്തേക്കുറിച്ച് വിശദീകരിക്കാൻ പൊതുവെ സ്വീകരിച്ചിട്ടുള്ള മാതൃകകൾ. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ശൂന്യസ്ഥലങ്ങളിൽ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്ന ഊർജമാണ് കോസ്മോളജിക്കൽ സ്ഥിരാങ്കം. സ്ഥലകാലത്തിനനുസരിച്ച് സാന്ദ്രത വ്യത്യാസപ്പെടുന്ന ഊർജ മണ്ഡലങ്ങളാണ് ക്വിന്റസമസ് ക്ഷേത്രം. ഡാർക്ക് എനർജിയുടെ സ്വഭാവവും പ്രത്യേകതകളും കൃത്യമായി നിർണയിക്കുക എന്നത് കോസ്മോളജിയിലെ ഇന്നുള്ള ഏറ്റവും വലിയ വെല്ലുവിളികളിൽ ഒന്നാണ്. 1920 ൽ എഡ്വിൻ ഹബിൾ ഗാലക്സികളുടെ ചുമപ്പ് നീക്കം സംബന്ധിച്ച നിരീക്ഷണത്തിൽ നിന്നും പ്രപഞ്ചം വികസിക്കുന്നു എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിച്ചു. ഇതിനേത്തുടർന്നാണ് മഹാവിസ്ഫോടനം എന്ന പ്രപഞ്ച സിദ്ധാന്തം രൂപം കൊള്ളുന്നത്. 1998 ൽ നടത്തിയ ടൈപ്പ് -1 സൂപ്പർ നോവ നിരീക്ഷണങ്ങളുടെയും 1999 ലെ സൂപ്പർ നോവ കോസ്മോളജി പ്രൊജക്ടിന്റെ നിരീക്ഷണഫലങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ പ്രപഞ്ച വികാസത്തിന്റെ ത്വരണ നിരക്ക് കൂടിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു എന്ന നിഗമനത്തിൽ ശാസ്ത്രലോകം എത്തിച്ചേര്ന്നു. ഈ പഠനങ്ങൾക്ക് 2011 ൽ ഭൗതിക ശാസ്ത്ര നൊബേൽ പുരസ്ക്കാരം ലഭിക്കുകയുണ്ടായി.

ഡാർക്ക് എനർജിയുടെ സ്വഭാവം ഒരു തർക്ക വിഷയമാണ്. ഈ സാങ്കൽപിക ഊർജ രൂപത്തിന്റെ (?) സാന്ദ്രത വളരെ കുറവാണ്. ഏകദേശം 10^-29 ഗ്രാം/ഘന സെന്റിമീറ്റർ. അതുകൊണ്ടു തന്നെ പരീക്ഷണ ശാലയിൽ വച്ച് ഇത് കണ്ടുപിടിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. ഡാർക്ക് എനർജിയുടെ മർദം നെഗറ്റീവ് ആണെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചം മുഴുവൻ നിറഞ്ഞുനില്ക്കുന്ന ഒരു ക്ഷേത്രം (Field) എന്ന നിലയിലാണ് ഡാർക്ക് എനർജിയെ ഇതുവരെ മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിഞ്ഞിട്ടുള്ളത്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ 68 ശതമാനവും ഡാർക്ക് എനർജിയാണെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നു