Notes
|
अभ्यासघटक :
|
आकाश व अवकाश :
आकाश : पृथ्वीसभोवतालचे वातावरण व त्याहीपलीकडील नुसत्या डोळ्यांना दिसणारा भाग म्हणजे आकाश होय.
अवकाश : अवघ्या विश्वातील सर्व घटक ज्या अमर्याद, न संपणाऱ्या विस्तारात फिरतात अशी अनंत, अथांग, अमर्याद पोकळी म्हणजे अवकाश होय.
- आकाश व अवकाश यांना निश्चित सीमारेषा नाही.
- अवकाशाच्या मानाने आकाश हे फारच लहान क्षेत्र आहे.
अवकाश निरीक्षण :
अवकाशातील ग्रह, तारे, दीर्घिका इत्यादी खगोलीय वस्तूंचे पृथ्वीवरील किंवा अवकाशातील दुर्बिणी, उपग्रह इत्यादींच्या मदतीने निरीक्षण करून, माहिती मिळवून विश्वाचा, विश्वाच्या पसाऱ्याचा अभ्यास करणे म्हणजे अवकाश निरीक्षण होय.
अवकाश निरीक्षणाचे महत्त्व :
- अवकाश निरीक्षणामुळे आकाशातील तारे, ग्रह, धूमकेतू इत्यादी खगोलांची माहिती, नक्षत्रांची माहिती मिळाली.
- अवकाश निरीक्षणामुळेच प्रकाशाची विविध रूपे समजली, विश्वाचा आवाका समजला.
- अवकाश निरीक्षणातील आधुनिकीकरणामुळे अवकाश तंत्रज्ञान ही वेगळी ज्ञानशाखा उदयास आली.
- अवकाश तंत्रज्ञान या ज्ञानशाखेने अवकाशात दुर्बिणी, कृत्रिम उपग्रह पाठवले. त्यामुळे राष्ट्रीय व सामाजिक विकासास हातभार लागला.
आकाशदर्शनाची गरज व उपकरणे :
- प्राचीन काळापासून मानवास सूर्य, चंद्र व तारकांचे कुतूहल आहे.
- आकाशातील ताऱ्यां ची, नक्षत्रांची स्थिती काळानुसार बदलते आणि या स्थितीचा आणि ऋतुचक्राचा काहीतरी संबंध आहे हे मानवाच्या लक्षात आले.
- शेतीसाठी ऋतुचक्राची माहिती आवश्यक असल्याने हे आकाशदर्शन त्याला उपयोगी पडू लागले. नक्षत्रांची स्थिती दर्यावर्दींनासुद्धा दिशादर्शक म्हणून उपयोगी पडू लागली.
- आकाश निरीक्षणातून निर्माण झालेल्या असंख्य प्रश्नांची उत्तरे शोधण्यासाठी मानवाची धडपड सुरू झाली.
आकाशदर्शनाची उपकरणे :
- हान्स लिपर्शे या संशोधकाने 1608 मध्ये सर्वप्रथम भिंग (चष्मा) बनवले. त्यांनीच पुढे नळीच्या दोन टोकांवर दोन भिंगे बसवून पहिली दुर्बीण तयार केली.
- गॅलिलिओ या खगोलशास्त्रज्ञाने 1609 मध्ये स्वतःची दुर्बीण तयार करून तिचा उपयोग आकाश व अवकाशाच्या अभ्यासासाठी केला. साध्या डोळ्यांनी दिसतात त्यापेक्षा अधिक ताऱ्यांचा, गुरू ग्रहाच्या 4 उपग्रहांचा, सूर्यावरील डागांचा शोध गॅलिलिओ यांनी आपल्या दुर्बिणीच्या मदतीने लावला.
प्रकाशाची विविध रूपे :
प्रकाश : प्रकाश म्हणजे विदयुत चुंबकीय प्रारणे (Electromagnetic Spectrum) असून तरंगलांबी (Wavelength) हा प्रकाशाचा एक गुणधर्म आहे.
दृश्य प्रकाशतरंग : ज्या प्रकाशाची तरंगलांबी जवळपास 400 nm ते 800 nm मध्ये आहे, तोच प्रकाश आपला डोळा ‘पाहू’ शकतो. त्यालाच आपण दृश्य प्रकाशतरंग म्हणतो.
- या तरंगलाबीव्यतिरिक्त अजून कमी किंवा जास्त तरंगलांबी असलेला प्रकाशही आहे. मात्र, आपले डोळे या तरंगलांबीला संवेदनशील नसल्याने आपण हा प्रकाश पाहू शकत नाही.
- अवकाशातून येणारा ‘दृश्य ’ प्रकाश पाहण्यासाठी आपण ‘दृश्य -प्रकाश दुर्बिणी’ म्हणजेच साधे भिंग किंवा आरशापासून बनविलेली दुर्बीण वापरतो.
- परंतु अनेक खगोलीय वस्तूंपासून दृश्य प्रकाशाव्यति रिक्त इतर प्रकारचा प्रकाशही निघतो. रेडीओ-लहरी, क्ष-किरण, गॅमा किरण इत्यादी प्रकारचे प्रकाशकिरण ग्रहण करण्यासाठी आणि त्यांच्या स्रोतांचा अभ्यास करण्यासाठी आपल्याला वेगवेगळ्या दुर्बिणींची गरज भासते, त्यासाठी क्ष-किरण दुर्बिणी, अधोरक्त दुर्बिणी, गॅमा दुर्बिणी, रेडिओ दुर्बिणी बनवल्या जातात.
- दृश्य-प्रकाश दुर्बिणींव्यतिरिक्त या सर्व दुर्बिणींना 'रेडिओ दुर्बिणी' असे म्हटले जाते.
प्रकाशकिरणाच्या विविध तरंगलांबी आणि त्यांची वैशिष्ट्ये :
| रूप | तरंगलांबी | वैशिष्ट्ये |
| रेडीओ लहरी (Radio Waves) | सुमारे 20 cm हून जास्त | दृश्य-प्रकाश-किरणांच्या तरंग-लांबीपेक्षा जास्त तरंगलांबीची किरणे.
• आपल्या डोळ्यांना हा प्रकाश दिसत नाही, |
| सूक्ष्मलहरी (Micro Waves) | 0.3 mm – 20 cm | |
| अधोरक्तलहरी (Infrared Waves) | 800 nm – 0.3 mm | |
| दृश्य प्रकाशकिरणे (Visible light Rays) | 400 nm – 800 nm | आपल्या डोळ्यांना दिसणारा प्रकाश. |
| अतिनील किरणे (Ultraviolet Rays) | 300 pm – 400 nm | दृश्य-प्रकाश-किरणांच्या तरंग-लांबीपेक्षा अजून कमी तरंगलांबीची किरणे.
• आपल्या डोळ्यांना हाही प्रकाश दिसत नाही. |
| क्ष-किरणे (X-rays) | 3 pm – 300 pm | |
| गॅमा किरणे (Gamma Rays) | 3 pm पेक्षा कमी |
दुर्बिणी (Telescopes) :
दुर्बिणीची सर्वसाधारण रचना पुढीलप्रमाणे असते :
दुर्बिणीचे प्रकार :
दुर्बिणीचे प्रकार व उपप्रकार पुढीलप्रमाणे आहेत :
(i) दृश्य-प्रकाश दुर्बिणी :
(अ) वक्रीभवक दुर्बीण
(ब) परावर्तक दुर्बीण
(i) न्यूटन पद्धतीची परावर्तक दुर्बीण
(ii) कॅसेग्रेन पद्धतीची परावर्तक दुर्बीण
(ii) रेडिओ दुर्बिणी.
वरील दोन्ही प्रकारच्या दुर्बिणी या पृथ्वीवर तसेच अवकाशातही कार्यरत आहेत.
दृश्य प्रकाश दुर्बिणी (Optical Telescopes) :
दृश्य-प्रकाश दुर्बिणीचे प्रकार : दृश्य-प्रकाश दुर्बिणींमध्ये प्रामुख्याने भिंगांचा वापर केला जातो. मात्र काही दुर्बिणींमध्ये अंतर्वक्र आरशांचा वापर केला जातो. दृश्य-प्रकाश दुर्बिणीचे प्रमुख दोन प्रकार पुढीलप्रमाणे आहेत :
(अ) वक्रीभवक दुर्बीण (Refracting Telescope):
- या दुर्बिणीत दोन किंवा अधिक भिंगांचा वापर केला जातो.
- प्रकाशकिरणे भिंगातून जाताना आपला मार्ग बदलतात, म्हणजेच त्यांचे वक्रीभवन होते. त्यामुळे भिंगांचा वापर करून बनवलेल्या या दृश्य-प्रकाश दुर्बिणींना वक्रीभवक दुर्बिणी (Refracting Telescope) म्हणतात.
वक्रीभवक दुर्बिणींना पुढील काही मर्यादा आहेत :
- चांगल्या प्रतिमांसाठी जास्तीत जास्त व्यासाची भिंगे वापरणे आवश्यक असते; मात्र अशी जास्त व्यासाची भिंगे बनवणे अवघड असते, ती वजनाने जड असतात. त्यामुळे या भिंगांचा आकार बदलतो.
- भिंगांचा आकार वाढतो तशी दुर्बिणीची लांबी वाढते.
- या दुर्बिणीतून मिळणाऱ्या प्रतिमांत रंगाच्या त्रुटी असतात.
(ब) परावर्तक दुर्बिणी (Reflecting Telescope):
- वक्रीभवक दुर्बिणीच्या मर्यादा दूर करण्यासाठी अंतर्वक्र आरशांचा वापर करून या दुर्बिणी बनवल्या आहेत.
- अंतर्वक्र आरशांद्वारे प्रकाशाचे परावर्तन करून प्रतिमा मिळवल्या जातात. म्हणून या दुर्बिणींना परावर्तक दुर्बिणी म्हणतात.
- मोठ्या भिंगापेक्षा मोठे अंतर्वक्र आरसे बनवणे सोपे असते. शिवाय तुकडे जोडूनही मोठे अंतर्वक्र आरसे बनवता येतात आणि त्यांचे वजनही भिंगापेक्षा खूपच कमी असते.
- आरशांद्वारे तयार होणाऱ्या प्रतिमेत रंगांच्या त्रुटीही राहत नाहीत.
परावर्तक दुर्बिणीचे दोन उपप्रकार पुढीलप्रमाणे आहेत :
- न्यूटन पद्धतीची दुर्बीण : या दुर्बिणीत प्रकाश-किरणे ग्रहण करण्यासाठी अंतर्वक्र आरसा व त्या प्रकाशकिरणांना दुर्बिणीच्या दंडगोलाच्या लंबदिशेत परावर्तित करण्यासाठी सपाट आरसा वापरला जातो.
- कॅसेग्रेन पद्धतीची दुर्बीण : या दुर्बिणीत प्रकाश-किरणे ग्रहण करण्यासाठी अंतर्वक्र आरसा व त्या प्रकाशकिरणांना पुन्हा अंतर्वक्र आरशाकडे परावर्तित करण्यासाठी बहिर्वक्र आरसा वापरला जातो.
नैनिताल येथील आर्यभट्ट प्रेक्षण विज्ञान शोध संस्थेतील 3.6 मीटर व्यासाची दुर्बीण ही भारतातील व आशियातील सर्वांत मोठी दश्य-प्रकाश दर्बीण आहे.
रेडिओ दुर्बीण (Radio Telescope) :अवकाशातील तारे, ग्रह, दीर्घिका अशा खगोलीय वस्तूंपासून दृश्य-प्रकाशाशिवाय इतर प्रकाशलहरी देखील निघतात. या लहरी ग्रहण करून त्यांपासून प्रतिमा मिळवण्यासाठी विशिष्ट दुर्बिणींचा वापर होतो, त्यांना रेडिओ दुर्बिणी म्हणतात.
- रेडिओ दुर्बीण ही विशिष्ट अशा घमेल्याच्या आकाराच्या (Paraboloid) एक डिश किंवा अनेक डिशच्या संचापासून बनवली जाते.
- दृश्य-प्रकाश दुर्बिणींप्रमाणेच या डिशच्या वक्रभागावरून परावर्तित होणाऱ्या रेडिओ व अन्य प्रकाशलहरी डिशच्या नाभी केंद्राशी एकत्रित केल्या जातात आणि पुढे संगणकाद्वारे या लहरींवरून प्रतिमा मिळवली जाते.
- पुण्याजवळ नारायणगाव येथे Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT) ही महाकाय रेडिओ दुर्बीण उभारण्यात आली आहे. मीटरमध्ये लांबी असणाऱ्या प्रकाशलहरींचा अभ्यास ही दुर्बीण करते.
- ही दुर्बीण म्हणजे 30 पॅराबोला (Paraboloid) आकाराच्या दुर्बिणींचा समूह आहे. यांतील प्रत्येक दुर्बिणीच्या डिशचा व्यास 45 मीटर इतका मोठा आहे.
- या 30 दुर्बिणी 25 किमी क्षेत्रात पसरल्या असून जणू काही 25 किमी व्यास असलेली एक महाकाय दुर्बीणच तयार झाली आहे.
भूपृष्ठावरील दुर्बीणीचे स्थान व मर्यादा :
अवकाशातून येणारा दृश्य-प्रकाश पृथ्वीच्या वातावरणातून प्रवास करीत पृथ्वीवर पोहोचतो. वातावरणाच्या तापमान व दाब यांमुळे दृश्य-प्रकाश स्थिर राहत नाही. वातावरणातही प्रकाश शोषला गेल्याने त्याची तीव्रता कमी होते. रात्रीच्या वेळेस शहरांतील दिवे, दिवसा प्रखर सूर्यप्रकाश, काही वेळेस ढगाळलेले वातावरण अशा विविध अडचणी टाळण्यासाठी दृश्य-प्रकाशाच्या दुर्बिणी पर्वतमाथ्यांवर निर्जन जागी उभारण्यात येतात. मात्र तरीही वातावरणाच्या मूलभूत मर्यादा राहतातच.
अवकाशातील दुर्बिणी (Telescopes in Space ) :
- पृथ्वीवर, भूपृष्ठावर उभारण्यात येणाऱ्या वातावरणाच्या अन्य अडचणींवर पूर्णतः मात करण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी अवकाशातच दुर्बिणी यशस्वीरीत्या बसवल्या.
- अवकाशातील दुर्बिणींमुळे मिळणाऱ्या प्रतिमा या अधिक स्थिर व सुस्पष्ट आहेत.
हबल दुर्बीण : 1990 साली अमेरिकेच्या नासा (NASA) संस्थेने 'हबल' या दृश्य-प्रकाश दुर्बिणीचे अवकाशात प्रक्षेपण केले. ही दुर्बीण 94 इंच व्यासाची असून ती अजूनही कार्यरत आहे.
ही दुर्बीण पृथ्वीपासून वर अवकाशात 569 किमी अंतरावरून पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा घालते.
'चंद्रा दुर्बीण : 1999 साली अमेरिकेच्या नासा (NASA) संस्थेने 'चंद्रा' ही क्ष-किरण दुर्बीण अवकाशात सोडली. क्ष-किरण ग्रहण करू शकेल अशा विशिष्ट आरशांचा या दुर्बिणीत उपयोग केला असून तारे व दीर्घिका यांची महत्त्वाची माहिती या दुर्बिणीने मिळवली आहे. प्रसिद्ध भारतीय वैज्ञानिक चंद्रशेखर सुब्रमण्यम यांच्या सन्मानार्थ या दुर्बिणीला 'चंद्रा दुर्बीण' हे नाव दिले गेले.
भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान केंद्र (इस्त्रो) Indian Space Research Organization (ISRO), बेंगलूरू. :
- भारतीय अवकाश संशोधन संस्थेची (ISRO) स्थापना 1969 साली करण्यात आली. स्वतंत्र भारताच्या अवकाश संशोधन कार्यक्रमात इस्रो संस्थेचे महत्त्वाचे योगदान आहे.
- कृत्रिम उपग्रह तयार करून त्यांचे यशस्वी प्रक्षेपण करण्याचे तंत्रज्ञान इस्रोने विकसित केले असून, आजपर्यंत अनेक उपग्रहांचे यशस्वीपणे प्रक्षेपणही केले आहे.
- इस्रोने अवकाश संशोधनात केलेल्या या प्रगतीचा प्रभाव राष्ट्रीय व सामाजिक विकासातही दिसून येतो.
- इस्रोच्या संशोधनाचा थेट प्रभाव व लाभ दूरसंचार, दूरचित्रवाणी प्रसारण, हवामान अभ्यास, दूरध्वनी, इंटरनेट, शैक्षणिक उपक्रम, साधनसंपत्तीचे नियंत्रण व व्यवस्थापन व आपत्ती व्यवस्थापन यांसाठी झाला आहे.
अॅस्ट्रोसॅट (Astrosat) :
- इस्रोने 2015 साली 'अॅस्ट्रोसॅट' या उपग्रहाचे प्रक्षेपण केले. या उपग्रहावर अतिनील किरणे व क्ष-किरणे ग्रहण करणाऱ्या दुर्बिणी व अन्य उपकरणे आहेत. यांतील बहुतांश भागांची निर्मिती भारतानेच केली आहे.
- या अद्वितीय उपग्रहाद्वारे भारतीय खगोलशास्त्रज्ञ अवकाश संशोधन करीत आहेत.
अवकाशात सध्या कार्यरत असणाऱ्या काही प्रमुख दुर्बिणी : प्रत्येक प्रकारच्या एकेक कार्यरत दुर्बिणीचे उदाहरण वर दिले आहे. प्रत्यक्षात अशा शेकडो दुर्बिणी अंतराळात कार्यरत आहेत.