Why did they call the James Webb Space Telescope as a time machine?

Image: James Webb Telescope  from T.I.M.E 

James Webb Space Telescope (JWST) ന്റെ ആദ്യ ചിത്രങ്ങൾ വന്നതിന് ശേഷം പലർക്കും ഉള്ള സംശയമാണ് എങ്ങനെയാണ് ഇത് വഴി കോടിക്കണക്കിനു വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപുള്ള പ്രപഞ്ചത്തെ നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയുന്നതെന്ന്! അത്‌ പോലെ JWST - യെ എന്തിന് ഒരു ടൈം മെഷീനോട്‌ ഉപമിക്കുന്നു എന്നും.അതിനായി ആദ്യം മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് ഒരു ക്യാമറ ഫോട്ടോ എടുക്കുന്നത് പോലെയല്ല ഒരു സ്പേസ് ടെലിസ്കോപ്പ് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ചിത്രങ്ങൾ പകർത്തുന്നത്. ഒരു ക്യാമറ അല്ലെങ്കിൽ മൊബൈൽ ഉപയോഗിച്ച് നിങ്ങൾ തൊട്ടടുത്തു നിൽക്കുന്ന ഒരു സുഹൃത്തിന്റെ ചിത്രം പകർത്തുന്നു എന്നിരിക്കട്ടെ. നിങ്ങൾക്ക് അപ്പോൾ ലഭിക്കുന്നത് നിങ്ങളുടെ കൂടെ ആ നിമിഷം കൂടെയുള്ള സുഹൃത്തിന്റെ ചിത്രമാണ്. എന്നാൽ JWST കോടിക്കണക്കിനു പ്രകാശവർഷങ്ങൾ അകലെയുള്ള ഒരു നെബുലയുടെ അല്ലെങ്കിൽ ഗ്യാലക്സിയുടെ ചിത്രം പകർത്തുമ്പോൾ കിട്ടുന്നത് ആ ഗ്യാലക്‌സിയുടെ അല്ലെങ്കിൽ നെബുലയുടെ ഇപ്പോഴുള്ള ചിത്രമല്ല. മറിച്ചു കോടിക്കണക്കിനു വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപ് അവിടെ എന്താണോ ഉണ്ടായിരുന്നത് അതിന്റെ ചിത്രമാണ്. അതായത് JWST അല്ലെങ്കിൽ Hubble എടുത്ത ചിത്രത്തിൽ കാണുന്ന ഗ്യാലക്സിയും നെബുലയുമൊക്കെ ഇപ്പോഴും അവിടെ ഉണ്ടോ അതോ നശിച്ചു പോയോ എന്ന് നമുക്ക് ഒരു ഉറപ്പുമില്ല. കാരണം നമുക്ക് കിട്ടിയത് കോടിക്കണക്കിനു വർഷങ്ങൾ മുൻപുള്ള ഭൂതകാലത്തിലെ ചിത്രമാണ്.നിങ്ങൾ മൊബൈൽ ക്യാമറ വഴി നിങ്ങളുടെ 25 വയസ്സുള്ള സുഹൃത്തിന്റെ ചിത്രം എടുക്കുമ്പോൾ കിട്ടുന്നത് അവന് 5 വയസ്സ് ഉള്ളപ്പോൾ ഉള്ള രൂപം ആണെങ്കിൽ എങ്ങനെയിരിക്കും? അത്‌ പോലത്തെ ഒരു വിചിത്രമായ അവസ്ഥയാണ് ഇത്.

എന്ത് കൊണ്ട് ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നു? അതിന്റെ കാരണം വളരെ സിംപിൾ ആണ്. നമ്മൾ ഹൈസ്കൂളിൽ പഠിച്ച സയൻസ് ഒന്ന് കൂടി ഓർത്ത് എടുത്താൽ മതി.

ആദ്യം കാഴ്ച എന്നത് എന്താണെന്ന് ചുരുക്കി പറയാം.നമ്മൾ ഒരു വസ്തുവിനെ കാണുന്നതായി അനുഭവപ്പെടുന്നത് ആ വസ്തുവിൽ നിന്ന് ഉള്ള പ്രകാശം നമ്മുടെ കണ്ണിന്റെ റെറ്റിനയിൽ വീണ് അതിനെ തലച്ചോറിലെ കാഴ്ചയുടെ ഭാഗം ഒരു ഇമേജ് ആക്കി മാറ്റുമ്പോൾ ആണ്.അതായത് ഒരു വസ്തുവിനെ നമുക്ക് കാണണം എങ്കിൽ ആ വസ്തുവിൽ നിന്ന് വരുന്ന പ്രകാശം നമ്മുടെ കണ്ണിൽ പതിച്ചു മുകളിൽ പറഞ്ഞ പ്രോസസ്സ് നമ്മുടെ തലച്ചോറിൽ നടക്കണം.മനുഷ്യന്റെ ഈ കണ്ണിന്റെ തത്വം അനുസരിച്ചു തന്നെയാണ് ടെലസ്കോപ്പും ക്യാമറയുമെല്ലാം പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ക്യാമറ അതിന്റെ ലെൻസിലൂടെ പ്രകാശത്തെ കടത്തി വിട്ട് ചിത്രം നിർമ്മിക്കുന്നത് പോലെ സ്പേസ് ടെലസ്കോപ്പ് മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളിൽ നിന്നും നക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിന്നും വരുന്ന പ്രകാശത്തെ ചിത്രങ്ങൾ ആക്കി മാറ്റുന്നു.

ഇനി അടുത്തതായി മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയെ കുറിച്ചാണ്.പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത എന്നത് 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ/സെക്കന്റ് ആണ്. എന്ന് വച്ചാൽ പ്രകാശം ഒരു സെക്കന്റ് കൊണ്ട് 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ ദൂരം സഞ്ചരിക്കും.ഉദാഹരണത്തിന് ഭൂമിയിൽ നിന്നും 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ അകലെ സ്പേസിൽ ഒരു വസ്തു നിൽക്കുന്നു എന്ന് സങ്കല്പിക്കുക. പെട്ടന്ന് ഈ വസ്തു പ്രകാശിച്ചു എന്നും കരുതുക.ഭൂമിയിൽ ഈ പ്രകാശം 1 സെക്കന്റ് കൊണ്ട് എത്തും.അപ്പോൾ ഭൂമിയിൽ നിൽക്കുന്ന ഒരാൾക്ക് ഈ വസ്തു പ്രകാശിച്ചു കഴിഞ്ഞു 1 സെക്കൻഡ് കഴിഞ്ഞതിന് ശേഷം ആയിരിക്കും അതിന്റെ പ്രകാശം കാണാൻ കഴിയുന്നത്.

ഭൂമിയും ഇത് പോലെയുള്ള ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സും തമ്മിലുള്ള അകലം കൂടുന്തോറും അവിടെ നിന്നുള്ള പ്രകാശത്തിന് ഭൂമിയിൽ എത്താൻ വേണ്ടി വരുന്ന സമയത്തിലും വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകും.ഉദാഹരണമായി സൂര്യനും ഭൂമിയും തമ്മിൽ 150000000 KM അകലം ഉണ്ട്.പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗത എന്നത് ഒരു സെക്കണ്ടിൽ 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ ആണെന്നും നേരത്തെ പറഞ്ഞു.അങ്ങനെയാണെങ്കിൽ സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള പ്രകാശം ഭൂമിയിൽ എത്താൻ എത്ര നേരം എടുക്കും എന്ന് കണക്കാക്കി നോക്കാം.അതിനായി സൂര്യനും ഭൂമിയും തമ്മിലുള്ള അകലമായ 150000000 KM നെ പ്രകാശവേഗതയായ 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ/സെക്കന്റ് കൊണ്ട് ഭാഗിക്കുക.അപ്പോൾ 500 സെക്കന്റ് കിട്ടും.500 സെക്കന്റ് എന്നാൽ 8 മിനിറ്റ്.

എന്ന് വച്ചാൽ സൂര്യനിൽ നിന്ന് പ്രകാശം പുറപ്പെട്ടു ഭൂമിയിൽ എത്താൻ 8 മിനിറ്റ് എടുക്കും. ആ പ്രകാശം നമ്മുടെ കണ്ണിൽ പതിക്കുമ്പോൾ ആണ് സൂര്യനെ നമുക്ക് കാണുന്നതായി അനുഭവപ്പെടുന്നത്.അതായത് നമ്മൾ ആകാശത്തേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ കാണുന്നത് 8 മിനിറ്റ് മുൻപ് ഉള്ള സൂര്യനെയാണ്.

ഇനിയുള്ളതാണ് പ്രകാശവർഷം. പ്രകാശം ഒരു സെക്കന്റ് കൊണ്ട് 3 ലക്ഷം കിലോമീറ്റർ സഞ്ചരിക്കുന്നു എന്ന് പറഞ്ഞല്ലോ, അങ്ങനെ 365 ദിവസം അതായത് ഒരു വർഷം കൊണ്ട് പ്രകാശം സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരം ആണ് ഒരു പ്രകാശവർഷം. നേരത്തെ സൂര്യന്റെ എക്സാമ്പിൾ പറഞ്ഞത് പോലെ നമ്മൾ ഒരു പ്രകാശവർഷം അകലെയുള്ള വസ്തുവിനെ ടെലസ്കോപ്പ് വഴി കാണുമ്പോൾ സത്യത്തിൽ കാണുന്നത് അപ്പോഴുള്ള കാഴ്ചയല്ല, മറിച്ചു ഒരു വർഷം മുൻപുള്ള കാഴ്ചയാണ്. അതായത് ഒരു വർഷം കൊണ്ട് ആ വസ്തുവിൽ നിന്ന് പ്രകാശം സഞ്ചരിച്ചു ടെലസ്കോപ്പിൽ എത്തുമ്പോൾ ആണ് നമ്മൾ ആ വസ്തുവിനെ കാണുന്നത്.

ഇത് പോലെ JWST, Hubble എന്നീ ടെലസ്കോപ്പുകൾ കൊണ്ട് ചിത്രങ്ങൾ എടുക്കുമ്പോൾ നാം കാണുന്നത് കോടിക്കണക്കിനു പ്രകാശവർഷം അകലെയുള്ള വസ്തുക്കളെയാണ്. അതായത് കോടിക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾക്ക് മുൻപ് പുറപ്പെട്ടു കോടിക്കണക്കിനു കിലോമീറ്റർ സഞ്ചരിച്ചു എത്തിയ പ്രകാശം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ചിത്രങ്ങളാണ് Hubble അല്ലെങ്കിൽ JWST വച്ച് നിരീക്ഷണം നടത്തുമ്പോൾ നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നത്.അതായത് ഈ ചിത്രങ്ങളിൽ കാണുന്ന പോലെ ആയിരിക്കില്ല ഇപ്പോഴത്തെ അവിടുത്തെ അവസ്ഥ. നമ്മൾ ഈ ചിത്രങ്ങളിലൂടെ കാണുന്നത് കോടിക്കണക്കിനു വർഷം മുൻപ് ഉള്ള ഭൂതകാലമാണ്.

Image Courtesy: NASA, ESA, CSA, STScI

അപ്പോൾ JWST അല്ലെങ്കിൽ Hubble ടെലസ്കോപ്പ് കൊണ്ട് പ്രകാശവർഷങ്ങൾക്ക് അപ്പുറത്തുള്ള ഗ്യാലക്സികളിൽ, നക്ഷത്രങ്ങളിൽ അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രഹങ്ങളിൽ ഇപ്പോൾ എന്താണ് അവസ്ഥ എന്ന് എന്ന് അറിയാൻ നമുക്ക് കഴിയുമോ? നിർഭാഗ്യവശാൽ ഇല്ല എന്ന് തന്നെയാണ് ഉത്തരം. അതിന് കാരണം മുകളിൽ പറഞ്ഞ പ്രകാശവേഗതയും ഈ പ്രപഞ്ചവസ്തുക്കൾക്ക് ഭൂമിയിൽ നിന്നുള്ള അകലവും കൊണ്ട് അവിടെ നിന്നുള്ള പ്രകാശം ഭൂമിയിൽ എത്തിച്ചേരാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിൽ ഉണ്ടാകുന്ന അന്തരം തന്നെ.ഉദാഹരണത്തിന് സൂര്യൻ കഴിഞ്ഞാൽ ഭൂമിയോട് ഏറ്റവും അടുത്ത നക്ഷത്രം 4.3 പ്രകാശവർഷം അകലെ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന Proxima Centauri എന്ന നക്ഷത്രമാണ്.JWST ഉപയോഗിച്ചു നമ്മൾ ഈ നക്ഷത്രത്തെ നിരീക്ഷിച്ചാൽ നമുക്ക് കിട്ടുന്ന ഡാറ്റ 4.3 വർഷം മുൻപുള്ളത് ആയിരിക്കും, അതായത് 2018- ലേത്. ഇപ്പോൾ നിലവിൽ അവിടുത്തെ അവസ്ഥ എന്താണെന്ന് അറിയാൻ അവിടെ നിന്ന് ഇപ്പോൾ പുറപ്പെടുന്ന പ്രകാശം ഇവിടെ എത്തണം.അതിന് ഇനിയും 4.3 വർഷം കഴിയണം, അതായത് 2026 ആകണം.അപ്പോൾ കോടിക്കണക്കിനു പ്രകാശവർഷം അകലെയുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളിലെ അല്ലെങ്കിൽ ഗ്യാലക്സികളിലെ ഇപ്പോൾ ഉള്ള അവസ്ഥ അറിയാൻ അത്രയും കോടി വർഷം കഴിയണം എന്ന് ചുരുക്കം!

നിലവിൽ ഈ ഗ്യാലക്സികളിലേയും നക്ഷത്രങ്ങളിലേയും ഗ്രഹങ്ങളിലേയുമൊക്കെ അവസ്ഥ എന്താണെന്ന് അറിയാൻ കഴിഞ്ഞില്ലെങ്കിൽ പിന്നെ ഇത് കൊണ്ട് എന്താണ് പ്രയോജനം? നമ്മുടെ നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് ആകാശത്തേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ കാണുന്നത് 8 മിനിറ്റ് മുൻപുള്ള സൂര്യനെയാണെങ്കിൽ JWST വഴി പ്രപഞ്ചത്തെ നിരീക്ഷിക്കുമ്പോൾ കാണാൻ കഴിയുന്നത് ബിഗ് ബാംഗ് കഴിഞ്ഞു ഏതാനും മില്യൺ വർഷങ്ങൾക്ക് ശേഷമുള്ള പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭൂതകാലത്തെയാണ്. 

JWST യുടെ പ്രധാനലക്ഷ്യം എന്നത് തന്നെ ബിഗ് ബാംഗിന് ശേഷം ഉണ്ടായ ആദ്യത്തെ നക്ഷത്രങ്ങളെയും ഗ്യാലക്സികളെയും കണ്ടെത്തുക. നക്ഷത്രങ്ങളും ഗ്രഹങ്ങളും ഉണ്ടാകുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന് കൂടുതൽ വിശദമായി മനസ്സിലാക്കുക എന്നിവയാണ്.അങ്ങനെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഭൂതകാലത്തിലേക്ക് സഞ്ചരിച്ചു പ്രപഞ്ചം എങ്ങനെ ഉണ്ടായി എന്ന് നമുക്ക് കൂടുതൽ മനസ്സിലാക്കിത്തരാൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു ടൈം മെഷീൻ ആണ് JWST.

. . .

By Gokulkrishnan

Posted On : July 17, 2022

Post Comments