eLISA और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज

पहले तरंगों को समझें। फिर जानें कि धीमी तरंगों का पता लगाने के लिए पृथ्वी उपयुक्त जगह क्यों नहीं है।

1. गुरुत्वीय तरंगें क्या हैं?

गुरुत्वीय तरंगें अंतरिक्ष-समय में उठने वाली लहरें हैं। LIGO के अनुसार, ये ब्रह्मांड की कुछ सबसे प्रचंड घटनाओं से उत्पन्न होती हैं। इनके उदाहरण हैं ब्लैक होल का टकराना, तारों का विस्फोट और न्यूट्रॉन तारों का टकराना।

अल्बर्ट आइंस्टीन (Albert Einstein) ने 1916 में अपने सामान्य सापेक्षता सिद्धांत में इनकी भविष्यवाणी की थी। ये तरंगें प्रकाश की गति से चलती हैं। ये अपने स्रोत और स्वयं गुरुत्व के बारे में जानकारी लाती हैं।

हल्स (Hulse) और टेलर (Taylor) ने 1974 में एक द्वितारा पल्सर की खोज की। बाद के अवलोकनों में पता चला कि इसकी कक्षा उसी दर से सिकुड़ रही थी, जिसका अनुमान सामान्य सापेक्षता सिद्धांत गुरुत्वीय तरंगें उत्सर्जित करने वाले तंत्र के लिए लगाता है। यह अप्रत्यक्ष प्रमाण पहली बार 1978 में बताया गया था। यह प्रत्यक्ष पहचान नहीं थी।

• कारण: त्वरण करने वाले भारी पिंड, जैसे कक्षा में घूमते दो ब्लैक होल।
• गति: प्रकाश की गति।
• भविष्यवाणी: आइंस्टीन, 1916।

2. गुरुत्वीय तरंगों का पहली बार प्रत्यक्ष रूप से पता कब चला?

LIGO के दो संसूचकों ने 14 सितंबर 2015 को एक संकेत दर्ज किया। यह दो ब्लैक होल के विलय से आया था। उनके द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान के लगभग 36 और 29 गुने थे। विलय से बने ब्लैक होल का द्रव्यमान लगभग 62 सूर्यों के बराबर था।

स्रोत लगभग 410 मेगापारसेक दूर था। LIGO और Virgo की टीमों ने 2016 में Physical Review Letters में परिणाम प्रकाशित किया। ESA की सलाहकार टीम की रिपोर्ट के अनुसार, इसकी सार्वजनिक घोषणा 11 फ़रवरी 2016 को हुई थी।

3. LIGO गुरुत्वीय तरंग को कैसे पकड़ता है?

LIGO लेज़र व्यतिकरणमिति (laser interferometry) का उपयोग करता है। हर LIGO डिटेक्टर L के आकार का होता है। इसकी हर भुजा 4 km लंबी होती है। LIGO अपनी भुजाओं की लंबाई में बेहद छोटे बदलाव मापने के लिए लेज़र किरणों का उपयोग करता है।

LIGO के दो केंद्र हैं। एक वॉशिंगटन (Washington) के हैनफोर्ड (Hanford) में और दूसरा लुइज़ियाना (Louisiana) के लिविंग्स्टन (Livingston) में है। ये लगभग 3,002 km दूर हैं। दो केंद्र होने से स्थानीय कंपन को संकेत का कारण मानने की संभावना दूर करने में मदद मिलती है। पास से गुजरता ट्रक या छोटा भूकंप एक केंद्र को हिलाता है, दोनों को नहीं। दो या अधिक डिटेक्टरों में मिलते-जुलते संकेत मिलने से भरोसा बढ़ता है और स्रोत का स्थान पता लगाने में मदद मिलती है। लेकिन तरंग का पता लगाने के लिए हमेशा LIGO के दोनों केंद्रों की जरूरत नहीं होती। GW190425, जो अप्रैल 2019 में हुआ न्यूट्रॉन तारों का विलय था, का पता पहली बार केवल लिविंग्स्टन के डेटा से चला था। उस समय हैनफोर्ड काम नहीं कर रहा था। Virgo में इसका संकेत न मिलने से भी आकाश में इसकी संभावित स्थिति का दायरा छोटा करने में मदद मिली।

दर्पण लोलक प्रणालियों से लटके होते हैं, जो उन्हें कंपन से अलग रखती हैं। LIGO के अनुसार, उसके डिटेक्टर यातायात, मौसम में बदलाव, समुद्री लहरों और दूर के भूकंपों के कंपन महसूस करते हैं। इस शोर को कम करना इंजीनियरिंग के काम का एक बड़ा हिस्सा है।

4. जमीन पर लगे डिटेक्टर कम आवृत्ति वाली तरंगों का पता क्यों नहीं लगा सकते?

दो सीमाएँ LIGO की क्षमता को सीमित करती हैं। पहली है आकार। धीमी तरंग की तरंगदैर्ध्य बहुत लंबी होती है। ESA के अनुसार, कम आवृत्ति वाले डिटेक्टर का फैलाव लाखों किलोमीटर होना चाहिए। ऐसा केवल अंतरिक्ष में किया जा सकता है।

दूसरी सीमा है जमीन का हिलना। LIGO के अपने पृष्ठ के अनुसार, उसके डिटेक्टर भूकंप, यातायात और मौसम से होने वाले कंपन महसूस करते हैं। इन्हें कम करने के लिए LIGO भारी लोलकों का उपयोग करता है। फिर भी पृथ्वी कभी पूरी तरह स्थिर नहीं रहती।

ESA की सलाहकार रिपोर्ट इस अंतर का पैमाना भी बताती है। LISA जैसे मिशन ऐसी तरंगों का पता लगाते हैं जिनकी तरंगदैर्ध्य LIGO की सर्वोत्तम तरंगदैर्ध्य से लगभग 100,000 गुना लंबी होती है। LIGO लगभग 1,000 सूर्यों से अधिक द्रव्यमान वाले स्रोतों का पता नहीं लगा सकता, क्योंकि अधिक भारी प्रणालियों की तरंगें धीमी होती हैं।

• जमीन पर पहली सीमा: भुजाएँ केवल कुछ km लंबी हैं।
• जमीन पर दूसरी सीमा: जमीन का हिलना।
• परिणाम: LIGO तारों जितने द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का पता लगाता है, विशाल ब्लैक होल का नहीं।

यहाँ अंतरिक्ष एंटीना की बनावट दी गई है। eLISA नाम केवल इसके इतिहास का एक हिस्सा है।

5. LISA क्या है?

LISA का पूरा नाम लेज़र इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (Laser Interferometer Space Antenna) है। ESA इसे अंतरिक्ष में पहला गुरुत्वीय तरंग डिटेक्टर कहता है। यह एक अंतरिक्ष यान नहीं है। यह तीन अंतरिक्ष यानों का समूह है।

तीनों अंतरिक्ष यान एक त्रिभुज बनाकर उड़ते हैं। लेज़र किरणें उन्हें जोड़ती हैं। अंतरिक्ष यानों के अंदर स्वतंत्र रूप से तैरते घनों के बीच की दूरी में बेहद छोटे बदलाव किसी गुजरती तरंग का संकेत देते हैं।

• नाम: लेज़र इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (Laser Interferometer Space Antenna)।
• प्रकार: अंतरिक्ष वेधशाला, ESA के नेतृत्व में, NASA की साझेदारी के साथ।
• संख्या: तीन अंतरिक्ष यान।

6. LISA कितना बड़ा है और यह कहाँ उड़ान भरेगा?

यह त्रिभुज समबाहु है। इसकी हर भुजा 2.5 मिलियन km लंबी है। ESA के अनुसार, यह पृथ्वी और चंद्रमा के बीच की दूरी से छह गुने से भी अधिक है। NASA के अनुसार, इस त्रिभुज के अंदर पूरा सूर्य समा सकता है।

अंतरिक्ष यान सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा में उसके पीछे चलेंगे। वे पृथ्वी से लगभग 50 मिलियन km दूर सूर्य-केंद्रित कक्षा में रहेंगे। वे पृथ्वी की परिक्रमा नहीं करेंगे।

• भुजा की लंबाई: 2.5 मिलियन km।
• कक्षा: सूर्य के चारों ओर, पृथ्वी के पीछे।
• पृथ्वी से दूरी: लगभग 50 मिलियन km।

7. LISA के हर अंतरिक्ष यान के अंदर क्या है?

हर अंतरिक्ष यान में स्वतंत्र रूप से तैरते दो घन होते हैं। NASA इन्हें प्रूफ मास (proof masses) कहता है। ESA इन्हें टेस्ट मास (test masses) कहता है। ये सोने और प्लैटिनम की मिश्रधातु से बने हैं। ये रूबिक क्यूब (Rubik’s cube) से थोड़े छोटे हैं।

हर घन अपने अलग आवरण में रहता है। अंतरिक्ष यान को इन घनों को बाहरी बलों से बचाने के लिए बनाया गया है। इनकी गति पर केवल गुरुत्वाकर्षण और अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति का असर होना चाहिए।

8. eLISA क्या था और इसका LISA से क्या संबंध है?

LISA का पहला विचार 1993 में ESA के सामने रखा गया था। इसकी भुजाएँ 5 मिलियन km लंबी होनी थीं। 2011 में बजट की कमी के कारण ESA ने कम खर्च वाले, छोटे डिज़ाइन का अध्ययन शुरू किया। पहले इसे न्यू ग्रैविटेशनल वेव ऑब्ज़र्वेटरी (New Gravitational wave Observatory, NGO) कहा गया। पुराने नोट्स में भुजाओं की लंबाई लगभग 1 मिलियन किलोमीटर बताई गई है। यह आँकड़ा पुराने eLISA डिज़ाइन का है, आज के LISA का नहीं।

मई 2012 में ESA ने अपने पहले बड़े मिशन के लिए JUICE को चुना। इसके बाद गुरुत्वीय तरंग मिशन का नाम eLISA रखा गया, यानी LISA का “विकसित” रूप। ESA की रिपोर्ट में eLISA के तीन अंतरिक्ष यान और चार लेज़र लिंक थे। इसकी कार्य अवधि भी कम, दो वर्ष थी।

नवंबर 2013 में ESA ने अपने तीसरे बड़े मिशन, L3, के लिए “गुरुत्वीय ब्रह्मांड” (The Gravitational Universe) को विषय चुना। ESA की सलाहकार टीम ने बाद में LISA, eLISA और NGO नामों का इस्तेमाल छोड़ दिया। उसने इसे बस “L3 मिशन” कहा। आज ESA, LISA नाम का इस्तेमाल करता है।

• शुरुआती LISA: 5 मिलियन km लंबी भुजाएँ।
• eLISA/NGO: लगभग 1 मिलियन km लंबी भुजाएँ, खर्च घटाने के लिए आकार छोटा किया गया।
• वर्तमान LISA: 2.5 मिलियन km लंबी भुजाएँ।

9. LISA, LIGO से कैसे अलग है?

LISA और LIGO एक ही सिद्धांत, लेज़र व्यतिकरणमिति (laser interferometry), का इस्तेमाल करते हैं। वे अलग-अलग आवृत्ति बैंड की तरंगों का पता लगाते हैं। LIGO की कैलटेक (Caltech) प्रयोगशाला इसकी तुलना प्रकाशीय दूरबीनों और रेडियो एंटीना से करती है। एक छोटी तरंगदैर्ध्य देखता है। दूसरा लंबी तरंगदैर्ध्य देखता है।

LIGO ऐसे ब्लैक होल के जोड़ों का पता लगाता है जिनका द्रव्यमान सैकड़ों सूर्यों तक होता है। LISA लाखों और अरबों सूर्यों के द्रव्यमान वाले जोड़ों का पता लगाएगा। ESA के अनुसार, LISA ऐसी तरंगों का पता लगाएगा जिनका एक चक्र सेकंडों से लेकर कई घंटों तक का होता है।

• LIGO: 4 km लंबी भुजाएँ, जमीन पर, छोटी तरंगदैर्ध्य वाली तरंगें।
• LISA: 2.5 मिलियन km लंबी भुजाएँ, अंतरिक्ष में, लंबी तरंगदैर्ध्य वाली तरंगें।
• दोनों: लेज़र व्यतिकरणमिति।

LISA एक साझा परियोजना है। वर्षों के दौरान इसकी तारीखें बदली हैं, इसलिए स्रोत का वर्ष जरूर देखें।

10. LISA में किसकी क्या जिम्मेदारी है?

ESA, LISA का नेतृत्व करता है। यह अंतरिक्ष यान, प्रक्षेपण, मिशन संचालन और डेटा प्रबंधन की व्यवस्था करता है। इटली और स्विट्ज़रलैंड मुक्त रूप से गिरने वाले टेस्ट मास उपलब्ध कराते हैं। कई अन्य यूरोपीय देश लेज़र संकेत पढ़ने वाली प्रणालियाँ उपलब्ध कराते हैं।

मौजूदा योजना के अनुसार, NASA के योगदान में अत्यंत स्थिर लेज़र, 30 cm की दूरबीनें और टेस्ट मास से विद्युत आवेश हटाने वाले पराबैंगनी प्रकाश स्रोत शामिल हैं। एक अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक समूह, LISA कंसोर्टियम (LISA Consortium), भी इसमें भाग लेता है।

• नेतृत्व: ESA।
• साझेदार: NASA।
• वैज्ञानिक समूह: LISA कंसोर्टियम (LISA Consortium)।

11. NASA' का नियोजित योगदान क्या है?

NASA ने अपने फिलहाल नियोजित योगदान में चार चीजें गिनाई हैं। ये हैं लेज़र प्रणालियाँ, दूरबीन प्रणालियाँ, विद्युत आवेश प्रबंधन उपकरण और डेटा विश्लेषण प्रणालियाँ। NASA का गोडार्ड अंतरिक्ष उड़ान केंद्र (Goddard Space Flight Center) उसके हिस्से के काम का नेतृत्व करता है।

लेज़र किरणें तीनों अंतरिक्ष यानों को जोड़ती हैं। दूरबीनें 2.5 मिलियन km की दूरी तक प्रकाश भेजती और प्राप्त करती हैं। आवेश प्रबंधन उपकरण तैरते हुए घनों पर जमा होने वाले विद्युत आवेश को कम करता है। विश्लेषण के उपकरण अलग-अलग तरंग घटनाओं की पहचान करते हैं।

NASA के अनुसार, जर्मनी की OHB-System AG अंतरिक्ष यान बनाएगी। NASA ने पहले के LISA Pathfinder मिशन में भी भाग लिया था।

12. ESA ने LISA को औपचारिक मंजूरी कब दी?

ESA की विज्ञान कार्यक्रम समिति ने 25 जनवरी 2024 को LISA को मंजूरी दी। ESA इस चरण को “adoption” यानी औपचारिक स्वीकृति कहती है। इसका मतलब है कि मिशन की अवधारणा और तकनीक तैयार हैं। इससे उपकरणों और अंतरिक्ष यानों के निर्माण की मंजूरी मिलती है।

इससे पहले, 20 जून 2017 को ESA ने LISA को अपने तीसरे बड़े श्रेणी के मिशन, L3, के रूप में चुना था। यह उसकी कॉस्मिक विज़न (Cosmic Vision) 2015-2025 योजना के तहत था।

• 20 जून 2017: L3 के रूप में चुना गया।
• 25 जनवरी 2024: औपचारिक मंजूरी मिली।
• अगला चरण: निर्माण।

13. LISA का प्रक्षेपण कब होगा और यह कितने समय तक काम करेगा?

ESA की योजना 2035 में एरियन 6 (Ariane 6) रॉकेट से प्रक्षेपण करने की है। ESA के तथ्य-पत्र में “~2035” लिखा है। NASA और LIGO दोनों “2030 के दशक के मध्य” की बात कहते हैं।

मिशन की नियोजित अवधि चार वर्ष है। ESA के अनुसार, इसे छह वर्ष और बढ़ाया जा सकता है। LIGO की प्रयोगशाला के अनुसार, इसकी अवधि कम से कम चार वर्ष होगी, जिसे दस वर्ष तक बढ़ाया जा सकता है।

पुराने दस्तावेज़ों में अलग वर्ष दिया गया था। ESA के सलाहकार दल की 2016 की रिपोर्ट और ESA के 2017 के एक पृष्ठ में 2034 दिया गया है। वर्तमान प्रश्नों के लिए 2035 का उपयोग करें।

14. उपकरणों के विकास का काम कहाँ तक पहुँचा है?

NASA ने अपने गोडार्ड केंद्र में प्रोटोटाइप के परीक्षणों की जानकारी दी है। मई 2025 में एक लेज़र ऑप्टिकल मॉड्यूल का परीक्षण किया गया। मई 2024 में दूरबीन के वास्तविक आकार वाले इंजीनियरिंग मॉडल पर काम किया गया। मई 2025 में गोडार्ड की प्रयोगशाला की मेज़ पर एक आवेश प्रबंधन प्रोटोटाइप रखा था।

NASA इन्हें प्रोटोटाइप, डिज़ाइन इकाई और इंजीनियरिंग विकास इकाई कहती है।

इस विधि के तीन हिस्से हैं। ये हैं लेज़र, तैरते हुए घन और ऐसा अंतरिक्ष यान जो घनों की गति में बाधा नहीं डालता।

15. LISA में लेज़र व्यतिकरणमिति (laser interferometry) कैसे काम करती है?

हर अंतरिक्ष यान अगले अंतरिक्ष यान को लेज़र किरण भेजता है। किरण प्राप्त करने वाला अंतरिक्ष यान आने वाले प्रकाश को अपने प्रकाश के साथ मिलाता है। इससे बनने वाला व्यतिकरण पैटर्न घनों के बीच की दूरी में किसी भी बदलाव को दिखाता है।

ESA के अनुसार, इस विधि से मिलीमीटर के कुछ अरबवें हिस्सों जितने छोटे दूरी के बदलाव भी पता चल सकते हैं। NASA के अनुसार, लेज़र हाइड्रोजन परमाणु के व्यास से भी छोटे बदलावों पर नज़र रखते हैं (ESA के तथ्य-पत्र में हीलियम परमाणु कहा गया है)। गुज़रती हुई तरंग एक भुजा को खींचती है और दूसरी को सिकोड़ती है।

• प्रकाश अंतरिक्ष यानों के बीच 2.5 मिलियन km की दूरी तय करता है।
• बदलाव का पता लगाने के लिए संकेतों को आपस में मिलाया जाता है।
• यह बदलाव बहुत छोटा होता है, परमाणु से भी छोटा।

16. परीक्षण द्रव्यमानों का क्या काम है?

परीक्षण द्रव्यमान वे निश्चित संदर्भ बिंदु हैं जिनसे लेज़र माप लेते हैं। उन पर केवल गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव पड़ना चाहिए।

ESA के Pathfinder पृष्ठ के अनुसार, सोने-प्लैटिनम की मिश्रधातु इसलिए चुनी गई क्योंकि उस पर चुंबकीय क्षेत्रों का बहुत कम असर पड़ता है। घन इलेक्ट्रोड वाले एक आवरण में भी रखे जाते हैं, जो उन्हें विद्युत क्षेत्रों से बचाता है। फिर भी स्थिर विद्युत आवेश जमा हो सकता है। NASA के अनुसार, उसका आवेश प्रबंधन उपकरण इस जमाव को कम करता है।

17. ड्रैग-फ्री नियंत्रण क्या है?

ड्रैग-फ्री नियंत्रण हर घन को स्वतंत्र रूप से तैरते रहने देता है। अंतरिक्ष यान एक ढाल की तरह इन घनों को चारों ओर से घेरे रहता है।

एक लेज़र प्रणाली मापती है कि अंतरिक्ष यान की तुलना में हर घन कहाँ है। अगर बाहरी बल अंतरिक्ष यान को धकेलते हैं, तो छोटे थ्रस्टर उसे फिर से घन के चारों ओर सही स्थिति में ले आते हैं। इस तरह घन केवल गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में चलता है।

ESA के अनुसार, LISA में उसी सटीक प्रणोदन प्रणाली का उपयोग होगा जो Gaia और Euclid में इस्तेमाल हुई थी। यह प्रणाली हर अंतरिक्ष यान को सही स्थिति और दिशा में रखती है।

• घन: स्वतंत्र रूप से तैरता है, केवल गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव महसूस करता है।
• अंतरिक्ष यान: घन के साथ बने रहने के लिए अपनी स्थिति बदलता है।
• थ्रस्टर: अंतरिक्ष यान को सही जगह पर रखने के लिए बहुत छोटे धक्के देते हैं।

18. LISA Pathfinder क्या था?

LISA Pathfinder, ESA का एक परीक्षण मिशन था। इसने पूरा मिशन बनाए जाने से पहले उसकी प्रमुख तकनीक की जाँच की। इसे 3 दिसंबर 2015 को प्रक्षेपित किया गया था। इसका मिशन 30 जून 2017 को पूरा हुआ।

इसमें तीन नहीं, बल्कि एक अंतरिक्ष यान था। इसमें सोने और प्लैटिनम से बने दो घन थे। हर घन की चौड़ाई 46 mm और द्रव्यमान 2 kg था। दोनों घनों के बीच कुछ दसियों सेंटीमीटर की दूरी थी। इसकी कक्षा सूर्य-पृथ्वी के लैग्रांज बिंदु L1 के आसपास थी।

• प्रक्षेपण: 3 दिसंबर 2015।
• समापन: 30 जून 2017।
• स्थान: सूर्य-पृथ्वी के L1 बिंदु के आसपास।

19. LISA Pathfinder ने क्या दिखाया?

इस मिशन ने दिखाया कि दो घन बेहद सटीक ढंग से मुक्त पतन कर सकते हैं। शोधपत्र के अनुसार, सापेक्ष त्वरण में शोर 5.2 फेम्टोमीटर प्रति सेकंड वर्ग प्रति वर्गमूल हर्ट्ज़ था। यह मिशन के लिए आवश्यक स्तर से पाँच गुने से भी अधिक बेहतर था।

ESA के अनुसार, वैज्ञानिक प्रेक्षणों के पहले ही दिन आवश्यक सटीकता हासिल हो गई थी। 60 मिलीहर्ट्ज़ से 1 हर्ट्ज़ तक की ऊँची आवृत्तियों पर परिणाम LISA की आवश्यकता से 100 गुने से भी अधिक बेहतर रहा। ESA ने इसे पृथ्वी के गुरुत्वीय त्वरण के एक अरबवें हिस्से के भी एक अरबवें हिस्से के दस गुने के बराबर सापेक्ष त्वरण बताया।

LISA उन स्रोतों की खोज करेगा जिन्हें धरती पर लगे डिटेक्टर पहचान नहीं सकते। इनमें तीन प्रमुख समूह हैं।

20. विशाल ब्लैक होल का विलय क्या होता है?

ESA के अनुसार, LISA पूरे ब्रह्मांड में ऐसी टक्करों से पैदा होने वाली लहरों का पता लगाएगा।

उद्देश्य यह जानना है कि ये विशाल ब्लैक होल कहाँ से आए और कैसे बड़े हुए। ESA के अनुसार, इनका द्रव्यमान बढ़कर सूर्य के द्रव्यमान से लाखों गुना हो जाता है। LISA यह भी दिखाएगा कि आकाशगंगाओं में होने वाले बदलावों में इनकी क्या भूमिका है।

21. EMRI क्या हैं?

EMRI का पूरा नाम extreme mass-ratio inspiral है। इसमें एक छोटी, सघन खगोलीय वस्तु अपने से कहीं बड़े ब्लैक होल की परिक्रमा करती है। NASA के अनुसार, छोटी वस्तु तारकीय द्रव्यमान वाले ब्लैक होल जैसी हो सकती है। यह धीरे-धीरे सर्पिल पथ पर भीतर की ओर बढ़ती है।

ESA के अनुसार, EMRI की मदद से LISA आकाशगंगाओं के केंद्रों के पास स्थित घने तारा समूहों की गतियों का अध्ययन कर सकेगा। NASA के अनुसार, LISA जो संकेत दर्ज करता है, उनमें इन वस्तुओं की कक्षाओं की छाप होती है। इससे वैज्ञानिक किसी विशाल ब्लैक होल के पास गुरुत्वाकर्षण का अध्ययन कर सकते हैं।

• बड़ी वस्तु: एक विशाल ब्लैक होल।
• छोटी वस्तु: एक सघन पिंड, जैसे किसी तारे के द्रव्यमान वाला ब्लैक होल।
• पथ: धीरे-धीरे सिकुड़ती कक्षा, इसलिए इसे “अंदर की ओर सर्पिल गति (inspiral)” कहते हैं।

22. आकाशगंगीय युग्म क्या हैं?

ये हमारी अपनी आकाशगंगा में मौजूद सघन तारों के करीबी जोड़े हैं। इनमें दो श्वेत वामन, दो न्यूट्रॉन तारे या अन्य सघन पिंडों के जोड़े हो सकते हैं। ESA के अनुसार, LISA इस तरह के कई ऐसे जोड़े खोजेगा जो आपस में मिल रहे हैं।

ESA के तथ्य-पत्र के अनुसार, LISA हमारी आकाशगंगा (Milky Way) में हजारों सघन युग्म प्रणालियों का अध्ययन करेगा। सलाहकार दल की रिपोर्ट के अनुसार, लगभग एक दर्जन ज्ञात प्रणालियों से संकेत मिलना निश्चित है। इन्हें सत्यापन युग्म (verification binaries) कहा जाता है।

23. LISA और क्या खोजने के लिए बनाया गया है?

ESA ने इसके कुछ और लक्ष्य बताए हैं। LISA शुरुआती ब्रह्मांड से आने वाले बहुत हल्के संकेतों को पकड़ सकता है, जिन्हें “ब्रह्मांडीय गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि” कहा जाता है। तरंगों से मिली दूरियों का उपयोग करके यह मापने में भी मदद मिल सकती है कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से फैल रहा है।

LIGO की प्रयोगशाला एक और बात बताती है। LISA कुछ ब्लैक होल के जोड़ों के मिलने से कई महीने या साल पहले से उन पर नजर रख सकता है। इससे धरती पर मौजूद संसूचक और दूरबीनें उनके मिलने के समय तैयार रह सकती हैं। LIGO इसे बहु-बैंड गुरुत्वाकर्षण तरंग खगोल विज्ञान कहता है।

• शुरुआती ब्रह्मांड: तरंगों की एक संभावित पृष्ठभूमि।
• विस्तार की दर: दूरी मापने का एक नया तरीका।
• मिलकर काम: LISA और धरती पर मौजूद संसूचक एक ही स्रोत का अध्ययन करेंगे।

LIGO-India, LISA से अलग परियोजना है। यह भारत को गुरुत्वाकर्षण तरंग विज्ञान से जोड़ती है। परीक्षाओं में eLISA के बारे में भी प्रश्न पूछे गए हैं।

24. LIGO-India क्या है?

LIGO-India एक प्रस्तावित तीसरा LIGO संसूचक है। यह अमेरिका की LIGO प्रयोगशाला और तीन भारतीय संस्थानों का संयुक्त प्रयास है। ये संस्थान हैं—इंदौर का RRCAT, प्लाज्मा अनुसंधान संस्थान (Institute for Plasma Research, IPR) और पुणे का IUCAA।

भारत का परमाणु ऊर्जा विभाग (DAE) और विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग (DST) इसके लिए धन देते हैं। DAE इसकी प्रमुख एजेंसी है। LIGO-India की वेबसाइट के अनुसार, इसे फरवरी 2016 में भारत सरकार से सैद्धांतिक मंजूरी मिली थी। LIGO की प्रयोगशाला के अनुसार, इसके बाद मार्च 2016 में अमेरिका के राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (National Science Foundation) के साथ समझौता हुआ।

भारत परियोजना के लिए स्थान, निर्वात प्रणाली और भवन निर्माण उपलब्ध कराता है। अमेरिका संसूचक के उपकरण, डिजाइन संबंधी डेटा और प्रशिक्षण उपलब्ध कराता है। LIGO के अनुसार, LIGO-India आकाश में तरंगों के स्रोत की स्थिति अधिक सटीकता से पता लगाने में मदद करेगा।

• कहाँ: वैश्विक नेटवर्क के हिस्से के रूप में भारत में प्रस्तावित।
• प्रमुख एजेंसी: DAE।
• क्यों: आकाश में स्रोतों की स्थिति अधिक सटीकता से पता लगाने के लिए।

25. परीक्षाओं में eLISA के बारे में कैसे पूछा गया है?

UPSC सिविल सेवा प्रारंभिक परीक्षा 2017 के सामान्य अध्ययन प्रश्नपत्र I (श्रृंखला A) में प्रश्न 87 eLISA के बारे में था।

आधिकारिक प्रश्न है: “‘इवॉल्व्ड लेज़र इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (evolved Laser Interferometer Space Antenna, eLISA)’ परियोजना का उद्देश्य क्या है?”

• (a) न्यूट्रिनो का पता लगाना
• (b) गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाना
• (c) मिसाइल रक्षा प्रणाली की प्रभावशीलता का पता लगाना
• (d) हमारी संचार प्रणालियों पर सौर ज्वालाओं के प्रभाव का अध्ययन करना

UPSC की श्रृंखला A की आधिकारिक उत्तर कुंजी में उत्तर (b), गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाना, दिया गया है। यह ऊपर दिए गए हर स्रोत से मेल खाता है। प्रश्न प्रश्नपत्र के पृष्ठ 31-A पर है।

26. LISA के बारे में परीक्षा में दिए जाने वाले कौन-से दावे गलत हैं?

विकल्पों और पुराने नोट्स में मिलने वाली भ्रामक बातें:

• “LISA न्यूट्रिनो, सौर ज्वालाओं या मिसाइलों का पता लगाता है।” गलत। यह केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाता है।
• “LISA पृथ्वी की परिक्रमा करता है।” गलत। यह सूर्य के चारों ओर की कक्षा में पृथ्वी से लगभग 50 मिलियन km पीछे चलता है।
• “LISA एक अकेला उपग्रह है।” गलत। इसमें तीन अंतरिक्ष यान हैं।
• “LISA की भुजाएँ 1 मिलियन km लंबी हैं।” यह eLISA की लंबाई थी। वर्तमान LISA की भुजाएँ 2.5 मिलियन km लंबी हैं। LISA के पहले डिज़ाइन में यह लंबाई 5 मिलियन km थी।
• “LIGO और LISA एक जैसी तरंगों का पता लगाते हैं।” गलत। LIGO उच्च आवृत्ति की तरंगों का पता लगाता है। LISA कम आवृत्ति की तरंगों का पता लगाता है।
• “LISA, ISRO का या भारत का मिशन है।” किसी स्रोत से इस दावे की पुष्टि नहीं होती। ESA इसका नेतृत्व करता है और NASA इसका साझेदार है।
• “LISA का प्रक्षेपण 2015 में हुआ था।” गलत। LISA Pathfinder का प्रक्षेपण 3 दिसंबर 2015 को हुआ था। LISA के प्रक्षेपण की योजना लगभग 2035 की है।
• “LISA और LISA Pathfinder एक ही हैं।” गलत। Pathfinder एक अंतरिक्ष यान वाला परीक्षण मिशन था, जो जून 2017 में समाप्त हुआ।