سائنس دانوں نے ہائیڈروجن کی قدیم ترین چمک کا پتہ لگایا، کائنات کے مطالعے کے لیے ایک نئی راہ کھل گئی

ہندوستانی محققین پر مشتمل ایک بین الاقوامی اشتراک کے تحت، کینیڈین ہائیڈروجن انٹینسٹی میپنگ ایکسپیریمنٹ (سی ایچ آئی ایم ای) دوربین نے پہلی بار بغیر کسی دیگر آلے کی مدد کے ہائیڈروجن سے خارج ہونے والی اس چمک کا پتہ لگایا ہے، جو اس وقت کی ہے جب کائنات کی عمر تقریباً پانچ ارب سال تھی۔ اس دریافت سے کائنات کے پھیلاؤ اور تاریک توانائی کے مطالعے کے نئے امکانات پیدا ہوئے ہیں۔

کناڈا میں قائم سی ایچ آئی ایم ای انٹرفیرومیٹرک ریڈیو دوربین کو ابتدائی کائنات میں ہائیڈروجن گیس کی تقسیم کی پیمائش کا تعین کرنے کے لیے بنایا گیا تھا۔ اس سے ماہرینِ فلکیات کو کائنات کے پھیلاؤ کی رفتار کا حساب لگانے اور اس طرح تاریک توانائی کا مطالعہ کرنے میں مدد ملتی ہے۔ تاریک توانائی ایک پُراسرار قوت ہے، جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ وقت گزرنے کے ساتھ کائنات کے تیزی سے پھیلنے کا سبب بن رہی ہے۔

رامن ریسرچ انسٹی ٹیوٹ (آر آر آئی) کے سی ایچ آئی ایم ای کے اشتراک کاروں کو شامل کرتے ہوئے کی گئی ایک تحقیق میں، جو محکمۂ سائنس و ٹیکنالوجی (ڈی ایس ٹی) کا ایک خود مختار ادارہ ہے، سی ایچ آئی ایم ای دوربین نے پہلی بار یہ ظاہر کیا ہے کہ وہ صرف اپنے ہی اعداد و شمار کا استعمال کرتے ہوئے کائنات کے ماضی کے دور دراز حصوں سے آنے والی ہائیڈروجن گیس کی مدھم چمک کا پتہ لگا سکتی ہے۔

یہ اہم پیش رفت سائنس دانوں کے لیے تاریک توانائی کے مطالعے کا ایک تیز تر اور کم خرچ طریقہ اختیار کرنے کی راہ ہموار کرتی ہے۔ تاریک توانائی ایک پُراسرار قوت ہے، جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ کائنات کے مسلسل بڑھتی ہوئی رفتار سے پھیلنے کا سبب بن رہی ہے۔ یہ طبیعیات کے سب سے بڑے حل طلب سوالات میں سے ایک ہے۔ یہ کامیابی اس دوربین کے لیے بھی ایک اہم سنگِ میل ہے، جسے خاص طور پر اسی مقصد کے لیے تیار کیا گیا تھا۔ اس تحقیق کے نتائج آج دی ایسٹرو فزیکل جرنل میں شائع ہونے والے ایک مقالے میں پیش کیے گئے ہیں۔

تصویر: رات کے وقت سی ایچ آئی ایم ای کا منظر، پس منظر میں  کہکشاں دکھائی دے رہی ہے۔ کریڈٹ: سی ایچ آئی ایم ای اشتراک

’’ہائیڈروجن کائنات میں سب سے زیادہ پایا جانے والا عنصر ہے اور وہ بنیادی مواد ہے جس سے ستارے بنتے ہیں،‘‘ اس تحقیق کے شریک مصنف اور یونیورسٹی آف ٹورنٹو میں پوسٹ ڈاکٹریٹ فیلو ڈاکٹر ارنب چکرورتی نے کہا کہ جنہوں نے سب سے پہلے اس دریافت کا تصور پیش کیا تھا۔ ’’اس سے خارج ہونے والی مدھم ریڈیو شعاعیں کائناتی سراغ رساں کا کام کرتی ہیں، جو یہ ظاہر کرتی ہیں کہ خلا میں مادہ کس طرح تقسیم ہے۔‘‘

فلکی طبیعیات کی برادری میں تاریک توانائی کی نوعیت کے بارے میں متضاد نظریات پائے جاتے ہیں۔ سی ایچ آئی ایم ای اپنے ڈیٹا کا استعمال کرتے ہوئے ان نظریات کی آزادانہ طور پر جانچ کر سکتا ہے اور ان کے درست یا غلط ہونے کا ثبوت فراہم کرنے میں مدد دے سکتا ہے۔

یونیورسٹی آف برٹش کولمبیا کے پروفیسر اور سی ایچ آئی ایم ای کے پرنسپل انویسٹی گیٹر ڈاکٹر مارک ہالپرن نے کہا، ’’یہ کائنات کا مطالعہ کرنے کی بالکل نئی تکنیک ہے، جسے کینیڈین ماہرین نے تصور کیا، تیار کیا اور مالی اعانت فراہم کی۔‘‘

آر آر آئی کے ایسوسی ایٹ پروفیسر اور تحقیق کے شریک مصنف ڈاکٹر سوربھ سنگھ نے مزید کہاکہ سی ایچ آئی ایم ای ایک منفرد آلہ ہے، جو آسمان کے اس کے اوپر سے گزرتے رہنے کے دوران کائنات کے ایک بڑے حصے کا مشاہدہ کرتا ہے۔ کسی بھی متحرک حصے کے بغیر اور انتہائی درست پیمائش کے ذریعے، سی ایچ آئی ایم ای  ہر روز ریڈیو طولِ موج پر آسمان کا ایک منظر پیش کرتا ہے۔‘‘

اس سے پہلے سی ایچ آئی ایم ای  کو اپنے مشاہدات کا دیگر دوربینوں سے حاصل کردہ کہکشاؤں کے سروے کے ڈیٹا کے ساتھ تقابل کرنا پڑتا تھا۔ کہکشاؤں کے یہ سروے بھی اسی سوال کا جائزہ لیتے ہیں، لیکن روشنی کا استعمال کرتے ہوئے انتہائی باریک تفصیلات پر توجہ مرکوز کرتے ہیں۔ ان پر لاکھوں ڈالر اضافی خرچ ہوتے ہیں اور یہ کائنات کے صرف اس حصے پر توجہ دیتے ہیں جو ستاروں کی تشکیل کے لیے کافی گرم اور کثیف ہے۔

ہائیڈروجن سے خود بخود خارج ہونے والی مجموعی ریڈیو شعاعوں کا پتہ لگا کر سی ایچ آئی ایم ای  انہی سوالات کا کہیں بڑے پیمانے پر اور ماضی کے زیادہ دور تک مطالعہ کر سکتا ہے۔ یہ کام بہت کم لاگت میں اور کسی دوسرے کے نتائج پر انحصار کیے بغیر ممکن ہے۔

ایک ساتھ شائع ہونے والے مقالے میں محققین نے اس بات کا جائزہ لیا کہ مشاہدے میں آنے والا سگنل کائنات میں ہائیڈروجن کی تقسیم کے بارے میں کیا معلومات فراہم کرتا ہے۔

تحقیق کے شریک مصنف اور ایریزونا اسٹیٹ یونیورسٹی میں پوسٹ ڈاکٹریٹ فیلو ڈاکٹر شبیر شیخ نے کہاکہ ’’ہمارے اعداد و شمار سے ظاہر ہوتا ہے کہ اس وقت کائنات میں موجود ہائیڈروجن کا تقریباً دو فیصد حصہ غیر آئن شدہ ایٹمی شکل میں تھا، جو دیگر پیمائشوں سے حاصل ہونے والے نتائج سے بڑی حد تک مطابقت رکھتا ہے۔ ہائیڈروجن کی تقسیم اور اس کے اجتماع کی پیمائش کرکے سی ایچ آئی ایم ای  ہمیں اس بات کو جانچنے کا ایک نیا طریقہ فراہم کرتا ہے کہ کہکشائیں کیسے بنتی ہیں اور ان میں وقت کے ساتھ کس طرح تبدیلی آتی ہے۔‘‘

یہ دریافت اچانک حاصل ہونے والی کوئی غیر معمولی کامیابی نہیں تھی۔ تحقیق میں ڈیٹا کے تجزیے اور اس کی پروسیسنگ کی نئی تکنیکیں استعمال کی گئیں، تاکہ پس منظر کی کائنات، انسانی ٹیکنالوجی اور خود اس آلے کے پیدا کردہ بے پناہ شور کے درمیان مدھم سگنل کو تلاش کیا جا سکے۔ اس کے بعد محققین نے اس دریافت کی درستگی ثابت کرنے کے لیے ایک سال سے زیادہ عرصے تک اس کی جانچ کی۔ اس طرح اس بات کی تصدیق ہوئی کہ یہ واقعی خود کائنات کی جانب سے آنے والا سگنل تھا، جب کائنات کی عمر تقریباً پانچ ارب سال تھی۔ یہ نتیجہ 2019 میں 94 راتوں کے دوران جمع کیے گئے مشاہداتی اعداد و شمار کی بنیاد پر اخذ کیا گیا۔

موجودہ پیمائش میں سی ایچ آئی ایم ای کے آپریشن شروع ہونے کے بعد سے جمع کیے گئے ڈیٹا کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ استعمال کیا گیا ہے۔ محققین کے پاس اب تقریباً سات سال کے مشاہدات کا ڈیٹا دستیاب ہے اور وہ تجزیے کو وسعت دینے کے لیے کام کر رہے ہیں، تاکہ کائنات کی تاریخ کے ابتدائی ادوار کو بھی شامل کیا جا سکے، جب کائنات کی عمر صرف تین ارب سال تھی۔

۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔۔

ش ح۔ش ب۔ن م۔

U-6300