विगत लामो समयदेखि विज्ञान विषयमा समेत कलम चलाउँदै आउनुभएका ज्ञानमित्रले खगोल  अर्थात् अन्तरिक्ष विज्ञानका विषयमा केन्द्रीत रहेर तयार गर्नुभएको यो सामग्री हामी आजदेखि धारावाहिक रुपमा प्रकाशित गर्दैछौं । यसमा प्रयुक्त भाषा तथा शब्दावलीहरु मूलतः विद्यालय तहका युवा विद्यार्थीहरुलाई विज्ञानका जटील विषयवस्तुहरुलाई यथासक्य सरल ढंगले बुझाउने गरी चयन गरिएका छन् । तर यो सामग्री विद्यालय तहका युवा विद्यार्थीहरुलाई मात्र हैन, विज्ञानमा रुचि राख्नै सबैका लागि उपयाेगी र पठनीय हुने हामीले अपेक्षा राखेका छौं । अन्तरिक्ष विज्ञानका विविध पाटाहरुका बारेमा जानकारी प्रदान गर्ने यो धारावाहिक श्रृङ्खलालाई हरेक सोमबार प्रकाशित गर्ने हाम्रो कोशिश रहनेछ । हामी हाम्रा आदरणीय पाठकहरुबाट प्रकाशित सामग्रीकाबारेमा रचनात्मक प्रतिक्रिया एवं टिप्पणीहरुको अपेक्षा गर्दछौं । –सम्पादक

प्रिय विद्यार्थी भाइबहिनीहरू ! आकाश, अंतरिक्ष , ‘स्पेस (space )  शब्द सुन्ने बित्तिकै तिमीहरूको मस्तिष्कमा कस्तो चित्र बन्ने गर्छ ? पक्कै सबै जनाले टाउको उठाएर माथितिर हेर्छौं, होइन र ?

हुनसक्छ तिम्रो मस्तिष्कमा सूर्य (sun) , चन्द्रमा (moon )  वा अन्य कुनै ग्रह (planet ),  क्षुद्रग्रह (dwarf  planet), उल्कापिण्ड (asteriods) रहेको स्थानको  सम्झना पो  आउँछ क़ि ? हो दिनको समयमा देखिने सूर्य होस् अथवा रात्रिमा देखिने चन्द्रमा लगायत अर्बौं अर्ब तारा-ग्रह-नक्षत्र आदि जेसुकै हुन्,  यी  समस्त पिण्डहरु  आकाशमा नै  स्थित छन् । तिमीले टेकेको पृथ्वी पनि आकाशमै आफ्नो सौर्य परिवारको मुखिया सूर्यको परिक्रमा गरिरहेकी छन् ।

https://i.ytimg.com

आकाशको अर्थ खाली स्थान हो । यो खाली स्थान वास्तवमा खाली नभएर  खर्बौ आकाशगंगाले  भरिएको छ । तिमीहरूलाइ थाहै छ, प्रत्येक आकाशगंगामा खर्बौ  ग्रह, उपग्रह एवं ताराहरू रहेका छन् । यी सबैको संयुक्त रुपलाई ब्रह्माण्ड भनिन्छ ।

वैज्ञानिकहरूका अनुसार अहिलेसम्मको हाम्रो  थाहा पाइएको ब्रह्माण्डको विस्तार ९३  अर्ब   प्रकाशवर्ष ( light year) सम्म रहेको छ ।

प्रकाशवर्ष

प्रकाशवर्ष भनेको प्रकाशले एक वर्षमा  तय  गर्ने  दूरी हो । प्रकाशवर्ष समय मापन गर्ने 'यूनिट' नभएर दूरी मापन गर्ने 'यूनिट' हो ।

तिमीहरुलाई थाहै छ होला, ब्रह्माण्डमा सबैभन्दा बढ़ी गति प्रकाशको हुन्छ । प्रकाशले एक सेकेण्ड मै २९९७९२ किमी दूरी पार गर्छ । कल्पना गर, २९९७९२ किमी कति दूरी हुन आउछ ? के तिमीले यस गतिले पृथ्वीमा यात्रा  गर्ने संभावना छ ? तिमीलाइ पत्यार लाग्छ भने मेरो जवाफ यस गतिले यात्रा गर्नलाई हाम्रो पृथ्वी अत्यन्त सानो रहेकी छन् । तिमी बसेको पृथ्वीमा सर्वाधिक दूरी २००३७ किमी मात्रै छ ।कुनै एक बिन्दुबाट सोझै हिँडेर तिमी सीधा  लाइनमा हिँडिरह्यौ भने २००३७ किमीसम्म तिमी  हिँडेको बिंदुबाट टाढा गइराख्छौ तर यसपछि पनि तिमीले आफ्नो यात्रा जारी राख्यौ भने तिमी हिँडेको बिन्दुको निजक आउदै जान्छौ  । र , अचम्म नमान २००३७ किमी अरु हिँडेपछि तिमी त्यही स्थानमा आइपुग्नेछौ जहाँबाट तिमीले यात्रा प्रारम्भ गरेका थियौ । त्यो नेपाली उखान   सुनेका छौ नि ‘घूमीफिरि रूमजाटार !’ यस्तो किन हुन्छ भने हामी बसेको पृथ्वी गोलो छ । प्रकाशको गतिले तिमी हिँड्यौ भने एक सेकेण्डमा तिमीले पृथ्वीको ७ वटा परिक्रमा गर्नसक्छौ ।

https://en.es-static.us

प्रकाशको गति र सूर्य-पृथ्वी बीचको दूरी थाहा भएपछि सूर्यबाट पृथ्वीसम्म प्रकाश आईपुग्न कति समय लाग्छ थाहा पाउन केही गाह्रो हुन्न होला । हिसाब गरी हेर त, मैले लेखेको ५०० सेकेण्ड जबाब ठीक छ क़ि छैन ? तिमी भन्न सक्छौ पृथ्वीदेखि सूर्य ५०० प्रकाशसेकेण्ड टाढा छ । मिनेटमा भन्दा ५०० भागा ६० सेकेण्ड गर्दा ८.३३ सेकेण्ड हुन आउँछ ।

---

पृथ्वीको चन्द्रमा  पृथ्वी सतहदेखि ३८४४०० किमी टाढा छ । प्रकाशको गतिले त १ दशमलब ३ सेकेण्ड मै  चन्द्रमासम्म पुग्न सकिन्छ । प्रकाशवर्ष जस्तै तिमी भन्न सक्छौ पृथ्वी र चन्द्रमाको दूरी १ दशमलब ३ प्रकाशसेकेण्ड हो । अब तिमीलाइ भन्नु परिरहेन चन्द्रमाबाट पृथ्वीसम्म प्रकाशलाई आईपुग्न १ दशमलब ३ सेकेण्डको समय लाग्छ । चन्द्रमाको तुलनामा सूर्य धेरै टाढा रहेको छ ।पृथ्वी र सूर्यको औसत दूरी १४ करोड़ ९६ लाख किमी छ । तर याद राख है यो दूरी एकनास रहँदैन । यो घटबढ़ भइराख्छ । कारण हाम्रो पृथ्वीले दीर्घवृत्तीय  परिक्रमापथ ( elliptical  ) बाट सूर्यको परिक्रमा गर्छिन् । त्यसैले पृथ्वी कहिले सूर्यको नजीक त कहिले टाढा हुन्छिन् । खगोलविदहरुले  सूर्य र पृथ्वीको औसत दूरी १४ करोड़ ९६ लाख किमी मानेका छन्। खगोलविदले पृथ्वी र सूर्य नजिक हुँदाको स्थितिलाई अपसौर ( perihelion ) भन्छन् ।  यस स्थितिमा पृथ्वी र सूर्यको   औसत दूरी १४ करोड़  ९६ लाखबाट घटेर १४ करोड़ ७० लाख ९५००० सम्म आइपुग्छ ।  यसैगरी पृथ्वी र सूर्य  टाढा हुँदाको स्थितिलाई उपसौर (aphelion ) भनिन्छ । यस स्थितमा दुबै बीचको दूरी बढेर  १५ करोड़ १९ लाख ३० हज़ारसम्म आइपुग्छ । तिमीलाई प्रकाशको गति र सूर्य-पृथ्वी बीचको दूरी थाहा भएपछि सूर्यबाट पृथ्वीसम्म प्रकाश आईपुग्न कति समय लाग्छ थाहा पाउन केही गाह्रो हुन्न होला । हिसाब गरी हेर त, मैले लेखेको ५०० सेकेण्ड जबाब ठीक छ क़ि छैन ? तिमी भन्न सक्छौ पृथ्वीदेखि सूर्य ५०० प्रकाशसेकेण्ड टाढा छ । मिनेटमा भन्दा ५०० भागा ६० सेकेण्ड गर्दा ८.३३ सेकेण्ड हुन आउँछ ।

प्रकाश एक सेकेण्डमा  २ लाख ९९ हज़ार ७९२ किमी  हिँड्छ । यो वेगले गति गर्दा प्रकाशले एक मिनेटमा १ करोड़ ७९ लाख ८७ हज़ार ५२० किमी  यात्रा गर्छ । यसलाई एक घन्टा गणना गर्दा  १ अर्ब ७  करोड ९२  लाख ५१  हजार  २००  किमी हुन आउँछ  ।

यस हिसाबले प्रकाशले एक दिनमा  (२४  घण्टा)  २५ अर्ब  ९०  करोड २०  लाख  २८  हजार ८०० किमी यात्रा गर्छ   । अब प्रकाशले एक वर्षमा हिँडने दूरी पत्ता लगाउँ । प्रकाशले एक वर्षमा तय गर्ने दूरी हुन आउँछ, ९४  खर्ब ५४ अर्ब २४  करोड ५  लाख १२  हजार किमी। अब तिमीहरूले बुझ्यौ होला एक प्रकाशवर्षमा कति  किमी हुन्छन् भनेर । अब कल्पना मात्रै गरी हेर ९३ अर्ब  प्रकाश वर्ष भनेको कति  हुन्छ होला ? अहिलेसम्म थाहा पाइएअनुसार हाम्रो ब्रह्माण्ड यति ठूलो छ । भाइबहिनीहरू  हाम्रो ब्रह्रमाण्ड हामीले गर्नसक्ने कल्पनाभन्दा पनि ठूलो छ ।

हामी यसै ब्रह्माण्डको 'विग्रो सुपरक्लस्टर'को (vigro  supercluster )  लोकल ग्रुपमा अवस्थित 'मिल्की वे' नामक आकाशगंगाको केन्द्रबाट ओरियन  भुजामा (orion  arm  ) २७ हजार प्रकाशवर्ष टाढा रहेको सूर्य नामक ताराको सौर्यपरिवारको एक सदस्य ग्रह पृथ्वीका वासिन्दा हौं ।

अहिलेसम्म ज्ञात  भएअनुसार सौर्यपरिवारको पृथ्वीमा मात्र जीवन  छ । अन्य कुनै ग्रहमा जीवन रहेको कुनै प्रमाण अहिलेसम्म  प्राप्त भएको छैन, जानकारीमा आएको छैन  ।

पृथ्वीको वातावरण

पृथ्वीमा जीवन हुनुका पछाडि सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कारण यसको वातावरण हो । तिमीहरूलाई संक्षेपमा पृथ्वीको वातावरणबारे बताउँछु ।

 पृथ्वीको सतहबाट ८ -१८   किमी माथिसम्मको वातावरणलाई 'क्षोभमण्डल' (ट्रोपोस्फेयर - troposphere)  भनिन्छ । यो नै सबैभन्दा बाक्लो  (thick)  वातावरण हो । पृथ्वीमा हुने सबै ऋतु परिवर्तन यसै क्षेत्रभित्र हुन्छन् । क्षोभमण्डल कै क्षेत्रमा  आर्द्रता, जलकण, धूलकण, वायुकण  तथा समस्त मौसमसम्बन्धी घटना एवं परिवर्तन हुन्छन्  । पृथ्वीको  वायुमा सबैभन्दा बढ़ी  पदार्थ कण यसै क्षोभमण्डल भनिने क्षेत्रमा हुन्छन्  । यस पछिका अन्य वायुमण्डलीय क्षेत्रमा पदार्थ कणको संख्या अति न्यून हुन्छ । समस्त वायुमण्डलको  ८०% द्रव्यमान यसै क्षेत्रमा रहेको छ  । भूमध्य रेखामा  (इक्वेटर) यसको  उचाइ १८ किमीसम्म हुन्छ  तर ध्रुवहरुमा यो घटेर   ८ किमी मै सीमित हुन्छ । क्षोभमण्डल को  औसत ऊँचाई १० -१२ किमी मानिन्छ ।  यस क्षेत्रको तापमान  १५℃ देखि  -५६℃ सम्म हुन्छ । ऊँचाई बढ्दै जाँदा क्रमशः  वायुदाब र तापमानमा ह्रास आउँदै जान्छ ।  पृथ्वीको माथिल्लो  वायुमण्डलमा   165 मीटरको  उचाइपछि   तापमान १ डिग्रीले कम हुँदै जान्छ । भाइबहिनीहरू याद राख  हामी पृथ्वीदेखि जति  माथि जान्छौं, प्रत्येक  १ किलोमीटरको  उचाइमा पुगेपछि त्यहाँको तापमानमा   ६ दशमलभ ५ डिग्री सेल्सियसले गिरावट अनुभव हुँदै जान्छ ।  वैज्ञानिकहरूका अनुसार  गर्मीयाममा  क्षोभमण्डलको  उचाइ बढ्छ   र जाडोयाममा यसको उचाइमा कमी आउँछ  । तिमीहरुलाई बुझ्यौ होला नि   यो अपसौर र उपसौरका कारणले हुन्छ ।

https://image.slidesharecdn.com

पृथ्वीको वातावरणको  अन्तिम तहलाई 'बहिर्मंडल' (एक्जोस्फेयर - exosphere ) भनिन्छ । ‘थर्मोस्फेयर’ को सीमानादेखि १० हजार किमी माथिसम्म ‘एक्जोस्फेयर’ क्षेत्र रहेको छ । यो नै पृथ्वीको  वातावरणको अन्तिम सीमाना हो । यहाँको तापमान ० देखि १७०० डिग्री सम्म हुन्छ । यहाँ हाइड्रोजनका अलावा हीलियम, कार्बन डाईऑक्साइड र एटमिक ऑक्सीजनबाहेक केही हुन सक्दैन ।

---

यसपछिको दोस्रो  वातावरणीय तहलई   'समतापमण्डल '  (स्ट्राटोस्फेयर - stratosphere )  भनिन्छ । ‘ट्रोपोस्फेयर’ पछि ५० किमी माथिसम्म ‘स्ट्राटोस्फेयर’ को क्षेत्र हुन्छ । यसलाई ‘ओजन लेयर’ पनि भनिन्छ । सूर्यबाट आउने घातक विकीरण ‘अल्ट्राभायलेट रेडिएशन’ (ultraviolet  radition ) लाई यसै ‘ओजोन लेयर’ले रोक्छ  । यहाँ रहेको ओज़ोनले सूर्यको अति ऊर्जाशील  अल्ट्राभायलेट प्रकाशलाई सोसेर (absorb ) तापमा परिवर्तन गरी दिन्छन् । यस वायुमण्डल क्षेत्रको औसत तापमान माइनस ५६ डिग्री सेल्सियस हुन्छ । के तिमीहरू कल्पना गर्न सक्छौ, पृथ्वीको वातावरणमा यो समतापमण्डल क्षेत्र नभईदिएको भए के हुन्थ्यो ? तिमी हामी लगायत कुनै पनि प्राणी पृथ्वीमा बाच्न सक्ने थिएनौं । सूर्यबाट आउने 'हाई इनर्जी यूभी रेज'ले  पृथ्वीको समस्त जीवन नष्ट गरी दिन्थ्यो ।

‘स्ट्राटोस्फेयर’ सकिने बित्तिकै अर्को वातावरणीय तह 'मध्यमण्डल' (मेसोस्फेयर - mesosphere  ) प्रारम्भ हुन्छ । यसको स्थान समतापमण्डल पछि ८५ किमी   माथिसम्म रहेको हुन्छ ।  आकाशबाट आउने सबै उल्कापिण्डहरू यसै  ‘मेसोस्फेयर' क्षेत्रमा आएर नष्ट हुन्छन् । यहाँको तापमान  माइनस १०१ डिग्री सेल्सियससम्म हुन्छ । हामी जसलाई अंतरिक्ष भन्छौ त्यसको सीमाना यसै वायुमण्डलबाट प्रारम्भ हुन्छ। पृथ्वीमा हामी बाँच्नलाई हवा ,पानी ,भोजन आदिको जति आवश्यकता छ,  हामी जीवित रहनलाइ यस

‘मेसोस्फेयर’ क्षेत्रको पनि त्यति नै आवश्यकता छ ।  यस क्षेत्रको अभाव भएमा पृथ्वीको जीवन कुनै दिन पनि तहसनहस हुनसक्छ ।अन्तरिक्षबाट आएका विशाल पिण्डहरु ‘मेसोस्फेयर ' नभएको खण्डमा सोझै पृथ्वी सतहसंग ठोक्किन आइपुग्छन, तिनको प्रहारले पृथ्वी 'चन्द्रमा अथवा बृहस्पति ग्रह'हरुमा जस्तै खाडलै  खाडलको ( kreters )  मरुभूमि बन्ने थियो ।

‘मेसोस्फेयरभन्दा पनि माथिको अर्को वातावरणीय तहलाई 'बाह्य वायुमण्डल' (थर्मोस्फेयर - thermosphere ) भनिन्छ । पृथ्वीस्थित समुद्री सतहदेखि ८० किमी माथिबाट  'थर्मोस्फेयर' क्षेत्र  प्रारम्भ हुन्छ । थर्मोस्फेयर' को क्षेत्र ६०० किमी माथिसम्म रहेको हुन्छ।   मानवले पठाएका सबै कृत्रिम उपग्रह यसै क्षेत्रमा रही पृथ्वीको परिक्रमा गर्छन् । यहाँ रहेका ग्यासको तापमान १ हज़ार ७०० डिग्री सेल्सियससम्म हुन्छ । तर हामी यदि यस क्षेत्रमा पुग्यौं भने हाम्रा लागि तापमान  भने झन्डै ० डिग्री सेल्सियस मात्रै हुन्छ ।

‘मेसोस्फेयर’ र ‘थर्मोस्फेयर’ (पृथ्वीको सतहदेखि ७५ किमी माथिदेखि) माथि खप्टिदै अर्को वातावरणीय तह  छ । यसलाई 'आयनमण्डल' (आएनोस्फेयर - ionosphere)  भनिन्छ ।  यसको सीमाना पृथ्वी सतहदेखि झन्डै ९६५ किमी माथिसम्म रहेको छ । पृथ्वीको वातावरणमा  यो वातावरणीय मण्डल नभएको भए  रेडियो, टीभी,  दूरसंचार, इंटरनेट केहीले  पनि काम गर्ने थिएनन ।

यसैगरी पृथ्वीको वातावरणको  अन्तिम तहलाई 'बहिर्मंडल' (एक्जोस्फेयर - exosphere ) भनिन्छ । ‘थर्मोस्फेयर’ को सीमानादेखि १० हजार किमी माथिसम्म ‘एक्जोस्फेयर’ क्षेत्र रहेको छ । यो नै पृथ्वीको  वातावरणको अन्तिम सीमाना हो । यहाँको तापमान ० देखि १७०० डिग्री सम्म हुन्छ । यहाँ हाइड्रोजनका अलावा हीलियम, कार्बन डाईऑक्साइड र एटमिक ऑक्सीजनबाहेक केही हुन सक्दैन ।

‘एक्जोस्फेयर’ सम्म पृथ्वीको वातावरणको क्षेत्र मानिए पनि समान्यतया ८०  किमीभन्दा माथिको क्षेत्रलाई अन्तरिक्ष भनिन्छ ।

पृथ्वी सतहदेखि जति माथि उक्लिँदै  गइन्छ, वातावरण त्यति नै पातलिँदै जान्छ,  हावा त्यति नै कम्ती हुँदै जान्छ । तिमी जति जति माथि जान्छौ, अन्तरिक्ष खाली हुँदै जान्छ । ‘स्पेशसूट’ प्रयोग नगरिकन अन्तरिक्षमा बाँच्न सकिँदैन ।

पहिलो उपग्रह

स्पुतनिक–१ https://en.wikipedia.org/wiki/Sputnik_1#/media/File:Sputnik_asm.jpg

४ अक्टूबर १९५७  मा ‘स्पुतनिक–१ ’ उपग्रहले पहिलो पटक अन्तरिक्षमा पुगेर पृथ्वीको परिक्रमा गरेको थियो । यसैगरी अन्तरिक्षमा पुग्ने पहिलो मानव थिए युरी गागरिन  ।१२  अप्रिल १९६१ का दिन उनी ‘वोस्टोक–१ ’ यान मार्फ़त अन्तरिक्षमा पुगेका थिए ।

यसपछि लगत्तै ५  मई १९६१  का दिन ‘फ्रीडम–७’ नामक यानबाट एलन शेफर्ड जूनियर नामक अमेरिकी नागरिक अन्तरिक्षमा पुगेका थिए ।

२०  फेब्रुअरी १९६२  का दिन अमेरिकी नागरिक जाँन ग्लेनले ‘फ्रेन्डशिप–७’ यानमा बसेर अन्तरिक्षबाट  पृथ्वीको परिक्रमा गर्ने पहिलो व्यक्ति हुने सौभाग्य प्राप्त गरेका थिए ।

रिक्त स्थान

आकाश वा अन्तरिक्षबारे  अहिलेसम्म ज्ञात भएको तथ्य के हो भने यो चारैतिर  ९३  अर्ब प्रकाश वर्षसम्म फैलिएको रिक्त स्थान हो । वैज्ञानिकहरूका अनुसार अन्तरिक्षको उत्पत्ति आजभन्दा झन्डै १४ अर्ब वर्ष  पहिला ‘बिग बैंग’ नामक घटनाबाट भएको थियो । ‘बिग बैंग’ भन्दा पहिला  ब्रह्माण्डमा देखिने सबैथोक सूक्ष्मभन्दा सूक्ष्म बिन्दूभित्र अटेर रहेको  थियो ।

Title photo: https://www.techexplorist.com