బిగ్ బ్యాంగ్ మహా విస్ఫోటనం: శూన్యం నుండి అనంత విశ్వం వరకు!

రవిరాజ పోతినేని

సుమారు 13.8 బిలియన్ ఏళ్ల క్రితం.. అప్పుడు కాలం లేదు, స్థలం (Space) లేదు, అసలు శూన్యం తప్ప ఏమీ లేదు! కానీ, ఒకే ఒక్క క్షణం.. ఒక అంతుచిక్కని మహా విస్ఫోటనం! ఒక చిన్న అణువు కంటే తక్కువ పరిమాణం ఉన్న బిందువు నుండి నేటి అనంత విశ్వం ఎలా పుట్టింది? శూన్యం నుండి నక్షత్రాలు, గ్రహాలు, గెలాక్సీలు ఎలా ఆవిర్భవించాయి? మన విశ్వం వెనుక ఉన్న అసలైన రహస్యం – ‘బిగ్ బ్యాంగ్’ గురించి మరింత ఆసక్తికరంగా తెలుసుకుందాం రండి!

అసలు బిగ్ బ్యాంగ్ అంటే ఒక బాంబు పేలుడా?
బిగ్ బ్యాంగ్ అనగానే ఏదో బాంబు పేలినట్లు చీకటి అంతరిక్షంలో మంటలు చెలరేగాయని మనం ఊహించుకుంటాం. కానీ అది నిజం కాదు! అసలు అప్పటికి ‘అంతరిక్షం’ (Space) అనేదే లేదు. ఆ విస్ఫోటనంతోనే స్థలం, కాలం (Space and Time) పుట్టాయి.

ఒక ఉదాహరణ చూద్దాం: ఒక బెలూన్ మీద పెన్‌తో చుక్కలు పెట్టి ఊదితే.. బెలూన్ సాగుతున్నప్పుడు ఆ చుక్కలు ఎలాగైతే ఒకదానికొకటి దూరంగా వెళ్తాయో, విశ్వం కూడా అలాగే విస్తరిస్తోంది. అంతేగాని, విశ్వం దేనిలోనో విస్తరించట్లేదు, విశ్వమే స్వయంగా విస్తరిస్తోంది!

విశ్వ జననం: తొలి క్షణాల్లో ఏం జరిగింది?

బిగ్ బ్యాంగ్ మోడల్ ప్రకారం ఒక సింగ్యులారిటీ (Singularity) – అనంతమైన సాంద్రత మరియు ఉష్ణోగ్రత కలిగిన ఒక బిందువు నుండి విశ్వం విస్ఫోటనాత్మకంగా విస్తరించడం ప్రారంభించింది. ఆ తర్వాత జరిగిన కీలక ఘట్టాలు ఇవే:

• కాస్మిక్ ఇన్‌ఫ్లేషన్ (Cosmic Inflation): కంటికి కనిపించని బిందువు నుండి సెకనులో కోటానుకోట్ల వంతు సమయంలోనే విశ్వం ఊహించని సైజుకు బెలూన్‌లా ఉబ్బిపోయింది. ఇదంతా కనురెప్ప కొట్టేలోపే జరిగిపోయింది.
• క్వార్క్ సూప్ (Quark Era): అప్పట్లో విశ్వం ఒక వేడి ‘సూప్’ లాగా ఉండేది. పదార్థాలను తయారు చేసే క్వార్క్‌లు, ఎలక్ట్రాన్లు స్వేచ్ఛగా తిరిగేవి.
• ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్ల పుట్టుక: విశ్వం కొద్దిగా చల్లబడగానే, క్వార్క్‌లు అతుక్కుని ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లుగా (Hadron Era) మారాయి.

తొలి మూలకాల నిర్మాణం – విశ్వపు తొలి కాంతి!

• బిగ్ బ్యాంగ్ న్యూక్లియోసింథసిస్: బిగ్ బ్యాంగ్ జరిగిన మూడు నిమిషాల తర్వాత, విశ్వం మరింత చల్లబడింది. అప్పుడు ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు కలిసి హైడ్రోజన్ మరియు హీలియం లాంటి తొలి మూలకాలను ఏర్పరిచాయి.
• విశ్వపు తొలి కాంతి (CMB): సుమారు 380,000 సంవత్సరాల పాటు విశ్వం ఒక దట్టమైన పొగమంచు లాంటి ప్లాస్మాతో నిండి ఉండేది. కాంతి కిరణాలు ప్రయాణించడానికి వీలులేనంత దట్టంగా ఉండేది. విశ్వం తగినంతగా చల్లబడిన తర్వాత, ఈ పొగమంచు వీడిపోయి కాంతి స్వేచ్ఛగా ప్రయాణించడం మొదలుపెట్టింది. ఆనాటి కాంతి ఛాయలనే శాస్త్రవేత్తలు కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్ (CMB) అంటారు. బిగ్ బ్యాంగ్ నిజంగా జరిగిందనడానికి ఇదే అతిపెద్ద సాక్ష్యం!

చీకటి యుగం నుండి గెలాక్సీల వరకు (The Dark Ages & Structure Formation)

కాంతి విడుదలైన తర్వాత కూడా కొన్ని లక్షల ఏళ్ల పాటు విశ్వంలో నక్షత్రాలు లేవు. ఆ కాలాన్ని “కాస్మిక్ చీకటి యుగం” (Cosmic Dark Ages) అంటారు. కాలక్రమేణా, డార్క్ మ్యాటర్ (Dark matter) మరియు గురుత్వాకర్షణ (Gravity) సహాయంతో వాయువులు ఒకచోట చేరి గుచ్ఛాలుగా మారాయి. వాటి ఒత్తిడి వల్ల వేడి పుట్టి, తొలి నక్షత్రాలు వెలిగాయి. ఆ నక్షత్రాల సమూహాలే మనం చూస్తున్న గెలాక్సీలు!

విశ్వం ఇంకా విస్తరిస్తూనే ఉందా? (ఎడ్విన్ హబుల్ ఆవిష్కరణ)

1929లో ఎడ్విన్ హబుల్ (Edwin Hubble) అనే ఖగోళ శాస్త్రవేత్త టెలిస్కోప్‌లో పరిశీలిస్తూ ఒక అద్భుతమైన విషయాన్ని కనిపెట్టారు. గెలాక్సీలన్నీ మన నుండి చాలా వేగంగా దూరంగా వెళ్లిపోతున్నాయని (దీనినే Redshift అంటారు) ఆయన నిరూపించారు. అంతేకాదు, డార్క్ ఎనర్జీ (Dark Energy) అనే ఒక అంతుచిక్కని శక్తి కారణంగా, విశ్వం విస్తరించే వేగం అంతకంతకూ పెరుగుతూనే ఉందని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు.

ముగింపు: ఇంకా వీడని మిస్టరీలు!

బిగ్ బ్యాంగ్ మోడల్ విశ్వం పుట్టుక గురించి చాలా ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇచ్చింది. కానీ.. “అసలు బిగ్ బ్యాంగ్‌కు ముందు ఏముంది?”, “విశ్వంలో 95% నిండి ఉన్న డార్క్ మ్యాటర్, డార్క్ ఎనర్జీల రహస్యం ఏమిటి?” లాంటి ప్రశ్నలు ఇప్పటికీ మిస్టరీగానే ఉన్నాయి. జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ (JWST) లాంటి ఆధునిక పరికరాల ద్వారా శాస్త్రవేత్తలు ఈ రహస్యాలను ఛేదించే పనిలో ఉన్నారు.

రచయిత: రవి రాజా పోతినేని, డాక్టోరల్ రీసెర్చ్ కాండిడేట్,  డిపార్ట్మెంట్ అఫ్ ఆస్ట్రానమీ, ఉస్మానియా యూనివర్సిటీ.