Skip to content

← कक्षा ९

ब्रह्माण्ड

एकाइ 12 · पाठ्यपुस्तकका पृष्ठ 194–205

Read in English

परीक्षाअघि दोहोर्‍याउन कथा, रोचक तथ्य, फोटो, क्रियाकलाप र अन्तरक्रियात्मक सामग्री लुकाउनुहोस्
यस एकाइमा 6 खण्ड
  1. ताराको जीवनचक्र
  2. ब्रह्माण्डसम्बन्धी वैज्ञानिक तथ्यहरू
  3. खगोलीय पिण्डहरूबिचको दुरी नाप्ने एकाइहरू
  4. खगोल विज्ञानको क्षेत्रमा काम गर्ने सङ्घसंस्था
  5. ऊर्जा संरक्षणको सिद्धान्त
  6. अभ्यास

सहरका बत्तीबाट टाढाको कुनै गाउँमा जून नलागेको सफा रातमा माथि हेर्दा आकाशभरि हजारौँ तारा देखिन्छन्। आकाशको एक छेउदेखि अर्को छेउसम्म एउटा मधुरो उज्यालो पट्टी पनि देखिन्छ। यही आकाशगङ्गा हो। आकाशगङ्गा हाम्रो आफ्नै तारापुञ्ज हो र हामी यसलाई भित्रैबाट हेरिरहेका हुन्छौँ। ती हरेक तारा एउटा सूर्य हो। तीमध्ये धेरै तारा हाम्रो सूर्यभन्दा निकै ठुला र चम्किला छन्। हरेक ताराको जन्म भएको छ, त्यो अहिले बाँचिरहेको छ र एक दिन त्यसको मृत्यु हुने छ। कुनै तारा बिस्तारै निभ्छन् भने कुनै सिङ्गो तारापुञ्जभन्दा बढी चम्किने गरी पड्किन्छन्।

ब्रह्माण्ड भनेको सम्पूर्ण अन्तरिक्ष र त्यसभित्र रहेका सबै कुरा हो। सम्पूर्ण पदार्थ, ऊर्जा तथा समय यही ब्रह्माण्डमा निहित छन्। टेलिस्कोपको मदतले ताराहरूको विस्फोटन, अथाह गुरुत्वबल भएका तर नदेखिने पिण्डको वरिपरि घुमिरहेका तारा तथा एकअर्काबाट टाढिँदै गरेका तारापुञ्ज अवलोकन गरिन्छन्। यस्ता अवलोकनका आधारमा तारा कसरी जन्मन्छन् र मर्छन्, ब्रह्माण्ड कति पुरानो छ तथा कुन वस्तु कति टाढा छ भन्ने कुरा वैज्ञानिकहरूले पत्ता लगाएका छन्। यस एकाइमा यिनै कुरा पढिन्छन्। साथै नेपाल तथा संसारभर आकाशको अध्ययन गर्ने मानिस र सङ्घसंस्थाबारे पनि चर्चा गरिन्छ।

ताराको जीवनचक्र

क्रियाकलाप 12.1: सूर्य र अरू दुईओटा तारा

फोटोस्फियर (सतह):प्रकाश र ताप यहीँबाट निस्कन्छन्कन्भेक्टिभ जोन: तातो ग्यासउठ्छ, चिसो ग्यास डुब्छरेडिएटिभ जोन: ऊर्जाविकिरणका रूपमा बाहिर सर्छकोर: हाइड्रोजन संयोजन भईहिलियम बन्छ, 1.5 करोड K
चित्र 12.1 सूर्यको भित्री भाग। कोरमा फ्युजनबाट उत्पन्न ऊर्जा पहिले रेडिएटिभ जोनमा विकिरणका रूपमा र त्यसपछि कन्भेक्टिभ जोनमा माथि उठ्ने र तल झर्ने ग्यासद्वारा बाहिर पुग्छ। अन्त्यमा यो फोटोस्फियर भनिने सतहबाट प्रकाश र तापका रूपमा निस्कन्छ।

सूर्य हाम्रो सौरमण्डलको तारा हो। ताराहरू आफ्नै प्रकाश र ताप उत्पन्न गर्ने तातो ग्यासका विशाल गोला हुन्। पृथ्वीका सबै समुद्री किनारमा भएका बालुवाका कणभन्दा पनि धेरै तारा ब्रह्माण्डमा छन्। ताराको कोरमा हाइड्रोजनका न्युक्लियस संयोजन भई हिलियम बन्छन्। यस क्रियामा ऊर्जा निस्कने भएकाले तारा चम्किन्छ Grade 9: एकाइ 9। ताराको जन्मदेखि मृत्युसम्म नै यो फ्युजन चलिरहन्छ।

सजीवजस्तै तारा पनि जन्मन्छन्, बाँच्छन् र मर्छन्। मरेका ताराको पदार्थबाट फेरि नयाँ तारा बन्छन्। यसलाई ताराको जीवनचक्र भनिन्छ। ताराहरूको पिण्ड फरक फरक हुन्छ र तिनीहरू आफ्नो जीवनको फरक फरक चरणमा हुन्छन्। त्यसैले ताराको साइज, रङ र तापक्रममा भिन्नता पाइन्छ।

ताराको जन्म

तारा नेबुलामा जन्मन्छन्। अन्तरिक्षमा रहेको ग्यास र धुलाका कणको विशाल बादललाई नेबुला भनिन्छ। नेबुलामा मुख्य रूपमा हाइड्रोजन र हिलियम हुन्छन्। नेबुलाको केही ग्यास र धुलो पहिले पड्किएका ताराबाट आएको हुन्छ। केही नेबुला टेलिस्कोपबाट देख्न सकिन्छ भने एउटा नेबुला खाली आँखाले पनि देखिन्छ। यो ओरियन नेबुला हो। कालपुरुषको पेटीमुनि झुन्डिएको तरवारको बिचमा देखिने धमिलो “तारा” नै ओरियन नेबुला हो। यो हामीबाट 1,300 प्रकाशवर्ष टाढा छ।

  1. नेबुलाको कुनै भागमा गुरुत्वबलले ग्यास र धुलोलाई तानेर एउटा पिण्ड बनाउँछ।
  2. यो पिण्डले वरिपरिबाट अझ धेरै ग्यास र धुलो तान्छ र यसको आकार बढ्दै जान्छ।
  3. पिण्ड बढ्दै जाँदा यसको केन्द्रमा चाप बढ्छ। ग्यास थिचिँदा तातो हुन्छ।
  4. यसरी बनेको तातो र बढ्दै गरेको ग्यासको पिण्डलाई प्रोटोस्टार (“पहिलो तारा”) भनिन्छ। थिचिँदा उत्पन्न हुने तापले यो चम्किन्छ, तर यसमा हाइड्रोजनको फ्युजन भने भइसकेको हुँदैन। प्रोटोस्टार बन्न लाखौँ वर्ष लाग्छ।
  5. कोर पर्याप्त तातो (करिब 1 करोड K, 10⁷ K) र पर्याप्त खँदिलो भएपछि हाइड्रोजनको न्युक्लियर फ्युजन सुरु हुन्छ। यसरी ताराको जन्म हुन्छ। यो तारा लाखौँदेखि अर्बौँ वर्षसम्म फ्युजनबाट चम्किने छ।

हाइड्रोजन र हिलियम भएका धेरै पिण्ड कहिल्यै तारा बन्दैनन्। तिनको पिण्ड कम हुने भएकाले फ्युजन सुरु हुन चाहिने ताप र चाप तिनको कोरमा पुग्दैन।

सुन्तला, रातो र निलो रङमा चम्किरहेको ग्यासको बादल, जसभित्र धेरै चम्किला तारा छरिएका छन्
चित्र 12.2 हबल स्पेस टेलिस्कोपले खिचेको ओरियन नेबुला। यो ताराहरूको नर्सरी हो। यहाँ अहिले पनि हजारौँ तारा जन्मँदै छन्। फोटो: NASA, ESA, M. Robberto (STScI/ESA) and the Hubble Orion Treasury Project Team, Public domain

ताराको मृत्यु

भर्खर जन्मेको ताराको कोरमा प्रशस्त हाइड्रोजन हुन्छ। त्यसैले धेरै लामो समयसम्म फ्युजन चलिरहन्छ। तर यस अवधिभर हाइड्रोजन हिलियममा रूपान्तरण हुँदै जान्छ। अन्ततः कोरको हाइड्रोजन सकिन्छ। त्यसपछि:

  1. फ्युजनको ताप नभएपछि कोरलाई थामिराख्ने केही हुँदैन। त्यसैले कोर खुम्चिन्छ र झन् तातो हुन्छ। अनि हिलियमका न्युक्लियस संयोजन भई कार्बन बन्न थाल्छ (ठुला तारामा त्यसपछि अक्सिजन, सिलिकनदेखि फलामसम्मका अझ गह्रौँ तत्त्व बन्छन्)। यसरी कोरमा झन् झन् गह्रौँ परमाणु बन्दै जान्छन्।
  2. थप तापका कारण ताराका बाहिरी तह धेरै ठुलो गरी फुक्छन्। फैलिँदै जाँदा ती चिसिन्छन् र सतह रातो देखिन्छ। रातो र धेरै ठुलो देखिने यस्ता पुराना तारालाई रेड जाइन्ट भनिन्छ। धेरै ठुलो पिण्ड भएको ताराबाट बन्ने रेड जाइन्टलाई रेड सुपर जाइन्ट भनिन्छ। साना ताराहरूचाहिँ रेड जाइन्ट नबन्न पनि सक्छन्।

ताराको रङ

फलामको डन्डी तताउँदा पहिले रातो, त्यसपछि पहेँलो र झन् तातो भएपछि सेतो भएर चम्किन्छ। त्यसैगरी ताराको रङले यसको सतहको तापक्रम जनाउँछ।

ताराको रङ सतहको तापक्रम
निलो 11,000 °C देखि 25,000 °C (कुनै त अझ तातो)
पहेँलो 5,000 °C देखि 6,000 °C
सुन्तला 3,500 °C देखि 5,000 °C
रातो 3,000 °C देखि 3,500 °C

कालपुरुषको राइजेल (Rigel) निलो मिश्रित सेतो देखिन्छ। कालपुरुषकै बिटेल्जुज रातोजस्तो देखिन्छ। कुन ताराको सतह बढी तातो छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

नोभा, सुपर नोभा र बाँकी रहने पिण्ड

धेरै पुरानो तारामा फुकेका बाहिरी तहलाई कोरको गुरुत्वबलले कमजोर रूपमा मात्र समातेको हुन्छ। त्यसैले यी तह अन्तरिक्षमा फ्याँकिन्छन्।

  • सूर्यजस्तो तारामा यो क्रिया बिस्तारै हुन्छ। बाहिरी तहहरू ग्यासको चम्किलो खोलका रूपमा टाढिँदै जान्छन्। यसलाई प्लानेटरी नेबुला भनिन्छ। नाम यस्तो भए पनि यसको ग्रहसँग कुनै सम्बन्ध छैन। पुराना टेलिस्कोपबाट हेर्दा यो ग्रहजस्तै गोलो देखिने भएकाले यसलाई यो नाम दिइएको हो।
  • सूर्यभन्दा धेरै ठुलो पिण्ड (करिब 8 गुणाभन्दा बढी) भएको तारामा भने कोर एक सेकेन्डको सानो अंशमै खुम्चिन्छ। अनि तारा भयङ्कर विस्फोटनका साथ छिन्नभिन्न हुन्छ। यस्तो विस्फोटनलाई सुपर नोभा भनिन्छ। केही हप्तासम्म एउटै सुपर नोभा आफ्नो तारापुञ्जका सयौँ अर्ब तारा सबै मिलेरभन्दा पनि बढी चम्किलो हुन सक्छ।

दुवै अवस्थामा बाहिरी तहका ग्यास र धुलो अन्तरिक्षमा छरिन्छन्। ती ग्यास र धुलाका कण सङ्कलित भई नयाँ नेबुला बन्छ र त्यसबाट नयाँ तारा बन्छन्। ताराको कोर मात्र बाँकी रहन्छ। यो कोर के बन्छ भन्ने कुरा ताराको पिण्डमा भर पर्छ:

  • क.सूर्यजत्रो वा त्योभन्दा कम पिण्ड भएको तारा: यसको कोर ह्वाइट ड्वार्फ बन्छ। ह्वाइट ड्वार्फ पृथ्वीजत्रो सानो तर सूर्यको करिब आधा पिण्ड भएको, धेरै तातो र मधुरो तारा हो। यसमा फ्युजन हुँदैन; बाँकी रहेको तापले मात्र यो चम्किन्छ। अत्यन्तै लामो समयपछि यो चिसिँदै र मधुरो हुँदै गएर चिसो र अँध्यारो ब्ल्याक ड्वार्फ बन्छ।
  • ख.सूर्यको करिब 8 गुणासम्म पिण्ड भएको तारा: यसको अन्त्य पनि ह्वाइट ड्वार्फकै रूपमा हुन्छ।
  • ग.सुपर नोभापछि बाँकी रहेको कोरको पिण्ड सूर्यको करिब 1.4 देखि 3 गुणासम्म भएको, अझ ठुलो तारा: गुरुत्वबलले कोरलाई यति जोडले थिच्छ कि यसका प्रोटोन र इलेक्ट्रोन मिलेर न्युट्रोन बन्छन्। यसलाई न्युट्रोन तारा भनिन्छ। यो करिब 20 km व्यास भएको र धेरै छिटो घुम्ने न्युट्रोनको गोला हो। कुनै न्युट्रोन तारा घुम्दै गर्दा लाइटहाउसजस्तै विकिरणका किरण फ्याँक्छ। यस्तो न्युट्रोन तारा पल्सरका रूपमा देखिन्छ।
  • घ.कोरको पिण्ड सूर्यको करिब 3 गुणाभन्दा बढी भएका, सबैभन्दा ठुला तारा: यस्तो कोरलाई खुम्चिनबाट केहीले पनि रोक्न सक्दैन। यति ठुलो पिण्ड भएको कोर खुम्चिँदै झन्डै शून्य आकारको हुन्छ। यसको गुरुत्वबल यति बलियो हुन्छ कि प्रकाश पनि यसबाट बाहिर निस्कन सक्दैन। यसलाई कालो छिद्र (ब्ल्याक होल) भनिन्छ। कालो छिद्र देखिँदैन। यसले वरिपरिका वस्तुमा पार्ने असरबाट यसलाई पत्ता लगाइन्छ। यसको वरिपरि तारा घुमिरहेका हुन्छन्। यसभित्र खस्ने ग्यास यति तातो हुन्छ कि त्यसबाट एक्स-रे निस्कन्छ।
नेबुलाप्रोटोस्टार (फ्युजन अझै छैन)तारा: हाइड्रोजन संयोजन भई हिलियम बन्छसूर्यजत्रो पिण्डसूर्यको पिण्डको8 गुणाभन्दा बढीरेड जाइन्टबाहिरी तह फ्याँकिन्छन्(प्लानेटरी नेबुला)ह्वाइट ड्वार्फ(सानो, तातो, मधुरो)ब्ल्याक ड्वार्फ(चिसो र अँध्यारो)रेड सुपर जाइन्टसुपर नोभान्युट्रोन तारा(पल्सरका रूपमा देखिने)कालो छिद्र(सबैभन्दा गह्रौँ कोर)धर्सा भएका वाण: मर्दै गरेका ताराले फ्याँकेका ग्यास र धुलोबाट नयाँ नेबुला बन्छन्वास्तविक तस्बिर, एकअर्कासँग वास्तविक नापमा होइनन्

Nebula: the Pillars of Creation, NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), public domain
Protostar: L1527, NASA, ESA, CSA, STScI (James Webb Space Telescope), public domain
The Sun: NASA/SDO and the HMI science team, public domain
Red giant: π1 Gruis, ESO, CC BY 4.0
Planetary nebula: the Ring Nebula, NASA, ESA and C. R. O’Dell (Vanderbilt University), public domain
Red supergiant: Betelgeuse, ESO/M. Montargès et al., CC BY 4.0
Supernova: SN 1994D in the galaxy NGC 4526, NASA/ESA, the Hubble Key Project Team and the High-Z Supernova Search Team, public domain
Black hole: M87*, Event Horizon Telescope Collaboration, CC BY 4.0

चित्र 12.3 ताराको जीवनचक्र। हरेक तारा नेबुलाबाट प्रोटोस्टार हुँदै बन्छ। सूर्यजत्रो पिण्डको तारा रेड जाइन्ट बन्छ। यसका बाहिरी तह फ्याँकिएपछि ह्वाइट ड्वार्फ बाँकी रहन्छ र यो बिस्तारै चिसिएर ब्ल्याक ड्वार्फ बन्छ। ठुलो पिण्डको तारा रेड सुपर जाइन्ट बनेर सुपर नोभाका रूपमा पड्कन्छ। त्यसपछि न्युट्रोन तारा (पल्सरका रूपमा देखिने) वा कालो छिद्र बाँकी रहन्छ। छरिएको ग्यासबाट नयाँ नेबुला बन्छन्।

गरेर हेर्नुहोस्

ताराको जन्मदेखि मृत्युसम्म

जन्मँदा ताराको पिण्ड कति छ भनेर छान्नुहोस्। अनि यसको जीवनका चरण एक एक गरी हेर्नुहोस्।

जन्मँदाको पिण्ड
चरण
नेबुला
अवधि
सुरुवात

हाइड्रोजन, हिलियम र धुलोको चिसो बादल। गुरुत्वबलले यसको एउटा भागलाई एकै ठाउँमा तान्न थाल्छ।

वास्तविक तस्बिर: ईगल नेबुलाका ‘पिलर्स अफ क्रिएसन’, जहाँ नयाँ तारा बन्दै छन् (हब्बल टेलिस्कोप)।

Nebula: the Pillars of Creation, NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), public domain
Protostar: L1527, NASA, ESA, CSA, STScI (James Webb Space Telescope), public domain
The Sun: NASA/SDO and the HMI science team, public domain
Red giant: π1 Gruis, ESO, CC BY 4.0
Planetary nebula: the Ring Nebula, NASA, ESA and C. R. O’Dell (Vanderbilt University), public domain
Red supergiant: Betelgeuse, ESO/M. Montargès et al., CC BY 4.0
Supernova: SN 1994D in the galaxy NGC 4526, NASA/ESA, the Hubble Key Project Team and the High-Z Supernova Search Team, public domain
Black hole: M87*, Event Horizon Telescope Collaboration, CC BY 4.0

गाँजिएका सुन्तला र निला रेसाहरूले बनेको, झन्डै अण्डाकार, चम्किलो बादल
चित्र 12.4 क्र्याब नेबुला सन् 1054 मा पृथ्वीबाट देखिएको एउटा सुपर नोभाको अवशेष हो। त्यो सुपर नोभा तीन हप्तासम्म दिउँसै देखिने गरी चम्किलो थियो। यस नेबुलाको केन्द्रमा एउटा पल्सर सेकेन्डमा 30 पटक घुमिरहेको छ। फोटो: NASA , ESA , J. Hester and A. Loll (Arizona State University), Public domain

सूर्य मर्दा यसको के बाँकी रहन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

हामी कालो छिद्रलाई सिधै किन देख्न सक्दैनौँ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ब्रह्माण्डसम्बन्धी वैज्ञानिक तथ्यहरू

ब्रह्माण्डको सुरुवात कसरी भयो

ब्रह्माण्ड सुरु हुँदा त्यो घटना हेर्ने कोही थिएन। तर ब्रह्माण्ड फैलिँदै छ भन्ने कुरा देख्न सकिन्छ: तारापुञ्जहरू एकअर्काबाट टाढिँदै छन्। समयलाई पछाडितिर फर्काएर हेर्ने हो भने कुनै बेला सबै कुरा एकै ठाउँमा खाँदिएका थिए। त्यो अवस्था अत्यन्तै तातो र खँदिलो थियो। यही तातो र खँदिलो अवस्थाको अचानक फैलावटबाट ब्रह्माण्डको सुरुवात भयो। यसलाई बिग ब्याङ भनिन्छ।

सन् 1927 मा बेल्जियमका वैज्ञानिक जोर्ज लमेटर (Georges Lemaître) ले ब्रह्माण्ड फैलिँदै हुन सक्छ भन्ने हिसाब निकालेका थिए। सन् 1929 मा अमेरिकी खगोलविद् एडविन हब्बलले टाढाका तारापुञ्जहरू साँच्चै नै हामीबाट र एकअर्काबाट टाढिँदै छन् भन्ने कुरा पत्ता लगाए। जति टाढाको तारापुञ्ज हो, त्यति नै छिटो त्यो टाढिँदै छ। बिग ब्याङ सिद्धान्तअनुसार ब्रह्माण्डको उत्पत्ति आजभन्दा करिब 13.8 अर्ब वर्ष पहिले भएको हो।

ब्रह्माण्ड केले बनेको छ

ब्रह्माण्ड पदार्थ र ऊर्जाले बनेको छ। हामीले देख्न सक्ने तारा, ग्रह, ग्यास तथा धुलो यसको सानो भाग मात्र हुन्, करिब 5 %। करिब 27 % भाग डार्क म्याटर हो। यो देखिँदैन, तर यसको गुरुत्वबलले तारापुञ्जलाई तान्छ। करिब 68 % भाग डार्क इनर्जी हो। यसका कारण ब्रह्माण्डको फैलावट झन् छिटो हुँदै गएको छ। यी दुई के हुन् भन्ने कुरा अझै कसैलाई थाहा छैन। यो विज्ञानका सबैभन्दा ठुला अनुत्तरित प्रश्नमध्ये एक हो।

सबै पिण्ड चलायमान छन्

ब्रह्माण्डमा कुनै पनि पिण्ड स्थिर छैन। हरेक पिण्ड कुनै न कुनै अर्को पिण्डको वरिपरि घुमिरहेको हुन्छ:

  • चन्द्रमा पृथ्वीको वरिपरि घुम्छ;
  • पृथ्वी करिब 30 km/s को वेगमा सूर्यको वरिपरि घुम्छ;
  • सूर्य सिङ्गो सौरमण्डललाई साथै लिएर करिब 230 km/s को वेगमा आकाशगङ्गाको केन्द्रको वरिपरि घुम्छ। एक फन्को पूरा गर्न यसलाई करिब 23 करोड वर्ष लाग्छ;
  • तारापुञ्जहरू पनि चलिरहेका छन्।

तारापुञ्ज

ब्रह्माण्डमा सयौँ अर्ब तारापुञ्ज छन्। आकाशगङ्गाको सबैभन्दा नजिकको ठुलो तारापुञ्ज एन्ड्रोमेडा तारापुञ्ज हो। यो पृथ्वीबाट करिब 25 लाख प्रकाशवर्ष टाढा छ। शरद् ऋतुको अँध्यारो रातमा यो खाली आँखाले मधुरो धब्बाजस्तो मुस्किलले देखिन्छ। त्यसबेला आँखामा पस्ने प्रकाश हाम्रो आफ्नै प्रजाति Homo sapiens को उत्पत्ति हुनुभन्दा धेरै पहिले त्यहाँबाट निस्केको हो।

तारापुञ्जमा भएका ताराहरू सबै एउटै उमेरका हुँदैनन्। हाम्रो सौरमण्डल आकाशगङ्गाको एउटा घुमाउरो भुजामा छ। यो केन्द्रबाट करिब 26,000 प्रकाशवर्ष टाढा, केन्द्र र छेउको झन्डै बिचमा पर्छ। सौरमण्डलको उत्पत्ति करिब 4.6 अर्ब वर्ष पहिले भएको हो। पृथ्वीका हालसम्म भेटिएका सबैभन्दा पुराना टुक्रा पश्चिमी अस्ट्रेलियामा पाइएका जर्कन मणिभका साना दाना हुन्। यिनको उमेर करिब 4.4 अर्ब वर्ष छ।

केन्द्र: पुराना ताराको फुलेको भागर सूर्यको 40 लाख गुणा पिण्डभएको कालो छिद्रसूर्य (र हामी),ओरियन आर्ममासूर्यदेखि केन्द्रसम्म 26,000प्रकाशवर्ष (धर्सा भएको रेखा)करिब 100,000 प्रकाशवर्ष

Milky Way: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC), public domain

चित्र 12.5 माथिबाट हेर्दा आकाशगङ्गा यस्तो देखिन्छ (यो चित्र हो; यसको फोटो खिच्न आजसम्म कोही यसबाहिर पुगेको छैन)। सूर्य केन्द्रबाट करिब 26,000 प्रकाशवर्ष टाढा, ओरियन आर्म भनिने सानो भुजामा छ।

अरू ताराका ग्रहहरू

अरू ताराको परिक्रमा गर्ने ग्रहलाई एक्सोप्लानेट भनिन्छ। सन् 2025 सम्म 6,000 भन्दा बढी एक्सोप्लानेट पत्ता लागिसकेका छन्। तीमध्ये केही आकारमा पृथ्वीजस्तै छन् र आफ्नो ताराको हेबिटेबल जोनमा छन्। ताराबाट जति दुरीमा रहँदा ग्रहको सतहमा पानी तरल अवस्थामा रहन सक्छ, त्यो क्षेत्रलाई हेबिटेबल जोन भनिन्छ। यस्तै एउटा ग्रह TOI 700 d हो। यो पृथ्वीजत्रो ग्रह डोराडो तारामण्डलमा (Dorado constellation) रहेको सानो तारा TOI 700 को परिक्रमा गर्छ र हामीबाट करिब 101 प्रकाशवर्ष टाढा छ। नासाको TESS भूउपग्रहले पत्ता लगाएको यस ग्रहको घोषणा सन् 2020 को जनवरीमा गरिएको थियो। यस्ता अनुसन्धानबाट ब्रह्माण्डबारे नयाँ नयाँ जानकारी थपिँदै गएको छ।

के वैज्ञानिक सिद्धान्तहरू समयसँगै बदलिन्छन्?

ब्रह्माण्डको उत्पत्ति र विकासक्रमको अध्ययन गर्ने विज्ञानलाई ब्रह्माण्ड विज्ञान (कज्मोलजी) भनिन्छ। ब्रह्माण्ड अध्ययन गर्ने प्रविधिको विकाससँगै नयाँ नयाँ तथ्य पत्ता लाग्दै गएका छन्। कुनै तथ्यहरू पुराना सिद्धान्तलाई प्रतिस्थापन गर्ने पनि हुन्छन्। त्यसैले विज्ञान चलायमान हुन्छ: नयाँ कुरा सिक्दै जाँदा यो बदलिँदै जान्छ। उदाहरणका लागि:

  • प्राचीन विज्ञानको पृथ्वीकेन्द्रित सिद्धान्तअनुसार पृथ्वी केन्द्रमा छ र सूर्य तथा ग्रहहरू यसको वरिपरि घुम्छन्। आधुनिक विज्ञानको सूर्यकेन्द्रित सिद्धान्तले (केन्द्रमा सूर्य) यसलाई प्रतिस्थापन गर्‍यो।
  • सन् 2006 भन्दा पहिलेसम्म यमलाई (प्लुटो) सौरमण्डलको नवौं ग्रह मानिन्थ्यो। सन् 2006 मा खगोलविद्हरूले ग्रह भनेको के हो भन्नेमा पहिलो पटक सहमति गरे। यमको कक्षमा हिउँले बनेका अरू धेरै पिण्ड पनि घुम्ने भएकाले यम त्यो परिभाषामा अटाएन। त्यसैले यसलाई शिशु ग्रह मानियो।

वैज्ञानिकहरूले ब्रह्माण्डको भविष्यबारे पनि फरक फरक परिकल्पना गरेका छन्। एउटा परिकल्पनाअनुसार ब्रह्माण्डको फैलावट ढिलो हुँदै कुनै बेला रोकिने छ र ब्रह्माण्ड खुम्चिन थाल्ने छ। यस क्रममा सम्पूर्ण पदार्थ एक विन्दुमा खुम्चिँदा बिग क्रन्च हुने छ र त्यसपछि फेरि अर्को बिग ब्याङ सुरु हुन सक्छ। तर सन् 1998 देखि गरिएका नापअनुसार फैलावट वास्तवमा झन् छिटो हुँदै गएको छ। त्यसैले आज धेरैजसो खगोलविद्हरू ब्रह्माण्ड सधैँभरि फैलिँदै जाने र झन् चिसो तथा अँध्यारो हुँदै जाने ठान्छन्। तर नयाँ खोजसँगै यो धारणा पनि बदलिन सक्छ।

विज्ञानबारे कुन भनाइ सही हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

खगोलीय पिण्डहरूबिचको दुरी नाप्ने एकाइहरू

पृथ्वीदेखि चन्द्रमा वा सूर्यसम्मको दुरीलाई भक्तपुरदेखि काठमाडौँसम्मको दुरीजस्तै मिटर वा किलोमिटरमा व्यक्त गर्न सकिन्छ? सकिन्छ, तर अङ्कहरू असाध्यै ठुला हुन्छन्। सूर्य 150,000,000,000 m टाढा छ भने सबैभन्दा नजिकको तारा 40,000,000,000,000,000 m टाढा छ। त्यसैले खगोलीय पिण्डहरूबिचको दुरी नाप्न खगोलविद्हरू धेरै ठुला एकाइ प्रयोग गर्छन्:

एकाइ परिभाषा सङ्केत मिटरमा मान
एस्ट्रोनोमिकल एकाइ पृथ्वी र सूर्यबिचको औसत दुरी AU 1 AU = 1.5 × 10¹¹ m
प्रकाशवर्ष प्रकाशले एक वर्षमा पार गर्ने दुरी ly 1 ly = 9.46 × 10¹⁵ m
  • एस्ट्रोनोमिकल एकाइ सौरमण्डलभित्रका दुरी नाप्न प्रयोग गरिन्छ, जस्तै सूर्य र ग्रहहरूबिचको दुरी। मङ्गल ग्रह सूर्यबाट करिब 1.5 AU टाढा छ भने वरुण ग्रह (नेप्च्युन) करिब 30 AU टाढा छ।
  • प्रकाशवर्ष एकाइ तारा र तारापुञ्जहरूबिचका धेरै ठुला दुरी नाप्न प्रयोग गरिन्छ। सूर्यपछिको सबैभन्दा नजिकको तारा प्रोक्सिमा सेन्टौरी हामीबाट करिब 4.246 प्रकाशवर्ष टाढा छ।
0 AU5 AU10 AU15 AU20 AU25 AU30 AUबृहस्पति5.2शनि9.5अरुण19.2वरुण30.1बुध 0.39, शुक्र 0.72, पृथ्वी 1, मङ्गल 1.52ग्रहहरूको आकार वास्तविक नापमा छैन

Planets: NASA (Mercury: MESSENGER; Venus: Mariner 10, processed by Ricardo Nunes; Earth: Apollo 17;
Mars: Viking, USGS; Jupiter: Hubble, with ESA and A. Simon; Saturn: Cassini, JPL/Space Science Institute;
Uranus and Neptune: Voyager 2), public domain
The Sun: NASA/SDO and the HMI science team, public domain

चित्र 12.6 सूर्यबाट ग्रहहरूको दुरी एस्ट्रोनोमिकल एकाइमा। दुरी वास्तविक अनुपातमा देखाइएको छ, तर ग्रहहरूको आकार वास्तविक नापमा छैन। भित्री ग्रहहरूभन्दा बाहिरी ग्रहहरू धेरै फैलिएर रहेका छन्।

एक प्रकाशवर्षमा कति मिटर हुन्छ, हिसाब गरौँ

प्रकाशको गति 3 × 10⁸ m/s हुन्छ। त्यसैले प्रकाशले एक सेकेन्डमा 3 × 10⁸ m दुरी पार गर्छ। यस दुरीलाई एक प्रकाश सेकेन्ड भनिन्छ। एक वर्षमा 365 दिन, एक दिनमा 24 घण्टा, एक घण्टामा 60 मिनेट र एक मिनेटमा 60 सेकेन्ड हुन्छन्। त्यसैले प्रकाशले एक वर्षमा पार गर्ने दुरी:

1 ly=365×24×60×60×3×108 m=9.46×1015 m 1\ \text{ly} = 365 \times 24 \times 60 \times 60 \times 3 \times 10^{8}\ \text{m} = 9.46 \times 10^{15}\ \text{m}

गरेर हेर्नुहोस्

भक्तपुरदेखि हामीले देख्न सक्ने ब्रह्माण्डको छेउसम्म

एक एक पाइला बाहिरतिर जानुहोस्। दुरी कसरी बढ्दै जान्छ र त्यो दुरी पार गर्न प्रकाशलाई कति समय लाग्छ, हेर्नुहोस्।

1001041081012101610201024km1 प्रकाशवर्ष1 प्रकाश सेकेन्ड
कहाँसम्म
भक्तपुरदेखि काठमाडौँ
दुरी
13 km
प्रकाशलाई लाग्ने समय
0.000043 s

जाम नभए बसमा करिब आधा घण्टा। प्रकाशलाई 0.00004 s लाग्छ।

खगोल विज्ञानको क्षेत्रमा काम गर्ने सङ्घसंस्था

नेपाल विज्ञान तथा प्रविधि प्रज्ञा-प्रतिष्ठान (नास्ट)

नास्ट विज्ञान तथा प्रविधिको प्रवर्धन गर्ने उद्देश्यका साथ वि.सं. 2039 (सन् 1982) मा नेपालमा स्थापित स्वतन्त्र (स्वायत्त) राष्ट्रिय संस्था हो। यसले विज्ञान तथा प्रविधिको क्षेत्रमा अनुसन्धान पनि गर्छ। यस संस्थाका मुख्य चारओटा उद्देश्य छन्:

  1. देशको समग्र विकासका लागि विज्ञान र प्रविधिको विस्तार गर्ने;
  2. नेपालका रैथाने (परम्परागत) प्रविधिहरूको संरक्षण र आधुनिकीकरण गर्ने;
  3. विज्ञान र प्रविधिसम्बन्धी अनुसन्धानको अभिवृद्धि गर्ने;
  4. उपयुक्त प्रविधिको पहिचान गर्ने र तिनलाई नेपालमा भित्र्याउन सहजीकरण गर्ने।

नास्टले धेरै क्षेत्रमा अनुसन्धानलाई सहयोग गर्दै आएको छ। खगोल विज्ञान र अन्तरिक्षको क्षेत्रमा यसले राष्ट्रिय अन्तरिक्ष अनुसन्धान केन्द्र (National Space Research Centre) स्थापना गर्ने काम गरिरहेको छ। नेपालको पहिलो भूउपग्रह परियोजनाको नेतृत्व पनि नास्टले गरेको थियो।

इन्टरनेसनल एस्ट्रोनोमिकल युनियन (IAU)

इन्टरनेसनल एस्ट्रोनोमिकल युनियन (IAU) व्यावसायिक खगोलविद्हरूको अन्तर्राष्ट्रिय गैरसरकारी संस्था हो। यो सन् 1919 मा ब्रसेल्समा स्थापना भएको हो र यसको कार्यालय पेरिसमा छ। विश्वव्यापी सहयोगमार्फत खगोल विज्ञान, यसको अनुसन्धान, शिक्षा तथा आम मानिससम्म पहुँचको विस्तार गर्नु यसको उद्देश्य हो। संसारभरका 12,000 भन्दा बढी व्यावसायिक खगोलविद् यसका सदस्य छन्। वैज्ञानिक बैठकहरू आयोजना गर्नु यसको मुख्य काम हो। हरेक तीन वर्षमा यसको महासभा (General Assembly) हुन्छ (सन् 2024 मा यो दक्षिण अफ्रिकाको केप टाउनमा भएको थियो)। यसबाहेक धेरै साना बैठक पनि हुन्छन्।

  • खगोलीय पिण्डहरूको नामकरण र परिभाषा गर्ने आधिकारिक संस्था IAU नै हो।
  • 24 अगस्त 2006 मा ग्रहको नयाँ परिभाषाअनुसार यमलाई शिशु ग्रहका रूपमा परिभाषित गर्ने संस्था पनि IAU नै हो। सोही बेला त्यतिबेलासम्म सबैभन्दा ठुलो क्षुद्रग्रह मानिएको सिरसलाई (Ceres) पनि शिशु ग्रह मानियो।
  • सन् 1967 मा सुरु भएको इन्टरनेसनल स्कुल फर यङ एस्ट्रोनोमर्स (ISYA) यसको एउटा परियोजना हो। यसमा युवा खगोलविद्हरू केही हप्ताका लागि हरेक पटक फरक देशमा भेला भएर सिक्छन् र अनुभव आदानप्रदान गर्छन्।
  • विद्यालयमा विज्ञान र गणितप्रति रुचि जगाउन र स्नातक तहमा अनुसन्धानलाई प्रोत्साहन दिन पनि यसले काम गर्छ।

नेसनल एरोनटिक्स एन्ड स्पेस एडमिनिस्ट्रेसन (नासा)

नासा सन् 1958 मा स्थापना भएको संयुक्त राज्य अमेरिकाको अन्तरिक्ष संस्था हो। त्यतिबेला अमेरिका र सोभियत सङ्घबिच अन्तरिक्षमा होडबाजी चलिरहेको थियो। सोभियत सङ्घले पहिलो भूउपग्रह (स्पुतनिक, 1957) छोडिसकेको थियो र पछि अन्तरिक्षमा पहिलो मानिस (युरी गागारिन, 1961) पनि पठायो। यही बेला नासाले अन्तरिक्ष अनुसन्धानका धेरै अभियान सुरु गर्‍यो।

  • चन्द्रमामा पहिलो मानिस: 20 जुलाई 1969 मा नासाको अपोलो 11 ले निल आर्मस्ट्रङ र बज अल्ड्रिनलाई चन्द्रमामा उतार्‍यो।
  • अध्ययन र अनुसन्धानका लागि भूउपग्रह र अन्तरिक्ष यान: रुस, युरोप, जापान तथा क्यानडाका अन्तरिक्ष संस्थासँग मिलेर नासाले अन्तर्राष्ट्रिय स्पेस स्टेसन (ISS) बनाएको छ। यो पृथ्वीबाट करिब 400 km माथि रहेर हरेक 90 मिनेटमा पृथ्वीको एक फन्को लगाउने प्रयोगशाला हो। सन् 2000 देखि यसमा मानिस बस्दै आएका छन्। (स्पेस स्टेसन अहिले कहाँ छ?)
  • ग्रह, उपग्रह, शिशु ग्रह, क्षुद्रग्रह, पुच्छ्रेतारा तथा सूर्यको अध्ययनका लागि स्पेस प्रोब: सन् 2018 मा प्रक्षेपण गरिएको पार्कर सोलार प्रोब (Parker Solar Probe) अप्रिल 2021 मा सूर्यको बाहिरी वायुमण्डल कोरोनाभित्र पस्ने पहिलो अन्तरिक्ष यान बन्यो। यसबाट सूर्यका कण र चुम्बकीय क्षेत्रको अध्ययन भइरहेको छ। डिसेम्बर 2024 मा यो सूर्यको सतहबाट 61 लाख km मात्र टाढाबाट गुज्रियो। मानिसले बनाएको कुनै पनि वस्तु यति छिटो कहिल्यै गएको छैन।
  • पृथ्वीबाहिर जीवनको खोजी: नासाले मङ्गल ग्रहमा रोबोट रोभरहरू उतारेको छ। पर्सिभरेन्स रोभर 18 फेब्रुअरी 2021 मा मङ्गलको सतहमा उत्रियो। यसले मङ्गलका चट्टानका नमुना सङ्कलन गरेर नलीमा बन्द गरिरहेको छ। अध्ययनका लागि यी नमुना कुनै दिन पृथ्वीमा ल्याउने नासाको योजना छ। यस रोभरले इन्जेन्युइटी नामको सानो हेलिकप्टर पनि बोकेको थियो। अर्को ग्रहमा इन्जिनको शक्तिले उड्ने पहिलो हवाई यान यही बन्यो।
  • अन्तरिक्ष टेलिस्कोप: सन् 1990 मा प्रक्षेपण गरिएको हबल स्पेस टेलिस्कोपको सहायताले ब्रह्माण्डका धेरै रहस्य खुलेका छन्। युरोपियन स्पेस एजेन्सी र क्यानेडियन स्पेस एजेन्सीसँगको सहकार्यमा नासाले इन्फ्रारेड प्रकाश देख्न सक्ने जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप बनायो। यसलाई 25 डिसेम्बर 2021 मा अन्तरिक्षमा प्रक्षेपण गरिएको हो। बिग ब्याङपछि बनेका पहिला तारापुञ्जहरू यसबाट देखिन थालेका छन्।
पृथ्वीको घुमाउरो किनारामाथि कालो अन्तरिक्षमा तैरिरहेको चाँदीको लामो, बेलनाकार टेलिस्कोप
चित्र 12.7 स्पेस सटलबाट खिचिएको हबल स्पेस टेलिस्कोप। यो पृथ्वीबाट 500 km भन्दा बढी उचाइमा, तस्बिर धमिलो बनाउने हावाभन्दा माथि रहेर घुम्छ। फोटो: NASA, Public domain
रातोजस्तो चट्टानी जमिनमा छ पाङ्ग्रे रोबोट गाडी र त्यसको पछाडि जमिनमा उभिएको सानो हेलिकप्टर
चित्र 12.8 अप्रिल 2021 मा मङ्गल ग्रहमा पर्सिभरेन्स रोभरले खिचेको आफ्नै तस्बिर (सेल्फी)। यसको पछाडि जमिनमा रहेको सानो हेलिकप्टर इन्जेन्युइटी हो। फोटो: NASA/JPL-Caltech/MSSS, Public domain

ऊर्जा संरक्षणको सिद्धान्त

क्रियाकलाप 12.2: आयु सकिएपछि के हुन्छ?

पृथ्वीमा र हाम्रो शरीरमा भएका तत्त्वहरू ब्रह्माण्डको सुरुवातमा छरिएका र पछि ताराभित्र पाकेका पदार्थ नै हुन्। ब्रह्माण्डमा जति पनि पदार्थ र ऊर्जा छन्, ती सबै ब्रह्माण्ड बनेदेखि नै रहिआएका छन्। ऊर्जा (ऊर्जा) न उत्पन्न गर्न सकिन्छ, न त नष्ट नै गर्न सकिन्छ; यसलाई एक रूपबाट अर्को रूपमा मात्र रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। यसलाई ऊर्जा संरक्षणको सिद्धान्त भनिन्छ (कतिपय किताबमा यसलाई ऊर्जा सञ्चितको सिद्धान्त पनि भनिएको पाइन्छ)।

पृथ्वीका जीवहरूको जीवनचक्र, जलचक्र, कार्बनजस्ता तत्त्वका चक्र र अन्तरिक्षका ताराहरूको जीवनचक्रबाट ब्रह्माण्डका सबै वस्तुको निश्चित आयु हुन्छ भन्ने निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ। आयु सकिँदा यिनको पदार्थ र ऊर्जा हराउँदैनन्। ती अर्कै रूपमा फेरि ब्रह्माण्डमै समाहित हुन्छन् र कुनै नयाँ वस्तुको भाग बन्छन्।

अभ्यास

1. सही उत्तर छान्नुहोस्

क. नेबुलामा हुने प्रमुख तत्त्व कुन हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ख. ठुलो पिण्डको ताराको मृत्युका क्रममा हुने ठुलो विस्फोटनलाई के भनिन्छ?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

ग. ताराको जीवनचक्रको सही क्रम कुन हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

घ. दिइएकामध्ये कुन ब्रह्माण्डसम्बन्धी वैज्ञानिक तथ्य हो?

किन भनेर हेर्न एउटा उत्तर छान्नुहोस्।

2. फरक लेख्नुहोस्

क.

प्रोटोस्टार र तारा

उत्तर
ख.

रेड जाइन्ट र रेड सुपर जाइन्ट

उत्तर
ग.

नोभा र सुपर नोभा

उत्तर

3. कारण लेख्नुहोस्

क.

नेबुलालाई स्टेलर नर्सरी (stellar nursery) पनि भनिन्छ।

उत्तर
ख.

ताराहरू सबै एकै रङका हुँदैनन्।

उत्तर
ग.

कालो छिद्र (ब्ल्याक होल) देख्न सकिँदैन।

उत्तर
घ.

सौरमण्डलको ग्यास जाइन्ट (gas giant) बृहस्पतिलाई असफल तारा (failed star) पनि भनिन्छ।

उत्तर

4. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्

क.

नेबुला भनेको के हो?

उत्तर
ख.

कालो छिद्र (ब्ल्याक होल) भनेको के हो?

उत्तर
ग.

ताराको जीवनचक्रको चित्रसहित व्याख्या गर्नुहोस्।

उत्तर
घ.

कालान्तरमा सूर्यको इन्धन सकिएपछि यसको अवस्था कस्तो होला, व्याख्या गर्नुहोस्।

उत्तर
ङ.

ब्रह्माण्डसम्बन्धी केही वैज्ञानिक तथ्य लेख्नुहोस्।

उत्तर
च.

खगोल अध्ययनमा एस्ट्रोनोमिकल एकाइ र प्रकाशवर्षजस्ता एकाइहरूको प्रयोग किन महत्त्वपूर्ण हुन्छ?

उत्तर
छ.

नेपालमा खगोल अध्ययनको अवस्था झल्काउनुहोस्।

उत्तर
ज.

खगोल विज्ञानको विकासमा नासाको भूमिका चर्चा गर्नुहोस्।

उत्तर

यो पाठ्यपुस्तकको सहायक सामग्री हो, पाठ्यपुस्तकको सट्टा होइन। विद्यालयमा पढाइने पुस्तक नै पढ्नुहोस् र कुनै कुरा फरक परे शिक्षकको कुरा मान्नुहोस्। गल्ती भेटे हामीलाई भन्नुहोस्।