આખું બ્રહ્માંડ અબજો તારાઓ, અસંખ્ય ગ્રહો અને વિશાળ ગેલેક્સીઓથી ભરેલું છે. પરંતુ આટલું વિશાળ બ્રહ્માંડ કઈ રીતે એકસાથે ટકી રહ્યું છે, ગેલેક્સીઓ વેરવિખેર કેમ થઈ જતી નથી અને તેની પાછળ કઈ અદૃશ્ય શક્તિ કામ કરી રહી છે, તે સવાલનો જવાબ વિજ્ઞાનીઓ છેલ્લા ઘણા દાયકાઓથી શોધી રહ્યા છે. હવે આ રહસ્ય ઉકેલવાની દિશામાં એક મહત્વપૂર્ણ સંકેત મળ્યો હોવાનો દાવો કરવામાં આવી રહ્યો છે. અમેરિકામાં ચાલી રહેલા એક અત્યંત સંવેદનશીલ વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગ દરમિયાન એવી એક અસામાન્ય ઘટના નોંધાઈ છે, જે ડાર્ક મેટરના સંભવિત કણ સાથે જોડાયેલી હોઈ શકે છે. ડાર્ક મેટર એટલે એવો અદૃશ્ય પદાર્થ જેને આપણે સીધી રીતે જોઈ શકતા નથી. તે પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરતો નથી અને પ્રકાશને સામાન્ય પદાર્થોની જેમ પ્રતિબિંબિત પણ કરતો નથી. તેમ છતાં, તેના ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવને કારણે વૈજ્ઞાનિકોને તેની હાજરી અંગે લાંબા સમયથી મજબૂત સંકેતો મળતા આવ્યા છે. જો તાજેતરમાં મળેલો સંકેત સાચો સાબિત થાય છે, તો બ્રહ્માંડની રચના અને તેના વિકાસને સમજવાની વૈજ્ઞાનિકોની હાલની સમજમાં મોટો ફેરફાર થઈ શકે છે.
ડાર્ક મેટર અંગેનો સવાલ આજનો નથી. વર્ષ 1933માં સ્વિસ ખગોળશાસ્ત્રી ફ્રિટ્ઝ ઝ્વિકીએ ગેલેક્સીઓના એક વિશાળ સમૂહનો અભ્યાસ કર્યો હતો. તેમણે જોયું કે આ ગેલેક્સીઓ જે ઝડપે ગતિ કરી રહી હતી, તેને માત્ર દેખાતા પદાર્થના ગુરુત્વાકર્ષણથી સમજાવી શકાય તેમ નહોતું. જો ત્યાં માત્ર દેખાતો પદાર્થ જ હોય, તો આટલી ઝડપથી ગતિ કરતી ગેલેક્સીઓ લાંબા સમય સુધી એકસાથે રહી શકે નહીં અને વેરવિખેર થઈ જવી જોઈએ. ત્યારબાદ 1970ના દાયકામાં ખગોળશાસ્ત્રી વેરા રુબિને ગેલેક્સીઓની ગતિનો વધુ વિગતવાર અભ્યાસ કર્યો. તેમણે નોંધ્યું કે ગેલેક્સીઓના બહારના ભાગમાં આવેલા તારાઓ અપેક્ષા કરતાં ઘણી વધુ ઝડપે પરિભ્રમણ કરી રહ્યા હતા. આ તારાઓને ગેલેક્સીના ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે બાંધી રાખવા માટે કોઈ અદૃશ્ય દળ હોવું જરૂરી હતું. આ અભ્યાસો બાદ વૈજ્ઞાનિકોને એવી માન્યતા વધુ મજબૂત બનતી ગઈ કે બ્રહ્માંડમાં મોટા પ્રમાણમાં એવો પદાર્થ રહેલો છે, જે દેખાતો નથી પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા તેની અસર કરે છે. તેને ડાર્ક મેટર નામ આપવામાં આવ્યું.
વૈજ્ઞાનિકોના અંદાજ પ્રમાણે બ્રહ્માંડમાં રહેલા કુલ પદાર્થમાંથી સામાન્ય પદાર્થનો હિસ્સો ખૂબ જ નાનો છે, જ્યારે ડાર્ક મેટરનો હિસ્સો તેના કરતાં ઘણો મોટો છે. તારાઓ, ગ્રહો, ગેસ, ધૂળ અને મનુષ્ય સહિત આપણે જે કંઈ જોઈ શકીએ છીએ તે સામાન્ય પદાર્થનો ભાગ છે. ડાર્ક મેટર સીધી રીતે નજરે પડતું નથી, પરંતુ તેના ગુરુત્વાકર્ષણની અસર ગેલેક્સીઓની ગતિ અને બ્રહ્માંડની રચનામાં જોવા મળે છે. વૈજ્ઞાનિકોનું માનવું છે કે બ્રહ્માંડની શરૂઆત પછી ડાર્ક મેટરે બ્રહ્માંડમાં એક વિશાળ અદૃશ્ય માળખું બનાવવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હશે. આ માળખાને ઘણી વખત ‘કોસ્મિક વેબ’ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ગેલેક્સીઓ અને તારાઓ ક્યાં અને કેવી રીતે બન્યા તેમાં આ અદૃશ્ય માળખાનો મહત્વનો ફાળો હોવાનું માનવામાં આવે છે. જો ડાર્ક મેટર અસ્તિત્વમાં ન હોત, તો બ્રહ્માંડની આજની રચના સમજવી ખૂબ મુશ્કેલ બની જાય.
આટલા વર્ષોથી ડાર્ક મેટરની હાજરી અંગે અનેક પુરાવા મળ્યા હોવા છતાં તેને કોઈ પ્રયોગમાં સીધી રીતે પકડવામાં સફળતા મળી નહોતી. હવે અમેરિકાના દક્ષિણ ડાકોટામાં જમીનની અંદર લગભગ એક માઇલ ઊંડે આવેલા એક વિશેષ સંશોધન કેન્દ્રમાં ચાલી રહેલા LUX-ZEPLIN એટલે કે LZ પ્રયોગમાંથી આશાજનક માહિતી સામે આવી છે. આ પ્રયોગનો મુખ્ય હેતુ ડાર્ક મેટરના સંભવિત કણોને શોધવાનો છે. આ માટે જમીનની ખૂબ ઊંડાઈમાં અત્યંત સંવેદનશીલ ડિટેક્ટર સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે, જેથી બહારના વાતાવરણમાંથી આવતા કિરણો અને અન્ય અવરોધોને શક્ય તેટલા ઓછા કરી શકાય. આ વિશાળ ડિટેક્ટરમાં આશરે 10 ટન પ્રવાહી ઝેનોનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. ઝેનોન ભારે અને ઘટ્ટ પદાર્થ હોવાથી જો કોઈ ડાર્ક મેટર કણ તેની સાથે અથડાય તો તેની અસર પકડવાની શક્યતા વધી જાય છે.
વૈજ્ઞાનિકોમાં એક ધારણા એવી છે કે ડાર્ક મેટર ‘WIMP’ નામના વિશેષ કણોથી બનેલું હોઈ શકે છે. આ કણો સામાન્ય પદાર્થ સાથે ખૂબ જ ઓછી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા હોવાનું માનવામાં આવે છે. તેથી તેમને પકડવા માટે અત્યંત સંવેદનશીલ સાધનોની જરૂર પડે છે. LZ પ્રયોગના ડેટાના લગભગ બે વર્ષ સુધી કરવામાં આવેલા વિશ્લેષણમાં એક અસામાન્ય ઘટના નોંધાઈ છે. વૈજ્ઞાનિકોએ એવી પ્રતિક્રિયા જોઈ છે જે ઝેનોનના એક પરમાણુ અને કોઈ રહસ્યમય કણ વચ્ચેની અથડામણ જેવી લાગી રહી છે. આવી અથડામણ થાય ત્યારે ડિટેક્ટરમાં બે પ્રકારના પ્રકાશના સંકેતો જોવા મળી શકે છે. પ્રથમ સંકેત અથડામણ સમયે ઉત્પન્ન થતા પ્રકાશને કારણે અને બીજો સંકેત તે પ્રક્રિયામાં બહાર આવતા ઇલેક્ટ્રોનને કારણે બને છે. આ બંને સંકેતોના આધારે વૈજ્ઞાનિકો અથડામણમાં રહેલી ઊર્જા વિશે માહિતી મેળવી શકે છે.
આ પ્રયોગના ડેટાના વિશ્લેષણમાં છ દેશોની 39 સંસ્થાઓ સાથે જોડાયેલા આશરે 250 વૈજ્ઞાનિકો અને એન્જિનિયરોએ ભાગ લીધો છે. બ્રિટનની બે યુનિવર્સિટીઓના સંશોધકો પણ આ ટીમનો ભાગ રહ્યા છે. સંશોધકોનું માનવું છે કે જો આ સંકેતની સ્વતંત્ર રીતે પુષ્ટિ થાય અને ભવિષ્યમાં આવી વધુ ઘટનાઓ જોવા મળે, તો તે ડાર્ક મેટરના કણને શોધવાની દિશામાં ખૂબ મહત્વનું પગલું બની શકે છે. પરંતુ અહીં સૌથી મહત્વની બાબત એ છે કે વૈજ્ઞાનિકોએ હજુ સુધી આ ઘટનાને ડાર્ક મેટરની સત્તાવાર શોધ ગણાવી નથી. મળેલા સંકેતને આંકડાકીય રીતે 2.6 સિગ્માનું મહત્વ આપવામાં આવ્યું છે. સામાન્ય રીતે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કોઈ નવી શોધને ખૂબ મજબૂત પુરાવા તરીકે સ્વીકારવા માટે 5 સિગ્માનો સ્તર જરૂરી માનવામાં આવે છે. એટલે કે હાલમાં મળેલો સંકેત રસપ્રદ અને આશાજનક છે, પરંતુ તેને અંતિમ પુરાવો માનવા માટે હજુ વધુ માહિતી જરૂરી છે.
સંશોધકોનું કહેવું છે કે માત્ર એક જ અસામાન્ય ઘટના પરથી ડાર્ક મેટર મળી ગયું હોવાનું જાહેર કરવું યોગ્ય નહીં બને. મશીનમાં કોઈ અજાણી ખામી, અન્ય કણોની ક્રિયા અથવા કુદરતી પ્રક્રિયા પણ આવા સંકેતનું કારણ હોઈ શકે છે. તેથી સંશોધકો હાલમાં આ તમામ સંભવિત કારણોની તપાસ કરી રહ્યા છે. વૈજ્ઞાનિકોએ ન્યુટ્રિનો, ન્યુટ્રોન અને ગામા કિરણો જેવી અન્ય જાણીતી પ્રક્રિયાઓ પણ તપાસી છે. આમાંથી કોઈ ચોક્કસ કારણ આ ઘટના સાથે સંપૂર્ણ રીતે બંધબેસતું ન હોવાનો દાવો સંશોધકો દ્વારા કરવામાં આવ્યો છે. આ જ કારણસર આ એક ઘટનાએ વૈજ્ઞાનિક જગતમાં ખાસ ઉત્સુકતા જગાવી છે.
જો ભવિષ્યના પ્રયોગોમાં આવા વધુ સંકેતો મળે અને તે સ્વતંત્ર રીતે સાબિત થાય, તો વિજ્ઞાન માટે આ ઐતિહાસિક શોધ બની શકે છે. ડાર્ક મેટરની સાચી પ્રકૃતિ સમજવાથી ગેલેક્સીઓની રચના, બ્રહ્માંડનો વિકાસ અને બ્રહ્માંડમાં રહેલા અદૃશ્ય પદાર્થ અંગેના અનેક સવાલોના જવાબ મળી શકે છે. હાલ માટે આ શોધને અંતિમ સત્ય નહીં પરંતુ એક મહત્વપૂર્ણ સંકેત તરીકે જોવામાં આવી રહી છે. લગભગ એક સદીથી વૈજ્ઞાનિકો જે અદૃશ્ય પદાર્થને શોધવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે, તેની દિશામાં કદાચ પહેલી વખત પ્રયોગશાળામાંથી કોઈ સીધો સંકેત મળ્યો છે. હવે આગામી સંશોધન અને વધુ ડેટા નક્કી કરશે કે આ ખરેખર ડાર્ક મેટર છે કે બ્રહ્માંડનું કોઈ બીજું અજાણ્યું રહસ્ય. જો આ સંકેત સાચો સાબિત થશે, તો માનવજાતની બ્રહ્માંડને સમજવાની દિશામાં તે એક ઐતિહાસિક વળાંક સાબિત થઈ શકે છે.
