“मैंने बेहतरीन और सबसे कम अपेक्षित परिणामों में से एक प्राप्त किया है - सितारों के स्पेक्ट्रा! - रंगों और शानदार लाइनों के साथ सुंदर स्पेक्ट्रा। बस एक और कदम और ब्रह्मांड की रासायनिक संरचना का खुलासा किया जाएगा, "दिसंबर 1862 में इटली में एक वेधशाला से अपनी पत्नी को खगोल भौतिकीविद पियरे जूल्स सेसर जानसेन ने लिखा। दिन की नवीनतम तकनीक और अन्य पश्चिमी खगोल भौतिकविदों द्वारा बनाई गई टिप्पणियों के साथ सशस्त्र। जैन्सेन को आकाशगंगा के रहस्यों को खोलने के लिए निर्धारित किया गया था।
18 अगस्त, 1868 को, जेनसेन बस ऐसा करने में कामयाब रहा। वह सोलर स्पेक्ट्रम में, पृथ्वी पर पहले कभी नहीं देखा गया एक तत्व हीलियम का निरीक्षण करने वाला पहला व्यक्ति बन गया। उस समय, हालांकि, जानसेन को नहीं पता था कि उसने क्या देखा- बस यह कुछ नया था।
1800 के दशक के मध्य में आकाश में सहकर्मी के लिए एक रोमांचक समय था। स्पेक्ट्रोस्कोप नामक एक नया उपकरण खगोल विज्ञान के क्षेत्र को बढ़ा रहा था। टेलीस्कोप के डिजाइन के समान, स्पेक्ट्रोस्कोप ने सुपर-पावर्ड प्रिज्म की तरह काम किया, प्रकाश को मापने योग्य तरंग दैर्ध्य में फैलाया। एक प्रारंभिक मॉडल ने भौतिक विज्ञानी जोसेफ फ्राउन्होफर को 1800 के दशक की शुरुआत में सूर्य का निरीक्षण करने की अनुमति दी थी, लेकिन उन्हें सामान्य रंगों को बाधित करने वाली काली लाइनों द्वारा हैरान किया गया था। इन काली रेखाओं को फ्राउनहोफर के लिए नामित किया गया था, भले ही वह यह नहीं समझ पाए कि वे क्या थे।
यह ज्ञान कई दशकों बाद जर्मन शोधकर्ताओं गुस्ताव किरचॉफ और रॉबर्ट ब्यूसेन के पास आएगा। 1859 में, ब्यूसेन और किरचॉफ ने पाया कि विभिन्न तत्वों को गर्म करने से स्पेक्ट्रोस्कोप में प्रकाश की चमकीली रेखाएँ उत्पन्न हुईं और प्रकाश की वे रेखाएँ कभी-कभी अंधेरे फ्रैन्होफ़र लाइनों के अनुरूप थीं।
वैज्ञानिकों ने निर्धारित किया कि एक गर्म गैस जलने पर चमकीली रेखाएं दिखाई देती हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन नारंगी को जलाता है, लेकिन जब एक स्पेक्ट्रोस्कोप के माध्यम से देखा जाता है, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि नारंगी प्रकाश के कई व्यक्तिगत संकीर्ण तरंग दैर्ध्य से बना है। इसी प्रकार, फ्रौनहोफर ने जिन अंधेरे रेखाओं की खोज की थी, वे सूर्य की सतह पर एक शांत तत्व द्वारा अवशोषित प्रकाश का प्रतिनिधित्व करती थीं। "दो वैज्ञानिकों ने पाया कि हर रासायनिक तत्व एक अद्वितीय स्पेक्ट्रम का उत्पादन करता है, " अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स लिखता है। "यह एक प्रकार का 'फिंगरप्रिंट' प्रदान करता है जो उस रसायन की उपस्थिति की पुष्टि कर सकता है।"
प्रयोगशाला में विशिष्ट तत्वों के उत्सर्जन स्पेक्ट्रा का विश्लेषण करके, फिर तारों पर अपने स्पेक्ट्रोस्कोप को मोड़कर, शोधकर्ता हमारे सूर्य से सब कुछ की रासायनिक संरचना को आकाशगंगा के पार के तारों तक बना सकते हैं।
एक स्पेक्ट्रोस्कोप जो सूर्य को देखने के लिए बनाया गया है। (विकिमीडिया कॉमन्स) "स्पेक्ट्रोस्कोप से पहले आपको पता नहीं था कि सूर्य किस चीज से बना है, या किन तारों से बना है, " नेशनल हिस्ट्री ऑफ अमेरिकन हिस्ट्री में मेडिसिन एंड साइंस के क्यूरेटर डेबोरा वार्नर कहते हैं। "अचानक वहाँ यह लगभग जादुई तकनीक है जिसके द्वारा आप इन दूर के निकायों के तत्वों को जान सकते हैं। नए तत्व सही और बाएँ दिखाई दे रहे हैं क्योंकि आपके पास यह नया उपकरण है। "
जानसेन ने प्रकाश विश्लेषण के इस नए रूप में उत्सुकता से काम किया। यद्यपि वह पेरिस में रहते थे, उन्होंने रात के आकाश के अवलोकन के लिए इष्टतम सहूलियत बिंदुओं की तलाश में पूरे यूरोप और एशिया की यात्रा की। उन्होंने यह भी ग्रहण के बाद पीछा किया, फरवरी 1867 में इटली का दौरा किया और फिर 18 अगस्त, 1868 के कुल सूर्य ग्रहण के लिए गुंटूर, भारत के लिए सभी रास्ते जा रहे थे। फ्रांसीसी सरकार और इसकी राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी दोनों ने इस अभियान के साथ वित्त पोषित किया। एक और फ्रांसीसी व्यक्ति, दोनों यात्रा के लिए 75, 000 से अधिक फ्रैंक खर्च करता है।
लेकिन उच्च लागत एक योग्य निवेश साबित होगा। ग्रहण के दिन, अपने स्पेक्ट्रोस्कोप से लैस, जैनसेन ने कुछ असाधारण देखा: एक चमकदार पीली रेखा जिसका तरंगदैर्ध्य किसी भी ज्ञात तत्व से मेल नहीं खाता था। स्पेक्ट्रम सोडियम द्वारा बनाए गए पैटर्न के सबसे करीब था, लेकिन अपनी श्रेणी के गुण के अनुसार पर्याप्त था। ऐसा लगता था कि जैनसेन ने एक नया तत्व खोजा था, जो पृथ्वी पर पहले कभी नहीं देखा गया था।
इसी समय, जेनसेन ने एक संशोधित दायरे का उपयोग करते हुए, एक ग्रहण की आवश्यकता के बिना सूर्य के अवलोकन का एक नया तरीका उजागर किया। उन्होंने ग्रहण के बाद विज्ञान अकादमी में इस सब का शब्द भेजा। लेकिन उसी समय के आसपास, अकादमी को अंग्रेजी खगोलविद नॉर्मन लॉकर से यह शब्द मिला कि वह एक ऐसे आविष्कार पर हुआ था, जिसने उसे ग्रहण के बिना सूर्य को देखने की अनुमति दी थी, और इसी तरह का अवलोकन किया था। प्रत्येक व्यक्ति के काम की पुष्टि दूसरे के साथ करने के लिए, निश्चित क्रेडिट को पुरस्कृत करना कठिन था। खगोलशास्त्री हेरेव फेय ने कुछ समझौता करने का सुझाव दिया: "इसके बजाय खोज की योग्यता के अनुपात में प्रयास करने, और परिणामस्वरूप इसे कम करने के लिए, विज्ञान के इन दोनों पुरुषों के लिए पूरे सम्मान को निष्पक्ष रूप से पेश करना बेहतर होगा, जो कुछ हजारों द्वारा अलग किए गए हैं। मील की दूरी पर, प्रत्येक को एक विधि द्वारा अमूर्त और अदृश्य तक पहुंचने का सौभाग्य प्राप्त हुआ है, जो संभवत: सबसे आश्चर्यजनक है कि प्रेक्षण के जीनियस ने कभी कल्पना की है? "
फ्रांसीसी खगोल भौतिकीविद् पियरे जूल्स जैनसेन ने ब्रह्मांड को समझने की कोशिश में दुनिया भर में यात्रा की, और अपने स्पेक्ट्रोस्कोप में हीलियम के तरंग दैर्ध्य पैटर्न को देखने वाले पहले व्यक्ति थे। (विकिमीडिया कॉमन्स) दो शोधकर्ताओं ने खोज के सम्मान को साझा करने के लिए दिल से सहमति व्यक्त की, और बाद में करीबी दोस्त बन गए। लेकिन उनके अवलोकन के उत्साह के साथ भी, सवाल बने रहे। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण: वास्तव में जैनसेन और लॉकर ने क्या देखा था? सभी वैज्ञानिकों का मानना नहीं था, क्योंकि लॉकर जल्द ही सीखने वाला था। इस दावे का समर्थन करने के लिए कि वह एक नए तत्व की खोज में मदद करेगा, लॉकर ने प्रयोगशाला में तरंग दैर्ध्य पैटर्न को पुन: उत्पन्न करने का प्रयास करने के लिए अंग्रेजी रसायनज्ञ एडवर्ड फ्रैंकलैंड के पास गया। फ्रेंकलैंड थ्योरीज्ड यह अत्यधिक तापमान और दबाव में हाइड्रोजन के कारण हो सकता है, लेकिन वे इसे फिर से बनाने के अपने प्रयासों में असफल रहे।
अंतरिक्ष में मौजूद एक तत्व की संभावना पर संदेह लेकिन पृथ्वी पर नहीं, शायद कोई आश्चर्य की बात नहीं है, यह देखते हुए कि यह अपनी तरह का पहला था। विज्ञान के इतिहासकार जेम्स एल। मार्शल और वर्जीनिया आर। मार्शल लिखते हैं, "फ्रेंकलैंड, शायद अब तक उपलब्ध उच्च संकल्प स्पेक्ट्रा से उत्पन्न कई गलत 'नए खोजे गए तत्वों' के कारण सतर्क हैं, उन्होंने कहा कि वह अपना नाम इससे जुड़ा नहीं रखना चाहते थे काल्पनिक तत्व, "लॉकर के सार्वजनिक होने के बाद भी, इसे सूर्य के लिए ग्रीक नाम के बाद" हीलियम "कहा गया।
सभी को इतना संदेह नहीं था। अमेरिकी वैज्ञानिक जॉन विलियम ड्रेपर ने 1876 में अमेरिकन केमिकल सोसाइटी की उद्घाटन बैठक के एक संबोधन में इस खोज को समाप्त कर दिया। "मैं अक्सर उस अज्ञात तत्व, हीलियम द्वारा सूरज के क्रोमोस्फीयर से निकलने वाली चमकीली पीली किरण को देखता हूं, क्योंकि खगोलविदों ने इसे कॉल करने के लिए उद्यम किया है। यह अपनी कहानी बताने के लिए उत्साह के साथ कांप रहा है, और इसके कितने अनदेखी साथी हैं, ”ड्रेपर ने कहा।
स्पेक्ट्रोस्कोप कई पुनरावृत्तियों के माध्यम से चला गया, और वैज्ञानिकों ने अक्सर अपने दम पर डिजाइन को बदल दिया। (विकिमीडिया कॉमन्स) यह 1882 तक नहीं था कि एक भौतिक विज्ञानी ने पृथ्वी पर हीलियम देखा। इतालवी भौतिक विज्ञानी लुइगी पामरी ने माउंट वेसुवियस से लावा का विश्लेषण करते हुए पीले रंग की वर्णक्रमीय रेखा को अपने डेटा में दर्ज किया। उस खोज को बाद में स्कॉटिश रसायनज्ञ विलियम रामसे द्वारा गैस पर किए गए प्रयोगों के बाद लिया गया था, और 1895 तक शोधकर्ता निश्चित रूप से कह सकते थे कि हीलियम पृथ्वी पर और साथ ही साथ सूरज में भी मौजूद था। रामसे ने हीलियम दिखाने के लिए रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय का एक उत्पाद था, और इसे आवर्त सारणी पर अन्य तत्वों के संबंध में रखा।
आज, हीलियम को शायद आज गैस के रूप में जाना जाता है जो जन्मदिन के गुब्बारे को भरता है, लेकिन गैस चिकित्सा मशीनरी (जैसे एमआरआई स्कैनर) के साथ-साथ अंतरिक्ष यान और विकिरण मॉनिटर में भी महत्वपूर्ण उद्देश्यों को पूरा करती है। इसका उपयोग कंप्यूटर भागों, माइक्रोस्कोप, कारों में एयर बैग और भौतिकी प्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले बड़े हैड्रॉन कोलाइडर में भी किया जाता है। बहुत से तत्व की कमी के बारे में चिंतित हैं, लेकिन तंजानिया में पाए जाने वाले एक बड़े जमा का मतलब है कि हम कुछ समय के लिए अच्छी तरह से आपूर्ति कर रहे हैं।
जैन्सन के लिए, उन्होंने धूप में हीलियम के स्थान पर शायद ही कभी अपने आराम पर आराम किया हो। अपने लंबे वैज्ञानिक करियर के दौरान, उन्होंने पेरू, स्विटज़रलैंड, जापान, अल्जीरिया और अन्य जगहों की यात्रा की, जहां उन्होंने ब्रह्मांड को समझने की खोज की। यहां तक कि वह 1870 में एक गर्म हवा के गुब्बारे में पेरिस से भाग गया, जब फ्रेंको-प्रशिया युद्ध के दौरान शहर की घेराबंदी की गई थी। उन्होंने अपने काम पर बहुत विश्वास किया, एक बार लिखते हुए, "प्रकाश का अध्ययन हमें दुनिया की प्रणाली के भौतिक संगठन को दिखाएगा।"
संपादक का ध्यान दें, 9/4/18: इस लेख के पिछले संस्करण में कहा गया कि हीलियम और जैनसेन ने हीलियम की खोज का श्रेय साझा किया है। यह गलत था, क्योंकि तत्व को अभी तक मान्यता नहीं दी गई थी। उन्होंने ग्रहण के बिना सूर्य को देखने का एक नया तरीका खोजने का श्रेय साझा किया। इसे प्रतिबिंबित करने के लिए लेख को संशोधित किया गया है।
