ब्रह्मांड के विस्तार में हमेशा समान गति नहीं थी
ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, अर्थात, सभी वस्तुएं जो गुरुत्वाकर्षण द्वारा धारण नहीं की जाती हैं वे एक दूसरे से दूर जाती हैं। ब्रह्मांड के विस्तार की गति हालांकि बहस के अधीन है। यह कॉस्मोलॉजी के बड़े सवालों में से एक है। आमतौर पर स्वीकृत मॉडल में, समय के साथ ब्रह्मांड के विस्तार की गति परिवर्तनशील रही है।
अपने अस्तित्व की शुरुआत में, ब्रह्मांड चरम मुद्रास्फीति के दौर से गुज़रा होगा जिसने इसे बहुत तेज़ी से बढ़ने दिया। फिर यह गहरे पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण धीमी गति से धीमा हो गया। यह चरण कुछ सौ हजार वर्षों तक चला होगा। उस समय से, ब्रह्मांड का विस्तार फिर से तेज हो जाएगा, इस बार अंधेरे ऊर्जा के प्रभाव में।
हबल कॉन्स्टेंट, ब्रह्मांड के विस्तार की गति को मापने के लिए एक मानक है
यह कहानी आंशिक रूप से हबल कॉन्स्टेंट के मापन के कारण है, जो एक संकेतक है जो एक निश्चित समय में ब्रह्मांड के विस्तार की दर का वर्णन करता है। समस्या यह है कि इस्तेमाल किए गए वैज्ञानिक उपकरणों और तरीकों के आधार पर, हबल कॉन्स्टेंट के माप हमेशा सहमत नहीं होते हैं।
कुछ खगोल भौतिकविद् कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (सीएमबी) की टिप्पणियों पर भरोसा करते हैं, ब्रह्मांड के पहले प्रकाश का जीवाश्म जब ब्रह्मांड 380,000 वर्ष पुराना था तब उत्सर्जित हुआ था। यह उन्हें अनुमान लगाने की अनुमति देता है कि हबल कॉन्स्टेंट 67 किमी / प्रति मेगापार्कस है। इसका मतलब यह है कि 1 मेगापार्सेक की एक आकाशगंगा, लगभग 6.5 मिलियन प्रकाश-वर्ष, 67 किमी / सेकंड की दूरी पर हमसे दूर जा रही है जबकि 2 मेगापार्सेक पर एक आकाशगंगा दो बार तेजी से आगे बढ़ रही है।
अध्ययन से पता चलता है कि ब्रह्मांड का विस्तार हमारे विचार से अधिक तेज़ है
जब कोई वास्तविक आकाशगंगाओं पर अधिक या कम दूरी पर माप करना चाहता है, तो मेगाबर्सक द्वारा 74 किमी / एस के बराबर हबल कॉन्स्टेंट प्राप्त करता है, न कि 67किमी/सेकंड। जितने साल बीतेंगे, इन दोनों आंकड़ों को समेटना उतना ही मुश्किल होगा। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के खगोलविदों की एक टीम द्वारा प्रकाशित एक नए अध्ययन का गवाह है। हबल स्पेस टेलीस्कोप और कीक वेधशाला के लिए धन्यवाद, उन्होंने एक विधि का उपयोग किया जो गुरुत्वाकर्षण लेंस का उपयोग करता है।
मजे की बात यह है कि किसी भी पूर्वाग्रह से बचने के लिए उन्होंने एक अंधा अध्ययन किया, यही कहना है, उन्होंने खुद को परिणाम तक छिपा दिया जब तक कि वे त्रुटियों के सभी स्रोतों को समाप्त करने के बारे में सुनिश्चित नहीं थे। हम सभी की तरह, खगोलविद संज्ञानात्मक पूर्वाग्रहों के अधीन हो सकते हैं। वे अनजाने में एक कॉस्मोलॉजिकल मॉडल से मिलान करने के लिए डेटा के एक सेट को समायोजित कर सकते हैं। लेकिन इन अतिरिक्त सावधानियों के बावजूद, उनका परिणाम दुविधा को हल नहीं करता है। स्थानीय रूप से किए गए सभी मापों की तरह, उन्हें मेगापार्सेक 75किमी/एस के हबल कॉन्सटेंट मिलते हैं।
ब्रह्मांड के विस्तार की सही गति क्या है?
67 किमी/सेकंड और 75किमी/सेकंड के बीच, अंतर बहुत बड़ा है जिसे त्रुटि का एक मार्जिन माना जाता है। इसलिए खगोलविदों को एक दुविधा का सामना करना पड़ रहा है। या तो कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड के लिए अधिग्रहीत ब्रह्मांड के विस्तार की दर की माप के साथ एक समस्या है, जिसे ज्यादातर खगोलविज्ञानी अनुचित मानते हैं, या यह कॉस्मोलॉजी के मानक मॉडल की समीक्षा करने के लिए आवश्यक है।
उदाहरण के लिए, समय के साथ डार्क एनर्जी के गुणों में बदलाव आया हो सकता है, या हमारी टिप्पणियों में बहुत कमी है। आइए आशा करते हैं कि बड़ी वेधशालाओं के आगमन और कभी अधिक कुशल तरीके इस पहेली को हल करेंगे। लेकिन अगर खगोलविद इन दो उपायों को समेटने में सक्षम नहीं हैं, तो ब्रह्मांड के हमारे इतिहास को गहराई से देखना आवश्यक हो सकता है।
ब्रह्मांड का विस्तार, डार्क एनर्जी : DESI की चुनौतियां
आधुनिक भौतिकी में डार्क एनर्जी सबसे कठिन पहेली में से एक है। बीस वर्षों के लिए, उपायों की एक श्रृंखला यह दिखाती है कि समय के साथ ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो गया है। चूंकि भौतिकी द्वारा अनुमत चार मूलभूत बलों में से कोई भी इस घटना की व्याख्या नहीं कर सकता है, इसलिए अब तक इस त्वरण के लिए जिम्मेदार घटना को काली ऊर्जा कहा जाता है।
यदि हम अंधेरे ऊर्जा को नहीं समझते हैं, तो हम कम से कम इसके प्रभावों को मापने की कोशिश कर सकते हैं। इसीलिए DESI बनाया गया। यह वैज्ञानिक उपकरण मेयेल टेलीस्कोप और इसके 4 मीटर दर्पण से काम करेगा। DESI करोड़ों क्वैसर और आकाशगंगाओं का निरीक्षण करेगा, जो कि 11 बिलियन प्रकाश वर्ष तक फैले ब्रह्मांड का 3 डी मानचित्र बनाने की उम्मीद है।
अभूतपूर्व आकार और सटीकता के इस मानचित्र से हमें थोड़ा बेहतर ढंग से समझ लेना चाहिए कि ब्रह्मांड की बड़ी संरचनाओं को कैसे वितरित किया जाता है, विकसित किया गया है और यह भूमिका डार्क एनर्जी द्वारा निभाई गई है। यह सामान्य सापेक्षता के लिए पूरक या विकल्पों का परीक्षण करने का अवसर होगा। DESI, बैरियों के तथाकथित ध्वनिक दोलनों द्वारा छोड़े गए निशानों के आधार पर दूरी को सटीक रूप से मापेगा, जो कि ब्रह्माण्ड के प्लाज्मा में ध्वनिक तरंगों, ध्वनि, द्वारा छोड़े गए प्रिंट को कहना है। यह वही विधि है जिसका उपयोग यूक्लिड यूरोपीय अंतरिक्ष वेधशाला द्वारा 2022 से सूर्य-पृथ्वी प्रणाली के L2 लैग्रेंज बिंदु से किया जाएगा।
DESI के परीक्षण जल्दी शुरू होने चाहिए। परियोजना पर काम कर रही टीमों को 2025 तक पूरा डेटा पुनर्प्राप्त करने की उम्मीद है, जो कि डार्क एनर्जी कहलाती है, जो बेहतर समझ प्रदान कर सकती है।
ब्रह्मांड के विस्तार को क्वासरों के माध्यम से मापा जा सकता है
– 5 फरवरी, 2019 की खबर –
डार्क एनर्जी आधुनिक खगोल विज्ञान के सबसे महत्वपूर्ण रहस्यों में से एक है। हम 20 वर्षों से जानते हैं कि ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है। हमारा ब्रह्मांड हर दिन बढ़ रहा है और तेजी से और तेजी से बढ़ रहा है। यदि ब्रह्माण्ड में द्रव्यमान पूरी तरह से समाहित है और केवल गुरुत्वाकर्षण के लिए बड़े पैमाने पर पालन किया जाता है, तो यह केवल धीमा हो सकता है। लेकिन यह विपरीत है जिसे हम देखते हैं।
इस घटना के लिए कई स्पष्टीकरण तैयार किए जा सकते हैं। शायद हमारे उपाय गलत हैं। हालांकि, उनमें से अधिक से अधिक एक ही निष्कर्ष बना रहे हैं। शायद बड़े पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के बारे में हमारी समझ अभी पूरी नहीं हुई है। या हम सोच सकते हैं कि अज्ञात प्रकृति की ऊर्जा ब्रह्मांड को बढ़ने के लिए प्रेरित करती है। यह एक प्रकार का मौलिक स्थिरांक हो सकता है जो कि प्रकृति के नियमों का एक हिस्सा है।
ब्रह्मांड के विस्तार की गति को निर्धारित करने की कोशिश करते समय बड़ी समस्या यह है कि हम यह नहीं जानते कि बड़ी दूरी को कितनी अच्छी तरह से मापना है। यह हाल ही की अवधि के लिए काफी कुशलता से किया जा सकता है टाइप 1 ए सुपरनोवा की चमक को देखकर। हम ब्रह्माण्ड के माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) की बदौलत ब्रह्मांड के इतिहास की शुरुआत की भी जाँच कर सकते हैं जो हमें यह बताता है कि बड़ी धमाके के बाद ब्रह्मांड 380000 साल का था। लेकिन इन दो चरम सीमाओं के बीच, हबल निरंतरता का मूल्यांकन करना मुश्किल है, वह परिमाण जो एक निश्चित समय में ब्रह्मांड के विस्तार की दर देता है।
एक इतालवी टीम को लगता है कि उन्होंने दूरी को निर्धारित करने के लिए एक नया तरीका ढूंढ लिया है और इसलिए ब्रह्मांड के विस्तार की गति को मापने के लिए। इसमें क्वैसर की चमक को देखना शामिल है, ये बेहद उज्ज्वल आकाशगंगा नाभिक हैं जो बहुत दूर से देखने योग्य हैं। टाइप 1 ए सुपरनोवा के विपरीत, सभी क्वैसर में एक ही पूर्ण परिमाण नहीं होता है। जब हम किसी अन्य की तुलना में कम चमकदार होते हैं, तो हम यह नहीं जानते कि क्या ऐसा है क्योंकि यह दूर है या यदि यह समान दूरी पर है लेकिन कम ऊर्जावान है।
इस बाधा को दूर करने के लिए, इतालवी टीम ने दो अलग-अलग वर्णक्रमीय बैंडों, एक्स-रे और पराबैंगनी में क्वैसर के प्रकाश की तुलना की। इन दो चमकदार प्रवाह के बीच एक अनुपात स्थापित करके, उन्होंने स्थिरांक पाए जो दूरियों को निर्धारित करना संभव बनाते हैं। इस पद्धति से लगभग 1600 क्वासरों का अध्ययन किया गया, जिससे हमें ब्रह्मांड के विस्तार का कुछ और पूरा इतिहास लिखने की अनुमति मिली।
इस अध्ययन के पहले परिणाम बताते हैं कि समय के साथ अंधेरे ऊर्जा की तीव्रता बढ़ रही है। इसलिए न केवल ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है, बल्कि इसका कारण बनने वाला तत्व स्वयं लगातार विकसित हो रहा है। यदि इस परिणाम की पुष्टि की जाती है, जिसमें वर्षों लग सकते हैं, तो कई मॉडलों की समीक्षा करना आवश्यक होगा जो अंधेरे ऊर्जा को समझाने की कोशिश करते हैं। ब्रह्मांड में लगातार बढ़ती आकाशगंगाओं और सितारों को दूर करने में डार्क एनर्जी की तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका होगी। एक पर्याप्त बड़े समय के पैमाने पर, यहां तक कि परमाणु बनाने वाले कण भी दूर हो जाएंगे, जिसका अर्थ होगा कि समय का अंत।
ब्रह्मांड का विस्तार तेजी से और तेज़ होगा
– 27 फरवरी, 2018 के समाचार –
हबल स्पेस टेलीस्कोप लगभग 30 वर्षों तक परिचालित रहा है और यह बहुत महत्वपूर्ण परिणाम प्रदान करता रहा है। हाल के अवलोकनों से पता चला है कि ब्रह्मांड के विस्तार का त्वरण वास्तव में अपेक्षा से अधिक तेज़ है। समस्या कुछ साल पहले प्राप्त प्लैंक स्पेस वेधशाला के साथ हबल डेटा की तुलना से आई है। दोनों उपकरणों के माप को बहुत विश्वसनीय माना जाता है। दोनों ने हबल निरंतर, एक पैरामीटर निर्धारित करने की मांग की जो किसी दिए गए पल में ब्रह्मांड के विस्तार की दर का वर्णन करता है। प्लैंक के डेटा ने प्रति मेगापरसेक प्रति सेकेंड 67 किमी और 69 किमी के बीच इस स्थिर को रखा। प्लैंक ने 13.8 बिलियन वर्षीय ब्रह्मांड की पहली रोशनी, लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि का अध्ययन करके इन मापों को बनाया था।
न्यू हबल डेटा प्रति मेगापरसेक प्रति 63 किमी प्रति सेकेंड पर हबल स्थिरता का अनुमान लगाता है। हबल ने सेफेड्स को देखा है, जो परिवर्तनीय सितारों को हाल ही में अधिक हालिया हैं। दो उपायों के बीच, 9% अंतर है। समस्या यह है कि इसे समझाने में कठिनाइयां हैं। संभावना है कि एक त्रुटि दो उपायों में से एक में फिसल गया है अविश्वसनीय रूप से कम है। ये परिणाम दिखाते हैं कि ब्रह्मांड का विस्तार इसके इतिहास में तेज हो गया है, और मूल रूप से विचार से भी तेज़ है।
संभावित स्पष्टीकरणों में निश्चित रूप से अंधेरे ऊर्जा है। अच्छी तरह से परिभाषित होने में विफल होने के कारण, यह एक पैरामीटर है जिसे इस प्रकार के अवलोकन की व्याख्या करने के लिए ब्रह्मांड विज्ञान के मानक मॉडल में जोड़ा जा सकता है। अंधेरे पदार्थ और अधिक पारंपरिक सामग्रियों के बीच अपेक्षा की तुलना में एक और संभावना मजबूत बातचीत है। आखिर में नए मॉडल इस घटना के लिए स्पष्टीकरण प्रदान करने के लिए उभरे हैं, उदाहरण के लिए काला विकिरण, बाँझ न्यूट्रीनो जो केवल गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित होंगे।
ब्रह्मांड विस्तार में तेजी लाने का सबसे पुराना सबूत हाल ही में 1 99 0 के दशक के उत्तरार्ध से डेटिंग कर रहा है, और यह संभावना है कि इस त्वरण के कारण तंत्र के बारे में आम सहमति तक पहुंचने से पहले दशकों के अवलोकन और अटकलों की आवश्यकता होगी। यही कारण है कि हमें डब्लूएफआईआरएसटी की संभावित रद्दीकरण पर खेद है क्योंकि उपकरण ने ब्रह्मांड की विभिन्न आयुओं पर हबल स्थिरता के माप की अनुमति दी होगी। सौभाग्य से, यूरोप ने यूक्लिड को रद्द नहीं किया है, इसकी भविष्य की अंतरिक्ष वेधशाला ब्रह्मांड और अंधेरे ऊर्जा के विस्तार पर शोध करने के लिए समर्पित है। यह अगले दशक की शुरुआत में सेवा में आना चाहिए। यह अतीत में 10 अरब साल तक वापस जाने की कोशिश करेगा। अंधेरे ऊर्जा के विभिन्न मॉडल छोटे बदलाव प्रस्तुत करते हैं, इसलिए यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सा ट्रैक सबसे दिलचस्प है, यह बहुत उच्च परिशुद्धता का माप लेगा।
विकीमीडिया कॉमन्स के माध्यम से नासा / डब्लूएमएपी विज्ञान टीम [पब्लिक डोमेन] द्वारा छवि
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