महान रूसी भौतिक विज्ञानी और नोबेल पुरस्कार विजेता लेव लांडौ एक बार टिप्पणी की गई कि “कॉस्मोलॉजिस्ट अक्सर त्रुटि में होते हैं, लेकिन कभी संदेह में नहीं होते”। ब्रह्मांड के इतिहास का अध्ययन करने में, हमेशा एक मौका होता है कि हमें यह सब गलत मिला है, लेकिन हमने कभी भी इस स्टैंड को अपनी पूछताछ के रास्ते में नहीं जाने दिया।
कुछ दिन पहले, ए नई प्रेस विज्ञप्ति डार्क एनर्जी स्पेक्ट्रोस्कोपी इंस्ट्रूमेंट से ग्राउंडब्रेकिंग निष्कर्षों की घोषणा की (देसी), जो एरिज़ोना में मेयेल टेलीस्कोप पर स्थापित है। यह विशाल सर्वेक्षण, जिसमें 15 मिलियन आकाशगंगाओं की स्थिति है, जो आज तक ब्रह्मांड के सबसे बड़े तीन आयामी मानचित्रण का गठन करती है। संदर्भ के लिए, देसी कैटलॉग में दर्ज सबसे दूरस्थ आकाशगंगाओं से प्रकाश 11 बिलियन साल पहले उत्सर्जित किया गया था, जब ब्रह्मांड अपनी वर्तमान उम्र का पांचवां हिस्सा था।
देसी शोधकर्ताओं ने आकाशगंगाओं के वितरण में एक विशेषता का अध्ययन किया जिसे खगोलविद कहते हैं “बैरियन ध्वनिक दोलन“। बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड और सुपरनोवा के अवलोकनों की तुलना करके, वे यह सुझाव देने में सक्षम हैं कि डार्क एनर्जी – हमारे ब्रह्मांड के विस्तार को बढ़ावा देने वाली रहस्यमय बल – ब्रह्मांड के इतिहास में स्थिर नहीं है।
स्थिति पर एक आशावादी यह है कि जल्दी या बाद में अंधेरे पदार्थ और अंधेरे ऊर्जा की प्रकृति की खोज की जाएगी। देसी के परिणामों की पहली झलक कम से कम इसे प्राप्त करने की आशा की एक छोटी सी स्लीवर प्रदान करती है।
हालाँकि, ऐसा नहीं हो सकता है। हम खोज कर सकते हैं और स्थिति को समझने में कोई हेडवे नहीं बना सकते हैं। यदि ऐसा होता है, तो हमें न केवल अपने शोध, बल्कि कॉस्मोलॉजी के अध्ययन पर पुनर्विचार करने की आवश्यकता होगी। हमें एक पूरी तरह से नए कॉस्मोलॉजिकल मॉडल को खोजने की आवश्यकता होगी, एक जो हमारे वर्तमान के साथ -साथ काम करता है, लेकिन यह भी इस विसंगति की व्याख्या करता है। कहने की जरूरत नहीं है, यह एक लंबा आदेश होगा।
कई लोगों के लिए जो विज्ञान में रुचि रखते हैं, यह एक रोमांचक, संभावित क्रांतिकारी संभावना है। हालांकि, कॉस्मोलॉजी का इस तरह का पुनर्निवेश, और वास्तव में विज्ञान के सभी नए नहीं हैं, जैसा कि 2023 पुस्तक में तर्क दिया गया है विज्ञान का सुदृढीकरण।
दो नंबरों की खोज
1970 में वापस, एलन सैंडेज लिखा ए बहुत-उद्धृत कागज दो संख्याओं की ओर इशारा करते हुए जो हमें कॉस्मिक विस्तार की प्रकृति के बारे में उत्तर के करीब लाते हैं। उनका लक्ष्य उन्हें मापना था और यह पता लगाना था कि वे ब्रह्मांडीय समय के साथ कैसे बदलते हैं। वे संख्याएँ हबल स्थिरांक हैं, h₀, और डिक्लेरेशन पैरामीटरq₀।
इन दो नंबरों में से पहला हमें बताता है कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से विस्तार कर रहा है। दूसरा गुरुत्वाकर्षण का हस्ताक्षर है: एक आकर्षक बल के रूप में, गुरुत्वाकर्षण को लौकिक विस्तार के खिलाफ खींचना चाहिए। कुछ डेटा ने से विचलन दिखाया है हबल-लेमीट्रे लॉजिसमें से सैंडेज का दूसरा नंबर, Q₀, एक उपाय है।
हबल की सीधी रेखा से कोई महत्वपूर्ण विचलन तब तक नहीं पाया जा सकता था जब तक कि 1997 में सफलताएं नहीं दी गईं शाऊल पर्लमटर‘एस सुपरनोवा कॉस्मोलॉजी प्रोजेक्ट और यह उच्च-जेड एसएन खोज टीम के नेतृत्व में एडम रीस और ब्रायन श्मिट। इन परियोजनाओं का लक्ष्य बहुत दूर की आकाशगंगाओं में सुपरनोवा विस्फोट की खोज करना और उनका पालन करना था।
इन परियोजनाओं में हबल-लिम्ट्रे कानून की सरल सीधी रेखा से एक स्पष्ट विचलन पाया गया, लेकिन एक महत्वपूर्ण अंतर के साथ: ब्रह्मांड का विस्तार तेजी से बढ़ रहा है, न कि डिक्लेरिंग। Perlmutter, Riess, और Schmidt ने इस विचलन को आइंस्टीन के लिए जिम्मेदार ठहराया लौकिक निरंतरताजिसे ग्रीक लेटर लैम्ब्डा, λ द्वारा दर्शाया गया है, और मंदी पैरामीटर से संबंधित है।
उनके काम ने उन्हें अर्जित किया 2011 नोबेल प्राइज़ इन फिजिक्स।
डार्क एनर्जी: ब्रह्मांड का 70%
आश्चर्यजनक रूप से, यह लैम्ब्डा-मैटर, जिसे डार्क एनर्जी के रूप में भी जाना जाता है, ब्रह्मांड का प्रमुख घटक है। यह ब्रह्मांड के विस्तार को उस बिंदु तक बढ़ा रहा है जहां गुरुत्वाकर्षण का बल ओवरराइड है, और यह ब्रह्मांड के कुल घनत्व का लगभग 70% है।
हम कॉस्मोलॉजिकल कॉन्स्टेंट, λ के बारे में बहुत कम या कुछ भी नहीं जानते हैं। वास्तव में, हम यह भी नहीं जानते कि यह एक स्थिर है। आइंस्टीन ने पहली बार कहा कि एक निरंतर ऊर्जा क्षेत्र था जब उन्होंने 1917 में सामान्य सापेक्षता से प्राप्त अपना पहला कॉस्मोलॉजिकल मॉडल बनाया था, लेकिन उनका समाधान न तो विस्तार कर रहा था और न ही अनुबंध कर रहा था। यह स्थिर और अपरिवर्तनीय था, और इसलिए क्षेत्र को स्थिर होना था।
इस निरंतर क्षेत्र को समाहित करने वाले अधिक परिष्कृत मॉडल का निर्माण एक आसान काम था: वे बेल्जियम के भौतिक विज्ञानी द्वारा प्राप्त किए गए थे जार्ज लेमट्रेआइंस्टीन का एक दोस्त। मानक ब्रह्मांड विज्ञान मॉडल आज लेमाट्रे के काम पर आधारित हैं, और उन्हें λ कोल्ड डार्क मैटर के रूप में संदर्भित किया जाता है (ΛCDM) मॉडल।
अपने दम पर देसी माप पूरी तरह से इस मॉडल के अनुरूप हैं। हालांकि, उन्हें कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि और सुपरनोवा की टिप्पणियों के साथ मिलाकर, सबसे अच्छा फिटिंग मॉडल एक अंधेरी ऊर्जा को शामिल करता है जो कॉस्मिक समय पर विकसित हुआ, और यह (संभावित रूप से) भविष्य में अब हावी नहीं होगा। संक्षेप में, इसका मतलब यह होगा कि कॉस्मोलॉजिकल कॉन्स्टेंट डार्क एनर्जी की व्याख्या नहीं करता है।
बड़ा क्रंच
1988 में, 2019 भौतिकी नोबेल पुरस्कार विजेता पीजे पीबेल्स के साथ एक पेपर लिखा भरत रतरा इस संभावना पर कि एक कॉस्मोलॉजिकल स्थिरांक है जो समय के साथ भिन्न होता है। जब उन्होंने इस पेपर को प्रकाशित किया, तो λ के बारे में राय का कोई गंभीर निकाय नहीं था।
यह एक आकर्षक सुझाव है। इस मामले में त्वरित विस्तार का वर्तमान चरण क्षणिक होगा और भविष्य में कुछ बिंदु पर समाप्त होगा। ब्रह्मांडीय इतिहास के अन्य चरणों में एक शुरुआत और एक अंत रहा है: मुद्रास्फीति, विकिरण-प्रभुत्व वाले युग, मामले-प्रभुत्व वाले युग, और इसी तरह।
इसलिए डार्क एनर्जी का वर्तमान प्रभुत्व ब्रह्मांडीय समय पर गिरावट आ सकता है, जिसका अर्थ है कि यह एक ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक नहीं होगा। नए प्रतिमान का अर्थ यह होगा कि ब्रह्मांड का वर्तमान विस्तार अंततः एक “में उल्टा हो सकता है”बड़ी कमी। “
अन्य ब्रह्मांड विज्ञानी अधिक सतर्क हैं, कम से कम नहीं कार्ल सैगनजिसने समझदारी से कहा कि “असाधारण दावों के लिए असाधारण साक्ष्य की आवश्यकता होती है“। यह एक ही निष्कर्ष की ओर इशारा करने वाले साक्ष्य की कई, स्वतंत्र रेखाओं के लिए महत्वपूर्ण है। हम अभी तक वहां नहीं हैं।
उत्तर आज की चल रही परियोजनाओं में से एक से आ सकते हैं – न केवल देसी बल्कि भी यूक्लिड और जे-पास -जिसका उद्देश्य बड़े पैमाने पर आकाशगंगा मानचित्रण के माध्यम से अंधेरे ऊर्जा की प्रकृति का पता लगाना है।
जबकि ब्रह्मांड के कामकाज स्वयं बहस के लिए हैं, एक बात सुनिश्चित है – कॉस्मोलॉजी के लिए एक आकर्षक समय क्षितिज पर है।
(लेखक: बर्नार्ड जेटी जोन्सअवकाश प्राप्त प्रोफेसर, यूनिवर्सिटी ऑफ ग्रोनिंगन; लिसिया वर्डेप्रोफेसर आईसीरिया डी कॉस्मोलोगिया एन एल इककब डे ला यूनिवर्सिडाड डी बार्सिलोना, यूनिवर्सिटेट डी बार्सिलोना; विसेंट जे। मार्टिनेज। यूनिवर्सिटेट डे वैलेनसियाऔर वर्जीनिया एल ट्रिम्बलभौतिकी और खगोल विज्ञान, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन)
(प्रकटीकरण कथन: Licia Verde AEI (स्पेनिश राज्य अनुसंधान एजेंसी) परियोजना संख्या PID2022-141125NB-I00 से धन प्राप्त करता है, और पहले यूरोपीय अनुसंधान परिषद से धन प्राप्त किया है। लिसिया वर्डे देसी सहयोग टीम का सदस्य है | विसेंट जे। मार्टिनेज को 2022 में यूरोपीय संघ नेक्स्टगनेरेशन के और जनरलिटैट वेलेंसियाना से फंडिंग प्राप्त होती है, जो 2022 कॉल “प्रोग्राम डे प्लेन कॉम्प्लिमेंटरीओस डे आई+डी+आई”, प्रोजेक्ट (वैल-जेपीए), रेफरेंस एएसएफएई/2022/025, द रिसर्च प्रोजेक्ट PID2023-149420N-I00- I00 और ERDF/EU, और द प्रोजेक्ट ऑफ़ एक्सीलेंस प्रोमेटो सिप्रोम/2023/11 कॉन्सेलिया डी एडुकेसियोन, यूनिवर्सिडैड्स वाई एम्प्लो (जनरलिटेट वेलेंसियाना)। वह स्पेनिश एस्ट्रोनॉमी सोसाइटी, स्पेनिश रॉयल फिजिक्स सोसाइटी और रॉयल स्पेनिश मैथमैटिकल सोसाइटी के सदस्य हैं बर्नार्ड जेट्स जोन्स और वर्जीनिया एल ट्रिम्बल किसी भी कंपनी या संगठन से फंडिंग के लिए काम नहीं करते हैं, परामर्श करते हैं, या इस लेख से लाभान्वित होंगे, और इस लेख से लाभान्वित होंगे, और उनकी शैक्षणिक नियुक्ति से परे कोई प्रासंगिक संबद्धता का खुलासा नहीं किया है)
इस लेख को पुनर्प्रकाशित किया गया है बातचीत एक क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख।
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