सिडनी, ऑस्ट्रेलिया: ब्रह्मांड किससे बना है? यह प्रश्न सैकड़ों वर्षों से खगोलविदों को प्रेरित करता रहा है।
पिछली एक चौथाई सदी से, वैज्ञानिकों का मानना है कि परमाणु और अणु जैसी “सामान्य” चीजें जो आपको, मुझे, पृथ्वी और लगभग हर चीज को बनाती हैं जिसे हम देख सकते हैं, ब्रह्मांड का केवल 5% हिस्सा है। अन्य 25% “डार्क मैटर” है, एक अज्ञात पदार्थ जिसे हम देख नहीं सकते हैं लेकिन हम इसका पता लगा सकते हैं कि यह गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से सामान्य पदार्थ को कैसे प्रभावित करता है।
ब्रह्मांड का शेष 70% भाग “डार्क एनर्जी” से बना है। 1998 में खोजा गया, यह ऊर्जा का एक अज्ञात रूप है जिसके बारे में माना जाता है कि यह ब्रह्मांड का लगातार बढ़ती दर से विस्तार कर रहा है।
एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में जल्द ही प्रकाशित होने वाले एक नए अध्ययन में, हमने डार्क एनर्जी के गुणों को पहले से कहीं अधिक विस्तार से मापा है। हमारे नतीजे दिखाते हैं कि यह एक काल्पनिक वैक्यूम ऊर्जा हो सकती है जिसे सबसे पहले आइंस्टीन ने प्रस्तावित किया था – या यह कुछ अजीब और अधिक जटिल हो सकता है जो समय के साथ बदलता रहता है।
डार्क एनर्जी क्या है?
एक सदी पहले जब आइंस्टीन ने सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत विकसित किया, तो उन्हें एहसास हुआ कि उनके समीकरणों से पता चलता है कि ब्रह्मांड को या तो विस्तारित होना चाहिए या सिकुड़ना चाहिए। यह उन्हें गलत लगा, इसलिए उन्होंने गुरुत्वाकर्षण बल को संतुलित करने और ब्रह्मांड को स्थिर रखने के लिए एक “ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक” – खाली स्थान में निहित एक प्रकार की ऊर्जा – जोड़ा।
बाद में, जब हेनरीएटा स्वान लेविट और एडविन हबल के काम से पता चला कि ब्रह्मांड वास्तव में विस्तारित हो रहा था, तो आइंस्टीन ने इसे अपनी “सबसे बड़ी गलती” बताते हुए ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक को हटा दिया।
हालाँकि, 1998 में, शोधकर्ताओं की दो टीमों ने पाया कि ब्रह्मांड का विस्तार वास्तव में तेज़ हो रहा था। इसका तात्पर्य यह है कि आइंस्टीन के ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के समान कुछ भी अस्तित्व में हो सकता है – जिसे अब हम डार्क एनर्जी कहते हैं।
उन प्रारंभिक मापों के बाद से, हम डार्क एनर्जी की प्रकृति को मापने के लिए सुपरनोवा और अन्य जांचों का उपयोग कर रहे हैं। अब तक, इन परिणामों से पता चला है कि ब्रह्मांड में डार्क एनर्जी का घनत्व स्थिर प्रतीत होता है।
इसका मतलब यह है कि ब्रह्माण्ड के बढ़ने पर भी डार्क एनर्जी की ताकत वही रहती है – ब्रह्माण्ड के बड़े होने के साथ-साथ यह अधिक सूक्ष्म रूप से फैलती नहीं दिखती है। हम इसे w नामक संख्या से मापते हैं। आइंस्टीन का ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक प्रभाव में -1 पर सेट है, और पहले के अवलोकनों से पता चला है कि यह लगभग सही था।
ब्रह्मांडीय मापने वाली छड़ियों के रूप में विस्फोटित तारे
हम कैसे मापें कि ब्रह्मांड में क्या है और यह कितनी तेजी से बढ़ रहा है? हमारे पास विशाल टेप माप या विशाल तराजू नहीं हैं, इसलिए इसके बजाय हम “मानक मोमबत्तियाँ” का उपयोग करते हैं: अंतरिक्ष में वस्तुएं जिनकी चमक हम जानते हैं।
कल्पना कीजिए कि रात हो गई है और आप कुछ प्रकाश खंभों के साथ एक लंबी सड़क पर खड़े हैं। इन सभी खंभों में एक ही प्रकाश बल्ब है, लेकिन दूर के खंभे पास के खंभों की तुलना में फीके हैं।
टाइप Ia सुपरनोवा में, एक सफेद बौना विस्फोट से पहले धीरे-धीरे पड़ोसी तारे से द्रव्यमान खींचता है। NASA / JPL-Caltech, CC BY
ऐसा इसलिए है क्योंकि दूरी के अनुपात में प्रकाश कम हो जाता है। यदि हम बल्ब की शक्ति जानते हैं, और माप सकते हैं कि बल्ब कितना चमकीला दिखाई देता है, तो हम प्रकाश ध्रुव की दूरी की गणना कर सकते हैं।
खगोलविदों के लिए, एक सामान्य ब्रह्मांडीय प्रकाश बल्ब एक प्रकार का विस्फोटित तारा होता है जिसे टाइप Ia सुपरनोवा कहा जाता है। ये सफेद बौने तारे हैं जो अक्सर पड़ोसी तारे से पदार्थ चूसते हैं और तब तक बढ़ते हैं जब तक कि वे हमारे सूर्य के द्रव्यमान के 1.44 गुना तक नहीं पहुंच जाते, जिस बिंदु पर वे फट जाते हैं। यह मापकर कि विस्फोट कितनी जल्दी फीका पड़ जाता है, हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि यह कितना उज्ज्वल था और इसलिए हमसे कितना दूर है।
डार्क एनर्जी सर्वे
डार्क एनर्जी सर्वे डार्क एनर्जी को मापने का अब तक का सबसे बड़ा प्रयास है। कई महाद्वीपों के 400 से अधिक वैज्ञानिक दक्षिणी आकाश के कुछ हिस्सों का बार-बार निरीक्षण करने के लिए लगभग एक दशक तक एक साथ काम करते हैं।
बार-बार अवलोकन करने से हम नए विस्फोटित तारों जैसे परिवर्तनों की तलाश करते हैं। जितनी अधिक बार आप निरीक्षण करेंगे, उतना बेहतर आप इन परिवर्तनों को माप सकते हैं, और जितना बड़ा क्षेत्र आप खोजेंगे, उतना अधिक सुपरनोवा आप पा सकते हैं।
सेरो टोलोलो इंटर-अमेरिकन ऑब्ज़र्वेटरी 4-मीटर टेलीस्कोप जिसका उपयोग डार्क एनर्जी सर्वे द्वारा किया गया था। रीडार हैन / फ़र्मिलाब, सीसी बाय
डार्क एनर्जी के अस्तित्व का संकेत देने वाले पहले परिणामों में केवल कुछ दर्जन सुपरनोवा का उपयोग किया गया था। डार्क एनर्जी सर्वे के नवीनतम परिणामों में लगभग 1,500 विस्फोटित तारों का उपयोग किया गया है, जो बहुत अधिक सटीकता प्रदान करता है।
चिली में सेरो-टोलोलो इंटर-अमेरिकन वेधशाला में 4-मीटर ब्लैंको टेलीस्कोप पर स्थापित एक विशेष रूप से निर्मित कैमरे का उपयोग करते हुए, सर्वेक्षण में विभिन्न प्रकार के हजारों सुपरनोवा पाए गए। यह पता लगाने के लिए कि कौन सा प्रकार Ia है (जिस तरह की हमें दूरियां मापने के लिए आवश्यकता होती है), हमने न्यू साउथ वेल्स में साइडिंग स्प्रिंग वेधशाला में 4-मीटर एंग्लो ऑस्ट्रेलियन टेलीस्कोप का उपयोग किया।
एंग्लो ऑस्ट्रेलियन टेलीस्कोप ने माप लिया जिसने सुपरनोवा से प्रकाश के रंगों को तोड़ दिया। इससे हमें विस्फोट में अलग-अलग तत्वों का “फिंगरप्रिंट” देखने को मिलता है।
टाइप Ia सुपरनोवा में कुछ अनूठी विशेषताएं होती हैं, जैसे कि इसमें कोई हाइड्रोजन और सिलिकॉन नहीं होता है। और पर्याप्त सुपरनोवा के साथ, मशीन लर्निंग ने हमें हजारों सुपरनोवा को कुशलतापूर्वक वर्गीकृत करने की अनुमति दी।
ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक से भी अधिक जटिल
अंत में, बाद में
