डार्क एनर्जी के साथ कोल्ड डार्क मैटर मॉडल में क्लस्टर और बड़े पैमाने पर फिलामेंट्स का निर्माण।
चित्र 1: क्लस्ट डार्क मैटर मॉडल में क्लस्ट एनर्जी के साथ क्लस्टर और बड़े पैमाने पर फिलामेंट का निर्माण। फ्रेम 30 मिलियन से वर्तमान एपोच (ऊपरी बाएं z = 30 से निचले दाएं z = 0) के रेडशिफ्ट से 43 मिलियन पार्स (या 140 मिलियन प्रकाश-वर्ष) बॉक्स में संरचनाओं के विकास को दर्शाते हैं। श्रेय: एंड्री क्रावत्सोव (शिकागो विश्वविद्यालय) और अनातोली क्लाइपिन (न्यू मैक्सिको स्टेट यूनिवर्सिटी) - http://cosmicweb.uchicago.edu/filaments.html

ब्रह्मांड किस पदार्थ से बना है? यह आज भी वैज्ञानिकों के लिए सबसे बड़ा चुनौतीपूर्ण सवाल है। हम सभी जानते हैं कि यह सब बिग बैंग के साथ शुरू हुआ था। ब्रह्मांड के वर्तमान लोकप्रिय मॉडल में, 70% को डार्क एनर्जी, 25% डार्क मैटर और 5% नॉर्मल मैटर माना जाता है, लेकिन वास्तविकता यह है कि हम अभी भी ब्रह्मांड के बारे में ज्यादा नहीं जानते हैं। कुछ वैज्ञानिक तो अभी भी बिग बैंग को सच नहीं मानते हैं। ब्रह्मांड बनाने के इस तत्व को हम क्या कह सकते हैं? क्या हम इसे ब्रह्मांड का काला पक्ष कह सकते हैं? या ब्रह्मांड का एक रहस्य जिसने वैज्ञानिकों के समक्ष एक बड़ी समस्या खड़ी कर दी है। इस आधुनिक युग में भी, हम यह नहीं जानते हैं कि ब्रह्मांड का 95% भाग किस वस्तु से बना है। इसे और अधिक विस्तार से जानते हैं –


अधिकांश ब्रह्मांड किससे बना है?

परमाणु जो हमारे चारों ओर सब कुछ बनाते हैं, केवल 5% हैं। पिछले 80 वर्षों में, यह स्पष्ट हो गया है कि ब्रह्मांड के शेष हिस्सों में से अधिकांश दो मामलों से बने हैं जिन्हें डार्क मैटर और डार्क एनर्जी कहा जाता है। पहला, 1933 में खोजा गया, एक अदृश्य गोंद है जो आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों के साथ काम करता है। 1998 में इसका अनावरण किया गया था कि यह ब्रह्मांड के विस्तार को और गति दे रहा है। खगोलविदों ने अब इन अनदेखी इंटरलोपर्स की सही पहचान करना शुरू कर दिया है।

ब्रह्मांड के इतिहास में सभी प्रकार के पदार्थों और ऊर्जा के अनुपात बदल गए हैं। ब्रह्मांड के भीतर उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय विकिरण की कुल मात्रा पिछले 2 अरब वर्षों में 1/2 से कम हो गई है। आज, साधारण पदार्थ, जिसमें परमाणु, तारे, आकाशगंगा और जीवन शामिल हैं, ब्रह्मांड की सामग्री का केवल 4.9% हिस्सा है। इस प्रकार के पदार्थ का वर्तमान समग्र घनत्व बहुत कम है, लगभग 4.5 × 10−31 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर, जो कि प्रत्येक चार घन मीटर की मात्रा के लिए केवल एक प्रोटॉन के आदेश के घनत्व के अनुरूप है। डार्क एनर्जी और डार्क मैटर दोनों की प्रकृति अज्ञात है। डार्क मैटर, पदार्थ का एक रहस्यमय रूप जिसे अभी तक पहचाना नहीं गया है, कॉस्मिक सामग्री का 26.8% है। डार्क एनर्जी, जो खाली जगह की ऊर्जा है और ब्रह्मांड के विस्तार में तेजी ला रही है, शेष 68.3% सामग्री के लिए जिम्मेदार है।

WMAP डेटा से पता चलता है कि इसकी सामग्री में 4.6% परमाणु, तारों और ग्रहों के निर्माण खंड शामिल हैं। ब्रह्मांड के 23% हिस्से में डार्क मैटर होता है।
चित्र 2: WMAP डेटा से पता चलता है कि इसकी सामग्री में 4.6% परमाणु, तारों और ग्रहों के निर्माण खंड शामिल हैं। ब्रह्मांड के 23% हिस्से में डार्क मैटर होता है। यह पदार्थ, परमाणुओं से भिन्न, प्रकाश का उत्सर्जन या अवशोषित नहीं करता है। यह केवल इसका गुरुत्वाकर्षण द्वारा अप्रत्यक्ष रूप से पता लगाया गया है। ब्रह्मांड का 72% हिस्सा, “डार्क एनर्जी” से बना है, जो एक तरह के एंटी-ग्रेविटी के रूप में काम करता है। यह पदार्थ, डार्क मैटर से अलग, सार्वभौमिक विस्तार के वर्तमान त्वरण के लिए जिम्मेदार है। WMAP डेटा दो अंकों के लिए सटीक है, इसलिए इन संख्याओं की कुल संख्या 100% नहीं है। यह डार्क मैटर और डार्क एनर्जी को परिभाषित करने की WMAP की क्षमता की वर्तमान सीमाओं को दर्शाता है।
साभार: NASA / WMAP साइंस टीम | चेतावनी! यह ग्राफ़ थोड़ा बेहतर और बेहतर डेटा के रूप में परिवर्तित होता रहेगा, यह चित्र 5-वर्षीय WMAP डेटा के साथ बनाया गया है। अंतिम 9-वर्षीय डेटा अधिक सटीक परिणाम उत्पन्न करता है।
ब्रह्मांड की समयरेखा
चित्र 3: ब्रह्मांड की समयरेखा 13.77 बिलियन से अधिक वर्षों के ब्रह्मांड के विकास का प्रतिनिधित्व करती है। जब तक “मुद्रास्फीति” की अवधि ने ब्रह्मांड में घातीय वृद्धि का एक धमाका किया, तब तक के सबसे बाएं क्षण को अब हम जांच सकते हैं। (आकार इस ग्राफिक में ग्रिड के ऊर्ध्वाधर हद तक दर्शाया गया है।) अगले कई अरब वर्षों के लिए, ब्रह्मांड का विस्तार धीरे-धीरे धीमा हो गया क्योंकि ब्रह्मांड में मामला गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से खुद पर खींच लिया गया था। हाल ही में, विस्तार ने फिर से गति शुरू कर दी है क्योंकि ब्रह्मांड के विस्तार में डार्क एनर्जी के प्रतिकारक प्रभाव हावी हो गए हैं। WMAP द्वारा देखा गया आफ्टरग्लो लाइट मुद्रास्फीति के लगभग 375,000 वर्षों के बाद उत्सर्जित हुआ और तब से ब्रह्मांड को अप्रभावित कर दिया गया है। पहले के समय की स्थितियां इस प्रकाश पर अंकित हैं; यह ब्रह्मांड के बाद के विकास के लिए एक बैकलाइट भी बनाता है।
साभार: NASA / WMAP साइंस टीम.

अधिकांश वैज्ञानिक दावा करते हैं कि ब्रह्मांड लगभग पूरी तरह से अंधेरे ऊर्जा, अंधेरे पदार्थ और सामान्य पदार्थ से बना है। अन्य सामग्री विद्युत चुम्बकीय विकिरण (0.005% से ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान-ऊर्जा का 0.01% के करीब का गठन) और एंटीमैटर हैं। लेकिन अभी भी कई अन्य लोग हैं जिनके पास ब्रह्मांड की रचना के बारे में अलग-अलग सिद्धांत हैं।

पिछले 40 वर्षों में, खगोलविदों को एक दुविधा की समस्या का सामना करना पड़ा है। क्योंकि उन्होंने ब्रह्मांड के निर्माण खंडों को निर्धारित करने का प्रयास किया। इससे पहले, उसने सोचा था कि ब्रह्मांड में कुछ सामान्य था – वही बेरोनिक पदार्थ जो हम देख सकते थे। ब्रह्मांड में दूरबीन के माध्यम से देखो, और चीजों की तरह स्पष्ट है कि लगता है। लेकिन फिर डार्क मैटर और डार्क एनर्जी की खोज ने सभी को चौंका दिया।

Dark Matters और Dark energy

ब्रह्मवैज्ञानिकों और सैद्धांतिक भौतिकविदों ने Dark Matters और Dark energy के अस्तित्व पर बहस की कर दी। इसके बाद, जून 2001 में, NASA ने विल्किनसन माइक्रोवेव अनिसोट्रॉपी जांच, या डब्लूएमएपी का शुभारंभ किया। इस शिल्प के उपकरणों ने ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि की सबसे विस्तृत तस्वीर ले ली “बिग बैंग से उभरे हुए विचित्र विकिरण। इसने वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड की सटीकता, घनत्व और संरचना के साथ मापने में सक्षम बना दिया। यहाँ क्या WMAP निर्धारित है: बैरोनिक पदार्थ ब्रह्मांड का केवल 4.6 प्रतिशत बना देता है। Dark Matters का सिर्फ 23 प्रतिशत हिस्सा होता है और Dark Energy में “72% ब्रह्मांड के निर्माण ब्लॉकों के सापेक्ष अनुपात को मापना सिर्फ शुरुआत है, अब Dark matters के लिए संभावित उम्मीदवारों की पहचान करने की उम्मीद कर रहे हैं। वे Brown dwarf को एक प्रशंसनीय उम्मीदवार मानते हैं।

Brown dwarf सितारों की तरह ब्रह्माण्ड में वस्तुएं हैं, लेकिन उनके तीव्र गुरुत्वाकर्षण, जो आस-पास की वस्तुओं को प्रभावित करता है, उनके अस्तित्व और स्थान के बारे में सुराग प्रदान करता है। सुपरमेस्सिव ब्लैक होल ब्रह्मांड में गहरे पदार्थ के लिए भी खाते हैं। वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया है कि ये ब्रह्मांडीय सिंकहोल्स दूर क्वैसर को शक्ति दे सकते हैं और कभी कल्पना की अपेक्षा अधिक प्रचुर मात्रा में हो सकते हैं। अंत में, Dark matters में एक प्रकार का कण शामिल नहीं हो सकता है जो अभी तक वर्णित नहीं है। पदार्थ के ये छोटे टुकड़े एक परमाणु में कहीं गहरे हैं और दुनिया के सुपर-कोलडर में से एक में पहचान सकते हैं, जैसे कि लार्ज हेड्रोन कोलाइडर।

क्या ब्रह्मांड अरबों आकाशगंगाओं से बना है?

अरबों आकाशगंगाएँ हैं, जिनमें से प्रत्येक में अरबों तारे भरे हुए हैं, जिनमें से कुछ में सितारों, ग्रहों और उनके चंद्रमाओं की अण्डाकार कक्षाएँ हैं और जिनका पता लगाया जा सकता है। उन बड़े, गोलाकार पिंडों के बीच अनियमित आकार की वस्तुएं होती हैं, जिनमें विशाल क्षुद्रग्रहों से लेकर चट्टान के आकार के उल्कापिंड होते हैं, जो धूल के कणों से छोटे कणों तक होते हैं। खगोलविद इन सभी को बैरोनिक पदार्थ के रूप में वर्गीकृत करते हैं, और हम इसे परमाणु की सबसे मूलभूत इकाई के रूप में जानते हैं, जो स्वयं प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों जैसे छोटे उप-परमाणु कणों से बना है।

ब्रह्मांड किससे बना है इसे जानने के लिए 1970 के दशक से ही, वैज्ञानिकों ने सबूत इकट्ठा करना शुरू कर दिया था कि ब्रह्मांड की तुलना हम अपनी आँखों से देखकर कर सकते हैं या नहीं ( दोस्तों यहाँ आँखों से देखने से तात्पर्य यह है कि उन सभी मशीन और उपकरण का प्रयोग जिन्हे मानव ने बनाया है )। और फिर सबसे बड़े सुरागों में से एक तब आया जब वैज्ञानिकों ने आकाशगंगाओं मे दूसरे गृहों पर “Aliens “को ढूंढ़ने की कोशिश की।

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वैज्ञानिकों ने ऐसा करके आकाशगंगा के बाहरी किनारों की परिक्रमा करने वाले बादलों के त्वरण को मापकर उन्हें उस द्रव्यमान के सही द्रव्यमान की गणना करने में सक्षम बनाया। उसने जो पाया वह आश्चर्यचकित करने वाला था। आकाशगंगा के बादलों के कक्षीय त्वरण के पीछे का द्रव्यमान आम द्रव्यमान से पांच गुना बड़ा था, जिसे आकाशगंगाओं में घूम रहे तारों और गैस का अध्ययन करके समझाया जा सकता है। उसने देखा कि आकाशगंगा के चारों ओर कुछ अदृश्य सामग्री है, जो पूरे ब्राह्मण को एक साथ रखती है। उन्होंने इसे शारीरिक काले पदार्थ का नाम दिया। और इस तरह 1930 के दशक में स्विस खगोलशास्त्री फ्रिट्ज ज़्विकी द्वारा इस्तेमाल किए गए शब्द का आधार मिला।

टाइप Ia supernova

20 साल बाद, वैज्ञानिकों ने देखा कि Type Ia supernova, “मरने वाले तारे, अन्य सभी, समान आंतरिक चमक हैं” और यह हमारी आकाशगंगा से दूर होती जा रही है। इस अवलोकन की व्याख्या करते हुए, उन्होंने बताया कि ब्रह्मांड का विस्तार वास्तव में तेज है और ब्रह्मांड का त्वरण वास्तव में भयानक है क्योंकि इस तरह के विस्तार को रोकने के लिए अंधेरे मामलों में अंतर्निहित गुरुत्वाकर्षण काफी मजबूत रहा होगा। क्या कुछ अन्य सामग्री, कुछ एंटी-ग्रेविटी प्रभाव के साथ, ब्रह्मांड के तेजी से विस्तार की ओर ले जाएगी? ठीक है, वैज्ञानिकों ने ऐसा माना, और उन्होंने सामग्री को “डार्क मैटर” कहा।

निष्कर्ष

ब्रह्मांड किससे बना है? इस रहस्य को सुलझाना विज्ञान की सर्वोच्च प्राथमिकताओं में से एक है। जब तक कि समाधान नहीं आएगा, तब तक हमे इस सोच के साथ जीना होगा कि हम जो भी कुछ वर्षों से जानने की कोशिश कर रहे हैं, वह हमारी तुलना में भारी है और हमारी समझ से परे और अधिक परेशानीयों से भरा है। मगर फिर भी मनुष्य हर प्रकार के परेशानियों को पार करता आया है, इसलिए एक दिन इस सवाल का भी उत्तर जरूर खोज लेगा।


स्त्रोत

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