फ्रेजर “अ स्पेसमैन” डॉ। पॉल मैट सटर - हम बिग बैंग को एक विलक्षणता क्यों कहते हैं, जब हम ब्लैक होल विलक्षणता भी कहते हैं?
ब्रह्मांड संयोगों से भरा है। या पीएसी मैन नेबुला या जादूगर नेबुला का आकार। या फोर्स अवेकेंस और हर दूसरे स्टार वार्स फिल्म के कथानक की तरह, संयोग हर जगह हैं।
लेकिन यहाँ एक बहुत ही अजीब संयोग है, और इसे ब्रह्मांड की प्रकृति के साथ ही करना है। मेरे साथ यहाँ का पालन करें।
आइए ब्लैक होल पर विचार करें, एक विषय जिसे हमने इस चैनल पर कई बार कवर किया है। यदि आपने हमारे वीडियो को पर्याप्त रूप से देखा है, तो आप जानते हैं कि एक ब्लैक होल अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है, जहां पदार्थ और ऊर्जा को इतनी तीव्रता से मैश किया गया है कि गुरुत्वाकर्षण के भागने का वेग प्रकाश की गति से अधिक हो जाता है।
हम नहीं जानते हैं कि ब्लैक होल कितने बड़े हैं, लेकिन यह संभव है कि वे एक असीम रूप से घने क्षेत्र में गिर गए, जिसे एक विलक्षणता के रूप में जाना जाता है।
विलक्षणता, विलक्षणता ... हमने उस शब्द को पहले कहाँ सुना है? इसके अलावा रे कुर्ज़वील और तकनीकी विलक्षणताओं के उनके दल के अलावा।
जब हम ब्रह्मांड के गठन की चर्चा करते हैं तो यह शब्द सामने आता है; महा विस्फोट। शुरुआत में, 13.8 बिलियन साल पहले, पूरे ब्रह्मांड में हर चीज को अनंत घनत्व के क्षेत्र में कुचल दिया गया था। और फिर, एक दूसरे के एक अंश में, सब कुछ बाहर की ओर विस्तारित हुआ।
खगोलविदों ने अनंत घनत्व के इस क्षेत्र को बिग बैंग विलक्षणता कहा है।
यह सिर्फ एक संयोग नहीं हो सकता है, है ना? यह एक ही शब्द है। यह एक ही शब्द है!
क्या बिग बैंग विलक्षणता सिर्फ एक बहुत बड़ा ब्लैक होल विलक्षणता थी? ब्रह्मांड के सभी द्रव्यमान के साथ एक ब्लैक होल?
मैं स्वीकार करने जा रहा हूं, यह प्रश्न मेरे भुगतान से थोड़ा परे है। विज्ञान को पूरी तरह से समझाने के लिए, मैंने सोचा कि मैं एक रिंगर में लाता हूं। डॉ। पॉल मैट सटर ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी और ट्राइस्टोन के एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरी के साथ एक खगोल भौतिकीविद हैं।
पॉल ब्रह्मांडीय voids में माहिर हैं, वह बिग बैंग और ब्लैक होल दोनों के बारे में बहुत कुछ जानते हैं। मैं अपने अंतरिक्ष यात्री पॉडकास्ट के सेट पर पॉल पहुंचा, और इस झूले को अपने ऊपर फेंक दिया।
हे पॉल, बिग बैंग और एक ब्लैक होल विलक्षणता का गठन करने वाले विलक्षणता के बीच क्या अंतर है?
1. क्या वास्तव में बड़े पैमाने पर ब्लैक होल से पूरे ब्रह्मांड की शुरुआत हुई थी?
पॉल: धन्यवाद, फ्रेजर। इसलिए, जब हम विलक्षणताओं को देख रहे हैं, तो यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एक विलक्षणता क्या है। एक विलक्षणता अनंत घनत्व का एक स्थान है, और यह वास्तव में एक चीज नहीं है। इसका सीधा सा मतलब है कि जिस गणित का उपयोग हम इस बात का वर्णन करने के लिए कर रहे हैं वह टूट गया है। जैसे हम अपने उत्तर में असीमता प्राप्त करते हैं जब हम गणना करने की कोशिश करते हैं कि क्या हो रहा है। जहां तक हम जानते हैं, इस प्रकार की चीजें, गणित में ये टूटना, दो स्थानों पर होती हैं। एक ब्लैक होल के केंद्र में है, जहां सामान इतना नीचे संकुचित हो जाता है कि हम गणित का अनुसरण नहीं कर सकते हैं, और दूसरा समय बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड में है, जब पूरा ब्रह्मांड इतनी छोटी मात्रा में गिर जाता है ऐसी उच्च घनत्व पर जो हम गणित का और अधिक पालन नहीं कर सकते। तो यह केवल एक चीज है जो उनके पास सामान्य है - कि एक विलक्षणता है, जिसका अर्थ है कि हम गणित को और अधिक नहीं कर सकते।
पॉल: और इसलिए भले ही वे समान हों, लेकिन वे बहुत अलग हैं। एक ब्लैक होल विलक्षणता स्पेसटाइम में एक बिंदु है - जैसे आप ब्रह्मांड में रहते हैं और आप इंगित कर सकते हैं - वहाँ पर या वहाँ या वहाँ पर जैसे एक विलक्षणता है। यह ब्रह्मांड का एक टुकड़ा है जो बड़े ब्रह्मांड में सन्निहित है, जबकि बिग बैंग विलक्षणता संपूर्ण संपूर्ण ब्रह्मांड है। यह एक अलग बात है जहां पूरे ब्रह्मांड को इतनी अविश्वसनीय रूप से उच्च घनत्व पर संकुचित किया जाता है कि हमारा गणित इसे और अधिक ट्रैक नहीं कर सकता है।
2. प्रारंभिक ब्रह्मांड सिर्फ ब्लैक होल में वापस क्यों नहीं आया?
पॉल: ओह, यह एक बहुत अच्छा सवाल है, फ्रेजर। आप प्रारंभिक ब्रह्मांड में इन अविश्वसनीय रूप से उच्च घनत्वों के बारे में सोच रहे हैं, और यह आश्चर्यचकित करना स्वाभाविक है कि यह सिर्फ ब्लैक होल की तरह क्यों नहीं व्यवहार करता है और एक असीम रूप से घने बिंदु में गिर जाता है - विस्तार भी क्यों परेशान करता है? और यहां यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि शुरुआती ब्रह्मांड से कितने अलग ब्लैक होल हैं। दोनों ही मामलों में, हम सामान्य सापेक्षता का उपयोग कर रहे हैं - ये गुरुत्वाकर्षण के नियम हैं - ये इन प्रणालियों के नियमों को नियंत्रित करते हैं। लेकिन हम समान परिदृश्यों में समान समीकरणों का उपयोग कर रहे हैं। हम विभिन्न चीजों का वर्णन करने के लिए उनका उपयोग कर रहे हैं। एक ब्लैक होल आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के समीकरणों के लिए एक विशेष समाधान है, और यह समाधान सवाल पूछने से आता है "यदि मैं वहां सामान ले जाता हूं और इसे अविश्वसनीय रूप से उच्च घनत्वों तक संकुचित करता है, तो क्या होता है?" इसका उत्तर यह है कि आप एक घटना क्षितिज से घिरे एक विलक्षणता प्राप्त करते हैं। यह उस परिदृश्य के गणित के समाधान का एक विशेष सेट है।
पॉल: लेकिन शुरुआती ब्रह्मांड में, हमारे पास एक अलग समाधान है - हमारे पास एक अलग चीज चल रही है। यह एक अलग ब्रह्मांड है। ब्लैक होल समाधान स्थिर है - यह निश्चित है, यह समय के साथ अपरिवर्तित है। यह गणित में एक धारणा है। लेकिन शुरुआती ब्रह्मांड में, चीजें बदल रही हैं। जब हम सामान्य ब्रह्मांड में सामान्य सापेक्षता लागू करते हैं, तो यह उन सवालों का एक अलग सेट होता है, जिनका उत्तर हम तब देते हैं, "यदि मैं पूरे ब्रह्मांड को सामान रूप से भर देता हूं, तो पूरा ब्रह्मांड क्या करता है?" ब्लैक होल के बारे में हम जो सवाल पूछ रहे हैं, उससे अलग यह एक अलग सवाल है, और इसलिए हमें एक अलग जवाब मिलता है। भले ही हमारे पास वह अविश्वसनीय रूप से उच्च घनत्व है, इसका वर्णन करने वाला गणितीय समाधान, क्योंकि हम ब्रह्मांड के समय के विकास का वर्णन कर रहे हैं, हमें ब्लैक होल बिट्स के लिए अलग-अलग उत्तर मिलते हैं। और जब यह प्रारंभिक ब्रह्मांड की बात आती है - जब आप इसे समान रूप से सामान के साथ भरते हैं और पूछते हैं कि ब्रह्मांड के लिए क्या होता है, तो केवल दो उत्तर हैं। या तो ब्रह्माण्ड में सामान गिरने और अनुबंध करने का कारण बनता है, या ब्रह्मांड में सामान ब्रह्मांड के विस्तार का कारण बनता है। और यह इस बात पर निर्भर करता है कि ब्रह्मांड किस चीज से बना है, और यह निकला, हाथ से पर्याप्त, कि ब्रह्मांड उस तरह के सामान से बना है जो इसे विस्तारित करता है। यह उस समय का विकास घटक है जो यहां महत्वपूर्ण है - जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में क्या हो रहा है और ब्लैक होल में क्या हो रहा है, के बीच अंतर को निर्धारित करता है।
3. क्या प्रारंभिक ब्रह्मांड में ब्लैक होल बन सकते थे क्योंकि इसमें इतनी उच्च घनत्व है?
पॉल: ओह हाँ, बहुत चालाक, फ्रेजर। मैं देखता हूं कि आप कहां जा रहे हैं अविश्वसनीय रूप से उच्च घनत्व के साथ, आप सोच रहे होंगे कि शायद ब्रह्मांड के एक छोटे टुकड़े ने चुटकी ली और एक ब्लैक होल बनाया। शायद उन शुरुआती माइक्रोसेकंड में। और बाकी ब्रह्मांड के उपभोग के लिए ब्लैक होल का विस्तार क्यों नहीं हुआ? और यहाँ कुंजी घनत्व के बारे में नहीं है, यह घनत्व में अंतर के बारे में है। एक ब्लैक होल जो मुझे अलग करता है, वह यह है कि यह मेरे से अधिक सघन है, या कम से कम मुझे इसकी उम्मीद है। यही कारण है कि यह एक ब्लैक होल है। यह उसके आसपास के वातावरण से बहुत अधिक घना है। लेकिन उस ब्लैक होल को बनाने के लिए, आपको जेब में थोड़ा अतिरिक्त सामान रखना होगा, जैसे कि एक अतिरिक्त गैस क्लाउड या स्टार, सामान्य से थोड़ा अधिक घनत्व। तब गुरुत्वाकर्षण काम कर सकता है, और अधिक सामान, और अधिक सामान, और अधिक, निर्माण और निर्माण में खींचना शुरू कर सकता है जब तक कि आपको गुरुत्वाकर्षण पतन नहीं मिलता है जो एक ब्लैक होल की ओर जाता है।
पॉल: लेकिन शुरुआती ब्रह्मांड में, सब कुछ एक समान था। गुरुत्वाकर्षण में कोई अंतर नहीं थे। हाँ, यह अविश्वसनीय रूप से उच्च घनत्व था, लेकिन अगर आपको वहां वापस ले जाया जा सकता है और वास्तव में जीवित रह सकता है, तो आपको कहीं भी कोई गुरुत्वाकर्षण खिंचाव महसूस नहीं होगा क्योंकि हर दिशा समान घनत्व है। आप हर दिशा में सामान की मात्रा से घिरे हुए हैं - कोई गुरुत्वाकर्षण नहीं है। यह सब एक दूसरे को रद्द करता है। इसलिए ब्लैक होल के बनने का कोई अवसर नहीं है क्योंकि ब्रह्मांड में कोई एक स्पॉट किसी भी अन्य से अधिक घना नहीं है, इसलिए सभी गुरुत्वाकर्षण रद्द हो जाते हैं और आपको कुछ भी नहीं मिलता है। कोई ब्लैक होल नहीं है - वे तब तक दृश्य पर नहीं आते हैं, जब तक कि ब्रह्मांड के विकास में बहुत बाद में, और उस समय तक, ब्रह्मांड इतना बड़ा हो, ब्लैक होल समग्र विकास को प्रभावित नहीं कर सकते।
4. अभी ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है - क्या यह किसी दिन ढह जाएगा?
पॉल: हाँ, बहुत सारे खगोलविज्ञानी और ब्रह्मांड विज्ञानी इस दशक के बारे में चिंता करते हैं - हमने सोचा कि हाँ, शायद ब्रह्मांड अब विस्तार कर रहा है, लेकिन शायद इसमें थोड़ा बहुत सामान है - शायद यह विस्तार धीमा हो जाएगा, बंद करो और फिर रिवर्स, और फिर हम बिग बैंग के विपरीत, इस बड़े पैमाने पर बड़े क्रंच परिदृश्य में समाप्त होंगे।
पॉल: लेकिन यह पता चला है, डार्क एनर्जी यहां है, और डार्क एनर्जी ब्रह्मांड के विस्तार में तेजी लाती है, इसलिए न केवल ब्रह्मांड हर दिन बड़ा और बड़ा हो रहा है, यह हर एक दिन तेज और तेज हो रहा है। और वह, ठीक है, कि थोड़े बेकार है।
यह बहुत खुला और बंद लगता है, लेकिन इस यात्रा में और भी बहुत कुछ है। यदि आप पूरे ब्रह्मांड के द्रव्यमान और ऊर्जा को लेते हैं और इसे एक ब्लैक होल में बदल देते हैं, तो यह लगभग ब्रह्मांड के समान ही घनत्व होगा, और अवलोकन ब्रह्मांड से बड़ा एक घटना क्षितिज होगा।
तो क्या इसका मतलब यह है कि हम वास्तव में ब्लैक होल के अंदर रह रहे हैं? क्या हम अंतर बता सकते हैं?
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