नोबेल पुरस्कार विजेता जिम पीबल्स की 'डार्क' विरासत

खगोलविद परोक्ष रूप से, अन्य वस्तुओं पर इसके गुरुत्वाकर्षण पुल के माध्यम से काले पदार्थ का नक्शा बनाते हैं।

पॉल एम। सटर पर एक खगोल भौतिकीविद् है ओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी, का मेजबान एक अंतरिक्ष यात्री से पूछें तथा अंतरिक्ष रेडियोऔर "के लेखकब्रह्मांड में आपका स्थान।"सटर ने इस लेख में योगदान दिया स्पेस.कॉम के एक्सपर्ट वॉयस: ओप-एड एंड इनसाइट्स. 

संपूर्ण ब्रह्मांड का आधुनिक अध्ययन, विज्ञान की शाखा जिसे ब्रह्मांड विज्ञान के रूप में जाना जाता है, इसकी वर्तमान स्थिति का श्रेय कई उल्लेखनीय आंकड़ों को जाता है, जो लगभग एक सदी से अधिक समर्पित, कड़ी मेहनत से किए गए शोध पर वापस जा रहे हैं।

इनमें से कुछ नाम परिचित हो सकते हैं: अल्बर्ट आइंस्टीन, एडविन हबल, वेरा रुबिन, आदि। लेकिन हाल ही में नोबेल पुरस्कार समिति ने एक ऐसे नाम के योगदान को मान्यता दी जिसे आप शायद नहीं पहचान सकते, जिम पीबल्स और उसे 2019 के भौतिकी पुरस्कार का आधा हिस्सा दिया, "ब्रह्मांड के विकास और ब्रह्मांड में पृथ्वी के स्थान की हमारी समझ में योगदान के लिए।"

यह कहने के लिए पर्याप्त है, ब्रह्मांड विज्ञान जिम पीबल्स के प्रयासों के बिना आज जहां नहीं होगा। यह राज्य के लिए एक बात है बिग बैंग मॉडल पीछे-की-टी-शर्ट सादगी में (जैसे, "ब्रह्मांड छोटा और गर्म हुआ करता था, और अब यह नहीं है"), लेकिन यह एक पूरी तरह से अलग बात है कि एक सटीक गणितीय सूत्रीकरण में बदलाव करने की भविष्यवाणी करने में सक्षम है टिप्पणियों। यह कहना उचित है कि पीबल्स ने कॉस्मोलॉजी को "स्वच्छ और आम तौर पर सही विचार" से "वास्तविक विज्ञान के एक क्षेत्र" में बदलने में मदद की। आइए तीन मुख्य मार्गों का पता लगाएं, जहां उनकी अंतर्दृष्टि ने हमारा मार्गदर्शन किया है:

कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड

यदि प्रारंभिक ब्रह्मांड आज की तुलना में छोटा था, तो यह भी गर्म और अधिक घना रहा होगा। और एक बार जब आप इस वास्तविकता को स्वीकार करते हैं, तो आप जल्दी से महसूस करते हैं कि, किसी समय दूर के अतीत में ब्रह्माण्ड इतना घना और इतना गर्म रहा होगा कि यह पूरी तरह से अलग स्थिति में मौजूद था।

13 अरब साल पहले, जब ब्रह्मांड अपनी वर्तमान मात्रा का लगभग एक मिलियनवां था, ब्रह्मांड में सभी सामान एक साथ इतने धूमिल हो गए थे कि यह एक प्लाज्मा था, एक पदार्थ की स्थिति जिसमें इलेक्ट्रॉनों को परमाणुओं से मुक्त और मुक्त किया जाता है अपने दम पर घूमते हैं। इसके बाद, ब्रह्मांड बहुत तीव्र था।

लेकिन फिर यह पुराना हो गया, यह बड़ा हो गया और यह ठंडा हो गया। और एक निश्चित उम्र में, तापमान और दबाव एक महत्वपूर्ण सीमा से नीचे गिर गए और इलेक्ट्रॉनों ने खुद को तुरंत बिना खटखटाए परमाणुओं के साथ संलग्न करने में सक्षम थे। एक फ्लैश में, ब्रह्मांड विकिरण के लिए पारदर्शी हो गया, और यह प्रकाश - वस्तुतः इसकी रिहाई के समय सफेद-गर्म - वर्तमान दिन तक रहता है, ब्रह्मांड को भिगोता है।

लेकिन आज वह प्रकाश बहुत अधिक भाप खो चुका है और माइक्रोवेव बैंड में मजबूती के साथ निरपेक्ष शून्य से कुछ ही डिग्री ऊपर ठंडा है। इस "लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि"1964 में गलती से माइक्रोवेव भौतिकविदों की एक जोड़ी द्वारा खोजा गया था, लेकिन उनके साथ अनजाने में पाइबल्स सहित सिद्धांतकारों के एक समूह ने पहले ही इसके अस्तित्व की भविष्यवाणी कर दी थी। माइक्रोवेव भौतिकविदों ने 1978 में नोबेल जीता था, लेकिन नोबेल समिति को पहचानने में कभी देर नहीं हुई। सिद्धांतकार भी।

काला पदार्थ

1970 के दशक में, खगोलशास्त्री वेरा रुबिन आकाशगंगाओं के साथ कुछ मजेदार खोज की गई: उनके भीतर के तारे भी बहुत जल्दी से परिक्रमा कर रहे थे। इतनी जल्दी, वास्तव में, कि आकाशगंगाओं को अरबों साल पहले खुद को अलग करना चाहिए था। लेकिन वहाँ वे, क्लैम के रूप में खुश थे।

क्या हो रहा था? क्या हमें आकाशगंगाओं के रूप में तराजू पर गुरुत्वाकर्षण की प्रकृति के बारे में कुछ समझ में नहीं आया? या क्या ब्रह्मांड में एक अतिरिक्त घटक था जो रुबिन की टिप्पणियों तक हमारे पास छिपा हुआ था?

रुबिन सहित कुछ खगोलविदों ने सोचा कि हमें चीजों को सही करने के लिए भौतिकी के नियमों को मोड़ने की आवश्यकता है। लेकिन पीबल्स सहित अन्य लोगों को लगा कि आंख से मिलने की तुलना में आकाशगंगा में अधिक था। वह सबसे शुरुआती समर्थकों में से एक थे, जिसे अब हम "कोल्ड डार्क मैटर" कहते हैं - एक नया रूप है जो प्रकाश के साथ बातचीत नहीं करता (और इसलिए गुरुत्वाकर्षण के अलावा किसी और चीज के साथ बातचीत नहीं करता है)। अब हम जानते हैं कि काला पदार्थ ब्रह्मांड को संतृप्त करता है, सामान्य पदार्थ को कम से कम 5: 1 के अनुपात से बाहर निकालता है।

पीबल्स और सहयोगियों ने यह जांचने का काम किया कि इस नई परिकल्पना का अर्थ आकाशगंगा के व्यवहार के संदर्भ में क्या होगा, और पर्यवेक्षकों को लक्षित करने और मापने के लिए सहायक परीक्षण प्रदान किए।

आज, जबकि हम अभी भी अंधेरे मामले को पूरी तरह से नहीं समझते हैं - और हमें अभी तक इसकी सटीक पहचान को इंगित करना है - सबूत कई कोणों से आए हैं, जिसमें ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि में सूक्ष्म चिह्न भी शामिल हैं, जो कि अंधेरे पदार्थ हमारे प्रमुख घटक हैं ब्रम्हांड।

लौकिक संरचना

लेकिन पीबल्स बिग बैंग के शुरुआती क्षणों या हमारे ब्रह्मांड के रहस्यमय और अदृश्य घटकों के साथ नहीं रुके। पीबल्स बड़े - बड़े हो गए।

हम अपने चारों ओर ब्रह्मांड में सभी प्रकार की आकाशगंगाओं के सभी प्रकार की काल्पनिक व्यवस्थाओं में देखते हैं। कुछ आकाशगंगा विशालकाय समूहों में एक साथ बंधी होती हैं, जबकि अन्य अकेले होती हैं। कुछ विशाल और हॉकिंग हैं, और अन्य छोटे और मुश्किल से ध्यान देने योग्य हैं। और जब हम बहुत बड़े पैमाने पर ज़ूम आउट करते हैं, तो हम देखते हैं कि एक विशाल "लौकिक वेब, "प्रकृति में पाया जाने वाला सबसे बड़ा पैटर्न, एक संरचना जो दृश्य ब्रह्मांड के एक छोर से दूसरे तक फैली हुई है।

ब्रह्मांडीय वेब आकाशगंगाओं से बना है, और जैसा कि नाम से पता चलता है, एक ब्रह्मांडीय मकड़ी के जाल जैसा दिखता है।

कैसे किया उस होता है?

पीबल्स और उनके दोस्तों ने ब्रह्मांडीय वेब की उत्पत्ति की व्याख्या करने के तरीके का नेतृत्व किया, जिससे यह पता चलता है कि हमारे ब्रह्मांड में संरचनाएं समय के साथ धीरे-धीरे बढ़ती हैं, छोटे बिट्स से बड़े बिट्स तक हर गुजरते समय के साथ।

उन्होंने पाया कि कैसे कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड में संरचना के बीजों के संकेत देखने को मिलते हैं, जो 100,000 में 1 भाग से बड़े तापमान में छोटे बदलाव के रूप में दिखाई देते हैं। वे भिन्नताएँ कुछ हद तक औसत से अधिक घनत्व वाले पहले पूल के स्थान थे, जहाँ अधिक पदार्थ (विशेष रूप से अंधेरा!) लाखों वर्षों के दौरान प्रवाहित होते थे।

आखिरकार वे छोटी सी डली हुई आकाशगंगाएँ बन जाती हैं, और कुछ आकाशगंगाएँ मिलकर आकाशगंगाओं के समूह बनाती हैं। और चूंकि इन बड़ी संरचनाओं को बनाने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले सभी सामानों को कहीं से आना था, इसलिए विशाल खाली क्षेत्रों को खोला और विस्तारित किया गया। ये कॉस्मिक वेब में अंतराल बन गए, जिन्हें voids के रूप में जाना जाता है।

दशकों से जिम पीबल्स ने सैकड़ों पत्र लिखे हैं और सैकड़ों खगोलविदों, खगोलविदों, भौतिकविदों और ब्रह्मांड विज्ञानियों के साथ सहयोग किया है, और वह ब्रह्मांड के चित्र को चित्रित करने में एक महत्वपूर्ण खिलाड़ी थे जिसे अब हम समझते हैं।

• भौतिकी में नोबेल पुरस्कार: 1901-वर्तमान
• डार्क मैटर एंड डार्क एनर्जी: द मिस्ट्री समझाया (इन्फोग्राफिक)
• डार्क मैटर के बारे में 11 अनुत्तरित प्रश्न

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