क्या खिलाया जल्दी ब्लैक होल उनके बहुत तेजी से विकास को सक्षम? सुपर कंप्यूटर सिमुलेशन और GigaPan टाइम मशीन प्रौद्योगिकी के संयोजन का उपयोग करके कार्नेगी मेलॉन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा की गई एक नई खोज से पता चलता है कि लौकिक "फास्ट फूड" (ठंडी गैस की पतली धाराएं) का एक आहार अनियंत्रित रूप से पहले ब्लैक होल के केंद्र में बह गया, जिससे उन्हें "सुपरसाइज़" किया जाना चाहिए और यूनिवर्स की किसी भी चीज़ की तुलना में तेज़ी से बढ़ना चाहिए।
जब हमारा ब्रह्मांड छोटा था, बिग बैंग के एक अरब साल से भी कम समय बाद, आकाशगंगाएँ बनने और विकसित होने लगी थीं। पूर्व सिद्धांतों के अनुसार, उस समय ब्लैक होल समान रूप से छोटे होने चाहिए थे। स्लोन डिजिटल स्काई सर्वे के आंकड़ों ने इसके विपरीत सबूत दिखाए हैं - बिग बैंग के बाद 700 मिलियन साल पहले सुपरमैसिव ब्लैक होल अस्तित्व में थे।
“स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे में 1 अरब से कम वर्षों में सुपरमैसिव ब्लैक होल मिले। वे आज के सबसे विशाल ब्लैक होल के समान आकार के थे, जो कि 13.6 बिलियन साल पुराने हैं, ”तिजियाना डी मैट्टेओ, भौतिकी के एसोसिएट प्रोफेसर (कार्नेगी मेलन यूनिवर्सिटी) ने कहा। “यह एक पहेली थी। कुछ ब्लैक होल इतनी जल्दी क्यों बन जाते हैं, जब यह ब्रह्मांड की पूरी उम्र दूसरों के लिए समान द्रव्यमान तक पहुंचने में लेता है? ”
सुपरमैसिव ब्लैक होल अस्तित्व में सबसे बड़ा ब्लैक होल हैं - जिसका वजन सूर्य के द्रव्यमान के अरबों गुना है। अधिकांश "सामान्य" ब्लैक होल सूर्य की तुलना में केवल 30 गुना अधिक बड़े होते हैं। सुपरमैसिव ब्लैक होल के निर्माण के लिए वर्तमान में स्वीकृत तंत्र गैलेक्टिक विलय के माध्यम से है। इस सिद्धांत के साथ एक समस्या और यह प्रारंभिक सुपरमैसिव ब्लैक होल पर कैसे लागू होती है, यह है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में, कई आकाशगंगाएँ नहीं थीं, और वे विलय के लिए एक दूसरे से बहुत दूर थीं।
रूपर्ट क्रॉफ्ट, भौतिकी के एसोसिएट प्रोफेसर (कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय) ने टिप्पणी की, "यदि आप आकाशगंगाओं और ब्लैक होल के गठन के समीकरण लिखते हैं, तो ऐसा नहीं लगता कि ये विशाल द्रव्यमान जल्दी बन सकते हैं, लेकिन हम आकाश को देखते हैं और लो वो आ गए।"
प्रारंभिक सुपरमैसिव ब्लैक होल का गठन करने वाली प्रक्रियाओं को समझने के प्रयास में, डि माटेओ, क्रॉफ्ट और खंडाई ने मैसिव बैकलैक बनाया - अब तक का सबसे बड़ा कॉस्मोलॉजिकल सिमुलेशन। MassiveBlack का उद्देश्य हमारे ब्रह्मांड के पहले अरब वर्षों का सटीक अनुकरण करना है। MassiveBlack के बारे में बताते हुए, डि मैटेओ ने टिप्पणी की, “यह अनुकरण वास्तव में विशाल है। यह भौतिकी के स्तर और वास्तविक मात्रा के संदर्भ में सबसे बड़ा है। हमने ऐसा इसलिए किया क्योंकि हम पहले ब्लैक होल की तरह ब्रह्मांड में दुर्लभ चीजों को देखने में रुचि रखते थे। क्योंकि वे इतने दुर्लभ हैं, आपको अंतरिक्ष की एक बड़ी मात्रा में खोज करने की आवश्यकता है ”।
क्रॉफ्ट और टीम ने आधुनिक दिन भौतिकी के सिद्धांतों और कानूनों के आधार पर ब्रह्मांड विज्ञान के ज्ञात मॉडल का उपयोग करके सिमुलेशन शुरू किया। "हम कुछ भी पागल नहीं है। कोई जादू भौतिकी, कोई अतिरिक्त सामान नहीं है। यह वही भौतिकी है जो बाद के ब्रह्मांड के सिमुलेशन में आकाशगंगा बनाती है, ”क्रॉफ्ट ने कहा। "लेकिन जादुई रूप से, ये शुरुआती क्वासर, जैसा कि देखा गया था, दिखाई देते हैं। हमें नहीं पता था कि वे दिखाने जा रहे थे। यह उनके द्रव्यमान को मापने और amazing वाह जाने के लिए अद्भुत था! ये सटीक सही आकार हैं और समय में सही बिंदु पर दिखाई देते हैं। 'यह ब्रह्मांड विज्ञान के आधुनिक सिद्धांत के लिए एक सफल कहानी है। "
MassiveBlack के डेटा को GigaPan टाइम मशीन प्रोजेक्ट में जोड़ा गया था। GigaPan Time Machine परियोजना के साथ MassiveBlack डेटा को जोड़कर, शोधकर्ताओं ने सिमुलेशन को देखने में सक्षम थे मानो यह एक फिल्म थी - आसानी से नकली ब्रह्मांड भर में पैनिंग करते हुए। जब टीम ने ऐसी घटनाओं पर ध्यान दिया, जो दिलचस्प दिखाई दीं, तो वे अपने स्वयं के ब्रह्मांड में जमीन या अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों के साथ जो देख सकते थे, उससे अधिक विस्तार से घटनाओं को देखने के लिए ज़ूम करने में सक्षम थे।
जब टीम ने पहले सुपरमैसिव ब्लैक होल के निर्माण पर ज़ूम किया, तो उन्हें कुछ अप्रत्याशित दिखाई दिया। सामान्य अवलोकनों से पता चलता है कि जब ठंडी गैस एक ब्लैक होल की ओर बहती है तो इसे आस-पास के अन्य गैस अणुओं से टकराकर गर्म किया जाता है, फिर ब्लैक होल में प्रवेश करने से पहले ठंडा हो जाता है। Own शॉक हीटिंग ’के रूप में जाना जाता है, इस प्रक्रिया को प्रारंभिक ब्लैक होल को जनता तक पहुंचने से रोकना चाहिए था। इसके बजाय, टीम ने बड़े पैमाने पर सर्वेक्षणों में देखे गए ents फिलामेंट्स ’के साथ बहने वाली ठंडी घनी गैस की पतली धाराओं को देखा जो हमारे ब्रह्मांड की संरचना को प्रकट करती हैं। फिलामेंट्स ने गैस को अविश्वसनीय गति से सीधे ब्लैक होल के केंद्र में प्रवाहित करने की अनुमति दी, जिससे उन्हें ठंडा, फास्ट फूड मिलता है। स्थिर, लेकिन अनियंत्रित खपत ने ब्लैक होल्स को उनके मेजबान आकाशगंगाओं की तुलना में बहुत तेज गति से बढ़ने के लिए एक तंत्र प्रदान किया।
निष्कर्षों को एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित किया जाएगा।
यदि आप अधिक पढ़ना चाहते हैं, तो नीचे दिए गए कागजात देखें (भौतिक विज्ञान arXiv के माध्यम से):
कॉस्मोलॉजिकल सिमुलेशन के टेरीसेल इमेजिंग
आकाशगंगाओं के गठन की मेजबानी z ~ 6 क्वासर्स
कॉस्मोलॉजिकल सिमुलेशन में प्रारंभिक काले छेद
कोल्ड फ्लो और फर्स्ट क्वासर्स
गिगापान और मैसिव बैकैक के बारे में और जानें: http://gigapan.org/gigapans/76215/ और http://www.psc.edu/science/2011/supermassive/
स्रोत: कार्नेगी मेलन यूनिवर्सिटी प्रेस रिलीज़
