क्या होगा अगर मैंने आपको बताया कि हमारा ब्रह्मांड सैकड़ों प्रकार के लगभग अदृश्य कणों से भर गया था और, बहुत समय पहले, इन कणों ने ब्रह्मांड में फैले तारों का एक नेटवर्क बनाया था?
यह दोनों भयानक और भयानक लगता है, लेकिन यह वास्तव में स्ट्रिंग थ्योरी की भविष्यवाणी है, हमारा सबसे अच्छा (लेकिन निराशाजनक रूप से अधूरा) हर चीज के सिद्धांत पर प्रयास करता है। ये विचित्र, यद्यपि काल्पनिक, छोटे कणों को अक्षों के रूप में जाना जाता है, और यदि उन्हें पाया जा सकता है, तो इसका मतलब है कि हम सभी एक विशाल "अक्षीय" में रहेंगे।
इस सिद्धांत का सबसे अच्छा हिस्सा यह है कि यह केवल कुछ भौतिकविदों की कुर्सी की परिकल्पना नहीं है, जिसमें परीक्षण की कोई संभावना नहीं है। निकट भविष्य में इस तरह के विशाल नेटवर्क का पता माइक्रोवेव टेलिस्कोपों से लगाया जा सकता है जो वास्तव में बनाए जा रहे हैं।
यदि पाया जाता है, तो axiverse हमें भौतिकी के सभी ..., की पहेली का पता लगाने में एक बड़ा कदम देगा।
तार का एक सिम्फनी
ठीक है, चलो व्यापार के लिए नीचे उतरो। सबसे पहले, हमें अक्षतंतु को थोड़ा बेहतर जानने की आवश्यकता है। 1978 में भौतिक विज्ञानी (और, बाद में, नोबेल पुरस्कार विजेता) फ्रैंक विलजेक नाम के अक्ष को इसका नाम मिला क्योंकि यह एक निश्चित प्रकार की समरूपता-तोड़ने से मौजूद है। मुझे पता है, मुझे पता है - अधिक शब्दजाल। रुको। भौतिकविदों को समरूपता पसंद है - जब कुछ पैटर्न गणित में दिखाई देते हैं।
एक प्रकार की समरूपता है, जिसे सीपी समरूपता कहा जाता है, जो कहती है कि जब उनके निर्देशांक उलट जाते हैं तो पदार्थ और एंटीमैटर को एक ही व्यवहार करना चाहिए। लेकिन यह समरूपता मजबूत परमाणु बल के सिद्धांत में स्वाभाविक रूप से फिट नहीं लगती है। इस पहेली का एक समाधान ब्रह्मांड में एक और समरूपता का परिचय देना है जो इस दुर्व्यवहार के लिए "सही" करता है। हालांकि, यह नई समरूपता केवल अत्यधिक उच्च ऊर्जाओं पर दिखाई देती है। हर रोज कम ऊर्जा पर, यह समरूपता गायब हो जाती है, और उस के लिए खाते हैं, और बाहर एक नया कण पॉप्स - एक्सियन।
अब, हमें स्ट्रिंग थ्योरी की ओर मुड़ने की आवश्यकता है, जो कि एक ही सैद्धांतिक ढांचे में, विशेष रूप से प्रकृति के सभी बलों को एकजुट करने के लिए हमारा प्रयास है (और 50-विषम वर्षों के लिए हमारा मुख्य प्रयास रहा है)। यह विभिन्न प्रकार के कारकों के कारण हल करने के लिए एक विशेष रूप से कांटेदार समस्या साबित होती है, जिनमें से कम से कम नहीं है, यह है कि, स्ट्रिंग सिद्धांत काम करने के लिए (दूसरे शब्दों में, गणित के लिए भी काम करने की उम्मीद है), हमारे ब्रह्मांड में अंतरिक्ष के सामान्य तीन आयामों और एक समय से अधिक होना चाहिए; अतिरिक्त स्थानिक आयाम होने चाहिए।
ये स्थानिक आयाम नग्न आंखों को दिखाई नहीं देते हैं, निश्चित रूप से; अन्यथा, हमने उस तरह की बात पर ध्यान दिया होगा। तो अतिरिक्त आयामों को किशोर-छोटे होना पड़ता है और तराजू पर खुद को इतना छोटा करना पड़ता है कि वे उन्हें देखने के लिए सामान्य प्रयासों से बचते हैं।
यह कठिन बनाता है कि हम निश्चित रूप से निश्चित नहीं हैं कि ये अतिरिक्त आयाम खुद पर कैसे कर्ल करते हैं, और ऐसा करने के लिए लगभग 10 ^ 200 संभव तरीके हैं।
लेकिन इन आयामी व्यवस्थाओं में जो कुछ भी दिखाई देता है वह है कुल्हाड़ियों का अस्तित्व, जो कि, स्ट्रिंग सिद्धांत में, ऐसे कण हैं जो खुद को कुछ घुमावदार आयामों के चारों ओर हवा देते हैं और अटक जाते हैं।
क्या अधिक है, स्ट्रिंग सिद्धांत केवल एक अक्षीयता की भविष्यवाणी नहीं करता है, लेकिन संभावित रूप से सैकड़ों विभिन्न प्रकार के, विभिन्न प्रकार के द्रव्यमानों पर, अक्षीयता सहित जो कि मजबूत परमाणु बल के सैद्धांतिक पूर्वानुमानों में दिखाई दे सकते हैं।
मूर्खतापूर्ण तार
इसलिए, हमारे पास सभी प्रकार के द्रव्यमानों के साथ बहुत सारे नए प्रकार के कण हैं। महान! क्या कुल्हाड़ी डार्क मैटर बना सकती है, जो आकाशगंगाओं को उनके अधिकांश द्रव्यमान देने के लिए जिम्मेदार लगता है, लेकिन साधारण दूरबीन द्वारा इसका पता नहीं लगाया जा सकता है? शायद; यह एक खुला प्रश्न है। लेकिन अक्षों-जैसे-अंधेरे-मामले को कुछ चुनौतीपूर्ण अवलोकन परीक्षणों का सामना करना पड़ता है, इसलिए कुछ शोधकर्ता अक्षीय परिवारों के हल्के अंत पर ध्यान केंद्रित करते हैं, उन्हें खोजने के तरीके तलाशते हैं।
और जब वे शोधकर्ता प्रारंभिक ब्रह्मांड में इन पंखों के कुल्हाड़ियों के पूर्वानुमानित व्यवहार में खुदाई करना शुरू करते हैं, तो वे वास्तव में कुछ उल्लेखनीय पाते हैं। हमारे ब्रह्मांड के इतिहास के शुरुआती क्षणों में, ब्रह्मांड चरण परिवर्तन से गुजरा, अपने संपूर्ण चरित्र को विदेशी, उच्च-ऊर्जा वाले राज्यों से नियमित रूप से कम-ऊर्जा वाले राज्यों में बदल दिया।
इनमें से एक चरण में संक्रमण के दौरान (जो ब्रह्मांड के दूसरे पुराने से कम था), स्ट्रिंग सिद्धांत के अक्ष कणों के रूप में प्रकट नहीं हुए थे। इसके बजाय, वे छोरों और रेखाओं की तरह दिखते थे - हल्के का एक नेटवर्क, लगभग अदृश्य तार ब्रह्मांड को तोड़ते हुए।
विभिन्न प्रकार के हल्के अक्षीय तारों से भरे इस काल्पनिक अक्षुण्ण की भविष्यवाणी भौतिकी के किसी अन्य सिद्धांत नहीं बल्कि स्ट्रिंग सिद्धांत द्वारा की जाती है। इसलिए, अगर हम यह निर्धारित करते हैं कि हम एक अक्षीय स्थिति में रहते हैं, तो यह स्ट्रिंग सिद्धांत के लिए एक बड़ा वरदान होगा।
प्रकाश में एक बदलाव
हम इन अक्षीय तारों की खोज कैसे कर सकते हैं? मॉडल अनुमान लगाते हैं कि अक्षीय तार में बहुत कम द्रव्यमान होता है, इसलिए प्रकाश एक अक्षीय और मोड़ में नहीं टकराएगा, या अक्षतंतु अन्य कणों के साथ मेल नहीं खाएगा। अभी मिल्की वे के माध्यम से लाखों अक्षीय तार तैर सकते हैं, और हम उन्हें नहीं देखेंगे।
लेकिन ब्रह्मांड पुराना और बड़ा है, और हम इसे अपने लाभ के लिए उपयोग कर सकते हैं, विशेष रूप से एक बार जब हम पहचानते हैं कि ब्रह्मांड भी बैकलिट है।
ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) ब्रह्मांड का सबसे पुराना प्रकाश है, जो तब उत्सर्जित हुआ जब यह सिर्फ एक बच्चा था - लगभग 380,000 साल पुराना। इस प्रकाश ने ब्रह्मांड के इन सभी अरबों वर्षों के लिए ब्रह्मांड को छान लिया है, जब तक कि यह अंत में कुछ हिट नहीं करता है, जैसे कि हमारे माइक्रोवेव टेलीस्कोप।
इसलिए, जब हम CMB को देखते हैं, तो हम इसे अरबों प्रकाश वर्ष के ब्रह्मांड के मूल्य के माध्यम से देखते हैं। यह कोबवे की श्रृंखला के माध्यम से एक टॉर्च की चमक को देखने जैसा है: यदि ब्रह्मांड के माध्यम से थ्रेडेड अक्षीय तारों का एक नेटवर्क है, तो हम संभावित रूप से उन्हें स्पॉट कर सकते हैं।
हाल ही में एक अध्ययन में, 5 दिसंबर को arXiv डेटाबेस में प्रकाशित किया गया था, शोधकर्ताओं की एक तिकड़ी ने गणना की कि एक अक्षीय प्रभाव सीएमबी प्रकाश पर होगा। उन्होंने पाया कि इस बात पर निर्भर करता है कि किसी विशेष अक्षीय तार के पास थोड़ा सा प्रकाश कैसे गुजरता है, उस प्रकाश का ध्रुवीकरण शिफ्ट हो सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सीएमबी प्रकाश (और सभी प्रकाश) विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की तरंगों से बना है, और प्रकाश का ध्रुवीकरण हमें बताता है कि बिजली के क्षेत्र कैसे उन्मुख होते हैं - ऐसा कुछ जो सीएमबी प्रकाश के एक धुरी का सामना करने पर बदलता है। हम विशेष फिल्टर के माध्यम से सिग्नल पास करके सीएमबी लाइट के ध्रुवीकरण को माप सकते हैं, जिससे हम इस प्रभाव को उठा सकते हैं।
शोधकर्ताओं ने पाया कि तार से भरे ब्रह्मांड से सीएमबी पर कुल प्रभाव ने ध्रुवीकरण में एक बदलाव की शुरुआत की जो लगभग 1% थी, जो आज हम पता लगा सकते हैं। लेकिन भविष्य के सीएमबी मैपर्स, जैसे कि कॉस्मिक ओरिजिनल एक्सप्लोरर, लाइट (लाइट) उपग्रह, बी-मोड ध्रुवीकरण और कॉस्मिक बैकग्राउंड रेडिएशन डिटेक्शन (लाइटबर्ड), और प्रिमोर्डियल इन्फ्लेशन एक्सप्लोरर (PIXIE) से अध्ययन के लिए उपग्रह, वर्तमान में डिज़ाइन किए जा रहे हैं। ये फ्यूचरिस्टिक टेलीस्कोप एक अक्षतंतु को सूँघने में सक्षम होंगे। और उन मैपर्स के ऑनलाइन आने के बाद, हम या तो यह पाएंगे कि हम एक अक्षीय स्थिति में रहते हैं या स्ट्रिंग थ्योरी के इस विशेष पूर्वानुमान को नियंत्रित करते हैं।
किसी भी तरह से, वहाँ बहुत कुछ नहीं है।
पॉल एम। सटर पर एक खगोल भौतिकीविद् हैओहियो स्टेट यूनिवर्सिटी, का मेजबानएक अंतरिक्ष यात्री से पूछें तथाअंतरिक्ष रेडियोऔर के लेखक हैंब्रह्मांड में आपका स्थान.
