क्या एक नया कण ब्रह्मांड के भाग्य को बदल रहा है?

दुनिया भर के खगोलविद एक चक्कर में हैं क्योंकि वे इस बात से सहमत नहीं हो सकते हैं कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से विस्तार कर रहा है।

जब से हमारा ब्रह्मांड अनंत घनत्व और गुरुत्वाकर्षण के एक छोटे से धमाके के विस्फोट से उभरा है, यह गुब्बारा रहा है, और स्थिर दर पर नहीं, या तो - ब्रह्मांड का विस्तार तेजी से हो रहा है।

लेकिन कितनी तेजी से इसका विस्तार हो रहा है, यह एक बहस का मुद्दा बन गया है। आस-पास के स्रोतों से इस विस्तार दर के माप दूर के स्रोतों से लिए गए समान माप के साथ संघर्ष में प्रतीत होते हैं। एक संभावित व्याख्या यह है कि, मूल रूप से, ब्रह्मांड में कुछ कायरता चल रही है, विस्तार दर बदल रही है।

और एक सिद्धांतकार ने प्रस्तावित किया है कि एक नया कण उभरा है और हमारे पूरे ब्रह्मांड के भविष्य की नियति को बदल रहा है।

हबल, हबल, शौचालय और मुसीबत

खगोलविदों ने हबल पैरामीटर, या हबल स्थिरांक (जिसे H0 के रूप में व्यस्त जीवन वाले लोगों के लिए निरूपित किया जाता है) को मापने के कई चतुर तरीकों को तैयार किया है। यह संख्या आज ब्रह्मांड के विस्तार दर का प्रतिनिधित्व करती है।

आज विस्तार दर को मापने का एक तरीका पास के सुपरनोवा को देखना है, उनकी मृत्यु पर ब्रह्मांड के सबसे बड़े सितारों से गैस और धूल का विस्फोट। एक विशेष प्रकार का सुपरनोवा है जिसमें एक बहुत ही विशिष्ट चमक है, इसलिए हम तुलना कर सकते हैं कि वे कितने उज्ज्वल दिखते हैं, हम जानते हैं कि वे कितनी दूरी पर हैं और दूरी की गणना करना चाहते हैं। फिर, सुपरनोवा की मेजबान आकाशगंगा से प्रकाश को देखकर, खगोलविज्ञानी यह भी गणना कर सकते हैं कि वे कितनी तेजी से हमसे दूर जा रहे हैं। सभी टुकड़ों को एक साथ रखकर, हम तब ब्रह्मांड की विस्तार दर की गणना कर सकते हैं।

लेकिन ब्रह्मांड में सितारों के विस्फोट की तुलना में अधिक है। वहाँ भी कुछ है जिसे कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड कहा जाता है, जो बिग बैंग के ठीक बाद का बचा हुआ प्रकाश है, जब हमारा ब्रह्मांड मात्र 3,80,000 साल का था। प्लैंक उपग्रह जैसे मिशनों ने इस अवशेष विकिरण को मैप करने का काम किया है, वैज्ञानिकों के पास इस पृष्ठभूमि के अविश्वसनीय रूप से सटीक नक्शे हैं, जिनका उपयोग ब्रह्मांड की सामग्री का बहुत सटीक चित्र प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। और वहां से, हम उन सामग्रियों को ले सकते हैं और घड़ी को कंप्यूटर मॉडल के साथ आगे बढ़ा सकते हैं और यह कहने में सक्षम हो सकते हैं कि विस्तार दर आज क्या होनी चाहिए - यह मानते हुए कि ब्रह्मांड के मूल तत्व तब से नहीं बदले हैं।

ये दो अनुमान लोगों को थोड़ा चिंतित करते हैं कि हम कुछ याद कर रहे हैं।

अंधेरे पक्ष को देखो

शायद, एक या दोनों माप गलत या अपूर्ण हैं; बहस के दोनों ओर बहुत सारे वैज्ञानिक अपने विरोधियों पर उचित मात्रा में कीचड़ उछाल रहे हैं। लेकिन अगर हम मानते हैं कि दोनों माप सही हैं, तो हमें अलग माप की व्याख्या करने के लिए कुछ और चाहिए। चूंकि एक माप बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड से आता है, और दूसरा अपेक्षाकृत हाल के समय से आता है, सोच यह है कि शायद ब्रह्मांड में कुछ नए घटक ब्रह्मांड के विस्तार दर को इस तरह बदल रहे हैं कि हम पहले से ही हमारे में कब्जा नहीं करते थे मॉडल।

और आज ब्रह्मांड के विस्तार पर जो हावी हो रहा है, वह एक रहस्यमय घटना है जिसे हम अंधेरे ऊर्जा कहते हैं। यह कुछ ऐसा है जिसका हम मूल रूप से समझ नहीं पाते हैं। हम सभी जानते हैं कि आज ब्रह्मांड की विस्तार दर तेज हो रही है, और हम इस त्वरण को बल देने वाली शक्ति को "डार्क एनर्जी" कहते हैं।

युवा ब्रह्मांड से वर्तमान ब्रह्मांड की हमारी तुलना में, भौतिकविदों का मानना ​​है कि अंधेरे ऊर्जा (जो कुछ भी है) स्थिर है। लेकिन इस धारणा के साथ, हमारे पास वर्तमान असहमति है, इसलिए शायद अंधेरे ऊर्जा बदल रही है।

मुझे लगता है कि यह एक शॉट के लायक है। मान लेते हैं कि डार्क एनर्जी बदल रही है।

वैज्ञानिकों को एक संदेह है कि अंधेरे ऊर्जा का ऊर्जा के साथ कुछ लेना देना है जो अंतरिक्ष-समय के वैक्यूम में बंद है। यह ऊर्जा उन सभी "क्वांटम फील्ड्स" से आती है जो ब्रह्मांड की परिक्रमा करते हैं।

आधुनिक क्वांटम भौतिकी में, हर एक प्रकार का कण अपने ही विशेष क्षेत्र से जुड़ा होता है। ये क्षेत्र अंतरिक्ष समय के सभी के माध्यम से धोते हैं, और कभी-कभी खेतों के बिट्स वास्तव में स्थानों में उत्तेजित हो जाते हैं, वे कण बन जाते हैं जिन्हें हम जानते हैं और प्यार करते हैं - जैसे इलेक्ट्रॉनों और क्वार्क और न्यूट्रिनो। तो सभी इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन क्षेत्र से संबंधित हैं, सभी न्यूट्रिनो न्यूट्रिनो क्षेत्र से संबंधित हैं, और इसी तरह। इन क्षेत्रों की बातचीत क्वांटम दुनिया की हमारी समझ का मूल आधार है।

और कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप ब्रह्मांड में कहां जाते हैं, आप क्वांटम क्षेत्रों से बच नहीं सकते। यहां तक ​​कि जब वे एक कण बनाने के लिए किसी विशेष स्थान में पर्याप्त कंपन नहीं कर रहे होते हैं, तब भी वे वहां होते हैं, झकझोरते हैं और हिलते हैं और अपनी सामान्य क्वांटम चीज करते हैं। तो इन क्वांटम क्षेत्रों में उनके साथ जुड़ी ऊर्जा की एक मूल राशि है, यहां तक ​​कि नंगे खाली शून्य में भी।

अगर हम डार्क एनर्जी को समझाने के लिए स्पेस-टाइम के वैक्यूम की एक्सटर्नल क्वांटम एनर्जी का इस्तेमाल करना चाहते हैं, तो हम तुरंत समस्याओं में भाग जाते हैं। जब हम सभी क्वांटम क्षेत्रों के कारण निर्वात में कितनी ऊर्जा होती है, तो कुछ बहुत ही सरल, बहुत ही सरल गणना करते हैं, हम एक संख्या के साथ समाप्त होते हैं जो कि परिमाण के बारे में 120 आदेशों से अधिक मजबूत है जो हम अंधेरे ऊर्जा का निरीक्षण करते हैं। ओह।

दूसरी ओर, जब हम कुछ अधिक परिष्कृत गणनाओं की कोशिश करते हैं, तो हम एक संख्या के साथ समाप्त होते हैं जो शून्य है। जो डार्क एनर्जी की मापित मात्रा से भी असहमत है। जो फिर से।

तो कोई बात नहीं, हमारे पास अंतरिक्ष-समय की वैक्यूम ऊर्जा (उन क्वांटम क्षेत्रों द्वारा बनाई गई ऊर्जा) की भाषा के माध्यम से डार्क एनर्जी को समझने की कोशिश करने के लिए वास्तव में कठिन समय है। लेकिन अगर विस्तार दर के ये माप सही और अंधेरे ऊर्जा वास्तव में बदल रहे हैं, तो यह हमें उन मात्रात्मक क्षेत्रों की प्रकृति में एक सुराग दे सकता है। विशेष रूप से, अगर अंधेरे ऊर्जा बदल रही है, तो इसका मतलब है कि क्वांटम क्षेत्र खुद बदल गए हैं।

एक नया दुश्मन दिखाई देता है

पर्पोवा विश्वविद्यालय में पूर्ववर्ती जर्नल अर्क्सिव, सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी मास्सिमो सेरडेनियो में हाल ही में प्रकाशित एक पत्र में, अंधेरे ऊर्जा में परिवर्तन के लिए आवश्यक क्वांटम क्षेत्रों में परिवर्तन की मात्रा की गणना की गई है।

यदि कोई नया क्वांटम क्षेत्र है जो डार्क एनर्जी में बदलाव के लिए जिम्मेदार है, तो इसका मतलब है कि ब्रह्मांड में एक नया कण है।

और सेरडेनियो द्वारा गणना की जाने वाली अंधेरे ऊर्जा में परिवर्तन की मात्रा को एक निश्चित प्रकार के कण द्रव्यमान की आवश्यकता होती है, जो एक नए प्रकार के कण का लगभग एक ही द्रव्यमान है जो पहले से ही भविष्यवाणी की गई है: तथाकथित अक्षीयता। भौतिकविदों ने इस सैद्धांतिक कण का आविष्कार किया, जो कि मजबूत परमाणु बल की हमारी क्वांटम समझ के साथ कुछ समस्याओं को हल करने के लिए है।

यह कण संभवतः बहुत प्रारंभिक ब्रह्मांड में दिखाई दिया, लेकिन पृष्ठभूमि में "गुप्त" रहा है जबकि अन्य बलों और कणों ने ब्रह्मांड की दिशा को नियंत्रित किया। और अब यह एक्सियन की बारी है ...

फिर भी, हमने कभी भी एक अक्षीयता का पता नहीं लगाया है, लेकिन यदि ये गणना सही हैं, तो इसका मतलब है कि अक्षन बाहर है, ब्रह्मांड और इसके क्वांटम क्षेत्र को भरता है। इसके अलावा, यह काल्पनिक अक्ष पहले से ही ब्रह्मांड में अंधेरे ऊर्जा की मात्रा को बदलकर खुद को ध्यान देने योग्य बना रहा है। इसलिए यह हो सकता है कि भले ही हमने इस कण को ​​प्रयोगशाला में कभी नहीं देखा है, यह पहले से ही हमारे ब्रह्मांड को सबसे बड़े पैमाने पर बदल रहा है।