अंतरिक्ष के अधिक से अधिक आयामों पर अपनी सामग्री का प्रसार करते हुए ब्रह्मांड त्वरित गति से क्यों बढ़ रहा है? इस पहेली का एक मूल समाधान, निश्चित रूप से आधुनिक ब्रह्माण्ड विज्ञान में सबसे आकर्षक सवाल, चार सैद्धांतिक भौतिकविदों द्वारा सामने रखा गया था, यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जी के फर्मी नेशनल एक्सेलेरेटर लेबोरेटरी, शिकागो (यूएसए) के एडवर्ड डब्ल्यू। पाडोवा; मॉन्ट्रियल विश्वविद्यालय (कनाडा) से एलेसियो नोटारी; और पाडोवा (इटली) के INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) के एंटोनियो रिओटो। उनका अध्ययन कल फिजिकल रिव्यू लेटर्स जर्नल को प्रस्तुत किया गया।
पिछले सौ वर्षों में, ब्रह्मांड का विस्तार सदी के सबसे शानदार दिमागों को उलझाते हुए, भावुक चर्चा का विषय रहा है। अपने समकालीनों की तरह, अल्बर्ट आइंस्टीन ने शुरू में सोचा था कि ब्रह्मांड स्थिर था: कि यह न तो विस्तारित हुआ और न ही सिकुड़ा। जब जनरल रिलेटिविटी के अपने सिद्धांत ने स्पष्ट रूप से दिखाया कि ब्रह्मांड का विस्तार या अनुबंध होना चाहिए, तो आइंस्टीन ने अपने सिद्धांत में एक नया घटक शुरू करने का विकल्प चुना। उनके "ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक" ने रिक्त स्थान के एक बड़े घनत्व का प्रतिनिधित्व किया, जिसने ब्रह्मांड को लगातार बढ़ती दर पर विस्तारित किया।
जब 1929 में एडविन हबल ने साबित किया कि ब्रह्मांड वास्तव में विस्तार कर रहा है, तो आइंस्टीन ने अपने ब्रह्मांडीय स्थिरांक को दोहराया, इसे "मेरे जीवन का सबसे बड़ा दोष" कहा। फिर, लगभग एक शताब्दी बाद, भौतिकविदों ने ब्रह्मांडीय स्थिरांक को एक प्रकार से पुनर्जीवित किया जिसे डार्क एनर्जी कहा जाता है। 1998 में, बहुत दूर के सुपरनोवा के अवलोकन ने दर्शाया कि ब्रह्मांड का विस्तार त्वरित गति से हो रहा है। यह त्वरित विस्तार ब्रह्मांड के एक नए घटक की मौजूदगी से ही पता चल रहा था, जो एक "डार्क एनर्जी" है, जो ब्रह्मांड के कुल द्रव्यमान के लगभग 70 प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करता है। शेष में से, लगभग 25 प्रतिशत एक अन्य रहस्यमय घटक, डार्क मैटर के रूप में प्रतीत होता है; जबकि केवल लगभग 5 प्रतिशत में साधारण पदार्थ शामिल होते हैं, वे क्वार्क, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन जो हम और आकाशगंगाओं से बने हैं।
"डार्क एनर्जी की परिकल्पना बेहद आकर्षक है," पडोवा के एंटोनियो रिओटो बताते हैं, "लेकिन दूसरी ओर यह एक गंभीर समस्या का प्रतिनिधित्व करता है। कोई भी सैद्धांतिक मॉडल, यहां तक कि सबसे आधुनिक नहीं, जैसे कि सुपरसिमेट्री या स्ट्रिंग सिद्धांत, इस रहस्यमय अंधेरे ऊर्जा की उपस्थिति को उस मात्रा में समझाने में सक्षम है, जिसमें हमारी टिप्पणियों की आवश्यकता होती है। यदि डार्क एनर्जी का आकार उन सिद्धांतों से है, जो ब्रह्मांड का विस्तार इस तरह के शानदार वेग के साथ हुआ होगा कि यह हमारे ब्रह्मांड में हमारे द्वारा ज्ञात हर चीज के अस्तित्व को रोक देगा। "
डार्क एनर्जी की अपेक्षित मात्रा प्रकृति के ज्ञात नियमों के साथ सामंजस्य स्थापित करने में इतनी कठिन है कि भौतिकविदों ने सभी तरह के विदेशी स्पष्टीकरणों का प्रस्ताव किया है, जिसमें नई ताकतों, स्पेसटाइम के नए आयाम और नए अल्ट्रालाइट प्राथमिक कण शामिल हैं। हालांकि, नई रिपोर्ट में ब्रह्मांड के लिए कोई नया घटक नहीं होने का प्रस्ताव है, केवल यह एहसास है कि ब्रह्मांड का वर्तमान त्वरण प्रारंभिक ब्रह्मांड के लिए मानक ब्रह्मांड विज्ञान मॉडल का परिणाम है: मुद्रास्फीति।
1981 में पैदा हुए तथाकथित मुद्रास्फीतिक सिद्धांत पर भरोसा करते हुए, "त्वरित ब्रह्मांड से उत्पन्न विरोधाभास का हमारा समाधान," कहता है, "इस सिद्धांत के अनुसार, बिग बैंग के बाद एक सेकंड के एक छोटे से अंश के भीतर, ब्रह्मांड का अनुभव हुआ। एक अविश्वसनीय रूप से तेजी से विस्तार। यह बताता है कि हमारा ब्रह्मांड बहुत सजातीय क्यों लगता है। हाल ही में, बुमेरांग और डब्ल्यूएमएपी प्रयोगों ने बिग बैंग के साथ उत्पन्न पृष्ठभूमि विकिरण में छोटे उतार-चढ़ाव को मापा, मुद्रास्फीति सिद्धांत की पुष्टि की।
यह व्यापक रूप से माना जाता है कि ब्रह्मांड के इतिहास में मुद्रास्फीति के विस्तार के दौरान, स्पेसटाइम में बहुत छोटे तरंग उत्पन्न हुए थे, जैसा कि आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई थी। ये तरंगें ब्रह्मांड के विस्तार से फैली हुई थीं और आज हमारे ब्रह्मांडीय क्षितिज से बहुत आगे तक फैली हुई हैं, जो कि लगभग 15 अरब प्रकाश वर्ष की दूरी पर देखे जाने योग्य ब्रह्मांड की तुलना में बहुत बड़े क्षेत्र में है। अपने वर्तमान पेपर में, लेखकों का प्रस्ताव है कि यह इन ब्रह्मांडीय तरंगों का विकास है जो ब्रह्मांड के देखे गए विस्तार को बढ़ाता है और इसके त्वरण के लिए खाता है।
"हमें एहसास हुआ कि आपको इस नए प्रमुख घटक को जोड़ने की आवश्यकता है, मुद्रास्फीति की अवधि के दौरान उत्पन्न स्पेसक्राफ्ट के तरंग, आइंस्टीन की सामान्य सापेक्षता को यह समझाने के लिए कि ब्रह्मांड आज क्यों तेज हो रहा है," Riotto कहते हैं। “ऐसा लगता है कि त्वरण की पहेली के समाधान में ब्रह्मांड हमारे ब्रह्मांडीय क्षितिज से परे है। कोई रहस्यमय अंधेरे ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है। ”
फर्मिलाब के कोलब ने लेखकों के प्रस्ताव को त्वरित ब्रह्मांड के लिए सबसे रूढ़िवादी स्पष्टीकरण कहा। "यह हमारे ब्रह्मांडीय क्षितिज से परे तरंगों के भौतिक प्रभावों का केवल एक उचित लेखांकन की आवश्यकता है," उन्होंने कहा।
आगामी प्रयोगों के डेटा ब्रह्मांड विशेषज्ञों को प्रस्ताव का परीक्षण करने की अनुमति देंगे। "क्या आइंस्टीन सही था जब उसने पहली बार कॉस्मोलॉजिकल कॉन्स्टैंट पेश किया था, या क्या वह सही था जब उसने बाद में इस विचार का खंडन किया कि जल्द ही सटीक कॉस्मोलॉजिकल टिप्पणियों के एक नए दौर का परीक्षण किया जाएगा," कोल्ब ने कहा। "नया डेटा जल्द ही हमें ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार और अंधेरे ऊर्जा समाधान के लिए हमारे स्पष्टीकरण के बीच अंतर करने की अनुमति देगा।"
INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), इटली का राष्ट्रीय परमाणु भौतिकी संस्थान, उप-परमाणु, परमाणु और खगोल भौतिकी में वैज्ञानिक अनुसंधान का समर्थन करता है, समन्वय करता है और प्रासंगिक तकनीकों को विकसित करने में शामिल है।
फर्माबिल, बटाविया, इलिनोइस, यूएसए में, ऊर्जा विभाग के विज्ञान विभाग के लिए विश्वविद्यालय अनुसंधान संघ, इंक द्वारा संचालित किया जाता है, जो कण भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान में उन्नत अनुसंधान को निधि देता है।
मूल स्रोत: इस्टिटूटो नाज़ियोनेल डि फिसिका न्यूक्लेयर
