एक डबल-इमेज ग्रेविटेशनल लेंस वाले क्वासर अंत में यह पता लगाने में मदद कर सकते हैं कि ब्रह्मांड का विस्तार कितना तेजी से हो रहा है

यूनिवर्स का विस्तार कितनी तेजी से हो रहा है? यह एक ऐसा प्रश्न है जिसका खगोलविदों ने सही उत्तर नहीं दिया है। उनके पास यूनिवर्स की विस्तार दर: हबल कॉन्स्टेंट या हबल के नियम का एक नाम है। लेकिन माप विभिन्न मूल्यों के साथ आते रहते हैं, और खगोलविद दशकों से इस मुद्दे पर आगे और पीछे बहस कर रहे हैं।

हबल कॉन्स्टेंट को मापने के पीछे मूल विचार दूर के प्रकाश स्रोतों को देखने के लिए है, आमतौर पर एक प्रकार का सुपरनोवा या चर सितारों को cand मानक मोमबत्तियाँ ’कहा जाता है, और उनके प्रकाश की लाल-शिफ्ट को मापने के लिए। कोई फर्क नहीं पड़ता कि खगोलविद इसे कैसे करते हैं, वे मूल्य पर सहमत होने के साथ नहीं आ सकते हैं, केवल कुछ मूल्य हैं। क्वासर और गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग से जुड़े एक नए अध्ययन से समस्या को सुलझाने में मदद मिल सकती है।

यूनिवर्स का विस्तार विचाराधीन नहीं है। हम इसे लगभग 100 वर्षों से जानते हैं। दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश लाल-शिफ्ट होता है क्योंकि वे हमसे दूर जाते हैं, और मापते हुए कि लाल-शिफ्ट ने सार्वभौमिक विस्तार के लिए विभिन्न मूल्यों का उत्पादन किया है।

"हबल निरंतर ब्रह्मांड के भौतिक पैमाने पर लंगर डालता है।"

साइमन बिरेर, यूसीएलए पोस्टडॉक्टोरल विद्वान और अध्ययन के प्रमुख लेखक।

विस्तार की दर किलोमीटर प्रति सेकंड मेगापार्सेक में मापी जाती है, जिसे (किमी / एस) / एमसीपी के रूप में लिखा जाता है। उदाहरण के लिए, 10 (किमी / सेकंड) / एमपीसी की दर से विस्तार करने वाले कुछ का मतलब है कि अंतरिक्ष में दो अंक 1 मेगापरेक के अलावा (3.26 मिलियन प्रकाश-वर्ष के बराबर) 10 किलोमीटर प्रति घंटे की गति से एक दूसरे से दूर दौड़ रहे हैं। दूसरा।

जब यह पहली बार 1920 के दशक में खोजा गया था, तो विस्तार की दर 625 kps / Mpc माना जाता था। लेकिन 1950 के दशक में शुरू, बेहतर शोध ने इसे 100 केपीएस / एमपीसी से कम मापा। पिछले कुछ दशकों में, कई अध्ययनों ने विस्तार दर को मापा है, और लगभग 67 से 77 केपीएस / एमसीपी के बीच गति के साथ आते हैं।

लेकिन विज्ञान ने किसी ऐसी चीज़ के लिए उत्तरों की एक सरणी स्वीकार नहीं की जिसका एक मूल्य होना चाहिए। यदि ऐसा होता तो विज्ञान नहीं होता। इसलिए वैज्ञानिक हबल कॉन्स्टैंट को मापने के लिए अलग-अलग तरीके आजमा रहे हैं, यह देखने के लिए कि क्या वे इसे सही तरीके से प्राप्त कर सकते हैं, क्योंकि हबल निरंतर ब्रह्मांड के विस्तार के माप से अधिक है।

"हबल निरंतर ब्रह्मांड के भौतिक पैमाने पर लंगर डालती है," साइमन बीरर, एक यूसीएलए पोस्टडॉक्टोरल विद्वान और अध्ययन के प्रमुख लेखक ने कहा। हबल स्थिर के लिए एक सटीक मूल्य के बिना, खगोलविद दूरस्थ आकाशगंगाओं के आकार, ब्रह्मांड की आयु या ब्रह्मांड के विस्तार के इतिहास को सही ढंग से निर्धारित नहीं कर सकते हैं। इसलिए इसे सही होना बड़ी बात है।

रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस में प्रकाशित एक नया अध्ययन हबल कॉन्स्टेंट को मापने की एक उपन्यास पद्धति की कोशिश कर रहा है। अनुसंधान UCLA में खगोलविदों की एक टीम के नेतृत्व में है, और दूर के क्वासरों पर निर्भर करता है जिनकी रोशनी पृथ्वी पर पहुंचने से पहले गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग से गुजरती है।

क्वासर अल्ट्रा-ब्राइट ऑब्जेक्ट हैं। उन्हें सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक भी कहा जाता है, क्योंकि उन्हें आकाशगंगाओं के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल के कारण माना जाता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक रेडिएशन जो वे उत्सर्जित करते हैं, ब्लैक होल के चारों ओर घूमते हुए अभिवृद्धि डिस्क के कारण होता है। जैसे ही छेद के चारों ओर पदार्थ की गति तेज होती है, यह ऊर्जा की एक विशाल मात्रा का उत्सर्जन करता है।

चूंकि क्वासर बहुत चमकदार होते हैं, इसलिए उन्हें विशाल दूरी से देखा जा सकता है। यह उन्हें न केवल अध्ययन की आकर्षक वस्तु बनाता है, बल्कि हबल के नियम का अध्ययन करने के लिए मार्कर के रूप में भी उपयोगी है।

गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग तब होती है जब एक अत्यंत दूर की वस्तु से प्रकाश स्रोत, इस अध्ययन में क्वैसर, पृथ्वी पर पर्यवेक्षकों तक पहुंचने से पहले एक इंटरवेंजिंग आकाशगंगा का सामना करता है। आकाशगंगा का चरम द्रव्यमान प्रकाश को मोड़ने के लिए पर्याप्त है, उसी तरह जैसे कांच का लेंस करता है। परिणाम दर्पण के प्रभाव का एक प्रकार का घर है। नीचे दी गई छवि दिखाती है कि यह कैसा दिखता है। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग की खोज आइंस्टीन के साथ सबसे अधिक निकटता से जुड़ी हुई है, हालांकि 1979 तक यह नहीं देखा गया था कि यह देखा गया था।

यह अध्ययन दोहरे क्वासरों पर केंद्रित था। एक डबल क्वासर, जिसे कभी-कभी एक जुड़वां क्वासर कहा जाता है, दो क्वैसर एक दूसरे के करीब नहीं होते हैं, बल्कि गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग का प्रभाव होता है। एक डबल क्वासर के साथ, उनकी रोशनी पृथ्वी तक पहुंचने से पहले एक हस्तक्षेप करने वाली आकाशगंगा के आसपास लैंस की जाती है, जिससे कासर की दो छवियां बनती हैं। पिछले किसी भी अध्ययन ने उन्हें ब्रह्मांड के विस्तार की दर निर्धारित करने की कोशिश करने के लिए उपयोग नहीं किया है।

जैसे कि क्वासर से निकलने वाली रोशनी इंटरवलिंग आकाशगंगा के चारों ओर झुकती है, एक ही क्वासर की दो छवियों का निर्माण करती है, यह एक अद्वितीय अवलोकन अवसर स्थापित करती है। क्वासर की अलग-अलग छवियों को बनाने वाला प्रकाश प्रत्येक छवि के लिए एक अलग पथ की यात्रा करता है। जैसे कि क्वासर से प्रकाश में उतार-चढ़ाव होता है, दो छवियों में से प्रत्येक में झिलमिलाहट के बीच देरी होती है।

झिलमिलाहट के बीच समय की देरी को मापने, और हस्तक्षेप करने वाली आकाशगंगा के द्रव्यमान को जानकर, टीम ने पृथ्वी, लेंसिंग आकाशगंगा और क्वासर के बीच की दूरी को घटा दिया। क्वासर और आकाशगंगा की रेडशिफ्ट्स को जानने से वैज्ञानिकों को यह अनुमान लगाने में सक्षम किया गया कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से विस्तार कर रहा है।

यह अध्ययन SDSS J1206 + 4332 नामक दोहरे क्वासर पर केंद्रित है, और यह हबल स्पेस टेलीस्कोप, जेमिनी और डब्ल्यू.एम. के डेटा पर भी निर्भर करता है। केके वेधशालाएं, और गुरुत्वाकर्षण लेंस की कॉस्मोलॉजिकल मॉनिटरिंग या कोस्मोगिल, नेटवर्क से। टीम ने कई साल डबल कैसर की दैनिक छवियां लेते हुए बिताए, जिससे उन्हें फ़्लिकर के बीच समय की देरी का बहुत सटीक मापन मिला। जब इसे अन्य आंकड़ों के साथ जोड़ा गया, तो इसने खगोलविदों को हबल कॉन्स्टेंट के सर्वश्रेष्ठ मापों में से एक दिया।

"इस माप की सुंदरता यह है कि यह दूसरों के लिए अत्यधिक स्वतंत्र और स्वतंत्र है," टॉमसो त्रेउ, भौतिकी और खगोल विज्ञान के यूसीएलए प्रोफेसर और कागज के वरिष्ठ लेखक ने कहा।

तो, कैसे जल्दी से यह विस्तार हो रहा है?

"... ब्रह्मांड थोड़ा और अधिक जटिल है।

टॉमासो ट्रेयू, भौतिकी और खगोल विज्ञान के यूसीएलए प्रोफेसर।

टीम 72.5 किलोमीटर प्रति सेकंड प्रति मेगापार्कस के हबल कॉन्स्टेंट के लिए एक मान लेकर आई। यह इसे अन्य मापों के अनुरूप रखता है जो हबल कॉन्स्टैंट को मापने के लिए मानक मोमबत्तियों के रूप में सुदूर सुपरनोवा का उपयोग करते थे। लेकिन यह माप से लगभग 7% अधिक है जो इसे मापने के लिए कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड पर निर्भर करता है।

यह हबल के कानून पर बहस का अंत नहीं है। अभी भी माप विधियों के बीच अंतर है। इसका क्या मतलब है? "यदि उन मूल्यों के बीच वास्तविक अंतर है, तो इसका मतलब है कि ब्रह्मांड थोड़ा अधिक जटिल है," त्रेउ ने कहा। त्रेउ ने यह भी कहा कि माप में से एक, या तीनों भी गलत हैं।

टीम उनके क्वासर-लेंसिंग माप पद्धति के साथ बनी रहती है। वे 40 चौगुनी क्वासर को देख रहे हैं, ताकि उन्हें यूनिवर्स के विस्तार की दर का एक और सटीक माप मिल सके।

सूत्रों का कहना है:

• शोध पत्र: H0LiCOW - IX। दोहरे imaged क्वासर SDSS 1206 + 4332 के कॉस्मोग्राफिक विश्लेषण और हबल स्थिरांक का एक नया माप
• यूसीएलए प्रेस रिलीज: डबल को देखने से विवाद को सुलझाने में मदद मिल सकती है कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से विस्तार कर रहा है
• H0LiCOW
• विकिपीडिया प्रवेश: हबल का नियम