'आइंस्टीन का सबसे बड़ा ब्लंडर' हो सकता है आखिरकार निश्चित हो गया

भौतिकी में एक मूलभूत समस्या है।

एक एकल संख्या, जिसे ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक कहा जाता है, क्वांटम यांत्रिकी की सूक्ष्म दुनिया और सामान्य सापेक्षता के आइंस्टीन के सिद्धांत की सूक्ष्म दुनिया को पुल करती है। लेकिन न तो सिद्धांत इसके मूल्य पर सहमत हो सकता है।

वास्तव में, इस स्थिरांक के देखे गए मूल्य और इस सिद्धांत के बीच इतनी बड़ी विसंगति है कि यह व्यापक रूप से भौतिकी के इतिहास में सबसे खराब भविष्यवाणी माना जाता है। विसंगति को हल करना इस सदी में सैद्धांतिक भौतिकी का सबसे महत्वपूर्ण लक्ष्य हो सकता है।

स्विटज़रलैंड में जिनेवा विश्वविद्यालय में सैद्धांतिक भौतिकी के सहायक प्रोफेसर लुकास लोमब्रिसर ने ब्रह्मांड के स्थिरांक के मान का पता लगाने के लिए अल्बर्ट आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के समीकरणों का मूल्यांकन करने का एक नया तरीका पेश किया है जो कि उनके मान का मिलान करता है। उन्होंने जर्नल ऑक्टिक्स लेटर्स बी के 10 अक्टूबर के अंक में ऑनलाइन अपना तरीका प्रकाशित किया।

कैसे आइंस्टीन की सबसे बड़ी भूल काले ऊर्जा बन गई

ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक की कहानी एक सदी पहले शुरू हुई जब आइंस्टीन ने समीकरणों का एक सेट प्रस्तुत किया, जिसे अब आइंस्टीन क्षेत्र समीकरणों के रूप में जाना जाता है, जो सामान्य सापेक्षता के उनके सिद्धांत का ढांचा बन गया। समीकरण बताते हैं कि गुरुत्वाकर्षण के बल को बनाने के लिए अंतरिक्ष और समय के ताने-बाने का कितना महत्व है। उस समय, आइंस्टीन और खगोलविद दोनों सहमत थे कि ब्रह्मांड आकार में तय किया गया था और आकाशगंगाओं के बीच समग्र स्थान नहीं बदला था। हालांकि, जब आइंस्टीन ने समग्र रूप से ब्रह्मांड में सामान्य सापेक्षता लागू की, तो उनके सिद्धांत ने एक अस्थिर ब्रह्मांड की भविष्यवाणी की जो या तो विस्तार या अनुबंध करेगा। ब्रह्मांड को स्थिर होने के लिए बाध्य करने के लिए, आइंस्टीन ने ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक पर हमला किया।

लगभग एक दशक बाद, एक अन्य भौतिक विज्ञानी, एडविन हबल ने खोजा कि हमारा ब्रह्मांड स्थिर नहीं है, बल्कि विस्तृत है। दूर की आकाशगंगाओं से निकलने वाली रोशनी से पता चलता है कि वे सभी एक दूसरे से दूर जा रहे थे। इस रहस्योद्घाटन ने आइंस्टीन को अपने क्षेत्र समीकरणों से ब्रह्मांडीय स्थिरांक को छोड़ने के लिए राजी कर लिया क्योंकि यह अब एक विस्तारित ब्रह्मांड की व्याख्या करने के लिए आवश्यक नहीं था। भौतिकी की विद्या यह है कि आइंस्टीन ने बाद में स्वीकार किया कि ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक का उनका परिचय शायद उनकी सबसे बड़ी भूल थी।

1998 में, दूर के सुपरनोवा के अवलोकन से पता चला कि ब्रह्मांड का विस्तार नहीं हो रहा था, लेकिन विस्तार तेजी से हो रहा था। आकाशगंगाएँ एक दूसरे से दूर हो रही थीं जैसे कि कोई अज्ञात बल गुरुत्वाकर्षण पर काबू पा रहा हो और उन आकाशगंगाओं को अलग कर रहा हो। भौतिकविदों ने इस गूढ़ घटना को डार्क एनर्जी का नाम दिया है, क्योंकि इसकी वास्तविक प्रकृति एक रहस्य है।

विडंबना के एक मोड़ में, भौतिकविदों ने एक बार फिर से आइंस्टीन के क्षेत्र समीकरणों में ब्रह्मांडीय स्थिरांक को फिर से चित्रित किया, जो कि गहरी ऊर्जा के लिए जिम्मेदार है। ब्रह्मांड विज्ञान के वर्तमान मानक मॉडल में, जिसे MCDM (लैम्ब्डा सीडीएम) के रूप में जाना जाता है, ब्रह्मांडीय स्थिरांक अंधेरे ऊर्जा के साथ विनिमेय है। खगोलविदों ने कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि में दूर के सुपरनोवा और उतार-चढ़ाव की टिप्पणियों के आधार पर इसके मूल्य का अनुमान लगाया है। हालांकि ब्रह्मांड के पैमाने पर, मूल्य बेतुका छोटा है (10 ^ -52 प्रति वर्ग मीटर के क्रम पर), यह अंतरिक्ष के त्वरित विस्तार को समझाने के लिए पर्याप्त महत्वपूर्ण है।

"ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक वर्तमान में हमारे ब्रह्मांड में लगभग 70% ऊर्जा सामग्री का गठन करता है, जो कि हम उस त्वरित त्वरित विस्तार से अनुमान लगा सकते हैं कि हमारा ब्रह्मांड वर्तमान में चल रहा है। फिर भी इस स्थिरांक को समझा नहीं जाता है," लोमब्राइजर ने कहा। "यह समझाने का प्रयास विफल हो गया है, और कुछ मौलिक प्रतीत होता है कि हम कैसे ब्रह्मांड को समझ रहे हैं, हम इस पहेली में गायब हैं। यह पहेली आधुनिक भौतिकी में प्रमुख अनुसंधान क्षेत्रों में से एक है। आमतौर पर यह अनुमान लगाया जाता है कि इस मुद्दे को हल करने से नेतृत्व हो सकता है। भौतिकी की एक अधिक बुनियादी समझ के लिए। "

भौतिकी के इतिहास में सबसे खराब सैद्धांतिक भविष्यवाणी

ब्रह्मांडीय स्थिरांक का प्रतिनिधित्व करने के लिए माना जाता है कि भौतिक विज्ञानी "वैक्यूम ऊर्जा" को क्या कहते हैं। क्वांटम-क्षेत्र सिद्धांत बताता है कि अंतरिक्ष के पूरी तरह से खाली निर्वात में भी, आभासी कण अस्तित्व में और बाहर निकलते हैं और ऊर्जा पैदा करते हैं - एक प्रतीत होता है बेतुका विचार है, लेकिन एक जो प्रयोगात्मक रूप से देखा गया है। समस्या तब उत्पन्न होती है जब भौतिक विज्ञानी ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक में इसके योगदान की गणना करने का प्रयास करते हैं। उनका परिणाम 10 ^ 121 (जो कि 10 के बाद 120 जीरो है) के मस्तिष्क-संबंधी कारक द्वारा टिप्पणियों से भिन्न होता है, सभी भौतिकी में सिद्धांत और प्रयोग के बीच सबसे बड़ी विसंगति है।

इस तरह की असमानता ने कुछ भौतिकविदों को आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के मूल समीकरणों पर संदेह करने के लिए प्रेरित किया है; कुछ ने गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक मॉडल भी सुझाए हैं। हालांकि, लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) द्वारा गुरुत्वाकर्षण तरंगों के और सबूतों ने केवल सामान्य सापेक्षता को मजबूत किया है और इनमें से कई वैकल्पिक सिद्धांतों को खारिज कर दिया है। यही कारण है कि गुरुत्वाकर्षण पर पुनर्विचार करने के बजाय, लोमब्रिसर ने इस ब्रह्मांडीय पहेली को हल करने के लिए एक अलग दृष्टिकोण लिया।

"मैंने जो प्रस्ताव दिया है वह आइंस्टीन के क्षेत्र समीकरणों को संशोधित नहीं करता है," लोमब्रिसर ने कहा। इसके बजाय, "यह आइंस्टीन के क्षेत्र समीकरणों के शीर्ष पर एक अतिरिक्त समीकरण जोड़ता है।"

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, जिसे पहले आइजैक न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियमों में इस्तेमाल किया गया था और अब आइंस्टीन के क्षेत्र समीकरणों का एक अनिवार्य हिस्सा, वस्तुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण बल के परिमाण का वर्णन करता है। ब्रह्मांड की शुरुआत के बाद से इसे भौतिक रूप से मूलभूत स्थिरांक में से एक माना जाता है। लोमब्रिसर ने नाटकीय धारणा बनाई है कि यह निरंतर बदल सकता है।

Lombriser के सामान्य सापेक्षता के संशोधन में, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक हमारे अवलोकन योग्य ब्रह्माण्ड के भीतर समान रहता है, लेकिन इसके परे भिन्न हो सकता है। वह एक विविध परिदृश्य का सुझाव देता है, जहां हमारे लिए अदृश्य ब्रह्मांड के पैच हो सकते हैं जो मौलिक स्थिरांक के लिए अलग-अलग मूल्य हैं।

गुरुत्वाकर्षण की इस भिन्नता ने लोमब्रिसर को एक अतिरिक्त समीकरण दिया जो अंतरिक्ष-समय में पदार्थ के औसत योग के लिए ब्रह्मांडीय स्थिरांक से संबंधित है। ब्रह्मांड की सभी आकाशगंगाओं, सितारों और काले पदार्थ के अनुमानित द्रव्यमान का हिसाब लगाने के बाद, वह उस नए समीकरण को ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के लिए एक नया मान प्राप्त करने के लिए हल कर सकता था - एक जो बारीकी से टिप्पणियों से सहमत है।

एक नए पैरामीटर, ΩΛ (ओमेगा लैम्ब्डा) का उपयोग करते हुए, जो ब्रह्मांड के अंश को काले पदार्थ से बना हुआ व्यक्त करता है, उसने पाया कि ब्रह्मांड लगभग 74% अंधेरे ऊर्जा से बना है। यह संख्या अवलोकनों से अनुमानित 68.5% के मूल्य से मेल खाती है - क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत द्वारा मिली भारी असमानता पर जबरदस्त सुधार।

हालांकि लोमब्रिसर की रूपरेखा ब्रह्माण्ड संबंधी निरंतर समस्या को हल कर सकती है, वर्तमान में इसका परीक्षण करने का कोई तरीका नहीं है। लेकिन भविष्य में, यदि अन्य सिद्धांतों के प्रयोग उनके समीकरणों को मान्य करते हैं, तो इसका मतलब यह हो सकता है कि हम अंधेरे ऊर्जा की हमारी समझ में एक बड़ी छलांग लगाएं और अन्य ब्रह्मांडीय रहस्यों को सुलझाने के लिए एक उपकरण प्रदान करें।