यूनिवर्स किससे बना है? यदि आपके पास कोई सुराग नहीं है, तो चिंता न करें, खगोलविद या तो नहीं हैं। जॉन्स हॉपकिंस विश्वविद्यालय के जेम्स जी ने हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके दो आकाशगंगाओं के आसपास डार्क मैटर सांद्रता का विस्तृत नक्शा बनाया। और खगोलविदों को बस कुछ नए सुराग मिले।
साक्षात्कार सुनें: डार्क मैटर मैप्स (5 एमबी)
या पॉडकास्ट की सदस्यता लें: सदस्यता लें
फ्रेजर कैन: हमने डार्क मैटर शब्द को काफी कम सुना है। क्या आप हमें समझ सकते हैं कि डार्क मैटर क्या है?
डॉ। जेम्स जी: इससे पहले कि मैं डार्क मैटर के बारे में बोलूं, मुझे इस बात का उल्लेख करना होगा कि अब खगोलविदों का क्या मानना है कि ब्रह्मांड आज कैसे है। हम मानते हैं कि ब्रह्माण्ड का ३०% द्रव्य है, और अन्य dark०% अन्धकार ऊर्जा है, और अन्धकार द्रव्य ब्रह्मांड में ९ ०% से अधिक द्रव्य समाहित करता है। किसी ने भी प्रयोगशाला में काले पदार्थ का पता नहीं लगाया है, इसलिए वे इसके आकार, रंग या गंध को नहीं जानते हैं, लेकिन इस बात के सबूत हैं कि यह वहाँ है। हम तथाकथित गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग द्वारा इसका पता लगा सकते हैं।
फ्रेजर: तो आपने हाल ही में हबल स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके एक सर्वेक्षण किया था ताकि अंधेरे पदार्थ की सांद्रता का नक्शा बनाया जा सके। ऐसा करने की प्रक्रिया क्या थी?
डॉ। जी: डार्क मैटर इसमें शामिल है, जैसा कि मैंने कहा, यूनिवर्स में 90% मामला है, और डार्क मैटर देखने के लिए सबसे अच्छी जगह वह है जहाँ यह सबसे ज्यादा गर्भपात करता है। इसलिए हमने हबल स्पेस टेलीस्कोप को दो सबसे दिलचस्प आकाशगंगा समूहों की ओर इशारा किया, जब ब्रह्मांड इसकी वर्तमान आयु का आधा था।
फ्रेजर: और आपने क्या देखा?
डॉ। जी: हमने पृष्ठभूमि की आकाशगंगाओं के वर्णक्रमीय वितरण की जांच की। उन पृष्ठभूमि आकाशगंगाओं के विरूपण की जांच करके, हम अग्रभूमि में अंधेरे पदार्थ के घनत्व को निर्धारित करने में सक्षम थे।
फ्रेजर: मुझे देखने दो अगर मैं इसे सही ढंग से समझता हूं। आप दूर की आकाशगंगाओं को देख रहे थे, और जिस तरह से यह प्रकाश की दिशा में आ रहा था, उसे देखते हुए, आप यह पता लगाने में सक्षम थे कि पदार्थ के छिपे हुए गुच्छे कहाँ थे जो इसे गुरुत्वाकर्षण को प्रभावित कर रहे थे।
डॉ। जी: बिल्कुल। शायद यह एक अच्छी उपमा है। मान लीजिए कि आप मैग्निफाइंग ग्लास का उपयोग करके एक समाचार लेख पढ़ रहे हैं, तो आप यह जाँच कर शक्ति, या लेंस की मोटाई का अनुमान लगा सकते हैं कि आवर्धक ग्लास के माध्यम से अक्षर कितने बड़े दिखते हैं। इसी तरह, यदि आप पृष्ठभूमि आकाशगंगाओं के विरूपण, या आवर्धन को देखते हैं, तो आप अग्रभूमि में मायावी काले पदार्थ के घनत्व को निर्धारित कर सकते हैं।
फ्रेजर: तो फिर डार्क मैटर और आकाशगंगाओं के बीच क्या संबंध है जिसे हम देख सकते हैं?
डॉ। जी: यह ब्रह्माण्ड में प्रमुख मामला है और इसमें गुरुत्वाकर्षण है। डार्क मैटर के बिना, बड़े पैमाने पर संरचनाओं के साथ आकाशगंगाओं का निर्माण करना बहुत मुश्किल है जो हम आज के ब्रह्मांड में देखते हैं। तो निश्चित रूप से, अंधेरे पदार्थ बड़े पैमाने पर संरचना में आकाशगंगाओं के गठन में मदद करते हैं।
फ्रेजर: क्या यह संभव है, तब, जहां कभी डार्क मामला टकरा रहा है, जहां हमें आकाशगंगाओं को देखने की संभावना है?
डॉ। जी: हां, यह मूल रूप से वही है जो हमने अपने शोध में पाया है। लोगों ने अनुमान लगाया है कि डार्क मैटर टकराव रहित कण है और डार्क मैटर और सामान्य पदार्थ एक साथ मौजूद होने चाहिए। लेकिन कोई भी इसे बहुत स्पष्ट रूप से निर्धारित नहीं कर पाया है क्योंकि अंधेरे पदार्थ किसी भी विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन नहीं करता है। हबल का उपयोग करके हमने जो पाया है वह यह है कि चमकदार आकाशगंगाएं उन काले पदार्थ के घने क्षेत्रों में बनती हैं।
फ्रेजर: अगर हम जानते हैं कि इस तरह की गड़गड़ाहट हो रही है - दोनों एक-दूसरे के हाथ लगते हैं - तो क्या यह आपको किसी भी मौजूदा सिद्धांत को फेंकने की अनुमति देता है कि यह काला पदार्थ क्या हो सकता है?
डॉ। जी: हां, इससे हमें बहुत सुराग मिला है। ज्यादातर लोगों का मानना है कि डार्क मैटर टकराव रहित है, लेकिन कुछ का कहना है कि उनमें कुछ टक्कर के गुण हो सकते हैं जैसे हाइड्रोजन गैस। जिस तरह से डार्क मैटर आपस में टकराता है वह हमें संकेत देता है कि डार्क मैटर क्या है। मान लीजिए कि डार्क पदार्थ में टक्कर के गुण हैं, जैसे हाइड्रोजन परमाणु, तो वे एक-दूसरे के साथ बहुत बार टकराते हैं, और हम एक डार्क मैटर हेलो का बहुत ही सहज वितरण देखेंगे। लेकिन हमने पाया है कि ये संरचनाएं बहुत ही भद्दी हैं, जैसे कि एक आकाशगंगा का द्रव्यमान। यह इंगित करता है कि काले पदार्थ के कण, यदि कोई हो, टकराव के कण होंगे जैसा कि आज के खगोल विज्ञान में अधिकांश सिद्धांत कहते हैं।
फ्रेजर: ओह, मैं देख रहा हूं, इसलिए जो वास्तविक कण इस काले पदार्थ का कारण बन सकते हैं, वे या तो इतने छोटे हैं, या इतने कमजोर रूप से बातचीत कर रहे हैं कि वे एक साथ भी नहीं जुड़ रहे हैं। और अगर वे एक साथ बोनक करते हैं, तो आपको वास्तव में वितरण का और भी अधिक स्प्रे दिखाई देगा। तो फिर आपके द्वारा खोजे गए निष्कर्षों के आधार पर, आपके शोध का अगला चरण क्या होगा?
डॉ। जी: सर्वेक्षण के लिए उन्नत कैमरा 15 से अधिक आकाशगंगा समूहों को शामिल करता है जो बहुत दिलचस्प हैं। ये केवल पहले दो परिणाम हैं। हमारा मानना है कि यदि हम सर्वेक्षण के लिए अपने 15 आकाशगंगा समूहों को पूरा करते हैं, तो हमारे पास एक और अधिक स्पष्ट तस्वीर होगी कि कैसे अंधेरे पदार्थ और सामान्य पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं, संभवतः एक साथ गुरुत्वाकर्षण द्वारा। और हमारे पास एक और अधिक स्पष्ट विचार हो सकता है कि ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर संरचना के गठन में डार्क मैटर कैसे योगदान देता है।
फ्रेजर: और अब तक आपके द्वारा किए गए शोध के आधार पर, क्या आपके पास एक पालतू सिद्धांत है कि डार्क मैटर क्या हो सकता है?
डॉ। जी: ठीक है, अगर आप एस्ट्रो-पीएच वेबसाइट पर जाते हैं, तो वह वेबसाइट जो लोग अपने विभिन्न शोध पत्र अपलोड करते हैं, और एक दिन में 10 या 15 पेपर होते हैं। और इस बारे में कई अटकलें हैं जो बहुत ही आकर्षक और प्रशंसनीय हैं। लेकिन मुझे लगता है कि अब से 10 या 15 साल में काले पदार्थ की प्रकृति का जवाब दिया जा सकता है, लेकिन हम अभी भी खोज कर रहे हैं। हमारा शोध काले पदार्थ का एक अभूतपूर्व समाधान देता है जो टकराव और टकराव के कणों के बीच अंतर कर सकता है।
फ्रेजर: और क्या हबल के अलावा कोई अन्य उपकरण हैं जो यह काम कर सकते हैं?
डॉ। जी: हम ग्राउंड-आधारित दूरबीनों का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग कर सकते हैं। वास्तव में यह 1990 में था कि लोगों ने पहली बार गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग का उपयोग करके अंधेरे पदार्थ का पता लगाया। लेकिन जब आप ग्राउंड-आधारित टेलीस्कोप का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग करते हैं, तो संकल्प बहुत खराब होता है। दूसरे शब्दों में, वायुमंडलीय अशांति गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग को धब्बा देगी ताकि हम अंधेरे पदार्थ की उच्च गुणवत्ता वाली छवि नहीं देख सकें। लेकिन अगर हम अंतरिक्ष में टेलीस्कोप का उपयोग करते हैं, तो यह पृष्ठभूमि छवि के आकार को धुंधला नहीं करता है इसलिए आप गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग सिग्नल का संरक्षण करते हैं। हम डार्क मैटर वितरण की एक उच्च रिज़ॉल्यूशन छवि के साथ आ सकते हैं।
फ्रेजर: और एक बड़ा उपकरण आपको एक बेहतर तस्वीर देगा।
डॉ। जी: निश्चित रूप से। अगला टेलिस्कोप JWST (जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप) प्रभावी रूप से 10 या अधिक के कारक द्वारा अंधेरे पदार्थ के महत्व के संकल्प को बढ़ाएगा।
फ्रेजर। क्या आपको लगता है कि आपको 10x रिज़ॉल्यूशन के साथ कुछ अलग दिखाई देगा?
डॉ। जी: डार्क मैटर डिस्ट्रीब्यूशन का वैश्विक आकार बहुत ज्यादा नहीं बदलेगा, लेकिन उस स्थिति में हम आकाशगंगाओं के संबंध में डार्क मैटर की संरचना की तुलना करने में सक्षम हो सकते हैं। उस स्थिति में, हम इस बात का उत्तर देने में सक्षम हो सकते हैं कि क्या डार्क मैटर के कणों में कुछ समवर्ती गुण हैं या नहीं। शुरुआत में, मैंने कहा कि मुझे जो मिला है वह टकराव की परिकल्पना के अनुरूप है। लेकिन कुछ सुझाव दिए गए हैं कि डार्क मैटर के कणों में कुछ बहुत ही छोटे समवर्ती गुण हो सकते हैं। इसलिए हम डार्क मैटर और गैलेक्सी मैटर के बीच ऑफसेट को निर्धारित कर सकते हैं। यह आपको सामान्य और काले पदार्थ के कणों के बीच समकालिक क्रॉस सेक्शन पर कई संभावित अवरोध प्रदान करता है।
यह शोध 13 दिसंबर, 2005 को स्पेस पत्रिका में बताया गया था।
