परिचय
लगभग 13.8 बिलियन साल पहले, ब्रह्मांड जैसा कि हम जानते हैं कि यह शुरू हुआ। यह क्षण, जिसे बिग बैंग के रूप में जाना जाता है, तब होता है जब अंतरिक्ष में तेजी से विस्तार होने लगा। बिग बैंग के समय, अवलोकन योग्य ब्रह्मांड (कम से कम 2 ट्रिलियन आकाशगंगाओं के लिए सामग्री सहित), एक सेंटीमीटर से कम की जगह में फिट होते हैं। अब, देखने योग्य ब्रह्मांड 93 बिलियन प्रकाश वर्ष है और अभी भी विस्तार कर रहा है।
बिग बैंग के बारे में कई सवाल हैं, विशेष रूप से इसके बारे में क्या आया (अगर कुछ भी)। लेकिन वैज्ञानिकों को कुछ बातें पता हैं। सब कुछ की शुरुआत के बारे में सबसे अधिक दिमाग झुकने वाली खोजों के लिए पढ़ें।
ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है
1929 तक, ब्रह्मांड की उत्पत्ति पूरी तरह से मिथक और सिद्धांत में डूबी हुई थी। लेकिन उस वर्ष, एडविन हबल नाम के एक मनोरंजक खगोलविद ने ब्रह्मांड के बारे में कुछ बहुत ही महत्वपूर्ण खोज की, कुछ ऐसा जो उसके अतीत को समझने के नए तरीके खोल देगा: पूरी बात का विस्तार हो रहा है।
हब्बल ने रेडशिफ्ट नामक किसी चीज़ को मापकर अपनी खोज की, जो कि बहुत दूर की आकाशगंगाओं में देखी जाने वाली प्रकाश की लाल तरंग दैर्ध्य की ओर है। (दूर की वस्तु, जितना अधिक रेडशिफ्ट का उच्चारण करता है।) हबल ने पाया कि रेडशिफ्ट ने दूर की आकाशगंगाओं में दूरी के साथ रैखिक रूप से वृद्धि की, यह दर्शाता है कि ब्रह्मांड स्थिर नहीं है। यह हर जगह, सभी में एक साथ विस्तारित हो रहा है।
हबल इस विस्तार की दर की गणना करने में सक्षम था, एक आंकड़ा जिसे नासा के अनुसार हबल कॉन्स्टेंट के रूप में जाना जाता है। यह इस खोज थी जिसने वैज्ञानिकों को वापस एक्सट्रपलेशन करने और यह साबित करने की अनुमति दी कि ब्रह्मांड को एक छोटे बिंदु में पैक किया गया था। उन्होंने इसके विस्तार के पहले क्षण को बिग बैंग कहा।
लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण
मई 1964 में, अर्नो पेनज़ियास और रॉबर्ट विल्सन, बेल टेलीफोन लेबोरेटरीज के शोधकर्ता, न्यू जर्सी में एक नया रेडियो रिसीवर बनाने पर काम कर रहे थे। उनके एंटीना ने हर समय हर जगह से आने वाले एक अजीब गुलजार को उठाते हुए रखा। उन्होंने सोचा कि यह उपकरण में कबूतर हो सकता है, लेकिन घोंसले को हटाने से कुछ नहीं हुआ। न ही उनके अन्य प्रयासों ने हस्तक्षेप को कम करने के लिए। अंत में, उन्होंने महसूस किया कि वे कुछ वास्तविक उठा रहे थे।
उन्होंने जो पता लगाया, वह निकला, ब्रह्मांड का पहला प्रकाश था: कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन। यह विकिरण बिग बैंग के लगभग 380,000 साल बाद की है, जब ब्रह्मांड आखिरकार फोटॉन (तरंग जैसे कणों जो प्रकाश बनाते हैं) को स्वतंत्र रूप से यात्रा करने के लिए पर्याप्त ठंडा कर दिया। डिस्कवरी ने बिग बैंग सिद्धांत और इस धारणा का समर्थन किया कि ब्रह्मांड अपने पहले पल में प्रकाश की गति से अधिक तेजी से विस्तारित हुआ। (ऐसा इसलिए है क्योंकि लौकिक पृष्ठभूमि काफी समान है, एक छोटे बिंदु से एक बार में सब कुछ के सुचारू विस्तार का सुझाव देती है।)
आकाश का नक्शा
कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड की खोज ने ब्रह्मांड की उत्पत्ति में एक खिड़की खोली। 1989 में, नासा ने कॉस्मिक बैकग्राउंड एक्सप्लोरर (COBE) नामक एक उपग्रह लॉन्च किया, जिसने पृष्ठभूमि विकिरण में छोटे बदलावों को मापा। नासा के अनुसार, ब्रह्मांड का एक "बेबी पिक्चर" परिणाम था, जो विस्तार ब्रह्मांड में पहले घनत्व के कुछ रूपों को दर्शाता है। इन लघु-विविधताओं ने संभवतः आकाशगंगाओं और खाली स्थान के पैटर्न को जन्म दिया, जिसे आकाशगंगाओं के ब्रह्मांडीय वेब के रूप में जाना जाता है, जिसे हम आज ब्रह्मांड में देखते हैं।
महंगाई का प्रत्यक्ष प्रमाण
कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड ने शोधकर्ताओं को मुद्रास्फीति के लिए "धूम्रपान बंदूक" खोजने में सक्षम किया - जो कि बिग बैंग में बड़े पैमाने पर, तेज-से-प्रकाश विस्तार से हुआ। (हालांकि आइंस्टीन के विशेष सापेक्षता के सिद्धांत का मानना है कि अंतरिक्ष के माध्यम से प्रकाश की तुलना में कुछ भी तेजी से नहीं जाता है, यह एक उल्लंघन अंतरिक्ष ही नहीं था।) 2016 में, भौतिकविदों ने घोषणा की कि उन्होंने एक विशेष प्रकार के ध्रुवीकरण, या दिशात्मकता का पता लगाया, कुछ में। लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि। इस ध्रुवीकरण को "बी-मोड" के रूप में जाना जाता है। बी-मोड ध्रुवीकरण बिग बैंग से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पहला प्रत्यक्ष प्रमाण था। गुरुत्वाकर्षण तरंगें तब बनती हैं जब अंतरिक्ष में बड़े पैमाने पर वस्तुओं की गति धीमी या धीमी हो जाती है (पहली बार जो कभी खोजा गया था वह दो ब्लैक होल की टक्कर से आया था)। बी-मोड प्रारंभिक ब्रह्मांड के विस्तार की सीधे जांच करने का एक नया तरीका प्रदान करते हैं - और शायद यह पता लगाने के लिए कि इसे किसने निकाला।
अब तक कोई अतिरिक्त आयाम नहीं
गुरुत्वाकर्षण-तरंग खोज का एक परिणाम यह था कि इसने वैज्ञानिकों को सामान्य तीन से परे, अतिरिक्त आयामों की खोज करने की अनुमति दी। सिद्धांतकारों के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण तरंगों को अज्ञात आयामों में पार करने में सक्षम होना चाहिए, यदि वे आयाम मौजूद हैं। अक्टूबर 2017 में, वैज्ञानिकों ने दो न्यूट्रॉन सितारों की टक्कर से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया। उन्होंने तारों से पृथ्वी तक की यात्रा में लगने वाले समय को मापा, और किसी भी अतिरिक्त-आयामी रिसाव का कोई सबूत नहीं मिला।
जुलाई 2018 में कॉस्मोलॉजी और एस्ट्रोपार्टिकल फ़िज़िक्स के जर्नल में प्रकाशित परिणाम बताते हैं कि अगर वहाँ कोई अन्य आयाम हैं, तो वे छोटे हैं - वे ब्रह्मांड के क्षेत्रों को 1 मील (1.6 किलोमीटर) से कम आकार में प्रभावित करेंगे। इसका मतलब है कि स्ट्रिंग सिद्धांत, जो बताता है कि ब्रह्मांड छोटे कंपन तारों से बना है और कम से कम 10 किशोर आयामों की भविष्यवाणी करता है, अभी भी सच हो सकता है।
विस्तार में तेजी ...
भौतिकी में सबसे अजीब खोजों में से एक यह है कि ब्रह्मांड न केवल विस्तार कर रहा है, यह एक त्वरित दर से विस्तार कर रहा है।
खोज की तारीख 1998 तक है, जब भौतिकविदों ने कई लंबी चलने वाली परियोजनाओं के परिणामों की घोषणा की, जो विशेष रूप से भारी सुपरनोवा को मापते हैं जिन्हें टाइप आईए सुपरनोवा कहा जाता है। परिणाम (जो शोधकर्ताओं ने शाऊल पर्लमटर, ब्रायन पी। श्मिट और 2011 में नोबेल पुरस्कार जीता), इन सुपरनोवा के सबसे दूर से कमजोर-से-उम्मीद की गई रोशनी का पता चला। इस कमजोर प्रकाश ने दिखाया कि अंतरिक्ष खुद का विस्तार कर रहा है: ब्रह्मांड में सब कुछ धीरे-धीरे बाकी सब चीजों से दूर हो रहा है।
वैज्ञानिक इस विस्तार के चालक को "डार्क एनर्जी" कहते हैं, जो एक रहस्यमय इंजन है जो ब्रह्मांड में लगभग 68% ऊर्जा बना सकता है। ब्रह्माण्ड फिट प्रेक्षणों की शुरुआत के सिद्धांत बनाने के लिए यह गहरी ऊर्जा महत्वपूर्ण प्रतीत होती है, जैसे कि नासा के विल्किंसन माइक्रोवेव अनीसोट्रॉफी प्रोब (WMAP), जो एक ऐसा उपकरण है, जिसने ब्रह्माण्ड का सबसे सटीक मानचित्र तैयार किया है। माइक्रोवेव पृष्ठभूमि अभी तक।
... उम्मीद से भी तेज
हबल टेलीस्कोप के अप्रैल 2019 में जारी किए गए नए परिणामों ने विस्तार ब्रह्मांड की पहेली को गहरा कर दिया है। अंतरिक्ष दूरबीन से माप से पता चलता है कि ब्रह्मांड का विस्तार पिछली टिप्पणियों से उम्मीद से 9% तेज है। आकाशगंगाओं के लिए, पृथ्वी से प्रत्येक 3.3 मिलियन प्रकाश-वर्ष की दूरी NASA के अनुसार, पहले की गणना की गई भविष्यवाणी की तुलना में 46 मील प्रति सेकंड (74 किमी प्रति सेकंड) तेजी से अनुवाद करती है।
यह ब्रह्मांड की उत्पत्ति के लिए क्यों मायने रखता है? क्योंकि भौतिकविदों को कुछ याद नहीं होना चाहिए। नासा के अनुसार, बिग बैंग के दौरान और उसके तुरंत बाद तीन अलग-अलग अंधेरे ऊर्जा "फट" हो सकती है। आज जो हम देखते हैं उसके लिए उन फटने ने मंच तैयार किया। पहले ने प्रारंभिक विस्तार शुरू किया होगा; दूसरा बहुत तेजी से घटित हुआ हो सकता है, ब्रह्मांड के गैस पेडल पर दबाए गए भारी पैर की तरह कार्य करना, जिससे ब्रह्मांड का पहले से अधिक तेजी से विस्तार होता है। अंतिम डार्क एनर्जी फटने से आज ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार की व्याख्या की जा सकती है।
इसमें से कोई भी सिद्ध नहीं है - फिर भी। लेकिन वैज्ञानिक देख रहे हैं। ऑस्टिन मैकडोनाल्ड ऑब्जर्वेटरी में टेक्सास विश्वविद्यालय के शोधकर्ता सीधे अंधेरे ऊर्जा की तलाश के लिए एक नए उन्नत उपकरण हॉबी-एबरली टेलीस्कोप का उपयोग कर रहे हैं। प्रोजेक्ट, हॉबी-एबरली टेलीस्कोप डार्क एनर्जी एक्सपेरिमेंट (HETDEX), आकाशगंगाओं से 11 अरब प्रकाश-वर्ष की दूरी पर बेहोश प्रकाश को माप रहा है, जो शोधकर्ताओं को समय के साथ ब्रह्मांड के त्वरण में कोई भी बदलाव देखने की अनुमति देगा। वे 400,000 साल पुराने ब्रह्मांड में गड़बड़ी की गूँज का भी अध्ययन करेंगे, जो कणों के घने सूप में बनाया जाएगा जो बिग बैंग के ठीक बाद सब कुछ बना देगा। यह भी, विस्तार के रहस्यों को प्रकट करेगा और उस अंधेरे ऊर्जा को समझाएगा जिसने इसे चलाई थी।
