ब्रह्मांड के पहले क्षण में, सब कुछ गर्म और घना था और सही संतुलन में था। कोई भी कण नहीं थे जैसा कि हम उन्हें समझेंगे, बहुत कम किसी सितारे या यहां तक कि वैक्यूम जो आज अंतरिक्ष की अनुमति देता है। संपूर्ण अंतरिक्ष सजातीय, निराकार, संपीड़ित सामान से भरा था।
फिर, कुछ फिसल गया। वह सब नीरस स्थिरता अस्थिर हो गई। मैटर ने अपने अजीब चचेरे भाई, एंटीमैटर पर जीत हासिल की, और पूरे अंतरिक्ष में हावी हो गया। उस मामले के बादल बनते गए और तारों में ढह गए, जो आकाशगंगाओं में व्यवस्थित हो गए। सब कुछ है कि हम के बारे में पता करने के लिए अस्तित्व में शुरू कर दिया।
तो, अपने निराकार अवस्था से ब्रह्मांड को टिप करने के लिए क्या हुआ?
वैज्ञानिकों को अभी भी यकीन नहीं है। लेकिन शोधकर्ताओं ने एक प्रयोगशाला में मॉडल बनाने के लिए एक नया तरीका निकाला है जो इस प्रकार का दोष है जो प्रारंभिक ब्रह्मांड के महान असंतुलन का कारण हो सकता है। नेचर कम्युनिकेशंस नामक जर्नल में आज (16 जनवरी) को प्रकाशित एक नए पेपर में, वैज्ञानिकों ने दिखाया कि वे अस्तित्व के उन पहले क्षणों को मॉडल करने के लिए सुपरकोलियम हीलियम का उपयोग कर सकते हैं - विशेष रूप से, उन स्थितियों के एक संभावित सेट को फिर से बनाने के लिए जो अभी अस्तित्व में थे। बिग बैंग के बाद।
यह मायने रखता है क्योंकि ब्रह्मांड संतुलन साधने से भरा हुआ है जिसे भौतिक विज्ञानी "समरूपता" कहते हैं।
कुछ प्रमुख उदाहरण: भौतिक समीकरण समय में आगे और पीछे दोनों तरह से काम करते हैं। ब्रह्मांड में केवल सकारात्मक चार्ज किए गए कण हैं जो सभी नकारात्मक चार्ज किए गए कणों को रद्द करते हैं।
लेकिन कभी-कभी, समरूपता टूट जाती है। एक सुई की नोक पर संतुलित एक परिपूर्ण गोला एक तरह से या दूसरे पर गिरता है। एक चुंबक के दो समान पक्ष उत्तर और दक्षिण ध्रुवों में अलग हो जाते हैं। शुरुआती ब्रह्मांड में एंटीमैटर पर मैटर जीतता है। विशिष्ट मौलिक कण प्रारंभिक ब्रह्मांड की निराकारता से निकलते हैं और असतत बलों के माध्यम से एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।
"अगर हम दिए गए अनुसार बिग बैंग का अस्तित्व लेते हैं, तो ब्रह्मांड निश्चित रूप से कुछ समरूपता-तोड़ने वाले संक्रमणों से गुज़रा है," अध्ययन के प्रमुख लेखक और फिनलैंड के ऑल्टो विश्वविद्यालय में डॉक्टरेट के छात्र जेरे मेकिनन ने लाइव साइंस को बताया।
प्रमाण चाहिए? यह हमारे चारों ओर है। हर मेज और कुर्सी और आकाशगंगा और बत्तख-बिल्ला प्लैटिपस इस बात का प्रमाण है कि किसी चीज ने प्रारंभिक ब्रह्मांड को उसके शुरुआती, समतल राज्य और उसकी वर्तमान जटिलता से बाहर निकाल दिया। हम एक समान शून्य में क्षमता होने के बजाय यहां हैं। तो, कुछ ने उस समरूपता को तोड़ दिया।
भौतिक विज्ञानी कुछ यादृच्छिक उतार-चढ़ाव कहते हैं जो समरूपता को तोड़ते हैं "सामयिक दोष।"
संक्षेप में, टोपोलॉजिकल दोष ऐसे स्पॉट हैं जहां कुछ एक समान रूप से एक समान क्षेत्र में जीता जाता है। एक बार में एक व्यवधान उत्पन्न होता है। यह बाहरी हस्तक्षेप के कारण हो सकता है, जैसे प्रयोगशाला प्रयोग में। या यह बेतरतीब ढंग से और रहस्यमय तरीके से हो सकता है, जैसे वैज्ञानिकों को प्रारंभिक ब्रह्मांड में संदेह हुआ। एक बार एक अपवित्र दोष के रूप में, यह एक समान क्षेत्र के बीच में बैठ सकता है, जैसे कि एक चिकनी प्रवाह में तरंग बनाने वाला बोल्डर।
कुछ शोधकर्ताओं का मानना है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड के निराकार सामान में विशेष प्रकार के सामयिक दोषों ने उन पहले समरूपता-तोड़ने वाले संक्रमणों में एक भूमिका निभाई हो सकती है। उन दोषों में "अर्ध-क्वांटम भंवर" (ऊर्जा और द्रव्य जो भंवरों की तरह थोड़ा सा दिखाई देते हैं) और "तार से बंधी दीवारें" (दो तरफ से बनी दो आयामी दीवारों से बनी चुंबकीय संरचनाएं) जैसी संरचनाएं शामिल हो सकती हैं- आयामी "तार")। अनायास उभरती हुई संरचनाएं अन्यथा-सममितीय प्रणालियों में पदार्थ के प्रवाह को प्रभावित करती हैं, और कुछ शोधकर्ताओं को संदेह है कि इन संरचनाओं ने ब्रह्मांड को एक साथ तारों और आकाशगंगाओं में एक भूमिका निभाई थी जो आज हम देखते हैं।
शोधकर्ताओं ने पहले अपनी प्रयोगशालाओं में सुपरकोलड गैसों और सुपरकंडक्टर्स के चुंबकीय क्षेत्रों में इस प्रकार के दोष पैदा किए थे। लेकिन दोष व्यक्तिगत रूप से उभरा। अधिकांश सिद्धांत जो आधुनिक ब्रह्मांड की उत्पत्ति की व्याख्या करने के लिए सामयिक दोषों का उपयोग करते हैं उनमें "समग्र" दोष शामिल हैं, मेकिनन ने कहा - कॉन्सर्ट में काम करने वाले एक से अधिक दोष।
मेकिनन और उनके सह-लेखकों ने एक प्रयोग किया जिसमें तरल हीलियम को पूर्ण शून्य से एक डिग्री के अंश तक ठंडा किया गया और छोटे कक्षों में निचोड़ा गया। उन छोटे बक्सों के अंधेरे में सुपरकोलियम हीलियम में अर्ध-क्वांटम भंवर उभरे।
फिर, शोधकर्ताओं ने हीलियम की स्थितियों को बदल दिया, जिससे यह दो अलग-अलग प्रकार के सुपरफ्लुइड्स या तरल पदार्थों के बीच चरण संक्रमण की एक श्रृंखला के माध्यम से जाना गया, जिसमें कोई चिपचिपाहट नहीं थी। ये एक तरल या गैस में एक ठोस से पानी में बदल रहे हैं, लेकिन बहुत अधिक चरम स्थितियों के तहत चरण संक्रमण हैं।
चरण संक्रमण के कारण समरूपता टूट जाती है। उदाहरण के लिए, तरल पानी अणुओं से भरा होता है जो कई अलग-अलग दिशाओं में उन्मुख हो सकते हैं। लेकिन उस पानी को फ्रीज करें, और अणु विशेष स्थान पर जगह-जगह बंद हो जाते हैं। समरूपता में इसी तरह के ब्रेक प्रयोगों में सुपरफ्लुइड चरण संक्रमण के साथ होते हैं।
फिर भी, सुपरफ्लुइड हीलियम अपने चरण संक्रमणों से गुजरने के बाद, भंवर बने रहे - तारों द्वारा बंधी दीवारों द्वारा संरक्षित। साथ में, भंवर और दीवारों ने समग्र सामयिक दोषों का गठन किया और सममिति-तोड़ने वाले चरण संक्रमणों से बचे। इस तरह, शोधकर्ताओं ने कागज में लिखा, इन वस्तुओं ने उन दोषों को प्रतिबिंबित किया जो कुछ सिद्धांत प्रारंभिक ब्रह्मांड में गठित होने का सुझाव देते हैं।
क्या इसका मतलब यह है कि माकिनन और उनके सह-लेखक यह पता लगा चुके हैं कि शुरुआती ब्रह्मांड में समरूपता कैसे टूटी? बिलकुल नहीं। उनके मॉडल ने केवल यह दिखाया कि "प्रारंभिक ब्रह्मांडों ने अपने आकार को कैसे लिया" के "ग्रैंड यूनिफाइड थ्योरीज़" के कुछ पहलुओं को एक प्रयोगशाला में दोहराया जा सकता है - विशेष रूप से, उन सिद्धांतों के हिस्से जिनमें सामयिक दोष शामिल हैं। उन सिद्धांतों में से कोई भी व्यापक रूप से भौतिकविदों द्वारा स्वीकार नहीं किया जाता है, और यह सब एक बड़ा सैद्धांतिक मृत अंत हो सकता है।
लेकिन इस तरह के दोषों ने बिग बैंग के बाद के क्षणों को आकार देने के लिए कैसे काम किया, इसकी जांच करने के लिए मेकिनन का काम अधिक प्रयोगों के द्वार खोलता है। उन्होंने कहा कि निश्चित रूप से ये अध्ययन वैज्ञानिकों को क्वांटम क्षेत्र के बारे में कुछ नया सिखाते हैं। खुला सवाल अभी भी बना हुआ है: क्या भौतिकशास्त्री कभी-कभी संपूर्ण ब्रह्मांड के व्यवहार के साथ छोटे क्वांटम दुनिया के बारे में इन विवरणों को जोड़ेंगे?
