ब्लैक होल ब्रह्मांड में सबसे रहस्यमय स्थानों में से हैं; ऐसी जगहें जहां अंतरिक्ष और समय के बहुत से कपड़े इतनी बुरी तरह से विकृत होते हैं कि प्रकाश भी उनसे बच नहीं सकता है। आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, उनके केंद्र में एक विलक्षणता है, एक जगह जहां कई सितारों का द्रव्यमान बिल्कुल शून्य आकार के साथ एक मात्रा में कुचल दिया जाता है। हालाँकि, हाल ही में फ़िज़िकल रिव्यू लेटर्स और फिज़िकल रिव्यू डी में प्रकाशित 10 दिसंबर को प्रकाशित दो भौतिक विज्ञान के पेपर, वैज्ञानिकों को इस बात पर पुनर्विचार कर सकते हैं कि हम क्या सोचते हैं कि हम ब्लैक होल के बारे में जानते हैं। काले छेद हमेशा के लिए नहीं रह सकते हैं, और यह संभव है कि हमने उनके स्वभाव को पूरी तरह से गलत समझा है और वे कागज के अनुसार केंद्र में दिखते हैं।
आइंस्टीन की भौतिकी का किनारा
खगोलविदों और भौतिकविदों ने लंबे समय से माना है कि एक विलक्षणता का विचार केवल गलत होना चाहिए। यदि द्रव्यमान वाली वस्तु का कोई आकार नहीं है, तो इसका अनंत घनत्व है। और, जितना शोधकर्ता "अनन्तता" शब्द के चारों ओर फेंकते हैं, प्रकृति में उस तरह के शिशु अस्तित्व में नहीं हैं। इसके बजाय, जब आप एक वास्तविक, भौतिक, विज्ञान की स्थिति में एक अनन्तता का सामना करते हैं, तो इसका वास्तव में अर्थ यह है कि आपने अपने गणित को उस दायरे से परे धकेल दिया है जहाँ वे लागू होते हैं। आपको नया गणित चाहिए।
इसका एक परिचित उदाहरण देना आसान है। न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम का कहना है कि गुरुत्वाकर्षण आकर्षण की ताकत दो वस्तुओं के बीच की दूरी पर एक के रूप में बदलती है। इसलिए यदि आप पृथ्वी से दूर स्थित एक गेंद लेते हैं, तो यह एक निश्चित भार का अनुभव करेगा। फिर, जैसे-जैसे आप इसे पृथ्वी के करीब लाएंगे, वजन बढ़ता जाएगा। उस समीकरण को चरम पर ले जाते हुए, जैसा कि आप वस्तु को पृथ्वी के केंद्र के पास ले आए, यह एक अनंत बल का अनुभव करेगा। लेकिन यह नहीं है।
इसके बजाय, जैसा कि आप पृथ्वी की सतह के करीब लाते हैं, न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सरल नियम अब लागू नहीं होता है। आपको पृथ्वी के द्रव्यमान के वास्तविक वितरण को ध्यान में रखना होगा, और इसका मतलब है कि आपको विभिन्न और अधिक जटिल समीकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता है जो अलग-अलग व्यवहार की भविष्यवाणी करते हैं। इसी तरह, जबकि आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत की भविष्यवाणी है कि ब्लैक होल के केंद्र में अनंत घनत्व की एक विलक्षणता मौजूद है, यह सच नहीं हो सकता है। बहुत छोटे आकार में, गुरुत्वाकर्षण के एक नए सिद्धांत को खेलना चाहिए। हमारे पास इस नए सिद्धांत का एक सामान्य नाम है: इसे क्वांटम गुरुत्व कहा जाता है।
क्वांटम गुरुत्व नाम का अर्थ है "सबसे छोटे पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण", लेकिन वाक्यांश एक विशिष्ट सिद्धांत का अर्थ नहीं है। हालांकि, विशिष्ट सैद्धांतिक प्रस्ताव बनाए गए हैं जो गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करेंगे क्योंकि यह सूक्ष्म जगत में है। एक प्रस्ताव को लूप क्वांटम गुरुत्व कहा जाता है।
लूप क्वांटम गुरुत्वाकर्षण को गणितीय रूप से अच्छी तरह से परिभाषित किया गया है, और यह अंतरिक्ष-समय के कपड़े को स्पिन नेटवर्क के एक जाली के रूप में व्यक्त करता है, जो समय के साथ विकसित होता है। स्पिन नेटवर्क एक गणितीय सूत्रीकरण है जो बताता है कि कण और क्षेत्र कैसे परस्पर क्रिया करते हैं। अधिक व्यावहारिक दृष्टिकोण से, लूप क्वांटम गुरुत्व की भविष्यवाणी करता है कि अंतरिक्ष-समय की मात्रा निर्धारित की जाती है, अंतरिक्ष और समय की सबसे छोटी संभव इकाई या टुकड़े के साथ, जिसके आगे अंतरिक्ष-समय को और अधिक विभाजित नहीं किया जा सकता है।
लूप क्वांटम गुरुत्वाकर्षण एक कठिन गणितीय सिद्धांत है जिसने ब्लैक होल के अंदर परीक्षण योग्य भविष्यवाणियों को बनाने का विरोध किया है। हालांकि, पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी में अभय अष्टेकर और जेवियर ओल्मेडो और लुइसियाना स्टेट यूनिवर्सिटी में परमप्रीत सिंह ने ब्लैक होल के केंद्र में लूप क्वांटम गुरुत्वाकर्षण लागू किया है। वे दावा करते हैं कि परिणाम एक विलक्षणता नहीं है।
उनकी गणना भविष्यवाणी करती है कि ब्लैक-होल के केंद्र के पास अंतरिक्ष-समय बहुत दृढ़ता से घुमावदार है। नतीजा यह है कि भविष्य में अंतरिक्ष एक क्षेत्र में जारी है जिसमें एक सफेद छेद की संरचना है। एक सफेद छेद एक ब्लैक होल की तरह होता है, जिसका अर्थ है कि ब्लैक होल के विपरीत, जो पदार्थ को अंदर खींचता है, एक सफेद छेद बाहर निकलता है।
कल्पना करने का एक और तरीका है कि वे क्या भविष्यवाणी कर रहे हैं। यह सर्वविदित है कि मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों में, समय धीमा हो जाता है। और ब्लैक होल में ब्रह्मांड के सबसे मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होते हैं। इस वजह से, इस नए काम की एक संभावित व्याख्या यह है कि मामला एक ब्लैक होल में गिरता है और फिर "बाउंस" होता है, जिससे ब्रह्मांड में द्रव्यमान वापस आ जाता है। क्योंकि ब्लैक होल के केंद्र के पास समय इतना धीमा है, इसलिए यह प्रक्रिया बस समय की एक बड़ी मात्रा ले रही है। यदि शोधकर्ता सही हैं, तो बहुत दूर के भविष्य में, जहां अब ब्लैक होल हैं, पदार्थ पूरे ब्रह्मांड में फैल रहे हैं।
सैद्धांतिक विज्ञान में हमेशा की तरह, कई दिलचस्प और उत्तेजक विचार हैं जो अभी सच नहीं हैं, और यह उनमें से एक हो सकता है। इसलिए यह देखना महत्वपूर्ण है कि क्या इस तरह के सैद्धांतिक विचारों के लिए प्रयोगात्मक समर्थन है।
कुछ संभावनाएं हैं। वैज्ञानिकों ने अंतरिक्ष में बहुत अधिक ऊर्जा की घटनाओं को देखा है जिन्हें पूरी तरह से समझाया नहीं गया है। एक बहुत ही उच्च ऊर्जा कास्मिक किरणों का अस्तित्व है जो पृथ्वी के वायुमंडल से टकराते हैं। एक और है जिसे "तेज रेडियो फटने" कहा जाता है, जो तब होता है जब बहुत कम समय में बड़ी मात्रा में रेडियो ऊर्जा देखी जाती है। उन दोनों घटनाओं में, कम से कम सिद्धांत रूप में, एक ब्लैक होल का हस्ताक्षर हो सकता है जो एक सफेद छेद में परिवर्तित होता है।
इस दिलचस्प नए विचार को स्वीकार करना निश्चित रूप से समय से पहले है। इसके बजाय, यह देखना समझदारी होगी कि लूप क्वांटम गुरुत्व का उपयोग करते हुए चल रही गणनाएं कैसे प्रकट होती हैं। यदि भविष्यवाणियां सुधरती हैं और कुछ अस्पष्टीकृत खगोलीय घटनाओं की तरह लगने लगती हैं, तो यह हो सकता है कि यह नया परिणाम दोनों को बताएगा कि क्वांटम गुरुत्व कैसे काम करता है और हमारे ब्रह्मांड के भूत और भविष्य दोनों के बारे में हमारी समझ को फिर से व्यवस्थित करता है।
डॉन लिंकन भौतिकी के एक शोधकर्ता हैं Fermilab। वह "के लेखक हैंद बिग हैड्रॉन कोलाइडर: हिग्स बोसोन और अन्य सामग्री की असाधारण कहानी जो आपके दिमाग को उड़ा देगी"(जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी प्रेस, 2014), और वह विज्ञान शिक्षा की एक श्रृंखला का उत्पादन करता है वीडियो। उसका पीछा करो फेसबुक पर। इस टिप्पणी में व्यक्त की गई राय उनकी हैं।
डॉन लिंकन ने इस लेख को लाइव साइंस के लिए योगदान दिया विशेषज्ञ आवाज़ें: ऑप-एड और अंतर्दृष्टि।
