डॉन लिंकन अमेरिका के ऊर्जा विभाग के फर्मीलाब में देश के सबसे बड़े लार्ज हेड्रान कोलाइडर शोध संस्थान के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक हैं। वह जनता के लिए विज्ञान के बारे में भी लिखते हैं, जिसमें उनका हाल भी शामिल है "द बिग हैड्रॉन कोलाइडर: हिग्स बोसोन की असाधारण कहानी और अन्य बातें जो आपके दिमाग को उड़ा देंगी"(जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी प्रेस, 2014)। आप उस पर अनुसरण कर सकते हैंफेसबुक। लिंकन ने इस लेख को लाइव साइंस के लिए योगदान दियाविशेषज्ञ आवाज़ें: ऑप-एड और अंतर्दृष्टि.
जब तक हमने रिकॉर्ड बनाए हैं, मानवता ने रात के आकाश में चमत्कार किया है। हमने देवताओं की इच्छा को निर्धारित करने और उन सभी के अर्थ के बारे में आश्चर्य करने के लिए स्वर्ग को देखा है। मात्र 5,000 सितारे जिन्हें हम देख सकते हैं, वे बिना आंख के सहस्राब्दियों तक मानवता के साथी रहे हैं।
आधुनिक खगोलीय सुविधाओं ने हमें दिखाया है कि ब्रह्मांड में केवल हजारों तारे नहीं हैं - इसमें हमारी आकाशगंगा में अरबों-खरबों तारे हैं जिनमें अरबों-खरबों आकाशगंगाएँ हैं। वेधशालाओं ने हमें ब्रह्मांड के जन्म और विकास के बारे में सिखाया है। और, 3 अगस्त को, एक नई सुविधा ने अपनी पहली महत्वपूर्ण घोषणा की और ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को जोड़ा। यह हमें अप्राप्य को देखने की अनुमति देता है, और यह दर्शाता है कि ब्रह्मांड में पदार्थ का वितरण अपेक्षाओं से थोड़ा अलग है।
डार्क एनर्जी सर्वे (डीईएस) लगभग 400 वैज्ञानिकों का एक सहयोग है, जिन्होंने ब्रह्मांड के इतिहास के बारे में सवालों के जवाब देने के लिए दूर की आकाशगंगाओं का अध्ययन करने के लिए पांच साल के मिशन पर काम किया है। यह सीरो टोलोलो इंटर-अमेरिकन ऑब्जर्वेटरी द चिली एंडिस में विक्टर एम। ब्लैंको 4-मीटर टेलीस्कोप से जुड़े डार्क एनर्जी कैमरा (डीईसी) का उपयोग करता है। डीईसी को बैटाविया, इलिनोइस के पास फर्मीलाब में यू.एस. में इकट्ठा किया गया था, और एक 570-मेगापिक्सेल कैमरा है जो अब तक आकाशगंगाओं की छवि बनाने में सक्षम है, उनका प्रकाश सबसे कम दिखाई देने वाले सितारों की तरह एक लाखवां उज्ज्वल है।
डार्क एनर्जी और डार्क मैटर
डीईएस अंधेरे ऊर्जा का शिकार है, जो ब्रह्मांड में एक प्रस्तावित ऊर्जा क्षेत्र है जो गुरुत्वाकर्षण का प्रतिकारक रूप है। जबकि गुरुत्वाकर्षण एक अकाट्य आकर्षण पैदा करता है, अंधेरे ऊर्जा ब्रह्मांड को लगातार बढ़ती दर पर विस्तार करने के लिए प्रेरित करती है। इसका प्रभाव पहली बार 1998 में देखा गया था, और अभी भी इसकी प्रकृति के बारे में हमारे कई सवाल हैं।
हालांकि, दक्षिणी रात के आकाश में 300 मिलियन आकाशगंगाओं के स्थान और दूरी को मापकर, सर्वेक्षण एक अन्य खगोलीय रहस्य के बारे में महत्वपूर्ण बयान देने में सक्षम होगा, जिसे डार्क मैटर कहा जाता है। ब्रह्मांड में सामान्य पदार्थ की तुलना में डार्क मैटर को पांच गुना अधिक प्रचलित माना जाता है। फिर भी यह प्रकाश, रेडियो तरंगों या विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के किसी भी रूप के साथ बातचीत नहीं करता है। और यह ग्रहों और तारों जैसे बड़े पिंडों को बनाने के लिए एकत्र नहीं होता है।
सीधे डार्क मैटर (इसलिए नाम) देखने का कोई तरीका नहीं है। हालांकि, इसका प्रभाव अप्रत्यक्ष रूप से देखा जा सकता है कि कितनी तेजी से आकाशगंगाएं घूमती हैं। यदि आप आकाशगंगाओं के दृश्यमान द्रव्यमान द्वारा समर्थित घूर्णी गति की गणना करते हैं, तो आपको पता चलेगा कि वे जितनी जल्दी होनी चाहिए, उससे अधिक तेज़ी से घूमते हैं। सभी अधिकारों से, इन आकाशगंगाओं को फाड़ दिया जाना चाहिए। दशकों के शोध के बाद, खगोलविदों ने निष्कर्ष निकाला है कि प्रत्येक आकाशगंगा में अंधेरे पदार्थ होते हैं, जो आकाशगंगा को एक साथ रखने वाले अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण को उत्पन्न करता है।
ब्रह्मांड में डार्क मैटर
हालांकि, ब्रह्मांड के बहुत बड़े पैमाने पर, व्यक्तिगत आकाशगंगाओं का अध्ययन करना पर्याप्त नहीं है। एक और दृष्टिकोण की आवश्यकता है। उसके लिए, खगोलविदों को गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक एक तकनीक को नियुक्त करना होगा।
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग की भविष्यवाणी 1916 में अल्बर्ट आइंस्टीन ने की थी और पहली बार 1919 में सर आर्थर एडिंगटन द्वारा देखी गई थी। आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का कहना है कि हम जो अनुभव करते हैं, वह वास्तव में अंतरिक्ष-समय की वक्रता के कारण होता है। चूंकि प्रकाश अंतरिक्ष के माध्यम से एक सीधी रेखा में यात्रा करता है, अगर अंतरिक्ष-समय घुमावदार है, तो यह एक पर्यवेक्षक को लगेगा जैसे कि प्रकाश अंतरिक्ष के माध्यम से एक घुमावदार रास्ते की यात्रा कर रहे थे।
ब्रह्मांड में काले पदार्थ की मात्रा और वितरण का अध्ययन करने के लिए इस घटना का उपयोग किया जा सकता है। जो वैज्ञानिक एक दूर की आकाशगंगा (लेंसिंग आकाशगंगा) कहते हैं, जो इसके पीछे दूर एक और आकाशगंगा है (जिसे प्रेक्षित आकाशगंगा कहा जाता है), जो देखी गई आकाशगंगा की विकृत छवि देख सकती है। विरूपण लेंसिंग आकाशगंगा के द्रव्यमान से संबंधित है। क्योंकि लैंसिंग आकाशगंगा का द्रव्यमान दृश्य पदार्थ और डार्क मैटर का एक संयोजन है, गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग वैज्ञानिकों को सीधे ब्रह्मांड के रूप में बड़े पैमाने पर काले पदार्थ के अस्तित्व और वितरण का निरीक्षण करने की अनुमति देता है। यह तकनीक तब भी काम करती है जब अग्रभूमि आकाशगंगाओं का एक बड़ा समूह और भी अधिक दूर आकाशगंगाओं के समूहों की छवियों को विकृत करता है, जो इस माप के लिए नियोजित तकनीक है।
ढेलेदार है या नहीं?
डीईएस सहयोग ने हाल ही में इस तकनीक का उपयोग करके एक विश्लेषण जारी किया। टीम ने पृथ्वी से चार अलग-अलग दूरी पर 26 मिलियन आकाशगंगाओं के नमूने को देखा। नज़दीकी आकाशगंगाएँ दूर तक फैली हुई थीं। इस तकनीक का उपयोग करके और सभी आकाशगंगाओं की छवियों की विकृति को ध्यान से देखने पर, वे अदृश्य काले पदार्थ के वितरण का नक्शा बनाने में सक्षम थे और यह कैसे पिछले 7 अरब वर्षों में चले गए और आधे जीवनकाल तक चले गए। ब्रम्हांड।
जैसा कि अपेक्षित था, उन्होंने पाया कि ब्रह्मांड का काला पदार्थ "ढेलेदार" था। हालांकि, एक आश्चर्य था - यह पिछले माप की भविष्यवाणी की तुलना में थोड़ा कम ढेलेदार था।
इनमें से एक विरोधाभासी माप बिग बैंग के बाद के सबसे पुराने समय के अवशेष रेडियो सिग्नल से आता है, जिसे कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) कहा जाता है। जब यह 380,000 साल पुराना था तब सीएमबी में ब्रह्मांड में ऊर्जा का वितरण शामिल है। 1998 में, कॉस्मिक बैकग्राउंड एक्सप्लोरर (COBE) सहयोग ने घोषणा की कि CMB पूरी तरह से एक समान नहीं था, बल्कि गर्म और ठंडे धब्बे थे जो कि 100,000 में 1 भाग से वर्दी से अलग थे। विल्किंसन माइक्रोवेव अनिसोट्रॉपी जांच (डब्ल्यूएमएपी) और प्लैंक उपग्रहों ने सीओबीई माप की पुष्टि की और परिष्कृत किया।
जब सीएमबी का उत्सर्जन किया गया था और डेस द्वारा अध्ययन की गई समयावधि के बीच 7 बिलियन से अधिक वर्षों में, ब्रह्मांड के उन गर्म क्षेत्रों ने ब्रह्मांड की संरचना का गठन किया। गैर-समान ऊर्जा वितरण सीएमबी में कब्जा कर लिया, गुरुत्वाकर्षण के प्रवर्धक बल के साथ संयुक्त, ब्रह्मांड में कुछ धब्बे सघन हो गए और अन्य कम। परिणाम वह ब्रह्मांड है जो हम अपने चारों ओर देखते हैं।
सीएमबी एक साधारण कारण के लिए डार्क मैटर के वितरण की भविष्यवाणी करता है: वर्तमान में हमारे ब्रह्मांड में पदार्थ का वितरण अतीत में इसके वितरण पर निर्भर करता है। आखिरकार, अगर अतीत में किसी बात का झंझट होता है, तो वह मामला आस-पास के मामले को आकर्षित करेगा और झगड़ा बढ़ेगा। इसी तरह, अगर हम दूर के भविष्य में प्रोजेक्ट करने वाले थे, तो आज के वितरण का कल उसी कारण से प्रभावित होगा।
इसलिए, वैज्ञानिकों ने बिग बैंग के बाद 380,000 साल के सीएमबी के माप का उपयोग किया है ताकि यह गणना की जा सके कि ब्रह्मांड को 7 अरब साल बाद कैसा दिखना चाहिए। जब उन्होंने डेस से मापों की भविष्यवाणियों की तुलना की, तो उन्होंने पाया कि डीईएस माप भविष्यवाणियों की तुलना में थोड़ा कम मोटा था।
अधूरी तस्वीर
क्या यह बहुत बड़ी बात है? शायद। अनिश्चितता, या त्रुटि, दो मापों में पर्याप्त बड़ी है कि इसका मतलब है कि वे सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण तरीके से असहमत नहीं हैं। इसका सीधा सा मतलब यह है कि कोई भी निश्चित नहीं हो सकता है कि दो माप वास्तव में असहमत हैं। यह हो सकता है कि डेटा या छोटे वाद्य प्रभावों में सांख्यिकीय उतार-चढ़ाव से संयोग से विसंगतियां उत्पन्न होती हैं, जिन पर विचार नहीं किया गया था।
यहां तक कि अध्ययन के लेखक भी यहां सावधानी बरतने का सुझाव देंगे। डेस माप अभी तक सहकर्मी की समीक्षा नहीं की गई है। प्रकाशन के लिए कागजात प्रस्तुत किए गए थे और परिणाम सम्मेलनों में प्रस्तुत किए गए थे, लेकिन फर्म के निष्कर्षों का इंतजार करना चाहिए जब तक कि रेफरी रिपोर्ट न आए।
तो, भविष्य क्या है? डेस का पांच साल का मिशन है, जिसमें से चार साल का डेटा दर्ज किया गया है। हाल ही में घोषित परिणाम केवल प्रथम वर्ष के डेटा का उपयोग करता है। अभी हाल के आंकड़ों का विश्लेषण किया जा रहा है। इसके अलावा, पूर्ण डेटा सेट आकाश के 5,000 वर्ग डिग्री को कवर करेगा, जबकि हाल ही में परिणाम केवल 1,500 वर्ग डिग्री और समय में वापस आने के आधे हिस्से को ही कवर करता है। इस प्रकार, कहानी स्पष्ट रूप से पूरी नहीं हुई है। पूर्ण डेटा सेट के विश्लेषण की उम्मीद शायद 2020 तक नहीं होगी।
फिर भी, आज लिए गए आंकड़ों का मतलब यह हो सकता है कि ब्रह्मांड के विकास की हमारी समझ में एक संभावित तनाव है। और, भले ही वह तनाव गायब हो जाए क्योंकि अधिक डेटा का विश्लेषण किया जाता है, डेस सहयोग अन्य माप बनाने के लिए जारी है। याद रखें कि नाम में "डीए" अक्षर अंधेरे ऊर्जा के लिए खड़े हैं। यह समूह अंततः अतीत में हमें अंधेरे ऊर्जा के व्यवहार के बारे में कुछ बताने में सक्षम होगा और हम भविष्य में क्या देखने की उम्मीद कर सकते हैं। यह हाल ही में माप एक वैज्ञानिक रूप से आकर्षक समय होने की उम्मीद की शुरुआत है।
लेख का यह संस्करण मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित किया गया था।
