🌈 ✋🏾 🧑🏻‍🤝‍🧑🏻 एथन नंबर 52 से पूछें: ब्रह्मांड का विस्तार कब तक तेज होना शुरू हो गया है? 🐐 🌼 👨🏽‍🔬

हम कुछ अरब साल पहले पैदा हुए थे, हम इसके बारे में नहीं जानते होंगे

अंत में, "यूनिवर्स" एक परिकल्पना है, एक "परमाणु" की तरह, और इसे अंतिम सामग्री संरचना के लिए विरोधाभासी और असंभव चीजों को करने के लिए गुणों को रखने की स्वतंत्रता दी जानी चाहिए।
-विलियम डी सिटर

अब एक साल के लिए, साप्ताहिक, मैं आपसे सवाल और सुझाव भेजने के लिए कहता हूं, और मैं उन लोगों को चुनता हूं जो मुझे साप्ताहिक कॉलम "आस्क एथन" के लिए पसंद आए थे। हमने सबसे छोटे से लेकर बड़े पैमाने पर, सांसारिक मामलों से लेकर अंतरिक्ष तक और ब्रह्मांड की शुरुआत से लेकर उसके अंत तक के विषयों को संबोधित किया। इस हफ्ते, हेम्स अज़री ने मुझसे इस बारे में पूछा:

यह पता लगाने की कोशिश की जा रही है कि क्या ब्रह्मांड के त्वरण चरण के बारे में नया अवलोकन डेटा है! यह कब शुरू हुआ?

आइए ब्रह्मांड और इसके विस्तार के बारे में बात करते हैं।

100 साल से भी कम समय पहले, हमने सीखा कि हमारे आकाश में सर्पिल नेबुला हमारी आकाशगंगा में उत्पन्न होने वाले प्रोटोस्टार नहीं हैं, बल्कि पूरे आकाशगंगा में लाखों से अरबों प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित हैं। लगभग तुरंत, हमने महसूस किया कि आकाशगंगा की दूरी और हमारे सापेक्ष इसकी गति के बीच एक अद्भुत संबंध था।

हालांकि उस समय जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी के कई सटीक समाधान थे, उनमें से एक ने ब्रह्मांड को बहुत अच्छी तरह से वर्णित किया: एक विस्तारित ब्रह्मांड, सबसे बड़े पैमाने पर सजातीय। हालांकि हमारा ब्रह्मांड कई दसियों से लाखों प्रकाश वर्षों तक तराजू पर सजातीय नहीं है, लेकिन दसियों अरबों प्रकाश वर्ष के पैमाने का अध्ययन करें, तो हम देखते हैं कि एकरूपता से होने वाले विचलन बहुत छोटे हैं। औसतन, यह समाधान - फ्राइडमैन-लेमेट्रे-रॉबर्टसन-वॉकर मीट्रिक - दूसरों के लिए यूनिवर्स को बेहतर बताता है।

वह बताती है कि आकाशगंगाओं के बीच का स्थान - या किसी भी संरचना के बीच एक-दूसरे से जुड़ा नहीं है या गुरुत्वाकर्षण द्वारा भी बड़ी संरचनाओं का विस्तार करना चाहिए। अगर हम यह जानना चाहते हैं कि यह कैसे फैलता है, यानी किस गति के साथ, हमें दो चीजें जानने की जरूरत है:

किसी भी समय विस्तार दर
ब्रह्मांड में मौजूद पदार्थ और ऊर्जा के प्रकार और अनुपात

और यह बात है! यदि हम इन दो बिंदुओं को पहचानते हैं, तो हम ब्रह्मांड के भाग्य और विस्तार की गति को समझने में सक्षम होंगे, जो बिग बैंग से शुरू होकर किसी भी समय, है और है।

पहला बिंदु काफी सरल है, और हमारे पास इस समस्या को हल करने के कई तरीके हैं। ब्रह्माण्ड की विभिन्न वस्तुओं की सुस्पष्टता और उनके हमसे दूर होने की गति का अध्ययन करके हम आज के विस्तार की गति का पता लगा सकते हैं। यह एक बिंदु है, लेकिन इसे गिनना आसान है। यद्यपि 1990 के दशक में सटीक गति के बारे में विवाद था, हमने अब स्थापित किया है कि यह 2-3 किमी / एस / एमपीसी की सटीकता के साथ लगभग 67 किमी / एस / एमपीसी (जहां एमपीसी लगभग 3,260,000 प्रकाश वर्ष है)।

हमने दूसरे प्रश्न का उत्तर विभिन्न प्रकार की वस्तुओं की टिप्पणियों के संयोजन से प्राप्त किया, जिसमें दूर की वस्तुएं जैसे सुपरनोवा, कॉस्मिक माइक्रोवेव विकिरण, बड़े पैमाने पर संरचनाएं, और बेरोनिक ध्वनिक कंपन शामिल हैं।

और परिणामस्वरूप, यह निकला कि ब्रह्मांड की रचना लगभग निम्नलिखित है:

0.01% - प्रकाश के रूप में फोटॉन, या विकिरण
4.9% - प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉनों पर आधारित साधारण पदार्थ
27% - न्युट्रीनो सहित डार्क मैटर, जिसमें कुल मिलाकर 0.1% होता है, और बाकी अज्ञात होता है
68% - डार्क एनर्जी, जो, हमारी टिप्पणियों के अनुसार, ब्रह्मांडीय स्थिरांक से भिन्न नहीं है

इससे, जहाँ तक हम जानते हैं, ब्रह्माण्ड के होते हैं।

यूनिवर्स के त्वरण के बारे में बोलते हुए, हमारा मतलब कुछ ठोस है। हमारा तात्पर्य यह नहीं है कि वर्तमान विस्तार दर, 67 किमी / वर्ग मीटर, बढ़ रही है। हमसे दूर किसी भी दूरी पर एक दूर की आकाशगंगा की कल्पना करें। इसे 10 Mpc की दूरी तय करने दें, फिर विस्तार की गति 670 किमी / सेकंड होगी।

इतनी गति से, एक निश्चित आकाशगंगा हमसे दूर जा रही है। जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार होता है, यह कम घना होता जाता है, और ऊर्जा घनत्व कम होता जाता है। चूंकि विस्तार दर ऊर्जा घनत्व पर निर्भर करती है, इसलिए यह भी गिरती है। लेकिन जब से ब्रह्मांड इस समय का विस्तार कर रहा है, हम जिस आकाशगंगा का अनुसरण कर रहे हैं, वह हमसे बहुत दूर चली जाएगी।

इसके बारे में सोचें: भविष्य में विस्तार की गति कम है, लेकिन विशिष्ट वस्तुएं हमसे दूर हैं। अगर हमें भविष्य में चलते हुए वस्तु की स्पष्ट गति की गणना करने की आवश्यकता है, तो हमें इन दो संख्याओं को गुणा करने की आवश्यकता है, इसलिए सवाल यह है कि क्या तेजी से बदलता है - क्या विस्तार की गति कम हो जाती है या वस्तु की दूरी बढ़ जाती है?

और यह इस बात पर निर्भर करता है कि ब्रह्माण्ड की ऊर्जा कितने प्रतिशत पदार्थ और विकिरण के रूप में है, जिसका घनत्व समय के साथ घटता जाता है और ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के रूप में कौन सा प्रतिशत निहित है, जिसका घनत्व अपरिवर्तित रहता है। आइए देखते हैं कि समय के साथ कैसे पदार्थ, विकिरण और डार्क एनर्जी (ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक) बदलते हैं।

यूनिवर्स में अब डार्क एनर्जी हावी हो गई है, इसलिए दूरी बढ़ने पर विस्तार की गति उतनी तेजी से नहीं गिरती है: जब तक विस्तार की गति 10% तक गिर जाती है, तब तक वस्तु हमसे दुगुनी दूरी पर होगी - यानी अब यह तेज हो रही है। लेकिन अतीत में, ब्रह्मांड में प्रतिशत के रूप में बहुत कम ऊर्जा थी, और बहुत अधिक मामला था। और पहले भी, विकिरण उन पर हावी था। जब अधिक पदार्थ या विकिरण था, तो विस्तार की गति तेजी से गिर गई, और ब्रह्मांड धीमा हो गया। आजकल, जन्म के १३. billion बिलियन वर्ष बाद, केवल अपेक्षाकृत हाल ही में एक ऐसा क्षण आया जब हमारे पास से निकलने वाली वस्तुएं त्वरण के साथ ऐसा करने लगीं!

गणितीय रूप से, पिछले कई अरब वर्षों से चल रहे त्वरण के लिए यूनिवर्स जो पहले कई अरब वर्षों से काम कर रहा था, से संक्रमण तब होता है जब अंधेरे ऊर्जा का घनत्व पदार्थ के कुल घनत्व के आधे तक पहुंच जाता है। अब यह पदार्थ के घनत्व से केवल दो गुना अधिक है, इसलिए, त्वरण लंबे समय से चल रहा है, क्योंकि ब्रह्मांड का आकार वर्तमान के 62% के बराबर था। थोड़ा गणना और खगोल भौतिकी की ओर मुड़ने के बाद, हम उस ब्रह्मांड की आयु की गणना कर सकते हैं जिस पर यह एक महत्वपूर्ण बिंदु से गुजरा है - यह पता चलता है कि यह तब हुआ था जब यह 7.8 बिलियन साल पुराना था, या लगभग 6 बिलियन साल पहले - सौर के गठन से 1.5 अरब साल पहले प्रणाली।

यदि हम ब्रह्मांड के पूरे इतिहास को एक कैलेंडर वर्ष में निचोड़ लेते हैं, तो ब्रह्मांड के त्वरण की शुरुआत 27 जुलाई को होगी।

यह संख्या पदार्थ घनत्व, अंधेरे ऊर्जा और विस्तार दर के मापदंडों में छोटे बदलाव के लिए बहुत संवेदनशील है। यदि आप उन्हें 2-3% बदलते हैं, तो मंदी के अंत का समय और त्वरण की शुरुआत 1-2 बिलियन वर्षों तक बदल सकती है! एक और 1.9 अरब वर्षों के लिए ब्रह्मांड में डार्क एनर्जी हावी नहीं हुई (याद रखें, मंदी से त्वरण तक संक्रमण के समय, इसकी मात्रा इस मामले की आधी है), और एक और 4 पास होना चाहिए,! आज की राशि तक पहुंचने से एक अरब साल पहले, जब यह मामले से दोगुना है।

लेकिन यहाँ हम एक ऐसे त्वरित ब्रह्मांड में रहते हैं, और जब संक्रमण हुआ! महान प्रश्न के लिए धन्यवाद, और यदि आपके पास अपने विचार हैं, तो उन्हें हमारे स्तंभ पर भेजें। अगले सप्ताह उसके जीवन का दूसरा वर्ष शुरू होगा।

एथन नंबर 52 से पूछें: ब्रह्मांड का विस्तार कब तक तेज होना शुरू हो गया है?

हम कुछ अरब साल पहले पैदा हुए थे, हम इसके बारे में नहीं जानते होंगे

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