🔮 📉 ➿ न्यूनतम ब्रह्मांड आकार ♉️ 👩 ⛳️

ब्रह्मांड का अवलोकन किया

हमारे यूनिवर्स की बात करें तो हम "यूनिवर्स" और "ऑब्जर्वेबल यूनिवर्स" के बीच अंतर करते हैं। उत्तरार्द्ध में केवल वही शामिल है जो हम देख सकते हैं। मेरा मतलब यह नहीं है कि हमारे पास संपूर्ण अवलोकन ब्रह्मांड को वास्तव में "देखने" की तकनीक है। मेरा अभिप्राय है '' अवलोकनीय '' से, वे सभी वस्तुएँ जिनसे प्रकाश सिद्धांत रूप में हम तक पहुँच सकता है, ब्रह्मांड के जीवनकाल, प्रकाश की गति और ब्रह्मांड के विस्तार के इतिहास और भविष्य को देखते हुए। ब्रह्मांड की आयु 13.8 बिलियन वर्ष है। प्रकाश की परिमित गति के कारण, हम यह नहीं देख सकते हैं कि हमसे इतनी दूर क्या है कि प्रकाश के लिए हमें ब्रह्मांड की तुलना में यात्रा करने में अधिक समय लगेगा। यह एक तकनीकी सीमा नहीं है - यह एक सिद्धांत है कि क्या सिद्धांत रूप में, यह प्रकाश मौजूद है कि हम देख सकते हैं कि क्या हमारे पास कोई तकनीक है।

जब हम अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के बाहरी हिस्से को देखते हैं, तो हम अतीत को देखते हैं। यदि प्रकाश को हम तक पहुँचने में 13.7 बिलियन वर्ष लगे, तो हम ब्रह्मांड को देखते हैं जैसे कि यह 13.7 बिलियन वर्ष पहले था, और अब यह नहीं है।

सामान्य तौर पर, ब्रह्मांड शायद अनंत है। यह वर्णन करना सरल है, लेकिन यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो इस अवधारणा की कल्पना करना बहुत मुश्किल है। इस समस्या का एक समाधान यह है कि इससे परेशान न हों। यदि आप अपने आप से सवाल पूछते हैं जैसे "यह अनंत है तो इसका विस्तार कैसे हो सकता है", तो आप अनन्तता को गलत करते हैं। अनंत एक अवधारणा है, संख्या नहीं।

हालांकि, ब्रह्मांड को अनंत होने की जरूरत नहीं है। सामान्य सापेक्षता के अनुसार, अन्य संभावनाएं हैं। मैं उन्हें दो श्रेणियों में विभाजित करूंगा, लेकिन हम उनमें से केवल एक के बारे में विस्तार से बात करेंगे।

दिलचस्प टोपोलॉजी

यह संभव है कि ब्रह्मांड में एक दिलचस्प टोपोलॉजी है। टोपोलॉजी ज्यामिति से अलग है। ज्यामिति में रेखा की लंबाई, वक्रता की त्रिज्या, बहुभुज के कोणों का योग आदि चीजें शामिल हैं। टोपोलॉजी यह बताती है कि अंतरिक्ष के विभिन्न भाग आपस में कैसे जुड़े हैं।

एक उदाहरण के रूप में, क्लासिक क्षुद्रग्रह खेल पर विचार करें:

खेल बहुत छोटे दो आयामी ब्रह्मांड में खेला जाता है। क्षुद्रग्रहों के ब्रह्मांड की ज्यामिति यूक्लिडियन है - समानांतर रेखाएं प्रतिच्छेद नहीं करती हैं, व्यास की परिधि का अनुपात to है, त्रिभुज के तीन आंतरिक कोणों का योग 180 ° है, और इसी तरह। लेकिन अगर आपने यह गेम खेला है, तो आप जानते हैं कि यदि आप स्क्रीन के बाएं किनारे को छोड़ देते हैं, तो आप दाएं किनारे से वापस आ जाएंगे। यदि आप शीर्ष बढ़त छोड़ते हैं, तो आप नीचे से वापस आ जाएंगे। ब्रह्मांड की कोई सीमा नहीं है, आप कभी भी सीमा, या किनारे पर नहीं चलेंगे। लेकिन वह परिमित है। इसकी टोपोलॉजी टॉरॉयडल है - डोनट सतह के समान, हालांकि इसकी ज्यामिति डोनट (डोनट सतह घुमावदार) से भिन्न होती है।

यह संभव है कि हमारा ब्रह्मांड समान व्यवहार करता है। इसमें फ्लैट ज्यामिति हो सकती है, लेकिन इस तरह की टोपोलॉजी कि यदि आप एक दिशा में चले जाते हैं, तो आप वापस उसी स्थान पर पहुंच जाएंगे जहां से आप आए थे। यदि वास्तव में इस तरह की टोपोलॉजी है, तो यह देखे गए ब्रह्मांड की तुलना में बड़े पैमाने पर दिखाई देता है। अन्यथा, हम इस तरह की टोपोलॉजी की पुष्टि देखेंगे (उदाहरण के लिए, कॉस्मॉस के हिस्से एक दूसरे को दोहराते हैं, अगर कोई एक लंबे समय तक एक दिशा में जाता है) माइक्रोवेव कॉस्मिक विकिरण में।

इसलिए अभी के लिए, हम मान लेंगे कि ब्रह्मांड की कोई दिलचस्प अवधारणा नहीं है। या तो यह अनंत स्थान है, या यह परिमित स्थान है, जो एक गोले की सतह के त्रि-आयामी समतुल्य है।

ब्रह्मांड के संभावित ज्यामिति

ब्रह्मांड की ज्यामिति का यूक्लिडियन होना जरूरी नहीं है। कुल ऊर्जा घनत्व (सामान्य पदार्थ, अंधेरे पदार्थ और अंधेरे ऊर्जा के घनत्व सहित) के आधार पर, ब्रह्मांड की वक्रता के लिए तीन संभावनाएं हैं।

पैरामीटर Ω यूनिवर्स के घनत्व पर चर्चा करने का एक सुविधाजनक तरीका है। एक महत्वपूर्ण घनत्व है, जो ब्रह्मांड की वर्तमान विस्तार दर पर निर्भर करता है। वह ९ * १० ^{-३० है}जी / सेमी यह थोड़ा सा लगता है, लेकिन ध्यान रखें कि ब्रह्मांड लगभग खाली है। अधिकांश ब्रह्मांड की तुलना में पृथ्वी अपेक्षाकृत घनी जगह है। पैरामीटर of को महत्वपूर्ण के लिए ब्रह्मांड के घनत्व के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि Univers = 1 है, तो ब्रह्मांड की ज्यामिति समतल है। सपाट - का मतलब द्वि-आयामी नहीं है, उस अर्थ में जिसमें आप एक विमान के बारे में बात करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। इसका मतलब है कि अंतरिक्ष की ज्यामिति यूक्लिडियन है, जैसे कि आपने स्कूल में अध्ययन किया था।

यदि If> 1, ब्रह्मांड की ज्यामिति बंद है। इस मामले में, ब्रह्मांड की ज्यामिति चार-आयामी हाइपरस्फेरे की त्रि-आयामी सतह के समान होगी। यदि यह स्पष्ट नहीं लगता है, तो इसे एक गोलाकार सतह के तीन आयामी समकक्ष के रूप में कल्पना करें। इस मामले में, चार-आयामी हाइपरस्फेयर में चौथा स्थानिक आयाम होना आवश्यक नहीं है। इसका सीधा सा मतलब है कि ब्रह्मांड की ज्यामिति - समानांतर रेखाएं कैसे व्यवहार करती हैं, त्रिभुज के कोणों का योग क्या है या व्यास के परिधि का अनुपात - एक गोले की सतह पर ज्यामिति के समान है। इस ज्यामिति के गणित को केवल तीन स्थानिक आयामों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है, इसलिए उच्च आयामों की आवश्यकता नहीं हो सकती है। हालांकि, हमारे विवरण की जरूरतों के लिए, यह क्षेत्र की सतह की कल्पना करने के लायक है, क्योंकि यह इस तरह के ब्रह्मांड की संरचना के बारे में एक विचार प्राप्त करने में मदद करेगा।एक गोले की सतह एक दो आयामी बंद ब्रह्मांड है। याद रखें कि ब्रह्मांड एक सतह है। इसका कोई केंद्र नहीं है, यह ब्रह्मांड के भीतर नहीं है - क्योंकि इसमें जो कुछ भी है वह गोलाकार की सतह पर है और इसका एक भी बिंदु दूसरों से अलग नहीं है।

यदि If <1, ब्रह्मांड की ज्यामिति खुली है। यह कल्पना करना अधिक कठिन है। एक खुले तीन-आयामी ब्रह्मांड का एक टुकड़ा विज़ुअलाइज़ेशन के लिए तीन आयामों में विभाजित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह एक बंद ब्रह्मांड के साथ रोल करता है। हालांकि, निकटतम दो-आयामी समतुल्य एक काठी या चिप्स (जो हाइपरबोलॉइड, या हाइपरबोलिक पैराबोलॉइड हैं) होगा। यह एक असीम और अनंत ब्रह्मांड है। यह हमेशा के लिए चला जाता है। हालांकि, यह समतल नहीं है और इसमें दिलचस्प ज्यामिति होगी।

हमारे ब्रह्मांड की ज्यामिति

आपके ब्रह्मांड की ज्यामिति कई मायनों में पाई जा सकती है। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष में आप तीन लाइनों का एक त्रिकोण बना सकते हैं। फिर आपको प्रत्येक जोड़ी लाइनों के बीच के कोण को मापने की आवश्यकता है। यदि आप उन्हें मोड़ते हैं और 180 ° प्राप्त करते हैं, तो आप एक सपाट ब्रह्मांड में हैं। यदि योग 180 ° से अधिक है, तो यह एक बंद ब्रह्मांड होगा; यदि यह 180 ° से कम है, तो यह एक खुला ब्रह्मांड होगा। एकमात्र समस्या माप की सटीकता है। या तो आपको इन कोणों को अविश्वसनीय सटीकता के साथ मापने की आवश्यकता है, या बहुत बड़े त्रिकोणों को आकर्षित करें - जैसे कि इसके एक पक्ष की लंबाई आपके ब्रह्मांड की वक्रता की त्रिज्या तक पहुंचती है। (अनुमान की डिग्री कोणों को मापने की सटीकता पर निर्भर करती है)।

वास्तव में, हमने यह किया। माइक्रोवेव कॉस्मिक रेडिएशन (MKI) के मापों ने हमें त्रिकोण प्रदान किए। त्रिकोण का एक पक्ष एमसीआई में उतार-चढ़ाव के विशेषता आकार से प्राप्त होता है। हम उनके भौतिक आकार को जानते हैं। अन्य लोग इस उतार-चढ़ाव के दो पक्षों से प्रकाश यात्रा के मार्ग से आते हैं। प्रत्येक तरफ से आने वाली प्रकाश की किरणों के बीच के कोण को मापकर हम त्रिभुज की ज्यामिति का पता लगा सकते हैं। हमने कर दिखाया। उत्तर: हमारा ब्रह्मांड समतल है। हालांकि, किसी भी भौतिक मात्रा के साथ, हमारे माप में एक त्रुटि है। नवीनतम गणनाओं को देखते हुए , 95% सटीकता के साथ between का मान 0.9916 और 1.0133 के बीच है। इसका मतलब यह है कि अभी भी संभावना है कि हमारा ब्रह्मांड अनंत (or1) या परिमित है (Ω> 1)।

हमारे ब्रह्मांड का न्यूनतम आकार

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हम डगलस एडम्स से माफी मांगते हैं और अपने ब्रह्मांड के आकार की गणना करते हैं।

पहला, ब्रह्मांड की आयु 13.8 बिलियन वर्ष है। यह हमारे जीवन की तुलना में बहुत लंबा समय है, लेकिन ब्रह्मांड के लिए - उम्र काफी उपयुक्त है। अवलोकनीय ब्रह्मांड का किनारा हमसे 48 बिलियन प्रकाश वर्ष है। "एक मिनट रुको!" आप चिल्ला सकते हैं। "13.8 बिलियन वर्षों में 48 अरब प्रकाश वर्ष की दूरी पर प्रकाश कैसे यात्रा कर सकता है!" याद रखें कि उस समय जब प्रकाश हमारे पास आया था, ब्रह्मांड का विस्तार हुआ था। एक अर्थ में, प्रकाश विस्तार के साथ "पकड़ने" की कोशिश कर रहा था। यह एक अपूर्ण विवरण है और यदि आप सर्विस स्टेशन को जानते हैं, तो आपको बुरा लगेगा। लेकिन यह जीआर के संदर्भ में कुछ समझ में आता है।

यह आकार ब्रह्मांड के समग्र आकार से कैसे संबंधित है? यदि हम मानते हैं कि and = 1.0133, और यह वर्तमान डेटा के अनुरूप अधिकतम ऊर्जा घनत्व है, और इसलिए, बंद ब्रह्मांडों में सबसे छोटा है, तो हम ब्रह्मांड के आकार की गणना कर सकते हैं। परिणाम कुछ इस तरह दिखता है:

एक गोले की सतह पूरे ब्रह्मांड के आकार को दर्शाती है, जहां 1. = 1.0133। सुस्त भाग ब्रह्मांड के बाहर है जिसे हम देख रहे हैं; ऊपर एक टुकड़ा देखने योग्य ब्रह्मांड है। इस ब्रह्मांड की वक्रता की त्रिज्या 120 बिलियन प्रकाश वर्ष है। इसकी परिधि 760 बिलियन प्रकाश वर्ष है। इसका मतलब यह है कि अवलोकनीय ब्रह्मांड का व्यास उस रेखा की कुल लंबाई का 1/8 है जिसे अंतरिक्ष में खींचना होगा ताकि यह अपने आप बंद हो जाए। पूरे ब्रह्मांड की मात्रा अवलोकनीय की मात्रा का 100 गुना है। (यदि आप आपत्ति करते हैं कि। ^३100 के बराबर नहीं, याद रखें कि हमारा स्थान गैर-यूक्लिडियन है और रेडी और वॉल्यूम के बारे में आपका अंतर्ज्ञान काम नहीं करता है)।

स्मरण करो कि यह हमारे डेटा के अनुसार, ब्रह्मांड का न्यूनतम आकार है। अधिकांश को संदेह है कि ब्रह्मांड वास्तव में इससे बहुत बड़ा है और अनंत हो सकता है।

आकार और भाग्य का संबंध नहीं है

ब्रह्माण्ड विज्ञान के बारे में 2000 (और कुछ नए लोगों) से पहले लिखी गई किसी भी पुस्तक को खोलने के बाद, आप सबसे अधिक संभावना यह पढ़ेंगे कि एक बंद ब्रह्मांड पुनरावृत्ति करेगा, और एक खुला एक हमेशा के लिए विस्तारित होगा। लेकिन यह तभी है जब ब्रह्मांड की श्याम ऊर्जा का घनत्व शून्य है! इन विवरणों में निहित है कि यह मामला हमारे ब्रह्मांड पर हावी था, इस मामले में ब्रह्मांड की ज्यामिति और भाग्य दृढ़ता से संबंधित थे। हमारे जैसे ब्रह्मांड में, जहां अंधेरे ऊर्जा मौजूद है, भाग्य और ज्यामिति इतने करीब से जुड़े हुए नहीं हैं। डार्क मैटर और डार्क एनर्जी यूनिवर्स के रूप और उसके भाग्य दोनों को प्रभावित करते हैं, लेकिन वे इसे अलग तरह से प्रभावित करते हैं। हमारे ब्रह्मांड का वास्तव में क्या होगा यह इस बात पर निर्भर करता है कि किस प्रकार की गहरी ऊर्जा निकलेगी। लेकिन अगर वह हम में से ज्यादातर की कल्पना है,ब्रह्मांड हमेशा के लिए विस्तारित हो जाएगा और गांगेय गुच्छे एक दूसरे से अलग होकर उड़ते रहेंगे। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि हमारा यूनिवर्स सपाट है, खुला है या बंद है।