👩‍👩‍👧 👨🏽‍🔧 🍟 ब्रह्मांड का सबसे छोटा ब्लैक होल 💏 👨‍✈️ ⏬

उन्होंने पाया कि प्रकाश में भोजन की उतनी ही आवश्यकता हो सकती है।
- स्टीफन किंग

जब आप देखते हैं और रात के आकाश की गहराई में प्रवेश करते हैं, तो आप तुरंत याद करते हैं कि चमत्कारों से भरा पूरा ब्रह्मांड है। लेकिन उल्काओं, ग्रहों, तारों, निहारिकाओं और आकाशगंगाओं के अलावा, ब्रह्मांड को रोशन करते हैं, ऐसे और भी मामले हैं जो हमारी आंख के लिए पूरी तरह से अदृश्य हैं।

और मैं ठंडी गैस और धूल के बारे में बात नहीं कर रहा हूं, जो दृश्यमान रेंज में अदृश्य है। ये वस्तुएं एक ही इमारत की ईंटों से बनी हैं - प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन - जैसे। और यद्यपि वे दृश्यमान प्रकाश का उत्सर्जन (या यहां तक कि अवशोषित) नहीं कर सकते हैं, अगर हम वांछित तरंग दैर्ध्य का निरीक्षण करते हैं, तो हम उन्हें देखेंगे।

जब हम सबसे अच्छी वेधशालाओं को गैलेक्सी के केंद्र की ओर स्थित धूल के "अंधेरे" लकीरों तक पहुंचाते हैं, तो यही है:

और फिर भी, भले ही हम सामान्य पदार्थ के बारे में बात करते हैं - जिसमें से तारे, ग्रह, गैस, धूल, आप और मैं बने हैं - अभी भी ऐसे स्रोत हैं जो किसी भी तरंग दैर्ध्य में किसी भी प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करते हैं। वे ऐसा नहीं कर सकते, क्योंकि परिभाषा से, कुछ भी उनसे बच नहीं सकता है।

बेशक, मैं ब्लैक होल के बारे में बात कर रहा हूं।

हम जानते हैं कि ये वस्तुएं न केवल सैद्धांतिक रूप से, बल्कि टिप्पणियों से भी मौजूद हैं। बस हमारी गैलेक्सी के मध्य क्षेत्र को देखकर, हम तारों की कक्षाओं को ट्रैक कर सकते हैं और पा सकते हैं कि वे एक केंद्रीय वस्तु के चारों ओर घूमते हैं जिसमें चार मिलियन सौर द्रव्यमान होते हैं, जो एक ही समय में, प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करता है।

वास्तव में, अधिकांश आकाशगंगाओं के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल हैं, जिनमें से कई मिल्की वे के केंद्र में राक्षस से हजारों गुना भारी हैं। वे ब्रह्मांड के ब्लैक होल का सबसे बड़ा प्रतिनिधित्व करते हैं, और बनते हैं, जैसा कि यह माना जाता है, मृत भारी सितारों के लाखों प्राचीन शवों के विलय और अवशोषण के द्वारा।

बेशक, सबसे चमकदार और सबसे बड़ा, बड़े पैमाने पर सितारों को देखना आसान है अगर आप युवा स्टार क्लस्टर को देखते हैं। यह तय किया जा सकता है कि इस तथ्य के कारण कि वे दूसरों की तुलना में बड़े हैं, वे लंबे समय तक रहते हैं, क्योंकि उनके पास अधिक ईंधन भंडार है, लेकिन वास्तव में, विपरीत सच है!

सबसे बड़े तारे, वर्ग O और B, शाब्दिक रूप से सूर्य की तुलना में हजारों गुना चमकीले हैं, इस तथ्य के कारण कि वे अपने ईंधन के दसियों बार तेजी से जलाते हैं। और यद्यपि उनका द्रव्यमान दसियों या सूर्य से सैकड़ों गुना अधिक है, वे अपने ईंधन को इतनी जल्दी जलाते हैं कि उनका जीवनकाल केवल कुछ मिलियन (या कई सौ हजार) वर्ष हो सकता है! और जब सबसे बड़े तारे मरते हैं, तो वे एक सुपरनोवा विस्फोट में नहीं मरते हैं ...

स्टार का कोर भी ढह जाता है, और न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक होल छोड़ देता है!

आमतौर पर गुरुत्वाकर्षण तारा को संकुचित करने का काम करता है, उसे अंदर की ओर खींचता है और ढहने की कोशिश करता है। जब नाभिक में नाभिकीय संलयन होता है, तो इसके बाहरी विकिरण से दबाव गुरुत्वाकर्षण संपीड़न के साथ संतुलित होता है और तारे को नियंत्रित करता है। यहां तक कि जब परमाणु संलयन समाप्त हो जाता है, तो पदार्थ एक ठोस चीज बन जाता है, और परमाणु बहुत अच्छी तरह से पतन का विरोध करते हैं। सूर्य जैसे तारे में (या किसी तारे में चार गुना अधिक भारी), परमाणु संलयन के अंत में, तारे का कोर पृथ्वी के आकार के बराबर सिकुड़ जाएगा, लेकिन आगे नहीं, क्योंकि परमाणु एक ऐसी स्थिति में पहुंच जाएंगे जिसके बाद संपीड़ित करने से इनकार कर दिया जाएगा।

यह दबाव इस तथ्य के कारण है कि क्वांटम कणों को सूर्य के गुरुत्वाकर्षण से उन्हें संपीड़ित करने के लिए अधिक बल की आवश्यकता होती है। लेकिन हमारे द्रव्यमान का 400% से अधिक द्रव्यमान वाला एक तारा एक सुपरनोवा में बदल जाएगा, और इसका मध्य क्षेत्र ढह जाएगा, परमाणु राज्य को पारित कर दिया जाएगा, और आगे शुद्ध न्यूट्रॉन से नाभिक को! पृथ्वी के आकार के बजाय, सौर द्रव्यमान का एक न्यूट्रॉन तारा कई किलोमीटर के व्यास के साथ एक गोले में संलग्न होगा।

और यद्यपि मूल तारे का केवल एक छोटा सा हिस्सा ही नाभिक में रहता है, न्यूट्रॉन तारे का द्रव्यमान सूर्य से तीन गुना अधिक सौर द्रव्यमान से भिन्न होता है। लेकिन इस सीमा से परे एक द्रव्यमान के लिए, यहां तक कि न्यूट्रॉन गुरुत्वाकर्षण बल तक उपजते हैं, और आकार में इतने छोटे होते हैं कि प्रकाश उनसे बच नहीं सकता है। इस स्तर पर, हम एक न्यूट्रॉन स्टार से ब्लैक होल में चले जाते हैं!

तो ज्ञात ब्लैक होल में से कौन सा न्यूनतम होगा? वर्तमान में तीन उम्मीदवार हैं, और कुछ अन्य की तुलना में जीत के करीब हैं।

IGR J17091-3624: एक बाइनरी सिस्टम में एक ब्लैक होल जिसे हम बाइनरी सिस्टम द्वारा बनाई गई मजबूत तारकीय हवाओं के कारण पता लगा सकते हैं। एक ब्लैक होल में गिरने के बजाय, एक साथी तारे से चूसा हुआ 95% पदार्थ अंतरतारकीय अंतरिक्ष में उड़ जाता है। यह वास्तव में छोटे द्रव्यमान का एक ब्लैक होल है, लेकिन माप की सटीकता से हमें 3 से 10 सौर द्रव्यमान का बिखराव मिलता है।

सकल J0422 + 32: पृथ्वी से महज 8000 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित एक और टिमटिमाती हुई बाइनरी प्रणाली है, और इसके द्रव्यमान का अनुमान बहुत भिन्न होता है। कुछ टीमों का मानना है कि यह एक न्यूट्रॉन स्टार है जिसमें सूरज का केवल 2.2 गुना द्रव्यमान है; दूसरों का दावा है कि इसका द्रव्यमान 4 वें सौर के करीब है, और दूसरा 10 सौर के करीब है। अभी तक कोई अंतिम समाधान नहीं है, लेकिन अगर मैं सबसे छोटे ज्ञात ब्लैक होल पर दांव लगा रहा था, तो मैं इस उम्मीदवार पर दांव लगाऊंगा।

XTE J1650-500: सबसे पहले यह घोषणा की गई थी कि इसका द्रव्यमान 3.8 सौर है, लेकिन तब से अनुमान 5 सौर द्रव्यमानों में बदल गए हैं। यह द्विआधारी प्रणाली एक एक्साइटिंग डिस्क से एक्स-रे का उत्सर्जन करती है, और जैसा कि हम इस वर्ग की वस्तुओं का अध्ययन करते हैं, हम उत्सर्जित विकिरण और ब्लैक होल के द्रव्यमान के बीच संबंध का पता लगाते हैं!

जहां भी यह सीमा एक न्यूट्रॉन स्टार और ब्लैक होल के बीच होती है - यह 2.5 या 2.7, या 3.0, या 3.2 सौर द्रव्यमान हो - ठीक वैसे ही, जैसा कि आप कारण हो सकते हैं, आपको कम से कम ब्लैक होल की तलाश करनी चाहिए । लेकिन तीन और संभावनाएं हैं जो हम खोज सकते हैं!

1) न्यूट्रॉन सितारों का संलयन! यह इस प्रक्रिया है जो ब्रह्मांड में बहुत भारी तत्वों की उपस्थिति की ओर जाता है, जैसे कि सोना, और यह दो न्यूट्रॉन सितारों की टक्कर के परिणामस्वरूप होता है। न्यूट्रॉन तारे ब्लैक होल की तुलना में बहुत अधिक सामान्य हैं, और हालांकि उनकी टक्कर दुर्लभ हैं, वे हर 10,000 - 100,000 साल एक आकाशगंगा में होते हैं, अगर आपको याद है कि ब्रह्मांड 10 अरब साल से अधिक पुराना है और इसमें लगभग एक खरब आकाशगंगाएँ हैं।

यह संभव है कि दो न्यूट्रॉन सितारों की टक्कर में, भले ही उनका द्रव्यमान ब्लैक होल के गठन के लिए इस सीमा को पार नहीं करता है, परिणाम अभी भी एक ब्लैक होल होगा जो विस्फोट के बाद गठित सुपरनोवा की तुलना में बड़े पैमाने पर छोटा होता है। इसलिए हमारी आकाशगंगा में दो सौर से थोड़ा अधिक द्रव्यमान वाला एक ब्लैक होल मिलने की उम्मीद है, क्योंकि इस तरह के आयोजनों को 100,000 से 1,000,000 तक देखा जाना चाहिए था!

मान लीजिए आप उपलब्ध ब्लैक होल के द्रव्यमान से संतुष्ट नहीं हैं और आप ब्लैक होल को और छोटा करना चाहते हैं। अच्छी खबर: आपको बस इंतजार करना होगा!

2) ब्लैक होल समय के साथ अपना वजन कम करते हैं! चूंकि ब्रह्मांड की प्रकृति क्वांटम है, इसलिए ब्लैक-होल स्थिर वस्तु नहीं हैं, जो कण-एंटीपार्टिकल के उतार-चढ़ाव की निरंतर उपस्थिति के कारण अंदर और बाहर, और ब्लैक होल ईवेंट क्षितिज पर होते हैं। और यद्यपि यह धीरे-धीरे होता है, लेकिन हॉकिंग विकिरण के रूप में ज्ञात प्रक्रिया के लिए ब्लैक होल वाष्पित हो जाते हैं।

इस मामले में, कणों या एंटीपार्टिकल्स की एक धारा ब्लैक होल से नहीं आती है, लेकिन एक बहुत ही कम ऊर्जा और एक ब्लैक बॉडी से लगभग निरंतर विकिरण।

लंबे समय तक, 10 ⁶⁸ या 10 ⁶⁹ वर्षों के क्रम में , सबसे छोटे द्रव्यमान के ब्लैक होल वाष्पित हो जाते हैं, पहले धीरे-धीरे अपने द्रव्यमान को खो देते हैं, और फिर बहुत जल्दी, कुछ माइक्रोसेकंड में अंतिम कुछ टन वाष्पित करते हैं।

तो अगर आप भी कम द्रव्यमान के ब्लैक होल प्राप्त करना चाहते हैं, तो अभी इंतजार करें। ठीक है, अगर आपको अभी उनकी आवश्यकता है - मेरे पास आपके लिए बुरी खबर है।

3) ब्रह्मांड सूक्ष्म ब्लैक होल के साथ पैदा हो सकता है, लेकिन यह पैदा नहीं हुआ था। 1970 के दशक में आदिम ब्लैक होल का विचार वापस आया, और यह अपने तरीके से सरल है। ब्रह्मांड एक बार एक गर्म, घने, समान और तेजी से विस्तार की स्थिति में था। यदि उस समय कोई भी क्षेत्र औसत से केवल 68% घना होता था, तो यह स्वतः ही एक ब्लैक होल में समा जाता था, और यदि आपके पास ऐसे कई क्षेत्र थे, तो हमें सूक्ष्म ब्लैक होल से भरा एक ब्रह्मांड मिलेगा।

लेकिन हमने बहुत ही प्रारंभिक ब्रह्मांड में घनत्व के उतार-चढ़ाव की तीव्रता को मापा, और यह पैमाने के साथ कैसे बदलता है - अगर आप सबसे बड़े पैमाने से नीचे की ओर सबसे छोटे पैमाने पर जाते हैं।

68% में उतार-चढ़ाव के बजाय, साधारण दोलन केवल 0.003% की शक्ति तक पहुंच गए, जो स्पष्ट रूप से कम से कम एक आदिम ब्लैक होल के साथ ब्रह्मांड के उद्भव के लिए पर्याप्त नहीं है। इससे भी बदतर, यदि आप कभी घटते पैमाने पर जाते हैं, तो यह लगभग अविश्वसनीय हो जाता है। यदि सब कुछ अलग था, तो ब्रह्मांड उनके साथ भर जाएगा; लेकिन यह केवल हमारा ब्रह्मांड नहीं है।

यह ब्रह्मांड में सबसे छोटे ब्लैक होल की कहानी है, जिन्हें हम जानते हैं कि वे अभी तक नहीं खोज पाए हैं, और जिनकी उपस्थिति के लिए आपको बस इंतजार करने की जरूरत है!

ब्रह्मांड का सबसे छोटा ब्लैक होल

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