ईथन नंबर 83 से पूछें: क्या होगा अगर डार्क एनर्जी असली नहीं है?
यदि हमारी "मानक मोमबत्तियाँ" बहुत मानक नहीं हैं, तो क्या अंधेरे ऊर्जा होगी?
कुछ: "दुनिया आग में समाप्त हो जाएगी!"
- "नहीं, यह बर्फ को नष्ट कर देगा!"
अगर जुनून मुझे पता है, तो
मैं आग में जलना चाहूंगा।
लेकिन अगर मौत का इंतजार दो बार होता है,
दुनिया कितनी नाजुक है, मैं समझ सकता हूं,
बर्फ से नफरत करना जानना:
दुनिया को तोड़ने के लिए
और बर्फ नीचे आ जाएगी।
- रॉबर्ट फ्रॉस्ट
समय-समय पर विज्ञान में अद्भुत खोजें होती हैं जो ब्रह्मांड की हमारी समझ को हमेशा के लिए बदल देती हैं। 1990 के दशक के उत्तरार्ध में, दूर के सुपरनोवा के अवलोकन ने स्पष्ट रूप से दिखाया कि ब्रह्मांड का विस्तार नहीं हो रहा है, लेकिन यह कि दूर की आकाशगंगाएं हमसे बचने की गति को बढ़ाती हैं। नोबेल पुरस्कार से सम्मानित इस खोज ने हमें हमारे ब्रह्मांड के भाग्य के बारे में बताया। लेकिन इस हफ्ते आपके सवालों के बीच, जुआन कार्लोस का एक सवाल है, जिसने एक नए अध्ययन का उल्लेख किया और इसके बारे में एक सवाल पूछा:मैंने यहां यूरेक्लेर्ट पर एक लेख पढ़ा और सोचा कि आपको इसे भी पढ़ने की आवश्यकता है। मैं उसके बारे में आपकी टिप्पणियों का इंतजार नहीं कर सकता।
लेख एरिज़ोना विश्वविद्यालय से एक प्रेस रिलीज पर लिखा गया था - मैं वहां कुछ साल पहले पोस्टडॉक था। यह निम्नलिखित कहता है:
विश्वविद्यालय की टीम ने पाया कि आमतौर पर ब्रह्मांड में दूरियों को मापने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले सुपरनोवा का प्रकार पहले की अज्ञात श्रेणियों में विभाजित है।यह संभावित रूप से ब्रह्मांड और इसके भाग्य की हमारी समझ को प्रभावित करने वाला एक बहुत गंभीर कारक है। आइए 100 साल पीछे जाएं, जो सबक हमें सीखना था, और फिर आज जाकर देखें कि क्यों।
1923 में, एडविन हबल ने आकाश में अस्पष्ट, मंद "सर्पिल नेबुला" की जांच की, उनमें दिखाई देने वाली सुपरनोवा का अध्ययन किया और इन वस्तुओं के सार को हमारे ज्ञान के खजाने में जोड़ने की कोशिश की। कुछ लोगों ने तर्क दिया कि ये मिल्की वे में सितारों के भ्रूण थे, दूसरों का मानना था कि ये "गैलेक्सी ब्रह्मांड" थे, जो हमारी आकाशगंगा से लाखों प्रकाश वर्ष दूर हैं, जिसमें अरबों तारे हैं।उसी वर्ष 6 अक्टूबर को एंड्रोमेडा में एक बड़े नेबुला को देखते हुए, उन्होंने एक नए तारे का विस्फोट देखा, फिर एक दूसरा, और फिर एक तीसरा। और फिर कुछ अभूतपूर्व हुआ: पहला के स्थान पर चौथा नया दिखाई दिया।
नए सितारों के विस्फोट कभी-कभी होते हैं, लेकिन इसके लिए उन्हें आमतौर पर सैकड़ों और हजारों वर्षों की आवश्यकता होती है, क्योंकि ऐसा तब होता है जब ईंधन एक ढहने वाले तारे की सतह पर जमा होता है जो प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त मात्रा में होता है। हमारे द्वारा खोजे गए सभी नए सितारों में से, यहां तक कि सबसे तेज सितारों को फिर से इग्निशन में कई साल लगते हैं। कई घंटों के लिए फिर से नए का विचार बेतुका था।लेकिन हमारे लिए एक ऐसी वस्तु थी जो चमकीले से मंद और कुछ घंटों में वापस जा सकती थी: एक चर तारा! (इसलिए, उन्होंने "एन" अक्षर को मारा, एक नए को दर्शाते हुए, और "VAR" - एक चर लिखा)।
हेनरीटा स्वान लेविट के अविश्वसनीय काम ने हमें सिखाया कि यूनिवर्स में कुछ सितारे - सेफिड्स, स्पंदित चर सितारे - एक निश्चित अवधि के साथ उज्ज्वल से मंद तक जाते हैं, और यह अवधि उनके वास्तविक चमक के साथ अटूट रूप से जुड़ी हुई है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यदि आप अवधि (जो करना आसान है) को मापते हैं, तो आपको स्टार की असली चमक का पता चल जाएगा। और चूंकि आप आसानी से दृश्यमान चमक को माप सकते हैं, आप तुरंत वस्तु की दूरी को पहचान लेंगे, क्योंकि चमक के अनुपात को सैकड़ों वर्षों से जाना जाता है!
हबल ने चर सितारों और इस तथ्य के बारे में इस जानकारी का उपयोग किया कि हम उन्हें इन सर्पिल नेबुला (आज आकाशगंगाओं के रूप में जाना जाता है) में उनकी दूरी को पा सकते हैं। उन्होंने दूरी के साथ अपने ज्ञात रेडशिफ्ट की तुलना की और हबल कानून और ब्रह्मांड के विस्तार दर को प्राप्त किया।कूल, हह? लेकिन हम, दुर्भाग्य से, अक्सर इस खोज को एक बहुत ही अनुकूल प्रकाश में प्रस्तुत करते हैं: हबल के ब्रह्मांड के विस्तार की गति के बारे में निष्कर्ष गलत थे!
समस्या यह थी कि इन आकाशगंगाओं में हब्बल द्वारा मापा जाने वाला सेफीड वैरिएबल हेनरीट्टा लेविट द्वारा मापी गई सीफाइड से भिन्न था। यह पता चला कि सेफेड को दो वर्गों में विभाजित किया गया है, जो हबल को नहीं पता था। और हालांकि हबल के कानून ने काम किया, उनकी दूरियों का प्रारंभिक अनुमान बहुत छोटा था, और इसलिए ब्रह्मांड के विस्तार की गति के बारे में उनकी धारणाएं बहुत महान थीं। समय के साथ, हमने उन्हें ठीक कर दिया, और यद्यपि सामान्य निष्कर्ष - कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, और यह कि सर्पिल नेबुला आकाशगंगा हैं जो हमारे यहां से दूरस्थ हैं - नहीं बदले हैं, विस्तार के विवरण निश्चित रूप से बदल गए हैं!आज तेजी से आगे।
सेफेरिड की तुलना में सुपरनोवा चमकीले चमकते हैं, और अक्सर चमक में पार कर सकते हैं - यद्यपि थोड़े समय के लिए - उनकी पूरी आकाशगंगा! लाखों प्रकाश वर्ष के बजाय, उन्हें अनुकूल परिस्थितियों में, दस अरब से अधिक प्रकाश वर्ष की दूरी पर देखा जा सकता है, जो हमें ब्रह्मांड में दूर और दूर तक देखने की अनुमति देता है। इसके अलावा, एक विशेष प्रकार का सुपरनोवा, इया, सफेद बौनों के अंदर एक नियंत्रण संश्लेषण प्रतिक्रिया से प्राप्त होता है।जब ऐसी प्रतिक्रियाएं होती हैं, तो पूरा तारा नष्ट हो जाता है, लेकिन जो महत्वपूर्ण है, सुपरनोवा का प्रकाश वक्र, यानी यह कैसे चमकीला और फिर मंद हो जाता है, अच्छी तरह से जाना जाता है, और इसमें सार्वभौमिक गुण हैं।
1990 के दशक के अंत तक, पर्याप्त रूप से बड़ी दूरी पर स्थित सुपरनोवा पर पर्याप्त डेटा एकत्र किया गया था, और दो स्वतंत्र टीमों - हाई-जेड सुपरनोवा सर्च टीम और सुपरनोवा कॉस्मोलॉजी प्रोजेक्ट की घोषणा की गई थी। यूनिवर्स के विस्तार का त्वरण इन आंकड़ों से होता है, और यह कि ब्रह्मांड में डार्क एनर्जी का कुछ रूप हावी है।कई अन्य लोगों की तरह, मुझे संदेह था, क्योंकि यदि सुपरनोवा का अध्ययन नहीं किया गया होता जैसा कि हम सोचते हैं, इन सभी निष्कर्षों को अस्वीकार करना होगा।
सबसे पहले, सुपरनोवा दो अलग-अलग तरीकों से दिखाई दे सकता है: एक साथी स्टार (एल) से पदार्थ के अभिवृद्धि से और दूसरे सफेद बौने ® के साथ विलय से। क्या ये रास्ते समान सुपरनोवा की उपस्थिति का कारण बनेंगे?दूसरे, ये सुपरनोवा, जो बहुत अधिक दूरी पर फैले हुए हैं, उन स्थितियों में दिखाई दे सकते हैं जो हमसे बहुत अलग हैं। क्या यह सच है कि हम जो प्रकाश वक्र देखते हैं, वह महान दूरी पर प्रकाश घटता के अनुरूप है?तीसरा, यह संभव है कि इस प्रकाश के साथ कुछ हुआ हो जब उन्होंने एक विशाल दूरी तक अपनी अद्भुत यात्रा की। क्या वास्तव में कोई नई प्रकार की धूल या किसी प्रकार की संपत्ति नहीं है जो प्रकाश को नुकसान पहुंचाती है (उदाहरण के लिए, फोटॉन-एक्सियन दोलनों)?
यह पता चलता है कि इन सभी मुद्दों को हल किया जा सकता है और खारिज किया जा सकता है। वे कोई समस्या नहीं हैं। लेकिन हाल ही में - जुआन कार्लोस के मुद्दे का सार आ रहा है - हमने पाया कि ये तथाकथित हैं "मानक मोमबत्तियाँ" इतनी मानक नहीं हो सकती हैं। जिस प्रकार सेफिड विभिन्न प्रकार के होते हैं, उसी प्रकार Ia के ये सुपरनोवा भी विभिन्न प्रकार के होते हैं।कल्पना कीजिए कि आपके पास मोमबत्तियाँ का एक बॉक्स है जो आपने सोचा था कि आप समान थे: आप उन्हें प्रकाश दे सकते थे, उन्हें अलग-अलग दूरी पर रख सकते थे, और तुरंत, स्पष्ट चमक को मापकर, पता लगा सकते हैं कि वे कितनी दूर थे। इस विचार का उपयोग खगोल विज्ञान में किया जाता है, और इसलिए Ia सुपरनोवा टाइप हमारे लिए आवश्यक हैं।
अब कल्पना कीजिए कि इन मोमबत्तियों की लौ में अलग चमक है! अचानक, कुछ थोड़ा चमकीला या थोड़ा धुंधला हो जाता है; आपके पास दो प्रकार की मोमबत्तियाँ हैं, और उज्जवल वाले आपके करीब हो सकते हैं, और डिमर आगे वाले।सुपरनोवा के बीच यह हमने खोजा है: दो अलग-अलग वर्ग हैं, और एक नीली / पराबैंगनी श्रेणी में थोड़ा उज्जवल है, और दूसरा लाल / अवरक्त में उज्जवल है, और उनके प्रकाश घटता अलग हैं। इसका मतलब यह हो सकता है कि रेडशिफ्ट्स (बड़ी दूरी पर) में सुपरनोवा खुद ही डिमर हैं और हमसे दूर नहीं हैं।दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड के विस्तार के त्वरण के बारे में हमारा निष्कर्ष डेटा की गलत व्याख्या पर आधारित हो सकता है!
अगर हमने गलत तरीके से इन सुपरनोवा की दूरियों को मापा, तो शायद हमसे गलत ऊर्जा के बारे में गलती हुई! कम से कम इस अवसर पर, हम बहुत चिंतित होंगे। अगर डार्क एनर्जी गायब नहीं हुई होती तो हम इतने चिंतित नहीं होते, लेकिन यह पहले की तुलना में कम होता।तो इनमें से कौन सी चिंताएं वास्तविक हैं? यह पता चला है कि केवल बहुत उत्साह का कारण नहीं है। 1998 में, सुपरनोवा पर केवल डेटा ने अंधेरे ऊर्जा के पक्ष में बात की। समय के साथ, हमने दो और समान रूप से मजबूत और स्वतंत्र सबूत एकत्र किए हैं।
1) कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन। बिग बैंग से बची हुई चमक में उतार-चढ़ाव - WMAP परियोजना द्वारा मापा जाता है, और फिर अधिक सटीकता और प्लैंक प्रोजेक्ट के साथ - स्पष्ट रूप से संकेत मिलता है कि ब्रह्मांड में सामान्य पदार्थ का 5%, डार्क मैटर का 27% और डार्क एनर्जी का 68% है। और हालाँकि माइक्रोवेव विकिरण अकेले अंधेरे ऊर्जा के गुणों के बारे में नहीं बोलता है, लेकिन यह कहता है कि ब्रह्मांड की ऊर्जा का 2/3 एक ऐसे रूप में है, जो टूटता नहीं है और द्रव्यमान से संबंधित नहीं होता है।थोड़ी देर के लिए, यह एक समस्या थी, क्योंकि सुपरनोवा ने खुद कहा था कि ब्रह्मांड में डार्क एनर्जी 3/4 है, इसलिए शायद सुपरनोवा पर नई खोज हमें बेहतर डेटा बनाने में मदद करेगी।
2) जिस तरह से आकाशगंगा गुच्छों में इकट्ठा होती हैं। प्रारंभिक ब्रह्मांड में, डार्क मैटर और सामान्य पदार्थ - और वे कैसे बातचीत करते हैं, या विकिरण के साथ बातचीत नहीं करते हैं - नियंत्रित किया जाता है कि वर्तमान समय में गुच्छों में कैसे आकाशगंगाएं एकत्रित हुईं। यदि आप ब्रह्मांड में कुछ आकाशगंगा को देखते हैं, तो आप पाएंगे कि इसके पास एक विचित्र संपत्ति है: एक और आकाशगंगा इसके 500 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित होने की संभावना है, और एक छोटे से - 400 या 600 मिलियन वर्ष की दूरी पर। इस घटना को बैरियन एकॉस्टिक ऑस्किलेशन (बीएओ) के रूप में जाना जाता है, और इस तथ्य के कारण है कि सामान्य पदार्थ विकिरण दबाव का अनुभव करता है, और डार्क मैटर नहीं करता है।बात यह है कि ब्रह्मांड हर चीज के कारण विस्तार कर रहा है जो इसमें मौजूद है, जिसमें अंधेरे ऊर्जा भी शामिल है। इसलिए, ब्रह्मांड के विस्तार के साथ, 500 मिलियन प्रकाश-वर्ष की यह पसंदीदा दूरी बदलती है। "मानक मोमबत्तियाँ" के बजाय, बीएओ हमें "मानक शासक" का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिसका उपयोग अंधेरे ऊर्जा को मापने के लिए भी किया जा सकता है।
यह पता चलता है कि बीएओ के माध्यम से किए गए माप सुपरनोवा द्वारा किए गए मापों से अधिक खराब नहीं होते हैं और समान परिणाम देते हैं: ब्रह्मांड में 70% अंधेरे ऊर्जा होती है और यह एक ब्रह्मांडीय स्थिरांक की उपस्थिति से मेल खाती है, और डोमेन की दीवारों, ब्रह्मांडीय या अन्य विदेशी सिद्धांतों के लिए नहीं। ।यदि हम डेटा के सभी तीन सेटों को जोड़ते हैं, तो हम पाते हैं कि वे हमें लगभग एक जैसी तस्वीर देते हैं।
हमने जो सीखा वह यह है कि डार्क एनर्जी की मात्रा और इसके प्रकार, जिसे हम सुपरनोवा से प्राप्त करते हैं, थोड़ा बदल सकता है, और इससे हमें तीन संकेतित विधियों - सुपरनोवा, केएमएफआई और बीएओ - को भी सबसे उपयुक्त बनाने में मदद मिल सकती है। यह विज्ञान के उन महान क्षणों में से एक है जब एक गलत धारणा हमें सभी परिणामों और निष्कर्षों को बाहर निकालने के लिए मजबूर नहीं करती है, लेकिन उस घटना को समझने में अधिक सटीक रूप से समझने में मदद करती है जिसने हमें अपनी खोज के बाद से घबराहट में डाल दिया है।डार्क एनर्जी मौजूद है, और एक नई खोज के लिए धन्यवाद, हम इसे समझ भी सकते हैं - और यूनिवर्स पर इसका प्रभाव - पहले से बेहतर है। ऐसी रोचक खोज के बारे में बात करने के अवसर के लिए पाठक का धन्यवाद। निम्नलिखित लेखों के लिए मुझे अपने प्रश्न और सुझाव भेजें । Source: https://habr.com/ru/post/hi397041/
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