हम सिद्धांत रूप में ब्रह्मांड के बारे में और क्या सीख सकते हैं?

मैं एक कॉस्मोलॉजिस्ट हूं, और मेरे व्याख्यान के बाद मैं अक्सर ऐसे प्रश्न सुनता हूं: ब्रह्मांड के बाहर क्या है? हमारे ब्रह्मांड में क्या विस्तार हो रहा है? क्या यह हमेशा के लिए विस्तारित होगा? ये स्वाभाविक प्रश्न हैं। लेकिन एक गहरा सवाल है। वास्तव में, हम निम्नलिखित जानना चाहते हैं: क्या हमारे ज्ञान की सीमाएं हैं? क्या विज्ञान की कोई सीमाएँ हैं?

जवाब, निश्चित रूप से - हम पहले से नहीं जानते हैं। जब तक हम उन्हें दूर करने की कोशिश नहीं करेंगे, तब तक हम यह नहीं जान पाएंगे कि ज्ञान की सीमाएँ मौजूद हैं या नहीं। अब तक, उनके संकेत नहीं देखे गए हैं। बाधाएं हैं, लेकिन वे सभी अस्थायी हैं। कुछ मुझे बताते हैं: “हम कभी नहीं जान पाएंगे कि ब्रह्मांड कैसे शुरू हुआ। हम कभी नहीं जान पाएंगे कि बिग बैंग से पहले क्या हुआ था। ” ये कथन एक उल्लेखनीय दंभ प्रदर्शित करते हैं, जिसे हम पहले से जान सकते हैं कि हम उन सभी चीजों की सूची बना सकते हैं, जिन्हें हम पता नहीं लगा सकते। यह न केवल अनुचित है, बल्कि विज्ञान के पूरे इतिहास द्वारा भी इसकी पुष्टि नहीं की गई है, जो अभी तक इस तरह के प्रतिबंधों से नहीं मिली है। ब्रह्मांड विज्ञान के मामले में, हमारा ज्ञान बढ़ गया है क्योंकि 50 साल पहले कोई भी कल्पना नहीं कर सकता था।


हम अनंत को नहीं देख सकते, हमारा देखने का क्षेत्र 45.3 बिलियन प्रकाश वर्ष तक सीमित है। लेकिन यह हमें प्रकृति के नियमों को समझने से नहीं रोकता है।

और यह नहीं कहा जा सकता है कि प्रकृति जो कुछ भी देखती है उस पर प्रतिबंध नहीं लगाती है और हम कैसे कुछ भी देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत कण गति के हमारे ज्ञान को सीमित करता है, और प्रकाश की गति हमारे क्षेत्र की सीमा या पथ की लंबाई है जो एक निश्चित समय में यात्रा कर सकती है। लेकिन ये प्रतिबंध केवल उसी को बोलते हैं जिसे हम देख नहीं सकते हैं, और उस पर नहीं जिसे हम पहचान नहीं सकते हैं। अनिश्चितता सिद्धांत ने क्वांटम यांत्रिकी, परमाणुओं या आभासी कणों के व्यवहार को समझने से नहीं रोका, जो कि वे दिखाई नहीं दे रहे हैं, फिर भी मौजूद हैं।

ब्रह्माण्ड के विस्तार के अवलोकन का तात्पर्य है कि कुछ शुरुआत थी, क्योंकि यदि आप वापस एक्सट्रपलेट करते हैं, तो अतीत में कुछ बिंदु पर अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में सब कुछ एक बिंदु पर केंद्रित होगा। इस समय, बिग बैंग के रूप में जाना जाता है, भौतिक विज्ञान के नियमों को हमें काम करने के लिए जाना जाता है, क्योंकि जीआर, जो गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करता है, क्वांटम यांत्रिकी के साथ एकीकृत नहीं किया जा सकता है, जो सूक्ष्म पैमाने पर भौतिकी का वर्णन करता है। लेकिन अधिकांश वैज्ञानिक इसे ज्ञान के लिए मौलिक बाधा नहीं मानते हैं, क्योंकि सामान्य सापेक्षता एक सुसंगत क्वांटम सिद्धांत का हिस्सा बनने की संभावना है। स्ट्रिंग सिद्धांत इस दिशा में चल रहे प्रयासों में से एक है।

इस तरह के सिद्धांत के साथ, हम इस सवाल का जवाब देने में सक्षम हो सकते हैं कि बिग बैंग से पहले क्या हुआ था। सबसे सरल उत्तर दोनों कम से कम संतोषजनक है। SRT और GRT अंतरिक्ष और समय को एक इकाई में जोड़ते हैं: अंतरिक्ष-समय। अगर बिग बैंग के दौरान जगह बनाई गई थी, तो शायद समय भी। इस मामले में, "पहले" नहीं था। प्रश्न गलत है। बेशक, यह एकमात्र संभव जवाब नहीं है, और हमें अपने जवाब में आत्मविश्वास हासिल करने से पहले गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम सिद्धांत और इसकी प्रयोगात्मक पुष्टि की प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है।

एक और सवाल यह है कि क्या हम यह जान सकते हैं कि अंतरिक्ष के अर्थ में हमारे ब्रह्मांड से परे क्या है। हमारे ब्रह्मांड की सीमाएं क्या हैं? हम उत्तर का अनुमान लगाने की कोशिश कर सकते हैं। यदि हमारा अन्तरिक्ष-समय अनायास प्रकट हो गया - जो, जैसा कि मैंने अपनी पिछली पुस्तक में लिखा था, "द यूनिवर्स फ्रॉम नथिंग" काफी संभावना है - तब इसकी कुल ऊर्जा शून्य है। पदार्थ द्वारा दर्शाई गई ऊर्जा की पूर्ति गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा प्रदर्शित ऊर्जा द्वारा की जाती है। दूसरे शब्दों में, कुछ भी नहीं से आ सकता हैअगर कुछ नहीं के बराबर है। फिलहाल, यह माना जाता है कि ब्रह्मांड, जिसकी कुल ऊर्जा शून्य हो सकती है, बंद है। ऐसा ब्रह्मांड परिमित है, लेकिन इसकी कोई सीमा नहीं है। जिस तरह आप किसी भी सीमा का सामना किए बिना हमेशा एक क्षेत्र की सतह पर यात्रा कर सकते हैं, आप शायद ब्रह्मांड के चारों ओर घूम सकते हैं। यदि आप एक दिशा में काफी दूर तक देखते हैं, तो आप हमारे नप को देख सकते हैं।

व्यवहार में, यह असंभव है, क्योंकि अवलोकनीय ब्रह्मांड बहुत अधिक मात्रा का हिस्सा है। यह मुद्रास्फीति की घटना के कारण है। ज्यादातर अनायास सूक्ष्म आकार के ब्रह्मांडों का सूक्ष्म समय में पुनर्पाठ होगा, और अरबों वर्षों तक अस्तित्व में नहीं रहेगा। लेकिन कुछ में, खाली स्थान ऊर्जा से संपन्न होगा, और इससे ब्रह्मांड का विस्तार एक घातीय दर पर होगा, कम से कम थोड़ी देर के लिए। यह माना जाता है कि बिग बैंग के विस्तार के पहले क्षणों में मुद्रास्फीति की अवधि हुई, और ब्रह्मांड के पतन को रोका। इस प्रक्रिया में, ब्रह्माण्ड इतना ऊपर बह गया कि व्यावहारिक रूप में यह अब सपाट और अंतहीन दिखता है - जैसे कांस में मकई क्षेत्र अंतहीन लगता है, हालांकि यह पृथ्वी नामक एक विशाल क्षेत्र पर स्थित है। इसलिए, हम अपनी पीठ को नहीं देखते हैं, अंतरिक्ष में देख रहे हैं,हालांकि हमारा ब्रह्मांड सबसे बड़े पैमाने पर बंद हो सकता है। सिद्धांत रूप में, लंबे समय तक इंतजार करने के बाद, हम सब कुछ एक साथ देख सकते हैं, जब तक कि मुद्रास्फीति हमारे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में फिर से शुरू नहीं होती है, और हमारी दृष्टि के लिए दुर्गम के अन्य क्षेत्रों में कहीं नहीं जाती है।

इस संभावना के बारे में कि हमारे लिए अभी तक (या हमेशा के लिए) अदृश्य क्षेत्रों में मुद्रास्फीति का अनुभव हो सकता है, वर्तमान सिद्धांत इस परिदृश्य को सबसे अधिक संभावित कहते हैं। यदि हम अभिव्यक्ति "हमारे ब्रह्मांड" को अंतरिक्ष के उस क्षेत्र से संबंधित करते हैं जिसके साथ हमारा संबंध है, या जिसके साथ किसी दिन हमारा संबंध होगा, तो इस क्षेत्र के बाहर मुद्रास्फीति अन्य ब्रह्मांडों का निर्माण जारी रखती है। हमारे क्षेत्र में, मुद्रास्फीति संक्षिप्त हो सकती है, लेकिन शेष स्थान तेजी से हमेशा के लिए फैलता है, और इस प्रक्रिया में पृथक क्षेत्र, जैसे हमारे, कभी-कभी विस्तार से दूर हो जाते हैं, जैसे कि एक तेज बहते पानी की सतह पर बर्फ के रूप में पृथक क्षेत्र यदि तापमान ठंड से नीचे है। इस तरह के प्रत्येक ब्रह्मांड में एक शुरुआत होगी, जो अंतरिक्ष के इस खंड में मुद्रास्फीति के अंत से संकेतित होगी।इस मामले में, हमारे ब्रह्मांड की शुरुआत समय की शुरुआत के साथ मेल नहीं खा सकती है - यह संदेह करने का एक और कारण है कि बिग बैंग ज्ञान की एक सीमा है।


कॉलिंग आकाशगंगाओं। इस तरह की घटनाएं किसी दिन खत्म हो जाएंगी, और सुदूर भविष्य के पर्यवेक्षक कभी नहीं जान पाएंगे कि हमारा ब्रह्मांड कितना गतिशील हुआ करता था।

इस प्रक्रिया के आधार पर जो ब्रह्मांड को पृष्ठभूमि की जगह से उकसाने के लिए मजबूर करती है, उनमें भौतिकी के नियम भिन्न हो सकते हैं। हमने संभावित ब्रह्मांडों के इस संग्रह को "मल्टीवर्स" कहने का फैसला किया। एक मल्टीवर्स के विचार ने वैज्ञानिक समुदाय में जड़ें जमा ली हैं, न केवल इसलिए कि यह मुद्रास्फीति से प्रेरित है, बल्कि इसलिए भी कि कई अलग-अलग ब्रह्मांडों के अस्तित्व की संभावना है, जिनमें से प्रत्येक के पास भौतिकी के अपने नियम हैं, पहली नज़र में, हमारे ब्रह्मांड के मूलभूत मापदंडों को अलग-अलग समझा सकते हैं। ये पैरामीटर बस मान हैं जो ब्रह्मांड के जन्म के दौरान यादृच्छिक रूप से प्रकट होते हैं।

यदि अन्य ब्रह्मांड मौजूद हैं, तो वे हमसे बड़ी दूरी से अलग हो जाते हैं, विशाल गति से दूर चले जाते हैं, और इसलिए उन्हें सीधे पता नहीं लगाया जा सकता है। क्या इसका मतलब यह है कि मल्टीवर्स सिर्फ तत्वमीमांसा है? क्या मल्टीवर्स के अस्तित्व की पुष्टि हमारे ज्ञान का मूल मोर्चा है? जरूरी नहीं है। यद्यपि हम एक और ब्रह्मांड को नहीं देख सकते हैं, हम उस सिद्धांत का परीक्षण कर सकते हैं जो इसकी उपस्थिति का कारण बना - उदाहरण के लिए, मुद्रास्फीति के कारण उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अवलोकन करके। यह हमें मुद्रास्फीति की प्रकृति का परीक्षण करने की अनुमति देगा, जिससे हमारे ब्रह्मांड का उद्भव हुआ। ये तरंगें हाल ही में LIGO डिटेक्टर द्वारा खोजी गई समान हैं, लेकिन एक अलग स्रोत हैं। वे दूर-दूर की आकाशगंगाओं में ब्लैक होल के टकराने जैसी आपदाओं से नहीं आते हैं, बल्कि बिग बैंग के शुरुआती क्षणों से, मुद्रास्फीति की निर्धारित अवधि में आते हैं।यदि उन्हें सीधे पता लगाया जा सकता है - जो कि विभिन्न प्रयोगों में संभव है जो बिग बैंग से छोड़े गए राहत विकिरण में इन तरंगों के निशान खोजते हैं - हम मुद्रास्फीति के भौतिकी का अध्ययन कर सकते हैं और निर्धारित कर सकते हैं कि क्या अनंत मुद्रास्फीति इस भौतिकी का परिणाम है। तो, सीधे नहीं, हम अन्य ब्रह्मांडों के अस्तित्व को सत्यापित कर सकते हैं, यहां तक ​​कि उन्हें सीधे देखे बिना भी।

सामान्य तौर पर, हमने पाया कि अन्य ब्रह्माण्डों के अस्तित्व सहित, जो कि पहले से ही संभावित रूप से संभव नहीं थे, सहित - आध्यात्मिक प्रश्नों के गहनतम - वास्तव में सत्यापित किया जा सकता है यदि हम उनसे बुद्धिमानी से संपर्क करें। अब तक, तर्क और प्रयोगात्मक टिप्पणियों के संयोजन से हम जो पता लगा सकते हैं, उसकी सीमाएं अज्ञात हैं।

सीमाओं के बिना एक ब्रह्मांड हमें आकर्षित करता है और हमें अपनी खोज जारी रखने के लिए प्रोत्साहित करता है। लेकिन क्या हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि हम ज्ञान की सीमाओं से कभी नहीं मिलेंगे? वास्तव में नहीं।



मुद्रास्फीति संज्ञान पर एक मौलिक सीमा लगाती है - विशेष रूप से, अतीत के संज्ञान पर। यह ब्रह्मांड को अशक्त करता है, पूर्ववर्ती गतिशील प्रक्रियाओं के बारे में सभी जानकारी को नष्ट कर देता है। मुद्रास्फीति के दौरान अंतरिक्ष का तेजी से विस्तार किसी भी क्षेत्र की सामग्री को बहुत पतला करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, वह चुंबकीय मोनोपोल, कणों के निशान को मिटा सकता है, जो कि सिद्धांत के अनुसार, प्रारंभिक ब्रह्मांड में बड़ी संख्या में दिखाई देना चाहिए था। यह मुद्रास्फीति के पहले लाभों में से एक था - सिद्धांत का सामंजस्य, जो इन कणों की एक बहुतायत का अर्थ है, इस तथ्य के साथ कि वे आज अनुपस्थित हैं। लेकिन विसंगतियों से छुटकारा पाने से, मुद्रास्फीति हमारे अतीत के कुछ हिस्सों को मिटा देती है।

इससे भी बदतर, यह क्षरण अभी भी हो सकता है। हम, जाहिर है, अब मुद्रास्फीति की एक अलग अवधि में रह रहे हैं। दूर की आकाशगंगाओं के भाग के मापन से पता चलता है कि हमारे ब्रह्मांड का विस्तार धीमा होने के बजाय तेजी से हो रहा है, जो यह देखा जाएगा कि गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा पदार्थ या विकिरण में प्रबल होती है, न कि खाली जगह पर। अब तक, हम इस ऊर्जा की उत्पत्ति को नहीं समझते हैं। कोई भी संभावित स्पष्टीकरण ज्ञान की प्रगति और यहां तक ​​कि हमारे अस्तित्व पर प्रतिबंध लगाता है।

खाली जगह की ऊर्जा अचानक गायब हो सकती है यदि ब्रह्मांड अचानक किसी प्रकार के चरण संक्रमण का अनुभव करता है, तरल पानी में वाष्प के संघनन का लौकिक संस्करण। यदि ऐसा होता है, तो मूलभूत बलों की प्रकृति बदल सकती है, और हमारे लिए दिखाई देने वाली सभी संरचनाएं, परमाणुओं से शुरू होकर अस्थिर हो सकती हैं या गायब हो सकती हैं। और हम सब कुछ के साथ गायब हो जाएंगे।

लेकिन निरंतर विस्तार के साथ, हमारा भविष्य सुस्त है। 2 ट्रिलियन वर्षों के भीतर - लोगों के मानकों के अनुसार यह लंबा है, लेकिन अंतरिक्ष के मानकों से नहीं - बाकी ब्रह्मांड हमारी दृष्टि के क्षेत्र से गायब हो जाएगा। इस दूर के भविष्य में सितारों के आसपास ग्रहों पर दिखाई देने वाले कोई भी पर्यवेक्षक तय करेंगे कि वे किसी भी खाली जगह से घिरे एक एकल आकाशगंगा में रहते हैं, जिसमें त्वरण के कोई संकेत नहीं हैं और यहां तक ​​कि बिग बैंग के सबूत भी हैं। जिस तरह हमने एकाधिकार खो दिया है, वे उस कहानी को नहीं देख पाएंगे जिसे हम जानते हैं (निश्चित रूप से, उनकी ऐसी अवलोकन योग्य घटनाओं तक पहुंच हो सकती है जो हम अब तक नहीं देखते हैं, इसलिए हमें अभी के लिए कल्पना नहीं करनी चाहिए)।

किसी भी मामले में, आपको सूरज के नीचे हमारे छोटे समय का आनंद लेना चाहिए और अध्ययन कर सकते हैं कि हम क्या कर सकते हैं। अधिक परिश्रम से जानें, स्नातक!

Source: https://habr.com/ru/post/hi397667/