एथन से पूछें: क्या यूनिवर्स उम्मीद से ज्यादा तेजी से बढ़ रहा है?

हममें से बहुत से लोगों को यह एहसास नहीं है कि जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी के कानूनों द्वारा शासित यूनिवर्स का भाग्य और जिसकी शुरुआत 13.8 बिलियन साल पहले बिग बैंग के साथ हुई थी, अपने जन्म से ही पूर्वनिर्धारित था। प्रारंभिक स्थिति प्राथमिक विस्तार के बीच एक दौड़ है, जो पक्षों और गुरुत्वाकर्षण को तितर बितर करने के लिए काम करती है, और गुरुत्वाकर्षण, जो सब कुछ एक साथ खींचने के लिए काम करता है, विस्तार को धीमा कर देता है और यदि संभव हो तो, ब्रह्मांड को पतन में संकुचित करें। यदि हम जानते हैं कि ब्रह्मांड का विस्तार कैसे हो रहा है, और यह अतीत में कैसे हुआ, तो हम गणना कर सकते हैं कि इसमें क्या शामिल है और इसका भाग्य क्या होगा - लेकिन केवल अगर हम अतीत को सही ढंग से मापने में सक्षम हैं ।



इस सप्ताह मुझे समाचार रिपोर्टिंग के बारे में भारी मात्रा में प्रश्न मिले कि यूनिवर्स अनुमानित की तुलना में तेजी से विस्तार कर रहा है। समस्या यह है: यदि ब्रह्मांड का भाग्य विस्तार, वर्तमान और अतीत की गति पर निर्भर करता है, और हमने इसे गलत तरीके से मापा है, तो क्या ब्रह्मांड के बारे में हमारे निष्कर्ष भी गलत हो सकते हैं? क्या इसमें कोई डार्क एनर्जी नहीं हो सकती है? क्या ऐसा हो सकता है कि ब्रह्माण्ड हमारी तरफ से गतिमान नहीं है? क्या विस्तार की गति धीमी हो सकती है और भविष्य में बड़े संपीड़न बन सकते हैं? इन सवालों का जवाब देने के लिए, आपको जो हो रहा है उसके वैज्ञानिक आधार की ओर मुड़ने की जरूरत है।



ब्रह्मांड के विस्तार को मापने का सबसे सरल तरीका उन वस्तुओं का निरीक्षण करना है जो हमारे लिए अच्छी तरह से ज्ञात हैं। ये व्यक्तिगत तारे हैं, जो आकाशगंगाओं, सुपरनोवा आदि को घुमाते हैं। हम उनकी स्पष्ट चमक और लाल रंग को माप सकते हैं। यदि हम किसी वस्तु की वास्तविक चमक को जानते हैं - और अच्छी तरह से अध्ययन की गई वस्तुओं के लिए हम इसे जानते हैं - और इसकी स्पष्ट चमक को मापते हैं, तो हम गणना कर सकते हैं कि यह कितनी दूर है, जैसे हम इसकी दृश्यमान चमक को मापकर 60 वाट के दीपक की दूरी का पता लगा सकते हैं। । खगोलविद ऐसी वस्तुओं को "मानक मोमबत्तियाँ" कहते हैं, क्योंकि यह विचार प्रकाश बल्बों से बहुत पहले पैदा हुआ था। जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार होता है, रेडशिफ्ट और दूरी को मापना हमें यह देखने की अनुमति देता है कि अंतरिक्ष आज कैसे फैलता है। और कभी अधिक दूरी के साथ काम करते हुए, हम देख सकते हैं कि समय के साथ विस्तार दर कैसे बदल गई है।



अवधारणा कई अलग-अलग वस्तुओं के लिए काम करती है: परिवर्तनशील सेफिड सितारे, सर्पिल आकाशगंगाओं की सतह पर उतार-चढ़ाव, लाल दिग्गजों को विकसित करना, सर्पिल आकाशगंगाओं को घुमाते हुए और Ia सुपरनोवा - प्रकार को सबसे बड़ी दूरी पर पाया जा सकता है। इन विधियों के संयोजन का उपयोग 90 और 2000 के दशक में अविश्वसनीय सटीकता के साथ ब्रह्मांड के हबल विस्तार दर को निर्धारित करने के लिए किया गया था: 72: 7 किमी / एस / एमपीसी। पिछले अनुमानों की तुलना में यह एक सफलता थी, 50 से 100 तक। हबल स्पेस टेलीस्कोप, जिसने इन मापों को बनाया था, इसलिए इसका नाम हबल निरंतर मापने के इरादे से रखा गया था!

लेकिन उस समय से, हमने मापों को और परिष्कृत किया है और त्रुटियों को कम किया है, जिसके कारण एक नई समस्या पैदा हुई है: विभिन्न मापन विस्तार दर के विभिन्न मूल्यों को देते हैं।



ब्रह्माण्ड के विस्तार के इतिहास को मापने का एक तरीका विकिरण, बिग बैंग की अवशिष्ट चमक को छोड़ना है। इसके उतार-चढ़ाव और कुछ सामान्य गुण हमें विस्तार की दर की गणना करने की अनुमति देते हैं। प्लैंक उपग्रह हमें 67/2 किमी / एस / एमपीसी का मूल्य देता है, जो पिछले मापों के साथ मेल खाता है, जिससे सटीकता बढ़ती है। स्लोन डिजिटल स्काई सर्वे और अन्य में मापा गया सबसे बड़ा तराजू (बैरोनिक ध्वनिक दोलनों) पर आकाशगंगा समूहों से, हम 68 km 1 किमी / एस / एमपीसी का मूल्य प्राप्त करते हैं। और ये दो आयाम हमें ऐसे मूल्य देते हैं जो पिछले मापों और एक-दूसरे के अनुरूप हैं। लेकिन अगर हम सेफहेड्स और सुपरनोवा पर डेटा को चालू करते हैं, जब हम एक ही आकाशगंगा में टाइप IA के सेफिड्स और सुपरनोवा का अध्ययन करते हैं, तो हमें एक ही सटीक मूल्य मिलता है, जो हालांकि, दूसरों के साथ मेल नहीं खाता है: 73 ± 2 किमी / एस / एमपीसी ।



इसी कारण पूरा उपद्रव चल रहा है। कुछ ने वैकल्पिक वैकल्पिक सिद्धांतों की पेशकश करना शुरू कर दिया है, जैसे कि अंधेरे ऊर्जा को विकसित करना , जबकि अन्य पहले से ही कॉस्मोलॉजी की मूल बातों पर सवाल उठा रहे हैं। लेकिन यह संभव है, और यहां तक ​​कि संभावना है, कि समस्या बिल्कुल भी मौजूद नहीं है। इन त्रुटियों में माप की प्रक्रिया में निहित व्यवस्थित त्रुटियां, या अनिश्चितता शामिल नहीं हैं। सेफैड्स और सुपरनोवा पर डेटा हमें ब्रह्मांडीय दूरियों की सीढ़ी को फिर से बनाने की अनुमति देता है, जिसमें विस्तारित यूनिवर्स के प्रत्येक चरण को करीब पिछले एक पर बनाया गया है। यदि आप जल्दी गलती करते हैं:

• निकटतम सेफैड्स के लंबन माप में,
• इन वस्तुओं का मानक,
• किसी भी कदम की चमक और दूरी के संबंध में,
• मानक मोमबत्तियों की वास्तविक चमक में,
• ज्ञात घटना के वातावरण के बारे में,

तब यह त्रुटि बाद के सभी निर्माणों पर लागू होगी। इस दूरी की सीढ़ी की छोटी अनिश्चितता के बावजूद, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हबल निरंतर अंशांकन के लिए चार स्वतंत्र तरीके हैं, और उनमें से प्रत्येक 71.82 से 75.91 तक एक अलग मूल्य देता है, और प्रत्येक की त्रुटि लगभग 3 है।



यह आशा की जाती है कि नियोजित लंबन माप इन अनिश्चितताओं को सुधारेंगे और इन अंतरों से गुजरने वाली व्यवस्थित त्रुटियों को समझने में मदद करेंगे। असामान्य विषयों पर चर्चा करना बहुत दिलचस्प है, लेकिन सबसे अधिक संभावना है, हबल निरंतरता में अनिश्चितता के इन नए संकेतों से ज्योतिषीय घटनाओं को बेहतर ढंग से समझने का अवसर मिलता है, जिसके कारण हम इन मूल्यों को प्राप्त करते हैं, और संभवतः, विस्तार की गति के एक मूल्य पर अभिसरण करते हैं, सभी के लिए एक तकनीक। चाहे मान 73३ से बदल जाए, चाहे वह 73० के आसपास रहे या ६, तक उछले, परिणाम हमारे मापदंडों को कुछ प्रतिशत तक बदल देगा, लेकिन हमारे निष्कर्षों को नहीं। शायद ब्रह्मांड 13.8 बिलियन साल पुराना नहीं है, लेकिन 13.5 बिलियन; शायद यह 65% है, और 70%, अंधेरे ऊर्जा का नहीं; शायद 40 अरब वर्षों में बिग ब्रेक हो सकता है। लेकिन ब्रह्मांड की मुख्य तस्वीर अपरिवर्तित रहेगी। कुंजी, हमेशा की तरह, घटना की मूल बातें खोजने के लिए और सीखना है कि ब्रह्मांड हमें क्या सिखाता है।