एथन से पूछें: बिग बैंग कहां हुआ था?

चर्चा की गई सभी अवधारणाओं और विषयों में, बिग बैंग सबसे विवादास्पद अवधारणा है। बेशक, यह एक पुराना वैज्ञानिक सिद्धांत है जो 1940 के दशक से मौजूद है, और 1960 के दशक से इसके पक्ष में सबूतों की एक बड़ी संख्या है। विचार सरल है: ब्रह्मांड की शुरुआत थी। उसका जन्मदिन था। एक ऐसा दिन था जब "कल" ​​नहीं था, जब बात, विकिरण और विस्तार, ठंडा ब्रह्मांड, जो हमारे लिए जाना जाता था, एक निश्चित समय तक मौजूद नहीं था। और फिर भी हम यहां हैं। जो किसी भी पूछताछ करने वाले दिमाग में सवालों की झड़ी लगा देता है। हमारे पाठकों में से एक के पास ऐसा दिमाग है, और वह जानना चाहता है:

क्या ऐसे कोई सिद्धांत या प्रयोग हैं जो बिग बैंग बिंदु के सापेक्ष अंतरिक्ष में हमारे स्थान की गणना और सिद्ध कर सकते हैं? मुझे लगता है कि चूंकि हमारी अवलोकन क्षमताएं हमारे ग्रह की स्थिति से बहुत सीमित हैं, इसलिए अंतरिक्ष की वक्रता को निर्धारित करना आसान नहीं होगा। हम क्यों सोचते हैं कि बिग बैंग तीन-आयामी अंतरिक्ष में किसी बिंदु पर हुआ था? हमें क्यों लगता है कि ब्रह्मांड एक क्षेत्र है?

ये बहुत अच्छे प्रश्न हैं, और ये सभी ब्रह्मांड के बारे में लोगों के एक सामान्य दृष्टिकोण को प्रदर्शित करते हैं। लेकिन क्या ये विचार सच हैं?


ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर संरचनाओं का विकास

हम अक्सर सोचते हैं कि बिग बैंग एक वास्तविक विस्फोट था। और ब्रह्मांड वास्तव में एक विशाल, ऊर्जावान और अपने शुरुआती चरणों में आग के गोले की तरह दिख रहा था।
• यह विभिन्न प्रकार के कणों और एंटीपार्टिकल्स से भरा था, साथ ही विकिरण भी।
• यह सब विस्तारित हो गया और सभी कण, एंटीपार्टिकल्स और विकिरण क्वांटा एक दूसरे से अलग हो गए।
• यह सब ठंडा और धीमा हो गया क्योंकि यह विस्तारित हो गया।

यह वास्तव में एक विस्फोट की तरह लगता है। वास्तव में, यदि आपको इन पहले क्षणों में ले जाया जा सकता है, और किसी तरह इस सभी ऊर्जा से संरक्षित किया जा सकता है, तो यहां तक ​​कि एक ध्वनि भी होगी जिसे आप अगले वीडियो के लिए धन्यवाद सुन सकते हैं।



लेकिन यह बिना कारण नहीं है कि मैं "विस्फोट" के बजाय "विस्तार" शब्द का उपयोग करता हूं, इस घटना का वर्णन करता हूं। एक विस्फोट वह होता है जो अंतरिक्ष में एक बिंदु पर होता है, जहां से टुकड़े उड़ जाते हैं। एक सुपरनोवा एक विस्फोट है; गामा किरणों का एक विस्फोट एक विस्फोट है; बम का विस्फोट विस्फोट है; ग्रेनेड का संचालन एक विस्फोट है।


आकाशगंगा M81 में 1993J सुपरनोवा विस्फोट का कलाकार का दृष्टिकोण

लेकिन बिग बैंग विस्फोट नहीं है [अंग्रेजी में, बिग बैंग, बिग बैंग का शाब्दिक अर्थ है "बिग कॉटन" - लगभग। ट्रांस।]। "हॉट बिग बैंग" की बात करें तो, हमारे पास पहले ही क्षण में दिमाग है, जिसमें ब्रह्मांड को कणों, एंटीपार्टिकल्स और विकिरण वाले राज्य के रूप में वर्णित किया जा सकता है। उस क्षण से, यूनिवर्स जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी के नियमों के अनुसार ब्रह्मांड का विस्तार और ठंडा होना शुरू हुआ, और हम एंटीमैटर को नष्ट करने, परमाणु नाभिक और तटस्थ परमाणुओं के गठन, और सितारों, आकाशगंगाओं और बड़े पैमाने पर संरचनाओं के परिणामस्वरूप आज दिखाई दे रहे हैं। पहले प्रश्न की कुंजी यह समझना है कि इस समय ब्रह्मांड क्या कर रहा था: फिलहाल हम पहली बार गर्म बिग बैंग के इस मंच पर भरोसा करते हुए वर्णन कर सकते हैं।



जहां तक ​​हम जानते हैं, कोई विशेष शुरुआती बिंदु नहीं था। कोई "स्रोत" नहीं था जिससे ब्रह्मांड शुरू हुआ। सभी साक्ष्य एक प्रतिवाद की बात करते हैं, लेकिन इससे कम सही निष्कर्ष नहीं: बिग बैंग एक साथ हर जगह हुआ। इसके लिए बहुत सारे सबूत हैं, और यूनिवर्स खुद उन्हें हमें देता है। ब्रह्मांड, बड़े पैमाने पर संरचनाओं, आकाशगंगाओं के समूह, बिग बैंग के बाद की उपस्थिति, कई सौ मिलियन प्रकाश-वर्षों में ब्रह्मांड के औसत घनत्व, आदि के बारे में निर्णय लेने से हमें दो महत्वपूर्ण अवलोकन तथ्य मिलते हैं। इसके गुण सभी जगह समान हैं, और यह सभी दिशाओं में समान दिखते हैं। शारीरिक रूप से, ब्रह्माण्ड सजातीय और आइसोट्रोपिक है।



यूनिवर्स की ऐसी विशेषताओं को एक विस्फोट की मदद से प्राप्त नहीं किया जा सकता है - और वह बात है। एक विस्फोट में, सबसे तेज चलने वाले टुकड़े सबसे दूर हो जाते हैं, लेकिन अंतरिक्ष में सबसे अधिक बिखरे हुए भी होते हैं। अधिक से अधिक दूरी, प्रति इकाई मात्रा में आकाशगंगाएँ कम होनी चाहिए थीं - लेकिन ब्रह्मांड में ऐसा नहीं है। विस्फोट की स्थिति में, कोई स्पष्ट रूप से इसके शुरुआती बिंदु को इंगित कर सकता है। ब्रह्मांड इसलिए काम करता है कि यह बिंदु एक स्थानीय समूह की सीमा पर मिल्की वे से केवल कुछ मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर होगा। सांख्यिकीय रूप से, इस तरह के बिंदु होने की संभावना, ब्रह्मांड में 170 बिलियन से अधिक आकाशगंगाओं की उपस्थिति को देखते हुए, पावरबॉल या मेगा मिलियन्स लॉटरी जीतने से 100 गुना बदतर है।

यह तथ्य कि ब्रह्माण्ड एकरूप है और आइसोट्रोपिक से पता चलता है कि बिग बैंग एक क्षण में, लगभग 13.8 बिलियन वर्ष पहले, और सभी जगहों पर एक जैसा हुआ। लेकिन हम उसे सभी जगहों पर नहीं देख सकते। हम उसे वहीं देखते हैं, जहां हम हैं। हमारी समीक्षा सीमित है। इसलिए, आप अक्सर इसी तरह के चित्र देख सकते हैं: केंद्र में हमारे साथ हमारे ब्रह्मांड को कैसे देखा जाता है।


एक व्यापक पैमाने पर अवलोकन ब्रह्मांड के कलाकार का दृष्टिकोण

लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि ब्रह्मांड एक क्षेत्र है! हम, वास्तव में, ब्रह्मांड के आकार को माप सकते हैं, और उस पर कुछ प्रतिबंध लगा सकते हैं। यदि आप बाहर जाते हैं और अपने दो दोस्तों को दो अलग-अलग दिशाओं में भेजते हैं ताकि आप एक दूसरे को देख सकें, तो आप तीनों एक त्रिकोण बनाएंगे। आप में से प्रत्येक अन्य दो के बीच स्पष्ट कोण को मापने में सक्षम होंगे। उसके बाद, आप इन कोणों को जोड़ सकते हैं और आपको 180 this मिलते हैं - यह त्रिकोण के कोणों का योग है।

समतल स्थान में कोई त्रिभुज।



लेकिन जगह समतल नहीं है! यह नकारात्मक वक्रता हो सकती है, जैसे काठी की सतह, जब कोणों का योग 180º से कम होता है। इसे धरातल की सतह की तरह सकारात्मक रूप से वक्रित किया जा सकता है, जब कोणों का योग 180º से अधिक होता है। यदि आप दक्षिण अमेरिका में भूमध्य रेखा पर खड़े हैं, तो आपका एक मित्र अफ्रीका में भूमध्य रेखा पर खड़ा है, और दूसरा उत्तरी ध्रुव पर, आप पाएंगे कि कोणों में अंतर बड़ा होगा। कोणों का योग 270º से 180les के करीब है। हमारे पास अंतरिक्ष में कोई दोस्त नहीं है, लेकिन हमारे पास कुछ बदतर है: पृष्ठभूमि विकिरण में उतार-चढ़ाव। अंतरिक्ष की वक्रता के आधार पर, उन्हें पूरी तरह से अलग दिखना चाहिए।



हमने अवलोकन किए और कुछ आश्चर्यचकित किया: ब्रह्मांड, जहां तक ​​हम न्याय कर सकते हैं, सपाट है। बहुत, बहुत सपाट। प्लैंक और स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे प्रयोगों के हालिया आंकड़ों से पता चलता है कि यदि ब्रह्मांड को सकारात्मक या नकारात्मक रूप से घुमावदार किया जाता है, तो यह ब्रह्मांड के उस हिस्से की तुलना में कम से कम 400 बड़े पैमाने पर ध्यान देने योग्य है जो हम देखते हैं। और हम इसका भाग 92 बिलियन प्रकाश वर्ष के व्यास के साथ देख सकते हैं।



इसलिए, बिग बैंग 13.8 बिलियन साल पहले हर जगह एक साथ हुआ था, और हमारे ब्रह्मांड हमारे सबसे अच्छे माप के अनुसार स्थानिक रूप से सपाट हैं। बड़ा धमाका किसी भी बिंदु पर नहीं हुआ था, और हम ब्रह्मांड के चरम समरूपता और समरूपता द्वारा इसका न्याय कर सकते हैं। ये गुण इतने सटीक हैं कि जब हम औसत से 0.01% के विचलन के साथ विषमता में आते हैं, तो हम पहले से ही मानते हैं कि कुछ गलत है। इसलिए, यदि आप दावा करते हैं कि बिग बैंग ठीक वैसा ही हुआ जैसा आप हैं, और आप हर चीज के केंद्र में खड़े हैं, तो कोई भी आप पर आपत्ति नहीं जताएगा। पूरे ब्रह्मांड में बस और हर चीज अपने बारे में ऐसा ही कह सकती है।