एथन से पूछें: विस्तार करने के लिए ब्रह्मांड का हिस्सा कितना बड़ा होना चाहिए?

यहां दिखाए गए तारे, आकाशगंगाएं और क्लस्टर गुरुत्वाकर्षण से बंधे हैं और ब्रह्मांड के साथ विस्तार नहीं करेंगे।

ब्रह्मांड के विस्तार का लंबा और हड़ताली इतिहास रहा है। जब हबल ने पहली बार हमसे आकाशगंगा की दूरी और उसके प्रकाश के लाल रंग के बीच के संबंध पर ध्यान दिया, तो उन्होंने तुरंत महसूस किया कि ये आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के परिणाम थे। जब हबल ने अपनी खोज की घोषणा की, तो आइंस्टीन ने तुरंत अपने ब्रह्माण्डीय स्थिरांक को त्याग दिया - यूनिवर्स को स्थिर रखने के लिए डिज़ाइन किए गए "बेवकूफ कारक" - और इसे उनकी सबसे बड़ी भूल कहा। लेकिन जब आकाशगंगाओं के बीच अंतरिक्ष का विस्तार हो रहा है, परमाणु, लोग और ग्रह अपने आकार को बनाए रखते हैं। यह क्या निर्धारित करता है? हमारे पाठक यह पता लगाना चाहते हैं:

जब ब्रह्मांड के विस्तार की बात होती है तो आयामों का पैमाना क्या होता है? क्या इसका मतलब यह है कि प्लैंक की लंबाई असंगत है? क्या अंतरिक्ष की इस स्ट्रेचिंग से परमाणु परिक्रमाएं बढ़ती हैं, या मजबूत अंत: क्रिया बाधित होती है?


बढ़ते ब्रह्मांड का मॉडल "किशमिश के साथ रोटी", जहां अंतरिक्ष के विस्तार के साथ सापेक्ष दूरी बढ़ती है (परीक्षण)

ब्रह्मांड का विस्तार कल्पना करना कठिन है - क्योंकि यह बिल्कुल सहज नहीं है। सबसे अच्छा सादृश्य, शायद, शून्य गुरुत्वाकर्षण के तहत ओवन में निलंबित आटा की एक गांठ के रूप में अंतरिक्ष के कपड़े की कल्पना करना होगा। पकाते समय, रोटी खमीर के लिए उपयुक्त होती है और सभी दिशाओं में समान रूप से फैलती है। लेकिन यह खाली जगह के लिए एक सादृश्य है। क्या होगा यदि आप एक ऐसे स्थान की कल्पना करना चाहते हैं जिसमें कोई बात है: प्रोटॉन, परमाणु, लोग, ग्रह, आकाशगंगाएं, क्लस्टर? इस विस्तार की कल्पना करने के दो तरीके हैं।



एक गेंद की सतह है जिसमें सिक्के चिपके हुए हैं। सिक्के नहीं बदलते हैं, और गेंद फुलाती है। ब्रह्मांड बड़ा होता जा रहा है, और व्यक्तिगत कणों - या अलग-अलग आकाशगंगाओं के बीच का पूरा स्थान भी विकसित हो रहा है। ऐसा लगता है कि सिक्का अपने पड़ोसियों से एक निश्चित गति से दूर जा रहा है, और दो बार आगे स्थित सिक्का दो बार तेजी से हटा दिया जाएगा। और प्रत्येक सिक्का एक ही चीज को देखेगा: प्रकाश की कथित गति और रेडशिफ्ट (स्ट्रेचिंग) पूरी तरह से आपके द्वारा देखे जा रहे सिक्के की दूरी पर निर्भर करेगा। यह वही है जो यहां हो रहा है, और यह 1920 के दशक से जाना जाता है। यह ऐसा संबंध है जो यूनिवर्स में मौजूद है, जिसे हबल के कानून ने हमें प्रदर्शित किया।



विस्तार की कल्पना करने का एक और तरीका यह है कि गेंद को उस तरफ ले जाया जाए जिस पर वस्तुएं खींची गई हैं। जब गेंद फुलाया जाता है और सतह को बढ़ाया जाता है, तो निशान भी विस्तारित होते हैं। बेशक, हब्बल कानून के अनुसार दूर की वस्तुएं दूर हो जाएंगी, लेकिन हमारे मामले में वे खुद अंतरिक्ष के कपड़े के साथ फुलाए जाएंगे।

तो ब्रह्मांड में क्या होता है? अंतरिक्ष विस्तार किस पैमाने पर होता है? हम सबसे पहले ब्रह्मांड का अध्ययन कर सकते हैं। दूर की आकाशगंगाओं का अवलोकन करते हुए, हमें उनके द्रव्यमान में कमी और कमी दर्ज करनी चाहिए, क्योंकि आकाशगंगा जितनी दूर है, उतना ही पहले दिखाई दिया था।



हम इसे देखते हैं, लेकिन आप अन्य महत्वपूर्ण विशेषताएं भी देखते हैं:

• एक बड़ी रेडशिफ्ट वाली आकाशगंगाओं में एक ही वर्णक्रमीय रेखाएँ होती हैं - जिसका अर्थ है कि अरबों साल पहले मौजूद परमाणुओं के गुण और आकार आज से अलग नहीं हैं।
• आकाशगंगाओं का भौतिक आकार केवल उनके द्रव्यमान से निर्धारित होता है। एक ही द्रव्यमान की आकाशगंगाएँ, दोनों पुराने और नए आकार की हैं।
• अंतरिक्ष नेटवर्क (बड़े पैमाने पर संरचनाएं) के गठन का सिद्धांत केवल अंतरिक्ष के एक निश्चित क्षेत्र में उपलब्ध द्रव्यमान की मात्रा पर निर्भर करता है।



यह पता चला है कि सिक्कों वाली उपमा पेंट की तुलना में हमारे करीब होगी। ब्रह्मांड का अवलोकन करते हुए, हम देखते हैं कि अंतरिक्ष का कपड़ा हमेशा फैलता है, जब तक कि यह एक अन्य बल द्वारा हस्तक्षेप नहीं किया जाता है जो वस्तुओं को एक साथ खींचता है। यह पूरी तरह से सैद्धांतिक आधार में फिट बैठता है, क्योंकि व्यापक राय के बावजूद, विस्तार ताकत नहीं है, लेकिन गति है। जब कोई चीज एक साथ बांधती है, तो यह महत्वहीन हो जाता है कि यह किस प्रकार का बल है, चाहे वह प्रोटॉन और परमाणु के परमाणु, परमाणु, कोशिकाओं और लोगों में विद्युत चुम्बकीय बल हो या ग्रहों, सितारों, आकाशगंगाओं और समूहों के मामले में यह गुरुत्वाकर्षण है।


वेरोनिका हेयर क्लस्टर

हालांकि अंतरिक्ष का कपड़ा अपने आप फैलता है, यह प्रति यूनिट लंबाई एक निश्चित दर पर फैलता है। (वास्तव में, यह व्युत्क्रम समय के आयाम के साथ एक मात्रा है)। यह लगभग पता चला है कि अगर दो वस्तुओं के बीच बल उन्हें ब्रह्मांड के विस्तार के कारण उनके बीच की जगह की तुलना में तेजी से आकर्षित करता है, लेकिन वे पहले से ही "पेंट" में नहीं, बल्कि "सिक्कों" में बदल जाते हैं। हमारे शरीर एक साथ जुड़े हुए हैं, प्रत्येक परमाणु एक साथ जुड़ा हुआ है, आकाशगंगाओं का स्थानीय समूह पहले से ही एक साथ जुड़ा हुआ है, और यहां तक ​​कि वेरोनिका के बालों का पूरा समूह एक साथ जुड़ा हुआ है। लेकिन यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि सब कुछ सापेक्ष है। ब्रह्माण्ड का विस्तार हमारे स्थानीय समूह और उसके अंदर की हर चीज को प्रभावित नहीं करता है, क्योंकि हमारा स्थानीय समूह बहुत कसकर जुड़ा हुआ है - लेकिन इससे आगे भी जा सकते हैं, और अंतरिक्ष का विस्तार जारी रहेगा। यही कारण है कि दूर की आकाशगंगाएं और अन्य संबंधित संरचनाएं हमसे दूर जा रही हैं, हालांकि वे सभी स्थानीय रूप से ब्रह्मांड के अपने हिस्से से जुड़ी हुई हैं।



लेकिन हम अंतरिक्ष के मनमाने ढंग से छोटे क्षेत्रों की तलाश में जा सकते हैं जहां कोई ऐसा संबंध नहीं है, जहां कोई बात नहीं है, और हम पाते हैं कि किसी भी आकार का एक क्षेत्र - कई प्रकाश वर्ष, किलोमीटर, माइक्रोन, प्रोटॉन व्यास या प्लैंक लंबाई (या उससे भी कम) - का विस्तार हो रहा है हबल के नियम के तहत। जीआर में अंतरिक्ष के विस्तार की गति से अंतरिक्ष के कपड़े पर विचार करना संभव हो जाता है जैसे कि यह पूरी तरह से निरंतर है, और इसे क्वांटम भौतिकी की तरह, इसकी मात्रा निर्धारित करने की आवश्यकता नहीं है। यह ब्रह्मांड के विस्तार के लिए सही है जब तक कि आप इसमें एक जुड़ा हुआ ढांचा नहीं डालते हैं! विस्तार करते समय अंतरिक्ष का एक टुकड़ा कितना छोटा हो सकता है, इस पर कोई मौलिक प्रतिबंध नहीं है, लेकिन इसके लिए यह या तो खाली या बड़ा होना चाहिए ताकि मौजूदा संरचना विस्तार से दूर न हो सके।