अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न: गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय तरंगों के संयोजन का महत्व

गुरुत्वाकर्षण तरंगों की मान्यता पर LIGO / VIRGO प्रयोगों से प्राप्त परिणामों पर पिछला लेख एक सूचनात्मक प्रकृति का था और इसका उद्देश्य शैक्षणिक निर्देशों पर नहीं था। अब मैं इस विषय पर अपने पाठकों और दोस्तों के सवालों का जवाब देने की कोशिश करूंगा। कुछ लोग बेहतर कल्पना करना चाहते थे कि क्या हुआ, जबकि अन्य स्पष्ट करना चाहते थे कि यह खोज इतनी महत्वपूर्ण क्यों हो गई। इसलिए, मैंने यह लेख लिखा जिसमें मैंने बताया कि न्यूट्रॉन तारे और ब्लैक होल क्या हैं, और उनका संलयन कैसा दिखता है, और इस घोषणा के महत्व को स्पष्ट किया। इसका महत्व कई बिंदुओं में निहित है, और उन्हें किसी एक में कम करना काफी मुश्किल है। इसके अलावा, मैं अन्य सवालों के जवाब देता हूं।

शुरू करने के लिए, मैं एक आरक्षण करूँगा: मैं न्यूट्रॉन सितारों के संलयन के जटिल विषय पर विशेषज्ञ नहीं हूँ और परिणामी विस्फोट, जिन्हें "किलोन" के रूप में जाना जाता है। वे ब्लैक होल को विलय करने में बहुत अधिक कठिन हैं। मैं स्वयं कुछ विवरणों का पता लगाऊंगा। मुझे उम्मीद है कि मैं गलतियों से बचने में कामयाब रहा, लेकिन कुछ मामलों में मेरे पास सभी जवाब नहीं हैं।

न्यूट्रॉन सितारों, ब्लैक होल और उनके संलयन के बारे में बुनियादी सवाल

न्यूट्रॉन तारे, ब्लैक होल क्या हैं और ये किस प्रकार संबंधित हैं?

प्रत्येक परमाणु में एक छोटे परमाणु नाभिक होते हैं, जिसमें न्यूट्रॉन और प्रोटॉन (एक-दूसरे के समान) होते हैं और इलेक्ट्रॉनों से घिरे होते हैं। अधिकांश परमाणु खाली जगह है, इसलिए चरम स्थितियों में इसे कुचल दिया जा सकता है - लेकिन केवल अगर प्रत्येक इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन एक न्यूट्रॉन (एक ही जगह में शेष) और एक न्यूट्रिनो (अंतरिक्ष में यात्रा) में बदल जाता है। जब एक विशाल तारा ईंधन से बाहर निकलता है, तो उसके परमाणु भट्टी का दबाव गिर जाता है और वह अपने ही भार से ढह जाता है, जिससे बहुत ही चरम स्थिति पैदा होती है, जिसके तहत पदार्थ को कुचल दिया जा सकता है। इस प्रकार, सौर के मुकाबले कई गुना बड़े द्रव्यमान वाले एक तारे का इंटीरियर न्यूट्रॉन बॉल से कई किलोमीटर व्यास में बदल जाता है, और इसमें न्यूट्रॉन की संख्या 1 के साथ 57 शून्य हो जाती है।

यदि तारा काफी बड़ा हो गया है, लेकिन बहुत बड़ा नहीं है, तो न्युट्रान बॉल मजबूत हो जाती है और अपना आकार बनाए रखती है, और तारे के अवशेष बाहर की ओर फट जाते हैं, टुकड़ों में बंट जाते हैं - इस प्रक्रिया को एक "कोर्नोयिंग विद अ कॉर्निंग कोर" कहते हैं। न्यूट्रॉन बॉल यथावत रहती है - हम इसे न्यूट्रॉन स्टार कहते हैं। इसमें सबसे अधिक घना पदार्थ होता है, जो केवल, हमारे विचारों के अनुसार, ब्रह्मांड में मौजूद हो सकता है - एक शुद्ध परमाणु केंद्र भर में। यह एक बहुत कठिन सतह है; यदि आप एक न्यूट्रॉन स्टार के अंदर जाने की कोशिश करते हैं, तो आपकी संवेदनाएं इससे भी बदतर होंगी, जब आप कई सौ किमी / घंटा की गति से बंद दरवाजे से टकराते हैं।

यदि तारा बहुत बड़ा था, तो गठित न्यूट्रॉन बॉल जल्द ही (या तुरंत) अपने वजन के नीचे गिर सकती है और एक ब्लैक होल को जन्म दे सकती है। इस मामले में, सुपरनोवा दिखाई दे सकता है या नहीं - स्टार बस गायब हो सकता है। BH एक न्यूट्रॉन स्टार से बहुत अलग है। बीएच - यह वही है जो गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में असीम रूप से सिकुड़ते हुए, अपने अंदर पदार्थ के अपरिवर्तनीय पतन के बाद रहता है। और अगर एक न्यूट्रॉन स्टार में एक सतह होती है, जिसके बारे में आप अपने सिर को तोड़ सकते हैं, तो बीएच के पास कोई सतह नहीं है - इसमें एक किनारे है, जो बिना किसी रिटर्न के एक बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है, जिसे क्षितिज [घटनाओं का] कहा जाता है। आइंस्टीन के सिद्धांत में, आप इसके माध्यम से सही जा सकते हैं, जैसे कि एक खुले दरवाजे के माध्यम से। आप संक्रमण के क्षण को भी नोटिस नहीं करेंगे। (लेकिन आइंस्टीन के सिद्धांत में यह सच है। हालांकि, इस बात पर असहमति है कि आइंस्टीन के सिद्धांत और क्वांटम भौतिकी का संयोजन इस लाइन को आने वाले लोगों के लिए कुछ नया और खतरनाक बना देता है; इसे " फ़ायरवॉल विरोधाभास" के रूप में जाना जाता है, लेकिन इसकी चर्चा हमें बहुत दूर ले जाएगी। सिद्धांत के क्षेत्र में)। लेकिन एक बार इस दरवाजे से गुजरने के बाद वापस लौटना संभव नहीं होगा।

BH को अन्य तरीकों से भी बनाया जा सकता है - लेकिन ये वो BH नहीं हैं जिन्हें हम LIGO / VIRGO निरीक्षकों के साथ देख सकते हैं।

उनके विलय गुरुत्वाकर्षण तरंगों के सबसे अच्छे स्रोत क्यों हैं?

गुरुत्वाकर्षण तरंगों को बनाने के सबसे सरल और स्पष्ट तरीकों में से एक दो वस्तुओं को एक दूसरे के चारों ओर कक्षा में ले जाना है। यदि आप पानी में दो मुट्ठी नीचे करते हैं और उन्हें एक-दूसरे के चारों ओर घुमाते हैं, तो आपको अलग-अलग दिशाओं में चलती तरंगों से पानी का एक चित्र मिलेगा; यह एक बहुत ही कच्चा सादृश्य है जो दो वस्तुओं के एक दूसरे के चारों ओर घूमने से होता है, हालाँकि, चूंकि वस्तुएं अंतरिक्ष में जाती हैं, लहरें किसी प्रकार के माध्यम जैसे पानी में दिखाई नहीं देती हैं। ये खुद अंतरिक्ष की तरंगें हैं।

शक्तिशाली GW प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि दोनों वस्तुओं में एक बहुत बड़ा द्रव्यमान हो, और यह कि वे उच्च गति से घूमते हैं। उच्च गति प्राप्त करने के लिए एक बहुत मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण की आवश्यकता होती है; और इसके लिए, वस्तुओं को यथासंभव एक दूसरे के करीब स्थित होना चाहिए (चूंकि, इसहाक न्यूटन को पहले से ही पता था, दो वस्तुओं के बीच की गुरुत्वाकर्षण उनके बीच की दूरी कम होने के साथ बढ़ जाती है)। लेकिन अगर वस्तुएं बड़ी हैं, तो वे एक साथ बहुत करीब नहीं पहुंच सकतीं; वे एक दूसरे के साथ टकराएंगे और काफी पहले ही विलय कर सकते हैं। इसलिए, बहुत तेज कक्षीय वेग प्राप्त करने के लिए, अपेक्षाकृत बड़े द्रव्यमान वाली दो अपेक्षाकृत छोटी वस्तुओं को लेना आवश्यक है - जिन्हें वैज्ञानिक कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट कहते हैं। न्यूट्रॉन सितारे और बीएचएस हमारे लिए ज्ञात वस्तुओं के सबसे कॉम्पैक्ट हैं। सौभाग्य से, वे वास्तव में अक्सर जोड़े में स्थानांतरित होते हैं, और कभी-कभी, विलय से ठीक पहले, वे एचएस को बाहर करने के लिए एक दूसरे के चारों ओर तेजी से आगे बढ़ते हैं, जिसे LIGO और VIRGO द्वारा पता लगाया जा सकता है।

ये ऑब्जेक्ट जोड़े में क्यों दिखाई देते हैं?

सितारे अक्सर जोड़े में चलते हैं। तब उन्हें बाइनरी स्टार कहा जाता है। वे एक जोड़ी में जीवन शुरू कर सकते हैं, एक बड़े गैस बादल में एक साथ मिलकर, या, यदि वे अलग-अलग दिखाई देते हैं, तो एक जोड़े का निर्माण कर सकते हैं, एक स्टार से भरे समुदाय में होते हैं, जहां पास के सितारे अक्सर एक दूसरे के करीब उड़ते हैं। शायद यह अप्रत्याशित लगेगा, लेकिन इस तरह की जोड़ी प्रत्येक तारों के पतन और विस्फोट से बच सकती है, जिससे दो ब्लैक होल, दो न्यूट्रॉन स्टार या एक बीएच और एक एनएस की उपस्थिति होगी, जो एक दूसरे के चारों ओर परिक्रमा करते हैं।

जब इन वस्तुओं का विलय होता है तो क्या होता है?

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि संघों के तीन वर्ग हैं जिनका पता लगाया जा सकता है: दो बीएचएस का विलय, दो एनएस का विलय और एनएस और बीएच का विलय। हमने 2015 में पहली कक्षा का अवलोकन किया (2016 में इसकी घोषणा की), दूसरे की घोषणा 2017 में की गई, और तीसरे की प्रतीक्षा केवल समय की बात है। दो वस्तुएं एक-दूसरे के चारों ओर अरबों वर्षों तक घूम सकती हैं, बहुत धीरे-धीरे गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्सर्जन करती हैं (यह प्रभाव 70 के दशक में देखा गया था, जिसके लिए उन्हें नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था), और धीरे-धीरे करीब आ रहा था। और केवल उनके जीवन के अंतिम दिन ही कक्षीय वेग वास्तव में बढ़ना शुरू हो जाता है। और विलय से ठीक पहले, वे प्रति सेकंड एक क्रांति के क्रम की गति से घूमना शुरू करते हैं, फिर प्रति सेकंड दस क्रांतियां, फिर प्रति सेकंड एक सौ क्रांतियां। यदि आप यह कर सकते हैं तो कल्पना करें: सूर्य के पार एक द्रव्यमान के साथ एक दूसरे से कई किलोमीटर की दूरी पर स्थित कई दसियों किलोमीटर की दूरी पर स्थित वस्तुएं, प्रति सेकंड 100 गुना की गति से एक दूसरे के चारों ओर घूमती हैं। एक आश्चर्यजनक घटना एक घूर्णन डम्बल है, जो 19 वीं शताब्दी के सबसे उत्कृष्ट दिमागों की भी कल्पना नहीं कर सकता है। मैं एक भी वैज्ञानिक को नहीं जानता, जो इस तमाशे के प्रति श्रद्धा नहीं रखेगा। यह सब विज्ञान कथा की तरह लगता है, लेकिन ऐसा नहीं है।

हमें कैसे पता चलेगा कि यह विज्ञान कथा नहीं है?

यह एक एनएफ नहीं है अगर हम आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत पर भरोसा करते हैं। वह भविष्यवाणी करती है कि इस तरह के तेजी से घूर्णन डंबल बड़े पैमाने पर द्रव्यमान, दो कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट द्वारा गठित, अंतरिक्ष गड़बड़ी की एक विशेषता पैटर्न का उत्पादन करना चाहिए - गुरुत्वाकर्षण तरंगों। यह पैटर्न जटिल और सटीक भविष्यवाणी दोनों है। ब्लैक होल के मामले में, भविष्यवाणियां विलय के बहुत ही समय तक की अवधि को कवर करती हैं, साथ ही इसके बाद, विलय से उत्पन्न एक बड़े बीएच से संकेतों के विवरण सहित। एनएस के मामले में, टकराव से कुछ समय पहले ही, विलय के तुरंत बाद और उसके बाद यह और अधिक जटिल हो जाता है और हमें यकीन नहीं है कि हम उन्हें पूरी तरह से समझते हैं, लेकिन विलय से पहले कुछ दसियों सेकंड के भीतर, आइंस्टीन का सिद्धांत बहुत सटीक बताता है कि क्या उम्मीद की जानी चाहिए। सिद्धांत आगे की घटनाओं की भविष्यवाणी करता है - ये तरंगें लंबी दूरी पर कैसे फैलेंगी जहां से वे पैदा हुए थे, पृथ्वी तक पहुंचते हैं, और वे तीन गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों के साथ LIGO / VIRGO नेटवर्क में कैसे दिखाई देंगे। इसलिए, LIGO / VIRGO पर क्या उम्मीद की जाए, इसके बारे में कई भविष्यवाणियाँ हैं: इस सिद्धांत का उपयोग BH और NSs के अस्तित्व और गुणों की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है, उनके विलय की विस्तृत विशेषताओं, परिणामी गुरुत्वाकर्षण तरंगों की सटीक रेखाचित्र, और वास्तव में गुरुत्वाकर्षण तरंगें अंतरिक्ष में कैसे फैलती हैं । LIGO / VIRGO ने इन गुरुत्वाकर्षण तरंगों की विशेषता पैटर्न की खोज की। और यह तथ्य कि ये आंकड़े आइंस्टीन के सिद्धांत के बिल्कुल अनुरूप हैं, अब तक का सबसे विश्वसनीय प्रमाण है कि इन संयुक्त संदर्भों में उपयोग किए जाने पर सिद्धांत में कोई त्रुटि नहीं है।

मैं ध्यान देता हूं कि सबूत किसी तरह से खुद को संदर्भित करता है - लेकिन यह है कि वैज्ञानिक ज्ञान कैसे आगे बढ़ता है, स्थिरता के कई विस्तृत चेक के एक सेट के रूप में, जो धीरे-धीरे एक-दूसरे के साथ इतने जुड़े होते हैं कि उन्हें अलग करना व्यावहारिक रूप से असंभव है। वैज्ञानिक तर्क में कटौती नहीं है, लेकिन आगमनात्मक है। हम ऐसा नहीं करते हैं क्योंकि यह पूरी तरह से तार्किक रूप से उचित है, लेकिन क्योंकि यह आश्चर्यजनक रूप से अच्छी तरह से काम करता है - और प्रमाण एक कंप्यूटर है जिसमें एक स्क्रीन है जिस पर मैं यह पाठ टाइप करता हूं, और वायरलेस कनेक्शन के साथ इंटरनेट, और वायर्ड इंटरनेट और वह एक कंप्यूटर डिस्क पाठ को संग्रहीत और प्रसारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

न्यूट्रॉन सितारों के संलयन की अक्टूबर की घोषणा का महत्व

घोषणा के महत्व को समझाना मुश्किल है क्योंकि इसमें कई महत्वपूर्ण परिणाम शामिल हैं, जो एक दूसरे के शीर्ष पर स्टैक्ड हैं, और केवल एक परिणाम नहीं है जो कि एक-दो शब्दों में फिर से बताया जा सकता है।

और यहाँ एक सूची है जो हमने सीखा। इसका कोई भी तत्व ब्रह्मांड की नींव को नहीं हिलाता है, लेकिन प्रत्येक काफी दिलचस्प है, और साथ में वे विज्ञान के इतिहास में एक महत्वपूर्ण घटना बनाते हैं।

दो एनएस के विलय की पहली पुष्टि की गई

हम जानते थे कि ऐसे विलय होने चाहिए, लेकिन हमें इस बारे में निश्चित नहीं था। और चूंकि ये चीजें हमसे बहुत दूर हैं और वे एक दूरबीन के माध्यम से देखने के लिए बहुत छोटे हैं, यह सुनिश्चित करने का एकमात्र तरीका है कि विलय हो रहा है और उनके बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उपयोग करना था। आने वाले वर्षों में, हम इस तरह के विलय के बारे में और अधिक देखने की उम्मीद करते हैं कि गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान अपनी संवेदनशीलता को कैसे बढ़ाएगा, और हम उनके बारे में अधिक जानेंगे।

न्यूट्रॉन सितारों के गुणों पर नई जानकारी

एनजेड के अस्तित्व की भविष्यवाणी लगभग सौ साल पहले की गई थी, और इसकी पुष्टि 60-70 वर्षों में की गई थी। लेकिन उनके सटीक गुण अज्ञात हैं; हम मानते हैं कि वे विशाल परमाणु नाभिक की तरह दिखते हैं, लेकिन वे सामान्य परमाणु नाभिक की तुलना में इतने बड़े हैं कि हम यह सुनिश्चित नहीं कर सकते हैं कि हम उनके सभी आंतरिक गुणों को समझते हैं, और वैज्ञानिक समुदाय में विवाद हैं जिन्हें आसानी से हल नहीं किया जा सकता है - लेकिन, शायद वे जल्द ही बंद हो जाएंगे।

मर्ज किए गए न्यूट्रॉन सितारों की गुरुत्वाकर्षण तरंगों की एक विस्तृत ड्राइंग से, वैज्ञानिक पहले से ही दो चीजें सीख चुके हैं। सबसे पहले, हमने पुष्टि की है कि आइंस्टीन का सिद्धांत एनएस या बीएच से निकलने वाले गुरुत्वाकर्षण तरंगों के मूल पैटर्न को सही ढंग से एक दूसरे के चारों ओर घूमता हुआ बताता है। लेकिन, काला सागर क्षेत्र के विपरीत, एनएस के विलय के बाद क्या होता है, इसके बारे में बहुत अधिक सवाल हैं। और विलय के खुला रहने के बाद हमारे जोड़े के साथ जो हुआ उसका सवाल है - क्या एक एनएस का गठन किया गया है, एक अस्थिर एनएस जो बीएच में रोटेशन की मंदी की प्रक्रिया में ध्वस्त हो गया, या बीएच तुरंत दिखाई दिया?

लेकिन हमने पहले ही एनएस के आंतरिक गुणों के बारे में कुछ महत्वपूर्ण सीख लिया है। इस तरह के तेजी से घूमने का बोझ मुझे और आपको टुकड़े-टुकड़े कर देगा और पृथ्वी को भी फाड़ सकता है। हम जानते हैं कि एनएस साधारण पत्थर की तुलना में बहुत मजबूत है, लेकिन कितना मजबूत है? यदि वे बहुत नाजुक थे, तो वे LIGO / VIRGO में किए गए अवलोकनों के दौरान कुछ बिंदु पर टूटेंगे, और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की अपेक्षित सरल ड्राइंग अचानक बहुत अधिक जटिल हो जाएगी। लेकिन ऐसा नहीं हुआ, कम से कम उस क्षण तक जब तुरंत विलय से पहले नहीं हुआ। इसलिए, एनएसवी कितने ठोस और टिकाऊ हैं, इस पर नए डेटा प्राप्त करने के लिए वैज्ञानिक गुरुत्वाकर्षण तरंग पैटर्न की इस सरलता का उपयोग कर सकते हैं। बाद के विलय से मुद्दे की हमारी समझ में सुधार होगा। इस तरह की जानकारी प्राप्त करने के लिए कोई अन्य सरल विधि नहीं है।

एक घटना का पहला अवलोकन जो सबसे मजबूत गुरुत्वाकर्षण तरंगों और उज्ज्वल विद्युत चुम्बकीय तरंगों दोनों का उत्पादन करता है

बीएचएस के विलय से एक उज्ज्वल प्रकाश पैदा नहीं होना चाहिए, क्योंकि, जैसा कि मैंने उल्लेख किया है, वे पत्थरों की तुलना में एक अदृश्य खेल के मैदान के लिए खुले दरवाजे की तरह हैं, इसलिए वे उज्ज्वल और गर्म टकरावों के बिना, काफी चुपचाप विलय करते हैं। लेकिन न्यूट्रॉन तारे पदार्थ की बड़ी गेंदों की तरह दिखते हैं, इसलिए उनकी टक्कर किसी भी तरह की गर्मी और प्रकाश की एक बड़ी मात्रा को जन्म दे सकती है - ठीक उसी तरह जैसे आप भोली उम्मीद करेंगे। "प्रकाश" से मेरा मतलब है कि न केवल दृश्यमान प्रकाश, बल्कि सभी तरंग दैर्ध्य (और, तदनुसार, सभी आवृत्तियों का) विद्युत चुम्बकीय तरंगों का भी। वैज्ञानिक विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्पेक्ट्रम को श्रेणियों में विभाजित करते हैं। ये रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, अवरक्त प्रकाश, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा विकिरण हैं - बढ़ती आवृत्ति और घटती तरंगदैर्घ्य के क्रम में।

ध्यान रखें कि ये श्रेणियां और उनके बीच अलगाव पूरी तरह से मनमाना है, लेकिन यह विभिन्न वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए उपयोगी है। पीली रोशनी, रेडियो तरंग और गामा विकिरण के बीच एकमात्र मूलभूत अंतर आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य है; बाकी सब चीजें समान हैं: बिजली और चुंबकीय क्षेत्र की एक लहर।

इसलिए दो एनएस के विलय के मामले में, हम दो विशाल न्यूट्रॉन गेंदों के टकराव के कारण विभिन्न प्रभावों से उत्पन्न होने वाली विभिन्न आवृत्तियों के गुरुत्वाकर्षण और विद्युतचुंबकीय दोनों तरंगों की उपस्थिति की उम्मीद करते हैं। लेकिन सिर्फ इसलिए कि हम उनसे उम्मीद करते हैं कि इसका मतलब यह नहीं है कि उन्हें स्पॉट करना आसान होगा। इस तरह के विलय काफी मुश्किल से होते हैं - शायद हर एक हजार मिलियन साल में इतनी बड़ी आकाशगंगा हमारी है - इसलिए जिन्हें हम LIGO / VIRGO के साथ खोजते हैं, वे आमतौर पर हमसे काफी दूर होंगे। यदि प्रकाश शो बहुत मंद है, तो हमारी दूरबीनें इसे नहीं देख पाएंगी।

लेकिन यह शो काफी उज्ज्वल था। अंतरिक्ष में गामा-रे डिटेक्टरों ने तुरंत इसे देखा, इस तथ्य की पुष्टि करते हुए कि दो एनएस से गुरुत्वाकर्षण तरंगों ने एक टकराव और विलय किया, जिससे बहुत उच्च आवृत्ति प्रकाश उत्पन्न हुआ। और यह अपने आप में कुछ अनोखा था। जैसे कि एक व्यक्ति ने अपने पूरे जीवन में बिजली देखी थी, लेकिन कभी गड़गड़ाहट नहीं सुनी; या वह तूफान से लहरों को देखता था, लेकिन तूफान को कभी नहीं देखा। यह तथ्य कि हमने विलय की दो अभिव्यक्तियों को एक बार देखा था, हमारे लिए दृष्टिकोण का एक नया सेट खोल देता है; कभी-कभी एक प्लस एक दो से अधिक देता है।

समय के साथ - कुछ घंटों और दिनों के बाद - दृश्य रेंज, पराबैंगनी, अवरक्त प्रकाश, एक्स-रे और रेडियो तरंगों पर भी संलयन के प्रभाव देखे गए। कुछ दूसरों की तुलना में पहले आए, जो अपने आप में एक अलग कहानी है, लेकिन उनमें से प्रत्येक विलय प्रक्रियाओं की हमारी समझ के खजाने में जोड़ा गया।

गामा किरणों के कम फटने के स्रोतों के बारे में सर्वोत्तम अनुमानों की पुष्टि

आकाश में वर्षों से, हमने गामा किरणों के फटने को देखा है। उनमें से, बर्स्ट का एक वर्ग प्रतिष्ठित था, दूसरों की तुलना में कम अवधि में, आमतौर पर कुछ सेकंड तक चलता है। वे आकाश के सभी हिस्सों से आए थे, जो संकेत देते थे कि वे दूर से अंतरिक्ष अंतरिक्ष से आ रहे थे, संभवतः दूर की आकाशगंगाओं से। अन्य स्पष्टीकरणों के बीच, इन विस्फोटों की उत्पत्ति की सबसे लोकप्रिय परिकल्पना एनएस का संलयन थी। इस परिकल्पना की पुष्टि करने का एकमात्र तरीका इस विलय की गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाना था। यह परीक्षा अब पास हो चुकी है; जाहिर है, परिकल्पना की पुष्टि की जाती है। और इसका मतलब है कि पहली बार हम दोनों ने गामा किरणों के इन संक्षिप्त फटनों की अच्छी व्याख्या की है और, उनकी उपस्थिति की आवृत्ति के आधार पर, ब्रह्मांड में एनएस संलयन की आवृत्ति का एक अच्छा अनुमान है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों और विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पुनर्वितरण का उपयोग करते हुए स्रोत की दूरी का पहला माप, जिसने ब्रह्मांड की दूरी और इसके विस्तार की गति को एक नए तरीके से जांचना संभव बना दिया।

समय के साथ दो बीएचएस या एनएस के विलय के परिणामस्वरूप गुरुत्वाकर्षण तरंगों में परिवर्तन का पैटर्न काफी जटिल है ताकि वस्तुओं के विलय के बारे में बहुत सारी जानकारी प्रकट हो सके, जिसमें उनके द्रव्यमान का अनुमानित अनुमान और पृथ्वी के सापेक्ष घूर्णन के उन्मुखीकरण शामिल हैं। लहरों की कुल शक्ति, उनके द्रव्यमान के ज्ञान के साथ, पृथ्वी से जोड़ी की सुस्पष्टता को प्रकट करती है। यह अपने आप में बुरा नहीं है, लेकिन वास्तविक लाभ तब होता है जब हम दृश्य प्रकाश के साथ वस्तु को खोलते हैं, या गामा किरणों की तुलना में कम आवृत्ति वाली कोई भी प्रकाश।इस मामले में, आकाशगंगा को निर्धारित करना संभव है जहां ये न्यूट्रॉन सितारे स्थित हैं।

उनके घर की आकाशगंगा को जानकर, कुछ बहुत महत्वपूर्ण किया जा सकता है। तारों के प्रकाश को देखते हुए, हम यह निर्धारित कर सकते हैं कि आकाशगंगा कितनी जल्दी हमसे दूर जाती है। दूर की आकाशगंगाओं के लिए, जिस गति से वे हमसे दूर जाते हैं, ब्रह्मांड के विस्तार के कारण उनसे दूरी से संबंधित होना चाहिए।

जिस तरह से यूनिवर्स का तेजी से विस्तार हो रहा है, उसे हाल ही में बहुत ही सटीकता के साथ मापा गया है, लेकिन समस्या यह है कि इस माप के लिए दो अलग-अलग तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है, जो मेल नहीं खाते हैं। यह बेमेल ब्रह्मांड की हमारी समझ में सबसे महत्वपूर्ण मुद्दों में से एक है। शायद विधियों में से एक अपूर्ण है, और शायद - और यह बहुत अधिक दिलचस्प होगा - ब्रह्मांड हमारे सोचने के तरीके का व्यवहार नहीं करता है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें हमें एक तीसरी विधि प्रदान करती हैं: वे सीधे आकाशगंगा की दूरी की सूचना देती हैं, और विद्युत चुम्बकीय तरंगें सीधे हमें एक भगोड़ा गति प्रदान करती हैं। दूर की आकाशगंगाओं के लिए, इस प्रकार के संयुक्त माप के संचालन के लिए कोई अन्य विधि नहीं है। यह विधि एकल विलय के मामले में उपयोगी होने के लिए पर्याप्त सटीक नहीं है, लेकिन दर्जनों विलय देखने के बाद, औसत परिणाम हमें ब्रह्मांड के विस्तार के बारे में महत्वपूर्ण नई जानकारी देगा। अन्य तरीकों के साथ संयोजन हमें इस महत्वपूर्ण पहेली को हल करने में मदद कर सकता है।

अब तक आइंस्टीन की भविष्यवाणियों का सबसे अच्छा परीक्षण यह रहा है कि प्रकाश और गुरुत्वीय तरंगों की गति मेल खाती है: चूंकि विलय से गामा किरणें और गुरुत्वाकर्षण तरंगों का चरम मान 130 सेकंड के बाद एक दूसरे के अलावा दो सेकंड में आया - यानी लगभग 5 हजार की यात्रा मिलियन मिलियन सेकंड - हम कह सकते हैं कि प्रकाश की गति और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की गति एक भाग की सटीकता के साथ गति की ब्रह्मांडीय सीमा 2 हजार मिलियन प्रति लाख के बराबर होती है। इस तरह के एक सटीक सत्यापन के लिए गुरुत्वाकर्षण तरंगों और गामा किरणों के अवलोकनों की आवश्यकता होती है।

भारी तत्वों के प्रभावी निर्माण की पुष्टि की

यह लंबे समय से ज्ञात है कि हम सितारों में दिखाई देने वाले पदार्थ या स्टारडस्ट से बने हैं। लेकिन अगर आप इस प्रक्रिया के विवरण से निपटना शुरू करते हैं, तो पहेलियाँ दिखाई देती हैं। यह ज्ञात है कि सभी रासायनिक तत्व, हाइड्रोजन से लोहे तक, तारों में बनते हैं और एक सुपरनोवा विस्फोट में अंतरिक्ष में फेंके जा सकते हैं, यहां और वहां तैरते हैं, और अंततः ग्रह, चंद्रमा और लोग बनाते हैं - लेकिन यह स्पष्ट नहीं था कि कितना बड़ा कुछ भारी तत्व आयोडीन, सीज़ियम, सोना, सीसा, बिस्मथ, यूरेनियम इत्यादि हैं। हां, वे सुपरनोवा में हो सकते हैं, लेकिन यह इतना सरल नहीं है; और ब्रह्मांड में, जाहिरा तौर पर, सुपरनोवा द्वारा समझाया जा सकता है की तुलना में भारी तत्वों के अधिक परमाणु हैं। ब्रह्मांड के इतिहास में कई सुपरनोवा रहे हैं, लेकिन भारी तत्वों के लिए उनकी उत्पादन क्षमता बहुत कम है।

कुछ समय पहले, यह सुझाव दिया गया था कि न्यूट्रॉन सितारों का संलयन इन भारी तत्वों के उत्पादन के लिए एक उपयुक्त उम्मीदवार हो सकता है। हालांकि इस तरह के फ्यूजन दुर्लभ हैं, वे अधिक प्रभावी हो सकते हैं, क्योंकि भारी तत्वों के नाभिक में कई न्यूट्रॉन होते हैं, और, आश्चर्य की बात नहीं, दो न्यूट्रॉन सितारों के टकराव से इस टकराव के टुकड़ों में कई न्यूट्रॉन की उपस्थिति पैदा होगी, जो उल्लिखित नाभिक बनाने के लिए उपयुक्त है। इस प्रक्रिया का प्रमुख संकेतक निम्नलिखित होगा: यदि गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उपयोग करके न्यूट्रॉन सितारों के संलयन का पता लगाना और दूरबीनों का उपयोग करके इसके स्थान का निर्धारण करना संभव हो, तो कोई भी इसके प्रकाश का अध्ययन कर सकता है और इसमें पाया जा सकता है कि जिसे अब " किलोन विस्फोट" कहा जाता है। "।

व्यक्तिगत रूप से, मुझे किलो के सभी विवरण नहीं पता हैं। यह भारी तत्वों के गठन से ईंधन होता है; प्राप्त किए गए अधिकांश नाभिक पहले रेडियोधर्मी हैं - अर्थात, अस्थिर - और फिर वे क्षय करते हैं, उच्च ऊर्जा वाले कणों का उत्सर्जन करते हैं, जिसमें प्रकाश कण (फोटॉन) शामिल हैं, जो गामा किरणों और एक्स-रे की श्रेणियों में आते हैं। अंतिम विशेषता चमक में कुछ विशेषताएं होनी चाहिए: शुरू में यह उज्ज्वल होना चाहिए, लेकिन फिर दिखाई देने वाली रोशनी में बाहर जाना और अवरक्त में लंबे समय तक चमक। इसके कारण जटिल हैं, इसलिए उन्हें अभी के लिए छोड़ दें। यह महत्वपूर्ण है कि इन विशेषताओं को दर्ज किया गया था, जो कि वांछित प्रकार के किलोन के उद्भव की पुष्टि करता है, और इसलिए, न्यूट्रॉन सितारों के इस संलयन में, वास्तव में भारी संख्या में भारी तत्व बनाए गए थे। इसलिए, पहली बार, हमारे पास अब बहुत सारे सबूत हैं,हमारे ग्रह और उसके आसपास के लगभग सभी भारी रासायनिक तत्वों का निर्माण न्यूट्रॉन सितारों के संगम के दौरान हुआ था। मैं दोहराता हूं कि हम यह नहीं जान सकते थे यदि हम यह सुनिश्चित नहीं करते थे कि यह घटना न्यूट्रॉन सितारों का विलय है, और इस तरह की जानकारी केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अवलोकन से प्राप्त की जा सकती है।

विविध प्रश्न

क्या इन दोनों NS का विलय एक नए BH, एक बड़े NS, या एक अस्थिर तेजी से घूमने वाले NS में हुआ, जो बाद में BH में ढह गया?

यह अभी तक हमारे लिए ज्ञात नहीं है, और शायद हम नहीं जान पाएंगे। प्रयोग में शामिल कुछ वैज्ञानिक बीएच की संभावना के लिए इच्छुक हैं, जबकि अन्य कहते हैं कि यह गलत है। यह निश्चित नहीं है कि कुछ समय बाद हमें कौन सी अतिरिक्त जानकारी मिल सकती है।

यदि दो एनएस ने बीएच का गठन किया, तो भट्ठा कहां होगा? BH में यह सब क्यों नहीं हुआ?

BH - वैक्यूम क्लीनर नहीं; वे सब कुछ गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से आकर्षित करते हैं, जैसा कि पृथ्वी और सूर्य करते हैं, और किसी विशेष तरीके से पदार्थ को नहीं चूसते हैं। उनका एकमात्र अंतर यह है कि यदि आप आवक गिरते हैं, तो आप बाहर नहीं निकलेंगे। लेकिन जिस तरह आप पृथ्वी या सूर्य के साथ टकराव से बच सकते हैं, उसी तरह आप बीएच में गिरने से बच सकते हैं यदि आप परिक्रमा में बहुत जल्दी चले जाते हैं, या [क्षितिज] किनारे तक पहुँचने से पहले किनारे पर चले जाते हैं।

एनएस विलय का सार यह है कि विलय के समय, उन पर कार्य करने वाली ताकतें इतनी महान हैं कि एक या दोनों सितारों को फाड़ दिया जाता है। उच्च गति पर और सभी दिशाओं में परिणाम के रूप में निकाली गई सामग्री किसी तरह गामा किरणों के एक उज्ज्वल गर्म फट बनाता है, और परिणामस्वरूप, नव निर्मित परमाणु नाभिक के कारण भट्ठा उत्सर्जन चमकता है। ये विवरण मेरे लिए अभी तक स्पष्ट नहीं हैं, लेकिन मुझे पता है कि लगभग अनुमानित समीकरणों और कंप्यूटर सिमुलेशन दोनों का उपयोग करके सावधानीपूर्वक अध्ययन किया जाता है । हालांकि, सिमुलेशन की सटीकता की पुष्टि केवल विलय के गहन अध्ययन के माध्यम से की जा सकती है - घोषणा में सिर्फ एक सवाल। जाहिर है, इन सिमुलेशन ने अच्छा काम किया। मुझे यकीन है कि प्राप्त आंकड़ों के साथ तुलना करने के बाद उनमें सुधार किया जाएगा।