द अर्ली यूनिवर्स 1. इन्फ्लेशन कॉस्मोलॉजी: क्या हमारा यूनिवर्स मल्टीवर्स का एक हिस्सा है? भाग 1

मुक्त व्याख्यान की साइट पर MIT OpenCourseWare ने ब्रह्मांड के मुद्रास्फीति मॉडल के रचनाकारों में से एक एलन गस के ब्रह्मांड विज्ञान पर व्याख्यान का एक कोर्स पोस्ट किया। यह पाठ्यक्रम मेरे लिए काफी दिलचस्प लग रहा था कि मैं इसका अनुवाद शुरू करूँ।

हम आपको पहले व्याख्यान का अनुवाद प्रदान करते हैं: “मुद्रास्फीतिजनित ब्रह्मांड विज्ञान। क्या हमारा ब्रह्मांड एक विविधताओं का हिस्सा है? भाग 1 ”।



शीर्षक स्लाइड में प्लैंक उपग्रह की एक तस्वीर दिखाई गई है। ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण को मापने के लिए इस उपग्रह को कई साल पहले लॉन्च किया गया था। ब्रह्मांड के इतिहास को समझने के लिए कॉस्मिक बैकग्राउंड रेडिएशन सबसे महत्वपूर्ण है। प्लैंक तीसरा उपग्रह है जो पूरी तरह से ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण को मापने के लिए बनाया गया है। पहले सैटेलाइट को COBE कहा जाता था, फिर WMAP, अब प्लैंक था।

प्लैंक अभी भी कक्षा में है। वास्तव में, उन्होंने डेटा संग्रह पूरा किया, हालांकि इस डेटा का विश्लेषण अभी तक पूरा नहीं हुआ है। हम यह भी चर्चा करेंगे कि यह उपग्रह वास्तव में क्या देख रहा है।


मैं मानक बिग बैंग सिद्धांत पर चर्चा करके शुरू करना चाहता हूं, जो हमारे पाठ्यक्रम का मुख्य विषय होगा। हम बिग बैंग के मानक सिद्धांत पर चर्चा करते हुए पाठ्यक्रम के बारे में 2/3 खर्च करेंगे, और फिर मुद्रास्फीति जैसे विषयों पर आगे बढ़ेंगे। जब हम मुद्रास्फीति का अध्ययन शुरू करते हैं, तो यह पता चलता है कि मुद्रास्फीति एक सामान्य बात है, यदि आप मानक ब्रह्मांड विज्ञान में उत्पन्न होने वाले मूल समीकरणों को समझते हैं। मुद्रास्फीति पर आगे बढ़ने से पहले मुझे मानक ब्रह्मांड विज्ञान पर पाठ्यक्रम का दो-तिहाई खर्च करना काफी उचित लगता है। इस समय तक, हम उन सभी सिद्धांतों से निपटेंगे, जिनका हम बाद में उपयोग करेंगे, जैसे कि महंगाई जैसे उन्नत विषयों का अध्ययन।

मानक बिग बैंग मॉडल सिद्धांत है कि ब्रह्मांड, जैसा कि हम जानते हैं, 13-14 अरब साल पहले दिखाई दिया था। आज हम और भी सटीक रूप से ब्रह्मांड की आयु का नाम दे सकते हैं। गणना प्लैंक उपग्रह के डेटा के साथ-साथ कुछ अन्य जानकारी पर आधारित है। आयु 13.82 ± 0.05 बिलियन वर्ष है। इस प्रकार, वर्तमान में, बिग बैंग के बाद से ब्रह्मांड की आयु बहुत अच्छी तरह से स्थापित है।

हालाँकि, यह व्यर्थ नहीं था कि मैंने "ब्रह्मांड को निर्दिष्ट किया जैसा कि हम जानते हैं।" क्योंकि हम पूरी तरह से निश्चित नहीं हैं कि ब्रह्मांड ने बिग बैंग के नाम से जाना। हमारे पास बिग बैंग का बहुत अच्छा वर्णन है और हमें पूरा यकीन है कि यह वास्तव में था, और हम समझते हैं कि यह कैसा दिखता है। लेकिन क्या उसके सामने कुछ था - यह सवाल अभी भी पूरी तरह से खुला है।

यह मुझे लगता है कि हमें यह नहीं मानना ​​चाहिए कि ब्रह्मांड बिग बैंग के साथ शुरू हुआ था। बाद में, पाठ्यक्रम के अंत में, जब हम मुद्रास्फीति के कुछ परिणामों और विविधताओं का अध्ययन करते हैं, तो हम देखेंगे कि यह मानने का एक अच्छा कारण है कि बिग बैंग ब्रह्मांड की शुरुआत नहीं थी, बल्कि हमारे स्थानीय ब्रह्मांड की शुरुआत थी, जिसे अक्सर पॉकेट ब्रह्मांड कहा जाता है।

किसी भी स्थिति में, बिग बैंग सिद्धांत का दावा है कि कम से कम 13.82 बिलियन साल पहले ब्रह्मांड का हमारा हिस्सा कणों का एक अत्यंत गर्म, घना, एकसमान पदार्थ था, जो बिग बैंग के आम तौर पर स्वीकृत मानक मॉडल के अनुसार, शाब्दिक रूप से सभी अंतरिक्ष से भरा हुआ था। अब हम पर्याप्त आश्वस्त हैं कि इसने हमारे लिए उपलब्ध सभी जगह को समान रूप से भर दिया है। मैं इस बात पर जोर देना चाहता हूं कि यह बिग बैंग की व्यापक लेकिन गलत दृश्य तस्वीर का खंडन करता है। इस ग्राफिक तस्वीर के अनुसार, बिग बैंग बहुत घने पदार्थ के एक छोटे बम की तरह दिख रहा था, जो तब विस्फोट कर खाली जगह में बिखर गया। यह बिग बैंग का वैज्ञानिक चित्र नहीं है।

इसका कारण ऐसी तस्वीर की असंगतता नहीं है। यह कहना मुश्किल है कि यहां क्या तार्किक है और क्या अतार्किक है। यह सिर्फ वही दिखता है जो हम देखते हैं। यदि यह खाली जगह में विस्फोट करने वाला एक छोटा बम था, तो हम आज यह उम्मीद करेंगे कि यदि आप उस दिशा में देखें जहां बम था और विपरीत दिशा में। लेकिन हमें इसके कोई संकेत नहीं दिखते। जब हम आकाश को देखते हैं, तो बहुत ही सटीकता के साथ ब्रह्मांड सभी दिशाओं में बिल्कुल एक जैसा दिखता है। कहीं भी हमें विस्फोट बम के कोई संकेत नहीं दिखते। इसके विपरीत, ऐसा लगता है कि बिग बैंग हर जगह समान रूप से हुआ।

बिग बैंग कई महत्वपूर्ण बातों का वर्णन करता है जिनके बारे में हम अपने पाठ्यक्रम में अधिक बात करेंगे। वह वर्णन करता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड का विस्तार और ठंडा कैसे हुआ, और हम इन शब्दों के पीछे छिपी बारीकियों को समझने के लिए काफी समय बिताएंगे। वास्तव में, बिग बैंग बहुत ही सरल मान्यताओं पर आधारित एक बहुत ही सटीक मॉडल है। द्वारा और बड़े, हम मानते हैं कि प्रारंभिक ब्रह्मांड गर्म गैस से भरा था, जो थर्मोडायनामिक संतुलन में था, और यह कि गुरुत्वाकर्षण के कारण इस गैस का विस्तार और संकुचन हुआ।

इन सरल विचारों से, हम गणना कर सकते हैं, और हम सीखेंगे कि कैसे गणना करें कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से विस्तारित हुआ, इसका क्या तापमान था, प्रत्येक पल में पदार्थ का घनत्व। सभी बारीकियों की गणना इन सरल विचारों से की जा सकती है, और यह पता लगाने के लिए वास्तव में दिलचस्प है।

बिग बैंग यह भी बताता है कि प्रकाश रासायनिक तत्व कैसे बनते हैं। यह स्टीव वेनबर्ग की पुस्तक द फर्स्ट थ्री मिनट्स का मुख्य विषय है। बस इसी अवधि के आसपास, रासायनिक तत्वों का गठन हुआ। यह पता चला है कि ब्रह्मांड में अधिकांश रासायनिक तत्व बिग बैंग के दौरान नहीं बने थे, लेकिन बहुत बाद में तारों के अंदर। ये तत्व सुपरनोवा विस्फोटों के दौरान अंतरिक्ष में बिखरे हुए थे और उनमें से बाद की पीढ़ियों के सितारों का गठन किया गया था, जिनमें से एक हमारा सूर्य है।

इस प्रकार, जिस पदार्थ से हम बने हैं, वह वास्तव में बिग बैंग के दौरान नहीं बनाया गया था, लेकिन कुछ दूर के तारे के अंदर संश्लेषित किया गया था जो बहुत पहले विस्फोट हुआ था। और शायद कई सितारे जिनके अवशेष एक साथ आए और हमारे सौर मंडल का गठन किया। हालांकि, बिग बैंग में गठित विभिन्न प्रकार के तत्वों के विपरीत, ब्रह्मांड में अधिकांश पदार्थ। ब्रह्मांड में अधिकांश सामान सिर्फ हाइड्रोजन और हीलियम है।

बिग बैंग में हाइड्रोजन, हीलियम और लीथियम के लगभग पांच अलग-अलग समस्थानिक मुख्य रूप से बने थे, और चूंकि हमारे पास बिग बैंग की एक विस्तृत तस्वीर है, जिसका हम आगे अध्ययन करेंगे, हम इन अलग-अलग आइसोटोपों की संख्या की गणना और भविष्यवाणी कर सकते हैं। ये भविष्यवाणियां बहुत अच्छी तरह से टिप्पणियों के अनुरूप हैं। यह, निश्चित रूप से, मुख्य पुष्टि में से एक है कि बिग बैंग की हमारी तस्वीर सही है। एक अनुमान लगा सकता है कि हीलियम -3 की मात्रा कितनी होनी चाहिए। यह राशि मापी गई है और भविष्यवाणियों के अनुरूप है। यह आश्चर्यजनक है।

अंत में, बिग बैंग बताते हैं कि आखिरकार यह मामला कैसे गुच्छों और तारों, आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूह में एकत्रित हो गया। हम इसके बारे में थोड़ी बात करेंगे, लेकिन हमने इस विषय पर बहुत गहराई से विचार नहीं किया, क्योंकि यह हमारे पाठ्यक्रम के दायरे से बाहर है। सिद्धांत रूप में, इस दिशा में काम अभी भी जारी है। लोग आकाशगंगाओं के बारे में सब कुछ नहीं समझते हैं। लेकिन यह सामान्य तस्वीर है कि यह सब लगभग एक सजातीय ब्रह्माण्ड के साथ शुरू हुआ, और फिर यह मामला उन गुटों में इकट्ठा हो गया जिन्होंने आकाशगंगाओं और अन्य संरचनाओं का गठन किया, इसे सच माना जाता है। और इस बहुत ही साधारण तस्वीर से आप ब्रह्मांड के बारे में बहुत कुछ समझ सकते हैं।

अब मैं इस बारे में बात करना चाहता हूं कि बिग बैंग के सामान्य सिद्धांत मुद्रास्फीति के रूप में नए विचारों के उद्भव के बारे में क्या बात नहीं करता है।


सबसे पहले, बिग बैंग सिद्धांत हमेशा कहता है कि ब्रह्मांड के विस्तार का कारण क्या है। वास्तव में, यह केवल एक विस्फोट के परिणामों का एक सिद्धांत है। उभरते ब्रह्मांड में बिग बैंग के वैज्ञानिक संस्करण में, यह विस्तार कैसे शुरू हुआ, यह बताए बिना, सब कुछ फैलता है। यह स्पष्टीकरण बिग बैंग सिद्धांत का हिस्सा नहीं है। इस प्रकार, बिग बैंग सिद्धांत का वैज्ञानिक संस्करण वास्तव में एक विस्फोट सिद्धांत नहीं है। यह वास्तव में एक विस्फोट के परिणामों का एक सिद्धांत है।

इसके अलावा, एक समान फैशन में, सामान्य बिग बैंग सिद्धांत कुछ भी नहीं कहता है कि सारा मामला कहां से आया है। सिद्धांत वास्तव में यह मानता है कि आज हम ब्रह्मांड में जो हर कण देखते हैं, उसके लिए शुरुआत में, यदि कण स्वयं नहीं थे, तो कम से कम किसी प्रकार के अग्रगामी कण, बिना यह बताए कि ये सभी कण कहां से आए हैं। संक्षेप में, मैं यह कहना चाहता हूं कि बिग बैंग सिद्धांत कहता है कि विस्फोट क्या हुआ, क्यों फट गया, या विस्फोट होने से पहले क्या हुआ। बिग बैंग सिद्धांत में, वास्तव में कोई विस्फोट नहीं है। यह एक अखंड सिद्धांत है, इसके नाम के बावजूद।



मुद्रास्फीति, यह पता चला है, इनमें से कई सवालों के जवाब, बहुत प्रशंसनीय जवाब प्रदान करता है। मूल रूप से, हम शेष समय में आज इस बारे में बात करेंगे। जैसा कि मैंने कहा, पाठ्यक्रम के दृष्टिकोण से, हम पाठ्यक्रम के अंतिम तीसरे भाग में इस विषय पर संपर्क करेंगे।

अंतरिक्ष मुद्रास्फीति क्या है? संक्षेप में, यह बिग बैंग के मानक सिद्धांत के समग्र चित्र के संदर्भ में एक मामूली संशोधन है। इसका वर्णन करने के लिए सबसे अच्छा शब्द वह शब्द है जो मुझे लगता है कि हॉलीवुड में गढ़ा गया था। मुद्रास्फीति सामान्य बिग बैंग सिद्धांत का एक पूर्ववर्ती है। यह बिग बैंग से ठीक पहले हुए एक संक्षिप्त विवरण है। इस प्रकार, मुद्रास्फीति वास्तव में बिग बैंग विस्फोट का एक अर्थ है कि यह एक धक्का सिद्धांत प्रदान करता है जो ब्रह्मांड को इस विशाल विस्तार प्रक्रिया का नेतृत्व करता है, जिसे हम बिग बैंग कहते हैं।

मुद्रास्फीति इसे इस तरह से करती है कि मैं इसे एक चमत्कार के रूप में सोचता हूं। जब मैं "चमत्कार" शब्द का उपयोग करता हूं, तो मैं इसे वैज्ञानिक अर्थ में उपयोग करता हूं, बस कुछ ऐसा अद्भुत है कि यह एक चमत्कार कहलाने के योग्य है, हालांकि यह भौतिकी के नियमों का हिस्सा है। भौतिकी के नियमों की कुछ विशेषताएं हैं जो मुद्रास्फीति के लिए महत्वपूर्ण हैं। मैं उनमें से दो के बारे में बात करूंगा, जिसे मैं एक चमत्कार मानता हूं क्योंकि जब मैं एक छात्र था तो कोई भी उनके बारे में नहीं बोलता था। वे बस उस भौतिकी का हिस्सा नहीं थे जिस पर लोगों ने ध्यान दिया और बात की।

मैं जिस भौतिक विज्ञान के बारे में बात कर रहा हूं उसका चमत्कार आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत के बाद से कुछ ज्ञात है कि गुरुत्वाकर्षण हमेशा आकर्षण नहीं होता है। गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण के रूप में कार्य कर सकता है। आइंस्टीन ने इसे 1916 में वर्णित किया था, जिसे उन्होंने ब्रह्मांडीय स्थिरांक कहा था। सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के समीकरणों को संशोधित करने के लिए प्रारंभिक प्रेरणा यह थी कि आइंस्टीन ब्रह्मांड को स्थिर मानते थे। उन्होंने महसूस किया कि साधारण गुरुत्वाकर्षण स्थैतिक ब्रह्मांड को अनुबंधित करेगा। ब्रह्मांड स्थिर नहीं रह सकता है। इसलिए, उन्होंने इस तत्व को प्रस्तुत किया, एक ब्रह्मांड स्थिरांक, जो सामान्य गुरुत्वाकर्षण के आकर्षण की भरपाई करने और ब्रह्मांड के एक स्थिर मॉडल का निर्माण करने में सक्षम होने के लिए।

जैसा कि आप जल्द ही पता लगा लेंगे, ऐसा मॉडल पूरी तरह से गलत है। ब्रह्मांड बहुत अलग दिखता है। लेकिन यह तथ्य कि सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में यह गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण शामिल हो सकता है, जो सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के सभी सिद्धांतों के अनुकूल है, एक महत्वपूर्ण बात है जिसे आइंस्टीन ने स्वयं खोजा था। मुद्रास्फीति इस अवसर को ब्रह्मांड को विस्तार चरण में लाने वाली प्रतिकारक शक्ति होने की अनुमति देती है, जिसे हम बिग बैंग कहते हैं।

वास्तव में, अगर हम प्राथमिक कण भौतिकी के कुछ आम तौर पर स्वीकार किए गए विचारों के साथ सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को जोड़ते हैं, तो स्पष्ट संकेत हैं, काफी भविष्यवाणी नहीं है, बल्कि स्पष्ट संकेत हैं कि बहुत उच्च ऊर्जा घनत्व पर इस मामले की स्थिति है कि सचमुच गुरुत्वाकर्षण उल्टा हो जाता है और आकर्षण प्रतिकर्षण में बदल जाता है। विशेष रूप से, जैसा कि हम बाद में सीखते हैं, गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण नकारात्मक दबाव द्वारा निर्मित होता है।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के अनुसार, यह पता चलता है कि दबाव और ऊर्जा घनत्व दोनों एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बना सकते हैं। न्यूटोनियन भौतिकी के विपरीत, जहां केवल द्रव्यमान का घनत्व एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है।

सकारात्मक दबाव एक आकर्षक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाता है। सकारात्मक दबाव एक प्रकार का सामान्य दबाव है, और आकर्षक गुरुत्वाकर्षण एक प्रकार का सामान्य गुरुत्वाकर्षण है। सामान्य दबाव सामान्य गुरुत्वाकर्षण बनाता है। लेकिन नकारात्मक दबाव संभव है, और नकारात्मक दबाव प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण बनाता है। यही वह रहस्य है जो मुद्रास्फीति को संभव बनाता है।

इस प्रकार, मुद्रास्फीति बताती है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण के कम से कम पैच मौजूद थे। हम नहीं जानते कि ब्रह्मांड के इतिहास में मुद्रास्फीति कब हुई थी, या दूसरे शब्दों में, हम वास्तव में यह नहीं जानते हैं कि ऊर्जा का स्तर किन स्तरों पर हुआ है। लेकिन जब मुद्रास्फीति हो सकती है, तब बहुत संभव है कि जब यूनिवर्स में ऊर्जा के स्तर ग्रेट यूनिफिकेशन के सिद्धांतों में ऊर्जा के स्तर के बराबर थे।


महान एकीकरण के सिद्धांत, जिनके बारे में हम थोड़ी देर बाद बात करेंगे, वे सिद्धांत हैं जो एक एकल बातचीत में कमजोर, मजबूत और विद्युत चुम्बकीय बातचीत को जोड़ते हैं। यह संघ लगभग 10 ¹⁶ GeV की एक विशिष्ट ऊर्जा पर होता है, जहां GeV लगभग द्रव्यमान के द्रव्यमान के बराबर द्रव्यमान या ऊर्जा है। हम उन ऊर्जाओं के बारे में बात कर रहे हैं जो एक प्रोटॉन के बराबर द्रव्यमान ऊर्जा से लगभग 10 ¹⁶ गुना अधिक हैं। इस तरह की ऊर्जाओं के साथ, यह बहुत संभव है कि ऐसे राज्य होंगे जो प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण पैदा करते हैं।

यदि यह ऊर्जा के ऐसे आदेशों के साथ हुआ, तो शुरू में साइट अविश्वसनीय रूप से छोटी हो सकती है - लगभग 10 ^-28 सेंटीमीटर, अंत में, उन सभी चीज़ों के निर्माण की ओर ले जाती है जो हम महान दूरी पर देखते हैं। और ब्रह्मांड, जिसे आज हम देखते हैं, पूरी तरह से ऐसी साइट का परिणाम है।

प्रतिकर्षण गुरुत्वाकर्षण पदार्थ के इस छोटे से खिंचाव द्वारा बनाया गया गुरुत्वाकर्षण प्रतिकर्षण बिग बैंग के पीछे की प्रेरणा शक्ति बन गया है, जिसके परिणामस्वरूप खिंचाव का तेजी से विस्तार हुआ है। घातीय विस्तार के साथ, एक निश्चित समय होता है जिसमें भूखंड का आकार दोगुना हो जाता है। यदि आप समान राशि का इंतजार करते हैं, तो यह फिर से दोगुना हो जाएगा। यदि आप समान राशि का इंतजार करते हैं, तो यह फिर से दोगुना हो जाएगा।


चूंकि ये दोहराव जल्दी जमा होते हैं, इसलिए पूरे ब्रह्मांड को बनाने में ज्यादा समय नहीं लगता है। लगभग 100 दोहराव के बाद, 10 ^-28 सेंटीमीटर का यह छोटा खिंचाव ब्रह्मांड बनने के लिए काफी बड़ा हो सकता है, लेकिन एक छोटी सी गेंद के आकार का हो जाता है जो अंततः मुद्रास्फीति के समाप्त होने के बाद भी एक अवलोकन योग्य ब्रह्मांड बन जाएगा।

यदि यह सब एकीकरण के महान सिद्धांत के पैमाने पर होता है, तो दोहरीकरण का समय अविश्वसनीय रूप से छोटा है, 10 ^-37 सेकंड, जो बहुत तेज़ है। साइट तेजी से फैलती है, कम से कम 10 ²⁸ बार, जैसा कि मैंने उल्लेख किया है, केवल लगभग 100 दोहरीकरण लेता है, और बहुत अधिक विस्तार कर सकता है। कोई प्रतिबंध नहीं हैं। यदि यह हमारे ब्रह्मांड को बनाने के लिए आवश्यक से अधिक विस्तारित हो गया है, तो इसका सीधा सा अर्थ है कि ब्रह्मांड का वह भाग जिसमें हम रहते हैं, हम देखते हैं की तुलना में बड़ा है। चिंता की कोई बात नहीं है। जो कुछ भी हम देखते हैं वह सब कुछ एक जैसा दिखता है, लेकिन हम उस तक कितनी दूर तक पहुँच सकते हैं, यह हम नहीं जान पाए। इस प्रकार, बड़ी मुद्रास्फीति दर पूरी तरह से संगत हैं जो हम देखते हैं।

इसमें लगने वाला समय केवल 10 ^-35 सेकंड है, जो 100 गुना 10 ^-37 सेकंड के बराबर है। साइट, जो हमारे वर्तमान में अवलोकन योग्य ब्रह्मांड बनने के लिए नियत है, मुद्रास्फीति के अंत में लगभग एक सेंटीमीटर के व्यास के साथ एक गेंद का आकार बन जाता है।

मुद्रास्फीति समाप्त हो जाती है क्योंकि यह प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण मामला अस्थिर है। यह रेडियोधर्मी पदार्थ के रूप में उसी अर्थ में, तय करता है। इसका मतलब यह नहीं है कि यह एक क्षयकारी सेब की तरह घूमता है, इसका मतलब यह है कि यह अन्य प्रकार के पदार्थों में बदल जाता है। विशेष रूप से, यह बात में बदल जाता है, जो अब गुरुत्वाकर्षण रूप से प्रतिकारक नहीं है। इस प्रकार, गुरुत्वाकर्षण का प्रतिकर्षण समाप्त हो जाता है, और मुद्रास्फीति के अंत में जारी ऊर्जा द्वारा बनाए गए कण साधारण बैंग का गर्म पदार्थ बन जाते हैं।

यह प्रीक्वल को समाप्त करता है, और मुख्य कार्रवाई शुरू होती है - बिग बैंग का सामान्य सिद्धांत। मुद्रास्फीति की भूमिका केवल बिग बैंग के सामान्य सिद्धांत के लिए प्रारंभिक शर्तें बनाने के लिए है। थोड़ा सा कैविएट है। मुद्रास्फीति समाप्त हो जाती है क्योंकि मामला अस्थिर है, लेकिन लगभग हर जगह समाप्त होता है, और पूरी तरह से हर जगह नहीं।

यह प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण का मामला घटता है, लेकिन यह रेडियोधर्मी पदार्थ के रूप में घटता है, तेजी से, इसका आधा जीवन होता है। लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि वहां कितने आधे जीवन गुजरते हैं, हमेशा एक छोटा सा टुकड़ा होगा, इस मामले में थोड़ा अधिक होगा। और यह इस विचार के लिए महत्वपूर्ण है कि कई मामलों में मुद्रास्फीति कभी भी पूरी तरह से समाप्त नहीं होती है। हम इस पर वापस आएंगे।


अब मैं बात करना चाहता हूं कि घातीय विस्तार चरण के दौरान क्या होता है।मुद्रास्फीति की एक बहुत विशिष्ट विशेषता है, प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण के कारण होने वाला यह घातीय विस्तार, जिसका अर्थ है कि जब यह होता है, तो इस प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण के द्रव्यमान घनत्व या ऊर्जा घनत्व में कमी नहीं होती है। ऐसा लगता है कि अगर कुछ आकार में दोगुना हो जाता है, तो वॉल्यूम 8 गुना बढ़ जाना चाहिए, और ऊर्जा घनत्व 8 गुना कम हो जाना चाहिए।

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इस प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण पदार्थ की सकारात्मक ऊर्जा, जो मात्रा में बढ़ती है और बढ़ती है, इस क्षेत्र को भरने वाले गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की नकारात्मक ऊर्जा से बिल्कुल भरपाई होती है। इस प्रकार, कुल ऊर्जा स्थिर रहती है, जैसा कि यह होना चाहिए, और एक उच्च संभावना है कि कुल ऊर्जा बिल्कुल शून्य है। क्योंकि सब कुछ जो हम जानते हैं, कम से कम, इस संभावना के अनुरूप है कि ये दोनों ऊर्जाएं एक-दूसरे के बिल्कुल बराबर या बहुत करीब हैं।


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मैं मुद्रास्फीति के कुछ सबूतों के बारे में बात करना चाहता हूं। अब तक मैंने वर्णन किया है कि मुद्रास्फीति क्या है, और आज के लिए यह विवरण पर्याप्त है। जैसा कि मैंने कहा, हम अपने पाठ्यक्रम में इस सब के बारे में बात करेंगे। अब कुछ कारणों पर चर्चा करने के लिए आगे बढ़ते हैं कि हम क्यों मानते हैं कि हमारे ब्रह्मांड वास्तव में मुद्रास्फीति नामक इस प्रक्रिया से गुजर सकते हैं, जिसके बारे में मैंने अभी बात की है। तीन बातें हैं जिनके बारे में मैं बात करना चाहता हूं।

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लेकिन फिर, हमारी गणना के अनुसार, लगभग 400,000 वर्षों के बाद, ब्रह्मांड प्लाज्मा को बेअसर करने के लिए पर्याप्त ठंडा हो गया। और जब प्लाज्मा को बेअसर किया जाता है, तो यह इस कमरे में हवा की तरह एक तटस्थ गैस बन जाता है। इस कमरे की हवा हमें पूरी तरह से पारदर्शी लगती है, और यह पता चलता है कि ब्रह्मांड में भी यही हुआ था।

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इसलिए, हम 400,000 वर्ष की आयु में ब्रह्मांड की छवि देखते हैं, और यह एक सौ हज़ारवें की सटीकता के साथ सजातीय है। सवाल यह है कि क्या हम यह बता सकते हैं कि ब्रह्मांड इतना सजातीय कैसे हो सकता है? यदि आप केवल यह मानने के लिए तैयार हैं कि ब्रह्मांड मूल रूप से एक सौ हज़ार से अधिक के लिए पूरी तरह से सजातीय था, तो कोई भी आपको ऐसा करने के लिए परेशान नहीं करता है। लेकिन अगर आप इस एकरूपता को समझाने की कोशिश करना चाहते हैं, तो यह मानते हुए कि यह शुरू से ही था, तो बिग बैंग सिद्धांत का उपयोग करना बस संभव है।

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दूसरी ओर, मुद्रास्फीति इस समस्या को बहुत अच्छी तरह हल करती है। मुद्रास्फीति ब्रह्मांड के इतिहास में एक घातीय विस्तार जोड़ता है। इस तथ्य के कारण कि यह घातीय विस्तार इतना बड़ा था, यह इस प्रकार है कि यदि आप मुद्रास्फीति होने से पहले हमारे ब्रह्मांड को देखते हैं, तो यह सामान्य ब्रह्मांड विज्ञान की तुलना में बहुत छोटा था, जिसमें इसका यह घातीय विस्तार नहीं था।

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मुद्रास्फीति मॉडल में, ब्रह्मांड इतने छोटे आकार से शुरू होता है कि एकरूपता आसानी से स्थापित हो जाती है। उसी तरह से एक व्याख्यान कक्ष में हवा समान रूप से व्याख्यान कक्ष को भरता है। तब मुद्रास्फीति क्षेत्र को बढ़ाती है, जो कि वर्तमान में हम देख रहे हर चीज को शामिल करने के लिए पर्याप्त रूप से बड़े होते जा रहे हैं। यह मुद्रास्फीति के मेरे तीन साक्ष्यों में से पहला है।


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शिक्षक: अच्छा सवाल। प्रश्न था, क्या त्रि-आयामी वक्रता चौथे आयाम में उसी तरह से होती है जैसे कि दो-आयामी वक्रता तीसरे आयाम में होती है? मुझे लगता है कि इसका जवाब हां है। लेकिन, मुझे यहां थोड़ा स्पष्ट करना चाहिए। विशुद्ध गणितीय दृष्टिकोण से तीसरा आयाम हमें आसानी से क्षेत्र की कल्पना करने की अनुमति देता है। लेकिन क्षेत्र की ज्यामिति, अंतर ज्यामिति का अध्ययन करने वाले लोगों के दृष्टिकोण से, तीसरे आयाम की आवश्यकता के बिना एक अच्छी तरह से परिभाषित दो आयामी स्थान है।

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इन वस्तुओं की सतहों पर ज्यामिति यूक्लिडियन नहीं है, हालांकि अगर हम तीन आयामी अंतरिक्ष में एम्बेडेड वस्तुओं के तीन आयामी ज्यामिति पर विचार करते हैं, तो यह अभी भी यूक्लिडियन है। लेकिन दो आयामी सतहों पर ज्यामिति ऊपरी दो सतहों पर यूक्लिडियन नहीं है, और निचली सतह पर यूक्लिडियन।

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Ω के मूल्य का विकास उस विशेष में होता है 1 1 के बराबर, सामान्य ब्रह्मांड विज्ञान में ब्रह्मांड के विकास के दौरान, इसकी नोक पर एक पेंसिल संतुलन की तरह बहुत व्यवहार करता है। यह एक अस्थिर संतुलन बिंदु है। दूसरे शब्दों में, यदि Univers प्रारंभिक ब्रह्मांड में 1 के बराबर था, तो यह ठीक 1 के बराबर रहेगा। बस एक पेंसिल की तरह जिसे आदर्श रूप से उसके सिरे पर लगाया जाता है, यह नहीं पता होगा कि कहां गिरना है और, सिद्धांत रूप में, इस स्थिति में हमेशा के लिए रहेगा। कम से कम शास्त्रीय यांत्रिकी में। हम अपनी पेंसिल के लिए क्वांटम यांत्रिकी पर विचार नहीं करेंगे। एक समानता के लिए, हम शास्त्रीय यांत्रिकी के एक पेंसिल का उपयोग करते हैं।

लेकिन अगर पेंसिल किसी भी दिशा में थोड़ी झुकती है, तो यह जल्दी से उस दिशा में गिरना शुरू हो जाएगा। इसी तरह, यदि प्रारंभिक ब्रह्मांड में Ω सिर्फ 1 से अधिक थे, तो यह जल्दी से अनंत तक बढ़ जाएगा। यह एक बंद ब्रह्मांड है। अनंतता का अर्थ है कि ब्रह्मांड अपने अधिकतम आकार तक पहुँच जाता है, फिर सिकुड़ना और ढहना शुरू हो जाता है। यदि, 1 से थोड़ा कम था, तो यह जल्दी से 0 तक घट जाएगा, और ब्रह्मांड बस खाली हो जाएगा, क्योंकि यह तेजी से विस्तार करेगा।

इसलिए, Ω आज 1 के करीब होने का एकमात्र तरीका है, और जहां तक ​​हम कह सकते हैं, is आज 1 है, शुरू में 1. के करीब अविश्वसनीय रूप से होना चाहिए। यह उस पेंसिल की तरह है जो 14 अरब वर्षों से खड़ा है और अभी तक नहीं गिरा है। संख्यात्मक रूप से, Ω के लिए, स्वीकार्य सीमा में कहीं न कहीं आज 1 के बहुत करीब होने का मतलब है कि बिग बैंग के बाद का एक सेकंड 15 दशमलव स्थानों की अविश्वसनीय सटीकता के साथ 1 के बराबर होना चाहिए। यह ब्रह्मांड का द्रव्यमान घनत्व, बिग बैंग के एक सेकंड बाद, संभवतः सबसे सटीक संख्या है जिसे हम भौतिकी में जानते हैं। हम वास्तव में इसे 15 दशमलव स्थानों की सटीकता के साथ जानते हैं। यदि यह इस सीमा में नहीं होता, तो यह ब्रह्मांड के विकास के दौरान प्रवर्धन प्रभाव के कारण आज 1 के करीब नहीं होता।

सवाल यह है कि यह कैसे हुआ? सामान्य बिग बैंग सिद्धांत में, सैद्धांतिक रूप से be का प्रारंभिक मूल्य कुछ भी हो सकता है। वर्तमान में हम जो देख रहे हैं उसके अनुरूप होने के लिए, यह इस अविश्वसनीय रूप से संकीर्ण सीमा में होना चाहिए था, लेकिन सिद्धांत रूप में ऐसा कुछ भी नहीं है जो इसे वहां होने के लिए मजबूर करे। सवाल यह है कि so शुरू में 1 के करीब इतना अविश्वसनीय क्यों था? जैसा कि समरूपता के पहले उल्लेखित समस्या में, कोई बस यह मान सकता है कि यह शुरू में निकला था कि यह क्या होना चाहिए था, अर्थात्। बराबर 1. आप ऐसा कर सकते हैं। लेकिन अगर आप यह जानना चाहते हैं कि ऐसा क्यों हुआ, तो सामान्य ब्रह्माण्ड विज्ञान में ऐसा कुछ भी नहीं है जो इसे समझा सके। हालांकि, मुद्रास्फीति हमें यह समझाने की अनुमति देती है।


मुद्रास्फीति मॉडल में, Ω का विकास बदलता है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण एक आकर्षक के बजाय एक प्रतिकर्षण बल में बदल जाता है, और यह एक अलग तरीके से this परिवर्तन करता है। यह पता चला है कि मुद्रास्फीति के दौरान, as 1 से दूर नहीं जाता है, क्योंकि यह ब्रह्मांड के बाकी इतिहास के दौरान था, लेकिन, इसके विपरीत, तेजी से 1 में चला जाता है, तेजी से। मुद्रास्फीति की ऐसी दर के साथ, जिसके बारे में हमने बात की है, मुद्रास्फीति लगभग 10 ²⁸ गुना है, यह पर्याप्त है कि मुद्रास्फीति से पहले not का मूल्य बहुत सीमित नहीं है। Ω इससे पहले मुद्रास्फीति 1 नहीं हो सकती थी, लेकिन 2 या 10 या 1/10 या 100 या 1/100 हो सकती है।

प्रारंभिक Ω 1 से दूर था, अब मुद्रास्फीति को 1 के करीब लाने की आवश्यकता होगी। लेकिन 1 से काफी अलग के लिए, मुद्रास्फीति को अधिक समय नहीं लगेगा, क्योंकि मुद्रास्फीति ओमेगा को 1 घातांक के करीब लाती है। यह एक बहुत ही शक्तिशाली बल है, ओमेगा को करीब लाता है 1. और यह हमें बहुत ही सरल विवरण देता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में Ω 1 के बेहद करीब क्यों लग रहा था।

वास्तव में, एक भविष्यवाणी इस प्रकार है। चूंकि मुद्रास्फीति to 1 के करीब लाने के लिए बहुत करीब है, हम उम्मीद करते हैं कि आज 1 वास्तव में 1 होना चाहिए, या औसत दर्जे की सटीकता की सीमा के भीतर। आप मुद्रास्फीति के मॉडल की कल्पना कर सकते हैं, जहां Ω होगा, 0.2 का कहना है, यह वही है जो पहले माना जाता था, लेकिन इसके लिए, मुद्रास्फीति को सही समय पर समाप्त होना चाहिए इससे पहले कि यह भी आ जाए 1. क्योंकि प्रत्येक घातीय वृद्धि इसे परिमाण का एक क्रम बनाती है 1 के करीब। यह एक बहुत जल्दी प्रभाव है। इसलिए, बहुत गहन समायोजन के बिना, किसी भी मुद्रास्फीति मॉडल में से अधिकांश to को 1 के इतने करीब लाएगा कि आज हम इसे 1 के रूप में देखते हैं।

पहले, ऐसा लगता था कि ऐसा नहीं था। 1998 तक, खगोलविदों को यकीन था कि only केवल 0.2 या 0.3 था, जबकि मुद्रास्फीति में काफी स्पष्ट भविष्यवाणी थी कि Person 1. होना चाहिए। व्यक्तिगत रूप से, इससे मुझे काफी असुविधा हुई। जब भी मैंने खगोलविदों के साथ दोपहर का भोजन किया, तो उन्होंने कहा कि मुद्रास्फीति एक सुंदर सिद्धांत है, लेकिन यह सही नहीं हो सकता है, क्योंकि inflation 0.2 है, और मुद्रास्फीति की भविष्यवाणी with 1. है और यह केवल एक बेमेल है।

1998 में सब कुछ बदल गया। अब हमारे पास सबसे सटीक संख्या Ω जो हमारे पास है, प्लैंक उपग्रह से कुछ अन्य मापों के साथ, 1.0010, for 0.0065 है। 0.0065 एक महत्वपूर्ण चीज है। संख्या बहुत, 1 के बहुत करीब है, और त्रुटि इस अंतर से अधिक है। इस प्रकार, आज हम जानते हैं कि 0.5% या शायद 1% की सटीकता के साथ, 1 1 है, जो कि मुद्रास्फीति की भविष्यवाणी करता है।

नया घटक जिसने यह सब संभव किया, जिसने मापा ओमेगा मान को 0.2 से 1 तक बदल दिया, ब्रह्मांड के ऊर्जा संतुलन का एक नया घटक है, जिसे हम अंधेरे ऊर्जा कहते हैं। हम कोर्स के दौरान डार्क एनर्जी के बारे में बहुत कुछ सीखते हैं। 1998 में हुई खोज में इस तथ्य का समावेश था कि ब्रह्मांड का विस्तार गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में धीमा नहीं पड़ता है, जैसा कि उस समय से पहले अपेक्षित था, लेकिन इसके बजाय, ब्रह्मांड का विस्तार वास्तव में तेज होता है।

यह त्वरण किसी चीज के कारण होना चाहिए। इस त्वरण को किस कारण से डार्क एनर्जी कहा जाता है। भले ही अंधेरे ऊर्जा के ज्ञान में महत्वपूर्ण अंतराल हैं, फिर भी हम गणना कर सकते हैं कि हमारे द्वारा देखे जाने वाले त्वरण को बनाने के लिए कितना होना चाहिए। और जब यह सब एक साथ आता है, तो हमें एक संख्या मिलती है जो पिछले एक की तुलना में मुद्रास्फीति के साथ बहुत बेहतर है।

छात्र: क्या उस समय त्वरित यूनिवर्स एक अज्ञात कारक था, जिसके कारण यह गलत माना जाता था कि 0.3 0.2 या 0.3 था?

शिक्षक: हाँ, यह है। यह पूरी तरह से इस तथ्य के कारण था कि उस समय त्वरण ज्ञात नहीं था। वास्तव में, दृश्य पदार्थ को सटीक रूप से मापा गया था। इसने केवल 0.2 या 0.3 दिया। और यह नया घटक, अंधेरे ऊर्जा जिसे हम केवल त्वरण के कारण जानते हैं, आवश्यक अंतर बनाता है।

छात्र: यह डेटा है जो: 0.2 या 0.3 के बराबर है, क्या यह वास्तव में ब्रह्मांड का एक घटक है जिसे हम दूरबीन के माध्यम से देखते हैं?

शिक्षक: सही है। जिसमें डार्क मैटर भी शामिल है। वास्तव में, हम सब कुछ नहीं देखते हैं। अब विवरण में जाने के बिना, हम बाद में उन पर चर्चा करेंगे कोर्स में, डार्क मैटर नाम की कोई चीज है जो डार्क एनर्जी से अलग है। इस तथ्य के बावजूद कि पदार्थ और ऊर्जा मूल रूप से एक ही चीज हैं, हमारे मामले में वे अलग हैं। डार्क मैटर मायने रखता है, जिसके अस्तित्व के बारे में निष्कर्ष हम दूसरे मामले पर इसके प्रभाव के कारण खींचते हैं। उदाहरण के लिए, आकाशगंगाओं के घूर्णन की गति से, आप गणना कर सकते हैं कि इन आकाशगंगाओं के अंदर कितना पदार्थ होना चाहिए ताकि कक्षाएँ स्थिर हों। यह पता चला है कि वास्तव में हम जो देखते हैं उससे अधिक पदार्थों की आवश्यकता होती है। इस अदृश्य पदार्थ को डार्क मैटर कहा जाता है, और यह 0.2 या 0.3 का योगदान देता है। दर्शनीय मामला केवल 0.04 का है।

अगला बिंदु जिसके बारे में मैं बात करना चाहता हूं वह एक छोटे पैमाने पर ब्रह्मांड की विविधता है। सबसे बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड अविश्वसनीय रूप से सजातीय है - एक सौ हज़ारवें तक सटीक, लेकिन छोटे पैमाने पर, ब्रह्मांड आज बेहद विषम है। ब्रह्मांड के द्रव्यमान घनत्व के वितरण में पृथ्वी एक बड़ा गुच्छा है। ब्रह्मांड में पदार्थ के औसत घनत्व से पृथ्वी लगभग 10 से ³⁰ डिग्री कम है। यह एक अविश्वसनीय रूप से घने थक्का है। सवाल यह है कि ये थक्के कैसे बने? वे कहां से आए थे?

हमें विश्वास है कि ये क्लैंप बहुत ही मामूली गड़बड़ी से विकसित हुए हैं, जिसे हम प्रारंभिक ब्रह्मांड में देखते हैं, जो कि ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण के माध्यम से स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। प्रारंभिक ब्रह्मांड में द्रव्यमान घनत्व, हमारी राय में, एक सौ हज़ारवें की सटीकता के साथ सजातीय था। लेकिन एक सौ हज़ारवें स्तर पर, हम देखते हैं कि ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण में असमानताएं मौजूद हैं।

पृथ्वी जैसी वस्तुओं का निर्माण हुआ है क्योंकि द्रव्यमान के घनत्व में ये छोटी-छोटी विषमताएँ गुरुत्वाकर्षण रूप से अस्थिर होती हैं। जिन स्थानों पर पदार्थ के घनत्व में थोड़ी अधिकता होती है, वहां घनत्व की अधिकता एक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाती है, जो इन क्षेत्रों के लिए और भी अधिक मामले को आकर्षित करता है, जो बदले में, एक और भी अधिक गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का निर्माण करता है जो और भी अधिक मामले को आकर्षित करता है। प्रणाली अस्थिर है, यह जटिल समूहों को बनाती है जो हम देखते हैं, जैसे कि आकाशगंगा, तारे, ग्रह और इतने पर।

यह एक जटिल प्रक्रिया है। लेकिन यह सब इन बहुत ही कमजोर विषमताओं के साथ शुरू होता है, जिसे हम मानते हैं, बिग बैंग के तुरंत बाद अस्तित्व में। हम ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण में इन अमानवीयताओं को देखते हैं। उनका माप हमें उन स्थितियों के बारे में बहुत कुछ बताता है जिनके तहत ब्रह्मांड का अस्तित्व था और हमें उन सिद्धांतों का निर्माण करने की अनुमति देता है जो बताते हैं कि इस तरह का ब्रह्मांड कैसे निकला। यह इन अमानवीयताओं को मापने के लिए है कि COBE, WMAP और प्लैंक जैसे उपग्रह बहुत उच्च सटीकता के साथ बनाए गए हैं।


मुद्रास्फीति इस सवाल का जवाब देती है कि विविधता कहां से आई है। सामान्य बिग बैंग सिद्धांत में कोई स्पष्टीकरण नहीं था। बस यह मान लिया गया था कि विषमताएँ थीं और उन्हें कृत्रिम रूप से जोड़ा, लेकिन कोई सिद्धांत नहीं था कि वे कहाँ से आ सकते हैं। मुद्रास्फीति मॉडल में, जहां सभी मामले मुद्रास्फीति द्वारा बनाए जाते हैं, विषमताएं भी इस मुद्रास्फीति से नियंत्रित होती हैं और क्वांटम प्रभावों के कारण दिखाई देती हैं।

यह विश्वास करना कठिन है कि ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर संरचना के लिए क्वांटम प्रभाव महत्वपूर्ण हो सकता है। एंड्रोमेडा गैलेक्सी ऐसा नहीं लगता कि यह क्वांटम दोलन है। लेकिन अगर आप इस सिद्धांत को मात्रात्मक रूप से मानते हैं, तो यह वास्तव में बहुत अच्छा काम करता है। सिद्धांत यह है कि जो कंपन हम कॉस्मिक बैकग्राउंड रेडिएशन में देखते हैं, वे वास्तव में क्वांटम सिद्धांत का एक परिणाम है, मुख्य रूप से अनिश्चितता सिद्धांत, जिसमें कहा गया है कि कुछ पूरी तरह से सजातीय होना असंभव है। यह अनिश्चितता के सिद्धांत के अनुरूप नहीं है।

जब हम क्वांटम यांत्रिकी के मूल विचारों का उपयोग करते हैं, तो हम इन कंपन के गुणों की गणना कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, हमें बहुत अधिक ऊर्जा भौतिकी, भौतिकी के बारे में अधिक जानना होगा जो मुद्रास्फीति की अवधि के दौरान प्रासंगिक थी, ताकि इन दोलनों के आयाम की भविष्यवाणी करने में सक्षम हो सके। हम आयाम की भविष्यवाणी नहीं कर सकते। सिद्धांत रूप में, मुद्रास्फीति हमें ऐसा करने की अनुमति देती है यदि हम अंतर्निहित कण भौतिकी के बारे में पर्याप्त जानते थे, लेकिन हम इसके बारे में बहुत कम जानते हैं। इसलिए, व्यवहार में, हम आयाम का अनुमान नहीं लगा सकते हैं।

हालांकि, मुद्रास्फीति के मॉडल ऐसे उतार-चढ़ाव के स्पेक्ट्रम की एक बहुत स्पष्ट भविष्यवाणी प्रदान करते हैं। इससे मेरा मतलब है कि तरंग दैर्ध्य के आधार पर कंपन की तीव्रता में बदलाव। यहाँ स्पेक्ट्रम का अर्थ ध्वनि के लिए समान है, सिवाय इसके कि किसी को तरंगदैर्ध्य पर विचार करने की आवश्यकता है, न कि आवृत्ति के कारण, क्योंकि ये तरंगें वास्तव में दोलन नहीं करती हैं। लेकिन उनके पास ध्वनि तरंगों की तरह तरंगदैर्ध्य है, और अगर हम विभिन्न तरंगदैर्ध्य की तीव्रता के बारे में बात करते हैं, तो स्पेक्ट्रम का विचार वास्तव में ध्वनि के समान है।



इसे मापा जा सकता है। ये अंतिम माप नहीं हैं, ये अंतिम माप हैं जिनके लिए मेरा एक ग्राफ है। लाल रेखा सैद्धांतिक भविष्यवाणी है। काले डॉट्स वास्तविक माप हैं। यह सात साल का WMAP डेटा है। यह बताना मुश्किल है कि जब मैंने इस वक्र को देखा तो मैं कितना खुश था।



मेरे पास इस बात के ग्राफ भी हैं कि अन्य सिद्धांत क्या भविष्यवाणी करते हैं। कुछ समय के लिए, उदाहरण के लिए, लोग इस विचार के बारे में बहुत गंभीर थे कि जो असमानताएँ हम ब्रह्मांड में देखते हैं, ये कंपन संभवतया तथाकथित ब्रह्माण्डीय तंत्रों के यादृच्छिक गठन के कारण थे, जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में चरण संक्रमणों में बने थे। यह, निश्चित रूप से, एक समय में एक व्यवहार्य विचार था, लेकिन जैसे ही इस वक्र को मापा गया, यह पता चला कि ब्रह्मांडीय तारों की भविष्यवाणी सभी की तरह नहीं दिखती थी। तब से, उन्हें ब्रह्मांड में घनत्व के उतार-चढ़ाव के स्रोत के रूप में बाहर रखा गया है। विभिन्न अन्य मॉडल भी यहां दिखाए गए हैं। मैं उन पर समय बर्बाद नहीं करूंगा, क्योंकि अन्य चीजें हैं जिनके बारे में मैं बात करना चाहता हूं।


किसी भी मामले में, यह निस्संदेह सफलता है। और यह नवीनतम डेटा है। यह प्लांक उपग्रह का डेटा है, जिसे पिछले साल मार्च में लॉन्च किया गया था। मेरे पास चार्ट पर समान पैमाने पर नहीं है, लेकिन फिर से आपको मुद्रास्फीति और अंकों के आधार पर एक सैद्धांतिक वक्र दिखाई देता है जो डेटा को छोटी त्रुटियों के साथ दिखाता है। बिल्कुल स्पष्ट पत्राचार।

छात्र: अंधेरे ऊर्जा की खोज के बाद मुद्रास्फीति के सिद्धांत का क्या हुआ? क्या वह काफी बदल गया है?

शिक्षक: क्या सिद्धांत बदल गया है?

छात्र: पिछले चार्ट में एक और वक्र था।

शिक्षक: अंधेरे ऊर्जा के बिना मुद्रास्फीति के बारे में। मुझे लगता है कि मुद्रास्फीति सिद्धांत इन दो घटों के लिए इतना अलग नहीं है, लेकिन आज जो वक्र आप देखते हैं, वह मुद्रास्फीति और उसके बाद से हुए विकास का परिणाम है। और यह तब से शुरू हुआ विकास है, जो इन वक्रों के बीच एक बड़ा अंतर बनाता है।

इस प्रकार, मुद्रास्फीति के सिद्धांत को बहुत बदलना नहीं चाहिए था। और वह वास्तव में नहीं बदली। लेकिन, निश्चित रूप से, अंधेरे ऊर्जा की खोज के बाद वक्र बहुत बेहतर दिखता है, क्योंकि सही जन घनत्व ज्ञात हो गया, और धीरे-धीरे हमें इन उतार-चढ़ावों पर अधिक से अधिक डेटा मिला, जो पूरी तरह से मुद्रास्फीति की भविष्यवाणी में फिट बैठता है।


अब मैं मल्टीवर्स के विचार पर आगे बढ़ना चाहता हूं। मैं जल्दी से इस पर जाने की कोशिश करूंगा ताकि हम खत्म कर सकें। हमने अभी भी सभी विवरणों को समझने की कोशिश नहीं की है, इसलिए मैं व्याख्यान के शेष 10 मिनटों में उनमें से कुछ के बारे में बात करूंगा। मैं इस बारे में थोड़ी बात करना चाहता हूं कि महंगाई किस तरह से एक मल्टीवर्स के विचार को जन्म देती है। हम पाठ्यक्रम के बहुत अंत में इस पर लौटेंगे, और यह निश्चित रूप से मुद्रास्फीति का एक रोमांचक पहलू है।

जैसा कि हमने कहा है कि मुद्रास्फीति पैदा करने वाला गुरुत्वाकर्षण प्रतिकारक पदार्थ मेटास्टेबल है। यह टूट रहा है। इसका मतलब यह है कि यदि आप ऐसी जगह पर हैं जहां मुद्रास्फीति होती है और आप आश्चर्य करते हैं कि संभावना क्या है कि यह थोड़ी देर बाद होगी, तो यह संभावना तेजी से घट जाती है - यह प्रत्येक दोहरीकरण के लिए आधे से गिर जाती है, प्रत्येक आधा जीवन। लेकिन एक ही समय में, फुलाए गए किसी भी क्षेत्र की मात्रा भी तेजी से बढ़ रही है, मुद्रास्फीति के कारण बढ़ रही है। वास्तव में, किसी भी उचित मुद्रास्फीति मॉडल में, विकास क्षय की तुलना में बहुत तेज है। यदि आप उस क्षेत्र को देखते हैं जो सूजन है, यदि आप आधे जीवन की प्रतीक्षा करते हैं, तो आधे जीवन की परिभाषा के अनुसार, इस क्षेत्र की आधी मात्रा अब प्रफुल्लित नहीं होगी। लेकिन शेष आधा उस मात्रा से काफी बड़ा होगा जिसके साथ हमने शुरू किया था। वह पूरा बिंदु है।

यह एक बहुत ही असामान्य स्थिति है, क्योंकि इसका कोई अंत नहीं है। जिस क्षेत्र में सूजन होती है, वह बड़ा और बड़ा हो जाता है, तब भी जब यह विभाजित होता है, क्योंकि विस्तार क्षय की तुलना में तेज होता है। इससे स्थायी मुद्रास्फीति की घटना होती है। सूजन क्षेत्र का आकार समय के साथ बढ़ता है, इस तथ्य के बावजूद कि सूजन पदार्थ का क्षय होता है। इसके चलते हम जिसे अनित्य मुद्रा कहते हैं। यहां शाश्वत का अर्थ है भविष्य में शाश्वत, जहां तक ​​हम न्याय कर सकते हैं, लेकिन अतीत में शाश्वत नहीं। मुद्रास्फीति कुछ समय के लिए शुरू होती है, लेकिन फिर, जैसे ही यह शुरू होता है, यह हमेशा के लिए जारी रहेगा।

जब भी इस सूजन क्षेत्र का हिस्सा एक चरण संक्रमण से गुजरता है और सामान्य हो जाता है, तो यह स्थानीय रूप से बिग बैंग जैसा दिखता है। हमारा बिग बैंग इन स्थानीय घटनाओं में से एक है, और इन स्थानीय घटनाओं में से किसी के द्वारा गठित ब्रह्मांड, जहां एक विस्तार क्षेत्र का क्षय होता है, पॉकेट ब्रह्मांड कहलाता है। पॉकेट बस क्योंकि इस मल्टीवर्स के पैमाने पर कई ऐसे ब्रह्मांड हैं। वे एक तरह से छोटे हैं, हालांकि वे ब्रह्मांड के समान आकार हैं जिसमें हम रहते हैं। और हमारा ब्रह्मांड एक ऐसा पॉकेट ब्रह्मांड है।

इस प्रकार, एकल ब्रह्मांड के बजाय, मुद्रास्फीति उनमें से एक अनंत संख्या का उत्पादन करती है। इसे हम मल्टीवर्स कहते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि मल्टीवर्स शब्द का उपयोग अन्य संदर्भों और अन्य सिद्धांतों में भी किया जाता है, लेकिन मुद्रास्फीति, जैसा कि मुझे लगता है, मल्टीवर्स बनाने का सबसे प्रशंसनीय तरीका है। यह बात सबसे अधिक ब्रह्मांडविदों का मतलब है जब वे मल्टीवर्स के बारे में बात करते हैं।


यहाँ डार्क एनर्जी का क्या स्थान है? वह बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। 1998 में, खगोलविदों के दो समूहों ने स्वतंत्र रूप से पता लगाया कि ब्रह्मांड अब त्वरण के साथ विस्तार कर रहा है। अब हम जानते हैं कि ब्रह्मांड के इतिहास के 14 अरब वर्षों में से पिछले पांच अरब वर्षों में ब्रह्मांड का तेजी से विस्तार हुआ है। एक अवधि थी जब विस्तार पांच अरब साल पहले धीमा हो गया था। इसका परिणाम यह है कि वास्तव में मुद्रास्फीति आज हो रही है। ब्रह्मांड का यह त्वरित विस्तार जो हम देखते हैं, वह मुद्रास्फीति के समान है, और हम वास्तव में इसे इसी तरह के भौतिकी के रूप में व्याख्या करते हैं। , , .

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