बिग बैंग से पहले विलक्षणता का विचार पुराना है

हमारे ब्रह्मांड के इतिहास का चित्रण, बिग बैंग से लेकर आज तक, एक विस्तारित ब्रह्मांड के संदर्भ में। बड़ी धमाकेदार कॉस्मिक महंगाई की स्थिति से पहले था, लेकिन इससे पहले कि एक विलक्षणता मौजूद थी यह विचार बहुत पुराना था।

बिग बैंग के बारे में लगभग सभी ने सुना है। लेकिन अगर आप अलग-अलग लोगों से, सामान्य लोगों से लेकर कॉस्मोलॉजिस्ट से, वाक्य को खत्म करने के लिए कहें: "शुरुआत में यह था ...", आपको कई अलग-अलग उत्तर मिलेंगे। सबसे आम में से एक "विलक्षणता" है, अर्थात्, वह क्षण जब ब्रह्मांड के सभी पदार्थ और ऊर्जा एक बिंदु पर केंद्रित होते हैं। तापमान, घनत्व और ऊर्जा मनमाने ढंग से, असीम रूप से बड़े होंगे, और यह अंतरिक्ष और समय के उद्भव के साथ मेल खा सकता है।

लेकिन यह तस्वीर सिर्फ गलत नहीं है, यह पहले से ही 40 साल पुरानी है, कितनी पुरानी है! हमें पूरा यकीन है कि कोई भी विलक्षणता हॉट बिग बैंग के साथ नहीं जुड़ी थी, और अंतरिक्ष और समय की उत्पत्ति बिल्कुल भी नहीं हो सकती है। वही हम जानते हैं, और जहां से।


हबल टेलीस्कोप का उपयोग कर गुड्स-नॉर्थ खगोलीय अवलोकन ने हमारे द्वारा देखे गए कुछ सबसे दूर की आकाशगंगाओं की जांच करना संभव बना दिया है, जिनमें से कई हमारे लिए पहले से ही अप्राप्य दूरी पर हैं। आगे और आगे देखने पर, हम पाते हैं कि सबसे दूर की आकाशगंगाएँ तेज़ी से और तेज़ी से हमसे दूर जा रही हैं, ब्रह्मांड के विस्तार के लिए धन्यवाद।

आज का ब्रह्मांड सभी दिशाओं और विभिन्न दूरी पर आकाशगंगाओं से भरा है। औसतन, एक आकाशगंगा हमसे बहुत दूर है, जितनी तेजी से यह हमसे दूर जाती है। यह उनके स्थानीय अंतरिक्ष में आकाशगंगाओं के वास्तविक आंदोलन के कारण नहीं है; सभी दोष अंतरिक्ष के कपड़े का विस्तार है।

इस तरह की भविष्यवाणी 1 9 22 में सोवियत भौतिक विज्ञानी अलेक्जेंडर फ्रिडमैन द्वारा जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी से प्राप्त असामान्य परिणामों में से एक थी, जिसे बाद में 1920 के दशक में एडविन हबल और अन्य वैज्ञानिकों की टिप्पणियों में पुष्टि की गई थी। इसका मतलब यह है कि समय के साथ, ब्रह्मांड की बात फैल जाती है और कम घनी हो जाती है, क्योंकि ब्रह्मांड की मात्रा बढ़ जाती है। इसका यह भी अर्थ है कि अतीत में ब्रह्मांड घनी, गर्म और अधिक सजातीय था।


विकास को वापस लाने से, हम पहले के हॉटटर और सघन राज्यों में आते हैं। क्या यह सब एक विलक्षणता की ओर ले जाता है जिसमें भौतिकी के नियम काम करना बंद कर देते हैं?

समय में विकास को वापस लाने से, आपको ब्रह्मांड में कई महत्वपूर्ण बदलाव दिखाई देने लगेंगे। विशेष रूप से:

• आप एक ऐसे युग में पहुंचेंगे, जिसमें गुरुत्वाकर्षण के पास सितारों और आकाशगंगाओं की उपस्थिति के लिए पदार्थ के बड़े पर्याप्त थक्के बनाने का समय नहीं था।
• फिर आप वहां पहुंचेंगे जहां ब्रह्मांड इतना गर्म था कि आप तटस्थ परमाणु नहीं बना सकते थे।
• फिर एक राज्य होगा जिसमें परमाणुओं के नाभिक को भी भागों में विभाजित किया जाएगा।
• तब - जहां एंटीमैटर पदार्थ के कणों के जोड़े अनायास दिखाई देंगे।
• तब - जहां व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन क्वार्क और ग्लून्स में क्षय करेंगे।

भौतिकी में, सामान्य भौतिकी टूट जाती है, जिसमें ब्रह्मांड की शुरुआत के क्षण भी शामिल हैं। हालांकि, एक मनमाने ढंग से गर्म और घने राज्य को प्राप्त करने के अपने परिणाम हैं, जिनमें से कई टिप्पणियों की पुष्टि नहीं की गई है।

प्रत्येक चरण ब्रह्मांड का अधिक से अधिक युवा, छोटे, घने और गर्म प्रतिनिधित्व करता है। एक्सट्रपलेशन को जारी रखते हुए, हम देखेंगे कि घनत्व और तापमान अनंत मूल्यों तक बढ़ते हैं, ऐसे समय में जब ब्रह्मांड के सभी पदार्थ और ऊर्जा एक बिंदु पर निहित थे: एक विलक्षणता में। हॉट बिग बैंग, जैसा कि मूल रूप से उसके बारे में सोचा गया था, न केवल एक गर्म, घनी और विस्तारित अवस्था थी, बल्कि वह क्षण भी था जब भौतिकी के सभी कानून काम करना बंद कर देते थे। यह अंतरिक्ष और समय का जन्म था, पूरे ब्रह्मांड को बनाने का एक तरीका अचानक कहीं नहीं दिखाई देता है। यह सृजन का मूल कार्य था: बिग बैंग से जुड़ी विलक्षणता।


आज हम जिन सितारों और आकाशगंगाओं को देखते हैं, वे हमेशा मौजूद नहीं थे। आगे हम समय में वापस चले जाते हैं, ब्रह्मांड के करीब एक विलक्षणता आ जाएगी - लेकिन एक्सट्रपलेशन की अपनी सीमाएं हैं।

हालांकि, अगर सब कुछ बस इतना ही था, और अतीत में यूनिवर्स में मनमाने ढंग से उच्च तापमान था, तो ऐसी स्थिति में कई स्पष्ट संकेत होंगे जो आज देखे जा सकते हैं। बिग बैंग के अवशिष्ट चमक में विशाल आयामों का तापमान में उतार-चढ़ाव होगा। हमें दिखाई देने वाले उतार-चढ़ाव प्रकाश की गति से सीमित होंगे, वे केवल तराजू पर दिखाई देंगे जो ब्रह्मांडीय क्षितिज से बड़े नहीं हैं। मैग्नेटिक मोनोपोल जैसे उच्च-ऊर्जा स्थान के अवशेषों को रहना चाहिए था।

और फिर भी, तापमान में उतार-चढ़ाव 1/30 000 से अधिक नहीं है, जो कि विलक्षण बिग बैंग की तुलना में हजारों गुना कम है। क्षितिज से अधिक उतार-चढ़ाव मौजूद हैं, जो WMAP और प्लैंक उपग्रहों द्वारा मज़बूती से पुष्टि की जाती है। और चुंबकीय मोनोपोल और अन्य अल्ट्राहैग-ऊर्जा अवशेषों के अस्तित्व पर प्रतिबंध बेहद मजबूत हैं। उनकी उपस्थिति के संकेतों की अनुपस्थिति के गंभीर परिणाम हैं: ब्रह्मांड में मनमाने ढंग से उच्च तापमान कभी नहीं रहे हैं।


सीएमबी विकिरण के उतार-चढ़ाव इतने छोटे और इतने विशिष्ट हैं कि वे निश्चित रूप से इस तथ्य को स्पष्ट करते हैं कि ब्रह्मांड की शुरुआत में हर जगह एक ही तापमान था। 1 / 30,000 के उतार-चढ़ाव का आकार मनमाने तापमान के बिग बैंग के अनुरूप नहीं है।

किसी तरह का बॉर्डर होना चाहिए। हम मनमाने ढंग से उच्च तापमान के साथ एक गर्म और घने राज्य में, मनमाने ढंग से वापस एक्सट्रपलेशन नहीं कर सकते। हम कितनी दूर जा सकते हैं, इस पर प्रतिबंध है और साथ ही साथ हमारे ब्रह्मांड का सही ढंग से वर्णन किया गया है। 1980 के दशक की शुरुआत में, एक सिद्धांत सामने आया कि, हमारे ब्रह्मांड के गर्म होने से पहले, घना, विस्तार, ठंडा और पदार्थ और विकिरण से भरा हुआ था, यह मुद्रास्फीति की स्थिति का अनुभव करता था। ब्रह्माण्डीय मुद्रास्फीति चरण की उपस्थिति का मतलब यह होना चाहिए कि ब्रह्मांड:

• निहित अंतरिक्ष ऊर्जा से भरा था
• तेजी से, घातीय वृद्धि के लिए अग्रणी,
• जिसने ब्रह्मांड को समतल अवस्था में फैला दिया,
• हर जगह उसे एक ही गुण दिया
• छोटे-आयाम वाले क्वांटम उतार-चढ़ाव के साथ,
• सभी पैमानों तक फैला (क्षितिज से भी अधिक),
• और फिर मुद्रास्फीति समाप्त हो गई।

मुद्रास्फीति के कारण अंतरिक्ष में तेजी से विस्तार होता है, जो जल्दी से इस तथ्य को जन्म दे सकता है कि शुरू में घुमावदार या गैर-चिकनी स्थान सपाट दिखाई देता है। यहां तक ​​कि अगर ब्रह्मांड घुमावदार है, तो इसकी वक्रता का त्रिज्या कम से कम सैकड़ों गुना बड़ा है जो हम पता लगा सकते हैं।

जब मुद्रास्फीति समाप्त होती है, तो यह इस स्थान में निहित ऊर्जा को पदार्थ और विकिरण में बदल देती है, जो गर्म बिग बैंग को जन्म देती है। लेकिन यह मनमाने ढंग से गर्म बिग बैंग की ओर नहीं जाता है - केवल एक के लिए जो एक विलक्षणता उत्पन्न कर सकने वाले तापमान से सैकड़ों गुना कम अधिकतम तापमान तक पहुंचता है। दूसरे शब्दों में, यह एक गर्म बिग बैंग की ओर जाता है, जो मुद्रास्फीति की स्थिति से उत्पन्न होता है, न कि विलक्षणता से।

ब्रह्मांड के हमारे अवलोकन योग्य भाग में मौजूद जानकारी, जिसे हम माप सकते हैं, इसकी पहुंच के लिए धन्यवाद, मुद्रास्फीति के अंतिम 10 ^-33 सेकंड और उसके बाद हुई सब कुछ से मेल खाती है। यदि आप यह पूछना चाहते हैं कि मुद्रास्फीति कितनी देर तक चली, तो हमें इस बारे में कोई जानकारी नहीं है। यह कम से कम 10 ^-33 सेकंड से अधिक समय तक चलता है, लेकिन क्या यह इस से थोड़ा अधिक समय तक रहता है, बहुत लंबे समय तक, या अनंत समय तक चला गया - यह सिर्फ अज्ञात नहीं है, यह पता लगाना मूल रूप से असंभव है।


प्रसिद्ध ब्रह्मांड के लौकिक इतिहास से पता चलता है कि मुद्रास्फीति के अंत और गर्म बिग बैंग की शुरुआत के कारण सभी पदार्थ और इसके अंदर सभी प्रकाश की उत्पत्ति होती है। तब से, 13.8 बिलियन वर्षों में लौकिक विकास हुआ है। अधिकांश स्रोतों द्वारा विकास की इस तस्वीर की पुष्टि की जाती है।

क्या हुई महंगाई? इस विषय पर बहुत सारे शोध और चर्चा चल रही है, लेकिन कोई नहीं जानता है। भरोसा करने के लिए कोई सबूत नहीं है, कोई भी अवलोकन नहीं किया जा सकता है, कोई प्रयोग नहीं किया जा सकता है। कुछ लोग गलत बयान देते हैं जैसे:

हमारे पास बिग बैंग विलक्षणता का एक सिद्धांत था जिसने मुद्रास्फीति के बारे में जानने से पहले एक गर्म, घने, विस्तृत ब्रह्मांड का विस्तार किया; मुद्रास्फीति सिर्फ एक मध्यवर्ती चरण है। इसलिए, हमें निम्नलिखित मिलते हैं: विलक्षणता, मुद्रास्फीति, हॉट बिग बैंग।

इस परिदृश्य को चित्रित करने के लिए प्रमुख ब्रह्मांड विज्ञानियों द्वारा बनाए गए कई रेखांकन और चित्र हैं। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि वह वफादार है।


मुद्रास्फीति के अंत में दिखाई देने वाले घनत्व में उतार-चढ़ाव (स्केलर) और गुरुत्वाकर्षण तरंगों (टेंसर) का चित्रण। मुद्रास्फीति से पहले एक विलक्षणता के अस्तित्व की धारणा आवश्यक रूप से सच नहीं है।

यह मानने के बहुत अच्छे कारण हैं कि ऐसा नहीं है! हम गणितीय रूप से एक विलक्षणता से एक मुद्रास्फीति राज्य के उद्भव की असंभवता को प्रदर्शित कर सकते हैं। और यहाँ क्यों है: अंतरिक्ष मुद्रास्फीति के दौरान एक घातीय दर पर फैलता है। कल्पना कीजिए कि एक घातांक कैसे काम करता है: एक निश्चित समय के बाद, ब्रह्मांड अपने आकार को दोगुना कर देता है। दो गुना अधिक समय बीत जाएगा, यह दोगुना हो जाएगा, यानी यह चार गुना अधिक हो जाएगा। ऐसी तीन अवधियों के लिए प्रतीक्षा करें, और यह तीन बार दोगुनी हो जाएगी, यानी यह 8 गुना बड़ा हो जाएगा। 10 या 100 की लंबाई के लिए प्रतीक्षा करें, और ये दोहरीकरण ब्रह्मांड 2 ¹⁰ या 2 ¹⁰⁰ गुना बड़ा कर देंगे।

जिसका अर्थ है कि यदि हम एक ही समय के लिए अतीत में वापस जाते हैं, या दो, या तीन, या 10 या 100 गुना बड़ा, ब्रह्मांड छोटा और छोटा होगा, लेकिन यह कभी शून्य तक नहीं पहुंचेगा। वह, मूल आकार का क्रमशः आधा, एक चौथाई, 1/8, 2 ^-10 , 2 ^{-100 होगा} । लेकिन हम चाहे कितनी भी बार चले जाएं, हम कभी भी विलक्षणता में नहीं आएंगे।


नीली और लाल रेखाएं पारंपरिक बिग बैंग परिदृश्य हैं, जब सब कुछ समय टी = 0 से शुरू होता है, जिसमें स्पेस-टाइम भी शामिल है। मुद्रास्फीतिकारी परिदृश्य (पीला) में हम कभी एक विलक्षणता में नहीं आते हैं, जिसमें अंतरिक्ष एक विलक्षण अवस्था को मानता है। यह अतीत में मनमाने ढंग से छोटा हो सकता है, और समय हमेशा के लिए चलता है। हॉकिंग-हार्टले सीमाओं और बॉर्ड-गुट-विलेनकिन प्रमेय की अनुपस्थिति की स्थिति इस राज्य की अवधि निर्धारित करने की कोशिश कर रही है, लेकिन उन्हें अंतिम नहीं कहा जा सकता है।

कॉस्मोलॉजिस्ट के बीच, एक प्रमेय अच्छी तरह से जाना जाता है जो पिछले मुद्रास्फीति राज्य की अपूर्णता को दर्शाता है। इसका मतलब यह है कि ब्रह्मांड में विद्यमान सभी कण महंगाई का सामना कर रहे हैं, जल्द ही या बाद में अतिरिक्त समय पर वापस मिलेंगे। हालांकि, इसका यह मतलब नहीं है कि विलक्षणता का अस्तित्व है - बस मुद्रास्फीति यूनिवर्स के इतिहास में हुई हर चीज का वर्णन नहीं करती है, उदाहरण के लिए, इसका जन्म। हम यह भी जानते हैं कि मुद्रास्फीति एक विलक्षण स्थिति से उभर नहीं सकती है, क्योंकि मुद्रास्फीति का सामना करने वाले अनुभाग को हमेशा एक परिमित आकार से शुरू होना चाहिए।


पूरे ब्रह्मांड में मुद्रास्फीति के दौरान क्वांटम पैमाने पर अंतरिक्ष-समय का उतार-चढ़ाव, और घनत्व और गुरुत्वाकर्षण तरंगों में खामियों को जन्म देता है। महंगाई एक विलक्षणता से पैदा हुई या नहीं, हम नहीं जानते।

हर बार जब आप "बिग बैंग सिंगुलैरिटी" या किसी अन्य विलक्षणता के बारे में चार्ट, लेख या कहानी देखते हैं, जो मुद्रास्फीति से पहले मौजूद थी, तो जान लें कि आप पुरानी सोच से निपट रहे हैं। बिग बैंग की विलक्षणता के विचार ने अपनी प्रासंगिकता खो दी जैसे ही हमने महसूस किया कि बिग बैंग के गर्म और घने राज्य से पहले एक और राज्य था - लौकिक मुद्रास्फीति - जिसने बिग बैंग को तैयार किया और लॉन्च किया। अंतरिक्ष और समय की शुरुआत में, शायद एक विलक्षणता हो सकती है जिससे मुद्रास्फीति पैदा हुई - लेकिन कोई गारंटी नहीं है। विज्ञान में ऐसी चीजें हैं, जिन्हें मापा जा सकता है, मापा जा सकता है, भविष्यवाणी की जा सकती है, पुष्टि की जा सकती है या उनका खंडन किया जा सकता है - उदाहरण के लिए, मुद्रास्फीति, जिसने गर्म गर्म बंग को जन्म दिया। बाकी सब कुछ बेकार की अटकलों से ज्यादा कुछ नहीं है।

और यह एथन सीगल (और, सिद्धांत रूप में, कॉस्मोलॉजी पर एक लेख) का एक लेख का आखिरी हैबे अनुवाद है, क्योंकि यह विकास और आईटी पर संसाधन के विषय पर ध्यान केंद्रित करने का निर्णय लिया गया था।