वैज्ञानिक कहते हैं कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से विस्तार कर रहा है

समूह द्वारा किया गया विश्लेषण भविष्य में चेरनकोव दूरबीनों की एक सरणी से दूरबीनों का उपयोग करके बेहतर माप का मार्ग प्रशस्त करता है।

सबसे आधुनिक तकनीकों और तरीकों का उपयोग करते हुए, खगोलविदों की क्लेम्सन यूनिवर्सिटी टीम ने यूनिवर्स के सबसे मौलिक कानूनों में से एक को निर्धारित करने के लिए एक नया दृष्टिकोण जोड़ा है।

क्लेम्सन के वैज्ञानिक मार्को एगेलो, अभिषेक देसाई, ली मार्कोटोली और डाइटर हार्टमैन, ने दुनिया भर के छह अन्य वैज्ञानिकों के साथ मिलकर हबल स्थिरांक का एक नया आयाम विकसित किया है - माप की इकाई जिसका उपयोग ब्रह्मांड के विस्तार की गति का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

"कॉस्मोलॉजी हमारे ब्रह्मांड के विकास की एक समझ है: अतीत में यह कैसे विकसित हुआ, अब यह क्या करता है और भविष्य में क्या होगा," एगेलो ने कहा, विज्ञान के कॉलेज में भौतिकी और खगोल विज्ञान के सहायक प्रोफेसर। - हमारा ज्ञान हबल स्थिरांक सहित कई मापदंडों पर आधारित है, जिसे हम यथासंभव सटीक रूप से मापने का प्रयास करते हैं। इस लेख में, हमारी टीम ने ब्रह्मांड की विस्तार गति के नवीनतम मापों में से एक प्राप्त करने के लिए कक्षीय और जमीन-आधारित दोनों दूरबीनों से प्राप्त आंकड़ों का विश्लेषण किया। "

एक विस्तारित ब्रह्मांड की अवधारणा को अमेरिकी खगोल विज्ञानी एडविन हबल (1889-1953) द्वारा सामने रखा गया था। 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, हबल पहले खगोलविदों में से एक था जो यह निष्कर्ष निकालता था कि ब्रह्मांड कई आकाशगंगाओं से बना है। उनके बाद के शोध ने सबसे प्रसिद्ध खोज का नेतृत्व किया: आकाशगंगाएँ एक दूसरे से दूर गति के अनुपात में उनसे दूर जा रही हैं।

हबल ने शुरुआत में मेगापार्सेक प्रति सेकंड 500 किलोमीटर की विस्तार दर का अनुमान लगाया था, जिसमें मेगापार्सेक लगभग 3.26 मिलियन प्रकाश-वर्ष के बराबर था। हब्बल ने निष्कर्ष निकाला कि हमारी आकाशगंगा से दो मेगापार्सेक स्थित एक आकाशगंगा सिर्फ एक मेगापार्सेक की तुलना में दो गुना तेज है। यह अनुमान हबल स्थिरांक के रूप में जाना गया, जिसने पहली बार यह साबित किया कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है।

लगातार सुधरती तकनीकों की मदद से, खगोलविद माप में आए हैं जो हबल की प्रारंभिक गणनाओं से काफी भिन्न हैं - विस्तार की गति को 50-100 किलोमीटर प्रति सेकंड प्रति मेगाप्रैस तक धीमा। और पिछले एक दशक में, प्लांक के उपग्रह जैसे अत्याधुनिक उपकरणों ने हबल के प्रारंभिक मापों की सटीकता में काफी सुधार किया है।

"गामा विकिरण के अतिशयोक्तिपूर्ण पृष्ठभूमि का उपयोग करने वाले ब्रह्मांड में हबल कॉन्स्टेंट और पदार्थ का एक नया माप" नामक एक लेख में, समूह ने मॉडल के आधार पर अपने अनुमानों को विकसित करने के लिए फर्मी स्पेस टेलीस्कोप और चेरेंकोव के वायुमंडलीय दूरबीनों का उपयोग करके गामा किरण क्षीणन के नवीनतम आंकड़ों की तुलना की। एक्सट्रैजेक्टिक पृष्ठभूमि प्रकाश। इस नई रणनीति ने लगभग 67.5 किलोमीटर प्रति सेकेंड प्रति मेगापार्कस की माप की।

गामा किरणें प्रकाश का उच्चतम ऊर्जा रूप हैं। एक्सट्रागैलेक्टिक बैकग्राउंड लाइट (ईबीएल) एक ब्रह्मांडीय कोहरा है जो अपने आसपास के क्षेत्र में सितारों या धूल द्वारा उत्सर्जित पराबैंगनी, दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश से बना है। जब गामा किरणें और EBL बातचीत करते हैं, तो वे ध्यान देने योग्य छाप छोड़ते हैं - प्रवाह का क्रमिक नुकसान, जिसे वैज्ञानिक अपनी परिकल्पना तैयार करते समय विश्लेषण करने में सक्षम थे।


वैज्ञानिकों मार्को अजेलो, अभिषेक देसाई, ली मार्कोटोली और डाइटर हार्टमैन ने दुनिया भर के छह अन्य वैज्ञानिकों के साथ मिलकर हबल निरंतर के लिए एक नया आयाम विकसित किया है।

“खगोलीय समुदाय, कई अलग-अलग मापदंडों के साथ सटीक ब्रह्मांड विज्ञान बनाने में बहुत सारे पैसे और संसाधनों का निवेश कर रहा है, जिसमें हबल निरंतर भी शामिल है,” डाइटर हार्टमैन, भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर ने कहा। - इन मूलभूत स्थिरांक के बारे में हमारी समझ ने ब्रह्मांड को परिभाषित किया जैसा कि हम अब जानते हैं। जब कानूनों की हमारी समझ अधिक सटीक हो जाती है, तो ब्रह्मांड की हमारी परिभाषा भी अधिक सटीक हो जाती है, जिससे नई अंतर्दृष्टि और खोजकर्ता बन जाते हैं। ”

ब्रह्मांड के विस्तार के लिए एक सामान्य सादृश्य एक बिंदीदार गुब्बारा है, जिसमें प्रत्येक बिंदु एक आकाशगंगा का प्रतिनिधित्व करता है। जब गुब्बारा फुलाया जाता है, तो धब्बे दूर और दूर तक फैल जाते हैं।

भौतिकी और खगोल विज्ञान विभाग के स्नातक छात्र देसाई ने कहा, "कुछ सिद्धांतकारों का कहना है कि गुब्बारा एक विशिष्ट बिंदु तक विस्तार करेगा और फिर से गिर जाएगा।" "लेकिन सबसे आम धारणा यह है कि ब्रह्मांड का विस्तार तब तक जारी रहेगा जब तक सब कुछ इतना अलग नहीं हो जाता है कि कोई और अधिक प्रकाश दिखाई नहीं देगा।" इस समय, ब्रह्मांड को ठंड से मौत का सामना करना पड़ेगा। लेकिन हमें चिंता करने की कोई बात नहीं है। अगर ऐसा होता है, तो खरबों वर्षों में।

लेकिन अगर गुब्बारा सादृश्य सही है, तो वास्तव में गुब्बारा फुलाया क्या है?

एगेलो ने कहा, "पदार्थ सितारों, ग्रहों, यहां तक ​​कि हम ब्रह्मांड की समग्र रचना का केवल एक छोटा सा हिस्सा हैं।" - अधिकांश ब्रह्मांड में डार्क एनर्जी और डार्क मैटर होते हैं। और हम मानते हैं कि यह डार्क एनर्जी "एक गुब्बारा फुलाती है।" डार्क एनर्जी चीजों को अलग धकेलती है। गुरुत्वाकर्षण, जो वस्तुओं को एक-दूसरे की ओर आकर्षित करता है, स्थानीय स्तर पर एक मजबूत शक्ति है, इसलिए कुछ आकाशगंगाएं टकराती रहती हैं। लेकिन ब्रह्मांडीय दूरी पर, अंधेरे ऊर्जा प्रमुख शक्ति है। "

“यह महान है कि हम ब्रह्मांड विज्ञान का अध्ययन करने के लिए गामा किरणों का उपयोग करते हैं। हमारी कार्यप्रणाली हमें एक स्वतंत्र रणनीति का उपयोग करने की अनुमति देती है - एक नई कार्यप्रणाली जो मौजूदा से स्वतंत्र है - ब्रह्मांड के सबसे महत्वपूर्ण गुणों को मापने के लिए, ”डोमिंगुएज़ ने कहा, जो एगेलो समूह में एक शोध साथी भी है। - हमारे परिणाम उच्च ऊर्जा खगोल भौतिकी के क्षेत्र के बारे में पिछले दशक में प्राप्त परिपक्वता को दर्शाते हैं। हमने जो विश्लेषण विकसित किया है, वह चेरनकोव दूरबीनों की एक सरणी का उपयोग करके भविष्य में बेहतर माप के द्वार खोलता है, जो अभी भी विकास के अधीन है और अब तक के सबसे अधिक महत्वाकांक्षी सरणी आधारित जमीन-आधारित उच्च-ऊर्जा दूरबीन होगा। "

इस लेख में इस्तेमाल किए गए इन तरीकों में से कई एजेलो और उनके सहयोगियों द्वारा किए गए पिछले काम के अनुरूप हैं। विज्ञान पत्रिका में दिखाई देने वाले पहले के एक प्रोजेक्ट में, एगेलो और उनकी टीम ब्रह्मांड के इतिहास में कभी भी उत्सर्जित सभी तारों को मापने में सक्षम थी।

"हम जानते हैं कि एक्स्ट्राग्रैलेक्टिक स्रोतों से गामा-रे फोटॉन ब्रह्मांड में पृथ्वी की ओर बढ़ते हैं, जहां स्टारलाइट फोटोन के साथ बातचीत करते समय उन्हें अवशोषित किया जा सकता है," एगेलो ने कहा। - बातचीत की गति ब्रह्मांड में उनकी यात्रा की लंबाई पर निर्भर करती है। और वे जिस लंबाई से गुजरते हैं, वह विस्तार पर निर्भर करता है। यदि विस्तार छोटा है, तो वे थोड़ी दूरी पर चलते हैं। यदि विस्तार बड़ा है, तो वे बहुत बड़ी दूरी तय करते हैं। इस प्रकार, अवशोषण की मात्रा जो हमने मापी है वह हबल स्थिरांक के मूल्य पर निर्भर करती है। हमने जो किया वह इसे बदल दिया और ब्रह्मांड के विस्तार की दर को सीमित करने के लिए इसका उपयोग किया। ”

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