खगोल भौतिकीविदों के पास एक ऐसा विचार है जो दो रहस्यों को सुलझाने में मदद कर सकता है: हमारी आकाशगंगा के केंद्र से सुपर-उच्च-ऊर्जा विकिरण शूटिंग के विचित्र प्रचुरता का कारण और अदृश्य सामान की पहचान काला पदार्थ यह लगभग 50 साल पहले अपनी खोज के बाद से दुनिया से अलग हो गया है।
और विचार का एक सुपर-कूल नाम है: गुरुत्वाकर्षण पोर्टल्स। यह विचार तब चलता है, जब दो डार्क मैटर कण (वे जो भी होते हैं) इन पोर्टल्स में से एक में चूसे जाते हैं, वे एक-दूसरे को तिरछे करते हैं और जोर से थूकते हैं गामा किरणें।
सोच की यह रेखा संभावित रूप से बता सकती है कि क्यों गेलेक्टिक केंद्र – जहां अंधेरे पदार्थ के घने समूहों को दुबकने के लिए सोचा जाता है – गामा किरणों से भरा है; और यह इस बात पर प्रकाश डाल सकता है कि अंधेरे पदार्थ कैसे व्यवहार करते हैं और कभी-कभी हमारे ब्रह्मांड के सामान्य पदार्थ के साथ बातचीत कर सकते हैं।
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क्या डार्क मैटर होना है
हमारे ब्रह्मांड में 80% से अधिक पदार्थ कण भौतिकी के मानक मॉडल से अनजान हैं। वैज्ञानिक इसे “डार्क मैटर” कहते हैं, क्योंकि यह प्रकाश के साथ संपर्क नहीं करता है। डार्क मैटर के अस्तित्व का पहला संकेत 1970 के दशक में आया, जब खगोलशास्त्री वेरा रुबिन ने देखा कि आकाशगंगाएँ बहुत तेज़ी से घूम रही थीं – एक अतिरिक्त, छिपे हुए स्रोत के बिना गुरुत्वाकर्षण, उन्हें खुद को अलग करना चाहिए।
दशकों तक, खगोलविदों को यह नहीं पता था कि क्या उन्हें गुरुत्वाकर्षण की अपनी समझ को बदलने की ज़रूरत है, ब्रह्मांड में अधिक नियमित-लेकिन-वास्तव में मंद पदार्थ जोड़ते हैं, या एक नया घटक शामिल करते हैं। लेकिन साल दर साल, अवलोकन के बाद अवलोकन ने विकल्पों को सीमित कर दिया है। संशोधित गुरुत्वाकर्षण का कोई सिद्धांत सभी टिप्पणियों को नहीं समझा सकता है। और भौतिकविदों ने ब्रह्मांड में सामान्य पदार्थ (उज्ज्वल, मंद और सब कुछ बीच में) की मात्रा पर दृढ़ सीमाएं रखी हैं।
यह तेजी से आकाशगंगाओं को समझाने के लिए काले पदार्थ को छोड़ देता है। यह मामला एक नए प्रकार का कण होगा, जिसमें कुछ अज्ञात पहचान (या पहचान) होगी। यह प्रकाश के साथ बातचीत नहीं करता है, अन्यथा हम इसे अब तक देख चुके होते हैं। यह के साथ बातचीत नहीं करता है मजबूत परमाणु बल – जो पदार्थ के कणों को एक साथ बांधता है – अन्यथा वैज्ञानिकों ने परमाणु प्रयोगों में इसके प्रभाव का पता लगाया होता। यह कमजोर परमाणु बल से बात कर सकता है, लेकिन यह बल इतना कम और कम दूरी का है कि अपेक्षित परिणामों में किसी भी विचलन का अवलोकन करना चुनौतीपूर्ण है।
हो सकता है कि ट्रिलियन डार्क मैटल के कण आपके माध्यम से अभी अदृश्य और मौन रहें।
हालांकि, डार्क मैटर गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से अपनी उपस्थिति को धोखा देता है, क्योंकि ब्रह्मांड में द्रव्यमान और ऊर्जा का हर एक रूप किसी न किसी रूप में गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालता है। इसलिए डार्क मैटर का अध्ययन करने का एकमात्र निश्चित तरीका सामान्य गुरुत्वाकर्षण के साथ अपने गुरुत्वाकर्षण संबंधों के माध्यम से है, जैसे कि आकाशगंगाओं के अंदर सितारों की गति।
लेकिन एक और तरीका हो सकता है।
अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों का मामला
28 जनवरी को प्रकाशित एक अध्ययन में प्रिफरेंस डेटाबेस में arXiv, भौतिकविदों ने यह बताने के लिए एक नया सिद्धांत प्रस्तावित किया कि डार्क मैटर क्या है और यह कैसे व्यवहार करता है। लेकिन उनके विचार में गोता लगाने से पहले, हमें इस काले पदार्थ के शिकार में एक और सुराग लगाना होगा। सुराग गामा किरणों की एक अजीब बहुतायत के रूप में आता है जो हमारी मिल्की वे आकाशगंगा के केंद्र से निकलती है।
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गामा किरणें विकिरण के उच्चतम ऊर्जा रूप हैं, और वे आमतौर पर केवल कुछ गंभीर उच्च ऊर्जा घटनाओं से अस्तित्व में आती हैं, जैसे कि सुपरनोवा जा रहे तारे। लेकिन वहाँ गामा किरणों की तुलना में अधिक गामा किरणें हैं जो दी गई हैं कि इस तरह के प्रलयकारी घटनाएँ कितनी दुर्लभ हैं। तो, यह संभव है, इस सिद्धांत का प्रस्ताव है, कि गामा किरणें उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के उपोत्पाद के रूप में उभर सकती हैं।
ये उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन, जो एक प्रकार के कण होते हैं, जिन्हें “लेप्टोन” के रूप में जाना जाता है और गामा किरणों की तुलना में सीधे उत्पादन करने के लिए बहुत आसान है, किसी स्रोत से निकलते हैं और पूरे गेलेक्टिक केंद्र में यात्रा करते हैं। इलेक्ट्रॉनों खुद को undetectable हैं (वे बहुत, बहुत छोटे हैं), लेकिन जैसा कि वे इंटरस्टेलर स्पेस के माध्यम से बाढ़ करते हैं, वे कभी-कभी एक यादृच्छिक पासिंग फोटॉन (एक प्रकाश कण) में स्लैम कर सकते हैं।
वह फोटॉन, सबसे अधिक संभावना है कि कुछ सहज और कम ऊर्जा, आक्रामक इलेक्ट्रॉन से टकराता है; टकराव फोटॉन की ऊर्जा को इतना बढ़ा देता है कि वह गामा किरणों को छोड़ना शुरू कर देता है जिसे हम देख सकते हैं।
वे टकराव संभावित रूप से अतिरिक्त गामा किरणों की व्याख्या करते हैं, लेकिन उन उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों में कहां से आते हैं?
पोर्टल के माध्यम से कूदते हुए
आइए हम जानते हैं कि क्या पुनर्कथन करें। एक, डार्क मैटर गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से ही बातचीत करता है। दो, उच्च ऊर्जा लेप्टॉन गांगेय केंद्र के चारों ओर तैरते हुए हम वहां देख रहे अतिरिक्त गामा किरणों की व्याख्या कर सकते हैं। तीन, क्योंकि हमारी अपनी आकाशगंगा में कोर के द्रव्य का घनत्व सबसे अधिक होता है, हम सोचते हैं कि वहां भी डार्क मैटर का एक बड़ा सांद्रण है।
संयोग? या साजिश?
इन दो अवलोकनों के बीच लिंक का एक बहुत ही भयानक नाम है: लेप्टोफिलिक गुरुत्व पोर्टल्स, जैसा कि उनके एरएक्सिव पेपर में चाइना की लैबोरेटरी ऑफ़ एस्ट्रोपार्टिकल फ़िज़िक्स के सन जू-डोंग और दाई बेन-झोंग द्वारा विस्तृत है। अध्ययन अभी तक सहकर्मी की समीक्षा की है।
चलो “गुरुत्वाकर्षण पोर्टल्स” भाग के साथ शुरू करते हैं। जहां तक हम गुरुत्वाकर्षण को समझते हैं, यह सिर्फ सामान पर खींचता है। पृथ्वी पर खींचती है चांद; सूरज पृथ्वी पर खींचता है; एक आकाशगंगा में तारे एक दूसरे पर खिंचते हैं, इत्यादि। और गुरुत्वाकर्षण वास्तव में खींचने का एक बहुत अच्छा काम करता है।
तो इसके चेहरे पर, केवल एक चीज गुरुत्वाकर्षण अंधेरे पदार्थ को कर सकता है … पुल।
लेकिन गुरुत्वाकर्षण के बारे में हमारी समझ अधूरी है। भौतिकी बता सकती है कि गुरुत्वाकर्षण बड़े पैमाने पर संचालित होता है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण का कोई तथाकथित क्वांटम सिद्धांत नहीं है, जो कि बहुत ही छोटे पैमाने पर मजबूत गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करेगा। और इस शासन में, गुरुत्वाकर्षण की दुकान में कुछ आश्चर्य हो सकता है।
प्रकृति की अन्य ताकतें हर समय कणों को नष्ट करने, बदलने और बनाने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, कमजोर परमाणु बल, प्रोटॉन को न्यूट्रॉन में बदल सकता है, जिससे रेडियोधर्मी क्षय हो सकता है। एक कण और उसके एंटीपार्टिकल विद्युत चुम्बकीय बल के माध्यम से जुड़ सकते हैं, एक दूसरे को विकिरण के विस्फोट में नष्ट कर सकते हैं।
तो शायद गुरुत्वाकर्षण, चरम मामलों में, दो काले पदार्थ के कणों को एक साथ ला सकता है और उन्हें नष्ट कर सकता है, उन्हें … कुछ भी, वास्तव में बदल सकता है।
और शोधकर्ताओं द्वारा बताए गए सैद्धांतिक मॉडल के अनुसार, शायद उन काले पदार्थ के कण लेप्टान में बदल सकते हैं। इसलिए नाम का “लेप्टोफिलिक” भाग, जिसका अर्थ है “लेप्टन-लविंग।”
नए सिद्धांत के अनुसार, डार्क मैटर के कण कभी-कभी एक-दूसरे के माध्यम से मौका दे सकते हैं, जो कि संवेगगत गुरुत्वाकर्षण संबंधों से अधिक नहीं है। ये मौका इंटरैक्शन भौतिकी शब्दजाल में “गुरुत्वाकर्षण पोर्टल्स” के रूप में जाना जाता है, क्योंकि वे कणों के लिए अकेले गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से बातचीत करने का एक तरीका प्रदान करते हैं। उस टक्कर का उत्पाद एक उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन है। ये इंटरैक्शन गैलेक्टिक केंद्र में बहुत अधिक सामान्य होंगे, जहां अंधेरे पदार्थ का घनत्व उच्चतम होने की संभावना है। उन इलेक्ट्रॉनों पर फिर से यात्रा होगी, अंततः एक कम ऊर्जा वाले फोटॉन को मारना और एक गामा किरण में बदलना, जिससे हम जो अतिरिक्त निरीक्षण करते हैं।
हां, यह विचार एक खिंचाव है। लेकिन यह देखते हुए कि भौतिकशास्त्री अंधेरे में हैं जब यह अंधेरे पदार्थ की पहचान की बात आती है, नए विचारों का हमेशा स्वागत है। और यह सिद्धांत विशेष रूप से गामा किरणों के अवलोकन से मेल खाने के लिए बनाया गया था। लेकिन एक बार उस द्वार को खोल दिया गया है, जिससे डार्क मैटर के कण नियमित मामले (लेप्टान्स, इस मामले में) में बदल सकते हैं, यह देखने के लिए और अधिक सैद्धांतिक काम किया जा सकता है कि क्या सिद्धांत का परीक्षण करने के अन्य तरीके हैं।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
