Thursday, August 18, 2022
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डार्क मैटर: क्या समय आ गया है कि हम इसकी तलाश करना छोड़ दें?

दो ब्रह्मांडीय विसंगतियां हमें बताती हैं कि ब्रह्मांड के हमारे मॉडल में कुछ बड़ा गायब है। सबसे पहले, एक विशिष्ट आकाशगंगा के बाहरी क्षेत्रों में तारे आकाशगंगा के लिए बहुत तेजी से केंद्र की परिक्रमा कर रहे हैं गुरुत्वाकर्षण उन पर थामने के लिए। अधिकारों से, उन्हें अंतरिक्ष अंतरिक्ष में उड़ जाना चाहिए।

दूसरी विसंगति यह है कि आप इन शब्दों को पढ़ रहे हैं – यानी आकाशगंगा जैसी आकाशगंगाएं, और इसलिए आप मौजूद हैं। आकाशगंगा के गठन की मानक तस्वीर के अनुसार, ठंडा करने वाले मलबे के क्षेत्र महा विस्फोट जो औसत से थोड़े सघन थे, उनमें थोड़ा अधिक गुरुत्वाकर्षण होता और सामग्री को तेजी से खींचा जाता, जिससे उनका गुरुत्वाकर्षण बढ़ जाता ताकि वे पदार्थ को और भी तेजी से खींच सकें, और इसी तरह।

लेकिन यह प्रक्रिया – अमीरों के और अधिक अमीर होने की तरह – ब्रह्मांड के अस्तित्व के 13.8 बिलियन वर्षों में हमारी आकाशगंगा जितनी बड़ी आकाशगंगाओं का निर्माण नहीं कर सकती थी।

इन विसंगतियों का सामना करते हुए, अधिकांश खगोलविदों ने माना कि ब्रह्मांड में दृश्यमान सितारों और आकाशगंगाओं की तुलना में लगभग पांच गुना अधिक अदृश्य पदार्थ है। यह इस तरह की अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण है ‘गहरे द्रव्य‘, वे दावा करते हैं, जो आकाशगंगाओं में तारों को धारण करता है और आकाशगंगा के निर्माण को गति देता है। हालाँकि, एक समान रूप से तार्किक संभावना यह है कि, ब्रह्मांडीय पैमानों पर, गुरुत्वाकर्षण न्यूटन की भविष्यवाणी की तुलना में अधिक मजबूत है।

1981 में, इज़राइली भौतिक विज्ञानी प्रो मोर्दचाई मिलग्रोम ने पाया कि आकाशगंगाओं के बाहरी क्षेत्रों में तारों की असामान्य रूप से कक्षीय गति को समझाया जा सकता है यदि वे गुरुत्वाकर्षण के एक मजबूत रूप का अनुभव कर रहे थे।

इसका मतलब यह होगा कि गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण के न्यूटनियन सिद्धांत की तुलना में दूरी के साथ कम तेज़ी से कमजोर होता है, और इस रूप में ‘स्विच’ होता है जब तारे अपनी आकाशगंगाओं के केंद्र की ओर एक विशेष दहलीज त्वरण का अनुभव कर रहे होते हैं। इस प्रकार परिकल्पना का जन्म हुआ जिसे आज संशोधित न्यूटनियन गतिकी, या MOND के रूप में जाना जाता है।

इज़राइली भौतिक विज्ञानी प्रो मोर्दचाई मिलग्रोम ने पहली बार 1981 में MOND के विचार का प्रस्ताव रखा था। © वीज़मैन इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस

तारे हमेशा आकाशगंगा के केंद्र की ओर त्वरण का अनुभव कर रहे हैं। इसे अभिकेन्द्र त्वरण कहते हैं। गुरुत्वाकर्षण को उन्हें कक्षा में रखने के लिए यह त्वरण प्रदान करना चाहिए। मुद्दा यह है कि MOND में, गुरुत्वाकर्षण 10 . के दहलीज त्वरण पर मजबूत रूप में बदल जाता है-10 एमएस2जो आमतौर पर बड़ी आकाशगंगाओं के बाहरी क्षेत्रों में पाया जाता है।

अधिकांश खगोलविद, हालांकि, डार्क मैटर के विचार के साथ बने रहे, और यह ब्रह्मांड विज्ञान के मानक मॉडल का एक अभिन्न अंग बन गया है, जिसे लैम्ब्डा-सीडीएम के रूप में जाना जाता है। लैम्ब्डा रहस्यमय ‘डार्क एनर्जी’ को संदर्भित करता है जो ब्रह्मांड के विस्तार को तेज कर रहा है, और सीडीएम ‘ठंडे’ डार्क मैटर को। चूंकि सीडीएम में धीरे-धीरे चलने वाले कण होते हैं, इसलिए इसे गुरुत्वाकर्षण द्वारा गुच्छों में इकट्ठा किया जाता है – गुच्छों जो तब सामान्य पदार्थ को खींचकर दृश्यमान आकाशगंगा बनाते हैं।

अब, भौतिकविदों के नेतृत्व में सेंट एंड्रयूज विश्वविद्यालय में डॉ इंद्रनील बानिक स्कॉटलैंड में दावा किया जा रहा है कि ब्रह्मांड की टिप्पणियों को वास्तव में बेहतर तरीके से समझाया जा सकता है a डार्क मैटर की तुलना में गुरुत्वाकर्षण के हमारे वर्तमान सिद्धांत का संशोधन.

लैम्ब्डा-सीडीएम हम जो देखते हैं उसे समझाने में बहुत अच्छे हैं, वे कहते हैं। “लेकिन यह आमतौर पर घटना के बाद होता है,” बानिक कहते हैं। “मॉंड टिप्पणियों से पहले चीजों की भविष्यवाणी करने में बेहतर रहा है।”

MOND की एक स्पष्ट कमी यह है कि आकाशगंगा समूहों में आकाशगंगाओं की गति को समझाने के लिए इसे अभी भी डार्क मैटर के एक तत्व की आवश्यकता है – संभवतः एक काल्पनिक भारी कण जिसे बाँझ न्यूट्रिनो के रूप में जाना जाता है। हालांकि, बानिक इसे अनिवार्य रूप से एक समस्या के रूप में नहीं देखते हैं।

“हमारे सौर मंडल में, दो ग्रहों की विषम कक्षाओं को नए स्पष्टीकरण की आवश्यकता है,” वे कहते हैं। “यूरेनस के लिए, यह एक नए ग्रह, नेपच्यून – मूल डार्क मैटर का खिंचाव था। बुध के लिए, यह गुरुत्वाकर्षण का एक नया सिद्धांत था, जिसका नाम आइंस्टीन था।

बानिक और उनके सेंट एंड्रयूज सहयोगी की मुख्य थीसिस यह है कि ऐसे कई अवलोकन हैं जिन्हें डार्क मैटर समझा नहीं सकता है, लेकिन वह संशोधित गुरुत्वाकर्षण कर सकता है। उदाहरण के लिए, पूर्व भविष्यवाणी करता है कि उपग्रह आकाशगंगाओं को मधुमक्खियों के झुंड की तरह गोलाकार रूप से वितरित किया जाना चाहिए – लेकिन हमारी अपनी सहित कई आकाशगंगाओं में, वे एक ही विमान में परिक्रमा करते हैं।

इसके अलावा, कुछ सर्पिल आकाशगंगाओं के दिल में दिखाई देने वाले तारों से बने बार के आकार की संरचनाओं को उनके पीछे घूमते हुए ‘डार्क मैटर बार’ द्वारा धीमा किया जाना चाहिए। बानिक कहते हैं, ”हालांकि, 42 सलाखों में जिनकी गति मापी गई है, ऐसा नहीं देखा गया है.”

दूसरी ओर, डार्क मैटर के समर्थक इन चीजों को विसंगतियों के रूप में देखते हैं जिन्हें अंततः समझाया जाएगा, न कि प्रतिमान में घातक दोषों के रूप में।

कोल्ड डार्क मैटर थ्योरी के लिए नोबेल पुरस्कार जीतने वाले प्रिंसटन यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर जेम्स पीबल्स कहते हैं, “बहुत सारे परस्पर जुड़े अवलोकन केवल डार्क मैटर के साथ समझ में आते हैं।”

“यह कहना नहीं है कि लैम्ब्डा-सीडीएम सिद्धांत ही संपूर्ण सत्य है; लेकिन यह एक अच्छा सन्निकटन है।”

बानिक असहमत हैं। हालांकि, उन्हें नहीं लगता कि पृथ्वी पर डार्क मैटर के कणों की तलाश करने वाले प्रयोगकर्ताओं को हार माननी चाहिए; केवल इतना है कि उन्हें भविष्य के प्रयोगों को डिजाइन करना चाहिए ताकि, भले ही वे डार्क मैटर के उम्मीदवारों को खोजने में विफल हों, वे प्रकृति के बारे में कुछ महत्वपूर्ण प्रकट करते हैं।

“उदाहरण के लिए, बाँझ न्यूट्रिनो की खोज, भले ही वे न मिले हों, हमें न्यूट्रिनो के बारे में बताएंगे,” बानिक कहते हैं।

“चूंकि उनकी संपत्तियों की भविष्यवाणी नहीं की गई है मानक मॉडल कण भौतिकी का, हम जो कुछ भी खोजते हैं, वह हमें हर चीज के गहरे सिद्धांत पर संकेत देगा, जिसमें से मानक मॉडल को एक सन्निकटन माना जाता है। ”

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