हाल के वर्षों में, कॉस्मोलॉजिस्ट एक संकट का सामना कर रहे हैं: ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, लेकिन कोई भी इस बात पर सहमत नहीं हो सकता है कि यह हमसे कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है।
ऐसा इसलिए है क्योंकि हबल स्थिरांक को मापने के विभिन्न तरीकों, एक मौलिक पैरामीटर जो इस विस्तार का वर्णन करता है, ने परस्पर विरोधी परिणाम उत्पन्न किए हैं।
लेकिन काले सायरन – ब्लैक होल या के रूप में जो जाना जाता है, उसका एक एकल, भाग्यशाली अवलोकन न्यूट्रॉन तारे जिनकी दुर्घटनाओं को पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों द्वारा उठाया जा सकता है, लेकिन साधारण दूरबीनों के लिए अदृश्य रहते हैं – इस तनाव को हल करने में मदद कर सकते हैं।
जैसे ही ब्रह्मांड का विस्तार होता है, ब्रह्मांड में आकाशगंगाएं पृथ्वी से दूर गति से चलती हैं जो हमसे उनकी दूरी पर निर्भर करती हैं। गति और दूरी के बीच संबंध को कहा जाता है हबल स्थिर, अमेरिकी खगोल विज्ञानी एडविन हबल के बाद, जिन्होंने 1920 के दशक में पहली बार इसकी कीमत की गणना की थी।
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स्थानीय ब्रह्मांड में सेफिड्स के नाम से जाने वाले टिमटिमाते सितारों को देखकर, कुछ शोधकर्ताओं ने हबल स्थिरांक के आधुनिक, अत्यधिक सटीक माप का उत्पादन किया है। लेकिन बिग बैंग, जिसे ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) के रूप में जाना जाता है, से 380,000 साल बाद प्रकाश के एक अवशेष पर निर्भर एक प्रतिद्वंद्वी विधि, एक पूरी तरह से अलग उत्तर देता है, कॉस्मोलॉजिस्ट को छोड़कर उनके सिर को खरोंच कर दिया क्या चल रहा है।
पेन्सिलवेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी सोहराब बोरहानियन ने लाइव साइंस के हवाले से कहा, “गुरुत्वाकर्षण तरंगें आपको हबल निरंतर पर एक अलग हैंडल दे सकती हैं।”
जब ब्लैक होल या न्यूट्रॉन तारे जैसी विशाल वस्तुएं आपस में टकराती हैं, तो वे गुरुत्वाकर्षण तरंगों को बाहर भेजते हुए अंतरिक्ष-समय के कपड़े को ताना देती हैं। 2015 के बाद से, यूएस लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (एलआईजीओ) और इसकी यूरोपीय समकक्ष कन्या इस तरह के बड़े पैमाने पर क्रैश के लिए सुन रहे हैं, जो अपने डिटेक्टरों में छोटी घंटी की तरह बजते हैं।
से उनकी दूरी पर निर्भर करता है धरती, ये घटनाएँ LIGO को जोर से या शांत करेंगी, जिससे वैज्ञानिकों को गणना करने में मदद मिलेगी कि वे कितनी दूर हुए। कुछ मामलों में, इन भारी संस्थाओं का आवरण भी प्रकाश की एक चमक के परिणामस्वरूप होता है जो खगोलविद अपनी दूरबीनों में पकड़ सकते हैं, इस बात की जानकारी एन्कोडिंग कर सकते हैं कि वे हमसे कितनी तेजी से यात्रा कर रहे हैं।
अब तक, शोधकर्ताओं ने केवल गुरुत्वाकर्षण तरंग और प्रकाश संकेतों दोनों के साथ एक ऐसी घटना देखी है, न्यूट्रॉन सितारों की एक जोड़ी कि खगोलविदों ने 2017 में LIGO के डिटेक्टरों के साथ-साथ अन्य दूरबीनों में भी देखा। इस से, भौतिकविदों ने हबल निरंतर के लिए एक मूल्य की गणना की है, हालांकि माप पर त्रुटि पट्टियाँ झिलमिलाते सितारों और सीएमबी से आने वाले दोनों परिणामों के साथ ओवरलैप करने के लिए पर्याप्त हैं, बोरहानियन ने कहा।
पहले के काम से पता चला है कि कॉस्मोलॉजिस्ट को इस तरह की लगभग 50 घटनाओं को देखने की आवश्यकता होगी, जो काफी दुर्लभ हैं, ताकि अधिक सटीक हबल निरंतर गणना प्राप्त करने के लिए, उन्होंने कहा।
डार्क सायरन संभावित तेज मार्ग प्रदान करता है। ऐसे क्रैश प्रकाश की चमक से जुड़े नहीं हैं, जिसमें गति पर सभी महत्वपूर्ण जानकारी होती है। ये घटनाएं, जो गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अलावा अदृश्य हैं, LIGO और अन्य गुरुत्वाकर्षण तरंग सुविधाओं पर उठाए गए सबसे आम संकेत हैं।
अगले पांच वर्षों में, LIGO के डिटेक्टरों को अपग्रेड प्राप्त करने की उम्मीद है जो उन्हें गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेतों के कई और विवरणों को अनपैक करने और अधिक घटनाओं को चुनने के लिए सक्षम करेगा, जिसमें अधिक अंधेरे सायरन शामिल हैं। अमेरिका और यूरोपीय सुविधाओं को हाल ही में जापान में Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA) से जोड़ा गया है, और एक भारतीय डिटेक्टर को 2024 के आसपास ऑनलाइन आना चाहिए।
एक दिन, नेटवर्क को इंगित करने में सक्षम होना चाहिए जहां आकाश में एक अंधेरा सायरन दुर्घटना हुई जो वैज्ञानिकों की तुलना में 40,000 गुना बेहतर है, बोरहानियन ने कहा। इस जानकारी के साथ, खगोलविद सटीक स्थान पर एक आकाशगंगा की पहचान कर सकते हैं जहां पर तोड़-फोड़ हुई थी, और फिर यह निर्धारित किया कि आकाशगंगा कितनी तेजी से पृथ्वी से दूर जा रही है। प्रकाश की एक संबंधित फ़्लैश को खोजने की भी आवश्यकता नहीं होगी।
बोरहानियन और उनकी टीम ने दिखाया है कि उन वस्तुओं के बीच दुर्घटनाएं होती हैं जो विशेष रूप से जोर से, भारी, या असमान होती हैं, जिसे वे गोल्डन डार्क सायरन कहते हैं, विशेष रूप से सूचना-समृद्ध होगा, जो एक गुरुत्वाकर्षण लहर दुर्घटना को कम कर सकता है ताकि डेटा का उत्पादन हो सके। उच्च परिशुद्धता के साथ हबल स्थिरांक की गणना करें।
“हम 50 के बजाय एक घटना के साथ ऐसा कर सकते हैं,” उन्होंने कहा, और यह शायद एक माप या दूसरे की ओर कॉस्मोलॉजी समुदाय को बहाने के लिए पर्याप्त होगा। बोरहानियन में अपने समूह के निष्कर्ष प्रस्तुत करेंगे अमेरिकन फिजिकल सोसायटी18 अप्रैल को अप्रैल की बैठक।
क्योंकि डार्क सायरन संभावित रूप से शुद्ध भौतिकी से इस तरह के उत्कृष्ट दूरी माप प्रदान कर सकते हैं, वे “बेहद अनोखी, और बेहद साफ और आकर्षक हैं,” इवानस्टन, इलिनोइस में नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी में एक गुरुत्वाकर्षण लहर खगोलविद और LIGO टीम के सदस्य माया फिशबैक ने कहा। काम से जुड़ा नहीं।
समूह के परिणामों से पता चलता है कि दुनिया भर में LIGO और उसके समकक्षों को निकट भविष्य में कई और अच्छी तरह से स्थानीयकृत घटनाओं को देखना शुरू करना चाहिए, उसने कहा। फिशबैक ने लाइव साइंस को बताया, लेकिन यह संभव है कि अन्य मापों में हबल स्थिरांक पर संकट का समाधान हो सकता है।
फिर भी, फिशबैक भविष्य में अन्य मौलिक सवालों के जवाब देने के लिए गुरुत्वाकर्षण तरंग ब्रह्मांड विज्ञान के क्षेत्र की क्षमता के बारे में उत्साहित है, जैसे कि प्रकृति और अंधेरे ऊर्जा का विवरण, ब्रह्मांड का त्वरित विस्तार करने वाला रहस्यमय पदार्थ।
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
