नए शोध से पता चलता है कि हम जल्द ही स्टीफन हॉकिंग के सबसे विवादास्पद सिद्धांतों में से एक का परीक्षण करने में सक्षम हो सकते हैं।
1970 के दशक में, हॉकिंग ने प्रस्तावित किया कि काला पदार्थ, अदृश्य पदार्थ जो ब्रह्मांड में सबसे अधिक पदार्थ बनाता है, का बना हो सकता है ब्लैक होल्स के शुरुआती क्षणों में गठित महा विस्फोट.
अब, तीन खगोलविदों ने एक सिद्धांत विकसित किया है जो न केवल डार्क मैटर के अस्तित्व की व्याख्या करता है, बल्कि ब्रह्मांड में सबसे बड़े ब्लैक होल की उपस्थिति की भी व्याख्या करता है।
“मुझे इस विचार के बारे में व्यक्तिगत रूप से सुपर रोमांचक लगता है कि यह कैसे दो वास्तव में चुनौतीपूर्ण समस्याओं को जोड़ता है, जिन पर मैं काम करता हूं – जो कि काले पदार्थ की प्रकृति की जांच और ब्लैक होल के गठन और विकास की जांच करता है – और उन्हें एक ही झटके में हल करता है, “येल विश्वविद्यालय में खगोल भौतिकीविद्, सह-लेखक प्रियंवदा नटराजन का अध्ययन करें, एक बयान में कहा. इसके अलावा, कई नए उपकरण – जिनमें अभी-अभी लॉन्च हुए जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप शामिल हैं – हॉकिंग की प्रसिद्ध धारणा का आकलन करने के लिए आवश्यक डेटा का उत्पादन कर सकते हैं।
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शुरू से ही ब्लैक होल
डार्क मैटर ब्रह्मांड के सभी पदार्थों का 80% से अधिक बनाता है, लेकिन यह किसी भी तरह से प्रकाश के साथ सीधे संपर्क नहीं करता है। यह बस बड़े पैमाने पर तैरता है, प्रभावित करता है गुरुत्वाकर्षण आकाशगंगाओं के भीतर।
यह सोचना आकर्षक है कि इस मायावी सामान के लिए ब्लैक होल जिम्मेदार हो सकते हैं। आखिरकार, ब्लैक होल प्रसिद्ध रूप से अंधेरे हैं, इसलिए आकाशगंगा को ब्लैक होल से भरना सैद्धांतिक रूप से डार्क मैटर के सभी अवलोकनों की व्याख्या कर सकता है।
दुर्भाग्य से, आधुनिक ब्रह्मांड में, बड़े पैमाने पर सितारों के मरने के बाद ही ब्लैक होल बनते हैं, फिर अपने गुरुत्वाकर्षण के भार के नीचे ढह जाते हैं। इसलिए ब्लैक होल बनाने के लिए कई तारों की आवश्यकता होती है – जिसके लिए सामान्य पदार्थ के एक समूह की आवश्यकता होती है। वैज्ञानिकों को पता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड की गणना से ब्रह्मांड में कितना सामान्य पदार्थ है, जहां पहले हाइड्रोजन तथा हीलियम बनाया। और खगोलविदों द्वारा देखे गए सभी डार्क मैटर को बनाने के लिए बस इतना सामान्य मामला नहीं है।
स्लीपिंग जायंट्स
यहीं से हॉकिंग आए। 1971 में, उन्होंने सुझाव दिया कि बिग बैंग के शुरुआती क्षणों के अराजक वातावरण में ब्लैक होल का निर्माण हुआ। वहां, पदार्थ की जेबें अनायास ही ब्लैक होल बनाने के लिए आवश्यक घनत्व तक पहुंच सकती हैं, इससे पहले कि पहले तारे टिमटिमाते हुए ब्रह्मांड को अच्छी तरह से भर दें। हॉकिंग ने सुझाव दिया कि ये “प्राथमिक” ब्लैक होल डार्क मैटर के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। जबकि यह विचार दिलचस्प था, अधिकांश खगोल भौतिकविदों ने डार्क मैटर की व्याख्या करने के लिए एक नया उप-परमाणु कण खोजने पर ध्यान केंद्रित किया।
इसके अलावा, प्राइमरी ब्लैक होल के गठन के मॉडल अवलोकन संबंधी मुद्दों में भाग गए। यदि प्रारंभिक ब्रह्मांड में बहुत अधिक बनते हैं, तो उन्होंने प्रारंभिक ब्रह्मांड से बचे हुए विकिरण की तस्वीर को बदल दिया, जिसे कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) के रूप में जाना जाता है। इसका मतलब था कि सिद्धांत केवल तभी काम करता था जब प्राचीन ब्लैक होल की संख्या और आकार काफी सीमित थे, या यह सीएमबी के माप के साथ संघर्ष करेगा। .
इस विचार को 2015 में पुनर्जीवित किया गया था जब लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी ने ब्लैक होल से टकराने की अपनी पहली जोड़ी पाई। दो ब्लैक होल अपेक्षा से बहुत बड़े थे, और उनके बड़े द्रव्यमान की व्याख्या करने का एक तरीका यह कहना था कि वे प्रारंभिक ब्रह्मांड में बने थे, न कि मरने वाले सितारों के दिलों में।
एक सरल उपाय
नवीनतम शोध में, मियामी विश्वविद्यालय में नटराजन, निको कैप्पेलुटी और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी में गुंथर हसिंगर ने प्राइमर्डियल ब्लैक होल के सिद्धांत में एक गहरा गोता लगाया, यह पता लगाया कि वे कैसे डार्क मैटर की व्याख्या कर सकते हैं और संभवतः अन्य ब्रह्मांड संबंधी चुनौतियों का समाधान कर सकते हैं।
वर्तमान अवलोकन परीक्षण पास करने के लिए, आदिम ब्लैक होल को एक निश्चित द्रव्यमान सीमा के भीतर होना चाहिए। नए काम में, शोधकर्ताओं ने माना कि प्राइमरी ब्लैक होल का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 1.4 गुना था। उन्होंने ब्रह्मांड के एक मॉडल का निर्माण किया जिसने सभी डार्क मैटर को इन काफी हल्के ब्लैक होल से बदल दिया, और फिर उन्होंने अवलोकन संबंधी सुरागों की तलाश की जो मॉडल को मान्य (या रद्द) कर सकें।
टीम ने पाया कि पहले तारे, पहली आकाशगंगा और पहले सुपरमैसिव ब्लैक होल (एसएमबीएच) का बीजारोपण करके आदिम ब्लैक होल ब्रह्मांड में एक प्रमुख भूमिका निभा सकते हैं। अवलोकनों से संकेत मिलता है कि ब्रह्माण्ड संबंधी इतिहास में तारे, आकाशगंगाएँ और SMBH बहुत तेज़ी से प्रकट होते हैं, शायद इतनी तेज़ी से कि गठन और विकास की प्रक्रियाओं के हिसाब से किया जा सकता है जिसे हम वर्तमान ब्रह्मांड में देखते हैं।
“प्राचीन ब्लैक होल, यदि वे मौजूद हैं, तो वे बीज हो सकते हैं जिनसे सभी सुपरमैसिव ब्लैक होल बनते हैं, जिसमें केंद्र में एक भी शामिल है। आकाशगंगानटराजन ने कहा।
और सिद्धांत सरल है और डार्क मैटर को समझाने के लिए नए कणों के चिड़ियाघर की आवश्यकता नहीं है।
“हमारे अध्ययन से पता चलता है कि नए कणों या नई भौतिकी को पेश किए बिना, हम आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान के रहस्यों को स्वयं काले पदार्थ की प्रकृति से लेकर सुपरमैसिव ब्लैक होल की उत्पत्ति तक हल कर सकते हैं,” कैपेलुटी ने बयान में कहा।
अभी तक यह विचार केवल एक मॉडल है, लेकिन यह एक ऐसा है जिसे अपेक्षाकृत जल्द ही परखा जा सकता है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, जिसने वर्षों की देरी के बाद क्रिसमस दिवस लॉन्च किया, विशेष रूप से सितारों और आकाशगंगाओं की उत्पत्ति के बारे में सवालों के जवाब देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। और गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों की अगली पीढ़ी, विशेष रूप से लेजर इंटरफेरोमीटर स्पेस एंटीना (एलआईएसए), ब्लैक होल के बारे में और अधिक प्रकट करने के लिए तैयार है, जिसमें प्राइमर्डियल भी शामिल हैं यदि वे मौजूद हैं।
साथ में, दो वेधशालाओं को खगोलविदों को पहले सितारों की कहानी और संभावित रूप से डार्क मैटर की उत्पत्ति के बारे में पर्याप्त जानकारी देनी चाहिए।
नटराजन ने कहा, “इस विचार को गहराई से तलाशना अप्रतिरोध्य था, यह जानते हुए कि इसमें जल्द ही मान्य होने की क्षमता है।”
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
