पॉल एम। सटर पर एक खगोल भौतिकी है सनी स्टोनी ब्रुक और फ़्लैटिरॉन इंस्टीट्यूट, के मेजबान एक अंतरिक्ष यात्री से पूछें तथा अंतरिक्ष रेडियोऔर के लेखक हैं अंतरिक्ष में कैसे मरें। उन्होंने स्पेस डॉट कॉम के इस लेख में योगदान दिया विशेषज्ञ आवाज: राय और अंतर्दृष्टि।
मानो या न मानो, भौतिकविदों को समझने की कोशिश कर रहे हैं ब्रह्माण्ड जब यह केवल कुछ सेकंड पुराना था।
लेकिन यहां स्थिति जटिल है, कम से कम कहने के लिए, और जब हमने महत्वपूर्ण हेडवे बनाया है, तब भी सीखने के लिए बहुत कुछ बाकी है। लघु से ब्लैक होल्स विदेशी संबंधों के लिए, शिशु ब्रह्मांड एक व्यस्त जगह थी।
ब्रह्मांड: 10 आसान चरणों में अब बिग बैंग
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आइए सामान्य ढांचे के साथ शुरू करें: 13.77 अरब साल पहले, हमारा ब्रह्मांड अविश्वसनीय रूप से गर्म था (एक क्वाड्रिलियन डिग्री से अधिक का तापमान) और अविश्वसनीय रूप से छोटा (एक आड़ू के आकार के बारे में)। खगोलविदों को संदेह है कि, जब हमारा ब्रह्मांड एक दूसरे पुराने से कम था, यह अविश्वसनीय रूप से तेजी से विस्तार की अवधि के माध्यम से चला गया, जिसे जाना जाता है मुद्रास्फीति।
यह मुद्रास्फीति की घटना शायद हमारे ब्रह्मांड के इतिहास में होने वाला सबसे परिवर्तनकारी युग था। एक पलक से कम समय में, हमारा ब्रह्मांड अविश्वसनीय रूप से बड़ा हो गया (कम से कम 10 ^ 52 के एक कारक द्वारा बढ़ाना)। जब यह तेजी से विस्तार का चरण नीचे गिरता है, तो पहले स्थान पर मुद्रास्फीति का कारण बनता है (हम निश्चित नहीं हैं) क्या क्षय हो रहा है, पदार्थ और विकिरण के साथ ब्रह्मांड को भर रहा है (हमें यकीन नहीं है कि कैसे)।
कुछ मिनट बाद (शाब्दिक रूप से), पहले तत्व उभरे। इस समय से पहले, ब्रह्माण्ड बहुत गर्म था और कुछ भी स्थिर होने के लिए बहुत घना था – यह सिर्फ क्वार्क (परमाणु नाभिक के मूलभूत निर्माण खंड) और ग्लून्स (मजबूत परमाणु बल के वाहक) का एक विशाल मिश्रण था। लेकिन एक बार जब ब्रह्मांड एक स्वस्थ दर्जन मिनट पुराना था, तो यह विस्तारित और ठंडा हो गया था कि क्वार्क पहले प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के साथ मिलकर खुद को बांध सकता था। उन प्रोटॉन और न्यूट्रॉन ने पहला हाइड्रोजन और हीलियम (और थोड़ा सा लिथियम) बनाया, जो सैकड़ों करोड़ों साल बाद जाकर पहला तारा बना और आकाशगंगाओं।
पहले तत्वों के गठन से, ब्रह्मांड अभी विस्तारित और ठंडा हो गया, अंततः एक प्लाज्मा और फिर एक तटस्थ गैस बन गया।
जबकि हम जानते हैं कि यह व्यापक ब्रश कहानी सही है, हम यह भी जानते हैं कि हम बहुत सारे विवरणों को याद कर रहे हैं, विशेष रूप से पहले तत्वों के निर्माण से पहले के समय में। कुछ फंकी फिजिक्स ऑपरेशन में हो सकता है जब ब्रह्मांड केवल कुछ सेकंड पुराना था, और यह वर्तमान में हमारी सैद्धांतिक समझ से परे है – लेकिन यह हमें कोशिश करने से नहीं रोकता है।
ज्ञात अज्ञात
एक पेपर हाल ही में प्रीप्रिंट जर्नल arXiv में दिखाई दे रहा है, और द ओपन जर्नल ऑफ एस्ट्रोफिजिक्स में प्रकाशन के लिए स्वीकार किए जाते हैं, और अधिक विदेशी बहुत जल्दी-ब्रह्मांड परिदृश्यों में से कुछ देता है।
उदाहरण के लिए, वहाँ के बारे में पूरा सवाल है काला पदार्थ। हम नहीं जानते कि डार्क मैटर किस चीज से बना है, लेकिन हम जानते हैं कि यह ब्रह्मांड के 80% से अधिक मामलों के लिए जिम्मेदार है। हमारे पास एक अच्छी तरह से समझ में आने वाली कहानी है कि सामान्य ब्रह्मांड के गर्म, घने सूप में सामान्य पदार्थ की उत्पत्ति कैसे हुई, लेकिन दृश्य पर कब और कैसे अंधेरा आया, इसका हमें कोई सुराग नहीं है। क्या यह पहले कुछ सेकंड में दिखाई दिया? या बहुत बाद में? क्या इसने ब्रह्मांडीय रसायन को गड़बड़ कर दिया जिसके कारण पहले तत्व थे, या पृष्ठभूमि में बने रहे?
हम नहीं जानते।
फिर खुद महंगाई है। हमें नहीं पता है कि अविश्वसनीय विस्तार की घटना के लिए शक्ति स्रोत क्या है, हम नहीं जानते कि यह समय की लंबाई तक क्यों चली गई और यह नहीं पता है, और हम नहीं जानते कि आखिरकार इसे बंद कर दिया। शायद हम जो अनुमान लगा रहे हैं उससे अधिक समय तक महंगाई कम रही, और जो उपस्थिति हम ग्रहण कर रहे हैं, उस छोटे हिस्से के बजाय इसकी उपस्थिति पूरे एक सेकंड के लिए जानी गई।
यहाँ एक और एक है: वहाँ के रूप में जाना जाता है हर ब्रह्मांड विज्ञानी के पक्ष में इस भारी कांटा है द्रव्य-प्रतिकारक विषमता। हम उन प्रयोगों से देखते हैं जो पदार्थ और एंटीमैटर पूरी तरह से सममित हैं: पूरे ब्रह्मांड में प्रतिक्रियाओं में बने पदार्थ के प्रत्येक कण के लिए, एंटीमैटर का एक समान कण भी है। लेकिन जब हम ब्रह्मांड के चारों ओर देखते हैं, तो हम सामान्य पदार्थों के ढेर और ढेर देखते हैं, न कि एक बूंद के प्रतिकण दृष्टि में। ब्रह्मांड के अस्तित्व के पहले कुछ सेकंड में उस संतुलन को गिराने के लिए कुछ बड़ा हुआ होगा। लेकिन जो या जो जिम्मेदार था, और सटीक तंत्र के रूप में, हमें यकीन नहीं है।
और अगर डार्क मैटर और मुद्रास्फीति और एंटीमैटर पर्याप्त नहीं थे, तो इस बात की भी संभावना है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड ने छोटे ब्लैक होल की बाढ़ का निर्माण किया होगा। वर्तमान ब्रह्मांड में ब्लैक होल (यानी, पिछले 13 बिलियन वर्ष) सभी बड़े पैमाने पर सितारों की मृत्यु से आते हैं। वे एकमात्र स्थान हैं जहां ब्लैक होल के गठन को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक थ्रेशोल्ड तक पदार्थ का घनत्व पहुंच सकता है। लेकिन विदेशी प्रारंभिक ब्रह्मांड में, ब्रह्मांड के यादृच्छिक पैच ने पर्याप्त घनत्व हासिल कर लिया है, जिससे पहले पूरे स्टार-गठन की चीज के माध्यम से जाने के बिना ब्लैक होल के निर्माण को ट्रिगर किया जा सकता है। हो सकता है।
गहरी खुदाई
जबकि बिग बैंग के हमारे सिद्धांत को पर्यवेक्षी डेटा के धन द्वारा समर्थित किया गया है, ब्रह्मांड विज्ञानियों की पीढ़ियों की जिज्ञासा को संतुष्ट करने के लिए बहुत सारे रहस्य हैं। शुक्र है, जब हम इस शुरुआती दौर का अध्ययन करने की कोशिश कर रहे हैं तो हम पूरी तरह से अंधे नहीं हैं।
उदाहरण के लिए, भले ही हम ब्रह्मांड की स्थिति को सीधे नहीं देख सकते हैं, जब यह केवल कुछ सेकंड का था, हम अपने शक्तिशाली कण कोलेडर में उन स्थितियों को फिर से बनाने की कोशिश कर सकते हैं। यह सही नहीं है, लेकिन यह कम से कम हमें उन प्रकार के वातावरणों के भौतिकी के बारे में सिखा सकता है।
हम पहले कुछ सेकंड से बचे हुए सुरागों की भी तलाश कर सकते हैं। तब तक चलने वाली कोई भी चीज़ बाद के ब्रह्मांड पर अपनी छाप छोड़ देती थी। डार्क मैटर की मात्रा में बदलाव या महंगाई की मार हाइड्रोजन और हीलियम के निर्माण को परेशान कर सकती है, जिसे आज हम माप सकते हैं।
और ब्रह्मांड एक प्लाज्मा से एक तटस्थ गैस में परिवर्तित हो गया जब यह 380,000 साल पुराना था। तब जारी की गई प्रकाश के रूप में बनी हुई है लौकिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि। यदि ब्रह्मांड छोटे ब्लैक होल का एक समूह होता है, तो वे इस आफ्टरग्लो लाइट पैटर्न को प्रभावित करते हैं।
हम सीधे इस युग का निरीक्षण करने की उम्मीद भी कर सकते हैं। प्रकाश के साथ नहीं, बल्कि साथ गुरुत्वाकर्षण लहरों। उस अराजक हीनो ने अंतरिक्ष-समय के कपड़े में लहरों की धार जारी की होगी, जो कि – कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड की तरह – वर्तमान समय तक जीवित रही होगी। हमारे पास अभी तक उन गुरुत्वाकर्षण तरंगों का प्रत्यक्ष निरीक्षण करने की तकनीकी क्षमता नहीं है, लेकिन हर दिन हम करीब करीब बढ़ रहे हैं।
और शायद जब हम करते हैं, तो हमें नवजात ब्रह्मांड की झलक मिलेगी।
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