खगोलविदों का अनुमान है कि ब्रह्मांड में सभी पदार्थों का लगभग 85% डार्क मैटर है, जिसका अर्थ है कि सभी पदार्थों का केवल 15% सामान्य पदार्थ है। गुप्त ऊर्जा को ध्यान में रखते हुए, खगोलविद ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार को यह नाम देते हैं, गहरे द्रव्य ब्रह्मांड में सभी द्रव्यमान ऊर्जा का लगभग 27% बनाता है, के अनुसार सर्न (नए टैब में खुलता है) (परमाणु अनुसंधान के लिए यूरोपीय संगठन)।
ब्रह्मांड में पदार्थ की कुल मात्रा को मापने के लिए खगोलविदों के पास कई प्रकार के उपकरण हैं और इसकी तुलना “सामान्य” (जिसे “बैरोनिक” भी कहा जाता है) की मात्रा से करते हैं। सबसे सरल तकनीक दो मापों की तुलना करना है।
पहला माप एक बड़ी संरचना द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा है, जैसे आकाशगंगा, जिसका उपयोग खगोलविद उस वस्तु के द्रव्यमान का अनुमान लगाने के लिए कर सकते हैं। दूसरी माप बड़ी संरचना को एक साथ रखने के लिए आवश्यक गुरुत्वाकर्षण की अनुमानित मात्रा है। जब खगोलविद पूरे ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं और समूहों पर इन मापों की तुलना करते हैं, तो उन्हें एक ही परिणाम मिलता है: उन वस्तुओं को एक साथ रखने के लिए आवश्यक गुरुत्वाकर्षण बल की मात्रा के हिसाब से पर्याप्त सामान्य, प्रकाश उत्सर्जक पदार्थ नहीं है।
इस प्रकार, पदार्थ का कोई रूप होना चाहिए जो प्रकाश का उत्सर्जन नहीं कर रहा है: डार्क मैटर।
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अलग-अलग आकाशगंगाओं में डार्क मैटर और सामान्य मैटर का अनुपात अलग-अलग होता है। कुछ आकाशगंगाओं में लगभग कोई काला पदार्थ नहीं होता है, जबकि अन्य लगभग सामान्य पदार्थ से रहित होते हैं। लेकिन माप के बाद माप समान औसत परिणाम देता है: ब्रह्मांड में मोटे तौर पर 85% पदार्थ प्रकाश का उत्सर्जन या संपर्क नहीं करता है।
पर्याप्त बेरियन नहीं
ऐसे कई अन्य तरीके हैं जिनसे खगोलविद इस परिणाम की पुष्टि कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक विशाल वस्तु, जैसे आकाशगंगा समूह, इसके चारों ओर अंतरिक्ष-समय को इतना विकृत कर देगा कि यह किसी भी प्रकाश के मार्ग को मोड़ देगा – एक प्रभाव जिसे गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग कहा जाता है। खगोलविद तब द्रव्यमान की मात्रा की तुलना कर सकते हैं जिसे हम प्रकाश उत्सर्जक वस्तुओं से लेंसिंग के लिए आवश्यक द्रव्यमान से देखते हैं, फिर से साबित करते हैं कि अतिरिक्त द्रव्यमान कहीं गुप्त होना चाहिए।
बड़ी संरचनाओं के विकास को देखने के लिए खगोलविद कंप्यूटर सिमुलेशन का भी उपयोग कर सकते हैं। अरबों साल पहले, हमारा ब्रह्मांड आज की तुलना में बहुत छोटा था। तारों और आकाशगंगाओं को विकसित होने में समय लगा, और यदि ब्रह्मांड को केवल सामान्य, दृश्यमान पदार्थ पर निर्भर रहना पड़ता, तो आज हमें कोई आकाशगंगा दिखाई नहीं देती। इसके बजाय, आकाशगंगाओं के विकास के अनुसार सामान्य पदार्थ को इकट्ठा करने के लिए डार्क मैटर “पूल” की आवश्यकता होती है ब्रह्माण्ड विज्ञानी जोएल प्रिमैक द्वारा एक व्याख्यान (नए टैब में खुलता है)
अंत में, ब्रह्मांड विज्ञानी उस समय को देख सकते हैं जब ब्रह्मांड केवल एक दर्जन मिनट पुराना था, जब पहले प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का गठन हुआ था। कॉस्मोलॉजिस्ट परमाणु भौतिकी की हमारी समझ का उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए कर सकते हैं कि उस युग में हाइड्रोजन और हीलियम का कितना उत्पादन हुआ था।
ये गणना वर्तमान समय के ब्रह्मांड में हाइड्रोजन से हीलियम के अनुपात की सटीक भविष्यवाणी करती हैं। वे ब्रह्मांड में बैरोनिक पदार्थ की मात्रा के लिए एक पूर्ण सीमा की भी भविष्यवाणी करते हैं, और ये संख्या वर्तमान समय की आकाशगंगाओं और समूहों की टिप्पणियों के अनुसार सहमत हैं। खगोल वैज्ञानिक नेड राइट (नए टैब में खुलता है).
डार्क मैटर के विकल्प
वैकल्पिक रूप से, डार्क मैटर गुरुत्वाकर्षण के हमारे सिद्धांतों की गलतफहमी हो सकती है, जो न्यूटन के नियमों और आइंस्टीन के सामान्य सिद्धांतों पर आधारित हैं। सापेक्षता.
खगोलविद उन सिद्धांतों को अलग-अलग संदर्भों में डार्क मैटर की व्याख्या प्रदान करने के लिए बदल सकते हैं, जैसे आकाशगंगाओं के भीतर सितारों की गति। लेकिन गुरुत्वाकर्षण के विकल्प पूरे ब्रह्मांड में डार्क मैटर के सभी अवलोकनों की व्याख्या नहीं कर पाए हैं।
सभी साक्ष्य इंगित करते हैं कि डार्क मैटर कुछ अज्ञात प्रकार का कण है। यह प्रकाश या सामान्य पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है और केवल गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से स्वयं को ज्ञात करता है। वास्तव में, खगोलविदों को लगता है कि अभी आपके माध्यम से अरबों-खरबों डार्क मैटर कण प्रवाहित हो रहे हैं। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि जल्द ही ब्रह्मांड के इस रहस्यमय घटक की पहचान की जा सकेगी।