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डार्क मैटर क्या है?

ब्रह्मांडों के महानतम रहस्यों में से एक का त्वरित अवलोकन।

समाचार फ्लैश: आप, आपके आस-पास की हर चीज, और वह सब कुछ जिसे आप देख या छू सकते हैं - सभी देखने योग्य 'पदार्थ' - बनाता है केवल 5% ब्रह्माण्ड का।

हाँ, यह सही है, 5%। बाकी ९५%? यह डार्क मैटर और डार्क एनर्जी से बना है। आप क्या पूछते हैं? खैर, अथाह सच्चाई यह है कि वास्तव में कोई नहीं जानता। जबकि ब्रह्मांड का 95% प्रकाश के साथ और उन कणों के साथ बातचीत करता है जो हमें बनाते हैं (जिसका अर्थ है कि हम उन्हें छू सकते हैं और देख सकते हैं) 5% अदृश्य पदार्थ और बलों से बना है जिसे हम देख, स्पर्श, गंध या बातचीत नहीं कर सकते हैं - यह है अंधेरे से बना है।

जाहिर है, सीमांत ज्ञान में यह भारी अंतर वैज्ञानिकों के साथ अच्छी तरह से नहीं बैठता है, और इसलिए उन्होंने इस अंधेरे को वर्गीकृत करने का तरीका जानने में काफी समय बिताया है। यह देखते हुए कि ये घटनाएं ब्रह्मांड के श्रृंगार के लिए जिम्मेदार हैं, हमने सोचा कि अब तक जो कुछ उन्होंने पाया है, उसके माध्यम से आपको चलाना उचित होगा। हम अभी भी निश्चित रूप से नहीं जानते कि डार्क मैटर या ऊर्जा क्या है, लेकिन हम अनुमान लगा सकते हैं ...


काला पदार्थ

अल्बर्ट आइंस्टीन ने अपनी खोज के बाद गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत, ब्रह्मांड के बारे में एक बात निश्चित हो गई। इसका कोई मतलब नहीं था।

किसी भी वस्तु के गुरुत्वाकर्षण की गणना करने का तरीका जानने के बाद, वह लगभग यह गणना करने में सक्षम था कि ब्रह्मांड में कितना गुरुत्वाकर्षण होना चाहिए ताकि वह वैसा ही दिखे जैसा उसने किया था। आश्चर्यजनक रूप से, उनकी गणना के अनुसार, आकाशगंगाओं और जटिल संरचनाओं को एक साथ रखने के लिए पर्याप्त 'सामान' अस्तित्व में कहीं नहीं था। यदि हम केवल उन वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित गुरुत्वाकर्षण के साथ काम कर रहे थे जिन्हें हम देख सकते हैं, तो तारे केवल एक दूसरे पर एक असमान और अस्पष्ट खिंचाव डालते हैं, संभवतः एक दूसरे से अलग होकर ब्रह्मांड के चारों ओर बिखर जाते हैं।

वैसे भी, ब्रह्मांड में सितारों और ग्रहों को विभिन्न संरचनाओं में समूहित करने के लिए पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण है। इसलिए, जो कुछ हम नहीं देख सकते हैं वह अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण प्रदान कर रहा है। वैज्ञानिकों ने इस अज्ञात पदार्थ को 'डार्क मैटर' कहा है।

गणितीय रूप से डार्क मैटर के अस्तित्व की गणना करने में सक्षम होने के साथ-साथ, हम इसे देख भी सकते हैं ... तरह। जबकि यह स्वयं प्रकाश के साथ सीधे संपर्क नहीं करता है, डार्क मैटर की उच्च सांद्रता वाले स्थान पास से गुजरने वाले प्रकाश को मोड़ देते हैं क्योंकि उनके पास एक तीव्र गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होता है।

दूसरे शब्दों में, डार्क मैटर के बारे में कुछ नहीं जानने के बावजूद, हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि यह मौजूद है।

डार्क मैटर क्या हो सकता है, इसके लिए कई सिद्धांत मौजूद हैं, लेकिन अधिक ठोस अवलोकन जो हम जानते हैं उसके इर्द-गिर्द घूमते हैं। हम जानते हैं कि डार्क मैटर केवल सामान्य पदार्थ के बादल नहीं होते हैं जो प्रकाश को परावर्तित करने वाले कणों से बने होते हैं जिन्हें बेरियन कहा जाता है। हम इसे इसलिए जानते हैं क्योंकि हम बेरियोनिक बादलों को उनके माध्यम से गुजरने वाले विकिरण के अवशोषण द्वारा पता लगाने में सक्षम होंगे।

हम यह भी जानते हैं कि डार्क मैटर एंटीमैटर नहीं है, क्योंकि जब एंटीमैटर नॉर्मल मैटर के साथ रिएक्ट करता है तो हमें वह अनोखी गामा किरणें नहीं दिखाई देती हैं। अंत में, हम जानते हैं कि डार्क मैटर ब्लैक होल (कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट्स जो गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से अपने परिवेश को हिंसक रूप से प्रभावित करते हैं) से बना नहीं है, क्योंकि हम बहुत अधिक गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग (ब्लैक होल के घटना क्षितिज के चारों ओर प्रकाश का अजीब झुकाव) देखेंगे यदि यह था इसलिए।

अनिवार्य रूप से, तीन चीजें जो हम निश्चित रूप से डार्क मैटर के बारे में जानते हैं, वे हैं:

  • यह मौजूद है
  • यह गुरुत्वाकर्षण के साथ बातचीत करता है
  • यह अत्यंत प्रचुर मात्रा में है


काली ऊर्जा

वैज्ञानिकों का अनुमान है कि डार्क मैटर ब्रह्मांड का लगभग 27% हिस्सा बनाता है। आप सभी के गणित के लिए, अगर ग्रह और तारे और हम 5% बनाते हैं, तो इसका मतलब है कि अभी भी 68% बेहिसाब बचा है।

डार्क एनर्जी दर्ज करें।

1929 में, एडवर्ड हबल (दूरबीन प्रसिद्धि के) ने जांच की कि दूर की आकाशगंगाओं द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की तरंग दैर्ध्य स्पेक्ट्रम के लाल छोर की ओर कैसे स्थानांतरित हुई। उन्होंने पाया कि फीकी, अधिक दूर की आकाशगंगाओं ने करीब की तुलना में अधिक लाल बदलाव (आंदोलन के माध्यम से प्रकाश तरंगों का खिंचाव, वस्तुओं को लाल दिखाई देना) दिखाया। हबल ने महसूस किया कि यह रेड शिफ्ट मैट्रिक्स तभी आ सकता है जब ब्रह्मांड सक्रिय रूप से विस्तार कर रहा हो।

इससे लोगों के दिमाग काफ़ी उड़ गए थे - यह संभावना थी कि बिग बैंग के प्रभाव अभी भी महसूस किए जा रहे थे, क्योंकि ब्रह्मांड लगातार बढ़ रहा था (या 'उड़ाना')। यह व्यापक रूप से माना जाता था कि गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के कारण यह विस्तार अंततः धीमा हो जाएगा। एक और हबल अवलोकन हालांकि, इस सिद्धांत को अपने सिर पर ले लिया, हालांकि, जब 90 के दशक में दूर के सुपरनोवा के अवलोकन से पता चला कि ब्रह्मांड आज की तुलना में धीमी गति से विस्तार कर रहा था। ब्रह्मांड का विस्तार धीमा नहीं हो रहा था, यह था तेज.

अब, जैसा कि ९वीं कक्षा की विज्ञान कक्षा में भाग लेने वाला कोई भी व्यक्ति जानता है, पदार्थ को शून्य से नहीं बनाया जा सकता है। और ब्रह्मांड में जहां भी खाली जगह है, हर सेकेंड में और अधिक बन रहा है। अगर ब्रह्मांड बढ़ रहा है, तो कुछ इसे ईंधन दे रहा होगा। कुछबात उस जगह को भरना होगा।

अंतरिक्ष अपने गुणों को नहीं बदलता है क्योंकि यह फैलता है, इसमें और भी कुछ है। इसलिए, डार्क एनर्जी अंतरिक्ष के लिए किसी प्रकार की आंतरिक ऊर्जा प्रतीत होती है, जो कि हमारे द्वारा ज्ञात किसी भी अन्य ऊर्जा की तुलना में अधिक मजबूत है, और जो इसे और अधिक बनाने के लिए खाली स्थान पर कार्य करती है। और यह समय के साथ मजबूत होता जा रहा है। आखिरकार, खाली स्थान में संयुक्त ब्रह्मांड (68%) की तुलना में अधिक ऊर्जा है।

तो, अंतरिक्ष इस ऊर्जा को कैसे प्राप्त करता है? आइंस्टीन ने सोचा कि वह डार्क एनर्जी उस पर कार्य करने वाले बल के बजाय स्वयं खाली स्थान की संपत्ति हो सकती है। उन्होंने सिद्धांत दिया कि यह गुरुत्वाकर्षण के समान बल का क्षेत्र हो सकता है, जो कि विपरीत तरीके से काम करता है - अंदर के बजाय बाहर धकेलना। उन्होंने इसे 'ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक' नाम दिया। दुर्भाग्य से, कोई भी इस बात की अच्छी व्याख्या के लिए नहीं आया है कि ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक क्यों होना चाहिए, और इससे भी कम कि प्रेक्षित त्वरण का कारण बनने के लिए इसका बिल्कुल सही मूल्य क्यों होगा।

एक अन्य सिद्धांत क्वांटम भौतिकी से उधार लेता है, यह सुझाव देता है कि खाली स्थान वास्तव में बिल्कुल भी खाली नहीं है, बल्कि छोटे कणों से भरा है जो लगातार अस्तित्व में और बाहर आ रहे हैं। लेकिन जब भौतिकविदों ने यह गणना करने की कोशिश की कि यह कितनी ऊर्जा खाली जगह देगा, तो उन्होंने पाया कि गणना असंभव थी।

एक अंतिम, थोड़ा विचित्र सिद्धांत यह है कि आइंस्टीन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत पूरी तरह से गलत है। लेकिन कोई भी वैकल्पिक सिद्धांत अभी तक आइंस्टीन के रूप में पूरी तरह से बातचीत करने वाले निकायों के गुणों की गणना करने में सक्षम नहीं है।

तो, वास्तव में, डार्क मैटर की तरह, हम वास्तव में यह पता लगाने के लिए तैयार नहीं हैं कि वास्तव में डार्क एनर्जी क्या है। आप कह सकते हैं कि हम अभी भी... अंधेरे में हैं।


क्या हम कभी जान पाएंगे?

यह असुविधाजनक और उत्साहजनक दोनों है कि हमें अनिवार्य रूप से पता नहीं है कि हमारे ब्रह्मांड का 95% किससे बना है। डार्क मैटर और ऊर्जा के बारे में हमारे सिद्धांत अभी भी बस यही हैं: सिद्धांत।

मुझे, एक के लिए, पूरा विश्वास है कि हम यह पता लगाने की दिशा में छलांग लगाएंगे कि जेन जेड के जीवनकाल के दौरान हमें क्या घेरता है। हम सभी उत्तरों का पता नहीं लगा सकते हैं, लेकिन फिर, इसमें मज़ा कहाँ होगा?

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