डार्क यूनिवर्स

संदर्भ

एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित रिपोर्ट के अनुसार, जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप द्वारा JWST-ER1g नामक एक पुरानी आकाशगंगा के वलय में सामान्य नियमित और डार्क मैटर के अप्रत्यक्ष साक्ष्य देखे गए हैं। 

डार्क यूनिवर्स (Dark Universe) 

• ब्रह्मांड: यह तीन घटकों से बना है- सामान्य या दृश्य पदार्थ (5%), डार्क मैटर (27%), और डार्क एनर्जी (68%)। 
• डार्क यूनिवर्स को समझने की आवश्यकता: सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को पूरी तरह से समझने के लिए, हमें यह पता लगाना होगा कि डार्क मैटर और डार्क एनर्जी क्या है? 

• डार्क मैटर (Dark Matter) 
  • डार्क मैटर सामान्य पदार्थ की तरह स्थान घेरता है और इसमें द्रव्यमान होता है, लेकिन यह प्रकाश को परावर्तित, अवशोषित या विकीर्ण नहीं करता (अभी तक अज्ञात है।)।
  • खोज: स्विस खगोलशास्त्री फ्रिट्ज ज्विकी ने 1930 के दशक में कोमा गैलेक्सी (Coma Galaxy) समूह का अध्ययन करते समय इस शब्द को गढ़ा था, लेकिन 1970 के दशक में अमेरिकी खगोलशास्त्री वेरा रुबिनबी (Vera Rubinby) ने व्यक्तिगत आकाशगंगाओं के घूर्णन का अध्ययन करके डार्क मैटर के अस्तित्व की पुष्टि की थी। 
    • उनकी टीम ने पाया कि अलग-अलग आकाशगंगाओं में अदृश्य द्रव्यमान मौजूद हो सकता है, जो डार्क मैटर से बना हो।
  • वर्तमान विश्लेषण: डार्क मैटर एक विशाल, वेब जैसी संरचना में मौजूद है, जो पूरे ब्रह्मांड में घूमता है, एक गुरुत्वाकर्षण मंच की तरह जो ब्रह्मांड के अधिकांश सामान्य पदार्थों को आकर्षित करता है, आज वैज्ञानिक समुदाय में यह लोकप्रिय धारणा है। 
    • यह निर्धारित किया गया है कि डार्क मैटर पदार्थ के ज्ञात कणों से बना नहीं है एवं डार्क मैटर को बनाने वाले तत्त्वों की खोज जारी है। 
• डार्क एनर्जी (Dark Energy) 
• • ब्रह्मांड का लगभग 68% भाग डार्क एनर्जी से निर्मित हुआ है।
  • डार्क एनर्जी के अस्तित्व को स्थापित करना यह समझाने के लिए महत्त्वपूर्ण है कि ब्रह्मांड पहले की तुलना में अधिक तीव्र गति से क्यों विस्तारित हो रहा है?
  • प्रतिकर्षी गुरुत्वाकर्षण प्रभाव का एक रूप: डार्क एनर्जी को गुरुत्वाकर्षण को चुनौती देने वाली ऊर्जा का एक रहस्यमय रूप माना जाता है, जो 13.8 अरब वर्ष पहले बिग बैंग के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुई थी।
    • यह एक प्रकार का नकारात्मक दबाव बनाता है, जो स्पेसटाइम के ढाँचे को विस्तारित करता है और सितारों एवं आकाशगंगाओं जैसी खगोलीय वस्तुओं को गुरुत्वाकर्षण के न्यूटोनियन अवधारणा के विपरीत एक दूसरे से दूर जाने की अनुमति देता है, जो एक आकर्षक बल है। 
  • वर्तमान विश्लेषण: जहाँ बहुत अधिक दृश्यमान पदार्थ होते हैं, वहाँ गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव डार्क एनर्जी से अधिक होता है। लेकिन जब अंतरिक्ष में पदार्थ नहीं होता, तो डार्क एनर्जी हावी हो जाती है। 

डार्क यूनिवर्स के अप्रत्यक्ष साक्ष्य

• सिमुलेशन के माध्यम से अवलोकन: रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस में अमेरिकी शोधकर्ताओं द्वारा प्रकाशित एक अध्ययन में बताया गया है कि वे सिमुलेशन में वास्तविक आकाशगंगाओं के प्रेक्षित व्यवहार और उनके तारों एवं गैसों की गति को समझाने में सक्षम हैं, जिसमें यह माना गया है कि आकाशगंगाओं में डार्क मैटर मौजूद है। 
• बहिष्करण क्षेत्र: वैज्ञानिकों ने एक निश्चित द्रव्यमान सीमा भी पाई है जहाँ डार्क मैटर कणों की उपस्थिति नहीं है। इस शोध को ब्रॉडबैंड सर्च फॉर डार्क फोटॉन डार्क मैटर (BREAD) प्रयोग के पहले परिणामों के रूप में प्रकाशित किया गया था। 
• ब्रह्मांड का 3D मानचित्र: अमेरिका के एरिजोना स्थित डार्क एनर्जी स्पेक्ट्रोस्कोपिक इंस्ट्रूमेंट (DESI) ब्रह्मांड का सबसे बड़ा 3D मानचित्र बनाने का प्रयास कर रहा है। 
  • पहाड़ की चोटी पर स्थित इस दूरबीन में 5,000 छोटे रोबोट लगे हैं, जो इसे पहले की तुलना में अधिक सटीकता के साथ 11 अरब वर्ष पहले की घटनाओं का अवलोकन करने में मदद करते हैं। 
  • अब तक DESI के डेटा बुनियादी स्तर पर ब्रह्मांड के ΛCDM मॉडल (बिग बैंग और आज के ब्रह्मांड को समझाने के लिए हमारा सर्वोत्तम गणितीय मॉडल) से सहमत हैं। ‘CDM’ का अर्थ है ‘कोल्ड डार्क मैटर’। 
• बदलती प्रकृति: कुछ अध्ययनों से पता चला है कि गुप्त ऊष्मा समय के साथ बदल सकती है, जो ΛCDM मॉडल की मान्यताओं के विपरीत है। 
  • Λ (लैम्डा) ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक है: यह अंतरिक्ष के ऊर्जा घनत्व को दर्शाता है और डार्क एनर्जी से निकटता से जुड़ा हुआ है। यह सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के समीकरणों में दिखाई देता है। 

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत (General Theory of Relativity) सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का उद्देश्य यह समझना है कि गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष-समय के स्वरूप को किस प्रकार प्रभावित करता है। प्रतिपादक: यह सिद्धांत भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा दिया गया था और वर्ष 1915 में प्रकाशित हुआ था। उन्होंने विशेष सापेक्षता के सिद्धांत का विस्तार किया जिसे उन्होंने 10 वर्ष पहले प्रकाशित किया था।  विशेष सापेक्षता सिद्धांत ने तर्क दिया कि स्पेस और टाइम अभिन्न रूप से जुड़े हुए हैं, लेकिन यह सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण के अस्तित्व को स्वीकार नहीं करता।  सामान्य सापेक्षता क्या है? सामान्य सापेक्षता अंतरिक्ष और समय के बारे में एक भौतिक सिद्धांत है, जिसके अनुसार स्पेसटाइम एक 4-आयामी वस्तु है, जिसे एक समीकरण का पालन करना होता है, जिसे आइंस्टीन समीकरण कहा जाता है, जो बताता है कि पदार्थ स्पेसटाइम को कैसे घुमाता है?  गुरुत्वाकर्षण: सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण की व्याख्या करती है, अर्थात् कैसे विशेष रूप से विशाल वस्तुएँ स्पेस-टाइम के नेटवर्क को विकृत करती हैं, एक विकृति जो गुरुत्वाकर्षण के रूप में प्रकट होती है। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र घुमावदार स्पेस-टाइम के परिणामस्वरूप सामान्य सापेक्षता के विवरण से बाहर आता है।

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