आकाशगंगा के हृदय में क्या छिपा है?

मुझे याद है जब मैं बच्चा था, गीली गर्मियों की घास पर लेटा हुआ, मिल्की वे को घूर रहा था। यह एक असंभव काले कैनवास के खिलाफ प्रकाश का एक धब्बा था। मुझे आश्चर्य की एक गहरी भावना महसूस हुई, लेकिन साथ ही एक अजीब, शांत बेचैनी भी। ऐसा लगा जैसे मैं एक पेंटिंग देख रहा हूं, लेकिन मैं किसी तरह उस दीवार के वजन को महसूस कर सकता था जिस पर यह लटकी हुई थी, अंधेरे में छिपी हुई थी। वह भावना, एक विशाल, अदृश्य उपस्थिति की भावना, केवल बचकानी कल्पना नहीं है। यह हमारे ब्रह्मांड की मौलिक वास्तविकता है। जो तारे हम देखते हैं वे केवल उस महासागर पर झाग हैं जिसे हम नहीं देख सकते। और वैज्ञानिक अंततः पानी को देखने के करीब पहुंच रहे हैं।

की खोज डार्क मैटर आधुनिक भौतिकी की परिभाषित भूत कहानी रही है। यह हमारे ब्रह्मांड का अदृश्य ढांचा है, ब्रह्मांडीय पदार्थ का मौन बहुमत है, और इसका अस्तित्व हमारे द्वारा सामना किए गए सबसे जिद्दी और रोमांचक रहस्यों में से एक रहा है। हम दशकों से इस भूत का पीछा कर रहे हैं, आकाशगंगाओं के घूमने के तरीके और ब्रह्मांड में प्रकाश के झुकने के तरीके में इसके पदचिह्न देख रहे हैं। लेकिन अब, हमारी अपनी आकाशगंगा के हृदय से उच्च-ऊर्जा प्रकाश की एक लगातार चमक के लिए धन्यवाद, हम डार्क मैटर एक बार और सभी के लिए।

हमारे ब्रह्मांड का एक भूतिया कंकाल डार्क मैटर से बना है

चलिए सीधे बात करते हैं। आपने जो कुछ भी देखा है—हर तारा, हर ग्रह, हर व्यक्ति, हर रेत का कण—ज्ञात ब्रह्मांड का एक दयनीय 5% बनाता है। बाकी एक ब्रह्मांडीय पहेली है। इसका लगभग 27% वह मायावी पदार्थ है जिसे हम डार्क मैटर शेष एक और भी विचित्र बल है जिसे डार्क एनर्जी के रूप में जाना जाता है। तो, हर "सामान्य" पदार्थ के लिए जिसे आप देख और छू सकते हैं, उससे अधिक पांच भाग हैं डार्क मैटर छायाओं में छिपा हुआ।

यह सिर्फ "वहां बाहर" नहीं है, यह यहां है। ऐसा माना जाता है कि यह अभी आपके माध्यम से, पृथ्वी के माध्यम से, सूर्य के माध्यम से गुजर रहा है, जैसे एक मौन, उदासीन हवा।

अदृश्य 85%

इसे "डार्क" क्यों कहा जाता है? नाम लगभग बहुत सरल है। यह डार्क है क्योंकि यह प्रकाश के साथ बातचीत नहीं करता। बिल्कुल भी नहीं। यह न तो चमकता है, न ही परावर्तित होता है, न ही छाया डालता है। यह हर उस प्रकाश के लिए पूरी तरह से पारदर्शी है जिसे हम पहचान सकते हैं, रेडियो तरंगों से लेकर गामा किरणों तक जिन पर हम जल्द ही चर्चा करेंगे। यह इसकी परिभाषित विशेषता है और इसे ढूंढना इतना कठिन बनाता है।

अगर आप इसे देख नहीं सकते, तो आप दुनिया में कैसे जानते हैं कि यह वहां है? जवाब उतना ही सरल है जितना कि खेल के मैदान में झूला झूलता बच्चा। आप जानते हैं कि झूला चल रहा है क्योंकि आप बच्चे को देखते हैं। लेकिन आप यह भी जानते हैं कि कुछ और खेल में है: गुरुत्वाकर्षण। डार्क मैटर वही है। हम इसे सीधे नहीं देख सकते, लेकिन हम देख सकते हैं कि इसका गुरुत्वाकर्षण उन चीजों पर क्या करता है जिन्हें हम कर सकते हैं देख सकते हैं।

एक अदृश्य विशालकाय से गुरुत्वाकर्षण महसूस करना

एक विशाल, अदृश्य व्यक्ति की कल्पना करें जो एक विशाल ट्रैम्पोलिन पर खड़ा है। आप उन्हें नहीं देख सकते, लेकिन आप सभी कंचों को उस विशाल गड्ढे की ओर लुढ़कते हुए देख सकते हैं जो वे कपड़े में बना रहे हैं। इसी तरह हमने डार्क मैटर 1970 के दशक में, खगोलशास्त्री वेरा रुबिन आकाशगंगाओं के घूमने का अध्ययन कर रही थीं। तर्क यह था कि आकाशगंगा के बाहरी किनारों पर स्थित तारों को केंद्र के पास के तारों की तुलना में बहुत धीमी गति से चलना चाहिए, जैसे हमारे सौर मंडल के बाहरी ग्रह आंतरिक ग्रहों की तुलना में धीमी गति से परिक्रमा करते हैं।

लेकिन वे ऐसा नहीं करते।

बाहरी किनारों पर तारे उतनी ही तेजी से घूम रहे थे जितने कि आंतरिक तारे। यह एक चौंकाने वाली, नियम-तोड़ने वाली खोज थी। इस असंभव गति को समझाने का एकमात्र तरीका यह था कि पूरी आकाशगंगा को घेरने वाला पदार्थ का एक विशाल, अदृश्य प्रभामंडल था, जो उन तेज गति वाले तारों को उनकी कक्षाओं में बनाए रखने के लिए आवश्यक अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण गोंद प्रदान कर रहा था। यह पहला धूम्रपान बंदूक था। आकाशगंगा दिखने में भारी थी। बहुत, बहुत भारी। यह एक ब्रह्मांडीय भूत से भरी हुई थी।

आकाशगंगा के हृदय से गामा किरणें डार्क मैटर की प्रतिध्वनि हो सकती हैं

दशकों से, डार्क मैटर के इन अप्रत्यक्ष गुरुत्वाकर्षण प्रभावों के बारे में रहा है। लेकिन वह पर्याप्त नहीं है। हम एक प्रत्यक्ष संकेत देखना चाहते हैं, एक उपोत्पाद डार्क मैटर स्वयं कुछ कर रहे हैं। अब, हमारे पास यह हो सकता है। वर्षों से, नासा के फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप ने मिल्की वे के हृदय पर नजर रखी है, जो पृथ्वी से लगभग 26,000 प्रकाश वर्ष दूर एक अराजक और भीड़-भाड़ वाला क्षेत्र है। और इसने कुछ अजीब देखा है: गामा किरणों की अधिकता।

गामा किरणें ब्रह्मांड में प्रकाश का सबसे ऊर्जावान रूप हैं। वे शुद्ध ऊर्जा के पंच हैं, जो सबसे हिंसक ब्रह्मांडीय घटनाओं से उत्पन्न होते हैं, जैसे विस्फोटित तारे या ब्लैक होल में घूमता हुआ पदार्थ। लेकिन आकाशगंगा के केंद्र से यह चमक अलग है। यह एक विसरित, गोलाकार धुंध है जो किसी ज्ञात स्रोत के पैटर्न से मेल नहीं खाती। और इसमें एक ऊर्जा हस्ताक्षर है जिसने भौतिकी की दुनिया को अपनी सीट के किनारे पर ला दिया है।

संदिग्ध #1: विनाशकारी डार्क मैटर का हस्ताक्षर

के बारे में प्रमुख सिद्धांतों में से एक डार्क मैटर यह है कि यह कणों से बना है जो अपने स्वयं के प्रतिकण हैं। इसका मतलब है कि जब दो डार्क मैटर कण टकराते हैं, वे एक-दूसरे से टकराते नहीं हैं। वे नष्ट हो जाते हैं। वे ऊर्जा की एक फुफकार में गायब हो जाते हैं, अन्य कणों को छोड़ते हुए, जिनमें उच्च-ऊर्जा गामा किरणें शामिल हैं।

इसे दो पूरी तरह से मेल खाते भूतों की तरह सोचें जो युगों से एक-दूसरे के माध्यम से गुजर रहे हैं। लेकिन जब वे दुर्लभ अवसर पर आमने-सामने मिलते हैं, तो वे प्रकाश की एक चमक में फट जाते हैं।

आकाशगंगा के केंद्र में डार्क मैटर , एक ऐसा स्थान जहां ये कण एक साथ भीड़ में होंगे, जिससे टकराव की संभावना अधिक हो जाएगी। फर्मी टेलीस्कोप द्वारा देखी गई गामा-रे चमक के लिए डार्क मैटर आश्चर्यजनक सटीकता के साथ विनाश। स्थान सही है। ऊर्जा स्तर सही है। गोलाकार आकार सही है। कई वैज्ञानिकों के लिए, यह सिर्फ एक सुराग नहीं है; यह एक स्वीकारोक्ति है। जैसा कि ब्रह्मांड विज्ञानी जोसेफ सिल्क ने कहा, "हमने डार्क मैटर का अप्रत्यक्ष रूप से पता लगाया गया है। यह ब्रह्मांड के सबसे बड़े रहस्य की प्रतिध्वनि हो सकती है।

संदिग्ध #2: धोखेबाज सरल पल्सर सिद्धांत

लेकिन किसी भी अच्छी जासूसी कहानी में, एक वैकल्पिक संदिग्ध होना चाहिए। ब्रह्मांड शायद ही कभी चीजों को आसान बनाता है। इस गामा-रे चमक के लिए दूसरा प्रमुख स्पष्टीकरण बहुत कम विदेशी है: अज्ञात का एक विशाल जनसंख्या मिलीसेकंड पल्सर ।

एक पल्सर एक प्रकार का न्यूट्रॉन तारा —एक विशाल तारे के सुपरनोवा के बाद का अत्यधिक घना, ढह गया कोर। यह पदार्थ की एक शहर के आकार की गेंद है जो इतनी घनी है कि इसका एक चम्मच अरबों टन वजनी होगा। मिलीसेकंड पल्सर इस परिवार के अति सक्रिय चचेरे भाई हैं, जो हर सेकंड सैकड़ों बार घूमते हैं। जैसे ही वे घूमते हैं, वे विकिरण की किरणें निकालते हैं, जिनमें गामा किरणें भी शामिल हैं, जैसे ब्रह्मांडीय प्रकाशस्तंभ।

सिद्धांत यह है कि आकाशगंगा केंद्र में हजारों छोटे, धुंधले पल्सर हो सकते हैं जिन्हें हम व्यक्तिगत रूप से देखने में सक्षम नहीं हैं। उनकी सामूहिक रोशनी, सभी एक साथ धुंधली होकर, वह विसरित गामा-किरण चमक बना सकती है जिसे हम देखते हैं। यह एक संभावित, यदि कुछ हद तक उबाऊ, व्याख्या है। यह डेटा के साथ भी फिट बैठता है। और इसलिए, भौतिकी समुदाय खुद को दो समान रूप से संभावित अपराधियों के साथ एक चौराहे पर पाता है।

क्यों यह ब्रह्मांडीय जासूसी कहानी अभी खत्म नहीं हुई है

तो, हम एक मौलिक संघर्ष के साथ रह गए हैं। क्या आकाशगंगा केंद्र से चमक ब्रह्मांड के मौन बहुमत की पहली फुसफुसाहट है? या यह हजारों छोटे, घूमते हुए तारकीय शवों की गूंज मात्र है? उत्तर हमारे ब्रह्मांड की समझ को फिर से परिभाषित करेगा। सौभाग्य से, हम रहस्य को सुलझाने में सक्षम एक मशीन बना रहे हैं।

भूतों को लाइटहाउस से अलग करना

संकेत डार्क मैटर विलुप्ति और पल्सरों का समुद्र फर्मी टेलीस्कोप के समान दिख सकता है, लेकिन वे समान नहीं हैं। वे दो गानों की तरह हैं जो एक समान कुंजी में बजाए जाते हैं। एक आकस्मिक श्रोता के लिए, वे एक जैसे लगते हैं। लेकिन एक प्रशिक्षित संगीतकार सामंजस्य और लय में सूक्ष्म अंतर निकाल सकता है।

पल्सर द्वारा उत्पन्न गामा किरणों की ऊर्जा वितरण उन लोगों से थोड़ी अलग होनी चाहिए डार्क मैटर । वे भी कम चिकनी रूप से वितरित होंगे। जबकि पल्सरों का एक संग्रह एक ज्यादातर चिकनी चमक, करीब से यह थोड़ा "दानेदार" या "दानेदार" होगा, क्योंकि यह हजारों विशिष्ट बिंदुओं से आ रही है। चमक डार्क मैटर हालांकि, विलुप्ति पूरी तरह से, त्रुटिहीन रूप से चिकनी होनी चाहिए। समस्या यह है कि हमारे वर्तमान उपकरण इस दानेदारता को देखने के लिए पर्याप्त संकल्प नहीं रखते। यह एक मील दूर से अखबार पढ़ने की कोशिश करने जैसा है।

वह टेलीस्कोप जो बहस को समाप्त कर सकता है

यही वह जगह है जहां चेरेंकोव टेलीस्कोप एरे (सीटीए) वेधशाला आती है। वर्तमान में निर्माणाधीन, सीटीए अब तक की सबसे शक्तिशाली जमीनी-आधारित गामा-किरण वेधशाला होगी। इसमें गामा-किरण आकाश को अद्वितीय विस्तार और ऊर्जा सटीकता के साथ मैप करने की अभूतपूर्व क्षमता होगी।

सीटीए इस ब्रह्मांडीय मामले में अंतिम निर्णायक होगा। यह उस आकाशगंगा चमक पर ज़ूम इन करने और यह देखने में सक्षम होगा कि क्या यह पूरी तरह से चिकनी है, जो डार्क मैटर , या यदि यह हजारों छोटे पल्सरों की हल्की, दानेदार बनावट में बदल जाता है। यह उन गामा किरणों की ऊर्जा को इतनी सटीकता से मापने में सक्षम होगा कि यह विलुप्ति के हस्ताक्षर और घूमते हुए न्यूट्रॉन तारे के हस्ताक्षर के बीच अंतर कर सके।

पहला डेटा 2026 तक आ सकता है। यह कोई दूर का, भविष्य का सपना नहीं है। यह अब हो रहा है। हम उत्तर के कगार पर हैं।

अंतिम विचार

स्पष्ट हो जाएं। पल्सर परिकल्पना एक सुरक्षित शर्त है, एक अजीब घटना को उन वस्तुओं के साथ समझाने का प्रयास है जिनके बारे में हम पहले से जानते हैं। यह रूढ़िवादी सिद्धांत है। लेकिन यह अपर्याप्त लगता है। डार्क मैटर परिकल्पना, दूसरी ओर, एक कट्टरपंथी छलांग है जो आकाशगंगा घूर्णन से लेकर ब्रह्मांड की संरचना तक दर्जनों अन्य ब्रह्मांडीय समस्याओं को पूरी तरह से समझाती है। यह सुरुचिपूर्ण, सर्व-समावेशी समाधान है।

साक्ष्य एक ऐसे ब्रह्मांड की ओर इशारा कर रहे हैं जो जितना दिखता है उससे कहीं अधिक अजीब, भव्य और रहस्यमय है। हम सिर्फ एक नए कण की तलाश नहीं कर रहे हैं; हम वास्तविकता की अदृश्य वास्तुकला का मानचित्रण कर रहे हैं। हमारी आकाशगंगा के दिल से चमक एक संदेश है। मुझे विश्वास है कि यह मशीन में भूत है जो अंततः वापस बात कर रहा है।

आपको क्या लगता है कि हमारी आकाशगंगा के दिल में क्या छिपा है? नीचे टिप्पणी में हमें बताएं!

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. डार्क मैटर क्या है, सरलता से? डार्क मैटर एक रहस्यमय, अदृश्य पदार्थ है जिसके बारे में माना जाता है कि यह ब्रह्मांड का लगभग 27% हिस्सा बनाता है। यह किसी भी प्रकार की रोशनी का उत्सर्जन, परावर्तन या अवरोध नहीं करता है, लेकिन वैज्ञानिकों को विश्वास है कि यह मौजूद है क्योंकि इसका सितारों और आकाशगंगाओं पर शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण प्रभाव पड़ता है।

2. क्या डार्क मैटर का अस्तित्व पुष्टि किया गया है? सीधे नहीं। डार्क मैटर का समर्थन अप्रत्यक्ष साक्ष्य द्वारा भारी रूप से किया जाता है, जैसे कि आकाशगंगाओं की घूर्णन गति और आकाशगंगा समूहों के चारों ओर प्रकाश का झुकना। आकाशगंगा केंद्र से गामा-किरण संकेत अब तक के प्रत्यक्ष पुष्टि के लिए सबसे आशाजनक सुराग है, लेकिन यह अभी तक निर्णायक प्रमाण नहीं है।

3. हम डार्क मैटर क्यों नहीं देख सकते? हम देख नहीं सकते डार्क मैटर क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय बल के साथ बातचीत नहीं करता है। इसका मतलब है कि यह किसी भी तरह से प्रकाश (फोटॉन) के साथ बातचीत नहीं करता है। यह केवल गुरुत्वाकर्षण बल के माध्यम से ब्रह्मांड के साथ बातचीत करता है, जिससे यह पारदर्शी और पारंपरिक दूरबीनों द्वारा अप्राप्य हो जाता है।

4. गामा किरणें क्या हैं? गामा किरणें विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में प्रकाश का सबसे ऊर्जावान रूप हैं। वे ब्रह्मांड की सबसे चरम घटनाओं द्वारा उत्पन्न होती हैं, जैसे सुपरनोवा, ब्लैक होल, और संभावित रूप से, डार्क मैटर कण।

5. नया टेलीस्कोप डार्क मैटर खोजने में कैसे मदद करेगा? चेरेंकोव टेलीस्कोप एरे (सीटीए) की संवेदनशीलता और संकल्प वर्तमान उपकरणों की तुलना में कहीं अधिक होगा। यह आकाशगंगा केंद्र से गामा-किरण चमक का बारीकी से विश्लेषण करने में सक्षम होगा। वैज्ञानिक यह देखने के लिए देखेंगे कि क्या चमक पूरी तरह से चिकनी है (पक्षधर डार्क मैटर ) या थोड़ा दानेदार (पल्सरों का पक्षधर), और वे गामा किरणों की ऊर्जा को इतनी सटीकता से मापेंगे कि वे दो स्रोतों के बीच अंतर बता सकें।

6. डार्क मैटर और डार्क ऊर्जा के बीच क्या अंतर है? जबकि दोनों रहस्यमय हैं, वे पूरी तरह से अलग चीजें हैं। डार्क मैटर एक प्रकार का पदार्थ है जिसमें गुरुत्वाकर्षण होता है और यह आकाशगंगाओं के लिए ढांचा बनाने के लिए एक साथ जुड़ता है। डार्क ऊर्जा एक रहस्यमय बल या अंतरिक्ष की संपत्ति है जो ब्रह्मांड के विस्तार को तेज कर रही है। यह एक प्रकार के प्रतिगुरुत्वाकर्षण के रूप में कार्य करता है, चीजों को अलग धकेलता है।