द बिग बैंग थ्योरी: हाउ द यूनिवर्स की शुरुआत हुई


बिग बैंग सिद्धांत ब्रह्मांड के 14 बिलियन वर्ष की कहानी के पुनर्निर्माण के सर्वोत्तम प्रयासों का प्रतिनिधित्व करता है जो आज दिखाई देने वाले अस्तित्व के कांप पर आधारित है।

विभिन्न लोग "बिग बैंग" शब्द का विभिन्न तरीकों से उपयोग करते हैं। ज्यादातर आम तौर पर, यह अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के चाप को दिखाता है क्योंकि यह पतला और शुरू में घने, गर्म राज्य से ठंडा हो गया था। यह विवरण इस विचार को उबलता है कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, जीव विज्ञान में फिटेस्ट के अस्तित्व के लिए एक व्यापक सिद्धांत है जो कुछ बहस करने योग्य होगा।

अधिक विशेष रूप से, बिग बैंग स्वयं भी अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के जन्म का उल्लेख कर सकता है – जिस क्षण कुछ बदल गया, आज की घटनाओं को किकस्टार्ट कर रहा है। कॉस्मोलॉजिस्टों ने एक दूसरे के उस अंश के विवरण के बारे में दशकों से तर्क दिया है, और चर्चा आज भी जारी है। [From Big Bang to Present: Snapshots of Our Universe Through Time]

अधिकांश मानव इतिहास के लिए, आकाश के पर्यवेक्षकों ने इसे शाश्वत और अपरिवर्तनीय माना। एडविन हबल ने 1920 के दशक में इस कहानी को एक प्रायोगिक झटका दिया जब उनकी टिप्पणियों ने बताया कि मिल्की वे के बाहर दोनों आकाशगंगाएं मौजूद थीं, और उनकी रोशनी फैलती दिखाई दी – एक संकेत है कि वे पृथ्वी से भाग रहे थे।

जॉर्ज लेमट्रे, एक समकालीन बेल्जियम भौतिक विज्ञानी, ने हबल और अन्य लोगों के डेटा की व्याख्या एक विस्तारित ब्रह्मांड के प्रमाण के रूप में की, एक संभावना जो आइंस्टीन के हाल ही में प्रकाशित क्षेत्र समीकरणों की सामान्य सापेक्षता द्वारा अनुमत है। पीछे की ओर सोचते हुए, लेमट्रे ने अनुमान लगाया कि आज की अलग आकाशगंगाओं को एक साथ शुरू किया जाना चाहिए, जिसे उन्होंने "प्राइमवल एटम" कहा है।

Lema'stre के विचार के लिए आधुनिक शब्द का पहला सार्वजनिक उपयोग वास्तव में एक आलोचक – अंग्रेजी खगोलशास्त्री फ्रेड हॉयल से हुआ था। 28 मार्च, 1949 को, हॉयल ने शाश्वत ब्रह्मांड के अपने पसंदीदा सिद्धांत की रक्षा के दौरान वाक्यांश को गढ़ा, जिसने विस्तार के कमजोर पड़ने को रद्द करने के लिए मामला बनाया। हॉयल ने इस धारणा को कहा कि "ब्रह्मांड के सभी पदार्थ दूरस्थ अतीत में एक विशेष समय में एक बड़े धमाके में बने थे," तर्कहीन था। बाद के साक्षात्कारों में, होयल ने जानबूझकर एक बदनाम नाम का आविष्कार करने से इनकार किया, लेकिन मोनिकर अटक गया, कुछ की हताशा के लिए बहुत कुछ।

"बिग बैंग वास्तव में एक बुरा शब्द है," पॉल स्टीनहार्ट ने कहा, प्रिंसटन में एक कॉस्मोलॉजिस्ट। "द बिग स्ट्रेच सही विचार को पकड़ लेगा।" स्टीनहार्ट के अनुसार, एक विस्फोट की मानसिक छवि सभी प्रकार के भ्रम का कारण बनती है। इसका अर्थ है एक केंद्रीय बिंदु, एक विस्तृत सीमांत और एक दृश्य जहां प्रकाश छर्रों भारी विखंडू की तुलना में तेजी से उड़ते हैं। लेकिन एक विस्तारित ब्रह्मांड ऐसा कुछ नहीं दिखता है, उन्होंने कहा। कोई केंद्र नहीं है, कोई किनारा नहीं है, और आकाशगंगाएँ बड़ी और छोटी सभी तरह से अलग-अलग स्लाइड करती हैं (हालांकि अधिक दूर की आकाशगंगाएं ब्रह्मांड के अंधेरे ऊर्जा के हालिया प्रभाव के तहत तेजी से आगे बढ़ती हैं)।

अपने नाम के बावजूद, बिग बैंग सिद्धांत ने जो कुछ भी हम देखते हैं उसे समझाने की अपनी अद्वितीय क्षमता के लिए व्यापक स्वीकृति प्राप्त की। उदाहरण के लिए, पहले 3 मिनट के दौरान प्रोटॉन और न्यूट्रॉन जैसे कणों के साथ प्रकाश का संतुलन, प्रारंभिक तत्वों को हीलियम और अन्य प्रकाश परमाणुओं की वर्तमान मात्रा की भविष्यवाणी करने वाले दर पर बनाते हैं।

न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के एक कॉस्मोलॉजिस्ट ग्लेनिस फर्रार ने कहा, "उस समय में एक छोटी सी खिड़की थी जहां नाभिक बनाना संभव था।" "उसके बाद, ब्रह्मांड का विस्तार होता रहा और वे एक-दूसरे को और उससे पहले नहीं खोज पाए [the window] ये बहुत गरम था।"

अगले 378,000 वर्षों के लिए एक बादल प्लाज्मा ने ब्रह्मांड को भर दिया, जब तक कि आगे चलकर इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन तटस्थ हाइड्रोजन परमाणु बनाते हैं, और कोहरा साफ हो गया। इस प्रक्रिया के दौरान उत्सर्जित प्रकाश, जो तब से माइक्रोवेव में फैला हुआ है, सबसे शुरुआती ज्ञात वस्तु शोधकर्ता सीधे अध्ययन कर सकते हैं। कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (सीएमबी) विकिरण के रूप में जाना जाता है, कई शोधकर्ता इसे बिग बैंग के लिए सबसे मजबूत सबूत मानते हैं।

लेकिन जैसे ही ब्रह्मांड विज्ञानियों ने ब्रह्मांड के पहले क्षणों में वापस धकेल दिया, कहानी का खुलासा नहीं हुआ। सामान्य सापेक्षता के समीकरणों ने असीमित गर्मी और घनत्व का एक प्रारंभिक संकेत सुझाया – एक विलक्षणता। ज्यादा शारीरिक अर्थ नहीं बनाने के अलावा, एक विलक्षण मूल चिकनी, सपाट सीएमबी से मेल नहीं खाता। स्पेक के दुर्जेय तापमान और घनत्व में उतार-चढ़ाव ने विभिन्न गुणों के साथ आकाश के स्वैथ का उत्पादन किया होगा, लेकिन सीएमबी का तापमान एक डिग्री के कुछ अंशों से भिन्न होता है। अंतरिक्ष-समय की वक्रता भी काफी सपाट दिखती है, जिसका तात्पर्य पदार्थ और वक्रता के एक प्रारंभिक-समीपवर्ती संतुलन से है, जो अधिकांश ब्रह्मांडविदों को असंभव लगता है।

एलन गुथ ने 1980 के दशक में एक दूसरे के पहले अंश की एक नई तस्वीर पेश की, जिसमें यह सुझाव दिया गया कि ब्रह्मांड ने अपने शुरुआती क्षणों को आज की तुलना में तेजी से बढ़ते हुए बिताया है। कुछ बिंदु पर यह प्रक्रिया बंद हो गई, और ब्रेक लगाने पर घने और गर्म (लेकिन असीम रूप से नहीं) कणों की गड़बड़ी पैदा हुई जो विलक्षणता का स्थान लेती है। फरार ने कहा, "मेरे खुद के दिमाग में मुझे लगता है कि बिग बैंग के रूप में, जब ब्रह्मांड गर्म हो गया था।"

मुद्रास्फीति सिद्धांत, जैसा कि कहा जाता है, अब प्रतिस्पर्धी मॉडलों की अधिकता है। हालांकि कोई भी इस बारे में ज्यादा नहीं जानता था कि ब्रह्मांड का इतनी तेजी से विस्तार क्या हुआ है, सिद्धांत मुख्य रूप से असंभव फीचर रहित सीएमबी की व्याख्या करने की अपनी क्षमता के लिए लोकप्रिय हो गया है: मुद्रास्फीति ने मामूली उतार-चढ़ाव (जो कि आज के आकाशगंगा समूहों में विकसित हुआ) को संरक्षित किया, जबकि प्रमुख थे। "यह एक बहुत प्यारी कहानी है," स्टाइनहार्ड ने कहा, जिन्होंने सिद्धांत विकसित करने में मदद की। "यह एक है जो हम अपने बच्चों को बताते हैं।"

हाल के शोध ने मुद्रास्फीति सिद्धांत के लौकिक कथा में दो झुर्रियों को पेश किया है। स्टाइनहार्ट और अन्य लोगों के द्वारा यह सुझाव दिया गया है कि मुद्रास्फीति कुछ क्षेत्रों (जैसे कि हमारे अवलोकन योग्य ब्रह्माण्ड) में रुकी होगी, लेकिन दूसरों में जारी रही, "भूवैज्ञानिक गुणों के प्रत्येक बोधगम्य समुच्चय" के साथ अलग-अलग क्षेत्रों की एक सरणी का निर्माण, जैसा कि स्टेहर्डट कहते हैं। कई भौतिक विज्ञानी इस "मल्टीवर्स" तस्वीर को अरुचिकर पाते हैं, क्योंकि यह एक अनंत संख्या में अप्रतिम भविष्यवाणियां करती है।

प्रायोगिक मोर्चे पर, कॉस्मोलॉजिस्ट उम्मीद करते हैं कि मुद्रास्फीति ने सीएमबी में आकाशगंगा-फैले गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्पादन किया होगा, क्योंकि यह मामूली तापमान और घनत्व भिन्नताएं पैदा करता था। वर्तमान प्रयोगों को उन्हें खोजने के लिए पर्याप्त संवेदनशील होना चाहिए, लेकिन आदिकालीन अंतरिक्ष-समय तरंग दिखाई नहीं दी (2014 में एक झूठी अलार्म के बावजूद)।

कई शोधकर्ता अधिक सटीक सीएमबी माप का इंतजार करते हैं जो कई मुद्रास्फीति मॉडल को मार सकते हैं, या मान्य कर सकते हैं, जो अभी भी खड़े हैं। हालांकि, अन्य भौतिकविदों को ब्रह्मांड की सहजता एक समस्या के रूप में नहीं दिखती है – यह वर्दी से शुरू हुई और कोई स्पष्टीकरण नहीं चाहिए।

जबकि प्रायोगिक विशेषज्ञ सटीक स्तर के नए स्तरों के लिए प्रयास करते हैं, कुछ सिद्धांतवादी मुद्रास्फीति से दूर हो गए हैं ताकि ब्रह्मांड को सपाट करने के अन्य तरीकों की तलाश कर सकें। उदाहरण के लिए, स्टाइनहार्ड, एक "बड़े उछाल" मॉडल पर काम कर रहा है, जो शुरुआती घड़ी को आगे भी पीछे धकेलता है, संकुचन के पहले की अवधि के लिए जो अंतरिक्ष-समय को सुचारू करता है और विस्फोटक विस्तार के लिए चरण निर्धारित करता है। उन्हें उम्मीद है कि बहुत पहले, नए हस्ताक्षर, आदिम गुरुत्वाकर्षण तरंगों की कमी जैसी समस्याओं के अलावा, कॉस्मोलॉजिस्ट को बताने के लिए एक नई रचना कहानी के साथ स्थापित करेंगे। "क्या कोई अन्य देखने योग्य विशेषताएं हैं?" स्टीनहार्ट ने कहा, "मुझसे कुछ वर्षों में फिर से पूछें और मुझे जवाब मिलने की उम्मीद है।"

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