सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत इस बारे में अजीब भविष्यवाणियों से भरा हुआ है कि बड़े पैमाने पर पिंडों से स्थान और समय कैसे प्रभावित होते हैं। गुरुत्वाकर्षण तरंगों से लेकर डार्क मैटर द्वारा प्रकाश के लेंसिंग तक सब कुछ। लेकिन सबसे अजीब भविष्यवाणियों में से एक प्रभाव है जिसे फ्रेम-ड्रैगिंग के रूप में जाना जाता है। प्रभाव इतना सूक्ष्म है कि इसे पहली बार एक दशक पहले ही मापा गया था। अब खगोलविदों ने एक सफेद बौने के आसपास के प्रभाव को मापा है, और यह हमें बताता है कि कुछ सुपरनोवा कैसे होते हैं।
सामान्य सापेक्षता में, गुरुत्वाकर्षण बल नहीं है। द्रव्यमान की उपस्थिति उसके चारों ओर स्थान को मोड़ देती है, और इसका अर्थ है कि द्रव्यमान के पास गतिमान वस्तुएँ सीधे पथ से विक्षेपित हो जाती हैं। यह विक्षेपण ऐसा लगता है जैसे वस्तु को द्रव्यमान की ओर खींचा जा रहा है जैसे कि बल द्वारा हम गुरुत्वाकर्षण कहते हैं। जब एक बड़ा द्रव्यमान घूम रहा होता है, तो अंतरिक्ष भी घूर्णन की दिशा में थोड़ा मुड़ जाता है। यह वह प्रभाव है जिसे फ्रेम-ड्रैगिंग के रूप में जाना जाता है।
फ्रेम खींचने का एक उदाहरण। साभार: साइमन टायरन, विकिपीडिया के माध्यम से
आप ऊपर की आकृति में फ्रेम-ड्रैगिंग का एक उदाहरण देख सकते हैं। केंद्रीय वस्तु एक विशाल घूर्णन पिंड है, जैसे कि ब्लैक होल। लाल बिंदु उन बिंदुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जो 'आराम पर' हैं, जिसका अर्थ है कि वे आगे नहीं बढ़ रहे हैंके माध्यम सेस्थान। इसके बजाय, वे चलते हैं क्योंकि घूर्णन के कारण शरीर के चारों ओर का स्थान मुड़ रहा है। यह फ्रेम-ड्रैगिंग प्रभाव किसी वस्तु की किसी भी कक्षीय गति के अतिरिक्त है, और यह इस कारण का हिस्सा है कि ब्लैक होल के चारों ओर अभिवृद्धि डिस्क इतनी गर्म हो सकती है।
पृथ्वी के पास, फ़्रेम-ड्रैगिंग प्रभाव बहुत छोटा है। इतना छोटा कि इसे मापने के लिए एक खास सैटेलाइट की जरूरत पड़ी। गुरुत्वाकर्षण जांच बी के रूप में जाना जाता है, अंतरिक्ष यान में अब तक की सबसे गोलाकार वस्तुओं में से एक है। एक बार अंतरिक्ष में, गोले को घूमते हुए सेट किया गया और समय के साथ देखा गया।
ग्रेविटी प्रोब बी का पूर्ववर्ती प्रभाव क्रेडिट: ग्रेविटी प्रोब बी टीम, स्टैनफोर्ड, नासा
फ्रेम-ड्रैगिंग के बिना, पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले एक घूमने वाले गोले को हमेशा जाइरोस्कोप की तरह एक ही अभिविन्यास रखना चाहिए। पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण इसे अपने आप मुड़ने का कारण नहीं बना सकता है। लेकिन फ्रेम-ड्रैगिंग कर सकते हैं। पृथ्वी के घूमने के कारण, पृथ्वी के करीब अंतरिक्ष का क्षेत्र दूर के अंतरिक्ष के क्षेत्र की तुलना में थोड़ा तेज मुड़ता है। इसका मतलब है कि गोले का जो हिस्सा पृथ्वी के करीब है, उसे थोड़ा धक्का लगता है, और परिणामस्वरूप, समय के साथ इसका अभिविन्यास बदल जाता है। हम इसे लेंस-थिरिंग प्रीसेशन कहते हैं। 2015 में टीम ने इस पूर्वता को मापा, और यह सामान्य सापेक्षता के साथ पूरी तरह सहमत था।
जबकि सफेद बौनों और न्यूट्रॉन सितारों जैसे बड़े पिंडों के आसपास फ्रेम-ड्रैगिंग प्रभाव बड़ा होता है, इसे मापना आसान नहीं होता है। किसी पिंड के फ्रेम-ड्रैगिंग को मापने के लिए आपको उसकी परिक्रमा करने वाली किसी चीज़ की आवश्यकता होती है। सौभाग्य से हमारे लिए, कई सफेद बौने और न्यूट्रॉन तारे एक द्विआधारी प्रणाली का हिस्सा हैं। तो हाल ही में एक टीम ने फ्रेम ड्रैगिंग का अध्ययन करने के लिए बाइनरी सिस्टम का इस्तेमाल किया।
1999 में, ऑस्ट्रेलियन पार्क्स रेडियो टेलीस्कोप ने पल्सर PSR J1141-6545 की खोज की। यह एक न्यूट्रॉन तारा है जो एक सफेद बौने तारे के साथ एक द्विआधारी कक्षा में है। इन दोनों तारों के बीच की दूरी केवल सूर्य की चौड़ाई के बारे में है, और वे हर पांच घंटे में एक दूसरे की परिक्रमा करते हैं।
क्योंकि पल्सर नियमित अंतराल पर एक तेज रेडियो पल्स का उत्सर्जन करते हैं, खगोलविद पल्सर की गति और कक्षा का अत्यंत सटीक माप करने के लिए उनका उपयोग कर सकते हैं। माप इतने सटीक हैं कि हम उनका उपयोग फ्रेम खींचने सहित सामान्य सापेक्षता के प्रभावों को मापने के लिए कर सकते हैं। चूंकि सफेद बौना घूर्णन कर रहा है, पल्सर की कक्षा समय के साथ थोड़ा आगे बढ़ती है। पूर्वता की मात्रा सफेद बौने के द्रव्यमान और घूर्णी गति पर निर्भर करती है।
आगंतुक क्षेत्र से देखे जाने वाले रेडियो टेलीस्कोप को पार्क करता है। क्रेडिट: स्टीफन वेस्ट
बीस वर्षों तक पल्सर का अवलोकन करने के बाद, टीम ने न केवल फ्रेम-ड्रैगिंग को देखा, बल्कि उन्होंने इसका उपयोग सफेद बौने की घूर्णी गति को मापने के लिए किया। उन्होंने पाया कि यह हर 100 सेकंड में एक बार घूमता है, जो एक सफेद बौने के लिए काफी तेज है।
परिणाम एक लोकप्रिय मॉडल से सहमत हैं कि बाइनरी सिस्टम कितने करीब विकसित होते हैं। पल्सर तब बनते हैं जब बड़े तारे मर जाते हैं और सुपरनोवा बन जाते हैं। इसका मतलब है कि बाइनरी सिस्टम कभी बाइनरी सिस्टम था जहां एक बड़ा तारा सफेद बौने की परिक्रमा करता था। जैसे ही तारा अपने जीवन के अंत तक पहुँचता है, उसकी बाहरी परत की सामग्री को सफेद बौने द्वारा पकड़ लिया जाता है, जिससे वह तेजी से घूमता है। अवलोकनों से पता चलता है कि सफेद बौना पल्सर से पहले बना था।
यह सब खगोल विज्ञान के एक अद्भुत काम से, 12,000 प्रकाश-वर्ष दूर एक तारे में सापेक्षतावादी फ्रेम-ड्रैगिंग को मापने से है।
संदर्भ:एवरिट, सी.डब्ल्यू. एफ., एट अल। ' सामान्य सापेक्षता का गुरुत्वाकर्षण जांच बी परीक्षण। '
संदर्भ:वी. वेंकटरमण कृष्णन, एट अल। ' लेंस-थिरिंग फ्रेम ड्रैगिंग एक बाइनरी पल्सर सिस्टम में तेजी से घूमने वाले सफेद बौने द्वारा प्रेरित होता है '