में फरवरी 2016 के लिए काम कर रहे वैज्ञानिक लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) ने इतिहास रच दिया जब उन्होंने पहली बार का पता लगाने की घोषणा की गुरुत्वाकर्षण लहरों . उस समय से, वेधशालाओं के बीच कई खोज और वैज्ञानिक सहयोग हुए हैं - जैसे उन्नत एलआईजीओ और उन्नत कन्या - अभूतपूर्व स्तर की संवेदनशीलता और डेटा साझाकरण की अनुमति दे रहे हैं।
इस घटना ने न केवल एक सदी पुरानी भविष्यवाणी की पुष्टि की सामान्य सापेक्षता का आइंस्टीन का सिद्धांत , इसने खगोल विज्ञान में एक क्रांति का भी नेतृत्व किया। इसने कुछ वैज्ञानिकों की आशाओं को भी हवा दी, जो मानते थे कि ब्लैक होल ब्रह्मांड के 'लापता द्रव्यमान' के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। दुर्भाग्य से, एक नया अध्ययन यूसी बर्कले की एक टीम द्वारा भौतिकविदों ने दिखाया है कि ब्लैक होल लंबे समय से मांगे जाने वाले स्रोत नहीं हैं गहरे द्रव्य .
उनका अध्ययन, ' Ia सुपरनोवा के गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग से डार्क मैटर के रूप में तारकीय-द्रव्यमान कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट्स पर सीमाएं ', हाल ही में में दिखाई दियाशारीरिक समीक्षा पत्र. अध्ययन का नेतृत्व मैरी क्यूरी ग्लोबल फेलो मिगुएल जुमालाकारेगु ने किया था ब्रह्माण्ड संबंधी भौतिकी के लिए बर्कले केंद्र (बीसीसीपी), ब्रह्मांड विज्ञान के प्रोफेसर और बीसीसीपी के सह-निदेशक - उरोस सेल्जाक के समर्थन से।
सीधे शब्दों में कहें तो डार्क मैटर आज भी खगोलविदों के सामने सबसे मायावी और परेशानी भरे रहस्यों में से एक है। इस तथ्य के बावजूद कि इसमें ब्रह्मांड के 84.5% मामले शामिल हैं, इसे खोजने के सभी प्रयास अब तक विफल रहे हैं। कई उम्मीदवारों को प्रस्तावित किया गया है, जिनमें अल्ट्रालाइट कणों (अक्षों) से लेकर वीकली-इंटरैक्टिंग मैसिव पार्टिकल्स (WIMPS) और मैसिव कॉम्पैक्ट हेलो ऑब्जेक्ट्स (MACHOs)।
हालांकि, ये उम्मीदवार 90 के क्रम से बड़े पैमाने पर होते हैं, जिसे कई सिद्धांतकारों ने यह प्रस्तावित करके हल करने का प्रयास किया है कि कई प्रकार के काले पदार्थ हो सकते हैं। हालांकि, इसके लिए उनकी उत्पत्ति के लिए अलग-अलग स्पष्टीकरण की आवश्यकता होगी, जो केवल ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल को और जटिल करेगा। जैसा कि मिगुएल ज़ुमालाकारेगुई ने हाल ही में यूसी बर्कले में समझाया था प्रेस विज्ञप्ति :
'मैं कल्पना कर सकता हूं कि यह दो प्रकार के ब्लैक होल हैं, बहुत भारी और बहुत हल्के वाले, या ब्लैक होल और नए कण। लेकिन उस मामले में घटकों में से एक दूसरे की तुलना में भारी परिमाण का आदेश है, और उन्हें तुलनीय बहुतायत में उत्पादित करने की आवश्यकता है। हम किसी खगोल-भौतिक से किसी ऐसी चीज़ की ओर जा रहे होंगे जो वास्तव में सूक्ष्म है, शायद ब्रह्मांड की सबसे हल्की चीज़ भी है, और जिसकी व्याख्या करना बहुत कठिन होगा।'
अपने अध्ययन के लिए, टीम ने खोजे गए सबसे चमकीले सुपरनोवा (2014 तक) में से 740 का सांख्यिकीय विश्लेषण किया ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि उनमें से किसी को एक हस्तक्षेप करने वाले ब्लैक होल की उपस्थिति से बढ़ाया या उज्ज्वल किया गया था। यह घटना, जहां एक बड़ी वस्तु का गुरुत्वाकर्षण बल अधिक दूर की वस्तुओं से आने वाले प्रकाश को बढ़ाता है, को “के रूप में जाना जाता है” गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग '.
एक विशाल तारे का एक सुपरनोवा विस्फोट पृथ्वी पर एक पर्यवेक्षक को तेज दिखाई देता है यदि एक ब्लैक होल विस्फोट और पर्यवेक्षक के बीच बैठता है। क्रेडिट: एपीएस/कैरिन कैन इमेज
मूल रूप से, यदि ब्रह्मांड में ब्लैक होल पदार्थ का प्रमुख रूप होता, तो गुरुत्वाकर्षण-आवर्धित सुपरनोवा आदिम ब्लैक होल के कारण अक्सर होते। माना जाता है कि ब्लैक होल के इन काल्पनिक रूपों का निर्माण ब्रह्मांड के कुछ हिस्सों में बिग बैंग के बाद पहले कुछ मिलीसेकंड के भीतर हुआ था, जहां द्रव्यमान दसियों या सैकड़ों सौर द्रव्यमानों पर केंद्रित था, जिससे सबसे पहले ब्लैक होल बने।
इस ब्लैक होल की आबादी के साथ-साथ किसी भी विशाल कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट की उपस्थिति, गुरुत्वाकर्षण रूप से पृथ्वी के रास्ते में दूर की वस्तुओं से प्रकाश को मोड़ और बढ़ाएगी। यह दूर के प्रकार Ia सुपरनोवा के लिए विशेष रूप से सच होगा, जो खगोलविदों ने दशकों से ब्रह्मांडीय दूरी को मापने के लिए मानक चमक स्रोत के रूप में उपयोग किया है और जिस दर पर ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है।
हालांकि, 740 सुपरनोवा की चमक और दूरी पर डेटा का एक जटिल सांख्यिकीय विश्लेषण करने के बाद - संघ में 580 और संयुक्त प्रकाश-वक्र विश्लेषण (जेएलए) कैटलॉग में 740 - टीम ने निष्कर्ष निकाला कि आठ सुपरनोवा को एक से तेज होना चाहिए ऐतिहासिक रूप से देखे गए प्रतिशत की तुलना में कुछ दसवां हिस्सा। हालांकि, कम-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल को शामिल किए जाने पर भी इस तरह की चमक का पता नहीं चला था।
'आप एक सुपरनोवा पर इस प्रभाव को नहीं देख सकते हैं, लेकिन जब आप उन सभी को एक साथ रखते हैं और एक पूर्ण बायेसियन विश्लेषण करते हैं, तो आप डार्क मैटर पर बहुत मजबूत प्रतिबंध लगाने लगते हैं, क्योंकि प्रत्येक सुपरनोवा मायने रखता है और आपके पास उनमें से बहुत सारे हैं,' ज़ुमालाकार्रेगुई ने कहा।
कुछ सिद्धांतों के अनुसार, बिग बैंग के बाद सबसे पहले (प्राथमिक) ब्लैक होल का गठन मिलीसेकंड से हुआ था। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक
अपने विश्लेषण से, उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि ब्लैक होल ब्रह्मांड में लगभग 40% से अधिक डार्क मैटर नहीं बना सकते हैं। पैंथियन कैटलॉग (और अधिक दूरी पर) से 1,048 अधिक चमकीले सुपरनोवा को शामिल करने के बाद, बाधाएं और भी सख्त हो गईं। इस दूसरे डेटा सेट के साथ, उन्होंने अपने मूल विश्लेषण की तुलना में और भी कम ऊपरी सीमा - 23% - प्राप्त की।
इन परिणामों से पता चलता है कि ब्रह्मांड के किसी भी डार्क मैटर में भारी ब्लैक होल या MACHO जैसी कोई समान विशाल वस्तु नहीं है। 'हम मानक चर्चाओं पर वापस आ गए हैं,' सेल्जाक ने कहा। 'डार्क मैटर क्या है? वास्तव में हमारे पास अच्छे विकल्प नहीं हैं। यह आने वाली पीढ़ियों के लिए एक चुनौती है।'
यह अध्ययन 1990 के दशक के अंत में सेल्जाक द्वारा किए गए पहले के शोध पर आधारित था, जब वैज्ञानिक MACHO और अन्य विशाल वस्तुओं को डार्क मैटर के संभावित स्रोत के रूप में मान रहे थे। हालांकि, अध्ययन इस तथ्य के कारण सीमित था कि उस समय केवल कुछ ही दूर के टाइप I सुपरनोवा की खोज की गई थी या उनकी दूरी को मापा गया था।
इसके अलावा, इसके तुरंत बाद डार्क मैटर की खोज बड़ी वस्तुओं से मौलिक कणों (जैसे WIMPs) में स्थानांतरित हो गई। नतीजतन, अनुवर्ती अध्ययन की योजनाएँ अमल में नहीं आईं। लेकिन गुरुत्वाकर्षण तरंगों के LIGO अवलोकनों के लिए धन्यवाद, ब्लैक होल और डार्क मैटर के बीच संभावित संबंध एक बार फिर उभरा और सेल्जाक और ज़ुमालाकारेगुई को अपना विश्लेषण करने के लिए प्रेरित किया।
दो विलय वाले ब्लैक होल की कलाकार की छाप, जिसे गुरुत्वाकर्षण तरंगों का स्रोत माना गया है। श्रेय: बोहन, थ्रोवे, हेबर्ट, हेनरिकसन, बुनांडर, टेलर, स्कील/एसएक्सएस
'क्या दिलचस्प था कि एलआईजीओ इवेंट में ब्लैक होल का द्रव्यमान ठीक था जहां ब्लैक होल को अभी तक डार्क मैटर के रूप में बाहर नहीं किया गया था,' सेल्जाक ने कहा। 'यह एक दिलचस्प संयोग था जिसने सभी को उत्साहित किया। लेकिन यह एक संयोग था।'
डार्क मैटर के सिद्धांत को आधिकारिक तौर पर 1970 के दशक में 'सापेक्षता के स्वर्ण युग' के दौरान ब्रह्मांड में वस्तुओं के स्पष्ट द्रव्यमान और उनके देखे गए गुरुत्वाकर्षण प्रभावों के बीच विसंगतियों के कारण अपनाया गया था। ऐसा प्रतीत होता है कि आधी सदी बाद भी हम इस रहस्यमय, अदृश्य द्रव्यमान का पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं। लेकिन हर अध्ययन के साथ, डार्क मैटर पर अतिरिक्त प्रतिबंध लगाए जा रहे हैं और संभावित उम्मीदवारों को समाप्त कर दिया गया है।
समय को देखते हुए, हम इस ब्रह्मांड संबंधी रहस्य को खोल सकते हैं और यह समझने के करीब एक कदम आगे बढ़ सकते हैं कि ब्रह्मांड कैसे बना और विकसित हुआ।
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