ब्रह्मांड के विस्तार को मापने के लिए सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक यह तथ्य है कि हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली कई विधियां मॉडल-निर्भर हैं। सबसे प्रसिद्ध उदाहरण दूर के सुपरनोवा का उपयोग है, जहां हम एक प्रकार Ia सुपरनोवा की मानक चमक की तुलना उनकी दूरी को खोजने के लिए उनकी स्पष्ट चमक से करते हैं। लेकिन मानक चमक को जानना उनकी तुलना सेफिड चर की चमक से करने पर निर्भर करता है जो बदले में लंबन के माध्यम से आस-पास के सितारों की दूरी को मापकर निर्धारित किया जाता है। इस ब्रह्मांडीय दूरी की सीढ़ी का प्रत्येक चरण उससे पहले के कदम पर निर्भर करता है।
ब्रह्मांडीय दूरी को मापने के विभिन्न तरीके। क्रेडिट: विकिपीडिया उपयोगकर्ता ब्रूज़ ओ'हारे
इसका मतलब यह नहीं है कि हमारे दूरी माप अनिवार्य रूप से गलत हैं, लेकिन यह उन्हें व्यवस्थित त्रुटियों के प्रति अधिक संवेदनशील बनाता है। हाल के वर्षों में यह स्पष्ट हो गया है कि ब्रह्मांडीय विस्तार के हमारे विभिन्न उपाय बिल्कुल सहमत नहीं, इसलिए या तो हमारे डेटा में एक व्यवस्थित त्रुटि आ गई है, या हमारे ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल में कुछ गड़बड़ है। इस गड़बड़ी से बाहर निकलने का एक तरीका यह होगा कि ब्रह्मांडीय विस्तार को मापने के नए तरीके खोजे जाएं। अधिमानतः ऐसे तरीके जो मॉडल पर निर्भर नहीं हैं। हमने इस क्षेत्र में काफी प्रगति की है। खगोलीय द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण तरंगों जैसी परिघटनाओं का उपयोग करने वाले तरीकों ने बहुत सारे वादे दिखाए हैं। और हाल ही में एक अध्ययनशारीरिक समीक्षा एक्वासर और गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग का उपयोग करके एक विधि का परिचय देता है।
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग एक क्वासर को कई चित्र बना सकता है। श्रेय: NASA/ESA/D. खिलाड़ी (एसटीएससीआई)
क्वासर अविश्वसनीय रूप से उज्ज्वल और दूर की वस्तुएं हैं। वे युवा आकाशगंगाओं में सक्रिय सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा संचालित होते हैं। क्वासर से हम जो प्रकाश देखते हैं, वह हम तक पहुंचने के लिए अरबों वर्षों तक यात्रा करता रहा है, और इसलिए उस समय के दौरान ब्रह्मांड के विस्तार से यह फिर से बदल जाता है। इन क्वासरों की दूरी को मापने की कोशिश करने के बजाय, यह नई विधि उन क्वासरों को देखती है, जो करीब आकाशगंगाओं द्वारा गुरुत्वाकर्षण से लेंस किए जाते हैं।
जब आकाशगंगा हमारे और दूर के क्वासर के बीच होती है, तो आकाशगंगा का गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान आकाशगंगा के चारों ओर क्वासर प्रकाश को मोड़ देता है। नतीजतन, हम अक्सर एक छवि के बजाय क्वासर की कई छवियां देख सकते हैं। इन छवियों में से प्रत्येक प्रकाश के एक अलग पथ का परिणाम है क्योंकि यह आकाशगंगा द्वारा लेंस किया गया है। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के कारण, इन छवियों के प्रकाश पथ दर्जनों प्रकाश-वर्ष की दूरी में भिन्न हो सकते हैं। तो हम जो क्वासर छवियां देखते हैं वे दशकों से उम्र में भिन्न हो सकते हैं। चूंकि ब्रह्मांड हमेशा विस्तार कर रहा है, एक छोटी क्वासर छवि को पुराने वाले की तुलना में कम बदल दिया जाएगा।
इस नए काम के पीछे का विचार आश्चर्यजनक रूप से सरल है। बस एक आकाशगंगा के पास लेंस वाली क्वासर छवियों के रेडशिफ्ट की तुलना करें, और आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि एक दशक या शताब्दी में ब्रह्मांड का कितना विस्तार हुआ। विभिन्न दूरियों पर आकाशगंगाओं के साथ ऐसा करें, और आप न केवल ब्रह्मांडीय विस्तार की दर निर्धारित कर सकते हैं बल्कि समय के साथ वह दर बदल गई है या नहीं।
वर्णक्रमीय रेखाओं का विस्तार। श्रेय: स्वाइनबर्न प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय
व्यवहार में, इन रेडशिफ्ट की तुलना करना बहुत कठिन है। दो क्वासर छवियों के बीच रेडशिफ्ट का अंतर बहुत छोटा है, और चूंकि प्रकाश ने अब तक यात्रा की है, इसलिए इसकी वर्णक्रमीय रेखाएं उस गैस से धुंधली हो जाती हैं, जिससे यह हम तक पहुंचा है। यह एक प्रभाव है जिसे डॉपलर चौड़ीकरण के रूप में जाना जाता है। इसलिए हम सीधे रेडशिफ्ट की तुलना नहीं कर सकते।
इस समस्या को दूर करने के लिए, टीम एक विधि का प्रस्ताव करती है जिसे तीव्रता सहसंबंध धब्बे कहा जाता है। विधि एक क्वासर छवि के डॉपलर विस्तृत प्रकाश को लेती है और इसे एक औसत रेखा में संपीड़ित करती है। चूंकि दो लेंस वाली छवियों में एक समान डॉपलर चौड़ीकरण होगा, जब संपीड़ित किया जाएगा तो उनका मुख्य अंतर रेडशिफ्ट में उनका अंतर होगा। दो छवियों की तुलना तब की जा सकती है जिस तरह से वे हस्तक्षेप करते हैं या धब्बेदार होते हैं। यह एक ऑप्टिकल प्रभाव है जिस तरह से दो अलग-अलग संगीत नोट्स एक युद्धरत स्वर बनाने में हस्तक्षेप कर सकते हैं।
सिद्धांत रूप में, यह विधि हमें ब्रह्मांडीय विस्तार के विकास का एक विस्तृत माप दे सकती है, और आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान के तनाव को दूर कर सकती है। अगला कदम जमीन पर आधारित दूरबीनों के लिए एक डिटेक्टर बनाना है जो इस तरह का माप कर सके।
संदर्भ:मर्लिन, आर।, एट अल। ' डॉपलर चौड़ीकरण को दूर करने के लिए एक तकनीक के रूप में तीव्रता सहसंबंध धब्बे । 'शारीरिक समीक्षा ए103.4 (2021): एल041701।
