जब से वैज्ञानिकों ने पहली बार हमारे ब्रह्मांड में ब्लैक होल के अस्तित्व की खोज की है, हम सभी ने सोचा है: उस भयानक शून्य के पर्दे से परे संभवतः क्या मौजूद हो सकता है? इसके अलावा, जब से सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत को पहली बार प्रस्तावित किया गया था, वैज्ञानिकों को यह आश्चर्य करने के लिए मजबूर किया गया है कि ब्रह्मांड के जन्म से पहले - यानी बिग बैंग से पहले क्या मौजूद हो सकता था?
दिलचस्प बात यह है कि गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता के रूप में जानी जाने वाली किसी चीज़ के सैद्धांतिक अस्तित्व के साथ (एक फैशन के बाद) इन दो प्रश्नों को हल किया गया है - अंतरिक्ष-समय में एक बिंदु जहां भौतिकी के नियम जैसा कि हम जानते हैं टूट जाते हैं। और जबकि इस सिद्धांत के बारे में चुनौतियां और अनसुलझे मुद्दे हैं, कई वैज्ञानिक मानते हैं कि एक घटना क्षितिज के पर्दे के नीचे, और ब्रह्मांड की शुरुआत में, यही अस्तित्व में था।
परिभाषा:
वैज्ञानिक शब्दों में, एक गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता (या अंतरिक्ष-समय विलक्षणता) एक ऐसा स्थान है जहां गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली मात्राएं इस तरह से अनंत हो जाती हैं जो समन्वय प्रणाली पर निर्भर नहीं होती हैं। दूसरे शब्दों में, यह एक ऐसा बिंदु है जिसमें सभी भौतिक नियम एक दूसरे से अप्रभेद्य होते हैं, जहां स्थान और समय अब परस्पर संबंधित वास्तविकताएं नहीं हैं, लेकिन अप्रभेद्य रूप से विलीन हो जाते हैं और उनका कोई स्वतंत्र अर्थ नहीं रह जाता है।
इस कलाकार की छाप एक तेजी से घूमने वाले सुपरमैसिव ब्लैक होल को दर्शाती है जो एक अभिवृद्धि डिस्क से घिरा हुआ है। श्रेय: ESA/हबल, ESO, एम. कोर्नमेसे
सिद्धांत की उत्पत्ति:
आइंस्टाइन के परिणाम के रूप में पहली बार विलक्षणता की भविष्यवाणी की गई थी सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत , जिसके परिणामस्वरूप ब्लैक होल का सैद्धांतिक अस्तित्व बना। संक्षेप में, सिद्धांत ने भविष्यवाणी की कि कोई भी तारा अपने द्रव्यमान में एक निश्चित बिंदु से आगे तक पहुँचता है (उर्फ श्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या ) एक गुरुत्वाकर्षण बल इतना तीव्र होगा कि वह ढह जाएगा।
इस बिंदु पर, प्रकाश सहित कुछ भी इसकी सतह से बचने में सक्षम नहीं होगा। यह इस तथ्य के कारण है कि गुरुत्वाकर्षण बल निर्वात में प्रकाश की गति से अधिक होगा - 299,792,458 मीटर प्रति सेकंड (1,079,252,848.8 किमी / घंटा; 670,616,629 मील प्रति घंटे)।
इस घटना को के रूप में जाना जाता है चंद्रशेखर सीमा , भारतीय खगोल भौतिकीविद् सुब्रह्मण्यम चंद्रशेखर के नाम पर, जिन्होंने 1930 में इसे प्रस्तावित किया था। वर्तमान में, इस सीमा का स्वीकृत मान 1.39 सौर द्रव्यमान (अर्थात हमारे सूर्य के द्रव्यमान का 1.39 गुना) माना जाता है, जो कि 2.765 x के बराबर है। 1030किग्रा (या 2,765 ट्रिलियन ट्रिलियन मीट्रिक टन)।
आधुनिक सामान्य सापेक्षता का एक अन्य पहलू यह है कि बिग बैंग के समय (अर्थात ब्रह्मांड की प्रारंभिक अवस्था) एक विलक्षणता थी। रोजर पेनरोज़ और स्टीफ़न हॉकिंग दोनों ने ऐसे सिद्धांत विकसित किए, जिन्होंने यह उत्तर देने का प्रयास किया कि गुरुत्वाकर्षण एकवचन कैसे उत्पन्न कर सकता है, जो अंततः पेनरोज़-हॉकिंग सिंगुलैरिटी प्रमेय के रूप में जाना जाने के लिए एक साथ विलय हो गया।
द बिग बैंग थ्योरी: ए हिस्ट्री ऑफ द यूनिवर्स एक विलक्षणता से शुरू होकर और तब से विस्तार कर रहा है। क्रेडिट: Grandunificationtheory.com
के अनुसार पेनरोज़ विलक्षणता प्रमेय , जिसे उन्होंने 1965 में प्रस्तावित किया था, जब भी पदार्थ कुछ निश्चित ऊर्जा स्थितियों तक पहुंचता है, तो ब्लैक होल के भीतर एक समय जैसी विलक्षणता उत्पन्न होगी। इस बिंदु पर, ब्लैक होल के भीतर अंतरिक्ष-समय की वक्रता अनंत हो जाती है, इस प्रकार यह एक फंसी हुई सतह में बदल जाती है जहां समय कार्य करना बंद कर देता है।
NS हॉकिंग विलक्षणता प्रमेय इसमें यह कहते हुए जोड़ा गया कि एक स्थान जैसी विलक्षणता तब हो सकती है जब पदार्थ को एक बिंदु पर जबरन संकुचित किया जाता है, जिससे नियम जो नियम को नियंत्रित करते हैं, टूट जाते हैं। हॉकिंग ने इसे समय पर बिग बैंग में खोजा, जिसके बारे में उन्होंने दावा किया था कि यह अनंत घनत्व का एक बिंदु था। हालांकि, हॉकिंग ने बाद में यह दावा करने के लिए इसे संशोधित किया कि बिग बैंग से पहले कई बार सामान्य सापेक्षता टूट जाती है, और इसलिए इसके द्वारा किसी विलक्षणता की भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है।
कुछ और हालिया प्रस्तावों से यह भी पता चलता है कि ब्रह्मांड एक विलक्षणता के रूप में शुरू नहीं हुआ था। इनमें सिद्धांत शामिल हैं जैसे लूप क्वांटम ग्रेविटी , जो गुरुत्वाकर्षण के साथ क्वांटम भौतिकी के नियमों को एकीकृत करने का प्रयास करता है। इस सिद्धांत में कहा गया है कि, क्वांटम गुरुत्वाकर्षण प्रभावों के कारण, एक न्यूनतम दूरी है जिसके आगे गुरुत्वाकर्षण में वृद्धि नहीं होती है, या यह कि कण तरंगें गुरुत्वाकर्षण प्रभाव को दूर करती हैं जो एक दूरी पर महसूस की जाती हैं।
विलक्षणताओं के प्रकार:
दो सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के स्पेस-टाइम विलक्षणताओं को वक्रता विलक्षणता और शंक्वाकार विलक्षणता के रूप में जाना जाता है। विलक्षणताओं को इस आधार पर भी विभाजित किया जा सकता है कि वे किसी घटना क्षितिज से आच्छादित हैं या नहीं। पूर्व के मामले में, आपके पास वक्रता और शंक्वाकार है; जबकि बाद में, आपके पास नग्न एकवचन के रूप में जाना जाता है।
एक ब्लैक होल द्वारा एक वक्रता विलक्षणता का सबसे अच्छा उदाहरण है। एक ब्लैक होल के केंद्र में, अंतरिक्ष-समय एक आयामी बिंदु बन जाता है जिसमें एक विशाल द्रव्यमान होता है। नतीजतन, गुरुत्वाकर्षण अनंत हो जाता है और अंतरिक्ष-समय अनंत रूप से घटता है, और भौतिकी के नियम जैसा कि हम जानते हैं कि वे कार्य करना बंद कर देते हैं।
शंक्वाकार विलक्षणताएँ तब होती हैं जब एक ऐसा बिंदु होता है जहाँ प्रत्येक सामान्य सहप्रसरण मात्रा की सीमा परिमित होती है। इस मामले में, अंतरिक्ष-समय इस बिंदु के चारों ओर एक शंकु की तरह दिखता है, जहां शंकु की नोक पर विलक्षणता स्थित है। इस तरह की शंक्वाकार विलक्षणता का एक उदाहरण एक ब्रह्मांडीय तार है, एक प्रकार का काल्पनिक एक-आयामी बिंदु जो माना जाता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड के दौरान बना था।
और, जैसा कि उल्लेख किया गया है, नग्न विलक्षणता है, एक प्रकार की विलक्षणता जो एक घटना क्षितिज के पीछे छिपी नहीं है। इन्हें पहली बार 1991 में शापिरो और ट्यूकोल्स्की द्वारा धूल के घूमने वाले विमान के कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करके खोजा गया था, जिसने संकेत दिया था कि सामान्य सापेक्षता 'नग्न' विलक्षणताओं के लिए अनुमति दे सकती है।
इस मामले में, ब्लैक होल (अर्थात इसकी विलक्षणता) के भीतर वास्तव में क्या होता है, यह दिखाई देगा। ऐसी विलक्षणता सैद्धांतिक रूप से वही होगी जो बिग बैंग से पहले मौजूद थी। यहां मुख्य शब्द सैद्धांतिक है, क्योंकि यह एक रहस्य बना हुआ है कि ये वस्तुएं कैसी दिखेंगी।
फिलहाल, विलक्षणताएं और वास्तव में ब्लैक होल के पर्दे के नीचे क्या है, यह एक रहस्य बना हुआ है। समय बीतने के साथ, यह आशा की जाती है कि खगोलविद ब्लैक होल का अधिक विस्तार से अध्ययन करने में सक्षम होंगे। यह भी आशा की जाती है कि आने वाले दशकों में, वैज्ञानिक क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों को गुरुत्वाकर्षण के साथ मिलाने का एक तरीका खोज लेंगे, और यह इस रहस्यमय बल के संचालन के तरीके पर और प्रकाश डालेगा।
यूनिवर्स टुडे में हमारे पास गुरुत्वाकर्षण विलक्षणताओं के बारे में कई दिलचस्प लेख हैं। यहाँ है ब्लैक होल के बारे में 10 रोचक तथ्य , ब्लैक होल कैसा दिखेगा? , क्या बिग बैंग सिर्फ एक ब्लैक होल था? , अलविदा बिग बैंग, हैलो ब्लैक होल? , स्टीफन हॉकिंग कौन हैं? , तथा ब्लैक होल के दूसरी तरफ क्या है?
यदि आप विलक्षणता के बारे में अधिक जानकारी चाहते हैं, तो इन लेखों को देखें नासा तथा फिजलिंक .
एस्ट्रोनॉमी कास्ट के विषय पर कुछ प्रासंगिक एपिसोड हैं। यहाँ है एपिसोड 6: बिग बैंग के लिए और सबूत , तथा एपिसोड 18: ब्लैक होल्स बिग एंड स्मॉल तथा एपिसोड 21: ब्लैक होल के सवालों के जवाब दिए गए .
स्रोत:
