यह बहुत पहले नहीं था (कुछ खातों के अनुसार 13.7 अरब वर्ष) कि एक महत्वपूर्ण ब्रह्माण्ड संबंधी घटना हुई थी। बेशक, हम बिग बैंग की बात करते हैं। ब्रह्मांड विज्ञानी हमें बताते हैं कि एक समय में कोई ब्रह्मांड नहीं था जैसा कि हम जानते हैं। उस समय से पहले जो कुछ भी अस्तित्व में था वह शून्य और शून्य था - सभी धारणाओं से परे। क्यों? वैसे उस प्रश्न के कुछ उत्तर हैं - theदार्शनिक उत्तरउदाहरण के लिए: क्योंकि ब्रह्मांड के बनने से पहले, कल्पना करने के लिए, या इसके बारे में भी कुछ भी नहीं था। लेकिन इसका एक वैज्ञानिक उत्तर भी है और वह उत्तर नीचे आता है: बिग बैंग से पहले नहीं थाअंतरिक्ष-समय सातत्य- NSसारहीन माध्यमजिसके माध्यम से सभी चीजें ऊर्जा और पदार्थ चलती हैं।
एक बार जब अंतरिक्ष-समय सातत्य अस्तित्व में आ गया, तो सबसे अधिक चलने वाली चीजों में से एक प्रकाश भौतिकविदों की इकाइयाँ थीं जिन्हें 'फोटॉन' कहा जाता है। फोटॉनों की वैज्ञानिक धारणा इस तथ्य से शुरू होती है कि ऊर्जा के ये प्राथमिक कण दो प्रतीत होता है विरोधाभासी व्यवहार प्रदर्शित करते हैं: एक व्यवहार का संबंध समूह के सदस्यों के रूप में (तरंगों में) के रूप में होता है और दूसरा इस बात से संबंधित होता है कि वे अलगाव में कैसे व्यवहार करते हैं। (असतत कणों के रूप में)। एक व्यक्तिगत फोटॉन को अंतरिक्ष के माध्यम से तेजी से कॉर्क-स्क्रूइंग तरंगों के पैकेट के रूप में माना जा सकता है। प्रत्येक पैकेट बल के दो लंबवत अक्षों के साथ एक दोलन है - विद्युत और चुंबकीय। चूँकि प्रकाश एक दोलन है, तरंग-कण आपस में परस्पर क्रिया करते हैं। प्रकाश की दोहरी प्रकृति को समझने का एक तरीका यह महसूस करना है कि फोटॉन की तरंग के बाद तरंग हमारे टेलीस्कोप को प्रभावित करती है - लेकिन व्यक्तिगत फोटॉन हमारी आंखों में न्यूरॉन्स द्वारा अवशोषित होते हैं।
अंतरिक्ष-समय सातत्य के माध्यम से यात्रा करने वाले पहले फोटॉन अत्यंत शक्तिशाली थे। एक समूह के रूप में, वे अविश्वसनीय रूप से प्रखर थे। व्यक्तियों के रूप में, प्रत्येक एक असाधारण दर से कंपन करता है। इन प्राइमर्डियल फोटान के प्रकाश ने युवा ब्रह्मांड की तेजी से विस्तार की सीमाओं को जल्दी से प्रकाशित किया। हर तरफ उजाला था, लेकिन पदार्थ अभी दिखाई नहीं दे रहा था।
जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार हुआ, मौलिक प्रकाश आवृत्ति और तीव्रता दोनों में खो गया। यह तब हुआ जब मूल फोटॉन अपने आप को एक निरंतर विस्तार वाले स्थान पर पतले और पतले फैलाते थे। आज भी सृष्टि का पहला प्रकाश ब्रह्मांड के चारों ओर गूँजता है। इसे कॉस्मिक बैकग्राउंड रेडिएशन के रूप में देखा जाता है। और वह विशेष प्रकार का विकिरण अब माइक्रोवेव ओवन के भीतर तरंगों के रूप में आंखों को दिखाई नहीं देता है।
प्राथमिक प्रकाश वह विकिरण नहीं है जिसे हम आज देखते हैं। प्राइमर्डियल रेडिएशन इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम के बहुत निचले सिरे पर रेड-शिफ्ट हो गया है। यह तब हुआ जब ब्रह्मांड का विस्तार हुआ जो मूल रूप से एक परमाणु से बड़ा नहीं था, उस बिंदु तक जहां हमारे सबसे बड़े उपकरणों को अभी तक कोई सीमा नहीं मिली है। यह जानते हुए कि आदिम प्रकाश अब इतना तीखा है, हमारी आंखों और ऑप्टिकल दूरबीनों को दिखाई देने वाले प्रकाश के प्रकार को ध्यान में रखने के लिए कहीं और देखना आवश्यक हो जाता है।
तारे (जैसे हमारा सूर्य) मौजूद हैं क्योंकि अंतरिक्ष-समय प्रकाश को तरंगों के रूप में प्रसारित करने से कहीं अधिक है। किसी तरह - अभी भी अस्पष्ट-1- स्पेस-टाइम भी मायने रखता है। और एक बात जो प्रकाश को पदार्थ से अलग करती है वह यह है कि पदार्थ का 'द्रव्यमान' होता है जबकि प्रकाश का कोई नहीं होता है।
द्रव्यमान के कारण, पदार्थ दो मुख्य गुण प्रदर्शित करता है: जड़ता और गुरुत्वाकर्षण। जड़ता को परिवर्तन के प्रतिरोध के रूप में माना जा सकता है। मूल रूप से मामला 'आलसी' है और बस वही करता रहता है जो वह कर रहा है - जब तक कि खुद से बाहर किसी चीज़ पर कार्रवाई न की जाए। ब्रह्मांड के निर्माण की शुरुआत में, पदार्थ की आलस्य पर काबू पाने वाली मुख्य चीज प्रकाश थी। विकिरण दबाव के प्रभाव में, आदिम पदार्थ (ज्यादातर हाइड्रोजन गैस) 'व्यवस्थित' हो गया।
प्रकाश के उकसाने के बाद, पदार्थ के अंदर की कोई चीज़ हावी हो गई - वह सूक्ष्म व्यवहार जिसे हम 'गुरुत्वाकर्षण' कहते हैं। गुरुत्वाकर्षण को 'अंतरिक्ष-समय सातत्य की विकृति' के रूप में वर्णित किया गया है। इस तरह की विकृतियाँ जहाँ भी द्रव्यमान पाई जाती हैं, होती हैं। क्योंकि पदार्थ में द्रव्यमान होता है, अंतरिक्ष वक्र। यह वह वक्र है जो पदार्थ और प्रकाश को बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा स्पष्ट किए गए तरीकों से आगे बढ़ने का कारण बनता है। पदार्थ का प्रत्येक छोटा परमाणु अंतरिक्ष-समय में एक छोटे से 'सूक्ष्म-विरूपण' का कारण बनता है-2. और जब पर्याप्त सूक्ष्म-विकृतियां एक साथ आती हैं तो चीजें बड़े पैमाने पर हो सकती हैं।
और जो हुआ वह था पहले तारों का बनना। ये कोई साधारण सितारे नहीं हैं - लेकिन सुपर-मैसिव दिग्गज बहुत तेजी से जीते हैं और बहुत ही शानदार अंत तक आते हैं। उन छोरों पर, ये तारे अपने आप में (उस सभी द्रव्यमान के भार के नीचे) ढह गए, जिससे इतनी तीव्रता की जबरदस्त शॉक तरंगें पैदा हुईं, जैसे कि पुराने तत्वों से पूरी तरह से नए तत्व फ्यूज हो गए। नतीजतन, अंतरिक्ष-समय आज ब्रह्मांड को बनाने वाले सभी कई प्रकार के पदार्थों (परमाणुओं) से भर गया।
आज, दो प्रकार के परमाणु पदार्थ मौजूद हैं: प्राइमर्डियल और कुछ जिसे हम 'स्टार-स्टफ' कह सकते हैं। चाहे मूल हो या तारकीय मूल में, परमाणु पदार्थ स्पर्श और देखी जाने वाली सभी चीजों को बनाता है। परमाणुओं में गुण और व्यवहार होते हैं: जड़ता, गुरुत्वाकर्षण, अंतरिक्ष में विस्तार और घनत्व। उनके पास विद्युत आवेश भी हो सकता है (यदि आयनित हो) और रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकते हैं (जबरदस्त परिष्कार और जटिलता के अणु बनाने के लिए)। हम जो कुछ भी देखते हैं, वह एक मौलिक पैटर्न पर आधारित है, जिसे बहुत पहले उन आदिम परमाणुओं द्वारा स्थापित किया गया था, जिन्हें रहस्यमय तरीके से बिग बैंग के बाद बनाया गया था। यह पैटर्न विद्युत आवेश की दो मूलभूत इकाइयों पर आधारित है: प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन - प्रत्येक में द्रव्यमान होता है और उन चीजों को करने में सक्षम होता है जो द्रव्यमान के लिए उत्तरदायी होता है।
लेकिन सभी पदार्थ बिल्कुल हाइड्रोजन प्रोटोटाइप का अनुसरण नहीं करते हैं। एक अंतर यह है कि नई पीढ़ी के परमाणुओं के नाभिक में विद्युत-संतुलित न्यूट्रॉन के साथ-साथ धनात्मक आवेश वाले प्रोटॉन भी होते हैं। लेकिन अजनबी भी एक प्रकार का पदार्थ (डार्क मैटर) है जो प्रकाश के साथ बिल्कुल भी इंटरैक्ट नहीं करता है। और इसके अलावा (बस चीजों को सममित रखने के लिए), एक प्रकार की ऊर्जा (वैक्यूम ऊर्जा) हो सकती है जो फोटॉन का रूप नहीं लेती है - एक 'कोमल दबाव' की तरह अधिक कार्य करती है जिससे ब्रह्मांड एक गति के साथ विस्तार करता है जो कि आपूर्ति नहीं की जाती है बिग-बैंग द्वारा।
लेकिन आइए उस सामान पर वापस जाएं जो हम देख सकते हैं …
प्रकाश के संबंध में, पदार्थ अपारदर्शी या पारदर्शी हो सकता है - यह प्रकाश को अवशोषित या अपवर्तित कर सकता है। प्रकाश पदार्थ में प्रवेश कर सकता है, पदार्थ के माध्यम से, पदार्थ को परावर्तित कर सकता है, या पदार्थ द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। जब प्रकाश पदार्थ में प्रवेश करता है, तो प्रकाश धीमा हो जाता है - जबकि इसकी आवृत्ति बढ़ जाती है। जब प्रकाश परावर्तित होता है, तो उसका मार्ग बदल जाता है। जब प्रकाश अवशोषित होता है, तो इलेक्ट्रॉनों को संभावित रूप से नए आणविक संयोजनों के लिए प्रेरित किया जाता है। लेकिन इससे भी खास बात यह है किजब प्रकाश पदार्थ से होकर गुजरता है - बिना भी अवशोषण - परमाणु और अणु अंतरिक्ष-समय सातत्य को कंपन करते हैंऔर इसके कारण प्रकाश को आवृत्ति में नीचे की ओर ले जाया जा सकता है। हम देखते हैं, क्योंकि 'प्रकाश' नामक कुछ 'अंतरिक्ष-समय सातत्य' नामक किसी चीज़ में 'पदार्थ' नामक किसी चीज़ के साथ सहभागिता करता है।
अंतरिक्ष-समय पर पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण प्रभावों का वर्णन करने के अलावा, आइंस्टीन ने प्रकाश-विद्युत प्रभाव से जुड़े प्रकाश के प्रभाव की एक अत्यंत सुंदर जांच की। आइंस्टीन से पहले, भौतिकविदों का मानना था कि प्रकाश की पदार्थ को प्रभावित करने की क्षमता मुख्य रूप से 'तीव्रता' पर आधारित थी। लेकिन प्रकाश-विद्युत प्रभाव ने दिखाया कि प्रकाश आवृत्ति के आधार पर भी इलेक्ट्रॉनों को प्रभावित करता है। इस प्रकार लाल प्रकाश - तीव्रता की परवाह किए बिना - धातुओं में इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित करने में विफल रहता है, जबकि बैंगनी प्रकाश का बहुत कम स्तर भी मापने योग्य विद्युत धाराओं को उत्तेजित करता है। स्पष्ट रूप से जिस दर से प्रकाश कंपन करता है उसकी अपनी शक्ति होती है।
फोटो-इलेक्ट्रिक प्रभाव में आइंस्टीन की जांच ने बाद में क्वांटम यांत्रिकी के रूप में जाना जाने वाला शक्तिशाली योगदान दिया। भौतिकविदों के लिए जल्द ही पता चला कि परमाणु चयनात्मक हैं कि वे प्रकाश की किस आवृत्ति को अवशोषित करेंगे। इस बीच यह भी पता चला कि इलेक्ट्रॉन सभी क्वांटम अवशोषण की कुंजी थे - गुणों से संबंधित एक कुंजी जैसे कि एक इलेक्ट्रॉन दूसरों के साथ संबंध और परमाणु के नाभिक के साथ।
तो अब हम अपने दूसरे बिंदु पर आते हैं: इलेक्ट्रॉनों द्वारा फोटोन का चयनात्मक अवशोषण और उत्सर्जनहमारे उपकरणों के माध्यम से प्रकाश की जांच करते समय देखी गई आवृत्तियों के निरंतर प्रसार की व्याख्या नहीं करता है-3.
फिर इसे क्या समझा सकता है?
एक उत्तर: 'स्टेपिंग-डाउन' सिद्धांत किसके साथ जुड़ा हुआ है?प्रकाश का अपवर्तन और अवशोषण.
सामान्य कांच - जैसे हमारे घरों की खिड़कियों में - दृश्य प्रकाश के लिए पारदर्शी होता है। हालांकि कांच अधिकांश अवरक्त प्रकाश को परावर्तित करता है और पराबैंगनी को अवशोषित करता है। जब दृश्य प्रकाश एक कमरे में प्रवेश करता है, तो इसे फर्नीचर, कालीनों आदि द्वारा अवशोषित किया जाता है। ये वस्तुएं प्रकाश के हिस्से को गर्मी या अवरक्त विकिरण में बदल देती हैं। यह इंफ्रारेड रेडिएशन कांच में फंस जाता है और कमरा गर्म हो जाता है। इस बीच कांच स्वयं पराबैंगनी के लिए अपारदर्शी है। पराबैंगनी में सूर्य द्वारा उत्सर्जित प्रकाश ज्यादातर वायुमंडल द्वारा अवशोषित किया जाता है - लेकिन कुछ गैर-आयनीकरण पराबैंगनी माध्यम से प्राप्त करने का प्रबंधन करता है। कांच द्वारा पराबैंगनी प्रकाश को उसी प्रकार ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है जिस प्रकार साज-सज्जा दृश्य प्रकाश को अवशोषित और पुन: विकिरणित करती है।
यह सब ब्रह्मांड में दृश्य प्रकाश की उपस्थिति से कैसे संबंधित है?
सूर्य के भीतर, उच्च ऊर्जा फोटॉन (सौर कोर की परिधि से अदृश्य प्रकाश) फोटोस्फीयर के नीचे सौर मंडल को विकिरणित करते हैं। मेंटल इन किरणों को अवशोषण द्वारा 'गर्मी' में परिवर्तित करता है - लेकिन यह विशेष 'गर्मी' हमारी देखने की क्षमता से परे एक आवृत्ति की है। मेंटल तब संवहनशील धाराएँ स्थापित करता है जो ऊष्मा को बाहर की ओर ले जाती है, जबकि कम-ऊर्जा - लेकिन फिर भी अदृश्य - फोटॉन का उत्सर्जन करती है। परिणामी 'गर्मी' और 'प्रकाश' सौर प्रकाशमंडल में जाते हैं। प्रकाशमंडल में ('दृश्यमान प्रकाश का क्षेत्र') परमाणु संवहन द्वारा 'गर्म' होते हैं और अपवर्तन के माध्यम से उत्तेजित होते हैं ताकि वे दृश्य प्रकाश को छोड़ने के लिए पर्याप्त धीमी गति से कंपन कर सकें। और यह वह सिद्धांत है जो सितारों द्वारा उत्सर्जित दृश्य प्रकाश के लिए जिम्मेदार है - जो कि - दूर तक - पूरे ब्रह्मांड में देखे जाने वाले प्रकाश का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत है।
तो - एक निश्चित दृष्टिकोण से, हम कह सकते हैं कि सूर्य के प्रकाशमंडल का 'अपवर्तनांक' वह साधन है जिसके द्वारा अदृश्य प्रकाश को दृश्य प्रकाश में परिवर्तित किया जाता है। हालांकि इस मामले में, हम इस विचार का आह्वान करते हैं कि प्रकाशमंडल का अपवर्तनांक इतना अधिक है कि उच्च ऊर्जा किरणें अवशोषण के बिंदु पर झुक जाती हैं। जब ऐसा होता है तो कम आवृत्ति वाली तरंगें उत्पन्न होती हैं जो आंखों के लिए बोधगम्य गर्मी के रूप में विकीर्ण होती हैं, न कि केवल स्पर्श से गर्म होती हैं ...
और अपने बौद्धिक पैरों के नीचे इस सारी समझ के साथ, अब हम अपने प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं: आज हम जो प्रकाश देखते हैंहैसृष्टि का मूल प्रकाश। लेकिन यह प्रकाश ही है जो बिग बैंग के कुछ सैकड़ों-हजारों साल बाद साकार हुआ। बाद में वह भौतिक प्रकाश गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में महान संघनित गहनों के रूप में एक साथ आया। इन गहनों ने तब शक्तिशाली रासायनिक भट्टियां विकसित कीं जो पदार्थ को प्रकाश में बदल देती हैंअदृश्य. बाद में - अपवर्तन और अवशोषण के माध्यम से - प्रकाश अदृश्य को उन महान 'चमक के लेंस' के माध्यम से पारित होने के संस्कार द्वारा आंखों के लिए दृश्यमान बना दिया गया था जिसे हम सितारे कहते हैं ...
-1 ब्रह्मांड संबंधी सभी चीजें कैसे विस्तार से घटित हुईं, शायद आज खगोलीय अनुसंधान का प्रमुख क्षेत्र है और भौतिकविदों को ले जाएगा - उनके 'परमाणु-स्मैशर', खगोलविदों - उनके दूरबीनों, गणितज्ञों के साथ - उनके नंबर-क्रंचिंग सुपर-कंप्यूटर (और पेंसिल!) और ब्रह्मांड विज्ञानी - ब्रह्मांड के प्रारंभिक वर्षों की अपनी सूक्ष्म समझ के साथ - पूरी बात को समझने के लिए।
-2
एक मायने में मामला बस हो सकता हैहोनास्पेस-टाइम सातत्य की विकृति - लेकिन हम उस सातत्य को उसके सभी गुणों और व्यवहारों को समझने से बहुत दूर हैं।
-3 सूर्य और प्रकाश के सभी चमकदार स्रोत बहुत ही संकीर्ण आवृत्तियों के अंधेरे अवशोषण और उज्ज्वल उत्सर्जन बैंड प्रदर्शित करते हैं। ये निश्चित रूप से, विशिष्ट परमाणुओं और अणुओं से जुड़े इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण राज्यों से जुड़े क्वांटम यांत्रिक गुणों से संबंधित विभिन्न फ्रौनहोफर रेखाएं हैं।
लेखक के बारे में:1900 की शुरुआत की उत्कृष्ट कृति: 'द स्काई थ्रू थ्री, फोर, और फाइव इंच टेलीस्कोप' से प्रेरित होकर, जेफ बारबोर ने सात साल की उम्र में खगोल विज्ञान और अंतरिक्ष विज्ञान में शुरुआत की। वर्तमान में जेफ अपना अधिकांश समय आकाश को देखने और वेबसाइट एस्ट्रो.गीकजॉय को बनाए रखने में लगाते हैं।
