लगभग 13.8 अरब वर्ष पहले, ब्रह्मांड एक घटना में अस्तित्व में आया जिसे बिग बैंग के नाम से जाना जाता है। प्रारंभिक ब्रह्मांड अविश्वसनीय रूप से गर्म था - परमाणुओं के अस्तित्व के लिए भी इतना गर्म - और असाधारण रूप से घना।
जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार हुआ, इसका तापमान और घनत्व कम होता गया। पहले परमाणु बने, फिर अणु। गुरुत्वाकर्षण ने पदार्थ को बड़े से बड़े गुच्छों में बाँट दिया, अंततः तारों, ग्रहों और आकाशगंगाओं को अस्तित्व में लाया, जिनसे आज हम परिचित हैं।
हालाँकि वैज्ञानिक ब्रह्मांड की अनुमानित आयु जानते हैं, लेकिन आयु की गणना के दो अलग-अलग तरीकों में कुछ अनिश्चितता मौजूद है। दोनों विधियाँ आयु निर्धारित करने के लिए ब्रह्मांड की विस्तार दर का उपयोग करती हैं।
हबल और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी की गैया अंतरिक्ष वेधशाला एक विशेष प्रकार के चर तारे को ब्रह्मांडीय मानदंड के रूप में उपयोग करके आस-पास की आकाशगंगाओं के बीच की दूरी को मापकर इस दर की गणना करती है। स्थानीय ब्रह्मांड का अध्ययन करके, वे ब्रह्मांड के विस्तार की हाल की दर को माप रहे हैं।
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का प्लैंक मिशन एक अलग विधि का उपयोग करता है, नवजात ब्रह्मांड का मानचित्रण करता है क्योंकि यह बड़े विस्फोट के केवल 360,000 साल बाद दिखाई दिया था। संपूर्ण आकाश माइक्रोवेव में एन्कोड किए गए बड़े धमाके के हस्ताक्षर से अंकित है। प्लैंक ने इस कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (सीएमबी) में तरंगों के आकार को मापा जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में तापमान और घनत्व में मामूली अनियमितताओं के कारण उत्पन्न हुए थे।
ये माप वैज्ञानिकों को यह अनुमान लगाने की अनुमति देते हैं कि आज हम जिस विस्तार दर को मापते हैं, उसमें प्रारंभिक ब्रह्मांड कैसे विकसित हुआ होगा। हालाँकि, वे भविष्यवाणियाँ हबल और गैया के हमारे निकटवर्ती समकालीन ब्रह्मांड के माप से बिल्कुल मेल नहीं खाती हैं।
इस तथाकथित तनाव का अर्थ यह हो सकता है कि ब्रह्मांड की नींव में नई भौतिकी हो सकती है।
बिग बैंग के साक्ष्य
खगोलविदों का मानना है कि बिग बैंग यह समझाने का सबसे अच्छा तरीका है कि ब्रह्मांड की शुरुआत कैसे हुई और समय के साथ यह कैसे बदल गया। सारा विज्ञान साक्ष्य पर आधारित है। तो बिग बैंग का सबूत क्या है?
आकाशगंगाओं का रेडशिफ्ट
आकाशगंगाओं से जो प्रकाश हम देखते हैं वह हम तक पहुँचने तक फैल चुका होता है। यह जितना होना चाहिए उससे अधिक लाल दिखता है। यह रेडशिफ्ट आकाशगंगाओं के हमसे दूर जाने का परिणाम है। अवलोकनों से पता चलता है कि ब्रह्मांड में लगभग हर चीज़ अलग हो रही है। सुदूर आकाशगंगाओं का रेडशिफ्ट हमें बताता है कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है ।
यदि आप समय को पीछे की ओर घुमा सकें, तो आप आकाशगंगाओं को एक-दूसरे के करीब आते देखेंगे। यदि आप काफी पीछे जा सकें, तो ब्रह्मांड में सब कुछ एक ही स्थान पर होता।
माइक्रोवेव पृष्ठभूमि
बहुत समय पहले , पूरा ब्रह्मांड बहुत गर्म था। जैसे-जैसे इसका आकार बढ़ता गया, गर्मी ने एक "चमक" छोड़ी जो पूरे ब्रह्मांड को भर देती है। बिग बैंग सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि यह चमक अभी भी मौजूद रहनी चाहिए। यह भी भविष्यवाणी करता है कि हमें इस चमक को माइक्रोवेव प्रकाश के रूप में पहचानने में सक्षम होना चाहिए ।
वैज्ञानिकों ने इस कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड को ढूंढ निकाला है। उन्होंने परिक्रमा करने वाले डिटेक्टरों का उपयोग करके इसे सटीक रूप से मापा है। यह बहुत अच्छा प्रमाण है कि बिग बैंग सिद्धांत सही है।
तत्वों का मिश्रण
बिग बैंग के तुरंत बाद कुछ रासायनिक तत्वों का निर्माण हुआ। हाइड्रोजन और हीलियम जैसे तत्व। बिग बैंग सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड में प्रत्येक तत्व का कितना हिस्सा बना था। जब खगोलशास्त्री बहुत पुरानी आकाशगंगाओं और तारों को देखते हैं , तो उन्हें दिखाई देने वाले प्रत्येक रसायन की मात्रा बिग बैंग सिद्धांत से मेल खाती है।
आप सूर्य जैसे नए तारों में इस प्रमाण की तलाश नहीं कर सकते । ऐसा इसलिए है क्योंकि नये तारों में पुराने तारों द्वारा निर्मित रासायनिक तत्व होते हैं। इसलिए नए तारों की रासायनिक संरचना उन तारों से बहुत अलग है जो बिग बैंग के तुरंत बाद अस्तित्व में थे।
समय में पीछे मुड़कर देखना
बिग बैंग सिद्धांत का एक विकल्प है। इसे स्थिर अवस्था सिद्धांत कहा जाता है । इस सिद्धांत के अनुसार, ब्रह्मांड समय के साथ ज्यादा नहीं बदलता है।
याद रखें - प्रकाश को ब्रह्मांड में यात्रा करने में लंबा समय लगता है। इसलिए जब हम बहुत दूर स्थित आकाशगंगाओं को देखते हैं, तो हम समय में पीछे भी देख रहे होते हैं।
इसका मतलब है कि हम देख सकते हैं कि बहुत पुरानी आकाशगंगाएँ नई आकाशगंगाओं से बहुत अलग हैं। इससे पता चलता है कि ब्रह्मांड बदल गया है। यह साक्ष्य स्थिर अवस्था सिद्धांत की तुलना में बिग बैंग सिद्धांत के साथ बेहतर फिट बैठता है।
बिग बैंग सिद्धांत के बारे में शीर्ष 10 तथ्य
1.) जब आइंस्टीन के सामने इसे एक संभावना के रूप में प्रस्तुत किया गया तो उन्होंने सबसे पहले इसे सिरे से खारिज कर दिया । आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण का एक क्रांतिकारी सिद्धांत था, जिसे न्यूटन के सिद्धांत के उत्तराधिकारी के रूप में 1915 में प्रस्तावित किया गया था। इसने बुध की कक्षीय गति की इतनी सटीकता से भविष्यवाणी की जितनी न्यूटन का सिद्धांत नहीं कर सका, इसने 1919 में पुष्टि की गई द्रव्यमान द्वारा तारे के प्रकाश के झुकने की भविष्यवाणी की, और इसने गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जिसकी पुष्टि अभी कुछ महीने पहले हुई थी। लेकिन यह भी भविष्यवाणी की गई कि एक ब्रह्मांड जो पदार्थ से भरा है और स्थिर है, या समय के साथ अपरिवर्तित है, वह अस्थिर होगा । जब 1927 में बेल्जियम के पुजारी और वैज्ञानिक जॉर्जेस लेमेत्रे ने यह विचार रखा कि ब्रह्मांड का अंतरिक्ष-समय का ढांचा बहुत बड़ा और विस्तारित हो सकता है, जो अतीत में एक छोटी, सघन, अधिक समान स्थिति से उभरा है, तो आइंस्टीन ने उन्हें जवाब लिखा था , " आपकी गणना सही नहीं है, आपकी शारीरिक स्थिति घृणित है, " जिसका अर्थ है "आपकी गणना सही है, लेकिन आपकी भौतिकी घृणित है!"
2.) हबल की विस्तारित ब्रह्मांड की खोज ने इसे एक गंभीर विचार में बदल दिया । हालाँकि कई वैज्ञानिक मानते थे कि आइंस्टीन से पहले भी आकाश में सर्पिल निहारिकाएँ अपने आप में दूर की आकाशगंगाएँ थीं, यह 1920 के दशक में एडविन हबल का काम था जिसने दिखाया कि यह न केवल सच था, बल्कि यह कि आकाशगंगा जितनी अधिक दूर थी, वह उतनी ही तेज़ थी हमसे दूर जा रहा था. यह तथ्य - हबल का नियम, जो ब्रह्मांड के विस्तार का वर्णन करता है - ने बिग बैंग विचार के अनुरूप एक बहुत ही सीधी व्याख्या को जन्म दिया: यदि आज ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, तो यह अतीत में छोटा और सघन था!
3.) यह विचार 1922 से अस्तित्व में था, लेकिन दशकों तक इसे व्यापक रूप से खारिज कर दिया गया । सोवियत भौतिक विज्ञानी एलेक्जेंडर फ्रीडमैन 1922 में इसके लिए सिद्धांत लेकर आए, जब आइंस्टीन ने इसकी आलोचना की थी। लेमेत्रे के 1927 के काम को भी आइंस्टीन ने खारिज कर दिया था, और 1929 में हबल के काम के बाद भी, यह विचार कि ब्रह्मांड छोटा, सघन और अधिक समान था, अतीत में केवल एक सीमांत विचार था। लेकिन लेमैत्रे ने इस विचार में जोड़ा कि आकाशगंगाओं के लाल विस्थापन को अंतरिक्ष के इस विस्तार से समझाया जा सकता है, और शुरुआत में एक प्रारंभिक "सृजन का क्षण" रहा होगा, जिसे या तो "आदिम परमाणु" या " ब्रह्मांडीय अंडा” दशकों से।
4.) यह सिद्धांत 1940 के दशक में वास्तविक प्रमुखता पर पहुंच गया जब इसने भविष्यवाणियों का एक चौंकाने वाला सेट बनाया । जॉर्ज गामो, एक अमेरिकी वैज्ञानिक, जो लेमेत्रे के विचारों से प्रभावित हो गए, ने महसूस किया कि यदि आज ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, तो इसमें प्रकाश की तरंग दैर्ध्य समय के साथ बढ़ रही है, और इसलिए ब्रह्मांड ठंडा हो रहा है। यदि आज यह ठंडा है, तो अतीत में यह अधिक गर्म रहा होगा। पीछे की ओर विस्तार करते हुए, उन्होंने पहचाना कि एक समय ऐसा था जब तटस्थ परमाणुओं के निर्माण के लिए यह बहुत गर्म था, और फिर उससे पहले एक अवधि थी जहां यह परमाणु नाभिक के निर्माण के लिए भी बहुत गर्म था। इसलिए, जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार और ठंडा हुआ, इसने पहली बार प्रकाश तत्वों और फिर तटस्थ परमाणुओं का निर्माण किया होगा, जिसके परिणामस्वरूप "आदिम आग का गोला" या पूर्ण शून्य से कुछ डिग्री ऊपर ठंडे विकिरण की एक ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि का अस्तित्व हुआ होगा। .
5.) "बिग बैंग" नाम सिद्धांत के सबसे प्रबल आलोचक, फ्रेड हॉयल के नाम पर आया । भविष्यवाणियों का एक अलग सेट बनाने वाला एक सिद्धांत - ब्रह्मांड का स्थिर-अवस्था सिद्धांत - वास्तव में 1940, 1950 और 1960 के दशक में ब्रह्मांड का अग्रणी सिद्धांत था, क्योंकि दावा किया गया था कि अधिकांश परमाणु सितारों से आए थे। की मृत्यु हो गई और इतनी जल्दी नहीं, गर्म सघन अवस्था का जन्म परमाणु भौतिकी द्वारा हुआ। हॉयल ने बीबीसी से बात करते हुए 1949 के एक रेडियो साक्षात्कार में यह शब्द गढ़ा था और कहा था, " एक [विचार] यह था कि ब्रह्मांड ने अपना जीवन एक सीमित समय पहले एक विशाल विस्फोट में शुरू किया था, और वर्तमान विस्तार इसका अवशेष है इस विस्फोट की हिंसा. विस्तृत जांच से पता चलने से पहले ही कि यह गंभीर कठिनाइयों का कारण बनता है, यह बिग बैंग विचार मुझे असंतोषजनक लग रहा था। ”
6.) 1964 में बिग बैंग से बची हुई चमक की खोज को शुरू में पक्षियों के मल से माना गया था । 1964 में, बेल लैब्स के होल्मडेल हॉर्न एंटीना में काम करने वाले वैज्ञानिक अर्नो पेनज़ियास और बॉब विल्सन ने आकाश में हर जगह से एक ही समय में आने वाले एक समान रेडियो सिग्नल की खोज की। उन्हें यह एहसास नहीं था कि यह बिग बैंग की बची हुई चमक थी, उन्होंने सोचा कि यह एंटीना के साथ एक समस्या थी, और उन्होंने इस "शोर" को दूर करने की कोशिश की। जब वह काम नहीं आया, तो वे एंटीना में गए और वहां रहने वाले कबूतरों के घोंसले की खोज की! उन्होंने वहां से कबूतरों के घोंसलों (और गोबर) को साफ किया, और फिर भी सिग्नल बना रहा। यह अहसास कि यह गामो की भविष्यवाणी की खोज थी, ने बिग बैंग मॉडल को सही साबित कर दिया, और इसे हमारे ब्रह्मांड की वैज्ञानिक उत्पत्ति के रूप में स्थापित किया। यह पेन्ज़ियास और विल्सन को नोबेल-योग्य अनुसंधान के हिस्से के रूप में जानवरों के मल को साफ करने वाले एकमात्र नोबेल विजेता वैज्ञानिक बनाता है।
7.) बिग बैंग की पुष्टि हमें ब्रह्मांड में तारों, आकाशगंगाओं और चट्टानी ग्रहों के निर्माण का एक स्पष्ट इतिहास देती है । यदि ब्रह्माण्ड की शुरुआत गर्म, सघन, विस्तारित और एक समान होती , तो न केवल हम ठंडा होते और परमाणु नाभिक और तटस्थ परमाणु बनाते, बल्कि गुरुत्वाकर्षण द्वारा वस्तुओं को गुरुत्वाकर्षण से ढही संरचनाओं में एक साथ खींचने में समय लगेगा। पहले तारों को बनने में 50 से 100 मिलियन वर्ष लगेंगे; पहली आकाशगंगाएँ 150-250 मिलियन वर्षों तक नहीं बनीं; आकाशगंगा के आकार की आकाशगंगाओं में अरबों साल लग सकते हैं और पहले चट्टानी ग्रह तब तक नहीं बनेंगे जब तक कि तारों की कई पीढ़ियाँ जीवित रहीं, अपने ईंधन से जल गईं और विनाशकारी सुपरनोवा विस्फोटों में मर गईं। यह संयोग नहीं हो सकता कि हम बिग बैंग के 13.8 अरब वर्ष बाद अब ब्रह्मांड का अवलोकन कर रहे हैं; हो सकता है कि यह वह समय हो जब चट्टानी दुनिया में जीवन के उभरने का समय आ गया हो!
8.) ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि में उतार-चढ़ाव हमें बताते हैं कि बिग बैंग की शुरुआत में ब्रह्मांड कितना करीब-करीब एक समान था । ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि आज केवल 2.725 K है, लेकिन ऊपर दिखाए गए उतार-चढ़ाव केवल ~100 माइक्रो केल्विन परिमाण के आसपास हैं। तथ्य यह है कि बिग बैंग से बची हुई चमक में उस शुरुआती समय में एक विशेष परिमाण की थोड़ी गैर-एकरूपता थी, जो हमें बताता है कि ब्रह्मांड 30,000 में 1-भाग तक एक समान था, लेकिन उतार-चढ़ाव ही पूरी संरचना को जन्म देते हैं। - तारे, आकाशगंगाएँ, आदि - जिन्हें हम आज ब्रह्मांड में देखते हैं।
9.) बिग बैंग का मतलब अब बिल्कुल शुरुआत नहीं है । इस गर्म, घने विस्तार वाले राज्य को एक विलक्षणता की ओर वापस ले जाना आकर्षक है, जैसा कि लेमेत्रे ने लगभग 89 साल पहले किया था। लेकिन अवलोकनों का एक समूह है - जिसका नेतृत्व आदिम आग के गोले में उतार-चढ़ाव से होता है - जो हमें सिखाता है कि उससे पहले एक अलग स्थिति थी, जहां ब्रह्मांड में सभी ऊर्जा अंतरिक्ष में ही अंतर्निहित थी, और वह स्थान एक घातीय दर से विस्तारित हुआ था। इस अवधि को ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति के रूप में जाना जाता था, और हम अभी भी उस पर विवरण पर शोध कर रहे हैं। विज्ञान आगे और पीछे प्रगति करता जा रहा है, लेकिन अभी तक इसका कोई अंत नहीं दिख रहा है।
10.) और जिस तरह से ब्रह्मांड की शुरुआत हुई वह हमें यह नहीं बताता कि इसका अंत कैसे होगा । अंत में, बिग बैंग हमें बताता है कि गुरुत्वाकर्षण के बीच एक दौड़ थी, जो विस्तारित ब्रह्मांड को फिर से समेटने की कोशिश कर रही थी, और प्रारंभिक विस्तार, जो सब कुछ अलग करने की कोशिश कर रहा था। लेकिन बिग बैंग अपने आप में हमें यह नहीं बताता कि भाग्य क्या होगा; इसके लिए यह जानना आवश्यक है कि संपूर्ण ब्रह्मांड किस चीज से बना है। सिर्फ 18 साल पहले खोजी गई डार्क एनर्जी के अस्तित्व से, हमने सीखा है कि न केवल विस्तार जीतेगा, बल्कि सबसे दूर की आकाशगंगाएँ हमसे अपनी मंदी में तेजी से आगे बढ़ती रहेंगी। हमारा ठंडा, अकेला, खाली भाग्य वही है जो हमें एक डार्क एनर्जी ब्रह्मांड में मिलता है, लेकिन अगर ब्रह्मांड हमारे पास आज की तुलना में थोड़ा सा अधिक पदार्थ या विकिरण के साथ पैदा हुआ होता, तो हमारा भाग्य बहुत अलग हो सकता था!
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