डार्क मैटर: क्या भौतिकी में क्रांति आ रही है?

डार्क मैटर क्या है? यह कभी नहीं देखा गया है, फिर भी वैज्ञानिकों का अनुमान है कि यह ब्रह्मांड में 85% पदार्थ बनाता है। संक्षिप्त उत्तर यह है कि कोई नहीं जानता कि डार्क मैटर क्या है। एक सदी से भी अधिक समय पहले, लॉर्ड केल्विन ने इसे हमारी अपनी आकाशगंगा में तारों के वेग के स्पष्टीकरण के रूप में प्रस्तुत किया था। दशकों बाद, स्वीडिश खगोलशास्त्री नट लुंडमार्क ने नोट किया कि ब्रह्मांड में जितना हम देख सकते हैं उससे कहीं अधिक पदार्थ होना चाहिए। 1960 और 70 के दशक से वैज्ञानिक यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि यह रहस्यमय पदार्थ क्या है, और अधिक जटिल तकनीक का उपयोग कर रहा है। हालांकि, भौतिकविदों की बढ़ती संख्या को संदेह है कि इसका उत्तर यह हो सकता है कि ऐसी कोई चीज नहीं है काले पदार्थ बिल्कुल नहीं.

बैकस्ट्री

वैज्ञानिक दूर-दराज के पदार्थ को कई तरह से देख सकते हैं। प्रसिद्ध हबल टेलीस्कोप जैसे उपकरण दृश्य प्रकाश को मापते हैं जबकि अन्य तकनीक, जैसे कि रेडियो टेलीस्कोप, गैर-दृश्यमान घटनाओं को मापते हैं। वैज्ञानिक अक्सर डेटा इकट्ठा करने में वर्षों लगाते हैं और फिर वे जो देख रहे हैं उसका सबसे अधिक अर्थ निकालने के लिए इसका विश्लेषण करने के लिए आगे बढ़ते हैं।


जैसे-जैसे अधिक से अधिक डेटा आया, यह स्पष्ट रूप से स्पष्ट हो गया कि आकाशगंगाएँ अपेक्षा के अनुरूप व्यवहार नहीं कर रही थीं। कुछ आकाशगंगाओं के बाहरी किनारों पर तारे बहुत तेज़ी से आगे बढ़ रहे थे। आकाशगंगाओं को गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा एक साथ रखा जाता है, जो केंद्र में सबसे मजबूत होता है जहां अधिकांश द्रव्यमान होता है। डिस्क आकाशगंगाओं के बाहरी किनारों पर तारे इतनी तेजी से आगे बढ़ रहे थे कि वहां देखने योग्य पदार्थ द्वारा उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण बल उन्हें बाहर गहरे अंतरिक्ष में उड़ने से नहीं रोक पाता।

वैज्ञानिकों ने सोचा कि इन आकाशगंगाओं में जितना हम वर्तमान में देख सकते हैं, उससे कहीं अधिक पदार्थ मौजूद होंगे। कुछ तारों को उड़ने से रोक रहे होंगे, और उन्होंने उसे कुछ कहा था काले पदार्थ. वे वास्तव में यह नहीं कह सकते थे कि इसमें कौन से गुण हो सकते हैं सिवाय इसके कि इसमें गुरुत्वाकर्षण खिंचाव होना चाहिए, और इसमें काफी कुछ होना चाहिए। वास्तव में, ब्रह्मांड का विशाल बहुमत (85% से अधिक) डार्क मैटर होना चाहिए। अन्यथा, आकाशगंगाएँ तब तक नहीं टिक पातीं, जब तक वे ऐसा करती हैं। वे टूट गए होते क्योंकि खरबों तारों को रखने के लिए पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण नहीं होता।

जब विज्ञान की बात आती है, तो जिस चीज का आप निरीक्षण नहीं कर सकते, उसके साथ परेशानी यह है कि इसके बारे में बहुत कुछ कहना मुश्किल है। क्योंकि डार्क मैटर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फोर्स के साथ इंटरैक्ट नहीं करता है - जो दृश्य प्रकाश, रेडियो तरंगों और एक्स-रे के लिए जिम्मेदार है - हमारे सभी सबूत अप्रत्यक्ष हैं। वैज्ञानिक डार्क मैटर का निरीक्षण करने और इसके सिद्धांतों के आधार पर भविष्यवाणियां करने के तरीकों का पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं लेकिन बहुत सफलता के बिना।

एक संभावित समाधान

न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत अधिकांश बड़े पैमाने की घटनाओं को काफी अच्छी तरह से समझाता है। यांकीज़ गेम में पहली पिच फेंकने से लेकर नक्षत्रों की चाल तक सब कुछ न्यूटन के सिद्धांत का उपयोग करके समझाया जा सकता है। हालांकि, सिद्धांत मूर्खतापूर्ण नहीं है। उदाहरण के लिए, आइंस्टीन के सामान्य और विशेष सापेक्षता के सिद्धांतों ने डेटा की व्याख्या की जो न्यूटन का सिद्धांत नहीं कर सका। वैज्ञानिक अभी भी न्यूटन के सिद्धांत का उपयोग करते हैं क्योंकि यह अधिकांश मामलों में काम करता है और इसमें बहुत सरल समीकरण होते हैं।

डेटा के साथ न्यूटनियन भौतिकी को समेटने के तरीके के रूप में डार्क मैटर का प्रस्ताव किया गया था। लेकिन क्या होगा अगर, सुलह के बजाय, एक संशोधित सिद्धांत की जरूरत है। यहीं पर मोर्दहाई मिलग्रोम नाम का एक इजरायली भौतिक विज्ञानी प्रवेश करता है। उन्होंने गुरुत्वाकर्षण का एक सिद्धांत विकसित किया (जिसे संशोधित न्यूटनियन डायनेमिक्स कहा जाता है या "चांद"संक्षेप में) 1982 में जो गुरुत्वाकर्षण कार्यों को अलग-अलग तरीके से बताता है जब यह बहुत कमजोर हो जाता है, जैसे कि डिस्क आकाशगंगाओं के किनारे पर।

उनका सिद्धांत सरल नहीं है समझाना आकाशगंगाओं के व्यवहार; यह भविष्यवाणी उन्हें। सिद्धांतों के साथ समस्या यह है कि वे किसी भी चीज़ के बारे में समझा सकते हैं। यदि आप एक कमरे में चलते हैं और देखते हैं कि रोशनी चालू है, तो आप एक सिद्धांत विकसित कर सकते हैं कि सूर्य से ब्रह्मांडीय किरणें कमरे को रोशन करने के लिए सही तरीके से छिपे हुए दर्पणों को मार रही हैं। एक और सिद्धांत यह हो सकता है कि किसी ने लाइट स्विच फ्लिक किया हो। अच्छे सिद्धांतों को बुरे सिद्धांतों से अलग करने का एक तरीका यह देखना है कि कौन सा सिद्धांत बेहतर भविष्यवाणियां करता है।

मोंड के हालिया विश्लेषण से पता चलता है कि यह मानक डार्क मैटर मॉडल की तुलना में काफी बेहतर भविष्यवाणियां करता है। इसका मतलब यह है कि, जबकि डार्क मैटर आकाशगंगाओं के व्यवहार को अच्छी तरह से समझा सकता है, इसकी भविष्यवाणी करने की शक्ति बहुत कम है और कम से कम इस मोर्चे पर, एक निम्न सिद्धांत है।


केवल अधिक डेटा और बहस ही डार्क मैटर और मॉन्ड पर स्कोर तय कर पाएगी। हालांकि, मोंड को सबसे अच्छी व्याख्या के रूप में स्वीकार किया जाना दशकों की वैज्ञानिक सहमति को तोड़ देगा और ब्रह्मांड की अधिक रहस्यमय विशेषताओं में से एक को और अधिक सामान्य बना देगा। एक संशोधित सिद्धांत अंधेरे, अनदेखी ताकतों की तरह सेक्सी नहीं हो सकता है, लेकिन इसे बेहतर विज्ञान होने का फायदा हो सकता है।