एक नया माप ब्रह्मांड की समझ को बदल सकता है: अध्ययन

वाशिंगटन (एएनआई): एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफिजिक्स में प्रकाशित, ईपीएफएल के भौतिकी संस्थान में रिचर्ड एंडरसन के नेतृत्व में स्टेलर स्टैंडर्ड कैंडल्स एंड डिस्टेंस रिसर्च ग्रुप द्वारा किए गए एक अध्ययन ने सेफिड सितारों का सबसे सटीक अंशांकन हासिल किया - एक प्रकार का चर सितारा जिसकी चमक एक परिभाषित अवधि में उतार-चढ़ाव करती है - यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) गैया मिशन द्वारा एकत्र किए गए आंकड़ों के आधार पर दूरी माप के लिए। यह नया अंशांकन हबल तनाव को और बढ़ाता है।

हबल स्थिरांक (H0) का नाम उस खगोलशास्त्री के नाम पर रखा गया है, जिसने जॉर्जेस लेमेत्रे के साथ मिलकर 1920 के दशक के अंत में इस घटना की खोज की थी। इसे किलोमीटर प्रति सेकंड प्रति मेगापारसेक (km/s/Mpc) में मापा जाता है, जहां 1 Mpc लगभग 3.26 मिलियन प्रकाश वर्ष है।

H0 का सबसे अच्छा प्रत्यक्ष माप एक "कॉस्मिक डिस्टेंस लैडर" का उपयोग करता है, जिसका पहला पायदान सेफिड्स की चमक के पूर्ण अंशांकन द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसे अब ईपीएफएल अध्ययन द्वारा पुन: अंशांकित किया जाता है। बदले में, सेफिड्स सीढ़ी के अगले पायदान को कैलिब्रेट करते हैं, जहां सुपरनोवा - अपने जीवन के अंत में सितारों के शक्तिशाली विस्फोट - अंतरिक्ष के विस्तार का पता लगाते हैं। 2011 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार के विजेता एडम रीस के नेतृत्व वाली डार्क एनर्जी (SH0ES) टीम के समीकरण के लिए सुपरनोवा, H0 द्वारा मापी गई यह दूरी सीढ़ी, H0 को 73.0 +- 1.0 किमी/सेकंड/एमपीसी पर रखती है।

बिग बैंग के बाद पहला विकिरण

H0 को CMB की व्याख्या करके भी निर्धारित किया जा सकता है - जो कि 13 अरब साल पहले बिग बैंग से बचा हुआ सर्वव्यापी माइक्रोवेव विकिरण है। हालांकि, इस "प्रारंभिक ब्रह्मांड" माप पद्धति को सबसे विस्तृत भौतिक समझ ग्रहण करना है कि ब्रह्मांड कैसे विकसित होता है, इसे मॉडल पर निर्भर करता है। ESA के प्लैंक उपग्रह ने CMB पर सबसे पूर्ण डेटा प्रदान किया है, और इस पद्धति के अनुसार, H0 67.4 +- 0.5 किमी/सेकंड/एमपीसी है।

हबल तनाव 5.6 किमी/सेकेंड/एमपीसी की इस विसंगति को संदर्भित करता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि सीएमबी (प्रारंभिक ब्रह्मांड) विधि या दूरी सीढ़ी (देर से ब्रह्मांड) विधि का उपयोग किया जाता है या नहीं। निहितार्थ, बशर्ते कि दोनों तरीकों से किए गए माप सही हैं, यह है कि ब्रह्मांड को नियंत्रित करने वाले बुनियादी भौतिक नियमों की समझ में कुछ गलत है। स्वाभाविक रूप से, यह प्रमुख मुद्दा इस बात को रेखांकित करता है कि खगोल भौतिकीविदों के तरीकों का विश्वसनीय होना कितना आवश्यक है।

नया ईपीएफएल अध्ययन इतना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दूरी ट्रेसर के रूप में सेफिड्स के अंशांकन में सुधार करके दूरी सीढ़ी के पहले पायदान को मजबूत करता है। दरअसल, नया अंशांकन हमें खगोलीय दूरियों को +- 0.9% के भीतर मापने की अनुमति देता है, और यह देर से ब्रह्मांड माप को मजबूत समर्थन देता है। इसके अतिरिक्त, SH0ES टीम के सहयोग से EPFL में प्राप्त परिणामों ने H0 माप को परिष्कृत करने में मदद की, जिसके परिणामस्वरूप सटीकता में सुधार हुआ और हबल तनाव का महत्व बढ़ा।

एंडरसन कहते हैं, "हमारा अध्ययन 73 किमी/सेकेंड/एमपीसी विस्तार दर की पुष्टि करता है, लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह आज तक की दूरी को मापने के उपकरण के रूप में सेफिड्स का सबसे सटीक, विश्वसनीय अंशांकन भी प्रदान करता है।" "हमने एक ऐसी विधि विकसित की है जो कई सैकड़ों सितारों से बने स्टार क्लस्टर से संबंधित सेफिड्स की खोज करती है, यह परीक्षण करके कि क्या सितारे आकाशगंगा के माध्यम से एक साथ चल रहे हैं। इस चाल के लिए धन्यवाद, हम गैया के लंबन माप के सर्वोत्तम ज्ञान का लाभ उठा सकते हैं जबकि कई क्लस्टर सदस्य सितारों द्वारा प्रदान की गई सटीकता में लाभ से लाभ। इसने हमें गाया लंबन की सटीकता को उनकी सीमा तक धकेलने की अनुमति दी है और सबसे मजबूत आधार प्रदान करता है जिस पर दूरी की सीढ़ी को आराम दिया जा सकता है। "

बुनियादी अवधारणाओं पर पुनर्विचार

ब्रह्मांड के विशाल पैमाने को देखते हुए केवल कुछ किमी/सेकेंड/एमपीसी का अंतर क्यों मायने रखता है? "इस विसंगति का बहुत बड़ा महत्व है," एंडरसन कहते हैं। "मान लीजिए कि आप पहाड़ की दो विपरीत दिशाओं में खुदाई करके एक सुरंग बनाना चाहते हैं। यदि आपने चट्टान के प्रकार को सही ढंग से समझा है और यदि आपकी गणना सही है, तो आप जो दो छेद खोद रहे हैं वे केंद्र में मिलेंगे। लेकिन यदि वे नहीं करते हैं, तो इसका मतलब है कि आपने गलती की है -- या तो आपकी गणना गलत है या आप चट्टान के प्रकार के बारे में गलत हैं। हबल स्थिरांक के साथ यही हो रहा है। जितनी अधिक पुष्टि हमें मिलती है कि हमारी गणनाएँ हैं सटीक, जितना अधिक हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि विसंगति का अर्थ है कि ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ गलत है, कि ब्रह्मांड वैसा नहीं है जैसा हमने सोचा था।"

विसंगति के कई अन्य निहितार्थ हैं। यह डार्क एनर्जी, टाइम-स्पेस कॉन्टिनम और ग्रेविटी की सटीक प्रकृति जैसे मूल सिद्धांतों पर सवाल उठाता है। "इसका मतलब है कि हमें मूल सी पर पुनर्विचार करना होगा