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क्या अंतरिक्ष-समय का विस्तार प्रकाश को नष्ट कर सकता है?

क्या अंतरिक्ष-समय का विस्तार प्रकाश को नष्ट कर सकता है?


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मुझे पता है कि प्रकाश उच्च आवृत्ति (जैसे गामा किरणों) से कम आवृत्ति (जैसे रेडियो तरंगों) में स्थानांतरित होता है जब यात्रा गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को फेंकती है, इसे लाल स्थानांतरण कहा जाता है। मेरा प्रश्न है: क्या इसकी कोई सीमा है, प्रकाश तरंग का क्या होता है जब वह खिंचाव नहीं कर सकती, क्या वह नष्ट हो जाती है?

धन्यवाद, और गूंगा प्रश्न के लिए खेद है, बस जिज्ञासा।

संपादित करें: मेरे ज्ञान और इंटरनेट से :) विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम यह बताता है कि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग दैर्ध्य है और आवृत्ति जो तरंग दैर्ध्य ऊपर और नीचे यात्रा करती है और जितनी दूरी तय करती है उसे स्पेक्ट्रम कहा जाता है और उस स्पेक्ट्रम में एक आवृत्ति होती है जो दिखाई देती है हमें, लेकिन स्पेक्ट्रम बहुत बड़ा है, मेरा सवाल सिर्फ जिज्ञासा के लिए है, मैं जानना चाहता हूं कि क्या हम जानते हैं कि क्या होता है जब प्रकाश स्पेक्ट्रम से परे हो जाता है, है ना? और मुझे पता है कि अंतरिक्ष-समय के विस्तार से प्रकाश एक उच्च आवृत्ति स्पेक्ट्रम से कम एक तक फैल जाता है, लेकिन जब आप स्पेक्ट्रम की सीमा तक जाते हैं तो क्या होता है? क्या तरंग दैर्ध्य को "ब्रेकिंग" के बिंदु तक बढ़ाया जा सकता है?


खिंचाव की कोई सीमा नहीं है। प्रकाश को इन्फ्रारेड में, फिर माइक्रोवेव में, रेडियो तरंगों में फिर से स्थानांतरित किया जा सकता है। कोई सीमा नही है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऐसा कोई माध्यम नहीं है जो तरंगों को खींचकर ले जाए। स्पेक्ट्रम की कोई सीमा नहीं है। यह मनमाने ढंग से लंबी तरंग दैर्ध्य से, मनमाने ढंग से कम तक चलता है।

तरंगों के खिंचने के बारे में सोचने के बजाय आप फेमैन द्वारा सुझाए गए मॉडल का उपयोग कर सकते हैं। प्रत्येक फोटॉन एक हाथ वाली छोटी घड़ी की तरह होता है। प्रकाश का रंग हाथ को गोल होने में लगने वाला समय है। दृश्यमान प्रकाश में फोटॉन एक सेकंड में एक हजार ट्रिलियन बार मुड़ते हैं। रेडियो एक सेकंड में केवल एक लाख बार तरंगें करता है। हाथ कितनी धीमी गति से घूम सकता है इसकी कोई सीमा नहीं है। रेड-शिफ्टिंग हाथ का धीमा होना है। कुछ खींचने के बारे में सोचने की जरूरत नहीं है, और "टूटने" के लिए कुछ भी नहीं है।


रेडशिफ्ट को देखने का एक अन्य तरीका तरंग दैर्ध्य पर विचार करना है, जो "विस्तारित" हो जाता है। तरंगदैर्घ्य कितने समय तक हो सकता है इसकी कोई सीमा नहीं है - यह लाखों किलोमीटर (या प्रकाश वर्ष भी हो सकता है!) - लेकिन एंटीना के आकार की एक सीमा है जिसका उपयोग हम इसका पता लगाने के लिए कर सकते हैं। और रेडशिफ्ट किए गए फोटॉन में कम ऊर्जा होती है, इसलिए बहुत लंबी तरंग दैर्ध्य का मतलब बेहद कम ऊर्जा होता है।


क्या अंतरिक्ष-समय का विस्तार प्रकाश को नष्ट कर सकता है? - खगोल विज्ञान

कुछ स्रोतों से संकेत मिलता है कि बिग बैंग ने एक विस्तार का कारण बना जो प्रकाश की गति से तेज यात्रा करता था। यह कैसे हो सकता है?

आप एक अच्छा प्रश्न पूछते हैं, जिसका उत्तर सूक्ष्म अंतर में निहित है subtle विस्तार जो प्रकाश की गति से तेज है और सूचना का प्रसार जो प्रकाश की गति से तेज है। उत्तरार्द्ध को मौलिक भौतिक कानूनों द्वारा मना किया गया है, लेकिन पूर्व की अनुमति है, जब तक कि आप किसी को प्रसारित नहीं कर रहे हैं जानकारी (एक प्रकाश नाड़ी की तरह), आप कुछ ऐसी गति से कर सकते हैं जो प्रकाश की गति से तेज हो। ब्रह्मांड का विस्तार स्वयं स्पेसटाइम का "विकास" है, यह स्पेसटाइम किसी अन्य स्थान के सापेक्ष प्रकाश की गति से तेज गति से आगे बढ़ सकता है, जब तक कि दो स्थान एक दूसरे के साथ संवाद नहीं कर सकते (या, प्रकाश के संदर्भ में) किरणें, ब्रह्मांड के ये दो भाग एक दूसरे को नहीं देख सकते हैं)। मुद्रास्फीति के सिद्धांत के अनुसार, ब्रह्मांड १० से साठवीं शक्ति तक १० के कारक से १० से कम में बढ़ गया नकारात्मक तीस सेकंड, इसलिए ब्रह्मांड के "किनारे" प्रकाश की गति की तुलना में तेजी से एक दूसरे से दूर फैल रहे थे, हालांकि, जब तक वे किनारे एक-दूसरे को नहीं देख सकते (जिसे हम हमेशा मानते हैं), कोई भौतिक कानून नहीं है जो इसे मना करता है।

यह पृष्ठ अंतिम बार 27 जून 2015 को अपडेट किया गया था।

लेखक के बारे में

क्रिस्टीन स्पेककेन्स

क्रिस्टीन आकाशगंगाओं की गतिशीलता का अध्ययन करती है और वे हमें ब्रह्मांड में डार्क मैटर के बारे में क्या सिखा सकती हैं। उन्होंने अगस्त 2005 में कॉर्नेल से पीएच.डी प्राप्त की, 2005-2008 तक रटगर्स विश्वविद्यालय में जांस्की पोस्ट-डॉक्टरेट फेलो थीं, और अब कनाडा के रॉयल मिलिट्री कॉलेज और क्वीन्स यूनिवर्सिटी में एक संकाय सदस्य हैं।


क्या अंतरिक्ष-समय का विस्तार प्रकाश को नष्ट कर सकता है? - खगोल विज्ञान

क्या यह संभव है कि यदि कोई प्रकाश पुंज अंतरिक्ष में चला जाता है, तो वह एक घुमावदार पथ के साथ यात्रा कर सकता है और अंतरिक्ष समय की वक्रता के कारण वापस वहीं समाप्त हो सकता है जहां से शुरू हुआ था? क्या इसका मतलब यह है कि हम अंतरिक्ष में देख सकते हैं और बहुत पहले से पृथ्वी से प्रकाश देख सकते हैं? क्या हम पीछे मुड़कर देख सकते हैं और खुद को देख सकते हैं?

इस सादृश्य का उपयोग अक्सर यह वर्णन करने के लिए किया जाता है कि ब्रह्मांड का 'आकार' क्या हो सकता है, हालांकि सादृश्य थोड़ा त्रुटिपूर्ण है, और इसलिए इसके आधार पर निष्कर्ष निकालना आपको गलत रास्ते पर ले जाएगा।

सबसे पहले, जहाँ तक हम माप सकते हैं, हमारा ब्रह्मांड समतल होने के अनुरूप है। इसका मतलब है कि प्रकाश की किरणें हमेशा के लिए एक सीधी रेखा में चली जाएंगी और कभी वापस नहीं आएंगी। इस माप में इसके साथ थोड़ी सी त्रुटियां जुड़ी हुई हैं, इसलिए यह अभी भी संभव है कि हमारे ब्रह्मांड में या तो बमुश्किल 'खुला' या 'बंद' ज्यामिति हो। एक खुले ब्रह्मांड में, जब वे यात्रा करते हैं तो प्रकाश की समानांतर किरणें अलग हो जाती हैं और कभी वापस नहीं आतीं। एक बंद ब्रह्मांड में, प्रकाश की किरणें अंततः वापस आ जाएंगी, यदि विस्तार काफी धीमा था।

यदि हमारा ब्रह्मांड बस बंद हो जाता, तो प्रकाश अभी भी अपनी मूल स्थिति में कभी नहीं लौटता। हमारे ब्रह्मांड में विस्तार दर इतनी तेज है कि प्रकाश कभी भी अपनी मूल स्थिति में वापस नहीं आ पाएगा। इसके बजाय यह हमेशा के लिए स्रोत से आगे बढ़ता रहेगा। यह हमारे ब्रह्मांड के लिए मुद्रास्फीति की शुरुआत के बाद से सच है, बिग बैंग के बाद एक सेकंड का एक अंश, लेकिन तब से पहले नहीं हो सकता है।

आप एक ऐसे ब्रह्मांड की कल्पना कर सकते हैं जो हमारे ब्रह्मांड से अलग है, जहां विस्तार दर धीमी है। ऐसे ब्रह्मांड में, प्रकाश किरणें स्रोत पर लौटने में सक्षम हो सकती हैं, यदि ऐसा ब्रह्मांड इसके चारों ओर बनाने से पहले पुन: पतन नहीं करता है।

यह पृष्ठ अंतिम बार 27 जून 2015 को अपडेट किया गया था।

लेखक के बारे में

माइक जोन्स

माइक कॉर्नेल में चौथे वर्ष का खगोल विज्ञान स्नातक छात्र है, जहां वह अल्फाल्फा सर्वेक्षण पर प्रोफेसर मार्था हेन्स और रिकार्डो जियोवेनेली के साथ काम करता है, जो प्यूर्टो रिको में 305 मीटर अरेसिबो टेलीस्कोप के साथ किए गए स्थानीय ब्रह्मांड में गैस-समृद्ध आकाशगंगाओं का एक अंधा सर्वेक्षण है।


“स्टेशन ऑफ़ एक्सट्रीम लाइट” –‘A नई भौतिकी जो स्पेसटाइम के ताने-बाने को तोड़ सकती है’

चीन एक लेज़र का निर्माण कर रहा है जो 100 क्वाड्रिलियन वाट का उत्पादन कर सकता है - ग्रह की कुल बिजली खपत का लगभग 50,000 गुना - एक प्रकाश इतना तीव्र है कि यह हमारी पृथ्वी को सूर्य से प्राप्त होने वाली शक्ति के बराबर होगा।

चरम प्रकाश का स्टेशन

शंघाई सुपरिंटेंस अल्ट्राफास्ट लेजर सुविधा (एसयूएलएफ) के केंद्र में, 2025 में ऑनलाइन होने के कारण, फ्रिसबी की चौड़ाई के बारे में टाइटेनियम-डॉप्ड नीलमणि का एकल सिलेंडर है। विज्ञान की रिपोर्ट के अनुसार, क्रिस्टल में प्रकाश को जलाने और लेंस और दर्पणों की एक प्रणाली के माध्यम से इसे दूर करने के बाद, SULF इसे अभूतपूर्व 5.3 मिलियन बिलियन वाट, या पेटवाट (PW) प्राप्त करते हुए, मनमौजी शक्ति की दालों में बदल देता है।

भौतिकी में, शक्ति का समीकरण समय से विभाजित ऊर्जा है। समय को कम करके एक सेकंड के चौथाई भाग तक, वैज्ञानिक कम ऊर्जा के साथ अत्यधिक बिजली उत्पादन कर सकते हैं।

"खाली जगह की अजीब क्वांटम संपत्ति" को उजागर करना

भौतिक विज्ञानी रुक्सिन ली ने कहा, "खाली जगह की अजीब क्वांटम संपत्ति, जिसने वैज्ञानिकों को 80 से अधिक वर्षों से परेशान किया है" को उजागर करने के लिए मुख्य उद्देश्यों में से एक लेजर का उपयोग कर रहा है। "आम तौर पर, एक वैक्यूम को पूरी तरह से खाली माना जाता है, लेकिन क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स में, यह वास्तव में आभासी कणों से भरा होता है जो हर समय दिखाई देते हैं और गायब हो जाते हैं," उन्होंने कहा। "हालांकि एक अत्यंत मजबूत विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र इस स्थान और इससे गुजरने वाले प्रकाश को प्रभावित कर सकता है। इसलिए वैक्यूम वास्तव में प्रिज्म या 3-डी मूवी ग्लास के रूप में व्यवहार कर सकता है। ”

वैज्ञानिकों को हाल ही में न्यूट्रॉन सितारों के अवलोकन से इस अजीब घटना की एक झलक मिली, जो कि बड़े पैमाने पर सितारों के घने अवशेष हैं और जिनमें चुंबकीय क्षेत्र हैं जो सूर्य की तुलना में अरबों गुना अधिक मजबूत हैं।

लेकिन ये तारे अक्सर प्रकाश वर्ष दूर होते हैं, जिससे इनका सटीक अध्ययन करना बेहद कठिन हो जाता है। "अब पहली बार, हम सीधे लेजर का उपयोग करके पृथ्वी पर वैक्यूम के क्वांटम गुणों को सीधे बना सकते हैं और माप सकते हैं," ली ने कहा।

"एक्सट्रीम लाइट का स्टेशन दुनिया भर के वैज्ञानिकों के लिए भौतिकी से लेकर चिकित्सा तक, सहयोग और अध्ययन के लिए एक अनूठा और मूल्यवान मंच बन जाएगा," ली ने कहा।

शोधकर्ता अपने लेजर को अपग्रेड कर रहे हैं और 10-पीडब्लू शॉट के साथ अपने ही रिकॉर्ड को तोड़ने की उम्मीद कर रहे हैं, जो दुनिया के सभी विद्युत ग्रिडों की संयुक्त शक्ति का 1000 गुना से अधिक पैक करेगा।

चरम आमतौर पर पृथ्वी पर नहीं पाए जाते हैं

2018 में, शंघाई, चीन में एक तंग प्रयोगशाला के अंदर, भौतिक विज्ञानी रुक्सिन ली और उनके सहयोगियों ने एक १००-पीडब्लू लेजर का निर्माण शुरू किया, जिसे स्टेशन ऑफ एक्सट्रीम लाइट (एसईएल) के रूप में जाना जाता है। २०२३ तक, यह दालों को २० मीटर भूमिगत एक कक्ष में प्रवाहित कर सकता है, जो तापमान के चरम और पृथ्वी पर सामान्य रूप से नहीं पाए जाने वाले दबाव के लक्ष्य के अधीन है, जो खगोल भौतिकीविदों और सामग्री वैज्ञानिकों के लिए समान रूप से एक वरदान है।

मौजूदा शेड्यूल के मुताबिक, यह सुविधा 2025 में पूरी हो जाएगी और फिर इसे यूजर्स के लिए खोल दिया जाएगा। इस परियोजना में एक 100-पीडब्लू लेजर सुविधा विकसित की जाएगी, जो 1024 वाट प्रति वर्ग सेंटीमीटर से अधिक की केंद्रित तीव्रता प्रदान कर सकती है। यह लेज़र पंप-जांच प्रयोगों के लिए एक कठिन एक्स-रे के साथ काम करेगा, जैसे कि कुछ न्यूट्रॉन सितारों के आसपास देखी गई वैक्यूम बायरफ्रींग घटना को प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करना जिससे उनके चरम चुंबकीय क्षेत्र आभासी कणों को उत्तेजित कर सकते हैं जो अन्यथा खाली जगह से गुजरने वाले प्रकाश का ध्रुवीकरण करते हैं।

"ब्रेकिंग द वैक्यूम" –आइंस्टीन का प्रसिद्ध E=mc^2 समीकरण

लेजर, एडविन कार्टलिज की रिपोर्ट करता है विज्ञान , दवा और उच्च-ऊर्जा भौतिकी में उपयोग के लिए कणों को तेज करने के एक नए तरीके के प्रदर्शनों को भी शक्ति प्रदान कर सकता है। लेकिन सबसे आकर्षक, ली कहते हैं, यह दिखा रहा होगा कि प्रकाश खाली जगह से इलेक्ट्रॉनों और उनके एंटीमैटर समकक्षों, पॉज़िट्रॉन को फाड़ सकता है - एक घटना जिसे "वैक्यूम को तोड़ना" कहा जाता है।

जैसा कि अल्बर्ट आइंस्टीन के प्रसिद्ध E=mc^2 समीकरण में कहा गया है, यह एक आश्चर्यजनक उदाहरण होगा कि पदार्थ और ऊर्जा विनिमेय हैं। हालाँकि परमाणु हथियार पदार्थ को अत्यधिक मात्रा में ऊष्मा और प्रकाश में बदलने की पुष्टि करते हैं, लेकिन इसका उल्टा करना इतना आसान नहीं है। लेकिन ली का कहना है कि एसईएल काम पर निर्भर है। "यह बहुत रोमांचक होगा," वे कहते हैं। "इसका मतलब होगा कि आप कुछ भी नहीं से कुछ उत्पन्न कर सकते हैं।"

"पूरी तरह से नया भौतिकी"

जैसे-जैसे बीम की तीव्रता बढ़ती है, वैसे ही, इसके विद्युत क्षेत्र की ताकत भी विज्ञान की रिपोर्ट करती है। रशियन एकेडमी ऑफ साइंसेज (आरएएस) इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड फिजिक्स के पूर्व निदेशक अलेक्जेंडर सर्गेव कहते हैं, लगभग 1024 वाट प्रति वर्ग सेंटीमीटर की तीव्रता पर, कुछ इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े के बीच आपसी आकर्षण को तोड़ने के लिए क्षेत्र पर्याप्त मजबूत होगा। (आईएपी) निज़नी नोवगोरोड में और अब आरएएस के अध्यक्ष हैं।

लेजर क्षेत्र कणों को हिला देगा, जिससे वे विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन करेंगे - इस मामले में, गामा किरणें। गामा किरणें, बदले में, नए इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़े उत्पन्न करती हैं, और इसी तरह, जिसके परिणामस्वरूप कणों और विकिरण का हिमस्खलन होता है जिसका पता लगाया जा सकता है।

"यह पूरी तरह से नया भौतिकी होगा," सर्गेव कहते हैं, गामा किरण फोटॉन परमाणु नाभिक को उत्तेजित अवस्थाओं में धकेलने के लिए पर्याप्त ऊर्जावान होंगे, भौतिकी की एक नई शाखा की शुरुआत करेंगे जिसे "परमाणु फोटोनिक्स" के रूप में जाना जाता है - तीव्र प्रकाश का उपयोग परमाणु प्रक्रियाओं को नियंत्रित करें।

द डेली गैलेक्सी, मैक्सवेल मो , खगोल भौतिकीविद्, नासा आइंस्टीन फेलो, विज्ञान के माध्यम से एरिज़ोना विश्वविद्यालय

छवि क्रेडिट पृष्ठ का शीर्ष: एलआईजीओ कलाकार का दो विलय वाले न्यूट्रॉन सितारों का चित्रण। रिपलिंग स्पेस-टाइम ग्रिड गुरुत्वाकर्षण तरंगों का प्रतिनिधित्व करता है जो टकराव से बाहर निकलती हैं, जबकि संकीर्ण बीम गामा किरणों के फटने को दिखाती हैं जो गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कुछ ही सेकंड बाद बाहर निकल जाती हैं। विलीन होने वाले तारों से निकाले गए पदार्थ के घूमते हुए बादलों को भी चित्रित किया गया है। बादल दृश्य और प्रकाश की अन्य तरंग दैर्ध्य के साथ चमकते हैं। एनएसएफ/एलआईजीओ/सोनोमा स्टेट यूनिवर्सिटी/ए. साइमननेट

गैलेक्सी रिपोर्ट न्यूज़लेटर आपके लिए अंतरिक्ष और विज्ञान के बारे में दो बार साप्ताहिक समाचार लाता है जो हमारे अस्तित्व के रहस्य को सुराग प्रदान करने और हमारे वर्तमान एंथ्रोपोसीन युग में एक बहुत ही आवश्यक ब्रह्मांडीय परिप्रेक्ष्य जोड़ने की क्षमता रखता है।


एस्ट्रोफिजिसिस्ट डॉ. जो पेस के साथ मुझसे कुछ भी पूछो एएमए!

तो क्या यह मुख्य धारा है कि 4.5 अरब वर्षों में ग्रह विस्तार के कारण सूर्य से बाहर की ओर चले गए हैं? या क्या वे असीम दैनिक विस्तार की अनदेखी करते हुए बस अपनी परिक्रमा दूरी बनाए रखते हैं? न्यूटनियन ब्रह्मांड में बाद के दृश्य का पक्ष लेना मेरे लिए दिलचस्प है, लेकिन पूर्व दृश्य का पक्ष लिया जा सकता है जहां ग्रह को केवल एक विस्तारित भूगर्भीय के साथ यात्रा करने के लिए देखा जाता है। लेकिन स्पेसटाइम ग्रेडिएंट, मुझे लगता है, वही रहेगा और ग्रह, प्रतीत होता है, केवल विस्तार को अनदेखा करेगा और उस क्षेत्र में रहेगा क्योंकि ढाल अधिक दूर भूगर्भिक की अनुमति देने के लिए विस्तार नहीं कर रहा है। क्या कोई पसंदीदा मुख्यधारा का दृष्टिकोण है?

विस्तार के लिए निरंतर त्वरण दर को देखते हुए, निश्चित रूप से कुछ बहुत दूर के समय में, दैनिक विस्तार दर बाकी सभी पर हावी हो जाएगी। लेकिन मुझे लगता है कि यह आज की तुलना में एक अलग परिस्थिति है, या क्या यह सब अब बहुत कम ध्यान देने योग्य है?

वर्तमान में, विस्तार छोटे पैमाने पर हो रहा है, लेकिन यह उप-परमाणु पैमाने से काफी नीचे है इसलिए ध्यान देने योग्य या प्रासंगिक नहीं है। लेकिन विस्तार अविश्वसनीय है, और अंतरिक्ष बढ़ रहा है, इसलिए खरबों वर्षों में विस्तार, यहां तक ​​​​कि सबसे छोटे पैमाने पर भी प्रासंगिक होगा।

रबड़ की एक शीट लें और उसकी सहायता से चारों ओर समान रूप से खींचे। केंद्र का निरीक्षण करें: वहां थोड़ा खिंचाव होता है, ज्यादातर खिंचाव किनारों पर होता है। लेकिन जैसे-जैसे आप चादर खींचते रहते हैं, अंत में केंद्र पर खिंचाव भी दिखाई देने लगता है।

डॉ जो पेस

उल्लेखनीय! मुझे वास्तव में तत्व प्रगति पसंद है। मेंडेलीव इसे पसंद करेंगे!

[एक निट। यह कहा गया है, "। प्राकृतिक दुनिया के सभी तत्व प्रकट हुए हैं और अब लगातार पुनर्चक्रण और पुन: प्रसंस्करण करते हैं। " यह स्थिर राज्य सिद्धांत से बाहर की तरह लगता है। यह बहुत दुर्लभ है कि हीलियम विखंडन या किसी अन्य कारण से हाइड्रोजन का पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।]

डॉ जो पेस

मैं आपको वापस देखकर बहुत उत्साहित हूं, डॉ जो पेस! मैं आपसे एक दो प्रश्न पूछना चाहता हूं।

१) हम किसी ब्लैकहोल की स्पष्ट तस्वीर कब प्राप्त कर पाएंगे? क्या हम कभी?

2) हम जानते हैं, ब्लैक होल उनके केंद्रों में होते हैं, सैद्धांतिक रूप से बोलते हुए, विलक्षणताएं, के बिंदु शून्य इसमें द्रव्यमान के साथ अंतरिक्ष, अनंत घनत्व पैदा करता है। मैं एक तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैकहोल का उदाहरण लेने जा रहा हूं क्योंकि मुझे अभी तक नहीं पता है कि एक सुपरमैसिव ब्लैकहोल कैसे बनाया जाता है, मुझे संदेह है कि कोई और करता है। जैसा कि हम जानते हैं, एक तारकीय-द्रव्यमान वाला ब्लैकहोल तब बनता है जब एक विशाल तारा फूटना। लेकिन मुझे संदेह है कि यह शून्य स्थान के बिंदु पर कैसे फंस सकता है, जो हमेशा के लिए ले जाएगा! ठीक वैसे ही जैसे पूर्ण शून्य तक पहुँचने में हमेशा के लिए लग जाएगा! तो, आपको क्या लगता है, एक विलक्षणता के लिए बेहतर विकल्प क्या है? और प्लैंक सितारों के बारे में क्या? आप इसे पिछले एएमए में मेरे द्वारा पूछे गए पिछले प्रश्न की निरंतरता पर विचार कर सकते हैं।

यहां आपके साथ IG2007 होना मेरे लिए खुशी की बात है, और मैं आपके सभी सवालों से उत्साहित हूं!

1) इवेंट होराइजन टेलीस्कोप M87 में ब्लैक होल के आसपास के क्षेत्र और अन्य वस्तुओं का निरीक्षण करना जारी रखेगा। तो, हाँ, हमें बेहतर और विभिन्न प्रकार के अवलोकन प्राप्त करने चाहिए। (और ध्यान दें कि मैं कहता हूं "ब्लैक होल के आसपास का क्षेत्र" क्योंकि, परिभाषा के अनुसार, हम ब्लैक होल को स्वयं नहीं देख सकते हैं!)।

2) यदि मैं कर सकता हूं, तो मैं आपकी शब्दावली को थोड़ा सुधारना चाहूंगा: तारा वास्तव में फूट नहीं रहा है बल्कि अपने आप गिर रहा है। द्रव्यमान इतना महान है, और पतन इतना हिंसक है कि विलक्षणता बन जाती है।

डॉ जो पेस

यह मेरी विशेषज्ञता के क्षेत्र से बाहर है लेकिन जगह बस है!

हमारे पास एक ढहने वाला ब्रह्मांड हो सकता है जहां अंतरिक्ष (और इसमें शामिल पदार्थ और ऊर्जा) छोटा, सघन हो जाता है, और एक विलक्षणता बन जाता है (यह शायद हमारे ब्रह्मांड के साथ नहीं होने वाला है)। लेकिन यह अभी भी विलक्षणता के भीतर है, संभवतः। स्थानीय स्तर पर मुझे नहीं लगता कि आप इसे नष्ट कर सकते हैं क्योंकि ब्रह्मांड के उस हिस्से का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा (मुझे लगता है!?)

डॉ जो पेस

हाय जेएसनार्डेलो - क्या वे ध्रुवीकृत छवियां भयानक नहीं हैं? यह मेरा शोध का क्षेत्र है, और हम जानते हैं कि कुछ समय के लिए मजबूत चुंबकीय क्षेत्र मौजूद होना चाहिए, और उनका शायद जेट के साथ कुछ लेना-देना है, लेकिन अधिक जानकारी प्राप्त करना हमेशा अच्छा होता है, और विशेष रूप से इस अति-उच्च पर संकल्प के।

आप में से जो लोग सोच रहे हैं कि हम किस बारे में बात कर रहे हैं, मेरे महान मित्र और सहयोगी चेल्सी गोहड का यह शानदार लेख देखें: https://www.space.com/first-black-hole-image-polarized-m87

आपसे प्रश्न करने के लिए: नहीं, मुझे लगता है कि यह केवल चुंबकीय क्षेत्र है जो स्वयं को अभिवृद्धि डिस्क और जेट में प्लाज्मा पर दिखा रहा है (ठीक उसी तरह जैसे सूर्य पर चुंबकीय क्षेत्र करते हैं - अलग-अलग पैमाने पर और शायद तंत्र: https:// nso.edu/press-release/inouye-solar-telescope-releases-first-image-of-a-sunspot/)

हेलीओ

सहमत, और निरंतर सहायता के लिए धन्यवाद।

लेकिन दो लौकिक बॉलिंग बॉल्स को एक ट्रैम्पोलिन पर रखें और ट्रैम्पोलिन के किनारों से लोचदार कपड़े को खींचना जारी रखें। वो बॉलिंग बॉल साथ में रहेंगी। कपड़े के त्वरण के साथ, हालांकि, कुछ पागल भविष्य की दर पर, गेंदें अलग हो जाएंगी। मैंने सोचा होगा कि यह सादृश्य सूर्य की परिक्रमा करने वाले ग्रहों पर लागू होगा। जाहिर है कि यह मुख्यधारा के विज्ञान का दृष्टिकोण नहीं है।

डॉ जो पेस

सहमत, और निरंतर सहायता के लिए धन्यवाद।

लेकिन दो लौकिक बॉलिंग बॉल्स को एक ट्रैम्पोलिन पर रखें और ट्रैम्पोलिन के किनारों से लोचदार कपड़े को खींचना जारी रखें। वो बॉलिंग बॉल साथ में रहेंगी। कपड़े के त्वरण के साथ, हालांकि, कुछ पागल भविष्य की दर पर, गेंदें अलग हो जाएंगी। मैंने सोचा होगा कि यह सादृश्य सूर्य की परिक्रमा करने वाले ग्रहों पर लागू होगा। जाहिर है कि यह मुख्यधारा के विज्ञान का दृष्टिकोण नहीं है।

टाइम्ससेमिट

हेलीओ

हां, हम इस पर सहमत हैं क्योंकि दूर के भविष्य में अंतहीन त्वरण चीजों के प्रति इतना दयालु नहीं होगा।

लेकिन मैं यह महसूस करने की कोशिश कर रहा हूं कि अन्य बलों के सापेक्ष विस्तार प्रभाव के रूप में ब्रह्मांड विज्ञानी के साथ आम सहमति है या नहीं। शायद यह मेरे प्रश्न को बेहतर तरीके से संबोधित करेगा।

क्या यह आपकी राय है कि पिछले 12 अरब वर्षों में विस्तार ने सभी वस्तुओं को अलग कर दिया है, यहां तक ​​कि अंतरिक्ष के एक अलग हिस्से में एक प्रोटॉन के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन की कक्षीय दूरी भी? यदि हम समय में वापस जा सकते हैं, तो क्या हम सैद्धांतिक रूप से सभी चीजों (अन्य घटनाओं से अप्रभावित) में अकेले विस्तार के कारण आज की तुलना में छोटी कक्षीय त्रिज्या पाएंगे?

डॉ जो पेस

हां, हम इस पर सहमत हैं क्योंकि दूर के भविष्य में अंतहीन त्वरण चीजों के प्रति इतना दयालु नहीं होगा।

लेकिन मैं यह महसूस करने की कोशिश कर रहा हूं कि अन्य बलों के सापेक्ष विस्तार प्रभाव के रूप में ब्रह्मांड विज्ञानी के साथ आम सहमति है या नहीं। शायद यह मेरे प्रश्न को बेहतर तरीके से संबोधित करेगा।

क्या यह आपकी राय है कि पिछले 12 अरब वर्षों में विस्तार ने सभी वस्तुओं को अलग कर दिया है, यहां तक ​​कि अंतरिक्ष के एक अलग हिस्से में एक प्रोटॉन के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन की कक्षीय दूरी भी? यदि हम समय में वापस जा सकते हैं, तो क्या हम सैद्धांतिक रूप से सभी चीजों (अन्य घटनाओं से अप्रभावित) में अकेले विस्तार के कारण आज की तुलना में छोटी कक्षीय त्रिज्या पाएंगे?

फिर से, उन छोटे पैमानों पर अंतरिक्ष का विस्तार छोटा (या उससे भी कम!) है, बल के स्तर पर कमजोर और मजबूत परमाणु बल हावी होते हैं और ऐसा तब तक करते रहेंगे जब तक कि वे अंतरिक्ष के खिंचाव से दूर नहीं हो जाते।

डॉ जो पेस

हैलो टाइम्समिट। प्रश्न के लिए धन्यवाद।

चुम्बक द्विध्रुव (दो ध्रुवों वाले) हैं, हर जगह, सिर्फ इसलिए नहीं कि वे पृथ्वी पर हैं। बृहस्पति का चुंबकीय क्षेत्र द्विध्रुवीय है, इसलिए सूर्य का है, आदि। चुंबकीय मोनोपोल (एक चुंबकीय ध्रुव वाले) नामक काल्पनिक वस्तुएं हैं, लेकिन वे शायद प्रकृति में मौजूद नहीं हैं।

हेलीओ

फिर से, उन छोटे पैमानों पर अंतरिक्ष का विस्तार छोटा (या उससे भी कम!) है, बल के स्तर पर कमजोर और मजबूत परमाणु बल हावी होते हैं और ऐसा तब तक करते रहेंगे जब तक कि वे अंतरिक्ष के खिंचाव से दूर नहीं हो जाते।

मुझे इसके बारे में और अधिक सोचना होगा। हालांकि स्थानीय रूप से विस्तार छोटा है, z = 10 या तो के लिए, तब से विस्तार 30 गुना जैसा कुछ रहा है, इसलिए यहां तक ​​​​कि एक छोटी इलेक्ट्रॉन कक्षा भी बाहर निकल गई होगी और मुझे लगता है कि उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य को प्रभावित करना चाहिए। यदि ऐसा है, उदाहरण के लिए, बामर श्रृंखला जैसी चीजें, शायद बहुत पहले की तुलना में आज अलग होंगी।

डॉ जो पेस

मुझे इसके बारे में और अधिक सोचना होगा। हालांकि स्थानीय रूप से विस्तार छोटा है, z = 10 या तो के लिए, तब से विस्तार 30 गुना जैसा कुछ रहा है, इसलिए यहां तक ​​​​कि एक छोटी इलेक्ट्रॉन कक्षा भी बाहर निकल गई होगी और मुझे लगता है कि उत्सर्जित फोटॉन की तरंगदैर्ध्य को प्रभावित करना चाहिए। यदि ऐसा है, उदाहरण के लिए, बामर श्रृंखला जैसी चीजें, शायद बहुत पहले की तुलना में आज अलग होंगी।

डॉ जो पेस

क्या आप विश्वास करेंगे कि हमारा सप्ताह एक साथ अब समाप्त हो गया है? समय उड़ता है, और मैंने आपके शानदार सवालों का जवाब देते हुए एक धमाका किया है! मैं अपने क्षेत्र के बारे में, और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि हमारे आसपास के ब्रह्मांड के बारे में इतना उत्साह देखकर मुझे हमेशा खुशी होती है।

बड़े विचार सोचते रहिये, उत्साह बनाये रखिये और ऊपर देखते रहिये!

हेलीओ

वोल्फशादव

धन्यवाद डॉ जो!
मुझे आशा है कि हम आपको जल्द ही वापस आते देखेंगे!

टोगो59

मैं एक साधारण व्यक्ति हूँ और यह मेरी पहली पोस्ट है। इन मंचों की खोज में, मुझे इसी तरह के सवालों के कुछ जवाब मिले हैं, जो सभी प्रकार के विदेशी सिद्धांतों को एक साथ घुमाकर अस्पष्टता (कम से कम मेरे लिए) का उपयोग करते हैं, जिससे भ्रम (मेरे लिए) होता है।

मेरे मूल अवलोकन:
१) मनुष्यों के लिए भौतिक चीजों के संदर्भ में सोचना स्वाभाविक है, भले ही इन चीजों को इसके बजाय गुण होने का तर्क दिया जा सकता है। शायद द्रव्यमान एक संपत्ति है और "कुछ नहीं"" एक भौतिक चीज है। (मुझे वास्तव में परवाह नहीं है।)
2) हम गणित का उपयोग (जैसे) क्वांटम, एसआर और जीआर का प्रतिनिधित्व करने के लिए करते हैं। मुझे नहीं लगता कि गणित एक भौतिक चीज है (लेकिन न ही वह अस्तित्वगत प्रश्न मेरी बात है)।

तो मेरा प्रश्न है: ब्रह्मांड का सबसे मौलिक गुण क्या है? मैं "दूरी", (मानदंड, मीट्रिक) की धारणाओं को त्यागना चाहता हूं।

मेरा उत्तर होगा " कि यह एक जुड़ा हुआ स्थान है", इस अर्थ में कि, सभी भौतिक नियमों को अनदेखा करते हुए, कोई भी दो अलग-अलग बिंदुओं को परिभाषित कर सकता है (जो कि एक मीट्रिक स्थान होने पर असीम रूप से करीब हो सकता है) जैसे कि दो बिंदु (टोपोलॉजिकल) जुड़े हुए। अर्थात। मैं यहाँ से उस समय तक की एक रेखा का पता लगा सकता था जब ब्रह्मांड "छोटा" था और फिर से किसी अन्य स्थान पर वापस आ गया था, भले ही उस यात्रा को करने के लिए किसी "वस्तु" या जानकारी को भौतिक नियमों को तोड़ना पड़े।

उदाहरण के लिए, मेरे लिए इसका कोई मतलब नहीं है कि दो ब्रह्मांडों को एक कीड़ा-छेद के माध्यम से जोड़ा जा सकता है। यदि एक फोटॉन या क्वांटम लूप एक से दूसरे में यात्रा कर सकता है, तो मेरी परिभाषा में, वे एक अजीब टोपोलॉजी के साथ एक ब्रह्मांड हैं। दूसरा ब्रह्मांड भौतिक रूप से पहुंच योग्य नहीं हो सकता है लेकिन यह संचार योग्य होगा: यदि एक "बिट" एक ब्रह्मांड से दूसरे ब्रह्मांड में यात्रा करता प्रतीत होता है, तो यह वास्तव में उसी ब्रह्मांड में एक स्थान से दूसरे स्थान पर यात्रा कर रहा है।

मेरी सरल धारणा के साथ समस्या यह है कि विद्वान और सम्मानित लोग आमतौर पर मल्टीवर्स के बारे में बात करते हैं जैसा कि श्रोडिंगर कैट उदाहरण में है। मेरे लिए ये बहुविध नहीं हैं, ये सिर्फ एक ब्रह्मांड के विभाजन हैं।

समय के बारे में मेरा विचार है कि यह वह स्थान है जिसमें चीजें हो सकती हैं। इसलिए समय से पहले " के बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है, जैसे ब्रह्मांड के " के बाहर" के बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है।

निश्चय ही ये बातें विशुद्ध रूप से तार्किक हैं। यदि वे सही हैं तो कोई अधिक परिचित (संभवतः भ्रामक) धारणाएँ जोड़ सकता है, जैसे लंबाई। उदाहरण के लिए, उलझाव के लिए "लंबाई" की आवश्यकता नहीं होती है। और मुझे मॉड्यूलर ब्रह्मांड के इस विचार से प्यार है क्योंकि यह वह उत्तर हो सकता है जिसे मैं ढूंढ रहा हूं।

तो ब्रह्मांड क्या है? और लोग इसके बारे में बात क्यों करते रहते हैं ("उन्हें" नहीं!) जैसे कि उन्होंने वास्तव में एक को देखा हो?


क्या स्पेसटाइम वक्रता को दूर किया जा सकता है?

यह शायद एक बुरा सवाल है, लेकिन क्या इसे दूर किया जा सकता है? कहो ऐलिस पृथ्वी पर है और बॉब बाहरी अंतरिक्ष में बहुत दूर है। बॉब को लगता होगा कि ऐलिस की घड़ी धीमी चल रही है। ऐलिस को लगता होगा कि बॉब की घड़ी तेजी से चल रही है।

एक तीसरे पर्यवेक्षक, कार्ल कहते हैं, स्पेसटाइम में कहीं भी इसे भी देखना होगा। या कार्ल किसी तरह ऐलिस और बॉब के बीच के अंतर को बदल सकता है?

कहो कार्ल बॉब और ऐलिस के बीच कहीं है। यदि कार्ल रॉकेट में है और ऐलिस से दूर बॉब की ओर बढ़ने की कोशिश करता है, तो वह दावा कर सकता है कि वह आगे नहीं बढ़ रहा है और यह बॉब्स द्रव्यमान बढ़ रहा है, और कार्ल के संदर्भ के फ्रेम से बॉब नीला स्थानांतरित हो जाएगा। वह इसी तरह दावा कर सकता है कि ऐलिस विपरीत दिशा में उसी त्वरण के साथ दूर जा रहा है। लेकिन हम जानते हैं कि अंतरिक्ष सभी दिशाओं में रेडियल रूप से विस्तार कर रहा है। इसलिए कार्ल को बॉब को सामान्य से थोड़ा अधिक नीला शिफ्ट होते हुए देखना चाहिए और उसे ऐलिस को सामान्य से थोड़ा अधिक लाल शिफ्ट होते हुए देखना चाहिए, जो बॉब के पक्ष में थोड़ा सा पूर्वाग्रह देता है। इसके अलावा, मुझे लगता है कि कार्ल और बॉब के बीच का रास्ता थोड़ा लंबा अनुबंधित और ऐलिस के विपरीत होगा। तो कार्ल के संदर्भ के फ्रेम से, क्या वह ऐलिस और बॉब के बीच स्पेसटाइम वक्रता में अंतर को थोड़ा अलग नहीं देख पाएगा, अगर कार्ल बिल्कुल तेज नहीं होता? या लोरेंत्ज़ संकुचन/विस्तार विस्तारित ब्रह्मांड के प्रभाव को रद्द कर देगा? क्या ब्रह्मांड का विस्तार तुरंत कार्ल का अनुसरण करेगा ताकि यह एक कारक भी न हो?


ब्रह्मांड का पतन पहले से कहीं ज्यादा करीब है

ब्रह्मांड का पतन तब होगा जब ब्रह्मांड में एक बुलबुला बनता है जहां हिग्स कण-संबंधित हिग्स-क्षेत्र ब्रह्मांड के बाकी हिस्सों की तुलना में एक अलग मूल्य तक पहुंच जाएगा। यदि इस नए मान का अर्थ कम ऊर्जा है, और यदि बुलबुला काफी बड़ा है, तो बुलबुला सभी दिशाओं में प्रकाश की गति से फैलेगा। बुलबुले के अंदर के सभी प्राथमिक कण एक ऐसे द्रव्यमान तक पहुंचेंगे जो बुलबुले के बाहर की तुलना में बहुत भारी होगा, और इस तरह वे एक दूसरे को सुपरमैसिव केंद्रों में खींच लेंगे।

शायद कल हो जाए। शायद एक अरब साल में। भौतिकविदों ने लंबे समय से भविष्यवाणी की है कि ब्रह्मांड एक दिन ढह सकता है, और इसमें सब कुछ एक छोटी कठोर गेंद में संकुचित हो जाएगा। दक्षिणी डेनमार्क विश्वविद्यालय में भौतिकविदों की नई गणना अब इस भविष्यवाणी की पुष्टि करती है - और वे यह भी निष्कर्ष निकालते हैं कि पतन का जोखिम पहले के विचार से भी अधिक है।

देर-सबेर ब्रह्मांड की ताकतों में आमूल-चूल बदलाव के कारण इसमें मौजूद हर छोटा कण बेहद भारी हो जाएगा। सब कुछ - पृथ्वी पर रेत का हर कण, सौर मंडल का हर ग्रह और हर आकाशगंगा - अब की तुलना में लाखों अरबों गुना भारी हो जाएगी, और इसके विनाशकारी परिणाम होंगे: नया वजन सभी सामग्री को एक छोटे, सुपर में निचोड़ देगा हॉट और सुपर हैवी बॉल, और ब्रह्मांड जैसा कि हम जानते हैं, इसका अस्तित्व समाप्त हो जाएगा।

इस हिंसक प्रक्रिया को एक चरण संक्रमण कहा जाता है और यह बहुत कुछ वैसा ही होता है जब पानी भाप में बदल जाता है या एक चुंबक गर्म हो जाता है और अपना चुंबकत्व खो देता है। ब्रह्मांड में चरण संक्रमण तब होगा जब एक बुलबुला बनाया जाता है जहां हिग्स-कण से जुड़ा हिग्स-क्षेत्र ब्रह्मांड के बाकी हिस्सों की तुलना में एक अलग मूल्य तक पहुंचता है। यदि यह नया मान कम ऊर्जा में परिणत होता है और यदि बुलबुला काफी बड़ा है, तो बुलबुला सभी दिशाओं में प्रकाश की गति से फैलेगा। बुलबुले के अंदर के सभी प्राथमिक कण एक द्रव्यमान तक पहुंच जाएंगे, जो कि बुलबुले के बाहर की तुलना में बहुत भारी है, और इस तरह वे एक साथ खींचे जाएंगे और सुपरमैसिव केंद्र बनाएंगे।

"कई सिद्धांत और गणनाएं इस तरह के चरण संक्रमण की भविष्यवाणी करती हैं- लेकिन पिछली गणनाओं में कुछ अनिश्चितताएं रही हैं। अब हमने अधिक सटीक गणना की है, और हम दो चीजें देखते हैं: हां, ब्रह्मांड शायद ढह जाएगा, और: एक पतन भी है पुरानी गणनाओं की भविष्यवाणी की तुलना में अधिक संभावना है", जेन्स फ्रेडरिक कोल्डिंग क्रोग, दक्षिणी डेनमार्क विश्वविद्यालय में सेंटर फॉर कॉस्मोलॉजी एंड पार्टिकल फिजिक्स फेनोमेनोलॉजी (CP ( - ऑरिजिंस) में पीएचडी छात्र और इस विषय पर एक लेख के सह-लेखक कहते हैं। उच्च ऊर्जा भौतिकी के जर्नल.

"चरण संक्रमण ब्रह्मांड में कहीं से शुरू होगा और वहां से फैल जाएगा। शायद ब्रह्मांड में कहीं न कहीं पतन शुरू हो चुका है और अभी यह ब्रह्मांड के बाकी हिस्सों में अपना रास्ता खा रहा है। हो सकता है कि अभी यहीं से पतन शुरू हो रहा हो। या शायद यह एक अरब वर्षों में यहां से बहुत दूर शुरू हो जाएगा। हम नहीं जानते", जेन्स फ्रेडरिक कोल्डिंग क्रोग कहते हैं।

अधिक विशेष रूप से उन्होंने और उनके सहयोगियों ने तीन मुख्य समीकरणों को देखा जो एक चरण परिवर्तन की भविष्यवाणी को रेखांकित करते हैं। ये तथाकथित बीटा फ़ंक्शंस के बारे में हैं, जो उदाहरण के लिए प्रकाश कणों और इलेक्ट्रॉनों के साथ-साथ हिग्स बोसॉन और क्वार्क के बीच बातचीत की ताकत निर्धारित करते हैं।

अब तक भौतिकविदों ने एक समय में एक समीकरण के साथ काम किया है, लेकिन अब CP3 के भौतिक विज्ञानी बताते हैं कि तीन समीकरणों को वास्तव में एक साथ काम किया जा सकता है और वे एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। सभी तीन समीकरणों को एक साथ लागू करते समय भौतिक विज्ञानी भविष्यवाणी करते हैं कि चरण परिवर्तन के परिणामस्वरूप पतन की संभावना समीकरणों में से केवल एक को लागू करने से भी अधिक है।

चरण संक्रमण का सिद्धांत ब्रह्मांड के पतन की भविष्यवाणी करने वाला एकमात्र सिद्धांत नहीं है। इसके अलावा तथाकथित बिग क्रंच सिद्धांत चलन में है। यह सिद्धांत ब्रह्मांड के निर्माण के बिग बैंग पर आधारित है। बिग बैंग के बाद एक छोटे से क्षेत्र से सभी सामग्री ब्रह्मांड में निकल गई थी, और यह विस्तार अभी भी हो रहा है। कुछ बिंदु पर, हालांकि, विस्तार बंद हो जाएगा और सभी सामग्री फिर से एक-दूसरे को आकर्षित करना शुरू कर देगी और अंततः फिर से एक छोटे से क्षेत्र में विलीन हो जाएगी। इसे बिग क्रंच कहते हैं।

"नवीनतम शोध से पता चलता है कि ब्रह्मांड का विस्तार तेज हो रहा है, इसलिए ब्रह्माण्ड संबंधी अवलोकनों से पतन की उम्मीद करने का कोई कारण नहीं है। इस प्रकार यह शायद बिग क्रंच नहीं होगा जो ब्रह्मांड को पतन का कारण बनता है", जेन्स फ्रेडरिक कोल्डिंग क्रोग कहते हैं।

हालांकि नई गणनाओं का अनुमान है कि पतन अब पहले से कहीं अधिक होने की संभावना है, वास्तव में यह भी संभव है कि ऐसा बिल्कुल भी नहीं होगा। चरण परिवर्तन के लिए यह एक शर्त है कि ब्रह्मांड में प्राथमिक कण होते हैं जिन्हें हम आज जानते हैं, जिसमें हिग्स कण भी शामिल है। यदि ब्रह्मांड में अनदेखे कण हैं, तो चरण परिवर्तन की भविष्यवाणी का पूरा आधार गायब हो जाता है।

"तब पतन रद्द कर दिया जाएगा", जेन्स फ्रेडरिक कोल्डिंग क्रोग कहते हैं।

इन वर्षों में नए कणों की तलाश तीव्र है। केवल कुछ साल पहले हिग्स-कण की खोज की गई थी, और अनुसंधान का एक पूरा क्षेत्र जिसे उच्च-ऊर्जा भौतिकी के रूप में जाना जाता है, अधिक नए कणों की तलाश में लगा हुआ है।

CP3 में कई भौतिकविदों का मानना ​​है कि हिग्स कण एक प्राथमिक कण नहीं है, बल्कि यह और भी छोटे कणों से बना है जिन्हें टेक्नी-क्वार्क कहा जाता है। इसके अलावा सुपर समरूपता का सिद्धांत ब्रह्मांड में मौजूद सभी मौजूदा कणों के भागीदारों के रूप में मौजूद अभी तक अनदेखे कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करता है। इस सिद्धांत के अनुसार इलेक्ट्रॉन के लिए एक चयनकर्ता होगा, फोटॉन के लिए एक फोटोनो आदि।


ताना ड्राइव: भौतिक विज्ञानी प्रकाश की तुलना में तेज अंतरिक्ष यात्रा की संभावना को बढ़ावा देते हैं

बड़ा देखें। | एक वर्महोल के माध्यम से तेज-से-प्रकाश यात्रा की कलाकार की अवधारणा। यदि यह संभव होता, तो यह मनुष्यों को उचित समय में अन्य सितारों तक पहुँचने में सक्षम बनाता। लेस बॉसिनास / नासा / विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से छवि।

पृथ्वी का सबसे निकटतम तारा प्रॉक्सिमा सेंटॉरी है। It is about 4.25 light-years away, or about 25 trillion miles (40 trillion km). The fastest ever spacecraft, the now-in-space Parker Solar Probe will reach a top speed of 450,000 miles (724,000 km) per hour. It would take just 20 seconds to go from Los Angeles to New York City at that speed, but it would take the solar probe about 6,633 years to reach Earth’s nearest neighboring solar system.

If humanity ever wants to travel easily between stars, people will need to go faster than light. But so far, faster-than-light travel is possible only in science fiction.

In Isaac Asimov’s Foundation series, humanity can travel from planet to planet, star to star or across the universe using jump drives. As a kid, I read as many of those stories as I could get my hands on. I am now a theoretical physicist and study nanotechnology, but I am still fascinated by the ways humanity could one day travel in space.

Some characters – like the astronauts in the movies “Interstellar” and “Thor” – use wormholes to travel between solar systems in seconds. Another approach – familiar to “Star Trek” fans – is warp drive technology. Warp drives are theoretically possible if still far-fetched technology. Two recent papers made headlines in March when researchers claimed to have overcome one of the many challenges that stand between the theory of warp drives and reality.

But how do these theoretical warp drives really work? And will humans be making the jump to warp speed anytime soon?

This 2-dimensional representation shows the flat, unwarped bubble of spacetime in the center where a warp drive would sit surrounded by compressed spacetime to the right (downward curve) and expanded spacetime to the left (upward curve). Image via AllenMcC/ Wikimedia Commons.

Compression and expansion

Physicists’ current understanding of spacetime comes from Albert Einstein’s theory of General Relativity. General Relativity states that space and time are fused and that nothing can travel faster than the speed of light. General relativity also describes how mass and energy warp spacetime – hefty objects like stars and black holes curve spacetime around them. This curvature is what you feel as gravity and why many spacefaring heroes worry about “getting stuck in” or “falling into” a gravity well. Early science fiction writers John Campbell and Asimov saw this warping as a way to skirt the speed limit.

What if a starship could compress space in front of it while expanding spacetime behind it? “Star Trek” took this idea and named it the warp drive.

In 1994, Miguel Alcubierre, a Mexican theoretical physicist, showed that compressing spacetime in front of the spaceship while expanding it behind was mathematically possible within the laws of General Relativity. So, what does that mean? Imagine the distance between two points is 10 meters (33 feet). If you are standing at point A and can travel one meter per second, it would take 10 seconds to get to point B. However, let’s say you could somehow compress the space between you and point B so that the interval is now just one meter. Then, moving through spacetime at your maximum speed of one meter per second, you would be able to reach point B in about one second. In theory, this approach does not contradict the laws of relativity since you are not moving faster than light in the space around you. Alcubierre showed that the warp drive from “Star Trek” was in fact theoretically possible.

Proxima Centauri here we come, right? Unfortunately, Alcubierre’s method of compressing spacetime had one problem: it requires negative energy or negative mass.

This 2–dimensional representation shows how positive mass curves spacetime (left side, blue earth) and negative mass curves spacetime in an opposite direction (right side, red earth). Image via Tokamac/ Wikimedia Commons.

A negative energy problem

Alcubierre’s warp drive would work by creating a bubble of flat spacetime around the spaceship and curving spacetime around that bubble to reduce distances. The warp drive would require either negative mass – a theorized type of matter – or a ring of negative energy density to work. Physicists have never observed negative mass, so that leaves negative energy as the only option.

To create negative energy, a warp drive would use a huge amount of mass to create an imbalance between particles and antiparticles. For example, if an electron and an antielectron appear near the warp drive, one of the particles would get trapped by the mass and this results in an imbalance. This imbalance results in negative energy density. Alcubierre’s warp drive would use this negative energy to create the spacetime bubble.

But for a warp drive to generate enough negative energy, you would need a lot of matter. Alcubierre estimated that a warp drive with a 100-meter bubble would require the mass of the entire visible universe.

In 1999, physicist Chris Van Den Broeck showed that expanding the volume inside the bubble but keeping the surface area constant would reduce the energy requirements significantly, to just about the mass of the sun. A significant improvement, but still far beyond all practical possibilities.

A sci-fi future?

Two recent papers – one by Alexey Bobrick and Gianni Martire and another by Erik Lentz – provide solutions that seem to bring warp drives closer to reality.

Bobrick and Martire realized that by modifying spacetime within the bubble in a certain way, they could remove the need to use negative energy. This solution, though, does not produce a warp drive that can go faster than light.

Independently, Lentz also proposed a solution that does not require negative energy. He used a different geometric approach to solve the equations of General Relativity, and by doing so, he found that a warp drive wouldn’t need to use negative energy. Lentz’s solution would allow the bubble to travel faster than the speed of light.

It is essential to point out that these exciting developments are mathematical models. As a physicist, I won’t fully trust models until we have experimental proof. Yet, the science of warp drives is coming into view. As a science fiction fan, I welcome all this innovative thinking. In the words of Captain Picard:

Things are only impossible until they are not.

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

Bottom line: If humanity wants to travel between stars, people are going to need to travel faster than light. New research suggests that it might be possible to build warp drives and beat the galactic speed limit.


Ripples in Spacetime –“Carry Clues to the Enigma of Our Rapidly Expanding Universe”

Following the inflationary epoch after the singularity of the Big Bang, the universe continued to expand, but at a slower rate. The acceleration of the expansion due to dark energy began after the universe was already over nine billion years old (four billion years ago). The weakest of the Standard Model forces, gravity, may provide the solution to this unsolved enigma –the cosmic elephant in the room–in astronomy.

There’s Something a little off about the Standard Theory of the Universe

“There’s something a little off about our theory of the universe. Almost everything fits,” report University of Chicago physicists, “but there’s a fly in the cosmic ointment, a particle of sand in the infinite sandwich” –something is making the universe not only expand, but expand faster and faster over time—and no one knows what the unknown force –cryptically labeled “dark energy”–is that’s causing the universe to expand at an accelerating rate.

“I have absolutely no clue what dark energy is. Dark energy appears strong enough to push the entire universe – yet its source is unknown, its location is unknown and its physics are highly speculative,” said Noble-Prize winning physicist Adam Riess, in an interview with The Atlantic .

“Particle of Sand in the Infinite Sandwich”

Some scientists think the culprit might be gravitational waves. These subtle ripples in the fabric of space-time distort the very geometry of space itself and may provide a glimpse of our universe less than a trillionth of a trillionth of a second after the Big Bang. Gravitational waves could help us find the “particle of sand in the infinite sandwich.”

Just as the heat of the Big Bang left our universe filled with a background of cosmic light, the epoch of inflation created a background of gravitational waves, disturbances in the curvature of spacetime, that still ripple throughout all of space and time today. But whereas the cosmic microwave background has enabled us to learn about our universe as it was 380,000 years after the Big Bang, writes U of Chicago physicist, Dan Hooper, in समय की धार , “this background of gravitational waves carries information about a far more primordial epoch.”

Massive Objects Would Change the Signature of the Wave

A new paper co-authored by University of Chicago astrophysicist Jose María Ezquiaga, a NASA Einstein postdoctoral fellow in the Kavli Institute for Cosmological Physics, and co-author Miguel Zumalácarregui, Marie Curie Global Fellow at the Berkeley Center for Cosmological Physics , argues that if gravitational waves hit a supermassive black hole or cluster of galaxies on their way to Earth, the signature of the ripple would change. If there were a difference in gravity compared to Einstein’s theory, the evidence would be embedded in that signature.

Some physicists propose that the discovery of a link between gravity and quantum theory could turn out to be as important as the discovery by Maxwell in the nineteenth century that a single theory connects electricity, magnetism and light.

“The Perfect Messenger”

Scientists have proposed all kinds of theories for what the missing piece might be. “Many of these rely on changing the way gravity works over large scales,” said paper co-author Ezquiaga . “So gravitational waves are the perfect messenger to see these possible modifications of gravity, if they exist.”

Since 2015, humanity has been able to pick up these ripples using the LIGO observatories. Whenever two massively heavy objects collide elsewhere in the universe, they create a ripple that travels across space, carrying the signature of whatever made it—perhaps two black holes or two neutron stars colliding.

The Existence of an Extra Particle?

The detailed particle physics mechanism responsible for inflation is unknown. One theory for the missing piece of the universe is the existence of an extra particle. Such a particle would, among other effects, generate a kind of background or “medium” around large objects. If a traveling gravitational wave hit a supermassive black hole, it would generate waves that would get mixed up with the gravitational wave itself. Depending on what it encountered, the gravitational wave signature could carry an “echo,” or show up scrambled.

Why Additional Particles are Critical

“In theories beyond the standard cosmological model, additional particles are postulated in order to explain the observed accelerated expansion,” Ezquiaga replied to an email from The Daily Galaxy about the significance of this extra particle. “When this extra particle is associated to alternative gravity theories,” he adds, “it accumulates around massive objects. This ‘screening’ mechanism serves to hide modifications of gravity at short distances. This is important because we know very well how gravity works near us, at least up to Solar System scales. However, when gravitational waves travel across this screened region, they can be sensitive to this background or medium. The resulting signal can be distorted or split in two, leading to a scrambled wave or echoes.”

First LIGO Detection 󈞞 Times the Power of All the Stars in the Observable Universe

“This is a new way to probe scenarios that couldn’t be tested before,” Ezquiaga observed, referring to conditions for how to find such effects in future data. The next LIGO run is scheduled to begin in 2022, with an upgrade to make the detectors even more sensitive than they already are. On 11 February 2016, the LIGO-Virgo collaborations announced the first detection of gravitational waves from the merger of two black holes about 1.3 billion light-years away, releasing more than 50 times the power of all the stars in the observable universe combined.

Occurring Once Every Five Minutes

“In our last observing run with LIGO, we were seeing a new gravitational wave reading every six days, which is amazing. But in the entire universe, we think they’re actually happening once every five minutes,” Ezquiaga said, which make it more likely that one or more wave will have traveled through a massive object, and that scientists will be able to analyze them for clues to the missing components. “In the next upgrade, we could see so many of those—hundreds of events per year.”

Source: Jose María Ezquiaga et al. Gravitational wave lensing beyond general relativity: Birefringence, echoes, and shadows , Physical Review D (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.102.124048

द डेली गैलेक्सी, मैक्सवेल मो , astrophysicist, NASA Einstein Fellow , University of Arizona.via University of Chicago

Image credit, top of page : In 2018, astronomers have witnessed the birth of a colossal cluster of galaxies. Their observations reveal at least 14 galaxies packed into an area only four times the diameter of the Milky Way’s galactic disk. ESO/M. Kornmesser.

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Stephen Hawking Says 'God Particle' Could Wipe Out the Universe

Stephen Hawking bet Gordon Kane $100 that physicists would not discover the Higgs boson. After losing that bet when physicists detected the particle in 2012, Hawking lamented the discovery, saying it made physics less interesting. Now, in the preface to a new collection of essays and lectures called "Starmus," the famous theoretical physicist is warning that the particle could one day be responsible for the destruction of the known universe.

Hawking is not the only scientist who thinks so. The theory of a Higgs boson doomsday, where a quantum fluctuation creates a vacuum "bubble" that expands through space and wipes out the universe, has existed for a while. However, scientists don't think it could happen anytime soon.

"Most likely it will take 10 to the 100 years [a 1 followed by 100 zeroes] for this to happen, so probably you shouldn't sell your house and you should continue to pay your taxes," Joseph Lykken, a theoretical physicist at the Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, Illinois, said during his lecture at the SETI Institute on Sept. 2. "On the other hand it may already happened, and the bubble might be on its way here now. And you won't know because it's going at the speed of light so there's not going to be any warning." [Doomsday: 9 Real Ways Earth Could End]

The Higgs boson, sometimes referred to as the 'god particle,' much to the chagrin of scientists who prefer the official name, is a tiny particle that researchers long suspected existed. Its discovery lends strong support to the Standard Model of particle physics, or the known rules of particle physics that scientists believe govern the basic building blocks of matter. The Higgs boson particle is so important to the Standard Model because it signals the existence of the Higgs field, an invisible energy field present throughout the universe that imbues other particles with mass. Since its discovery two years ago, the particle has been making waves in the physics community.

Now that scientists measured the particle's mass last year, they can make many other calculations, including one that seems to spell out the end of the universe.

Universe doomsday

The Higgs boson is about 126 billion electron volts, or about the 126 times the mass of a proton. This turns out to be the precise mass needed to keep the universe on the brink of instability, but physicists say the delicate state will eventually collapse and the universe will become unstable. That conclusion involves the Higgs field.

The Higgs field emerged at the birth of the universe and has acted as its own source of energy since then, Lykken said. Physicists believe the Higgs field may be slowly changing as it tries to find an optimal balance of field strength and energy required to maintain that strength. [5 Implications of Finding a Higgs Boson Particle]

"Just like matter can exist as liquid or solid, so the Higgs field, the substance that fills all space-time, could exist in two states," Gian Giudice, a theoretical physicist at the CERN lab, where the Higgs boson was discovered, explained during a TED talk in October 2013.

Right now the Higgs field is in a minimum potential energy state &mdash like a valley in a field of hills and valleys. The huge amount of energy required to change into another state is like chugging up a hill. If the Higgs field makes it over that energy hill, some physicists think the destruction of the universe is waiting on the other side.

But an unlucky quantum fluctuation, or a change in energy, could trigger a process called "quantum tunneling." Instead of having to climb the energy hill, quantum tunneling would make it possible for the Higgs field to "tunnel" through the hill into the next, even lower-energy valley. This quantum fluctuation will happen somewhere out in the empty vacuum of space between galaxies, and will create a "bubble," Lykken said.

Here's how Hawking describes this Higgs doomsday scenario in the new book: "The Higgs potential has the worrisome feature that it might become metastable at energies above 100 [billion] gigaelectronvolts (GeV). … This could mean that the universe could undergo catastrophic vacuum decay, with a bubble of the true vacuum expanding at the speed of light. This could happen at any time and we wouldn't see it coming." [10 Implications of Faster-Than-Light Travel]

The Higgs field inside that bubble will be stronger and have a lower energy level than its surroundings. Even if the Higgs field inside the bubble were slightly stronger than it is now, it could shrink atoms, disintegrate atomic nuclei, and make it so that hydrogen would be the only element that could exist in the universe, Giudice explained in his TED talk.

But using a calculation that involves the currently known mass of the Higgs boson, researchers predict this bubble would contain an ultra-strong Higgs field that would expand at the speed of light through space-time. The expansion would be unstoppable and would wipe out everything in the existing universe, Lykken said.

"More interesting to us as physicists is when you do this calculation using the standard physics we know about, it turns out we're right on the edge between a stable universe and an unstable universe," Lykken said. "We're sort of right on the edge where the universe can last for a long time, but eventually it should go 'boom.' There's no principle that we know of that would put us right on the edge."

Not all doom and gloom

Either all of space-time exists on this razor's edge between a stable and unstable universe, or the calculation is wrong, Lykken said.

If the calculation is wrong, it must come from a fundamental part of physics that scientists have not discovered yet. Lykken said one possibility is the existence of invisible dark matter that physicists believe makes up about 27 percent of the universe. Discovering how dark matter interacts with the rest of the universe could reveal properties and rules physicists don't know about yet.

The other is the idea of "supersymmetry." In the Standard Model, every particle has a partner, or its own anti-particle. But supersymmetry is a theory that suggests every particle also has a supersymmetric partner particle. The existence of these other particles would help stabilize the universe, Lykken said.

"We found the Higgs boson, which was a big deal, but we're still trying to understand what it means and we're also trying to understand all the other things that go along with it

"This is very much the beginning of the story and I've shown you some directions that story could go in, but I think there could be surprises that no one has even thought of," Lykken concludes in his lecture.



टिप्पणियाँ:

  1. Ra'id

    यह अद्भुत विचार काम आएगा।

  2. Yorn

    निश्चित संस्करण :)

  3. Waluyo

    मैं माफी माँगता हूँ, लेकिन, मेरी राय में, आप एक त्रुटि करते हैं। मैं अपनी राय का बचाव करना है। पीएम में मुझे लिखो, हम बात करेंगे।

  4. Stephon

    I congratulate, this magnificent idea is necessary just by the way

  5. Matyas

    a Charming idea

  6. Tlanextic

    यह सहमत है, यह एक उत्कृष्ट संस्करण है

  7. Dunly

    आप बिल्कुल सही कह रहे हैं। इसमें कुछ ऐसा भी है जो मुझे लगता है, यह क्या है उत्कृष्ट विचार।



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