पहले कौन आया: अंडा या मुर्गी?दुनिया भर के वैज्ञानिक एक दर्जन से अधिक वर्षों से इस सरल प्रश्न से जूझ रहे हैं। इसी तरह का एक सवाल उठता है कि ब्रह्मांड के निर्माण के समय शुरुआत में क्या था। और क्या यह, यह सृष्टि, या ब्रह्मांड चक्रीय हैं या अनंत हैं? अंतरिक्ष में काला पदार्थ क्या है और यह सफेद से कैसे भिन्न है? विभिन्न प्रकार के धर्मों को छोड़कर, आइए इन सवालों के जवाबों को वैज्ञानिक दृष्टिकोण से देखने का प्रयास करें। पिछले कुछ वर्षों में, वैज्ञानिकों ने अविश्वसनीय चीजें हासिल की हैं। शायद, इतिहास में पहली बार सैद्धांतिक भौतिकविदों की गणना प्रयोगात्मक भौतिकविदों की गणना से सहमत थी। पिछले कुछ वर्षों में वैज्ञानिक समुदाय को कई अलग-अलग सिद्धांत प्रस्तुत किए गए हैं। कमोबेश सटीक, आनुभविक रूप से, कभी-कभी अर्ध-वैज्ञानिक रूप से, हालांकि, सैद्धांतिक गणना किए गए डेटा को प्रयोगों द्वारा पुष्टि की गई थी, कुछ तो एक दर्जन से अधिक वर्षों की देरी के साथ भी (उदाहरण के लिए हिग्स बोसॉन)।
डार्क मैटर - ब्लैक एनर्जी
ऐसे कई सिद्धांत हैं, उदाहरण के लिए:स्ट्रिंग सिद्धांत, बिग बैंग सिद्धांत, चक्रीय ब्रह्मांडों का सिद्धांत, समानांतर ब्रह्मांडों का सिद्धांत, संशोधित न्यूटनियन गतिकी (MOND), एफ. हॉयल का स्थिर ब्रह्मांड का सिद्धांत और अन्य। हालांकि, वर्तमान में, निरंतर विस्तार और विकसित ब्रह्मांड के सिद्धांत को आम तौर पर स्वीकार किया जाता है, जो कि बिग बैंग अवधारणा के ढांचे के भीतर अच्छी तरह फिट बैठते हैं। उसी समय, अर्ध-आनुभविक रूप से (यानी, अनुभवजन्य रूप से, लेकिन बड़ी सहिष्णुता के साथ और माइक्रोवर्ल्ड की संरचना के मौजूदा आधुनिक सिद्धांतों के आधार पर), डेटा प्राप्त किया गया था कि हमारे लिए ज्ञात सभी माइक्रोपार्टिकल्स की कुल मात्रा का केवल 4.02% है ब्रह्मांड की पूरी रचना। यह तथाकथित "बैरोनिक कॉकटेल" या बैरोनिक पदार्थ है। हालांकि, हमारे ब्रह्मांड का मुख्य भाग (95% से अधिक) एक अलग योजना, एक अलग संरचना और गुणों के पदार्थ हैं। यह तथाकथित ब्लैक मैटर और ब्लैक एनर्जी है। वे अलग तरह से व्यवहार करते हैं: वे विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं के लिए अलग तरह से प्रतिक्रिया करते हैं, वे मौजूदा तकनीकी साधनों द्वारा तय नहीं होते हैं, वे ऐसे गुण दिखाते हैं जिनका पहले अध्ययन नहीं किया गया है। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि या तो ये पदार्थ भौतिकी के अन्य नियमों का पालन करते हैं (गैर-न्यूटोनियन भौतिकी, गैर-यूक्लिडियन ज्यामिति का एक मौखिक एनालॉग), या विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास का हमारा स्तर इसके गठन के प्रारंभिक चरण में ही है।
बेरियन क्या हैं?
वर्तमान के अनुसारमजबूत अंतःक्रियाओं के क्वार्क-ग्लूऑन मॉडल में केवल सोलह प्राथमिक कण होते हैं (और हिग्स बोसॉन की हालिया खोज इसकी पुष्टि करती है): क्वार्क के छह प्रकार (स्वाद), आठ ग्लूऑन और दो बोसॉन। बेरियन भारी प्राथमिक कण होते हैं जिनमें मजबूत अंतःक्रियाएं होती हैं। उनमें से सबसे प्रसिद्ध क्वार्क, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन हैं। ऐसे पदार्थों के परिवार, उनकी पीठ, द्रव्यमान, उनके "रंग", साथ ही साथ "आकर्षण", "अजीबता" की संख्या में भिन्नता, ठीक उसी के निर्माण खंड हैं जिसे हम बैरोनिक पदार्थ कहते हैं। ब्लैक (डार्क) पदार्थ, जो ब्रह्मांड की कुल संरचना का 21.8% बनाता है, में अन्य कण होते हैं जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन नहीं करते हैं और इसके साथ किसी भी तरह से प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। इसलिए, प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए, कम से कम, और इससे भी अधिक ऐसे पदार्थों के पंजीकरण के लिए, पहले उनकी भौतिकी को समझना और उन कानूनों पर सहमत होना आवश्यक है जिनका वे पालन करते हैं। कई आधुनिक वैज्ञानिक इस समय विभिन्न देशों के अनुसंधान संस्थानों में इस मामले में लगे हुए हैं।
सबसे संभावित विकल्प
कौन से पदार्थ माने जाते हैंसंभव के? शुरू करने के लिए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केवल दो संभावित विकल्प हैं। सामान्य सापेक्षता और विशेष सापेक्षता (सामान्य और विशेष सापेक्षता) के अनुसार, यह पदार्थ बेरियोनिक और गैर-बैरियोनिक डार्क मैटर (काला) दोनों हो सकता है। बिग बैंग के मुख्य सिद्धांत के अनुसार, किसी भी मौजूदा पदार्थ को बेरियन के रूप में दर्शाया जाता है। यह थीसिस अत्यंत उच्च सटीकता के साथ सिद्ध हुई है। वर्तमान में, वैज्ञानिकों ने विलक्षणता के टूटने के एक मिनट बाद बनने वाले कणों को ठीक करना सीख लिया है, यानी पदार्थ की एक सुपरडेंस अवस्था के विस्फोट के बाद, शरीर का द्रव्यमान अनंत की ओर और शरीर के आयाम शून्य हो जाते हैं। बेरियोनिक कणों के साथ परिदृश्य सबसे अधिक संभावित है, क्योंकि यह उनमें से है कि हमारा ब्रह्मांड बना है और उनके माध्यम से इसका विस्तार जारी है। इस धारणा के अनुसार, ब्लैक मैटर में मुख्य कण होते हैं, जिन्हें आमतौर पर न्यूटनियन भौतिकी द्वारा स्वीकार किया जाता है, लेकिन किसी कारण से विद्युत चुम्बकीय तरीके से कमजोर रूप से बातचीत करते हैं। इसलिए डिटेक्टर उनका पता नहीं लगाते हैं।
सब कुछ इतना आसान नहीं है
हालांकि, यह परिदृश्य कई वैज्ञानिकों के अनुकूल हैउत्तर से अधिक प्रश्न अभी भी हैं। यदि दोनों काले और सफेद पदार्थ केवल बेरियन द्वारा दर्शाए जाते हैं, तो प्राथमिक न्यूक्लियोसिंथेसिस के परिणामस्वरूप, भारी लोगों के प्रतिशत के रूप में प्रकाश बेरियन की एकाग्रता ब्रह्मांड के मूल खगोलीय पिंडों में भिन्न होनी चाहिए। और हमारे आकाशगंगा में हमारे आकाशगंगा के प्रभामंडल के द्रव्यमान को संतुलित करने के लिए पर्याप्त संख्या में गुरुत्वाकर्षण की बड़ी वस्तुओं, जैसे ब्लैक होल या न्यूट्रॉन सितारों के संतुलन में उपस्थिति का प्रयोगात्मक रूप से पता नहीं चला है। हालांकि, वही न्यूट्रॉन तारे, डार्क गैलेक्टिक हेलो, ब्लैक होल, व्हाइट, ब्लैक और ब्राउन ड्वार्फ (अपने जीवन चक्र के विभिन्न चरणों में तारे) डार्क मैटर का सबसे अधिक हिस्सा हैं जो डार्क मैटर बनाते हैं। ब्लैक एनर्जी उनके फिलिंग को भी पूरक कर सकती है, जिसमें प्रीऑन, क्वार्क और क्यू स्टार जैसी अनुमानित काल्पनिक वस्तुएं शामिल हैं।
गैर-बैरोनिक उम्मीदवार
दूसरा परिदृश्य एक गैर-बैरोनिक का तात्पर्य हैशुरू। यहां, कई प्रकार के कण उम्मीदवार के रूप में कार्य कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रकाश न्यूट्रिनो, जिसका अस्तित्व वैज्ञानिकों द्वारा पहले ही सिद्ध किया जा चुका है। हालांकि, उनका द्रव्यमान, एक ईवी (इलेक्ट्रॉन-वोल्ट) के सौवें से एक दस-हजारवें के क्रम पर, आवश्यक महत्वपूर्ण घनत्व की अप्राप्यता के कारण व्यावहारिक रूप से उन्हें संभावित कणों से बाहर कर देता है। लेकिन भारी न्यूट्रिनो, भारी लेप्टान के साथ जोड़े गए, व्यावहारिक रूप से सामान्य परिस्थितियों में कमजोर बातचीत में खुद को प्रकट नहीं करते हैं। ऐसे न्यूट्रिनो को बाँझ कहा जाता है; ईवी के दसवें हिस्से के अधिकतम द्रव्यमान के साथ, वे डार्क मैटर कणों के लिए उपयुक्त उम्मीदवार होने की अधिक संभावना रखते हैं। क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स और मानक मॉडल में समस्याओं को हल करने के लिए एक्सियन और कॉस्मन को कृत्रिम रूप से भौतिक समीकरणों में पेश किया गया है। एक अन्य स्थिर सुपरसिमेट्रिक कण (SUSY-LSP) के साथ, वे अच्छी तरह से उम्मीदवार हो सकते हैं, क्योंकि वे विद्युत चुम्बकीय और मजबूत बातचीत में भाग नहीं लेते हैं। हालांकि, न्यूट्रिनो के विपरीत, वे अभी भी काल्पनिक हैं, उनके अस्तित्व को अभी भी साबित करने की आवश्यकता है।
काले पदार्थ का सिद्धांत
ब्रह्मांड में द्रव्यमान की कमी इसे जन्म देती हैविभिन्न सिद्धांतों के कारण, जिनमें से कुछ काफी सुसंगत हैं। उदाहरण के लिए, यह सिद्धांत कि साधारण गुरुत्वाकर्षण सर्पिल आकाशगंगाओं में तारों के अजीब और अत्यधिक तेज़ घूमने की व्याख्या नहीं कर सकता है। इतनी गति से, वे बस इससे बाहर निकल जाते, यदि कुछ धारण बल के लिए नहीं, जिसका पंजीकरण करना अभी तक संभव नहीं है। सिद्धांतों के अन्य सिद्धांत स्थलीय परिस्थितियों में WIMPs (प्राथमिक उपकणों, सुपरसिमेट्रिक और सुपरहेवी - यानी आदर्श उम्मीदवारों के बड़े पैमाने पर विद्युतीय रूप से इंटरैक्टिंग पार्टनर कण) प्राप्त करने की असंभवता की व्याख्या करते हैं, क्योंकि वे एन-आयाम में रहते हैं, जो हमारे से अलग है, तीन -आयामी। कलुजा-क्लेन सिद्धांत के अनुसार, ऐसे माप हमारे लिए उपलब्ध नहीं हैं।
परिवर्तनशील तारे
एक अन्य सिद्धांत बताता है कि कैसे परिवर्तनशील तारे औरकाला पदार्थ एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। ऐसे तारे की चमक न केवल अंदर होने वाली आध्यात्मिक प्रक्रियाओं (स्पंदन, क्रोमोस्फेरिक गतिविधि, प्रमुखता की अस्वीकृति, बाइनरी स्टेलर सिस्टम में अतिप्रवाह और ग्रहण, सुपरनोवा विस्फोट) के कारण बदल सकती है, बल्कि डार्क मैटर के विषम गुणों के कारण भी बदल सकती है।
ताना इंजन
एक सिद्धांत के अनुसार, डार्क मैटर कर सकते हैंएक काल्पनिक WARP- प्रौद्योगिकी (WARP इंजन) पर काम कर रहे अंतरिक्ष यान के उप-अंतरिक्ष इंजनों के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। संभावित रूप से, ऐसे इंजन जहाज को प्रकाश की गति से अधिक गति से आगे बढ़ने की अनुमति देते हैं। सिद्धांत रूप में, वे जहाज के सामने और पीछे अंतरिक्ष को मोड़ने में सक्षम होते हैं और इसे एक निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति से भी तेज गति से आगे बढ़ाते हैं। जहाज स्थानीय रूप से त्वरित नहीं है - केवल इसके सामने का स्थानिक क्षेत्र मुड़ा हुआ है। कई विज्ञान कथा कहानियां इस तकनीक का उपयोग करती हैं, जैसे कि स्टार ट्रेक गाथा।
स्थलीय परिस्थितियों में विकास
डार्क मैटर उत्पन्न करने और प्राप्त करने का प्रयासपृथ्वी पर अभी तक सफलता नहीं मिली है। वर्तमान में, एलएचसी (लार्ज एंड्रॉन कोलाइडर) में प्रयोग किए जा रहे हैं, ठीक उसी जगह जहां हिग्स बोसोन को पहली बार दर्ज किया गया था, साथ ही अन्य, कम शक्तिशाली, स्थिर की तलाश में रैखिक कोलाइडर सहित, लेकिन प्राथमिक कणों के विद्युत चुम्बकीय रूप से कमजोर रूप से बातचीत करने वाले साझेदार . हालांकि, न तो फोटोनो, न ग्रेविटिनो, न हिगशिनो, न ही स्न्यूट्रिनो (न्यूट्रलिनो), साथ ही साथ अन्य डब्ल्यूआईएमपी (डब्ल्यूआईएमपी) अभी तक प्राप्त नहीं हुए हैं। वैज्ञानिकों के प्रारंभिक रूढ़िवादी अनुमानों के अनुसार, स्थलीय परिस्थितियों में एक मिलीग्राम डार्क मैटर प्राप्त करने के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में वर्ष के दौरान खपत की गई ऊर्जा के बराबर की आवश्यकता होती है।
