इस खोज से खगोल विज्ञान में नया युग शुरू हुआ

(डैन ट्राई) - दस साल पहले, वैज्ञानिकों ने पहली बार ब्रह्मांड की ध्वनि सुनी थी। इस खोज ने आइंस्टीन की एक महत्वपूर्ण भविष्यवाणी को प्रमाणित किया और खगोल विज्ञान के एक नए युग की शुरुआत की।

बाएं: भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट आइंस्टीन, दाएं: श्री कार्ल नॉक्स - क्रिएटिव टेक्नोलॉजी और वैज्ञानिक विज़ुअलाइज़ेशन विशेषज्ञ, स्विनबर्न यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी, ऑस्ट्रेलिया।

वह गुरुत्वाकर्षण तरंगों की पहली खोज थी। इसने आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की एक प्रमुख भविष्यवाणी को प्रमाणित किया। अब, गुरुत्वाकर्षण तरंगों की एक नई खोज ने खगोल विज्ञान के क्षेत्र के एक और "दिग्गज" स्टीफन हॉकिंग के सिद्धांत की पुष्टि कर दी है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्या हैं?

गुरुत्वीय तरंगें अंतरिक्ष-समय की संरचना में प्रकाश की गति से गति करने वाली "लहरें" हैं। ये तरंगें उन विशाल पिंडों द्वारा उत्पन्न होती हैं जो अत्यंत तीव्र गति से गति करते हैं, जैसे टकराते हुए ब्लैक होल या न्यूट्रॉन तारे नामक विशाल तारकीय अवशेषों का विलय।

ब्रह्मांड में फैलती इन तरंगों को पहली बार 14 सितंबर, 2015 को अमेरिका में लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) के दो डिटेक्टरों द्वारा प्रत्यक्ष रूप से देखा गया था।

वह पहला संकेत, जिसे GW150914 कहा गया, दो ब्लैक होल के टकराव से आया था, जिनमें से प्रत्येक का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से 30 गुना अधिक था तथा पृथ्वी से एक अरब प्रकाश वर्ष से अधिक दूर था।

यह गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पहला प्रत्यक्ष प्रमाण था, जिसकी भविष्यवाणी आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत ने 100 साल पहले की थी। इस खोज के लिए, तीन वैज्ञानिकों रेनर वीस, बैरी बैरिश और किप थॉर्न को 2017 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिया गया।

सिमुलेशन में एक दूसरे की परिक्रमा कर रहे दो ब्लैक होल द्वारा उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंगों को दिखाया गया है ( वीडियो : एमपीआई)।

एक दशक से भी कम समय में सैकड़ों सिग्नल

2015 से अब तक LIGO, इतालवी वर्गो और जापानी KAGRA डिटेक्टरों द्वारा 300 से अधिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अवलोकन किया जा चुका है।

कुछ ही सप्ताह पहले, अंतर्राष्ट्रीय LIGO/Virgo/KAGRA सहयोग ने अपने चौथे अवलोकन के नवीनतम परिणामों की घोषणा की, जिससे ज्ञात गुरुत्वाकर्षण तरंगों की संख्या दोगुनी से भी अधिक हो गई।

पहली खोज के दस वर्ष बाद, ऑस्ट्रेलियाई अनुसंधान परिषद के गुरुत्वाकर्षण तरंग खोज केंद्र (ओजग्रेव) के ऑस्ट्रेलियाई वैज्ञानिकों सहित एक अंतर्राष्ट्रीय सहयोग ने हाल ही में एक नए गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत, GW250114 की घोषणा की है।

यह संकेत प्रथम गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत की लगभग पूर्ण प्रतिलिपि है, जिसका कोड GW150914 है।

प्रेक्षित गुरुत्वीय तरंग GW250114 (LVK 2025)। प्रेक्षण संबंधी आँकड़े हल्के भूरे रंग में दर्शाए गए हैं। चिकना नीला वक्र सर्वोत्तम-फिट सैद्धांतिक तरंगरूप मॉडल को दर्शाता है, जो प्रेक्षित संकेत के साथ उत्कृष्ट अनुरूपता दर्शाता है।

जिस ब्लैक होल टक्कर से GW250114 उत्पन्न हुआ, उसके भौतिक गुण GW150914 से बहुत मिलते-जुलते हैं। हालाँकि, पिछले दशक में गुरुत्वाकर्षण तरंग संसूचकों में हुए महत्वपूर्ण उन्नयन के कारण, नया संकेत कहीं अधिक स्पष्ट रूप से देखा गया (GW150914 से लगभग चार गुना अधिक प्रबल)।

दिलचस्प बात यह है कि यह हमें एक और अग्रणी भौतिक विज्ञानी, स्टीफन हॉकिंग के विचारों का परीक्षण करने का अवसर देता है।

हॉकिंग भी सही थे।

50 वर्ष से भी अधिक समय पहले, भौतिकशास्त्री स्टीफन हॉकिंग और जैकब बेकेंस्टाइन ने ब्लैक होल का वर्णन करने वाले नियमों का एक समूह तैयार किया था।

हॉकिंग का ब्लैक होल यांत्रिकी का दूसरा नियम, जिसे हॉकिंग का क्षेत्र प्रमेय भी कहा जाता है, कहता है कि ब्लैक होल के घटना क्षितिज का क्षेत्रफल हमेशा बढ़ना चाहिए। दूसरे शब्दों में, ब्लैक होल ढह नहीं सकते।

इस बीच, बेकेंस्टाइन ने दिखाया कि एक ब्लैक होल का क्षेत्रफल सीधे उसकी एन्ट्रॉपी (या अव्यवस्था) से संबंधित होता है। ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम हमें बताता है कि एन्ट्रॉपी हमेशा बढ़ती रहती है: ब्रह्मांड हमेशा अधिक अव्यवस्थित होता जा रहा है। चूँकि समय के साथ एक ब्लैक होल की एन्ट्रॉपी भी बढ़ती है, इसलिए यह हमें बताता है कि उसका क्षेत्रफल भी बढ़ना चाहिए।

हम इन विचारों का परीक्षण कैसे कर सकते हैं? यह पता चला है कि ब्लैक होल के बीच टकराव एक आदर्श उपकरण है। नए माप की सटीकता वैज्ञानिकों को हॉकिंग के क्षेत्र प्रमेय का अब तक का सबसे सटीक परीक्षण करने में सक्षम बनाती है।

प्रथम संसूचन, GW15091 का उपयोग करते हुए पिछले प्रयोगों से पता चला कि संकेत हॉकिंग के नियम के अनुरूप था, लेकिन इसकी निश्चितता के साथ पुष्टि नहीं की जा सकी।

ब्लैक होल आश्चर्यजनक रूप से सरल पिंड होते हैं। ब्लैक होल के क्षितिज का क्षेत्रफल उसके द्रव्यमान और घूर्णन पर निर्भर करता है, जो किसी खगोलीय ब्लैक होल का वर्णन करने के लिए आवश्यक एकमात्र मानदंड हैं। बदले में, द्रव्यमान और घूर्णन गुरुत्वाकर्षण तरंगों के आकार को निर्धारित करते हैं।

आने वाले ब्लैक होल जोड़े के द्रव्यमान और स्पिन को अलग-अलग मापकर, और टक्कर के बाद बचे अंतिम ब्लैक होल के द्रव्यमान और स्पिन के साथ उनकी तुलना करके, वैज्ञानिक दो अलग-अलग टकराने वाले ब्लैक होल के क्षेत्र की तुलना अंतिम ब्लैक होल के क्षेत्र से करने में सक्षम हुए।

आंकड़े इस सैद्धांतिक भविष्यवाणी से पूरी तरह सहमत हैं कि क्षेत्रफल में वृद्धि होनी चाहिए, तथा हॉकिंग के नियम का दृढ़तापूर्वक समर्थन करते हैं।

गुरुत्वीय तरंगों के भविष्य के अवलोकन से हमें अधिक अनोखे वैज्ञानिक सिद्धांतों का परीक्षण करने का अवसर मिलेगा, तथा संभवतः ब्रह्माण्ड के लुप्त घटकों, डार्क मैटर और डार्क एनर्जी की प्रकृति की भी जांच करने में सहायता मिलेगी।

स्रोत: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-mo-ra-ky-nguyen-moi-trong-thien-van-hoc-20250930235223429.htm