स्पेसटाइम में छोटे तरंगों का अवलोकन करके “गुरुत्वाकर्षण तरंगें” कहा जाता है जो ब्लैक होल को टकराने से दूर प्रचार करते हैं, वैज्ञानिक ब्रह्मांड में छिपे हुए विषमता को प्रकट कर सकते हैं।
इस विषय पर नए शोध के पीछे की टीम से पता चलता है कि यह मापना कि क्या ब्लैक होल विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगें सही हैं- या बाएं हाथ से हमें यह बता सकते हैं कि क्या ब्रह्मांड संबंधी सिद्धांत- खगोल विज्ञान का एक निरपेक्ष स्तंभ- सच है।
कॉस्मोलॉजिकल सिद्धांत बताता है कि जब ब्रह्मांड को विशाल पैमानों पर देखा जाता है, तो इसे सभी दिशाओं में एक ही सामान से बनाया जाना चाहिए। दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड को “आइसोट्रोपिक और सजातीय” दिखाई देना चाहिए। इसका मतलब है कि ब्रह्मांड को सामान के लिए एक वरीयता प्रदर्शित नहीं करनी चाहिए जो घड़ी या एंटी-क्लॉकवाइज को बढ़ाती है। ब्रह्मांड में दर्पण समरूपता होनी चाहिए, और इसमें ब्लैक होल विलय से आने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगें शामिल हैं।
अब, वैज्ञानिकों की एक टीम ने स्पेसटाइम में लहरों को मापा है क्योंकि वे ब्लैक होल विलय से बाहर की ओर बढ़ते हैं, जो इन घटनाओं के दौरान “किक” से बेटी ब्लैक होल को पुनरावृत्ति की दिशा में सहसंबद्ध हो सकता है।
“गुरुत्वाकर्षण के लिए आइंस्टीन के समीकरण, जो ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर व्यवहार पर शासन करते हैं, एक बाएं की अनुमति देते हैं- [and right-] मैड्रिड के विश्वविद्यालय के कार्लोस III के एक बयान में, “एड्रियन डेल रियो, टीम के सदस्य और एक शोधकर्ता के प्रति प्रत्येक एक प्रति -एक व्यक्ति के प्रति गुरुत्वाकर्षण स्रोत को सौंप दिया।” हमारे ब्रह्मांड में समान अनुपात के साथ। हमारा काम हमें यह परीक्षण करने की अनुमति देता है कि क्या गुरुत्वाकर्षण या हमारे ब्रह्मांड में विषमता का उत्पादन करने के लिए ‘छिपे हुए’ तंत्र हैं। “
लक्ष्य स्कोर करना और बढ़ते हुए काले छेद
यदि यह सब बहुत जटिल लगता है, तो सैंटियागो डे कॉम्पोस्टेला विश्वविद्यालय के टीम लीडर जुआन काल्डेरोन बस्टिलो और उनके सहयोगियों के पास एक आसान-से-समझदार सादृश्य है।
बस्टिलो ने बयान में कहा, “फुटबॉल में, गेंद को पैर के आंतरिक या बाहरी हिस्से के साथ गेंद को किक करने के दो मुख्य तरीके हैं।” “पहले गेंद को एंटीक्लॉकवाइज स्पिन करने का कारण होगा; डेविड बेकहम के प्रसिद्ध फ्रीकिक्स के बारे में सोचें, जबकि विपरीत विपरीत स्पिन को प्रेरित करेगा। मोड्रिक या युवा सुपरस्टार लैमिन यामल के बारे में सोचें, जो इस कदम में महारत हासिल करते हैं।”
बस्टिलो ने कहा कि अधिकांश शॉट्स, क्रॉस और पास, हालांकि, पैर के आंतरिक पक्ष के साथ बनाए जाते हैं, क्योंकि इससे गेंद को नियंत्रित करना काफी आसान हो जाता है। दूसरे शब्दों में, फुटबॉल में दर्पण समरूपता नहीं है; खेल में एक पसंदीदा एंटीक्लॉकवाइज दिशा है।
बस्टिलो ने कहा, “यह दो प्रकार के स्पिन के बीच एक विषमता को प्रेरित करता है, जिससे फुटबॉल ‘मिरर असममित बनाती है,” बस्टिलो ने कहा। “अगर ब्रह्मांड और गुरुत्वाकर्षण के बारे में हमारी मानक धारणाएं, यह ब्रह्मांड में काले-छेद विलय द्वारा उत्सर्जित तरंगों के लिए नहीं होना चाहिए।”
इसके अतिरिक्त, विलय में बनाई गई बेटी ब्लैक होल में भी स्पिन होता है, और बस एक किक सॉकर बॉल के साथ, यह गति की दिशा के संबंध में या तो दाएं हाथ या बाएं हाथ से हो सकता है। अलग-अलग शोध से संकेत मिलता है कि, एक किक्ड सॉकर बॉल की तरह, जिस दिशा में गुरुत्वाकर्षण तरंगें उन्मुख होती हैं, वह “किक” की दिशा से संबंधित है, जो विलय-निर्मित बेटी ब्लैक होल को प्राप्त होती है।
यदि ब्लैक होल पौराणिक मैनचेस्टर यूनाइटेड विंगर डेविड बेकहम और “बेंड लाइक बेकहम” के उदाहरण का पालन करते हैं, यदि आप करेंगे, तो ब्रह्मांड के हमारे सिद्धांतों पर काफी प्रभाव पड़ेगा।
गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक हाथ उधार देती हैं
गुरुत्वाकर्षण तरंगों की उत्पत्ति 1915 तक वापस चली जाती है और अल्बर्ट आइंस्टीन के मैग्नम ओपस थ्योरी ऑफ ग्रेविटी। सामान्य सापेक्षता के रूप में जाना जाता है, इस सिद्धांत ने द्रव्यमान के साथ वस्तुओं द्वारा उत्पन्न स्पेसटाइम की वक्रता से गुरुत्वाकर्षण का सुझाव देते हुए भौतिकी पर तालिका को फ़्लिप किया।
हालांकि, आइंस्टीन आगे बढ़ गया। उन्होंने यह भी सुझाव दिया कि तेजी से वस्तुओं को “गुरुत्वाकर्षण विकिरण,” या गुरुत्वाकर्षण तरंगों के साथ स्पेसटाइम “रिंगिंग” के कपड़े सेट करते हैं। हालांकि साइकिल को तेज करने जैसी सांसारिक घटनाएं गुरुत्वाकर्षण तरंगों को बनाने के लिए बहुत ही महत्वहीन हैं, सुपरनोवा जैसे हिंसक ब्रह्मांडीय घटनाएं और ब्लैक होल का विलय करते हैं। वास्तव में, यहां तक कि ब्रह्मांड को बनाने वाले बड़े धमाके ने भी किया।
आइंस्टीन का मानना था कि यह विकिरण बहुत बेहोश था जो कभी पृथ्वी पर पाया गया था।
हालांकि, 2015 के बाद से, लेजर इंटरफेरोमीटर गुरुत्वाकर्षण-लहर वेधशाला (LIGO) और कन्या गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशालाएं वास्तव में स्पेसटाइम में लहरों का पता लगाने के लिए महान भौतिक विज्ञानी को गलत साबित कर रही हैं, जो कि सुपरमैसिव ब्लैक होल और न्यूट्रॉन के टकराव और विलय से उपजी हैं। सितारे।
गुरुत्वाकर्षण तरंगों को ध्यान में रखते हुए गुरुत्वाकर्षण विकिरण के रूप में संदर्भित किया जा सकता है, यह हो सकता है कि क्या आप सोच रहे हैं कि क्या उनके पास प्रकाश या अधिक सटीक, विद्युत चुम्बकीय विकिरण के लिए कोई समानता है।
तरंगें दोनों प्रकार के विकिरण के दिल में होती हैं, और उनके पास तरंग दैर्ध्य जैसे गुण होते हैं, एक लहर में दो चोटियों के बीच की दूरी, और आवृत्ति, चोटियों की संख्या जो समय की एक सेट इकाई के भीतर एक सेट बिंदु पास होती है। इसलिए, जैसे कि विभिन्न तरंग दैर्ध्य और आवृत्तियों के विद्युत चुम्बकीय विकिरण से युक्त एक संपूर्ण विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम है, एक गुरुत्वाकर्षण तरंग स्पेक्ट्रम भी है।
क्या अधिक है, विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तरह, गुरुत्वाकर्षण तरंगों में ध्रुवीकरण हो सकता है। ध्रुवीकरण उस दिशा को संदर्भित करता है जिसमें लहर को उन्मुख किया जाता है क्योंकि यह प्रसार करता है। गुरुत्वाकर्षण तरंग ध्रुवीकरण या तो दाएं या बाएं हाथ से हो सकता है, जिसका अर्थ है कि तरंग अपने प्रसार की दिशा के संबंध में दक्षिणावर्त या एंटीक्लॉकवाइज को घुमा सकती है।
जब ब्लैक होल टकराते हैं और विलय हो जाते हैं, तो वे एक ध्रुवीकरण के साथ गुरुत्वाकर्षण तरंगों की अधिकता का उत्पादन कर सकते हैं, इस प्रकार व्यक्तिगत रूप से दर्पण समरूपता को तोड़ सकते हैं।
फिर भी जब इन ज्यादतियों को एन मस्से माना जाता है, अगर कॉस्मोलॉजिकल सिद्धांत सही है और दर्पण समरूपता ब्रह्मांड में सर्वव्यापी है, तो इन ज्यादतियों को एक दूसरे को रद्द करना चाहिए। बाएं हाथ की लहरों और दाएं हाथ की लहरों की समान मात्रा होनी चाहिए।
हालांकि, अगर, फ़ुटबॉल की तरह, ब्लैक होल विलय में एक दर्पण विषमता होती है, जो यह सुझाव दे सकती है कि कॉस्मोलॉजिकल सिद्धांत नहीं है, और यदि ऐसा है, तो कौन जानता है कि इस सिद्धांत पर स्थापित अन्य सिद्धांत गलत हैं?
आईना आईना
यह परीक्षण करने के लिए कि क्या ब्लैक होल विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक दर्पण-समरूपता-तोड़ने वाली संपन्नता का प्रदर्शन करती हैं, बस्टिलो और सहकर्मियों ने 47 ब्लैक होल विलय से आने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों के ध्रुवीकरण को मापा।
लिगो और कन्या द्वारा एकत्र किए गए डेटा ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों का प्रदर्शन किया, वास्तव में कोई दिशात्मक वरीयता नहीं दिखाते हुए, अतिरिक्त हाथों को रद्द कर दिया। लेकिन, कॉस्मोलॉजिकल सिद्धांत अभी तक सुरक्षित नहीं हो सकता है। ज़रूर, यह आधे समय में 1-0 से ऊपर है, लेकिन रेफरी ने अभी तक पूर्णकालिक रूप से सीटी नहीं उड़ाया है।
“आंकड़े बहुत सीमित हैं, इसलिए अनिश्चितताएं अभी भी बड़ी हैं।” “यह ब्रह्मांडीय फुटबॉल खेल खत्म नहीं है।”
टीम को एक ब्लैक होल विलय मिला, जिसने व्यक्तिगत रूप से दर्पण समरूपता को तोड़ दिया। यह घटना GW200129 नामित गुरुत्वाकर्षण तरंग सिग्नल से जुड़ी थी। यह एक बहुत बड़ा आश्चर्य नहीं था क्योंकि यह लंबे समय से एक अजीब, लोपेड और असमान विलय माना जाता है। टीम को लगता है कि ब्लैक होल विलय का 82% हिस्सा उन्होंने देखा था कि उन्हें बाएं हाथ से या दाएं हाथ की गुरुत्वाकर्षण तरंगों को दिखाना चाहिए, भले ही वे इन प्रणालियों की पहचान नहीं कर सकें।
“यह स्वाभाविक है कि GW200129 दर्पण समरूपता को तोड़ता है, क्योंकि इस प्रणाली को एक पूर्ववर्ती होने के लिए जाना जाता है [wobbling] ऑर्बिटल प्लेन, “कुदव चंद्र, टीम के सदस्य और पेन स्टेट यूनिवर्सिटी के एक वैज्ञानिक, ने बयान में कहा।” हालांकि, हमारा परिणाम इंगित करता है कि बहुत सारे विलय भी इसे तोड़ते हैं, यह सुझाव देते हुए कि इनमें ऑर्बिटल विमान भी हो सकते हैं।
“इन अप्रत्याशित परिणामों के दूरगामी निहितार्थ हो सकते हैं, क्योंकि पूर्ववर्ती ब्लैक होल के पदानुक्रमित गठन का एक हस्ताक्षर है।”
भौतिकी का एक क्षेत्र जिसमें टीम के परिणामों में सामान्य सापेक्षता और क्वांटम भौतिकी के एकीकरण की चिंता हो सकती है।
जबकि सामान्य सापेक्षता सबसे अच्छा विवरण है जो हमारे पास गुरुत्वाकर्षण है और बड़े पैमाने पर ब्रह्मांड, क्वांटम भौतिकी सबसे अच्छा विवरण है जो मानवता को उप-परमाणु ब्रह्मांड का है। फिर भी, दोनों सिद्धांतों के रूप में मजबूत हैं, वे एकजुट नहीं होते हैं। यह मुख्य रूप से है क्योंकि कोई पुष्टि नहीं है “गुरुत्वाकर्षण का क्वांटम सिद्धांत।”
यह शोध उस संबंध में मदद कर सकता है, और यह यह भी बता सकता है कि जिस दर पर ब्रह्मांड का विस्तार होता है, उसका अनुमान बेतहाशा भिन्न हो सकता है, एक समस्या जिसे “हबल टेंशन” कहा जाता है।
“पिछले अध्ययन में, हमने प्रदर्शित किया कि मिरर असममित विलय, हॉकिंग विकिरण के समान एक प्रक्रिया के माध्यम से क्वांटम वैक्यूम से ध्रुवीकृत फोटॉन का एक शुद्ध उत्सर्जन पैदा कर सकता है,” डेल रियो ने कहा। “हमारे अध्ययन ने पहले व्यवहार्य स्रोत – GW200129 – की पहचान की है – जो इस प्रभाव का उत्पादन कर सकता है।”
टीम का शोध 23 जनवरी को भौतिक समीक्षा पत्र पत्रिका में प्रकाशित किया गया था।
