बिग बैंग के बाद की अवधि जिसे “कॉस्मिक डॉन” कहा जाता है, के दौरान डार्क मैटर और तथाकथित “डार्क फोटॉन” के बीच की बातचीत का अवलोकन करने से ब्रह्मांड के सबसे रहस्यमय और परेशान करने वाले पदार्थ के रूप पर प्रकाश डालने में मदद मिल सकती है।
डार्क मैटर के कणों की संख्या सामान्य, रोजमर्रा के पदार्थ से अधिक है, जिसमें तारे, ग्रह, चंद्रमा, क्षुद्रग्रह, गैस और धूल के ब्रह्मांडीय बादल और सभी जीवित चीजें शामिल हैं, लगभग पांच से एक तक। इसका मतलब है कि सूचीबद्ध सभी चीजें – और बाकी सब कुछ जो हम ब्रह्मांड में और यहां पृथ्वी पर देखते हैं – ब्रह्मांड में लगभग 15% सामान हैं, और हमें बहुत कम पता है कि अन्य 85% वास्तव में क्या है।
पिछले नौ दशकों से इस रहस्य के बने रहने का एक कारण यह है कि डार्क मैटर प्रभावी रूप से अदृश्य है क्योंकि यह प्रकाश के कणों, या “फोटॉन” के साथ संपर्क नहीं करता है, क्योंकि रोजमर्रा का पदार्थ परमाणुओं (स्वयं इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन से युक्त) से बना होता है। और न्यूट्रॉन) करता है।
हालाँकि, वैज्ञानिकों ने प्रस्ताव दिया है कि फोटॉन का एक स्याह पक्ष भी हो सकता है। डार्क मैटर इन तथाकथित “डार्क फोटॉन” के साथ इंटरैक्ट कर सकता है, जैसे नियमित फोटॉन परमाणुओं से बने पदार्थ के साथ इंटरैक्ट करते हैं।
अब, इस संभावना के बाद, वैज्ञानिकों की एक टीम ने प्रस्ताव दिया है कि बिग बैंग, उर्फ ब्रह्मांडीय भोर के बाद पहले 500 मिलियन वर्षों में डार्क फोटॉन और डार्क मैटर के बीच की बातचीत ने ब्रह्मांड में एक “हस्ताक्षर” छोड़ा होगा।
वैज्ञानिकों का मानना है कि इस हस्ताक्षर का आज पता लगाया जा सकता है और इसका उपयोग डार्क मैटर के रहस्यों की जांच के लिए किया जा सकता है।
“डार्क फोटॉन सैद्धांतिक कण हैं जो विद्युत चुंबकत्व की अवधारणा को ‘डार्क सेक्टर’ में विस्तारित करते हैं। वे नियमित फोटॉन के समान हैं, लेकिन सामान्य पदार्थ के बजाय मुख्य रूप से डार्क मैटर के साथ बातचीत करते हैं, “कोपेनहेगन विश्वविद्यालय के कॉस्मिक डॉन सेंटर में टीम के सदस्य और एसोसिएट प्रोफेसर, चार्लोट मेसन ने Space.com को बताया। “डार्क फोटॉन, डार्क मैटर इंटरैक्शन से ध्वनि तरंगों के समान दोलन उत्पन्न हो सकते थे – जो बिग बैंग के तुरंत बाद बंद हो गए।”
जबकि तथ्य यह है कि डार्क मैटर प्रकाश या सामान्य पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है प्रतीत होना यह सुझाव देने के लिए कि यह एक ब्रह्मांडीय भूत है, जो ब्रह्मांड का अवलोकन कर रहा है लेकिन इसमें हस्तक्षेप करने से मना किया गया है, सच्चाई से आगे कुछ भी नहीं हो सकता है।
पदार्थ के इस रूप ने पहली आकाशगंगाओं को इकट्ठा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। इसका मतलब है कि ये काल्पनिक इंटरैक्शन, जिन्हें “डार्क ध्वनिक दोलन” के रूप में जाना जाता है, डार्क मैटर के प्रभाव के तहत ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर विकास के गुप्त ब्लूप्रिंट रख सकते हैं।
अँधेरे पक्ष में आओ… हमारे पास फोटॉन हैं
डार्क मैटर प्रकाश या साधारण पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है, बल्कि यह करता है करता है गुरुत्वाकर्षण के साथ बातचीत करते हुए, इस प्रभाव से अंतरिक्ष के ताने-बाने को आकार देते हैं। इससे अंतरिक्ष में विकृति आ जाती है, जो बदले में प्रकाश और सामान्य पदार्थ को प्रभावित कर सकती है। आधुनिक समय में, इस प्रभाव ने वैज्ञानिकों को डार्क मैटर की उपस्थिति का अनुमान लगाने की अनुमति दी है, लेकिन जैसा कि मेसन ने बताया, प्रारंभिक ब्रह्मांड में इसकी और भी महत्वपूर्ण भूमिका थी।
ऐसा इसलिए है, क्योंकि इस समय के दौरान, ऐसा माना जाता था कि पहली आकाशगंगाएँ काले पदार्थ के “मचान” के भीतर इकट्ठी हुई थीं।
मेसन ने बताया, “ब्रह्मांडीय भोर तब होती है जब पहले तारे और आकाशगंगाएँ बनीं, यह अध्ययन करने का एक आदर्श समय है कि डार्क मैटर आकाशगंगा निर्माण को कैसे प्रभावित करता है।” “जिस तरह से आकाशगंगाएँ बनीं, और जितनी जल्दी वे बनीं, वह डार्क मैटर के छोटे पैमाने पर वितरण के प्रति अत्यधिक संवेदनशील थी। यह डार्क मैटर कैसे व्यवहार करता है इसका परीक्षण करने और संभावित रूप से इसके गुणों के बारे में अधिक जानने के लिए कॉस्मिक डॉन को एक आदर्श ‘प्रयोगशाला’ बनाता है। .
“ब्रह्मांडीय भोर ब्रह्मांड की हमारी समझ में एक लुप्त अध्याय रहा है।”
मेसन ने कहा कि, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) और रेडियो टेलीस्कोप जैसे हाइड्रोजन एपोच ऑफ रियोनाइजेशन एरे (HERA), लो-फ़्रीक्वेंसी एरे (LOFAR), और स्क्वायर किलोमीटर एरे (SKA) जैसी नई तकनीकों के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक अंततः ब्रह्मांडीय इतिहास के इस काल का पता लगाना शुरू कर रहे हैं। यह सौभाग्य की बात है क्योंकि ब्रह्मांडीय भोर आधुनिक ब्रह्मांड में खोए हुए छोटे पैमाने पर काले पदार्थ की एक अनूठी अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।
मेसन ने कहा, “इस प्रारंभिक चरण में, आकाशगंगाओं से विघटनकारी प्रभाव – जैसे सुपरनोवा विस्फोट और गैस का उड़ना – ब्रह्मांड के इतिहास में बाद की तुलना में कम महत्वपूर्ण थे।”
यदि ब्रह्मांडीय भोर में डार्क फोटॉन मौजूद थे, तो डार्क मैटर के साथ उनकी बातचीत आकाशगंगाओं के निर्माण के निशान छोड़ सकती थी।
मेसन ने आगे कहा, “अंधेरे ध्वनिक दोलनों ने बिग बैंग के बाद उत्पन्न घनत्व के उतार-चढ़ाव में छोटे तरंगों को जोड़ा। इसने बिग बैंग के शुरुआती उतार-चढ़ाव के शीर्ष पर उच्च और निम्न घनत्व के क्षेत्र बनाकर आकाशगंगा निर्माण को प्रभावित किया होगा।” “घने क्षेत्रों में आकाशगंगाएँ अधिक तेजी से और कम घने क्षेत्रों में अधिक धीरे-धीरे बनी होंगी।”
वह है अगर हम यह पता लगा सकते हैं कि उन्हें कैसे पढ़ा जाए। यह खोज बहुत दूर तक होनी चाहिए और इस प्रकार, समय से भी पीछे चली जानी चाहिए।
“समय के साथ, जैसे-जैसे गुरुत्वाकर्षण के कारण ये उतार-चढ़ाव विकसित हुए, अंधेरे ध्वनिक दोलनों के सूक्ष्म प्रभावों के सुचारू होने की भविष्यवाणी की गई है, इसलिए आज उनका पता लगाना उतना आसान नहीं होगा,” मेसन ने समझाया।
टीम के निष्कर्षों से पता चलता है कि विशिष्ट मानदंडों के तहत, इन संकेतों की सूक्ष्मता के बावजूद, एक ऑपरेटिंग रेडियो टेलीस्कोप उनका पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील हो सकता है या, उतना ही महत्वपूर्ण, निकट भविष्य में उनकी अनुपस्थिति।
मेसन ने कहा, “हमने पाया कि, आकाशगंगा निर्माण की जटिल भौतिकी को ध्यान में रखने के बाद भी, यदि डार्क मैटर में कुछ निश्चित पैमानों पर दोलन होते हैं, तो हमें आने वाले वर्षों में HERA के साथ उनका पता लगाने (या उन्हें खारिज करने) में सक्षम होना चाहिए।” “यह एक बहुत ही रोमांचक संभावना है!”
मेसन ने निष्कर्ष निकाला, “हेरा के रेडियो अवलोकन जारी हैं, इसलिए हम इन मॉडलों को उनके अंतिम डेटा विश्लेषण में परीक्षण करते हुए देखकर बहुत उत्साहित होंगे।” “चूंकि डार्क मैटर भौतिकी के सबसे महान रहस्यों में से एक है, इसलिए इसकी प्रकृति के बारे में हमें जो भी नई जानकारी मिलेगी वह बेहद मूल्यवान होगी।”
टीम का शोध 2024 के अंत में फिजिकल रिव्यू डी जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
