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बिग बैंग थ्योरी

बिग बैंग थ्योरी ब्रह्मांड की उत्पत्ति के बारे में है। यह बताता है कि लगभग 1370 करोड़ (13.7 बिलियन) साल पहले, ब्रह्मांड में सभी पदार्थ और ऊर्जा एक परमाणु से छोटे क्षेत्र में केंद्रित थे। इस पल में, पदार्थ, ऊर्जा, अंतरिक्ष और समय मौजूद नहीं थे। फिर अचानक एक धमाके के साथ, ब्रह्मांड ने एक अविश्वसनीय दर से विस्तार करना शुरू कर दिया और पदार्थ, ऊर्जा, स्थान और समय अस्तित्व में आए। जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार हुआ, पदार्थ गैस के बादलों और सितारों और ग्रहों में इकट्ठा होने लगा। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि यह विस्तार परिमित है और दिन में किया जाएगा। समय में इस बिंदु के बाद, ब्रह्मांड तब तक ढहना शुरू कर देगा जब तक कि एक बड़ा क्रंच नहीं होता है।

बिग बैंग से ठीक पहले

कोई नहीं जानता कि इस समय ब्रह्मांड कैसा था। सबसे अच्छा वर्तमान सिद्धांत, “मुद्रास्फीति ब्रह्मांड” मॉडल मानता है कि सभी अंतरिक्ष ऊर्जा के एक बेहद केंद्रित, अस्थिर रूप से भरा हुआ है जो बिग बैंग के पल में पदार्थ के कणों में बदल जाएगा। लेकिन कोई नहीं जानता कि अंतरिक्ष और समय पहली जगह में कैसे अस्तित्व में आए।

अगले हजार वर्षों के लिए पहले कुछ मिनट

प्रारंभिक विस्तार के बाद, ब्रह्मांड फोटॉन, इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन सहित उप-परमाणु कणों के गठन की अनुमति देने के लिए पर्याप्त रूप से ठंडा हो गया। हालांकि बिग बैंग के बाद पहले तीन मिनट के भीतर सरल परमाणु नाभिक का गठन किया गया था, लेकिन पहले विद्युत रूप से तटस्थ परमाणुओं के गठन से पहले हजारों साल बीत गए। बिग बैंग द्वारा उत्पादित परमाणुओं में से अधिकांश हाइड्रोजन हैं, साथ ही हीलियम और लिथियम के निशान।

पुनश्च: यदि ब्रह्मांड बहुत लंबे समय तक इस गर्म और घने बना रहा था, तो हाइड्रोजन सभी को अन्य रासायनिक तत्वों में पकाया गया होगा। हाइड्रोजन के बिना, कोई पानी नहीं होगा, और इसलिए कोई जीवन नहीं होगा जैसा कि हम इसे जानते हैं!

बिग बैंग सिद्धांत समय रेखा

पहले अपारदर्शी ब्रह्मांड बनाम बाद में पारदर्शी ब्रह्मांड

फोटॉन (प्रकाश) प्राथमिक कण होने के नाते बिग बैंग के तुरंत बाद गठित किया गया होगा। लेकिन ये फोटॉन शुरुआती इलेक्ट्रॉनों द्वारा बिखरे हुए होंगे। जैसा कि ब्रह्मांड ठंडा होना जारी रहा, यह अंततः उस तापमान तक पहुंच गया होगा जहां इलेक्ट्रॉनों ने तटस्थ परमाणुओं (पुनर्संयोजन) को बनाने के लिए नाभिक के साथ संयुक्त किया होगा। इससे पहले कि यह “पुनर्संयोजन” हुआ, ब्रह्मांड अपारदर्शी होता क्योंकि मुक्त इलेक्ट्रॉनों ने प्रकाश (फोटॉन) को बादलों में पानी की बूंदों से सूरज की रोशनी के बिखरने के तरीके को तितर-बितर करने का कारण बनता। लेकिन जब मुक्त इलेक्ट्रॉनों को तटस्थ परमाणुओं को बनाने के लिए अवशोषित किया गया था, तो ब्रह्मांड अचानक पारदर्शी हो गया। उन ही फोटॉनों – बिग बैंग के afterglow ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण के रूप में जाना जाता है – आज मनाया जा सकता है.

पुनश्च: पुनर्संयोजन से पहले प्रारंभिक ब्रह्मांड की अस्पष्टता, वास्तव में, उन दिलचस्प बहुत शुरुआती घटनाओं पर एक पर्दा खींचा गया है। सौभाग्य से, ब्रह्मांड का निरीक्षण करने का एक तरीका है जिसमें फोटॉन शामिल नहीं हैं। गुरुत्वाकर्षण तरंगें, जानकारी का एकमात्र ज्ञात रूप जो बिग बैंग के पल से हम तक पहुंच सकता है, ऐसी जानकारी ले जा सकता है जिसे हम कोई अन्य तरीका नहीं प्राप्त कर सकते हैं। नासा, लिसा और बिग बैंग ऑब्जर्वर द्वारा विचार किए जा रहे दो मिशन, मुद्रास्फीति के युग से गुरुत्वाकर्षण तरंगों की तलाश करेंगे।

ब्रह्मांड के विस्तार की दर कम नहीं हो रही है, लेकिन डार्क एनर्जी के कारण बढ़ रही है!

यह हमेशा माना जाता था कि ब्रह्मांड का मामला विस्तार की दर को धीमा कर देगा। द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण बनाता है, गुरुत्वाकर्षण पुल बनाता है, खींचने को विस्तार को धीमा करना चाहिए। लेकिन सुपरनोवा टिप्पणियों से पता चला है कि ब्रह्मांड का विस्तार, धीमा होने के बजाय, तेजी से बढ़ रहा है। कुछ, पदार्थ की तरह नहीं है और सामान्य ऊर्जा की तरह नहीं है, आकाशगंगाओं को अलग कर रहा है। इस “सामान” को डार्क एनर्जी करार दिया गया है, लेकिन इसे एक नाम देना इसे समझने के लिए नहीं है। क्या अंधेरे ऊर्जा एक प्रकार का गतिशील तरल पदार्थ है, जो भौतिकी के लिए अज्ञात है, या क्या यह खाली स्थान के निर्वात की संपत्ति है, या क्या यह सामान्य सापेक्षता के लिए कुछ संशोधन है, अभी तक ज्ञात नहीं है।

संतुलन का प्रश्न: मुद्रास्फीति मॉडल में उत्तर

हमारी जांच से पता चलता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड बहुत सजातीय था। ब्रह्मांड के टुकड़े जो कभी एक-दूसरे के संपर्क में नहीं थे, वे एक ही तापमान पर संतुलन में कैसे आ सकते हैं? हालांकि, यह और अन्य ब्रह्माण्ड संबंधी समस्याओं को हल किया जा सकता है, अगर बिग बैंग के तुरंत बाद बहुत कम अवधि थी जहां ब्रह्मांड ने “मुद्रास्फीति” नामक विस्तार के एक अविश्वसनीय विस्फोट का अनुभव किया था। इस मुद्रास्फीति के लिए, बिग बैंग के समय ब्रह्मांड को ऊर्जा के एक अस्थिर रूप से भरा गया होगा जिसकी प्रकृति अभी तक ज्ञात नहीं है। जो भी इसकी प्रकृति है, मुद्रास्फीति मॉडल भविष्यवाणी करता है कि इस आदिम ऊर्जा को एक प्रकार के क्वांटम शोर के कारण अंतरिक्ष में असमान रूप से वितरित किया गया होगा जो तब उत्पन्न हुआ था जब ब्रह्मांड बेहद छोटा था। इस पैटर्न को ब्रह्मांड के मामले में स्थानांतरित कर दिया गया होगा और फोटॉनों में दिखाई देगा जो पुनर्संयोजन के क्षण में स्वतंत्र रूप से स्ट्रीमिंग शुरू कर देते थे।

बिग बैंग के सबूत

  1. आकाशगंगाओं का विस्तार: 1 9 2 9 में हबल ने नोट किया कि हमारी अपनी मिल्की वे के बाहर आकाशगंगाएं सभी हमसे दूर जा रही थीं, प्रत्येक हमसे अपनी दूरी के आनुपातिक गति से। उन्होंने जल्दी से महसूस किया कि इसका क्या मतलब है कि समय में एक पल होना चाहिए (अब लगभग 14 अरब साल पहले जाना जाता है) जब पूरे ब्रह्मांड को अंतरिक्ष में एक बिंदु में निहित किया गया था। ब्रह्मांड का जन्म इस एक हिंसक घटना में हुआ होगा जिसे “बिग बैंग” के रूप में जाना जाने लगा।
  2. कॉस्मिक पृष्ठभूमि विकिरण: उन शुरुआती फोटॉनों – ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण के रूप में जाना जाने वाला बिग बैंग का आफ्टरग्लो – आज देखा जा सकता है।

बिग बैंग का अध्ययन करने के लिए मिशन

  1. कॉस्मिक पृष्ठभूमि एक्सप्लोरर (COBE) : N एएसए ने ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण का अध्ययन करने के लिए दो मिशन लॉन्च किए हैं, जो ब्रह्मांड के “बच्चे की तस्वीरें” लेने के लिए केवल 400,000 साल बाद पैदा हुए थे। इनमें से पहला कॉस्मिक बैकग्राउंड एक्सप्लोरर (COBE) था।
  2. विल्किंसन माइक्रोवेयर अनिसोट्रॉपी प्रोब (WMAP): ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण की जांच करने के लिए दूसरा मिशन विल्किंसन माइक्रोवेयर अनिसोट्रॉपी प्रोब (WMAP) था। COBE की तुलना में बहुत बेहतर रिज़ॉल्यूशन के साथ, WMAP ने पूरे आकाश का सर्वेक्षण किया, माइक्रोवेव विकिरण के तापमान के अंतर को मापने के लिए जो लगभग समान रूप से ब्रह्मांड में वितरित किया जाता है। तस्वीर आकाश का एक नक्शा दिखाती है, जिसमें लाल और ठंडे क्षेत्रों में गर्म क्षेत्र नीले रंग में हैं। ब्रह्मांड के सैद्धांतिक मॉडल के साथ इस सबूत को जोड़कर, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला है कि ब्रह्मांड “सपाट” है, जिसका अर्थ है कि, ब्रह्मांड संबंधी तराजू पर, अंतरिक्ष की ज्यामिति यूक्लिडियन ज्यामिति के नियमों को संतुष्ट करती है (उदाहरण के लिए, समानांतर रेखाएं कभी नहीं मिलती हैं, व्यास के लिए सर्कल परिधि का अनुपात पाई है, आदि)।
  3. प्लैंक: नासा से महत्वपूर्ण भागीदारी के साथ यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के नेतृत्व में एक तीसरा मिशन, प्लैंक, 2009 में लॉन्च किया गया था। प्लैंक अभी तक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण के सबसे सटीक नक्शे बना रहा है। एक डिग्री के कुछ मिलियनवें हिस्से के तापमान विविधताओं के प्रति संवेदनशील उपकरणों के साथ, और 9 तरंग दैर्ध्य बैंड पर पूर्ण आकाश का मानचित्रण, यह मौलिक खगोलभौतिकीय सीमाओं द्वारा निर्धारित सटीकता के साथ सीएमबी के तापमान के उतार-चढ़ाव को मापता है।

दूरबीन: आज नासा के अंतरिक्ष यान जैसे हबल स्पेस टेलीस्कोप और स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप ब्रह्मांड के विस्तार को मापने के एडविन हबल के काम को जारी रखते हैं।

आम आदमी की भाषा में बिग बैंग सिद्धांत

ब्रह्मांड सपाट है!

शुरुआत में केवल ऊर्जा थी। यह ऊर्जा छोटे कणों (फोटॉनों की तरह) में परिवर्तित हो गई। जैसा कि पहले मुक्त इलेक्ट्रॉन भी थे, ये पहले के फोटॉन पहले इलेक्ट्रॉनों द्वारा बिखरे हुए थे। परिणाम: एक अंधेरे ब्रह्मांड! लेकिन बाद में, जब इलेक्ट्रॉनों को प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (परमाणु नाभिक) के साथ जोड़ा गया, तो परमाणुओं का गठन किया गया। तब के रूप में वहाँ फोटॉन तितर बितर करने के लिए कोई मुक्त इलेक्ट्रॉनों थे तो ब्रह्मांड पारदर्शी हो गया!

कुछ अज्ञात ऊर्जा ने कणों को अलग कर दिया। इस बीच ब्रह्मांड भी बहुत ठंडा शुरू कर दिया। हाइड्रोजन जैसे परमाणुओं का निर्माण किया गया था। परमाणुओं ने अणुओं का गठन किया, अणुओं को यौगिकों को बनाने के लिए संयुक्त किया गया और इसी तरह। अंतिम परिणाम: सभी बड़ी वस्तुओं की तरह हम आज ग्रहों, सितारों, आकाशगंगाओं और इतने पर देखते हैं! लेकिन अब जब हम ब्रह्मांड का विश्लेषण करते हैं, तो ब्रह्मांड का आकार सपाट होता है, यानी जैसे कि विस्फोट 2-आयामी टेबल पर हुआ हो!

बिग बैंग सिद्धांत का आधार बनाने वाले दो सिद्धांत हैं: (1) आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत और (2) ब्रह्मांड संबंधी सिद्धांत, जो बताता है कि ब्रह्मांड बाहर के माध्यम से सजातीय है। आशा है कि कम से कम बड़े पैमाने पर रूपांतरण के लिए ऊर्जा के ‘नहीं-तो-आसान-से-समझने’ बिग बैंग सिद्धांत की मूल बातें स्पष्ट हैं! यदि नहीं, तो 2-3 संदर्भ दस्तावेजों पर एक नज़र डालें।

 

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