जेम्स वेब टेलीस्कोप पुष्टि करता है कि हमें कोई अंदाज़ा नहीं है कि ब्रह्माण्ड जिस तरह से बढ़ रहा है, वह क्यों बढ़ रहा है

द्वारा किए गए नए अवलोकन जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) ने संपूर्ण भौतिकी में सबसे विचित्र अवलोकनों में से एक को और पुख्ता कर दिया है – कि ब्रह्मांड अपने जीवनकाल के विभिन्न चरणों में अलग-अलग गति से विस्तारित हुआ।
इस पहेली, जिसे हबल तनाव कहा जाता है, ने खगोलविदों के बीच एक बहस को हवा दे दी है जो क्षेत्र को पूरी तरह से बदल सकती है या उलट भी सकती है।
2019 में, द्वारा माप हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी पुष्टि की गई कि समस्या वास्तविक थी। फिर 2023 और 2024 में, JWST से और भी अधिक सटीक माप विसंगति की पुष्टि करता हुआ दिखाई दिया.
अब, आगे के मापों में समस्या को और पुख्ता करने के लिए अंतरिक्ष में अपने पहले दो वर्षों में एकत्र किए गए JWST डेटा के सबसे बड़े नमूने का उपयोग किया गया है। नई भौतिकी जो रहस्य का उत्तर दे सकती है वह अस्पष्ट बनी हुई है, जैसा कि शोधकर्ताओं ने 9 दिसंबर को प्रकाशित एक पेपर में बताया है द एस्ट्रोफिजिकल जर्नलतनाव कहीं नहीं जा रहा है.
“जितना अधिक हम काम करते हैं उतना अधिक यह स्पष्ट होता है कि इसका कारण दूरबीन दोष से कहीं अधिक दिलचस्प है। बल्कि यह ब्रह्मांड में एक विशेषता प्रतीत होती है,” प्रमुख अध्ययन लेखक और नोबेल पुरस्कार विजेता एडम रीसजॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर ने लाइव साइंस को बताया। “[The] अगले चरण कई हैं. कई मोर्चों पर अधिक डेटा और नए विचारों की आवश्यकता है।”
हबल स्थिरांक का पता लगाने के लिए दो स्वर्ण-मानक तरीके हैं, वह मान जो ब्रह्मांड के विस्तार की गति को मापता है। पहला ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि में छोटे उतार-चढ़ाव को मापकर लिया गया है – ब्रह्मांड के पहले प्रकाश का एक प्राचीन स्नैपशॉट जो कि केवल 380,000 साल बाद उत्पन्न हुआ था। महा विस्फोट.
बाद इस माइक्रोवेव हिस को मैप करना का उपयोग यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का प्लैंक उपग्रह से, ब्रह्मांड विज्ञानियों ने लगभग 46,200 मील प्रति घंटे प्रति मिलियन प्रकाश-वर्ष, या लगभग 67 किलोमीटर प्रति सेकंड प्रति मेगापारसेक (किमी/सेकंड/एमपीसी) के हबल स्थिरांक का अनुमान लगाया। यह, साथ में प्रारंभिक ब्रह्मांड के अन्य मापसैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ संरेखित।
दूसरी विधि निकट दूरी पर और ब्रह्मांड के बाद के जीवन में स्पंदित तारों का उपयोग करके संचालित होती है सेफिड चर. सेफिड तारे धीरे-धीरे मर रहे हैं, और हीलियम गैस की उनकी बाहरी परतें बढ़ती और सिकुड़ती हैं क्योंकि वे तारे के विकिरण को अवशोषित और छोड़ते हैं, जिससे वे समय-समय पर दूर के सिग्नल लैंप की तरह टिमटिमाते रहते हैं।
जैसे-जैसे सेफिड्स चमकीले होते जाते हैं, वे अधिक धीरे-धीरे स्पंदित होते जाते हैं, जिससे खगोलविदों को तारों की आंतरिक चमक को मापने में मदद मिलती है। इस चमक की तुलना उनकी देखी गई चमक से करके, खगोलशास्त्री अधिक गहराई तक देखने के लिए सेफिड्स को “ब्रह्मांडीय दूरी की सीढ़ी” में बदल सकते हैं ब्रह्मांड के अतीत में.
इस सीढ़ी के साथ, और टाइप Ia सुपरनोवा से विस्फोटों के लिए सेफिड्स की चमक को जोड़ने के बाद, खगोलविद ब्रह्मांड की विस्तार गति के लिए एक सटीक संख्या पा सकते हैं कि कैसे टिमटिमाते सितारों की रोशनी को फैलाया गया है, या रेडशिफ्ट किया गया है। इस विधि द्वारा लौटाया गया हबल स्थिरांक लगभग 73 किमी/सेकेंड/एमपीसी है: प्लैंक माप की त्रुटि सीमा से बहुत बाहर का मान।
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खगोलविदों ने इस असहमति के कारणों के लिए विभिन्न स्पष्टीकरण पेश किए हैं, साथ ही कुछ ने इसे छेड़ने का भी प्रयास किया है व्यवस्थित त्रुटि की संभावना परिणामों के भीतर. इस बीच, रीस और उनकी टीम तनाव को बढ़ा रही है तेजी से सटीक और व्यापक अध्ययन।
यह नया अध्ययन इसी श्रृंखला की एक और कड़ी है। 2019 हबल अध्ययन के लगभग एक तिहाई नमूना आकार को कवर करते हुए, नए विश्लेषण ने नमूने की सेफिड दूरी को 2% सटीकता के भीतर मापने के लिए JWST का उपयोग किया – हबल की 8-9% की सटीकता पर एक बड़ा सुधार।
इन परिणामों को अन्य दूरी-मापने वाले सितारों जैसे कार्बन समृद्ध सितारों और चमकीले लाल दिग्गजों के साथ क्रॉस-चेक करने पर 72.6 किमी/सेकेंड/एमपीसी का मान प्राप्त हुआ, जिससे यह हबल के मूल माप के लगभग समान हो गया।
वास्तव में अजीब बेमेल का कारण क्या हो सकता है यह स्पष्ट नहीं है (“काश मुझे पता होता,” रीस ने लाइव साइंस को बताया)। लेकिन खगोलविदों के बीच अटकलें व्याप्त हैं।
एक संभावना यह है कि “प्रारंभिक ब्रह्मांड की हमारी समझ में कुछ कमी है, जैसे कि पदार्थ का एक नया घटक – प्रारंभिक अँधेरी ऊर्जा [the mysterious phenomenon driving cosmic expansion] – जिसने ब्रह्मांड को बड़े धमाके के बाद एक अप्रत्याशित झटका दिया,” मार्क कामिओनकोव्स्कीजॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के एक ब्रह्माण्डविज्ञानी जिन्होंने हबल स्थिरांक की गणना करने में मदद की और जो अध्ययन में शामिल नहीं थे, एक बयान में कहा. “और अन्य विचार भी हैं, जैसे अजीब डार्क मैटर गुण, विदेशी कण, बदलते इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान, या प्राइमर्डियल चुंबकीय क्षेत्र जो चाल कर सकते हैं। सिद्धांतकारों के पास बहुत रचनात्मक होने का लाइसेंस है।”