क्या हम किसी ब्लैक होल के अंदर रह रहे हैं? ब्रह्मांड की संरचना और जीवन ब्रह्मांड एक ब्लैक होल में है।

एस ट्रानकोव्स्की

आधुनिक भौतिकी और खगोल भौतिकी की सबसे महत्वपूर्ण और दिलचस्प समस्याओं में से, शिक्षाविद् वी.एल. गिन्ज़बर्ग ने ब्लैक होल से संबंधित प्रश्नों का नाम दिया (देखें विज्ञान और जीवन, संख्या 11, 12, 1999)। इन अजीब वस्तुओं के अस्तित्व की भविष्यवाणी दो सौ साल से भी पहले की गई थी, उनके गठन की स्थितियों की सटीक गणना XX सदी के 30 के दशक के अंत में की गई थी, और चालीस साल से भी कम समय पहले खगोल भौतिकी उनकी पकड़ में आई थी। आज, दुनिया भर की वैज्ञानिक पत्रिकाएँ हर साल ब्लैक होल पर हजारों लेख प्रकाशित करती हैं।

ब्लैक होल का निर्माण तीन प्रकार से हो सकता है।

ढहते हुए ब्लैक होल के आसपास होने वाली प्रक्रियाओं को इस तरह चित्रित करने की प्रथा है। जैसे-जैसे समय बीतता है (Y), इसके चारों ओर का स्थान (X) (छायांकित क्षेत्र) विलक्षणता की ओर सिकुड़ता है।

ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र अंतरिक्ष की ज्यामिति में मजबूत विकृतियाँ लाता है।

दूरबीन से अदृश्य एक ब्लैक होल, केवल अपने गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से ही प्रकट होता है।

ब्लैक होल के शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, कण-प्रतिकण जोड़े पैदा होते हैं।

प्रयोगशाला में कण-प्रतिकण युग्म का जन्म।

वे कैसे दिखाई देते हैं

एक चमकदार आकाशीय पिंड, जिसका घनत्व पृथ्वी के बराबर है और जिसका व्यास सूर्य के व्यास से ढाई सौ गुना अधिक है, अपने आकर्षण बल के कारण अपने प्रकाश को हम तक नहीं पहुंचने देगा। इस प्रकार, यह संभव है कि ब्रह्मांड में सबसे बड़े चमकदार पिंड, अपने आकार के कारण, अदृश्य रहें।
पियरे साइमन लाप्लास।
जगत् की व्यवस्था का प्रतिपादन | 1796

1783 में, अंग्रेजी गणितज्ञ जॉन मिशेल, और तेरह साल बाद स्वतंत्र रूप से, फ्रांसीसी खगोलशास्त्री और गणितज्ञ पियरे साइमन लाप्लास ने एक बहुत ही अजीब अध्ययन किया। उन्होंने उन परिस्थितियों पर विचार किया जिनके तहत प्रकाश किसी तारे को छोड़ने में सक्षम नहीं होगा।

वैज्ञानिकों का तर्क सरल था. किसी भी खगोलीय वस्तु (ग्रह या तारा) के लिए, आप तथाकथित पलायन वेग, या दूसरे ब्रह्मांडीय वेग की गणना कर सकते हैं, जो किसी भी पिंड या कण को ​​इसे हमेशा के लिए छोड़ने की अनुमति देता है। और उस समय के भौतिकी में, न्यूटोनियन सिद्धांत ने सर्वोच्च शासन किया, जिसके अनुसार प्रकाश कणों की एक धारा है (विद्युत चुम्बकीय तरंगों और क्वांटा के सिद्धांत से पहले लगभग एक सौ पचास वर्ष शेष थे)। कणों के पलायन वेग की गणना ग्रह की सतह पर संभावित ऊर्जा की समानता और शरीर की असीम रूप से बड़ी दूरी तक "भागने" की गतिज ऊर्जा के आधार पर की जा सकती है। यह गति सूत्र #1# द्वारा निर्धारित की जाती है

कहाँ एमअंतरिक्ष वस्तु का द्रव्यमान है, आरइसकी त्रिज्या है, जीगुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है.

यहां से, किसी दिए गए द्रव्यमान के पिंड की त्रिज्या आसानी से प्राप्त की जाती है (जिसे बाद में "गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कहा जाता है)। आरजी "), जिस पर पलायन वेग प्रकाश की गति के बराबर है:

इसका मतलब यह है कि एक तारा त्रिज्या वाले गोले में संकुचित हो जाता है आरजी< 2जीएम/सी 2 उत्सर्जित होना बंद हो जाएगा - प्रकाश इससे बाहर नहीं निकल पाएगा। ब्रह्मांड में एक ब्लैक होल दिखाई देगा.

यह गणना करना आसान है कि सूर्य (इसका द्रव्यमान 2.1033 ग्राम है) यदि यह लगभग 3 किलोमीटर के दायरे तक सिकुड़ जाए तो एक ब्लैक होल में बदल जाएगा। इस मामले में इसके पदार्थ का घनत्व 10 16 ग्राम/सेमी 3 तक पहुंच जाएगा। ब्लैक होल की स्थिति में संकुचित होकर पृथ्वी की त्रिज्या लगभग एक सेंटीमीटर तक कम हो जाएगी।

यह अविश्वसनीय लग रहा था कि प्रकृति में ऐसी ताकतें पाई जा सकती हैं जो किसी तारे को इतने छोटे आकार में संपीड़ित कर सकती हैं। इसलिए, सौ से अधिक वर्षों तक मिशेल और लाप्लास के काम के निष्कर्षों को गणितीय विरोधाभास जैसा कुछ माना जाता था जिसका कोई भौतिक अर्थ नहीं होता है।

एक कठोर गणितीय प्रमाण कि अंतरिक्ष में ऐसी विदेशी वस्तु संभव है, केवल 1916 में प्राप्त हुई थी। जर्मन खगोलशास्त्री कार्ल श्वार्ज़चाइल्ड ने अल्बर्ट आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के समीकरणों का विश्लेषण करते हुए एक दिलचस्प परिणाम प्राप्त किया। एक विशाल पिंड के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में एक कण की गति का अध्ययन करने के बाद, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि समीकरण अपना भौतिक अर्थ खो देता है (इसका समाधान अनंत तक चला जाता है) आर= 0 और आर = आरजी।

जिन बिंदुओं पर क्षेत्र की विशेषताएँ अपना अर्थ खो देती हैं, उन्हें एकवचन अर्थात् विशेष कहा जाता है। शून्य बिंदु पर विलक्षणता एक बिंदु को दर्शाती है, या, जो समान है, एक केंद्रीय सममित क्षेत्र संरचना (आखिरकार, किसी भी गोलाकार पिंड - एक तारा या एक ग्रह - को एक भौतिक बिंदु के रूप में दर्शाया जा सकता है)। और त्रिज्या के साथ एक गोलाकार सतह पर स्थित बिंदु आरजी, वही सतह बनाता है जहां से पलायन वेग प्रकाश की गति के बराबर है। सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में इसे श्वार्ज़स्चिल्ड एकवचन क्षेत्र या घटना क्षितिज कहा जाता है (क्यों - यह बाद में स्पष्ट हो जाएगा)।

पहले से ही परिचित वस्तुओं के उदाहरण पर - पृथ्वी और सूर्य - यह स्पष्ट है कि ब्लैक होल बहुत अजीब वस्तुएं हैं। यहां तक ​​कि अत्यधिक तापमान, घनत्व और दबाव पर पदार्थ से निपटने वाले खगोलशास्त्री भी उन्हें बहुत विदेशी मानते हैं, और हाल तक हर कोई उनके अस्तित्व पर विश्वास नहीं करता था। हालाँकि, ब्लैक होल के निर्माण की संभावना के पहले संकेत पहले से ही 1915 में बनाए गए ए. आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत में निहित थे। सापेक्षता के सिद्धांत के पहले व्याख्याताओं और लोकप्रिय प्रवर्तकों में से एक, अंग्रेजी खगोलशास्त्री आर्थर एडिंगटन ने 1930 के दशक में तारों की आंतरिक संरचना का वर्णन करने वाले समीकरणों की एक प्रणाली तैयार की थी। उनसे यह पता चलता है कि तारा विपरीत दिशा में गुरुत्वाकर्षण बलों की कार्रवाई और चमकदार के अंदर गर्म प्लाज्मा कणों की गति और इसकी गहराई में उत्पन्न विकिरण के दबाव से उत्पन्न आंतरिक दबाव के तहत संतुलन में है। और इसका मतलब यह है कि तारा एक गैस का गोला है, जिसके केंद्र में उच्च तापमान है, जो धीरे-धीरे परिधि की ओर कम होता जा रहा है। समीकरणों से, विशेष रूप से, यह पता चला कि सूर्य की सतह का तापमान लगभग 5500 डिग्री है (जो खगोलीय माप के आंकड़ों के साथ काफी सुसंगत है), और इसके केंद्र में लगभग 10 मिलियन डिग्री होना चाहिए। इसने एडिंगटन को एक भविष्यवाणी निष्कर्ष निकालने की अनुमति दी: ऐसे तापमान पर, एक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया "प्रज्वलित" होती है, जो सूर्य की चमक सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त है। उस समय के परमाणु भौतिकशास्त्री इस बात से सहमत नहीं थे। उन्हें ऐसा लग रहा था कि तारे की गहराई में बहुत "ठंड" थी: वहां का तापमान "जाने" की प्रतिक्रिया के लिए अपर्याप्त था। इस पर क्रोधित सिद्धांतकार ने उत्तर दिया: "किसी अधिक गर्म जगह की तलाश करें!"

और अंत में, वह सही निकला: तारे के केंद्र में वास्तव में एक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया होती है (एक और बात यह है कि तथाकथित "मानक सौर मॉडल", थर्मोन्यूक्लियर संलयन के बारे में विचारों के आधार पर, स्पष्ट रूप से निकला गलत हो - उदाहरण के लिए, "विज्ञान और जीवन" संख्या 2, 3, 2000 देखें)। फिर भी, तारे के केंद्र में प्रतिक्रिया होती है, तारा चमकता है और इस स्थिति में उत्पन्न होने वाला विकिरण इसे स्थिर स्थिति में रखता है। लेकिन अब तारे में परमाणु "ईंधन" जल गया है। ऊर्जा का निकलना रुक जाता है, विकिरण बाहर चला जाता है और गुरुत्वाकर्षण आकर्षण को रोकने वाला बल गायब हो जाता है। किसी तारे के द्रव्यमान की एक सीमा होती है, जिसके बाद तारा अपरिवर्तनीय रूप से सिकुड़ने लगता है। गणना से पता चलता है कि ऐसा तब होता है जब तारे का द्रव्यमान दो या तीन सौर द्रव्यमान से अधिक हो जाता है।

गुरुत्वाकर्षण पतन

सबसे पहले, तारे के संकुचन की दर छोटी होती है, लेकिन इसकी दर लगातार बढ़ती रहती है, क्योंकि आकर्षण बल दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। संपीड़न अपरिवर्तनीय हो जाता है, आत्म-गुरुत्वाकर्षण का प्रतिकार करने में सक्षम कोई ताकत नहीं होती है। इस प्रक्रिया को गुरुत्वाकर्षण पतन कहा जाता है। अपने केंद्र की ओर तारे के खोल की गति प्रकाश की गति के करीब बढ़ती जाती है। और यहां सापेक्षता के सिद्धांत के प्रभाव एक भूमिका निभाना शुरू करते हैं।

पलायन वेग की गणना प्रकाश की प्रकृति के बारे में न्यूटोनियन विचारों के आधार पर की गई थी। सामान्य सापेक्षता के दृष्टिकोण से, टूटते तारे के आसपास की घटनाएँ कुछ अलग तरह से घटित होती हैं। इसके शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, तथाकथित गुरुत्वाकर्षण रेडशिफ्ट होता है। इसका मतलब यह है कि किसी विशाल वस्तु से आने वाले विकिरण की आवृत्ति कम आवृत्तियों की ओर स्थानांतरित हो जाती है। सीमा में, श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र की सीमा पर, विकिरण आवृत्ति शून्य के बराबर हो जाती है। यानी इसके बाहर का पर्यवेक्षक कुछ भी पता नहीं लगा पाएगा कि अंदर क्या हो रहा है. इसीलिए श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र को घटना क्षितिज कहा जाता है।

लेकिन आवृत्ति को कम करना समय को धीमा करने के समान है, और जब आवृत्ति शून्य हो जाती है, तो समय रुक जाता है। इसका मतलब यह है कि एक बाहरी पर्यवेक्षक को एक बहुत ही अजीब तस्वीर दिखाई देगी: बढ़ते त्वरण के साथ गिरने वाले तारे का खोल, प्रकाश की गति तक पहुंचने के बजाय रुक जाता है। उनके दृष्टिकोण से, जैसे ही तारे का आकार गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के करीब आएगा, संकुचन बंद हो जाएगा
मूंछ। वह श्वार्जस्चिल्ड क्षेत्र के नीचे एक भी कण को ​​"गोता लगाते" कभी नहीं देख पाएगा। लेकिन ब्लैक होल में गिरने वाले एक काल्पनिक पर्यवेक्षक के लिए, उसकी घड़ी के अनुसार कुछ ही क्षणों में सब कुछ समाप्त हो जाएगा। इस प्रकार, सूर्य के आकार के तारे का गुरुत्वाकर्षण पतन समय 29 मिनट होगा, और बहुत अधिक सघन और अधिक कॉम्पैक्ट न्यूट्रॉन तारे का - केवल 1/20,000 सेकंड का। और यहां वह एक ब्लैक होल के पास अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति से जुड़ी परेशानी में है।

प्रेक्षक एक घुमावदार स्थान में प्रवेश करता है। गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या के निकट, गुरुत्वाकर्षण बल असीम रूप से बड़े हो जाते हैं; वे अंतरिक्ष यात्री-पर्यवेक्षक के साथ रॉकेट को अनंत लंबाई के एक अनंत पतले धागे में खींचते हैं। लेकिन वह स्वयं इस पर ध्यान नहीं देगा: उसकी सभी विकृतियाँ अंतरिक्ष-समय निर्देशांक की विकृतियों के अनुरूप होंगी। बेशक, ये विचार आदर्श, काल्पनिक मामले को संदर्भित करते हैं। कोई भी वास्तविक पिंड श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र के निकट पहुंचने से बहुत पहले ज्वारीय ताकतों द्वारा फाड़ दिया जाएगा।

ब्लैक होल आयाम

ब्लैक होल का आकार, या यों कहें कि श्वार्ज़स्चिल्ड गोले की त्रिज्या तारे के द्रव्यमान के समानुपाती होती है। और चूँकि खगोल भौतिकी किसी तारे के आकार पर कोई प्रतिबंध नहीं लगाता है, एक ब्लैक होल मनमाने ढंग से बड़ा हो सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, यह 10 8 सौर द्रव्यमान वाले तारे के पतन के दौरान उत्पन्न हुआ (या सैकड़ों हजारों, या यहां तक ​​​​कि लाखों अपेक्षाकृत छोटे सितारों के विलय के कारण), तो इसकी त्रिज्या लगभग 300 मिलियन किलोमीटर होगी, पृथ्वी की कक्षा से दोगुना। और ऐसे विशालकाय पदार्थ का औसत घनत्व पानी के घनत्व के करीब है।

जाहिर है, ये बिल्कुल ऐसे ब्लैक होल हैं जो आकाशगंगाओं के केंद्रों में पाए जाते हैं। किसी भी मामले में, खगोलविद आज लगभग पचास आकाशगंगाओं की गिनती करते हैं, जिनके केंद्र में, अप्रत्यक्ष साक्ष्य के आधार पर (हम नीचे उनकी चर्चा करेंगे), लगभग एक अरब (10 9) सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल हैं। जाहिर है, हमारी आकाशगंगा का भी अपना ब्लैक होल है; इसके द्रव्यमान का काफी सटीक अनुमान लगाया गया - 2.4। 10 6 ±10% सूर्य के द्रव्यमान का।

सिद्धांत मानता है कि, ऐसे महादानवों के साथ, लगभग 10 14 ग्राम के द्रव्यमान और लगभग 10 -12 सेमी (परमाणु नाभिक का आकार) की त्रिज्या वाले काले मिनी-छेद उत्पन्न होने चाहिए थे। वे ब्रह्मांड के अस्तित्व के पहले क्षणों में एक विशाल ऊर्जा घनत्व के साथ अंतरिक्ष-समय की एक बहुत मजबूत असमानता की अभिव्यक्ति के रूप में प्रकट हो सकते हैं। ब्रह्माण्ड में तब जो स्थितियाँ मौजूद थीं, उन्हें अब शक्तिशाली कोलाइडर (टकराती किरणों पर त्वरक) के शोधकर्ताओं ने महसूस किया है। इस वर्ष की शुरुआत में CERN में किए गए प्रयोगों से क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा प्राप्त करना संभव हो गया - वह पदार्थ जो प्राथमिक कणों की उपस्थिति से पहले मौजूद था। पदार्थ की इस अवस्था पर अनुसंधान अमेरिकी त्वरक केंद्र ब्रुकहेवन में जारी है। यह कणों को एक त्वरक की तुलना में परिमाण के डेढ़ से दो ऑर्डर तक अधिक ऊर्जा तक त्वरित करने में सक्षम है।
सर्न. आगामी प्रयोग ने गंभीर चिंता पैदा कर दी: क्या इसके कार्यान्वयन के दौरान एक ब्लैक मिनी-होल उत्पन्न होगा, जो हमारे अंतरिक्ष को मोड़ देगा और पृथ्वी को नष्ट कर देगा?

इस डर के कारण इतनी तीव्र प्रतिक्रिया हुई कि अमेरिकी सरकार को इस संभावना का परीक्षण करने के लिए एक आधिकारिक आयोग बुलाने के लिए मजबूर होना पड़ा। आयोग, जिसमें प्रमुख शोधकर्ता शामिल थे, ने निष्कर्ष निकाला कि ब्लैक होल बनने के लिए त्वरक की ऊर्जा बहुत कम है (यह प्रयोग "साइंस एंड लाइफ" नंबर 3, 2000 पत्रिका में वर्णित है)।

अदृश्य को कैसे देखें

ब्लैक होल कुछ भी उत्सर्जित नहीं करते, यहाँ तक कि प्रकाश भी नहीं। हालाँकि, खगोलविदों ने उन्हें देखना, या यूं कहें कि, इस भूमिका के लिए "उम्मीदवारों" को ढूंढना सीख लिया है। ब्लैक होल का पता लगाने के तीन तरीके हैं।

1. गुरुत्वाकर्षण के एक निश्चित केंद्र के आसपास समूहों में तारों के संचलन का पालन करना आवश्यक है। यदि यह पता चलता है कि इस केंद्र में कुछ भी नहीं है, और तारे एक खाली जगह के चारों ओर घूमते हैं, तो हम काफी आत्मविश्वास से कह सकते हैं: इस "खालीपन" में एक ब्लैक होल है। इसी आधार पर हमारी आकाशगंगा के केंद्र में एक ब्लैक होल की मौजूदगी मानी गई और उसके द्रव्यमान का अनुमान लगाया गया।

2. एक ब्लैक होल आसपास के स्थान से सक्रिय रूप से पदार्थ को अपने अंदर खींचता है। अंतरतारकीय धूल, गैस, पास के तारों का पदार्थ एक सर्पिल में इस पर गिरता है, जिससे शनि की अंगूठी के समान तथाकथित अभिवृद्धि डिस्क बनती है। (यह बिल्कुल वही है जो ब्रुकहेवन प्रयोग में भयावह था: त्वरक में उत्पन्न होने वाला एक काला मिनी-छेद पृथ्वी को अपने अंदर खींचना शुरू कर देगा, और इस प्रक्रिया को किसी भी ताकत से रोका नहीं जा सकता है।) श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र के पास पहुंचने पर, कणों का अनुभव होता है त्वरण और एक्स-रे रेंज में विकिरण करना शुरू कर देता है। इस विकिरण में सिंक्रोट्रॉन में त्वरित कणों के अच्छी तरह से अध्ययन किए गए विकिरण के समान एक विशिष्ट स्पेक्ट्रम होता है। और अगर ऐसा विकिरण ब्रह्मांड के किसी क्षेत्र से आता है, तो हम निश्चित रूप से कह सकते हैं कि वहां एक ब्लैक होल होना चाहिए।

3. जब दो ब्लैक होल विलीन होते हैं तो गुरुत्वाकर्षण विकिरण उत्पन्न होता है। यह गणना की जाती है कि यदि प्रत्येक का द्रव्यमान लगभग दस सौर द्रव्यमान है, तो जब वे कुछ घंटों में विलीन हो जाते हैं, तो उनके कुल द्रव्यमान के 1% के बराबर ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में जारी होगी। यह उस प्रकाश, गर्मी और अन्य ऊर्जा से एक हजार गुना अधिक है जो सूर्य ने अपने अस्तित्व की पूरी अवधि - पाँच अरब वर्षों में उत्सर्जित की है। वे गुरुत्वाकर्षण-तरंग वेधशालाओं LIGO और अन्य की मदद से गुरुत्वाकर्षण विकिरण का पता लगाने की उम्मीद करते हैं, जो अब रूसी शोधकर्ताओं की भागीदारी के साथ अमेरिका और यूरोप में बनाए जा रहे हैं (देखें "विज्ञान और जीवन" संख्या 5, 2000)।

और फिर भी, हालांकि खगोलविदों को ब्लैक होल के अस्तित्व के बारे में कोई संदेह नहीं है, कोई भी स्पष्ट रूप से यह नहीं कह सकता है कि उनमें से वास्तव में एक अंतरिक्ष में किसी दिए गए बिंदु पर स्थित है। वैज्ञानिक नैतिकता, शोधकर्ता की कर्तव्यनिष्ठा के लिए पूछे गए प्रश्न के स्पष्ट उत्तर की आवश्यकता होती है, जो विसंगतियों को बर्दाश्त नहीं करता है। किसी अदृश्य वस्तु के द्रव्यमान का अनुमान लगाना पर्याप्त नहीं है, आपको इसकी त्रिज्या को मापने और यह दिखाने की आवश्यकता है कि यह श्वार्ज़स्चिल्ड से अधिक नहीं है। और हमारी आकाशगंगा के भीतर भी यह समस्या अभी तक हल नहीं हुई है। यही कारण है कि वैज्ञानिक अपनी खोज की रिपोर्ट करने में एक निश्चित संयम दिखाते हैं, और वैज्ञानिक पत्रिकाएँ वस्तुतः सैद्धांतिक कार्यों की रिपोर्टों और प्रभावों की टिप्पणियों से भरी होती हैं जो उनके रहस्य पर प्रकाश डाल सकती हैं।

सच है, ब्लैक होल में सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की गई एक और संपत्ति भी है, जो शायद, उन्हें देखना संभव बनाती है। लेकिन, फिर भी, एक शर्त के तहत: ब्लैक होल का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से बहुत कम होना चाहिए।

एक ब्लैक होल "सफ़ेद" हो सकता है

लंबे समय तक, ब्लैक होल को अंधेरे का अवतार माना जाता था, वस्तुएं जो निर्वात में, पदार्थ के अवशोषण की अनुपस्थिति में, कुछ भी विकिरण नहीं करती हैं। हालाँकि, 1974 में, प्रसिद्ध अंग्रेजी सिद्धांतकार स्टीफन हॉकिंग ने दिखाया कि ब्लैक होल को एक तापमान निर्धारित किया जा सकता है और इसलिए उसे विकिरण करना होगा।

क्वांटम यांत्रिकी की अवधारणाओं के अनुसार, निर्वात एक शून्य नहीं है, बल्कि एक प्रकार का "अंतरिक्ष-समय का फोम", आभासी (हमारी दुनिया में अदृश्य) कणों का एक समूह है। हालाँकि, क्वांटम ऊर्जा में उतार-चढ़ाव एक कण-एंटीपार्टिकल जोड़ी को निर्वात से बाहर "फेंकने" में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, जब दो या तीन गामा क्वांटा टकराते हैं, तो एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन ऐसे दिखाई देंगे मानो शून्य से हों। यह और इसी तरह की घटनाएं प्रयोगशालाओं में बार-बार देखी गई हैं।

यह क्वांटम उतार-चढ़ाव है जो ब्लैक होल से विकिरण की प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है। यदि ऊर्जा वाले कणों का एक युग्म है इऔर -इ(जोड़ी की कुल ऊर्जा शून्य है), श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र के आसपास उत्पन्न होती है, कणों का आगे का भाग्य अलग होगा। वे लगभग तुरंत ही विनाश कर सकते हैं या एक साथ घटना क्षितिज के नीचे जा सकते हैं। इस स्थिति में, ब्लैक होल की स्थिति नहीं बदलेगी। लेकिन यदि केवल एक कण क्षितिज के नीचे जाता है, तो पर्यवेक्षक दूसरे को पंजीकृत करेगा, और उसे ऐसा लगेगा कि यह एक ब्लैक होल द्वारा उत्पन्न हुआ था। इस मामले में, एक ब्लैक होल जिसने ऊर्जा के साथ एक कण को ​​​​अवशोषित किया है -इ, अपनी ऊर्जा कम कर देगा, और ऊर्जा के साथ इ- बढ़ोतरी।

हॉकिंग ने उस दर की गणना की जिस पर ये सभी प्रक्रियाएं चल रही हैं, और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि नकारात्मक ऊर्जा वाले कणों के अवशोषण की संभावना अधिक है। इसका मतलब है कि ब्लैक होल ऊर्जा और द्रव्यमान खो देता है - यह वाष्पित हो जाता है। इसके अलावा, यह तापमान के साथ पूरी तरह से काले शरीर के रूप में विकिरण करता है टी = 6 . 10 -8 एमसाथ / एमकेल्विन, कहाँ एम c सूर्य का द्रव्यमान (2.1033 ग्राम) है, एमब्लैक होल का द्रव्यमान है. यह सरल संबंध दर्शाता है कि सूर्य से छह गुना द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का तापमान एक डिग्री का सौ मिलियनवां हिस्सा होता है। यह स्पष्ट है कि ऐसा ठंडा शरीर व्यावहारिक रूप से कुछ भी विकिरण नहीं करता है, और उपरोक्त सभी तर्क मान्य हैं। एक और चीज़ - मिनी-छेद। यह देखना आसान है कि 10 14 -10 30 ग्राम के द्रव्यमान के साथ, वे हजारों डिग्री तक गर्म होते हैं और सफेद गर्म होते हैं! हालाँकि, यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि ब्लैक होल के गुणों में कोई विरोधाभास नहीं है: यह विकिरण श्वार्ज़स्चिल्ड क्षेत्र के ऊपर एक परत द्वारा उत्सर्जित होता है, न कि इसके नीचे।

तो, ब्लैक होल, जो हमेशा के लिए जमी हुई वस्तु प्रतीत होती थी, देर-सबेर वाष्पित होकर गायब हो जाती है। इसके अलावा, जैसे-जैसे यह "वजन कम करता है", वाष्पीकरण की दर बढ़ जाती है, लेकिन इसमें अभी भी बहुत लंबा समय लगता है। यह अनुमान लगाया गया है कि 10-14 ग्राम वजन वाले मिनी-छेद, जो 10-15 अरब साल पहले बिग बैंग के तुरंत बाद दिखाई दिए थे, हमारे समय तक पूरी तरह से वाष्पित हो जाएंगे। उनके जीवन के अंतिम चरण में, उनका तापमान बहुत अधिक हो जाता है, इसलिए वाष्पीकरण के उत्पाद अत्यधिक उच्च ऊर्जा के कण होने चाहिए। यह संभव है कि वे ही पृथ्वी के वायुमंडल में व्यापक वायुमंडलीय वर्षा - ईएएस उत्पन्न करते हैं। किसी भी मामले में, असामान्य रूप से उच्च-ऊर्जा कणों की उत्पत्ति एक और महत्वपूर्ण और दिलचस्प समस्या है जो ब्लैक होल भौतिकी के समान रूप से रोमांचक प्रश्नों से निकटता से संबंधित हो सकती है।

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माइकल फिंकेल

चलिए घड़ी को पीछे घुमाते हैं. मनुष्य से पहले, पृथ्वी से पहले, सूर्य के प्रज्वलित होने से पहले, आकाशगंगाओं के जन्म से पहले, प्रकाश चमकने से पहले, एक "बड़ा धमाका" हुआ था। यह 13.8 अरब साल पहले हुआ था।

सुपरनोवा ने प्रारंभिक ब्रह्मांड में भारी तत्वों के साथ अंतरिक्ष का बीजारोपण कियाजापान के सुजाकू एक्स-रे स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करने वाले वैज्ञानिकों ने 250 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर स्थित पर्सियस आकाशगंगा समूह में लोहे के वितरण की जांच की।

लेकिन उससे पहले क्या हुआ था? कई भौतिक विज्ञानी कहते हैं कि "इससे पहले" का अस्तित्व नहीं है। उनका तर्क है कि समय ने "बड़े धमाके" के क्षण में अपनी उलटी गिनती शुरू कर दी थी, उनका मानना ​​था कि जो कुछ भी पहले मौजूद था वह विज्ञान के दायरे में नहीं है। हम कभी नहीं समझ पाएंगे कि बिग बैंग से पहले वास्तविकता कैसी थी, इसका निर्माण किससे हुआ और हमारे ब्रह्मांड का निर्माण क्यों हुआ। ऐसे विचार मानवीय समझ से परे हैं।

लेकिन कुछ अपरंपरागत वैज्ञानिक असहमत हैं। ये भौतिक विज्ञानी सिद्धांत बना रहे हैं कि "बड़े धमाके" से तुरंत पहले नवजात ब्रह्मांड के सभी द्रव्यमान और ऊर्जा को एक अविश्वसनीय रूप से घने, लेकिन अपनी सीमाओं के साथ, अनाज में संपीड़ित किया गया था। आइए इसे एक नए ब्रह्मांड का बीज कहें।

उनका मानना ​​है कि यह बीज अकल्पनीय रूप से छोटा था, शायद किसी भी कण से खरबों गुना छोटा जिसे कोई व्यक्ति देख सकता था। और फिर भी इस कण ने अन्य सभी कणों के उद्भव को गति दी, आकाशगंगाओं, सौर मंडल, ग्रहों और लोगों का तो जिक्र ही नहीं किया।

यदि आप सचमुच किसी चीज़ को ईश्वर का कण कहना चाहते हैं तो यह बीज ऐसे नाम के लिए बिल्कुल उपयुक्त है।

तो यह बीज कैसे उत्पन्न हुआ? एक विचार कुछ साल पहले न्यू हेवन विश्वविद्यालय में काम करने वाले निकोडेम पोपलावस्की ने रखा था। यह इस तथ्य में समाहित है कि हमारे ब्रह्मांड का बीज प्राथमिक भट्टी में बना था, जो इसके लिए ब्लैक होल बन गया।

बहुविध गुणन

स्टीफन हॉकिंग का कहना है कि "शास्त्रीय" ब्लैक होल मौजूद नहीं हैंहॉकिंग ने ब्लैक होल के आधुनिक सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों में से एक पर पुनर्विचार करने का प्रस्ताव रखा है - ब्लैक होल के "घटना क्षितिज" का अस्तित्व, जिसके कारण न तो पदार्थ और न ही ऊर्जा बाहरी दुनिया में वापस आ सकती है।

इससे पहले कि हम आगे बढ़ें, यह समझना महत्वपूर्ण है कि पिछले बीस वर्षों में, कई सैद्धांतिक भौतिकविदों का मानना ​​​​है कि हमारा ब्रह्मांड एकमात्र नहीं है। हम एक मल्टीवर्स का हिस्सा हो सकते हैं, जो बड़ी संख्या में अलग-अलग ब्रह्मांडों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिनमें से प्रत्येक वास्तविक रात के आकाश में एक चमकदार गेंद है।

इस बात पर बहुत विवाद है कि एक ब्रह्मांड दूसरे से कैसे जुड़ा है, और क्या ऐसा कोई समूह है भी। लेकिन ये सभी विवाद पूरी तरह से काल्पनिक हैं, और सच्चाई अप्राप्य है। लेकिन एक आकर्षक विचार है, वह यह है कि ब्रह्मांड का बीज एक पौधे के बीज की तरह है। यह आवश्यक पदार्थ का एक टुकड़ा है, जो कसकर दबाया गया है और एक सुरक्षात्मक खोल के अंदर छिपा हुआ है।

यह स्पष्ट करता है कि ब्लैक होल के अंदर क्या होता है। ब्लैक होल विशाल तारों की लाशें हैं। जब ऐसे तारे का ईंधन ख़त्म हो जाता है तो उसका कोर नष्ट हो जाता है। गुरुत्वाकर्षण की शक्ति अविश्वसनीय और लगातार बढ़ती ताकत के साथ हर चीज को एक साथ खींचती है। तापमान 100 अरब डिग्री तक पहुँच जाता है। परमाणु ढह जाते हैं. इलेक्ट्रॉन टुकड़े-टुकड़े हो जाते हैं। और तब यह द्रव्यमान और भी अधिक संकुचित हो जाता है।

बहुत हल्का और चमकीला ब्लैक होल खगोलविदों के सिद्धांत में "फिट नहीं बैठता"।चीनी वैज्ञानिकों ने पाया है कि पिनव्हील आकाशगंगा में एक अति-उज्ज्वल एक्स-रे स्रोत बहुत उज्ज्वल है और मौजूदा सिद्धांतों के अनुरूप होने के लिए इसका द्रव्यमान बहुत कम है।

इस बिंदु पर तारा एक ब्लैक होल में बदल जाता है। इसका मतलब यह है कि इसकी आकर्षण शक्ति इतनी अधिक है कि प्रकाश की एक किरण भी इससे बच नहीं सकती। ब्लैक होल के अंदर और बाहर के बीच की सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है। हमारी आकाशगंगा सहित लगभग हर आकाशगंगा के केंद्र में, वैज्ञानिक विशाल ब्लैक होल की खोज कर रहे हैं, जो हमारे सूर्य से लाखों गुना अधिक विशाल हैं।

अथाह प्रश्न

यदि आप यह निर्धारित करने के लिए आइंस्टीन के सिद्धांत का उपयोग करते हैं कि ब्लैक होल के तल पर क्या होता है, तो आप एक ऐसे बिंदु की गणना कर सकते हैं जिसका घनत्व अनंत और आकार अत्यंत छोटा है। इस काल्पनिक अवधारणा को विलक्षणता कहा जाता है। लेकिन प्रकृति में, अनंत आमतौर पर मौजूद नहीं होता है। समस्या आइंस्टीन के सिद्धांतों में है, जो बाहरी अंतरिक्ष के अधिकांश भाग के लिए उत्कृष्ट गणना प्रदान करते हैं, लेकिन अविश्वसनीय ताकतों, जैसे कि ब्लैक होल के अंदर, या ब्रह्मांड के जन्म के समय मौजूद ताकतों के सामने ढह जाते हैं।

खगोलशास्त्री पहली बार ब्लैक होल की "पूंछ" के अंदर देखने में सक्षम हुएआज तक, दो मुख्य प्रकार के ब्लैक होल ज्ञात हैं - साधारण ब्लैक होल जो किसी तारे के ढहने के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुए, और उनकी अतिविशाल "बहनें" जो आकाशगंगाओं के केंद्र में मौजूद हैं। दोनों प्रकार के ब्लैक होल पदार्थ को अवशोषित करने और उसे जेट के रूप में बाहर निकालने में सक्षम हैं - गर्म प्लाज्मा की किरणें निकट-प्रकाश गति से चलती हैं।

डॉ. पोपलेव्स्की जैसे भौतिकविदों का कहना है कि ब्लैक होल के अंदर का पदार्थ वास्तव में एक ऐसे बिंदु तक पहुँच जाता है जहाँ इसे अब और दबाया नहीं जा सकता है। यह "बीज" अविश्वसनीय रूप से छोटा है, इसका वजन एक अरब सितारों के बराबर है। लेकिन विलक्षणता के विपरीत, यह काफी वास्तविक है।

पोपलेव्स्की के अनुसार, संकुचन प्रक्रिया रुक जाती है क्योंकि ब्लैक होल घूमते हैं। वे बहुत तेजी से घूमते हैं, शायद प्रकाश की गति तक पहुँचते हैं। और यह मरोड़ संपीड़ित बीज को अविश्वसनीय अक्षीय घुमाव देता है। बीज न केवल छोटा और भारी होता है; यह भी स्नफ़बॉक्स से उस शैतान के झरने की तरह मुड़ और संपीड़ित है।

वैज्ञानिकों ने पहली बार आकाशगंगा के केंद्र में एक ब्लैक होल के चुंबकीय क्षेत्र को मापासुपरमैसिव ब्लैक होल Sgr A* हमारी आकाशगंगा के केंद्र में स्थित है। इससे पहले, खगोलविदों ने हमारी आकाशगंगा के केंद्र में रेडियो पल्सर PSR J1745-2900 की खोज की थी। उन्होंने ब्लैक होल के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापने के लिए इससे निकलने वाले विकिरण का उपयोग किया।

दूसरे शब्दों में, यह पूरी तरह से संभव है कि एक ब्लैक होल एक सुरंग है, दो ब्रह्मांडों के बीच एक "एकतरफ़ा दरवाजा", पोपलेव्स्की कहते हैं। और इसका मतलब यह है कि यदि आप आकाशगंगा के केंद्र में एक ब्लैक होल में गिर जाते हैं, तो यह बहुत संभव है कि अंत में आप खुद को दूसरे ब्रह्मांड में पाएंगे (ठीक है, यदि आप नहीं, तो आपका शरीर छोटे कणों में कुचल जाएगा) . यह दूसरा ब्रह्मांड हमारे अंदर नहीं है; एक छेद बस एक जोड़ने वाली कड़ी है, एक आम जड़ की तरह जिससे दो ऐस्पन उगते हैं।

हमारे अपने ब्रह्मांड में हम सभी के बारे में क्या? हम किसी दूसरे, पुराने ब्रह्मांड की उपज हो सकते हैं। आइए इसे अपना सही ब्रह्मांड कहें। वह बीज जिसे मातृ ब्रह्मांड ने ब्लैक होल के अंदर गढ़ा था, 13.8 अरब साल पहले एक बड़ा उछाल आया होगा, और यद्यपि हमारा ब्रह्मांड तब से तेजी से विस्तार कर रहा है, हम अभी भी ब्लैक होल के घटना क्षितिज से परे हो सकते हैं।

भौतिकी में ब्लैक होल को अंतरिक्ष-समय में एक क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसका गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इतना मजबूत है कि प्रकाश की क्वांटा सहित प्रकाश की गति से चलने वाली वस्तुएं भी इसे नहीं छोड़ सकती हैं। इस क्षेत्र की सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है, और इसके विशिष्ट आकार को गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कहा जाता है, जिसे ब्लैक फॉरेस्ट त्रिज्या कहा जाता है। ब्लैक होल ब्रह्मांड की सबसे रहस्यमयी वस्तुएं हैं। उनका दुर्भाग्यपूर्ण नाम अमेरिकी खगोलशास्त्री जॉन व्हीलर के नाम पर रखा गया है। यह वह ही थे जिन्होंने 1967 में लोकप्रिय व्याख्यान "हमारा ब्रह्मांड: ज्ञात और अज्ञात" में इन सुपरडेंस निकायों को छेद कहा था। पहले, ऐसी वस्तुओं को "संक्षिप्त तारे" या "संक्षिप्त तारे" कहा जाता था। लेकिन "ब्लैक होल" शब्द ने जड़ें जमा ली हैं और इसे बदलना असंभव हो गया है। ब्रह्मांड में दो प्रकार के ब्लैक होल हैं: 1 - अतिविशाल ब्लैक होल, जिनका द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से लाखों गुना अधिक है (ऐसा माना जाता है कि ऐसी वस्तुएं आकाशगंगाओं के केंद्रों में स्थित हैं); 2 - कम विशाल ब्लैक होल जो विशाल मरते तारों के संपीड़न के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं, उनका द्रव्यमान तीन सौर द्रव्यमान से अधिक होता है; जैसे-जैसे तारा सिकुड़ता है, पदार्थ अधिक से अधिक संकुचित होता जाता है, और परिणामस्वरूप, वस्तु का गुरुत्वाकर्षण इस हद तक बढ़ जाता है कि प्रकाश उस पर काबू नहीं पा सकता। ब्लैक होल से न तो विकिरण और न ही पदार्थ बच सकते हैं। ब्लैक होल अति-शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण हैं।

किसी तारे को ब्लैक होल में बदलने के लिए जिस त्रिज्या तक सिकुड़ना पड़ता है, उसे गुरुत्वाकर्षण त्रिज्या कहा जाता है। तारों से बने ब्लैक होल के लिए यह केवल कुछ दसियों किलोमीटर है। बाइनरी सितारों के कुछ जोड़े में, उनमें से एक सबसे शक्तिशाली दूरबीन के लिए अदृश्य है, लेकिन ऐसे गुरुत्वाकर्षण प्रणाली में अदृश्य घटक का द्रव्यमान बहुत बड़ा हो जाता है। सबसे अधिक संभावना है, ऐसी वस्तुएं या तो न्यूट्रॉन तारे या ब्लैक होल हैं। कभी-कभी ऐसे जोड़ों में अदृश्य घटक सामान्य तारे से पदार्थ छीन लेते हैं। इस स्थिति में, गैस दृश्य तारे की बाहरी परतों से अलग हो जाती है और एक अज्ञात ब्लैक होल में गिर जाती है। लेकिन छेद में गिरने से पहले, गैस विभिन्न तरंग दैर्ध्य की विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन करती है, जिसमें बहुत छोटी एक्स-रे तरंगें भी शामिल हैं। इसके अलावा, न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक होल के पास, गैस बहुत गर्म हो जाती है और एक्स-रे और गामा रेंज में शक्तिशाली उच्च-ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण का स्रोत बन जाती है। ऐसा विकिरण पृथ्वी के वायुमंडल से होकर नहीं गुजरता है, लेकिन इसे अंतरिक्ष दूरबीनों का उपयोग करके देखा जा सकता है। ब्लैक होल के संभावित उम्मीदवारों में से एक सिग्नस तारामंडल में एक्स-रे का एक शक्तिशाली स्रोत माना जाता है।

अल्मा (ईएसओ/एनएओजे/एनआरएओ)/नासा/ईएसए/एफ। कोम्बस

आइए घड़ी को पीछे घुमाने का प्रयास करें। जीवन शुरू होने से पहले, पृथ्वी से पहले, सूर्य के जन्म से पहले और आकाशगंगाओं का निर्माण, प्रकाश बरसने से पहले, घटित हुआ। और वह 13.8 अरब साल पहले था।

लेकिन पहले क्या? कई भौतिकशास्त्रियों का तर्क है कि "पहले" का कोई अस्तित्व ही नहीं है। उनका मानना ​​है कि समय की शुरुआत बिग बैंग के क्षण से ही हुई थी और उससे पहले जो कुछ भी हुआ वह वैज्ञानिक क्षेत्र में फिट नहीं बैठता। इस दृष्टिकोण के अनुसार, हम कभी भी यह नहीं समझ पाएंगे कि बिग बैंग से पहले वास्तविकता क्या थी, यह किन घटकों से बनी थी और ऐसा क्यों हुआ, जिससे हमारे ब्रह्मांड का निर्माण हुआ।

लेकिन ऐसे वैज्ञानिक भी हैं जो परंपराओं से अलग हैं और वे इससे सहमत नहीं हैं। ये लोग जटिल सिद्धांत बना रहे हैं कि बिग बैंग से पहले क्षणभंगुर क्षण में, नवजात ब्रह्मांड की सारी ऊर्जा और द्रव्यमान एक अवास्तविक रूप से घने, लेकिन काफी सीमित कण में सिकुड़ गया। आप इसे "एक नई वास्तविकता का बीज" कह सकते हैं।

इन विलक्षण भौतिकविदों का मानना ​​है कि बीज अकल्पनीय रूप से छोटा था, शायद मनुष्य द्वारा देखे जा सकने वाले किसी भी प्राथमिक कण से खरबों गुना छोटा था। और फिर भी, यह वह अनाज था जो बाकी सभी चीज़ों के उद्भव के लिए प्रेरणा बन गया: अन्य कण, आकाशगंगाएँ, हमारा सौर मंडल और लोग। यदि आप सचमुच किसी चीज़ को ईश्वर का कण कहना चाहते हैं तो यह बीज ऐसे नाम के लिए सर्वोत्तम उम्मीदवार है।

और फिर यह बीज कैसे उत्पन्न हुआ? न्यू हेवन विश्वविद्यालय के निकोडिम पोपलेव्स्की द्वारा प्रस्तुत यह विचार यह है कि हमारी वास्तविकता का बीज ब्लैक होल की प्रारंभिक भट्ठी में उत्पन्न हुआ था।

मल्टीवर्स का पुनरुत्पादन

इससे पहले कि हम गहराई में जाएं, यह समझने लायक है कि हाल के वर्षों में, इस मुद्दे में रुचि रखने वाले कई लोग इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि हमारा ब्रह्मांड एकमात्र ब्रह्मांड से बहुत दूर है। यह विशाल मल्टीवर्स का एक छोटा सा हिस्सा हो सकता है, वास्तविक रात के आसमान में प्रकाश की गेंदों में से एक।

कोई नहीं जानता कि ये ब्रह्मांड एक-दूसरे से कैसे जुड़े हैं और क्या ऐसा कोई संबंध है भी। हालाँकि इस विषय पर जो विवाद उठता है वह काल्पनिक और अप्रमाणित है, फिर भी एक दिलचस्प विचार है जो कहता है कि प्रत्येक ब्रह्मांड का बीज एक पौधे के बीज के समान है। कीमती पदार्थ का एक छोटा सा टुकड़ा, सघन रूप से संपीड़ित और एक सुरक्षात्मक आवरण के नीचे छिपा हुआ।

यह ब्लैक होल के अंदर होने वाली घटनाओं को बहुत सटीक तरीके से समझाता है। सभी ब्लैक होल विशाल तारों के अवशेष हैं जिनका ईंधन ख़त्म हो गया है और उनका कोर ढह गया है। जब गुरुत्वाकर्षण की शक्तियां लुभावनी और लगातार बढ़ती शक्ति के साथ हर चीज को संकुचित कर देती हैं। तब तापमान 100 अरब डिग्री तक बढ़ जाता है, परमाणु टूट जाते हैं, और इलेक्ट्रॉन टुकड़े-टुकड़े हो जाते हैं। और फिर ये दलिया और भी सिकुड़ जाता है.

अब तारा एक ब्लैक होल है। और इसका मतलब यह है कि इसके आकर्षण की शक्ति इतनी अधिक है कि प्रकाश की एक किरण भी इससे बच नहीं सकती है। ब्लैक होल के बाहरी और भीतरी हिस्सों के बीच की सीमा को घटना क्षितिज कहा जाता है। हमारी आकाशगंगा सहित लगभग हर आकाशगंगा के केंद्र में, यदि आप बारीकी से देखें, तो आप विशाल ब्लैक होल पा सकते हैं जो हमारे सूर्य से लाखों गुना बड़े हैं।

अथाह प्रश्न

ब्लैक होल के तल पर क्या हो रहा है यह निर्धारित करने के लिए आइंस्टीन के सिद्धांत का उपयोग करते हुए, हम निश्चित रूप से विलक्षणता की अवधारणा में चलेंगे, जिसके अनुसार, एक असीम रूप से घना और असीम रूप से छोटा बिंदु है। और यह स्वयं प्रकृति का खंडन करता है, जिसमें अनन्तताओं का अस्तित्व नहीं दिखता... समस्या आइंस्टीन के उन्हीं सूत्रों में है, जो अधिकांश अंतरिक्ष-समय के संबंध में गणना के लिए आदर्श हैं, लेकिन क्वांटम पैमाने पर बिल्कुल भी काम नहीं करते हैं अविश्वसनीय शक्तियां जो ब्रह्मांड के जन्म पर शासन करती हैं और ब्लैक होल के अंदर रहती हैं।

डॉ. पोपलेव्स्की जैसे सैद्धांतिक भौतिकविदों का तर्क है कि ब्लैक होल में मामला उस बिंदु पर पहुंच जाता है जहां इसे निचोड़ना संभव नहीं रह जाता है। इस छोटे से बीज का वजन एक अरब सितारों के बराबर है, लेकिन विलक्षणता के विपरीत, यह अभी भी काफी वास्तविक है।

पोपलेव्स्की का मानना ​​है कि संकुचन रुक जाता है, क्योंकि ब्लैक होल बहुत तेज़ी से घूम रहे हैं, संभवतः इस घूर्णन में वे प्रकाश की गति तक पहुँच रहे हैं। और अवास्तविक अक्षीय मरोड़, संपीड़ित और मुड़े हुए इस छोटे और भारी बीज की तुलना स्नफ़बॉक्स से शैतान के झरने से की जा सकती है। अचानक यह बीज अंकुरित हो सकता है और एक शक्तिशाली पॉप के साथ ऐसा कर सकता है। ऐसे मामलों को बिग बैंग कहा जाता है, या, जैसा कि पोपलेव्स्की इसे कहना पसंद करते हैं, बिग रिबाउंड।

दूसरे शब्दों में, यह पता चल सकता है कि ब्लैक होल दो ब्रह्मांडों के बीच एक सुरंग है, जिसका एक सिरा है। जिसका बदले में मतलब यह है कि यदि आप ब्लैक होल में गिरते हैं, तो आप तुरंत खुद को दूसरे ब्रह्मांड में पाएंगे (अधिक सटीक रूप से, आपका क्या बचेगा)। उस दूसरे ब्रह्मांड का हमारे ब्रह्मांड से कोई लेना-देना नहीं है; एक छेद केवल एक जोड़ने वाली कड़ी है, एक आम जड़ की तरह जिससे दो पेड़ उगते हैं।

तो हमारे घरेलू ब्रह्मांड के अंदर हम सभी के बारे में क्या? हम दूसरे, अधिक प्राचीन, महान-ब्रह्मांड की संतान हो सकते हैं। मातृ ब्रह्मांड के ब्लैक होल के अंदर बना एक बीज 13.8 अरब साल पहले एक बड़ा पलटाव कर सकता था, और जबकि हमारा ब्रह्मांड तब से तेजी से विस्तार कर रहा है, हम अभी भी उस ब्लैक होल के घटना क्षितिज से परे मौजूद हो सकते हैं।

ब्रह्मांड का नया मॉडल क्वांटम विलक्षणता और ब्रह्माण्ड संबंधी मुद्रास्फीति के बिना करना संभव बनाता है।

ब्रह्माण्ड विज्ञान का मुख्य प्रश्न वस्तुतः तीन शब्दों में तैयार किया जा सकता है: ब्रह्माण्ड कहाँ से आया? एक मानक उत्तर के लिए, दो पर्याप्त हैं: क्वांटम विलक्षणता से। यह पदार्थ की एक विशेष अवस्था का नाम है, जहां न तो स्थान है और न ही समय, और ज्ञात भौतिक नियम काम नहीं करते हैं। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि यह अस्थिर निकला और इसने क्वांटम क्षेत्रों और उनके द्वारा पैदा हुए कणों से भरे त्रि-आयामी स्थान को जन्म दिया। विलक्षणता से इस निकास को बिग बैंग कहा जाता है और इसे ब्रह्मांड की आयु के शुरुआती बिंदु के रूप में लिया जाता है।

यह विलक्षणता क्या है, वास्तव में कोई नहीं जानता। यदि आप ब्रह्माण्ड संबंधी समीकरणों को शून्य बिंदु तक "खेलते" हैं, तो ऊर्जा घनत्व और तापमान अनंत तक चले जाएंगे और अपना भौतिक अर्थ खो देंगे। एक विलक्षणता को आमतौर पर निर्वात के अराजक क्वांटम उतार-चढ़ाव के रूप में वर्णित किया जाता है, जिसने गुरुत्वाकर्षण और अन्य भौतिक क्षेत्रों के उद्भव को संभव बनाया है। सिद्धांतकारों ने यह समझने की कोशिश में बहुत प्रयास किया है कि यह वास्तव में कैसे हो सकता है, लेकिन अब तक कोई विशेष सफलता नहीं मिली है।

विस्फोट नहीं, बल्कि पतन

कुछ ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल विलक्षणता से पूरी तरह दूर हैं, लेकिन वे अल्पमत में हैं। लेकिन हाल ही में, तीन कनाडाई वैज्ञानिक बिग बैंग का एक बहुत ही जिज्ञासु मॉडल लेकर आए, जिसमें क्वांटम अराजकता की परिकल्पना की आवश्यकता नहीं है। वाटरलू विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर रॉबर्ट मान और उनके सहयोगी स्वीकार करते हैं कि हमारा ब्रह्मांड ब्रह्मांडीय पदार्थ के गुरुत्वाकर्षण संकुचन के उप-उत्पाद के रूप में प्रकट हो सकता है, जो एक ब्लैक होल के जन्म में समाप्त हुआ। उनका मुख्य विचार यह है कि यह पदार्थ अंतरिक्ष में तीन नहीं, बल्कि चार आयामों के साथ मौजूद था। नवजात छिद्र, फिर से चार-आयामी, एक त्रि-आयामी खोल से घिरा हुआ था, जो ब्रह्मांड का भ्रूण बन गया। उसने अपनी माँ के चार आयामों से न केवल गुरुत्वाकर्षण, बल्कि अन्य क्षेत्रों और कणों को भी उधार लिया, जो एक स्वतंत्र त्रि-आयामी जीवन जीने लगे। तो हमारी दुनिया बिग बैंग से नहीं, बल्कि इसके विपरीत, बिग पतन से आई है!

यह शंख कहां से आया? एक "साधारण" ब्लैक होल एक बंद द्वि-आयामी सतह, घटना क्षितिज से घिरा होता है। एक कण जो क्षितिज में गिर गया है वह अब वापस नहीं लौट पाएगा, और यहां तक ​​कि क्षितिज के नीचे से फोटॉन भी इस अभेद्य बाधा को पार नहीं कर पाएंगे। यदि छेद स्थिर है, तो क्षितिज गोलाकार है, जबकि घूमने वाले छेद के लिए, यह गोला ध्रुवों पर चपटा होता है। चूँकि क्षितिज की मोटाई शून्य है, स्वाभाविक रूप से इसके अंदर कोई पदार्थ नहीं है। लेकिन यह 3डी स्पेस में है। चार-आयामी छेद में एक घटना क्षितिज भी होता है जिसका आयाम अपने से एक कम होता है। इसलिए, इसका क्षितिज त्रि-आयामी अंतरिक्ष है। कनाडाई भौतिकविदों की परिकल्पना के अनुसार, यह हमारे ब्रह्मांड को जन्म दे सकता है।

वाटरलू विश्वविद्यालय (कनाडा) में प्रोफेसर:

“जीआर समीकरण मनमाने ढंग से बड़ी संख्या में आयामों वाले स्थानों के लिए समझ में आते हैं, और सभी मामलों में उनके पास समाधान होते हैं जो विलक्षणताओं की उपस्थिति का कारण बनते हैं। इसका तात्पर्य यह है कि यदि किसी बंद चार-आयामी क्षेत्र में पदार्थ का घनत्व एक निश्चित महत्वपूर्ण सीमा से अधिक हो जाता है, तो यह एक ब्लैक होल बनाने के लिए ढह जाएगा। ऐसे पदार्थ के भौतिक गुण उन गुणों से बहुत भिन्न होने चाहिए जिन्हें हम अपनी दुनिया में देखते हैं। हालाँकि, यह मानना ​​काफी तार्किक है कि गुरुत्वाकर्षण इस दुनिया में भी हावी होगा: यदि चार-आयामी दुनिया के पदार्थ के कण सामान्य सापेक्षता के समीकरणों के अनुसार अंतरिक्ष-समय को विकृत करते हैं, तो वे एक-दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं और देते हैं ब्लैक होल की ओर बढ़ना.

चार-आयामी अंतरिक्ष के मामले में, ब्लैक होल के क्षितिज के अंदर बंद, यह त्रि-आयामी क्षेत्र एकमात्र ऐसी दुनिया होगी जो चार-आयामी वातावरण से पूरी तरह से कटी हुई है। यह माना जा सकता है कि क्षितिज में खींचा गया पदार्थ त्रि-आयामीता के सभी नियमों के अनुसार व्यवहार करेगा। नया मॉडल 1980 के दशक की शुरुआत में प्रस्तावित सामान्य ब्रह्माण्ड संबंधी मुद्रास्फीति परिकल्पना को दूर करता है, जो अभी भी गंभीर अनसुलझी समस्याओं का सामना करती है। विशेष रूप से, भौतिक क्षेत्र की प्रकृति, जिसके बारे में माना जाता है कि इसने नवजात ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार की शुरुआत की थी, अस्पष्ट है।

विश्व पलटाव

लेकिन क्वांटम प्रभावों के अलावा, त्रि-आयामी छेद का क्षितिज स्थिर है जबकि हमारा ब्रह्मांड विस्तारित हो रहा है। मान मॉडल यह भी समझाता है: “चार-आयामी अंतरिक्ष में एक गुरुत्वाकर्षण पतन न केवल एक ब्लैक होल को जन्म देगा, बल्कि उस पदार्थ का “उछाल” भी पैदा करेगा जो इसमें नहीं गिरा है और सभी दिशाओं में इसका विस्तार होगा। सुपरनोवा विस्फोटों के दौरान भी कुछ ऐसा ही होता है, जो अपने गोले आसपास के अंतरिक्ष में बिखेर देते हैं। जैसा कि गणना से पता चलता है, यह पदार्थ क्षितिज के चारों ओर एक त्रि-आयामी परत बना सकता है, जो विस्तारित होगा और क्षितिज को अपने साथ खींच लेगा। परिणामस्वरूप, हमारे ब्रह्मांड का एक एकल विस्तारित स्थान उभरेगा। मॉडल को इस तरह से संशोधित किया जा सकता है कि यह इस विस्तार के त्वरण की भविष्यवाणी करता है, जिसे मानक ब्रह्मांड विज्ञान डार्क एनर्जी के संदर्भ में समझाता है।

नया मॉडल प्रायोगिक सत्यापन की अनुमति देता है। हमारे ब्रह्मांड पर चार आयामों के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण में कुछ उतार-चढ़ाव होना चाहिए, जिसके स्पेक्ट्रम की भविष्यवाणी की जा सकती है।