विज्ञान

ब्रह्मांड अभी भी तेज़ हो रहा है — दो नोबेल विजेताओं को इसे फिर से साबित करना पड़ा

Peter Finch

डार्क एनर्जी सबसे विचित्र चीज़ है जिसके अस्तित्व की हमने कभी पुष्टि की है। यह पूरे अंतरिक्ष में भरी हुई है, आकाशगंगाओं को तेज़ी से एक-दूसरे से दूर धकेल रही है, और कोई नहीं बता सकता कि यह क्या है। खगोलविदों को, लगभग तीस वर्षों से बढ़ते विश्वास के साथ, यह पता है कि इसका होना अनिवार्य है — क्योंकि ब्रह्मांड का विस्तार त्वरित (accelerating) है। जब दक्षिण कोरिया की योन्सेई विश्वविद्यालय (Yonsei University) की एक टीम ने एक सहकर्मी-समीक्षित पेपर में उस निष्कर्ष को चुनौती दी, तो वैज्ञानिकों ने, जिन्होंने सबसे पहले इसे साबित किया था, वापस आंकड़ों की ओर रुख किया।

अब उन्होंने अपनी प्रतिक्रिया उसी पत्रिका में प्रकाशित की है जिसमें मूल चुनौती छपी थी। ब्रह्मांड अब भी त्वरित गति से फैल रहा है। नोबेल पुरस्कार अब भी उचित है। हालांकि, रहस्य उतना ही गहरा है जितना पहले कभी था।

डार्क एनर्जी आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान (cosmology) के लिए इतनी केंद्रीय है कि इसे ब्रह्मांड के मानक मॉडल में शामिल किया गया है — वे समीकरण जो बिग बैंग से लेकर हर आकाशगंगा के भाग्य तक सब कुछ वर्णित करते हैं। यदि ब्रह्मांड का विस्तार धीमा हो रहा होता (decelerating), तो उस मॉडल में मौलिक संशोधन की आवश्यकता होती। योन्सेई अध्ययन ने ठीक यही दावा किया था: ब्रह्मांड पहले ही विस्तार की धीमी गति के चरण में प्रवेश कर चुका है, और डार्क एनर्जी किसी भी मॉडल की भविष्यवाणी से कहीं अधिक तेज़ी से कमज़ोर हो रही है। यह दावा असाधारण था, और प्रतिक्रिया भी उतनी ही असाधारण थी।

एक ब्रह्मांडीय थर्मामीटर

इस बहस के केंद्र में स्थित उपकरण एक प्रकार का तारकीय विस्फोट है जिसे टाइप Ia सुपरनोवा कहा जाता है। ये घटनाएँ तब होती हैं जब एक दोहरे तारा मंडल (binary system) में एक श्वेत बौना तारा अपने साथी से बहुत अधिक द्रव्यमान खींच लेता है और एक अनियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट में भड़क उठता है — प्रकाश की एक चमक जो संक्षिप्त रूप से पूरी आकाशगंगा को मात कर देती है। उल्लेखनीय रूप से, ये विस्फोट चमक में इतने सुसंगत होते हैं कि खगोलविद इसे एक मानक मोमबत्ती (standard candle) कहते हैं: यदि आप जानते हैं कि कोई वस्तु वास्तव में कितनी चमकीली है, तो उसकी स्पष्ट धुंधलापन आपको बताता है कि वह कितनी दूर है।

तीन भौतिकविदों — एडम रीस (Adam Riess), ब्रायन श्मिट (Brian Schmidt) और शाऊल पर्लमटर (Saul Perlmutter) — ने इस विधि का उपयोग यह मापने के लिए किया कि दूर की आकाशगंगाएँ कितनी तेज़ी से दूर जा रही हैं। उन्होंने जो पाया उसने ब्रह्मांड विज्ञान को उलट दिया: आकाशगंगाएँ केवल दूर नहीं जा रही थीं; वे पहले की तुलना में तेज़ी से दूर जा रही थीं। ब्रह्मांड का विस्तार त्वरित हो रहा था, जो किसी अदृश्य बल द्वारा संचालित था, जिसे उन्होंने डार्क एनर्जी नाम दिया। इस खोज ने तीनों को भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिलाया।

योन्सेई टीम ने भी वही उपकरण — तीन सौ से अधिक टाइप Ia सुपरनोवा — का उपयोग करके विपरीत निष्कर्ष निकाला। उनके विश्लेषण ने तर्क दिया कि एक बार जब आप “आयु पूर्वाग्रह” (age bias) को सही कर देते हैं (यह विचार कि विभिन्न तारकीय आबादी थोड़ी भिन्न दिखने वाले सुपरनोवा उत्पन्न करती है), तो त्वरित विस्तार का संकेत गायब हो जाता है। यदि यह सही होता, तो डार्क एनर्जी ब्रह्मांड की एक निश्चित विशेषता नहीं होती, बल्कि एक लुप्त होती विशेषता होती, जो पहले ही पीछे हट रही है।

जहाँ चुनौती टूट गई

डॉ. फिल वाइज़मैन (Dr. Phil Wiseman) यूनिवर्सिटी ऑफ़ साउथेम्प्टन के ने इस खंडन दल का नेतृत्व किया, दो नोबेल पुरस्कार विजेताओं के साथ काम करते हुए। उनके विश्लेषण ने योन्सेई पद्धति में अंतर्निहित दो विशिष्ट त्रुटियाँ पहचानीं।

पहली थी आयु का भ्रम। कोरियाई अध्ययन ने मेज़बान आकाशगंगा की आयु को उसके भीतर के व्यक्तिगत सुपरनोवा की आयु के लिए एक प्रॉक्सी (proxy) के रूप में इस्तेमाल किया — एक प्रतिस्थापन जो मान्य नहीं है। आकाशगंगाओं में अत्यधिक भिन्न आयु के तारे होते हैं, और जो सुपरनोवा आज विस्फोटित होता है, वह आकाशगंगा की औसत आयु से अरबों वर्ष पुराने या छोटे तारकीय तंत्र से उत्पन्न हो सकता है। आकाशगंगा की आयु को सुपरनोवा की आयु के विकल्प के रूप में उपयोग करना विश्लेषण को व्यवस्थित रूप से विकृत कर देता है।

दूसरी त्रुटि मेज़बान आकाशगंगा के द्रव्यमान सुधार (host galaxy mass correction) की अनुपस्थिति थी — आधुनिक सुपरनोवा ब्रह्मांड विज्ञान में एक मानक कदम। टाइप Ia सुपरनोवा की चमक उस आकाशगंगा के द्रव्यमान पर सूक्ष्म रूप से निर्भर करती है जिसमें वह घटित होता है, और यह सुधार वर्षों से नियमित अभ्यास के रूप में लागू किया जाता रहा है। इसकी अनुपस्थिति ने कोरियाई टीम के दूरी मापों में एक व्यवस्थित पूर्वाग्रह (systematic bias) डाल दिया, ठीक वे माप जो विस्तार इतिहास के बारे में किसी भी दावे को आधार प्रदान करते हैं।

“पिछले और सर्वमान्य माप वास्तव में सही थे,” वाइज़मैन ने कहा, “और ब्रह्मांड के भाग्य की हमारी वर्तमान समझ मज़बूत बनी हुई है।”

प्रोफ़ेसर सुलिवन (Professor Sullivan), एक सह-लेखक, ने कहा कि स्थापित विचारों पर प्रश्न उठाना वैज्ञानिक प्रगति के लिए आवश्यक बना हुआ है — और यह कि यह चुनौती, भले ही गलत थी, ने समुदाय को सुपरनोवा खगोल भौतिकी और ब्रह्मांड संबंधी पद्धति की नई सटीकता के साथ जांच करने के लिए प्रेरित किया। एक वैज्ञानिक बहस जो मूल उत्तर में कोई बदलाव किए बिना समाप्त हुई, फिर भी क्षेत्र को आगे बढ़ाया।

पुष्टि जो कुछ तय नहीं करती

खंडन ब्रह्मांडीय त्वरण (cosmic acceleration) की पुष्टि करता है। यह स्पष्ट नहीं करता कि इसे क्या उत्पन्न करता है।

डार्क एनर्जी ब्रह्मांड की कुल ऊर्जा का लगभग 70% हिस्सा बनाती है, फिर भी यह कोई प्रकाश, कोई पहचान योग्य कण, या ब्रह्मांड की वृद्धि दर पर छोड़ी गई गुरुत्वाकर्षण छाप के अलावा कोई प्रत्यक्ष संकेत उत्पन्न नहीं करती। इसका अस्तित्व पूरी तरह से इस बात से अनुमानित किया जाता है कि यह क्या करती है — और यह क्या करती है, वह है धकेलना। हर वह विधि जिसने ब्रह्मांडीय विस्तार को मापा है, टाइप Ia सुपरनोवा से लेकर कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड, बैरियन एकॉस्टिक ऑसिलेशन और गुरुत्वाकर्षण तरंग सायरन तक, एक ही परिणाम देती है: ब्रह्मांड केवल विस्तारित नहीं हो रहा है, बल्कि यह पहले की तुलना में तेज़ी से विस्तारित हो रहा है।

इनमें से किसी भी विधि ने यह तय नहीं किया है कि डार्क एनर्जी स्थिर है — एक ब्रह्मांडीय स्थिरांक (cosmological constant) जिसे आइंस्टीन ने पेश किया और फिर इसे अपनी सबसे बड़ी भूल कहा — या यह गतिशील है, एक विकसित होने वाला क्षेत्र जो भविष्य में आज की तुलना में अलग व्यवहार कर सकता है। यह अंतर इसलिए मायने रखता है क्योंकि ब्रह्मांड का भाग्य इसी पर निर्भर करता है। एक स्थिर डार्क एनर्जी एक ऐसा ब्रह्मांड उत्पन्न करती है जो हमेशा त्वरित दर पर विस्तारित होता रहता है, खरबों वर्षों में ठंडा और खाली होता जाता है। एक विकसित होने वाली डार्क एनर्जी बहुत अजीब परिणामों की संभावना पेश करती है।

DESI सर्वेक्षण के शुरुआती परिणामों ने डार्क एनर्जी में संभावित विकास का संकेत दिया था, हालांकि सांख्यिकीय महत्व निर्णायक होने के लिए पर्याप्त नहीं था। वाइज़मैन की टीम अपने निष्कर्ष की सीमाओं के बारे में स्पष्ट है: उन्होंने जिस विशिष्ट दावे का खंडन किया है, वह यह है कि त्वरण पहले ही रुक चुका है। डार्क एनर्जी स्वयं समय के साथ बदल रही है या नहीं, यह एक खुला और सक्रिय प्रश्न बना हुआ है।

डार्क एनर्जी के बारे में सामान्य प्रश्न

डार्क एनर्जी क्या है?

डार्क एनर्जी वह नाम है जो उस चीज़ को दिया गया है जो ब्रह्मांड के विस्तार को त्वरित कर रही है। यह अंतरिक्ष में समान रूप से फैली एक प्रतिकारक शक्ति (repulsive force) की तरह व्यवहार करती है और सामान्य पदार्थ या प्रकाश के साथ संपर्क नहीं करती — जिससे यह हमारे द्वारा बनाए गए हर उपकरण के लिए अदृश्य हो जाती है। ब्रह्मांड की कुल ऊर्जा का लगभग 70% हिस्सा होने के बावजूद, इसका कभी सीधे पता नहीं लगाया गया है। इसका अस्तित्व पूरी तरह से सुपरनोवा, आकाशगंगा सर्वेक्षणों और कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड के माध्यम से मापी गई ब्रह्मांड की विस्तार दर से अनुमानित किया जाता है।

हम कैसे जानते हैं कि ब्रह्मांड त्वरित गति से फैल रहा है?

दूर के सुपरनोवा कितनी तेज़ी से दूर जा रहे हैं, इसकी तुलना निकट के सुपरनोवा से करके। धीमी गति से विस्तारित होने वाले ब्रह्मांड में, बहुत दूर के विस्फोट अपनी चमक के सापेक्ष अपेक्षा से अधिक तेज़ी से दूर जाते दिखाई देंगे। इसके बजाय, वे धुंधले दिखाई देते हैं — जिसका अर्थ है कि वे उससे कहीं अधिक दूर हैं जितना मंदी भविष्यवाणी करेगी, जिसका अर्थ है कि विस्तार समय के साथ तेज़ हुआ है। इस संकेत की पुष्टि कई स्वतंत्र अवलोकन विधियों से हुई है, जिनमें से प्रत्येक अलग-अलग भौतिकी का उपयोग करती है।

क्या डार्क एनर्जी समय के साथ बदल सकती है?

संभवतः। सबसे सरल मॉडल डार्क एनर्जी को एक ब्रह्मांडीय स्थिरांक — स्थिर, एकसमान और स्थायी — मानता है। लेकिन DESI सर्वेक्षण और कुछ सुपरनोवा संग्रहों के शुरुआती परिणामों ने संभावित विचलन का संकेत दिया है। यह प्रश्न वास्तव में खुला है। यह खंडन पुष्टि करता है कि त्वरण रुका नहीं है; यह इस बात का समाधान नहीं करता कि डार्क एनर्जी की ताकत स्थिर है या नहीं।

क्या यह हबल तनाव (Hubble tension) का समाधान करता है?

नहीं। हबल तनाव — ब्रह्मांड की वर्तमान विस्तार दर को मापने के विभिन्न तरीकों के बीच लगातार असहमति — एक अलग और अनसुलझी समस्या है। यह खंडन केवल इस बात को संबोधित करता है कि क्या ब्रह्मांड अब भी त्वरित गति से फैल रहा है, न कि वह सटीक दर जिस पर वह ऐसा कर रहा है।

नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप (Nancy Grace Roman Space Telescope), जो इस खंडन के प्रकाशित होने से कुछ दिन पहले लॉन्च हुआ, से अपने पाँच साल के मिशन में इतिहास का सबसे बड़ा सुपरनोवा सर्वेक्षण देने की उम्मीद है। यूक्लिड (Euclid) के वीक-लेंसिंग डेटा और DESI के आकाशगंगा मानचित्रों के साथ मिलकर, रोमन के अवलोकनों से डार्क एनर्जी मॉडलों की संभावित सीमा को काफी कम कर देना चाहिए — और या तो ब्रह्मांडीय स्थिरांक की पुष्टि करें या एक ऐसे संशोधन के लिए मजबूर करें जिसकी अभी तक किसी ने भविष्यवाणी नहीं की है।

संदर्भ: Wiseman et al., “Still accelerating: type Ia supernova cosmology is robust to host galaxy age evolution,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026; 549(3). DOI: 10.1093/mnras/stag797

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