खगोल वैज्ञानिक बोरिस स्टर्न: ब्रह्मांड के बारे में 3 सबसे आश्चर्यजनक ज्ञान जो हमें 21वीं सदी में प्राप्त हुए

29-30 अप्रैल को, सम्मेलन "मिथकों के खिलाफ वैज्ञानिक». इस पर, विशेषज्ञ पृथ्वी और अंतरिक्ष में जीवन के बारे में रूढ़ियों से लड़ेंगे। एस्ट्रोफिजिसिस्ट बोरिस स्टर्न चर्चा में भाग लेंगे "ब्रह्मांड की संरचना को समझने के प्रयास क्या हैं?"।

विशेष रूप से लाइफहाकर के लिए, उन्होंने अंतरिक्ष अन्वेषण के सफल मामलों के बारे में बात की और कैसे उन्होंने दुनिया के बारे में वैज्ञानिक परिदृश्य और विचारों को बदल दिया।

20 वीं शताब्दी में, अंतरिक्ष के अध्ययन में एक सफलता मिली - प्रौद्योगिकियां विकसित हुईं, अवलोकन विधियों में सुधार हुआ। यदि पहले वैज्ञानिक केवल दूरबीनों से ही संतुष्ट थे, तो अब उनके पास अन्य, और भी बहुत कुछ है उत्तम उपकरण: उपग्रह, रेडियो खगोल विज्ञान उपकरण, इंटरफेरोमीटर।

इसके लिए धन्यवाद, पिछले 20 वर्षों में, ब्रह्मांड विज्ञान और खगोल भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण खोजें की गई हैं: गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अस्तित्व, एक्सोप्लैनेट्स की खोज, और अंत में, ब्रह्मांड का इतिहास और इसकी सामग्री एक उच्च के साथ निर्धारित की जाती है शुद्धता। यह सब सबसे महत्वपूर्ण ज्ञान है जिसने हमारे आसपास की दुनिया के बारे में हमारी समझ का विस्तार किया है।

1. ऐसे कई ग्रह हैं जहां जीवन संभव है

«एक्सोप्लैनेट महाकाव्य”1995 में शुरू हुआ, जब पहली बार रेडियल वेग पद्धति लागू की गई थी। उसके लिए धन्यवाद, डॉपलर प्रभाव के अनुसार समय-समय पर तारों की वर्णक्रमीय रेखाओं में बदलाव का निरीक्षण करना संभव था। नतीजतन, 4.2 दिनों की कक्षीय अवधि के साथ एक प्रतीत होता है असंभव विशाल ग्रह पाया गया - स्टार 51 पेगासस के बहुत करीब।

फिर यह एक वैज्ञानिक सनसनी बन गई और वैज्ञानिकों ने खोज शुरू कर दी exoplanets. इस क्षेत्र में वास्तविक सफलता 2009 में मिली, जब केप्लर टेलीस्कोप लॉन्च किया गया था।

वह पहले से ही एक अलग तरीके - पारगमन पर काम कर रहा था। बिंदु उनकी पृष्ठभूमि में ग्रहों के पारित होने के कारण तारों के छोटे कालेपन को "पकड़ना" था।

परिणामस्वरूप, खोजे गए बहिर्ग्रहों की संख्या में विस्फोटक वृद्धि हुई है। पहले इनकी संख्या सैकड़ों में थी, अब यह संख्या हजारों में है।

आज की तारीख तक, इनमें से 5,357 के अस्तित्व की पुख्ता पुष्टि हो चुकी है। ये पूरी तरह से विविध ग्रह हैं: ठंडे और गर्म दोनों, बुध के द्रव्यमान और 10 के द्रव्यमान के साथ तुलनीय हैं बृहस्पति. उनमें से, सबसे अधिक संभावना है, वे हैं जिनकी सतह एक निरंतर महासागर है, और बेहद कम तापमान वाली बर्फ है।

हालाँकि, इन सभी एक्सोप्लैनेटरी "चिड़ियाघर" के बीच व्यावहारिक रूप से ऐसे कोई नमूने नहीं हैं जिन पर जीवन हो सकता है। इसका मतलब यह नहीं है कि वे बिल्कुल मौजूद नहीं हैं। यह सिर्फ इतना है कि चयन प्रभाव यहां काम करता है: सूर्य वर्ग के एक तारे के साथ पृथ्वी को उसी तरह गर्म करने के लिए, ऐसे ग्रहों की बड़ी कक्षाएँ होनी चाहिए - एक "लंबा वर्ष"। तारों को अपना पारगमन ठीक करने में बहुत अधिक समय लगता है अवलोकन करना. लेकिन केपलर के पास यह समय नहीं था - उसने केवल 3 साल काम किया। वहीं, अगर ऐसे ग्रहों की खोज भी कर ली जाए, तो भी यह साबित करना बेहद मुश्किल होगा कि उनमें जीवन है।

इसके अलावा, एलियंस का जीवन पृथ्वी से अलग होने की संभावना है। एक उच्च संभावना के साथ, हम केवल जीवाणु बलगम देखेंगे। क्योंकि जीवन के उद्भव से लेकर अत्यधिक विकसित और इससे भी अधिक इसके बुद्धिमान रूप के रास्ते पर, अलग-अलग हैं असंभावित घटनाएँ, और, सबसे अधिक संभावना है, अन्य ग्रहों पर, प्रारंभिक अवस्था में प्रक्रिया धीमी हो जाती है विकास।

इस अर्थ में, पृथ्वी एक दुर्लभ घटना है।

अभी, हमारे पास रेडियल वेलोसिटी पद्धति का उपयोग करके ऐसे ग्रहों को लेने के लिए उपकरणों की सटीकता की कमी है, और उनके पारगमन को ट्रैक करने के लिए केपलर जैसे टेलीस्कोप नहीं हैं।

लेकिन मुझे लगता है कि जल्द ही साधनों में सुधार होगा और वैज्ञानिक पहले "पृथ्वी" का पता लगाना शुरू कर देंगे। उदाहरण के लिए, संकेत हैं कि ताऊ सेटी प्रणाली में - के करीब रवि तारा - इसमें ग्रह हैं रहने योग्य क्षेत्र.

2. गुरुत्वाकर्षण तरंगें मौजूद हैं

आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण बल पदार्थ के प्रभाव में अंतरिक्ष-समय की वक्रता का परिणाम है, जहां गुरुत्वाकर्षण तरंगें इसकी तरंगें हैं।

विलय के परिणामस्वरूप गुरुत्वाकर्षण तरंगें बनती हैं ब्लैक होल्स या न्यूट्रॉन तारे - यानी बड़े पैमाने पर वस्तुएँ। उनके पास, अंतरिक्ष सिकुड़ता है और 10% या अधिक से फैलता है, और इसके साथ, इसमें कोई भी वस्तु। हमें छोटी-छोटी लहरें मिल रही हैं, जिन्हें दर्ज करना बहुत मुश्किल है।

जब आइंस्टीन ने सापेक्षता के सिद्धांत को प्रतिपादित किया, तो वैज्ञानिकों ने प्रायोगिक तौर पर गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने का एक लंबा और असफल प्रयास शुरू किया।

पहली उचित विधि प्रस्तावित सोवियत वैज्ञानिक: व्लादिस्लाव पुस्टोविट और मिखाइल गर्ट्सेंस्टीन। 1960 के दशक में, उन्होंने एक लेजर इंटरफेरोमीटर के रूप में एक गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर के निर्माण का प्रस्ताव करते हुए एक पेपर लिखा।

उनके काम का सिद्धांत इस प्रकार था:

1. दो दर्पण एक दूसरे से कई किलोमीटर की दूरी पर हैं।
2. हस्तक्षेप लेजर बीम उनके बीच की दूरी को सटीक रूप से मापता है।
3. यदि यह बदलना शुरू होता है, तो यह गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रभाव के कारण हो सकता है।

विचार सरल है, लेकिन इसका कार्यान्वयन कई कठिनाइयों से जुड़ा हुआ निकला। तथ्य यह है कि जिस सटीकता के साथ दर्पणों के बीच की दूरी में परिवर्तन को मापना आवश्यक है, वह परमाणु नाभिक में एक प्रोटॉन के आकार से दसियों हज़ार गुना कम है। ऐसा करने के लिए, आपको एक शक्तिशाली लेजर बीम, एक वैक्यूम, एक अद्वितीय डिटेक्टर सेटअप की आवश्यकता होती है।

यह सब हासिल करने में कई दशक लग गए। नतीजतन, 2015 में, संयुक्त राज्य अमेरिका के वैज्ञानिक ऐसा करने में कामयाब रहे। उनके पास दो डिटेक्टर थे, जो गुरुत्वाकर्षण तरंगों के संकेत को रिकॉर्ड करते थे, और उनके परिणाम एक दूसरे के साथ और सैद्धांतिक गणना के साथ मेल खाते थे।

इसमें कोई संदेह नहीं है: गुरुत्वाकर्षण तरंगें मौजूद हैं।

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत, शुरुआत से ही सुंदर, अभ्यास में पुष्टि की गई थी। सभी संदेहियों को दिखाना बहुत महत्वपूर्ण था: देखें कि यह कितनी ताकत से काम करता है।

तब से, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के पंजीकरण की संख्या सौ से अधिक हो गई है। वैज्ञानिक आँकड़े जमा करते हैं, और एक अति-संवेदनशील व्यतिकरणमापी के लिए एक परियोजना भी विकसित करते हैं जिसका उपयोग किया जा सकता है अंतरिक्ष में.

3. माइक्रोवेव बैकग्राउंड - ब्रह्मांड के इतिहास पर एक पाठ्यपुस्तक

माइक्रोवेव बैकग्राउंड वह प्रकाश है जो बिग बैंग के बाद पहले सैकड़ों-हजारों वर्षों में बना। वह लघु रेडियो तरंगों के रूप में हमारे पास पहुंचा - आकार में सेंटीमीटर का एक अंश।

यह प्रकाश कहाँ से आया? अपने जीवन के पहले क्षणों में, ब्रह्मांड घना, गर्म और अत्यंत आयनित था - अर्थात, परमाणुओं के नाभिक इलेक्ट्रॉनों से अलग हो गए थे। 380 हजार साल बाद ही उन्होंने एक-दूसरे को "दोस्त" बनाया और तटस्थ परमाणु बनाए। इस वजह से, नए पदार्थों के साथ प्रकाश की परस्पर क्रिया नाटकीय रूप से बदल गई है। फोटॉनों ने सभी दिशाओं में उड़ान भरी, ब्रह्मांड के विस्तार के साथ-साथ उनकी तरंग दैर्ध्य में खिंचाव के कारण वे कम ऊर्जावान हो गए। इस तरह बिग बैंग का प्रकाश हम तक पहुंचा।

20वीं सदी में माइक्रोवेव बैकग्राउंड का अध्ययन शुरू हुआ। 1990 के दशक में, उपकरणों की संवेदनशीलता इतनी बढ़ गई कि इसकी खोलना और असमानता ध्यान देने योग्य हो गई।

2000 के दशक में, एक शक्तिशाली WMAP माइक्रोवेव रेडिएशन डिटेक्टर को अंतरिक्ष में लॉन्च किया गया था, जिसने आसपास से इस विकिरण का नक्शा लिया। आकाश अच्छे संकल्प में।

उसके लिए धन्यवाद, धब्बों का विपरीत वितरण उनके आकार के आधार पर बनाया गया था, इसमें चोटियाँ और डिप्स थे। इस तरह की घटना को सखारोव दोलन कहा जाता है - यह पहली बार सोवियत भौतिक विज्ञानी आंद्रेई दिमित्रिच सखारोव द्वारा वर्णित किया गया था।

इन चोटियों और गर्तों का अनुपात ठीक-ठीक दर्शाता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड कैसा था और इसके गुणों का भी वर्णन करता है।

अब हम बिग बैंग के बाद के पहले छोटे अंशों से लेकर आज तक की घटनाओं के सटीक कालक्रम को जानते हैं। मेरा मानना ​​है कि 21वीं सदी में यह सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धि है।

दुर्भाग्य से, यह शोध ठप हो गया है। WMAP प्रयोग के बाद, प्लैंक उपग्रह को और अधिक उन्नत के साथ प्रक्षेपित किया गया माइक्रोवेव दूरबीन। उन्होंने वह डेटा प्राप्त किया जो गायब था, लेकिन मौलिक रूप से कोई नई खोज नहीं लाया।

ब्रह्मांड विज्ञान ने अवशेष विकिरण को मापने की विधि की संभावनाओं को समाप्त कर दिया है। इसलिए आगे बढ़ना बहुत मुश्किल है। लेकिन यह स्वाभाविक है: क्रांति के बाद एक पठार दिखाई देता है। नई सफलताओं का इंतजार करना होगा।