क्या डार्क मैटर पर आधारित जीवन संभव है?

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

हमारे ब्रह्मांड में द्रव्यमान का विशाल बहुमत अदृश्य है। और पिछले कुछ समय से, भौतिक विज्ञानी यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि यह मायावी द्रव्यमान क्या है। यदि यह कणों से बना है, तो आशा है कि लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर एक डार्क मैटर कण का उत्पादन कर सकता है, या स्पेस टेलीस्कोप में डार्क मैटर के टकराव का एक वाक्पटु गामा किरण हस्ताक्षर दिखाई देगा। अब तक, कुछ भी नहीं है। और यह समस्या सैद्धांतिक भौतिकविदों को नए विचारों पर विचार करने के लिए मजबूर करती है।

2017 में, प्रसिद्ध सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी लिसा रान्डेल ने डार्क मैटर की सबसे अविश्वसनीय संभावनाओं में से एक को देखा। काल्पनिक, बिल्कुल। डार्क मैटर को एक विशेष प्रकार के कण के रूप में मानने के बजाय, उसने मान लिया कि डार्क मैटर कणों के पूरे परिवार से बना हो सकता है जो डार्क स्टार, डार्क गैलेक्सी, डार्क प्लैनेट और संभवतः डार्क लाइफ बनाते हैं। अंधेरे ब्रह्मांड की रसायन शास्त्र हमारे अपने "नियमित रसायन शास्त्र" के रूप में समृद्ध और विविध हो सकती है। लेकिन सब कुछ इतना आसान नहीं है।

डार्क मैटर की समस्या

हमारा ब्रह्मांड एक अद्भुत, यद्यपि समझ से बाहर की जगह है।

पिछले कुछ दशकों में, हमें पता चला है कि ब्रह्मांड में 84.5% पदार्थ नहीं देखा जा सकता है। इसके अजीब उपनाम "डार्क मैटर" को देखते हुए, यह पदार्थ ऐसी स्थिति में है जिसमें यह "सामान्य" पदार्थ के साथ बातचीत नहीं करता है। डार्क एनर्जी की तरह, ये चीजें "डार्क" हैं क्योंकि हम इन्हें समझ नहीं पाते हैं।

अगर मेरी मेज पर अब काले पदार्थ का एक टुकड़ा है, तो मुझे इसके बारे में कभी पता नहीं चलेगा। सामान्य तौर पर डार्क मैटर का एक टुकड़ा, जैसे, मेरी मेज पर नहीं हो सकता। यह टेबल के माध्यम से गिरेगा, और फर्श, और पृथ्वी की पपड़ी, हमारे ग्रह के मूल में गुरुत्वाकर्षण कुएं में भाग जाएगी। या यह एक समझ से बाहर अंतरिक्ष में गायब हो जाएगा। डार्क मैटर किसी भी चीज के साथ इतनी कमजोर रूप से इंटरैक्ट करता है कि यह टुकड़ा साधारण पदार्थ के माध्यम से गिर जाएगा, जैसे कि उसका कोई अस्तित्व ही नहीं है।

छोटे पैमाने पर, डार्क मैटर की गुरुत्वाकर्षण अभिव्यक्ति नगण्य है, लेकिन कॉस्मोलॉजिकल दूरियों पर डार्क मैटर की उपस्थिति निश्चित रूप से महसूस की जाती है - इसे अप्रत्यक्ष रूप से आकाशगंगा समूहों पर इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव और आकाशगंगाओं के रोटेशन पर इसके प्रभाव से देखा जा सकता है। हम जानते हैं कि यह मौजूद है, हम बस इसे नहीं देखते हैं।

और हम नहीं जानते कि यह क्या है, हम केवल अनुमान लगा सकते हैं

साधारण पदार्थ - उर्फ बेरियोनिक पदार्थ - विद्युत चुम्बकीय, गुरुत्वाकर्षण, मजबूत और कमजोर बलों के माध्यम से संपर्क करता है। ये बल ऊर्जा को स्थानांतरित करते हैं और सभी पदार्थों को संरचना प्रदान करते हैं। दूसरी ओर, डार्क मैटर को आमतौर पर "पदार्थ" के एक अनाकार बादल के रूप में देखा जाता है, जो कमजोर या मजबूत विद्युत चुम्बकीय बलों के माध्यम से बातचीत नहीं कर सकता है। इसलिए, यह माना जाता है कि डार्क मैटर "नॉन-बैरोनिक" है। गैर-बैरोनिक पदार्थ केवल गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से अपनी उपस्थिति प्रकट कर सकता है।

डार्क मैटर की खोज में अग्रणी उम्मीदवार WIMP है, जो कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करने वाला विशाल कण है। जैसा कि WIMP नाम से पता चलता है, यह काल्पनिक कण सामान्य पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है - इसलिए यह बैरोनिक नहीं है।

स्थापित ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल भविष्यवाणी करते हैं कि डार्क मैटर - चाहे वह WIMPs या "अक्षों" के रूप में हो, उदाहरण के लिए - हमारे ब्रह्मांड को संरचना के साथ संपन्न करता है और आमतौर पर इसे "गोंद" कहा जाता है जो हमारे ब्रह्मांड को समग्र रूप से धारण करता है।

आकाशगंगाओं के घूर्णन का अवलोकन करते हुए, खगोलशास्त्री वेरा रुबिन ने देखा कि आकाशगंगाओं में अधिकांश पदार्थ देखने योग्य नहीं हैं। केवल एक छोटा प्रतिशत दिखाई देता है - तारे, गैस और धूल; बाकी काले पदार्थ के एक विशाल लेकिन अदृश्य प्रभामंडल में छिप जाते हैं।यह ऐसा है मानो सामान्य पदार्थ की हमारी दृश्यमान आकाशगंगा अंधेरे पदार्थ के एक विशाल पहिये पर एक हुड है जो कि हम जो देख सकते हैं उससे कहीं आगे तक फैला हुआ है।

हाल ही में प्रकाशित एक पेपर (2013) में, रान्डेल और उनके सहयोगियों ने डार्क मैटर का अधिक जटिल रूप प्रस्तुत किया। उनके अनुसार, हमारी आकाशगंगा के डार्क मैटर प्रभामंडल में गैर-बैरोनिक पदार्थ के केवल एक प्रकार के अनाकार द्रव्यमान शामिल नहीं हैं।

"यह मान लेना बहुत अजीब लगता है कि सभी डार्क मैटर सिर्फ एक प्रकार के कण से बने होते हैं," रान्डेल लिखते हैं। "एक निष्पक्ष वैज्ञानिक को डार्क मैटर को हमारे सामान्य पदार्थ की तरह विविध नहीं होने देना चाहिए।"

एक समृद्ध "छाया ब्रह्मांड"?

जिस तरह हमारा दृश्य ब्रह्मांड भौतिकी के मानक मॉडल द्वारा शासित होता है - कणों (कुख्यात हिग्स बोसोन सहित) और बलों का एक अच्छी तरह से सिद्ध परिवार, क्या डार्क मैटर कणों और बलों का एक समृद्ध और विविध मॉडल एक डार्क गैलेक्टिक प्रभामंडल में कार्य कर सकता है?

यह शोध ब्रह्मांड के अंधेरे क्षेत्र में अज्ञात भौतिकी की एक समृद्ध विविधता को मानने के तर्क का अनुसरण करता है - चलो इसे "छाया ब्रह्मांड" कहते हैं - जो हमारे अपने समानांतर मौजूद है और इसमें सभी जटिलताएं हैं जो हमारे दृश्य ब्रह्मांड को पेश करनी हैं।

खगोल भौतिकीविदों ने पहले सुझाव दिया है कि "डार्क स्टार्स" - डार्क मैटर से बने तारे - हमारे प्राचीन ब्रह्मांड में आज तक मौजूद हो सकते हैं। यदि हां, तो रान्डेल का तर्क है, शायद "अंधेरे ग्रह" बन सकते हैं। और अगर डार्क सेक्टर में तैनात बलों द्वारा नियंत्रित डार्क मैटर कणों का एक परिवार है, तो क्या इससे जटिल रसायन विज्ञान का उदय हो सकता है? और जीवन के लिए?

हालांकि, अगर हमारे ब्रह्मांड के समानांतर "अंधेरा" या "छाया" जीवन है, तो आप भूल सकते हैं कि हम इसका पता लगा सकते हैं।

परछाईं में रहेगी छाया जीवन

इस परिकल्पना का उपयोग सभी रोज़मर्रा के रहस्यों या यहाँ तक कि असाधारण दावों की व्याख्या करने के लिए करना आकर्षक लगता है कि विज्ञान विवाद या समर्थन नहीं कर सकता है। क्या होगा अगर "भूत" या अकथनीय "आकाश में रोशनी" हर चीज के पीछे रहने वाले अंधेरे जीवों की हरकतें हैं?

हालांकि यह तर्क एक टीवी शो या फिल्म के लिए ठीक होगा, ये अंधेरे जीव एक छायादार ब्रह्मांड में रहेंगे जो सामान्य पदार्थ के साथ पूरी तरह से असंगत है। उनके कणों और बलों का हमारे ब्रह्मांड पर कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा। आप इन पंक्तियों को एक अंधेरे जंगल में एक पेड़ के ठूंठ पर बैठे पढ़ सकते हैं, और आप इसके बारे में कभी नहीं जान पाएंगे।

लेकिन चूंकि हम एक ही स्पेस-टाइम में इस छाया ब्रह्मांड के साथ सह-अस्तित्व में हैं - बिना अनावश्यक आयामों या मल्टीवर्स के - केवल एक संकेत प्रसारित किया जा सकता है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज केवल 2016 में की गई थी, और स्पेसटाइम में इन तरंगों का पहला पता ब्लैक होल के टकराने के कारण हुआ था। यह काफी संभव लगता है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता अंधेरे क्षेत्र में लगाया जा सकता है, लेकिन केवल अंधेरे क्षेत्र में सबसे शक्तिशाली ब्रह्मांडीय घटनाओं का पता हमारे तार के अंत में लगाया जा सकता है।

कुल मिलाकर, हम निश्चित रूप से कभी भी प्यारा डार्क मैटर जीवों के अस्तित्व को साबित नहीं करेंगे, लेकिन रान्डेल एक महत्वपूर्ण बिंदु बताते हैं। जब हम डार्क मैटर के स्रोत पर विचार करते हैं, तो हमें अपने पूर्वाग्रहों से परे देखना चाहिए; डार्क सेक्टर डार्क मैटर के कणों और ताकतों का एक जटिल परिवार हो सकता है जो हमारी कल्पना से परे है।