कॉस्मॉलॉजीतील एका मूलभूत गृहितकाला तीन नवीन विश्लेषणे आव्हान देत आहेत

विश्व खगोलशास्त्रज्ञांनी गृहीत धरल्यापेक्षा अधिक असमान असू शकते

सुमारे एका शतकापासून आधुनिक कॉस्मॉलॉजी एका सोप्या गृहितकावर अवलंबून आहे: सर्वात मोठ्या प्रमाणांवर विश्व साधारणपणे एकसमान असते आणि प्रत्येक दिशेला जवळपास सारखे दिसते. ही कल्पना standard FLRW model मध्ये अंतर्भूत आहे, ज्याचे नाव Alexander Friedmann, Georges Lemaître, Howard Robertson आणि Arthur Geoffrey Walker यांच्या नावावर ठेवले आहे. आता, New Scientist ने तीन अलीकडच्या प्रीप्रिंट्सवर दिलेल्या अहवालानुसार, हे गृहितक चुकीचे असू शकते याचे पुरावे वाढत आहेत.

जर हे आव्हान टिकले, तर ती किरकोळ दुरुस्ती नसेल. जवळपास सर्व cosmological observations FLRW framework द्वारेच समजावून घेतल्या जातात. त्या पायामध्ये गंभीर दोष असल्यास, अंतर, विस्तार आणि रचना संपूर्ण विश्वभर कशी मॉडेल केली जाते याचा नव्याने विचार करावा लागेल.

मानक model अपूर्ण असल्यास अपयशी ठरायला हवे असे test

तीन प्रीप्रिंट्सपैकी पहिले, Timothy Clifton आणि Asta Heinesen यांनी, FLRW model विश्वाचे अचूक वर्णन करू शकतो का हे तपासण्यासाठी एक नवीन test सुचवते. ही कल्पना सिद्धांताच्या दृष्टीने elegant आहे. संशोधक supernovae आणि matter density fluctuations च्या observations वापरून cosmic distances साठी formula combinations तयार करतात. FLRW बरोबर असल्यास, त्या combinations शून्य यायला हव्यात. तसे न झाल्यास, वेगळ्या model ची गरज सूचित होईल.

इथले महत्त्व फक्त नवीन test सुचवण्यात नाही, तर त्याच्या संदर्भात आहे. याआधीही इतर tests सुचवले गेले होते, पण FLRW मध्ये काहीतरी चुकते आहे याचा स्पष्ट संकेत मिळाला नव्हता. अहवालानुसार, नव्या दृष्टिकोनाचे आश्वासन हे आहे की तो अधिक निर्णायक ठरू शकतो.

उत्तर आधी गृहीत न धरता test लागू करणे

Heinesen आणि Sofie Marie Koksbang यांच्या दुसऱ्या व तिसऱ्या प्रीप्रिंट्समध्ये तो test विद्यमान cosmological data वर लागू केला आहे. पण त्याआधी त्यांना एक पद्धतशीर समस्या सोडवावी लागली. मागील analyses मध्ये संबंधित distance measurements अनेकदा अशा प्रकारे काढल्या जात होत्या की त्यांनी आधीच FLRW framework गृहीत धरले होते. model ची न्याय्य चाचणी करण्यासाठी, त्याची अचूकता आधीच मान्य न करणारा मार्ग आवश्यक होता.

अहवालानुसार, त्या दोघांनी data मधून आवश्यक distance measurements FLRW ला प्रक्रियेत आधी धरून न घेता कशा काढायच्या हे शोधून काढले. नंतर त्यांनी symbolic regression नावाच्या AI-आधारित पद्धतीचा वापर करून त्या measurements ला जुळणारी सूत्रे शोधली आणि test मध्ये वापरली.

परिणाम स्पष्ट nonzero outcome होता. त्या test च्या तर्कानुसार, हे FLRW model त्रुटीपूर्ण असल्याचे सूचित करते.

“गठ्ठेदार” विश्व का महत्त्वाचे आहे

अहवालात उभरते चित्र खगोलशास्त्रज्ञांनी विचार केल्यापेक्षा अधिक “lumpier” विश्व असे मांडले आहे. हा शब्द महत्त्वाचा आहे, कारण standard homogeneous आणि isotropic दृष्टीकोन कधीही असा दावा करत नाही की पदार्थ सर्वत्र पूर्णपणे सारखा वितरित आहे. त्याचा दावा एवढाच की पुरेसे zoom out केल्यावर असमानता लोप पावते. नव्या कामातून असे सूचित होते की ते standard approximation टिकवण्यासाठी पुरेसे सुरळीत होत नसेल.

जर तसे असेल, तर परिणाम गंभीर आहेत. FLRW model हा फक्त अनेक theories मधील एक नाही. तो प्रचंड संख्येतील observations समजावून घेण्यासाठी वापरला जाणारा scaffolding आहे. तो कमकुवत झाला तर खगोलशास्त्रज्ञ data मधून विश्वाचे वर्तन कसे अंदाजतात हे बदलू शकते.

अद्याप ठरलेले नाही, पण महत्त्वाचे

इथे वर्णन केलेले काम preprints आहे, अजून निश्चित consensus नाही, हे लक्षात घेणे आवश्यक आहे. अहवालातच Heinesen यांच्या आश्चर्याचा उल्लेख आहे, त्यांनी सांगितले की हा परिणाम पूर्वीच्या बर्‍याच गोष्टींपासून वेगळा आहे. हेच सावधगिरीचे कारण आहे. दीर्घकाळ स्थिर असलेल्या models ना दिलेल्या विलक्षण आव्हानांसाठी व्यापक scrutiny आणि replication आवश्यक असते.

तरीही हा अहवाल महत्त्वाचा आहे, कारण तो क्रांती झाली आहे असे सिद्ध करत नाही. तो अशा बदलाकडे नेऊ शकणारा एक संभव्य मार्ग दाखवतो. काळजीपूर्वक तयार केलेले test, standard model आधी गृहीत न धरता ते लागू करण्याची पद्धत, आणि nonzero outcome एकत्र येऊन एक ठोस technical challenge तयार करतात, अस्पष्ट तात्त्विक आक्षेप नव्हे.

कॉस्मॉलॉजीच्या ताणातून जाणारा एक संभाव्य मार्ग

New Scientist नुसार, उभरते पुरावे कॉस्मॉलॉजीतील काही मोठी कोडी सोडवायला मदत करू शकतात. स्रोत मजकूर त्यांची सविस्तर यादी देत नाही, पण सूचकता स्पष्ट आहे: मोठ्या प्रमाणातील एकसमानतेबद्दलचे मूलभूत गृहितक चुकीचे असेल, तर cosmological interpretation मधील काही सततची विसंगती data बरोबरच framework देखील प्रतिबिंबित करू शकते.

म्हणूनच हा वाद महत्त्वाचा आहे. एखादे क्षेत्र एका सोप्या गृहितकावर खूप अवलंबून असेल, तर त्या गृहितकाच्या अपयशाचा विश्वासार्ह संकेत वरच्या सगळ्यावर लाटासारखा परिणाम करू शकतो. आत्ता प्रकरण तयार होत आहे. पण ही analyses scrutiny मध्ये टिकली, तर विश्व त्याच्या सर्वात परिचित model साठी reality चे default description म्हणून पुरेसे smooth नाही, या शक्यतेला कॉस्मॉलॉजीला सामोरे जावे लागू शकते.

हा लेख New Scientist च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.