విశ్వశాస్త్రం హృదయంలో ఒక విభేదం
విశ్వం విస్తరిస్తోందా అనే విషయంపై ఎటువంటి తీవ్రమైన చర్చ లేదు. వివాదం ఎంత వేగంగా విస్తరిస్తోందనే దానిపై ఉంది. ఆధునిక ఖగోళ శాస్త్రంలో అత్యంత విశ్వసనీయమైన రెండు కొలత పద్ధతులు ఒకదానితో ఒకటి సరిపోలని విలువలను ఇస్తున్నాయి; ఈ ప్రతిష్టంభనను పరిశోధకులు హబుల్ టెన్షన్ అని పిలుస్తారు. ఈ వ్యత్యాసం సంపూర్ణ పరంగా చిన్నదే అయినా, అది విశ్వశాస్త్రంలోని నిర్ణాయక సమస్యలలో ఒకటిగా మారేంత మొండిగా ఉంది, ఎందుకంటే స్వతంత్ర కొలతల మధ్య నిజమైన ఘర్షణ ప్రామాణిక నమూనాలో ఏదో లోపించిందని సూచించవచ్చు.
హబుల్ స్థిరాంకం అనేది విస్తరణ రేటును వ్యక్తీకరించడానికి ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఉపయోగించే సంఖ్య. 1920లలో విశ్వం విస్తరిస్తోందని మొదట ప్రదర్శించిన అమెరికన్ ఖగోళ శాస్త్రవేత్త ఎడ్విన్ హబుల్ పేరు దీనికి ఉంది. ఒక శతాబ్దం తర్వాత కూడా ఆ స్థిరాంకం విలువపై వివాదం కొనసాగుతోంది — పరికరాలు ముతకగా ఉన్నాయని కాదు, దాన్ని తీసివేయడానికి ఉపయోగించే రెండు రకాల పద్ధతులు చాలా భిన్నమైన భౌతిక పరిస్థితుల నుండి ప్రారంభమవుతాయని.
మార్గం ఒకటి: అనంతర దీప్తిని చదవడం
మొదటి విధానం పరోక్షమైనది. ఇది ప్రామాణిక విశ్వశాస్త్ర నమూనాను తీసుకుని, మహా విస్ఫోటనం అనంతర దీప్తి అయిన విశ్వ సూక్ష్మ తరంగ నేపథ్యంలోని మసక హెచ్చుతగ్గుల నమూనాకు సరిపోలుస్తుంది. ప్లాంక్ వంటి అంతరిక్ష టెలిస్కోపులు ప్రాచీన కాంతిలోని ఆ సూక్ష్మ మార్పులను అత్యంత ఖచ్చితత్వంతో మ్యాప్ చేశాయి. ఆ నమూనాను నమూనాలోకి ఇచ్చినప్పుడు, వచ్చే విస్తరణ రేటు మెగాపార్సెక్‌కు సెకనుకు సుమారు 67 కిలోమీటర్లు.
ఖగోళ శాస్త్రం వెలుపల ఉన్న పాఠకులకు ఆ ప్రమాణాలు అర్థం కాకపోవచ్చు. ఒక పార్సెక్ అనేది సుమారు 3.26 కాంతి సంవత్సరాలు, లేదా సుమారు 30.9 ట్రిలియన్ కిలోమీటర్లకు సమానమైన దూర ప్రమాణం; ఒక మెగాపార్సెక్ అంటే పది లక్షల పార్సెక్‌లు. కాబట్టి ఈ అంచనా ఇచ్చిన విశ్వ దూరం ఎంత వేగంగా పెరుగుతుందో వివరిస్తుంది.
మార్గం రెండు: పేలిపోయే నక్షత్రాలను గమనించడం
రెండో పద్ధతి మరింత ప్రత్యక్షమైనది, 1920లలో హబుల్ చేసిన దానికి సన్నిహితంగా ఉంటుంది. ఆ గెలాక్సీలలో పేలిపోయే సూపర్నోవాల ప్రకాశాన్ని ట్రాక్ చేయడం ద్వారా దూర గెలాక్సీలు పాలపుంత నుండి ఎంత వేగంగా వెనక్కి వెళ్తున్నాయో ఇది కొలుస్తుంది. టైప్ Ia సూపర్నోవాలు "ప్రామాణిక కొవ్వొత్తులుగా" పనిచేస్తాయి, ఎందుకంటే అవి ఎక్కడ ఏర్పడినా వాటి ప్రకాశం ఒకేలా ఉంటుందని భావిస్తారు, ఇది ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు కనిపించే ప్రకాశాన్ని దూర సూచికగా ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ మార్గం విశ్వ సూక్ష్మ తరంగ నేపథ్య మార్గం కంటే ఎక్కువ విస్తరణ రేటును ఇస్తుంది.
రెండు సమాధానాల మధ్య ఉన్న అంతరమే హబుల్ టెన్షన్. ఇది సరిగ్గా విశ్వశాస్త్రవేత్తలను ఆందోళనకు గురిచేసే రకమైన వైరుధ్యం: కొలతలు పదేపదే మెరుగుపరచబడ్డాయి, silti విభేదం తొలగిపోలేదు.
మరో రహస్యం నుండి అరువు తెచ్చుకున్న ఆధారం
The Conversationలో రాసిన, ScienceDaily నివేదించిన పరిశోధకులు, పూర్తిగా వేరే చిక్కుకు — విశ్వ అయస్కాంత క్షేత్రాల మూలానికి — ప్రతిపాదించిన ఒక ఆలోచన హబుల్ టెన్షన్‌పై కూడా వెలుగు వెలిగించగలదా అని ప్రశ్నించారు. వారి ఇటీవల ప్రచురితమైన పని, మహా విస్ఫోటనం తర్వాతి తొలి క్షణాల నుండి మిగిలిపోయిన అత్యంత బలహీనమైన అయస్కాంత క్షేత్రాలు విస్తరణ-రేటు కొలతల మధ్య ఘర్షణను వివరించడంలో సహాయపడగలవా అని పరిశీలిస్తుంది.
ప్రశ్నలో ఉన్న క్షేత్రాలు రెఫ్రిజిరేటర్ అయస్కాంతం లేదా నేటి గెలాక్సీల గుండా అల్లుకున్న విస్తృత క్షేత్రాలలోని సుపరిచిత అయస్కాంతత్వం కావు. అవి ప్రాచీనమైనవి: విశ్వ చరిత్ర తొలి క్షణాలలో, విశ్వం ప్రయోగశాలలో పునరుత్పత్తి చేయలేనంత సాంద్రంగా, వేడిగా, శక్తివంతంగా ఉన్నప్పుడు ఉత్పన్నమైనవి. వాటి బలం అసాధారణంగా తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ వాటి ప్రభావం నిర్లక్ష్యం చేయదగినది కాకపోవచ్చు.
మసక అయస్కాంతత్వం విశ్వ సంఖ్యను ఎలా కదిలించగలదు
ప్రతిపాదిత యంత్రాంగం హైడ్రోజన్ ద్వారా సాగుతుంది. వివరణాత్మక అనుకరణలు ఈ ప్రాచీన అయస్కాంత క్షేత్రాలు ప్రారంభ విశ్వంలో హైడ్రోజన్ ఏర్పడే విధానాన్ని మార్చి ఉండవచ్చని సూచిస్తున్నాయి. ఇది ముఖ్యం ఎందుకంటే హైడ్రోజన్ ఏర్పడటం పక్క వివరం కాదు — అది శిశు విశ్వంలో సాధారణ పదార్థం కాంతితో ఎలా సంకర్షించిందో రూపొందిస్తుంది, తద్వారా విశ్వ సూక్ష్మ తరంగ నేపథ్యంపై ముద్ర వేస్తుంది.
హైడ్రోజన్ కథను మార్చండి, ప్రాచీన అనంతర దీప్తిలోని నమూనా మారుతుంది. నమూనాను మార్చండి, దాని నుండి అంచనా వేసిన విస్తరణ రేటు కూడా మారుతుంది. సూత్రప్రాయంగా, ఆ క్రమం అంతర్లీన నమూనాను విడనాడకుండా లేదా దశాబ్దాల సూపర్నోవా పరిశీలనలను పక్కన పెట్టకుండా పరోక్ష అంచనాను ప్రత్యక్ష దానితో సమన్వయం చేసే మార్గాన్ని అందిస్తుంది.
ఇది సూక్ష్మమైన మీట, అదే దాని ఆకర్షణలో భాగం. ప్రారంభ విశ్వ భౌతిక శాస్త్రంలోని చిన్న సర్దుబాట్లు సమన్వయం చేయడం చాలా కష్టమని నిరూపించబడిన కొలతల్లోకి వ్యాపించగలవు.
అనుకరణలు వాదనను ఎందుకు మోస్తాయి
ఈ వాదన ఒకే పరిశీలనపై కాకుండా వివరణాత్మక సంఖ్యా నమూనాపై ఆధారపడి ఉంది. హైడ్రోజన్ ఏర్పడుతున్న యుగంలో అయస్కాంత క్షేత్రాలు ఉన్నప్పుడు ఏమి జరుగుతుందో అనుసరించడానికి, ఆపై నేటి టెలిస్కోపులు గమనించే సూక్ష్మ తరంగ నేపథ్యం వరకు పరిణామాలను ట్రేస్ చేయడానికి అనుకరణలు పరిశోధకులను అనుమతిస్తాయి. ఊహాత్మక ప్రారంభ-విశ్వ ఆలోచన డేటా గురించిన పరీక్షించదగిన వాదనగా ఇలా మారుతుంది.
ఈ పని విస్తృత ప్రయోజనం వైపు కూడా సూచిస్తుంది: భూమిపై సాధించగలిగే దానికంటే చాలా ఎక్కువ శక్తుల వద్ద భౌతిక శాస్త్రానికి ఒక కిటికీ. మహా విస్ఫోటనం తర్వాత క్షణాలలో నెలకొన్న పరిస్థితులను కణ త్వరణకారులు చేరుకోలేవు. ప్రాచీన అయస్కాంతత్వం విశ్వ సూక్ష్మ తరంగ నేపథ్యంపై కొలవదగిన ముద్ర వేసి ఉంటే, ఆకాశమే ప్రయోగంగా మారుతుంది.
ఈ పరిశోధన ఏమి పరిష్కరిస్తుంది — ఏమి పరిష్కరించదు
ఇది ప్రతిపాదిత వివరణ, తీర్పు కాదు. హబుల్ టెన్షన్ ఇంకా పరిష్కారం కాలేదు, మరియు పరిశోధకులు తమ పనిని ఈ నిర్లక్ష్యం చేయబడిన అంశం ముఖ్యమైనది కావచ్చా అని అన్వేషించడంగా చిత్రీకరిస్తున్నారు. ఈ ఆలోచన బలం ఏమిటంటే, సాధారణంగా విడివిడిగా పరిగణించబడే రెండు చిక్కులను ఇది కలుపుతుంది, మరియు కొలవదగిన సంకేతంలో నాటుకున్న అంచనాలను ఇస్తుంది. తెరిచి ఉన్న ప్రశ్న ఏమిటంటే, ఈ ప్రభావం అనుకరణల నుండి మాత్రమే ఊహించబడకుండా నిజమైన డేటాలో గుర్తించగలిగేంత పెద్దదా, విలక్షణమైనదా అని.
ఆ ప్రశ్నకు సమాధానం ఇవ్వగలము. విశ్వ సూక్ష్మ తరంగ నేపథ్యం మరియు సమీప సూపర్నోవాల కొలతలు మరింత ఖచ్చితమైనవి కాగా, హబుల్ స్థిరాంకం యొక్క రెండు అంచనాలు ఏకీభవిస్తాయి లేదా మరింత దూరమవుతాయి. అవి వేరుగా ఉంటే, ప్రాచీన అయస్కాంతత్వం వంటి వివరణలు ఊహాత్మకం నుండి అవసరమైనవిగా మారుతాయి. అవి చివరికి ఏకీభవిస్తే, ఒత్తిడి తగ్గుతుంది — మరియు రహస్యం తిరిగి కొలత లోపం విషయంగా మారుతుంది.
సంఖ్యకు మించి టెన్షన్ ఎందుకు ముఖ్యం
విశ్వశాస్త్ర ప్రామాణిక నమూనా అద్భుతంగా విజయవంతమైంది, అందుకే నిరంతర అంతర్గత వైరుధ్యం ఇంత దృష్టిని ఆకర్షిస్తుంది. అనంతర దీప్తి, తేలికపాటి మూలకాల సమృద్ధి మరియు విశ్వం యొక్క పెద్ద-స్థాయి నిర్మాణాన్ని వివరించే నమూనా అది ఎంత వేగంగా విస్తరిస్తోందో కూడా చెప్పగలగాలి. ఆ సంఖ్యకు రెండు జాగ్రత్త మార్గాలు విభేదించినప్పుడు, అత్యంత సంభావ్య వివరణలు ఆకర్షణీయంగా ఉండవు: ఒక కొలత సూక్ష్మంగా లోపభూయిష్టంగా ఉంది, లేదా నమూనా అసంపూర్ణంగా ఉంది.
ప్రాచీన-అయస్కాంత-క్షేత్ర ప్రతిపాదన రెండో వర్గానికి చెందుతుంది. ఈ అంతరం లోపం కాకపోవచ్చు, ప్రామాణిక చిత్రం వదిలివేసిన భౌతిక శాస్త్రం యొక్క వేలిముద్ర కావచ్చు — అంత ప్రారంభంలో చురుకుగా ఉన్న ఒక అంశం, దాని ప్రభావాలు లేకపోతే దాచబడి ఉంటాయి.
ఏమి గమనించాలి
- విశ్వ సూక్ష్మ తరంగ నేపథ్యంపై కఠినమైన పరిమితులు, ఇవి విస్తరణ రేటు యొక్క పరోక్ష అంచనాను మరింత స్పష్టం చేస్తాయి.
- కొనసాగుతున్న సూపర్నోవా సర్వేలు, ఇవి ప్రత్యక్ష కొలతను మెరుగుపరుస్తాయి మరియు వ్యత్యాసం కొనసాగుతుందో లేదో నిర్ణయిస్తాయి.
- ప్రారంభ అయస్కాంత క్షేత్రాలు గుర్తించదగిన ముద్ర వదిలేంతగా హైడ్రోజన్ ఏర్పడటాన్ని మార్చగలవా అని పరీక్షించే అనుకరణ పని.
- ప్రాచీన అయస్కాంతత్వం యొక్క స్వతంత్ర పరిశోధనలు, ఇవి అవసరమైన బలంతో అలాంటి క్షేత్రాలు ఉన్నాయా అని చూపుతాయి.
ఈ దశలలో ఏదీ ఒంటరిగా హబుల్ టెన్షన్‌ను పరిష్కరించదు. కలిసి, అవి విశ్వం యొక్క తొలి క్షణాల నుండి వచ్చిన అయస్కాంతత్వపు గుసగుస సమాధానంలో భాగమా — లేదా ఆశ్చర్యాలను ఆశించడం నేర్చుకున్న రంగంలో మరో ఆసక్తికరమైన అవకాశం మాత్రమేనా అని నిర్ణయిస్తాయి.
ఈ వ్యాసం Science Daily నివేదిక ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అసలు వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on sciencedaily.com
