क्या हम किसी ब्लैक होल के अन्दर हैं?
हम किसी ब्लैक होल अंदर हैं या नहीं ये जानने पहले हमें विलक्षणता (Singularity), गुरुत्वाकर्षण (Gravity) और ब्लैक होल के बारे में जानना होगा।
गुरुत्वाकर्षण
- गुरुत्वाकर्षण एक मूलभूत बल है जो द्रव्यमान वाले दो पिंडों को एक दूसरे की ओर आकर्षित करता है। यह ग्रहों, तारों, आकाशगंगाओं और यहाँ तक कि प्रकाश की गति को नियंत्रित करता है। आइजैक न्यूटन ने 1600 के दशक के अंत में निर्धारित किया कि गुरुत्वाकर्षण बल पदार्थ या अधिक विशेष रूप से द्रव्यमान के कारण था। गुरुत्वाकर्षण बल द्रव्यमान द्वारा बनाया जाता है और गुरुत्वाकर्षण हमेशा अन्य द्रव्यमान को आकर्षित करता है। न्यूटन के सिद्धांत पहली बार उनकी प्रसिद्ध पुस्तक, “द प्रिंसिपिया” में दिखाई दिए।
- आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण केवल एक बल नहीं है, बल्कि द्रव्यमान के कारण स्पेसटाइम की वक्रता है। तारे और ग्रह जैसी विशाल वस्तुएँ अपने आस-पास के स्पेसटाइम को विकृत कर देती हैं, जिससे अन्य वस्तुएँ घुमावदार रास्तों पर चलती हैं।
- 1700 के दशक में वैज्ञानिकों ने जबरदस्त गुरुत्वाकर्षण बलों के साथ विशाल वस्तुओं के अस्तित्व पर अनुमान लगाया था जिन्हें आज हम ब्लैक होल कहते हैं। हालाँकि, 1915 में आइंस्टीन द्वारा सामान्य सापेक्षता के अपने सिद्धांत को प्रकाशित करने तक ब्लैक होल सिद्धांत को वास्तव में व्यापक ध्यान नहीं मिला था।
ब्लैक होल
ब्लैक होल सबसे रहस्यमय ब्रह्मांडीय वस्तुओं में से एक हैं, जिनका बहुत अध्ययन किया गया है लेकिन पूरी तरह से समझा नहीं गया है। ये वस्तुएँ वास्तव में छेद नहीं हैं। वे बहुत छोटे स्थानों में भरे हुए पदार्थों की विशाल सांद्रता हैं। एक ब्लैक होल इतना घना होता है कि इसकी सतह के ठीक नीचे गुरुत्वाकर्षण, इवेंट होराइजन, इतना मजबूत होता है कि कुछ भी – यहाँ तक कि प्रकाश भी – बच नहीं सकता। इवेंट होराइजन पृथ्वी या यहाँ तक कि सूर्य जैसी सतह नहीं है। यह एक सीमा है जिसमें ब्लैक होल बनाने वाला सारा पदार्थ समाहित होता है।
पर्याप्त द्रव्यमान होने पर, पदार्थ के भीतर गुरुत्वाकर्षण आकर्षण अन्य सभी बलों पर विजय प्राप्त कर लेता है और पदार्थ का पतन शुरू हो जाता है। पदार्थ एक बिंदु तक गिरता रहता है जिसे विलक्षणता के रूप में जाना जाता है। इस बिंदु का घनत्व अनंत है और यह अनंत रूप से छोटा है। इस बिंदु का स्पेस-टाइम पर प्रभाव इसे विकृत करना है ताकि कुछ भी तत्काल क्षेत्र से बच न सके, यहां तक कि प्रकाश भी नहीं। चूंकि कोई प्रकाश बच नहीं सकता इसलिए हम कहते हैं कि यह क्षेत्र काला है इसलिए इसका नाम ब्लैक होल है। विलक्षणता के निकट भौतिकी के ज्ञात नियम टूट जाते हैं। इस कारण से इस अजीबोगरीब घटना का अध्ययन करने में काफी समय और प्रयास खर्च किया जा रहा है।
ब्लैक होल प्रकाश उत्सर्जित या परावर्तित नहीं करते हैं, जिससे वे दूरबीनों के लिए प्रभावी रूप से अदृश्य हो जाते हैं। वैज्ञानिक मुख्य रूप से उनका पता लगाते हैं और उनका अध्ययन इस आधार पर करते हैं कि वे अपने आस-पास के वातावरण को कैसे प्रभावित करते हैं:
- ब्लैक होल गैस और धूल के छल्लों से घिरे हो सकते हैं, जिन्हें अभिवृद्धि डिस्क कहा जाता है, जो एक्स-रे सहित कई तरंग दैर्ध्य में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।
- एक सुपरमैसिव ब्लैक होल का तीव्र गुरुत्वाकर्षण सितारों को एक विशेष तरीके से इसके चारों ओर परिक्रमा करने का कारण बन सकता है। खगोलविदों ने मिल्की वे के केंद्र के पास कई तारों की कक्षाओं को ट्रैक किया ताकि यह साबित हो सके कि इसमें एक सुपरमैसिव ब्लैक होल है, एक खोज जिसने 2020 का नोबेल पुरस्कार जीता।
- जब बहुत बड़ी वस्तुएँ अंतरिक्ष में गति करती हैं, तो वे अंतरिक्ष-समय के ताने-बाने में लहरें पैदा करती हैं जिन्हें गुरुत्वाकर्षण तरंगें कहा जाता है। वैज्ञानिक डिटेक्टरों पर तरंगों के प्रभाव से इनमें से कुछ का पता लगा सकते हैं।
- ब्लैक होल जैसी विशाल वस्तुएँ अधिक दूर की वस्तुओं से प्रकाश को मोड़ और विकृत कर सकती हैं। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक इस प्रभाव का उपयोग अलग-थलग ब्लैक होल को खोजने के लिए किया जा सकता है जो अन्यथा अदृश्य होते हैं।
ब्लैक होल में कई मुख्य घटक होते हैं:
- सिंगुलैरिटी – वह असीम रूप से सघन बिंदु जहाँ गुरुत्वाकर्षण अपने अधिकतम पर होता है।
- इवेंट होराइज़न – वह बिंदु जहाँ से वापसी संभव नहीं है, जिसके आगे कुछ भी बच नहीं सकता।
- फ़ोटॉन स्फीयर – वह क्षेत्र जहाँ प्रकाश अवशोषित होने या भागने से पहले परिक्रमा करता है।
- एक्रिशन डिस्क – इवेंट होराइज़न के चारों ओर घूमती हुई सामग्री की चमकती हुई अंगूठी।
- जेट और चुंबकीय क्षेत्र – ब्लैक होल के ध्रुवों से निकलने वाली उच्च-ऊर्जा प्लाज़्मा धाराएँ।
विलक्षणता (सिंगुलेरिटी)
- सामान्य सापेक्षता के संदर्भ में, विलक्षणता स्पेसटाइम में एक बिंदु को संदर्भित करती है जहाँ गुरुत्वाकर्षण बल पदार्थ को अनंत घनत्व देते हैं और स्पेसटाइम की वक्रता अनंत हो जाती है। यह आमतौर पर ब्लैक होल के केंद्र में होता है।
- विलक्षणताओं के प्रकार: सबसे अधिक चर्चित विलक्षणता ब्लैक होल (गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता) से जुड़ी है। ब्रह्मांड संबंधी विलक्षणताएँ भी हैं, जैसे बिग बैंग विलक्षणता, जहाँ ब्रह्मांड की उत्पत्ति एक असीम रूप से सघन अवस्था से हुई मानी जाती है।
सिंगुलेरिटी (विलक्षणता), ग्रेविटी (गुरुत्वाकर्षण) और ब्लैक होल में संबंध
- विलक्षणताएँ गुरुत्वाकर्षण के अत्यधिक प्रभावों के कारण उत्पन्न होती हैं। जब कोई विशाल तारा अपने जीवन चक्र के अंत में अपने गुरुत्वाकर्षण के कारण ढह जाता है, तो वह एक ब्लैक होल बना सकता है, जिसके केंद्र में एक विलक्षणता होती है।
- जबकि गुरुत्वाकर्षण एक ऐसा बल है जो विलक्षणताओं के निर्माण की ओर ले जा सकता है, विलक्षणताएँ स्वयं चरम स्थितियों में भौतिकी की हमारी वर्तमान समझ के टूटने का प्रतिनिधित्व करती हैं। वे सामान्य सापेक्षता की सीमाओं को उजागर करते हैं और इन घटनाओं को पूरी तरह से समझने के लिए क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत की आवश्यकता का सुझाव देते हैं।
- नए शोध से पता चलता है कि ब्लैक होल का केन्द्र कोई विलक्षणता नहीं हो सकता है, बल्कि यह एक उच्च संरचित क्वांटम अवस्था हो सकती है।
इवेंट क्षितिज (Event Horizon)
भौतिकी के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत में, घटना क्षितिज (event horizon) दिक्-काल में एक ऐसी सीमा होती है जिसके पार होने वाली घटनाएँ उसकी सीमा के बाहर के ब्रह्माण्ड पर कोई असर नहीं कर सकती और न ही उसकी सीमा के बाहर बैठे किसी दर्शक या श्रोता को यह कभी भी ज्ञात हो सकता है के इस क्षितिज के पार क्या हो रहा है।
श्वार्जचाइल्ड त्रिज्या
1916 में, जर्मन खगोलशास्त्री कार्ल श्वार्जचाइल्ड ने ब्लैक होल की त्रिज्या के लिए एक समीकरण निकाला। यह श्वार्जचाइल्ड त्रिज्या, जिसे इवेंट क्षितिज भी कहा जाता है, ब्लैक होल के द्रव्यमान, M के समानुपाती होती है, और इसे R= (1.48 x 10-27) गुना M के रूप में लिखा जा सकता है। यह त्रिज्या विलक्षणता से वह बिंदु या दूरी है जिस पर प्रकाश अभी भी क्षेत्र से बच सकता है। इवेंट क्षितिज त्रिज्या से कम दूरी पर, सब कुछ गायब हो जाता है। हालाँकि केंद्र में मौजूद पदार्थ वास्तव में एक विलक्षणता है, हम कहते हैं कि यह इवेंट क्षितिज दूरी के आकार का एक ब्लैक होल है।
क्या होगा यदि आप ब्लैक होल में गिर जायेंगे ?
जब पदार्थ ब्लैक होल के इवेंट क्षितिज में गिरता है या उससे करीब आता है, तो यह बाकी स्पेस-टाइम से अलग हो जाता है। यह उस क्षेत्र को कभी नहीं छोड़ सकता। सभी व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए पदार्थ ब्रह्मांड से गायब हो गया है। एक बार ब्लैक होल के इवेंट क्षितिज के अंदर, पदार्थ अपने सबसे छोटे उप-परमाणु घटकों में टूट जाएगा और अंततः विलक्षणता में निचोड़ा जाएगा। जैसे-जैसे विलक्षणता अधिक से अधिक पदार्थ जमा करती है, ब्लैक होल के इवेंट क्षितिज का आकार आनुपातिक रूप से बढ़ता जाता है।
अल्बर्ट आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, यदि कोई ब्लैक होल आपको निगल जाता है, तो आपके बचने की संभावना शून्य है। सबसे पहले आप ब्लैक होल की ज्वारीय शक्तियों द्वारा टुकड़े-टुकड़े हो जाएँगे, एक प्रक्रिया जिसे मनमाने ढंग से स्पैगेटीफिकेशन कहा जाता है।
अंततः, आप विलक्षणता तक पहुँच जाएँगे, जहाँ गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र असीम रूप से मजबूत होता है। उस बिंदु पर, आप अनंत घनत्व तक कुचल दिए जाएँगे। दुर्भाग्य से, सामान्य सापेक्षता यह पता लगाने का कोई आधार नहीं देती कि आगे क्या होता है। जब आप सामान्य सापेक्षता में विलक्षणता तक पहुँचते हैं, तो भौतिकी बस रुक जाती है, समीकरण टूट जाते हैं।
सामान्य सापेक्षता एवं क्वांटम यांत्रिकी सिद्धांत
भौतिकी में सबसे बड़ी अनसुलझी समस्याओं में से एक सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी का एकीकरण है।
सामान्य सापेक्षता भविष्यवाणी करती है कि ब्रह्मांड में ऐसे स्थान हैं जहाँ गुरुत्वाकर्षण अनंत हो जाता है और स्पेस-टाइम बस समाप्त हो जाता है। हम इन स्थानों को ‘विलक्षणता’ कहते हैं। जैसे ब्लैक होल के केंद्र में गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत होता है कि, सामान्य सापेक्षता के अनुसार, स्पेस-टाइम इतना अधिक घुमावदार हो जाता है कि अंततः वक्रता अनंत हो जाती है, और उसे हम विलक्षणता कहते हैं। लेकिन आइंस्टीन भी इस बात से सहमत थे कि सामान्य सापेक्षता की यह सीमा इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि यह क्वांटम यांत्रिकी को अनदेखा करती है।”
आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण और स्पेसटाइम की वक्रता का वर्णन करता है, जो बड़े ब्रह्मांडीय पैमाने पर अच्छी तरह से काम करता है।
क्वांटम यांत्रिकी उप-परमाणु कणों और उनकी अंतःक्रियाओं की व्याख्या करता है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण को शामिल करने में संघर्ष करता है।
क्या हम किसी ब्लैक होल के अन्दर हैं?
हाल ही में, ब्रिटेन के वैज्ञानिकों द्वारा किए गए एक नए अध्ययन ने प्रसिद्ध बिग बैंग सिद्धांत पर सवाल उठाया है। यह सुझाव देता है कि ब्रह्मांड की शुरुआत एक विस्फोट से नहीं हुई होगी। पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा फिजिकल रिव्यू डी में प्रकाशित शोध में एक साहसिक नया विचार सामने आया है। इसमें कहा गया है कि हमारा ब्रह्मांड एक ब्लैक होल के अंदर मौजूद है।
टीम का मानना है कि ब्रह्मांड एक विशाल गुरुत्वाकर्षण पतन से पैदा हुआ था जिसने एक ब्लैक होल का निर्माण किया। “ब्लैक होल यूनिवर्स” नामक यह सिद्धांत पुराने विचार के विपरीत है कि ब्रह्मांड अनंत घनत्व के एक बिंदु से आया है। इसके बजाय, नया सिद्धांत कहता है कि ब्लैक होल के अंदर का पदार्थ अत्यधिक संकुचित हो गया। फिर, यह एक स्प्रिंग की तरह बाहर की ओर उछला। माना जाता है कि इस उछाल के कारण ही आज हम जो ब्रह्मांड देखते हैं, वह बना।
यह विचार बताता है कि ब्रह्मांड शून्य से नहीं बना है। लेकिन, यह पतन और पुनर्जन्म के निरंतर चक्र का हिस्सा है। अध्ययन ब्रह्मांडीय शुरुआत के लंबे समय से चले आ रहे विचारों को चुनौती देता है।
प्रोफ़ेसर एनरिक गज़टानागा के अनुसार, जब गुरुत्वाकर्षण के कारण पदार्थ ढहता है, तो यह हमेशा अनंत घनत्व के बिंदु पर समाप्त नहीं होता है। इसके बजाय, यह बहुत घना हो सकता है और फिर वापस उछलकर एक नया, विस्तारित ब्रह्मांड बना सकता है।
सिद्धांत के अनुसार, हमारे ब्रह्मांड का किनारा ब्लैक होल का इवेंट क्षितिज है। यह एक सीमा है जो हमें यह देखने से रोकती है कि आगे क्या है।
बिग बैंग सिद्धांत के विपरीत, यह मॉडल सामान्य सापेक्षता और क्वांटम भौतिकी को जोड़ता है। क्वांटम नियम कहते हैं कि पदार्थ को हमेशा के लिए संकुचित नहीं किया जा सकता है।
विशेषज्ञों का कहना है कि ब्लैक होल कॉस्मोलॉजी नामक यह विचार डार्क मैटर और सुपरमैसिव ब्लैक होल के रहस्य को भी समझा सकता है।
बिग बैंग थ्योरी
बिग बैंग थ्योरी कहती है कि हमारा पूरा ब्रह्मांड लगभग 14 अरब साल पहले एक छोटे से बिंदु से शुरू हुआ था। फिर, अचानक विस्फोट की तरह, यह छोटा सा बिंदु फट गया और सभी दिशाओं में फैलने लगा।
उस समय, कोई लोग, पृथ्वी या आकाश नहीं थे: बस ऊर्जा और छोटे कण उड़ रहे थे। धीरे-धीरे, लाखों और करोड़ों वर्षों में, हमारी पृथ्वी जैसे तारे, आकाशगंगाएँ और ग्रह बनने लगे।
Also Refer,
