आम आदमी को डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के बारे में बताना


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मेरे छोटे से ज्ञान के साथ, मुझे यह पता है:

काला पदार्थ

एक आकाशगंगा का केंद्र गुरुत्वाकर्षण की वजह से अपनी वस्तुओं (सितारों, ग्रहों, धूमकेतु आदि) को अपनी ओर आकर्षित / नियंत्रित करता है। लेकिन इस आकाशगंगा के केंद्र का द्रव्यमान इस बात से कम प्रतीत होता है कि इसे आकाशगंगा की सभी वस्तुओं को आकर्षित करने के लिए क्या करना चाहिए। इसलिए डार्क मैटर वहीं है, जो इस आकर्षण या नियंत्रण को संभव बनाता है।

काली ऊर्जा

यह वह बल है जो आकाशगंगाओं को एक दूसरे से दूर खींच रहा है, और इसलिए ब्रह्मांड का विस्तार कर रहा है। यदि हमारे पास यह काल्पनिक बल नहीं है, तो हम यह नहीं समझा सकते हैं कि आकाशगंगाओं के बीच दूरियां क्यों बढ़ रही हैं।

सवाल

कृपया मुझे बताएं कि मैं इन शब्दों के वास्तविक अर्थ / परिभाषा से कितनी दूर हूं? और मैं उन्हें एक आम आदमी को कैसे समझा सकता हूं, जिसे खगोल विज्ञान के बारे में कोई जानकारी नहीं है या बहुत कम है?

धन्यवाद।

पुनश्च: मैंने इस प्रश्न को यहाँ पढ़ा है , जो उत्कृष्ट है लेकिन मुझे इस बात का अंदाजा नहीं था कि किसी आम आदमी को कैसे समझा जाए।


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मूल रूप से जुड़े प्रश्न में काले पदार्थ के लिए एमबीआर के उत्तर के आम आदमी के संस्करण है "आकाशगंगा के बाहरी रिम को इस बात पर आधारित है कि हम जो निरीक्षण करते हैं उसके आधार पर अंदर की तुलना में धीमी गति से स्पिन करने की उम्मीद है, लेकिन यह लगभग अंदर की तरह तेजी से घूमता है - हम जो कुछ भी इस विसंगति के अंधेरे मामले का कारण बनता है, जैसा कि इस बात में है कि हमें निरीक्षण नहीं करना चाहिए। " डार्क एनर्जी के लिए आपका स्पष्टीकरण ठीक है।
called2voyage

क्या आपको उससे अधिक स्पष्टीकरण की आवश्यकता है? यदि नहीं, तो मैं किसी को MBR के उत्तर में एक सरलीकृत स्पष्टीकरण जोड़ने और इसे एक डुप्लिकेट के रूप में बंद करने का सुझाव दूंगा।
called2voyage

@ बुलाया 2voyage: धन्यवाद। यदि यह परेशानी नहीं है, तो मैं अधिक जानकारी की सराहना करूंगा। बाहरी रिम से धीमी गति की उम्मीद क्यों की जाती है? क्योंकि यह शारीरिक रूप से "जुड़ा हुआ" नहीं है?
फरहान

@ बुलाया 2voyage: इसके अलावा, डार्क मैटर जोड़ने से यह कैसे हल होगा? धन्यवाद।
फरहान

जवाबों:


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काला पदार्थ डार्क मैटर की आपकी समझ खराब नहीं है, लेकिन यहाँ कुछ स्पष्ट विवरण हैं। ऑर्बिट्स: किसी ऑब्जेक्ट की ऑर्बिट की गति 2 चीजों से संबंधित होती है: उसकी कक्षा की त्रिज्या और उसके अंदर का द्रव्यमान। सौर प्रणाली में, 99% से अधिक द्रव्यमान केंद्र में केंद्रित होता है, इसलिए त्रिज्या कक्षीय गति पर प्रमुख प्रभाव है। जैसे हम सूर्य से दूर ग्रहों को देखते हैं, उनकी कक्षीय गति कम हो जाती है। आकाशगंगा में, यह एक ऐसी ही कहानी है, लेकिन कक्षीय त्रिज्या बढ़ने के साथ, आप अपनी कक्षा के अंदर अधिक से अधिक द्रव्यमान प्राप्त कर रहे हैं क्योंकि आकाशगंगा अन्य तारों से भरा है। फिर भी, हम कक्षीय गति को छोड़ने की अपेक्षा करेंगे क्योंकि आप आकाशगंगा के किनारे की ओर वस्तुओं को देखते हैं, क्योंकि तारों के फैलने के साथ ही आप अधिक फैल जाते हैं और बढ़ते हुए त्रिज्या की भरपाई के लिए पर्याप्त द्रव्यमान कक्षा के अंदर नहीं होता है। बजाय,

यहाँ सर्पिल आकाशगंगा NGC 3198 के एक तथाकथित घूर्णन वक्र का एक उदाहरण दिया गया है : यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

डार्क मैटर के बिना, हम 'डिस्क' नामक वक्र का अनुसरण करने के लिए त्रिज्या (द्रव्यमान के केंद्र से) के कार्य के रूप में वस्तुओं की गति की अपेक्षा करेंगे। हालांकि, जो हम देखते हैं वह दो योगदान (डिस्क और 'डार्क मैटर हेलो' जो इस डिस्क को घेरता है) का योग प्रतीत होता है, जो वास्तविक डेटा के साथ ओवरप्लेटेड है।

हमारे पास गुरुत्वाकर्षण लेंस से इस अतिरिक्त द्रव्यमान का प्रमाण भी है। जैसे कि प्रकाश एक बड़ी वस्तु जैसे आकाशगंगा समूह से गुजरता है, उसका मार्ग उस वस्तु के गुरुत्वाकर्षण से झुक सकता है। हम इस प्रभाव को तब देख सकते हैं जब एक आकाशगंगा समूह एक और भी दूर की आकाशगंगा के सामने होता है, पृष्ठभूमि वस्तु से प्रकाश बढ़ जाता है और विकृत हो जाता है। हम जिस पथ को देखने के लिए ले जा रहे हैं उसकी गणना कर सकते हैं, जैसा कि हम इसे देखते हैं, और द्रव्यमान को इस तरह से मोड़ने के लिए आवश्यक है कि जिस तरह से हम तारों और गैस को लेंसिंग क्लस्टर में देखते हैं उसके साथ हिसाब नहीं किया जा सकता है। यह फिर से बताता है कि अतिरिक्त द्रव्यमान है जिसे हम देख नहीं सकते हैं।

यहाँ CFHT से एक बढ़िया तस्वीर दिखाई जा रही है कि गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग कैसे काम करता है।

डार्क एनर्जी आप इस से बहुत दूर नहीं हैं, एक प्रमुख अंतर के साथ: डार्क एनर्जी 'बल' है जो ब्रह्मांड को उसके विस्तार में तेजी ला रहा है । हम उम्मीद करते हैं कि ब्रह्मांड बिग बैंग कॉस्मोलॉजी मॉडल से विस्तार कर रहा होगा, लेकिन हम यह उम्मीद करेंगे कि यह धीमा हो जाए क्योंकि ब्रह्मांड में सब कुछ एक दूसरे पर काम करता है। अंतरिक्ष के हर भाग पर विस्तार के लिए डार्क एनर्जी एक "दबाव" प्रतीत होती है, लेकिन यह ब्रह्मांड के अधिकांश इतिहास में गुरुत्वाकर्षण और अन्य कारकों द्वारा बहुत कमजोर है। यह केवल पिछले कुछ अरब वर्षों में इसे संभालने के लिए शुरू हुआ है।

यह कुछ इस तरह काम करता है। कल्पना कीजिए कि आपके पास 1-डी क्षेत्र का स्पेसटाइम 1 यूनिट लंबा है (सिर्फ सुविधा के लिए)। यहाँ यह है: - -------- | अब इस क्षेत्र में इस डार्क एनर्जी पर विस्तार का दबाव है। मान लीजिए कि यह प्रति वर्ष प्रति यूनिट 0.07 यूनिट है। इसका मतलब है कि हर साल, स्पेसटाइम का यह क्षेत्र 7% तक बढ़ जाता है। 10 वर्षों में, लंबाई दोगुनी हो जाएगी: -------- | -------- | अब बात यह है कि, इन क्षेत्रों में से प्रत्येक में मूल एक के समान विस्तार का दबाव है! तो दोनों 10 साल में दोगुना हो जाएंगे, और फिर वे दोगुना हो जाएंगे, और इसी तरह। तो क्या होता है कि आपको स्थानीय स्तर पर एक छोटा सा विस्तार मिल जाता है, लेकिन आगे कुछ और तेज़ हो जाता है जो आपसे दूर हो रहा है। डार्क एनर्जी का वास्तविक प्रभाव छोटे परिमाण का होता है, 67.15 km 1.2 (km / s) / Mpc - विकिपीडिया जैसे कुछ), लेकिन इसका मतलब यह है कि वर्तमान में 4.5 गिगापार्से से अधिक की कोई भी आकाशगंगा प्रकाश की गति की तुलना में तेजी से हमसे दूर जा रही है। (हम अभी भी उन्हें अभी देख सकते हैं क्योंकि हम जो प्रकाश देखते हैं, वह विस्तार दर प्राप्त करने से बहुत पहले उत्सर्जित हो गया था।) ब्रह्मांड में हम जो विशाल दूरी देखते हैं, उसमें विस्तार बढ़ जाता है।

डार्क एनर्जी ग्रहों, सौर प्रणालियों और आकाशगंगाओं जैसी चीजों को प्रभावित नहीं करती है क्योंकि यह प्रभाव छोटे पैमानों पर इतना कमजोर होता है कि गुरुत्वाकर्षण इसका प्रतिकार करता है। यह प्रभाव ज्यादातर आकाशगंगा समूहों के बीच अंतरिक्ष के विशाल खाली हिस्सों पर देखा जा सकता है।

उम्मीद है की वो मदद करदे!


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यह अच्छा है, लेकिन एक बड़ी गलत धारणा है जो स्पष्टता नहीं बढ़ाती है: दावा है कि अंधेरे ऊर्जा का प्रभाव गुरुत्वाकर्षण नहीं है। डार्क एनर्जी में नकारात्मक दबाव होता है, और इसलिए 'इनवर्ड पुल' के लिए अधिक समरूप होता है (कहने पर, नकारात्मक दबाव में पानी के साथ कंटेनर पर एक पिस्टन;) "दबाव" पर डराने उद्धरण के लिए कोई आवश्यकता नहीं है, क्योंकि यह है दबाव। लेकिन नकारात्मक दबाव भी प्रतिकारक गुरुत्वाकर्षण पैदा करता है। वास्तव में, इसकी कमी है: दबाव गुरुत्वाकर्षण, न कि केवल ऊर्जा, और नकारात्मक दबाव प्रतिकारक रूप से गुरुत्वाकर्षण।
स्टेन लिउ

स्पष्टीकरण के लिए धन्यवाद, मैंने सोचा था कि यह एक सकारात्मक दबाव की तरह था जो स्पेसटाइम की एक सीमा के 'सीमा' पर धकेल रहा था।
गार्ग्युलो

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@StanLiou इस पर सही है। डार्क एनर्जी खुद को दबाव के रूप में प्रकट करती है, जो जीआर हमें बताता है कि यह गुरुत्वाकर्षण बल में भाग लेता है (यद्यपि राज्य के समीकरण में एक नकारात्मक संकेत के साथ)। मैं यह बताना चाहता हूं कि आपका पद उच्च कोटि का है। अच्छा काम करते रहें!
एस्ट्रोमीटर

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धन्यवाद! मैं एक स्थानीय वेधशाला में स्वेच्छाचार कर रहा हूं, इसलिए मैं हर समय इस तरह का काम करता हूं।
गार्ग्युलो

@gargoylezoo: (मुझे पता है कि यह वास्तव में सवाल से संबंधित नहीं है।) आपकी संलग्न तस्वीर में समानांतर और लंबवत रेखाएं, उन्हें क्या कहा जाता है? क्या वे एक चुंबकीय क्षेत्र या किसी अन्य क्षेत्र, या कुछ और का प्रतिनिधित्व करते हैं? क्या पृथ्वी के कारण उन पर कुछ प्रभाव होना चाहिए?
फरहान
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