क्या ब्रह्मांड को सपाट माना जाता है?


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मैंने विभिन्न लेखों और पुस्तकों (जैसे यह एक ) को पढ़ते हुए कहा कि हम ब्रह्मांड की ज्यामिति के बारे में निश्चित नहीं हैं, लेकिन ऐसे प्रयोग चल रहे थे या योजनाबद्ध थे जो हमें पता लगाने में मदद करेंगे।

हाल ही में, हालांकि, मैंने कॉस्मोलॉजिस्ट लॉरेंस क्रूस के एक व्याख्यान को देखा है, जहां वह स्पष्ट रूप से यह दावा करता है कि ब्रह्मांड BOOMERANG प्रयोग द्वारा सपाट साबित हुआ है । यहाँ बात का प्रासंगिक हिस्सा है

मैंने चारों ओर देखा है और अभी भी लेख हैं जो बताते हैं कि हम अभी भी इस प्रश्न का उत्तर नहीं जानते हैं, जैसे यह

तो, मेरा सवाल दो-गुना है:

  1. क्या मैं अवधारणाओं को मिला रहा हूं और विभिन्न चीजों के बारे में बात कर रहा हूं?
  2. यदि नहीं, तो क्या यह प्रमाण किसी कारण से व्यापक रूप से स्वीकार नहीं किया गया है? क्या कारण होगा?

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संक्षिप्त उत्तर यह है कि ब्रह्मांड फ्लैट होने की त्रुटि सलाखों के भीतर हुआ करता था, और यह अभी भी फ्लैट होने की त्रुटि सलाखों के भीतर है, लेकिन त्रुटि बार बहुत छोटा हो गया है। जब लोग कहते हैं कि "सपाट है," "सपाट साबित होता है," और इसी तरह, वे क्वालीफायर को "त्रुटि सलाखों के भीतर" छोड़ कर भाषा के साथ मैला हो रहे हैं।
बेन क्रॉवेल

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एक सपाट ब्रह्मांड के साथ चाल यह है कि हम वास्तव में निश्चित रूप से इसे फ्लैट होने के लिए माप नहीं सकते हैं। इसके बारे में सोचें - यदि ब्रह्मांड काफी गोलाकार था, तो हम अनिश्चित माप के साथ भी गोलाकार होने के बारे में आश्वस्त हो सकते हैं (जैसे कि 1.5 ± 0.1 का वक्रता का अर्थ अभी भी "यूप, गोलाकार" होगा)। लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह फ्लैट है , आपको असीम रूप से सटीक माप की आवश्यकता है - किसी भी "त्रुटि सलाखों" में 1 का माप "शायद एक छोटा सा अतिशयोक्तिपूर्ण, शायद सपाट, शायद एक छोटा सा गोलाकार" हो। सबसे अच्छा हम कह सकते हैं "यह कम से कम यह फ्लैट है"।
लुआँ

जवाबों:


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मुझे लगता है कि आप परस्पर विरोधी स्रोतों से पीड़ित होने का कारण यह है कि आप जानकारी के नए और पुराने दोनों को मिला रहे हैं। सबसे पहले, आपके द्वारा उद्धृत किताब 2001 में - 15 साल पहले प्रकाशित हुई थी - और दूसरा लेख जो आप उद्धृत करते हैं, वह 1999 में - 17 साल पहले प्रकाशित हुआ था। वहाँ एक हो गया है बहुत काम पिछले 15 वर्षों में किया है, अक्सर शब्द "परिशुद्धता ब्रह्माण्ड विज्ञान" के अंतर्गत, की कोशिश में वास्तव में सटीक सामग्री, आकृति, आकार, हमारे ब्रह्मांड की आदि नीचे नाखून के लिए। 2000 की शुरुआत तक हम हर चीज के पीछे के विज्ञान को बहुत ज्यादा जानते थे (हम डार्क मैटर, डार्क एनर्जी के बारे में जानते थे, बिग बैंग इत्यादि पर अच्छी तरह से विकसित सिद्धांत थे) लेकिन हमारे पास क्या नहीं था, अच्छे, ठोस, विश्वसनीय नंबर थे इन सिद्धांतों को ध्यान में रखते हुए, यह बताते हुए कि आपके स्रोतों में ब्रह्मांड की सपाटता अभी भी क्यों लड़ी गई थी।

मैं आपको दो अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण वेधशालाओं के लिए निर्देशित करूंगा, जो "अच्छी संख्या" होने के हमारे लक्ष्य को प्राप्त करने में सर्वोपरि हैं। पहला विल्किंसन माइक्रोवेव एनिस्ट्रोपी जांच (WMAP) है , जिसे 2001 में लॉन्च किया गया था, और दूसरा प्लैंक उपग्रह है , जिसे 2009 में लॉन्च किया गया था। दोनों मिशनों को कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (सीएमबी) विकिरण में स्पष्ट रूप से घूरने और डिजाइन करने की कोशिश की गई थी सूचनाओं का खजाना जो इससे चमकाया जा सकता है। इस नस में, आप कॉस्मिक बैकग्राउंड एक्सप्लोरर (COBE) पर भी आ सकते हैं1989 में लॉन्च किया गया था। इस उपग्रह का अन्य दो के समान उद्देश्य था, लेकिन बाद के दो मिशनों के रूप में लगभग उतना सटीक नहीं था जितना कि 2000 के शुरुआती दिनों में हमें अच्छे नंबर और निश्चित बयान प्रदान करना था। उस कारण के लिए, जो कि WMAP और प्लैंक ने हमें बताया है, उस पर ज्यादातर ध्यान केंद्रित करूँगा।

WMAP एक बेहद सफल मिशन था जो 9 वर्षों के लिए CMB को देखता था और अपने दिन का सबसे विस्तृत और व्यापक मानचित्र बनाता था। 9 वर्षों के आंकड़ों के साथ, वैज्ञानिक वास्तव में ब्रह्मांड की समतलता सहित विभिन्न ब्रह्मांड संबंधी मात्राओं पर अवलोकन संबंधी त्रुटियों को कम करने में सक्षम थे। आप यहां उनके अंतिम कॉस्मोलॉजिकल मापदंडों की एक तालिका देख सकते हैं । लिए, आप जो करना चाहते हैं, वह है ( पदार्थ घनत्व), (डार्क मैटर डेंसिटी), और (डार्क एनर्जी डेंसिटी)। यह आपको समग्र घनत्व पैरामीटर , , जो आपको हमारे ब्रह्मांड का बताता है। जैसा कि मुझे यकीन है कि आप अपने स्रोतों से जानते हैं, यदिΩ डी Ω Λ Ω ΩΩΩΛΩ0 हम एक अतिशयोक्तिपूर्ण ब्रह्मांड अगर है, Ω 0 = 1 , हमारे ब्रह्मांड सपाट है और Ω 0 > 1 एक गोलाकार ब्रह्मांड निकलता है। WMAP के परिणामों से, हम है कि Ω 0 = 1.000 ± 0.049 (किसी ने मेरी गणित की जांच कर सकते हैं) जो बहुत एक के करीब है, एक फ्लैट ब्रह्मांड का संकेत है। जहाँ तक मुझे पता है, WMAP के वास्तव में एक सटीक माप देने के लिए पहली साधन था Ω 0Ω0<1Ω0=1Ω0>1Ω0=1.000±0.049Ω0, हमें यह निश्चित रूप से कहने की अनुमति देता है कि हमारा ब्रह्मांड सपाट दिखाई देता है। जैसा कि आप कहते हैं, BOOMERANG प्रयोग ने इसके लिए अच्छे सबूत भी दिए, लेकिन मुझे नहीं लगता कि परिणाम WMAP के रूप में लगभग शक्तिशाली थे।

यहां दूसरा महत्वपूर्ण उपग्रह प्लैंक है। 2009 में लॉन्च किया गया, इस उपग्रह ने हमें सीएमबी से आज तक के सबसे उच्च परिशुद्धता माप प्रदान किए हैं। मैं तुम्हें में उनके परिणामों के माध्यम से खुदाई दूँगा उनके कागज , लेकिन पंचलाइन है कि वे उपाय हमारे ब्रह्मांड की समतलता हो रहा है (गणना की इस से परिणाम तालिका ), फिर से अत्यंत एक के करीब।Ω0=0.9986±0.0314

निष्कर्ष में, हाल के परिणाम (पिछले 15 वर्षों के भीतर) हमें निश्चित रूप से यह बताने की अनुमति देते हैं कि हमारा ब्रह्मांड सपाट दिखाई देता है। मुझे नहीं लगता कि, इस समय, कोई भी इस बात पर विश्वास करता है कि यह अभी भी अनिश्चित है। जैसा कि यह आमतौर पर विज्ञान के साथ जाता है, एक प्रश्न का उत्तर देने से केवल अधिक प्रश्न होते हैं। अब जब कि हम जानते हैं कि , हम चाहते हैं करने के लिए कारण है कि यह एक है है? वर्तमान सिद्धांत बताता है कि यह नहीं होना चाहिए - कि यह या तो बहुत छोटा होना चाहिए या बहुत बड़ा होना चाहिए। इसे फ्लैटनेस प्रॉब्लम के रूप में जाना जाता है । यह बदले में एंथ्रोपिक सिद्धांत में एक प्रयास के जवाब के रूप में सामने आता है , लेकिन फिर, मैं इस सवाल के दायरे से बाहर हो रहा हूँ।Ω01


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इस उत्तर में बहुत सारी अच्छी जानकारी है, लेकिन कुछ चीजें बहुत सही नहीं हैं। निष्कर्ष में, हाल के परिणाम (पिछले 15 वर्षों के भीतर) हमें निश्चित रूप से यह बताने की अनुमति देते हैं कि हमारा ब्रह्मांड सपाट दिखाई देता है। समतलता के त्रुटि सलाखों के भीतर होने का मतलब यह नहीं है कि यह समतल है। इसे फ्लैटनेस प्रॉब्लम के रूप में जाना जाता है। बदले में एंथ्रोपिक सिद्धांत में एक प्रयास के जवाब के रूप में विलंब होता है, [...] सपाट समस्या का सबसे लोकप्रिय / आशाजनक समाधान नृविज्ञान सिद्धांत नहीं है, यह मुद्रास्फीति है। (और मुद्रास्फीति एक परीक्षण योग्य वैज्ञानिक सिद्धांत है, जबकि मानवशास्त्रीय सिद्धांत नहीं है।)
बेन क्रॉवेल

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दावों के साथ सावधान रहने के लिए धन्यवाद। "... हमें निश्चित रूप से यह बताने के लिए कि हमारा यूनिवर्स सपाट दिखाई देता है" की विरोधाभासी चेतावनियाँ मुझे मुस्कुरा देती हैं =)
Cort Ammon - Reinstate Monica

@BenCrowell मैं यह बताने की कोशिश नहीं कर रहा था कि मानवशास्त्रीय सिद्धांत सही है, या सबसे व्यवहार्य उत्तर भी है, बस समस्या का एक दिलचस्प जवाब है। (और वास्तव में, एंथ्रोपिक सिद्धांत लागू है कि उत्तर मुद्रास्फीति है या नहीं - अगर ब्रह्मांड ऐसा नहीं हुआ जैसा कि हमने किया था, हम इसे देखने के लिए यहां नहीं होंगे। शुक्र है कि मुद्रास्फीति ने इसे विकसित करने की अनुमति दी। इस तरह कि हम यहां इसकी वर्तमान स्थिति का निरीक्षण करेंगे)।
जेफायर

मैं कहूंगा कि प्रयोगों से स्पष्ट है कि ब्रह्मांड फ्लैट से बहुत दूर नहीं हो सकता है । लेकिन वे अभी भी इसे एक खुला सवाल छोड़ते हैं कि क्या यह बिल्कुल सपाट है, और यदि नहीं, तो यह किस तरफ गिरता है। पहले की तरह, केवल एक छोटी खिड़की के साथ :)
hobbs

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ब्रह्माण्ड संबंधी सिद्धांत की मूल धारणा का मतलब है कि अंतरिक्ष में केवल निरंतर स्केलर वक्रता हो सकती है। यह सकारात्मक, नकारात्मक या शून्य हो सकता है और एक सपाट ब्रह्मांड वह है जहां वक्रता शून्य है।

अंतरिक्ष की वक्रता कुछ ऐसी है जिसे मापा जा सकता है और वर्तमान मूल्य शून्य के करीब जाना जाता है , न केवल BOOMERANG से, बल्कि बाद के अवलोकनों से । वेनिला एफएलआरडब्ल्यू कॉस्मोलॉजी को यह समझाने में कठिनाई होती है और इसे समतलता समस्या के रूप में जाना जाता है । हालांकि पारंपरिक दृष्टिकोण यह है कि इस समस्या को हल करने में कॉस्मिक महंगाई बहुत साफ काम करती है।

हालांकि, वास्तव में एक फ्लैट यूनिवर्स में बड़े पैमाने पर बिल्कुल शून्य की एक स्थानिक वक्रता होनी चाहिए, इसलिए सही मायने में यह निर्धारित करने के लिए कि यूनिवर्स फ्लैट है, यहां तक ​​कि कई उचित मान्यताओं का उपयोग करके सटीक माप की आवश्यकता होती है, जो असंभव है। अतः अवलोकन कभी भी इस संभावना से इंकार नहीं कर सकता है कि ब्रह्मांड का बहुत छोटा सकारात्मक या नकारात्मक वक्रता हो सकता है।

इसके अलावा, यदि आप इसकी सख्त व्याख्या से ब्रह्मांडीय सिद्धांत को थोड़ा शिथिल करते हैं, तो अदिश वक्रता ब्रह्माण्ड की टोपोलॉजी को पूरी तरह से निर्धारित नहीं करती है, जो तथाकथित विदेशी टोपोलॉजी का द्वार खोलती है। उदाहरण के लिए एक फ्लैट यूनिवर्स में एक टॉरॉयडल टोपोलॉजी हो सकती है और कॉम्पैक्ट (परिमित स्थानिक मात्रा) हो सकती है।


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आप पूछते हैं "क्या मैं अवधारणाओं को मिला रहा हूं और विभिन्न चीजों के बारे में बात कर रहा हूं?" मेरे पास यह जानने का कोई तरीका नहीं है कि आप हैं या नहीं, लेकिन आपकी पोस्ट का शीर्षक और पहला वाक्य कुछ हद तक कठिन हैं। आपका प्रश्न "क्या यूनिवर्स को सपाट माना जाता है?" चिंताओं की वक्रता, जो अपने आप से, ज्यामिति को पूरी तरह से निर्धारित नहीं करती है, जबकि बयान "हम ब्रह्मांड की ज्यामिति के बारे में निश्चित नहीं हैं, लेकिन ऐसे प्रयोग चल रहे थे या योजनाबद्ध थे जो हमें पता लगाने में मदद करेंगे" शायद कुछ के बारे में बात कर रहे हों ज़्यादा सामान्य।

आपके लिंक में सबसे पहले जेफरी वीक्स की किताब द शेप ऑफ स्पेस है , जो अंतरिक्ष की टोपोलॉजी पर बहुत ध्यान केंद्रित करती है। पृष्ठ 186 पर तालिका 19.1 सकारात्मक रूप से घुमावदार, फ्लैट और नकारात्मक रूप से घुमावदार स्थान के मामलों के लिए कुछ संभावित टोपोलॉजी को सूचीबद्ध करता है। उसी पृष्ठ में आश्चर्यजनक विवरण शामिल हैं "जब 1985 में इस पुस्तक का पहला संस्करण दिखाई दिया, तो कई कॉस्मोलॉजिस्ट फ्लैट या हाइपरबोलिक ज्यामिति के साथ बंद मैनिफ़ेस्ट से पूरी तरह अनजान थे।" मैं इस बारे में उत्सुक हूं कि क्या यह उचित चरित्र चित्रण है।

उस पुस्तक के पूर्ववर्ती पृष्ठ पर (पृष्ठ १ pre५), एक फ्लैट ज्यामिति के लिए २००१ के प्रमाणों को संक्षेप में रेखांकित किया गया है। विशेष रूप से, यह कथन है कि "नया डेटा (दूर के सुपरनोवा और कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन के अध्ययन से आने वाला) एक मजबूत मामला बनाता है कि दृश्यमान ब्रह्मांड हाइपरबोलिक नहीं है, लेकिन सपाट है।" एक ही पृष्ठ में प्रश्न है "क्या ब्रह्मांड बंद या खुला है? दूसरे शब्दों में, अंतरिक्ष परिमित या अनंत है?" और जवाब "संक्षेप में, हम नहीं जानते।" पुस्तक के अंतिम दो अध्याय "कॉस्मिक क्रिस्टलोग्राफी" और "सर्किल्स इन द स्काई" पर चर्चा करते हैं, ब्रह्मांड के टोपोलॉजी के लिए दो प्रस्तावित अवलोकन दृष्टिकोण हैं।

ब्रह्मांड की टोपोलॉजी में स्पष्ट रूप से काम करना जारी है। स्कॉलरपीडिया में हालिया समीक्षा शामिल है


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हां, यह माना जाता है कि हम सबसे बड़े पैमाने पर स्थानिक रूप से सपाट हो सकते हैं, लेकिन हमें याद रखना चाहिए कि वैज्ञानिक माप अनिश्चितताओं के साथ आते हैं, और हमारे मॉडल को बेहतर लोगों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। वर्तमान समय में, हमारे पास यह अवलोकन है कि ब्रह्माण्ड सटीकता के एक उच्च स्तर के भीतर ब्रह्मांड का सपाट है, लेकिन वहाँ अभी भी कुछ wiggle कमरा है इसके लिए थोड़ा घुमावदार होना चाहिए कि हम बाहर शासन नहीं कर सकते। इसके अलावा, हम केवल उस ब्रह्मांड के भाग का निरीक्षण कर सकते हैं जिसे हम देख सकते हैं, हम यह नहीं जान सकते कि शेष ब्रह्मांड में वही वक्रता है जैसा कि हमारे हिस्से में है। हमारे पास एक सैद्धांतिक समझ है कि फ्लैट के बेहद करीब होने के बिना ब्रह्मांड के लिए फ्लैट के करीब रहना बहुत मुश्किल होगा, इसलिए हमें उम्मीद है कि यह फ्लैट के बेहद करीब है। लेकिन सिद्धांतों को बदला जा सकता है और आमतौर पर,बिल्कुल सपाट।

लेकिन लब्बोलुआब यह है कि हम दोनों बहुत अच्छे टिप्पणियों है, और एक अच्छा सिद्धांत (मुद्रास्फीति के सिद्धांत, और तथ्य यह है कि समतलता सामान्य सापेक्षता के अंतर्गत उम्र के साथ अस्थिर है), कि सबसे बड़ा तराजू हम देख सकते हैं पर ब्रह्मांड सहमत है बहुत स्थानिक रूप से सपाट के करीब । इसलिए, हम एक मॉडल बना सकते हैं जिसमें यह समतल हो, और उस मॉडल का सफलतापूर्वक उपयोग करें। यही सब आपको कभी विज्ञान में मिलता है।


टिप्पणियाँ विस्तारित चर्चा के लिए नहीं हैं; इस वार्तालाप को बातचीत में स्थानांतरित कर दिया गया है ।
called2voyage

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@ ज़ेफायर के उत्तर में जोड़ने के लिए, LISA ने अंतरिक्ष के समतलता को मापने के लिए त्रिभुज बनाने के लिए अंतरिक्ष में 3 लेज़रों को निकाल दिया: यदि 3 कोणों का योग बिल्कुल 180 डिग्री के बराबर है, तो अंतरिक्ष समतल है; 180 डिग्री से विचलन आपको बताता है कि अंतरिक्ष कितना घुमावदार है और वक्रता का उन्मुखीकरण है। लेकिन यदि अंतरिक्ष का आकार बहुत छोटा है, तो कोण 180 डिग्री के बराबर होगा; यह पृथ्वी की सतह को देखने जैसा है और यह सोचकर कि यह वास्तव में गोल है, सपाट दिखता है। LISA ने वास्तव में 180 डिग्री मापा, इसलिए या तो स्थान वास्तव में सपाट है या हम त्रुटि-सलाखों के साथ बड़े पैमाने पर अंतरिक्ष की वक्रता को बाधित कर सकते हैं।

संपादित करें: यह LISA था, WMAP नहीं, जिसने लेजर प्रयोग किया। सुधार के लिए @zephyr को धन्यवाद।


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क्या आपके पास इसके लिए उद्धरण हैं? मैंने इस प्रयोग के बारे में कभी नहीं सुना है और यह विश्वास करने के लिए विघटित हूं। एक बात के लिए, ऐसा प्रयोग केवल स्थानीय वक्रता को मापेगा, न कि एक सार्वभौमिक वक्रता को। दूसरे के लिए, इस लेजर त्रिकोण को किस तरह से प्रतिबिंबित किया गया था कि WMAP वास्तव में कुछ माप सकता है?
zephyr


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उन स्रोतों में से कोई भी आपके दावे का समर्थन नहीं करता है या उल्लेख करता है कि WMAP ने "त्रिकोण बनाने के लिए अंतरिक्ष में 3 लेज़रों को निकाल दिया"। मुझे लगता है कि आप भ्रमित हो सकते हैं कि वास्तविक, भौतिक माप क्या थे और उनसे कैसे जानकारी प्राप्त की गई थी।
Zephyr

@ ज़ेफायर जो प्रयोग की सामान्य अवधारणा का वर्णन करता है। मिचियो काकू ने एक साक्षात्कार के बारे में बात की और इसके बारे में अपनी पुस्तक फिजिक्स ऑफ द फ्यूचर के बारे में भी लिखा। मैं एक अंश खोजने के लिए googled। इसके बजाय, मैंने पाया कि Google पुस्तक के इस लिंक ने मेरे लिए काम किया; पेज नंबर किताब में नहीं दिखाया गया है, लेकिन लिंक आपको दाहिने पेज पर ले जाता है।
एमपीथ

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LISA 2034 में लॉन्च होने वाला है । इसका उद्देश्य गुरुत्वाकर्षण तरंगों को मापना होगा।
Orrick
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