जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कॉप, अभी अपने अवलोकनों के पहले पूर्ण वर्ष के साथ भी समाप्त नहीं हुआ है, ने कुछ वास्तविक स्टनर प्रदान किए हैं। लेकिन के बीच लुभावनी छवियां और अभूतपूर्व निष्कर्ष, एक पेचीदा दावा था: कि टेलीस्कोप ने अविश्वसनीय रूप से युवा ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं का पता लगाया था। वे आकाशगंगाएँ इतनी विशाल थीं और इतनी जल्दी दिखाई दीं कि उन्होंने, सुर्खियों में दावा किया, “तोड़” दिया महा विस्फोट ब्रह्मांड विज्ञान का मॉडल।
दावा वायरल हो गया, लेकिन इंटरनेट पर कई चीजों के साथ, यह सच नहीं है।
अब, बिग बैंग का समर्थन करने के लिए और अधिक शोध है। हाल ही में, शोधकर्ताओं ने डेटा पर अधिक ध्यान दिया और यह निर्धारित किया कि दूर की आकाशगंगाओं की खोज की गई है जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप वास्तव में, हमारी आधुनिक समझ के साथ पूरी तरह से संगत हैं ब्रह्माण्ड विज्ञान.
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दूरस्थ आकाशगंगाओं के साथ संभावित समस्या यह नहीं है कि वे मौजूद हैं। वास्तव में, बिग बैंग सिद्धांत का आधुनिक सूत्रीकरण, जिसे ΛCDM ब्रह्माण्ड विज्ञान कहा जाता है (Λ गुप्त ऊर्जा के लिए खड़ा है, और CDM “कोल्ड डार्क मैटर” के लिए छोटा है), बहुत युवा ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के प्रकट होने की भविष्यवाणी करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अरबों साल पहले, नहीं थे आकाशगंगाओंया और भी सितारे, बिल्कुल भी। जब हमारा ब्रह्मांड आज की तुलना में बहुत छोटा और बहुत सघन था, तो सब कुछ बहुत अधिक समान था, केवल छोटे घनत्व के अंतर यहाँ और वहाँ बेतरतीब ढंग से दिखाई देते थे।
लेकिन समय के साथ, उन घनत्वों में अंतर बढ़ता गया, थोड़ा सघन जेब उन पर अधिक सामग्री खींचती थी। लाखों-करोड़ों वर्षों में, वे पॉकेट्स पहले सितारों में बने, और अंततः बढ़कर स्टार बन गए पहली आकाशगंगाएँ.
वास्तव में, वेब टेलिस्कोप का एक मुख्य लक्ष्य था उन पहली आकाशगंगाओं को खोजें और उनका वर्णन करेंइसलिए अविश्वसनीय रूप से युवा ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं को खोजना एक बिंदु है कृपादृष्टि बिग बैंग थ्योरी के खिलाफ नहीं।
तो फिर विवाद क्या है? स्पष्ट तनाव उन आकाशगंगाओं के अनुमानित द्रव्यमान के कारण आया। कई काफी बड़े थे – 10^10 से अधिक सौर द्रव्यमान. की तुलना में अभी भी बहुत छोटा है आकाशगंगालेकिन शुरुआती ब्रह्मांड के लिए, वे काफी विशाल हैं।
इन आकाशगंगाओं की खोज करने वाले शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि उनके बड़े द्रव्यमान ने उन्हें आकाशगंगाओं के कई मॉडलों के साथ तनाव में डाल दिया गांगेय गठन और विकास। चरम अंत में, शोधकर्ताओं ने दावा किया कि इतनी बड़ी आकाशगंगाओं को इतनी जल्दी बनाने के लिए ΛCDM ढांचे के भीतर कोई आकाशगंगा गठन मॉडल संभव नहीं हो सकता है।
कुछ बहस का विषय
लेकिन वे दावे उन आकाशगंगाओं की एक सटीक दूरी को मापने पर टिका है – इन चरम दूरी पर एक अविश्वसनीय रूप से कठिन कार्य। रिकॉर्ड-ब्रेकिंग आकाशगंगाओं के लिए जो ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल के साथ तनाव हो सकता है, शोधकर्ताओं ने एक फोटोमेट्रिक रेडशिफ्ट नामक किसी चीज़ पर भरोसा किया, जो दूरी का अनुमान लगाने के लिए एक आकाशगंगा के किसी न किसी प्रकाश स्पेक्ट्रम को फिट करता है।
यह विधि अविश्वसनीय रूप से अविश्वसनीय है, सरल प्रभावों के साथ – जैसे कि आकाशगंगाओं के आसपास अतिरिक्त धूल – जिससे वे वास्तव में जितनी दूर हैं उससे कहीं अधिक दूर दिखाई देती हैं।
बिग बैंग मुसीबत में है या नहीं, इसका सही-सही आंकलन करने के लिए, शोधकर्ताओं की एक नई टीम ने आकाशगंगाओं की पहचान करने के लिए वेब का इस्तेमाल किया, जो दूरी निर्धारित करने की अधिक सटीक और विश्वसनीय विधि है, जिसे स्पेक्ट्रोस्कोपिक रेडशिफ्ट के रूप में जाना जाता है। यह तकनीक आकाशगंगाओं द्वारा उत्सर्जित ज्ञात तत्वों की वर्णक्रमीय रेखाओं की पहचान करती है और उन्हें मापने के लिए उपयोग करती है लाल शिफ्टऔर इस प्रकार आकाशगंगाओं की दूरी।
इस अधिक सटीक तकनीक का उपयोग करते हुए टीम को चार आकाशगंगाओं का एक नमूना मिला। वे सभी आकाशगंगाएँ पहले पहचानी गई आकाशगंगाओं की तरह ही दूर थीं, लेकिन उन्होंने विश्वसनीय, विश्वसनीय दूरी की पुष्टि की थी। हालांकि, इन आकाशगंगाओं का द्रव्यमान बहुत कम था: लगभग 10^8 और 10^9 सौर द्रव्यमान।
तो फिर यह प्रश्न बन गया कि क्या ΛCDM ब्रह्मांड के इतिहास में इतनी कम उम्र में इन छोटी आकाशगंगाओं के अस्तित्व की अनुमति देता है, या तनाव बना रहता है?
सिमुलेशन आओ
आकाशगंगाओं का निर्माण कोई आसान काम नहीं है। जबकि पेन-एंड-पेपर गणित ब्रह्मांड विज्ञानियों को ΛCDM मॉडल के भीतर ब्रह्मांड के समग्र इतिहास और विकास को चार्ट करने की अनुमति दे सकता है, आकाशगंगा निर्माण में कई प्रकार के भौतिकी के जटिल परस्पर क्रिया शामिल हैं: गुरुत्वाकर्षणस्टार गठन और सुपरनोवा विस्फोट, धूल वितरण, ब्रह्मांडीय किरणोंचुंबकीय क्षेत्र और बहुत कुछ।
इन सभी अंतःक्रियाओं के लिए लेखांकन के लिए सुपरकंप्यूटर सिमुलेशन के उपयोग की आवश्यकता होती है जो ब्रह्मांड की कच्ची, मौलिक स्थिति को अरबों साल पहले लेते हैं और कृत्रिम आकाशगंगाओं के निर्माण के लिए भौतिकी के नियमों का पालन करते हैं। वास्तविक दुनिया (आकाशगंगा) में जो कुछ भी हम देखते हैं उसे ΛCDM मॉडल के मूलभूत मापदंडों से जोड़ने का यही एकमात्र तरीका है (जैसे सामान्य और गहरे द्रव्य ब्रह्मांड में)।
सिमुलेशन ने शोधकर्ताओं को कई प्रकार के मॉडल के साथ खेलने की अनुमति दी। यदि कोई मॉडल उस उम्र में उस द्रव्यमान की आकाशगंगाओं को उत्पन्न नहीं कर सका, तो ΛCDM मुश्किल में पड़ जाएगा।
शुक्र है कि ऐसी कोई समस्या नहीं थी। प्रारंभिक ब्रह्मांड में 10 ^ 8 सौर द्रव्यमान वाली आकाशगंगाओं की उपस्थिति ΛCDM के लिए कोई पसीना नहीं था, टीम ने अपने शोध पत्र में समझाया, जो द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स को प्रस्तुत किया गया है और एक प्रीप्रिंट के रूप में उपलब्ध है arXiv.
हमेशा की तरह, यह अंतिम उत्तर नहीं है। खगोलविद अभी भी प्रारंभिक ब्रह्मांड में एक बहुत बड़ी आकाशगंगा की दूरी की पुष्टि कर सकते हैं जो हमें आकाशगंगा निर्माण की हमारी समझ पर पुनर्विचार करने के लिए मजबूर कर सकती है, और शायद ΛCDM ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल भी। विज्ञान में, खुले दिमाग रखना हमेशा महत्वपूर्ण होता है। लेकिन शुरुआती वेब डेटा से किए गए अतिरंजित दावे अभी तक चिंता करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं।
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