Main Menu

ब्रम्हाण्डमा कालो पदार्थ र कालो ऊर्जा छ भनेर कसरी थाहा पाउँछन् वैज्ञानिकहरू ?

  • तुल्सीदास महर्जन

scientists-know-dark-energy-matter-existअचम्म लाग्छ वैज्ञानिकहरुको कल्पना ! गजब छ उनीहरुको तर्क र खोज ! उनीहरु प्रत्यक्ष रुपमा देख्दै नदेखिने र उपलब्ध अत्याधुनिक उपकरणले पक्रनै नसकिने भएपनि अनपेक्षित परिणामहरुको विश्लेषण र तर्कको आधारमा नयाँ र अचम्मलाग्दा कुराहरुको अस्तित्वको कल्पना गर्न पुग्छन् । र, त्यसको खोजमा लागी पर्छन् । ब्रम्हाण्डमा कालो पदार्थ (Dark Matter) तथा कालो ऊर्जा (Dark Energy) को अस्तित्वको कुरा पनि त्यस्तै हो ।

सन् १९२४ मा अमेरिकी खगोलशास्त्री इडविन हब्बलले आफूले विकसित गरेको नयाँ तथा त्यतिखेरको सबभन्दा ठूलो टेलिस्कोपको सहायताले खगोलमा थुप्रै तारापुञ्जहरु भएको तथ्य पत्ता लगाए । त्यसअघिसम्म खगोलमा एउटै मात्र तारापुञ्ज हाम्रो आकाशगंगा (Milky Way) रहेको विश्वास गरिन्थ्यो । त्यसैले तारापुञ्ज र ब्रम्हाण्डलाई पर्यायको रुपमा लिइन्थ्यो । खगोलशास्त्री हब्बलले खगोलमा अन्य तारापुञ्जहरु पनि अस्तित्वमा रहेको तथ्य पत्ता लगाएबाट पहिलेको विश्वास टुट्न पुग्यो । त्यसपछि खगोलशास्त्रीहरुले खगोलमा अर्थात् ब्रम्हाण्डमा नयाँनयाँ तारापुञ्जहरु पत्ता लगाउने होड नै चलाए । वैज्ञानिकहरुको मतैक्यता अहिले केमा छ भने तारापुञ्जहरु सय, दुई सय, हजार र लाख होइन – लाख, करोड र अरबमात्र पनि होइन, झण्डै दुई सय अरबको संख्यामा तिनीहरु ब्रम्हाण्डमा रहेका छन् । स्मरणीय के छ भने एउटै तारापुञ्जमा नै पनि एक खर्बभन्दा बढी ताराहरु अर्थात् सूर्यहरु रहेका हुन्छन् ।

खगोलशास्त्री इडविन हब्बल

खगोलशास्त्रको शुरुकालमा ब्रम्हाण्ड स्थिर र अपरिवर्तनीय भएको विश्वास गरिन्थ्यो । तर वैज्ञानिक हब्बलले थुप्रै ब्रम्हाण्डहरु(तारापुञ्जहरु) पत्ता लगाएपछि यस विश्वासमा संकट पैदा भयो । र, त्यसपछिका अध्ययनहरुले के कुराको पुष्टि गरेका छन् भने साँच्ची नै ब्रम्हाण्ड स्थिर छैन । यो गतिशील छ । वैज्ञानिकहरुका अनुसार ब्रम्हाण्डमा तारापुञ्जहरु एकअर्काबाट टाढिएर भागिरहेका छन् । त्यसैले ब्रम्हाण्ड लगातार फैलिरहेको छ । ब्रम्हाण्ड फैलिंदै गरेको तथ्यको विश्लेषणबाट नै वैज्ञानिकहरुले ‘महाविस्फोट’ (Big Bang) को सिद्धान्त प्रतिपादन गरेका हुन् । उनीहरुको तर्क के छ भने ब्रम्हाण्ड फैलिंदै गर्नुको अर्थ अगाडिका समयहरुमा यो खुम्चिएको अवस्थामा थियो । समय जति अतीतको हुन्छ, ब्रम्हाण्ड त्यति नै खुम्चिएको हुन्छ । र, समय तथा ब्रमहाण्डको गतिको गणना गरी वैज्ञानिकहरुले के निष्कर्ष निकाले भने आजभन्दा करिब १५ अर्ब वर्ष पहिले सम्पूर्ण ब्रम्हाण्ड एउटै अति घनत्वको डल्लोको रुपमा थियो र त्यही डल्लोको ‘विस्फोटन’बाट ब्रम्हाण्डको सृष्टि भयो । त्यही विस्फोटनलाई वैज्ञानिकहरु महाविस्फोट (Big Bang) भन्छन् ।

आजभोलि खगोल–विज्ञान जगतमा ‘महाविस्फोटको सिद्धान्त’ (Big Bang Theory) लाई सर्वस्वीकार्य सिद्धान्तको रुपमा लिइन्छ । तर यो सिद्धान्त प्रतिपादन भएको शुरुकालदेखि नै एउटा के प्रश्न अनुत्तरित बन्दै आयो भने त्यत्रो विशाल ब्रम्हाण्डमा विशाल तारापुञ्जहरुका विशाल झुण्डहरु कसरी बने र ब्रम्हाण्डका तारापुञ्जहरु एकले अर्कोलाई आ-आफ्नो गुरुत्वाकर्षण बलले तानिरहेको स्थितिमा तिनीहरू एकअर्काको नजिक नआई एकअर्काबाट निरन्तर टाढिँदै जानको निम्ति आवश्यक अपार ऊर्जा कहाँबाट आयो ?

यसै सन्दर्भलाई लिएर तारापुञ्जहरुको गतिको विश्लेषण गर्ने क्रममा सन् १९७० को दशकमा खगोल–भौतिक वैज्ञानिकहरुले के कुराको धारणा बनाए भने ब्रम्हाण्डमा दृश्ययोग्य पदार्थहरु (Visible Matter) मात्र छैनन्, त्यहाँ अदृश्य पदार्थहरु(कणहरु) पनि रहेका छन् । ती अदृश्य पदार्थहरुलाई उनीहरुले ‘कालो पदार्थ’ (Dark Matter) भनी नामाकरण गरे । र, तारापुञ्जहरुको गतिको अध्ययन गरेर तिनीहरुले ब्रम्हाण्डमा दृश्ययोग्य पदार्थहरुभन्दा १० गुना बढी ‘कालो पदार्थ’ भएको आकलन गरे ।

त्यतिखेर यस पदार्थको सम्भाव्य व्याख्या के रहेको थियो भने यो पदार्थ एक किसिमका नयाँ कणहरुबाट बनेको हुन्छ । तिनीहरुलाई वैज्ञानिकहरुले ‘कमजोर प्रतिक्रियामा रहेका भारी कणहरु’ (Weakly Interacting Massive Particles अथवा Wimps) भनी नामाकरण गरे । ती कणहरुले प्रकाश निकाल्दैनन् र साधारण पदार्थसँग मुश्किलले मात्र प्रतिक्रिया देखाउँछन् । त्यसैले तिनीहरुलाई सिधा हेरेर वा कुनै पनि प्रकारको विद्युत-चुम्बकीय विकिरणको सहायताबाट अबलोकन गरी पक्रन वा देख्न सकिँदैन । खास सैद्धान्तिक बिचारको आधारमा तार्किक रुपले मात्र तिनीहरुको अस्तित्वलाई स्वीकार्न सकिन्छ ।

वैज्ञानिकहरुले तीन वटा प्रमुख सैद्धान्तिक बिचारहरुको आधारमा ब्रम्हाण्डमा ‘कालो पदार्थ’ को अस्तित्व रहेको तर्क गरेका छन् ।

१. तारापुञ्जहरुको परिक्रमण दरको आधारमा

वैज्ञानिकहरुले के पत्ता लगाएका छन् भने तारापुञ्जहरु आकाशगंगाको नजिक बढी दरको गतिमा परिक्रमणरत छन् । यो दर तिनीहरुमा रहेको दृश्ययोग्य पदार्थको मात्रामा आधारित भएर सोच्न सकिँदैनथ्यो । धेरै खगोलविद्हरुले यो परिणतीको आधारमा तारापुञ्जहरुको ९० प्रतिशतभन्दा बढी पदार्थ अदृश्यमा रहेको निष्कर्ष निकालेका छन् ।

२. तारापुञ्जहरुका झुण्डहरुको उपस्थितिको आधारमा

ब्रम्हाण्डमा धेरै तारापुञ्जहरु झुण्ड-झुण्डको रुपमा समूहबद्ध भई बसेका छन् । तिनीहरु त्यसरी अरबौं वर्षदेखि झुण्डहरुमा बाँधिदै बस्नुको पछाडि कुनै अदृश्य विशाल पदार्थको गुरुत्वाकर्षणको भूमिका रहेको छ । त्यो अदृश्य पदार्थ ‘कालो पदार्थ’ हो । तारापुञ्जहरुको झुण्डहरुमा ९० प्रतिशतभन्दा बढी पदार्थ ‘कालो पदार्थ’ नै रहेको कुरा गणितीय तर्कको आधारमा व्यक्त गरिएको छ ।

३.स्फीतिकृत महाविस्फोटको नमूना (Inflationary big bang model) को आधारमा

महाविस्फोटको सिद्धान्तलाई उपयुक्त ढंगले व्याख्या गर्ने क्रममा वैज्ञानिकहरुले ब्रम्हाण्ड विस्तारको एउटा नमूना बनाएका छन् । त्यस नमूना अनुसार महाविस्फोटको पहिलो १ सेकेण्ड समयको धेरै थोरै खण्डमा ब्रम्हाण्ड अति बढी मात्रामा फैलियो । उनीहरुले गणना गरेअनुसार विस्फोटनको १०–३५ देखि १०–३२ सेकेण्डको बीचमा ब्रम्हाण्ड १०५० गुना बढी फैलियो । तर त्यही बिन्दुमा नै अति तीब्रको फैलावटको क्रम बन्द भयो । र, त्यसपछिको समयदेखि अहिलेसम्म करिब-करिब एउटै गतिमा ब्रम्हाण्ड फैलिरहेको छ ।

वैज्ञानिकहरु के तर्क गर्छन् भने यदि स्फीतिकृत महाविस्फोटको नमूनाको सिद्धान्त सही छ भने खगोलीय अचल (cosmological constant) को मान १ को हाराहारी हुन आउँछ । (खगोलीय अचल खगोलसम्बन्धी विश्लेषणमा गणितीय तर्क प्रस्तुत गर्दा वैज्ञानिक आइन्स्टाइनले प्रयोग गरेको एउटा अचल संख्या हो ।) र, यदि खगोलीय अचलको मान १ को हाराहारी पुग्छ भने ब्रम्हाण्डको कुल पिण्ड अहिलेको दृश्ययोग्य पिण्ड (Visible Mass) भन्दा सय गुना बढी हुन आउँछ । यो गणनाबाट के संकेत दिन्छ भने ब्रम्हाण्डको ९९ प्रतिशतभन्दा पिण्ड ‘कालो पदार्थ’ ले बनेको छ ।

खगोल–भौतिक वैज्ञानिकहरु के विश्वास गर्छन् भने ब्रम्हाण्डमा साधारण पदार्थको विशाल खण्डलाई एकत्रित गरी तारापुञ्जहरु निर्माण गर्नमा ‘कालो पदार्थ’ले काम गरेको हुन्छ, किनकि यसमा प्रचुर गुरुत्वाकर्षण रहेको हुन्छ । तर तारापुञ्जहरु एकअर्काबाट टाढिएर गई ब्रम्हाण्ड फैलिंदै जानुमा अर्कै चीजले काम गरिरहेको छ । उनीहरुका अनुसार त्यो चीज हो– ‘कालो ऊर्जा’ (Dark Energy) ।

वैज्ञानिकहरु के भन्छन् भने ‘कालो पदार्थ’ मा पिण्ड हुन्छ तर ‘कालो ऊर्जा’ मा हुँदैन । पहिलोले साधारण पदार्थलाई एकत्रित गरी तारापुञ्ज बनाउँनमा भूमिका खेल्छ भने दोस्रोले साधारण पदार्थहरु एकआपसमा विकर्षित हुन प्रेरित गर्छ । यसो हुनुको कारण पहिलोले गुरुत्वाकर्षण पैदा गर्छ भने दोस्रोले त्यसको विपरित प्रतिगुरुत्वाकर्षण (Anti-gravity) पैदा गर्छ । दोस्रोले तारापुञ्जहरुलाई एकआपसमा विकर्षित गरी टाढा धकेल्दछ र ब्रम्हाण्ड फैलिंदै गर्नुमा यसैको योगदान रहेको कुरा वैज्ञानिकहरु तर्क गर्छन् । उनीहरुका अनुसार ‘कालो ऊर्जा’ सारा ब्रम्हाण्डमा समान रुपले फिंजिएको छ ।

सन्दर्भ सामग्रीहरुः

१. Microsoft Encarta Encyclopedia-2004
२. The Statesman 19 July, 2004

(Visited 175 times, 1 visits today)

टिप्पणी

comments