What Happens When Black Holes Collide?
ब्लैक होल की टक्कर (Black Holes Collide) हमें यह मापने में मदद कर सकती है कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से फैल रहा है। ब्लैक होल आमतौर पर वह जगह होती है जहां इन्फॉर्मेशन गायब हो जाती है। लेकिन वैज्ञानिकों ने ब्रह्मांड के इतिहास के बारे में बताने के लिए इसके अंतिम मोमेंट का उपयोग करने के लिए एक तरकीब खोज ली है।
एक नए अध्ययन में, शिकागो विश्वविद्यालय के दो खगोल भौतिकीविदों ने यह मापने के लिए कि हमारे ब्रह्मांड का विस्तार कितनी तेजी से फैल रहा है, टकराने वाले ब्लैक होल के जोड़े का उपयोग करने के लिए एक मेथड निर्धारित किया है। इस प्रकार समझें कि ब्रह्मांड कैसे विकसित हुआ, यह किससे बना है, और कहां से बना है और कहाँ जा रहा है।
विशेष रूप से वैज्ञानिकों को लगता है कि नई तकनीक, जिसे वे “स्पेक्ट्रल सायरन” कहते हैं। यह हमें ब्रह्मांड के अन्यथा elusive “teenage” years के बारे में बताने में सक्षम हो सकती है। हालांकि अभी इस पर अध्ययन जारी है, जल्द ही कोई बड़ा खुलाशा होने वाला है।
एक कॉस्मिक रूलर
हाल ही में चल रही एक वैज्ञानिक बहस वास्तव में ब्रह्मांड का विस्तार कितनी तेजी से हो रहा है, पर ज्यादा फोकस कर रही है। यह एक संख्या है, जिसे हबल स्थिरांक कहा जाता है। अब तक उपलब्ध विभिन्न तरीकों से थोड़ा अलग उत्तर मिलते हैं, और वैज्ञानिक इस दर को मापने के वैकल्पिक तरीके खोजने के लिए उत्सुक हैं।
इस संख्या की सटीकता की जाँच करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि यह ब्रह्मांड की उम्र और इतिहास जैसे मूलभूत प्रश्नों की हमारी समझ को प्रभावित करता है। यह नया अध्ययन विशेष डिटेक्टरों का उपयोग करके इस गणना को करने का एक तरीका प्रदान करता है, जो ब्लैक होल टकराव के cosmic echoes को बताती हैं।
कभी न कभी दो ब्लैक होल एक-दूसरे से जरूर टकराएंगे। यह घटना इतनी शक्तिशाली होगी, कि यह सचमुच अंतरिक्ष-समय में एक लहर पैदा कर सकती है जो ब्रह्मांड में दूर-दूर तक यात्रा करेगी। यहां पृथ्वी पर यूएस लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) उन तरंगों को ओबजर्व कर सकती हैं, जिन्हें गुरुत्वाकर्षण तरंगें कहा जाता है।
पिछले कुछ वर्षों में LIGO ने लगभग 100 जोड़े ब्लैक होल टकराने (Black Holes Collide) से रीडिंग एकत्र की है। प्रत्येक टक्कर के संकेत में इस बात की जानकारी होती है कि ब्लैक होल कितने विशाल थे। लेकिन सिग्नल अंतरिक्ष में घूमता रहा है, और उस दौरान ब्रह्मांड का विस्तार हुआ। यह घटना सिग्नल के गुणों को बदल देती है।
“उदाहरण के लिए, यदि आप एक ब्लैक होल लेते हैं और इसे शुरुआती ब्रह्मांड में रखते हैं। तो उससे निकला सिग्नल बदल जाएगा और यह वास्तव में जितना बड़ा है उससे बड़ा ब्लैक होल जैसा दिखेगा। इसे यूशिकागो के खगोलशास्त्री डैनियल होल्ज़ ने समझाया, जो दो लेखकों में से एक है।
स्पेक्ट्रल सायरन विधि क्या है?
यदि वैज्ञानिक यह मापने का कोई तरीका निकाल सकते हैं कि वह संकेत कैसे बदल गया, तो वे ब्रह्मांड की विस्तार दर की गणना कर सकते हैं। हालांकि समस्या अंशांकन है: वे कैसे जानते हैं कि यह मूल से कितना बदल गया है?
अपने नए पेपर में, होल्ज़ और पहले लेखक जोस मारिया एज़क्विआगा ने सुझाव दिया है कि वे एक अंशांकन उपकरण के रूप में ब्लैक होल की पूरी आबादी के बारे में हमारे नए ज्ञान का उपयोग कर सकते हैं। उदाहरण के लिए वर्तमान साक्ष्य बताते हैं कि अधिकांश ज्ञात ब्लैक होल हमारे सूर्य के द्रव्यमान के पांच से 40 गुना के बीच हैं।
नासा आइंस्टीन पोस्टडॉक्टरल फेलो और कावली इंस्टीट्यूट फॉर कॉस्मोलॉजिकल फिजिक्स फेलो एज़क्विगा ने कहा, “इसलिए हम पास के ब्लैक होल के द्रव्यमान को मापते हैं और उनकी विशेषताओं को समझते हैं, और फिर हम आगे देखते हैं कि वे आगे कितने स्थानांतरित हो गए हैं।” यह आपको ब्रह्मांड के विस्तार का एक माप देता है।
लेखकों ने इसे “स्पेक्ट्रल सायरन” विधि करार दिया, ‘मानक सायरन’ पद्धति के लिए एक नया दृष्टिकोण जिसे होल्ज़ और सहयोगी अग्रणी रहे हैं। वैज्ञानिक उत्साहित हैं क्योंकि भविष्य में, जैसे-जैसे LIGO की क्षमताओं का विस्तार होगा, ब्रह्मांड के “teenage” years में एक अनूठी समझ प्रदान कर सकती है। लगभग 10 अरब साल पहले, जो अन्य तरीकों से अध्ययन करना मुश्किल है।
ब्रह्मांड के सबसे शुरुआती क्षणों को देखने के लिए शोधकर्ता cosmic microwave background का उपयोग करते हैं, और वे ब्रह्मांड के हाल के इतिहास का अध्ययन करने के लिए हमारी अपनी आकाशगंगा के पास आकाशगंगाओं को देखते हैं। लेकिन बीच की अवधि तक पहुंचना कठिन है, और यह विशेष वैज्ञानिक रुचि का क्षेत्र है।
“यह उस समय के आसपास है जब हमने डार्क मैटर से ब्रह्मांड में प्रमुख शक्ति होने के कारण डार्क एनर्जी पर ज्ञान प्राप्त कर लिया है, और हम इस महत्वपूर्ण ट्रांसमिशन का अध्ययन करने में बहुत रुचि रखते हैं,” एज़क्विआगा ने कहा।
हबल स्थिरांक की गणना करने के लिए उपयोग की जाने वाली अन्य विधियां सितारों और आकाशगंगाओं की भौतिकी की हमारी वर्तमान समझ पर निर्भर करती हैं, जिसमें बहुत से जटिल भौतिकी और खगोल भौतिकी शामिल हैं। इसका मतलब है कि अगर कुछ ऐसा है जिसे हम अभी तक नहीं जानते हैं तो माप काफी कम हो सकता है।
इसके विपरीत, यह नई ब्लैक होल विधि लगभग विशुद्ध रूप से आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत पर निर्भर करती है, जिसका अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है और वैज्ञानिकों ने अब तक इसका परीक्षण करने के सभी तरीकों के खिलाफ खड़ा किया है।
सभी ब्लैक होल से उनके पास जितनी अधिक रीडिंग होगी, यह अंशांकन उतना ही सटीक होगा। होल्ज़ ने कहा, “हमें अधिमानतः हजारों इन सिगनल्स की आवश्यकता है, जो हमें कुछ वर्षों में और अगले एक या दो दशक में और भी अधिक होने चाहिए।” उस समय यह ब्रह्मांड के बारे में जानने के लिए एक अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली तरीका होगा।
दो ब्लैक हॉल के टकराने से क्या होता है?
दो ब्लैक होल आपस में टकरा सकते हैं। एक बार जब वे इतने करीब आ जाते हैं कि वे एक-दूसरे के गुरुत्वाकर्षण से बच नहीं पाते हैं, तो वे एक बड़े ब्लैक होल में विलीन हो जाएंगे। ऐसी घटना बेहद हिंसक होगी। शक्तिशाली कंप्यूटरों पर इस घटना का अनुकरण करते हुए भी, हम इसे पूरी तरह से नहीं समझ सकते हैं।
हालांकि, हम जानते हैं कि एक ब्लैक होल की टक्कर (Black Holes Collide) जबरदस्त ऊर्जा पैदा करेगी और ब्रह्मांड के space-time fabric के माध्यम से बड़े पैमाने पर तरंगें भेजेगा। इन तरंगों को गुरुत्वीय तरंगें कहते हैं।
ब्लैक होल की टक्कर अभी तक किसी ने नहीं देखी है। हालाँकि, ब्रह्मांड में कई ब्लैक होल हैं और यह मान लेना बेमानी नहीं है कि वे टकरा सकते हैं। वास्तव में हम उन आकाशगंगाओं के बारे में जानते हैं जिनमें दो सुपरमैसिव ब्लैक होल खतरनाक रूप से एक-दूसरे के करीब आते हैं।
सैद्धांतिक मॉडल भविष्यवाणी करते हैं कि ये ब्लैक होल एक-दूसरे की ओर तब तक घूमते रहेंगे जब तक कि वे अंततः टकरा न जाएं। गुरुत्वाकर्षण तरंगों को कभी भी प्रत्यक्ष रूप से नहीं देखा गया है। हालांकि ये आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत की एक मौलिक भविष्यवाणी हैं।
इनका पता लगाना गुरुत्वाकर्षण की हमारी समझ का एक महत्वपूर्ण परीक्षण प्रदान करेगा। यह ब्लैक होल के भौतिकी में महत्वपूर्ण नई insights भी प्रदान करेगा। बाहरी अंतरिक्ष से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने में सक्षम बड़े उपकरण हाल के वर्षों में बनाए गए हैं।
इससे भी अधिक शक्तिशाली उपकरण बनाए जा रहे हैं। जिस क्षण वे अपनी पहली गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाते हैं, आप निश्चित रूप से इसके बारे में सुनेंगे। यह मानव इतिहास का एक बहुत बड़ा दिन होगा।
ब्लैक हॉल
ब्लैक होल अविश्वसनीय रूप से काफी डेंस (dence) होते हैं और उनमें एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण खिंचाव होता है। जब दो ब्लैक होल टकराते हैं, तो वे भारी मात्रा में गुरुत्वाकर्षण तरंगें छोड़ते हैं। ये तरंगें दो ब्लैक होल की कक्षीय ऊर्जा के नुकसान और eventual merger के लिए जिम्मेदार होती हैं।
ऐसा प्रतीत होता है कि हाल के महीनों और वर्षों में ब्लैक होल की बहुत चर्चा हुई है, और जबकि ब्रह्मांड की इन रहस्यमय घटनाओं का अध्ययन एक सदी के बेहतर हिस्से के लिए किया गया है, फिर भी कई अनुत्तरित प्रश्न हैं। ब्लैक होल की गुरुत्वाकर्षण शक्ति इतनी प्रबल होती है कि प्रकाश उससे बच नहीं सकता और जाहिर तौर पर इससे ब्लैक होल के रहस्य भी नहीं जान सकते!
2016 की शुरुआत में, वैज्ञानिकों ने पहली बार गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाते हुए एक अविश्वसनीय खोज की, जिसका मतलब था कि दो ब्लैक होल दूर के ब्रह्मांड में कहीं टकराए थे। इस कहानी ने अंतरराष्ट्रीय सुर्खियां बटोरीं,और अंतरिक्ष, गुरुत्वाकर्षण और ब्रह्मांड के निर्माण के बारे में हमारे ज्ञान में एक बड़ा कदम है।
ब्लैक होल के बारे में इतने सारे उत्साह के साथ, यह स्वाभाविक ही है कि लोग नाटकीय विवरण जानना चाहेंगे। तो ब्लैक होल के टकराने पर क्या होता है?
ब्लैक होल की Death Spiral
ब्लैक होल मृत सितारों के अवशेष होते हैं जो अपने आप में ढह गए हैं। इन अविश्वसनीय रूप से घने ब्लैक होल आकाशगंगाओं में खतरनाक रूप से तैरते हैं। ये अधिक से अधिक पदार्थ खाते हैं और आकार और ताकत में बढ़ते हैं।
दो ब्लैक होल की टक्कर अंतिम गैलेक्टिक ग्रज मैच होगी, लेकिन चूंकि ब्लैक होल के घटना क्षितिज (“बिना वापसी के बिंदु”) को पार करने के बाद कुछ भी ब्लैक होल की पकड़ से बच नहीं सकता है, इसलिए यह जानना मुश्किल है कि वास्तव में क्या होता है।
कुछ सिद्धांत भविष्यवाणी करते हैं कि जब दो ब्लैक होल एक-दूसरे को गुरुत्वाकर्षण रूप से प्रभावित करना शुरू करते हैं, तो वे एक-दूसरे की परिक्रमा करना शुरू कर देंगे, जो एक सख्त सर्पिल में बंद हो जाएगा। आखिरकार, दो ब्लैक होल एक एकल, बड़े ब्लैक होल में विलीन हो जाएंगे, लेकिन इस विलय से उत्पन्न ऊर्जा की एक अविश्वसनीय मात्रा होगी।
ब्लैक होल अविश्वसनीय रूप से तेज गति से घूमते हैं (कुछ मामलों में 1/3 से 1/2 प्रकाश की गति), और अक्सर हमारे सूर्य से 100 मिलियन गुना अधिक विशाल होते हैं। इसलिए एक विरोधी सिद्धांत भी मौजूद है, जिसमें कहा गया है कि दो ब्लैक होल नकारात्मक रूप से interact करते हैं और एक दूसरे से तेजी से घूमने के कारण पीछे हटते हैं।
किसी भी ब्लैक होल को घेरने वाले विशाल चुंबकीय गैस बादल होते हैं। जैसे ही दो ब्लैक होल के अविश्वसनीय चुंबकीय और गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र आपस में interact करना शुरू करते हैं, वे ब्लैक होल की अभिवृद्धि डिस्क के ऊपर एक फ़नल के आकार का भंवर बनाएंगे।
टक्कर के अंतिम चरण में, दो ब्लैक होल प्रकाश की आधी गति की गति से परिक्रमा करते हैं, और फिर अंत में ऊर्जा के एक विस्फोट में एक साथ मिल जाते हैं जिसे पूरे ब्रह्मांड में महसूस किया जा सकता है।
हम जो जानते हैं वह यह है कि जब ब्लैक होल टकराते हैं, तो वे भारी मात्रा में गुरुत्वाकर्षण तरंगें छोड़ते हैं, जो वास्तव में दो ब्लैक होल की कक्षीय ऊर्जा के नुकसान और eventual merger के लिए जिम्मेदार होती हैं। इन गुरुत्वाकर्षण तरंगों को “फ्लैश” के रूप में बाहर भेजा जाता है। यह तरंगे fabric of space-time के माध्यम से “लहर” के रूप में गति करती हैं।
इन दुर्लभ तरंगों का पता पृथ्वी पर अत्यधिक संवेदनशील उपकरणों से लगाया जा सकता है, जैसे कि लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी (LIGO) में पाए जाने वाले, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में वाशिंगटन और लुइसियाना में स्थित खगोलीय उपकरणों की एक जोड़ी है।
2016 की शुरुआत में, LIGO के वैज्ञानिकों ने लगभग 1.3 बिलियन प्रकाश वर्ष दूर दो ब्लैक होल की टक्कर से गुरुत्वाकर्षण तरंगों की अपनी पहली पुष्टि की खोज की। इसका मतलब है कि वे दो ब्लैक होल तब टकराए जब पृथ्वी पर पहले पौधे विकसित हो रहे थे, हमारे ग्रह पर पहले जानवरों के विकसित होने से लगभग 650 मिलियन वर्ष पहले। उन गुरुत्वाकर्षण तरंगों को अंतरिक्ष की विशालता को पार करने और मानव द्वारा पता लगाने में इतना समय लगा है।
निष्कर्ष
तो दोस्तों यह था हमारा आज का आर्टिक्ल की हम दो ब्लैक हॉल की टक्कर से ब्रह्मांड के फैलने की स्पीड का कैसे पता लगा सकते हैं। इसके अलावा हमने इसमें दो ब्लैक हॉल की टक्कर होने पर क्या होता है? इसके बारे में भी अच्छे से पता लगाया है। What Happens When Black Holes Collide?