अब तक बनाए गए सबसे बड़े गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर का उपयोग करके, हमने पहले की रिपोर्टों की पुष्टि की है कि ब्रह्मांड का कपड़ा लगातार कंपन कर रहा है। यह पृष्ठभूमि गड़गड़ाहट संभवतः आकाशगंगाओं के हृदय में स्थित विशाल ब्लैक होल के बीच टकराव के कारण होती है।
हमारे डिटेक्टर के परिणाम – आकाशगंगा में फैले तेजी से घूमने वाले न्यूट्रॉन सितारों की एक श्रृंखला – से पता चलता है कि यह “गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि” पहले की तुलना में अधिक तेज़ हो सकती है। हमने आकाश में गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अब तक का सबसे विस्तृत मानचित्र भी बनाया है, और दक्षिणी गोलार्ध में गतिविधि का एक दिलचस्प “हॉट स्पॉट” पाया है।
हमारा अनुसंधान है प्रकाशित आज में तीन पेपर रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस में।
अंतरिक्ष और समय में तरंगें
गुरुत्वाकर्षण तरंगें स्थान और समय के ताने-बाने में लहरें हैं। इनका निर्माण तब होता है जब अविश्वसनीय रूप से सघन और विशाल वस्तुएँ कक्षा में घूमती हैं या एक दूसरे से टकराती हैं।
ब्रह्मांड में सबसे घनी और सबसे विशाल वस्तुएँ ब्लैक होल हैं, जो मृत तारों के अवशेष हैं। ब्लैक होल का अध्ययन करने का एकमात्र तरीका उन गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज करना है जो वे एक दूसरे के निकट जाने पर उत्सर्जित करते हैं।
प्रकाश की तरह, गुरुत्वाकर्षण तरंगें भी एक स्पेक्ट्रम में उत्सर्जित होती हैं। सबसे विशाल ब्लैक होल सबसे धीमी और सबसे शक्तिशाली तरंगें उत्सर्जित करते हैं – लेकिन उनका अध्ययन करने के लिए, हमें अपनी आकाशगंगा के आकार के डिटेक्टर की आवश्यकता होती है।
अपेक्षाकृत छोटे ब्लैक होल के बीच टकराव से निर्मित उच्च-आवृत्ति गुरुत्वाकर्षण तरंगों को पृथ्वी-आधारित डिटेक्टरों के साथ पकड़ा जा सकता है, और उन्हें पहली बार 2015 में देखा गया था। हालाँकि, प्रमाण पिछले वर्ष तक धीमी, अधिक शक्तिशाली तरंगों का अस्तित्व नहीं पाया गया था।
दुनिया भर के खगोलविदों के कई समूहों ने विशेष प्रकार के तारों के समूहों के व्यवहार को बारीकी से देखकर गैलेक्टिक-स्केल गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों को इकट्ठा किया है। हमारा प्रयोग, मीरकैट पल्सर टाइमिंग ऐरेइन गैलेक्टिक-स्केल डिटेक्टरों में सबसे बड़ा है।
आज हमने कम आवृत्ति वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों के लिए और सबूतों की घोषणा की है, लेकिन पहले के परिणामों से कुछ दिलचस्प अंतरों के साथ। अन्य प्रयोगों के केवल एक तिहाई समय में, हमें एक संकेत मिला है जो अनुमान से अधिक सक्रिय ब्रह्मांड का संकेत देता है।
हम पहले से कहीं अधिक सटीकता से आकाशगंगाओं के विलय द्वारा पीछे छोड़ी गई ब्रह्मांडीय वास्तुकला का मानचित्रण करने में भी सक्षम हुए हैं।
ब्लैक होल, आकाशगंगाएँ और पल्सर
वैज्ञानिकों का मानना है कि अधिकांश आकाशगंगाओं के केंद्र में एक विशाल वस्तु रहती है जिसे सुपरमैसिव ब्लैक होल के रूप में जाना जाता है। अपने विशाल द्रव्यमान के बावजूद – हमारे सूर्य के द्रव्यमान का अरबों गुना – इन ब्रह्मांडीय दिग्गजों का अध्ययन करना मुश्किल है।
खगोलशास्त्री दशकों से महाविशाल ब्लैक होल के बारे में जानते हैं, लेकिन प्रत्यक्ष रूप से केवल एक का ही अवलोकन किया है 2019 में पहली बार.
जब दो आकाशगंगाएँ विलीन हो जाती हैं, तो उनके केंद्रों पर ब्लैक होल एक-दूसरे की ओर सर्पिल होने लगते हैं। इस प्रक्रिया में वे धीमी, शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंगें भेजते हैं जिससे हमें उनका अध्ययन करने का अवसर मिलता है।
हम इसे विदेशी ब्रह्मांडीय वस्तुओं के दूसरे समूह का उपयोग करके करते हैं: पल्सर. ये मुख्य रूप से न्यूट्रॉन से बने अत्यंत घने तारे हैं, जो एक शहर के आकार के आसपास हो सकते हैं लेकिन सूर्य से दोगुने भारी हैं।
पल्सर एक सेकंड में सैकड़ों बार घूमता है। जैसे ही वे घूमते हैं, वे प्रकाशस्तंभों की तरह कार्य करते हैं, हजारों प्रकाश वर्ष दूर से विकिरण के स्पंदनों के साथ पृथ्वी पर प्रहार करते हैं। कुछ पल्सर के लिए, हम यह अनुमान लगा सकते हैं कि नैनोसेकंड के भीतर वह पल्स कब हम तक पहुंचेगी।
हमारे गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर इस तथ्य का उपयोग करते हैं। यदि हम एक ही समयावधि में कई पल्सर का निरीक्षण करते हैं, और जब पल्सर एक बहुत ही विशिष्ट तरीके से हम पर हमला करते हैं तो हम गलत होते हैं, तो हम जानते हैं कि एक गुरुत्वाकर्षण लहर पृथ्वी और पल्सर के बीच की जगह को खींच रही है या निचोड़ रही है।
हालाँकि, केवल एक लहर को देखने के बजाय, हम सभी दिशाओं में आड़ी-तिरछी लहरों से भरे एक ब्रह्मांडीय महासागर को देखने की उम्मीद करते हैं – ब्रह्मांड के इतिहास में सभी आकाशगंगाओं के विलय की गूंजती लहरें। इसे हम गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि कहते हैं।
आश्चर्यजनक रूप से तेज़ सिग्नल – और एक दिलचस्प ‘हॉट स्पॉट’
गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि का पता लगाने के लिए, हमने इसका उपयोग किया मीरकैट रेडियो टेलीस्कोप दक्षिण अफ़्रीका में. मीरकैट दुनिया की सबसे संवेदनशील रेडियो दूरबीनों में से एक है।
मीरकैट पल्सर टाइमिंग ऐरे के हिस्से के रूप में, यह लगभग पांच वर्षों से 83 पल्सर के एक समूह का अवलोकन कर रहा है, सटीक रूप से माप रहा है कि उनकी पल्स पृथ्वी पर कब आती है। इससे हमें गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि से जुड़ा एक पैटर्न खोजने में मदद मिली, केवल यह अन्य प्रयोगों द्वारा पाए गए पैटर्न से थोड़ा अलग है।
पैटर्न, जो दर्शाता है कि पृथ्वी और पल्सर के बीच का स्थान और समय उनके बीच से गुजरने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों द्वारा कैसे बदलता है, अपेक्षा से अधिक शक्तिशाली है।
इसका मतलब यह हो सकता है कि हमने जितना सोचा था उससे कहीं अधिक विशालकाय ब्लैक होल एक-दूसरे की परिक्रमा कर रहे हैं। यदि ऐसा है, तो यह और अधिक प्रश्न उठाता है – क्योंकि हमारे मौजूदा सिद्धांत सुझाव देते हैं कि जितना हम देख रहे हैं उससे कम सुपरमैसिव ब्लैक होल होने चाहिए।
हमारे डिटेक्टर का आकार, और मीरकैट टेलीस्कोप की संवेदनशीलता का मतलब है कि हम अत्यधिक सटीकता के साथ पृष्ठभूमि का आकलन कर सकते हैं। इससे हमें गुरुत्वाकर्षण तरंग पृष्ठभूमि के अब तक के सबसे विस्तृत मानचित्र बनाने की अनुमति मिली। इस तरह से पृष्ठभूमि का मानचित्रण हमारे ब्रह्मांड की ब्रह्मांडीय वास्तुकला को समझने के लिए आवश्यक है।
यह हमें हमारे द्वारा देखे गए गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेतों के अंतिम स्रोत तक भी ले जा सकता है। जबकि हमें लगता है कि इसकी पृष्ठभूमि इन विशाल ब्लैक होल की परस्पर क्रिया से उभरने की संभावना है, यह बिग बैंग के बाद प्रारंभिक, ऊर्जावान ब्रह्मांड में परिवर्तनों से भी उत्पन्न हो सकती है – या शायद इससे भी अधिक विदेशी घटनाओं से।
हमारे द्वारा बनाए गए मानचित्र दक्षिणी गोलार्ध के आकाश में गुरुत्वाकर्षण तरंग गतिविधि का एक दिलचस्प “हॉट स्पॉट” दिखाते हैं। इस प्रकार की अनियमितता अन्य विकल्पों के बजाय सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा निर्मित पृष्ठभूमि के विचार का समर्थन करती है।
हालाँकि, गैलेक्टिक आकार का डिटेक्टर बनाना अविश्वसनीय रूप से जटिल है, और यह कहना जल्दबाजी होगी कि यह वास्तविक है या सांख्यिकीय विसंगति है।
अपने निष्कर्षों की पुष्टि करने के लिए, हम अपने नए डेटा को के बैनर तले अन्य अंतर्राष्ट्रीय सहयोगों के परिणामों के साथ संयोजित करने पर काम कर रहे हैं अंतर्राष्ट्रीय पल्सर समय सारणी.
यह लेख क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत द कन्वर्सेशन से पुनः प्रकाशित किया गया है। मूल लेख पढ़ें यहाँ.
प्रकाशित – 31 दिसंबर, 2024 04:56 अपराह्न IST
