नया अध्ययन ब्रह्मांड की रीढ़ के रूप में ‘फजी’ डार्क मैटर का समर्थन करता है – दशकों के शोध के विपरीत

ब्रह्मांड की प्रकृति के बारे में भौतिकविदों का शीर्ष सिद्धांत गलत हो सकता है, अजीब तरह से विकृत प्रकाश के एक नए अध्ययन से पता चलता है।

नए शोध में तीन प्रमुख सिद्धांतों पर गौर किया गया गहरे द्रव्यवह अदृश्य वस्तु जो ब्रह्मांड के अधिकांश भाग को बनाती है और अधिकांश आकाशगंगाओं को संरचना प्रदान करती है, हालाँकि हम अभी भी नहीं जानते कि यह वास्तव में क्या है।

दशकों से, ठंडा डार्क मैटर (सीडीएम) ब्रह्मांड के अदृश्य मचान के लिए हमारा प्रमुख सिद्धांत रहा है। यह एक अच्छा विचार है: छोटे, धीमी गति से चलने वाले कण जो केवल गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से बातचीत करते हैं। लेकिन सीडीएम की अपनी समस्याएं हैं। उदाहरण के लिए, यह आकाशगंगा संबंधी विसंगतियों को समझाने और बौनी आकाशगंगाओं के अजीब घूर्णन वक्रों का वर्णन करने में संघर्ष करता है।

डार्क मैटर की प्रकृति का और अधिक परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिक दूर की आकाशगंगाओं से आने वाली मुड़ी हुई तारों की रोशनी का निरीक्षण करते हैं – एक प्रक्रिया जिसे गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग कहा जाता है – ताकि उनकी छिपी हुई वास्तुकला के बारे में महत्वपूर्ण सुराग मिल सकें। और एक नया पेपर प्रीप्रिंट डेटाबेस arXiv पर 23 जनवरी को प्रकाशित कुछ दिलचस्प बात सामने आई: यह गहन लेंसिंग विश्लेषण निर्णायक रूप से चिकने डार्क मैटर लेंस मॉडल को नापसंद करता है और मानक सीडीएम और अधिक विदेशी सेल्फ-इंटरेक्टिंग डार्क मैटर मॉडल दोनों पर फजी डार्क मैटर (एफडीएम) को दृढ़ता से पसंद करता है, जो प्रस्तावित करता है कि डार्क मैटर थोड़ा अपने आप से चिपक जाता है।

यदि इसे और अधिक सबूतों से मजबूत किया जा सकता है, तो यह खोज एक अस्पष्ट, अधिक क्वांटम जैसी वास्तविकता को उजागर करती है जो हम जो कुछ भी जानते हैं उसका आधार बनती है।

अंधेरे का स्वाद

खगोलशास्त्री अक्सर अलग-अलग डार्क मैटर “स्वादों” के बारे में बात करते हैं, जिसमें तीन प्रमुख सिद्धांत शीर्ष पर होते हैं।

सीडीएम में – प्रमुख सिद्धांत – डार्क मैटर एक विशाल, अदृश्य ब्रह्मांडीय मचान की तरह कार्य करता है। यह छोटे, धीमी गति से चलने वाले कणों से बना है। वे आसानी से एक साथ चिपक जाते हैं, जिससे बड़ी अदृश्य संरचनाएं, या “प्रभामंडल” और उनके भीतर अनगिनत छोटे गुच्छे बन जाते हैं। ये छोटे गुच्छे सुभालोस हैं, और ये आकाशगंगाओं के लिए गुरुत्वाकर्षण लंगर के रूप में कार्य करते हैं।

स्व-अंतःक्रियात्मक डार्क मैटरइस बीच, सुझाव है कि सीडीएम के उन अदृश्य रेत के दानों में हल्का चिपचिपापन या घर्षण होता है जब वे एक-दूसरे से टकराते हैं। इस अतिरिक्त अंतःक्रिया का मतलब है कि घने गुच्छों के भीतर, कण ऊर्जा स्थानांतरित कर सकते हैं। यह गुच्छों के केन्द्रों को चिकना बनाता है। यह उनके अलग-अलग तरह से पतन का कारण भी बन सकता है।

ब्रह्माण्ड का अंतिम, अ ला कार्टे मॉडल है धुँधला काला पदार्थ. इस सिद्धांत के अनुसार, अलग-अलग कणों से बना होने के बजाय, डार्क मैटर एक क्वांटम कोहरा या अविश्वसनीय रूप से छोटी, सुपरलाइट तरंगों से बना सूप हो सकता है। अपनी तरंग प्रकृति के कारण, वे सीडीएम जैसे अत्यधिक तेज, छोटे गुच्छे नहीं बना सकते हैं। इसके बजाय, वे तालाब पर कोमल लहरों की तरह अस्पष्ट, लहरदार पैटर्न बनाते हैं। ये अभी भी प्रकाश को मोड़ते हैं, लेकिन ठोस गुच्छों की तुलना में अधिक निरंतर, कम-विशिष्ट तरीके से।

एक मुड़ी हुई स्पॉटलाइट

नया शोध, जिसकी अभी तक सहकर्मी-समीक्षा नहीं की गई है, वास्तव में चीजों को बदल देता है। वैज्ञानिकों ने 11 आकाशगंगाओं से गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग डेटा का उपयोग किया – विशेष रूप से उन प्रणालियों से जहां प्रकाश विशेष रूप से तेज तरीके से झुकता है – यह विश्लेषण करने के लिए कि प्रकाश विशाल वस्तुओं के चारों ओर कैसे झुकता है।

स्मूथ डार्क मैटर लेंस मॉडल – जिनकी हमें मानक सीडीएम से उम्मीद थी – नए डेटासेट में जिस तरह से प्रकाश झुकता है, वह निर्णायक रूप से प्रतिकूल है। इसके बजाय, डेटा सीडीएम और सेल्फ-इंटरेक्टिंग डार्क मैटर दोनों पर फ़ज़ी डार्क मैटर के लिए एक मजबूत प्राथमिकता दिखाता है। फ़ज़ी डार्क मैटर के लिए यह प्रबल प्राथमिकता तब भी बनी रही जब शोधकर्ताओं ने लेंस मॉडल को और अधिक जटिल बना दिया, और उन प्रणालियों को बाहर कर दिया जो माइक्रोलेंसिंग द्वारा गड़बड़ हो सकती थीं।

यदि फ़ज़ी डार्क मैटर इसका उत्तर है, तो यह ब्रह्मांड के मूलभूत निर्माण खंडों के बारे में हमारी समझ को पूरी तरह से बदल देता है। इसका मतलब यह होगा कि डार्क मैटर एक क्वांटम तरंग है – यह अलग-अलग, धीमी गति से चलने वाले कणों से बना नहीं है। बल्कि, ब्रह्मांड का अदृश्य मचान कोमल, लहरदार धाराओं के साथ एक विशाल, ब्रह्मांडीय महासागर की तरह होगा।

यह वास्तव में आकाशगंगा निर्माण और ब्रह्मांड की संरचना के बारे में खगोलविदों के सोचने के तरीके को बदल देता है। हमारे मौजूदा मॉडल, जो काफी हद तक सीडीएम पर आधारित हैं, पर गंभीर पुनर्विचार की आवश्यकता होगी। इससे कई नए प्रश्न भी खुलते हैं। वैज्ञानिकों को यह पता लगाने की जरूरत है कि यह फजी सामान नियमित पदार्थ के साथ कैसे संपर्क करता है। उन्हें यह भी जानना होगा कि ये विदेशी कण वास्तव में क्या हैं।

हमने ब्रह्मांड की वास्तविक पहचान, इसकी अनदेखी वास्तुकला को समझने की कोशिश करते हुए इस ब्रह्मांडीय जासूसी कहानी की शुरुआत की। लंबे समय तक, सीडीएम मुख्य संदिग्ध था – एक ठोस, भरोसेमंद सिद्धांत। लेकिन सुराग, विशेष रूप से झुकी हुई तारों की रोशनी से, बिल्कुल फिट नहीं बैठते।

अब, इस चतुर नए विश्लेषण के साथ, हमारे पास सबूत का एक सम्मोहक टुकड़ा है जो बताता है कि ब्रह्मांड की अदृश्य नींव कहीं अधिक विदेशी और मात्रा जितना हमने कभी सोचा था. यह एक अनुस्मारक है कि ब्रह्मांड में हमेशा प्रकट करने के लिए अधिक रहस्य होते हैं।