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हबल का नियम

परिचय

      सभ्यता की शुरुआत के बाद से, मानवता ब्रह्मांड के रहस्यों को जानने की कोशिश में, आश्चर्य और विस्मय के साथ आकाश की ओर देखती रही है। ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को रोशन करने वाले कई दिग्गजों में से, एडविन हबल एक महान व्यक्ति के रूप में खड़े हैं जिनकी अभूतपूर्व खोजों ने अंतरिक्ष, समय और वास्तविकता की प्रकृति के बारे में हमारी धारणा को नया आकार दिया। हबल की गहन अंतर्दृष्टि के केंद्र में उनका नामांकित कानून है, जो आधुनिक खगोल भौतिकी की आधारशिला है जिसने ब्रह्मांड की हमारी समझ में क्रांति ला दी।हबल का नियम, जिसे हबल- लेमेत्रे नियम के रूप में भी जाना जाता है, ब्रह्मांड विज्ञान में अवलोकन है कि आकाशगंगाएँ अपनी दूरी के अनुपात में गति से पृथ्वी से दूर जा रही हैं । दूसरे शब्दों में, वे जितनी दूर हैं, उतनी ही तेजी से वे पृथ्वी से दूर जा रहे हैं । आकाशगंगाओं का वेग उनके रेडशिफ्ट द्वारा निर्धारित किया गया है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल सिरे की ओर उनके द्वारा उत्सर्जित प्रकाश का एक शिफ्ट है । 

तथ्य यह है कि हम अन्य आकाशगंगाओं को हमसे दूर जाते हुए देखते हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि हम ब्रह्मांड का केंद्र हैं! सभी आकाशगंगाएँ एक विस्तारित ब्रह्मांड में अन्य आकाशगंगाओं को उनसे दूर जाती हुई देखेंगी, जब तक कि अन्य आकाशगंगाएँ उसी गुरुत्वाकर्षण से बंधे समूह या आकाशगंगाओं के समूह का हिस्सा न हों।

खोज

      हालाँकि व्यापक रूप से इसका श्रेय एडविन हबल को दिया जाता है, लेकिन गणना योग्य दर से विस्तार करने वाले ब्रह्मांड की धारणा पहली बार 1922 में अलेक्जेंडर फ्रीडमैन द्वारा सामान्य सापेक्षता समीकरणों से ली गई थी। फ्रीडमैन ने समीकरणों का एक सेट प्रकाशित किया, जिसे अब फ्रीडमैन समीकरण के रूप में जाना जाता है, यह दर्शाता है कि ब्रह्मांड का विस्तार हो सकता है, और यदि ऐसा होता तो विस्तार की गति प्रस्तुत करता। फिर जॉर्जेस लेमेत्रे ने 1927 के एक लेख में स्वतंत्र रूप से निष्कर्ष निकाला कि ब्रह्मांड का विस्तार हो सकता है , दूर के पिंडों के पुनरावर्ती वेग और उनसे दूरी के बीच आनुपातिकता देखी, और आनुपातिकता स्थिरांक के लिए एक अनुमानित मूल्य का सुझाव दिया; यह स्थिरांक, जब एडविन हबल ने ब्रह्मांडीय विस्तार के अस्तित्व की पुष्टि की और दो साल बाद इसके लिए अधिक सटीक मान निर्धारित किया, तो इसे उनके नाम से हबल स्थिरांक के रूप में जाना जाने लगा।विज्ञान के इतिहास में सबसे प्रसिद्ध क्लासिक पत्रों में से एक, आकाशगंगाओं की दूरी और मंदी के वेग के बीच देखे गए संबंध पर एडविन हबल के 1929 पीएनएएस लेख - हबल कानून - ने विस्तारित ब्रह्मांड का खुलासा किया और ब्रह्मांड के बारे में हमारी समझ को हमेशा के लिए बदल दिया। इसने अवलोकन ब्रह्मांड विज्ञान के क्षेत्र का उद्घाटन किया जिसने एक आश्चर्यजनक विशाल ब्रह्मांड को उजागर किया है जो 14 अरब वर्षों से विस्तार और विकसित हो रहा है और इसमें डार्क मैटर, डार्क एनर्जी और अरबों आकाशगंगाएँ शामिल हैं।

सिद्धांत

     यह समझना असंभव है कि केवल 90 वर्ष पहले हम अपने आस-पास के अधिकांश विश्व के अस्तित्व के बारे में अनभिज्ञ थे। हमारे वर्तमान दृष्टिकोण से, एक विशाल विस्तारित ब्रह्मांड का अस्तित्व, अरबों आकाशगंगाओं से बना है जो कई अरब साल पहले प्रारंभिक "बिग बैंग" से ब्रह्मांडीय अंतरिक्ष के विस्तार के रूप में एक दूसरे से दूर जा रहे हैं, इतना स्पष्ट लगता है कि हम मान लेते हैं यह सदियों से ज्ञात रहा होगा। नहीं तो। ब्रह्मांड के बारे में हमारे ज्ञान में एडविन हबल के 1929 के अभूतपूर्व पीएनएएस पेपर, "अतिरिक्त-गैलेक्टिक निहारिकाओं के बीच दूरी और कोणीय वेग के बीच एक संबंध" के कारण बड़े पैमाने पर बदलाव देखा गया।
     हबल का नियम और विस्तारित ब्रह्मांड विज्ञान की सबसे बड़ी खोजों में से एक थे, और हबल ने अवलोकन संबंधी प्रमाण प्रदान किया। जैसा कि हबल ने प्रदर्शित किया है, आकाशगंगाएँ हमसे उस गति (वेग) से दूर जा रही हैं जिसका सीधा संबंध हमसे उनकी दूरी से है। इस प्रकार, अधिक दूर की आकाशगंगाएँ निकटवर्ती आकाशगंगाओं की तुलना में तेज़ गति से पृथ्वी से दूर जा रही हैं।

ब्रह्माण्ड का आकार

     आधुनिक ब्रह्माण्ड विज्ञान के आगमन से पहले, ब्रह्माण्ड के आकार और आकार के बारे में काफी चर्चा होती थी। 1920 में, इस मुद्दे पर हार्लो शेपली और हेबर डी. कर्टिस के बीच शेपली-कर्टिस बहस हुई। शेपली ने मिल्की वे आकाशगंगा के आकार के एक छोटे ब्रह्मांड के लिए तर्क दिया, और कर्टिस ने तर्क दिया कि ब्रह्मांड बहुत बड़ा था। हबल की बेहतर टिप्पणियों के साथ आने वाले दशक में इस मुद्दे का समाधान हो गया।

अंतरिक्ष का विकास

     गुरुत्वाकर्षण आकर्षण या प्रतिकर्षण के लिए ρ, P और Λ के बारे में बात करना सहज रूप से उपयोगी है। गुरुत्वाकर्षण का ज्यामितीय महत्व एक बंद ब्रह्मांड के लिए सबसे अधिक स्पष्ट है, जिसका कुल उचित आयतन सीमित है और 2π2a3(t) के बराबर है। फ़ील्ड समीकरण a(t) के समय में परिवर्तन का वर्णन करते हैं, इसलिए ब्रह्मांड के आकार में। एक भोले दृष्टिकोण से, हबल का नियम आकाशगंगाओं के पुनरावर्ती वेगों के संदर्भ में ब्रह्मांडीय विस्तार का वर्णन करता है; लेकिन अधिक मौलिक रूप से, आकाशगंगाएँ अलग हो रही हैं क्योंकि उनके बीच का स्थान फैल रहा है।

रोचक तथ्य

• एडविन हबल के सम्मान में नामित, हबल स्पेस टेलीस्कोप ने हबल स्थिरांक के माप को परिष्कृत करने और ब्रह्मांड के विस्तार का अध्ययन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। इसने हबल के नियम और ब्रह्मांडीय विकास के बारे में हमारी समझ को आगे बढ़ाने के लिए मूल्यवान डेटा प्रदान किया है।

• डार्क एनर्जी रहस्य: हबल के नियम ने ब्रह्मांड के विस्तार की प्रकृति के बारे में भी दिलचस्प सवाल उठाए हैं। ब्रह्मांडीय त्वरण की खोज, जिसका श्रेय डार्क एनर्जी नामक अज्ञात बल को जाता है, ने हबल के नियम और ब्रह्मांड की गतिशीलता की हमारी समझ में जटिलता की एक नई परत जोड़ दी है।

• बिग बैंग सिद्धांत की पुष्टि: हबल के नियम की खोज ने बिग बैंग सिद्धांत के समर्थन में मजबूत सबूत प्रदान किए, जो प्रस्तावित करता है कि ब्रह्मांड एक अविश्वसनीय रूप से गर्म और घने राज्य से उत्पन्न हुआ और तब से इसका विस्तार हो रहा है।

निष्कर्ष

     सरल शब्दों में, विस्तारित ब्रह्मांड के बारे में सोचने का एक तरीका यह कल्पना करना है कि ब्रह्मांड किशमिश की रोटी है। आकाशगंगाएँ किशमिश हैं, और आटा आकाशगंगाओं या बड़ी संरचनाओं के बीच का स्थान है। जब पाव को फूलने के लिए छोड़ दिया जाता है, तो किशमिश दूर-दूर होती जाती है क्योंकि उनके बीच अधिक जगह होती है।आश्चर्यजनक परिणाम से पता चला कि पिछले ∼6 अरब वर्षों में विस्तार दर तेज हो गई है। इस त्वरण का कारण बनने वाली रहस्यमयी गुप्त ऊर्जा की प्रकृति अभी तक ज्ञात नहीं है। क्या यह ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक है, जो निर्वात के ऊर्जा घनत्व का प्रतिनिधित्व करता है, या यह कुछ और है? यह आज ब्रह्माण्ड विज्ञान में सबसे बुनियादी प्रश्नों में से एक है। इस जवाब की तलाश फिलहाल जारी है. हबल स्पेस टेलीस्कोप, दूसरों के बीच, वर्तमान में विस्तारित ब्रह्मांड के सटीक विकास का पता लगाने के लिए हबल कानून को अधिक दूरी तक देख रहा है।