Friday, August 26, 2022

બિગબેંગ(શંકાના દાયરામાં)

 


 

કલ્પના કરો કે આકાશમાંથી એક એલિયન સ્પેસક્રાફ્ટ પૃથ્વી ઉપર તમારી પાસે આવે છે. તેમાંથી એક એલિયન બહાર નીકળે છે. તેને ધ્યાનપૂર્વક નીરખ્યા બાદ મનમાં ને મનમાં તમે અંદાજો લગાવો છો કે આની ઉંમર લગભગ 100 વર્ષ હશે. તે એલિયન ખીસ્સામાંથી પોતાની એક તસવીર કાઢીને તમને દેખાડે છે જેના ઉપર લખ્યું હોય છે....40 years before. અર્થાત 40 વર્ષ પહેલાં કે જ્યારે તમારા મત અનુસાર તેની ઉંમર 60 વર્ષની હશે પરંતુ તસવીર જોઇને તમે હેરાન થઇ જાઓ છો કેમકે તેમાં પણ એલિયન તમને તેવો દેખાય છે જેવો આજે દેખાય રહ્યો છે. થોડીવાર પછી તે બીજી એક તસવીર કાઢે છે જેની ઉપર લખ્યું હોય છે....80 years before. હવે તસવીર ત્યારે ખેંચવામાં આવી હશે જ્યારે તમારા મત મુજબ તે 20 વર્ષનો હશે પરંતુ તસવીરમાં પણ તે ડીટ્ટો ટુ ડીટ્ટો તેવો દેખાય છે જેવો તે આજે દેખાઇ રહ્યો છે. આવું કઇરીતે શક્ય છે? આનો મતલબ એવો થાય(જો એલિયન ખરેખર સાચો હોય તો) કે તેના શરીરમાં સમય સાથે કોઇ બદલાવ થયો નથી. ટૂંકમાં તેના શરીરવિજ્ઞાનમાં એવું કંઇક છે જેને તમે નથી જાણતાં.

-

બિલકુલ આવું થયું જ્યારે આપણે જેમ્સવેબ ટેલિસ્કોપને બ્રહ્માંડની ઉત્પત્તિના સૌથી શરૂઆતી સમય(બિગબેંગ)ના અધ્યયન માટે મોકલ્યું. જો કે આપણને 2010 થી અંદાજો આવી ગયો હતો જ્યારે હબલ ટેલિસ્કોપ આપણને દર્શાવી રહ્યું હતું કે બિગબેંગ થીઅરીમાં ક્યાંક ને ક્યાંક કોઇ કચાશ મૌજૂદ છે. પરંતુ!! જેમ્સવેબના ડેટા ઉપરથી એવું સ્પષ્ટરૂપે દેખાય રહ્યું છે કે હવે ચોક્કસપણે આપણને એક બહેતર તેમજ modified(સંશોધિત) બિગબેંગ થીઅરીની જરૂર છે. મુદ્દાને વિગતવાર સમજીએ...

-

સૌપ્રથમ આઇનસ્ટાઇનના સમીકરણે દર્શાવ્યું કે આપણું બ્રહ્માંડ ફેલાય રહ્યું છે. જ્યારે તેમણે પણ પોતાના સમીકરણને જોયું ત્યારે તેમને પણ વિશ્વાસ બેઠો. કેમકે તેઓ પણ એવું સમજતા હતાં કે બ્રહ્માંડ સ્થિર(static) છે પરંતુ તેમના field equation માં એક એવો constant(અચળાંક) વારંવાર સામે આવી રહ્યો હતો જે બ્રહ્માંડના વિસ્તરણ તરફ અંગુલિનિર્દેશ કરતો હતો. તેમણે તેને નજરઅંદાજ કર્યો. ખેર! વાત લાંબી છે માટે આપણે અહીં અટકીએ. પરંતુ!! ત્યારબાદ એડવિન હબલે ટેલિસ્કોપ વડે શોધી કાઢ્યું કે આપણું બ્રહ્માંડ ફેલાય રહ્યું છે. જો સમય સાથે બ્રહ્માંડ ફેલાય રહ્યું છે તો તેનો મતલબ એવો થયો કે ભૂતકાળમાં ફેલાવો નાનો થતો જશે. તેમજ એક પોઇન્ટ એવો આવશે જ્યાં ફેલાવો સંપૂર્ણપણે સંકોચાઇને એક બિંદુમાં સમાઇ જશે. જેનું તાપમાન અને ઘનતા આપણે સમજીએ છીએ કે તે સમયે અનંત(infinite) હતી. શરૂઆત છે આપણાં બ્રહ્માંડની જેને બિગબેંગ કહેવામા આવે છે અને આપણો એવો અંદાજો છે કે તે 13.8 અબજ વર્ષ પહેલા થયો હતો.

-

આપણે વારંવાર વિવિધ ટેલિસ્કોપને સ્પેસમાં મોકલી રહ્યાં છીએ જેથી તેઓ ભૂતકાળમાં જઇને ડોકિયું કરે. હબલ ટેલિસ્કોપે બિગબેંગના 500 મિલિયન વર્ષ પછીના સમયને જોવાનું શરૂ કર્યું. તેના ડેટાએ સૌપ્રથમ વખત બિગબેંગ ઉપર સવાલ ઉઠાવ્યો. કેમકે આપણને તે સમયે પણ એવી ગેલેક્ષીઓ નજરે ચઢતી હતી જેવી આજે ઠેરઠેર નજરે ચઢે છે. હાલમાં જેમ્સવેબ ટેલિસ્કોપ બિગબેંગના કેવળ 50 મિલિયન વર્ષ પછીના સમયનું અધ્યયન કરી રહ્યું છે(જુઓ નીચેની ઇમેજ) અને તેના ડેટા મોકલી રહ્યું છે.



-

ડેટાઓના આધારે જે થીઅરી ઉપર સૌપ્રથમ ખતરો મંડરાય રહ્યો છે તે છે...Merger Theory. આપણે એવું સમજીએ છીએ છે બ્રહ્માંડમાં જેટલી પણ ગેલેક્ષીઓ છે તે ધીમેધીમે evolve થઇ રહી છે. નાની ગેલેક્ષીઓ આપસમાં ટકરાયને મોટી ગેલેક્ષીઓનું નિર્માણ કરે છે. તેમના બ્લેકહોલ પણ મોટા થઇ જાય છે. પ્રમાણે આપણને આજે આજની મોડર્ન ગેલેક્ષીઓ દેખાય છે. પરંતુ!! આપણે જ્યારે જેમ્સવેબ વડે જૂની ગેલેક્ષીઓને જોઇ તો નવાઇ લાગી કેમકે તે સમયે પણ ગેલેક્ષીઓ બિલકુલ તેવી દેખાતી હતી જેવી આજે દેખાય છે. આનો મતલબ એવો થયો કે ગેલેક્ષીઓ સમય સાથે જે ઘટનાઓમાંથી પસાર થાય છે તેમાં Merger Theory બંધબેસતી નથી.

-

એક ઉદાહરણ જુઓ...નીચેની ઇમેજ. જેમ્સવેબ દ્વારા જોવાયેલ ગેલેક્ષી 13.5 અબજ વર્ષ જૂની છે. સઘળી ફ્રેમમાં આપણને ક્યાંય ગેલેક્ષીના એવા વિલીનીકરણ(merger) જોવા મળ્યા. અધ્યયન બાદ Merger Theory ઉપર સવાલો ઉઠવાના શરૂ થઇ ગયા. ખુદ નાસા કહે છે કે થીઅરી questionable(સંશયાત્મક) છે અને તેની ઉપર સવાલ ઉઠાવવા જોઇએ. બીજું, ફ્રેમમાં આપણને અંદાજા કરતા વધુ ગેલેક્ષીઓ જોવા મળી. અગર બ્રહ્માંડ ફેલાય રહ્યું છે તો ધીમેધીમે concentration ઓછું થવું જોઇએ પરંતુ એવું ક્યાંય દેખાયુ નહીં.



-

જે ગેલેક્ષીઓ આપણી નજીક છે તેઓ ઓછી ઝડપે અને જે દૂર છે તેઓ વધુ ઝડપે આપણાંથી દૂર જઇ રહી છે અને કેટલી ઝડપે દૂર જઇ રહી છે તેની સ્પષ્ટતા કરે છે...Hubble Constant. અહીં આપણે ઉંડાણમાં નથી જવું. વિસ્તૃત જાણકારી આપણે અગાઉ એક પોષ્ટમાં મેળવી ચૂક્યા છીએ, હવે આવે છે મુખ્ય મુદ્દો. Hubble Constant ને બે રીતે calculate કરી શકાય. (1) ફિલહાલનો વિસ્તરણ દર(expansion rate) માપો(કે જે હબલ ટેલિસ્કોપ દ્વારા આપણે માપી રહ્યાં છીએ) અને (2) બ્રહ્માંડના શરૂઆતી સમયની સ્થિતિનો વિસ્તરણ દર માપો(તેને પણ માપી શકાય છે Cosmic Microwave Background દ્વારા).

-

Cosmic Microwave Background દ્વારા જ્યારે શરૂઆતી સમયનો વિસ્તરણ દર એક ચોક્કસ સ્થાન માટે માપવામાં આવ્યો( indirect measurement હતું) તો તે આવ્યો 67.4 કિલોમીટર/સેકન્ડ/મેગાપારસેક. જ્યારે હાલનો વિસ્તરણ દર તે સ્થાન માટે આવ્યો 74 કિલોમીટર/સેકન્ડ/મેગાપારસેક. બંન્ને વેલ્યુમાં ખુબજ મોટો ફરક છે. જે આપણને વિચારવા મજબૂર કરે છે કે...બ્રહ્માંડના શરૂઆતી સમય વિષે આપણને હજી સંપૂર્ણ જાણકારી નથી. બિગબેંગ વિષે કોઇક એવી ઘટના છે અથવા ઘટનાની શ્રેણી છે જેને આપણે નથી જાણતાં. એટલામાટે આપણને હવે modified બિગબેંગ થીઅરીની જરૂર છે. આવનારા દિવસોમાં થીઅરીમાં ફેરફાર થશે. તે ફેરફાર કેવા હશે તે આપણે નથી જાણતાં. બની શકે કે બિગબેંગનો સમયગાળો જે 13.8 અબજ વર્ષનો છે તે વધી જાય અથવા બની શકે કે સમયગાળો આજ રહે પરંતુ વચ્ચેના ગાળામાં આપણને કંઇક નવું જાણવા મળે. so let's see...