हमारे ब्रह्मांड का आकार क्या है? ब्रह्मांड का क्या आकार है? शास्त्रीय अंतरिक्ष टोपोलॉजी

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ब्रह्मांड किस रूप में है?: अनंत अंतरिक्ष की खोज, डब्ल्यूएमएपी सीएमबी नक्शा, ब्रह्मांड की ज्यामिति और फोटो के साथ अनुमानित आकार।

क्या यह सोचने लायक भी है कि ब्रह्मांड किस आकार का है? हम किससे निपट रहे हैं? वृत्त? शंकु? समतल? और इसे कैसे परिभाषित करें?

ब्रह्मांड एकमात्र ऐसा स्थान है जिसमें हम मौजूद हैं और जिसके आगे हम बच नहीं सकते (क्योंकि वहां कोई नहीं है)। भौतिक नियमों, प्राकृतिक स्थायी और प्रस्फुटित भारी धातुओं के कारण, हम एक छोटी चट्टानी गेंद पर जीवन बनाने में कामयाब रहे, जो कई आकाशगंगाओं में से एक में खो गई थी।

लेकिन क्या आप यह नहीं जानना चाहते कि आप कहाँ रहते हैं? बस बाहर से सब कुछ देखने का अवसर पाने के लिए, जैसा कि हमने अपने गृह ग्रह पृथ्वी के साथ किया था। आपके देखने के लिए? अंतहीन अंधेरा? बहुत सारे बुलबुले? स्नोबॉल? एलियंस के हाथ में चूहा भूलभुलैया या कुछ और? ब्रह्मांड का आकार कैसा है?

खैर, जवाब बहुत आसान है, लेकिन यह भी अजीब है। प्राचीन काल में लोग ब्रह्मांड के आकार के बारे में सोचने लगे थे। और लोगों ने जानकारी के अभाव में काफी शानदार चीजें पेश कीं। हिंदू ग्रंथों में, यह एक आदमी के आकार में एक अंडा था। यूनानियों ने एक द्वीप को शून्य में तैरते देखा। अरस्तू का कहना है कि ब्रह्मांड में एक अनंत गोले या सिर्फ एक कछुए का आकार है।

दिलचस्प बात यह है कि अल्बर्ट आइंस्टीन के योगदान से इनमें से प्रत्येक मॉडल का परीक्षण करने में मदद मिलती है। वैज्ञानिकों ने तीन पसंदीदा आकार सामने रखे हैं: सकारात्मक घुमावदार, नकारात्मक घुमावदार और सपाट। हम समझते हैं कि ब्रह्मांड 4 आयामों में मौजूद है और कोई भी आंकड़ा लवक्राफ्ट की पागल ज्यामिति पर सीमाबद्ध है। तो अधिकतम कल्पना को चालू करें और चलें!

सकारात्मक रूप से घुमावदार संस्करण के साथ, हमें एक चार-आयामी क्षेत्र मिलता है। इस किस्म का एक अंत है, लेकिन कोई स्पष्ट सीमा नहीं है। अधिक विशेष रूप से, दो कण प्रारंभिक बिंदु पर लौटने से पहले इसे पार करेंगे। आप इसे घर पर भी टेस्ट कर सकते हैं। गुब्बारा लें और एक सीधी रेखा खींचें जब तक कि वह प्रारंभिक बिंदु पर वापस न आ जाए।

यह प्रजाति तीन आयामों में फिट होती है और अंतरिक्ष में भारी मात्रा में ऊर्जा होने पर प्रकट होती है। पूरी तरह से वक्र या बंद करने के लिए, अंतरिक्ष को विस्तार करना बंद करना होगा। यह तब होगा जब एक बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडार प्रकट होता है जो बढ़त बना सकता है। आधुनिक आंकड़े बताते हैं कि विस्तार एक कभी न खत्म होने वाली प्रक्रिया है। तो यह परिदृश्य बाहर है।

ब्रह्मांड का नकारात्मक घुमावदार आकार एक चार-आयामी काठी है। यह खुला है, स्थान और समय में सीमाओं से रहित है। यहां थोड़ी ऊर्जा है, इसलिए ब्रह्मांड का विस्तार बंद नहीं होगा। यदि दो कणों को सीधी रेखाओं के साथ दागा जाता है, तो वे कभी नहीं मिलेंगे, लेकिन जब तक वे अलग-अलग दिशाओं में नहीं जाते, तब तक वे बस अलग हो जाएंगे।

यदि चरम के बीच ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण मात्रा में उतार-चढ़ाव होता है, तो अनंत के बाद विस्तार रुक जाएगा। यह एक सपाट ब्रह्मांड है। यहां, दो कण समानांतर में यात्रा करेंगे, लेकिन कभी अलग नहीं होंगे और न ही मिलेंगे।

इन तीन रूपों की कल्पना करना आसान है, लेकिन और भी कई विकल्प हैं। सॉकर बॉल एक गोलाकार ब्रह्मांड के विचार की याद दिलाता है। डोनट तकनीकी रूप से सपाट है, लेकिन कुछ बिंदुओं पर जुड़ा हुआ है। कुछ का मानना ​​है कि विशाल गर्म और ठंडे स्थान इस विकल्प के पक्ष में बोलते हैं। आप तस्वीर में ब्रह्मांड की कथित आकृति देख सकते हैं।

और इसलिए हम पाइप पर आते हैं। यह एक अन्य प्रकार की नकारात्मक वक्रता है। इसका एक सिरा संकरा होगा, और दूसरा चौड़ा होगा। पहले हाफ में, सब कुछ संकीर्ण लग रहा था और दो आयामों में मौजूद था। और एक विस्तृत में, कोई अधिकतम दूरी की यात्रा कर सकता था, लेकिन उसे विपरीत दिशा में लौटना होगा (एक मोड़ में दिशा बदल जाती है)।

फिर क्या? हम किससे निपट रहे हैं? बैगेल? हवा उपकरण? विशालकाय पनीर सिर? वैज्ञानिकों ने अभी भी एक पाइप और एक काठी के साथ विकल्पों से इंकार नहीं किया है।

बड़बड़ाने वाले तर्क देंगे कि यह सब व्यर्थ है और हम कभी भी सच्चाई को नहीं जान पाएंगे। लेकिन आइए इतने स्पष्ट न हों। प्लैंक के नवीनतम डेटा से पता चलता है कि हमारा ब्रह्मांड... सपाट है! असीम रूप से परिमित, पूरी तरह से घुमावदार और सटीक महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा के साथ।

यह अकल्पनीय है कि हम न केवल यह पता लगा सकते हैं कि ब्रह्मांड कैसा दिखता है, बल्कि ऐसे लोग भी हैं जो लगातार और भी अधिक जानकारी खोजने की कोशिश कर रहे हैं। यदि "फ्लैट" आपको उबाऊ लगता है, तो यह न भूलें कि हमारे पास अभी तक पर्याप्त जानकारी नहीं है। इसलिए, यह संभावना है कि हम सभी एक विशाल डोनट में मौजूद हो सकते हैं।

एक बहुत बड़ी गेंद की कल्पना करो। यद्यपि यह "बाहर से" त्रि-आयामी प्रतीत होता है, इसकी सतह - गोला - द्वि-आयामी है, क्योंकि गोले पर गति की केवल दो स्वतंत्र दिशाएँ हैं। यदि आप बहुत छोटे थे और इस गेंद की सतह पर रहते थे, तो आप अच्छी तरह से मान सकते हैं कि आप एक गोले पर नहीं, बल्कि एक बड़े समतल द्वि-आयामी सतह पर रहते हैं। लेकिन अगर उसी समय आपने एक गोले पर दूरियों का सटीक मापन किया, तो आप समझेंगे कि आप एक समतल सतह पर नहीं, बल्कि एक बड़े गोले की सतह पर रहते हैं ( लगभग। अनुवादशायद ग्लोब की सतह के साथ एक सादृश्य बनाना बेहतर है)।
एक गोले की सतह की वक्रता का विचार पूरे ब्रह्मांड पर लागू किया जा सकता है। यह एक बहुत बड़ी सफलता थी आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत. स्थान और समय को एक एकल ज्यामितीय इकाई में संयोजित किया गया जिसे कहा जाता है अंतरिक्ष समय, और यह अंतरिक्ष-समय था ज्यामिति, यह हो सकता था मुड़, जैसे एक विशाल गेंद की सतह घुमावदार होती है।
जब आप एक बड़ी गेंद की सतह को एक ही चीज़ के रूप में देखते हैं, तो आप गोले के पूरे स्थान को समग्र रूप से महसूस करते हैं। गणितज्ञ एक गोले की सतह से प्यार करते हैं, इसलिए यह परिभाषा पूरे क्षेत्र का वर्णन करती है, न कि केवल उसके हिस्से का। अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति का वर्णन करने के प्रमुख पहलुओं में से एक यह है कि हमें पूरे स्थान और सभी समय का पूरी तरह से वर्णन करने की आवश्यकता है। इसका मतलब है कि "सब कुछ" और "हमेशा" "एक बोतल में" का वर्णन करना आवश्यक है। स्पेस-टाइम ज्योमेट्री एक गणितीय इकाई के रूप में सभी स्पेस प्लस ऑल टाइम एक साथ ज्योमेट्री है।

अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति क्या निर्धारित करती है?

मूल रूप से, भौतिक विज्ञानी निम्नलिखित तरीके से काम करते हैं - वे गति के समीकरणों की तलाश करते हैं जिनके समाधान उस प्रणाली का सबसे अच्छा वर्णन करते हैं जिसका भौतिक विज्ञानी वर्णन करना चाहते हैं। आइंस्टीन का समीकरणप्रतिनिधित्व करता है अंतरिक्ष-समय की गति का शास्त्रीय समीकरण. यह शास्त्रीय है क्योंकि इसे प्राप्त करते समय क्वांटम प्रभावों को ध्यान में नहीं रखा गया था। और इस प्रकार, अंतरिक्ष-समय ज्यामिति को किसी भी क्वांटम अनिश्चितताओं से रहित एक विशेष रूप से शास्त्रीय अवधारणा के रूप में माना जाता है। यही कारण है कि यह सटीक सिद्धांत का सबसे अच्छा अनुमान है।
आइंस्टीन के समीकरणों के अनुसार, किसी दिए गए दिशा में स्पेसटाइम की वक्रता सीधे स्पेसटाइम में हर चीज की ऊर्जा और गति से संबंधित होती है जो कि स्पेसटाइम नहीं है। दूसरे शब्दों में, आइंस्टीन के समीकरण गुरुत्वाकर्षण को गैर-गुरुत्वाकर्षण और ज्यामिति को गैर-ज्यामिति से संबंधित करते हैं। वक्रता गुरुत्वाकर्षण है, और बाकी सब कुछ इलेक्ट्रॉन और क्वार्क हैं, और किन परमाणुओं से मिलकर बनता है, जो बदले में, पदार्थ, विद्युत चुम्बकीय विकिरण से मिलकर बनता है, प्रत्येक कण - बातचीत का वाहक (गुरुत्वाकर्षण को छोड़कर) - एक घुमावदार स्थान में "रहता है"- समय और साथ ही आइंस्टीन के समीकरणों के अनुसार इस वक्रता को निर्धारित करता है।

हमारे अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति क्या है?

जैसा कि अभी उल्लेख किया गया है, किसी दिए गए स्थान-समय के पूर्ण विवरण में न केवल शामिल है सभी जगह, लेकिन पूरा समय. दूसरे शब्दों में, स्पेस-टाइम में वे सभी घटनाएं शामिल हैं जो कभी हुई हैं और कभी भी होंगी।
सच है, अब, अगर हम इस तरह की अवधारणा में बहुत अधिक शाब्दिक हैं, तो हम समस्याओं में भाग सकते हैं, क्योंकि हम ब्रह्मांड में ऊर्जा के वितरण और गति घनत्व में सभी छोटे बदलावों को ध्यान में नहीं रख पाएंगे जो अभी हुआ है और ब्रह्मांड में अभी भी होगा। लेकिन, सौभाग्य से, मानव मन अवधारणाओं के साथ काम करने में सक्षम है जैसे कि मतिहीनतातथा सन्निकटन, इसलिए हम एक ऐसे अमूर्त मॉडल का निर्माण कर सकते हैं जो मोटे तौर पर बड़े पैमाने पर देखने योग्य ब्रह्मांड का वर्णन करता है, जैसे कि आकाशगंगा समूहों का पैमाना।
लेकिन समीकरणों को हल करने के लिए, यह पर्याप्त नहीं है। अंतरिक्ष-समय की वक्रता के बारे में कुछ सरल धारणाएँ बनाना भी आवश्यक है। पहली धारणा जो हम करते हैं वह यह है कि स्पेसटाइम को बड़े करीने से अंतरिक्ष और समय में विभाजित किया जा सकता है. हालांकि, यह हमेशा संभव नहीं होता है, उदाहरण के लिए, ब्लैक होल के घूमने के कुछ मामलों में, स्थान और समय एक साथ "स्पिन" करते हैं और इस प्रकार बड़े करीने से अलग नहीं किए जा सकते हैं। हालांकि, इस बात का कोई संकेत नहीं है कि हमारा ब्रह्मांड इस तरह से घूम सकता है। इस प्रकार, हम अच्छी तरह से यह धारणा बना सकते हैं कि अंतरिक्ष-समय को इस प्रकार वर्णित किया जा सकता है अंतरिक्ष जो समय के साथ बदलता है.
अगली महत्वपूर्ण धारणा जो बिग बैंग सिद्धांत से निकलती है वह यह है कि अंतरिक्ष किसी भी बिंदु पर किसी भी दिशा में समान दिखता है. किसी भी दिशा में समान देखने का गुण समरूपता कहलाता है, और किसी भी बिंदु पर समान दिखने वाला गुण समरूपता कहलाता है। इस प्रकार, हम मानते हैं कि हमारा स्थान सजातीय और आइसोट्रोपिक. ब्रह्मांड विज्ञानी इस धारणा को कहते हैं अधिकतम समरूपता. यह माना जाता है कि यह बड़े पैमाने पर एक उचित पर्याप्त धारणा है।
हमारे ब्रह्मांड के स्पेसटाइम ज्यामिति के लिए आइंस्टीन के समीकरणों को हल करते समय, ब्रह्मांड विज्ञानी तीन मुख्य प्रकार की ऊर्जा पर विचार करते हैं जो स्पेसटाइम को ताना दे सकती हैं और कर सकती हैं:
1. निर्वात ऊर्जा
2. विकिरण
3. साधारण पदार्थ
विकिरण और साधारण पदार्थ को ब्रह्मांड को भरने वाली एक सजातीय गैस के रूप में माना जाता है, जिसमें राज्य के कुछ समीकरण घनत्व से संबंधित दबाव के साथ होते हैं।
ऊर्जा स्रोतों की एकरूपता और अधिकतम समरूपता के बारे में धारणा बनाने के बाद, आइंस्टीन के समीकरणों को दो अंतर समीकरणों में घटाया जा सकता है जो गणना के सबसे सरल तरीकों का उपयोग करके हल करना आसान है। समाधान से हमें दो चीजें मिलती हैं: अंतरिक्ष की ज्यामितिऔर फिर समय के साथ अंतरिक्ष के आयाम कैसे बदलते हैं.

खुला, बंद या फ्लैट?

यदि प्रत्येक क्षण में प्रत्येक बिंदु पर स्थान सभी दिशाओं में समान दिखता है, तो ऐसा स्थान होना चाहिए निरंतर वक्रता. यदि वक्रता बिंदु से बिंदु पर बदलती है, तो अंतरिक्ष अलग-अलग बिंदुओं से अलग और अलग-अलग दिशाओं में दिखाई देगा। इसलिए, यदि स्थान अधिकतम सममित है, तो सभी बिंदुओं पर वक्रता समान होनी चाहिए.
यह आवश्यकता कुछ हद तक संभावित ज्यामिति को तीन तक सीमित कर देती है: निरंतर सकारात्मक, नकारात्मक और शून्य वक्रता (सपाट) वाला स्थान। मामले में जब कोई वैक्यूम ऊर्जा (लैम्ब्डा शब्द) नहीं होती है, तो केवल सामान्य पदार्थ और विकिरण होता है, वक्रता, सब कुछ के अलावा, विकास के समय के प्रश्न का भी उत्तर देता है:
सकारात्मक वक्रता: निरंतर धनात्मक वक्रता वाला एक N-आयामी स्थान एक N-आयामी क्षेत्र है। ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल जिसमें अंतरिक्ष में एक निरंतर सकारात्मक वक्रता होती है, कहलाती है बंद किया हुआब्रह्मांड संबंधी मॉडल। ऐसे मॉडल में, बिग बैंग के समय अंतरिक्ष शून्य मात्रा से फैलता है, फिर किसी समय अपनी अधिकतम मात्रा तक पहुंच जाता है और "बिग क्रंच" तक अनुबंध करना शुरू कर देता है।
शून्य वक्रता: शून्य वक्रता वाले स्थान को कहते हैं समतलअंतरिक्ष। ऐसा समतल स्थान गैर-संकुचित है, यह सभी दिशाओं में असीम रूप से फैला हुआ है, जैसे केवल विस्तारित है खोलनाअंतरिक्ष। ऐसा ब्रह्मांड समय के साथ असीम रूप से फैलता है।
नकारात्मक वक्रता: निरंतर ऋणात्मक वक्रता वाला एक एन-आयामी स्थान एक एन-आयामी छद्ममंडल है। केवल एक चीज जिसके साथ इस तरह की अनूठी दुनिया की तुलना कमोबेश परिचित की जा सकती है, एक हाइपरबोलॉइड है, जो एक द्वि-आयामी हाइपरस्फीयर है। ऋणात्मक वक्रता वाला स्थान आयतन में अनंत होता है। नकारात्मक वक्रता वाले स्थान में, खोलनाब्रह्मांड। यह भी, एक फ्लैट की तरह, समय के साथ असीम रूप से फैलता है।
यह क्या निर्धारित करता है कि ब्रह्मांड खुला होगा या बंद? एक बंद ब्रह्मांड के लिए, कुल ऊर्जा घनत्व एक समतल ब्रह्मांड के अनुरूप ऊर्जा घनत्व से अधिक होना चाहिए, जिसे कहा जाता है महत्वपूर्ण घनत्व. होने देना । फिर बंद ब्रह्मांड मेंडब्ल्यू 1 से बड़ा है, समतल ब्रह्मांड मेंडब्ल्यू = 1, और में खुला ब्रह्मांडडब्ल्यू 1 से कम है।
उपरोक्त सभी तभी सत्य है जब केवल सामान्य प्रकार के पदार्थों को ध्यान में रखा जाता है - धूल और विकिरण, और उपेक्षित निर्वात ऊर्जा, जो अच्छी तरह से मौजूद हो सकता है। निर्वात ऊर्जा घनत्व स्थिर है, जिसे भी कहा जाता है ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक.

डार्क मैटर कहाँ से आता है?

ब्रह्मांड में बहुत सी चीजें हैं जैसे तारे या गर्म गैस या जो कुछ भी अन्य तरंग दैर्ध्य पर दृश्य प्रकाश या विकिरण का उत्सर्जन करता है। और यह सब या तो आंखों से देखा जा सकता है, या दूरबीन की मदद से, या कुछ जटिल उपकरणों से। हालाँकि, यह सब हमारे ब्रह्मांड में नहीं है - पिछले दो दशकों में, खगोलविदों ने इस बात के प्रमाण पाए हैं कि ब्रह्मांड में बहुत अधिक अदृश्य पदार्थ है।
उदाहरण के लिए, यह पता चला कि तारों और इंटरस्टेलर गैस के रूप में दृश्यमान पदार्थ आकाशगंगाओं को गुरुत्वाकर्षण से बंधे रखने के लिए पर्याप्त नहीं है। एक औसत आकाशगंगा के लिए वास्तव में कितने पदार्थ की आवश्यकता होती है, इसका अनुमान लगाने वाले भौतिकविदों और खगोलविदों को इस निष्कर्ष पर पहुँचाया गया है कि ब्रह्मांड में अधिकांश पदार्थ अदृश्य है. इस पदार्थ को कहा जाता है गहरे द्रव्यऔर यह ब्रह्मांड विज्ञान के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
चूंकि ब्रह्मांड में डार्क मैटर है, यह क्या हो सकता है? इससे क्या बनाया जा सकता है? यदि इसमें सामान्य पदार्थ की तरह क्वार्क होते, तो हमारे ब्रह्मांड में अब की तुलना में प्रारंभिक ब्रह्मांड में बहुत अधिक हीलियम और ड्यूटेरियम का उत्पादन किया जाना चाहिए था। कण भौतिकविदों का मत है कि डार्क मैटर में होता है सुपरसिमेट्रिक कण, जो बहुत भारी होते हैं, लेकिन सामान्य कणों के साथ बहुत कमजोर रूप से बातचीत करते हैं, जो अब त्वरक पर देखे जाते हैं।
इसलिए, ब्रह्मांड में दृश्यमान पदार्थ एक समतल ब्रह्मांड के लिए भी आवश्यक से बहुत कम है। इसलिए, यदि ब्रह्मांड में और कुछ नहीं है, तो उसे खुला होना चाहिए। हालाँकि, क्या ब्रह्मांड को "बंद" करने के लिए पर्याप्त डार्क मैटर है? दूसरे शब्दों में, यदि डब्ल्यू बी साधारण पदार्थ का घनत्व है, और डब्ल्यू डी डार्क मैटर का घनत्व है, तो क्या संबंध डब्ल्यू बी + डब्ल्यू डी = 1 है? आकाशगंगा समूहों में आंदोलनों के अध्ययन से पता चलता है कि कुल घनत्व महत्वपूर्ण घनत्व का लगभग 30% है, जबकि दृश्य पदार्थ लगभग 5% और डार्क मैटर 25% है।
लेकिन यह अंत नहीं है - हमारे पास अभी भी ब्रह्मांड में ऊर्जा का एक और स्रोत है - ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक।

ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के बारे में क्या?

आइंस्टीन को अपने काम के परिणाम पसंद नहीं थे। उनकी गति के समीकरणों के अनुसार, सामान्य पदार्थ से भरे ब्रह्मांड का विस्तार होना चाहिए। लेकिन आइंस्टीन एक ऐसा सिद्धांत चाहते थे जिसमें ब्रह्मांड हमेशा एक ही आकार का रहे। और ऐसा करने के लिए, उन्होंने समीकरण में एक शब्द जोड़ा जिसे अब के रूप में जाना जाता है ब्रह्माण्ड संबंधी शब्द, जो, जब सामान्य पदार्थ और विकिरण के ऊर्जा घनत्व में जोड़ा जाता है, तो ब्रह्मांड को कभी भी विस्तार करने और कभी अनुबंध करने से रोकता है, लेकिन हमेशा के लिए वही रहता है।
हालाँकि, जब हबल को पता चला कि हमारे ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, तो आइंस्टीन ब्रह्मांड संबंधी शब्द को भुला दिया गया और "त्याग दिया गया"। हालांकि, कुछ समय बाद, सापेक्षतावादी क्वांटम सिद्धांतों द्वारा इसमें रुचि जगाई गई, जिसमें ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक आभासी कणों और एंटीपार्टिकल्स के क्वांटम दोलनों से स्वाभाविक रूप से गतिशील रूप से उत्पन्न होता है। इसे क्वांटम शून्य ऊर्जा स्तर कहा जाता है और यह के लिए एक बहुत ही संभावित उम्मीदवार है निर्वात ऊर्जाअंतरिक्ष समय। हालांकि, क्वांटम सिद्धांत की अपनी "समस्याएं" हैं - इस वैक्यूम ऊर्जा को बहुत बड़ा कैसे न बनाया जाए, और यही एक कारण है कि भौतिक विज्ञानी सुपरसिमेट्रिक सिद्धांतों का पता लगाते हैं।
ब्रह्मांड संबंधी स्थिरांक या तो ब्रह्मांड के विस्तार को तेज या धीमा कर सकता है, यह इस पर निर्भर करता है कि यह सकारात्मक है या नकारात्मक। और जब ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक को सामान्य पदार्थ और विकिरण के अलावा अंतरिक्ष-समय में जोड़ा जाता है, तो चित्र ऊपर वर्णित एक खुले या बंद ब्रह्मांड के सरलतम मामलों की तुलना में बहुत अधिक भ्रमित हो जाता है।

अच्छा, क्या जवाब है?

बिग बैंग के लगभग तुरंत बाद, विकिरण प्रभुत्व का युग, जो हमारे ब्रह्मांड के विकास के पहले दस से एक लाख वर्षों तक चला। अब पदार्थ के प्रमुख रूप साधारण पदार्थ और निर्वात ऊर्जा हैं। खगोलविदों द्वारा हाल के अवलोकनों के अनुसार,
1. हमारा ब्रह्मांड अच्छी सटीकता के साथ सपाट है: कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन उस समय का अवशेष है जब ब्रह्मांड गर्म था और गर्म फोटॉन गैस से भरा था। तब से, हालांकि, ब्रह्मांड के विस्तार के कारण, ये फोटॉन ठंडा हो गए हैं, और अब उनका तापमान 2.73 K है। हालांकि, यह विकिरण थोड़ा अमानवीय है, हमारी वर्तमान स्थिति से दिखाई देने वाली विषमताओं का कोणीय आकार, स्थानिक पर निर्भर करता है। ब्रह्मांड की वक्रता। तो, ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के अनिसोट्रॉपी के अवलोकन से संकेत मिलता है कि हमारा ब्रह्मांड सपाट है.
2. ब्रह्मांड में एक ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक है: ब्रह्मांड में निर्वात ऊर्जा है, या कम से कम कुछ ऐसा है जो निर्वात ऊर्जा की तरह कार्य करता है, जिससे ब्रह्मांड का तेजी से विस्तार होता है। दूर के सुपरनोवा के रेडशिफ्ट पर डेटा ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार का प्रमाण है।
3. ब्रह्मांड में अधिकांश पदार्थ डार्क मैटर के रूप में है: आकाशगंगाओं की गति के अध्ययन से यह निष्कर्ष निकलता है कि तारों, आकाशगंगाओं, ग्रहों और अंतरतारकीय गैस के रूप में साधारण पदार्थ ब्रह्मांड के सभी पदार्थों का एक छोटा सा अंश है।
वर्तमान युग के अनुसार


तो अब ब्रह्मांड में निर्वात ऊर्जा घनत्व डार्क मैटर के ऊर्जा घनत्व के दोगुने से अधिक है, और बेरियोनिक दृश्य पदार्थ के योगदान को केवल उपेक्षित किया जा सकता है। तो हमारे सपाट ब्रह्मांड का हमेशा के लिए विस्तार होना चाहिए।

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यूनिवर्स की संरचना का अगला संस्करण उल्म विश्वविद्यालय (यूनिवर्सिटैट उल्म) के भौतिक विज्ञानी फ्रैंक स्टेनर द्वारा सामने रखा गया था, जो सहयोगियों के साथ मिलकर विल्किन्सन माइक्रोवेव अनिसोट्रॉपी प्रोब (डब्लूएमएपी) अंतरिक्ष जांच द्वारा एकत्र किए गए डेटा का पुन: विश्लेषण कर रहा था, जिसे एक बार लॉन्च किया गया था। पृष्ठभूमि विकिरण को विस्तार से कैप्चर करें।

हालांकि, ब्रह्मांड के किनारों के बारे में बात करने में जल्दबाजी न करें। तथ्य यह है कि यह पॉलीहेड्रॉन अपने आप में बंद है, अर्थात, इसके एक चेहरे पर पहुंचकर, आप बस इस बहुआयामी "मोबियस लूप" के विपरीत पक्ष से वापस अंदर आ जाते हैं।

इस प्रस्तुति से दिलचस्प निष्कर्ष निकलते हैं। उदाहरण के लिए, कि किसी "सुपरफास्ट" रॉकेट पर एक सीधी रेखा में उड़ान भरने के बाद, आप अंततः प्रारंभिक बिंदु पर लौट सकते हैं, या, यदि आप "बहुत बड़ी" दूरबीन लेते हैं, तो आप अंतरिक्ष के विभिन्न भागों में समान वस्तुओं को देख सकते हैं, केवल सूक्ष्मता के आधार पर प्रकाश की गति - जीवन के विभिन्न चरणों में।

वैज्ञानिकों ने इस तरह के अवलोकन करने की कोशिश की, लेकिन "दर्पण प्रतिबिंब" के समान कुछ भी नहीं मिला। या तो इसलिए कि मॉडल गलत है, या क्योंकि आधुनिक अवलोकन संबंधी खगोल विज्ञान की पर्याप्त "रेंज" नहीं है। फिर भी, ब्रह्मांड के आकार और आकार की चर्चा जारी है।

अब स्टेनर और उसके साथियों ने आग में नई जलाऊ लकड़ी फेंक दी है।

प्लैंक का वजन लगभग दो टन है। इसे लैग्रेंज बिंदु L2 के आसपास परिभ्रमण करना चाहिए। जैसे ही उपग्रह अपनी धुरी के चारों ओर घूमता है, यह धीरे-धीरे अभूतपूर्व सटीकता और संवेदनशीलता (ESA/AOES Medialab और ESA/C. Carreau द्वारा चित्रण) के साथ एक पूर्ण माइक्रोवेव पृष्ठभूमि मानचित्र पर कब्जा कर लेगा।

जर्मन भौतिक विज्ञानी ने ब्रह्मांड के कई मॉडलों को संकलित किया और परीक्षण किया कि उनमें माइक्रोवेव पृष्ठभूमि घनत्व तरंगें कैसे बनती हैं। उनका दावा है कि डोनट ब्रह्मांड मनाया ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के साथ सबसे बड़ा मेल देता है, और यहां तक ​​​​कि इसके व्यास की गणना भी करता है। डोनट पूरे 56 अरब प्रकाश वर्ष निकला।

सच है, यह टोरस बिल्कुल सामान्य नहीं है। वैज्ञानिक इसे 3-टोरस कहते हैं। इसका वास्तविक रूप कल्पना करना कठिन है, लेकिन शोधकर्ता बताते हैं कि कम से कम इसे बनाने की कोशिश कैसे करें।

सबसे पहले, कल्पना करें कि एक साधारण "डोनट" कैसे बनता है। आप कागज की एक शीट लेते हैं और इसे दो विपरीत किनारों को एक साथ जोड़कर एक ट्यूब में मोड़ते हैं। फिर आप ट्यूब को एक टोरस में घुमाते हैं, इसके दो विपरीत "निकास" को एक साथ चिपकाते हुए।

3-टोरस के साथ, सब कुछ समान है, सिवाय इसके कि एक शीट नहीं, बल्कि एक क्यूब को प्रारंभिक घटक के रूप में लिया जाता है, और विमानों के किनारों को नहीं, बल्कि विपरीत चेहरों की प्रत्येक जोड़ी को गोंद करना आवश्यक है। इसके अलावा, इसे इस तरह से गोंद करें कि, इसके एक चेहरे के माध्यम से क्यूब को छोड़कर, आप पाएंगे कि आप फिर से इसके विपरीत चेहरे के माध्यम से अंदर आ गए।

स्टीनर के काम पर टिप्पणी करने वाले कई विशेषज्ञों ने कहा कि यह निर्णायक रूप से साबित नहीं करता है कि ब्रह्मांड एक "उच्च-आयामी डोनट" है, लेकिन केवल यह कहता है कि यह रूप सबसे संभावित में से एक है। इसके अलावा, कुछ वैज्ञानिक कहते हैं कि डोडेकेहेड्रॉन (जिसकी तुलना अक्सर सॉकर बॉल से की जाती है, हालांकि यह गलत है) अभी भी एक "अच्छा उम्मीदवार" है।

इस पर फ्रैंक का उत्तर सरल है: रूपों के बीच अंतिम चुनाव WMAP द्वारा किए गए की तुलना में पृष्ठभूमि विकिरण के अधिक सटीक माप के बाद किया जा सकता है। और इस तरह का एक सर्वेक्षण जल्द ही यूरोपीय प्लैंक उपग्रह द्वारा किया जाएगा, जो 31 अक्टूबर, 2008 को शुरू होने वाला है।

"दार्शनिक दृष्टिकोण से, मुझे यह विचार पसंद है कि ब्रह्मांड सीमित है और एक दिन हम इसे पूरी तरह से खोज सकते हैं और इसके बारे में सब कुछ सीख सकते हैं। लेकिन चूंकि भौतिकी के प्रश्नों को दर्शनशास्त्र द्वारा हल नहीं किया जा सकता है, मुझे आशा है कि प्लैंक उनका उत्तर देगा, ”स्टेनर कहते हैं।

प्राचीन समय में लोग सोचते थे कि पृथ्वी चपटी है और तीन व्हेल पर खड़ी है, तब पता चला कि हमारा एक्यूमिन गोल है और यदि आप हर समय पश्चिम की ओर चलते हैं, तो थोड़ी देर बाद आप अपने शुरुआती बिंदु पर वापस आ जाएंगे। पूर्व। ब्रह्मांड के विचार उसी तरह बदल गए। एक समय न्यूटन का मानना ​​था कि अंतरिक्ष समतल और अनंत है। आइंस्टीन ने हमारी दुनिया को न केवल असीम और कुटिल होने दिया, बल्कि बंद भी किया। पृष्ठभूमि विकिरण के अध्ययन की प्रक्रिया में प्राप्त नवीनतम आंकड़ों से संकेत मिलता है कि ब्रह्मांड अपने आप में बंद हो सकता है। यह पता चला है कि यदि आप हर समय पृथ्वी से उड़ते हैं, तो किसी बिंदु पर आप इसके पास आना शुरू कर देंगे और अंततः वापस लौट आएंगे, पूरे ब्रह्मांड को छोड़कर और दुनिया भर की यात्रा करेंगे, जैसे मैगलन के जहाजों में से एक, पूरे विश्व की परिक्रमा करने के बाद, सानलुकर डी बारामेडा के स्पेनिश बंदरगाह के लिए रवाना हुए।

यह परिकल्पना कि हमारे ब्रह्मांड का जन्म बिग बैंग के परिणामस्वरूप हुआ था, अब आम तौर पर स्वीकृत मानी जाती है। शुरू में पदार्थ बहुत गर्म, घना और तेजी से फैलता था। तब ब्रह्मांड का तापमान कई हजार डिग्री तक गिर गया। उस समय पदार्थ में इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और अल्फा कण (हीलियम नाभिक) शामिल थे, अर्थात यह एक अत्यधिक आयनित गैस प्लाज्मा था, प्रकाश के लिए अपारदर्शी और कोई भी विद्युत चुम्बकीय तरंगें। उस समय शुरू हुए नाभिक और इलेक्ट्रॉनों के पुनर्संयोजन (कनेक्शन), यानी हाइड्रोजन और हीलियम के तटस्थ परमाणुओं के गठन ने ब्रह्मांड के ऑप्टिकल गुणों को मौलिक रूप से बदल दिया। यह अधिकांश विद्युत चुम्बकीय तरंगों के लिए पारदर्शी हो गया है।

इस प्रकार, प्रकाश और रेडियो तरंगों का अध्ययन करके, कोई केवल यह देख सकता है कि पुनर्संयोजन के बाद क्या हुआ, और जो कुछ भी पहले हुआ वह हमारे लिए आयनित पदार्थ की "उग्र दीवार" द्वारा बंद कर दिया गया है। ब्रह्मांड के इतिहास में बहुत गहराई से देखना तभी संभव है जब हम अवशेष न्यूट्रिनो को पंजीकृत करना सीखें, जिसके लिए गर्म पदार्थ बहुत पहले पारदर्शी हो गया था, और प्राथमिक गुरुत्वाकर्षण तरंगें, जिसके लिए किसी भी घनत्व का मामला बाधा नहीं है, लेकिन यह यह भविष्य की बात है, और इससे बहुत दूर है। निकटतम।

तटस्थ परमाणुओं के निर्माण के बाद से, हमारे ब्रह्मांड का लगभग 1,000 गुना विस्तार हुआ है, और पुनर्संयोजन युग के विकिरण को आज पृथ्वी पर लगभग तीन डिग्री केल्विन के तापमान के साथ एक अवशेष माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के रूप में देखा जाता है। यह पृष्ठभूमि, जिसे पहली बार 1965 में एक बड़े रेडियो एंटेना का परीक्षण करते समय खोजा गया था, व्यावहारिक रूप से सभी दिशाओं में समान है। आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, परमाणुओं की तुलना में एक सौ मिलियन गुना अधिक अवशेष फोटॉन हैं, इसलिए हमारी दुनिया बस ब्रह्मांड के जीवन के पहले मिनटों में उत्सर्जित जोरदार लाल रंग की रोशनी की धाराओं में नहाती है।

शास्त्रीय अंतरिक्ष टोपोलॉजी

100 मेगापार्सेक से बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड का जो हिस्सा हम देखते हैं वह काफी सजातीय है। पदार्थ आकाशगंगाओं के सभी घने गुच्छों, उनके समूहों और सुपरक्लस्टरों को केवल कम दूरी पर ही देखा जाता है। इसके अलावा, ब्रह्मांड भी आइसोट्रोपिक है, अर्थात इसके गुण किसी भी दिशा में समान हैं। ये प्रायोगिक तथ्य सभी शास्त्रीय ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल के अंतर्गत आते हैं जो गोलाकार समरूपता और पदार्थ वितरण की स्थानिक समरूपता को मानते हैं।

आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता (जीआर) समीकरणों के शास्त्रीय ब्रह्माण्ड संबंधी समाधान, जो 1922 में अलेक्जेंडर फ्रीडमैन द्वारा पाए गए थे, में सबसे सरल टोपोलॉजी है। उनके स्थानिक खंड विमानों (अनंत समाधानों के लिए) या गोले (बंधे हुए समाधानों के लिए) से मिलते जुलते हैं। लेकिन इस तरह के ब्रह्मांड, यह पता चला है, एक विकल्प है: किनारों और सीमाओं के बिना एक ब्रह्मांड, सीमित मात्रा का ब्रह्मांड अपने आप में बंद है।

फ्रीडमैन द्वारा पाया गया पहला समाधान केवल एक प्रकार के पदार्थ से भरे ब्रह्मांडों का वर्णन करता है। पदार्थ के औसत घनत्व में अंतर के कारण अलग-अलग चित्र उत्पन्न हुए: यदि यह एक महत्वपूर्ण स्तर से अधिक हो गया, तो सकारात्मक स्थानिक वक्रता, परिमित आयाम और जीवनकाल के साथ एक बंद ब्रह्मांड प्राप्त हुआ। इसका विस्तार धीरे-धीरे धीमा हो गया, रुक गया और एक बिंदु पर संकुचन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। क्रिटिकल के नीचे घनत्व वाले ब्रह्मांड में नकारात्मक वक्रता थी और असीम रूप से विस्तारित हुई, इसकी मुद्रास्फीति की दर कुछ स्थिर मूल्य की ओर थी। इस मॉडल को ओपन कहा जाता है। फ्लैट यूनिवर्स एक मध्यवर्ती मामला है जिसका घनत्व बिल्कुल महत्वपूर्ण के बराबर है और इसके तात्कालिक स्थानिक खंड शून्य वक्रता के साथ एक फ्लैट यूक्लिडियन स्थान हैं। एक फ्लैट, खुले की तरह, अनिश्चित काल तक फैलता है, लेकिन इसके विस्तार की दर शून्य हो जाती है। बाद में, अधिक जटिल मॉडल का आविष्कार किया गया, जिसमें एक सजातीय और आइसोट्रोपिक ब्रह्मांड एक बहु-घटक पदार्थ से भर गया था जो समय के साथ बदलता है।

आधुनिक अवलोकनों से पता चलता है कि ब्रह्मांड अब त्वरण के साथ विस्तार कर रहा है (देखें "ब्रह्मांड की घटना क्षितिज से परे", संख्या 3, 2006)। ऐसा व्यवहार संभव है यदि अंतरिक्ष इस पदार्थ के ऊर्जा घनत्व के करीब एक उच्च नकारात्मक दबाव के साथ किसी पदार्थ (जिसे अक्सर डार्क एनर्जी कहा जाता है) से भरा होता है। डार्क एनर्जी का यह गुण एक प्रकार के एंटी-ग्रेविटी के उद्भव की ओर ले जाता है, जो बड़े पैमाने पर सामान्य पदार्थ की आकर्षक शक्तियों पर विजय प्राप्त करता है। पहला ऐसा मॉडल (तथाकथित लैम्ब्डा शब्द के साथ) स्वयं अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

ब्रह्मांड के विस्तार की एक विशेष विधा उत्पन्न होती है यदि इस पदार्थ का दबाव स्थिर नहीं रहता है, लेकिन समय के साथ बढ़ता है। इस मामले में, आकार में वृद्धि इतनी तेजी से होती है कि ब्रह्मांड एक सीमित समय में अनंत हो जाता है। आकाशगंगाओं से लेकर प्राथमिक कणों तक सभी भौतिक वस्तुओं के विनाश के साथ स्थानिक आयामों की इतनी तेज मुद्रास्फीति को बिग रिप कहा जाता है।

ये सभी मॉडल ब्रह्मांड के किसी विशेष टोपोलॉजिकल गुणों को ग्रहण नहीं करते हैं और इसे हमारे सामान्य स्थान के समान दर्शाते हैं। यह तस्वीर उस डेटा के साथ अच्छी तरह से मेल खाती है जो खगोलविदों को दूरबीनों की मदद से प्राप्त होती है जो इन्फ्रारेड, दृश्यमान, पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण रिकॉर्ड करते हैं। और केवल रेडियो अवलोकन के डेटा, अर्थात् अवशेष पृष्ठभूमि का विस्तृत अध्ययन, ने वैज्ञानिकों को संदेह किया कि हमारी दुनिया इतनी सीधी व्यवस्थित है।

वैज्ञानिक हमारे ब्रह्मांड के जीवन के पहले हजार वर्षों की घटनाओं से हमें अलग करने वाली "आग की दीवार" के पीछे नहीं देख पाएंगे। लेकिन अंतरिक्ष में लॉन्च की गई प्रयोगशालाओं की मदद से, हर साल हम अधिक से अधिक सीखते हैं कि गर्म प्लाज्मा के गर्म गैस में बदलने के बाद क्या हुआ।

कक्षीय रेडियो रिसीवर

WMAP (विल्किंसन माइक्रोवेव अनिसोट्रॉपी प्रोब) अंतरिक्ष वेधशाला द्वारा प्राप्त पहला परिणाम, जिसने ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण की शक्ति को मापा, जनवरी 2003 में प्रकाशित किया गया था और इसमें इतनी लंबे समय से प्रतीक्षित जानकारी थी कि इसकी समझ आज भी पूरी नहीं हुई है। आमतौर पर, भौतिकी का उपयोग नए ब्रह्माण्ड संबंधी डेटा की व्याख्या करने के लिए किया जाता है: पदार्थ की स्थिति के समीकरण, विस्तार के नियम और प्रारंभिक गड़बड़ी के स्पेक्ट्रा। लेकिन इस बार, विकिरण की ज्ञात कोणीय विषमता की प्रकृति के लिए एक पूरी तरह से अलग व्याख्या की आवश्यकता थी, एक ज्यामितीय एक। अधिक सटीक टोपोलॉजिकल।

WMAP का मुख्य उद्देश्य कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (या, जैसा कि इसे माइक्रोवेव बैकग्राउंड भी कहा जाता है) के तापमान का एक विस्तृत नक्शा बनाना था। WMAP एक अति-संवेदनशील रेडियो रिसीवर है जो एक साथ आकाश में लगभग दो विपरीत बिंदुओं से आने वाले संकेतों को पंजीकृत करता है। वेधशाला को जून 2001 में एक विशेष रूप से शांत और "शांत" कक्षा में लॉन्च किया गया था, जो पृथ्वी से डेढ़ मिलियन किलोमीटर की दूरी पर तथाकथित लैग्रैंजियन बिंदु L2 पर स्थित है। यह 840 किलो का उपग्रह वास्तव में सूर्य के चारों ओर कक्षा में है, लेकिन पृथ्वी और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों की संयुक्त क्रिया के कारण, इसकी क्रांति की अवधि ठीक एक वर्ष है, और यह पृथ्वी से कहीं भी दूर नहीं उड़ती है। उपग्रह को इतनी दूर की कक्षा में लॉन्च किया गया था ताकि स्थलीय मानव निर्मित गतिविधि में हस्तक्षेप से राहत रेडियो उत्सर्जन के स्वागत में हस्तक्षेप न हो।

अंतरिक्ष रेडियो वेधशाला द्वारा प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, अभूतपूर्व सटीकता के साथ बड़ी संख्या में ब्रह्मांड संबंधी मापदंडों को निर्धारित करना संभव था। सबसे पहले, ब्रह्मांड के कुल घनत्व का महत्वपूर्ण घनत्व का अनुपात 1.02 ± 0.02 है (अर्थात, हमारा ब्रह्मांड सपाट है या बहुत छोटी वक्रता के साथ बंद है)। दूसरे, हबल निरंतर हमारी दुनिया के बड़े पैमाने पर विस्तार की विशेषता है, 72 ± 2 किमी / एस / एमपीसी। तीसरा, ब्रह्मांड की आयु 13.4 ± 0.3 बिलियन वर्ष है और पुनर्संयोजन समय के अनुरूप रेडशिफ्ट 1088 ± 2 है (यह एक औसत मूल्य है, पुनर्संयोजन सीमा की मोटाई संकेतित त्रुटि से बहुत बड़ी है)। सिद्धांतकारों के लिए सबसे सनसनीखेज परिणाम अवशेष विकिरण गड़बड़ी का कोणीय स्पेक्ट्रम था, अधिक सटीक रूप से, दूसरे और तीसरे हार्मोनिक्स का बहुत छोटा मूल्य।

इस तरह के एक स्पेक्ट्रम का निर्माण तापमान मानचित्र को विभिन्न गोलाकार हार्मोनिक्स (मल्टीपोल) के योग के रूप में प्रस्तुत करके किया जाता है। इस मामले में, चर घटकों को गड़बड़ी की सामान्य तस्वीर से अलग किया जाता है जो गोले पर एक पूर्णांक संख्या में फिट होते हैं: चौगुनी 2 बार, ऑक्टोपोल 3 बार, और इसी तरह। गोलाकार हार्मोनिक की संख्या जितनी अधिक होगी, पृष्ठभूमि की उतनी ही उच्च-आवृत्ति दोलन इसका वर्णन करती है और संबंधित "स्पॉट्स" का कोणीय आकार छोटा होता है। सैद्धांतिक रूप से, गोलाकार हार्मोनिक्स की संख्या अनंत है, लेकिन वास्तविक अवलोकन मानचित्र के लिए यह कोणीय संकल्प द्वारा सीमित है जिसके साथ अवलोकन किए गए थे।

सभी गोलाकार हार्मोनिक्स के सही माप के लिए, पूरे खगोलीय क्षेत्र के मानचित्र की आवश्यकता होती है, और WMAP को इसका सत्यापित संस्करण केवल एक वर्ष में प्राप्त होता है। इस तरह के पहले बहुत विस्तृत नक्शे 1992 में अवशेष और COBE (कॉस्मिक बैकग्राउंड एक्सप्लोरर) प्रयोगों में प्राप्त नहीं हुए थे।

एक बैगेल कॉफी कप की तरह कैसे दिखता है?
गणित टोपोलॉजी की एक ऐसी शाखा है, जो उन पिंडों के गुणों की पड़ताल करती है जो बिना किसी अंतराल और ग्लूइंग के अपने किसी भी विकृति के तहत संरक्षित होते हैं। कल्पना कीजिए कि जिस ज्यामितीय निकाय में हम रुचि रखते हैं वह लचीला और आसानी से विकृत है। इस मामले में, उदाहरण के लिए, एक क्यूब या पिरामिड को आसानी से एक गोले या बोतल, टोरस ("डोनट") में एक हैंडल के साथ कॉफी कप में बदला जा सकता है, लेकिन एक गोले को एक में बदलना संभव नहीं होगा। एक हैंडल के साथ कप यदि आप इस आसानी से विकृत शरीर को फाड़ और गोंद नहीं करते हैं। एक गोले को दो असंबद्ध टुकड़ों में विभाजित करने के लिए, एक बंद कट बनाने के लिए पर्याप्त है, और एक टोरस के साथ ऐसा करने के लिए, आप केवल दो कटौती कर सकते हैं। टोपोलॉजिस्ट सभी प्रकार के विदेशी निर्माणों को पसंद करते हैं जैसे कि एक सपाट टोरस, एक सींग वाला गोला, या एक क्लेन बोतल, जिसे केवल दो बार कई आयामों के साथ अंतरिक्ष में सही ढंग से चित्रित किया जा सकता है। तो हमारे त्रि-आयामी ब्रह्मांड, अपने आप में बंद, केवल छह-आयामी अंतरिक्ष में रहकर ही आसानी से कल्पना की जा सकती है। कॉस्मिक टोपोलॉजिस्ट अभी तक समय पर अतिक्रमण नहीं करते हैं, इसे बिना किसी चीज को लॉक किए, केवल रैखिक रूप से बहने का अवसर छोड़ते हैं। तो आज सात आयामों के अंतरिक्ष में काम करने की क्षमता यह समझने के लिए काफी है कि हमारा डोडेकेड्रल यूनिवर्स कितना जटिल है।

अंतिम सीएमबी तापमान मानचित्र पांच अलग-अलग आवृत्ति श्रेणियों में रेडियो उत्सर्जन की तीव्रता को दर्शाने वाले मानचित्रों के श्रमसाध्य विश्लेषण पर आधारित है।

एक अप्रत्याशित निर्णय

अधिकांश गोलाकार हार्मोनिक्स के लिए, प्राप्त प्रयोगात्मक डेटा मॉडल गणना के साथ मेल खाता है। केवल दो हार्मोनिक्स, चौगुनी और ऑक्टूपोल, सिद्धांतकारों द्वारा अपेक्षित स्तर से स्पष्ट रूप से नीचे निकले। इसके अलावा, संयोग से इस तरह के बड़े विचलन होने की संभावना बहुत कम है। COBE डेटा में क्वाड्रुपोल और ऑक्टूपोल दमन को जल्दी ही नोट किया गया था। हालाँकि, उन वर्षों में प्राप्त नक्शों में खराब रिज़ॉल्यूशन और बड़ा शोर था, इसलिए इस मुद्दे की चर्चा को बेहतर समय तक के लिए स्थगित कर दिया गया था। किस कारण से ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि की तीव्रता में दो सबसे बड़े पैमाने के उतार-चढ़ाव के आयाम इतने छोटे निकले, पहले तो यह पूरी तरह से समझ से बाहर था। अब तक, उनके दमन के लिए एक भौतिक तंत्र के साथ आना संभव नहीं हुआ है, क्योंकि इसे पूरे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के पैमाने पर कार्य करना चाहिए, इसे और अधिक सजातीय बनाना, और साथ ही छोटे पैमाने पर काम करना बंद करना, इसे अनुमति देना अधिक दृढ़ता से उतार-चढ़ाव। शायद यही कारण है कि उन्होंने वैकल्पिक तरीकों की तलाश शुरू की और इस सवाल का एक टोपोलॉजिकल जवाब मिला। भौतिक समस्या का गणितीय समाधान आश्चर्यजनक रूप से सुरुचिपूर्ण और अप्रत्याशित निकला: यह मान लेने के लिए पर्याप्त था कि ब्रह्मांड अपने आप में एक डोडेकेहेड्रॉन है। फिर कम आवृत्ति वाले हार्मोनिक्स के दमन को पृष्ठभूमि विकिरण के स्थानिक उच्च आवृत्ति मॉडुलन द्वारा समझाया जा सकता है। बंद डोडेकाहेड्रल अंतरिक्ष के विभिन्न हिस्सों के माध्यम से पुनर्संयोजन प्लाज्मा के एक ही क्षेत्र के बार-बार अवलोकन के कारण यह प्रभाव उत्पन्न होता है। यह पता चला है कि ब्रह्मांड के विभिन्न पहलुओं के माध्यम से एक रेडियो सिग्नल के पारित होने के कारण कम हार्मोनिक्स, जैसा कि यह था, खुद को बुझा देता है। दुनिया के ऐसे टोपोलॉजिकल मॉडल में, डोडेकाहेड्रोन के एक चेहरे के पास होने वाली घटनाएं निकट और विपरीत चेहरे पर होती हैं, क्योंकि ये क्षेत्र समान हैं और वास्तव में ब्रह्मांड का एक ही हिस्सा हैं। इस वजह से, व्यास के विपरीत दिशाओं से पृथ्वी पर आने वाला राहत प्रकाश प्राथमिक प्लाज्मा के उसी क्षेत्र द्वारा उत्सर्जित होता है। यह परिस्थिति एक ब्रह्मांड में भी सीएमबी स्पेक्ट्रम के निचले हार्मोनिक्स के दमन की ओर ले जाती है जो दृश्य घटना क्षितिज से थोड़ा ही बड़ा है।

अनिसोट्रॉपी नक्शा
लेख के पाठ में वर्णित चौगुनी सबसे कम गोलाकार हार्मोनिक नहीं है। इसके अलावा, एक मोनोपोल (शून्य हार्मोनिक) और एक डीपोल (प्रथम हार्मोनिक) होता है। मोनोपोल का मान अवशेष विकिरण के औसत तापमान से निर्धारित होता है, जो आज 2.728 K है। इसे सामान्य पृष्ठभूमि से घटाकर, द्विध्रुवीय घटक सबसे बड़ा निकला, यह दर्शाता है कि गोलार्द्धों में से एक में तापमान कितना है हमारे आस-पास का स्थान दूसरे की तुलना में अधिक है। इस घटक की उपस्थिति मुख्य रूप से सीएमबी के सापेक्ष पृथ्वी और आकाशगंगा की गति के कारण होती है। डॉप्लर प्रभाव के कारण तापमान गति की दिशा में बढ़ता है और विपरीत दिशा में घटता है। यह परिस्थिति ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि विकिरण के संबंध में किसी भी वस्तु की गति को निर्धारित करना संभव बनाती है और इस प्रकार लंबे समय से प्रतीक्षित पूर्ण समन्वय प्रणाली का परिचय देती है, जो पूरे ब्रह्मांड के संबंध में स्थानीय रूप से आराम पर है।

पृथ्वी की गति से जुड़े द्विध्रुव अनिसोट्रॉपी का परिमाण 3.353*10-3 K है। यह लगभग 400 किमी/सेकेंड की गति से पृष्ठभूमि विकिरण के सापेक्ष सूर्य की गति से मेल खाता है। उसी समय, हम नक्षत्र सिंह और चालीसा की सीमा की दिशा में "उड़ते हैं", और नक्षत्र कुंभ राशि से "उड़ते हैं"। हमारी आकाशगंगा, आकाशगंगाओं के स्थानीय समूह के साथ, जहां यह संबंधित है, अवशेष के सापेक्ष लगभग 600 किमी/सेकेंड की गति से चलती है।

पृष्ठभूमि के नक्शे पर अन्य सभी गड़बड़ी (चौगुनी और ऊपर से शुरू) पुनर्संयोजन सीमा पर घनत्व, तापमान और पदार्थ के वेग में असमानताओं के साथ-साथ हमारी आकाशगंगा से रेडियो उत्सर्जन के कारण होती है। द्विध्रुवीय घटक को घटाने के बाद, अन्य सभी विचलन का कुल आयाम केवल 18 * 10-6 K हो जाता है। मिल्की वे (मुख्य रूप से गांगेय भूमध्य रेखा के तल में केंद्रित) के अपने विकिरण को बाहर करने के लिए, माइक्रोवेव के अवलोकन पृष्ठभूमि 22.8 गीगाहर्ट्ज़ से 93.5 गीगाहर्ट्ज़ की सीमा में पांच आवृत्ति बैंडों में की जाती है।

थोर के साथ संयोजन

एक टोपोलॉजी वाला सबसे सरल शरीर एक गोले या एक विमान से अधिक जटिल है, एक टोरस है। कोई भी व्यक्ति जिसके हाथ में डोनट था, वह इसकी कल्पना कर सकता है। एक फ्लैट टोरस का एक और अधिक सही गणितीय मॉडल कुछ कंप्यूटर गेम की स्क्रीन द्वारा प्रदर्शित किया जाता है: यह एक वर्ग या एक आयत है, जिसके विपरीत पक्षों की पहचान की जाती है, और यदि चलती वस्तु नीचे जाती है, तो यह ऊपर से दिखाई देती है; स्क्रीन की बाईं सीमा को पार करते हुए, यह दाईं ओर पीछे से दिखाई देता है, और इसके विपरीत। ऐसा टोरस एक गैर-तुच्छ टोपोलॉजी वाली दुनिया का सबसे सरल उदाहरण है जिसमें एक सीमित मात्रा होती है और इसकी कोई सीमा नहीं होती है।

त्रि-आयामी अंतरिक्ष में, घन के साथ एक समान प्रक्रिया की जा सकती है। यदि आप इसके विपरीत चेहरों की पहचान करते हैं, तो एक त्रि-आयामी टोरस बनता है। यदि आप आस-पास के स्थान पर इस तरह के घन के अंदर देखते हैं, तो आप एक अनंत दुनिया देख सकते हैं जिसमें इसके एक और एकमात्र और अद्वितीय (गैर-दोहराव) भाग की प्रतियां शामिल हैं, जिसकी मात्रा काफी सीमित है। ऐसी दुनिया में, कोई सीमा नहीं है, लेकिन मूल घन के किनारों के समानांतर तीन चयनित दिशाएं हैं, जिनके साथ मूल वस्तुओं की आवधिक पंक्तियां देखी जाती हैं। यह चित्र बहुत कुछ वैसा ही है जैसा कि एक घन के अंदर दर्पण वाली दीवारों के साथ देखा जा सकता है। सच है, इसके किसी भी पहलू को देखते हुए, ऐसी दुनिया के निवासी अपना सिर देखेंगे, न कि उसका चेहरा, जैसे हंसी के सांसारिक कमरे में। एक अधिक सही मॉडल 6 टीवी कैमरों और 6 फ्लैट एलसीडी मॉनिटर से लैस एक कमरा होगा, जो विपरीत स्थित फिल्म कैमरे द्वारा ली गई छवि को प्रदर्शित करता है। इस मॉडल में, दूसरे टेलीविजन आयाम से बाहर निकलने के कारण दृश्यमान दुनिया अपने आप बंद हो जाती है।

ऊपर वर्णित कम-आवृत्ति वाले हार्मोनिक्स के दमन की तस्वीर सही है यदि वह समय जिसके लिए प्रकाश प्रारंभिक मात्रा को पार करता है, वह पर्याप्त रूप से छोटा है, अर्थात, यदि प्रारंभिक शरीर के आयाम ब्रह्मांड संबंधी पैमानों की तुलना में छोटे हैं। यदि अवलोकन के लिए सुलभ ब्रह्मांड के हिस्से के आयाम (ब्रह्मांड के तथाकथित क्षितिज) प्रारंभिक टोपोलॉजिकल वॉल्यूम के आयामों से छोटे हो जाते हैं, तो स्थिति सामान्य रूप से हम जो देखते हैं उससे अलग नहीं होगी अनंत आइंस्टीनियन यूनिवर्स, और सीएमबी स्पेक्ट्रम में कोई विसंगति नहीं देखी जाएगी।

इस तरह के घन दुनिया में अधिकतम संभव स्थानिक पैमाने मूल शरीर के आयामों से निर्धारित होता है कि किसी भी दो निकायों के बीच की दूरी मूल घन के आधे मुख्य विकर्ण से अधिक नहीं हो सकती है। पुनर्संयोजन सीमा से हमारे पास आने वाला प्रकाश मूल घन को रास्ते में कई बार पार कर सकता है, जैसे कि इसकी दर्पण दीवारों में परिलक्षित होता है, इससे विकिरण की कोणीय संरचना विकृत हो जाती है और कम आवृत्ति का उतार-चढ़ाव उच्च-आवृत्ति बन जाता है। नतीजतन, प्रारंभिक मात्रा जितनी छोटी होगी, सबसे कम बड़े पैमाने पर कोणीय उतार-चढ़ाव का दमन उतना ही मजबूत होगा, जिसका अर्थ है कि अवशेष पृष्ठभूमि का अध्ययन करके, कोई हमारे ब्रह्मांड के आकार का अनुमान लगा सकता है।

3डी मोज़ाइक

एक सपाट स्थलीय रूप से जटिल त्रि-आयामी ब्रह्मांड केवल क्यूब्स, समानांतर चतुर्भुज और हेक्सागोनल प्रिज्म के आधार पर बनाया जा सकता है। घुमावदार स्थान के मामले में, आकृतियों के एक व्यापक वर्ग में ऐसे गुण होते हैं। इस मामले में, WMAP प्रयोग में प्राप्त कोणीय स्पेक्ट्रा ब्रह्मांड के डोडेकेहेड्रल मॉडल के साथ सर्वोत्तम समझौते में हैं। यह नियमित पॉलीहेड्रॉन, जिसमें 12 पंचकोणीय चेहरे होते हैं, पंचकोणीय पैच से सिल दी गई सॉकर बॉल जैसा दिखता है। यह पता चला है कि एक छोटे से सकारात्मक वक्रता वाले स्थान में, नियमित डोडेकाहेड्रोन बिना छेद और आपसी चौराहों के पूरे स्थान को भर सकते हैं। डोडेकाहेड्रॉन के आकार और वक्रता के बीच एक निश्चित अनुपात के साथ, इसके लिए 120 गोलाकार डोडेकाहेड्रॉन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, सैकड़ों "गेंदों" की इस जटिल संरचना को केवल एक डोडेकेहेड्रोन से मिलकर एक टोपोलॉजिकल समकक्ष में घटाया जा सकता है, जिसमें 180 डिग्री से घुमाए गए विपरीत चेहरों की पहचान की जाती है।

ऐसे डोडेकाहेड्रोन से बने ब्रह्मांड में कई दिलचस्प गुण हैं: इसकी कोई पसंदीदा दिशा नहीं है, और यह अन्य मॉडलों की तुलना में बेहतर है जो सीएमबी के सबसे कम कोणीय हार्मोनिक्स के परिमाण का वर्णन करता है। ऐसी तस्वीर केवल एक बंद दुनिया में उत्पन्न होती है, जिसमें पदार्थ के वास्तविक घनत्व का अनुपात 1.013 के महत्वपूर्ण होता है, जो आज की टिप्पणियों (1.02 ± 0.02) द्वारा अनुमत मूल्यों की सीमा के भीतर आता है।

पृथ्वी के एक साधारण निवासी के लिए, पहली नज़र में इन सभी टोपोलॉजिकल पेचीदगियों का अधिक अर्थ नहीं है। लेकिन भौतिकविदों और दार्शनिकों के लिए, यह पूरी तरह से अलग मामला है। समग्र रूप से विश्वदृष्टि के लिए और हमारी दुनिया की संरचना की व्याख्या करने वाले एक एकीकृत सिद्धांत के लिए, यह परिकल्पना बहुत रुचि की है। इसलिए, अवशेष के स्पेक्ट्रम में विसंगतियों की खोज करने के बाद, वैज्ञानिकों ने अन्य तथ्यों की तलाश शुरू कर दी जो प्रस्तावित टोपोलॉजिकल सिद्धांत की पुष्टि या खंडन कर सकते थे।

प्लाज्मा लग रहा है
सीएमबी उतार-चढ़ाव स्पेक्ट्रम पर, लाल रेखा सैद्धांतिक मॉडल की भविष्यवाणियों को इंगित करती है। इसके चारों ओर ग्रे कॉरिडोर स्वीकार्य विचलन है, और काले बिंदु अवलोकन के परिणाम हैं। अधिकांश डेटा WMAP प्रयोग में प्राप्त किया गया था, और केवल उच्चतम हार्मोनिक्स के लिए CBI (गुब्बारा) और ACBAR (अंटार्कटिक ग्राउंड) अध्ययनों के परिणाम जोड़े गए हैं। अवशेष विकिरण के उतार-चढ़ाव के कोणीय स्पेक्ट्रम के सामान्यीकृत भूखंड पर, कई मैक्सिमा देखे जाते हैं। ये तथाकथित "ध्वनिक चोटियाँ", या "सखारोव दोलन" हैं। उनके अस्तित्व की सैद्धांतिक रूप से आंद्रेई सखारोव ने भविष्यवाणी की थी। ये चोटियाँ डॉपलर प्रभाव के कारण होती हैं और पुनर्संयोजन के समय प्लाज्मा की गति के कारण होती हैं। दोलनों का अधिकतम आयाम पुनर्संयोजन के समय करणीय रूप से संबंधित क्षेत्र (ध्वनि क्षितिज) के आकार पर पड़ता है। छोटे पैमानों पर, प्लाज़्मा दोलनों को फोटॉन चिपचिपाहट द्वारा क्षीण किया गया था, जबकि बड़े पैमानों पर, गड़बड़ी एक दूसरे से स्वतंत्र थी और चरण में नहीं थी। इसलिए, आधुनिक युग में देखे गए अधिकतम उतार-चढ़ाव उन कोणों पर पड़ते हैं जिन पर आज ध्वनि क्षितिज दिखाई देता है, अर्थात प्राथमिक प्लाज्मा का क्षेत्र जो पुनर्संयोजन के समय एक ही जीवन जीता था। अधिकतम की सटीक स्थिति ब्रह्मांड के कुल घनत्व के महत्वपूर्ण घनत्व के अनुपात पर निर्भर करती है। टिप्पणियों से पता चलता है कि पहली, सबसे ऊंची चोटी लगभग 200 वें हार्मोनिक पर स्थित है, जो सिद्धांत के अनुसार, एक फ्लैट यूक्लिडियन यूनिवर्स के लिए उच्च सटीकता से मेल खाती है।

ब्रह्माण्ड संबंधी मापदंडों के बारे में बहुत सारी जानकारी दूसरी और बाद की ध्वनिक चोटियों में निहित है। उनका अस्तित्व ही पुनर्संयोजन के युग में प्लाज्मा में ध्वनिक दोलनों के "चरणबद्ध" होने के तथ्य को दर्शाता है। यदि ऐसा कोई संबंध नहीं होता, तो केवल पहली चोटी देखी जाती, और सभी छोटे पैमानों पर उतार-चढ़ाव समान रूप से संभावित होते। लेकिन विभिन्न पैमानों पर उतार-चढ़ाव के ऐसे कारण संबंध होने के लिए, ये (एक दूसरे से बहुत दूर) क्षेत्र एक दूसरे के साथ बातचीत करने में सक्षम रहे होंगे। यह ऐसी स्थिति है जो स्वाभाविक रूप से मुद्रास्फीति ब्रह्मांड मॉडल में उत्पन्न होती है, और सीएमबी उतार-चढ़ाव के कोणीय स्पेक्ट्रम में दूसरी और बाद की चोटियों का आत्मविश्वास से पता लगाना इस परिदृश्य की सबसे महत्वपूर्ण पुष्टिओं में से एक है।

अधिकतम थर्मल स्पेक्ट्रम के करीब क्षेत्र में राहत विकिरण के अवलोकन किए गए थे। 3K के तापमान के लिए, यह 1mm के रेडियो तरंग दैर्ध्य पर है। WMAP ने अपनी टिप्पणियों को थोड़ी लंबी तरंग दैर्ध्य पर आयोजित किया: 3 मिमी से 1.5 सेमी तक। यह सीमा अधिकतम के काफी करीब है, और इसमें हमारे गैलेक्सी के सितारों से कम शोर है।

बहुआयामी दुनिया

डोडेकेहेड्रल मॉडल में, घटना क्षितिज और इसके बहुत करीब स्थित पुनर्संयोजन सीमा डोडेकाहेड्रोन के 12 चेहरों में से प्रत्येक को काटती है। पुनर्संयोजन सीमा और मूल पॉलीहेड्रॉन का प्रतिच्छेदन आकाशीय गोले के विपरीत बिंदुओं पर स्थित माइक्रोवेव पृष्ठभूमि मानचित्र पर 6 जोड़े वृत्त बनाता है। इन वृत्तों का कोणीय व्यास 70 डिग्री है। ये वृत्त मूल डोडेकाहेड्रोन के विपरीत फलकों पर स्थित हैं, अर्थात वे ज्यामितीय और भौतिक रूप से मेल खाते हैं। नतीजतन, प्रत्येक जोड़ी सर्कल के साथ ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण उतार-चढ़ाव का वितरण मेल खाना चाहिए (180 डिग्री से घूर्णन को ध्यान में रखते हुए)। उपलब्ध आंकड़ों के आधार पर अभी तक ऐसे मंडलियों का पता नहीं चला है।

लेकिन यह घटना, जैसा कि यह निकला, अधिक जटिल है। वृत्त केवल एक पर्यवेक्षक के लिए समान और सममित होंगे जो ब्रह्मांडीय पृष्ठभूमि के सापेक्ष स्थिर है। दूसरी ओर, पृथ्वी इसके सापेक्ष पर्याप्त उच्च गति से चलती है, जिसके कारण पृष्ठभूमि विकिरण में एक महत्वपूर्ण द्विध्रुवीय घटक दिखाई देता है। इस मामले में, वृत्त दीर्घवृत्त में बदल जाते हैं, उनका आकार, आकाश में स्थान और वृत्त के साथ औसत तापमान बदल जाता है। ऐसी विकृतियों की उपस्थिति में समान मंडलियों का पता लगाना अधिक कठिन हो जाता है, और आज उपलब्ध डेटा की सटीकता अपर्याप्त हो जाती है, यह पता लगाने में मदद करने के लिए कि वे हैं या नहीं, नए अवलोकनों की आवश्यकता है।

बहुसंबद्ध मुद्रास्फीति

शायद सभी टोपोलॉजिकल रूप से जटिल ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडलों की सबसे गंभीर समस्या, और उनमें से काफी संख्या पहले ही उत्पन्न हो चुकी है, मुख्य रूप से सैद्धांतिक प्रकृति की है। आज, ब्रह्मांड के विकास के मुद्रास्फीति परिदृश्य को मानक माना जाता है। यह देखने योग्य ब्रह्मांड की उच्च समरूपता और समरूपता की व्याख्या करने का प्रस्ताव था। उनके अनुसार, सबसे पहले जो ब्रह्मांड पैदा हुआ था, वह अमानवीय था। फिर, मुद्रास्फीति की प्रक्रिया में, जब ब्रह्मांड का विस्तार घातांक के करीब एक कानून के अनुसार हुआ, तो इसके प्रारंभिक आयामों में परिमाण के कई क्रम बढ़ गए। आज हम बड़े ब्रह्मांड का केवल एक छोटा सा हिस्सा देखते हैं, जिसमें विषमताएं अभी भी बनी हुई हैं। सच है, उनके पास इतनी बड़ी स्थानिक सीमा है कि वे हमारे लिए सुलभ क्षेत्र के अंदर अदृश्य हैं। मुद्रास्फीति का परिदृश्य अब तक का सबसे अच्छा विकसित ब्रह्माण्ड संबंधी सिद्धांत है।

कई गुना जुड़े ब्रह्मांड के लिए, घटनाओं का ऐसा क्रम उपयुक्त नहीं है। इसमें इसके सभी अद्वितीय भाग और इसकी कुछ निकटतम प्रतियाँ अवलोकन के लिए उपलब्ध हैं। इस मामले में, देखे गए क्षितिज की तुलना में बहुत बड़े पैमाने पर वर्णित संरचनाएं या प्रक्रियाएं मौजूद नहीं हो सकती हैं।

हमारे ब्रह्मांड की बहुसंख्यक जुड़ाव की पुष्टि होने पर ब्रह्मांड विज्ञान को जिन दिशाओं में विकसित करना होगा, वे पहले से ही स्पष्ट हैं: ये गैर-मुद्रास्फीति मॉडल और कमजोर मुद्रास्फीति वाले तथाकथित मॉडल हैं, जिसमें ब्रह्मांड के आयाम केवल कुछ ही बढ़ते हैं मुद्रास्फीति के दौरान (या दसियों गुना)। अभी तक ऐसे कोई मॉडल नहीं हैं, और वैज्ञानिक, दुनिया की परिचित तस्वीर को संरक्षित करने की कोशिश कर रहे हैं, सक्रिय रूप से अंतरिक्ष रेडियो टेलीस्कोप का उपयोग करके प्राप्त परिणामों में खामियों की तलाश कर रहे हैं।

प्रसंस्करण कलाकृतियों

WMAP डेटा का स्वतंत्र अध्ययन करने वाले समूहों में से एक ने इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित किया कि कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन के चौगुनी और ऑक्टोपोल घटकों का एक-दूसरे के करीब झुकाव है और एक ऐसे विमान में झूठ बोलते हैं जो लगभग गांगेय भूमध्य रेखा के साथ मेल खाता है। इस समूह का निष्कर्ष यह है कि माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के अवलोकनों से गैलेक्सी की पृष्ठभूमि को घटाते समय एक त्रुटि हुई थी और हार्मोनिक्स का वास्तविक मूल्य पूरी तरह से अलग है।

WMAP अवलोकन 5 अलग-अलग आवृत्तियों पर विशेष रूप से ब्रह्माण्ड संबंधी और स्थानीय पृष्ठभूमि को सही ढंग से अलग करने के लिए किए गए थे। और कोर WMAP टीम का मानना ​​है कि टिप्पणियों का प्रसंस्करण सही ढंग से किया गया था और प्रस्तावित स्पष्टीकरण को अस्वीकार करता है।

उपलब्ध ब्रह्माण्ड संबंधी डेटा, 2003 की शुरुआत में वापस प्रकाशित हुआ, केवल WMAP टिप्पणियों के पहले वर्ष के परिणामों को संसाधित करने के बाद प्राप्त किया गया था। प्रस्तावित परिकल्पनाओं का परीक्षण करने के लिए, हमेशा की तरह, सटीकता में वृद्धि की आवश्यकता है। 2006 की शुरुआत तक, WMAP चार वर्षों से निरंतर अवलोकन कर रहा है, जो सटीकता को दोगुना करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, लेकिन ये डेटा अभी तक प्रकाशित नहीं हुए हैं। हमें थोड़ा इंतजार करने की जरूरत है, और, शायद, ब्रह्मांड के डोडेकेड्रल टोपोलॉजी के बारे में हमारी धारणाएं काफी निर्णायक हो जाएंगी।

मिखाइल प्रोखोरोव, भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर

आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत 4-आयामी अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति के अध्ययन से संबंधित है। हालाँकि, त्रि-आयामी अंतरिक्ष के रूप (ज्यामिति) का प्रश्न अभी तक स्पष्ट नहीं है।

आकाशगंगाओं के वितरण का अध्ययन करके, वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि हमारा ब्रह्मांड, उच्च सटीकता के साथ, बड़े पैमाने पर स्थानिक रूप से सजातीय और आइसोट्रोपिक है। इसका अर्थ है कि हमारी दुनिया की ज्यामिति एक सजातीय और आइसोट्रोपिक त्रि-आयामी मैनिफोल्ड की ज्यामिति है। केवल तीन ऐसे कई गुना हैं: एक त्रि-आयामी विमान, एक त्रि-आयामी क्षेत्र, और एक त्रि-आयामी हाइपरबोलाइड। पहला मैनिफोल्ड सामान्य त्रि-आयामी यूक्लिडियन अंतरिक्ष से मेल खाता है। दूसरे मामले में, ब्रह्मांड में एक गोले का आकार है। इसका मतलब है कि दुनिया बंद है, और हम एक सीधी रेखा में चलते हुए अंतरिक्ष में एक ही बिंदु पर पहुंच सकते हैं (जैसे पृथ्वी के चारों ओर दुनिया की यात्रा करना)। अंत में, हाइपरबोलॉइड के रूप में स्थान एक खुले त्रि-आयामी मैनिफोल्ड से मेल खाता है जिसमें त्रिभुज के कोणों का योग हमेशा 180 डिग्री से कम होता है। इस प्रकार, ब्रह्मांड की केवल बड़े पैमाने की संरचना का अध्ययन किसी को त्रि-आयामी अंतरिक्ष की ज्यामिति को स्पष्ट रूप से निर्धारित करने की अनुमति नहीं देता है, लेकिन संभावित विकल्पों को काफी कम कर देता है।

इस मुद्दे में प्रगति ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण के अध्ययन की अनुमति देती है, जो इस समय सबसे सटीक ब्रह्माण्ड संबंधी अवलोकन योग्य है। तथ्य यह है कि त्रि-आयामी अंतरिक्ष के आकार का ब्रह्मांड में फोटॉनों के प्रसार पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है - यहां तक ​​​​कि त्रि-आयामी मैनिफोल्ड की थोड़ी सी भी वक्रता ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण के स्पेक्ट्रम को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करेगी। इस विषय पर आधुनिक शोध कहता है कि ब्रह्मांड की ज्यामिति उच्च स्तर की सटीकता के साथ सपाट है। यदि अंतरिक्ष घुमावदार है, तो वक्रता की संगत त्रिज्या ब्रह्मांड में कारण रूप से जुड़े क्षेत्र से 10,000 अधिक है।

त्रि-आयामी मैनिफोल्ड की ज्यामिति का प्रश्न भविष्य में ब्रह्मांड के विकास से निकटता से संबंधित है। त्रि-आयामी अतिपरवलय के रूप में अंतरिक्ष के लिए, ब्रह्मांड का विस्तार हमेशा के लिए रहेगा, जबकि गोलाकार ज्यामिति के लिए, विस्तार को संकुचन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा, इसके बाद ब्रह्मांड का एक विलक्षणता में पतन होगा। हालांकि, आधुनिक आंकड़ों के आधार पर, आज ब्रह्मांड के विस्तार की दर त्रि-आयामी कई गुना की वक्रता से निर्धारित नहीं होती है, बल्कि डार्क एनर्जी, एक निश्चित घनत्व के साथ एक निश्चित पदार्थ द्वारा निर्धारित की जाती है। इसके अलावा, यदि भविष्य में डार्क एनर्जी का घनत्व स्थिर रहता है, तो ब्रह्मांड के कुल घनत्व में इसका योगदान केवल समय के साथ बढ़ेगा, जबकि वक्रता का योगदान घटेगा। इसका मतलब यह है कि त्रि-आयामी मैनिफोल्ड की ज्यामिति का ब्रह्मांड के विकास पर कभी भी महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ेगा। बेशक, भविष्य में डार्क एनर्जी के गुणों के बारे में कोई विश्वसनीय भविष्यवाणी करना असंभव है, और इसके गुणों का अधिक सटीक अध्ययन ही ब्रह्मांड के भविष्य के भाग्य पर प्रकाश डाल पाएगा।