वो चीज़ें जो फिलहाल अदृश्य हैं

विज्ञान जो चीज़ें जानता और देखता है, वे संभवतः अस्तित्व का एक छोटा सा हिस्सा हैं। बेशक, विज्ञान और प्रौद्योगिकी को "दृष्टिकोण" का शाब्दिक अर्थ नहीं लेना चाहिए। हालाँकि हमारी आँखें उन्हें नहीं देख सकती हैं, विज्ञान लंबे समय से हवा और उसमें मौजूद ऑक्सीजन, रेडियो तरंगें, पराबैंगनी प्रकाश, अवरक्त विकिरण और परमाणुओं जैसी चीज़ों को "देखने" में सक्षम है।

हम भी एक अर्थ में देखते हैं antimatterजब यह सामान्य पदार्थ के साथ हिंसक रूप से संपर्क करता है, और सामान्य तौर पर यह एक अधिक कठिन समस्या है, क्योंकि यद्यपि हमने इसे बातचीत के प्रभावों में देखा, अधिक समग्र अर्थ में, कंपन के रूप में, यह 2015 तक हमारे लिए मायावी था।

हालाँकि, हम अभी भी एक अर्थ में गुरुत्वाकर्षण को "देख" नहीं पाते हैं, क्योंकि हमने अभी तक इस अंतःक्रिया के एक भी वाहक की खोज नहीं की है (उदाहरण के लिए, एक काल्पनिक कण जिसे कहा जाता है) गुरुत्वाकर्षण). यहां यह उल्लेखनीय है कि गुरुत्वाकर्षण के इतिहास और के बीच कुछ समानता है।

हम उत्तरार्द्ध की कार्रवाई को देखते हैं, लेकिन हम इसे सीधे नहीं देखते हैं, हम नहीं जानते कि इसमें क्या शामिल है। हालाँकि, इन "अदृश्य" घटनाओं के बीच एक बुनियादी अंतर है। किसी ने भी गुरुत्वाकर्षण पर कभी सवाल नहीं उठाया। लेकिन डार्क मैटर (1) के साथ यह अलग है।

कैसे जी काली ऊर्जाजिसके बारे में कहा जाता है कि इसमें डार्क मैटर से भी अधिक मात्रा होती है। इसके अस्तित्व का अनुमान संपूर्ण ब्रह्मांड के व्यवहार पर आधारित एक परिकल्पना के रूप में लगाया गया था। इसे "देखना" संभवतः डार्क मैटर से भी अधिक कठिन होगा, यदि केवल इसलिए कि हमारा सामान्य अनुभव सिखाता है कि ऊर्जा अपने स्वभाव से पदार्थ की तुलना में इंद्रियों (और अवलोकन के उपकरणों) के लिए कम सुलभ है।

आधुनिक मान्यताओं के अनुसार, दोनों अंधेरे को इसकी सामग्री का 96% हिस्सा बनाना चाहिए।

इसलिए, वास्तव में, यहां तक ​​कि स्वयं ब्रह्मांड भी हमारे लिए काफी हद तक अदृश्य है, यह कहने की बात नहीं है कि जब इसकी सीमाओं की बात आती है, तो हम केवल उन्हें जानते हैं जो मानव अवलोकन द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, न कि उन्हें जो इसके वास्तविक चरम होंगे - यदि वे मौजूद हैं बिलकुल।

कोई चीज़ हमें पूरी आकाशगंगा के साथ खींच रही है

अंतरिक्ष में कुछ चीजों की अदृश्यता कष्टदायक हो सकती है, जैसे कि यह तथ्य कि 100 पड़ोसी आकाशगंगाएँ लगातार ब्रह्मांड में एक रहस्यमय बिंदु की ओर बढ़ रही हैं जिसे कहा जाता है। महान आकर्षणकर्ता. यह क्षेत्र लगभग 220 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर है और वैज्ञानिक इसे गुरुत्वाकर्षण विसंगति कहते हैं। ऐसा माना जाता है कि ग्रेट अट्रैक्टर का द्रव्यमान चार अरब सूर्यों का है।

आइए इस तथ्य से शुरू करें कि इसका विस्तार हो रहा है। यह बिग बैंग के बाद से हो रहा है, और इस प्रक्रिया की वर्तमान गति 2,2 मिलियन किलोमीटर प्रति घंटा अनुमानित है। इसका मतलब यह है कि हमारी आकाशगंगा और उसकी पड़ोसी एंड्रोमेडा आकाशगंगा भी उसी गति से आगे बढ़ रही होंगी, है ना? ज़रूरी नहीं।

70 के दशक में हमने बाह्य अंतरिक्ष के विस्तृत मानचित्र बनाये। माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (सीएमबी) ब्रह्मांड और हमने देखा कि आकाशगंगा का एक किनारा दूसरे की तुलना में अधिक गर्म है। अंतर एक डिग्री सेल्सियस के सौवें हिस्से से भी कम था, लेकिन यह हमारे लिए यह समझने के लिए पर्याप्त था कि हम तारामंडल सेंटोरस की ओर 600 किमी प्रति सेकंड की गति से बढ़ रहे थे।

कुछ साल बाद, हमें पता चला कि न केवल हम, बल्कि हमारे सौ मिलियन प्रकाश-वर्ष के भीतर हर कोई एक ही दिशा में आगे बढ़ रहा था। केवल एक ही चीज़ है जो इतनी विशाल दूरी पर विस्तार का विरोध कर सकती है, और वह है गुरुत्वाकर्षण।

उदाहरण के लिए, एंड्रोमेडा को हमसे दूर जाना होगा, लेकिन 4 अरब वर्षों में हमें... उससे टकराना होगा। पर्याप्त द्रव्यमान विस्तार का विरोध कर सकता है। सबसे पहले, वैज्ञानिकों ने सोचा कि यह गति तथाकथित स्थानीय सुपरक्लस्टर के बाहरी इलाके में हमारे स्थान के कारण थी।

इस रहस्यमय महान आकर्षण को देखना हमारे लिए इतना कठिन क्यों है? दुर्भाग्य से, यह हमारी अपनी आकाशगंगा है, जो हमारे दृष्टिकोण को अवरुद्ध कर देती है। आकाशगंगा की पेटी के माध्यम से, हम ब्रह्मांड का लगभग 20% भाग नहीं देख सकते हैं। ऐसा ही होता है कि वह ठीक वहीं जाता है जहां महान आकर्षणकर्ता होता है। एक्स-रे और इन्फ्रारेड अवलोकनों के साथ इस पर्दे को भेदना सैद्धांतिक रूप से संभव है, लेकिन यह स्पष्ट तस्वीर नहीं देता है।

इन कठिनाइयों के बावजूद, यह पाया गया कि ग्रेट अट्रैक्टर के एक क्षेत्र में, 150 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर, एक गैलेक्टिक है क्लस्टर नोर्मा. इसके पीछे 650 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर और भी अधिक विशाल सुपरक्लस्टर है, जिसका द्रव्यमान 10 है। आकाशगंगा, ब्रह्मांड में हमें ज्ञात सबसे बड़ी वस्तुओं में से एक।

तो, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि ग्रेट अट्रैक्टर गुरुत्वाकर्षण केंद्र आकाशगंगाओं के कई सुपरक्लस्टर, जिनमें हमारी भी शामिल है - कुल मिलाकर लगभग 100 वस्तुएँ, जैसे मिल्की वे। ऐसे सिद्धांत भी हैं कि यह गुप्त ऊर्जा का एक विशाल संग्रह है या एक विशाल गुरुत्वाकर्षण खिंचाव वाला उच्च घनत्व वाला क्षेत्र है।

कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि यह ब्रह्मांड के अंतिम...अंत का एक पूर्वाभास मात्र है। महामंदी का मतलब होगा कि ब्रह्मांड कुछ खरब वर्षों में मोटा हो जाएगा, जब विस्तार धीमा हो जाएगा और उलटना शुरू हो जाएगा। समय के साथ, यह एक सुपरमैसिव को जन्म देगा जो स्वयं सहित सब कुछ खा जाएगा।

हालाँकि, जैसा कि वैज्ञानिकों ने नोट किया है, ब्रह्मांड का विस्तार अंततः महान आकर्षणकर्ता की शक्ति को हरा देगा। इसके प्रति हमारी गति उस गति का केवल पांचवां हिस्सा है जिस गति से हर चीज का विस्तार हो रहा है। लानियाकिया (2) की विशाल स्थानीय संरचना, जिसका हम एक हिस्सा हैं, को एक दिन कई अन्य ब्रह्मांडीय संस्थाओं की तरह नष्ट होना होगा।

प्रकृति की पांचवी शक्ति

कुछ ऐसा जिसे हम देख नहीं सकते, लेकिन जिस पर हाल ही में गंभीर संदेह हुआ है, वह तथाकथित पांचवां प्रभाव है।

मीडिया में जो बताया जा रहा है उसकी खोज में एक दिलचस्प नाम वाले एक काल्पनिक नए कण के बारे में अटकलें शामिल हैं। X17डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के रहस्य को समझाने में मदद कर सकता है।

चार अंतःक्रियाएं ज्ञात हैं: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुंबकत्व, मजबूत और कमजोर परमाणु अंतःक्रिया। परमाणुओं के सूक्ष्म क्षेत्र से लेकर आकाशगंगाओं के विशाल पैमाने तक, पदार्थ पर चार ज्ञात बलों का प्रभाव अच्छी तरह से प्रलेखित है और ज्यादातर मामलों में समझने योग्य है। हालाँकि, जब आप मानते हैं कि हमारे ब्रह्मांड का लगभग 96% द्रव्यमान अस्पष्ट, अस्पष्ट चीजों से बना है, जिन्हें डार्क मैटर और डार्क एनर्जी कहा जाता है, तो इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह है कि ये चार बल ब्रह्मांड में हर चीज का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। . जारी है।

एक नई शक्ति का वर्णन करने का प्रयास, जिसके लेखक के नेतृत्व वाली एक टीम है अत्तिला क्रास्नागोर्स्काया (3), हंगेरियन एकेडमी ऑफ साइंसेज के इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च (एटीओएमकेआई) में भौतिकी, जिसके बारे में हमने पिछली बार सुना था, वह पहला संकेत नहीं था कि रहस्यमय ताकतें मौजूद हैं।

उन्हीं वैज्ञानिकों ने पहली बार 2016 में प्रोटॉन को आइसोटोप में बदलने के लिए एक प्रयोग करने के बाद "पांचवें बल" के बारे में लिखा था, जो रासायनिक तत्वों के प्रकार हैं। शोधकर्ताओं ने देखा कि प्रोटॉन लिथियम-7 नामक एक आइसोटोप को बेरिलियम-8 नामक एक अस्थिर प्रकार के परमाणु में बदल देते हैं।

3. प्रो. अत्तिला क्रास्नाहोर्के (दाएं)

जब बेरिलियम-8 का क्षय हुआ, तो इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन के जोड़े बने, जो एक-दूसरे को विकर्षित करते थे, जिससे कण एक कोण पर उड़ जाते थे। टीम को क्षय प्रक्रिया के दौरान उत्सर्जित प्रकाश ऊर्जा और कणों के अलग होने के कोण के बीच संबंध देखने की उम्मीद थी। इसके बजाय, इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन को उनके मॉडल की भविष्यवाणी की तुलना में लगभग सात गुना अधिक बार 140 डिग्री विक्षेपित किया गया, जो एक अप्रत्याशित परिणाम था।

क्रास्नागोर्के लिखते हैं, "दृश्य दुनिया के बारे में हमारे सभी ज्ञान को कण भौतिकी के तथाकथित मानक मॉडल का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है।" “हालांकि, यह एक इलेक्ट्रॉन से भारी और म्यूऑन से हल्के किसी भी कण को ​​प्रदान नहीं करता है, जो एक इलेक्ट्रॉन से 207 गुना भारी है। यदि हमें उपरोक्त द्रव्यमान विंडो में एक नया कण मिलता है, तो यह मानक मॉडल में शामिल नहीं किए गए कुछ नए इंटरैक्शन का संकेत देगा।

रहस्यमय वस्तु का नाम X17 इसलिए रखा गया है क्योंकि इसका अनुमानित द्रव्यमान 17 मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट (MeV) है, जो एक इलेक्ट्रॉन से लगभग 34 गुना अधिक है। शोधकर्ताओं ने ट्रिटियम के क्षय को हीलियम-4 में देखा और एक बार फिर एक अजीब विकर्ण निर्वहन देखा, जो लगभग 17 MeV के द्रव्यमान वाले एक कण का संकेत देता है।

"फोटॉन विद्युत चुम्बकीय बल की मध्यस्थता करता है, ग्लूऑन मजबूत बल की मध्यस्थता करता है, और डब्ल्यू और जेड बोसॉन कमजोर बल की मध्यस्थता करते हैं," क्रास्नाहोरकाई ने समझाया।

“हमारे कण X17 को एक नई बातचीत, पांचवें में मध्यस्थता करनी चाहिए। नए नतीजे इस संभावना को कम कर देते हैं कि पहला प्रयोग महज़ एक संयोग था, या कि नतीजों के कारण सिस्टम त्रुटि हुई।"

पैरों के नीचे काला पदार्थ

महान ब्रह्मांड से, पहेलियों और महान भौतिकी के रहस्यों के अस्पष्ट दायरे से, आइए हम पृथ्वी पर लौटें। हमें यहां एक आश्चर्यजनक समस्या का सामना करना पड़ रहा है... अंदर जो कुछ भी है उसे देखने और सटीक रूप से चित्रित करने में (4)।

कुछ साल पहले हमने एमटी में इसके बारे में लिखा था पृथ्वी की कोर का रहस्यकि इसकी रचना के साथ एक विरोधाभास जुड़ा हुआ है और यह ठीक से ज्ञात नहीं है कि इसकी प्रकृति और संरचना क्या है। हमारे पास परीक्षण जैसे तरीके हैं भूकंपीय तरंगे, पृथ्वी की आंतरिक संरचना का एक मॉडल विकसित करने में भी कामयाब रहे, जिसके लिए वैज्ञानिक सहमति है।

मगर उदाहरण के लिए, दूर के तारों और आकाशगंगाओं की तुलना में, हमारे पैरों के नीचे क्या है, इसके बारे में हमारी समझ कमज़ोर है। अंतरिक्ष की वस्तुएं, यहां तक ​​कि बहुत दूर की वस्तुएं भी, हम बस देखते हैं। यही बात कोर, मेंटल की परतों या यहां तक ​​कि पृथ्वी की पपड़ी की गहरी परतों के बारे में भी नहीं कही जा सकती है।.

केवल सबसे प्रत्यक्ष शोध ही उपलब्ध है। पर्वतीय घाटियाँ कई किलोमीटर तक गहरी चट्टानों को उजागर करती हैं। सबसे गहरे अन्वेषण कुएं 12 किमी से अधिक की गहराई तक फैले हुए हैं।

चट्टानों और खनिजों के बारे में जानकारी जो अधिक गहराई तक निर्माण करती है, ज़ेनोलिथ्स द्वारा प्रदान की जाती है, अर्थात। ज्वालामुखी प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप चट्टानों के टुकड़े टूटकर पृथ्वी की गहराई से दूर चले जाते हैं। उनके आधार पर, पेट्रोलॉजिस्ट कई सौ किलोमीटर की गहराई तक खनिजों की संरचना निर्धारित कर सकते हैं।

पृथ्वी की त्रिज्या 6371 किमी है, जो हमारे सभी "घुसपैठियों" के लिए आसान रास्ता नहीं है। भारी दबाव और लगभग 5 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने वाले तापमान के कारण, यह उम्मीद करना मुश्किल है कि निकट भविष्य में सबसे गहरा आंतरिक भाग प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए सुलभ हो जाएगा।

तो हम कैसे जानें कि हम पृथ्वी के आंतरिक भाग की संरचना के बारे में क्या जानते हैं? ऐसी जानकारी भूकंप से उत्पन्न भूकंपीय तरंगों द्वारा प्रदान की जाती है, अर्थात। लोचदार तरंगें एक लोचदार माध्यम में फैलती हैं।

उन्होंने अपना नाम इस तथ्य से प्राप्त किया कि वे वार से उत्पन्न होते हैं। लोचदार (पहाड़ी) माध्यम में दो प्रकार की लोचदार (भूकंपीय) तरंगें फैल सकती हैं: तेज़ - अनुदैर्ध्य और धीमी - अनुप्रस्थ। पूर्व तरंग प्रसार की दिशा में होने वाले माध्यम के दोलन हैं, जबकि माध्यम के अनुप्रस्थ दोलनों में वे तरंग प्रसार की दिशा के लंबवत होते हैं।

अनुदैर्ध्य तरंगें पहले दर्ज की जाती हैं (lat. प्राइमे), और अनुप्रस्थ तरंगें दूसरे दर्ज की जाती हैं (lat. secundae), इसलिए भूकंप विज्ञान में उनका पारंपरिक अंकन - अनुदैर्ध्य तरंगें पी और अनुप्रस्थ एस। पी-तरंगें एस से लगभग 1,73 गुना तेज हैं।

भूकंपीय तरंगों द्वारा प्रदान की गई जानकारी लोचदार गुणों के आधार पर पृथ्वी के आंतरिक भाग का एक मॉडल बनाना संभव बनाती है। हम इसके आधार पर अन्य भौतिक गुणों को परिभाषित कर सकते हैं गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र (घनत्व, दबाव), अवलोकन मैग्नेटोटेल्यूरिक धाराएँ पृथ्वी के आवरण में उत्पन्न (विद्युत चालकता का वितरण) या पृथ्वी के ताप प्रवाह का विघटन.

उच्च दबाव और तापमान की स्थिति में खनिजों और चट्टानों के गुणों के प्रयोगशाला अध्ययन के साथ तुलना के आधार पर पेट्रोलॉजिकल संरचना निर्धारित की जा सकती है।

पृथ्वी ऊष्मा विकिरित करती है, और यह ज्ञात नहीं है कि यह कहाँ से आती है। हाल ही में, सबसे मायावी प्राथमिक कणों से संबंधित एक नया सिद्धांत सामने आया है। ऐसा माना जाता है कि हमारे ग्रह के भीतर से निकलने वाली गर्मी के रहस्य का महत्वपूर्ण सुराग प्रकृति द्वारा प्रदान किया जा सकता है। न्युट्रीनो - अत्यंत छोटे द्रव्यमान के कण - पृथ्वी के आंत्र में होने वाली रेडियोधर्मी प्रक्रियाओं द्वारा उत्सर्जित।

रेडियोधर्मिता के मुख्य ज्ञात स्रोत अस्थिर थोरियम और पोटेशियम हैं, जैसा कि हम पृथ्वी की सतह से 200 किमी नीचे तक चट्टान के नमूनों से जानते हैं। जो अधिक गहरा है वह पहले से ही अज्ञात है।

हमें पता है जियोन्यूट्रिनो यूरेनियम के क्षय के दौरान उत्सर्जित ऊर्जा में पोटेशियम के क्षय के दौरान उत्सर्जित ऊर्जा की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है। इस प्रकार, जियोन्यूट्रिनो की ऊर्जा को मापकर, हम यह पता लगा सकते हैं कि वे किस रेडियोधर्मी पदार्थ से आते हैं।

दुर्भाग्य से, जियोन्यूट्रिनो का पता लगाना बहुत मुश्किल है। इसलिए, 2003 में उनके पहले अवलोकन के लिए लगभग एक विशाल भूमिगत डिटेक्टर की आवश्यकता थी। टन तरल. ये डिटेक्टर किसी तरल पदार्थ में परमाणुओं के साथ टकराव का पता लगाकर न्यूट्रिनो को मापते हैं।

तब से, इस तकनीक (5) का उपयोग करके जियोन्यूट्रिनो को केवल एक प्रयोग में देखा गया है। दोनों माप यह दर्शाते हैं रेडियोधर्मिता (20 टेरावाट) से पृथ्वी की लगभग आधी गर्मी को यूरेनियम और थोरियम के क्षय द्वारा समझाया जा सकता है। शेष 50% का स्रोत... यह अभी तक ज्ञात नहीं है.

5. पृथ्वी पर भू-न्यूट्रिनो उत्सर्जन की तीव्रता का मॉडल मानचित्र - पूर्वानुमान

जुलाई 2017 में, इमारत पर निर्माण शुरू हुआ, जिसे इस नाम से भी जाना जाता है DUNE2024 के आसपास पूरा होने का लक्ष्य है। यह सुविधा पूर्व होमस्टैक, साउथ डकोटा में लगभग 1,5 किमी भूमिगत स्थित होगी।

वैज्ञानिकों ने सबसे कम समझे जाने वाले मौलिक कणों में से एक, न्यूट्रिनो का सावधानीपूर्वक अध्ययन करके आधुनिक भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण सवालों के जवाब देने के लिए DUNE का उपयोग करने की योजना बनाई है।

अगस्त 2017 में, वैज्ञानिकों की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने जर्नल फिजिकल रिव्यू डी में एक लेख प्रकाशित किया जिसमें पृथ्वी के आंतरिक भाग का अध्ययन करने के लिए एक स्कैनर के रूप में DUNE के काफी अभिनव उपयोग का प्रस्ताव दिया गया। भूकंपीय तरंगों और बोरहोलों में ग्रह के आंतरिक भाग का अध्ययन करने की एक नई विधि जोड़ी जाएगी, जो शायद हमें इसकी पूरी तरह से नई तस्वीर दिखाएगी। हालाँकि, यह अभी सिर्फ एक विचार है।

ब्रह्मांडीय डार्क मैटर से हम अपने ग्रह के अंदरूनी हिस्सों तक पहुंचे, जो हमारे लिए कम अंधेरा नहीं है। और इन चीजों की अभेद्यता परेशान करने वाली है, लेकिन उतनी चिंता वाली नहीं जितनी कि हम उन सभी वस्तुओं को नहीं देख पाते हैं जो पृथ्वी के अपेक्षाकृत करीब हैं, खासकर वे जो इसके साथ टकराव के रास्ते में हैं।

हालाँकि, यह थोड़ा अलग विषय है, जिस पर हमने हाल ही में एमटी में विस्तार से चर्चा की है। अवलोकन के तरीके विकसित करने की हमारी इच्छा सभी संदर्भों में पूरी तरह से उचित है।