ब्रह्मांड विज्ञानियों ने लंबे समय से माना है कि ब्रह्मांड अनंत है, लेकिन असीमित नहीं है। इसका मतलब है कि इसके सीमित आयाम हैं, लेकिन "दुनिया के अंत" तक पहुंचना असंभव है। यहां तक ​​​​कि अगर कोई है जो ब्रह्मांड को पार करने की कोशिश करता है, तो वह उस बिंदु पर लौटता है जहां से उसने शुरू किया था - उन लोगों के समान जिन्होंने पृथ्वी के चारों ओर एक चक्कर लगाया।

ब्रह्मांड की सूक्ष्मता की लंबे समय से चली आ रही परिकल्पना विशेष रूप से कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड के अध्ययन के परिणामस्वरूप लोकप्रिय हो गई, या बिग बैंग के बाद ब्रह्मांड में छोड़े गए कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड रेडिएशन। वैज्ञानिकों का सुझाव है कि यदि ब्रह्मांड में असीमित आयाम होते, तो इसमें सभी संभावित लंबाई की तरंगों को खोजना संभव होता। हालाँकि, हम सभी जानते हैं कि माइक्रोवेव पृष्ठभूमि का स्पेक्ट्रम बहुत सीमित है - और इसीलिए इसे ऐसा कहा जाता है।

"ब्रह्मांड में एक संगीत वाद्ययंत्र के गुण हैं," जर्मनी में उल्म विश्वविद्यालय के फ्रैंक स्टेनर बताते हैं। "और इसके अंदर तरंगदैर्घ्य उपकरण की लंबाई से अधिक नहीं हो सकता है।

आज तक, ब्रह्मांड विज्ञानी ब्रह्मांड के आकार के लिए कई परिकल्पनाओं के साथ आए हैं। सबसे लोकप्रिय एक कद्दू (या एक अमेरिकी फुटबॉल गेंद) और एक बैगेल, साथ ही तीन बैगेल थे, जो एक दूसरे से विचित्र रूप से जुड़े हुए थे। कुछ भौतिकविदों ने ब्रह्मांड के बारे में, जाहिरा तौर पर पूर्वी दर्शन से उधार लिया गया एक सुंदर मॉडल प्रस्तावित किया है, जो विभिन्न वस्तुओं की छवियों के साथ दर्पणों का एक गलियारा है जो आकाश में कई बार दोहराया जाता है। ये "प्रकाश चित्र" ब्रह्मांड की कथित दीवारों से परिलक्षित हो सकते हैं और इस प्रकार कई बार दोहराए जाते हैं। क्लीवलैंड (ओहियो, यूएसए) में केस वेस्टर्न रिजर्व यूनिवर्सिटी के ग्लेन स्टार्कमैन और उनके सहयोगियों ने प्रयोगात्मक डेटा के साथ प्रस्तावित मॉडलों को किसी तरह संयोजित करने का प्रयास करना शुरू किया, लेकिन अभी तक यह नहीं चुना है कि कौन सा आकार हमारे ब्रह्मांड के लिए सबसे उपयुक्त है।

उसी समय, स्टेनर और उनके सहयोगियों ने नासा के 2003 अंतरिक्ष यान से डेटा का पुनर्विश्लेषण करना शुरू किया, जिसे विल्किंसन माइक्रोवेव अनिसोट्रोपिक जांच के रूप में जाना जाता है और अपनी परिकल्पना का समर्थन करने के लिए इसका उपयोग करने की कोशिश की कि ब्रह्मांड एक डोनट और तीन डोनट्स के आकार का है। वैज्ञानिक भी एक असीम और "आयामहीन" ब्रह्मांड की व्यापक परिकल्पना का परीक्षण करना चाहते थे।

यह पता चला कि अंतरिक्ष यान के डेटा डोनट के रूप में ब्रह्मांड के सिद्धांत को सर्वोत्तम रूप से प्रमाणित करते हैं। वैज्ञानिकों ने ब्रह्मांड के संभावित आकार का अनुमान लगाने की भी कोशिश की- प्रोब से मिली जानकारी के मुताबिक यह 56 अरब प्रकाश वर्ष तक पहुंच सकता है।

फ्रांस में पेरिस ऑब्जर्वेटरी के जीन-पियरे ल्यूमिनेट की परिकल्पना है कि ब्रह्मांड एक अमेरिकी फुटबॉल या कद्दू के आकार का है। हालांकि, उन्हें वास्तव में स्टेनर का काम पसंद आया। उनकी राय में, जर्मनी के एक सहयोगी के विश्लेषण से पता चलता है कि बैगेल ब्रह्मांड का एक काफी संभावित रूप है, लेकिन फिर भी कद्दू (सॉकर बॉल) के विचार को अस्वीकार नहीं करता है। "मुझे लगता है कि मेरी फ़ुटबॉल गेंद अभी भी जीवित है और अच्छी तरह से," ल्यूमिन ने मजाक किया।

स्टीनर खुद मानते हैं कि अवशेष विकिरण का अध्ययन, जो अब यूरोपीय प्लैंक उपग्रह द्वारा किया जा रहा है, ब्रह्मांड के आकार को अधिक सटीक रूप से निर्धारित करेगा। ग्लेन स्टार्कमैन का भी मानना ​​है कि अभी पर्याप्त डेटा नहीं है। "दार्शनिक दृष्टिकोण से, मुझे यह विचार पसंद है कि ब्रह्मांड सीमित है," वे कहते हैं। "हालांकि, भौतिकी पर दर्शन पर भरोसा नहीं किया जा सकता है, और इसलिए मैं सावधान रहूंगा कि जब तक नए प्रयोगात्मक डेटा दिखाई न दें, तब तक निष्कर्ष न निकालें।"

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 अच्छी तरह से 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 पूरे ब्रह्मांड को दरकिनार कर वापस लौट आएंगे, जैसे कि मैगलन के जहाजों में से एक, दुनिया भर में यात्रा करना, 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 थी - प्लाज्मा, 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 और गहराई से देखना तभी संभव है जब हम अवशेष न्यूट्रिनो को पंजीकृत करना सीखें, जिसके लिए गर्म पदार्थ बहुत पहले पारदर्शी हो गया, 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 ब्रह्मांड के जीवन के पहले मिनटों में उत्सर्जित जोरदार लाल प्रकाश की धाराओं में बस स्नान करती है।

शास्त्रीय अंतरिक्ष टोपोलॉजी

100 मेगापार्सेक से बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड का जो हिस्सा हम देखते हैं वह काफी सजातीय है। पदार्थ के सभी घने झुरमुट - आकाशगंगा, उनके समूह और सुपरक्लस्टर - केवल कम दूरी पर ही देखे जाते हैं। इसके अलावा, ब्रह्मांड भी समदैशिक 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 खोजा 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 महत्वपूर्ण स्तर से अधिक हो गया, तो सकारात्मक स्थानिक वक्रता, परिमित आयाम और जीवनकाल वाला 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 जिसका घनत्व बिल्कुल महत्वपूर्ण के बराबर है, अनंत है और इसके तात्कालिक स्थानिक खंड शून्य वक्रता के साथ 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 भर जाता 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 इस बारे में 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 ब्रह्मांड संबंधी डेटा की व्याख्या करने के लिए किया जाता है: पदार्थ की स्थिति के समीकरण, विस्तार के नियम और प्रारंभिक गड़बड़ी का स्पेक्ट्रा। लेकिन इस बार, विकिरण की ज्ञात कोणीय विषमता की प्रकृति को पूरी तरह से अलग स्पष्टीकरण की आवश्यकता थी - एक ज्यामितीय। 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 स्थिरांक, जो बड़े पैमाने पर हमारी दुनिया के विस्तार की विशेषता है, 72±2 किमी/से/एमपीसी है। 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: एक चौगुनी - 2 बार, एक 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, संपूर्ण 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 की एक ऐसी शाखा है - टोपोलॉजी, जो उन पिंडों के गुणों की पड़ताल करती है जो बिना अंतराल और ग्लूइंग के 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 बस 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 का अतिक्रमण नहीं करते हैं, इसे बिना किसी चीज को लॉक किए, केवल रैखिक रूप से प्रवाहित करने 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 फैसला

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। उनके दमन के लिए एक भौतिक तंत्र के साथ आना अभी तक संभव नहीं हुआ है, क्योंकि इसे पूरे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के पैमाने पर कार्य करना चाहिए, इसे और अधिक सजातीय बनाना चाहिए, और साथ ही छोटे पैमाने पर काम करना बंद कर देना चाहिए, जिससे इसमें उतार-चढ़ाव हो सके। अधिक दृढ़ता से। शायद यही कारण है कि उन्होंने वैकल्पिक तरीकों की तलाश शुरू कर दी 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 कम हार्मोनिक्स, ब्रह्मांड के विभिन्न पहलुओं के माध्यम से एक रेडियो सिग्नल के पारित होने के कारण खुद को बुझा देते हैं। 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 पक्षों 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 परिमाण पृष्ठभूमि 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 गोलार्ध 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 सीएमबी 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 मान 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 चालिस 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 को 22.8 गीगाहर्ट्ज़ से 93.5 गीगाहर्ट्ज़ की सीमा में पांच आवृत्ति बैंडों में किया जाता 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 (ब्रह्मांड के तथाकथित क्षितिज) के आयाम प्रारंभिक टोपोलॉजिकल वॉल्यूम के आयामों से छोटे हो जाते हैं, तो स्थिति किसी भी तरह से भिन्न नहीं होगी जो हम देखते हैं। सामान्य अनंत आइंस्टीनियन ब्रह्मांड, और सीएमबी स्पेक्ट्रम में कोई विसंगति नहीं देखी जाएगी।

इस तरह के घन दुनिया में अधिकतम संभव स्थानिक पैमाना मूल शरीर के आकार से निर्धारित होता है - 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 से सबसे अच्छी तरह सहमत 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 डोडेकेहेड्रोन 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 सामान्य निवासी के लिए, पहली नज़र में इन सभी टोपोलॉजिकल पेचीदगियों का अधिक अर्थ नहीं है। लेकिन भौतिकविदों और दार्शनिकों के लिए - एक पूरी तरह से अलग मामला। 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 अनुमेय 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 जाते 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 पैमाने पर, गड़बड़ी एक दूसरे से स्वतंत्र थे और चरण में नहीं थे। इसलिए, आधुनिक युग में देखे गए अधिकतम उतार-चढ़ाव उन कोणों पर आते हैं जिन पर आज ध्वनि क्षितिज दिखाई देता है, यानी 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, उच्च सटीकता के साथ एक फ्लैट यूक्लिडियन यूनिवर्स 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 तापीय स्पेक्ट्रम के करीब के क्षेत्र में राहत विकिरण देखा गया था। 3K के तापमान के लिए, यह 1mm के रेडियो तरंग दैर्ध्य पर है। WMAP ने अपने अवलोकन थोड़े लंबे तरंग दैर्ध्य पर किए: 3 मिमी से 1.5 सेमी तक। यह सीमा अधिकतम के काफी करीब है, और इसमें हमारे गैलेक्सी के तारों 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 का प्रतिच्छेदन और मूल पॉलीहेड्रॉन आकाशीय क्षेत्र के विपरीत बिंदुओं पर स्थित माइक्रोवेव पृष्ठभूमि मानचित्र पर 6 जोड़े वृत्त बनाते हैं। इन वृत्तों का कोणीय व्यास 70 डिग्री है। ये वृत्त मूल डोडेकाहेड्रोन के विपरीत फलकों पर स्थित होते हैं, अर्थात वे ज्यामितीय और भौतिक रूप से मेल खाते हैं। नतीजतन, प्रत्येक जोड़ी सर्कल के साथ सीएमबी के उतार-चढ़ाव का वितरण मेल खाना चाहिए (180 डिग्री से रोटेशन 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 पृष्ठभूमि की 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 बहुत कठिन हो जाता है, और आज उपलब्ध आंकड़ों 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 स्थलीय 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। अवलोकनीय ब्रह्मांड की उच्च समरूपता और समरूपता की व्याख्या करने का प्रस्ताव किया गया 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।

यदि हमारे ब्रह्मांड की बहुसंख्यकता की पुष्टि हो जाती है तो 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 मुद्रास्फीति के दौरान ब्रह्मांड का आकार केवल बढ़ता है कुछ बार (या दसियों बार)। 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 अवलोकन के डेटा से गैलेक्सी की पृष्ठभूमि को घटाते समय एक त्रुटि हुई थी और हार्मोनिक्स का वास्तविक परिमाण 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 पूरी तरह से निर्णायक प्रकृति पर आधारित होंगी।

मिखाइल प्रोखोरोव, भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर

शास्त्रीय ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल के अलावा, सामान्य सापेक्षता आपको बहुत, बहुत, बहुत ही विदेशी काल्पनिक दुनिया बनाने की अनुमति देती है।

सामान्य सापेक्षता की सहायता से निर्मित कई शास्त्रीय ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल हैं, जो अंतरिक्ष की समरूपता और समस्थानिक द्वारा पूरक हैं (देखें "पीएम" संख्या 6, 2012, ब्रह्मांड के विस्तार की खोज कैसे हुई)। आइंस्टीन के बंद ब्रह्मांड में अंतरिक्ष का एक निरंतर सकारात्मक वक्रता है, जो तथाकथित ब्रह्माण्ड संबंधी पैरामीटर को जीआर समीकरणों में शामिल करने के कारण स्थिर हो जाता है, जो एक एंटीग्रेविटेशनल क्षेत्र के रूप में कार्य करता है। गैर-घुमावदार स्थान वाले त्वरित डी सिटर ब्रह्मांड में कोई सामान्य पदार्थ नहीं है, लेकिन यह एक एंटीग्रेविटेटिंग क्षेत्र से भी भरा है। अलेक्जेंडर फ्रीडमैन के बंद और खुले ब्रह्मांड भी हैं; आइंस्टीन - डी सिटर की सीमा दुनिया, जो समय के साथ धीरे-धीरे विस्तार दर को शून्य तक कम कर देती है, और अंत में, लेमैत्रे ब्रह्मांड एक अति-कॉम्पैक्ट प्रारंभिक अवस्था से बढ़ रहा है, बिग बैंग ब्रह्मांड विज्ञान के पूर्वज। वे सभी, और विशेष रूप से लेमैत्रे का मॉडल, हमारे ब्रह्मांड के आधुनिक मानक मॉडल के पूर्ववर्ती बन गए।

हालांकि, अन्य ब्रह्मांड भी हैं, जो एक बहुत ही रचनात्मक द्वारा उत्पन्न होते हैं, जैसा कि अब यह कहने के लिए प्रथागत है, जीआर समीकरणों का उपयोग। वे खगोलीय और खगोलभौतिकीय प्रेक्षणों के परिणामों से बहुत कम मेल खाते हैं (या बिल्कुल भी मेल नहीं खाते), लेकिन वे अक्सर बहुत सुंदर होते हैं, और कभी-कभी सुरुचिपूर्ण ढंग से विरोधाभासी भी होते हैं। सच है, गणितज्ञों और खगोलविदों ने इतनी मात्रा में उनका आविष्कार किया है कि हमें खुद को काल्पनिक दुनिया के कुछ सबसे दिलचस्प उदाहरणों तक ही सीमित रखना होगा।

स्ट्रिंग से पैनकेक तक

आइंस्टीन और डी सिटर के मौलिक कार्य की उपस्थिति (1917 में) के बाद, कई वैज्ञानिकों ने ब्रह्मांड संबंधी मॉडल बनाने के लिए सामान्य सापेक्षता के समीकरणों का उपयोग करना शुरू कर दिया। ऐसा करने वाले पहले लोगों में से एक न्यूयॉर्क के गणितज्ञ एडवर्ड कास्नर थे, जिन्होंने 1921 में अपना समाधान प्रकाशित किया था।

उनका ब्रह्मांड बहुत ही असामान्य है। इसमें न केवल कोई गुरुत्वाकर्षण पदार्थ है, बल्कि कोई एंटीग्रेविटेटिंग क्षेत्र भी नहीं है (दूसरे शब्दों में, कोई आइंस्टीनियन ब्रह्माण्ड संबंधी पैरामीटर नहीं है)। ऐसा लगता है कि इस आदर्श खाली दुनिया में कुछ भी नहीं हो सकता। हालांकि, कास्नर ने स्वीकार किया कि उनका काल्पनिक ब्रह्मांड अलग-अलग दिशाओं में असमान रूप से विकसित हुआ है। यह दो समन्वय अक्षों के साथ फैलता है, लेकिन तीसरे अक्ष के साथ संकरा होता है। इसलिए, यह स्थान स्पष्ट रूप से अनिसोट्रोपिक और ज्यामितीय रूप से एक दीर्घवृत्त के समान है। चूंकि इस तरह के एक दीर्घवृत्त को दो दिशाओं में फैलाया जाता है और तीसरे के साथ अनुबंधित किया जाता है, यह धीरे-धीरे एक फ्लैट पैनकेक में बदल जाता है। इसी समय, कासनेर ब्रह्मांड किसी भी तरह से पतला नहीं हो रहा है, इसकी मात्रा उम्र के अनुपात में बढ़ जाती है। प्रारंभिक क्षण में, यह आयु शून्य के बराबर है - और इसलिए, मात्रा भी शून्य है। हालांकि, कास्नर के ब्रह्मांडों का जन्म एक बिंदु विलक्षणता से नहीं हुआ है, जैसे कि लेमैत्रे की दुनिया, लेकिन एक असीम पतली स्पोक जैसी चीज से - इसकी प्रारंभिक त्रिज्या एक अक्ष के साथ अनंत के बराबर है और अन्य दो के साथ शून्य है।

इस खाली दुनिया के विकास का रहस्य क्या है? चूंकि इसका स्थान अलग-अलग दिशाओं में अलग-अलग "शिफ्ट" करता है, गुरुत्वाकर्षण ज्वारीय बल उत्पन्न होते हैं, जो इसकी गतिशीलता को निर्धारित करते हैं। ऐसा लगता है कि तीनों अक्षों के साथ विस्तार दर को बराबर करके और अनिसोट्रॉपी को समाप्त करके उन्हें समाप्त किया जा सकता है, लेकिन गणित ऐसी स्वतंत्रता की अनुमति नहीं देता है। सच है, कोई तीन में से दो वेगों को शून्य के बराबर सेट कर सकता है (दूसरे शब्दों में, दो निर्देशांक अक्षों के साथ ब्रह्मांड के आयामों को ठीक करें)। इस मामले में, कास्नर दुनिया केवल एक दिशा में बढ़ेगी, और समय के सख्ती से आनुपातिक (यह समझना आसान है, क्योंकि इसकी मात्रा में वृद्धि होनी चाहिए), लेकिन यह सब हम प्राप्त कर सकते हैं।

कज़नेर ब्रह्मांड पूर्ण शून्यता की स्थिति में ही रह सकता है। यदि आप इसमें थोड़ा सा पदार्थ जोड़ दें, तो यह धीरे-धीरे एक आइसोट्रोपिक आइंस्टीन-डी सिटर ब्रह्मांड की तरह विकसित होगा। उसी तरह, जब एक गैर-शून्य आइंस्टीन पैरामीटर को इसके समीकरणों में जोड़ा जाता है, तो यह (पदार्थ के साथ या बिना) असम्बद्ध रूप से घातीय आइसोट्रोपिक विस्तार के मोड में प्रवेश करेगा और एक डी सिटर ब्रह्मांड में बदल जाएगा। हालांकि, ऐसे "एडिटिव्स" वास्तव में केवल पहले से ही उभरे ब्रह्मांड के विकास को बदलते हैं। अपने जन्म के समय, वे व्यावहारिक रूप से कोई भूमिका नहीं निभाते हैं, और ब्रह्मांड उसी परिदृश्य के अनुसार विकसित होता है।

हालांकि कास्नर दुनिया गतिशील रूप से अनिसोट्रोपिक है, किसी भी समय इसकी वक्रता सभी समन्वय अक्षों के साथ समान होती है। हालांकि, जीआर समीकरण उन ब्रह्मांडों के अस्तित्व की अनुमति देते हैं जो न केवल अनिसोट्रोपिक दरों पर विकसित होते हैं, बल्कि अनिसोट्रोपिक वक्रता भी होते हैं। इस तरह के मॉडल 1950 के दशक की शुरुआत में अमेरिकी गणितज्ञ अब्राहम ताब द्वारा बनाए गए थे। इसके स्थान कुछ दिशाओं में खुले ब्रह्मांडों की तरह व्यवहार कर सकते हैं, और दूसरों में बंद ब्रह्मांडों के रूप में। इसके अलावा, समय के साथ, वे साइन को प्लस से माइनस और माइनस से प्लस में बदल सकते हैं। उनका स्थान न केवल स्पंदित होता है, बल्कि सचमुच अंदर बाहर हो जाता है। भौतिक रूप से, इन प्रक्रियाओं को गुरुत्वाकर्षण तरंगों से जोड़ा जा सकता है, जो अंतरिक्ष को इतनी मजबूती से विकृत करती हैं कि वे स्थानीय रूप से इसकी ज्यामिति को गोलाकार से काठी के आकार में बदल देते हैं और इसके विपरीत। सामान्य तौर पर, अजीब दुनिया, हालांकि गणितीय रूप से संभव है।

दुनिया में उतार-चढ़ाव

कज़नर के काम के प्रकाशन के तुरंत बाद, अलेक्जेंडर फ्रीडमैन के लेख दिखाई दिए, पहला 1922 में, दूसरा 1924 में। इन पत्रों ने जीआर समीकरणों के आश्चर्यजनक रूप से सुरुचिपूर्ण समाधान प्रस्तुत किए, जिनका ब्रह्मांड विज्ञान के विकास पर अत्यंत रचनात्मक प्रभाव पड़ा। फ्रीडमैन की अवधारणा इस धारणा पर आधारित है कि, औसतन, पदार्थ को बाहरी अंतरिक्ष में यथासंभव सममित रूप से वितरित किया जाता है, अर्थात पूरी तरह से सजातीय और आइसोट्रोपिक। इसका मतलब है कि एक ब्रह्मांडीय समय के प्रत्येक क्षण में अंतरिक्ष की ज्यामिति उसके सभी बिंदुओं पर और सभी दिशाओं में समान होती है (सख्ती से कहें तो, ऐसे समय को अभी भी सही ढंग से निर्धारित करने की आवश्यकता है, लेकिन इस मामले में यह समस्या हल करने योग्य है)। यह इस प्रकार है कि किसी भी क्षण ब्रह्मांड के विस्तार (या संकुचन) की दर फिर से दिशा से स्वतंत्र होती है। इसलिए फ्रीडमैन के ब्रह्मांड कास्नर के मॉडल से काफी अलग हैं।

पहले लेख में, फ्रीडमैन ने अंतरिक्ष की निरंतर सकारात्मक वक्रता के साथ एक बंद ब्रह्मांड का एक मॉडल बनाया। यह दुनिया पदार्थ के अनंत घनत्व के साथ एक प्रारंभिक बिंदु स्थिति से उत्पन्न होती है, एक निश्चित अधिकतम त्रिज्या (और, परिणामस्वरूप, अधिकतम मात्रा) तक फैलती है, जिसके बाद यह फिर से उसी विशेष बिंदु (गणितीय भाषा में, एक विलक्षणता) में ढह जाती है।

हालांकि, फ्रीडमैन यहीं नहीं रुके। उनकी राय में, पाया गया ब्रह्माण्ड संबंधी समाधान किसी भी तरह से प्रारंभिक और अंतिम विलक्षणता के बीच के अंतराल तक सीमित नहीं है, इसे आगे और पीछे दोनों समय में जारी रखा जा सकता है। परिणाम समय की धुरी पर फंसे ब्रह्मांडों का एक अंतहीन गुच्छा है, जो विलक्षणता के बिंदुओं पर एक-दूसरे की सीमा पर है। भौतिकी की भाषा में, इसका मतलब है कि फ्रीडमैन का बंद ब्रह्मांड अनिश्चित काल तक दोलन कर सकता है, प्रत्येक संकुचन के बाद मर सकता है और बाद के विस्तार में नए जीवन के लिए पुनर्जन्म हो सकता है। यह एक कड़ाई से आवधिक प्रक्रिया है, क्योंकि सभी दोलन समान अवधि के लिए जारी रहते हैं। इसलिए, ब्रह्मांड के अस्तित्व का प्रत्येक चक्र अन्य सभी चक्रों की एक सटीक प्रति है।

यहां बताया गया है कि फ्रीडमैन ने अपनी पुस्तक द वर्ल्ड ऐज़ स्पेस एंड टाइम में इस मॉडल पर कैसे टिप्पणी की: "इसके अलावा, ऐसे मामले संभव हैं जब वक्रता की त्रिज्या समय-समय पर बदलती है: ब्रह्मांड एक बिंदु (कुछ भी नहीं) तक सिकुड़ता है, फिर एक बिंदु से यह लाता है एक निश्चित मूल्य के लिए इसकी त्रिज्या, फिर से, इसकी वक्रता की त्रिज्या को कम करते हुए, यह एक बिंदु में बदल जाती है, आदि। अनजाने में, जीवन की अवधि के बारे में हिंदू पौराणिक कथाओं की कथा को याद किया जाता है; "कुछ भी नहीं से दुनिया के निर्माण" की बात करना भी संभव है, लेकिन कुछ समय के लिए इन सभी को जिज्ञासु तथ्यों के रूप में माना जाना चाहिए, जिनकी अपर्याप्त खगोलीय प्रयोगात्मक सामग्री द्वारा ठोस रूप से पुष्टि नहीं की जा सकती है।

फ्रीडमैन के लेखों के प्रकाशन के कुछ वर्षों बाद, उनके मॉडलों को प्रसिद्धि और पहचान मिली। आइंस्टीन को एक दोलनशील ब्रह्मांड के विचार में गंभीरता से दिलचस्पी हो गई, और वह अकेले नहीं थे। कैल्टेक में गणितीय भौतिकी और भौतिक रसायन विज्ञान के प्रोफेसर रिचर्ड टॉलमैन ने 1932 में पदभार ग्रहण किया। वह न तो एक शुद्ध गणितज्ञ थे, जैसे फ्रीडमैन, और न ही एक खगोलशास्त्री और खगोल भौतिकीविद्, जैसे डी सिटर, लेमैत्रे और एडिंगटन। टॉलमैन सांख्यिकीय भौतिकी और ऊष्मप्रवैगिकी में एक मान्यता प्राप्त विशेषज्ञ थे, जिसे उन्होंने पहले ब्रह्मांड विज्ञान के साथ जोड़ा था।

परिणाम बहुत ही गैर-तुच्छ थे। टॉलमैन इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ब्रह्मांड की कुल एन्ट्रापी चक्र से चक्र तक बढ़नी चाहिए। एन्ट्रापी का संचय इस तथ्य की ओर जाता है कि ब्रह्मांड की ऊर्जा का एक बढ़ता हुआ हिस्सा विद्युत चुम्बकीय विकिरण में केंद्रित है, जो चक्र से चक्र तक इसकी गतिशीलता को अधिक से अधिक दृढ़ता से प्रभावित करता है। इस वजह से, चक्रों की लंबाई बढ़ जाती है, प्रत्येक अगला पिछले वाले की तुलना में लंबा हो जाता है। दोलन बने रहते हैं, लेकिन आवधिक होना बंद हो जाते हैं। इसके अलावा, प्रत्येक नए चक्र में, टॉल्मन ब्रह्मांड की त्रिज्या बढ़ जाती है। नतीजतन, अधिकतम विस्तार के चरण में, इसकी सबसे छोटी वक्रता होती है, और इसकी ज्यामिति अधिक से अधिक होती है और अधिक से अधिक समय तक यूक्लिडियन के करीब पहुंचती है।

रिचर्ड टॉलमैन, अपने मॉडल के निर्माण में, एक दिलचस्प संभावना से चूक गए, जिस पर जॉन बैरो और मारियस डाब्रोवस्की ने 1995 में ध्यान आकर्षित किया। उन्होंने दिखाया कि टॉलमैन के ब्रह्मांड का दोलन शासन एक एंटीग्रेविटेशनल कॉस्मोलॉजिकल पैरामीटर की शुरूआत से अपरिवर्तनीय रूप से नष्ट हो गया है। इस मामले में, चक्रों में से एक पर टोलमैन ब्रह्मांड अब एक विलक्षणता में अनुबंध नहीं करता है, लेकिन बढ़ते त्वरण के साथ फैलता है और एक डी सिटर ब्रह्मांड में बदल जाता है, जो कि काज़नेर ब्रह्मांड एक समान स्थिति में करता है। एंटी-ग्रेविटी, परिश्रम की तरह, सब कुछ खत्म कर देता है!

मिक्सर में ब्रह्मांड

1967 में, अमेरिकी खगोल भौतिकीविद डेविड विल्किंसन और ब्रूस पार्ट्रिज ने पाया कि तीन साल पहले किसी भी दिशा से खोजे गए अवशेष माइक्रोवेव विकिरण लगभग समान तापमान के साथ पृथ्वी पर आते हैं। अपने हमवतन रॉबर्ट डिके द्वारा आविष्कार किए गए एक अत्यधिक संवेदनशील रेडियोमीटर की मदद से, उन्होंने दिखाया कि कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड फोटॉन के तापमान में उतार-चढ़ाव एक प्रतिशत के दसवें हिस्से से अधिक नहीं होता है (आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, वे बहुत कम हैं)। चूंकि यह विकिरण बिग बैंग के 400,000 साल पहले प्रकट हुआ था, विल्किंसन और पार्ट्रिज के परिणामों ने सुझाव दिया कि भले ही जन्म के समय हमारा ब्रह्मांड लगभग पूरी तरह से आइसोट्रोपिक नहीं था, इसने बिना किसी देरी के इस संपत्ति को हासिल कर लिया।

इस परिकल्पना ने ब्रह्मांड विज्ञान के लिए एक महत्वपूर्ण समस्या का गठन किया। पहले ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल में, अंतरिक्ष के समस्थानिक को शुरू से ही एक गणितीय धारणा के रूप में माना जाता था। हालांकि, पिछली शताब्दी के मध्य में, यह ज्ञात हो गया कि जीआर समीकरण कई गैर-आइसोट्रोपिक ब्रह्मांडों का निर्माण करना संभव बनाते हैं। इन परिणामों के संदर्भ में, ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के लगभग आदर्श आइसोट्रॉपी को स्पष्टीकरण की आवश्यकता है।

इस तरह की व्याख्या केवल 1980 के दशक की शुरुआत में सामने आई और पूरी तरह से अप्रत्याशित निकली। यह सुपरफास्ट की एक मौलिक नई सैद्धांतिक अवधारणा पर बनाया गया था (जैसा कि वे आमतौर पर कहते हैं, मुद्रास्फीति) ब्रह्मांड के अस्तित्व के पहले क्षणों में विस्तार (देखें "पीएम" नंबर 7, 2012, सर्वशक्तिमान मुद्रास्फीति)। 1960 के दशक के उत्तरार्ध में, विज्ञान ऐसे क्रांतिकारी विचारों के लिए तैयार नहीं था। लेकिन, जैसा कि आप जानते हैं, स्टांप पेपर के अभाव में वे सादे में लिखते हैं।

एक प्रमुख अमेरिकी ब्रह्मांड विज्ञानी, चार्ल्स मिज़नर, विल्किंसन और पार्ट्रिज द्वारा लेख के प्रकाशन के तुरंत बाद, काफी पारंपरिक साधनों का उपयोग करके माइक्रोवेव विकिरण की आइसोट्रॉपी को समझाने की कोशिश की। उनकी परिकल्पना के अनुसार, न्यूट्रिनो और प्रकाश प्रवाह के आदान-प्रदान के कारण, प्रारंभिक ब्रह्मांड की असमानताएं धीरे-धीरे गायब हो गईं, इसके भागों के पारस्परिक "घर्षण" के कारण (अपने पहले प्रकाशन में, मिज़नर ने इस कथित प्रभाव को न्यूट्रिनो चिपचिपाहट कहा)। उनके अनुसार, इस तरह की चिपचिपाहट प्रारंभिक अराजकता को जल्दी से सुचारू कर सकती है और ब्रह्मांड को लगभग पूरी तरह से सजातीय और आइसोट्रोपिक बना सकती है।

मिज़नर का शोध कार्यक्रम सुंदर लग रहा था, लेकिन कोई व्यावहारिक परिणाम नहीं लाया। इसकी विफलता का मुख्य कारण, फिर से, माइक्रोवेव विकिरण के विश्लेषण से पता चला था। घर्षण से जुड़ी कोई भी प्रक्रिया ऊष्मा उत्पन्न करती है, यह ऊष्मागतिकी के नियमों का एक प्रारंभिक परिणाम है। यदि न्यूट्रिनो या किसी अन्य चिपचिपाहट के कारण ब्रह्मांड की प्राथमिक असमानताओं को सुचारू किया गया था, तो ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण का ऊर्जा घनत्व प्रेक्षित मूल्य से काफी भिन्न होगा।

जैसा कि अमेरिकी खगोल भौतिकीविद् रिचर्ड मैटज़नर और उनके पहले ही उल्लेखित अंग्रेजी सहयोगी जॉन बैरो ने 1970 के दशक के अंत में दिखाया था, चिपचिपा प्रक्रियाएं केवल सबसे छोटी ब्रह्माण्ड संबंधी विषमताओं को समाप्त कर सकती हैं। ब्रह्मांड के पूर्ण "चिकनाई" के लिए, अन्य तंत्रों की आवश्यकता थी, और वे मुद्रास्फीति सिद्धांत के ढांचे में पाए गए थे।

फिर भी, मिज़नर ने कई दिलचस्प परिणाम प्राप्त किए। विशेष रूप से, 1969 में उन्होंने एक नया ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल प्रकाशित किया, जिसका नाम उन्होंने उधार लिया था ... रसोई के उपकरण से, कंपनी द्वारा निर्मित एक घरेलू मिक्सर। सनबीम उत्पाद! मिक्समास्टर यूनिवर्सहर समय सबसे मजबूत आक्षेप में धड़कता है, जो मिज़नर के अनुसार, प्रकाश को बंद रास्तों के साथ प्रसारित करने के लिए मजबूर करता है, इसकी सामग्री को मिलाता और समरूप बनाता है। हालांकि, इस मॉडल के बाद के विश्लेषण से पता चला कि हालांकि मिस्नर की दुनिया में फोटॉन लंबी यात्रा करते हैं, लेकिन उनका मिश्रण प्रभाव बहुत कम होता है।

हालांकि मिक्समास्टर यूनिवर्सबहुत ही रोचक। फ्रीडमैन के बंद ब्रह्मांड की तरह, यह शून्य मात्रा से निकलता है, एक निश्चित अधिकतम तक फैलता है, और अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण के तहत फिर से अनुबंध करता है। लेकिन यह विकास फ्रीडमैन की तरह सहज नहीं है, लेकिन बिल्कुल अराजक है और इसलिए विस्तार से पूरी तरह से अप्रत्याशित है। युवावस्था में, यह ब्रह्मांड तीव्रता से दोलन करता है, दो दिशाओं में विस्तार करता है और एक तिहाई में सिकुड़ता है - जैसे कासनेर में। हालांकि, विस्तार और संकुचन के उन्मुखीकरण स्थिर नहीं हैं - वे बेतरतीब ढंग से स्थान बदलते हैं। इसके अलावा, दोलनों की आवृत्ति समय पर निर्भर करती है और प्रारंभिक क्षण के करीब आते ही अनंत हो जाती है। ऐसा ब्रह्मांड अराजक विकृतियों से गुजरता है, जैसे जेली एक तश्तरी पर कांपती है। इन विकृतियों को, फिर से, विभिन्न दिशाओं में घूमने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों की अभिव्यक्ति के रूप में व्याख्या की जा सकती है, जो कास्नर मॉडल की तुलना में बहुत अधिक हिंसक है।

मिक्समास्टर यूनिवर्सब्रह्मांड विज्ञान के इतिहास में "शुद्ध" सामान्य सापेक्षता के आधार पर बनाए गए सबसे जटिल काल्पनिक ब्रह्मांड के रूप में प्रवेश किया। 1980 के दशक की शुरुआत से, इस तरह की सबसे दिलचस्प अवधारणाओं ने क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत और प्राथमिक कण सिद्धांत के विचारों और गणितीय तंत्र का उपयोग करना शुरू कर दिया, और फिर, बिना किसी देरी के, सुपरस्ट्रिंग सिद्धांत।

अतीत को मिटाने की कोशिश मत करो। यह आपको आज आकार देता है और आपको वह बनने में मदद करता है जो आप कल होंगे।

ज़ियाद के. अब्देलनोइर

ब्रह्मांड, आपसे और मुझसे भी अधिक, उसके जन्म के समय मौजूद परिस्थितियों से आकार लेता है। लेकिन इसने क्या रूप लिया? मैंने पाठक टॉम बेरी से एक प्रश्न चुना जो पूछता है:

मैं समझता हूं कि ब्रह्मांड में एक काठी का आकार है। मुझे आश्चर्य है कि क्यों, बिग बैंग के समय, सभी पदार्थ सभी दिशाओं में समान रूप से अलग नहीं हुए और ब्रह्मांड को एक गोलाकार आकार नहीं दिया?

आइए एक आयाम को हटाकर शुरू करें, और इस बारे में बात करें कि द्वि-आयामी सतह क्या बनाती है। आप शायद एक विमान की कल्पना करते हैं - कागज की एक शीट की तरह। इसे एक सिलेंडर में घुमाया जा सकता है, और हालांकि सतह स्वयं बंधी होगी - आप एक तरफ से दूसरी तरफ जा सकते हैं, फिर भी यह एक सपाट सतह होगी।

इसका क्या मतलब है? उदाहरण के लिए, आप एक त्रिभुज बना सकते हैं और आंतरिक कोनों के आयामों को जोड़ सकते हैं। यदि हम 180 डिग्री प्राप्त करते हैं, तो सतह समतल होती है। यदि आप दो समानांतर रेखाएँ खींचते हैं, तो वे पूरी तरह से बनी रहेंगी।

लेकिन यह सिर्फ विकल्पों में से एक है।

एक गोले की सतह द्वि-आयामी है, लेकिन समतल नहीं है। कोई भी रेखा गोल होने लगती है, और यदि आप त्रिभुज के कोनों को जोड़ते हैं, तो आपको 180 डिग्री से अधिक का मान प्राप्त होगा। समानांतर रेखाएँ (रेखाएँ जो समानांतर के रूप में शुरू होती हैं) खींचकर, आप देखेंगे कि अंततः वे मिलेंगे और प्रतिच्छेद करेंगे। ऐसी सतहों में सकारात्मक वक्रता होती है।

दूसरी ओर, काठी की सतह एक अन्य प्रकार की गैर-प्लानर द्वि-आयामी सतह का प्रतिनिधित्व करती है। यह एक दिशा में अवतल है और दूसरी दिशा में उत्तल है, लंबवत दिशा में है, और नकारात्मक वक्रता वाली सतह है। यदि आप उस पर एक त्रिभुज बनाते हैं, तो आपको 180 डिग्री से कम कोणों का योग मिलता है। दो समानांतर रेखाएं अलग-अलग दिशाओं में विचलन करेंगी।

आप कागज के एक सपाट गोल टुकड़े की कल्पना भी कर सकते हैं। यदि आप इसमें से एक कील काटते हैं और इसे वापस एक साथ चिपकाते हैं, तो आपको सकारात्मक वक्रता वाली सतह मिलती है। यदि आप इस कील को किसी अन्य समान टुकड़े में डालते हैं, तो आपको नकारात्मक वक्रता की सतह मिलेगी, जैसा कि चित्र में है।

त्रि-आयामी अंतरिक्ष से एक द्वि-आयामी सतह का प्रतिनिधित्व करना काफी आसान है। लेकिन हमारे त्रि-आयामी ब्रह्मांड में, चीजें कुछ अधिक जटिल हैं।

जहां तक ​​ब्रह्मांड की वक्रता का सवाल है, हमारे पास तीन विकल्प हैं:

सकारात्मक वक्रता, उच्च आयामों में एक गोले की तरह
- नकारात्मक, उच्च आयामों में एक काठी की तरह
- शून्य (फ्लैट) - त्रि-आयामी जाली की तरह

कोई सोचता होगा कि बिग बैंग की उपस्थिति पहले, गोलाकार विकल्प का सुझाव देती है, क्योंकि ब्रह्मांड सभी दिशाओं में समान प्रतीत होता है - लेकिन ऐसा नहीं है। एक बहुत ही दिलचस्प कारण है कि ब्रह्मांड सभी दिशाओं में समान है - और इसका वक्रता से कोई लेना-देना नहीं है।

तथ्य यह है कि ब्रह्मांड सभी स्थानों (सजातीय) और दिशाओं (आइसोट्रोपिक) में समान है, बिग बैंग के अस्तित्व को साबित करता है, जिसकी परिकल्पना कहती है कि सब कुछ एक गर्म और घने सजातीय राज्य से शुरू हुआ जिसमें प्रारंभिक स्थितियां और कानून प्रकृति हर जगह एक जैसी थी।

समय के साथ, छोटे विचलन संरचनाओं की उपस्थिति की ओर ले जाते हैं - तारे, आकाशगंगाएँ, समूह और महान रिक्तियाँ। लेकिन ब्रह्मांड की एकरूपता का कारण यह है कि हर चीज की शुरुआत एक ही थी, वक्रता में नहीं।

लेकिन हम वक्रता की मात्रा को माप सकते हैं।

चित्र पृष्ठभूमि ब्रह्मांडीय विकिरण में कैप्चर किए गए उतार-चढ़ाव के पैटर्न को दर्शाता है। उतार-चढ़ाव की चोटियाँ, विशिष्ट कोणीय पैमानों पर सबसे गर्म और सबसे ठंडी जगहें, इस बात पर निर्भर करती हैं कि ब्रह्मांड कैसे काम करता है और यह किस चीज से बना है। यदि ब्रह्मांड में एक नकारात्मक वक्रता (काठी) है, तो ब्रह्मांड एक छोटे पैमाने पर जाता है, यदि सकारात्मक है - एक बड़े पैमाने पर।

कारण वही है जैसा हमने वर्णन किया है - इन सतहों पर सीधी रेखाएं कैसे व्यवहार करती हैं।

इसलिए, हमें केवल पृष्ठभूमि ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव विकिरण के उतार-चढ़ाव का अध्ययन करने की आवश्यकता है, और हम देखने योग्य ब्रह्मांड की वक्रता को मापने में सक्षम होंगे।

और हमें क्या मिलेगा?

और हम पाते हैं कि नीले घेरे में दिखाई गई वक्रता की मात्रा लगभग 0.5% है। इससे पता चलता है कि ब्रह्मांड की वक्रता एक समतल से अप्रभेद्य है।

यह वास्तव में सभी दिशाओं में समान रूप से विस्तारित हुआ, लेकिन इसका वक्रता से कोई लेना-देना नहीं है। बेशक, जितना हम देख सकते हैं, उससे कहीं अधिक बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड की वक्रता गैर-शून्य हो सकती है। बिग बैंग के बाद जो मुद्रास्फीति की प्रक्रिया हुई, वह ब्रह्मांड के प्रत्येक वर्ग में तेजी से वृद्धि करती है।

अर्थात्, यह संभव है कि ब्रह्मांड की वक्रता सकारात्मक या नकारात्मक हो, कि यह एक काठी या एक गोले जैसा दिखता हो, कि यह आत्म-बाध्य हो, और हम एक छोर से बाहर जा सकें और दूसरे तक जा सकें। इससे इंकार नहीं किया जा सकता है - लेकिन देखे गए हिस्से में ऐसा नहीं है। और हमारे लिए, ब्रह्मांड एक समतल से अप्रभेद्य है। लेकिन, जैसा कि भाग डी में दिखाया गया है, आप मान सकते हैं कि आपका स्थान समतल है, लेकिन ब्रह्मांड समतल नहीं हो सकता है। यह हमारे पास मौजूद जानकारी से एक निष्कर्ष है।

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 सपाट 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 की ज्यामिति 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 है, 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 सभी 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 और गति घनत्व के वितरण में सभी छोटे बदलावों को ध्यान में नहीं रख सकते हैं जो अभी हुआ है और अभी भी होगा ब्रह्माण्ड। लेकिन, सौभाग्य से, मानव मन अवधारणाओं के साथ काम करने में सक्षम है जैसे कि मतिहीनताऔर 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 के पैमाने।
लेकिन समीकरणों को हल करने के लिए, यह पर्याप्त नहीं है। अंतरिक्ष-समय 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 दिखने का गुण समरूपता कहलाता है, और किसी भी बिंदु पर समान दिखना एकरूपता 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 करने में, 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 समय 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 निर्वात 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 सिकुड़ने लगता है।
शून्य वक्रता: शून्य वक्रता वाले स्थान को कहा जाता है समतलस्थान। ऐसा समतल स्थान गैर-संकुचित है, यह सभी दिशाओं में असीम रूप से फैला हुआ है, जैसे केवल विस्तारित है खुलास्थान। ऐसा ब्रह्मांड समय के साथ असीम रूप से फैलता है।
नकारात्मक वक्रता: निरंतर नकारात्मक 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, वह है हाइपरबोलाइड, जो कि दो-आयामी हाइपरस्फीयर है। ऋणात्मक वक्रता वाला स्थान आयतन में अनंत होता है। नकारात्मक वक्रता वाले स्थान में, खुलाब्रह्मांड। 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 से संबंधित 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 ने निष्कर्ष निकाला 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? इसे 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 सामान्य 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, साधारण 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 साधारण 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 के ब्रह्मांड संबंधी शब्द को भुला दिया गया और "छोड़ 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 प्राकृतिक रूप से गतिशील रूप से प्रकट 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 यह एक कारण है कि भौतिक विज्ञानी सुपरसिमेट्रिक सिद्धांतों का पता लगाते हैं।
ब्रह्माण्ड 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 साधारण 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 ही में किए गए 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. ब्रह्माण्ड 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 केवल 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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