Naya Samaj: Nepal's Digital Portal
  • बिहिवार, जेठ २२ गते २०७७
  • Jun 04 2020 Thursday

BETA

images

Copyright ©

Site By: Sobiztrend Technology

विस्तारशील ब्रह्माण्ड र महाविस्फोटकाे सिद्धान्त

विस्तारशील ब्रह्माण्ड र महाविस्फोटकाे सिद्धान्त

  • आइतवार, बैशाख २८ २०७७

  • रमेश सुनुवार


  • विश्वको उत्पत्तिको वैज्ञानिक सिद्धान्तलाई महाविस्फोट सिद्धान्त भनिन्छ । यो सिद्धान्तको आरम्भ महान वैज्ञानिक अल्बर्ट आइन्स्टाइनको सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तबाट भएको थियो ।

    आइन्स्टाइनको सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्त आउनुभन्दा पहिले यो विश्व वा ब्रह्माण्ड कस्तो छ भन्ने सम्बन्धमा विचार गर्ने आधार न्यूटनको गुरुत्वाकर्षणको सिद्धान्त थियो । तर त्यसबाट सन्तोषजनक उत्तर पाउन सकिंदैनथ्यो । न्यूटनको सिद्धान्तअनुसार ब्रह्माण्डलाई सीमित मानियो भने यसमा रहेका वस्तुहरु (उदाहरणको लागि ताराहरु) परस्पर आकर्षित हुन्छन् र अन्ततः ब्रह्माण्ड समाप्त हुनजान्छ । त्यसैगरी यदि ब्रह्माण्डलाई असीमित मानियो भने यसलाई बुझ्न कठिन हुन्छ र असीमित ब्रह्माण्ड पनि आफैं समाप्त हुन्छ ।

    आइन्स्टाइनले आफ्नो सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्त सन् १९१६ मा पूरा गरेका थिए र उनले त्यसलाई ब्रह्माण्डको स्वरुप कस्तो छ भन्ने बुझ्नको लागि प्रयोग गर्ने विचार गरे । यो सिद्धान्तअनुसार स्थान समतल (flat) अथवा युक्लिडीय नभएर वक्र (curved) अथवा अयुक्लिडीय छ र यसको वक्रता (curvature) यसमा रहेको पदार्थको मात्रामा निर्भर हुन्छ । आइन्स्टाइनको धारणा के थियो भने ब्रह्माण्डमा पदार्थको मात्रा स्थानको वक्रता जुन बिन्दुबाट आरम्भ हुन्छ, त्यही बिन्दुमा फर्केर आउनको लागि पर्याप्त छ । त्यसकारण ब्रह्माण्ड सीमित र किनारारहित गोलाकार (-unbounded sphere) छ ।

    तर जब आइन्स्टाइनले सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तलाई ब्रह्माण्डमा प्रयोग गरे, त्यसको परिणाम अनपेक्षित देखियो । सामान्य सापेक्षताको क्षेत्र समीकरण (Field Equation) ले के देखायो भने यो ब्रह्माण्ड अस्थिर छ । यस्तो अस्थिर ब्रह्माण्डको परिणाम दुई विकल्पहरुमध्ये एउटा हुन्छ– कि त यो खुम्चिएर समाप्त हुन्छ कि विस्तार भइरहन्छ । यो परिणामले आइन्स्टाइनलाई समस्यामा पार्यो । किनभने यो स्थापित ब्रह्माण्डीय सिद्धान्त (Cosmological Principle) को विपरित थियो । ब्रह्माण्डीय सिद्धान्तअनुसार यो ब्रह्माण्ड सर्वत्र समरुप (homogeneous) छ र यसमा विशेष स्थान पनि छैन र विशेष समय पनि छैन । आइन्स्टाइनले आफ्नो क्षेत्र समीकरणलाई परिमार्जन गर्ने विचार गरे । त्यसको लागि उनले एउटा अचर मात्राको परिकल्पना गरे । त्यसलाई उनले ब्रह्माण्डीय अचर (cosmological constant) भनेका थिए र ग्रिक अक्षर ल्याम्बडाले जनाएका थिए ।

    ब्रह्माण्डीय अचर थपेर आइन्स्टाइनले अस्थिर ब्रह्माण्डलाई स्थिर त बनाए तर त्यसबाट उनको क्षेत्र समीकरण विकृत भयो । त्यसले क्षेत्र समीकरणको प्राकृतिक सौन्दर्यलाई नष्ट गरेर कृत्रिम बनाइदिएको थियो । त्यसकारण आइन्स्टाइनले असहज महसूस गरेका थिए ।

    आइन्स्टाइनको ब्रह्माण्डको स्वरुप अयुक्लिडीय (non-Euclidean) थियो । त्यसकारण त्यसले युक्लिडीय ज्यामितिको शर्तलाई पूरा गर्दैनथ्यो । त्यो फुटबलजस्तो गोलाकार तीन–आयामीय थियो र त्यसमा चौथो आयामको रुपमा समय जोडिएको थियो । गोलाकार (Spherical) भएको हुँदा त्यो सीमित थियो र त्यसमा किनाराको शर्त पूरा गर्नुपर्ने समस्या पनि थिएन । त्यसैगरी त्यसको गोलाकार स्वरुप पनि स्वाभाविक ढंगबाटै बन्दथ्याे, किनभने पदार्थले स्थानलाई वक्र बनाउँदछ ।

    त्यसपछि सन् १९२२ मा रुसी गणितज्ञ अलेक्जेण्डर फ्राइडम्यान (१८८८– १९२५) ले आइन्स्टाइनको सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तको आधारमा ब्रह्माण्डको प्रारुप (model) बउने प्रयत्न गरे । तर उनले आइन्स्टाइनको ब्रह्माण्डीय अचरको प्रयोग गरेनन् । त्यसबाट उनले केही रोचक परिणामहरु प्राप्त गरे । 

    फ्राइडम्यानले के भेट्टाए भने ब्रह्माण्डमा रहेको पदार्थको औसत घनत्वको आधारमा यसका तीनवटा स्वरुपहरु हुनसक्दछन् । यदि यो घनत्व एउटा निश्चित निर्णायक घनत्वभन्दा बढी छ भने, ब्रह्माण्ड धनात्मक रुपले वक्र हुन्छ र यो फर्केर आफैंमा समाप्त हुन्छ । यदि यसको घनत्व निर्णायक घनत्वभन्दा कम छ भने, ब्रह्माण्ड ऋणात्मक रुपले वक्र हुन्छ र यो सदा विस्तार भइरहन्छ । यदि यसको घनत्व निर्णायक घनत्वसँग बराबर छ भने, ब्रह्माण्ड समतल अथवा चेप्टो र खुल्ला हुन्छ । त्यसकारण यो निरन्तर विस्तार भइरहन्छ ।

    फ्राइडम्यानले आफ्नो ब्रह्माण्डको प्रारुप एउटा वैज्ञानिक संस्थाको जर्नल Zeischrift fur Physik मा छपाउनको लागि आइन्स्टाइनलाई पठाएका थिए । तर आइन्स्टाइनले त्यसलाई वास्तविक ब्रह्माण्डसँग कुनै सम्बन्ध नभएको एउटा गणितीय युक्ति मात्र ठानेर अस्वीकार गरिदिए ।

    यसलाई अर्को ढंगबाट पनि व्यक्त गर्नसकिन्छ । ब्रह्माण्डको ज्ञात घनत्व र यसको निर्णायक घनत्वको (समतल ब्रह्माण्डको अनुरुप घनत्वको) अनुपातलाई ओमेगा (Ω) मानौं । अब यदि ओमेगा एकभन्दा ठूलो छ भने, ब्रह्माण्ड धनात्मक रुपले वक्र हुन्छ र यो बन्द हुन्छ । यदि ओमेगा एकभन्दा सानो छ भने, ब्रह्माण्ड ऋणात्मक रुपले वक्र हुन्छ र यो खुला हुन्छ । यदि ओमेगा एक नै छ भने, ब्रह्माण्ड समतल वा चेप्टो हुन्छ र यो खुला हुन्छ । ब्रह्माण्डका यी तीन स्वरुपहरुमा समान कुरा ब्रह्माण्ड गतिशील छ भन्ने धारणा थियो । यो धारणाअनुसार ब्रह्माण्ड विगतमा भिन्न प्रकारको थियो र भविष्यमा पुनः भिन्न प्रकारको हुनेछ । यो फ्राइडम्यानको ब्रह्माण्ड विज्ञानको लागि एउटा क्रान्तिकारी योगदान थियो । फ्राइडम्यान वास्तवमा आफ्नो समयभन्दा धेरै अगाडि थिए ।

    H4060300-Alexander_Friedman,_Soviet_cosmologist.jpg

    अलेक्जेण्डर फ्राइडम्यान (१८८८–१९२५)


    खगोलशास्त्रीहरुले अझै विस्तारशील ब्रह्माण्डको प्रारुपलाई पुष्टि गर्ने तथ्यहरु जुटाउन सकेका थिएनन् । त्यसकारण उनको सिद्धान्तले महत्व पाएन ।

    फ्राइडम्यानपछि विस्तारशील ब्रह्माण्डको प्रारुप प्रस्तुत गर्ने व्यक्ति बेल्जियमका पादरी तथा खगोलशास्त्री जर्जेज लेमेतर (१८९४–१९६६) थिए । उनले सन् १९२५ मा आइन्स्टाइनको सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तको आधारमा ब्रह्माण्डको प्रारुप विकास गर्नथालेका थिए । उनले पनि आइन्स्टाइनको ब्रह्माण्डीय अचरलाई खासै महत्व दिएनन् । दुई वर्षको प्रयत्नपछि उनी पनि त्यही निष्कर्षमा पुगे, जसमा फ्राइडम्यान पुगेका थिए । अर्थात् उनको ब्रह्माण्डको प्रारुप पनि विस्तारशील नै भयो ।

    लेमेतरले आफ्नो ब्रह्माण्डको विस्तारशील प्रारुप सन् १९२७ मा प्रकाशित गरेका थिए । तर त्यसलाई पनि आइन्स्टाइनले कुनै महत्व दिएनन् । उनी आफ्नो स्थिर ब्रमाण्डको धारणामा अडिग रहे । केही समयपछि लेमेतरले ब्रह्माण्डको आरम्भ कसरी भयो भन्ने सम्बन्धमा विचार गर्नथाले । अन्ततः उनी कुन निष्कर्षमा पुगे भने ब्रह्माण्डको आरम्भिक अवस्था न्युट्रोनहरुको एउटा अस्थिर गोला हुनुपर्दछ, जसलाई उनले ‘‘आदिम नाभि’’ भन्ने नामकरण गरेका थिए । परमाणुमा नरहेको बेला न्युट्रोन अस्थिर हुन्छ र १२ मिनेटमा त्यो प्रोटोन र इलेक्ट्रोनमा विखण्डित हुन्छ ।


    georges-lematre-1.jpg

    जर्जेज लेमेतर (१८९४–१९६६)

    फ्राइडम्यान र लेमेतर दुवैले विस्तारशील ब्रह्माण्डको प्रारुप प्रस्तुत गरेका थिए । तर लेमेतर फ्राइडम्यानभन्दा अगाडि बढे । फ्राइडम्यान एक गणितज्ञ थिए भने लेमेतर एक खगोलशास्त्री थिए, जो विस्तारशील ब्रह्माण्डका गणितीय समीकरणहरुको पछाडि रहेको वास्तविकतालाई जान्न चाहन्थे । विशेषगरी लेमेतरलाई ब्रह्माण्डको भौतिक इतिहासमा अभिरुचि थियो ।

    विस्तारशील ब्रह्माण्ड
     
    यदि यो ब्रह्माण्ड वास्तवमै विस्तार भइरहेको छ भने, हिजो यो आजको भन्दा सानो हुनुपर्दछ । त्यसैगरी गतवर्ष अझ सानो हुनुपर्दछ । र, तार्किक रुपमा यदि हामी धेरै पछाडि गयौं भने, सम्पूर्ण स्थान एउटा सानो क्षेत्रमा संकुचित भएको हुनुपर्दछ । अर्को शब्दमा भन्दा, लेमेतर घडीलाई (समयलाई) ब्रह्माण्डको आरम्भमा नपुगेसम्म पछाडि पर्काउन चाहन्थे ।

    लेमेतरको दूरदृष्टि के थियो भने, उनले सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तले सृष्टिको क्षणलाई संकेत गर्छ भन्ने कुरा महसूस गरेका थिए । उनी के निष्कर्षमा पुगेका थिए भने यो ब्रह्माण्ड एउटा सानो संकुचित क्षेत्रबाट आरम्भ भएको थियो, जसबाट यो विस्फोट भयो र समयको क्रममा विकसित भएर आजको अवस्थामा आइपुगेको छ । वास्तवमा लेमेतर यो ब्रह्माण्ड भविष्यमा पनि विकसित भइरहनेछ भन्ने विश्वास गर्दथे ।

    आफ्नो ब्रह्माण्डको प्रारुप निर्माण गरिसकेपछि लेमेतरले त्यस्तो भौतिक विज्ञानको खोजी गर्नथाले, जसले ब्रह्माण्डको सृष्टि र विकासको सम्बन्धमा उनको सिद्धान्तलाई व्याख्या गर्नसक्दथ्यो । लेमेतर रेडियोधर्मी तत्वहरुको विखण्डन प्रक्रियासँग पनि परिचित थिए, जसमा ठूलो परमाणु युरेनियम साना परमाणुहरुमा टुक्रिन्छ, जसबाट कणहरु, विकिरण र शक्ति उत्सर्जित हुन्छन् । लेमेतरले के सोच्नथाले भने त्यस्तै प्रकारको तर धेरै ठूलो परिमाणको प्रक्रियाबाट यो ब्रह्माण्डको जन्म भएको हुनसक्दछ । समयलाई पछाडितिर फर्काएर लेमेतरले सम्पूर्ण ताराहरुलाई एउटा अतिसंकुचित ब्रह्माण्डको रुपमा परिकल्पना गरे, जसलाई उनले आदिम परमाणु नामकरण गरे । त्यसपछि उनले सृष्टिको क्षणलाई एउटा त्यस्तो क्षणको रुपमा हेरे, जुन बेला त्यो एकल, सर्वसमावेशी परमाणु एक्कासि विखण्डित भयो र ब्रह्माण्डका सम्पूर्ण पदार्थको उत्पत्ति भयो ।

    लेमेतरले के सोचे भने आज देखिने ब्रह्माण्डीय किरणहरु (cosmic rays) त्यही प्रारम्भिक विखण्डनको अवशेष हुनसक्दछन् र त्यसबाट उत्पन्न पदार्थको राशि समयको क्रममा जमेर आजका ताराहरु र ग्रहहरु बनेका हुनसक्दछन् । पछि उनले आफ्नो सिद्धान्तलाई सारांशमा यसरी प्रस्तुत गरेका थिए: ‘आदिम परमाणुको परिकल्पना एउटा ब्रह्माण्डीय परिकल्पना हो, जसले वर्तमान ब्रह्माण्डलाई एउटा परमाणुको रेडियोधर्मी विखण्डनको परिणामको रुपमा चित्रण गर्दछ ।’ त्यसबाहेक, त्यो सम्पूर्ण रेडियोधर्मी विखण्डनको उद्गमबाट उत्सर्जित शक्तिले ब्रह्माण्डको विस्तारलाई बल प्रदान गरेको हुनुपर्दछ, जुन विस्तारशील ब्रह्माण्डको प्रारुपको मूल कुरा हो ।

    सारांशमा भन्दा, लेमेतर नै पहिलो वैज्ञानिक थिए, जसले ब्रह्माण्डको विस्तारशील प्रारुपको एउटा तार्किक रुपमा सुनिश्चित र विस्तृत विवरण दिएका थिए, जुन आज ब्रह्माण्डको महाविस्फोट प्रारुप (-Big Bang model) को रुपमा प्रसिद्ध छ । उनले आइन्स्टाइनको सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तबाट आरम्भ गरेका थिए, ब्रह्माण्डको सृष्टि र विस्तारको एउटा सैद्धान्तिक प्रारुप बनाएका थिए र त्यसपछि त्यसलाई ब्रह्माण्डीय किरणहरु तथा रेडियोधर्मी विखण्डनजस्ता ज्ञात तथ्यहरुसँग जोडेका थिए ।

    लेमेतरको प्रारुपमा सृष्टिको क्षण मूल कुरा थियो तर उनको अभिरुचि ती प्रक्रियाहरुमा पनि थियो, जसले एउटा आकारहीन विस्फोटनलाई आज देखिने ताराहरु र ग्रहहरुमा रुपान्तरण गरेका थिए । वास्तवमा उनले यो ब्रह्माण्डको सृष्टि, विकास र इतिहासको एउटा सिद्धान्त निर्माण गरेका थिए ।

    सिद्धान्तलाई तथ्यसँग जोडेर तथा आफ्नो महाविस्फोटको धारणालाई भौतिक विज्ञान र तथ्यगत खगोलशास्त्रको संरचनाभित्र मिलाएर लेमेतर फाइडम्यानभन्दा धेरै अगाडि गएका थिए । तर उनले आफ्नो सृष्टिको सिद्धान्त सन् १९२७ मा प्रस्तुत गर्दा त्यसलाई पनि त्यसैगरी बेवास्ता गरियो, जसरी फ्राइडम्यानको सिद्धान्तलाई गरिएको थियो ।

    वास्तवमा दुवै प्रारुपहरु गणितीय दृष्टिकोणबाट सुसंगत थिए र वैज्ञानिक दृष्टिकोणबाट मान्य थिए । तिनीहरु दुवै सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तबाट उत्पन्न ब्रह्माण्डको महाविस्फोट प्रारुप भएका थिए र कुनै पनि ज्ञात भौतिक नियमसँग असंगत थिएनन् । तर पनि, दुवै प्रारुपहरुमा प्रयोगात्मक तथ्यहरुको पूर्णतया अभाव थियो । यही प्रमाणको अभावको कारण फ्राइडम्यान र लेमेतरको विस्तारशील ब्रह्माण्डको प्रारुपलाई भन्दा स्थिर ब्रह्माण्डको प्रारुपलाई मान्यता दिइएको थियो ।

    विज्ञानका दुई परिपूरक तत्वहरु हुन्छन्– सिद्धान्त र प्रयोग । सिद्धान्तकार हरुले यो संसारले कसरी काम गर्दछ भनेर विचार गर्दछन् र वास्तविकताका प्रारुपहरु बनाउँदछन् । प्रयोगकताहरुले चाहिँ यी प्रारुपहरुलाई वास्तविकतासँग दाँजेर परीक्षण गर्दछन् । ब्रह्माण्ड विज्ञानको क्षेत्रमा आइन्स्टाइन, इडम्यान र लेमेतरजस्ता सिद्धान्तकारहरुले ब्रह्माण्डका प्रतिस्पर्धी प्रारुपहरुको विकास गरे । तर तिनीहरुको परीक्षण गर्ने कुरा अत्यन्तै कठिन थियो ।

    सिद्धान्तकारहरुद्वारा प्रस्तुत गरिएका प्रारुपहरुको परीक्षण खगोलशास्त्रीहरुले तब मात्र गर्नसक्दथे, जब पर्याप्त मात्रामा प्रयोगात्मक तथ्यरु एकत्रित हुन्थे । र, प्रयोगात्मक तथ्यहरु संग्रह गर्नको लागि उनीहरुले प्रयोगात्मक प्रविधिलाई विकसित गर्नुपर्दथ्यो ।

    बीसौं शताब्दीको आरम्भसम्ममा वर्णक्रमदर्शक यन्त्र (spectroscopy) एउटा परिपूर्ण विधि भइसकेको थियो र त्यसलाई भर्खरै निर्मित विशाल टेलिस्कोप र नवीन फोटोग्राफीसँग जोड्न सकिन्थ्यो । यी तीन प्रविधिहरुको संयोजनबाट खगोलशास्त्रीहरुलाई ताराहरुको संरचना र गति पत्ता लगाउने अभूतपूर्व अवसर प्राप्त भएको थियो ।

    जब कुनै तारा अथवा अन्तरिक्षको अन्य प्रकाशमान वस्तुको प्रकाशलाई वर्णक्रमदर्शक यन्त्रबाट पठाइन्छ, तब विभिन्न रेखाहरु देखिन्छन् । ती रेखाहरुले त्यो वस्तुको सम्बन्धमा धेरै महत्वपूर्ण जानकारीहरु दिन्छन् । तिनीहरुले त्यो वस्तुमा कुन तत्वहरु छन् भन्ने कुरा बताउँदछन् ।

    सामान्यतया कुनै एउटा तत्वबाट आएको प्रकाशको रेखा आफ्नो विशिष्ट स्थानमा हुन्छ । तर यदि त्यो तत्व रहेको वस्तु चलिरहेको छ भने, त्यो रेखा आफ्नो स्थानबाट सर्दछ । यदि त्यो वस्तु टाढा गइरहेको छ भने, त्यो रेखा वर्णपटको रातो रंगतिर सर्दछ र यदि त्यो वस्तु नजिक आइरहेको छ भने, त्यो रेखा वर्णपटको नीलो रंगतिर सर्दछ । यिनीहरुलाई क्रमशः रातोतिर स्थानान्तरण (redshift) र नीलोतिर स्थानान्तरण (blueshift) भनिन्छ । यसरी वस्तुको गतिबाट त्यसरी वर्णपटमा पर्ने प्रभावलाई डप्लर प्रभाव (Doppler effect) भनिन्छ, जसको खोज अष्ट्रियाका भौतिकशास्त्री क्रिश्चियन डप्लरले सन् १८४२ गरेका थिए ।

    dumpler.PNG

    डप्लर प्रभावको माध्यमबाट ब्रह्माण्डका वस्तुहरुको गति मापन गर्नसकिन्छ । त्यसकारण यो खगोलशास्त्र तथा ब्रह्माण्ड विज्ञानको लागि अत्यन्तै महत्वपूर्ण छ ।

    त्यसपछि यी रेखाहरु कसरी सरिरहेका छन् भन्ने मापन गरेर खगोलशास्त्रीहरुले केही ताराहरु पृथ्वीतिर आइरहेका छन् र केही ताराहरु पृथ्वीबाट टाढा गइरहेका छन् भन्ने कुरा थाहा पाउन सकेका थिए ।

    भेस्टो स्लिफर ती प्रथम खगोलशास्त्री थिए, जसले नीहारिका (nebula) को डप्लर प्रभाव सफलतापूर्वक मापन गरेका थिए । उनले २४ इन्चको क्लार्क टेलिस्कोप प्रयोग गरेका थिए, जुन एरिजोनाको फ्लगस्टाफमा अवस्थित लोवेल बेधशालामा रहेको थियो ।

    स्लिफरले केही वर्षभित्र धेरै तारापुञ्जहरु (galaxies) का गतिहरु मापन गरे, जसबाट के स्पष्ट भयो भने तिनीहरु अत्यन्तै उच्च गतिमा चलिरहेका छन् । सन् १९१७ सम्ममा स्लिफरले पच्चीसवटा तारापुञ्जहरुको गति मापन गरिसकेका थिए । तिनीहरुमध्ये एक्काइसवटा पृथ्वीबाट टाढा गइरहेका थिए र चारवटा मात्र नजिक आइरहेका थिए । त्यसपछि एक दशकमा जति तारापुञ्जहरु थपिए, प्रत्येक तारापुञ्ज टाढा गइरहेको पाइयो । त्यसबाट सामान्यतया हरेक तारापुञ्ज मन्दाकिनी तारापुञ्ज (Milky Way) बाट टाढा गइरहेको छ भन्ने डप्लर प्रभाव देखियो ।

    तारापुञ्जहरुको दूरी घट्नुको सट्टा बढिरहेको छ भन्ने तथ्य अनपेक्षित थियो । स्लिफर र अन्य धेरै खगोलशास्त्रीहरुले त्यसको अर्थ खोज्ने प्रयत्न गरे । विभिन्न प्रकारका तर्कहरु आए, तर सहमतिमा पुग्न सकिएन ।

    यो विषय तबसम्म एउटा रहस्य बनिरह्यो, जबसम्म अमेरिकी खगोलशास्त्री एड्विन हब्बल (१८८९–१९५३) ले आफ्नो दिमाग र विशाल टेलिस्कोप यसको समाधानमा लगाएनन् । उनले थोरै समयमै महत्वपूर्ण अवलोकनहरु गरेका थिए, जसबाट स्लिफरका मापनहरुलाई ब्रह्माण्डको एउटा सुसंगत प्रारुपमा मिलाउन संभव भयो । हब्वलको कार्यले ब्रह्माण्डको सृष्टिसम्बन्धी फ्राइडम्यान र लेमेतरको प्रारुपको लागि पहिलो मुख्य प्रमाण प्रदान गर्यो ।

    200302-Edwin_Hubble_prev.jpg

    एड्विन हब्बल (१८८९–१९५३)
     

    जब हब्बलले स्लिफरको कार्यको सम्बन्धमा सुने, उनले त्यसको रहस्य उद्घाटन गर्ने संकल्प गरे । त्यसपछि उनी माउन्ट विल्सनमा काम गर्नलागे, जहाँ १०० इन्चको ब्यास भएको विशाल टेलिस्कोप थियो । त्यो टेलिस्कोप लोवेल बेधशालामा रहेको स्लिफरको टेलिस्कोपभन्दा सत्रगुना बढी क्षमतावान थियो ।

    हब्वलका सहायक मिल्टन हमेसन थिए । उनी खगोलशास्त्रको फोटोग्राफीमा अत्यन्तै कुशल थिए । स्लिफरको रातोतिर स्थानान्तरण हुने रहस्य पत्ता लगाउनको लागि उनीहरुले आपसमा कार्यविभाजन गरे । हमेसनको काम विभिन्न तारापुञ्जहरुका डप्लर प्रभावहरुको मापन गर्नु थियो र हब्बलको काम तिनीहरुका दूरीहरु मापन गर्नु थियो । उनीहरुले सन् १९२९ सम्ममा ४६ तारापुञ्जहरुका रक्त–स्थानान्तरणहरु र दूरीहरु मापन गरे । लगभग सबै तारापुञ्जहरु रक्त–स्थानान्तरित देखिए, जसको अर्थ तिनीहरु टाढा गइरहेका छन् भन्ने हुन्थ्यो । त्यसैगरी ग्राफका बिन्दुहरुले के संकेत गर्दथे भने तारापुञ्जको गति त्यसको दूरीमाथि निर्भर हुन्छ । हब्बलले ग्राफका आँकडाहरुमा एउटा सिधा रेखा कोरे, जसले तारापुञ्जको गति पृथ्वीबाट त्यसको दूरीसँग समानुपाती हुन्छ भन्ने जनाउँदथ्यो ।

    अर्को शब्दमा, यदि एउटा तारापुञ्ज अर्को तारापुञ्जभन्दा दुईगुना टाढा छ भने, त्यो दुईगुना छिटो चलिरहेको छ; यदि तीनगुना टाढा छ भने, त्यो तीनगुना छिटो चलिरहेको छ, इत्यादि ।

    यदि हब्बल सही थिए भने, त्यसको परिणाम ठूलो हुन्थ्यो । तारापुञ्जहरु ब्रह्माण्डमा स्वेच्छाचारी ढंगले चलिरहेका थिएनन्, बरु तिनीहरुका गतिहरु गणितीय रुपमा तिनीहरुका दूरीहरुसँग सम्बन्धित थिए । त्यसकारण त्यो सम्बन्धमा एउटा विशेष अर्थ थियो । त्यसको अर्थ के थियो भने इतिहासको कुनै एउटा बिन्दुमा ब्रह्माण्डका सम्पूर्ण तारापुञ्जहरु एउटै सानो क्षेत्रमा संकेन्द्रित हुनुपर्दछ । त्यो पहिलो अवलोकनगत प्रमाण थियो, जसले महाविस्फोट (Big Bang) लाई संकेत गर्दथ्यो । त्यसले सर्वप्रथम सृष्टिको घटनालाई उद्घाटित गरेको थियो ।

    त्यसकारण ब्रह्माण्डको प्रत्येक वस्तु सृष्टिको समयमा एउटा अत्यन्तै सघन क्षेत्रबाट उत्पन्न भएको थियो । यदि समय (घडी) शून्यबाट आरम्भ भयो भने, त्यसको परिणाम एउटा विकासशील र विस्तारशील ब्रह्माण्ड हुन्छ । फ्राइडम्यान र लेमेतरले सैद्धान्तीकरण गरेको कुरा यही थियो । तास्तवमा यो महाविस्फोट थियो ।

    हब्बलले आफ्नो ग्राफ (रेखाचित्र) एउटा ६ पृष्ठको शोधपत्रमा सन् १९२९ मा प्रकाशित गरेका थिए । त्यसको शीर्षक ‘A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra Galactic Nebulae’ थियो ।

    तारापुञ्जको गति र दूरीको समानुपातिक सम्बन्धलाई हब्बलको नियम भनिन्छ । यसलाई गणितीय सूत्रमा यसरी व्यक्त गर्नसकिन्छ:

     V = H0 × d

    यसले के बताउँछ भने कुनै पनि तारापुञ्जको गति (v) पृथ्वीबाट त्यसको दूरी (d) र हब्बल अचर (H0) को गुननफलसँग बराबर हुन्छ । हब्बल अचर एउटा  निश्चित मान हो, जुन तारापुञ्जको गति र दूरीको अनुपात (v/d) हो । यसको मान 558 km/ s/ mpc छ ।

    हब्बल अचरका दुईवटा परिणामहरु छन् । यसको एउटा परिणाम के हो भने कुनै पनि तारापुञ्जको गति त्यसको दूरीलाई नापेर पत्ता लगाउन सकिन्छ र त्यसैगरी त्यसको दूरी त्यसको गतिलाई नापेर पत्ता लगाउन सकिन्छ ।

    यसको अर्को परिणाम के हो भने यसले ब्रह्माण्डको आयु बताउँदछ । हब्बलले ब्रह्माण्डको आयु १,८००,०००,००० वर्ष गनना गरेका थिए । अहिले यसको आयु १३.७ अरब वर्ष निर्धारण गरिएको छ । यसको कारण के हो भने हब्बलको समयमा हब्बल अचर (H0) विशुद्ध (-accurate) थिएन ।

    त्यसकारण हब्बलको नियमअनुसार यो ब्रह्माण्डको उत्पत्ति १३.७ अरब वर्षअगाडि भएको थियो । अर्थात्, यो १३.७ अरब वर्षको भयो ।

    ब्रह्माण्डको प्रारुप (Model of Universe)

    ब्रह्माण्डको वर्तमान प्रारुप आइन्स्टाइनको सामान्य सापेक्षताको सिद्धान्तमा आधारित छ । यही सिद्धान्तको आधारमा अलेक्जेण्डर फ्राइडम्यान र जर्जेज लेमेतरले ब्रह्माण्डको विस्तारशील प्रारुप (भ्हउबलमष्लन ःयमभ)ि को परिकल्पना गरेका थिए । र, त्यसलाई एड्विन हब्बलले अवलोकनबाट प्राप्त तथ्यद्वारा पुष्टि गरेका थिए ।

    ब्रह्माण्डको विस्तारशील प्रारुपअनुसार यो ब्रह्माण्ड एउटा निश्चित मात्रामा बढिरहेको गतिमा विस्तार भइरहेको छ । यो प्रारुप हब्बलको नियम (ज्गददभिुक ीबध) द्वारा निर्धारित हुन्छ । यो नियम एड्विन हब्बलले पत्ता लगाएका थिए । यसलाई गणितीय सूत्रमा यसरी व्यक्त गरिन्छ:

     V = H0 × d

    यहाँ v का अर्थ विस्तारको गति, म को अर्थ दूरी र H0 को अर्थ हब्बल अचर हो । अर्थात् ब्रह्माण्डको विस्तारको गति दूरीसँग समानुपाती हुन्छ । ब्रह्माण्ड विस्तार भइरहेको छ र यसमा रहेका वस्तुहरु (नीहारिकाहरु, ताराहरु, तारापुञ्जहरु, आदि) एक–अर्कोबाट टाढिँदै गइरहेका छन् । जसरी एउटा बेलुनमा अंकित विभिन्न रंगीन थोप्लाहरु बेलुन फुलाउँदा एक–अर्कोबाट टाढिँदै जान्छन्, त्यसैगरी ब्रह्माण्ड विस्तार हुँदा यसमा रहेका वस्तुहरु एक–अर्कोबाट टाढिँदै जान्छन् । 

    ब्रह्माण्डको विकासक्रम (भ्खयगितष्यल या ग्लष्खभचकभ) ब्रह्माण्डको उत्पत्ति महाविस्फोटबाट भएको थियो भन्ने कुरा अब एउटा सर्वस्वीकृत वैज्ञानिक तथ्य भइसकेको छ । शुरुमा यो शक्तिको पुञ्जमात्र थियो । त्यसकारण ब्रह्माण्डको वर्तमान स्वरुप महाविस्फोटपछि लामो समयमा भएका विभिन्न परिवर्तनहरुको परिणाम हो ।

    महाविस्फोट १३.७ अरब वर्षअगाडि भएको थियो । ब्रह्माण्डको आरम्भ अत्यन्तै सानो आकारबाट र अत्यन्तै उच्च तापक्रमबाट भएको थियो । त्यसपछि यो निरन्तर विस्तार र चिसो भइरहेको छ ।

    bingbang-universe.jpg

    ब्रह्माण्डको विकासक्रम

     
    महाविस्फोट भएको १ सेकेण्डपछि तापक्रम १० अरब डिग्रीमा झर्यो । कणहरु र प्रतिकणहरु (-antiparticles) परस्पर निषेध हुने प्रक्रियाको अन्त्य भयो । प्रतिकणहरु लोप भए । त्यसपछि पदार्थ बन्ने अवस्था सृजना भयो ।

    महाविस्फोट भएको १०० सेकेण्डपछि तापक्रम १ अरब डिग्री भयो । त्यसपछि प्रोटोन र न्युट्रोन जोडिएर साना तत्वहरुका नाभिहरु (nuclei) बन्नथाले । महाविस्फोट भएको ३८०,००० वर्षपछि पहिलो परमाणु बन्यो । त्यसवेला ब्रह्माण्डको तापक्रम ३०००k थियो ।

    अब पदार्थ र शक्ति छुट्टिए । महाविस्फोट भएको २०,००,००,००० वर्षपछि प्रथम ताराहरु बने । महाविस्फोट भएको ९ अरब वर्षपछि हाम्रो सौर्यमण्डल बन्यो । अर्थात् ४.५७ अरब वर्षअगाडि हाम्रो सौर्यमण्डल बनेको थियो । महाविस्फोट भएको १० अरब वर्षपछि, अथवा आजभन्दा ३.४६ अरब वर्षअगाडि पृथ्वीमा जीवको उत्पत्ति भएको थियो ।

    ६०,००,००,००० वर्षअगाडि बहुकोषीय जीवहरु उत्पन्न भए । ५०,००,००,००० वर्षअगाडि सरिसृपहरु उत्पन्न भए र २०,००,००,००० वर्षअगाडि स्तनधारीहरु उत्पन्न भएका थिए । त्यसैगरी आजभन्दा ६०,००,००० वर्षअगाडि प्राइमेटबाट प्रथम मानवको उत्पत्ति भयो । २०,००,००० वर्षअगाडि अफ्रिकामा होमो सेपियन्सको उत्पत्ति भयो र २,५०,००० वर्षअगाडि नियाण्डरथलको अन्त्य भएपछि आधुनिक मानवको उत्पत्ति भयो ।

    यसरी यो ब्रह्माण्डले महाविस्फोटदेखि आज सम्म १३.७ अरब वर्ष पार गरेको छ ।

     

    प्रतिक्रिया
    सम्बन्धित समाचार