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| सौर मंडल के भीतर छिपी एक रहस्यमय शक्ति, जो डार्क एनर्जी से जुड़ी हो सकती है, वैज्ञानिकों के लिए एक नई पहेली बन गई है। |
एक नए विश्लेषण से पता चला है कि Einstein के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत के लगभग सटीक स्थानीय परीक्षणों के बावजूद, solar system में dark energy से जुड़ी एक शक्ति अभी भी छिपी हो सकती है।
यह स्थानीय gravity परीक्षणों और ब्रह्मांड के व्यापक व्यवहार के बीच के अंतर को उस शक्ति के सूक्ष्म निशानों की खोज में बदल देता है जो शायद अभी भी मौजूद हों।
वह कहाँ गायब हो जाता है?
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सूर्य के चारों ओर, ग्रहों की गति और अंतरिक्ष यान के संकेत Einstein के कथन से इतने सटीक रूप से मेल खाते हैं कि कोई भी अतिरिक्त खिंचाव वहाँ एक नन्हे अवशेष के रूप में ही रह सकता है।
इस सटीक रिकॉर्ड से, NASA की Jet Propulsion Laboratory (JPL) भौतिक विज्ञानी Slava Turyshev ने दिखाया कि यह छिपा हुआ बल स्थानीय रूप से बिना कोई स्पष्ट निशान छोड़े बना रह सकता है।
पूरी तरह से गायब होने के बजाय, यह बल एक कमजोर अवशेष में सिमट जाता है जिसे वर्तमान उपकरण तब तक नहीं देख पाते जब तक कि solar system पर परिचित gravity का प्रभुत्व बना रहता है।
यह सीमा solar system को बल के अस्वीकरण के बजाय एक ऐसी जगह के रूप में दर्शाती है जहाँ केवल इसके सबसे कमजोर निशान ही बचे रह सकते हैं, जिससे यह सवाल उस कारण की ओर मुड़ जाता है जो इसे दबाता है।
Density क्यों मायने रखता है?
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तारों और ग्रहों से दूर, पदार्थ विरल हो जाता है, और पाँचवें बल – एक अतिरिक्त अंतःक्रिया – को शामिल करने वाले सिद्धांत अधिक व्यापक प्रभाव उत्पन्न कर सकते हैं।
इन विचारों में, environment अतिरिक्त क्षेत्र के व्यवहार को बदल देता है, जिससे बल खाली क्षेत्रों में अधिक स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकता है।
इस आवरण को screening कहा जाता है, और यह ब्रह्मांड को बड़े पैमाने पर विचित्र दिखने देता है जबकि आस-पास के ग्रह परिचित पथों का अनुसरण करते रहते हैं।
एक बार screening के शामिल होने पर, solar system में शून्य परिणाम मॉडल का हिस्सा बन जाता है, न कि उसका अंत।
सूर्य की रोशनी में गिरगिट
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एक विधि में गिरगिट जैसी screening प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जिसमें अतिरिक्त क्षेत्र स्थानीय density के साथ बदलता रहता है और पदार्थ के जमाव के साथ इसका पता लगाना कठिन होता जाता है।
सूर्य के निकट, यह व्यवस्था प्रभाव को पूरे तंत्र में फैलाने के बजाय एक पतली बाहरी परत में संकुचित कर सकती है। Turishev का अनुमान है कि यदि उपकरण पर्याप्त रूप से उन्नत हो जाएं, तो यह बचा हुआ संकेत प्रकाश के यात्रा समय और मुक्त-पतन को प्रभावित कर सकता है।
इसी कारण गिरगिट जैसे मॉडल निराशाजनक होते हैं, लेकिन परीक्षण योग्य भी होते हैं, क्योंकि वे पूर्ण सन्नाटे के बजाय एक कमजोर अवशेष की भविष्यवाणी करते हैं।
Gravity स्वयं को छुपा लेता है
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दूसरा तरीका, Vainshtein स्क्रीनिंग, आसपास के gravitational क्षेत्र के माध्यम से अतिरिक्त बल को दबा देता है।
बल को सीधे बदलने के बजाय, स्थानीय environment इसके प्रभावों को तब तक रोके रखता है जब तक कि Vainshtein त्रिज्या नामक एक बड़ी सीमा पार नहीं हो जाती।
एक अनुमान के अनुसार, सूर्य की Vainshtein त्रिज्या लगभग 400 प्रकाश-वर्ष, या लगभग 2.4 quadrillion मील (3.9 quadrillion किलोमीटर) है, जो आसपास के तारों को भी शामिल करने के लिए पर्याप्त है।
यदि यह अनुमान सही है, तो निकट भविष्य के मिशनों को वहां कुछ भी देखने में कठिनाई होगी, भले ही अतिरिक्त भौतिकी मौजूद हो।
Cosmic सर्वेक्षण का मार्गदर्शन
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अब तक सबसे सटीक सुराग Euclid नामक यूरोपीय space telescope से मिल रहे हैं, जो ब्रह्मांडीय संरचना का व्यापक अध्ययन कर रही है।
ज़मीन पर, Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ने लाखों galaxies और quasar spectra से एक 3D मानचित्र तैयार किया है।
ये सर्वेक्षण विरल क्षेत्रों में gravity का अवलोकन करते हैं, जहाँ सूर्य के निकट की तुलना में परिरक्षित बल अधिक स्पष्ट रूप से प्रकट होना चाहिए।
इनका उद्देश्य निकटवर्ती क्षेत्र की स्थिति का समाधान करना नहीं है, बल्कि solar system मिशन के लिए आवश्यक स्थानीय संकेतों को सीमित करना है।
स्थानीय स्तर पर क्या मायने रखता है?
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टीम का तर्क है कि स्थानीय प्रयोग तभी उपयोगी होते हैं जब वे उन संकेतों को लक्षित करते हैं जिन्हें screened मॉडल अभी भी स्वीकार करता है।
एक संभावित उदाहरण है Shapiro delay, जो किसी विशाल पिंड के चारों ओर gravity द्वारा spacetime के मुड़ने के कारण प्रकाश या radio संकेतों की गति धीमी होना है।
Turyshev का अनुमान है कि सूर्य के निकट से गुजरने वाला एक spacecraft संकेत Einstein के अनुमान से लगभग दो से पांच parts प्रति million तक के विचलन का पता लगा सकता है।
यह किसी भी सामान्य मानक के अनुसार सटीक है, फिर भी यह Vainshtein-screened द्वारा छोड़े गए विचलन से कहीं अधिक है।
अन्य संभावनाएं क्या है?
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एक और संभावना Einstein के समतुल्यता सिद्धांत से मिलती है, जो यह नियम बताता है कि gravity विभिन्न प्रकार के पदार्थों को एक ही दिशा में खींचता है।
Space में परमाणु इंटरफेरोमीटर, उन्नत lunar laser ranging और linked optical clocks उन विषमताओं या दोलनों को पकड़ सकती हैं जिन्हें navigation नहीं पकड़ पाता।
Turyshev का अनुमान है कि कुछ मुक्त-पतन परीक्षणों के लिए संवेदनशीलता 100 quadrillion में एक भाग के करीब होगी और घड़ी खोजों के लिए तीन से दस गुना तक लाभ होगा।
प्रत्येक विकल्प एक विशिष्ट अवशिष्ट संकेत की तलाश करता है, जो कि परीक्षण किए गए सिद्धांतों के लिए आवश्यक है, इससे पहले कि कोई प्रयोग वास्तव में विफल हो सके।
Mission Discovery को आगे बढ़ाते हैं।
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इनमें से कुछ भी संयोगवश नहीं होगा, क्योंकि Euclid और Dark Energy Spectroscopic इंस्ट्रूमेंट दूर के ब्रह्मांड पर नज़र रखते हैं, न कि solar gravity क्षेत्र पर।
एक गंभीर स्थानीय खोज के लिए मिशन योजनाओं की आवश्यकता होगी जो एक मिथ्याकरण योग्य भविष्यवाणी, एक स्पष्ट सिग्नल मॉडल और विशेष रूप से निर्मित उपकरणों पर आधारित हों।
यही कारण है कि यह शोध एक सुरक्षा-मार्ग और खोज कार्यक्रम का समर्थन करता है: सीमाओं को सख्त करें, और फिर जब कोई विसंगति जांच में खरी उतरे तो कार्रवाई बढ़ाएं।
उस ट्रिगर के बिना, एक महंगा प्रमुख मिशन उसी उत्तर को अधिक बारीकी से दोहराने का जोखिम उठाता है।
एक कठिन मानक
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यह तर्क physics की एक आम धारणा के भी विपरीत है, जिसके अनुसार केवल अधिक परिशुद्धता से ही विसंगति दूर हो जाएगी।
यहाँ, परिशुद्धता तभी मायने रखती है जब सिद्धांत researchers को यह स्पष्ट रूप से बता दे कि screening से मापने योग्य अवशेष कहाँ तक बचता है।
इससे उन मॉडलों पर भार पड़ता है जो ब्रह्मांडीय प्रेक्षणों को स्थानीय अवशेषों से जोड़ते हैं, बजाय इसके कि दोनों क्षेत्रों को अलग-अलग मानें।
यदि ऐसा मॉडल कायम रहता है, तो सौर मंडल कमजोर विचारों को खारिज करने और मजबूत विचारों को निखारने का स्थान बन जाता है।
आगे क्या आता है?
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यह शोध cosmic behavior और स्थानीय परिशुद्धता परीक्षणों के बीच निराशाजनक विसंगति को परीक्षित अवशेषों और मिशन डिज़ाइन की एक संकीर्ण समस्या के रूप में पुनर्परिभाषित करता है।
इससे किसी नए बल की उत्पत्ति की संभावना तो नहीं बढ़ जाती, लेकिन यह दर्शाता है कि dark energy, dark matter और solar-system physics किस प्रकार परस्पर क्रिया कर सकते हैं।
आर्टिकल क्रेडिट सोर्स: APS Journal