द्वारा एक और अभूतपूर्व खोज नागोया विश्वविद्यालयके छह नोबेल पुरस्कार विजेता पहले से कहीं अधिक अंतरिक्ष के कुछ हिस्सों में पीछे मुड़कर देखते हैं। के सहयोग से टोक्यो विश्वविद्यालय और प्रिंसटन विश्वविद्यालय, शोधकर्ताओं ने खुलासा किया कि कैसे उन्होंने 12 अरब साल पहले बिग बैंग से विकिरण अवशेषों का उपयोग करके आकाशगंगाओं के आसपास काले पदार्थ के गठन को देखा।
बहुत पहले हुई घटनाओं को देखना चुनौतीपूर्ण हो सकता है। प्रकाश की सीमित गति के कारण, टीम ने अपनी वर्तमान स्थिति के बजाय अपने पूर्व-अरब-वर्ष के इतिहास में दूर की आकाशगंगाओं का अवलोकन किया। डार्क मैटर का अवलोकन करना, जो प्रकाश उत्पन्न नहीं करता है, अभी भी अधिक चुनौतीपूर्ण है।
एक दूर स्रोत आकाशगंगा पर विचार करें जो अपने काले पदार्थ का अध्ययन करने के लिए लक्ष्य आकाशगंगा से भी अधिक दूरस्थ है। द्वारा भविष्यवाणी की गई आइंस्टीन का सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत, अग्रभूमि आकाशगंगा का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव, इसके काले पदार्थ सहित, परिवेश को विकृत करता है स्थान और समय. स्रोत आकाशगंगा से प्रकाश के झुकने के परिणामस्वरूप आकाशगंगा का स्पष्ट आकार बदल जाता है क्योंकि यह विरूपण से गुजरता है। डार्क मैटर की मात्रा के साथ विकृति बढ़ती है। विकृति के कारण, शोधकर्ता मात्रा की गणना कर सकते हैं काले पदार्थ अग्रभूमि आकाशगंगा के आसपास (जिसे "लेंस" आकाशगंगा भी कहा जाता है)।
एक निश्चित बिंदु से परे, एक समस्या उत्पन्न होती है: ब्रह्मांड की सबसे दूर की पहुंच में आकाशगंगाएं अत्यधिक मंद हैं। नतीजतन, यह रणनीति कम सफल हो जाती है क्योंकि हम पृथ्वी से दूर देखते हैं। संकेत की पहचान करने के लिए कई पृष्ठभूमि आकाशगंगाएँ होनी चाहिए क्योंकि लेंसिंग विरूपण आमतौर पर मामूली और पता लगाने के लिए चुनौतीपूर्ण होता है।
अधिकांश अध्ययन एक ही सीमा पर अटके हुए हैं। विरूपण को मापने के लिए पर्याप्त दूर स्रोत आकाशगंगाओं की पहचान करने में असमर्थ होने के अलावा, वैज्ञानिक केवल 8-10 अरब साल पहले के काले पदार्थ का विश्लेषण कर सकते थे।
इन सीमाओं ने प्रश्न को खुला छोड़ दिया डार्क मैटर का वितरण इस समय और 13.7 अरब साल पहले, हमारे ब्रह्मांड की शुरुआत के आसपास।
इस अध्ययन में शोधकर्ता सुबारू हाइपर सुप्रीम-कैम सर्वे (एचएससी) अवलोकनों के डेटा का उपयोग करके इस समस्या को हल करते हैं। वे दृश्यमान प्रकाश का उपयोग करके 1.5 मिलियन लेंस आकाशगंगाओं का पता लगा सकते थे, जिन्हें 12 अरब साल पहले देखने के लिए चुना गया था।
इसके बाद, उन्होंने माइक्रोवेव का इस्तेमाल किया कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (सीएमबी) दूर आकाशगंगा प्रकाश की कमी को दूर करने के लिए। उन्होंने विशेष रूप से यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के प्लैंक उपग्रह द्वारा देखे गए माइक्रोवेव का उपयोग माइक्रोवेव द्वारा विकृत लेंस आकाशगंगाओं के आसपास के काले पदार्थ को मापने के लिए किया।
टोक्यो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर मसामी ओची ने कहा, "दूर की आकाशगंगाओं के आसपास के काले पदार्थ को देखें? यह एक पागल विचार था। किसी को एहसास नहीं हुआ कि हम ऐसा कर सकते हैं। लेकिन जब मैंने एक बड़े दूर के आकाशगंगा के नमूने के बारे में बात की, तो हिरोनाओ मेरे पास आया और कहा कि सीएमबी के साथ इन आकाशगंगाओं के चारों ओर काले पदार्थ को देखना संभव हो सकता है।
इंस्टीट्यूट फॉर कॉस्मिक रे रिसर्च, टोक्यो विश्वविद्यालय के सहायक प्रोफेसर युइची हरिकेन ने कहा, "अधिकांश शोधकर्ता वर्तमान से आठ अरब साल पहले काले पदार्थ के वितरण को मापने के लिए स्रोत आकाशगंगाओं का उपयोग करते हैं। हालाँकि, हम आगे अतीत में देख सकते हैं क्योंकि हमने डार्क मैटर को मापने के लिए अधिक दूर के सीएमबी का उपयोग किया है। पहली बार, हम ब्रह्मांड के लगभग शुरुआती क्षणों से डार्क मैटर को माप रहे थे।”
प्रारंभिक विश्लेषण के बाद, शोधकर्ताओं ने जल्द ही महसूस किया कि उनके पास डार्क मैटर के वितरण का पता लगाने के लिए पर्याप्त बड़ा नमूना था। बड़े दूर के आकाशगंगा के नमूने और सीएमबी में लेंसिंग विकृतियों को मिलाकर, उन्होंने 12 अरब साल पहले के समय में और भी काले पदार्थ का पता लगाया। यह केवल 1.7 अरब साल बाद है ब्रह्मांड की शुरुआत; इस प्रकार, इन आकाशगंगाओं को पहली बार बनने के तुरंत बाद देखा जाता है।
केएमआई नामित सहायक प्रोफेसर हिरोनाओ मियाताके ने कहा, "मैं खुश था कि हमने उस युग में एक नई खिड़की खोली। 12 अरब साल पहले, चीजें बहुत अलग थीं। आप वर्तमान की तुलना में गठन प्रक्रिया में अधिक आकाशगंगाएँ देखते हैं; पहले आकाशगंगा समूह भी बनने लगे हैं। गैलेक्सी क्लस्टर में बड़ी मात्रा में डार्क मैटर के साथ गुरुत्वाकर्षण से बंधी 100-1000 आकाशगंगाएँ शामिल हैं। ”
नेता बहकॉल, यूजीन हिगिंस खगोल विज्ञान के प्रोफेसर, खगोल भौतिकी के प्रोफेसर और प्रिंसटन विश्वविद्यालय में स्नातक अध्ययन के निदेशक ने कहा, "यह परिणाम बहुत सुसंगत देता है आकाशगंगाओं की तस्वीर और उनका विकास, साथ ही आकाशगंगाओं में और उसके आस-पास का काला पदार्थ, और यह चित्र समय के साथ कैसे विकसित होता है। ”
शोधकर्ताओं के सबसे रोमांचक निष्कर्षों में से एक डार्क मैटर की अकड़न से संबंधित था। ब्रह्माण्ड विज्ञान के मानक सिद्धांत के अनुसार, लैम्ब्डा-सीडीएम मॉडल, सीएमबी में सूक्ष्म उतार-चढ़ाव के माध्यम से आसपास के पदार्थ को आकर्षित करके घनी पैक वाले पदार्थ के पूल बनाते हैं। गंभीरता. यह अमानवीय गुच्छों का निर्माण करता है जो इन घने क्षेत्रों में तारे और आकाशगंगाएँ बनाते हैं। समूह के निष्कर्ष बताते हैं कि लैम्ब्डा-सीडीएम मॉडल की भविष्यवाणी की तुलना में उनकी अकड़न माप कम थी।
मियाताके ने कहा, "हमारी खोज अभी भी अनिश्चित है। लेकिन अगर यह सच है, तो यह सुझाव देगा कि जैसे-जैसे आप समय में और पीछे जाते हैं, पूरा मॉडल त्रुटिपूर्ण है। यह रोमांचक है क्योंकि यदि अनिश्चितताओं के कम होने के बाद भी परिणाम जारी रहता है, तो यह उस मॉडल के सुधार का सुझाव दे सकता है जो स्वयं डार्क मैटर की प्रकृति में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है। ”
प्रिंसटन यूनिवर्सिटी के एसोसिएट रिसर्च स्कॉलर एंड्रेस प्लाज़ा मैलागॉन ने कहा, "इस बिंदु पर, हम यह देखने के लिए बेहतर डेटा प्राप्त करने का प्रयास करेंगे कि क्या लैम्ब्डा-सीडीएम मॉडल ब्रह्मांड में हमारे अवलोकनों की व्याख्या कर सकता है। और इसका परिणाम यह हो सकता है कि हमें इस मॉडल में चली गई धारणाओं पर फिर से विचार करने की आवश्यकता है।"
माइकल स्ट्रॉस, एक प्रोफेसर और प्रिंसटन विश्वविद्यालय में खगोल भौतिकी विभाग के अध्यक्ष ने कहा, "बड़े पैमाने पर सर्वेक्षणों का उपयोग करके ब्रह्मांड को देखने की ताकत में से एक, जैसे कि इस शोध में इस्तेमाल किया गया है, यह है कि आप परिणामी छवियों में जो कुछ भी देखते हैं उसका अध्ययन पास से कर सकते हैं हमारे सौर मंडल में क्षुद्रग्रह प्रारंभिक ब्रह्मांड से सबसे दूर की आकाशगंगाओं तक। आप एक ही डेटा का उपयोग कई नए प्रश्नों का पता लगाने के लिए कर सकते हैं।"
जर्नल संदर्भ:
- हिरोनाओ मियाताके, युइची हरिकेन, एट अल। Z∼1.5 पर 4 मिलियन आकाशगंगाओं द्वारा उत्पादित सीएमबी लेंसिंग सिग्नल की पहली पहचान: उच्च रेडशिफ्ट पर पदार्थ घनत्व में उतार-चढ़ाव पर प्रतिबंध। भौतिकी। रेव। लेट. 129, 061301 - 1 अगस्त 2022 को प्रकाशित। डीओआई: 10.1103 / PhysRevLett.129.061301
