کشش ثقل کی لہریں نیوٹران ستاروں کو بلیک ہولز میں تبدیل کرنے والے تاریک مادے کو ظاہر کر سکتی ہیں – فزکس ورلڈ

ہندوستان میں نظریاتی طبیعیات دانوں کی ایک ٹیم نے دکھایا ہے کہ کشش ثقل کی لہریں اس کردار کو ظاہر کر سکتی ہیں جو تاریک مادہ نیوٹران ستاروں کو بلیک ہولز میں تبدیل کرنے میں ادا کر سکتا ہے۔

تاریک مادہ ایک فرضی، پوشیدہ مادہ ہے جسے بڑے پیمانے پر ڈھانچے جیسے کہکشاں اور کہکشاں کے جھرمٹ کے متجسس رویے کی وضاحت کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے - ایسا رویہ جس کی وضاحت صرف کشش ثقل سے نہیں کی جا سکتی۔

اگر یہ موجود ہے تو، تاریک مادے کو کشش ثقل کے ذریعے عام مادے کے ساتھ تعامل کرنا چاہیے۔ تاہم، کچھ ماڈل پیش گوئی کرتے ہیں کہ تاریک مادّہ بہت کمزور غیر کشش ثقل کے تعامل کے ذریعے بھی عام مادے کے ساتھ تعامل کر سکتا ہے۔

کمزور لیکن کافی

"غیر کشش ثقل کے تعامل کا مطلب یہ ہے کہ [تاریک مادے کے ذرات] کا پروٹون اور نیوٹران کے ساتھ کسی قسم کے تعامل کی توقع کی جاتی ہے۔" سلگنا بھٹاچاریہ بتایا طبیعیات کی دنیا. بھٹاچاریہ ممبئی میں ٹاٹا انسٹی ٹیوٹ آف فنڈامینٹل ریسرچ کے ایک گریجویٹ طالب علم ہیں، جو مزید کہتے ہیں، "یہ تعاملات بہت کمزور ہو سکتے ہیں، لیکن یہ کافی ہو سکتے ہیں کہ تاریک مادّے کے ذرات کو نیوٹران ستارے کے اندر قید کر لیا جائے"۔

نیوٹران ستارے بڑے پیمانے پر ستاروں کی گھنی بنیادی باقیات ہیں جو سپرنووا کے طور پر پھٹ چکے ہیں۔ وہ بہت چھوٹے ہیں، شاید ایک درجن کلومیٹر کے اس پار، لیکن سورج سے زیادہ بڑے پیمانے پر۔ نیوٹران ستارے کا مرکز اتنا گھنا ہے کہ یہ عام مادے اور تاریک مادے کے درمیان تعامل کے امکان کو بڑھا سکتا ہے۔

زیادہ سے زیادہ نظریاتی ماس جو ایک نیوٹران ستارے کا ہو سکتا ہے 2.5 شمسی ماسز ہو سکتا ہے، لیکن عملی طور پر زیادہ تر بہت چھوٹا ہوتا ہے، تقریباً 1.4 شمسی ماسز۔ نیوٹران ستارے جو 2.5 شمسی ماس سے زیادہ ہیں وہ کشش ثقل سے گر کر بلیک ہولز بنیں گے۔

خلا کو بند کرو

اسٹیلر ماس بلیک ہولز براہ راست سپرنووا (بڑے ستاروں کے دھماکوں) سے بھی بن سکتے ہیں، لیکن نظریاتی ماڈلنگ نے تجویز کیا ہے کہ بلیک ہولز 2-5 شمسی ماسز پر موجود نہیں ہونا چاہیے۔ کچھ عرصہ پہلے تک اس کی تائید مشاہداتی شواہد سے ہوتی تھی۔ تاہم، 2015 کے آغاز میں، بلیک ہول کے جوڑوں کے انضمام سے کشش ثقل کی لہروں کے مشاہدات نے اس بڑے فرق کے اندر بلیک ہولز کی موجودگی کا انکشاف کیا۔

مثال کے طور پر، GW 190814 2019 میں ایک کشش ثقل کی لہر کا پتہ چلا جس میں 2.50-2.67 کے درمیان شمسی ماس کے ساتھ ایک شے شامل تھی۔ ایک اور پراسرار واقعہ تھا۔ GW 1904252019 میں بھی پتہ چلا، جس میں مشترکہ آبجیکٹ کا حجم 3.4 شمسی ماس تھا۔ یہ کسی بھی معروف بائنری نیوٹران سٹار سسٹم سے کافی زیادہ کل ماس ہے۔

اب بھٹاچاریہ، اس کے نگران باسودیب داس گپتاکے علاوہ رنجن لہا۔ انڈین انسٹی ٹیوٹ آف سائنس اور انوپم رے یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے نے تجویز کیا ہے کہ ایک نیوٹران ستارے کے اندر جمع ہونے والے تاریک مادّے سے بنیادی کثافت اس حد تک بڑھ جائے گی کہ یہ چھوٹے بلیک ہول میں گر جائے۔ یہ بلیک ہول پھر بڑھے گا اور نیوٹران ستارے کو اپنی لپیٹ میں لے لے گا۔ نتیجہ ایک بلیک ہول ہو گا جس کا حجم توقع سے کم ہو گا۔ اور، اس طرح کے کم ماس بلیک ہولز کا پتہ لگانا تاریک مادّے کے لیے دلکش ثبوت ہوگا۔

"فلکی طبیعی طور پر غیر ملکی"

"یہ کمپیکٹ اشیاء فلکیاتی طور پر غیر ملکی ہوں گی،" بھٹاچاریہ کہتے ہیں، جو اس مفروضے کو بیان کرنے والے ایک مقالے کے سرکردہ مصنف ہیں۔ جسمانی جائزہ لینے کے خطوط. ان کا مقالہ GW 190814 اور GW 190425 کو انضمام کے طور پر پیش کرتا ہے جس میں بلیک ہولز شامل ہو سکتے ہیں جو تاریک مادے کی مدد سے بنائے گئے تھے۔

چاہے نیوٹران ستاروں سے تبدیل ہونے والے بلیک ہولز موجود ہیں یا نہیں، بھٹاچاریہ کہتے ہیں کہ ان کی تلاش سے "نیوکلیون کے ساتھ تاریک مادے کے تعامل میں کچھ اہم رکاوٹیں" فراہم ہوں گی۔ نتیجے کے طور پر، انضمام کی بڑھتی ہوئی تعداد کا مشاہدہ کیا جا رہا ہے، طبیعیات دانوں کو تاریک مادے کے مختلف ماڈلز کا جائزہ لینے کی اجازت دے سکتا ہے۔

تاریک مادے سے چلنے والے ستارے JWST نے دیکھے ہوں گے۔  

ایک اور امکان یہ ہے کہ GW 190814 اور GW 190425 میں مشاہدہ کی گئی کم کمیت والی اشیاء بنیادی بلیک ہولز ہیں جو بگ بینگ کے فوراً بعد بنے۔ تاہم، کچھ نظریات بتاتے ہیں کہ پرائمری بلیک ہولز تاریک مادے کا ایک جزو ہو سکتے ہیں – اس لیے انضمام کا مطالعہ سیاہ مادے کی نوعیت کے بارے میں مزید معلومات فراہم کر سکتا ہے۔

درحقیقت، تاریک مادے کے ثبوت تلاش کرنے کے لیے کشش ثقل کی لہروں کا استعمال کرنے کا اہم فائدہ یہ ہے کہ یہ ہمارے پاس عام مادے کے ساتھ تاریک مادے کے بے ہوش غیر کشش ثقل کے تعامل کا پتہ لگانے کے لیے سب سے زیادہ حساس ذریعہ ہے۔

اس کی وجہ یہ ہے کہ کشش ثقل کی لہروں کا مشاہدہ "نیوٹرینو فلور" کے تابع نہیں ہے، جو ان تجربات کو محدود کرتا ہے جن کا مقصد سیاہ مادے کا براہ راست پتہ لگانا ہے۔ فرش اس حقیقت کی طرف اشارہ کرتا ہے کہ نیوٹرینو سیاہ مادے کا پتہ لگانے والوں میں پس منظر کے شور کا ایک اہم ذریعہ ہیں جیسے لکس زیپلن.

بھٹاچاریہ کا کہنا ہے کہ "ہمارے ذریعہ تجویز کردہ طریقہ ان خطوں کی چھان بین کر سکتا ہے جو محدود نمائش اور ڈیٹیکٹر کی حساسیت کی وجہ سے ان زمینی ڈیٹیکٹرز کی پہنچ سے باہر ہیں۔"

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• بلاک آفسیٹس۔ ماحولیاتی آفسیٹ ملکیت کو جدید بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/gravitational-waves-could-reveal-dark-matter-transforming-neutron-stars-into-black-holes/