کی طرف سے ایک اور اہم دریافت ناگویا یونیورسٹیکے چھ نوبل انعام یافتہ افراد پہلے سے کہیں زیادہ خلا کے حصوں میں واپس دیکھ رہے ہیں۔ کے تعاون سے ٹوکیو یونیورسٹی اور پرنسٹن یونیورسٹی، محققین نے انکشاف کیا کہ انہوں نے 12 بلین سال پہلے کہکشاؤں کے گرد تاریک مادے کی تشکیل کا مشاہدہ کیسے کیا، جس میں بگ بینگ سے تابکاری کی باقیات کا استعمال کیا گیا۔
بہت پہلے پیش آنے والے واقعات کو دیکھنا مشکل ہو سکتا ہے۔ روشنی کی محدود رفتار کی وجہ سے، ٹیم نے دور دراز کی کہکشاؤں کو ان کی موجودہ حالت کے بجائے اربوں سال سے پہلے کی تاریخ میں دیکھا۔ تاریک مادے کا مشاہدہ کرنا، جو روشنی پیدا نہیں کرتا، اب بھی زیادہ مشکل ہے۔
ایک دور دراز کی کہکشاں پر غور کریں جو اپنے تاریک مادے کا مطالعہ کرنے کے لیے ہدف کہکشاں سے بھی زیادہ دور ہے۔ جیسا کہ پیش گوئی کی گئی ہے۔ آئن سٹائن کا نظریہ عمومی رشتہ داری۔، پیش منظر کی کہکشاں کی کشش ثقل، اس کے تاریک مادے سمیت، ارد گرد کو مسخ کر دیتی ہے۔ جگہ اور وقت. کہکشاں کی ظاہری شکل منبع کہکشاں سے روشنی کے موڑنے کے نتیجے میں بدل جاتی ہے کیونکہ یہ مسخ سے گزرتی ہے۔ تاریک مادے کی مقدار کے ساتھ مسخ بڑھتا ہے۔ مسخ کی وجہ سے، محققین کی رقم کا حساب کر سکتے ہیں سیاہ مادہ پیش منظر کی کہکشاں کے آس پاس (جسے "لینس" کہکشاں بھی کہا جاتا ہے)۔
ایک خاص نقطہ سے آگے، ایک مسئلہ پیدا ہوتا ہے: کہکشائیں کائنات کے سب سے دور تک انتہائی مدھم ہیں۔ نتیجے کے طور پر، یہ حکمت عملی کم کامیاب ہوتی ہے کیونکہ ہم زمین سے دور نظر آتے ہیں۔ سگنل کی شناخت کے لیے پس منظر کی بہت سی کہکشائیں ہونی چاہئیں کیونکہ لینسنگ ڈسٹورشن عام طور پر معمولی اور اس کا پتہ لگانا مشکل ہوتا ہے۔
زیادہ تر مطالعہ اسی حدود میں پھنس گئے ہیں۔ مسخ کی پیمائش کرنے کے لیے کافی دور دراز کی کہکشاؤں کی شناخت کرنے سے قاصر ہونے کے علاوہ، سائنس دان صرف 8-10 بلین سال پہلے کے تاریک مادے کا تجزیہ کر سکے۔
ان حدود نے سوال کو کھلا چھوڑ دیا۔ تاریک مادے کی تقسیم اس وقت اور 13.7 بلین سال پہلے کے درمیان، ہماری کائنات کے آغاز کے آس پاس۔
اس تحقیق میں محققین نے سبارو ہائپر سپریم کیم سروے (HSC) مشاہدات کے اعداد و شمار کا استعمال کرکے اس مسئلے کو حل کیا۔ وہ مرئی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے 1.5 ملین لینس کہکشاؤں کا پتہ لگاسکتے ہیں، جنہیں 12 بلین سال پہلے دیکھنے کے لیے منتخب کیا گیا تھا۔
اگلا، انہوں نے سے مائکروویو استعمال کیا کائناتی مائکروویو پس منظر (سی ایم بی) کہکشاں روشنی کی کمی کو دور کرنے کے لیے۔ انہوں نے خاص طور پر یوروپی اسپیس ایجنسی کے پلانک سیٹلائٹ کے ذریعہ مشاہدہ کردہ مائکرو ویوز کا استعمال کیا تاکہ مائیکرو ویوز کے ذریعہ مسخ شدہ لینس کہکشاؤں کے گرد تاریک مادے کی مقدار معلوم کی جاسکے۔
ٹوکیو یونیورسٹی کے پروفیسر مسامی اوچی نے کہا، "دور کہکشاؤں کے گرد تاریک مادے کو دیکھیں؟ یہ ایک پاگل خیال تھا۔ کسی کو احساس نہیں تھا کہ ہم یہ کر سکتے ہیں۔ لیکن جب میں نے ایک بڑی دور دراز کہکشاں کے نمونے کے بارے میں بات کی تو ہیروناو میرے پاس آیا اور کہا کہ ان کہکشاؤں کے گرد سیاہ مادے کو CMB کے ذریعے دیکھنا ممکن ہے۔
ٹوکیو یونیورسٹی کے انسٹی ٹیوٹ فار کاسمک رے ریسرچ کے اسسٹنٹ پروفیسر یوچی ہریکانے نے کہا، "زیادہ تر محققین موجودہ سے آٹھ ارب سال پہلے تک تاریک مادے کی تقسیم کی پیمائش کرنے کے لیے ماخذ کہکشاؤں کا استعمال کرتے ہیں۔ تاہم، ہم ماضی میں مزید جھانک سکتے ہیں کیونکہ ہم نے تاریک مادے کی پیمائش کے لیے زیادہ دور CMB کا استعمال کیا۔ پہلی بار، ہم کائنات کے تقریباً ابتدائی لمحات سے تاریک مادے کی پیمائش کر رہے تھے۔
ابتدائی تجزیہ کے بعد، محققین نے جلد ہی محسوس کیا کہ ان کے پاس سیاہ مادے کی تقسیم کا پتہ لگانے کے لیے کافی بڑا نمونہ موجود ہے۔ بڑے دور دراز کہکشاں کے نمونے اور سی ایم بی میں لینسنگ کی بگاڑ کو یکجا کرتے ہوئے، انہوں نے 12 بلین سال پہلے سے، وقت کے ساتھ ساتھ تاریک مادے کا پتہ لگایا۔ یہ صرف 1.7 بلین سال بعد ہے۔ کائنات کا آغاز; اس طرح، یہ کہکشائیں پہلی بار بننے کے فوراً بعد نظر آتی ہیں۔
KMI کے نامزد اسسٹنٹ پروفیسر ہیروناو میاتاکے نے کہا، "میں خوش تھا کہ ہم نے اس دور میں ایک نئی کھڑکی کھولی۔ 12 ارب سال پہلے، چیزیں بہت مختلف تھیں۔ آپ کو تشکیل کے عمل میں موجودہ وقت سے زیادہ کہکشائیں نظر آتی ہیں۔ پہلے کہکشاں کلسٹرز بھی بننا شروع ہو رہے ہیں۔ کہکشاں کے جھرمٹ میں 100-1000 کہکشائیں ہیں جو کشش ثقل سے جڑی ہوئی ہیں جن میں بڑی مقدار میں تاریک مادے ہیں۔
نیتا بہکال، فلکیات کے پروفیسر یوجین ہیگنس، فلکی طبیعیات کے پروفیسر، اور پرنسٹن یونیورسٹی میں انڈرگریجویٹ اسٹڈیز کے ڈائریکٹر نے کہا، "یہ نتیجہ ایک بہت مسلسل دیتا ہے کہکشاؤں کی تصویر اور ان کا ارتقاء، نیز کہکشاؤں میں اور اس کے آس پاس کا تاریک مادہ، اور یہ تصویر وقت کے ساتھ کیسے تیار ہوتی ہے۔"
محققین کے سب سے دلچسپ نتائج میں سے ایک تاریک مادّے کے گڑبڑ سے متعلق تھا۔ کاسمولوجی کے معیاری نظریہ کے مطابق، لیمبڈا-سی ڈی ایم ماڈل، سی ایم بی میں باریک اتار چڑھاو گھنے مادے کے تالاب بناتا ہے جس کے ذریعے ارد گرد کے مادے کو اپنی طرف متوجہ کیا جاتا ہے۔ کشش ثقل. اس سے غیر ہم جنس کلپس پیدا ہوتے ہیں جو ان گھنے خطوں میں ستارے اور کہکشائیں بناتے ہیں۔ گروپ کے نتائج بتاتے ہیں کہ ان کی بے ترتیبی کی پیمائش Lambda-CDM ماڈل کی پیش گوئی سے کم تھی۔
میاتکے نے کہا، "ہماری تلاش اب بھی غیر یقینی ہے۔ لیکن اگر یہ سچ ہے تو، یہ تجویز کرے گا کہ پورے ماڈل میں خامی ہے کیونکہ آپ وقت میں مزید پیچھے جاتے ہیں۔ یہ دلچسپ ہے کیونکہ اگر نتیجہ غیر یقینی صورتحال کو کم کرنے کے بعد برقرار رہتا ہے، تو یہ اس ماڈل میں بہتری کا مشورہ دے سکتا ہے جو خود تاریک مادے کی نوعیت کے بارے میں بصیرت فراہم کر سکتا ہے۔
پرنسٹن یونیورسٹی کے ایک ایسوسی ایٹ ریسرچ اسکالر آندریس پلازاس ملاگون نے کہا، "اس موقع پر، ہم یہ دیکھنے کے لیے بہتر ڈیٹا حاصل کرنے کی کوشش کریں گے کہ آیا Lambda-CDM ماڈل کائنات میں ہمارے مشاہدات کی وضاحت کر سکتا ہے۔ اور اس کا نتیجہ یہ ہو سکتا ہے کہ ہمیں ان مفروضوں پر نظر ثانی کرنے کی ضرورت ہے جو اس ماڈل میں گئے تھے۔
مائیکل سٹراس، ایک پروفیسر، اور پرنسٹن یونیورسٹی کے شعبہ فلکیاتی سائنس کے سربراہ نے کہا، "بڑے پیمانے کے سروے کا استعمال کرتے ہوئے کائنات کو دیکھنے کی ایک طاقت، جیسا کہ اس تحقیق میں استعمال کیا گیا ہے، یہ ہے کہ آپ ہر اس چیز کا مطالعہ کر سکتے ہیں جو آپ نتیجے میں آنے والی تصاویر میں دیکھتے ہیں، قریب سے۔ ہمارے نظام شمسی میں کشودرگرہ ابتدائی کائنات سے سب سے دور کہکشاؤں تک۔ آپ بہت سے نئے سوالات کو دریافت کرنے کے لیے اسی ڈیٹا کا استعمال کر سکتے ہیں۔
جرنل حوالہ:
- ہیروناو میاتاکے، یوچی ہریکانے، وغیرہ۔ z∼1.5 پر 4 ملین کہکشاؤں کے ذریعہ تیار کردہ CMB لینسنگ سگنل کی پہلی شناخت: ہائی ریڈ شفٹ میں مادے کی کثافت کے اتار چڑھاو پر پابندیاں۔ طبیعیات Rev. Lett. 129، 061301 - شائع شدہ 1 اگست 2022۔ DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.061301
