کاسمولوجی کا معیاری ماڈل ٹیلی سکوپ کے حیران کن نتائج سے بچتا ہے۔

کاسمولوجی میں دراڑیں ظاہر ہونے میں کچھ وقت لگنا تھا۔ لیکن جب جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ (جے ڈبلیو ایس ٹی) نے گزشتہ موسم بہار میں اپنا عینک کھولا تو انتہائی دور لیکن انتہائی روشن کہکشائیں فوری طور پر دوربین کے منظر کے میدان میں چمک اٹھیں۔ انہوں نے کہا کہ "وہ بہت ہی احمقانہ طور پر روشن تھے، اور وہ بالکل باہر کھڑے تھے۔" روہن نائیڈو، میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے ماہر فلکیات۔

کہکشاؤں کی زمین سے بظاہر دوری نے تجویز کیا کہ وہ کائنات کی تاریخ میں کسی کی توقع سے بہت پہلے بنی تھیں۔ (کوئی چیز جتنی دور ہوتی ہے، اتنی ہی دیر پہلے اس کی روشنی بھڑک اٹھتی تھی۔) شکوک و شبہات بڑھتے گئے، لیکن دسمبر میں، ماہرین فلکیات نے اس بات کی تصدیق کی کہ کچھ کہکشائیں درحقیقت اتنی ہی دور ہیں، اور اس لیے اتنی ہی قدیم ہیں، جیسا کہ وہ نظر آتی ہیں۔ ان تصدیق شدہ کہکشاؤں میں سے قدیم ترین کہکشاؤں نے بگ بینگ کے 330 ملین سال بعد اپنی روشنی ڈالی، جس سے یہ کائنات میں قدیم ترین معلوم ساخت کا نیا ریکارڈ ہولڈر ہے۔ وہ کہکشاں کافی مدھم تھی، لیکن دوسرے امیدوار جو اسی وقت کے لیے ڈھیلے انداز میں لگائے گئے تھے پہلے ہی چمک رہے تھے، مطلب کہ وہ ممکنہ طور پر ہمہ گیر تھے۔

بگ بینگ کے بعد اتنی جلدی گیس کے انتہائی گرم بادلوں کے اندر ستارے کیسے جل سکتے ہیں؟ وہ عجلت میں اپنے آپ کو اتنی بڑی کشش ثقل سے جڑے ڈھانچے میں کیسے بُن سکتے ہیں؟ ایسی بڑی، روشن، ابتدائی کہکشاؤں کو تلاش کرنا پریکمبرین طبقے میں ایک جیواشم خرگوش کو تلاش کرنے کے مترادف ہے۔ "ابتدائی اوقات میں کوئی بڑی چیزیں نہیں ہوتی ہیں۔ بڑی چیزوں تک پہنچنے میں تھوڑا وقت لگتا ہے،" کہا مائیک بوئلان کولچن، یونیورسٹی آف ٹیکساس، آسٹن میں ایک نظریاتی طبیعیات دان۔

ماہرین فلکیات نے یہ پوچھنا شروع کیا کہ کیا ابتدائی بڑی چیزوں کی افادیت برہمانڈ کی موجودہ تفہیم سے انکار کرتی ہے۔ کچھ محققین اور میڈیا آؤٹ لیٹس نے دعویٰ کیا کہ دوربین کے مشاہدات کاسمولوجی کے معیاری ماڈل کو توڑ رہے ہیں - مساوات کا ایک اچھی طرح سے تجربہ شدہ سیٹ جسے لیمبڈا کولڈ ڈارک میٹر، یا ΛCDM، ماڈل کہا جاتا ہے - سنسنی خیز طریقے سے نئے کائناتی اجزاء یا حکمرانی قوانین کی طرف اشارہ کرتے ہیں۔ تاہم، یہ واضح ہو گیا ہے کہ ΛCDM ماڈل لچکدار ہے۔ محققین کو کاسمولوجی کے اصولوں کو دوبارہ لکھنے پر مجبور کرنے کے بجائے، JWST کے نتائج نے ماہرین فلکیات کو اس بات پر دوبارہ غور کیا ہے کہ کہکشائیں کیسے بنتی ہیں، خاص طور پر کائناتی آغاز میں۔ دوربین نے ابھی تک کاسمولوجی کو توڑا نہیں ہے، لیکن اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ بہت ابتدائی کہکشاؤں کا معاملہ عہد کے سوا کچھ بھی نکلے گا۔

آسان ٹائمز

یہ دیکھنے کے لیے کہ بہت جلد، روشن کہکشاؤں کا پتہ لگانا حیران کن کیوں ہے، اس سے یہ سمجھنے میں مدد ملتی ہے کہ کائنات کے ماہرین کیا جانتے ہیں — یا سوچتے ہیں کہ وہ جانتے ہیں — کائنات کے بارے میں۔

بگ بینگ کے بعد، نوزائیدہ کائنات ٹھنڈی ہونے لگی۔ چند ملین سالوں میں، خلا کو بھرنے والا رولنگ پلازما نیچے آ گیا، اور الیکٹران، پروٹون اور نیوٹران مل کر ایٹم بن گئے، زیادہ تر نیوٹرل ہائیڈروجن۔ کائناتی تاریک دور کے نام سے مشہور غیر یقینی مدت کے لیے چیزیں خاموش اور تاریک تھیں۔ پھر کچھ ہوا۔

بگ بینگ کے بعد اڑ کر الگ ہونے والا زیادہ تر مواد ایسی چیز سے بنا ہے جسے ہم نہیں دیکھ سکتے، جسے تاریک مادہ کہتے ہیں۔ اس نے برہمانڈ پر ایک طاقتور اثر ڈالا ہے، خاص طور پر شروع میں۔ معیاری تصویر میں، سرد تاریک مادّہ (ایک اصطلاح جس کا مطلب ہے پوشیدہ، آہستہ حرکت کرنے والے ذرات) کو کائنات کے بارے میں اندھا دھند پھینک دیا گیا تھا۔ کچھ علاقوں میں اس کی تقسیم زیادہ گھنی تھی، اور ان خطوں میں یہ ٹوٹ پھوٹ کا شکار ہونے لگی۔ مرئی مادہ، یعنی ایٹم، سیاہ مادے کے جھرمٹ کے گرد جھرمٹ۔ جیسے جیسے ایٹم بھی ٹھنڈے ہوئے، آخر کار وہ گاڑھا ہو گئے، اور پہلے ستارے پیدا ہوئے۔ تابکاری کے ان نئے ذرائع نے نیوٹرل ہائیڈروجن کو ری چارج کیا جس نے کائنات کو reionization کے نام نہاد دور میں بھر دیا۔ کشش ثقل کے ذریعے، بڑے اور پیچیدہ ڈھانچے میں اضافہ ہوا، کہکشاؤں کا ایک وسیع کائناتی جال بنا۔

اس دوران، سب کچھ الگ الگ اڑتا رہا. ماہر فلکیات ایڈون ہبل نے 1920 کی دہائی میں یہ اندازہ لگایا کہ کائنات پھیل رہی ہے، اور 1990 کی دہائی کے آخر میں، اس کے نام، ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ نے اس بات کا ثبوت پایا کہ پھیلاؤ میں تیزی آ رہی ہے۔ کائنات کو کشمش کی روٹی سمجھو۔ یہ آٹے، پانی، خمیر اور کشمش کے مرکب کے طور پر شروع ہوتا ہے۔ جب آپ ان اجزاء کو اکٹھا کرتے ہیں تو خمیر سانس لینے لگتا ہے اور روٹی اٹھنا شروع ہوجاتی ہے۔ اس کے اندر موجود کشمش - کہکشاؤں کے لیے کھڑے ہونے والے - روٹی کے پھیلتے ہی ایک دوسرے سے مزید الگ ہو جاتے ہیں۔

ہبل دوربین نے دیکھا کہ روٹی تیزی سے بڑھ رہی ہے۔ کشمش اس رفتار سے الگ ہو رہی ہے جو ان کی کشش ثقل کی کشش کو مسترد کرتی ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ یہ سرعت خود خلائی توانائی سے چلتی ہے - نام نہاد تاریک توانائی، جسے یونانی حرف Λ (تلفظ "لیمبڈا") سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ البرٹ آئن سٹائن کے عمومی نظریہ اضافیت کی مساوات میں Λ، ٹھنڈے تاریک مادے، اور باقاعدہ مادے اور تابکاری کے لیے اقدار کو پلگ کریں، اور آپ کو ایک ماڈل ملتا ہے کہ کائنات کیسے ارتقاء پذیر ہوتی ہے۔ یہ "لیمبڈا کولڈ ڈارک میٹر" (ΛCDM) ماڈل کائنات کے تقریباً تمام مشاہدات سے میل کھاتا ہے۔

اس تصویر کو جانچنے کا ایک طریقہ بہت دور دراز کی کہکشاؤں کو دیکھنا ہے - یہ سب شروع ہونے والی زبردست تالی کے بعد پہلے چند سو ملین سالوں میں وقت میں پیچھے دیکھنے کے مترادف ہے۔ برہمانڈ اس وقت آسان تھا، اس کا ارتقاء پیشین گوئیوں سے موازنہ کرنا آسان تھا۔

ماہرین فلکیات نے پہلی بار 1995 میں ہبل دوربین کا استعمال کرتے ہوئے کائنات کے قدیم ترین ڈھانچے کو دیکھنے کی کوشش کی۔ 10 دنوں میں، ہبل نے بگ ڈپر میں خالی نظر آنے والے خلاء کے 342 نمائشوں کو حاصل کیا۔ فلکیات دان سیاہی کے اندھیرے میں چھپے ہوئے کثرت سے حیران رہ گئے: ہبل مختلف فاصلوں اور ترقی کے مراحل پر ہزاروں کہکشاؤں کو دیکھ سکتا تھا، جو کسی کی توقع سے بہت پہلے کے زمانے تک پھیلا ہوا تھا۔ ہبل کچھ حد سے زیادہ دور کہکشاؤں کو تلاش کرے گا - 2016 میں، ماہرین فلکیات اس کا سب سے دور پایا، جسے GN-z11 کہا جاتا ہے، ایک دھندلا دھندلا ہے جس کی تاریخ بگ بینگ کے 400 ملین سال بعد تھی۔

یہ کہکشاں کے لیے حیرت انگیز طور پر ابتدائی بات تھی، لیکن اس نے جزوی طور پر ΛCDM ماڈل پر شک نہیں کیا کیونکہ کہکشاں چھوٹی ہے، جس میں آکاشگنگا کی کمیت کا صرف 1% ہے، اور جزوی طور پر اس لیے کہ یہ اکیلی کھڑی تھی۔ ماہرین فلکیات کو یہ دیکھنے کے لیے ایک زیادہ طاقتور دوربین کی ضرورت تھی کہ آیا GN-z11 ایک اوڈ بال ہے یا حیران کن طور پر ابتدائی کہکشاؤں کی ایک بڑی آبادی کا حصہ ہے، جس سے یہ تعین کرنے میں مدد مل سکتی ہے کہ آیا ہم ΛCDM ترکیب کا ایک اہم حصہ کھو رہے ہیں۔

بے حساب دور

وہ اگلی نسل کی خلائی دوربین، جس کا نام ناسا کے سابق رہنما جیمز ویب کے لیے رکھا گیا ہے، کرسمس کے دن 2021 پر لانچ کیا گیا۔. جیسے ہی JWST کیلیبریٹ کیا گیا، ابتدائی کہکشاؤں سے روشنی اس کے حساس الیکٹرانکس میں ٹپک گئی۔ ماہرین فلکیات نے کاغذات کا ایک سیلاب شائع کیا جس میں انہوں نے کیا دیکھا۔

محققین اشیاء کی دوری کا اندازہ لگانے کے لیے ڈوپلر اثر کا ایک ورژن استعمال کرتے ہیں۔ یہ اس کے سائرن کی بنیاد پر ایمبولینس کے مقام کا پتہ لگانے کے مترادف ہے: سائرن کے قریب آتے ہی اونچی آواز آتی ہے اور پھر نیچے آتے ہی نیچے آتی ہے۔ ایک کہکشاں جتنی دور ہوتی ہے، اتنی ہی تیزی سے وہ ہم سے دور ہوتی ہے، اور اس لیے اس کی روشنی لمبی طول موج تک پھیل جاتی ہے اور سرخ نظر آتی ہے۔ اس "ریڈ شفٹ" کی شدت اس طرح ظاہر کی گئی ہے۔ z، جہاں کے لیے دی گئی قدر z آپ کو بتاتا ہے کہ کسی چیز کی روشنی نے ہم تک پہنچنے کے لیے کتنا طویل سفر کیا ہوگا۔

پہلے کاغذات میں سے ایک جے ڈبلیو ایس ٹی پر ڈیٹا نائیڈو، ایم آئی ٹی کے ماہر فلکیات، اور ان کے ساتھیوں کی طرف سے آیا، جن کے تلاش کے الگورتھم نے ایک ایسی کہکشاں کو جھنڈا لگایا جو ناقابل فہم طور پر روشن اور غیر ذمہ دارانہ طور پر دور نظر آتی تھی۔ نائیڈو نے اسے GLASS-z13 کا نام دیا، جو اس کے ظاہری فاصلے کو 13 کی ریڈ شفٹ پر ظاہر کرتا ہے — جو پہلے دیکھی گئی کسی بھی چیز سے کہیں زیادہ دور ہے۔ (کہکشاں کی ریڈ شفٹ کو بعد میں 12.4 کر دیا گیا، اور اسے GLASS-z12 کا نام دیا گیا۔) JWST مشاہدات کے مختلف سیٹوں پر کام کرنے والے دیگر ماہرین فلکیات 11 سے 20 تک ریڈ شفٹ ویلیو کی اطلاع دے رہے تھے، بشمول ایک کہکشاں جسے CEERS-1749 کہتے ہیں۔ یا CR2-z17-1، جس کی روشنی بظاہر بگ بینگ کے صرف 13.7 ملین سال بعد 220 بلین سال پہلے چھوڑ گئی تھی - کائناتی وقت کے آغاز کے بعد بمشکل ایک آنکھ جھپکتی ہے۔

ان واضح کھوجوں نے تجویز کیا کہ ΛCDM کے نام سے جانی جانے والی صاف کہانی نامکمل ہو سکتی ہے۔ کسی نہ کسی طرح، کہکشائیں فوراً بڑی ہو گئیں۔ "ابتدائی کائنات میں، آپ کو بڑے پیمانے پر کہکشائیں دیکھنے کی توقع نہیں ہے۔ ان کے پاس اتنے سارے ستارے بنانے کا وقت نہیں ہے، اور وہ آپس میں ضم نہیں ہوئے ہیں،" انگلینڈ کی یونیورسٹی آف پورٹسماؤتھ کے ماہر فلکیات کے ماہر کرس لوول نے کہا۔ درحقیقت، میں پڑھائی نومبر میں شائع ہونے والے، محققین نے ΛCDM ماڈل کے تحت چلنے والی کائناتوں کے کمپیوٹر سمیلیشنز کا تجزیہ کیا اور پایا کہ JWST کی ابتدائی، روشن کہکشائیں ان کے مقابلے میں زیادہ بھاری ہیں جو سمیولیشن میں بنتی ہیں۔

کچھ فلکیات دانوں اور میڈیا آؤٹ لیٹس نے دعویٰ کیا کہ JWST کاسمولوجی کو توڑ رہا ہے، لیکن ہر کوئی اس پر قائل نہیں تھا۔ ایک مسئلہ یہ ہے کہ ΛCDM کی پیشین گوئیاں ہمیشہ واضح نہیں ہوتیں۔ جب کہ تاریک مادّہ اور تاریک توانائی سادہ ہیں، دکھائی دینے والے مادے میں پیچیدہ تعاملات اور طرز عمل ہوتے ہیں، اور کوئی بھی نہیں جانتا کہ بگ بینگ کے بعد کے پہلے سالوں میں کیا ہوا؟ ان جنونی ابتدائی اوقات کو کمپیوٹر سمیلیشنز میں تخمینہ لگایا جانا چاہیے۔ دوسرا مسئلہ یہ ہے کہ یہ بتانا مشکل ہے کہ کہکشائیں کتنی دور ہیں۔

پہلے پیپرز کے بعد کے مہینوں میں، کچھ مبینہ ہائی ریڈ شفٹ کہکشاؤں کی عمروں پر دوبارہ غور کیا گیا ہے۔ کچھ تھے۔ تخریب کار جدید دوربین کیلیبریشن کی وجہ سے کائناتی ارتقاء کے بعد کے مراحل تک۔ CEERS-1749 آسمان کے ایک ایسے خطہ میں پایا جاتا ہے جس میں کہکشاؤں کا ایک جھرمٹ ہوتا ہے جس کی روشنی 12.4 بلین سال پہلے خارج ہوئی تھی، اور نائیڈو کا کہنا ہے کہ یہ ممکن ہے کہ کہکشاں درحقیقت اس جھرمٹ کا حصہ ہو - ایک قریب تر انٹرلوپر جو دھول سے بھرا ہوا ہو یہ اس سے زیادہ سرخ شفٹ دکھائی دیتا ہے۔ نائیڈو کے مطابق، CEERS-1749 عجیب ہے چاہے وہ کتنا ہی دور کیوں نہ ہو۔ "یہ کہکشاں کی ایک نئی قسم ہوگی جس کے بارے میں ہم نہیں جانتے تھے: ایک بہت کم کمیت والی، چھوٹی کہکشاں جس نے کسی نہ کسی طرح اس میں بہت زیادہ دھول جمع کر رکھی ہے، جس کی ہم روایتی طور پر توقع نہیں کرتے،" انہوں نے کہا۔ "ہو سکتا ہے کہ یہ نئی قسم کی اشیاء ہوں جو بہت دور کی کہکشاؤں کے لیے ہماری تلاش کو الجھا رہی ہیں۔"

لیمن بریک

ہر کوئی جانتا تھا کہ فاصلوں کے انتہائی حتمی تخمینے کے لیے JWST کی سب سے طاقتور صلاحیت کی ضرورت ہوگی۔

JWST نہ صرف فوٹوومیٹری، یا چمک کی پیمائش کے ذریعے، بلکہ سپیکٹروسکوپی کے ذریعے، یا روشنی کی طول موج کی پیمائش کے ذریعے ستاروں کی روشنی کا مشاہدہ کرتا ہے۔ اگر فوٹو میٹرک مشاہدہ ہجوم میں چہرے کی تصویر کی طرح ہے، تو سپیکٹروسکوپک مشاہدہ ڈی این اے ٹیسٹ کی طرح ہے جو کسی فرد کی خاندانی تاریخ بتا سکتا ہے۔ نائیڈو اور دیگر جنہوں نے بڑی ابتدائی کہکشائیں پائی ہیں انہوں نے چمک سے ماخوذ پیمائش کا استعمال کرتے ہوئے ریڈ شفٹ کی پیمائش کی۔ یہ طریقہ ایئر ٹائٹ سے بہت دور ہے۔ (امریکی فلکیاتی سوسائٹی کے جنوری کے اجلاس میں، ماہرین فلکیات نے کہا کہ شاید صرف فوٹوومیٹری کے ساتھ مشاہدہ کی جانے والی ابتدائی کہکشاؤں میں سے نصف درست طریقے سے ناپی جائیں گی۔)

لیکن دسمبر کے شروع میں، cosmologists کا اعلان کیا ہے کہ انہوں نے چار کہکشاؤں کے لیے دونوں طریقوں کو یکجا کیا تھا۔ JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) ٹیم نے ان کہکشاؤں کی تلاش کی جن کی انفراریڈ روشنی کا سپیکٹرم ایک اہم طول موج پر اچانک منقطع ہو جاتا ہے جسے Lyman break کہا جاتا ہے۔ یہ وقفہ اس لیے ہوتا ہے کیونکہ کہکشاؤں کے درمیان خلا میں تیرتی ہائیڈروجن روشنی کو جذب کرتی ہے۔ کائنات کے مسلسل پھیلاؤ کی وجہ سے - ہمیشہ بڑھتی ہوئی کشمش کی روٹی - دور دراز کہکشاؤں کی روشنی کو منتقل کیا جاتا ہے، لہذا اس اچانک وقفے کی طول موج بھی بدل جاتی ہے۔ جب کہکشاں کی روشنی لمبی طول موج پر گرتی دکھائی دیتی ہے تو یہ زیادہ دور ہوتی ہے۔ JADES نے 13.2 تک ریڈ شفٹ کے ساتھ سپیکٹرا کی نشاندہی کی، یعنی کہکشاں کی روشنی 13.4 بلین سال پہلے خارج ہوئی تھی۔

جیسے ہی ڈیٹا کو ڈاؤن لنک کیا گیا، JADES کے محققین نے ایک مشترکہ سلیک گروپ میں "فریک آؤٹ" کرنا شروع کر دیا۔ کیون ہین لائنایریزونا یونیورسٹی میں ماہر فلکیات۔ "یہ ایسا ہی تھا، 'اوہ میرے خدا، اوہ میرے خدا، ہم نے یہ کیا ہم نے یہ کیا ہم نے یہ کیا!'" اس نے کہا۔ "یہ سپیکٹرا صرف اس کی شروعات ہیں جو میرے خیال میں فلکیات کو تبدیل کرنے والی سائنس ہونے جا رہی ہے۔"

برانٹ رابرٹسنیونیورسٹی آف کیلیفورنیا، سانتا کروز کے ایک JADES ماہر فلکیات کا کہنا ہے کہ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ابتدائی کائنات اپنے پہلے ارب سالوں میں تیزی سے تبدیل ہوئی، کہکشائیں آج کے مقابلے میں 10 گنا زیادہ تیزی سے تیار ہوئیں۔ یہ اس سے ملتا جلتا ہے کہ کس طرح "ایک ہمنگ برڈ ایک چھوٹی سی مخلوق ہے،" انہوں نے کہا، "لیکن اس کا دل اتنی تیزی سے دھڑکتا ہے کہ یہ دوسری مخلوقات سے مختلف زندگی گزار رہا ہے۔ ان کہکشاؤں کے دل کی دھڑکن آکاشگنگا کے سائز سے کہیں زیادہ تیز ٹائم اسکیل پر ہو رہی ہے۔"

لیکن کیا ان کے دل بہت تیز دھڑک رہے تھے کہ ΛCDM وضاحت کر سکے؟

نظریاتی امکانات

جیسا کہ ماہرین فلکیات اور عوام نے JWST امیجز میں فرق کیا، محققین نے اس بات کا تعین کرنے کے لیے پردے کے پیچھے کام کرنا شروع کیا کہ آیا ہمارے نظارے میں ٹمٹمانے والی کہکشائیں واقعی ΛCDM کو اوپر کرتی ہیں یا صرف ان نمبروں کو ختم کرنے میں مدد کرتی ہیں جن کو ہمیں اس کی مساوات میں پلگ کرنا چاہیے۔

ایک اہم لیکن ناقص سمجھی جانے والی تعداد کا تعلق ابتدائی کہکشاؤں کے عوام سے ہے۔ کاسمولوجسٹ یہ بتانے کے لیے اپنے ماسز کا تعین کرنے کی کوشش کرتے ہیں کہ آیا وہ ΛCDM کی کہکشاں کی ترقی کی پیش گوئی کی گئی ٹائم لائن سے میل کھاتے ہیں۔

کہکشاں کا ماس اس کی چمک سے اخذ کیا جاتا ہے۔ لیکن میگن ڈوناہومشی گن اسٹیٹ یونیورسٹی کے ایک ماہر فلکیاتی طبیعیات کا کہنا ہے کہ بہترین طور پر، بڑے پیمانے پر اور چمک کے درمیان تعلق ایک تعلیم یافتہ اندازہ ہے، جو معلوم ستاروں اور اچھی طرح سے مطالعہ شدہ کہکشاؤں سے حاصل کیے گئے مفروضوں پر مبنی ہے۔

ایک اہم مفروضہ یہ ہے کہ ستارے ہمیشہ بڑے پیمانے پر ایک مخصوص شماریاتی رینج کے اندر بنتے ہیں، جسے ابتدائی ماس فنکشن (IMF) کہا جاتا ہے۔ یہ IMF پیرامیٹر کسی کہکشاں کی کمیت کو اس کی چمک کی پیمائش سے اکٹھا کرنے کے لیے بہت اہم ہے، کیونکہ گرم، نیلے، بھاری ستارے زیادہ روشنی پیدا کرتے ہیں، جب کہ کہکشاں کی کمیت کی اکثریت عام طور پر ٹھنڈے، سرخ، چھوٹے ستاروں میں بند ہوتی ہے۔

لیکن یہ ممکن ہے کہ ابتدائی کائنات میں IMF مختلف تھا۔ اگر ایسا ہے تو، JWST کی ابتدائی کہکشائیں اتنی بھاری نہیں ہوسکتی ہیں جتنی ان کی چمک بتاتی ہے۔ وہ روشن لیکن ہلکے ہوسکتے ہیں۔ یہ امکان سر درد کا سبب بنتا ہے، کیونکہ اس بنیادی ان پٹ کو ΛCDM ماڈل میں تبدیل کرنے سے آپ کو تقریباً کوئی بھی جواب مل سکتا ہے جو آپ چاہتے ہیں۔ لیویل کا کہنا ہے کہ کچھ ماہرین فلکیات آئی ایم ایف کے ساتھ "شریروں کی ڈومین" پر غور کرتے ہیں۔

"اگر ہم ابتدائی ماس فنکشن کو نہیں سمجھتے ہیں تو پھر ہائی ریڈ شفٹ میں کہکشاؤں کو سمجھنا واقعی ایک چیلنج ہے،" کہا۔ وینڈی فری مین، شکاگو یونیورسٹی میں ایک فلکیاتی طبیعیات دان۔ اس کی ٹیم مشاہدات اور کمپیوٹر سمیلیشنز پر کام کر رہی ہے جو مختلف ماحول میں IMF کو کم کرنے میں مدد کرے گی۔

موسم خزاں کے دوران، بہت سے ماہرین کو شبہ ہوا کہ IMF اور دیگر عوامل کے موافقت JWST کے آلات پر ΛCDM کے ساتھ بہت قدیم کہکشاؤں کی روشنی کو مربع کرنے کے لیے کافی ہو سکتی ہے۔ "میرے خیال میں یہ حقیقت میں زیادہ امکان ہے کہ ہم ان مشاہدات کو معیاری تمثیل کے اندر ایڈجسٹ کر سکتے ہیں،" کہا۔ راہیل سومرویل، فلیٹیرون انسٹی ٹیوٹ میں ایک فلکیاتی طبیعیات دان (جو، جیسے کوتاٹا میگزین، سائمنز فاؤنڈیشن کے ذریعہ مالی اعانت فراہم کی جاتی ہے)۔ اس صورت میں، اس نے کہا، "ہم جو سیکھتے ہیں وہ یہ ہے کہ: ہالوز کتنی تیزی سے گیس جمع کر سکتے ہیں؟ ہم کتنی تیزی سے گیس کو ٹھنڈا کر سکتے ہیں اور گھنے ہو سکتے ہیں، اور ستارے بنا سکتے ہیں؟ ہو سکتا ہے کہ ابتدائی کائنات میں یہ تیزی سے ہوتا ہے۔ شاید گیس denser ہے؛ شاید کسی طرح یہ تیزی سے بہہ رہا ہے۔ مجھے لگتا ہے کہ ہم اب بھی ان عملوں کے بارے میں سیکھ رہے ہیں۔

سومرویل اس امکان کا بھی مطالعہ کرتے ہیں کہ بلیک ہولز نے بچے کے کائنات میں مداخلت کی۔ ماہرین فلکیات کے پاس ہے۔ محسوس کیا بگ بینگ کے تقریباً ایک ارب سال بعد 6 یا 7 کی ریڈ شفٹ میں چند چمکتے ہوئے سپر ماسیو بلیک ہولز۔ یہ تصور کرنا مشکل ہے کہ اس وقت تک ستارے کیسے بن سکتے تھے، مر چکے ہوں گے اور پھر بلیک ہولز میں گر سکتے تھے جو اپنے اردگرد موجود ہر چیز کو کھا جاتے تھے اور تابکاری پھیلانا شروع کر دیتے تھے۔

سومرویل نے کہا، لیکن اگر ابتدائی کہکشاؤں کے اندر بلیک ہولز موجود ہیں، تو اس سے یہ وضاحت ہو سکتی ہے کہ کہکشائیں اتنی روشن کیوں نظر آتی ہیں، چاہے وہ حقیقت میں بہت بڑے کیوں نہ ہوں۔

اس بات کی تصدیق کہ ΛCDM کم از کم JWST کی ابتدائی کہکشاؤں میں سے کچھ کو کرسمس سے ایک دن پہلے پہنچا سکتا ہے۔ ماہرین فلکیات کی قیادت میں بینجمن کیلر میمفس یونیورسٹی میں جانچ پڑتال ΛCDM کائناتوں کے مٹھی بھر بڑے سپر کمپیوٹر سمیولیشنز اور پتہ چلا کہ یہ سمولیشنز ان چار جتنی بھاری کہکشائیں پیدا کر سکتی ہیں جن کا JADES ٹیم نے سپیکٹروسکوپی طور پر مطالعہ کیا تھا۔ (یہ چار، خاص طور پر، ابتدائی کہکشاؤں جیسے GLASS-z12 کے مقابلے میں چھوٹی اور مدھم ہیں۔) ٹیم کے تجزیے میں، تمام نقالی کہکشاؤں کو 10 کی ریڈ شفٹ میں JADES کے نتائج کے سائز کا حاصل ہوا۔ ایک نقلی ایسی کہکشائیں بنا سکتی ہے۔ 13 کی ریڈ شفٹ میں، جیسا کہ JADES نے دیکھا، اور دو دیگر اس سے بھی زیادہ ریڈ شفٹ میں کہکشائیں بنا سکتے ہیں۔ JADES کہکشاؤں میں سے کوئی بھی موجودہ ΛCDM پیراڈائم کے ساتھ تناؤ میں نہیں تھی، کیلر اور ساتھیوں نے 24 دسمبر کو پری پرنٹ سرور arxiv.org پر اطلاع دی۔

اگرچہ ان میں مروجہ کائناتی ماڈل کو توڑنے کے لیے اونچائی کی کمی ہے، لیکن JADES کہکشاؤں میں دیگر خاص خصوصیات ہیں۔ ہین لائن نے کہا کہ ان کے ستارے پہلے پھٹنے والے ستاروں کی دھاتوں سے غیر آلودہ لگتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہو سکتا ہے کہ وہ پاپولیشن III کے ستارے ہیں - ستاروں کی پہلی نسل کو جو کبھی بھڑکنے کے لیے بہت شوق سے تلاش کر رہے ہیں - اور یہ کہ وہ کائنات کی دوبارہ تشکیل میں حصہ ڈال رہے ہیں۔ اگر یہ سچ ہے، تو JWST پہلے ہی اس پراسرار دور کی طرف جھانک چکا ہے جب کائنات اپنے موجودہ راستے پر قائم تھی۔

غیر معمولی ثبوت

 اضافی ابتدائی کہکشاؤں کی سپیکٹروسکوپک تصدیق اس موسم بہار میں آسکتی ہے، اس بات پر منحصر ہے کہ JWST کی وقت مختص کرنے والی کمیٹی چیزوں کو کس طرح تقسیم کرتی ہے۔ WDEEP نامی ایک مشاہداتی مہم خاص طور پر بگ بینگ کے 300 ملین سال سے بھی کم عرصے کی کہکشاؤں کی تلاش کرے گی۔ جیسا کہ محققین مزید کہکشاؤں کے فاصلوں کی تصدیق کرتے ہیں اور ان کی کمیت کا اندازہ لگانے میں بہتر ہوتے ہیں، وہ ΛCDM کی قسمت کو طے کرنے میں مدد کریں گے۔

بہت سے دوسرے مشاہدات پہلے سے ہی جاری ہیں جو ΛCDM کی تصویر کو بدل سکتے ہیں۔ فریڈمین، جو ابتدائی بڑے پیمانے پر فنکشن کا مطالعہ کر رہی ہے، ایک رات 1 بجے اٹھ کر متغیر ستاروں پر JWST ڈیٹا ڈاؤن لوڈ کر رہی تھی جسے وہ فاصلے اور عمر کی پیمائش کے لیے "معیاری موم بتیاں" کے طور پر استعمال کرتی ہے۔ ان پیمائشوں سے ΛCDM کے ساتھ ایک اور ممکنہ مسئلہ کو حل کرنے میں مدد مل سکتی ہے، جسے ہبل تناؤ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ کائنات فی الحال 13.8 بلین سال پرانی کائنات کے لیے ΛCDM کی پیش گوئی سے زیادہ تیزی سے پھیل رہی ہے۔ کاسمولوجسٹ کے پاس بہت ساری ممکنہ وضاحتیں ہیں۔ شاید، کچھ کاسمولوجسٹ قیاس کرتے ہیں، تاریک توانائی کی کثافت جو کائنات کے پھیلاؤ کو تیز کر رہی ہے، مستقل نہیں ہے، جیسا کہ ΛCDM میں، لیکن وقت کے ساتھ ساتھ بدلتی رہتی ہے۔ کائنات کی توسیع کی تاریخ کو تبدیل کرنے سے نہ صرف ہبل کے تناؤ کو حل کیا جا سکتا ہے بلکہ ایک دی گئی ریڈ شفٹ میں کائنات کی عمر کے حساب کتاب پر بھی نظر ثانی کی جا سکتی ہے۔ JWST شاید ایک ابتدائی کہکشاں دیکھ رہا ہو جیسا کہ یہ نمودار ہوا، کہتے ہیں کہ بگ بینگ کے 500 ملین کے بجائے 300 ملین سال بعد۔ سومرویل کا کہنا ہے کہ پھر JWST کے آئینے میں سب سے بھاری پوٹیٹیو ابتدائی کہکشاؤں کے پاس بھی اکٹھے ہونے کے لیے کافی وقت ہوتا۔

ماہرین فلکیات جب JWST کے ابتدائی کہکشاں کے نتائج کے بارے میں بات کرتے ہیں تو ان کے پاس اعلیٰ درجات ختم ہو جاتے ہیں۔ وہ اپنی گفتگو کو قہقہوں، وضاحتوں اور فجائیوں کے ساتھ پیش کرتے ہیں، یہاں تک کہ وہ خود کو کارل ساگن کی کہاوت کی یاد دلاتے ہیں، خواہ اس کا زیادہ استعمال کیا گیا ہو، کہ غیر معمولی دعووں کے لیے غیر معمولی ثبوت کی ضرورت ہوتی ہے۔ وہ مزید تصاویر اور سپیکٹرا پر ہاتھ اٹھانے کا انتظار نہیں کر سکتے، جو انہیں اپنے ماڈلز کو بہتر بنانے یا بہتر کرنے میں مدد کرے گا۔ Boylan-Kolchin نے کہا، "یہ بہترین مسائل ہیں، کیونکہ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ آپ کو کچھ بھی ملے، جواب دلچسپ ہے۔"