गैलेक्सी क्लस्टर LCDCS-0829, जैसा कि हबल स्पेस टेलीस्कोप द्वारा देखा गया है। यह आकाशगंगा समूह हमसे दूर है, और केवल कुछ अरब वर्षों में प्रकाश की गति पर भी पहुंच से बाहर हो जाएगा। छवि क्रेडिट: ईएसए / हबल और नासा।

हमने लौकिक रसातल का कैसे अर्थ किया?

महान, अंधेरे अज्ञात में हजारों वर्षों से एक रहस्य था। अब और नहीं!

"विज्ञान धर्मशास्त्र को सृष्टि के सिद्धांत का निर्माण करने का तरीका नहीं बता सकता है, लेकिन आप ब्रह्मांड की उम्र और ब्रह्मांडीय इतिहास के विकासवादी चरित्र को ध्यान में रखे बिना सृजन के सिद्धांत का निर्माण नहीं कर सकते।" -जॉन पोलकिंगहॉर्न

रात के आसमान में एक नज़र से सवाल उठता है कि कोई भी बुद्धिमान, जिज्ञासु व्यक्ति आश्चर्यचकित हो सकता है:

  • आकाश में प्रकाश के वे कौन से बिंदु हैं?
  • क्या हमारे जैसे अन्य सूर्य भी हैं, और यदि हां, तो क्या उनके पास हमारे जैसे ग्रह हैं?
  • तारे कितनी दूर हैं, और वे कितने समय तक रहते हैं?
  • हमारी आकाशगंगा आकाशगंगा से परे क्या है?
  • पूरा ब्रह्मांड कैसा दिखता है?
  • और यह इस तरह से कैसे आया?

हजारों सालों से, ये कवियों, दार्शनिकों और धर्मशास्त्रियों के लिए प्रश्न थे। लेकिन वैज्ञानिक रूप से, हमने न केवल इन सभी सवालों के जवाबों की खोज की है, बल्कि जवाबों ने कुछ बड़े लोगों को भी उठाया है जिनकी हम कभी आशा नहीं कर सकते थे।

हमारे ब्रह्मांड के इतिहास का एक मानक ब्रह्मांडीय समय। छवि क्रेडिट: नासा / सीएक्ससी / एम। वीस।

हमारे सौर मंडल में कुछ निकायों के अपवाद के साथ जो हमारे सूर्य के प्रकाश को वापस हम पर प्रतिबिंबित करते हैं, चमकते हुए प्रकाश के हर बिंदु को हम रात के आकाश में देखते हैं। वे अलग-अलग रंगों में आते हैं, लाल से नारंगी से पीले से सफेद से नीले रंग में, और वे अलग-अलग चमक में आते हैं, केवल 0.1% से हमारे सूर्य के रूप में उज्ज्वल के रूप में शाब्दिक रूप से लाखों बार सूर्य की चमक। वे इतनी दूर हैं कि वे न केवल रात के बाद, बल्कि साल-दर-साल भी उसी स्थिति में दिखाई देते हैं। उनकी दूरियों को मापने का पहला पहला प्रयास एक ही धारणा पर आधारित था: यदि सितारे सूर्य के समान थे, तो वे कितने उज्ज्वल होंगे? चमक से दूरी कैसे प्रभावित होती है, इस बारे में हमारी समझ के आधार पर, रात के सबसे चमकीले तारे, सीरियस को 0.4 प्रकाश वर्ष दूर, एक जबरदस्त दूरी का अनुमान लगाया गया था। यदि वे 1600 के दशक में जानते थे कि सूर्य की तुलना में सीरियस कितनी बार उज्ज्वल था, तो दूरी का अनुमान 10% से कम हो गया होगा।

हमारा सूरज एक जी-क्लास स्टार है। यद्यपि बड़े, उज्जवल व्यक्ति अधिक प्रभावशाली होते हैं, वे संख्या में बहुत कम होते हैं। ए-क्लास स्टार सीरियस, हमारे सूर्य की तुलना में 20-25 गुना अधिक चमकीला है, फिर भी ओ, बी और ए सितारे आकाशगंगा में केवल 1% * कुल * सितारों का प्रतिनिधित्व करते हैं। छवि क्रेडिट: विकिमीडिया कॉमन्स उपयोगकर्ता LucasVB।

कि अन्य तारे सूर्य हैं जैसे कि हमारे अपने स्पेक्ट्रोस्कोपी के आविष्कार तक साबित नहीं हुए थे, जहां हम अलग-अलग तरंग दैर्ध्य में प्रकाश को तोड़ सकते हैं और परमाणुओं और अणुओं के मौजूद होने के संकेत देख सकते हैं। लगभग 90% तारे हमारे अपने से छोटे और निडर हैं, लगभग 5% अधिक विशाल और उज्जवल हैं, और लगभग 5% अपने द्रव्यमान, आकार और चमक में सूर्य के समान हैं। पिछले 25 वर्षों में, हमने पाया है कि ग्रह सितारों के आसपास के मानक हैं, जिनके पास हमारे अपने सौर मंडल से परे 3,000 से अधिक ग्रहों की पुष्टि है। नासा का केपलर अंतरिक्ष यान अब तक का सबसे बड़ा ग्रह-खोज उपकरण है, जिसे हमने आज तक लगभग 90% खोजा है, जिसे हम आज जानते हैं।

21 केपलर ग्रहों को उनके सितारों के रहने योग्य क्षेत्रों में खोजा गया, जो पृथ्वी के व्यास से दोगुना बड़ा है। (प्रॉक्सिमा बी, केपलर के साथ नहीं खोजा गया, 22 तक गिनती लाएगा।) इनमें से अधिकांश दुनियाएं लाल ड्वार्फ की परिक्रमा करती हैं, ग्राफ के

अपने ग्रहों के गुरुत्वाकर्षण टग के कारण कोई तारा कैसे गति करता है, इसे मापने से हम उनके द्रव्यमान और कक्षीय अवधियों का अनुमान लगा सकते हैं। किसी ग्रह के सामने से गुजरने के कारण किसी तारे का प्रकाश कितना कम होता है, इसे मापकर हम इसकी अवधि और इसके भौतिक आकार दोनों को माप सकते हैं। अब तक, 20 से अधिक चट्टानी, मोटे तौर पर पृथ्वी के आकार की दुनिया अपने सितारों के आसपास "संभावित रहने योग्य" क्षेत्रों में पाए गए हैं, जिसका अर्थ है कि यदि इन दुनिया में पृथ्वी जैसा वायुमंडल है, तो उनके पास तरल पानी के लिए सही तापमान और दबाव होंगे उनकी सतह पर। अभी हाल ही में, हमारे सूर्य के सबसे करीबी तारे, प्रोक्सिमा सेंटौरी को पृथ्वी से सबसे अधिक पृथ्वी जैसा ग्रह अभी भी मिला है, जो अभी केवल 4.2 प्रकाश वर्ष दूर है।

एक कलाकार की प्रॉक्सिमा सेंटॉरी का प्रतिपादन, जैसा कि दुनिया के

तारों के लिए दूरी को सही ढंग से मापने के लिए, सबसे अच्छी तकनीक उनके पदों को पूरे वर्ष के दौरान यथासंभव सटीक रूप से मापना है। जैसे ही पृथ्वी सूर्य के चारों ओर अपनी कक्षा में घूमती है, छह महीने पहले अपने स्थान से 300 मिलियन किलोमीटर की दूरी पर यात्रा करती है, निकटतम तारे शिफ्ट होते दिखाई देंगे, उसी तरह जैसे आपका अंगूठा शिफ्ट होता है यदि आप इसे हाथ की लंबाई पर रखते हैं और एक को बंद करते हैं पहली बार में आंख, फिर इसे खोलें और दूसरे को बंद करें।

जीएआईए द्वारा नियोजित लंबन विधि में अधिक दूर, पृष्ठभूमि वाले लोगों के सापेक्ष एक नजदीकी तारे की स्थिति में स्पष्ट परिवर्तन को शामिल करना शामिल है। छवि क्रेडिट: ईएसए / एटीजी मेडियालैब।

यह घटना, जिसे लंबन के रूप में जाना जाता है, 1 9 वीं शताब्दी के मध्य तक पहले सटीक रूप से मापा नहीं गया था, जिससे हमें निकटतम सितारों की दूरी मिली। एक बार जब आप जानते हैं कि एक तारा कितना दूर है और आप इसके अन्य गुणों को मापते हैं, तो आप उस जानकारी का उपयोग अन्य सितारों की पहचान करने के लिए कर सकते हैं, और इसलिए यह निर्धारित करें कि आप ब्रह्मांड में कितनी दूर देख सकते हैं। हम अपनी आकाशगंगा के सभी सितारों से निकटतम तारों से लेकर हमारी सबसे दूर की आकाशगंगाओं के पार आकाशगंगाओं के सितारों तक का अवलोकन कर सकते हैं।

हबल ईएक्सट्रीम डीप फील्ड (एक्सडीएफ), जिसने पिछले अल्ट्रा-डीप फील्ड की तुलना में लगभग 50% अधिक आकाशगंगाओं-प्रति-वर्ग डिग्री का खुलासा किया। छवि क्रेडिट: नासा; ईएसए; जी। इलिंगवर्थ, डी। मेगे, और पी। ओशेक, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता क्रूज़; आर। बोवेन्स, लीडेन विश्वविद्यालय; और HUDF09 टीम।

यह एक सीढ़ी की तरह काम करता है, जहां आप पहले पायदान पर कदम रखते हैं और अगले पायदान पर जाने के लिए उस कदम का उपयोग करते हैं, और हर बार जब आप अपनी यात्रा पर थोड़ा आगे बढ़ते हैं। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का GAIA उपग्रह, 2013 में लॉन्च किया गया था, जो लाखों सितारों के लंबन पदों को मापने का प्रयास करता है, जिससे हम सभी समय के लौकिक दूरी की सीढ़ी पर सबसे सुरक्षित "पहला पायदान" प्रदान करते हैं।

मिल्की वे और आसपास के आकाश में स्टार घनत्व का एक नक्शा, स्पष्ट रूप से मिल्की वे, बड़े और छोटे मैगेलैनिक बादल दिखा रहा है, और यदि आप अधिक बारीकी से देखते हैं, तो एसएमसी के बाईं ओर एनजीसी 104, एनजीसी 6205 से थोड़ा ऊपर और बाईं ओर। गैलेक्टिक कोर, और एनजीसी 7078 थोड़ा नीचे। छवि क्रेडिट: ईएसए / जीएआईए

सितारे अपने ईंधन के माध्यम से वैसे ही जलते हैं जैसे सूर्य करता है: अपने कोर में हाइड्रोजन को हीलियम में परिवर्तित करके। परमाणु संलयन की यह प्रक्रिया आइंस्टीन के E = mc ^ 2 द्वारा ऊर्जा की एक जबरदस्त मात्रा का उत्सर्जन करती है, जैसा कि आप चार हाइड्रोजन नाभिक से उत्पन्न प्रत्येक हीलियम नाभिक से 0.7% हल्का है जो आपने शुरू किया था। हमारे सूर्य के 4.5 बिलियन वर्ष के इतिहास में, यह शनि के द्रव्यमान को खो देता है जिस तरह से चमकता है। लेकिन कुछ बिंदु पर, ब्रह्मांड में सूर्य और हर तारा अपने मूल में ईंधन से बाहर निकल जाएगा।

सूर्य की शारीरिक रचना, आंतरिक कोर सहित, जो एकमात्र ऐसी जगह है जहां संलयन होता है। छवि क्रेडिट: नासा / जेनी मोटर।

जब यह होता है, तो यह विस्तार करेगा और एक लाल विशालकाय में बदल जाएगा, कार्बन में हीलियम का उपयोग करता है। इससे भी अधिक बड़े तारे कार्बन को ऑक्सीजन में, ऑक्सीजन को सिलिकॉन, सल्फर और मैग्नीशियम में, और सबसे बड़े सितारों को लोहे, कोबाल्ट और निकल में फ्यूज कर देंगे। हमारे सूर्य जैसे तारे एक नीहारिका में अपनी बाहरी परतों को उड़ाते हुए धीरे-धीरे मरेंगे, जबकि सबसे बड़े तारे एक प्रलयकारी सुपरनोवा विस्फोट में मर जाएंगे, जिसमें दोनों भारी तत्वों को पुन: इंटरस्टेलर माध्यम में वापस स्थापित कर देंगे।

हमारे सूर्य का जीवनकाल लगभग 12 बिलियन वर्ष होगा, जबकि सबसे कम-द्रव्यमान वाले सितारे (लगभग 8% हमारे सूर्य का द्रव्यमान) उनके ईंधन के माध्यम से सबसे धीरे-धीरे जलेंगे, 10 ट्रिलियन से अधिक वर्षों तक जीवित रहेंगे: कई बार ब्रह्मांड की वर्तमान आयु। लेकिन सबसे बड़े तारे अपने ईंधन के माध्यम से अधिक तेज़ी से जलते हैं, कुछ सितारों के मरने से कुछ मिलियन साल पहले ही वे जीवित हो जाते हैं और अपने भारी तत्वों को वापस ब्रह्मांड में निकाल देते हैं।

सुपरनोवा अवशेष एन 49, हमारे अपने मिल्की वे के भीतर पाया गया। छवि क्रेडिट: NASA / ESA और हबल हेरिटेज टीम (STScI / AURA)।

कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, सिलिकॉन, तांबा और लोहा जैसे ये भारी तत्व न केवल जीवन के लिए आवश्यक हैं, जैसा कि हम जानते हैं, लेकिन पहली जगह में चट्टानी ग्रह बनाने के लिए। यह उन तारों की कई पीढ़ियों को जीवित रखता है, जो अपने ईंधन के माध्यम से जल रहे हैं, मर रहे हैं और उन सामग्रियों को अंतरिक्ष में वापस ला रहे हैं, जहाँ वे अगली पीढ़ी के तारों को बनाने में मदद करते हैं, जिससे पृथ्वी जैसी दुनिया को जन्म दिया जा सके। और यहाँ, अपने दृष्टिकोण से, हम ब्रह्मांड में, न केवल महान लौकिक दूरियों में, बल्कि ब्रह्मांड के अतीत में वापस देखने में सक्षम हैं।

आकाशगंगा NGC 7331, अधिक दूर आकाशगंगाओं के साथ और करीब, अग्रभूमि तारे भी फ्रेम में। छवि क्रेडिट: एडम ब्लॉक / माउंट लेमोन स्काईकेंटर / यूनिवर्सिटी ऑफ एरिजोना।

तथ्य यह है कि प्रकाश की गति सीमित और स्थिर है, 299,792,458 मीटर / सेकंड पर, इसका मतलब यह नहीं है कि बहुत बड़ी दूरी पर संकेत भेजने में देरी हो रही है। इसका मतलब यह है कि जैसा कि हम दूर की वस्तुओं को देखते हैं, हम उन्हें वैसा नहीं देख रहे हैं जैसा कि वे आज हैं, लेकिन जैसा कि वे ब्रह्मांड के सुदूर अतीत में थे। 20 प्रकाश वर्ष दूर एक तारे को देखें, और आप इसे 20 वर्ष पहले देख रहे थे। 20 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर एक आकाशगंगा को देखें, और आप इसे 20 मिलियन वर्ष पहले देख रहे हैं।

आकाशगंगा के समान आकाशगंगाएँ, जैसा कि वे ब्रह्मांड में पहले के समय में थीं। छवि क्रेडिट: नासा, ईएसए, पी। वैन डोकुम (येल विश्वविद्यालय), एस। पटेल (लीडेन विश्वविद्यालय), और 3 डी-एचएसटी टीम।

हम हबल जैसी शक्तिशाली दूरबीनों की बदौलत अब तक वापस देख पाए हैं, कि हम ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं को देख पाए हैं क्योंकि वे अरबों साल पहले थे, जब ब्रह्मांड अपने वर्तमान का केवल कुछ प्रतिशत था उम्र। हम देखते हैं कि अतीत में आकाशगंगाएं छोटे, कम विशाल, आंतरिक रंग में धंसे हुए थे, और अधिक तेजी से तारे बना रहे थे, और इन भारी तत्वों में कम समृद्ध थे कि हमें ग्रह बनाने की आवश्यकता थी। हम यह भी देखते हैं कि, समय के साथ, ये आकाशगंगाएं मिलकर बड़ी संरचनाओं का निर्माण करती हैं। हम इस पूरी तस्वीर को एक साथ रख सकते हैं, और कल्पना कर सकते हैं कि वर्तमान में जिस तरह से यूनिवर्स का विकास हुआ है।

संपूर्ण ब्रह्मांड एक विशाल ब्रह्मांडीय वेब है, जहां आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूह इन ब्रह्मांडीय तंतुओं के चौराहे पर बनते हैं। बीच में, सितारों और आकाशगंगाओं से रहित विशाल ब्रह्मांडीय अवशेष हैं, जहां सघन क्षेत्रों में गुरुत्वाकर्षण ने उस मामले को अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग करने के लिए दूर खींच लिया है। हम देख रहे हैं कि आज हमारे स्थानीय पैमाने पर ऐसा हो रहा है, क्योंकि स्थानीय समूह में आकाशगंगाएँ एक दूसरे की ओर बढ़ रही हैं। कुछ बिंदु पर, भविष्य में चार से सात अरब साल, हमारे निकटतम बड़े पड़ोसी, एंड्रोमेडा, हमारे मिल्की वे के साथ विलय कर देंगे, एक विशाल अण्डाकार आकाशगंगा का निर्माण करेंगे: मिल्कडोमेडा।

स्टिल ऑफ मिल्की वे-एंड्रोमेडा विलय को दर्शाने वाली श्रृंखला, और जैसे ही यह होगा, आकाश पृथ्वी से अलग दिखाई देगा। छवि क्रेडिट: नासा; जेड। लेवे और आर। वैन डेर मेरेल, एसटीएससीआई; टी। हालस; और ए। मेलिंगर

और इस बीच, ब्रह्माण्ड का विस्तार एक ठंडा, खाली, अधिक दूर के भाग्य की ओर जारी है। हमारे स्थानीय समूह से परे आकाशगंगाएं हमारे अपने और एक दूसरे से दूर हो जाती हैं। गुरुत्वाकर्षण, जो चीजें एक साथ बंधी हैं - ग्रह, तारे, सौर मंडल, आकाशगंगा और आकाशगंगा समूह - जब तक हमारे ब्रह्मांड में तारे जलते हैं, तब तक एक साथ बंधे रहेंगे। लेकिन प्रत्येक अलग-अलग आकाशगंगा समूह या क्लस्टर अन्य सभी से अलग हो जाएंगे, क्योंकि समय के साथ ब्रह्मांड ठंडा और अकेला हो जाता है।

केवल पदार्थ, विकिरण, वक्रता और ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के साथ ब्रह्माण्ड के चार संभावित भाग्य की अनुमति है। नीचे

जिसका अर्थ है, यदि हम बहुत शुरुआत में वापस जाते हैं, और पूछते हैं कि यह सब कैसे हुआ, हमारे पास है:

  • एक अवलोकन योग्य ब्रह्मांड, जो एक गर्म, घने, ज्यादातर समान राज्य के साथ शुरू हुआ जिसे बिग बैंग के रूप में जाना जाता है;
  • यह ठंडा हो गया, मामले को खत्म करने और एंटीमैटर को सक्षम करने के लिए, केवल एक छोटी मात्रा में पदार्थ छोड़ दिया;
  • यह आगे ठंडा हो गया, जिससे प्रोटोन और न्यूट्रॉन एक-दूसरे के बिना नष्ट हुए हीलियम में एक साथ फ्यूज हो गए;
  • यह और भी ठंडा हो गया, जिससे स्थिर, तटस्थ परमाणुओं के निर्माण की अनुमति मिली;
  • जहां गुरुत्वाकर्षण खामियां और बढ़ती गईं, जिससे कुछ क्षेत्रों में एक साथ गैस कांपना शुरू हुआ, जो पहले तारों को बनाने के लिए पर्याप्त घना हो गया;
  • जहां उनके ईंधन के माध्यम से जलाए जाने वाले सबसे बड़े सितारों की मृत्यु हो गई, और उनके भारी तत्वों को पुनर्नवीनीकरण के माध्यम में वापस भेज दिया;
  • छोटे तारा समूहों और आकाशगंगाओं का एक साथ विलय हुआ और विकसित हुआ, जिससे तारा निर्माण की नई तरंगें उत्पन्न हुईं;
  • जहां अरबों वर्षों के बाद, उन पर चट्टानी ग्रहों और जीवन के लिए सामग्री के साथ नए सितारे बनते हैं;
  • उस घर की आकाशगंगाएँ जहाँ वे आज हमारे पास सर्पिल और अण्डाकार दिग्गजों में बढ़ीं;
  • और जहां, बिग बैंग के 9.2 बिलियन साल बाद, एक अलग-अलग सर्पिल आकाशगंगा में एक रन-ऑफ-द-मिल स्टार क्लस्टर का गठन किया जाता है, जहां 2% तत्व अब हाइड्रोजन-और-हीलियम से भारी हैं;
  • जिसमें से एक हमारा सूर्य होना है;
  • और जहां, एक अतिरिक्त 4.54 (या तो) अरब वर्षों के बाद, एक बुद्धिमान प्रजाति पैदा होती है जो हमारे लौकिक इतिहास के टुकड़ों को एक साथ रखना शुरू कर सकती है, यह समझकर कि हम पहली बार कहां से आते हैं।
गैलीलियो गैलीली के बर्टिनी फ्रेस्को ने वेनिस के डोगे को दिखाया कि टेलिस्कोप, 1858 का उपयोग कैसे किया जाए।

और भी चीजें हैं जो हमने सीखी हैं, और इन सभी मुद्दों का पता लगाने के लिए और अधिक गहराई है। (मेरी पहली पुस्तक, बियॉन्ड द गैलेक्सी, ठीक यही करती है।) हाँ, ऐसे प्रश्न हैं जिन पर हम अभी भी काम कर रहे हैं, जैसे कि मामला / एंटीमैटर असिमेट्री कैसे आया, बिग बैंग कैसे स्थापित हुआ और शुरू हुआ, और कैसे , वास्तव में, ब्रह्मांड अपने अंतिम भाग्य को पूरा करेगा। लेकिन ब्रह्मांड क्या दिखता है, यह इस तरह कैसे आया और भौतिक रूप से क्या कर रहा है, इसका उत्तर दिया गया है: दार्शनिकों, कवियों या धर्मशास्त्रियों द्वारा नहीं, बल्कि वैज्ञानिक प्रयास से। और अगर नए बड़े सवालों का जवाब दिया जाना है - जो कि पिछले बड़े सवालों के जवाब उठाए गए हैं - यह, फिर से, विज्ञान होगा जो हमें रास्ता दिखाता है।

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