Tuesday 25 February 2020

हॉकिंग विकिरण की व्याख्या

अंतरिक्ष अनुसंधान के शुरुआती दिनों में, यह माना जाता था कि ब्लैक होल अंतरिक्ष की वस्तुएं थीं जिनमें चीजें प्रवेश कर सकती हैं, लेकिन कभी भी नहीं निकलती हैं। हालांकि, यह सब 1974 में बदल गया, जब स्टीफन हॉकिंग ने एक विशेष प्रकार के विकिरण के संबंध में एक ग्राउंडब्रेकिंग सिद्धांत का प्रस्ताव रखा, जिसे बाद में हॉकिंग विकिरण के रूप में जाना गया। स्टीफन हॉकिंग एक अंग्रेजी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी और ब्रह्मांड विज्ञानी थे, जो हॉक विकिरण के अपने सैद्धांतिक पूर्वानुमान के लिए सबसे प्रसिद्ध हैं। 

यह कहा जा रहा है, वास्तव में हॉकिंग विकिरण क्या है? इस घटना को समझने के लिए, ब्लैक होल की बुनियादी समझ होना अनिवार्य है। जब एक विशाल तारा मर जाता है, तो वह अपने मद्देनजर एक छोटा लेकिन घना अवशेष छोड़ देता है। यदि कोर का द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान से लगभग 3 गुना अधिक है, तो गुरुत्वाकर्षण बल अन्य सभी बलों को अभिभूत करता है और एक ब्लैक होल बनता है। एक ब्लैक होल सिर्फ खाली जगह नहीं है; वास्तव में, यह एक बहुत छोटे क्षेत्र में पैक किए गए स्थान का एक बड़ा सौदा है। एक ऐसे स्टार के बारे में सोचें जो हमारे शहर से 10 गुना ज्यादा विशाल है, जो कि न्यूयॉर्क शहर के आकार के बराबर एक गोले में निचोड़ा जा रहा है। परिणाम एक खगोलीय वस्तु है जिसका गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतना मजबूत है कि कुछ भी नहीं - प्रकाश भी नहीं बच सकता है। 


ब्लैक होल से संबंधित वैज्ञानिक अनुसंधान के शुरुआती दिनों में, खगोलविदों को ब्लैक होल की बहुत बुनियादी समझ थी। यह माना जाता था कि ब्लैक होल किसी भी तरह की ऊर्जा नहीं फैलाते हैं। हालांकि, यह सब वर्ष 1974 में बदल गया, जब स्टीफन हॉकिंग नाम के एक युवा भौतिक विज्ञानी ने एक सिद्धांत पेश किया, जिसमें कहा गया था कि ब्लैक होल वास्तव में काले नहीं थे; वास्तव में, उन्होंने दावा किया कि वे विकिरण का उत्सर्जन कर सकते हैं! उनके सिद्धांत ने कहा कि एक ब्लैक होल का द्रव्यमान ऊर्जा बन सकता है, जिसे तब विकिरणित किया जा सकता है। उन्होंने क्वांटम यांत्रिकी से अंतर्दृष्टि को जोड़कर इस सिद्धांत को तैयार किया- विज्ञान का कहना है कि ब्रह्मांड के सबसे छोटे कण कैसे काम करते हैं - और आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत, जो इस बात से संबंधित है कि गुरुत्वाकर्षण खगोलीय रूप से बड़े पैमाने पर कैसे काम करता है। 

आश्चर्य की बात नहीं है, हॉकिंग का सिद्धांत शुरू में वैज्ञानिक हलकों में अच्छी तरह से प्राप्त नहीं हुआ था। फिर भी, इसे धीरे-धीरे स्वीकृति और लोकप्रियता मिली और ब्लैक होल के क्षेत्र में एक खोज के रूप में जाना जाने लगा। ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित विकिरण को भौतिक विज्ञानी के सम्मान में हॉकिंग विकिरण कहा गया, जिसने इसके अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी। क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों के अनुसार, पूरे ब्रह्मांड में प्रत्येक कण के लिए, एक एंटीपार्टिकल मौजूद है। ये कण हमेशा जोड़े में मौजूद होते हैं, और ब्रह्मांड में हर जगह अस्तित्व में और बाहर लगातार रहते हैं। आमतौर पर, ये कण लंबे समय तक नहीं टिकते हैं, क्योंकि जैसे ही एक कण और इसके एंटीपार्टिकल पॉप अस्तित्व में होते हैं, वे एक-दूसरे को नष्ट कर देते हैं और उनके निर्माण के लगभग तुरंत बाद ही समाप्त हो जाते हैं।

कहा जा रहा है कि, ब्लैक होल के घटना क्षितिज की सीमा पर चीजें थोड़ी भिन्न हो जाती हैं, वह बिंदु जिसके आगे कुछ भी इसके गुरुत्वाकर्षण से बच नहीं सकता है। यदि एक ब्लैक होल के घटना क्षितिज के बहुत करीब एक आभासी कण युग्म अस्तित्व में आता है, तो कणों में से एक ब्लैक होल में गिर सकता है जबकि अन्य ESCAPES। जो ब्लैक होल में प्रभावी रूप से गिरता है, उसमें नकारात्मक ऊर्जा होती है, जो कि आम आदमी की शर्तों में ब्लैक होल से ऊर्जा निकालने या ब्लैक होल से बड़े पैमाने पर ऊर्जा प्राप्त करने के लिए है। ब्लैक होल से भागने वाले जोड़े के अन्य कण में सकारात्मक ऊर्जा होती है, और इसे हॉकिंग विकिरण कहा जाता है। हॉकिंग विकिरण की उपस्थिति के कारण, एक ब्लैक होल द्रव्यमान को खोना जारी रखता है और तब तक सिकुड़ता रहता है जब तक कि वह अपने सभी द्रव्यमान को खो देता है और वाष्पित हो जाता है। 


यह स्पष्ट रूप से स्थापित नहीं है कि वाष्पित होने वाला काला वास्तव में कैसा दिखेगा। हॉकिंग विकिरण में अत्यधिक ऊर्जावान कण, एंटीपार्टिकल्स और गामा किरणें होती हैं। इस तरह की विकिरण नग्न आंखों के लिए अदृश्य है, इसलिए एक वाष्पित ब्लैक होल बिल्कुल भी ऐसा नहीं लग सकता है! यह भी संभव है कि हॉकिंग विकिरण एक क्रोनिक आग का गोला बना सकता है, जो विकिरण को गामा किरणों और कम चरम ऊर्जा के कणों में परिवर्तित कर सकता है, जिससे एक वाष्पित ब्लैक होल दिखाई देगा - और यह बहुत ही शानदार है! - जैसा कि यह अपने अंतिम सांस लेता है और मौजूद रहता है! 

हमारे ब्रह्मांड में। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि, वाष्पीकृत ब्लैक होल के पास कहीं भी जाना सबसे अच्छा नहीं है, क्योंकि यह घातक गामा किरणों और ऊर्जावान कणों का एक स्रोत होगा, भले ही यह आपको कुछ भी दिखाई न दे! एक वाष्पीकृत ब्लैक होल पृथ्वी से पता लगाने योग्य होगा जब यह सौर प्रणाली के भीतर वाष्पित हो जाता है, या हमारे निकट एक तारे के करीब होता है। यह एक विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक अवधारणा है और गणितीय रूप से सिद्ध करने के लिए काफी जटिल है, लेकिन स्टीफन हॉकिंग यह पता लगाने में सफल रहे, और ऐसा करने वाले पहले व्यक्ति थे। वह क्वांटम यांत्रिकी और सामान्य टी को विलय करके समझाया गया ब्रह्मांड विज्ञान का एक विस्तृत सिद्धांत स्थापित करने वाला पहला व्यक्ति था


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