गुरुत्वाकर्षण का अभूतपूर्व स्पष्टीकरण ‘सब कुछ के सिद्धांत’ के एक कदम करीब है

फिनलैंड में आल्टो university के भौतिकविदों मिको पार्टनन और जुक्का टुल्की ने गुरुत्वाकर्षण के बारे में सोचने का एक नया तरीका तैयार किया है, जिसके बारे में उनका कहना है कि यह कण भौतिकी के मानक मॉडल के अनुकूल है, यह सिद्धांत ब्रह्मांड में अन्य तीन मूलभूत बलों – मजबूत, कमजोर और विद्युत चुम्बकीय का वर्णन करता है। यह क्वांटम गुरुत्वाकर्षण का बिल्कुल सिद्धांत नहीं है… लेकिन यह हमें वहां पहुंचने में मदद कर सकता है। “अगर यह गुरुत्वाकर्षण के एक पूर्ण क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत की ओर ले जाता है, तो अंततः यह ब्लैक होल और बिग बैंग में विलक्षणताओं को समझने की बहुत कठिन समस्याओं का उत्तर देगा,” पार्टनन कहते हैं।

“एक सिद्धांत जो प्रकृति की सभी मूलभूत शक्तियों का सुसंगत रूप से वर्णन करता है, उसे अक्सर सब कुछ का सिद्धांत कहा जाता है। भौतिकी के कुछ मूलभूत प्रश्न अभी भी अनुत्तरित हैं। उदाहरण के लिए, वर्तमान सिद्धांत अभी तक यह नहीं समझाते हैं कि अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में एंटीमैटर की तुलना में अधिक पदार्थ क्यों है।” गुरुत्वाकर्षण वास्तव में ब्रह्मांड के व्यवहार की एक अच्छी, साफ-सुथरी व्याख्या के लिए एक कांटा है। यह चौथा और सबसे कमजोर, मौलिक बल है, लेकिन अन्य तीन के साथ अच्छा नहीं खेलता है। क्वांटम सिद्धांत बताता है कि भौतिक ब्रह्मांड वास्तव में छोटे पैमाने पर कैसे व्यवहार करता है – परमाणु और उप-परमाणु – लेकिन यह बड़े पैमाने के Universe के साथ काम नहीं करता है, जहां गुरुत्वाकर्षण हावी हो जाता है।

शास्त्रीय भौतिकी और सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षण का वास्तव में अच्छा वर्णन करती है, लेकिन क्वांटम क्षेत्र नहीं। अब तक, दोनों सिद्धांत असाध्य साबित हुए हैं; फिर भी, ब्रह्मांड दोनों के साथ काफी खुश है, इसलिए वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि उन्हें अच्छी तरह से खेलने का एक तरीका होना चाहिए। क्योंकि समस्या इतनी असाध्य साबित हुई है, हालाँकि, यह संभावना है कि यह एक बार में हल नहीं होगी, बल्कि वृद्धिशील, लेकिन महत्वपूर्ण चरणों में होगी। पार्टनन और टुक्की ने जो वृद्धिशील कदम उठाया है, वह गुरुत्वाकर्षण को एक गेज के संदर्भ में वर्णित करना है – क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत की एक अवधारणा जिसमें कणों के व्यवहार को एक विशिष्ट क्षेत्र में वर्णित किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र गेज का एक उदाहरण है। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र भी ऐसा ही है। टुल्की बताते हैं, “सबसे परिचित गेज क्षेत्र विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है। जब विद्युत आवेशित कण एक दूसरे से संपर्क करते हैं, तो वे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के माध्यम से संपर्क करते हैं, जो कि प्रासंगिक गेज क्षेत्र है।” “इसलिए जब हमारे पास ऐसे कण होते हैं जिनमें ऊर्जा होती है, तो ऊर्जा होने के कारण उनके बीच होने वाली बातचीत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के माध्यम से होती है।”

मानक मॉडल एक गेज सिद्धांत है जो मजबूत, कमजोर और विद्युत चुम्बकीय बलों का वर्णन करता है, और इसमें विशिष्ट समरूपताएं होती हैं। गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत को मानक मॉडल के करीब लाने के लिए, पार्टनन और टुल्की ने उन समरूपताओं को गुरुत्वाकर्षण के गेज सिद्धांत पर लागू करने का प्रयास किया। उनके प्रकाशित परिणाम आशाजनक प्रतीत होते हैं। “हमारा सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण के गेज सिद्धांत को गुरुत्वाकर्षण के पारंपरिक गेज सिद्धांतों की तुलना में मानक मॉडल के गेज सिद्धांतों के करीब लाता है,” वे अपने पेपर में लिखते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह कार्य क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत से बहुत दूर है। हालाँकि, यह जांच के लिए एक महत्वपूर्ण मार्ग का प्रतिनिधित्व करता है जो भौतिकी में इस दबावपूर्ण समस्या के समाधान की खोज को महत्वपूर्ण रूप से आगे बढ़ा सकता है।

उस उद्देश्य के लिए, पार्टनन और टुल्की अन्य वैज्ञानिकों को काम को आगे बढ़ाने में भाग लेने के लिए आमंत्रित करते हैं। शोधपत्र एक निश्चित बिंदु तक जाता है, और सिद्धांत उस सीमा के भीतर अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन इसके लिए बहुत अधिक भौतिकी और तनाव-परीक्षण की आवश्यकता होगी। “क्षेत्र सिद्धांतों पर एकीकृत गुरुत्वाकर्षण के निहितार्थों की पूरी समझ,” शोधकर्ता लिखते हैं, “केवल व्यापक आगे के काम के बाद ही प्राप्त की जाएगी।” यह शोधपत्र रिपोर्ट्स ऑन प्रोग्रेस इन फिजिक्स में प्रकाशित हुआ है।

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