अगले दशक में ब्लैक होल विस्फोट की संभावित गवाही: भौतिकी में क्रांतिकारी मोड़

अगले दशक में, खगोलविदों को अंतरिक्ष में एक ऐसा विस्फोट देखने की 90 प्रतिशत संभावना है जो ब्लैक होल के बारे में कई पुराने सिद्धांतों की पुष्टि करता है – और जो ज्ञात और अज्ञात, हर अस्तित्वमान कण का एक पूरा संग्रह मुक्त करता है। यह मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट विश्वविद्यालय (यूमास एमहर्स्ट) के भौतिकविदों के एक नए अध्ययन के अनुसार है, जो प्रस्तावित करता है कि ये विस्फोट ब्रह्मांड के आरंभ से बचे हुए छोटे ब्लैक होल के अंत का प्रतीक हैं। इन घटनाओं को लंबे समय से अविश्वसनीय रूप से दुर्लभ माना जाता था, और संभावित रूप से देखे जा सकने वाले विस्फोट लगभग हर 100,000 वर्षों में होते हैं। लेकिन नए विश्लेषण से पता चलता है कि ये कहीं अधिक सामान्य हैं, और औसतन हर 10 वर्षों में एक संभावित रूप से दृश्यमान विस्फोट होता है।

जब ऐसा होता है, तो हमारी वर्तमान तकनीक उन्हें पता लगाने में सक्षम होनी चाहिए। ऐसा विस्फोट खगोल भौतिकी के लिए कई कारणों से एक बड़ा वरदान होगा: यह पहली बार इस प्रकार के ब्लैक होल के अस्तित्व की पुष्टि करेगा, साथ ही उस तंत्र की पहचान भी करेगा जिसके द्वारा सभी ब्लैक होल समाप्त होते हैं। इससे भी ज़्यादा रोमांचक बात यह है कि इस तरह के विस्फोट से हर तरह के मूलभूत कण निकलेंगे जो मौजूद हैं। इनमें वे सभी कण शामिल हैं जिनके बारे में हम जानते हैं, जैसे पुराने इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन, और साथ ही हमारे ‘ज्ञात अज्ञात’ कण भी शामिल हैं – वे कण जिनके बारे में हमें लगता है कि वे मौजूद हैं लेकिन अभी तक नहीं मिले हैं, जैसे डार्क मैटर। अब तक की सबसे दिलचस्प चीज़ हमारे ‘अज्ञात अज्ञात’ कण होंगे – वे कण जिनके बारे में हमने कभी सपने में भी नहीं सोचा था।

यूमास एमहर्स्ट के खगोल भौतिकीविद् जोआकिम इगुआज़ जुआन कहते हैं, “हमें ब्रह्मांड में मौजूद हर कण का एक निश्चित रिकॉर्ड भी मिल जाएगा। यह भौतिकी में पूरी तरह से क्रांति ला देगा और हमें ब्रह्मांड के इतिहास को फिर से लिखने में मदद करेगा।” इन विस्फोटों की अवधारणा सबसे पहले भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने 1974 में प्रस्तावित की थी। हालाँकि ब्लैक होल बहुत पास आने वाली हर चीज़ को निगल जाने के लिए जाने जाते हैं, हॉकिंग ने गणना की थी कि क्वांटम प्रभावों के कारण, उन्हें वास्तव में कण भी उत्सर्जित करने चाहिए। “हॉकिंग विकिरण” के नाम से जानी जाने वाली यह घटना, समय के साथ ब्लैक होल के द्रव्यमान को कम करती जाएगी, जब तक कि वे पूरी तरह से वाष्पित न हो जाएँ। यह विकिरण इतना कमज़ोर होता है कि उसे पहचाना नहीं जा सकता, लेकिन अंतिम मृत्यु के समय यह एक सुपरनोवा जैसे विस्फोट में बदल जाएगा – और इस विस्फोट का पता लगाया जा सकेगा।

यह प्रक्रिया बहुत धीमी गति से होगी, इसलिए तारकीय द्रव्यमान वाले ब्लैक होल का अंत बहुत दूर के भविष्य में होगा। अतिविशाल ब्लैक होल और भी लंबे समय तक जीवित रहेंगे। लेकिन ब्लैक होल का एक और, बहुत छोटा वर्ग भी हो सकता है, जिसका जीवनकाल कम हो। आदिम ब्लैक होल (PBH) का द्रव्यमान सूर्य के बजाय क्षुद्रग्रहों के पैमाने के बराबर माना जाता है। ऐसा अनुमान है कि इनका निर्माण बिग बैंग के बाद के शुरुआती कुछ क्षणों में हुआ था, इसलिए इन्हें ‘आदिम’ उपनाम दिया गया है। यूमास एमहर्स्ट की भौतिक विज्ञानी एंड्रिया थैम बताती हैं, “एक ब्लैक होल जितना हल्का होगा, उतना ही गर्म होना चाहिए और उतने ही ज़्यादा कण उत्सर्जित करेगा। जैसे-जैसे PBH वाष्पित होते हैं, वे और भी हल्के और गर्म होते जाते हैं, और विस्फोट होने तक एक बेकाबू प्रक्रिया में और भी ज़्यादा विकिरण उत्सर्जित करते हैं।” मानक मॉडल भौतिकी के अनुसार, PBH की आयु और द्रव्यमान से पता चलता है कि उनमें से ज़्यादातर अब तक वाष्पित हो चुके होंगे। लेकिन टीम ने मॉडल में कुछ संभावित बदलावों के साथ यह अनुकरण किया कि क्या होगा।इसमें एक इलेक्ट्रॉन का एक काल्पनिक, भारी संस्करण शामिल है, जिसे शोधकर्ता “डार्क इलेक्ट्रॉन” कहते हैं।

यह PBH को एक प्रकार का विद्युत आवेश प्रदान कर सकता है, जो ज्ञात ब्लैक होल में नहीं होता। अध्ययन में पाया गया कि ये परिवर्तन उनके हॉकिंग विकिरण को कुछ समय के लिए रोक देंगे और ब्रह्मांडीय ग्रिम रीपर के आगमन में देरी करेंगे, जिसका अर्थ है कि हम आतिशबाज़ी से वंचित नहीं रह पाएँगे। यूमास एमहर्स्ट के भौतिक विज्ञानी माइकल बेकर कहते हैं, “हम दिखाते हैं कि अगर एक छोटे से अंध विद्युत आवेश के साथ एक आदिम ब्लैक होल बनता है, तो खिलौना मॉडल भविष्यवाणी करता है कि अंततः विस्फोट होने से पहले उसे अस्थायी रूप से स्थिर होना चाहिए।” टीम का अनुमान है कि अगर उनके मॉडल सही हैं, तो इनमें से एक विस्फोट हर 10 साल में एक बार हमारी वर्तमान गामा किरण वेधशालाओं की नज़र में होना चाहिए। एक विस्फोट को देखने से PBH के अस्तित्व की पुष्टि होगी, हॉकिंग विकिरण का पहला प्रत्यक्ष प्रमाण मिलेगा, और हमें ब्रह्मांड के सभी मूलभूत कणों का एक पूरा नमूना बॉक्स मिलेगा। यह शोध फ़िज़िकल रिव्यू लेटर्स पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।

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