फास्ट रेडियो विस्फोटों से पता चला कि ब्रह्मांड का लुप्त पदार्थ कहां छिपा है

आकाशगंगाओं के बीच के स्थान में, जो इतना कमज़ोर है कि हम इसे अपनी आँखों से कभी नहीं देख सकते, पदार्थ इतनी मात्रा में बहता है कि उसे तेज़ रेडियो विस्फोटों (FRBs) में पहचाना जा सकता है जो 500 मिलियन सूर्यों की शक्ति के साथ अंतरिक्ष-समय को चीरते हैं। यह एक और माप है जो इस समस्या को हल करने में योगदान देता है कि ब्रह्मांड में सामान्य पदार्थ का आधा हिस्सा कहाँ गया, एक कमी जिसने दशकों से वैज्ञानिकों को हैरान कर रखा है। हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के खगोल भौतिकीविद् लियाम कॉनर कहते हैं, “दशकों पुरानी ‘लापता बैरियन समस्या’ कभी इस बारे में नहीं थी कि पदार्थ मौजूद है या नहीं।” “यह हमेशा से था: यह कहाँ है? अब, FRBs की बदौलत, हम जानते हैं: इसका तीन-चौथाई हिस्सा ब्रह्मांडीय जाल में आकाशगंगाओं के बीच तैर रहा है।”

सामान्य पदार्थ, जो बैरियोनिक कणों से बना है, ब्रह्मांड की पदार्थ-ऊर्जा संरचना का लगभग 5 प्रतिशत बनाता है। यह उन सभी चीज़ों के लिए जिम्मेदार है जिन्हें हम सीधे पहचान सकते हैं – तारे, आकाशगंगाएँ, ग्रह, धूल, ब्लैक होल, गैस, यहाँ तक कि हम मनुष्य भी, सभी सामान्य पदार्थ से बने हैं। बिग बैंग से बची हुई चमक के कारण जिसे कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड के रूप में जाना जाता है, हम जानते हैं कि हर चीज़ की शुरुआत में कितना बैरियोनिक पदार्थ था। जब खगोलविदों ने इस मात्रा की तुलना आकाश में दिखाई देने वाले दृश्यमान पदार्थ की मात्रा से की, तो एक बहुत बड़ी विसंगति सामने आई: ऐसा लग रहा था कि जितना होना चाहिए था, उसका लगभग आधा ही था। हाल के वर्षों में, आकाशगंगाओं के बीच लगभग खाली जगह में लापता आधे हिस्से के संकेत उभरने लगे हैं। वहाँ, पदार्थ इतना कमज़ोर है कि हमारे उपकरण इसे नहीं पहचान सकते; लेकिन, कुछ साल पहले, खगोलविदों ने पाया कि FRBs के मिलीसेकंड संकेतों को फैलाने के लिए पर्याप्त मात्रा में पदार्थ मौजूद था।

FRBs अपने आप में एक बहुत बड़ा रहस्य हैं। जैसा कि नाम से ही पता चलता है, वे रेडियो तरंगों के बहुत तेज़, बहुत विस्फोटक विस्फोट हैं जो बेहद शक्तिशाली हैं, लेकिन एक सेकंड के अंश मात्र तक चलते हैं। उनके लिए वर्तमान में सबसे अच्छी व्याख्या मैग्नेटर्स का विस्फोट है। जो कुछ भी उन्हें बनाता है, वे पूरे आकाश से, दूरियों की एक विशाल श्रृंखला से आते हैं। सबसे दूर से पता लगाया गया हम तक पहुँचने के लिए 9.1 बिलियन वर्षों की यात्रा करता है; अन्य बहुत करीब से आते हैं। कॉनर और उनके सहयोगियों ने 60 FRB का अध्ययन किया, प्रत्येक सिग्नल की सावधानीपूर्वक जाँच की ताकि यह पता लगाया जा सके कि यह पृथ्वी के रास्ते में बैरियोनिक पदार्थ के माध्यम से यात्रा करता है। “FRBs ब्रह्मांडीय फ्लैशलाइट के रूप में कार्य करते हैं,” कॉनर कहते हैं। “वे अंतर-आकाशगंगा माध्यम के कोहरे के माध्यम से चमकते हैं, और प्रकाश कैसे धीमा होता है, इसे ठीक से मापकर, हम उस कोहरे का वजन कर सकते हैं, भले ही वह देखने के लिए बहुत कम हो।” टीम के अनुसार, ब्रह्मांड में अधिकांश सामान्य पदार्थ अंतर-आकाशगंगा माध्यम के हिस्से के रूप में शून्य में लटका हुआ है, ज्यादातर हाइड्रोजन गैस के रूप में – लगभग 76 प्रतिशत। पदार्थ का एक और 15 प्रतिशत डार्क मैटर हेलो में है जो आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों को घेरे हुए है। शेष वह है जो आकाशगंगाओं को बनाता है – तारे और उनके बीच का अंतरतारकीय माध्यम।

खगोलविद निस्संदेह पूरे ब्रह्मांड में बारियोनिक पदार्थ की तलाश जारी रखेंगे। यह कहाँ स्थित है, और यह वहाँ कैसे पहुँचा, यह हमें इस बारे में बहुत कुछ बताएगा कि ब्रह्मांड अपने 13.8 बिलियन वर्ष के जीवनकाल में कैसे विकसित हुआ। यह परिणाम इस सवाल का स्पष्ट उत्तर देता है कि यह कहाँ है; अब हमें यह जानने की ज़रूरत है कि यह कैसे हुआ। “यह आधुनिक खगोल विज्ञान की जीत है,” कैलटेक के खगोलशास्त्री विक्रम रवि कहते हैं। “हम FRBs की बदौलत ब्रह्मांड की संरचना और संरचना को बिल्कुल नए प्रकाश में देखना शुरू कर रहे हैं। ये संक्षिप्त चमक हमें अन्यथा अदृश्य पदार्थ का पता लगाने की अनुमति देती है जो आकाशगंगाओं के बीच विशाल स्थानों को भरता है।”

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