दुनिया रहस्यों से भरी है लेकिन उनमें से सभी भव्य नहीं हैं। ज़रूर, हम नहीं जानते वास्तव में मन क्या है या क्या एक ब्लैक होल के अंदर की तरह लगता है। लेकिन छोटे विवरणों में कई रहस्य भी छिपते हैं।
उदाहरण के लिए, हम नहीं जानते कि सूर्य के अंदर लोहे इतना अपारदर्शी क्यों है।
ठोस लोहे की वस्तुएं हमारे आसपास हर जगह हैं। वे DoorkNobs, खाना पकाने के बर्तन, फर्नीचर, पानी के टैंक – सभी प्रकार की चीजें बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। और वे सभी अपारदर्शी हैं। जब प्रकाश एक लोहे की वस्तु से टकराता है, तो यह गुजर नहीं सकता है। इसके बजाय, इसमें से कुछ अवशोषित हो जाता है और इसमें से कुछ बिखरे हुए हैं। किसी वस्तु को कितना प्रकाश अवशोषित करता है, उसे अपारदर्शिता कहा जाता है: जितना अधिक यह अवशोषित होता है, उतना ही अधिक अपारदर्शी होता है।
डोरकनॉब बनाते समय आयरन की अस्पष्टता एक महत्वपूर्ण विवरण नहीं है, लेकिन जब हम सूर्य के बारे में बात कर रहे हैं, तो निहितार्थ व्यावहारिक रूप से लौकिक हैं।
ब्रह्मांड के इंजन
सूर्य पृथ्वी के निकटतम तारा है और इस प्रकार एक मनुष्यों ने सबसे अधिक अध्ययन किया है। हम जो कुछ भी जानते हैं, उसमें से बहुत कुछ है, या हम जानते हैं कि विभिन्न प्रकार के तारों के बारे में सूर्य का अध्ययन करने से आता है।
यह दो स्तरों पर सच है। पहला: वैज्ञानिकों ने सूर्य के गुणों को समझाने के लिए विभिन्न सिद्धांतों को विकसित किया है। कई दशकों में, उन्होंने विद्युत चुम्बकीय विकिरण, चार्ज किए गए कणों, गर्मी आदि को पकड़ने के लिए स्टार से उत्सर्जन में दूरबीनों, डिटेक्टरों और एंटीना को इंगित किया और प्रत्येक सिद्धांत के साथ डेटा की तुलना की। फिर उन्होंने उन सिद्धांतों को समाप्त कर दिया जो डेटा से असहमत थे और उन लोगों को परिष्कृत करते हैं जो किया था।
दूसरे स्तर पर, सूरज सिर्फ एक तरह का तारा है; ब्रह्मांड में कई प्रकार हैं। उनके गुणों को समझने के लिए, वैज्ञानिकों ने उन मॉडलों का उपयोग किया जो उन मॉडलों को बनाने के लिए करते हैं जो उन्हें ‘अनुकरण’ करते हैं। इन गुणों में गर्मी और ऊर्जा की पीढ़ी और तारा के माध्यम से उनके आंदोलन, स्टार के चुंबकीय क्षेत्र, इसकी सतह पर रोटेशन और भूकंप, तारकीय वातावरण का विकास, सनस्पॉट्स और फ्लेयर्स का गठन और निकट-स्टार स्पेस पर इन परिवर्तनों के प्रभावों को शामिल किया गया है।
सितारे ब्रह्मांड के इंजन हैं: हम ब्रह्मांड को नहीं समझ सकते हैं यदि हम यह नहीं समझते कि सितारे कैसे काम करते हैं। जब तारे बनते हैं, तो वे ग्रहों को अपने चारों ओर बनाने की अनुमति देते हैं, जिसे वे बाद में प्रकाश, हृदय और एक सुरक्षात्मक चुंबकीय ढाल के साथ आपूर्ति करते हैं। (कभी -कभी वे बहुत अधिक या बहुत कम आपूर्ति करते हैं: वैज्ञानिकों ने अपने मेजबान सितारों द्वारा तली हुई कुछ एक्सोप्लैनेट्स से अधिक पाया है या विशाल बर्फ की गेंदों में बदल गया है।)
उनका द्रव्यमान क्षुद्रग्रह और धूमकेतु को विक्षेपित करता है, और उनके फ्लेयर्स पास के गैस बादलों को सक्रिय करते हैं और अन्य सितारों के गठन को बढ़ाते हैं। जब एक तारा मर जाता है, तो उसकी मृत्यु के तरीके के आधार पर, यह ब्रह्मांड में धातुओं और अन्य तत्वों की प्रचुर मात्रा में जारी करता है जो किसी अन्य प्राकृतिक प्रक्रिया में नहीं किए गए नहीं हैं।
इस विविधता के प्रभावों का मतलब है कि सितारों के गुण स्टार समूहों, आकाशगंगाओं, ब्रह्मांड की संरचना और इसके विकास के गठन को प्रभावित करते हैं। वैज्ञानिक मॉडल इस प्रकार इन सभी चीजों का अनुकरण कर सकते हैं यदि वे सितारों के गुणों को सही करते हैं, और यहां रगड़ते हैं।
400% तक अधिक
2010 के मध्य तक स्वतंत्र अध्ययनों की एक श्रृंखला ने बताया कि मॉडल की भविष्यवाणी की तुलना में सूर्य में 30-50% कम कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन दिखाई दिया।
इन मॉडलों को नए डेटा के साथ ट्विक करना आसान नहीं है। वे कुछ चीजों की सफलतापूर्वक भविष्यवाणी करने में सक्षम हैं, जैसे सूर्य की वर्तमान चमक और सूर्य के कोर में कितने न्यूट्रिनो परमाणु संलयन हर सेकंड का उत्पादन करते हैं। मॉडल भी इतने जटिल हो गए हैं कि वे केवल सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटर पर चल सकते हैं। जब विसंगति का सामना करना पड़ा, तो मॉडेलर्स को संदेह था कि वे तत्वों की बहुतायत को मापने के तरीके में समस्याओं के कारण थे। यदि माप में सुधार किया जाता है, तो विसंगति दूर हो सकती है, उन्होंने कहा।
लेकिन एक उल्लेखनीय 2015 में प्रकाशित अध्ययन असहमति: इसके लेखकों ने लिखा है कि विसंगति “हल किया जा सकता है यदि सौर आंतरिक पदार्थ के लिए वास्तविक मतलब अपारदर्शिता की भविष्यवाणी की तुलना में लगभग 15% अधिक थी”।
स्टार के अंदर एक तत्व कितनी ऊर्जा अवशोषित करता है, स्टार के तापमान प्रोफ़ाइल को प्रभावित करता है। लेखक इस प्रकार सूर्य के अंदर तत्वों की अस्पष्टता के बारे में मॉडल के डेटा का सुझाव दे रहे थे। अपने तर्क को प्रभावित करने के लिए, उन्होंने एक प्लाज्मा को लोहे से युक्त किया, जो स्टार के विकिरण/संवहन क्षेत्र की सीमा पर अपेक्षित स्थितियों के लिए, सतह से उसके केंद्र तक लगभग 30% की एक परत है। उन्होंने बताया कि विकिरण की आवृत्ति के आधार पर, इसे हड़ताली, आयरन की अस्पष्टता भविष्यवाणी की तुलना में 30-400% अधिक पाई गई।
छाया का अंधेरा
अनुक्रमिक अध्ययन क्रूक्स को बरकरार रखा इन निष्कर्षों में से: यह मॉडल लोहे की अस्पष्टता को कम करके आंका जा रहा था। एक अध्ययन में 27 जनवरी को प्रकाशित इस वर्ष, वैज्ञानिकों ने हेलिओसिस्मिक इंफ़ेक्शन से प्राप्त विभिन्न तत्वों के “अपारदर्शिता प्रोफाइल” की सूचना दी, यानी सूर्य के भीतर ध्वनि के प्रसार के आधार पर। उन्होंने लिखा: “हम पाते हैं कि हमारी भूकंपीय अपारदर्शिता वर्तमान सौर मॉडल में उपयोग किए जाने वाले सैद्धांतिक मूल्यों की तुलना में लगभग 10% अधिक है, लेकिन कुछ हाल ही में उपलब्ध सैद्धांतिक मूल्यों की तुलना में 35% कम है।”
लेकिन शोधकर्ता जिन्होंने मॉडल पर ध्यान दिया-जो उनके सिद्धांतों पर आधारित थे-अभी भी यह सुनिश्चित करना था कि अगर इन अध्ययनों में प्लाज्मा के समय-अलग-अलग गुणों के माप में अनिश्चितताएं विसंगति को समझा सकती हैं।
एक अध्ययन में 3 मार्च को प्रकाशित में भौतिक समीक्षा पत्रअमेरिका और फ्रांस के शोधकर्ताओं ने बताया कि उन्होंने इस सवाल को परीक्षण में रखा था और निष्कर्ष निकाला कि समस्या वास्तव में सिद्धांत में थी, न कि देखे गए आंकड़ों में।
अमेरिका में सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज में, टीम ने एक्स-रे के एक्स-रे और स्पेक्ट्रोमीटर को एक्स-रे स्रोत पर लोहे के एक पतले नमूने को उजागर किया। स्पेक्ट्रोमीटर ने लोहे के नमूने द्वारा एक्स-रे छाया डाली गई। टीम ने स्पेक्ट्रोमीटर को अल्ट्राफास्ट एक्स-रे कैमरों से जोड़ा, जिसमें तापमान और कण घनत्व में एक अरब से अधिक बार प्रति सेकंड से अधिक परिवर्तन दर्ज किए गए।
टीम ने अपने पेपर में लिखा है, “हमारे नए माप अस्पष्टता के नमूने के विकास को मापने के लिए एक उपन्यास तकनीक का उपयोग करते हैं … ये माप प्रकाशित फिल्म-एकीकृत डेटा पर लौकिक ग्रेडिएंट्स के प्रभाव को निर्धारित करते हैं और परिकल्पना का विरोध करते हैं कि अस्थायी विकास प्रकाशित मॉडल-डेटा विसंगति की व्याख्या कर सकता है।”
‘कई और आवश्यकताएं’
अध्ययन की चुनौतियां तुच्छ नहीं थीं। सूर्य जैसी स्थितियों में अपारदर्शिता को मापने के लिए उन प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता होती है जो हाल ही में मौजूद नहीं थीं। धूप में स्थितियों की नकल करने के लिए, एक प्लाज्मा में इलेक्ट्रॉनों को कम से कम 180 ईवी तक सक्रिय करने की आवश्यकता होती है, जबकि उनका घनत्व 30,000 बिलियन बिलियन कण प्रति मिलीलीटर से अधिक होता है। ऊर्जा सैंडिया में एक्स-रे स्रोत से आई थी।
पतले लोहे के नमूने में ट्रेसर के रूप में मैग्नीशियम की थोड़ी मात्रा भी होती है। एक्स-रे के साथ मैग्नीशियम की बातचीत, जैसा कि स्पेक्ट्रोमीटर में देखा गया था, टीम को इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा और घनत्व की गणना करने की अनुमति दी।
टीम ने लोहे की अस्पष्टता को एक्स-रे के आधार पर माना कि यह कैसे दृढ़ता से विकिरण को अवशोषित करता है। जितना अधिक दृढ़ता से यह किया, स्पेक्ट्रोमीटर रीडिंग में यह छाया जितनी गहरी छाया होगी। इस ‘डार्कनेस’ को लाइन ऑप्टिकल डेप्थ कहा जाता है।
पेपर ने कहा, “मॉडल-डेटा विसंगति को हल करने के लिए अंतिम दृष्टिकोण लोहे की अपारदर्शिता को समय के एक समारोह के रूप में मापता है। हालांकि, प्लाज्मा स्थितियों को मापते हुए, लाइन ऑप्टिकल गहराई और औपचारिक अनिश्चितता निर्धारण के बजाय, पूर्ण संचरण माप सहित कई और आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।”
टीम ने कहा, “इस तरह की एक पूर्ण अपारदर्शिता दृष्टिकोण वर्तमान में जांच के तहत है।”
प्रकाशित – 20 मार्च, 2025 05:30 AM IST
