"क्या ब्रह्मांड प्रकाश से तेज़ है?" आइंस्टीन के सापेक्षता सिद्धांत के बने रहने का कारण सरलता से समझाया गया।

"प्रकाश से तेज़ ब्रह्मांडीय विस्तार" आइंस्टीन के सिद्धांत के खिलाफ क्यों नहीं जाता

"ब्रह्मांड प्रकाश से तेज़ी से विस्तार कर रहा है"

जब आप इस तरह का वाक्य अपनी टाइमलाइन पर देखते हैं, तो अधिकांश लोग यही सोचेंगे।

"क्या, सापेक्षता का सिद्धांत खत्म हो गया?"

लेकिन निष्कर्ष से कहें तो, आइंस्टीन के सिद्धांत के खिलाफ कुछ नहीं है।
आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान में, "ब्रह्मांड के कुल विस्तार की गति" का प्रकाश की गति से अधिक होना, बल्कि एक सामान्य बात मानी जाती है।Phys.org

तो यह कैसे संभव है? सोशल मीडिया पर उड़ने वाली आश्चर्य और गलतफहमियों को पकड़ते हुए, हम Phys.org पर प्रकाशित लेख "Yes, the universe can expand faster than light" के आधार पर इसे समझने की कोशिश करेंगे।Phys.org

प्रकाश की गति की सीमा एक "स्थानीय नियम" है

सापेक्षता का सिद्धांत इस बात को मना करता है कि, "एक ही स्थान पर देखे जाने पर, वस्तु की गति प्रकाश की गति से अधिक हो"।
चाहे वह रॉकेट हो या अंतरिक्ष यान, जब यह आपके पास से गुजरता है, तो उसकी गति हमेशा प्रकाश की गति से कम होनी चाहिए।

यहां महत्वपूर्ण बात यह है कि,

• “वस्तु का अंतरिक्ष में गति करना” (स्थानीय)

• “अंतरिक्ष का स्वयं फैलना” (वैश्विक)

अलग-अलग चीजें हैं।

सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत में, अंतरिक्ष का स्वयं कितना भी तेज़ी से फैलना कोई समस्या नहीं है।
स्पीड लिमिट का उल्लंघन करने वाला रॉकेट है, लेकिन "सड़क का स्वयं फैलना" कोई समस्या नहीं है... यह एक तरह की छवि है।

ब्रह्मांड का विस्तार वास्तव में "सड़क (अंतरिक्ष) का फैलना" है।
गैलेक्सियाँ मूल रूप से वहीं "सवार" होती हैं, और जैसे-जैसे ब्रह्मांडीय स्थान फैलता है, वे परिणामस्वरूप दूर होती जाती हैं।

ब्रह्मांड की उम्र 13.77 अरब वर्ष है, लेकिन देखे जा सकने वाले ब्रह्मांड का "त्रिज्या 45 अरब प्रकाश वर्ष" है

यहां संख्याओं को देखकर और भी भ्रमित हो सकते हैं।

• ब्रह्मांड की उम्र: लगभग 13.77 अरब वर्ष

• हम जो वर्तमान में "देख सकते हैं" सबसे दूर की दूरी: लगभग 45 अरब प्रकाश वर्षPhys.org

"क्या, केवल 13.8 अरब वर्ष ही बीते हैं, तो 45 अरब प्रकाश वर्ष दूर कैसे देख सकते हैं?"
यह अंतर ही "ब्रह्मांडीय विस्तार का प्रकाश की गति से अधिक होना" का प्रमाण है।

मुद्दा यह है कि,जब प्रकाश यात्रा कर रहा होता है, तब भी ब्रह्मांड फैलता रहता है।

1. बिग बैंग के तुरंत बाद उत्पन्न गैलेक्सी ने प्रकाश उत्सर्जित किया

2. वह प्रकाश अरबों वर्षों में पृथ्वी की ओर बढ़ता है

3. इस दौरान भी अंतरिक्ष फैलता रहता है

4. प्रकाश जब अंततः हम तक पहुंचता है "अब" के समय में, वह गैलेक्सी तब से बहुत दूर जा चुकी होती है

इसका परिणाम यह होता है कि,"अब देखी जा रही सबसे दूर की गैलेक्सी की 'वर्तमान स्थिति'" प्रकाश की यात्रा की गई दूरी से कहीं अधिक होती है।
ब्रह्मांड विज्ञान में इस दूरी को "कण क्षितिज (पार्टिकल होराइजन)" कहा जाता है, और वर्तमान में यह लगभग 45 अरब प्रकाश वर्ष है।Phys.org

हबल दूरी से परे "दिखाई देने वाली" गति से प्रकाश से तेज़ी से दूर होता है

ब्रह्मांड का विस्तार दर दूरी के साथ बढ़ती है।

यह हबल के नियम के रूप में जाना जाता है,

जितनी दूर की गैलेक्सी, उतनी अधिक पीछे हटने की गति (हमसे दूर जाने की गति) होती है

यह एक सरल समीकरण के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

इस समीकरण को बढ़ाते हुए, एक दूरी पर "पीछे हटने की गति = प्रकाश की गति" का बिंदु आता है।
इसे हबल दूरी कहा जाता है, और आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान के मानक मॉडल ΛCDM में, यह लगभग 13.77 अरब प्रकाश वर्ष के आसपास होता है।Phys.org

• हबल दूरी के भीतर की गैलेक्सियाँ
  → पीछे हटने की गति प्रकाश की गति से कम

• हबल दूरी से परे की गैलेक्सियाँ
  → पीछे हटने की गति प्रकाश की गति से अधिक (दिखाई देने वाली)

"क्या, तो यह प्रकाश से तेज़ी से चल रहा है!" ऐसा सोच सकते हैं, लेकिन यहां ध्यान देने की बात यह है कि

चल रही है गैलेक्सी स्वयं नहीं, बल्कि "हम और गैलेक्सी के बीच का अंतरिक्ष"

यह बिंदु है।

इसलिए, स्थानीय गति सीमा को लागू करने वाला सापेक्षता का सिद्धांत इससे विरोधाभास नहीं करता।

"अभी से निकला प्रकाश" जो कभी नहीं पहुंचेगा, ब्रह्मांड का इवेंट होराइजन

और भी जटिल है "ब्रह्मांड का इवेंट होराइजन (घटना क्षितिज)" की अवधारणा।Phys.org

• कण क्षितिज... "अब तक पहुंचा हुआ प्रकाश" की सबसे दूर की दूरी (लगभग 45 अरब प्रकाश वर्ष)

• इवेंट होराइजन... "अभी इस क्षण में छोड़ा गया प्रकाश, जो भविष्य में कभी नहीं पहुंचेगा" की सीमा

Phys.org के लेख के अनुसार, इवेंट होराइजन वर्तमान में लगभग 17 अरब प्रकाश वर्ष की दूरी पर है।Phys.org

इस दूरी से बाहर की गैलेक्सियाँ जो "अभी" प्रकाश छोड़ती हैं, वह कभी भी हम तक नहीं पहुंचेगा।ब्रह्मांड के तेजी से फैलने के कारण, प्रकाश से तेज़ी से दूर जाने वाले क्षेत्र बढ़ते जा रहे हैं।

ब्लैक होल के क्षितिज के समान नाम है, लेकिन यहां हम "ब्रह्मांड के कुल क्षितिज" की बात कर रहे हैं।
ब्रह्मांड के विस्तार के कारण जानकारी हमेशा के लिए नहीं पहुंच सकती, यह वह सीमा है।

100 अरब वर्षों में, ब्रह्मांड में केवल "स्थानीय गैलेक्सी समूह" ही दिखाई देगा

ΛCDM मॉडल के अनुसार, ब्रह्मांड भविष्य में भी डार्क एनर्जी के अधीन रहेगा और तेजी से विस्तार करता रहेगा।Phys.org

उस भविष्य की तस्वीर काफी अकेली होगी।

• इवेंट होराइजन भविष्य में लगभग 60 अरब प्रकाश वर्ष पर स्थिर हो जाएगा

• इस दौरान, दूर की गैलेक्सियों से आने वाला प्रकाश लगातार रेडशिफ्ट होकर लंबा होता जाएगा, और अंततः अवलोकन के लिए बहुत लंबा हो जाएगाPhys.org

Phys.org के अनुसार,लगभग 100 अरब वर्षों में, स्थानीय गैलेक्सी समूह (जिसमें मिल्की वे और एंड्रोमेडा गैलेक्सी शामिल हैं) के अलावा बाकी ब्रह्मांड दृष्टि से गायब हो जाएगा।Phys.org

उस समय, यदि ब्रह्मांड में कोई सभ्यता बची रहती है, तो वे

"हमेशा से केवल इस गैलेक्सी समूह का अस्तित्व था, एक शांत ब्रह्मांड"

के रूप में गलतफहमी में पड़ सकते हैं।
बिग बैंग ब्रह्मांड विज्ञान की खोज करना अब से कहीं अधिक कठिन हो जाएगा।

सोशल मीडिया पर "प्रकाश से तेज़ ब्रह्मांड" पर प्रतिक्रियाएँ

इस लेख का शीर्षक "Yes, the universe can expand faster than light" होने के कारण, सोशल मीडिया पर भी बड़ी प्रतिक्रिया हुई (यहां हम कुछ सामान्य प्रतिक्रियाओं को प्रस्तुत कर रहे हैं)।

1. "सापेक्षता का सिद्धांत खत्म" जैसी उलझन

"ब्रह्मांड प्रकाश से तेज़ है, तो क्या आइंस्टीन हार गए?"
"भौतिकी, फिर से सेटिंग बदल गई है..."

ऐसी टिप्पणियाँ X (पूर्व में ट्विटर) और Threads पर सबसे पहले देखी गईं।
वास्तव में, जैसा कि पहले बताया गया है, सापेक्षता का सिद्धांत और ब्रह्मांडीय विस्तार का "प्रकाश से