शून्य-ऊर्जा ब्रह्मांड

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शून्य-ऊर्जा ब्रह्मांड सिद्धांत का प्रस्ताव करता है कि ब्रह्मांड में कुल ऊर्जा बिल्कुल शून्य है: पदार्थ के रूप में इसकी सकारात्मक ऊर्जा की मात्रा गुरुत्वाकर्षण के रूप में इसकी नकारात्मक ऊर्जा के माध्यम से बिल्कुल रद्द कर दी जाती है।[1] लॉरेंस क्रॉस, स्टीफन हॉकिंग या अलेक्जेंडर विलेनकिन,जैसे कुछ भौतिक शास्त्री इस स्थिति को "शून्य से एक ब्रह्मांड" कहते हैं या कहते थे, चूंकि शून्य-ऊर्जा ब्रह्मांड मॉडल के लिए सकारात्मक ऊर्जा वाले पदार्थ क्षेत्र और नकारात्मक ऊर्जा वाले गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र दोनों की आवश्यकता होती है।[2] लोकप्रिय स्रोतों में परिकल्पना की व्यापक रूप से चर्चा की जाती है।[3][4][5]अन्य रद्दीकरण उदाहरणों में वस्तुओं के दाहिने और बाएं हाथ के कुण्डलीय पलटने की यकीनी समता (सामान्य रूप से "स्पिन"), ब्रह्मांड की समतलता, सकारात्मक और नकारात्मक चार्जों का समान अधिकार, क्वांटम मैकेनिक्स में विरोधी कण स्पिन, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों के ऊँचाई-नीचाई आदि संभव उदाहरण हैं।

इतिहास

द्वितीय विश्व युद्ध के समय, पास्कल जॉर्डन ने पहली बार सुझाव दिया था कि किसी तारे के द्रव्यमान की सकारात्मक ऊर्जा और उसके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की नकारात्मक ऊर्जा साथ मिलकर कुल मात्रा में शून्य ऊर्जा हो सकती है, ऊर्जा के संरक्षण ने तारे को निर्वात के क्वांटम संक्रमण के माध्यम से बनाए जाने से नहीं रोकेगा। जॉर्ज गैमोव ने इस विचार को अल्बर्ट आइंस्टीन को बताते हुए कहा: आइंस्टीन को इस विचार को सुनाने पर जोर्डन के शब्दों में ठहरे रहे, "आइंस्टीन रुक गए और, हम सड़क पार कर रहे थे, कुछ कार हमें मार न दे इसके बजाय।।[6] इस विचार का विस्तृतीकरण धीमा था, पहली प्रमुख गणना 1962 में रिचर्ड फेनमैन के माध्यम से की गई थी।[7] इस विषय पर पहला ज्ञात प्रकाशन 1973 में हुआ था, जब एडवर्ड ट्रायॉन ने जर्नल प्रकृति (पत्रिका) में प्रस्तावित किया था कि ब्रह्मांड निर्वात ऊर्जा के एक बड़े पैमाने पर क्वांटम उतार-चढ़ाव से उत्पन्न हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप इसकी सकारात्मक मास-ऊर्जा को गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षणीय संभावना ऊर्जा द्वारा पूरी तरह संतुलित किया गया था।[4] बाद के दशकों में, इस अवधारणा के विकास को स्थानीय निर्देशांक प्रणालियों के चयन पर आधारित ऊर्जा की आश्रयकता की वजह से निरंतर समस्याएँ आती रहीं। विशेष रूप से, समस्त ब्रह्मांड के साथ समक्रमण करने वाली निर्देशांक प्रणालियों के साथ संबंधित ऊर्जा के कारण एक समस्या उत्पन्न होती है।[7]1987 में एलन गुथ ने एक प्रमाण प्रकाशित किया था जिसमें गुरुत्वाकर्षणीय ऊर्जा को नकारात्मक सिद्ध किया गया था।[8] संवेदनशील प्रारंभिक समाधान से सकारात्मक और नकारात्मक ऊर्जा की पीढ़ी की पीढ़ी उत्पन्न करने की मेकेनिज़्म का प्रश्न समझा नहीं गया था, और 1988 में स्टीफन हॉकिंग ने साइक्लिक समय के साथ एक अधोच समाधान प्रस्तावित किया था।[9] [10]

1994 में, सिद्धांत के विकास को पुनरारंभ किया गया[11] नाथन रोसेन द्वारा एक क्लोज़ ब्रह्मांड के विशेष मामले की प्रकाशिति के बाद।,[12]1995 में, जे.वी. जोहरी ने दिखाया कि रोजेन के ब्रह्मांड की कुल ऊर्जा किसी भी ऐसे ब्रह्मांड में शून्य होती है जो एक फ्रीडमैन-लेमैट्र-रॉबर्टसन-वाकर मेट्रिक के साथ संगत है, और एक युवा ब्रह्मांड में सामग्री के उत्पादन के लिए एक प्रक्रिया का प्रस्ताव प्रस्तुत किया।[13] 2009 में अवलोकन योग्य ब्रह्मांड का प्रतिनिधित्व करने वाले मिन्कोवस्की अंतरिक्ष के लिए शून्य ऊर्जा समाधान प्रदान किया गया था।[7]


प्रायोगिक बाधाएँ

विचार्य ब्रह्मांड के एक "शून्य ऊर्जा यूनिवर्स" का वैज्ञानिक प्रमाण वर्तमान में अस्पष्ट है। दिखाई देने वाले पृथक्करणीय पदार्थ से आग्रही ऊर्जा, दर्शित संपूर्ण द्रव्यमान-ऊर्जा घनत्व का 26-37% हिसाब करती है।[14] इसलिए दिखाई देने वाले ब्रह्मांड के साथ "शून्य ऊर्जा यूनिवर्स" की संवेदनशीलता को मेल खाने के लिए, बारियोनिक पदार्थ के अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण से अन्य नकारात्मक ऊर्जा संग्रहक आवश्यक हैं। इन संग्रहकों को आमतौर पर गहरे द्रव्य यानी डार्क मैटर के रूप में माना जाता है।[15]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "AAI में लॉरेंस क्रॉस द्वारा ए यूनिवर्स फ्रॉम नथिंग लेक्चर". YouTube. 2009. Archived from the original on 2021-12-15. Retrieved 17 October 2011.
  2. ↑ Isham, Christopher (14 July 1994). क्वांटम ब्रह्मांड विज्ञान और ब्रह्मांड की उत्पत्ति (Speech). Lecture presented at the conference “Cosmos and Creation (in English). Cambridge University.
  3. ↑ Lawrence M. Krauss (2012). A Universe from Nothing: Why There Is Something Rather Than Nothing. Simon and Schuster. pp. 150-151. ISBN 978-1-4516-2445-8.
  4. ↑ 4.0 4.1 Edward P. Tryon, "Is the Universe a Vacuum Fluctuation?", Nature, vol. 246, p.396–397, 1973.
  5. ↑ Berkeley Lab, Smoot Group - http://aether.lbl.gov - Inflation for Beginners, JOHN GRIBBIN "Quantum uncertainty allows the temporary creation of bubbles of energy, or pairs of particles (such as electron-positron pairs) out of nothing, provided that they disappear in a short time. The less energy is involved, the longer the bubble can exist. Curiously, the energy in a gravitational field is negative, while the energy locked up in matter is positive. If the universe is exactly flat, then as Tryon pointed out the two numbers cancel out, and the overall energy of the universe is precisely zero. In that case, the quantum rules allow it to last forever." archived, 2014
  6. ↑ Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe - Michio Kaku, Jennifer Trainer Thompson - Oxford University Press, 1997 - p189
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 Berman, Marcelo Samuel (2009). "शून्य-ऊर्जा ब्रह्मांड पर". International Journal of Theoretical Physics. 48 (11): 3278–3286. arXiv:gr-qc/0605063. Bibcode:2009IJTP...48.3278B. doi:10.1007/s10773-009-0125-8. S2CID 119482227.
  8. ↑ Alan Guth, in his book The Inflationary Universe, (ISBN 0-224-04448-6) Appendix A Since the negative energy of a gravitational field is crucial to the notion of a zero-energy universe, it is a subject worth examining carefully. In this appendix I will explain how the properties of gravity can be used to show that the energy of a gravitational field is unambiguously negative. The argument will be described [in the appendix] in the context of Newton's theory of gravity, although the same conclusion can be reached using Einstein's theory of general relativity.
  9. ↑ Stephen Hawking, A Brief History of Time, p. 129.
  10. ↑ "We might decide that there wasn't any singularity. The point is that the raw material doesn't really have to come from anywhere. When you have strong gravitational fields, they can create matter. It may be that there aren't really any quantities which are constant in time in the universe. The quantity of matter is not constant, because matter can be created or destroyed. But we might say that the energy of the universe would be constant, because when you create matter, you need to use energy. And in a sense the energy of the universe is constant; it is a constant whose value is zero. The positive energy of the matter is exactly balanced by the negative energy of the gravitational field. So the universe can start off with zero energy and still create matter. Obviously, the universe starts off at a certain time. Now you can ask: what sets the universe off. There doesn't really have to be any beginning to the universe. It might be that space and time together are like the surface of the Earth, but with two more dimensions, with degrees of latitude playing the role of time." -- Stephen Hawking, "If There's an Edge to the Universe, There Must Be a God" (interview), in Renée Weber, Dialogues With Scientists and Sages: The Search for Unity, 1986. (Also partially reprinted in "God as the Edge of the Universe", in The Scientist, Vol. 1, No. 7, February 23, 1987, p. 15.)
  11. ↑ Xulu, S. S. (2000). "बियांची टाइप I यूनिवर्स की कुल ऊर्जा". Int. J. Theor. Phys. 39 (4): 1153–1161. arXiv:gr-qc/9910015. Bibcode:2000IJTP...39.1153X. doi:10.1023/A:1003670928681. S2CID 15413640.
  12. ↑ Rosen, Nathan (March 1994). "ब्रह्मांड की ऊर्जा". General Relativity and Gravitation. 26 (3): 319–321. Bibcode:1994GReGr..26..319R. doi:10.1007/BF02108013. S2CID 121139141.
  13. ↑ Johri, V. B.; Kalligas, D.; Singh, G. P.; Everitt, C. W. F. (March 1995). "विस्तार ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा". General Relativity and Gravitation. 27 (3): 313–318. Bibcode:1995GReGr..27..313J. doi:10.1007/BF02109127. S2CID 120110466.
  14. ↑ Shankar, Karthik H. (2020). "शून्य ऊर्जा ब्रह्मांड सदा दोलन करता है". General Relativity and Gravitation. 52 (2): 23. arXiv:1807.10381. Bibcode:2020GReGr..52...23S. doi:10.1007/s10714-020-02671-5. S2CID 119208193.
  15. ↑ Popławski, Nikodem J. (2014). "ब्रह्मांड की ऊर्जा और गति". Classical and Quantum Gravity. 31 (6): 065005. arXiv:1305.6977. Bibcode:2014CQGra..31f5005P. doi:10.1088/0264-9381/31/6/065005. S2CID 118593046.
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