चक्रीय मॉडल

एक चक्रीय प्रतिरूप (या दोलन प्रतिरूप) कई ब्रह्माण्ड संबंधी प्रतिरूपों में से एक है जिसमें ब्रह्मांड अनंत, या अनिश्चित, आत्मनिर्भर चक्रों का अनुसरण करता है। उदाहरण के लिए, 1930 में अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा संक्षिप्त रूप से विचार किए गए दोलायमान ब्रह्मांड सिद्धांत ने दोलनों की अनंत काल श्रृंखला के बाद ब्रह्मांड को सिद्धांतित किया, प्रत्येक एक महा विस्फोट के साथ प्रारम्भ हुआ और एक महा चर्वण के साथ समाप्त हुआ; अंतरिम रूप से, ब्रह्मांड कुछ समय के लिए विस्तार करेगा, इससे पहले कि पदार्थ का गुरुत्वाकर्षण आकर्षण इसे वापस अंदर गिरने और बड़ी उछाल को अनुभव करने का कारण बनता है।

समीक्षा

1920 के दशक में, सैद्धांतिक भौतिकविदों, विशेष रूप से अल्बर्ट आइंस्टीन, ने अंतरिक्ष के मीट्रिक विस्तार के प्रतिरूप के विकल्प के रूप में ब्रह्मांड के लिए एक चक्रीय प्रतिरूप की संभावना पर विचार किया। हालांकि, 1934 में रिचर्ड सी. टॉल्मन के कार्य से पता चला कि ये प्रारम्भिक प्रयास चक्रीय समस्या के कारण विफल रहे: ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, एंट्रॉपी केवल बढ़ सकती है। इसका तात्पर्य है कि क्रमिक चक्र लंबे और बड़े होते जाते हैं। समय में वापस बहिर्वेशन करते हुए, वर्तमान से पहले चक्र छोटे और छोटे हो जाते हैं और महा विस्फोट में फिर से समाप्त हो जाते हैं और इस तरह इसे प्रतिस्थापित नहीं करते हैं। यह अस्पष्ट स्थिति कई दशकों तक 21वीं सदी के प्रारम्भ तक बनी रही जब हाल ही में खोजे गए काली ऊर्जा घटक ने एक सुसंगत चक्रीय ब्रह्मांड विज्ञान के लिए नई आशा प्रदान की। 2011 में, 200,000 आकाशगंगाओं के पांच साल के सर्वेक्षण और 7 अरब वर्षों के ब्रह्माण्डीय समय में विस्तरित इस बात की पुष्टि हुई कि काली ऊर्जा हमारे ब्रह्मांड को तेज गति से अलग कर रही है।

एक नया चक्रीय प्रतिरूप महा विस्फोट का ब्रैन ब्रह्माण्ड विज्ञान प्रतिरूप है, जो पहले के एक्पीरोटिक प्रतिरूप से लिया गया है। यह 2001 में प्रिंसटन विश्वविद्यालय के पॉल स्टीनहार्ट और कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के नील टुरोक द्वारा प्रस्तावित किया गया था। सिद्धांत एक ब्रह्मांड के अस्तित्व में होने का न केवल एक बार, बल्कि समय के साथ बार-बार वर्णन करता है। सिद्धांत संभावित रूप से व्याख्या कर सकता है कि क्यों ब्रह्मांड के विस्तार को गति देने वाले ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के रूप में जानी जाने वाली ऊर्जा का एक प्रतिकारक रूप, मानक महा विस्फोट प्रतिरूप द्वारा भविष्यवाणी की तुलना में छोटे परिमाण के कई आदेश हैं।

भ्रामक ऊर्जा की धारणा पर निर्भर एक अलग चक्रीय प्रतिरूप 2007 में चैपल हिल में उत्तरी कैरोलिना विश्वविद्यालय के लॉरिस बॉम और पॉल फ्रैम्पटन द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

अन्य चक्रीय प्रतिरूपों में अनुरूप चक्रीय ब्रह्मांड विज्ञान और परिपथ परिमाण ब्रह्मांड विज्ञान सम्मिलित हैं।

द स्टाइनहार्ट-टुरोक प्रतिरूप

इस चक्रीय प्रतिरूप में, दो समानांतर औरबीफोल्ड पटल या M-ब्रेन्स समय-समय पर एक उच्च-आयामी अंतरिक्ष में टकराते हैं। दृश्यमान चार-आयामी ब्रह्मांड इनमें से एक शाखा पर स्थित है। टकराव संकुचन से विस्तार तक उत्क्रमण के अनुरूप है, या महा चर्वण के तुरंत बाद महा विस्फोट होता है। आज हम जो पदार्थ और विकिरण देखते हैं, वे सबसे हाल की टक्कर के समय एक अभिरचना में उत्पन्न हुए थे, जो कि ब्रैंस से पहले बनाए गए परिमाण उतार-चढ़ाव से निर्धारित होता है। अरबों वर्षों के बाद ब्रह्माण्ड उस अवस्था में पहुँचा जिसे हम आज देखते हैं; अतिरिक्त अरबों वर्षों के बाद अंततः यह फिर से अनुबंध करना प्रारम्भ कर देगा। काली ऊर्जा ब्रैन के बीच एक बल से मेल खाती है, और एकध्रुवीय समस्या, क्षितिज समस्या और समतलता समस्या को हल करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसके अतिरिक्त, चक्र अतीत और भविष्य में अनिश्चित काल तक जारी रह सकते हैं, और समाधान आकर्षक है, इसलिए यह ब्रह्मांड का पूरा इतिहास प्रदान कर सकता है।

जैसा कि रिचर्ड सी. टॉल्मन ने दिखाया, पहले का चक्रीय प्रतिरूप विफल हो गया क्योंकि ब्रह्मांड की अपरिहार्य ऊष्मप्रवैगिकी ऊष्मांत से आगे बढ़ेगा। हालांकि, नया चक्रीय प्रतिरूप प्रत्येक चक्र में शुद्ध विस्तार करके इससे बचता है और एन्ट्रापी को बनने से रोकता है। हालाँकि, प्रतिरूप में प्रमुख खुले निर्गमन हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण है कि टकराने वाली झिल्ली (M-सिद्धांत) को तंतु सिद्धांतकारों द्वारा नहीं समझा जाता है, और कोई नहीं जानता है कि क्या मापक्रम अपरिवर्तनीय वर्णक्रम बड़े चर्वण से नष्ट हो जाएगा। इसके अतिरिक्त, ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति के साथ, जबकि परिमाण उतार-चढ़ाव बनाने के लिए बलों के सामान्य चरित्र (एक्पायरोटिक परिदृश्य में, ब्रैंस के बीच एक बल) ज्ञात है, कण भौतिकी से कोई प्रत्याशी नहीं है।

बॉम-फ्रैम्पटन प्रतिरूप

2007 का यह और हालिया चक्रीय प्रतिरूप गुप्त ऊर्जा का एक विदेशी रूप ग्रहण करता है जिसे प्रेत ऊर्जा कहा जाता है, जिसमें नकारात्मक गतिज ऊर्जा होती है और सामान्यतः ब्रह्मांड को बिग रिप में समाप्त कर देगा। यह स्थिति तब प्राप्त होती है जब ब्रह्माण्ड में स्थिति के ब्रह्माण्ड संबंधी समीकरण (ब्रह्माण्ड विज्ञान) मापदण्ड $w$ के साथ गुप्त ऊर्जा का प्रभुत्व $w\equiv {\frac {p}{\rho }}<-1$ स्थिति को संतुष्ट करता हो, ऊर्जा घनत्व के लिए ${\rho }$ और दबाव p इसके विपरीत, स्टीनहार्ट-टुरोक $w{\geq }-1$ मानते हैं।

बॉम-फ्रैम्पटन मॉडल, संभावित बिग रिप से पहले एक सेकंड (यानी 10−24 सेकंड या उससे कम) का सेप्टिलियनवां (या उससे कम) एक व्युत्क्रमण होता है और हमारे ब्रह्मांड के रूप में केवल एक भू खंड बरकरार रहता है। सामान्य पट्टी में कोई क्वार्क, लेपटोन या बल वाहक नहीं होता है; केवल काली ऊर्जा - और इसकी एन्ट्रॉपी विलुप्त हो जाती है। इस बहुत छोटे ब्रह्मांड के संकुचन की रूद्धोष्म प्रक्रिया लगातार लुप्त हो रही एन्ट्रॉपी के साथ होती है और बिना किसी अंध विवर सहित, कोई पदार्थ नहीं होता है जो व्युत्क्रमण से पहले विघटित हो जाता है।

यह विचार कि ''ब्रह्मांड खाली वापस आता है'', इस चक्रीय प्रतिरूप का एक केंद्रीय नया विचार है, और अत्यधिक संरचना निर्माण, प्रसार और अंध विवर के विस्तार के साथ-साथ चरण संक्रमणों से प्रस्थान जैसे अनुबंध चरण में पदार्थ का सामना करने वाली कई कठिनाइयों से बचाता है जैसे कि QCD और विद्युत् दुर्बल समरूपता बहाली होती है। ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के उल्लंघन से बचने के लिए इनमें से कोई भी अवांछित समयपूर्व उछाल उत्पन्न करने के लिए दृढ़ता से प्रवृत्त होगा। $w<-1$ की अवस्था एंट्रॉपी समस्या के कारण वास्तव में असीम रूप से चक्रीय ब्रह्माण्ड विज्ञान में तार्किक रूप से अपरिहार्य हो सकता है। फिर भी, दृष्टिकोण की निरंतरता की पुष्टि करने के लिए कई तकनीकी प्रतिपोषक गणना आवश्यक हैं। हालांकि प्रतिरूप श्रृंखला सिद्धांत से विचारों को उधार लेता है, यह आवश्यक नहीं है कि यह श्रृंखला या उच्च आयामों के लिए प्रतिबद्ध हो, फिर भी इस तरह के सट्टा उपकरण आंतरिक स्थिरता की जांच के लिए सबसे तेज तरीके प्रदान कर सकते हैं। बॉम-फ्रैम्पटन प्रतिरूप में $w$ का मूल्यांकन मनमाने ढंग से -1 के करीब बनाया जा सकता है, लेकिन -1 से कम होना चाहिए।

अन्य चक्रीय प्रतिरूप

• अनुरूप चक्रीय ब्रह्मांड विज्ञान- रोजर पेनरोज़ द्वारा एक सामान्य सापेक्षता आधारित सिद्धांत जिसमें ब्रह्मांड तब तक फैलता है जब तक कि सभी पदार्थ क्षय नहीं हो जाते हैं और प्रकाश में बदल जाते हैं- इसलिए ब्रह्मांड में ऐसा कुछ भी नहीं है जिसके साथ कोई समय या दूरी का पैमाना जुड़ा हो। यह इसे महा विस्फोट के समान बनने की अनुमति देता है, इसलिए अगला चक्र प्रारम्भ करता है।
• आवर्ती परिमाण ब्रह्माण्ड विज्ञान जो ब्रह्माण्ड संबंधी शाखाओं के संकुचन और विस्तार के बीच एक परिमाण पुल की भविष्यवाणी करता है।

यह भी देखें

भौतिक ब्रह्माण्ड विज्ञान:

• विशाल उछाल
• अनुरूप चक्रीय ब्रह्माण्ड विज्ञान
• धर्म
• भवचक्र
• [[समय की भारतीय इकाइयां
• अनन्त वापसी
• ऐतिहासिक पुनरावृत्ति
• कालचक्र
• समय का चक्र

अग्रिम पठन

• P. J. Steinhardt, N. Turok (2007). Endless Universe. New York: Doubleday. ISBN 978-0-385-50964-0.
• R. C. Tolman (1987) [1934]. Relativity, Thermodynamics, and Cosmology. New York: Dover. ISBN 978-0-486-65383-9. LCCN 34032023.
• L. Baum and P. H. Frampton (2007). "Turnaround in Cyclic Cosmology". Physical Review Letters. 98 (7): 071301. arXiv:hep-th/0610213. Bibcode:2007PhRvL..98g1301B. doi:10.1103/PhysRevLett.98.071301. PMID 17359014. S2CID 17698158.
• Dicke, R. H.; Peebles, P. J. E.; Roll, P. G.; Wilkinson, D. T. (1965). "Cosmic Black-Body Radiation". The Astrophysical Journal (in English). 142: 414. Bibcode:1965ApJ...142..414D. doi:10.1086/148306. ISSN 0004-637X.
• S. W. Hawking and G. F. R. Ellis, The large-scale structure of space-time (Cambridge, 1973).
• R. Penrose (2010). Cycles of Time: an extraordinary new view of the universe. London: The Bodley Head. ISBN 978-0-224-08036-1.

बाहरी कड़ियाँ

• Paul J. Steinhardt, Department of Physics, Princeton University
• Paul H. Frampton, Department of Physics and Astronomy, The University of North Carolina at Chapel Hill
• "The Cyclic Universe": A Talk with Neil Turok
• Roger Penrose—Cyclical Universe Model
• Pulsating Universe as in Hinduism