ڪائناتي افراط جو نظريو ڪيترن ئي سائنسي مفروضن مان هڪ آهي جنهن جو مقصد ڪائنات جي علم ۾ هڪ عظيم سوال جي وضاحت ڪرڻ آهي: اسان جي وڏي ڪائنات ايتري ننڍڙي ۽ گهاٽي شروعاتي حالت مان ڪيئن ترقي ڪئي؟ 1980 ۾ فزڪس دان ايلن گوٿ پاران متعارف ڪرايل، هن تصور ڪيترن ئي معمائن کي حل ڪرڻ ۾ مدد ڪئي آهي جن کي روايتي "بگ بينگ" نظريو اڳ ۾ وضاحت ڪرڻ لاءِ جدوجهد ڪري رهيو هو.
جڏهن ته، ڪائناتي افراط زر جي نظريي ۾ وڌيڪ گهرائي سان وڃڻ کان اڳ، اهو هڪ سٺو خيال آهي ته پهريان ان پس منظر کي سمجهيو وڃي ته هن نظريي جي ضرورت ڇو آهي.
بگ بينگ ٿيوري ۾ مسئلا
بگ بينگ ٿيوري ڊگهي عرصي کان ڪائنات جي شروعات جي اڳواڻي وضاحت رهي آهي. هن ٿيوري مطابق، ڪائنات هڪ تمام گهڻي ڳري ۽ گرم نقطي جي طور تي شروع ٿي جيڪا پوءِ ڦاٽي ۽ وڌي. جيتوڻيڪ بگ بينگ ٿيوري مختلف ڪائناتي واقعن، جهڙوڪ ڪاسمڪ مائڪرو ويڪرو پس منظر (سي ايم بي) ۽ ڪهڪشائن جي ورڇ کي بيان ڪرڻ ۾ تمام گهڻي ڪامياب رهي آهي، پر ڪيترائي مسئلا آهن جيڪي نظريو وضاحت نٿو ڪري سگهي، جنهن ۾ شامل آهن:
1. هموار ٿيڻ جو مسئلو: مشاهدو ظاهر ڪري ٿو ته ڪائنات تمام گهڻي هموار آهي (تقريبن ايڪليڊين جاميٽري). جيئن ته ڪائنات کي وقت سان گڏ وڌيڪ وکر ٿيڻ گهرجي، ان لاءِ تمام خاص شروعاتي حالتن جي ضرورت آهي.
2. افق جو مسئلو: نظر ايندڙ ڪائنات ۾، سي ايم بي شعاعن جو گرمي پد تقريبن هڪجهڙو آهي. سائنسدان حيران آهن ته ڪائنات جا اهي حصا جيڪي ڪڏهن به هڪ ٻئي سان رابطو نه ٿا ڪن (روشني جي رفتار جي ڪري) انهن جو گرمي پد ساڳيو ڇو آهي.
3. مونوپول مسئلو: فزڪس جا نظريا تجويز ڪن ٿا ته شروعاتي ڪائنات ۾ ڳرا مقناطيسي مونوپول وڏي تعداد ۾ ٺهڻ گهرجن ها. جڏهن ته، مشاهدو ڏيکاري ٿو ته اسان انهن ذرات کي وڏي تعداد ۾ نه ٿا ڏسون.
ڪائناتي افراط زر جو نظريو ڇا آهي؟
ڪائناتي افراط زر جو نظريو انهن مسئلن کي حل ڪرڻ جي هڪ ڪوشش آهي اهو تجويز ڪندي ته ڪائنات جي تاريخ جي تمام ابتدائي وقت واري علائقي ۾ تمام تيز ايڪسپونينشل ايڪسپينشن جو هڪ مرحلو هو، بگ بينگ کان پوءِ تقريبن \(10^{-36}\) کان \(10^{-32}\) سيڪنڊن تائين.
افراط زر ڪيئن ڪم ڪندو آهي؟
بنيادي طور تي، افراط زر هڪ اهڙي دور کي بيان ڪري ٿو جنهن ۾ ڪائنات عام توسيع کان وڌيڪ تيزيءَ سان \(10^{26}\) جي عنصر سان وڌي ٿي. هي توسيع جي شرح روشني جي رفتار کان تمام گهڻي تيز آهي، جيتوڻيڪ اهو اڃا تائين عام اضافيت سان مطابقت رکي ٿو ڇاڪاڻ ته خلا پاڻ ۾ وڌي رهيو آهي، نه ته شيون ان مان گذري رهيون آهن.
هن نظريي جي مطابق، افراط هڪ اسڪيلر فيلڊ جي ڪري ٿيو جنهن کي "انفليٽن" سڏيو ويندو آهي. انفليٽن فيلڊ جي امڪاني توانائي ڪائنات جي مجموعي توانائي جي کثافت تي ان جي شروعاتي مرحلن ۾ غلبو حاصل ڪيو، جنهن جي ڪري تيز توسيع ٿي. جڏهن افراط ختم ٿيو، انفليٽن فيلڊ ۾ توانائي اڄ موجود ذرڙن ۾ تبديل ٿي وئي، ۽ ڪائنات هڪ سست مرحلي ۾ داخل ٿي، جيڪا اسان جي موجوده مشاهدن سان وڌيڪ مطابقت رکي ٿي.
ڪائناتي افراط زر جي نظريي جا فائدا
1. فليٽنس جي مسئلي کي حل ڪرڻ: انفليشن ڪائنات کي هڪ مڪمل طور تي فليٽ حالت جي ويجهو آندو. جڏهن انفليشن ٿيو، ته خلائي وقت جو ڪو به وکر تيز توسيع جي ڪري فليٽ ٿي ويو. اهو وضاحت ڪري ٿو ته اڄ اسان تقريبن يوڪليڊين ڪائنات ڇو ڏسون ٿا.
2. افق جي مسئلي جي وضاحت: افراط زر فرض ڪري ٿو ته افراط زر جي دور کان اڳ، پوري ڪائنات تمام ننڍن پيماني تي ساڳئي حالت ۾ هئي (هموجنسي ۽ آئسوٽروپڪ). افراط زر جي دور کان پوءِ هن هم جنس علائقي کي ڪائناتي پيماني تائين وڌايو جيڪي اسان اڄ ڏسون ٿا، آسمان ۾ CMB درجه حرارت جي هڪجهڙائي کي بيان ڪندي.
3. مونوپول جي مسئلي سان ڊيل ڪرڻ: افراط زر وڏي تعداد ۾ مونوپول جي ٺهڻ کي روڪي ٿو. جڏهن افراط زر ٿئي ٿو، ته ڪو به موجود مونوپول ذرڙو اسان جي مشاهدي جي افق کان گهڻو پري هليو ويندو آهي، جنهن ڪري اهي اسان جي مشاهدي واري ڪائنات ۾ انتهائي ناياب ٿي ويندا آهن.
مشاهداتي ۽ تجرباتي نتيجا
افراط زر جي نظريي جي اهم اڳڪٿين مان هڪ ڪائناتي پس منظر جي شعاعن جو اسپيڪٽرل نمونو آهي. COBE، WMAP، ۽ پلانڪ سيٽلائيٽس جي مشاهدن افراط زر جي حمايت ۾ مضبوط ثبوت فراهم ڪيا آهن، جيڪي افراط زر جي ٿيڻ کان اڳ موجود ڪوانٽم اتار چڙهاؤ سان مطابقت رکن ٿا. هي ڊيٽا ان خيال جي حمايت ڪري ٿو ته ڪائنات جي وڏي پيماني تي جوڙجڪ ڪوانٽم اتار چڙهاؤ مان پيدا ٿئي ٿي.
وڌيڪ، افراط زر CMB ۾ هڪ خاص نموني جي اڳڪٿي ڪري ٿو جنهن کي "B-موڊ پولرائيزيشن" سڏيو ويندو آهي. هن سگنل کي ڳولڻ لاءِ مشاهداتي ڪوششون BICEP2 ۽ ڏکڻ قطب ٽيلي اسڪوپ جهڙين جديد دوربينن جي استعمال سان جاري آهن.
تنقيد ۽ چئلينجز
جيتوڻيڪ ڪائناتي افراط جو نظريو تمام پرڪشش آهي ۽ روايتي بگ بينگ ٿيوري سان گڏ ڪيترن ئي مسئلن جو حل پيش ڪري ٿو، ان کي تنقيد جو به منهن ڏيڻو پوي ٿو. مکيه تنقيدن مان هڪ آهي انفلاٽن فيلڊ جي ميڪينڪس جي واضح سمجھ جو فقدان. اڄ تائين، پارٽيڪل فزڪس جي معياري ماڊل ۾ ڪو به ذرو يا ميدان انفلاٽن ٿيوري پاران تجويز ڪيل انفلاٽن فيلڊ جي خاصيتن سان نه ملندو آهي.
ڪجهه سائنسدان اهو به محسوس ڪن ٿا ته افراط زر جو نظريو تمام گهڻو لچڪدار آهي ۽ مختلف قسمن جي مشاهدن سان مطابقت رکي ٿو، ان ڪري ان جي اڳڪٿي ڪرڻ واري طاقت کي گهٽائي ٿو. حقيقت ۾، ڪجهه مطالعي سوال اٿارين ٿا ته ڇا افراط زر پاڻ کي مشاهدي ذريعي قابل اعتماد طور تي جانچي سگهجي ٿو.
نتيجو
ڪائناتي افراط زر جو نظريو جديد ڪائناتي علم ۾ هڪ اهم سنگ ميل آهي، جيڪو روايتي بگ بينگ ٿيوري سان گڏ ڪيترن ئي مسئلن جو هڪ خوبصورت حل فراهم ڪري ٿو. ڪيترن ئي چئلينجن ۽ تنقيدن کي منهن ڏيڻ جي باوجود، مشاهداتي ثبوتن جي وڏي اڪثريت هن خيال جي حمايت ڪري ٿي. افراط زر جي اسان جي سمجھ کي بهتر بڻائڻ لاءِ تحقيق ۽ ترقي جاري آهي، جيڪا بنيادي فزڪس ۽ اسان جي ڪائنات جي اصليت ۾ نوان دريون پڻ کولي سگهي ٿي.
جيئن عام طور تي سائنس سان، ڪائناتي افراط جو نظريو مسلسل ترقي ڪري رهيو آهي، ۽ مستقبل ۾ هن شاندار ڪائنات جا وڌيڪ راز ظاهر ٿيندا. اهو سائنسدانن جو ڪم آهي، جيڪي وڌندڙ نفيس مشاهداتي ۽ تجرباتي اوزار استعمال ڪندي، انهن چئلينجن کي منهن ڏيڻ ۽ ڪائنات جي شروعاتي لمحن ۾ واقعي ڇا ٿيو هو ان جي اسان جي سمجھ کي وڌيڪ مضبوط ڪرڻ.
