खगोल भौतिकीविदों ने गांगेय शहरों के पूर्वजों के जीवन चक्र का निरीक्षण करने के लिए एक ‘टाइम मशीन’ सिमुलेशन बनाया है

वैज्ञानिक एक ‘टाइम मशीन’ सिमुलेशन डिजाइन कर रहे हैं जो गांगेय शहरों के पूर्वजों के जीवन चक्र का अध्ययन करता है।

खगोल भौतिकी में कई प्रक्रियाओं में बहुत लंबा समय लगता है, जिससे उनके विकास का अध्ययन करना मुश्किल हो जाता है। उदाहरण के लिए, हमारे सूर्य जैसा तारा लगभग 10 अरब वर्ष पुराना है और आकाशगंगाएँ अरबों वर्षों में विकसित होती हैं।

एक तरह से खगोल भौतिक विज्ञानी विकास के विभिन्न चरणों में उनकी तुलना करने के लिए विभिन्न विभिन्न वस्तुओं को देखकर इस तक पहुंचते हैं। वे दूर की वस्तुओं को भी प्रभावी ढंग से पीछे देखने के लिए देख सकते हैं, क्योंकि प्रकाश को हमारी दूरबीनों तक पहुंचने में जितना समय लगता है। उदाहरण के लिए, यदि हम 10 अरब प्रकाश वर्ष दूर किसी वस्तु को देखते हैं, तो हम उसे 10 अरब वर्ष पहले के रूप में देखते हैं।

अब, पहली बार, शोधकर्ताओं ने सिमुलेशन बनाया है जो 11 अरब साल पहले दूर ब्रह्मांड में देखे गए आकाशगंगाओं के कुछ सबसे बड़े समूहों के पूर्ण जीवन चक्र को फिर से बनाते हैं, जर्नल में 2 जून, 2022 को प्रकाशित एक नए अध्ययन के मुताबिक। प्राकृतिक खगोल विज्ञान.

ब्रह्मांड कैसे आज है, इसका अध्ययन करने के लिए ब्रह्मांडीय सिमुलेशन आवश्यक हैं, लेकिन उनमें से कई आमतौर पर खगोलविदों द्वारा दूरबीनों के माध्यम से देखे जाने से मेल नहीं खाते हैं। अधिकांश वास्तविक ब्रह्मांड से केवल एक सांख्यिकीय अर्थ में मेल खाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। दूसरी ओर, विवश ब्रह्मांडीय सिमुलेशन उन संरचनाओं को पुन: उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जिन्हें हम वास्तव में ब्रह्मांड में देखते हैं। हालाँकि, इस प्रकार के अधिकांश वर्तमान सिमुलेशन हमारे स्थानीय ब्रह्मांड पर लागू किए गए हैं, अर्थात पृथ्वी के पास, लेकिन दूर के ब्रह्मांड के अवलोकन के लिए नहीं।

कवली इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स एंड मैथमेटिक्स ऑफ प्रोजेक्ट यूनिवर्स के शोधकर्ता और पहले लेखक मेटिन एटा और प्रोजेक्ट एसोसिएट प्रोफेसर खे-जान ली के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम, विशाल आकाशगंगा समूहों जैसी दूर की संरचनाओं में रुचि रखती थी, जो आज के पूर्वज हैं। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में इकट्ठा होने से पहले आकाशगंगा समूह। उन्होंने पाया कि दूर के प्रोटोक्लस्टरों के वर्तमान अध्ययनों को कभी-कभी सरलीकृत किया गया था, जिसका अर्थ है कि वे सिमुलेशन के बजाय सरल मॉडल का उपयोग करके आयोजित किए गए थे।

सिमुलेशन शो (शीर्ष) से ​​स्क्रीनशॉट 11 अरब वर्षों के एक हल्के यात्रा समय में मनाया गया आकाशगंगाओं के वितरण के अनुरूप पदार्थ का वितरण (जब ब्रह्मांड केवल 2.76 अरब वर्ष पुराना था या इसकी वर्तमान आयु का 20% था), और (नीचे) ) 11 अरब वर्षों के बाद उसी क्षेत्र में पदार्थ का वितरण एक अरब प्रकाश वर्ष या तो। क्रेडिट: एटा एट अल।

अट्टा ने कहा, “हम यह देखने के लिए दूर के वास्तविक ब्रह्मांड का एक पूर्ण अनुकरण विकसित करने का प्रयास करना चाहते थे कि संरचनाएं कैसे शुरू हुईं और कैसे समाप्त हुईं।”

उनका परिणाम COSTCO (COsmos Constrained Field Simulation) था।

उन्होंने मुझे बताया कि सिमुलेशन विकसित करना एक टाइम मशीन बनाने जैसा है। चूंकि दूर के ब्रह्मांड से प्रकाश अभी केवल पृथ्वी तक पहुंच रहा है, इसलिए आज आप जो गैलेक्टिक टेलीस्कोप देख रहे हैं, वह अतीत का एक स्नैपशॉट है।

“यह आपके दादाजी की एक पुरानी श्वेत-श्याम तस्वीर खोजने और उनके जीवन का वीडियो बनाने जैसा है,” उन्होंने कहा।

इस अर्थ में, शोधकर्ताओं ने ब्रह्मांड में “युवा” पैतृक आकाशगंगाओं का स्नैपशॉट लिया और फिर आकाशगंगा समूहों का गठन कैसे किया, इसका अध्ययन करने के लिए अपनी उम्र को जल्दी से उन्नत किया।

शोधकर्ताओं ने जिन आकाशगंगाओं से प्रकाश का उपयोग किया, वे हम तक पहुंचने के लिए 11 अरब प्रकाश-वर्ष दूर चले गए।

सबसे बड़ी चुनौती बड़े पैमाने के पर्यावरण को ध्यान में रखना था।

“यह उन संरचनाओं के भाग्य के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण बात है चाहे वे अलग-थलग हों या किसी बड़े ढांचे से संबंधित हों। यदि आप पर्यावरण को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो आपको पूरी तरह से अलग उत्तर मिलेंगे। हम बड़े को लेने में सक्षम हैं -पैमाने पर पर्यावरण को लगातार ध्यान में रखें, क्योंकि हमारे पास एक पूर्ण अनुकरण है, और यही कारण है कि हमारी भविष्यवाणी अधिक स्थिर है।”

शोधकर्ताओं ने इस सिमुलेशन को बनाने का एक और महत्वपूर्ण कारण ब्रह्मांड विज्ञान के मानक मॉडल का परीक्षण करना है, जिसका उपयोग ब्रह्मांड के भौतिकी का वर्णन करने के लिए किया जाता है। किसी विशेष स्थान पर संरचनाओं के अंतिम द्रव्यमान और अंतिम वितरण की भविष्यवाणी करके, शोधकर्ता ब्रह्मांड की हमारी वर्तमान समझ में पहले से अनदेखे विसंगतियों का खुलासा कर सकते हैं।

अपने सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता इस बात का प्रमाण खोजने में सक्षम थे कि तीन प्रोटोगैलेक्टिक समूह पहले से मौजूद हैं, और एक संरचना गड़बड़ा गई है। इसके अलावा, वे पांच अन्य संरचनाओं की पहचान करने में सक्षम थे जो लगातार उनके सिमुलेशन में बन रहे हैं। इसमें हाइपरियन प्रोटो-सुपरक्लस्टर शामिल है, जो आज ज्ञात सबसे बड़ा और सबसे पुराना प्रोटो-सुपरक्लस्टर है जिसका द्रव्यमान हमारे क्लस्टर के द्रव्यमान का 5,000 गुना है।[{” attribute=””>Milky Way galaxy, which the researchers found out it will collapse into a large 300 million light year filament.

Their work is already being applied to other projects including those to study the cosmological environment of galaxies, and absorption lines of distant quasars to name a few.

Details of their study were published in Nature Astronomy on June 2.

Reference: “Predicted future fate of COSMOS galaxy protoclusters over 11 Gyr with constrained simulations” by Metin Ata, Khee-Gan Lee, Claudio Dalla Vecchia, Francisco-Shu Kitaura, Olga Cucciati, Brian C. Lemaux, Daichi Kashino and Thomas Müller, 2 June 2022, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-022-01693-0