बिग बाउंस

बिग बाउंस ज्ञात ब्रह्मांड की उत्पत्ति के लिए परिकल्पित ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल है। यह मूल रूप से महा विस्फोट के 'चक्रीय मॉडल' या 'ऑसिलेटरी ब्रह्मांड' व्याख्या के चरण के रूप में अध्ययन किया गया था, जहां पहली ब्रह्मांड संबंधी घटना पिछले ब्रह्मांड के क्षय का परिणाम था। 1980 दशक के प्रारंभ में मुद्रास्फीति (ब्रह्माण्ड विज्ञान) सिद्धांत क्षितिज समस्या के समाधान के रूप में उभरने के पश्चात इस पर गंभीरता से विचार करना बंद कर दिया गया था, जो ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना को प्रकट करने वाले अवलोकनों में प्रगति से उत्पन्न हुआ था। 2000 दशक के प्रारंभ में, कुछ सिद्धांतकारों द्वारा मुद्रास्फीति को समस्याग्रस्त और असत्य पाया गया था क्योंकि इसके विभिन्न मापदंडों को किसी भी अवलोकन में फिट करने के लिए समायोजित किया जा सकता था, जिससे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के गुण संयोग का विषय हों। बिग बाउंस सहित वैकल्पिक चित्र क्षितिज समस्या का पूर्वानुमानित और त्रुटिपूर्ण सिद्ध होने वाला संभावित समाधान प्रदान कर सकती हैं, और 2017 तक सक्रिय परीक्षण चल रही है।

विस्तार और संकुचन
बिग बाउंस की अवधारणा बिग बैंग को विस्तार की अवधि की प्रारंभ के रूप में देखती है जिसके पश्चात संकुचन की अवधि आती है। इस दृष्टि से, कोई बिग क्रंच के पश्चात बिग बैंग, या अधिक सरल रूप से, बिग बाउंस पर विचार कर सकता है। इससे ज्ञात होता है कि हम ब्रह्मांडों के अनंत अनुक्रम में किसी भी बिंदु पर रह सकते हैं, या इसके विपरीत वर्तमान ब्रह्मांड सबसे पहली पुनरावृत्ति हो सकता है। चूँकि, यदि अंतराल चरण की स्थिति "बाउंस के मध्य", जिसे 'आदिम परमाणु की परिकल्पना' माना जाता है, को पूर्ण आकस्मिकता में लिया जाता है, तो ऐसी गणना निरर्थक हो सकती है क्योंकि वह स्थिति प्रत्येक उदाहरण में समय में गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता का प्रतिनिधित्व कर सकती है, यदि ऐसा शाश्वत हो वापसी पूर्ण और अविभाज्य थी।

बिग बाउंस के क्वांटम सिद्धांत के पीछे मुख्य विचार यह है कि जैसे-जैसे घनत्व अनंत तक पहुंचता है, क्वांटम फोम का व्यवहार परिवर्तित हो जाता है। निर्वात में प्रकाश की गति सहित सभी तथाकथित मूलभूत भौतिक स्थिरांकों को बिग क्रंच के समय स्थिर रहने की आवश्यकता नहीं है, विशेष रूप से उससे छोटे समय अंतराल में जिसमें माप कभी भी संभव नहीं हो सकता है (प्लैंक समय की इकाई, सामान्यतः 10−43 सेकंड) विभक्ति बिंदु को विस्तारित या ब्रैकेट करना।

इतिहास
विलियम डी सिटर, कार्ल फ्रेडरिक वॉन वीज़स्कर, जॉर्ज मैकविट्टी और जॉर्ज गैमो (जिन्होंने इस बात पर बल दिया कि "भौतिक दृष्टिकोण से हमें पूर्व-क्षय अवधि के बारे में पूर्ण रूप से भूल जाना चाहिए") सहित ब्रह्मांड विज्ञानियों द्वारा बड़े बाउंस मॉडल को बड़े पैमाने पर सौंदर्य के आधार पर समर्थन दिया गया था। ]

1980 दशक के प्रारंभ में, अवलोकन संबंधी ब्रह्मांड विज्ञान की बढ़ती त्रुटिहीनता और सीमा से होता था कि ब्रह्मांड की बड़े पैमाने की संरचना समतल, समरूप और आइसोट्रोपिक है, इस परीक्षण को पश्चात में लगभग 300 मिलियन प्रकाश-वर्ष से अधिक के पैमाने पर प्रारंभ करने के लिए ब्रह्माण्ड संबंधी सिद्धांत के रूप में स्वीकार किया गया था। यह माना जाता था कि क्षितिज समस्या के लिए आवश्यक था कि कैसे ब्रह्मांड के दूर के क्षेत्रों में प्रकाश जैसे संचार के बिना अनिवार्य रूप से समान गुण हो सकते हैं। प्रारंभिक ब्रह्मांड में अंतरिक्ष के घातीय विस्तार की अवधि को समाधान के रूप में प्रस्तावित किया गया था, जिसे मुद्रास्फीति सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। संक्षिप्त मुद्रास्फीति अवधि के पश्चात, ब्रह्मांड का विस्तार प्रारंभ है, किंतु कम तीव्र दर पर।

मुद्रास्फीति सिद्धांत के विभिन्न सूत्रीकरण और उनके विस्तृत निहितार्थ गहन सैद्धांतिक अध्ययन का विषय बन गए। किसी सम्मोहक विकल्प के अभाव में, मुद्रास्फीति क्षितिज समस्या का प्रमुख समाधान बन गया। 2000 दशक के प्रारंभ में, कुछ सिद्धांतकारों द्वारा मुद्रास्फीति को समस्याग्रस्त और असत्य पाया गया था क्योंकि इसके विभिन्न मापदंडों को किसी भी अवलोकन के अनुरूप समायोजित किया जा सकता था, इस स्थिति को फाइन-ट्यूनिंग समस्या के रूप में जाना जाता है। इसके अतिरिक्त, मुद्रास्फीति को अनिवार्य रूप से शाश्वत मुद्रास्फीति के रूप में पाया गया, जो सामान्यतः भिन्न-भिन्न गुणों वाले विभिन्न ब्रह्मांडों की अनंतता का निर्माण हुआ, जिससे अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के गुण संयोग का विषय बन जाएं। बिग बाउंस सहित वैकल्पिक अवधारणा की कल्पना क्षितिज समस्या के पूर्वानुमानित और त्रुटिपूर्ण सिद्ध होने वाले संभावित समाधान के रूप में की गई थी, और 2017 तक सक्रिय परीक्षण चल रहा है।

वाक्यांश बिग बाउंस 1987 में वैज्ञानिक साहित्य में दिखाई दिया, जब इसे पहली बार वोल्फगैंग प्रीस्टर और हंस-जोआचिम ब्लोम द्वारा स्टर्न अंड वेल्ट्रम में लेखों की जोड़ी (जर्मन में) के शीर्षक में उपयोग किया गया था। यह 1988 में इओसिफ़ रोज़ेंटल के बिग बैंग, बिग बाउंस, रूसी भाषा की किताब ( भिन्न शीर्षक से) का संशोधित अंग्रेजी-भाषा में अनुवाद, और 1991 में प्रीस्टर और ब्लोम द्वारा खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी में लेख (अंग्रेजी में) में फिर से दिखाई दिया। (यह वाक्यांश स्पष्ट रूप से 1969 में एलमोर लियोनार्ड के उपन्यास के शीर्षक के रूप में उत्पन्न हुआ, 1965 में अर्नो पेन्ज़ियास और रॉबर्ट वुडरो विल्सन द्वारा कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के परीक्षण के साथ बिग बैंग मॉडल के बारे में सार्वजनिक जागरूकता बढ़ने के तुरंत पश्चात।)

अधिक प्रारंभिक ब्रह्मांड में बड़े बाउंस के अस्तित्व के विचार को लूप क्वांटम गुरुत्व पर आधारित कार्यों में विविध समर्थन मिला है। लूप क्वांटम ब्रह्माण्ड विज्ञान में, लूप क्वांटम गुरुत्व की शाखा, बड़े बाउंस को पहली बार फरवरी 2006 में पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी में अभय अष्टेकर, टोमाज़ पावलोव्स्की और परमप्रीत सिंह द्वारा आइसोट्रोपिक और सजातीय मॉडल के लिए की गई थी। इस परिणाम को विभिन्न समूहों द्वारा विभिन्न अन्य मॉडलों के लिए सामान्यीकृत किया गया है, और इसमें स्थानिक वक्रता, ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक, अनिसोट्रॉपियां और फॉक परिमाणित अमानवीयता की स्तिथि सम्मिलित है।

पेन्सिलवेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर मार्टिन बोजोवाल्ड ने जुलाई 2007 में अध्ययन प्रकाशित किया जिसमें लूप क्वांटम ग्रेविटी से संबंधित कुछ सीमा तक कार्य का विवरण दिया गया था, जिसने बिग बैंग से पहले के समय को गणितीय रूप से समाधान करने का आशय किया था, जो ऑसिलेटरी ब्रह्मांड और बिग को नया भार देगा।

बिग बैंग सिद्धांत की मुख्य समस्याओं में से यह है कि बिग बैंग के क्षण में शून्य आयतन और अनंत ऊर्जा की गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता होती है। इसे सामान्यतः भौतिकी के अंत के रूप में व्याख्या की जाती है जैसा कि हम जानते हैं; इस स्तिथि में, सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का यही कारण है कि कोई आशा करता है कि क्वांटम प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाएंगे और विलक्षणता से बचेंगे।

चूँकि, लूप क्वांटम कॉस्मोलॉजी में शोध से ज्ञात होता है कि पहले से उपस्थित ब्रह्मांड विलक्षणता के बिंदु तक नहीं, अन्यथा उससे पहले बिंदु पर जहां गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव इतने दृढ़ता से प्रतिकारक हो जाते हैं कि ब्रह्मांड वापस बाहर आ जाता है, जिससे नया निर्माण होता है। शाखा इस क्षय और बाउंस के समय विकास एकात्मक है।

बोजोवाल्ड का यह भी आशय है कि ब्रह्मांड के कुछ गुण द्वारा अस्तित्व निर्धारित किया जा सकता है। पूर्व ब्रह्मांड के कुछ गुण किसी प्रकार के अनिश्चितता सिद्धांत के कारण निर्धारित नहीं किए जा सकते हैं, इस परिणाम विभिन्न समूहों द्वारा विवाद किया गया है, जो दर्शाता है कि अनिश्चितता सिद्धांत से उत्पन्न होने वाले उतार-चढ़ाव पर प्रतिबंध के कारण, बाउंस के समय सापेक्ष उतार-चढ़ाव में परिवर्तन पर स्थिरता बाधाएं हैं।

जबकि लूप क्वांटम गुरुत्व से बड़े बाउंस का अस्तित्व अभी भी प्रदर्शित किया जाना शेष है, त्रुटिहीन परिणामों और लूप क्वांटम ब्रह्मांड विज्ञान में उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग का उपयोग करके संख्यात्मक सिमुलेशन से जुड़े कई अध्ययनों का उपयोग करके इसकी मुख्य विशेषताओं की स्थिरता की पुष्टि की गई है।

2006 में, यह प्रस्तावित किया गया था कि बिग बैंग ब्रह्माण्ड विज्ञान में लूप क्वांटम ग्रेविटी तकनीकों के अनुप्रयोग से बाउंस हो सकता है जिसे चक्रीय होने की आवश्यकता नहीं है।

2010 में, रोजर पेनरोज़ ने सामान्य सापेक्षता आधारित सिद्धांत को आगे बढ़ाया जिसे वह अनुरूप चक्रीय ब्रह्माण्ड विज्ञान कहते हैं। सिद्धांत बताता है कि ब्रह्मांड का तब तक विस्तार होगा जब तक कि सभी पदार्थ क्षय नहीं हो जाते और अंततः प्रकाश में बदल जाते हैं। चूँकि ब्रह्माण्ड में किसी भी समय या दूरी का पैमाना इसके साथ जुड़ा नहीं होगा, यह बिग बैंग के समान हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकार का बिग क्रंच होता है जो अगला बड़ा धमाका बन जाता है, इस प्रकार अगला चक्र कायम रहता है। 2011 में, निकोडेम पोपलॉस्की ने दिखाया कि आइंस्टीन-कार्टन सिद्धांत | गुरुत्वाकर्षण के आइंस्टीन-कार्टन-साइमा-किबल सिद्धांत में गैर-वचन बिग बाउंस स्वाभाविक रूप से प्रकट होता है। यह सिद्धांत एफ़िन कनेक्शन की समरूपता की बाधा को दूर करके और गतिशील चर के रूप में इसके एंटीसिमेट्रिक भाग, मरोड़ टेंसर के संबंध में सामान्य सापेक्षता को बढ़ाता है। मरोड़ और डायराक स्पिनरों के बीच न्यूनतम युग्मन स्पिन-स्पिन इंटरैक्शन उत्पन्न करता है जो अत्यंत उच्च घनत्व पर फर्मीओनिक पदार्थ में महत्वपूर्ण है। इस तरह की बातचीत अभौतिक बिग बैंग विलक्षणता को टालती है, इसे  न्यूनतम न्यूनतम पैमाने पर पुच्छल बाउंस के साथ बदल देती है, जिसके पहले ब्रह्मांड सिकुड़ रहा था। यह परिदृश्य यह भी बताता है कि वर्तमान ब्रह्मांड सबसे बड़े पैमाने पर स्थानिक रूप से सपाट, सजातीय और आइसोट्रोपिक क्यों दिखाई देता है, जो ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति का भौतिक विकल्प प्रदान करता है।

2012 में, मानक आइंस्टीन गुरुत्वाकर्षण के ढांचे के भीतर गैर विलक्षण बड़े बाउंस का नया सिद्धांत सफलतापूर्वक बनाया गया था। यह सिद्धांत मैटर बाउंस और  पायरोटिक ब्रह्मांड विज्ञान के लाभों को जोड़ता है। विशेष रूप से, प्रसिद्ध बीकेएल अस्थिरता, कि सजातीय और आइसोट्रोपिक पृष्ठभूमि ब्रह्माण्ड संबंधी समाधान अनिसोट्रोपिक तनाव के विकास के लिए अस्थिर है, इस सिद्धांत में हल किया गया है। इसके अतिरिक्त, मामले के संकुचन में वरीयता प्राप्त वक्रता गड़बड़ी लगभग स्केल-इनवेरिएंट प्राइमर्डियल पावर स्पेक्ट्रम बनाने में सक्षम है और इस प्रकार कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) टिप्पणियों को समझाने के लिए  सुसंगत तंत्र प्रदान करती है।

कुछ सूत्रों का तर्क है कि दूर के सुपरमैसिव ब्लैक होल जिनके बड़े आकार को बिग बैंग के तुरंत पश्चात समझाना मुश्किल है, जैसे ULAS J1342+0928, बिग बाउंस के लिए सबूत हो सकता है, बिग बाउंस से पहले इन सुपरमैसिव ब्लैक होल का गठन किया जा रहा है।

अग्रिम पठन

 * Angha, Nader (2001). Expansion & Contraction Within Being (Dahm). Riverside, CA: M.T.O Shahmaghsoudi Publications. ISBN 0-910735-61-1.
 * Taiebyzadeh, Payam (2017). String Theory; A unified theory and inner dimension of elementary particles (BazDahm). Riverside, Iran: Shamloo Publications Center. ISBN 978-600-116-684-6.
 * Taiebyzadeh, Payam (2017). String Theory; A unified theory and inner dimension of elementary particles (BazDahm). Riverside, Iran: Shamloo Publications Center. ISBN 978-600-116-684-6.
 * Taiebyzadeh, Payam (2017). String Theory; A unified theory and inner dimension of elementary particles (BazDahm). Riverside, Iran: Shamloo Publications Center. ISBN 978-600-116-684-6.

बाहरी संबंध

 * Penn State Researchers Look Beyond The Birth Of The Universe (Penn State) May 12, 2006
 * What Happened Before the Big Bang? (Penn State) July 1, 2007
 * From big bang to big bounce (Penn State) NewScientist December 13, 2008
 * What Happened Before the Big Bang? (Penn State) July 1, 2007
 * From big bang to big bounce (Penn State) NewScientist December 13, 2008