ब्रह्मांड का अंत

ब्रह्मांड के अंत का सवाल है कि उसका विस्तार कहाँ तक जाएगा

बहुत बड़े पैमाने पर ब्रह्मांड फैल रहा है। दूर-दूर स्थित और गुरुत्वाकर्षण से एक-दूसरे से न बँधी आकाशगंगाओं के बीच की दूरी आम तौर पर बढ़ती है। यदि यह बदलाव अनंत समय तक जारी रहे, तो बहुत दूर का भविष्य कैसा होगा? तारों की कम रोशनी वाला अंतरिक्ष लगातार फैल सकता है, या विस्तार को बदलने वाली परिस्थितियाँ बिल्कुल अलग भविष्य ला सकती हैं। ब्रह्मांड के अंत का अध्ययन यह समझने की कोशिश है कि ऐसे बदलाव कहाँ तक जा सकते हैं।

तारों की मृत्यु में यह देखा जाता है कि कोई तारा पहले की तरह चमकना बंद करने पर क्या छोड़ जाता है। पूरे ब्रह्मांड की अंतिम अवस्था समझने के लिए तारों के जीवनकाल के साथ अंतरिक्ष के विस्तार को भी जानना आवश्यक है। यहाँ अंत का मतलब यह नहीं कि किसी दिन समय अवश्य रुक जाएगा। इसमें ऐसा भविष्य भी शामिल है जो लगातार बदलते हुए किसी खास अवस्था के करीब पहुँचता जाता है।

दूर की वस्तुओं की रोशनी बताती है कि विस्तार कैसे बदला है

दूर की आकाशगंगा से निकली रोशनी बहुत लंबा समय बिताने के बाद हम तक पहुँचती है। अंतरिक्ष के फैलने के दौरान उस रोशनी की तरंगदैर्घ्य भी बढ़ती है। खगोलशास्त्री देखते हैं कि तरंग कितनी खिंची है और वह वस्तु कितनी दूर है। दोनों जानकारी मिलाकर वे पता लगाते हैं कि रोशनी की यात्रा के दौरान ब्रह्मांड का विस्तार कैसे बदला।

कुछ प्रकार के सुपरनोवा की मूल चमक का अनुमान लगाया जा सकता है, इसलिए उनसे दूरी मापी जाती है। ऐसे सुपरनोवा, आकाशगंगाओं और अन्य प्रेक्षणों को मिलाने पर समझ आता है कि ब्रह्मांड अपने हाल के इतिहास में तेज होते विस्तार के दौर में प्रवेश कर चुका है। इस घटना को त्वरित विस्तार कहते हैं। यहाँ हाल का मतलब ब्रह्मांड के इतिहास का एक ऐसा हिस्सा है जो मनुष्य के जीवन से कहीं लंबा है।

डार्क एनर्जी उस घटक का नाम है जिसे त्वरित विस्तार समझाने के लिए ब्रह्मांड के मॉडल में शामिल किया जाता है, लेकिन जिसकी पहचान अभी अज्ञात है। एक व्याख्या के अनुसार, अंतरिक्ष के एक निश्चित आयतन में डार्क एनर्जी की मात्रा, यानी उसका घनत्व, विस्तार के दौरान भी स्थिर रहता है। धनात्मक ब्रह्माण्डीय स्थिरांक इसी गुण को दर्शाता है। डार्क एनर्जी के समय के साथ बदलने वाली व्याख्याओं पर भी शोध हो रहा है, इसलिए भविष्य में उसके गुण वैसे ही बने रहेंगे या नहीं, यह अलग से जाँचने का सवाल है।

ऊष्मीय मृत्यु में बदलाव चला सकने वाले ऊर्जा के अंतर घटते हैं

गर्म पानी का कप कमरे में रखने पर पानी से आसपास ऊष्मा जाती है। पानी और कमरे का तापमान जितना समान होता जाता है, उनके बीच ऊष्मा बहने की गुंजाइश उतनी घटती है। तापमान के अंतर से ऊष्मा इंजन चलाया जा सकता है। लेकिन वह अंतर मिट जाए, तो इंजन से इस तरीके से और काम नहीं कराया जा सकता।

ब्रह्मांड में भी ऐसे अंतर हैं जिनके कारण ऊर्जा बह सकती है और बदलाव हो सकते हैं, जैसे गर्म तारों और उनके आसपास के ठंडे अंतरिक्ष के बीच। बहुत दूर के भविष्य की उस अवस्था को ऊष्मीय मृत्यु कहते हैं जिसमें ऐसे उपयोगी अंतर लगभग नहीं बचते। मुख्य बात यह नहीं कि सारी ऊर्जा अचानक गायब हो जाती है। बात यह है कि रोशनी पैदा करते रहने या दूसरे बदलाव चलाते रहने के लिए उपयोगी ऊर्जा पाना कठिन हो जाता है।

जिस मॉडल में धनात्मक ब्रह्माण्डीय स्थिरांक बना रहता है, उसमें ब्रह्मांड का विस्तार जारी रहता है। आपस में न बँधे आकाशगंगा समूह और दूर होते जाते हैं। ऐसे भविष्य की कल्पना की जा सकती है जिसमें बहुत लंबे समय तक ऊर्जा के नए स्रोत न बनें। इसी धारणा के अंतर्गत ऊष्मीय मृत्यु की ओर बढ़ते ब्रह्मांड के दीर्घकालीन बदलावों का अध्ययन होता है। कप का उदाहरण केवल तापमान के अंतर की भूमिका बताता है; वह गुरुत्वाकर्षण और अंतरिक्ष के विस्तार समेत पूरे ब्रह्मांड का छोटा रूप नहीं है।

बिग रिप के लिए बँधी संरचनाओं को भी बिखेर सकने वाली परिस्थितियाँ चाहिए

फैलते ब्रह्मांड में भी सौर मंडल और हमारी आकाशगंगा गुरुत्वाकर्षण से बँधे हैं। ऊपर बताए गए ब्रह्माण्डीय स्थिरांक वाले मॉडल का विस्तार अपने आप सूर्य और पृथ्वी की दूरी को पूरे ब्रह्मांड के समान अनुपात में नहीं बढ़ाता। बँधी हुई वस्तुओं की गति और बहुत बड़े पैमाने के विस्तार को अलग-अलग समझना आवश्यक है।

बिग रिप में डार्क एनर्जी के अलग गुण माने जाते हैं। एक प्रतिनिधि सैद्धांतिक मॉडल में ब्रह्मांड फैलने के साथ डार्क एनर्जी का घनत्व लगातार बढ़ता है, और उसका प्रभाव सीमित समय के भीतर असीम रूप से बढ़ जाता है। नतीजतन गुरुत्वाकर्षण से बँधी आकाशगंगाएँ और ग्रह प्रणालियाँ भी बिखर जाती हैं। मॉडल को आगे लागू करने पर परमाणुओं जैसी अधिक मजबूती से बँधी संरचनाएँ भी जुड़ी नहीं रह पातीं।

ऐसे गुणों वाली काल्पनिक डार्क एनर्जी को फैंटम डार्क एनर्जी कहते हैं। बिग रिप होने के लिए आवश्यक गुणों का आवश्यक तरीके से बने रहना जरूरी है। केवल त्वरित विस्तार की खोज से बिग रिप की भविष्यवाणी नहीं की जा सकती। यह विशेष परिस्थितियों के नतीजे दिखाने वाला सैद्धांतिक परिदृश्य है।

बिग क्रंच में विस्तार रुककर संकुचन में बदल जाता है

ऐसा भविष्य भी सोचा जा सकता है जिसमें बहुत बड़े पैमाने पर बढ़ती दूरियाँ किसी समय घटने लगें। यदि ब्रह्मांड का विस्तार रुक जाए और वह सिकुड़ने लगे, तो पदार्थ और प्रकाश अधिक सघन तथा गर्म अवस्था में पहुँचते हैं। इस अंत को बिग क्रंच कहते हैं। इसका पैमाना और कारण किसी एक आकाशगंगा के पड़ोसी आकाशगंगाओं को अपने में मिला लेने की घटना से अलग हैं।

इस परिदृश्य के लिए विस्तार को संकुचन में बदलने वाली परिस्थितियाँ चाहिए। कुछ सैद्धांतिक मॉडलों में डार्क एनर्जी के गुण अभी से अलग हो जाने पर, मौजूदा त्वरित विस्तार के बाद भी ब्रह्मांड फिर सिकुड़ सकता है। ऐसा शोध भविष्य की घटनाएँ तय नहीं करता, बल्कि जाँचता है कि किन परिस्थितियों में विस्तार पलट सकता है।

डार्क एनर्जी थोड़ी कमजोर होने से हमेशा बिग क्रंच नहीं होता। ब्रह्मांड में मौजूद पदार्थ और ऊर्जा तथा अंतरिक्ष के ज्यामितीय गुण मिलकर विस्तार तय करते हैं। लगातार बने रहने वाले धनात्मक ब्रह्माण्डीय स्थिरांक का मानक मॉडल ऐसे संकुचन की भविष्यवाणी नहीं करता। बिग क्रंच को हमारे ब्रह्मांड का निश्चित अंतिम दृश्य मानने का आधार अभी नहीं है।

नए प्रेक्षण भविष्य तय करने वाली परिस्थितियों को अधिक बारीकी से परखते हैं

2025 में प्रकाशित DESI शोध ने अनेक आकाशगंगाओं के वितरण से विस्तार के इतिहास की जाँच की। अकेले DESI के आँकड़े ब्रह्माण्डीय स्थिरांक वाले मानक मॉडल से अच्छी तरह समझाए जा सकते हैं। लेकिन शुरुआती ब्रह्मांड के प्रकाश और सुपरनोवा के आँकड़ों के साथ विश्लेषण करने पर, समय के साथ बदलती डार्क एनर्जी वाली व्याख्या को अधिक समर्थन मिलने की प्रवृत्ति दिखी। यह प्रवृत्ति कितनी मजबूत थी, यह इस पर भी निर्भर था कि कौन-से आँकड़े साथ लिए गए।

यह परिणाम एक संकेत है कि डार्क एनर्जी में बदलाव की और जाँच होनी चाहिए। इससे न तो बदलाव की पुष्टि होती है, न भविष्य में उसके बदलने का तरीका या ब्रह्मांड का अंत तय होता है। प्रेक्षणों में बची त्रुटियों और विश्लेषण की धारणाओं को जाँचना होगा। यह भी देखना होगा कि नए आँकड़ों में वही प्रवृत्ति बनी रहती है या नहीं।

ऊष्मीय मृत्यु, बिग रिप और बिग क्रंच को साथ प्रस्तुत करने का अर्थ यह नहीं कि तीनों की संभावना बराबर है। धनात्मक ब्रह्माण्डीय स्थिरांक प्रेक्षणों से तुलना किए जाने वाले मानक मॉडल की धारणा है, जबकि बिग रिप और भविष्य के संकुचन के लिए अतिरिक्त परिस्थितियाँ चाहिए। ये तीनों सभी संभव भविष्यों की पूरी सूची भी नहीं हैं।

जैसे बिग बैंग के शोध में पुराने प्रकाश से ब्रह्मांड का अतीत जाना जाता है, वैसे ही भविष्य के अध्ययन की शुरुआत भी हमें मिले प्रकाश से होती है। प्रेक्षण बताते हैं कि कौन-सी परिस्थितियाँ ब्रह्मांड से अच्छी तरह मेल खाती हैं। वे परिस्थितियाँ अभी तक न आए भविष्य में भी बनी रहेंगी या नहीं, यह खुला सवाल है।

स्रोत

• NASA Science — त्वरित विस्तार के प्रेक्षण और डार्क एनर्जी
• Rubin Observatory — ब्रह्माण्डीय स्थिरांक और गुरुत्वाकर्षण से बँधी संरचनाएँ
• Krauss और Starkman — हमेशा फैलते ब्रह्मांड में उपयोगी ऊर्जा की सीमाएँ
• Caldwell, Kamionkowski और Weinberg — फैंटम डार्क एनर्जी और बिग रिप मॉडल
• Kallosh और Linde — त्वरित विस्तार के बाद संकुचन संभव बनाने वाले डार्क एनर्जी मॉडल
• DESI सहयोग — तीन वर्षों के आकाशगंगा प्रेक्षण और ब्रह्मांड संबंधी मॉडलों की तुलना
• Berkeley Lab — डार्क एनर्जी में बदलाव के संकेत और बची हुई अनिश्चितताएँ