के डार्क म्याटर वास्तवमै अस्तित्वमा छ? यस्तो छ नयाँ सिद्धान्तको खुलासा

काठमाडौं ।

नयाँ अनुसन्धानले ब्रह्माण्डको सबैभन्दा रहस्यमय र बुझ्न कठिन तत्व मानिने डार्क म्याटर सम्भवतः अस्तित्वमै नहुन सक्छ भन्ने सुझाव दिएको छ। तर यदि डार्क म्याटरलाई ब्रह्माण्डीय मोडेलबाट हटाउने हो भने त्यसको सट्टा ठूला दूरीमा गुरुत्वाकर्षण फरक ढंगले व्यवहार गर्छ भन्ने मान्यता स्वीकार्नुपर्ने एक वैज्ञानिकले बताएका छन्।

डार्क म्याटर सामान्य पदार्थभन्दा करिब ५ गुणा बढी भए पनि आजसम्म प्रत्यक्ष रूपमा देख्न नसकिएको कारण भौतिकशास्त्रीहरूका लागि टाउको दुखाइको विषय बनेको छ।

स्पेस डटकमका अनुसार यसको कारण डार्क म्याटरले प्रकाशसँग कुनै अन्तरक्रिया नगर्नु अर्थात् विद्युत्–चुम्बकीय विकिरणसँग प्रतिक्रिया नदिनु हो। तारा, ग्रह, चन्द्रमा, जीव–जन्तु र हामी वरिपरि देख्ने सबै कुरा प्रकाशसँग अन्तरक्रिया गर्ने कणहरूबाट बनेका हुन्छन्। यही कारण वैज्ञानिकहरूले डार्क म्याटरका कण खोज्ने प्रयास गर्दै आएका छन्।

तर यदि हामी आकाशगंगा स्तरमा गुरुत्वाकर्षण कसरी काम गर्छ भन्नेबारे नै गलत छौँ भने, नयाँ कणहरू थप्नु आवश्यक नपर्न सक्ने तर्क भारतको इन्डियन इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी (आईआईटी) का नमन कुमारले अघि सारेका छन्।

“डार्क म्याटरको रहस्य—नदेखिने, सर्वव्यापी, र मानक ब्रह्माण्डशास्त्रका लागि आवश्यक—दशकौँदेखि भौतिकशास्त्रमा रहँदै आएको छ,” कुमारले Phys.org मा लेखेका छन्। “नयाँ अनुसन्धानमा म एउटा फरक सम्भावना खोज्दैछु: नयाँ कणहरू कल्पना गर्नुको सट्टा, सम्भवतः गुरुत्वाकर्षण नै सबैभन्दा ठूलो स्तरमा फरक व्यवहार गरिरहेको हुन सक्छ।”

वैज्ञानिकहरूले डार्क म्याटरको अस्तित्व अनुमान गर्नुको एकमात्र कारण यसको गुरुत्वाकर्षणको प्रभाव हो। डार्क म्याटरको पहिलो संकेत तब देखियो जब आकाशगंगाहरू यति तीव्र गतिमा घुमिरहेको पाइयो कि यदि देखिने पदार्थको गुरुत्वाकर्षण मात्रै काम गरिरहेको भए ती आकाशगंगा धेरै पहिले नै टुक्रिएर फैलिसक्नुपर्ने थियो।

अर्को प्रमाण गुरुत्वाकर्षण सम्बन्धी लेन्सिङ नामक घटनाबाट आउँछ। अत्यन्त ठूलो पिण्ड भएका वस्तुहरूले अन्तरिक्ष–समयको बनोटमा ‘खाल्डो’ बनाएपछि त्यहाँबाट जाने प्रकाशको सिधा बाटो बाङ्गिन्छ।

तर यस्तो बाङ्गोपन देखिने पदार्थको मात्र गुरुत्वाकर्षणले व्याख्या गर्न नसक्ने गरी धेरै देखिएको छ। त्यसैले वैज्ञानिकहरूले आकाशगंगाहरू वरिपरि तारा समूहभन्दा धेरै टाढासम्म फैलिएको विशाल डार्क म्याटर हेलो रहेको निष्कर्ष निकालेका छन्।

डार्क म्याटरको सबै प्रमाण गुरुत्वाकर्षण सम्बद्ध प्रभावमै सीमित हुनु नै परिमार्जित गुरुत्व सिद्धान्तले डार्क म्याटरको आवश्यकता हटाउन सक्छ भन्ने सम्भावना देखिने कारण हो।

गुरुत्वाकर्षणको ‘स्क्वायर नियम’ तोडिँदै?

यसको अध्ययन गर्न कुमारले गुरुत्वाकर्षणलाई क्वान्टम फिल्ड थ्योरीको दृष्टिकोणबाट विशेषगरी इन्फ्रारेड प्रकाशको तरंगलम्बाई  बराबरको अत्यन्त ठूलो दूरीमा विश्लेषण गरे।

यसलाई उनले “इन्फ्रारेड रनिङ स्किम” भनेका छन्। यसमा न्युटनको गुरुत्व स्थिराङ्क (बिग जी) विभिन्न दूरीमा परिवर्तन हुन सक्छ भन्ने मान्यता प्रयोग गरिएको छ।

“यसबाट यस्तो सशक्त सैद्धान्तिक अवस्था देखा पर्‍यो जहाँ आकाशगंगासम्बद्ध दूरीमा गुरुत्वाकर्षणको प्रभावकारी शक्ति सूक्ष्म रूपमा बदलिन्छ,” कुमारले लेखेका छन्।

सामान्यतया गुरुत्वाकर्षणले उल्टो वर्ग नियम (1/r²) अनुसार काम गर्छ—दूरी दोब्बर भए गुरुत्व चार गुणा कमजोर हुन्छ, दूरी तीन गुणा भए नौ गुणा कमजोर।

तर कुमारको इन्फ्रारेड रनिङ मोडेलले गुरुत्वीय सम्भावना यस नियमबाट विचलित भई 1/r जस्तो दीर्घ–दूरी बल उत्पन्न गर्न सक्ने देखाउँछ। यस्तो बलले हाल डार्क म्याटर हेलोको कारण मानिँदै आएको आकाशगंगाको घुमाइ व्याख्या गर्न सक्ने स्पेस डटकमले उल्लेख गरेको छ।

“यी नतिजाले डार्क म्याटरको प्रमुख चिसो घटक नमानिकनै आकाशगंगाको घुमाइ व्याख्या गर्न सकिने सम्भावना देखाउँछन्,” कुमारले भने।

डार्क म्याटरलाई ब्रह्माण्डको करिब ८५ प्रतिशत पदार्थ मानिने भएकाले यसलाई हटाउनु ब्रह्माण्डको विकास र संरचना बुझाइमा ठूलो प्रभाव पार्ने कुरा स्वाभाविक हो। तर कुमारका अनुसार उनको मोडेल प्रारम्भिक ब्रह्माण्डसम्बन्धी अवलोकनसँग बाझ्दैन।

“प्रारम्भिक ब्रह्माण्ड—कस्मिक माइक्रोवेभ ब्याकग्राउन्ड र संरचना निर्माणको समयमा—गुरुत्वाकर्षणमा आउने परिवर्तन अत्यन्त सानो हुनुपर्छ,” उनले लेखेका छन्।

“इन्फ्रारेड रनिङ फ्रेमवर्कमा सुधारहरू समय र दूरीसँगै बिस्तारै बढ्छन्, जसले प्रारम्भिक ब्रह्माण्डसँगको मेल कायम राख्दै पछि मात्र ठूलो स्तरमा प्रभाव देखाउँछन्।”

अबको चरणमा कुमारको सिद्धान्तलाई गुरुत्वीय लेन्सिङ र आकाशगंगा क्लस्टरहरूको निर्माण सम्बन्धी तथ्याङ्कसँग तुलना गरिनेछ जसलाई हाल डार्क म्याटरको ढाँचाभित्र व्याख्या गरिँदै आएको छ।

“मेरो कामले डार्क म्याटरका घटनालाई हराइरहेका कणहरूको रूपमा नभई गुरुत्वाकर्षणकै सूक्ष्म विशेषताको रूपमा बुझ्ने बाटो खोल्छ,” कुमारले निष्कर्ष निकालेका छन्। “यद्यपि यो दृष्टिकोणले अझै मानक ब्रह्माण्ड मोडेलमा डार्क म्याटरलाई पूर्ण रूपमा प्रतिस्थापन गरेको छैन, तर यसले गुरुत्वाकर्षणको लुकेको जटिलता देखाउँदै डार्क म्याटर प्रभावको मूल कहाँ छ भन्ने पुनर्विचार गर्न प्रेरित गर्छ।”