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आइंस्टीन के उल्लंघन में, ब्लैक होल्स 'बाल' हो सकते हैं

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ब्लैक ट्विन पर आइडेंटिकल ट्विन्स का कुछ नहीं है। जुड़वा बच्चे एक ही आनुवंशिक ब्लूप्रिंट से बढ़ सकते हैं, लेकिन वे एक हजार तरीके से भिन्न हो सकते हैं - स्वभाव से केश विन्यास तक। ब्लैक होल, गुरुत्वाकर्षण के अल्बर्ट आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, केवल तीन विशेषताएं हो सकती हैं - द्रव्यमान, स्पिन और चार्ज। यदि वे मान किसी भी दो ब्लैक होल के लिए समान हैं, तो एक जुड़वा को दूसरे से अलग करना असंभव है। ब्लैक होल, वे कहते हैं, कोई बाल नहीं है।

"शास्त्रीय सामान्य सापेक्षता में, वे बिल्कुल समान होंगे," कहा पॉल चेसलर, हार्वर्ड विश्वविद्यालय में एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी। "आप अंतर नहीं बता सकते।"

फिर भी वैज्ञानिकों ने आश्चर्य करना शुरू कर दिया है कि क्या "नो-हेयर प्रमेय" सख्ती से सच है। 2012 में, एक गणितज्ञ का नाम स्टेफानोस अरेटिस - फिर कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में और अब टोरंटो विश्वविद्यालय में - सुझाव दिया कि कुछ ब्लैक होल अस्थिरता हो सकती है उनके घटना क्षितिज पर। ये अस्थिरताएँ ब्लैक होल के क्षितिज के कुछ क्षेत्रों को प्रभावी रूप से दूसरों की तुलना में एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण खिंचाव प्रदान करेंगी। इससे अन्यथा समान ब्लैक होल बनेंगे साफ़.

हालांकि, उनके समीकरणों ने केवल यह दिखाया कि यह तथाकथित चरम ब्लैक होल के लिए संभव था - जो कि उनके द्रव्यमान, स्पिन या चार्ज के लिए अधिकतम मूल्य संभव है। और जहां तक ​​हम जानते हैं, "ये ब्लैक होल मौजूद नहीं हैं, कम से कम बिल्कुल, प्रकृति में," चेसलर ने कहा।

लेकिन क्या होगा अगर आपके पास एक चरम-चरम ब्लैक होल था, जो इन चरम मूल्यों से संपर्क करता है, लेकिन उन तक नहीं पहुंच पाया है? इस तरह का ब्लैक होल कम से कम सिद्धांत रूप में मौजूद होना चाहिए। क्या यह नो-हेयर प्रमेय का पता लगाने योग्य उल्लंघन हो सकता है?

A पेपर पिछले महीने के अंत में प्रकाशित हुआ दिखाता है कि यह कर सकता है। इसके अलावा, इस बाल को गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशालाओं द्वारा पता लगाया जा सकता है।

"मूल रूप से aretakis ने सुझाव दिया था कि कुछ जानकारी है जो क्षितिज पर छोड़ दी गई थी," कहा गौरव खन्ना, मैसाचुसेट्स विश्वविद्यालय और रोड आइलैंड विश्वविद्यालय के एक भौतिक विज्ञानी और सह-लेखकों में से एक हैं। "हमारे कागज इस बाल को मापने की संभावना को खोलता है।"

विशेष रूप से, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि या तो ब्लैक होल के गठन या बाद की गड़बड़ी के अवशेष, जैसे कि ब्लैक होल में गिरना, गुरुत्वाकर्षण के निकट या ब्लैक-होल के घटना क्षितिज पर गुरुत्वाकर्षण अस्थिरता पैदा कर सकते हैं। खन्ना ने कहा, "हम उम्मीद करेंगे कि गुरुत्वाकर्षण संकेत हम साधारण ब्लैक होल से काफी अलग होंगे।"

यदि ब्लैक होल में बाल होते हैं - इस प्रकार उनके अतीत के बारे में कुछ जानकारी बरकरार रहती है - तो इससे प्रसिद्ध के निहितार्थ हो सकते हैं ब्लैक होल की जानकारी विरोधाभास दिवंगत भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग ने कहा, आगे लिया मेडिएरोस, प्रिंसटन, न्यू जर्सी में इंस्टीट्यूट फॉर एडवांस्ड स्टडी में एक खगोल भौतिकीविद। यह विरोधाभास सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी के बीच बुनियादी टकराव को दूर करता है, जो 20 वीं शताब्दी के भौतिकी के दो महान स्तंभ हैं। "यदि आप विरोधाभास [सूचना विरोधाभास] में से एक की धारणा का उल्लंघन करते हैं, तो आप स्वयं विरोधाभास को हल करने में सक्षम हो सकते हैं," मेडिएरोस ने कहा। "मान्यताओं में से एक नो-हेयर प्रमेय है।"

उस का प्रभाव व्यापक हो सकता है। "अगर हम ब्लैक होल के बाहर ब्लैक होल के वास्तविक स्पेस-टाइम को साबित कर सकते हैं, जो हम उम्मीद करते हैं, उससे अलग है, तो मुझे लगता है कि सामान्य सापेक्षता के लिए वास्तव में बहुत बड़ा प्रभाव पड़ने वाला है," मेयेरोस ने कहा, जो सह-लेखक हैं। अक्टूबर में एक पेपर कि क्या ब्लैक होल की प्रेक्षित ज्यामिति भविष्यवाणियों के अनुरूप है या नहीं।

हालांकि, इस नवीनतम पेपर का सबसे रोमांचक पहलू यह है कि यह मौलिक भौतिकी के साथ ब्लैक होल की टिप्पणियों को मर्ज करने का एक तरीका प्रदान कर सकता है। ब्लैक होल पर बालों का पता लगाना - शायद ब्रह्मांड में सबसे चरम खगोल भौतिकी प्रयोगशालाएं - हमें इस तरह के स्ट्रिंग सिद्धांत और क्वांटम गुरुत्वाकर्षण जैसे विचारों की जांच करने की अनुमति दे सकती हैं जो पहले कभी संभव नहीं था।

"बड़े मुद्दों में से एक [के साथ] स्ट्रिंग सिद्धांत और क्वांटम गुरुत्वाकर्षण यह है कि उन भविष्यवाणियों का परीक्षण करना वास्तव में कठिन है," मेडिएरोस ने कहा। "अगर आपके पास कुछ भी है जो दूरस्थ रूप से परीक्षण करने योग्य है, तो यह आश्चर्यजनक है।"

हालांकि, बड़ी बाधाएँ हैं। यह निश्चित नहीं है कि निकट-चरम ब्लैक होल मौजूद हैं। (इस समय सबसे अच्छा सिमुलेशन आम तौर पर ब्लैक होल का उत्पादन करते हैं, जो अतिवादी होने से 30% दूर होते हैं।)

क्या अधिक है, बाल अविश्वसनीय रूप से अल्पकालिक होने की उम्मीद है, बस एक दूसरे के अंशों को स्थायी करता है।

लेकिन कागज ही, कम से कम सिद्धांत रूप में, ध्वनि लगता है। "मुझे नहीं लगता कि समुदाय में किसी को भी संदेह है," चेसलर ने कहा। “यह सट्टा नहीं है। यह सिर्फ पता चला है कि आइंस्टीन के समीकरण इतने जटिल हैं कि हम सालाना आधार पर उनके नए गुणों की खोज कर रहे हैं। "

अगला कदम यह देखना होगा कि हम अपने गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टरों में किस तरह के संकेतों की तलाश कर रहे हैं - या तो LIGO और कन्या, आज परिचालन कर रहे हैं, या भविष्य के उपकरण जैसे यूरोपीय स्पेस एजेंसी के स्पेस-आधारित LISA साधन.

"अब उन्हें अपने काम पर निर्माण करना चाहिए और वास्तव में गणना करना चाहिए कि इस गुरुत्वाकर्षण विकिरण की आवृत्ति क्या होगी, और समझें कि हम इसे कैसे माप सकते हैं और पहचान सकते हैं," हेल्वी वाइटेक, इलिनोइस विश्वविद्यालय, उरबाना-शैंपेन में एक खगोल भौतिकीविद्। "अगला कदम हस्ताक्षर करने के लिए इस बहुत ही अच्छे और महत्वपूर्ण सैद्धांतिक अध्ययन से जाना है।"

ऐसा करने के लिए बहुत सारे कारण हैं। जबकि एक पता लगाने की संभावना जो कागज को सही साबित करेगी, वे पतली हैं, इस तरह की खोज न केवल आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत को चुनौती देगी बल्कि निकटवर्ती ब्लैक होल के अस्तित्व को भी साबित करेगी।

खन्ना ने कहा, "हमें यह जानना अच्छा लगेगा कि क्या प्रकृति भी इस तरह के जानवर के अस्तित्व के लिए अनुमति देगी।" "यह हमारे क्षेत्र के लिए बहुत नाटकीय प्रभाव होगा।"

भूल सुधार: फ़रवरी 11, 2021
इस लेख के मूल संस्करण में निहित है कि सिद्धांतकार ब्लैक होल को चरम से 30% दूर रखने में असमर्थ हैं। वास्तव में, वे निकटवर्ती ब्लैक होल का अनुकरण कर सकते हैं, लेकिन उनके विशिष्ट सिमुलेशन अतिवादी होने से 30% दूर हैं।

स्रोत: https://www.quantamagazine.org/in-violation-of-einstein-black-holes-might-have-hair-20210211/

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