कई वर्षों से, वैज्ञानिक मानते रहे हैं कि ब्रह्मांड का अधिकांश भाग डार्क मैटर और डार्क एनर्जी से बना है। हालाँकि, एक नए अध्ययन ने इस लंबे समय से चली आ रही धारणा को चुनौती देते हुए यह प्रस्तावित किया है कि इन रहस्यमय घटकों का अस्तित्व ही नहीं हो सकता। इसके बजाय, जो डार्क मैटर और डार्क एनर्जी प्रतीत होते हैं, वे वास्तव में ब्रह्मांड के मूल बलों के धीरे-धीरे कमजोर होने का परिणाम हो सकते हैं क्योंकि यह पुराना होता जा रहा है।

ओटावा विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग में सहायक प्रोफेसर राजेंद्र गुप्ता के नेतृत्व में किए गए शोध से पता चलता है कि यदि प्रकृति की शक्तियों (जैसे गुरुत्वाकर्षण) की मुख्य शक्तियां समय और स्थान के साथ धीरे-धीरे बदलती हैं, तो वे खगोलविदों द्वारा देखे गए रहस्यमय व्यवहारों के लिए जिम्मेदार हो सकती हैं - जैसे कि आकाशगंगाएं कैसे घूमती हैं, विकसित होती हैं, और ब्रह्मांड कैसे फैलता रहता है।

स्थापित अवधारणाओं को चुनौती देना

प्रोफ़ेसर गुप्ता बताते हैं, "ब्रह्मांड के बल वास्तव में विस्तार के साथ औसतन कमज़ोर होते जाते हैं। इस कमज़ोरी के कारण ऐसा लगता है जैसे कोई रहस्यमयी धक्का ब्रह्मांड को तेज़ी से फैला रहा है (जिसे डार्क एनर्जी कहा जाता है)।

हालाँकि, आकाशगंगाओं और आकाशगंगा-समूहों के पैमाने पर, इन बलों के गुरुत्वाकर्षण से बंधे स्थान में परिवर्तन के परिणामस्वरूप अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण उत्पन्न होता है (जिसे डार्क मैटर के कारण माना जाता है)। लेकिन ये चीज़ें सिर्फ़ भ्रम हो सकती हैं, जो बलों की शक्ति को परिभाषित करने वाले विकासशील स्थिरांकों से उत्पन्न होती हैं।"

वह आगे कहते हैं, "डार्क मैटर और डार्क एनर्जी द्वारा दो बिल्कुल अलग परिघटनाओं की व्याख्या आवश्यक है: पहली ब्रह्माण्ड संबंधी पैमाने पर है, अर्थात 600 मिलियन प्रकाश वर्ष से भी बड़े पैमाने पर, यह मानते हुए कि ब्रह्मांड एकरूप है और सभी दिशाओं में एक जैसा है।

दूसरी खगोलभौतिकीय पैमाने पर है, अर्थात छोटे पैमाने पर ब्रह्मांड बहुत ही अनियमित और दिशा-निर्भर है। मानक मॉडल में, डार्क मैटर और डार्क एनर्जी का उपयोग करके किए गए अवलोकनों की व्याख्या करने के लिए दोनों परिदृश्यों के लिए अलग-अलग समीकरणों की आवश्यकता होती है। हमारा मॉडल ही एकमात्र ऐसा है जो इन्हें समान समीकरण से और डार्क मैटर या डार्क एनर्जी की आवश्यकता के बिना समझाता है।"

वह आगे कहते हैं, "वास्तव में रोमांचक बात यह है कि यह नया दृष्टिकोण हमें आकाश में जो कुछ भी दिखाई देता है, उसकी व्याख्या करने में सक्षम बनाता है: आकाशगंगाओं का घूर्णन, आकाशगंगाओं का समूहन, और यहाँ तक कि विशाल पिंडों के चारों ओर प्रकाश का मुड़ना, बिना यह सोचे कि वहाँ कुछ छिपा है। यह सब प्रकृति के स्थिरांकों का परिणाम है जो ब्रह्मांड के पुराने होने और ढेलेदार होने के साथ बदलते रहते हैं।"

खगोलभौतिकीय पैमाने पर लागू नया मॉडल

पिछले साल, प्रोफ़ेसर गुप्ता ने अपने ब्रह्माण्ड संबंधी पैमाने के अध्ययन में ब्रह्मांड में डार्क मैटर के अस्तित्व को चुनौती दी थी । इस खगोलभौतिकीय पैमाने के काम में, उन्होंने आकाशगंगाओं के घूर्णन वक्रों के मौजूदा सैद्धांतिक मॉडलों पर सवाल उठाए।

नए मॉडल में, अक्सर α द्वारा निरूपित पैरामीटर युग्मन स्थिरांकों को विकसित होने देने से उत्पन्न होता है। वास्तव में, α गुरुत्वाकर्षण समीकरणों में एक अतिरिक्त "घटक" की तरह व्यवहार करता है जो खगोलविदों द्वारा डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के लिए बताए गए प्रभावों के समान प्रभाव उत्पन्न करता है।

ब्रह्माण्ड संबंधी पैमानों पर, α को एक स्थिरांक माना जाता है (उदाहरण के लिए, सुपरनोवा डेटा को समायोजित करके निर्धारित)। लेकिन स्थानीय स्तर पर (खगोलीय पैमाने पर), किसी आकाशगंगा में, चूँकि मानक पदार्थ (ब्लैक होल, तारे, ग्रह, गैस, आदि) का वितरण अत्यधिक भिन्न होता है, α भी बदलता रहता है,

जिससे अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि ऐसा पदार्थ कहाँ स्थित है। इसलिए नया सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि जिन क्षेत्रों में मानक पदार्थ की प्रचुरता है, वहाँ अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण प्रभाव कम होता है, और जहाँ पदार्थ का घनत्व कम होता है, वहाँ यह अधिक होता है।

दरअसल, आकाशगंगाओं के चारों ओर डार्क मैटर हेलो बनाने के बजाय, नए मॉडल में अतिरिक्त गुरुत्वाकर्षण बल α से आता है। यह देखे गए "सपाट घूर्णन वक्रों" (आकाशगंगाओं के बाहरी हिस्सों में अपेक्षा से तेज़ गति से घूमते तारे) को पुनः प्रस्तुत करता है।

खगोल विज्ञान के लिए निहितार्थ

प्रोफ़ेसर गुप्ता का मानना ​​है कि यह विचार खगोल विज्ञान की कुछ सबसे बड़ी पहेलियों को सुलझा सकता है। वे कहते हैं, "सालों से, हम यह समझाने की कोशिश कर रहे हैं कि शुरुआती ब्रह्मांड में आकाशगंगाएँ इतनी तेज़ी से कैसे बनीं और इतनी विशाल कैसे हो गईं। हमारे मॉडल के साथ, आपको किसी भी विचित्र कण की कल्पना करने या भौतिकी के नियमों को तोड़ने की ज़रूरत नहीं है। ब्रह्मांड की समयरेखा बस फैलती है, ब्रह्मांड की आयु को लगभग दोगुना कर देती है, और हम जो कुछ भी देखते हैं उसके लिए जगह बनाती है।"

प्रभावी रूप से, तारों और आकाशगंगाओं के निर्माण की विस्तारित समय-सीमा से यह स्पष्ट करना बहुत आसान हो जाता है कि आकाशगंगाओं और ब्लैक होल जैसी बड़ी, जटिल संरचनाएं ब्रह्मांड में इतनी जल्दी कैसे प्रकट हो गईं।

यह सिद्धांत ब्रह्मांड के बारे में हमारी सोच को पूरी तरह से बदल सकता है। यह इस ओर भी इशारा करता है कि डार्क मैटर कणों की खोज, जिस पर वैज्ञानिकों ने वर्षों और अरबों डॉलर खर्च किए हैं, शायद अब ज़रूरी ही न हो। अगर ये अनोखे कण प्रयोगात्मक रूप से खोज भी लिए जाते हैं, तो भी उनका द्रव्यमान मानक पदार्थ के द्रव्यमान का लगभग छह गुना होना चाहिए।

"कभी-कभी, सबसे सरल व्याख्या ही सबसे अच्छी होती है। हो सकता है कि ब्रह्मांड के सबसे बड़े रहस्य प्रकृति के विकासशील स्थिरांकों द्वारा खेली गई चालें ही हों," प्रोफ़ेसर गुप्ता निष्कर्ष निकालते हैं।