A Brief History Of Time Hindi

A Brief History Of Time | समय का एक संक्षिप्त इतिहास

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A Brief History Of Time – बिग बैंग से ब्लैक होल्स तक

 

रात के आकाश की तुलना में अधिक प्रभावित और विचार करने वाले योग्य दृष्टि की कल्पना करना कठिन है। ब्रह्मांड के जगमगाहट के बारे में कईं चीज़ें हमें ब्रह्मांड के सबसे गहरे रहस्यों को खोजने और उन पर विचार करने के लिए मजबूर करता है।

The Brief History Of Time (समय का एक संक्षिप्त इतिहास) ब्रह्मांड को नियंत्रित करने वाले कानूनों को अनलॉक करके इन रहस्यों को रोशन करने में मदद करेगा। सरल भाषा में लिखी गई यह किताब , गैर-वैज्ञानिक रूप से यह समझाने में भी मदद करेगी कि ब्रह्मांड क्यों मौजूद है, यह कैसे शुरू हुआ और भविष्य में यह कैसा दिखेगा।

आपको कईं अजीब घटनाओं के बारे में भी पता चलेगा जैसे ब्लैक होल्स जो हर चीज़ ( लगभग हर चीज़ ) को अपनी ओर खींचते हैं। इसके इलावा , आप समय के रहस्यों को भी जानेंगे; 
जैसे कि इस लाइब्रेरी के माध्यम से आप जानेंगे की “समय कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है” और ऐसे कईं सवालों के जवाब पाएँगे जैसे “हमें कैसे पता की हम आगे जा रहे हैं ?”
यह कहना सुरक्षित है कि hindipdflibrary.in द्वारा दी गई जानकारी के बाद , आप रात के आकाश को कभी भी उसी तरह से नहीं देख पाएंगे जैसे आप पहले देखा करते थे ।
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A Brief History Of Time – Fact 1

अतीत में आपने जो देखा है उसके आधार पर बने सिद्धांत भविष्य का अनुमान लगाने में मदद कर सकते हैं।

आपने शायद गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत या सापेक्षता के सिद्धांत(theory of relativity)  के बारे में सुना होगा ? लेकिन क्या आपने कभी यह सोचा है कि जब हम इन सिद्धांतों की बात करते हैं तो वास्तव में इसका मतलब क्या होता है?
एक सिद्धांत, बुनियादी शब्दों में, एक मॉडल है जो टिप्पणियों (observations) के बड़े समूहों की सटीक व्याख्या करता है। वैज्ञानिक जो उन निरीक्षण से डेटा एकत्र करते हैं , उसे वे देखते हैं, उदाहरण के लिए, प्रयोग , और इसका उपयोग वह इस स्पष्टीकरण के लिए करते हैं की यह सब क्यूँ हुआ और कैसे हुआ ।
उदाहरण के लिए, आइजैक न्यूटन ने कई घटनाओं के अवलोकन के बाद गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को विकसित किया, सेब से लेकर पेड़ों के गिरने तक। उन्होंने जो डेटा एकत्र किया, उसका उपयोग करके वे एक सिद्धांत के रूप में गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करने में सक्षम थे।
सिद्धांतों के दो महान लाभ हैं:
पहला, वे वैज्ञानिकों को भविष्य की घटनाओं के बारे में निश्चित भविष्यवाणियां करने की अनुमति देते हैं।
उदाहरण के लिए, न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत ने वैज्ञानिकों को ग्रहों जैसी वस्तुओं के भविष्य की हलचल की भविष्यवाणी करने की अनुमति दी। यदि आप कुछ भी जानना चाहते हैं, जैसे , मंगल गृह आज से छह महीने बाद कहाँ होगा , गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का उपयोग करके इस सटीक भविष्यवाणी को करना संभव है। या अगर आसान भाषा में कहें तो न्यूटन के इस सिद्धांत का इस्तेमाल कर हम किसी भी गृह या अन्य वास्तु के बारे में जानकारी का अनुमान लगा सकते हैं |
सिद्धांत का दूसरा लाभ यह है की सिद्धांत हमेशा अमान्य किए जा सकते हैं , जिसका अर्थ है कि उन्हें नए तरीके से बनाया जा सकता है यदि नए सबूत या प्रयोग सिद्धांत के अनुकूल नहीं हैं।
उदाहरण के लिए, लोग एक बार इस सिद्धांत पर विश्वास करते थे कि ब्रह्मांड में सब कुछ पृथ्वी के चारों ओर घूमता है। गैलीलियो ने इस सिद्धांत को तब अस्वीकार कर दिया, जब उन्होंने चंद्रमा की कक्षा में बृहस्पति को देखा; इसकी मदद से वह यह दिखाने में सफल रहे कि वास्तव में हर चीज़ पृथ्वी की परिक्रमा नहीं कर रही है।
इसी के साथ , एक अकेली भविष्य अवलोकन (obsrevation) भी हमेशा के लिए एक सिद्धांत को अमान्य कर सकता है, चाहे वह कितना भी विश्वसनीय क्यों न हो। इसका मतलब यह है कि सिद्धांत कभी सही साबित नहीं हो सकते हैं, और यह विज्ञान को लगातार विकसित होने वाली प्रक्रिया बनाता है।

A Brief History Of Time – Fact 2

1600 के दशक में, आइजैक न्यूटन ने वस्तुओं को कैसे स्थानांतरित किया जाता है , इस सोच में क्रांति ला दी। 

आइजैक न्यूटन से पहले, लोग सोचते थे कि एक वस्तु की प्राकृतिक स्थिति पूर्ण आराम पर है। इसका मतलब है कि यदि कोई बल उस पर नहीं लग रहा है , तो वस्तु पूरी तरह उसी जगह पर बनी रहेगी।
1600 के दशक में, न्यूटन ने इस लंबे समय से आयोजित विश्वास को पूरी तरह से भंग कर दिया। इसके स्थान पर, उन्होंने एक सिद्धांत पेश किया जिसमें कहा गया था कि ब्रह्मांड में सभी वस्तुएं, स्थिर होने के बजाय वास्तव में नित्य गति में थीं।
न्यूटन ने अपनी खोज के माध्यम से यह निर्धारित किया कि ब्रह्मांड में ग्रह और तारे एक दूसरे के संबंध में लगातार चल रहे थे। उदाहरण के लिए, पृथ्वी लगातार सूर्य की परिक्रमा कर रही है और पूरा सौरमंडल आकाशगंगा के चारों ओर चक्कर लगा रहा है। इसलिए, कुछ भी पूरी तरह से रुका हुआ नहीं है ।
ब्रह्मांड में सभी वस्तुएं कैसे चलती हैं, इसका वर्णन करने के लिए, न्यूटन ने तीन नियमों को विकसित किया:
न्यूटन के पहले नियम  में कहा गया है कि सभी वस्तुएं एक सीधी रेखा में चलती रहेंगी यदि किसी अन्य बल द्वारा कोई कार्रवाई नहीं की जाती है या बल नहीं लगाया जाता । यह गैलीलियो द्वारा एक प्रयोग में प्रदर्शित किया गया था जिसमें उन्होंने एक ढलान से नीचे गेंदों को लुढ़काया था । चूंकि गुरुत्वाकर्षण गेंदों पर अभिनय करने वाला एकमात्र बल था, वे एक सीधी रेखा में लुढ़के।
न्यूटन के दूसरे नियम में कहा गया है कि एक वस्तु उस पर कार्य करने वाले बल के समानुपाती दर पर गति पकड़ेगी । उदाहरण के लिए, एक अधिक शक्तिशाली इंजन वाली कार एक कम शक्तिशाली इंजन वाली कार के मुकाबले ज्यादा तेजी से आगे बढ़ेगी । यह कानून यह भी बताता है कि शरीर का द्रव्यमान (वज़न)जितना अधिक होता है, उतनी ही कम बल उसकी गति को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, यदि एक ही इंजन वाली दो कारें हैं, तो भारी कार को गति देने में अधिक समय लगेगा।
न्यूटन के तीसरे नियम में गुरुत्वाकर्षण का वर्णन किया गया है। इसमें कहा गया है कि ब्रह्मांड के सभी निकाय अन्य पिंडों को प्रत्येक वस्तु के द्रव्यमान के अनुपात में आकर्षित करते हैं। इसका मतलब यह है कि यदि आप एक वस्तु के द्रव्यमान को दोगुना करते हैं, तो बल दोगुना महान होगा। यदि आप एक वस्तु का द्रव्यमान दोगुना करते हैं और दूसरे को तीन गुना करते हैं, तो बल छह गुना महान होगा।
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A Brief History Of Time – Fact 3

प्रकाश की गति स्थिर है, यह तथ्य हमें बताता है कि आप कभी किसी और के सापेक्ष में अन्य चीज़ की गति को नहीं माप सकते ।

हमने देखा है कि न्यूटन के सिद्धांत ने कैसे चीजों के पूरी तरह से स्थिर रहने के नियम को जांचा और इसे ऐसे विचार के साथ प्रतिस्थापित किया कि किसी वस्तु की गति किसी और चीज की गति के सापेक्ष होती है। फिर भी, सिद्धांत ने यह भी सुझाव दिया कि किसी वस्तु की गति सापेक्ष है।
उदाहरण के लिए, कल्पना कीजिए कि आप 100 मील प्रति घंटे की यात्रा करने वाली ट्रेन में बैठकर एक किताब पढ़ रहे हैं। 
आप कितनी तेजी से यात्रा कर रहे हैं? 
बहार खड़े किसी व्यक्ति के लिए जिसके सामने से ट्रेन गुज़र रही है , उसके लिए आप 100 मील प्रति घंटे की गति से यात्रा कर रहे हैं। लेकिन आप जो किताब पढ़ रहे हैं, उसके सापेक्ष आपकी गति शून्य मील प्रति घंटे है। तो इससे पता चलता है की आपकी गति किसी अन्य वस्तु के सापेक्ष होती है।
फिर भी, न्यूटन के सिद्धांत में एक प्रमुख कमी विकसित हुई : प्रकाश की गति।
प्रकाश की गति स्थिर है, सापेक्ष नहीं है। यह हमेशा 186,000 मील प्रति सेकंड है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कोई और चीज़ कितनी तेजी से चल रही है, प्रकाश की गति एक समान ही है।
उदाहरण के लिए, यदि वह ट्रेन 100 मील प्रति घंटे पर प्रकाश की किरण की ओर चल रही थी, तो भी प्रकाश की गति 186,000 मील प्रति सेकंड ही होगी। और ,अगर वह ट्रेन लाल सिग्नल पर रुकती है, तो भी प्रकाश की किरण 186,000 मील प्रति सेकंड की गति से ही चलेगी । इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि प्रकाश को कौन देख रहा है या कितनी तेज़ी से कोई चीज़ चल रही है , इसकी गति हमेशा समान रहेगी। 
यह तथ्य न्यूटन के सिद्धांत के लिए समस्याओं का कारण बन गया । पर्यवेक्षक(देखने वाले) की स्थिति की परवाह किए बिना किसी चीज़ की गति स्थिर कैसे हो सकती है?
इसका उत्तर बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में पता चला जब अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता के अपने सिद्धांत को बताया ।

A Brief History Of Time – Fact 4

सापेक्षता का सिद्धांत(The theory of relativity ) कहता है कि समय स्वयं ही निश्चित नहीं है।

न्यूटन के सिद्धांत के लिए प्रकाश की गति का स्थिर होना एक परेशानी थी , क्योंकि यह साबित हो चूका था कि गति हमेशा सापेक्ष (relative) नहीं थी। इसलिए, वैज्ञानिकों को एक अद्यतन (updated) मॉडल की आवश्यकता थी जो प्रकाश की गति के बारे में सोचे और इसकी जानकारी दे ।
अल्बर्ट आइंस्टीन ने तब सापेक्षता के सिद्धांत (The theory of relativity) की रचना की ।
सापेक्षता के सिद्धांत (The theory of relativity) में कहा गया है कि विज्ञान के नियम सभी स्वतंत्र रूप से चलने वाले पर्यवेक्षकों के लिए समान हैं। इसका मतलब यह है कि किसी की गति चाहे जितनी भी हो, वे प्रकाश की समान गति का ही निरीक्षण करेंगे।
यह पहली नज़र में काफी सरल लग सकता है, लेकिन इसका एक केंद्रीय सुझाव वास्तव में बहुत से लोगों के लिए समझना मुश्किल है; यह बताता है कि समय सापेक्ष है।
इसका मतलब यह है कि क्योंकि प्रकाश की गति अलग-अलग गति से चलने वाले पर्यवेक्षकों के लिए नहीं बदलती है, इसीलिए एक दूसरे के सापेक्ष यात्रा करने वाले पर्यवेक्षक वास्तव में एक ही घटना के लिए अलग-अलग समय को मापेंगे।
उदाहरण के लिए, मान लें कि प्रकाश का एक फ्लैश दो पर्यवेक्षकों (observer) को भेजा जाता है: एक प्रकाश की ओर यात्रा कर रहा है जबकि दूसरा विपरीत दिशा में तेज गति से यात्रा कर रहा है। दोनों पर्यवेक्षकों के लिए, प्रकाश की गति समान होगी, भले ही वे अपेक्षाकृत अलग गति से यात्रा कर रहे हों और विभिन्न दिशाओं में जा रहे हों।
अविश्वसनीय रूप से, इसका मतलब यह होगा कि वे प्रत्येक फ्लैश इवेंट का अनुभव इस तरह करेंगे जैसे कि यह दो अलग-अलग समय पर हुआ था। इसका कारण यह है कि समय उस दूरी से निर्धारित होता है जिसे किसी चीज ने अपनी गति से विभाजित किया है या अगर सरल भाषा मे कहें तो समय को निर्धारित करने के लिए हम दुरी का विभाजन करते है , उस गति से जिससे वह सफ़र कर रहा है । प्रकाश की गति दोनों पर्यवेक्षकों के लिए समान है, लेकिन जैसे-जैसे दूरी अलग होती है, समय प्रत्येक पर्यवेक्षक के सापेक्ष होता है।
यदि प्रकाश का उत्सर्जन होने पर दोनों पर्यवेक्षकों ने इसका समय रिकॉर्ड करने के लिए घड़ियों को चलाया होगा , तो ये एक ही घटना के लिए दो अलग-अलग समय की पुष्टि करेंगे।।
तो कौन सा प्रेक्षक(observer) सही है? कोई भी नहीं; समय दोनों पर्यवेक्षकों के दृष्टिकोण के सापेक्ष और अलग है!

A Brief History Of Time – Fact 5

  

क्यूंकि हम में से कोई कणों का सटीक माप नहीं कर सकता है, वैज्ञानिकों भविष्यवाणि करने के लिए क्वांटम स्टेट नामक रचना का उपयोग करते हैं।

हर पदार्थ इलेक्ट्रॉन और फोटॉन जैसे कणों से बना है। ब्रह्मांड के बारे में अधिक जानने के लिए, वैज्ञानिक उन्हें मापना चाहते हैं और उनकी गति का अध्ययन करना चाहते हैं।
हालांकि, जब आप उनका अध्ययन करने की कोशिश करते हैं, तो कण कुछ बहुत ही अजीब करते हैं। विचित्र रूप से, जितना अधिक आप एक कण की स्थिति को मापने की कोशिश करते हैं, उतनी ही अनिश्चित इसकी गति बन जाती है; और जितना अधिक इसकी गति मापी जाती है, उतनी ही कम निश्चित इसकी स्थिति (position) हो जाती है! पहली बार 1920 के दशक में खोज की गई इस घटना को अनिश्चितता सिद्धांत (uncertainity principle) कहा जाता है ।
अनिश्चितता के सिद्धांत (uncertainity principle) के कारण, वैज्ञानिकों को कणों को देखने के अन्य तरीकों का उपयोग करना पड़ा, इसलिए उन्होंने इसके बजाय एक कण की क्वांटम स्थिति को देखना शुरू कर दिया। क्वांटम स्टेट एक कण के कई संभावित संभावित पदों और गति को जोड़ती है।
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चूंकि वैज्ञानिक एक कण की निश्चित स्थिति या वेग को इंगित नहीं कर सकते हैं, वे कई संभावित स्थिति को देखते हैं जो कण की स्तिथि हो सकती है और उसके वेग (गति) हो सकते हैं। जैसा एक कण चलता है, वैज्ञानिक सभी संभावित स्थानों को ट्रैक कर सकते हैं और यह निर्धारित कर सकते हैं कि इनमें से कौन सबसे अधिक संभावित है।
उन्हें इस चीज़ को निर्धारित करने के लिए, वैज्ञानिक ने कणों को तरंगों की तरह माना ।
एक कण के विभिन्न पदों की भीड़ का मतलब यह हो सकता है कि वे निरंतर, दोलन तरंगों की एक श्रृंखला की तरह दिखाई देते हैं। एक वाईब्रेटिंग स्ट्रिंग के एक टुकड़े की कल्पना करें। जब यह काँपता है, तो स्ट्रिंग चोटियों और गर्तों के के बीच वाईब्रेट करता है । एक कण भी इस तरह का व्यवहार करता है, हालांकि इसका संभावित मार्ग ऐसी अतिव्यापी तरंगों की एक श्रृंखला है, जो सभी एक ही बार में हो रहे हैं।
इस तरह के कणों को देखने से वैज्ञानिकों को यह पता लगाने में मदद मिलती है कि एक कण सबसे अधिक कहां है। कण की संभावना वाले स्थान होते हैं जहां कई तरंगों पर चाप और डुबकी एक दूसरे के साथ मेल खाती हैं, और सबसे कम वहां होते हैं जहाँ उनके होने की संभावना कम से कम होती है । इसे व्यतिकरण (Interference) कहा जाता है, और यह दर्शाता है कि कण की तरंग के पथ के लिए कौन से स्थान और गति सबसे अधिक संभावित हैं ।

A Brief History Of Time – Fact 6

ब्रह्मांड में घुमने वाली विशाल वस्तुओं का परिणाम गुरुत्वाकर्षण है।

जब आप अपने आस-पास की दुनिया को देखते हैं, तो आप इसे तीन आयामों में देख रहे हैं, अर्थात, आप इसकी ऊँचाई, चौड़ाई और गहराई से किसी भी वस्तु का वर्णन कर सकते हैं। फिर भी एक चौथा आयाम है, हालांकि हम खुद इसे नहीं देख सकते हैं: यह समय है, और यह अन्य तीन आयामों के साथ मिलकर स्पेस-समय नामक कुछ बनाता है।
ब्रह्मांड में घटनाओं का वर्णन करने के लिए वैज्ञानिक स्पेस-समय के इस चार-आयामी मॉडल का उपयोग करते हैं। एक घटना वह है जो स्पेस और समय में एक विशेष स्थिति में होती है। इसलिए जब त्रि-आयामी निर्देशांक के साथ एक घटना की स्थिति की गणना करते हैं, तो वैज्ञानिक समय को इंगित करने के लिए एक चौथा समन्वय (coordinate) जोड़ते हैं।
किसी घटना की स्थिति का निर्धारण करते समय वैज्ञानिकों को समय पर विचार करना पड़ता है क्योंकि सापेक्षता का सिद्धांत बताता है कि समय सापेक्ष है। इसलिए यह एक घटना की प्रकृति का वर्णन करने में एक महत्वपूर्ण कारक है।
अंतरिक्ष और समय के संयोजन का एक अद्भुत परिणाम यह है कि इसने गुरुत्वाकर्षण की हमारी धारणा को बदल दिया।
गुरुत्वाकर्षण स्पेस-समय में घूमती हुई विशाल वस्तुओं का परिणाम है। हमारे सूरज की तरह एक विशाल द्रव्यमान, घूमता है और वास्तव में स्पेस-समय को बदल देता है। इसे इस तरह से सोचें: स्पेस-समय की कल्पना एक कम्बल की तरह करें और यह माने के इसे हवा में खींचा गया है । यदि आप कंबल के बीच में एक वस्तु रखते हैं, तो कंबल वक्र(घूम) हो जाएगा और वस्तु थोड़ी सी इसमें डूब जाएगी। स्पेस-समय पर  बड़े पैमाने की वस्तुएं यही करती हैं।
अन्य वस्तुएं फिर स्पेस-समय में इन वक्रों का अनुसरण करती हैं। ऐसा इसलिए किया जाता है क्योंकि एक वस्तु हमेशा दो बिंदुओं के बीच सबसे छोटी यात्रा करती है, जो एक बड़ी वस्तु के चारों ओर एक गोलाकार कक्षा है। यदि आप उस कंबल को फिर से देखते हैं तो आप इसे देख सकते हैं। यदि आप कंबल पर संतरे की तरह एक बड़ी वस्तु रखते हैं और फिर एक छोटी चीज़ (जैसे की मार्बल या कंचा )को रोल करने की कोशिश करते हैं – तो आप देखेंगे की मार्बल, संतरे द्वारा किए गए इंडेंटेशन या मार्ग का पालन करेगा। गुरुत्वाकर्षण उसी तरह से काम करता है!

A Brief History Of Time – Fact 7

जब बहुत अधिक द्रव्यमान(वज़न) वाला एक तारा मर जाता है, तो वह एक विलक्षणता में ढह जाता है जिसे ब्लैक होल कहते हैं।

अपने जीवनकाल के दौरान, सितारों को गर्मी और प्रकाश पैदा करने के लिए भारी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। फिर भी, यह ऊर्जा हमेशा के लिए नहीं रहती है; अंततः यह निकल जाती है, जिससे तारा मर जाता है ।
एक तारे का क्या होता है जब वह मर जाता है , यह उसके आकार पर निर्भर करता है। जब एक बहुत बड़े तारे से ऊर्जा बाहर निकल जाती है, तो एक शानदार चीज़ बनती है: एक ब्लैक होल।
एक ब्लैक होल इसलिए बनता है क्योंकि अधिकांश विशाल तारों का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतना मजबूत होता है। जब तारा जीवित होता है, तो वह अपनी ऊर्जा का उपयोग स्वयं को नष्ट होने से रोकने के लिए करता है और इसमें सक्षम रहता है। लेकिन जब ऊर्जा तारे से बाहर निकल जाती है, तो यह गुरुत्वाकर्षण को सह नहीं पाता और इसका टूटने वाला शरीर अपने आप ढह जाता है। यह सब कुछ एक असीम घने, गोलाकार बिंदु की ओर अंदर की ओर खींचा जाता है, जिसे एक विलक्षणता (singularity) कहा जाता है।
यह विलक्षणता ब्लैक होल है।
जब एक ब्लैक होल बनता है, तो स्पेस-समय को उसके गुरुत्वाकर्षण द्वारा इतनी गहराई से घुमावदार किया जाता है कि प्रकाश भी उसके साथ झुक जाता है।
न केवल एक ब्लैक होल अपने आस-पास की हर चीज को खींचता है, यह किसी ऐसी चीज को भी भागने से रोकता है जो इसके चारों ओर एक निश्चित सीमा में घूम रही है : वापिस न आने वाले  इस बिंदु को घटना क्षितिज (event horizon) कहा जाता है, और इससे प्रकाश, जो किसी भी चीज की तुलना में सबसे तेजी से यात्रा करता है , वो भी नहीं बच सकता है और इसकी ओर खिंची चली जाती है ।
इससे एक सवाल पैदा होता है : यदि एक ब्लैक होल प्रकाश और हर उस चीज़ को खींचता है जो इस घटना क्षितिज (event horizon) से होकर गुज़रता है , तो हम कैसे जान सकते हैं कि इसमें कौन कौन सी चीज़ें हैं?
वैज्ञानिक ब्रह्मांड पर उनके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव की तलाश में और तारों की परिक्रमा के साथ उनकी बातचीत से उत्पन्न एक्स-रे के लिए ब्लैक होल की खोज करते हैं।
उदाहरण के लिए, वैज्ञानिक सितारों को अंधेरे और बड़े पैमाने पर परिक्रमा करते हुए देखते हैं जो ब्लैक होल हो सकते हैं।
वे एक्स-रे और अन्य तरंगों की भी तलाश करते हैं जो आमतौर पर पदार्थ द्वारा उत्पादित होती हैं जब इसे एक ब्लैक होल द्वारा खीचा और फाड़ा जाता है। यहां तक ​​कि हमारी आकाशगंगा के केंद्र में रेडियो और अवरक्त तरंगों का एक स्रोत है जो एक सुपरमैसिव ब्लैक होल हो सकता है।

A Brief History Of Time – Fact 8

ब्लैक होल विकिरण (radiation) उत्सर्जित(emit) करते हैं, जो वाष्पीकरण (evaporation) के माध्यम से उनके निधन का कारण बन सकते हैं।

यदि ब्लैक होल का गुरुत्वीय खिंचाव इतना मजबूत होता है कि प्रकाश भी इससे बच नहीं सकता है, तो आपको लग सकता है कि कोई भी चीज़ इससे नहीं बच सकती ।
लेकिन आप गलत हैं । वास्तव में, ब्लैक होल को कुछ रिलीज करना होगा; अन्यथा वे ऊष्मप्रवैगिकी (thermo-dynamics) के दूसरे नियम को तोड़ देंगे।
ऊष्मप्रवैगिकी का सार्वभौमिक दूसरा नियम कहता है कि एन्ट्रापी, अधिक विकार की ओर झुकाव, हमेशा बढ़ता है। और जैसे-जैसे एन्ट्रापी बढ़ती है, वैसे-वैसे तापमान बढ़ना चाहिए। इसका एक उदाहरण एक आग-पोकर है, जो आग में रहने के बाद, लाल-गर्म चमकता है और गर्मी के रूप में विकिरण जारी करता है।
दूसरे नियम के अनुसार, चूंकि ब्लैक होल ब्रह्मांड से अव्यवस्थित ऊर्जा को खींचता है , इसलिए ब्लैक होल की एन्ट्रापी भी बढ़नी चाहिए। और एन्ट्रापी में इस वृद्धि के साथ, ब्लैक होल को गर्मी को छोड़ना होगा ।
गर्मी का निदान संभव है, क्यूंकि भले ही एक ब्लैक होल के घटना क्षितिज से गुजरने वाला कुछ भी नहीं बच सकता है, घटना क्षितिज के पास कणों (पार्टिकल्स) और एंटीपार्टिकल्स के आभासी जोड़े थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम का संरक्षण करते हैं। आभासी कण ऐसे कण हैं जिनका पता नहीं लगाया जा सकता है लेकिन जिनके प्रभाव को मापा जा सकता है। इस जोड़ी के भागीदारों में से एक के पास सकारात्मक ऊर्जा है और दूसरे के पास नकारात्मक ऊर्जा है।
एक ब्लैक होल में, गुरुत्वाकर्षण इतना मजबूत होता है कि वह नेगेटिव कण को ​​ब्लैक होल में सोख सकता है और ऐसा करने पर अपने पार्टनर को ब्रह्मांड में संभवतः ऊर्जा प्रदान करने और उष्मा के रूप में उत्सर्जित होने के लिए पर्याप्त ऊर्जा देता है। यह ब्लैक होल को विकिरण(radiation) का उत्सर्जन (emission)  करने की अनुमति देता है, और इस प्रकार ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम का पालन करता है।
उत्सर्जित होने वाले धनात्मक विकिरण की मात्रा को ब्लैक होल में डाले जा रहे नकारात्मक कणों द्वारा संतुलित किया जाता है। नकारात्मक कणों का यह आवक प्रवाह ब्लैक होल के द्रव्यमान को कम कर सकता है जब तक कि यह वाष्पीकरण हो मर नहीं जाता है। और अगर इसका द्रव्यमान काफी छोटा हो जाता है, तो ब्लैक होल एक बड़े पैमाने पर अंतिम विस्फोट के रूप समाप्त हो जाएगा, जिसका प्रभाव लाखों हाइड्रोजन बम के सामान होगा ।

A Brief History Of Time – Fact 9

यद्यपि हम निश्चित नहीं हो सकते हैं, फिर भी ऐसे मजबूत संकेतक हैं जो सुझाव देते हैं कि समय केवल आगे की ओर बढ़ सकता है।

ऐसे परिदृश्य की कल्पना करें जहां ब्रह्मांड अनुबंधित होने लगा और समय पिछड़ने लगा। वह किस तरह का होगा? शायद घड़ियाँ पिछड़ जाने लगे और इतिहास का पाठ्यक्रम उल्टा हो जाए । वैज्ञानिकों ने इसे पूरी तरह से खारिज नहीं किया , लेकिन तीन मजबूत संकेतक हैं जो सुझाव देते हैं कि समय केवल आगे बढ़ता है।
पहला संकेतक जो दर्शाता है कि समय का बीत जाना अतीत से भविष्य तक जाता है, समय का थर्मोडायनामिक तीर है। ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, एंट्रोपी – एक बंद सिस्टम का विकार – समय के साथ बढ़ता है। इसका मतलब यह है कि विकार को बढ़ाने की प्रवृत्ति से समय को मापा जा सकता है।
उदाहरण के लिए, यदि एक कप एक टेबल से लुढ़कता है और टूट जाता है, तो यह कम व्यवस्थित हो गया है, और इसकी एंट्रोपी बढ़ गई है। चूँकि एक टूटा हुआ कप कभी भी अनायास फिर से इकट्ठा नहीं होगा और अपनी व्यवस्था को बढ़ाएगा, हम देखेंगे कि समय केवल आगे बढ़ रहा है।
टूटे हुए कप और समय का थर्मोडायनामिक तीर भी आगे के समय के दूसरे संकेतक के पहलू हैं: समय का मनोवैज्ञानिक तीर, जो स्मृति द्वारा निर्धारित होता है। जब कप टूट गया, उसके बाद आप इसका मेज पर होना याद कर सकते हैं; लेकिन इससे पहले, जब यह मेज पर था, तो आप फर्श पर इसकी भविष्य की स्थिति को “याद” नहीं कर सकते।
तीसरा संकेतक, समय का ब्रह्मांड संबंधी तीर, ब्रह्मांड के विस्तार को संदर्भित करता है, और यह समय के थर्मोडायनामिक तीर की हमारी धारणा के साथ भी चलता है। यह इसलिए है क्योंकि जैसे ही ब्रह्मांड का विस्तार होता है, एन्ट्रापी बढ़ती है।
यदि ब्रह्मांड में विकार अपने अधिकतम बिंदु तक पहुंचता , तो ब्रह्मांड समय के कॉस्मोलॉजिकल तीर को उलटते हुए, संकुचन शुरू कर सकता । हालाँकि, हम इसके बारे में नहीं जानते क्योंकि बुद्धिमान प्राणी केवल विकार के बढ़ने पर ही मौजूद रह सकते हैं। इसका कारण यह है कि हम अपने भोजन को ऊर्जा में तोड़ने के लिए एन्ट्रापी की प्रक्रिया पर भरोसा करते हैं।
इसलिए, जब तक हम आस-पास हैं, हम समय के आगे बड़ते हुए ब्रह्माण्ड संबंधी तीर का अवलोकन करेंगे।

A Brief History Of Time – Fact 10

गुरुत्वाकर्षण के अलावा, ब्रह्मांड में तीन मौलिक बल हैं।

ब्रह्मांड में किस तरह की ताकतें काम कर रही हैं?
अधिकांश लोगों ने केवल एक के बारे में सुना होगा: गुरुत्वाकर्षण, वह बल जो वस्तुओं को एक दूसरे की ओर आकर्षित करता है और जिसे इस तरह से अनुभव किया जाता है कि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण हमें उसकी सतह पर खींचता है।
हालांकि, अधिकांश लोग इस बात से अनजान हैं कि वास्तव में तीन अतिरिक्त बल हैं जो सबसे छोटे कणों पर कार्य करते हैं।
पहला इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फोर्स है, जिसे रोजमर्रा की जिंदगी में देखा जा सकता है जब चुंबक फ्रिज में चिपक जाता है या जब आप अपने सेल फोन को रिचार्ज करते हैं। यह विद्युत आवेशों जैसे इलेक्ट्रॉनों और क्वार्क(quark) के साथ साथ सभी कणों पर कार्य करता है।
चुंबक पर उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों की तरह विद्युत चुम्बकीय बल, आकर्षक या प्रतिकारक हो सकता है: सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण नकारात्मक कणों को आकर्षित करते हैं और अन्य सकारात्मक कणों को दूर करते हैं, और इसी तरह का व्यवहार नकारात्मक कणों द्वारा भ किया जाता है । यह बल गुरुत्वाकर्षण की तुलना में अधिक मजबूत है और परमाणु के छोटे स्तर पर हावी है। उदाहरण के लिए, विद्युत चुम्बकीय बल परमाणु के नाभिक के चारों ओर एक इलेक्ट्रॉन के घुमने का कारण बनता है।
दूसरा बल कमजोर नयूक्लअर बल है, जो उन सभी कणों पर कार्य करता है जो पदार्थ बनाते हैं और जो रेडियोधर्मिता का कारण बनते हैं। इस बल को “कमजोर” इसलिए कहा जाता है क्योंकि जिन कणों पर यह लगता है , वह केवल कम दुरी तक ही इस बल को लगा सकते हैं ।
उच्च ऊर्जा पर, कमजोर परमाणु बल की शक्ति बढ़ जाती है और यह तब तक होता है जब तक कि यह विद्युत चुम्बकीय बल से मेल नहीं खाता।
तीसरा बल मजबूत परमाणु बल है, जो एक परमाणु के नाभिक (न्युक्लिअस ) में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को बांधे रखता है, और प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के भीतर छोटे क्वार्क को बांधता है। विद्युत चुम्बकीय बल(electromagnetic force) और कमजोर परमाणु बल(nuclear forces) के विपरीत, उच्च परमाणु ऊर्जा (strong nuclear force)मजबूत होती है।
उच्च ऊर्जा पर जिसे ग्रैंड यूनिफिकेशन एनर्जी कहा जाता है , इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फोर्स और कमजोर न्यूक्लियर फोर्स मज़बूत या ताक़तवर हो जाती हैं और मजबूत न्यूक्लियर फोर्स कमजोर पड़ जाती है। उस क्षण , सभी तीन बल समान शक्ति तक पहुंचते हैं और एक ही बल के विभिन्न पहलू बन जाते हैं : एक ऐसा बल जिसने ब्रह्मांड के निर्माण में भूमिका निभाई होगी।

A Brief History Of Time – Fact 11

हालांकि वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ब्रह्मांड की शुरुआत बड़े धमाके के साथ हुई थी, लेकिन वे अनिश्चित हैं कि ऐसा कैसे हुआ।

अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि समय की शुरुआत बड़े धमाके के साथ हुई थी – वह क्षण जब ब्रह्मांड एक असीम रूप से सघन अवस्था से तेजी से विस्तार करने वाली इकाई में चला गया था जो आज भी बढ़ रही  है।
हालांकि, वैज्ञानिकों को यह नहीं पता है कि यह बड़ा धमाका कैसे हुआ, हालांकि यह बताने के लिए कई सिद्धांत प्रस्तावित किए गए हैं कि यह बहुत बड़ा विस्तार कैसे हुआ होगा।
ब्रह्मांड की शुरुआत का सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत सिद्धांत हॉट बिग बैंग मॉडल है।
इस मॉडल में, ब्रह्मांड शून्य आकार के साथ शुरू हुआ और असीम रूप से गर्म और घना था। बड़े धमाके के दौरान, इसका विस्तार हुआ, और जैसे-जैसे यह बड़ा , इसका तापमान ठंडा होता गया क्यूंकि गर्मी फैलती गई । इस विस्तार के पहले कुछ घंटों में ही , ब्रह्मांड में अधिकांश तत्व जो आज भी मौजूद हैं , बनाए गए थे।
जैसे-जैसे ब्रह्माण्ड का विस्तार होता रहा, गुरुत्वाकर्षण के कारण विस्तारक क्षेत्र के सघन क्षेत्र घूमने लगे, आकाशगंगाओं का निर्माण हुआ। इन नवगठित आकाशगंगाओं के भीतर, हाइड्रोजन और हीलियम गैसों के बादल टकरा गए। उनके टकराने वाले परमाणुओं ने परमाणु संलयन (nuclear fusion reaction ) पैदा कीं, जिससे सितारों का निर्माण हुआ।
जब ये तारे बाद में मर गए और ध्वस्त हो गए, तो उन्होंने विशाल तारकीय विस्फोट किए, जिसने ब्रह्मांड में और तत्वों को बाहर निकाल दिया। इसने नए सितारों और ग्रहों के जन्म के लिए सामग्री प्रदान की।
यद्यपि यह आम तौर पर बड़े धमाके और समय के जन्म का स्वीकृत संस्करण है, यह इसका एकमात्र मॉडल नहीं है।
एक अन्य मॉडल मुद्रास्फीति मॉडल (inflationary model) है। इस मॉडल का प्रस्ताव है कि प्रारंभिक (शुरूआती) ब्रह्मांड की ऊर्जा इतनी अधिक थी कि मजबूत परमाणु बल, कमजोर परमाणु बल और विद्युत चुम्बकीय बल की ताकत बराबर थी।
जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार हुआ, तीनों बलों ने बहुत जल्दी अलग-अलग ताकत हासिल कर ली। जैसे-जैसे सेना विभाजित हुई, भारी मात्रा में ऊर्जा का निदान किया गया । इसका गुरुत्वाकर्षण-रोधी प्रभाव हुआ , जिससे ब्रह्मांड का तेजी से विस्तार हुआ और वह भी बढ़ती दर पर।

A Brief History Of Time – Fact 12

भौतिक वैज्ञानिक सामान्य सापेक्षता और क्वांटम भौतिकी को एकजुट नहीं कर पाए हैं।

ब्रह्मांड को समझने और वर्णन करने की उनकी इच्छा में, वैज्ञानिकों ने दो प्रमुख सिद्धांत विकसित किए हैं। पहला सामान्य सापेक्षता है, जो ब्रह्मांड में एक बहुत बड़ी घटना पर केंद्रित है: गुरुत्वाकर्षण। दूसरा क्वांटम भौतिकी है, जो ब्रह्मांड में सबसे छोटी ज्ञात वस्तुओं में से कुछ का वर्णन करता है: परमाणु से भी छोटे कणों का ।
जबकि दोनों सिद्धांत महान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं, क्वांटम भौतिकी के समीकरणों के साथ और सामान्य सापेक्षता के साथ क्या भविष्यवाणी की जाती है और क्या माना जाता है, इसमें बहुत बड़ा अंतर हैं। इसका मतलब यह है कि वर्तमान में हर चीज का एक पूर्ण एकीकृत सिद्धांत बनाने के लिए उन्हें एक साथ संयोजित करने का कोई तरीका नहीं है।
एक मुद्दा जो दो सिद्धांतों को एक साथ लाने से रोकता है, वह यह है कि कई समीकरण वैज्ञानिक क्वांटम भौतिकी का उपयोग करते हैं, जिसका परिणाम असंभव प्रतीत होता है। उदाहरण के लिए, समीकरणों के अनुसार, अंतरिक्ष-समय का वक्र अनंत होगा, जिसे कईं अवलोकनों ने गलत दिखाया है।
इस अनन्तता को रद्द करने के लिए, वैज्ञानिक समीकरणों में अन्य अनन्तता को पेश करने का प्रयास करते हैं। दुर्भाग्य से, यह वैज्ञानिकों को सटीक भविष्यवाणी करने में सक्षम होने से रोकता है। नतीजतन, घटनाओं की भविष्यवाणी करने के लिए क्वांटम भौतिकी से समीकरणों का उपयोग करने के बजाय, घटनाओं को स्वयं जोड़ना होगा और उन्हें फिट करने के लिए समीकरणों को बदलना होगा!
एक दूसरी, इसी तरह की समस्या यह है कि क्वांटम सिद्धांत बताता है कि ब्रह्मांड में सभी खाली जगह कणों और एंटीपार्टिकल्स के आभासी युग्मों से बनी है।
हालांकि, इन आभासी जोड़े का अस्तित्व सामान्य सापेक्षता के लिए कठिनाइयों का कारण बनता है।
चूंकि ब्रह्मांड में खाली जगह की अनंत मात्रा है, इसलिए इन जोड़ों की ऊर्जा में अनंत ऊर्जा होनी चाहिए।
यह समस्याग्रस्त है क्योंकि आइंस्टीन का प्रसिद्ध समीकरण E = mc2 बताता है कि किसी वस्तु का द्रव्यमान उसकी ऊर्जा के बराबर है। तो इन आभासी कणों की अनंत ऊर्जा का मतलब होगा कि उनका भी अनंत द्रव्यमान होगा। और अगर अनंत द्रव्यमान होते, तो पूरा ब्रह्मांड गहन गुरुत्वाकर्षण पुल के नीचे गिर जाता और एक ब्लैक होल बन जाता। 
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A Brief History Of Time – Summary

अंतिम सारांश

लाइब्रेरी की इस किताब का मुख्य संदेश:

कई लोगों को भौतिकी से दूर रखा जाता है क्योंकि वे इसे लंबे समीकरणों और जटिल सिद्धांतों की अभेद्य दुनिया के रूप में देखते हैं। और, कुछ हद तक, यह सच है। लेकिन भौतिकी की जटिलता को हम गैर-विशेषज्ञों को यह सीखने से नहीं रोकने देना चाहिए कि ब्रह्मांड कैसे और क्यों काम करता है।ऐसे कई नियम और कानून हैं जो हमें हमारे आसपास के ब्रह्मांड के रहस्यों को समझने में मदद करते हैं। नियम और कानून जो हम में से अधिकांश समझ सकते हैं। और एक बार जब हम उन्हें समझ लेते हैं, तो हम ब्रह्मांड को एक नई रोशनी में देखना शुरू कर सकते हैं।

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