ब्लैक होल में परमाणुओं के गिरने के कारण उत्सर्जित होने वाली विकिरणों का आकलन

The two most successful scientific theories of the past century are the general theory of relativity and quantum theory. Quantum theory describes the microscopic behaviour of fundamental particles whereas the general theory of relativity accurately describes the motion of objects or particles around a massive object which is the exact mathematical description of the theory of gravitation at the classical level. A fundamental building block of the general relativity theory is the observation by Einstein which states that the laws of nature remain the same if an experiment is done in a small enough region in the presence of a gravitational field compared to the same experiment done in the absence of gravity. This is called the principle of equivalence which is completely classical. Scientists have been trying to experimentally observe the validity of the principle of equivalence in a quantum mechanical scenario.

 

 

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वैज्ञानिकों ने ब्लैक होल में स्वतंत्र रूप से गिरने वाले परमाणुओं के कारण निकलने वाले विकिरण पर नए क्वांटम प्रभावों का पता लगाया है। ब्लैक होल में गिरने वाले परमाणुओं की यह जांच क्वांटम यांत्रिकी के एकीकरण की दिशा में वैज्ञानिकों के प्रयासों पर नया प्रकाश डाल सकती है, जो पदार्थ के सबसे छोटे पैमाने पर काम करती है और आइंस्टीन द्वारा प्रतिपादित अपेक्षाकृत सामान्य सिद्धांत जो सबसे बड़े ब्रह्माण्ड संबंधी पैमानों पर लागू होता है।

पिछली शताब्दी के दो सबसे सफल वैज्ञानिक सिद्धांत सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत और क्वांटम सिद्धांत हैं। क्वांटम सिद्धांत मौलिक कणों के सूक्ष्म व्यवहार को बताता है, जबकि सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत किसी विशाल वस्तु के चारों ओर वस्तुओं या कणों की गति का सही वर्णन करता है जो उच्च स्तर पर गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का सटीक गणितीय विवरण है।

सामान्य सापेक्षता सिद्धांत का एक मूलभूत निर्माण खंड आइंस्टीन का अवलोकन है जिसमें कहा गया है कि यदि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की उपस्थिति में एक छोटे से क्षेत्र में एक प्रयोग किया जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण की अनुपस्थिति में किए गए उसी प्रयोग की तुलना में प्रकृति के नियम समान रहते हैं। इसे समतुल्यता का सिद्धांत कहा जाता है जो पूर्णतः शास्त्रीय है। वैज्ञानिक क्वांटम यांत्रिक परिदृश्य में समतुल्यता के सिद्धांत की वैधता का प्रयोगात्मक रूप से निरीक्षण करने का प्रयास कर रहे हैं।

सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत का एक मूलभूत परिणाम ब्लैक होल का अस्तित्व है। इस खगोलभौतिकीय वस्तु की विशेषता कुछ ऐसी है जिसे घटना क्षितिज के रूप में जाना जाता है। यह एक निश्चित त्रिज्या का एक काल्पनिक गोला है जिसमें एक बार वस्तु गिरने के बाद वो उसमें से निकल नहीं सकती। ब्लैक होल पर क्वांटम यांत्रिकी के प्रभावों को ध्यान में रखते हुए, स्टीफन हॉकिंग ने भविष्यवाणी की थी कि वे विकिरण भी उत्सर्जित कर सकते हैं – जिसे हॉकिंग विकिरण कहा जाता है। हॉकिंग विकिरण का पता लगाना आज तक संभव नहीं हो सका है, क्योंकि ब्लैक होल से निकलने वाला ठंडा विकिरण ब्रह्मांड के 2.7 डिग्री केल्विन कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड विकिरण में समा जाता है।

एस.एन. बोस राष्ट्रीय मौलिक विज्ञान केंद्र के वैज्ञानिकों की एक टीम (डॉ. सुनंदन गंगोपाध्याय, श्री सोहम सेन, और डॉ. ऋतुपर्णा मंडल) ने, एस.एन. बोस राष्ट्रीय मौलिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग का एक स्वायत्त संस्थान है, ब्लैक होल में गिरने वाले परमाणुओं के विकिरण की जांच की है, जिसमें क्वांटम सुधार शामिल है। उनकी गणितीय गणनाओं ने पहले के परिणामों को दोहराते हुए बताया है कि यह विकिरण हॉकिंग विकिरण (ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित) के समान है और इसमें विशिष्ट विशेषताएं हैं जो समतुल्यता के आइंस्टीन सिद्धांत को अंतर्दृष्टि प्रदान करती हैं।