भौतिकविदों ने 'स्पेसटाइम क्रिस्टल' का गणित हल किया जो ब्लैक होल बन सकते हैं, क्यों नहीं

ब्लैक होल आमतौर पर मरते हुए तारों या आकाशगंगाओं के केंद्रों से जुड़ी चीज़ें हैं - बड़ी, नाटकीय, और नज़रअंदाज़ करना मुश्किल। लेकिन भौतिकी, हमेशा की तरह पार्टी में मज़ा किरकिरा करने वाली, कहती है कि आकार की कोई सख्त निचली सीमा नहीं है। सही परिस्थितियों में, सूक्ष्म ब्लैक होल तब बन सकते हैं जब स्पेसटाइम एक अजीब, गंभीर अवस्था में पहुँचता है और खुद को एक दोहराव वाले, क्रिस्टल जैसे पैटर्न में व्यवस्थित करता है। हाँ, स्पेसटाइम क्रिस्टल। अब यह एक चीज़ है।

गोएथे यूनिवर्सिटी फ्रैंकफर्ट और टीयू वियना के शोधकर्ताओं ने आखिरकार इस प्रक्रिया को गणितीय रूप से वर्णित करने का तरीका खोज लिया है। पहली बार, उन्होंने इस घटना के लिए एक सटीक सूत्र निकाला है, जिसे उन्होंने मूल रूप से "कागज़ और पेंसिल" के रूप में वर्णित किया है। क्योंकि सुपरकंप्यूटर का उपयोग क्यों करें जब आप इसे पुराने ज़माने के तरीके से कर सकते हैं?

यह विचार 1993 का है, जब कंप्यूटर सिमुलेशन ने पहली बार संकेत दिया था कि ब्लैक होल गंभीर पतन (क्रिटिकल कोलैप्स) के माध्यम से स्वतः बन सकते हैं - एक बारीक संतुलित अवस्था जहाँ ऊर्जा की एक छोटी सी ठेस सब कुछ बदल सकती है। पानी को शून्य डिग्री सेल्सियस पर सोचें: एक छोटा सा बदलाव इसे बर्फ के क्रिस्टल में जमा देता है। इसी तरह, गंभीर परिस्थितियों में, स्पेसटाइम की वक्रता अंतरिक्ष और समय में एक दोहराव वाले पैटर्न में खुद को व्यवस्थित कर सकती है, जिससे एक "स्पेसटाइम क्रिस्टल" बनता है।

यह क्रिस्टल, जैसा कि टीयू वियना के प्रो. डैनियल ग्रुमिलर कहते हैं, "एक बहुत ही अजीब और आकर्षक वस्तु" है। यह एक अस्थिर मध्यवर्ती अवस्था है जो दो तरह से जा सकती है: यह बस घुल सकती है, जिससे सामान्य स्पेसटाइम बचता है जिसमें कण स्वतंत्र रूप से घूमते हैं, या - यदि आप थोड़ी सी ऊर्जा जोड़ते हैं - यह एक ब्लैक होल में बदल जाता है। क्योंकि ऐसा होना ही है।

दशकों से, भौतिकविदों ने सिमुलेशन को समीकरणों के साथ पुन: प्रस्तुत करने के लिए संघर्ष किया। सफलता तब मिली जब टीम ने एक चतुर चाल चली: उन्होंने गणित हमारे ब्रह्मांड से अधिक आयामों में किया। हमारे ब्रह्मांड में चार आयाम हैं (तीन स्थान के, एक समय के), लेकिन पाँच, बयालीस, या यहाँ तक कि अनंत आयामों के लिए समीकरण लिखने से आपको कोई नहीं रोकता। हैरानी की बात है, जब आप आयामों को अनंत तक बढ़ाते हैं तो समस्या आसान हो जाती है। यह दीवार के ऊपर जाकर भूलभुलैया को हल करने जैसा है।

टीम ने पहले अनंत आयामों में समस्या हल की, फिर जाँच की कि क्या समाधान को चार आयामों में वापस अनुवादित किया जा सकता है। इस गणितीय चक्कर ने उन्हें गंभीर पतन के बारे में जानकारी निकालने की अनुमति दी जो पहले विश्लेषणात्मक रूप से प्राप्त करना बेहद कठिन था।

"हमारी तकनीक उल्लेखनीय रूप से स्थिर साबित होती है," टीयू वियना के फ्लोरियन एकर कहते हैं। "वांछित सटीकता के आधार पर, हम अतिरिक्त सन्निकटन विधियों का उपयोग करके अपने सूत्रों को व्यवस्थित रूप से सुधार सकते हैं।" तो, भौतिकविदों के पास अब ब्लैक होल निर्माण और अन्य चरम स्पेसटाइम व्यवहारों का अध्ययन करने के लिए एक नया उपकरण है, बिना केवल कंप्यूटर सिमुलेशन पर निर्भर हुए। क्योंकि 'प्रगति' कहने का कोई मतलब नहीं है जब आप पेंसिल से अधिक काम करते हैं।

शोध वियना प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान किया गया था। नोट: सामग्री को शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है - और इस मामले में, व्यंग्य की एक उदार खुराक के साथ।