EHT डेटा का स्वतंत्र विश्लेषण ब्लैक होल की ऐतिहासिक तस्वीर की पुष्टि करता है
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EHT डेटा का स्वतंत्र विश्लेषण ब्लैक होल की ऐतिहासिक तस्वीर की पुष्टि करता है

हाल ही में उपयोग किए गए डेटा के एक स्वतंत्र विश्लेषण ने 2019 में ब्लैक होल की पहली छवि बनाने के लिए उपयोग किए गए डेटा में एक अंधेरे क्षेत्र के चारों ओर एक चमकीली वलय जैसी संरचना की उपस्थिति की पुष्टि की। ये परिणाम 11 नवंबर को नेचर जर्नल में प्रकाशित हुए थे।

यह अध्ययन मूल रूप से इवेंट होराइजन टेलीस्कोप (EHT) के निष्कर्षों के अनुरूप है, हालांकि यह चमक के वितरण और छवि पुनर्निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली विधियों के संबंध में प्रश्न खुले छोड़ता है।

अंतर्राष्ट्रीय EHT सहयोग ने 2019 में ब्लैक होल की छाया की पहली छवि प्रस्तुत की थी। दर्ज की गई संरचना केंद्रीय अंधेरे क्षेत्र के चारों ओर एक चमकता हुआ वलय थी, जो अल्बर्ट आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत की भविष्यवाणियों के अनुरूप है।

इस छवि को प्राप्त करने के लिए परियोजना ने विभिन्न महाद्वीपों पर स्थित रेडियो दूरबीनों के समकालिक अवलोकनों को जोड़ा। ये उपकरण एक एकल आभासी दूरबीन के रूप में कार्य करते हैं, जिसका रिज़ॉल्यूशन पृथ्वी के आकार की एंटीना के बराबर होता है।

फिर भी, पुनर्निर्माण प्रक्रिया सीमाओं का सामना करती है। चूंकि रेडियो दूरबीनें ग्रह की पूरी सतह को कवर नहीं करती हैं, इसलिए अवलोकन में अंतराल उत्पन्न होते हैं जिन्हें गणितीय तरीकों और कम्प्यूटेशनल मॉडल की मदद से पूरा करने की आवश्यकता होती है। इन तरीकों का चयन अंतिम परिणाम को प्रभावित कर सकता है।

यही पहलू मूल छवि में संदेह पैदा करता है। 2022 से, क्योटो विश्वविद्यालय, जापान के खगोल भौतिकीविद् जूनिचिरो मकिनो और उनके सहयोगियों ने EHT के निष्कर्षों पर सवाल उठाना शुरू कर दिया। सहयोग द्वारा उपयोग की गई एक विधि को अलग धारणाओं के साथ लागू करते हुए, टीम ने एक ऐसी छवि प्राप्त की जहां रेडियो उत्सर्जन एक स्पष्ट वलय बनाने के बजाय एक गलत संरचना में केंद्रित दिखाई देता था।

इन विसंगतियों के जवाब में, ऑस्ट्रेलियाई वैज्ञानिक अनुसंधान और औद्योगिक प्रतिष्ठान संगठन (CSIRO) के खगोल भौतिकीविद् सैमुअल लाइ और उनके सहकर्मियों ने डेटा की पुन: जांच के लिए अपनी स्वयं की कार्यप्रणाली विकसित की। उनके परिणाम आम तौर पर 2019 में EHT द्वारा प्रस्तुत डेटा के अनुरूप थे।

CSIRO के खगोल भौतिकीविद् और अध्ययन के सहकर्मी नित्यानंदन त्यागराजन के अनुसार, न्यूरल नेटवर्क को निर्देशित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विभिन्न मॉडल थोड़े भिन्न पुनर्निर्माण का कारण बन सकते हैं। उन्होंने समझाया: 'आप अपने प्रारंभिक मॉडल के आधार पर थोड़ी अलग दिशाओं का पालन कर सकते हैं।' इन अंतरों के बावजूद, शोधकर्ता ने उल्लेख किया कि नई टीम ने भी वलय जैसी संरचना की खोज की।

हालांकि, मकिनो प्राप्त परिणामों पर संदेह करना जारी रखते हैं। शोधकर्ता द्वारा बताई गई एक भिन्नता केंद्रीय संरचना के चारों ओर सबसे चमकीले बिंदुओं के स्थान से संबंधित है, जो उपयोग की जाने वाली पुनर्निर्माण विधि के आधार पर बदलता रहता है। उन्होंने कहा: 'यदि दोनों विधियाँ गणितीय रूप से मान्य हैं, तो यह समझना मुश्किल है कि ऐसा क्यों होता है।'

इस प्रकार, नया विश्लेषण वलय जैसी संरचना के सामान्य अस्तित्व की पुष्टि करता है, लेकिन छवि के सभी विवरणों की अंतिम पुष्टि नहीं करता है। चमक का वितरण विभिन्न पुनर्निर्माणों के बीच असहमति का एक क्षेत्र बना हुआ है।

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शोधकर्ताओं ने पाया कि इन पथों से मेल खाने वाले अलग-थलग स्थिर बिंदु, ब्लैक और व्हाइट दोनों होल्स के क्षितिज के रूप में कार्य करते हैं। प्रयोगकर्ताओं ने स्ट्रोबोस्कोपिक विकास पर विचार करने वाले सैद्धांतिक मॉडल के साथ तुलना करके अपने अवलोकनों की पुष्टि की।

प्राप्त परिणामों का उपयोग सिग्नल कम्प्रेशन, मल्टीप्लेक्सिंग और रेज़ोनेटर कूलिंग प्रक्रियाओं सहित विभिन्न क्षेत्रों में किया जा सकता है। इस अध्ययन का विवरण वैज्ञानिक पत्रिका फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित किया गया था।

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सापेक्षता के सिद्धांत के एक मूलभूत सिद्धांत में अल्बर्ट आइंस्टीन का यह कथन है कि भौतिकी के नियम सभी पर्यवेक्षकों के लिए समान होते हैं, चाहे उनकी गति कुछ भी हो। हालांकि, KM3NeT अंतर्राष्ट्रीय सहयोग के शोधकर्ताओं ने भूमध्य सागर की गहराइयों में स्थापित एक दूरबीन का उपयोग यह जांचने के लिए किया कि क्या यह नियम सभी परिस्थितियों में लागू होता है।

टीम ने वायुमंडलीय न्यूट्रिनो के 5,828 उम्मीदवारों का विश्लेषण किया और सो कॉल्ड लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता के उल्लंघन के कोई संकेत नहीं पाए। नकारात्मक परिणाम के बावजूद, इस अध्ययन ने भौतिकी के नियमों में संभावित परिवर्तनों के लिए नए प्रायोगिक सीमाएँ स्थापित कीं, जिसमें दो प्रकार के इन कणों से संबंधित अभूतपूर्व प्रतिबंध शामिल हैं, जैसा कि Eurkealert पोर्टल की जानकारी में बताया गया है।

लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता आइंस्टीन के सापेक्षता सिद्धांत के केंद्र में है। फिर भी, गुरुत्वाकर्षण को क्वांटम भौतिकी के साथ सामंजस्य बिठाने के लिए किए गए कुछ सैद्धांतिक प्रस्तावों का सुझाव है कि यह सिद्धांत सभी परिस्थितियों में लागू नहीं हो सकता है।

एक परिकल्पना यह विचार करती है कि स्पेस-टाइम, जिसे आमतौर पर एक निरंतर संरचना माना जाता है, अत्यंत छोटे और असतत इकाइयों से बना हो सकता है। यदि ऐसा होता है, तो भौतिकी के कुछ मौलिक गुण कुछ विशेष परिस्थितियों में अंतर दिखा सकते हैं।

न्यूट्रिनो इस संभावना का अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से दिलचस्प कण हैं। वे पदार्थ के साथ कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करते हैं और पृथ्वी से गुजरने सहित विशाल दूरी तय करने में सक्षम होते हैं। एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि वे यात्रा के दौरान एक प्रकार से दूसरे प्रकार में बदल सकते हैं, जिसे न्यूट्रिनो ऑसिलेशन कहा जाता है और इसमें तीन स्वाद शामिल हैं: इलेक्ट्रॉनिक, म्यूओनिक और टौनिक।

इन परिवर्तनों की संभावना का अनुमान मौजूदा भौतिक मॉडल द्वारा उच्च सटीकता के साथ लगाया जा सकता है। यदि अवलोकन भविष्यवाणियों से विचलन दिखाते हैं, तो यह अज्ञात घटनाओं के अस्तित्व का संकेत दे सकता है, जिसमें लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता का संभावित उल्लंघन भी शामिल है।

इन विचलनों की खोज के लिए, शोधकर्ताओं ने KM3NeT/ORCA डेटा का उपयोग किया, जो भूमध्य सागर की गहराइयों में स्थित एक न्यूट्रिनो डिटेक्टर है। विश्लेषण में छह डिटेक्शन ब्लॉक के साथ किए गए 1.4 वर्षों के अवलोकनों को शामिल किया गया था, जो उपकरण के निर्माण के शुरुआती चरण में किया गया था। टीम ने दर्ज किए गए न्यूट्रिनो की ऊर्जा और आगमन दिशा की तुलना सैद्धांतिक भविष्यवाणियों से की। कुल मिलाकर, 5,828 वायुमंडलीय न्यूट्रिनो उम्मीदवार घटनाओं का विश्लेषण किया गया, जो पृथ्वी के वायुमंडल के साथ ब्रह्मांडीय किरणों की परस्पर क्रिया से बनते हैं।

परिणामों में लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता का कोई उल्लंघन नहीं पाया गया। फिर भी, प्राप्त डेटा ने इन कणों के व्यवहार को बदलने में सक्षम कुछ प्रभावों की तीव्रता के लिए अधिक सख्त सीमाएँ स्थापित करने की अनुमति दी। प्रमुख उपलब्धियों में से एक म्यूओनिक और टौनिक न्यूट्रिनो से जुड़े संभावित अंतरों और इन दोनों स्वादों के बीच ऑसिलेशन के लिए पहली बार प्रत्यक्ष सीमाएँ निर्धारित करना था।

योजनाबद्ध संरचना के केवल एक छोटे हिस्से का उपयोग करते हुए भी, KM3NeT/ORCA ने IceCube और Super-Kamiokande जैसे दीर्घकालिक प्रयोगों के परिणामों के तुलनीय परिणाम प्राप्त किए। डिटेक्टर का विस्तार जारी है, और शोधकर्ता उम्मीद करते हैं कि डेटा की मात्रा बढ़ने से और भी कमजोर प्रभावों का अध्ययन किया जा सकेगा। सहयोग KM3NeT/ARCA पर विश्लेषण का विस्तार करने की भी योजना बना रहा है, जो इस संरचना का एक अन्य डिटेक्टर है जिसे दूर के खगोल भौतिकी स्रोतों से आने वाले बहुत उच्च ऊर्जा वाले न्यूट्रिनो का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

ये कण विशेष रूप से उपयोगी हो सकते हैं क्योंकि लोरेन्ज़ अपरिवर्तनीयता के उल्लंघन के कुछ संभावित प्रभाव उच्च ऊर्जा और लंबी दूरी पर अधिक स्पष्ट हो जाते हैं। अभी तक, ARCA के साथ इस तरह के विश्लेषण को करने के लिए पर्याप्त खगोल भौतिकी न्यूट्रिनो जमा नहीं हुए हैं।

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