تمام اسکیلوں کے لئے جرات؟
کشش ثقل کا جدید تصور سترہویں صدی میں سر آئزک نیوٹن کے ساتھ شروع ہوا۔ نیوٹن کے کشش ثقل کے عالمی قانون کی بنیاد پر ایک سادہ تجرباتی مشاہدہ ہے:
سب کچھ ہوتا ہے ... گویا دو جسموں کے مابین زبردستی ان کے عوام کی پیداوار کے متناسب ہے اور ان کے مابین فاصلے کے مربع کے متناسب تناسب ہے۔
- سر آئزک نیوٹن
اس سادہ حقیقت نے چاند کی تفصیلی حرکت کی وضاحت کی ، سیاروں کی حرکت کے کیپلر کے قوانین کو محو کردیا ، اور جدید دور میں ہمیں یہ بتایا جاتا ہے کہ کس طرح چھوٹے بڑے خلائی جہاز کو قابل تقویت کے ساتھ بین الکلیاتی خلا کے وسیلے پر چلانا ہے۔ تاریخ میں کبھی بھی اس طرح کے میدانی مشاہدات نے ہمیں (لفظی!) نہیں اٹھایا۔
نیوٹن کے کشش ثقل کے قانون کا ذخیرہ پیمانے سے لے کر شمسی نظام تک وسیع پیمانے پر ترازو پر تجربہ کیا گیا ہے۔ اس کی بار بار کامیابیاں اور ناقابل یقین درستگی کچھ دیگر جسمانی نظریات کے ذریعہ مساوی ہے۔ آفاقی کشش ثقل کی اعتبار اتنی تھی کہ انیسویں صدی میں مرکری کے مدار کی چھوٹی سی زیادتی نے بحران پیدا کیا۔
اس بحران کو آئن اسٹائن کے نظریہ جنرل ریلیٹیویٹی نے حل کیا تھا ، جو نیوٹن کے بعد ہمارے کشش ثقل کے تصور کے لئے واحد قابل ذکر ہے۔ جنرل ریلیٹیویٹی نے خود بہت سے صحت سے متعلق امتحانات کا مقابلہ کیا ہے۔ نیوٹن آئن اسٹائن نظریہ کی بار بار کامیابیاں ، اور اس کے مصنفین کی سخاوت ، علماء کے مابین ایک وسیع رویہ کا باعث بنی ہے کہ کشش ثقل کے بارے میں سیکھنے کے لئے کوئی نئی بات نہیں ہوسکتی ہے۔ ان میں سے بہت سے ایسے ہی اسکالرز بیک وقت متضاد رویے پر قائم رہتے ہیں کہ ہر چیز کا متفق نظریہ ہونا چاہئے ، یا کم از کم چار بنیادی قوتوں میں سے۔ اب تک ، کشش ثقل نے کوانٹم میکینیکل تصویر میں شامل ہونے سے ثابت قدمی سے انکار کردیا ہے جو فطرت کی دوسری قوتوں کی وضاحت کے لئے ضروری ہے۔ پھر بھی کشش ثقل کا ایک کوانٹم نظریہ ہونا چاہئے۔ اس کے منطقی انجام تک پہونچتے ہوئے ، نیوٹن اور آئن اسٹائن نے پہلے ہی جو کچھ ہمیں بتایا ہے اس سے آگے سیکھنے کے لئے اور بھی بہت کچھ ہونا ضروری ہے۔
کوانٹم دائرے سے پرے ، کشش ثقل کے دیگر پہیلیاں بھی ہیں جن کی وضاحت کرنا باقی ہے۔ سب سے زیادہ وابستہ ایک کو عام طور پر "تاریک مادے کی پریشانی" کہا جاتا ہے۔ جب ماہر فلکیات کہکشاؤں اور اس سے بھی بڑے نظاموں میں ستاروں اور گیس کی حرکات کی پیمائش کرتے ہیں تو ، انھیں پتہ چلتا ہے کہ ستاروں جیسی نمایاں شکلوں میں بڑے پیمانے پر نیٹون کے یونیورسل گروتوشن کے ذریعہ اس کی وضاحت کی جا سکتی ہے۔ . اس وجہ سے یہ نتیجہ نکلا ہے کہ کائنات میں زیادہ تر (تقریبا٪ 90٪) اجارہ تاریک ہے۔
تاریک مادے کے ل evidence زبردست ثبوت موجود ہیں۔ پھر بھی یہ سارے ثبوت اس مفروضے پر مبنی ہیں کہ نیوٹن کے نظریہ کو نظام شمسی (جہاں اس کی اچھی طرح سے جانچ پڑتال کی گئی ہے) سے کہکشاؤں کے ترازو تک محفوظ طریقے سے فاصلہ طے کیا جاسکتا ہے۔ ایک بہترین نقطہ اغاز کے باوجود ، ہمیں یہ خیال نہیں کرنا چاہئے کہ واقعی اس کا انعقاد ہوگا۔ ماہرین علمیات کے اسٹیکرز کو یہ اعتراض ہوسکتا ہے کہ ، سختی سے کہا جائے تو ، ہمیں تاریک مادے کے ثبوت کا سامنا نہیں ، بلکہ بڑے پیمانے پر تضادات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ جو کچھ ہم دیکھ رہے ہیں اس میں اضافہ نہیں ہوتا ہے ، لہذا یا تو کائنات غیب نہ ہونے والے بڑے پیمانے پر بھری ہوئی ہے ، یا نظریہ جس سے اس بڑے پیمانے پر اشارے کی طرف جاتا ہے اس پر نظر ثانی کی ضرورت ہے۔
کشش ثقل کے تجرباتی جڑوں کی طرف لوٹنے کے لئے ، نیوٹن کے مشاہدے کو یاد کریں کہ "ہر چیز ایسے ہی گویا برتاؤ کرتی ہے ..." جبکہ شمسی نظام میں بڑی درستگی کے ساتھ یہ سچ ہے ، لیکن یہ کہکشاؤں اور دیگر ماورائے نظام میں واضح طور پر غلط ہے۔ اگر اس کا انعقاد ہوتا تو ہمیں تاریک چیز کی ضرورت نہیں ہوگی۔ کشش ثقل کے بجائے الزام تراشی کرنا مناسب ہوسکتا ہے اگر نیوٹن کے فارمولے میں کوئی ایسی ترمیم موجود ہو جو اس کے جملے کی روح کو مطمئن کردے "" ہر چیز ایسے برتاؤ کرتی ہے جیسے ... "
اس طرح کی بہت ساری کوششیں کی گئیں ہیں ، اور بہت ساری ناکام ہوگئ ہیں۔ ان ناکامیوں نے لوگوں کو تاریک مادے کی سمت لے جانے کی ترغیب دی۔ پھر بھی ایک خیال ہے جس میں ناکام ہونے کے لئے ہاں ہے۔ 1983 میں ، اسرائیلی ماہر طبیعیات ایم ملگرم نے انتہائی کم رفتار میں ذرہ تحرک پر حکمرانی کرنے والے مساوات میں ایک خاص تبدیلی کی قیاس آرائی کی۔ اس نے اسے تبدیل شدہ نیوٹنین حرکیات ، یا موڈ کہا۔ تیز رفتار کے دور میں موڈ معمول کی نیوٹنائی شکل کو کم کرتا ہے ، لیکن 1011 میں 1 حصہ سے بھی کم ایکسلریشن میں جو ہم یہاں زمین پر محسوس کرتے ہیں ، چیزیں اس انداز میں تبدیل ہوتی ہیں جس میں بڑے پیمانے پر تضاد پیدا ہوسکتے ہیں۔
ایک بار موینڈ (یا کسی اور فرضی تصور میں ترمیم) کی مساوات لکھ دی گئیں تو ، وہ پینتریبازی کے ل little بہت کم گنجائش چھوڑ دیتے ہیں۔ درست متحرک اعداد و شمار ، جیسے سرپل کہکشاؤں کی گردش منحنی خطوط ، موڈ کے اطلاق سے لے کر برائٹ مادہ (ستاروں اور گیس) کی مشاہدہ تقسیم تک عمل کرنا چاہئے۔ ہر ایک کہکشاں مفروضے کا ایک انوکھا امتحان مہیا کرتی ہے۔ تصویر 1 میں کہکشاؤں کے مشاہدہ گھماؤ گھماؤ کو فٹ بیٹھتا ہے جس کا موازنہ نتائج کے ساتھ اب 100 سے زیادہ کہکشاؤں میں انجام دیا گیا ہے۔ اگرچہ یقینی طور پر کبھی کبھار پہیلی بھی موجود ہوتا ہے ، لیکن ایسی کوئی بات نہیں معلوم ہوتی ہے جہاں MOND واضح طور پر ناکام ہوجاتا ہو۔ اکثریت میں ، یہ واضح طور پر کامیاب ہوتا ہے۔ موڈ وہ فارمولا ہے جو نیوٹن کے فرمان کو پورا کرتا ہے "" ہر چیز ایسے برتاؤ کرتی ہے جیسے ... "
اپنے اصل 1983 کے کاغذات میں ، ملگرام نے اس وقت کی 'نچلے سطح کی کثافت' کہکشاؤں کی ایک نامعلوم طبقے کے بارے میں پیش گوئوں کا ایک سلسلہ کیا تھا۔ ان اشیاء کو ، اگر موھنڈ درست ہے ، بڑے پیمانے پر تضادات کی نمائش کریں کیونکہ ان کا پھیلا ہوا برائٹ ماس بڑے روشن کہکشاؤں میں پائی جانے والی پہلے ہی سخت مقدار سے کہیں زیادہ کشش ثقل کی تیز رفتار فراہم کرے گا۔ اس نے اس پیش گوئی کے متعدد مخصوص ، قابل جانچ نتائج کو درج کیا۔ اس وقت ، اس طرح کی اشیاء کو نایاب یا کوئی وجود نہیں سمجھا جاتا تھا۔ بعد میں انھیں دریافت کیا گیا ، اور اب انہیں 'کم سطح کی چمک' کہکشاؤں کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ان نئی چیزوں کو اپنے مفاد کے ل studying مطالعہ کرنے کے عمل میں ، ماہرین فلکیات نے آہستہ آہستہ ملگرام کی بڑی حد تک فراموش ، دہائی پرانی پیش گوئوں کی جانچ کرنے کے لئے ضروری اعداد و شمار جمع کرلئے۔ یہ جان کر یہ ایک صدمہ پہنچا کہ ان میں سے ہر ایک کو اعداد و شمار میں احساس ہوا ہے۔ اگرچہ سائنس مفروضوں کی تعمیر سے اصولی طور پر ترقی کرتی ہے جو پیش گوئیاں کرتی ہے جس کا بعد میں تجربہ کیا جاسکتا ہے ، واقعتا یہ ایک غیر معمولی معاملہ ہے کہ عملی طور پر حقیقت میں اس ماڈل کی اتنی صاف ستھری پیروی کی جاتی ہے۔
موڈ کی یہ کامیابیاں ان جگہوں پر زیادہ واضح ہیں جہاں حرکیاتی اعداد و شمار جو اس کی جانچ کرتے ہیں وہ سب سے زیادہ درست ہیں۔ تاہم ، بہت سارے دوسرے سسٹم ہیں جہاں تصویر کم واضح ہے۔ متحرک قوانین میں کسی بھی قسم کی ترمیم کے لئے ہر جگہ بڑے پیمانے پر تضاد کی وضاحت ہونی چاہئے۔ اس کو نہ صرف گھماؤ منحصر خطوط کے ل work کام کرنا چاہئے ، بلکہ کھیتوں کی کہکشاؤں کے تیز رفتار بازی ، کہکشاؤں کے جھنڈوں کے گیس کا درجہ حرارت ، اور کائنات کی بڑے پیمانے پر ساخت میں کہکشاؤں کی عجیب حرکتیں بھی ہیں۔
ایسا لگتا ہے کہ ایک جگہ موینڈ کو شدید مشکلات کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، کہکشاؤں کے بھرپور جھرمٹ میں ہوتا ہے: برائٹ ماس بڑے پیمانے پر مشاہدات کی وضاحت کرنے کے ل needed ضرورت سے دو چیزوں کی وجہ سے مختصر پڑتا ہے۔ ایک طرف ، یہ اتنا برا معلوم نہیں ہوسکتا ہے: فلکیات میں دو کے عنصر میں آنا اکثر ایک بڑی کامیابی کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔ دوسری طرف ، تضاد حقیقی ظاہر ہوتا ہے۔ اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ابھی کلسٹروں میں کچھ اضافی ماس دریافت ہونا باقی ہے۔ در حقیقت ، یہ تاریک ماد ofے کی کچھ شکلوں کا مطالبہ کرتا ہے۔ شاید ہی کسی نظریہ کی فروخت کا مقام جو ایسی چیزوں کو ختم کرنا چاہتا ہو۔ اس کو موڈ کے لئے مہلک سمجھا جاسکتا ہے اگر یہ حقیقت کے لئے نہ ہو کہ اجتماعی جگہوں پر بڑے پیمانے پر بڑے ذخائر کی دریافت اس سے پہلے ہوچکی ہے۔ یہ طویل عرصے سے سوچا جارہا تھا کہ کہکشاؤں میں ستارے جو کلسٹر بناتے ہیں وہ وہاں کے معمول کے مادہ کا سب سے بڑا ذخیرہ ہیں۔ تقریبا ایک دہائی قبل ، یہ بات واضح ہوگئی کہ کلسٹر کہکشاؤں کے مابین پھیلا ہوا گرم ، پھیلا ہوا گیس کا بڑے پیمانے ستاروں میں بڑے پیمانے پر بڑھ جاتا ہے۔ یہ معاملہ ہے ، اس بات پر اعتماد کرنا مشکل ہے کہ دو کا ایک اور عنصر سامنے نہیں آئے گا۔
ایک اور مسئلہ کائناتیات کا ہے۔ غیر ترمیم شدہ جنرل ریلیٹیویٹی گرم ، شہوت انگیز بڑے بینگ کسمولوجی کے تجرباتی پہلوؤں کے لئے ایک اطمینان بخش تشریح فراہم کرتی ہے۔ ایک توسیع کائنات ، نور عناصر کا نیوکلیو سنتھیت ، اور کائناتی مائکروویو بیک گراونڈ کے نام سے مشہور ریلیکشن۔ معیاری کاسمولوجی کی کامیابی اکثر مونڈ کے خلاف ثبوت کے مترادف ہے۔ اس کے باوجود معیاری کائناتولوجی صرف تب ہی قابل عمل ہے اگر 90 فیصد بڑے پیمانے پر واقعی ابھی تک فرضی شکل میں ہی موجود ہو - شاید ہی کوئی بڑا عظمت نقطہ ہو۔ بدترین بات یہ ہے کہ حالیہ برسوں میں آئن اسٹائن کی خود ساختہ "سب سے بڑی غلطی" کو بحال کرنا ضروری ہوگیا ہے: کائنات کی مستقل حیثیت۔ کسی کو حیرت ہوسکتی ہے کہ کیا یہ عجیب و غریب موڑ کسی اور بڑی حقیقت کی طرف اشارہ کررہے ہیں۔
کائناتی مائکروویو کا پس منظر اس مسئلے کا فیصلہ کرنے میں مدد کرسکتا ہے۔ تاریک مادے سے بھری کائنات اس بڑے بازگشت کی بجائے سیاہ مادہ سے عاری ایک بالکل مختلف دستخط چھوڑ دیتی ہے۔ حالیہ مشاہدات دونوں معاملات میں فرق کرنے کے قابل ہونے کے قریب قریب آ گئے ، لیکن بالآخر واضح فرق دینے میں ناکام رہے۔ آئندہ خلائی مشن ، جیسے ناسا کے ایم اے پی اور ای ایس اے کے پلسنک ، امید کرتے ہیں کہ یہ چال چلن کریں گے۔
اس سے قطع نظر کہ آیا موڈ ایک نظریہ کے طور پر درست ہے ، یہ ایک مشاہدہ کردہ مظاہر کو تشکیل دیتا ہے جو وضاحت کا مطالبہ کرتا ہے۔ اس میں تاریک ماد pictureے کی تصویر کے ل con ایک حقیقی راہداری ہے۔ گردش منحنی خطوط کے بارے میں تاریکی ماد .ے کے نظریات کی قدرتی توقعات مونڈ کی طرح نہیں لگتیں ، اور اس وجہ سے وہ ضروری مشاہداتی حقائق کا ایک مجموعہ دوبارہ پیش کرنے میں ناکام ہوجاتی ہیں۔ تاریک ماد .ے کی بہترین تھیوری سے جس کی امید کی جاسکتی ہے وہ موھنڈ کی طرح نظر آنے کے لئے تیار ہے ، اور اسی وجہ سے ملگرام نے کامیابی کے ساتھ پیش گوئی کی بہت سی چیزوں کو پوسٹ کیا۔ اس سے اس پر غور کرنے میں ایک حقیقی توقف ملتی ہے کہ فرض کیا جاتا ہے کہ سائنس آگے بڑھنے کے طریقوں کو کس طرح سمجھتا ہے۔
تاریک مادے اور MOND کے مابین ہونے والی بحثیت تازگی ہے۔ حالیہ برسوں میں کچھ تشویش ظاہر کی گئی ہے کہ سائنس اپنے اختتام پر ہے۔ تمام بنیادی دریافتیں کی گئیں۔ دریافت کرنے کے لئے واقعی کوئی نئی چیز باقی نہیں ہے۔ اس جذبات نے تقریبا ایک صدی قبل رودر فورڈ کے الفاظ کی بازگشت کی ہے: "باقی جو کچھ باقی رہ گیا ہے وہ آخری چند اعشاریہ پوائنٹس کو پُر کرنا ہے۔" اب ، اس وقت کی طرح ، بنیادی سائنس کے خاتمے کی افواہوں کو بہت زیادہ بڑھا چڑھا کر پیش کیا گیا ہے۔
\
چترا 1: بونے کہکشاں NGC 1560 کا گھماؤ وکر۔ نچلی لائن وہ گردش ہے جو مشاہدہ ستاروں اور گیس پر نیوٹنین کی کشش ثقل کے اطلاق سے پیش گوئی کی جاتی ہے۔ یہ مشاہدہ کرنے والی گردش سے بہت کم پڑتا ہے ، اس وجہ سے تاریک مادے کا فرق پیدا ہوتا ہے۔ اوپری لائن سے پتہ چلتا ہے کہ گردش متوقع ستاروں اور گیس پر MOND کے اطلاق سے متوقع ہے۔ اسی طرح کے نتائج اب 100 سے زیادہ کہکشاؤں کے لئے مشہور ہیں۔ نوٹ کریں کہ اس معاملے میں ، یہاں تک کہ گیس کی تقسیم میں مشاہدہ کیا ہوا کنک بھی گردش سے ظاہر ہوتا ہے۔ یہ تاریک مادے کے ساتھ سمجھانا بہت مشکل ہے جو برائٹ ماس کی طرح تقسیم نہیں ہوتا ہے۔ موڈ وہ فارمولا ہے جو نیوٹن کے فرمان کو پورا کرتا ہے "" ہر چیز ایسے برتاؤ کرتی ہے جیسے ... "