फिफ्टी इयर्स एगो, एक स्नातक छात्र की खोज ने एस्ट्रोफिजिक्स के पाठ्यक्रम को बदल दिया

द्विध्रुवीय सरणी दूरबीन - एक क्षेत्र में 57 टेनिस कोर्ट के आकार वाले तारों और डंडों का एक समूह- कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के छात्रों को बनाने में दो साल से अधिक समय लगा। लेकिन जुलाई 1967 में टेलीस्कोप के खत्म होने के बाद, स्नातक छात्र जोकलिन बेल बर्नेल को कुछ ही हफ्तों का समय लगा, ताकि वे किसी ऐसी चीज का पता लगा सकें जो खगोल विज्ञान के क्षेत्र को बढ़ाए।

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विशाल नेट-जैसी दूरबीन ने प्रत्येक सप्ताह 700 फीट कागज भरने के लिए पर्याप्त डेटा का उत्पादन किया। इसका विश्लेषण करके, बेल बर्नेल ने एक बेहोश, दोहराए जाने वाले संकेत पर ध्यान दिया, जिसे उसने "स्क्रूफ" कहा- नियमित रूप से दालों की एक स्ट्रिंग, 1.33 सेकंड से अलग। अपने पर्यवेक्षक एंटनी हेविश की मदद से, बेल बर्नेल इस गिरावट और सर्दियों के बाद फिर से संकेत को पकड़ने में सक्षम थे।

संकेत ऐसा लग रहा था जैसे किसी भी खगोलविद ने पहले कभी नहीं देखा था। फिर भी लंबे समय से पहले, बेल बर्नेल ने वहां पहले की तरह अधिक छोटे बीकन की खोज की, लेकिन आकाश के विभिन्न हिस्सों में अलग-अलग गति से स्पंदन किया।

पृथ्वी से रेडियो हस्तक्षेप जैसी स्पष्ट व्याख्याओं को समाप्त करने के बाद, वैज्ञानिकों ने संकेत को "छोटे हरे पुरुषों" के लिए LGM-1 नाम दिया, (यह बाद में "कैम्ब्रिज पल्सर" के लिए CP 1919 बन गया)। हालाँकि वे गंभीरता से नहीं सोचते थे कि यह बहिर्मुखी हो सकता है, लेकिन सवाल यह है कि: ब्रह्मांड में और क्या ऐसे स्थिर, नियमित ब्लिप का उत्सर्जन कर सकते हैं?

सौभाग्य से, खगोल विज्ञान का क्षेत्र सामूहिक रूप से रहस्य में गोता लगाने के लिए तैयार था। जब यह खोज 24 फरवरी, 1968 को प्रतिष्ठित नेचर जर्नल में दिखाई दी, तो अन्य खगोलविद जल्द ही एक जवाब लेकर आए: बेल बर्नेल ने पल्सर की खोज की थी, जो कि न्यूट्रॉन तारे का एक पुराना रूप है, जो एक्स-रे या गामा विकिरण के तेजी से और उत्सर्जित बीमों में घूमता था। ।

"हार्वर्ड विश्वविद्यालय के खगोल वैज्ञानिक जो हार्वर्ड में डॉक्टरेट के छात्र थे, जो उत्साह के साथ घूम रहे थे, " पल्सर पूरी तरह से अप्रत्याशित थे, इसलिए यह एक ऐसी चीज की खोज के लिए उल्लेखनीय था जिसे हमने सिद्धांत-आधारित शब्दों के बारे में कभी नहीं सोचा था। खोज। "पल्सर की खोज यह बताती है कि कॉम्पैक्ट वस्तुओं की दुनिया बहुत वास्तविक थी।" पिछले 50 वर्षों में, शोधकर्ताओं ने अनुमान लगाया है कि हमारी आकाशगंगा में लाखों पल्सर अकेले हैं।

1967 में बेल बर्नेल, जिस वर्ष उन्होंने देखा कि खगोल वैज्ञानिक जल्द ही पहले ज्ञात पल्सर के रूप में पहचान करेंगे। (विकिमीडिया कॉमन्स)

कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट्स द्वारा, ग्रिंडले का मतलब उन विदेशी आकाशीय वस्तुओं से है जिनमें ब्लैक होल और न्यूट्रॉन स्टार शामिल हैं। 1934 में भौतिकविदों वाल्टर बाडे और फ्रिट्ज़ ज़्विकी द्वारा न्यूट्रॉन सितारों का प्रस्ताव किया गया था, लेकिन वास्तविकता में पहचान के लिए वैज्ञानिकों के लिए बहुत अंधेरा और मिनट माना जाता था। इन अविश्वसनीय रूप से छोटे, घने सितारों को सुपरनोवा प्रक्रिया का परिणाम माना जाता था - जब एक विशाल तारा विस्फोट होता है और शेष पदार्थ अपने आप ढह जाता है।

बाडे और ज़्विकी सही थे। जैसा कि खगोल भौतिकीविदों ने पता लगाया, पल्सर न्यूट्रॉन सितारों का एक छोटा सा उप-समूह था - और जब से वे दिखाई दे रहे थे, अन्य न्यूट्रॉन सितारों के अस्तित्व को साबित कर दिया। कसकर भरे हुए न्यूट्रॉन से बने, पल्सर का व्यास केवल लगभग 13 मील हो सकता है, फिर भी इसमें सूर्य का दोगुना द्रव्यमान होता है। उस परिप्रेक्ष्य में, न्यूट्रॉन का एक हिस्सा एक चीनी क्यूब के आकार को माउंट एवरेस्ट के बराबर मात्रा में तौलेगा। न्यूट्रॉन सितारों और पल्सर की तुलना में उच्च घनत्व वाले ब्रह्मांड में एकमात्र वस्तु एक ब्लैक होल है।

पल्सर को अन्य न्यूट्रॉन सितारों से अलग बनाने का तथ्य यह है कि वे स्पिन करते हैं, सबसे ऊपर, कुछ इतनी तेजी से वे प्रकाश की गति से संपर्क करते हैं। यह कताई गति, उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्रों के साथ, दोनों तरफ एक बीम की शूटिंग के परिणामस्वरूप - हमारे सूर्य की निरंतर चमक की तरह नहीं, बल्कि एक प्रकाशस्तंभ की घूर्णन स्पॉटलाइट की तरह। यह झिलमिलाहट थी जिसने खगोलविदों को पहली जगह में पल्सर का निरीक्षण करने और पता लगाने की अनुमति दी, और न्यूट्रॉन सितारों के अस्तित्व का पता लगाया, जो अदृश्य रहते हैं।

बेल बर्नेल ने 2017 में न्यू यॉर्कर को उसके ऐतिहासिक अवलोकन पर प्रतिबिंबित करते हुए कहा, "जिस समय यह हो रहा था, हम नहीं जानते थे कि सितारों के बीच सामान था, अकेले ही अशांत था।" "यह उन चीजों में से एक है जो पल्सर की खोज से निकली है - सितारों के बीच की जगह के बारे में अधिक ज्ञान।"

न्यूट्रॉन सितारों के अस्तित्व को साबित करने के अलावा, पल्सर ने कण भौतिकी की हमारी समझ का भी सम्मान किया और आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत के लिए और अधिक सबूत प्रदान किए। "क्योंकि वे बहुत घने हैं, वे अंतरिक्ष समय को प्रभावित करते हैं, " सैन डिएगो स्टेट यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी फ्रिडोलिन वेबर कहते हैं। "यदि आपके पास पल्सर पर अच्छा डेटा है, तो आइंस्टीन के सिद्धांत को प्रतिस्पर्धी सिद्धांतों के खिलाफ परीक्षण किया जा सकता है।"

व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए, पल्सर परमाणु घड़ियों के रूप में लगभग सटीक हैं, जो सक्रिय परमाणुओं के नियमित आंदोलनों के माध्यम से किसी भी चीज़ की तुलना में अधिक सटीक रूप से समय को मापते हैं। अगर हम कभी अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष में भेजते हैं, तो पल्सर नौवहन बिंदुओं के रूप में कार्य कर सकते हैं, वेबर कहते हैं। वास्तव में, जब नासा ने 1970 के दशक में वायेजर जांच शुरू की, तो अंतरिक्ष यान ने 14 पल्सर पर आधारित आकाशगंगा में हमारे सूर्य के स्थान का एक नक्शा शामिल किया (हालांकि कुछ वैज्ञानिकों ने मानचित्र की आलोचना की है क्योंकि हमने सीखा है कि आकाशगंगा में कई और पल्सर हैं) पहले की अपेक्षा)।

हाल ही में, वैज्ञानिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के लिए पल्सर का उपयोग करने के बारे में आशावादी हो गए हैं, उन्हें मिनट असामान्यताओं के लिए निगरानी करके। अंतरिक्ष-समय में इन तरंगों, जिसने आइंस्टीन को प्रेरित किया और वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद की कि सुपर विशाल और घनी वस्तुएं अंतरिक्ष को कैसे प्रभावित करती हैं, ने अपने खोजकर्ताओं को 2017 का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिया- जिस तरह 1974 में एंटनी हेविश ने भौतिकी पुरस्कार जीता था। (बेल बर्नेल नहीं था) पुरस्कार से सम्मानित किया गया है, शायद इसलिए कि एक छात्र के रूप में उसकी स्थिति के कारण, जैसा कि वह दावा करती है, या एक महिला होने के नाते, जैसा कि दूसरों ने सुझाव दिया है।) अब, वैज्ञानिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों को खोजने के लिए पल्सर का उपयोग करने की योजना बनाते हैं जो कि LIGO का भी पता नहीं लगा सकता है।

फिर भी पल्सर के व्यवहार और आकाशगंगा में उनके स्थान के बारे में बहुत सारे प्रश्न बने हुए हैं। "हम अभी भी पूरी तरह से रेडियो दालों का उत्पादन करने वाले सटीक इलेक्ट्रोडायनामिक्स को नहीं समझते हैं, " ग्रिंडले कहते हैं। यदि वैज्ञानिक बाइनरी सिस्टम में एक ब्लैक होल के साथ एक पल्सर का निरीक्षण कर सकते हैं - दो ऑब्जेक्ट एक-दूसरे के साथ बातचीत कर रहे हैं - जो भौतिकी और ब्रह्मांड की प्रकृति में और भी अधिक अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा। दक्षिण अफ्रीका में स्क्वायर किलोमीटर एरे जैसे नए टेलिस्कोप और चीन में पांच सौ मीटर एपर्चर गोलाकार टेलीस्कोप (एफएटीटी) के लिए धन्यवाद, भौतिकविदों के पास जल्द ही काम करने के लिए बहुत अधिक डेटा होने की संभावना है।

"वेबर्स के पास सुपर सघन पदार्थ और वस्तुओं [जैसे पल्सर] के बारे में बहुत सारे मॉडल हैं, लेकिन यह जानने के लिए कि वास्तव में क्या होता है और उन्हें विस्तार से कैसे वर्णन किया जाए, हमें उच्च गुणवत्ता वाले डेटा की आवश्यकता है, " वेबर कहते हैं। “यह पहली बार है जब हमारे पास ये डेटा हैं। भविष्य वास्तव में रोमांचक है। ”