ثقلی امواج اور کائناتی وقت کا آغاز

کشش ثقل کی لہر کا پتہ لگانے والا ایک نیا ڈیٹیکٹر، وہ سگنل اٹھاتا ہے جو ممکنہ طور پر کائنات میں وقت کے آغاز کا لمحہ ہوسکتا ہے۔
کشش ثقل کی لہریں اسپیس ٹائم کے فیبرک میں پیدا ہونے والی ہلکی پھلکی لہریں ہیں۔ ایک چھوٹے سے کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے والے میں پائے جانے والے دو دلچسپ سگنل کائناتی ہر قسم کے عجیب وغریب مظاہر کی نمائندگی کر سکتے ہیں – نئی طبیعیات سے لے کر خفیہ تاریک مادے تک جو بلیک ہولز کے ساتھ تعامل کرتے ہیں اور شروع کی کائناتی وقت تک۔ لیکن تجربے کے نئے ہونے کی وجہ سے، محققین کسی بھی قسم کی نئی دریافت کا دعوی کرنے کے بارے میں محتاط ہیں۔
لیزر انٹرفیرومیٹر گریویٹیشنل ویو آبزرویٹری (LIGO) جیسی سہولیات خلائی وقت کے فیبرک میں بہت بڑی لہروں کو دیکھنے کے لیے لیزر سے چلنے والے بہت بڑے ڈٹیکٹر کا استعمال کرتی ہیں جنہیں کشش ثقل کی لہروں کے نام سے جانا جاتا ہے۔ یہ دور دراز کائنات میں بلیک ہولز اور نیوٹران ستاروں کے تصادم سے آتے ہیں، جو اتنے طاقتور اور شدید واقعات ہوتےہیں کہ وہ اسپیس ٹائم کو ہلا کر رکھ دیتے ہیں اور کڑوڑوں اربوں میل کے فاصلے میں ناپی جانے والی طول موج کے ساتھ اضافے کو ڈیٹیکٹرزبھیجتے ہیں۔
پرتھ میں یونیورسٹی آف ویسٹرن آسٹریلیا کے ماہر طبیعیات مائیکل ٹوبر Michael Tobar نے لائیو سائنس کو بتایا کہ ان بڑی رصد گاہوں کی تعمیر سے بہت پہلے، سائنس دانوں کو شبہ تھا کہ اس طرح کے سائز کی کشش ثقل کی لہریں موجود ہیں، کیونکہ وہ جانتے تھے کہ بلیک ہولز اور نیوٹران ستاروں کو کبھی کبھی ایک ساتھ ٹکرا جانا چاہیے اور یہ آپس میں ٹکراتے بھی ہیں۔ یہ یاد رہے کہ بلیک ہولز اور نیوٹران اسٹارز دونوں کو اس کائنات کے سب سے بھاری کمیت رکھنے والے اجسام کے طور پر جانا جاتا ہے، اور جتنی زیادہ کمیت ہوتی ہے ، نیوٹن کے قانون کے مطابق ان میں اتنی ہی زیادہ کشش ثقل بھی پائی جاتی ہے۔
لیکن چند فٹ اور چند میل کے درمیان کم طول موج والی کشش ثقل کی لہروں کے لیے کوئی اچھی طرح سے سمجھے جانے والے ذرائع نہیں ہیں۔ اس کے باوجود، “کائنات میں، ہمیشہ ایسی چیزیں ہوتی ہیں جن کی ہم توقع نہیں کرتے،” ۔حالیہ برسوں میں ایسے ڈٹیکٹر بنانے کے لیے زور دیا گیا ہے جو ان چھوٹی کشش ثقل کی لہروں کو تلاش کر سکیں، جن کو ٹوبر اور اس کے ساتھیوں نے بنایا تھا۔ ان کا آلہ کرسٹل کوارٹز 1 انچ (3 سینٹی میٹر) قطر سے بنی ایک ڈسک پر مشتمل ہوتا ہے، جس میں ایک گونج دار چیمبر ہوتا ہے جو جب بھی مخصوص فریکوئنسی پر ہلتا ہے تو برقی سگنل پیدا کرتا ہے۔
توبر نے اپنے اس سیٹ اپ کو بڑے سے گھنٹہ یا بجنے والی گھنٹی سے تشبیہ دی جو کسی خاص پچ پر بجتی ہے۔ “اگر کشش ثقل کی لہر اس سے ٹکراتی ہے، تو یہ اسے مرتعش کر دے گی اور ایک گونج کی آواز پیدا ہوگی،” انہوں نے کہا۔ کرسٹل میں بجنے والی گھنٹی کو برقی سینسرز کے ذریعے برقی مقناطیسی سگنل کے طور پر سناجاتا ہے۔محققین نے بیک گراؤنڈ برقی مقناطیسی فیلڈزسے بچانے کے لیے اپنے ڈیٹیکٹر کو متعدد ریڈی ایشن شیلڈز کے پیچھے رکھا اور اپریٹس میں تھرمل ارتعاشات کو کم سے کم کرنے کے لیے اسے انتہائی کم درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا۔تاکہ یہ دور دراز مقامات سے آنے والی کمزور ترین کشش ثقل کی لہریں، حرارت سے پیدا ہونے والے ارتعاشات کے سبب دب نہ جائیں۔
تجربے کے 153 دن کی بھاگم دوڑ کے دوران، ڈ یٹیکٹر کا کرسٹل دو بار بجتا ہے، ہر بار ایک یا دو سیکنڈ کے لیے ایسا ہوتا ہے۔کیونکہ یہ دو دفعہ انتہائی دور دراز سے آنے والی ثقلی لہروں کو ڈیٹیکٹ کرتا ہے۔ ٹیم کے نتائج 12 اگست 2021 کو فزیکل ریویو لیٹرز جریدے میں شائع ہوئے۔سائنسدان اب یہ جاننے کی کوشش کر رہے ہیں کہ ان نتائج کی وجہ کیا ہے۔ ٹوبر نے کہا کہ چارج شدہ ذرات جنہیں کائناتی شعاعیں خلا سے آتی ہیں ان کی ایک ممکنہ وضاحت ہے۔ انہوں نے مزید کہا کہ کرسٹل میں پہلے سے نامعلوم قسم کا تھرمل اتار چڑھاؤ، جو انتہائی سرد درجہ حرارت کی وجہ سے کم سے کم ہونا چاہیے تھا، ایک اور اسی وقت دوسرا بھی ہو سکتا ہے۔اور دونوں آگے پیچھے وقت کے کچھ عرصے کے بعد ڈیٹیکٹر سے ٹکراتی ہیں۔
لیکن محققین نے اپنے مقالے میں لکھا ہے کہ بہت سارے اچھوتے اور دیگر دلفریب امکانات بھی ہوسکتے ہیں، جیسے تاریک خفیہ مادے، ڈارک میٹر کی ایک قسم جسے محور کہا جاتا ہے جسے بلیک ہول کے گرد گھومنا اور کشش ثقل کی لہروں کو چھوڑنا ہوتا ہے، اسکی بھی شائد لہریں ہوسکتی ہیں۔ ٹوبر نے کہا کہ بہت سی وضاحتوں کے لیے معیاری ماڈل سے آگے پہلے سے نامعلوم طبیعیات کی ضرورت ہو سکتی ہے جو کائنات کے تقریباً تمام ذیلی ایٹمی ذرات اور قوتوں کو بیان کرتی ہے۔
بگ بینگ کے فوراً بعد، ماہرینِ کائنات کا خیال ہے کہ کائنات ایک پھیلاؤ نامی دور سے گزری، جس دوران اس نے اپنے سائز میں بہت تیزی سے توسیع کی، فرانسیسکو میویا Francesco Muia ، برطانیہ کی کیمبرج یونیورسٹی کے ایک نظریاتی طبیعیات دان، جو اس کام میں شامل نہیں تھے، انہوں نےلائیو سائنس کو بتایا۔ انہوں نے کہا کہ اس دور کے اختتام پر، کائنات ایک ایسے مرحلے کی منتقلی سے گزری ہو گی، جیسے پانی ابلنے پر مائع سے گیس کی حالت میں بدل جاتا ہے۔ Muiaنے کہا، اگر ایسا ہوا تو، اس منتقلی نے خلائی وقت کے فیبرک میں بڑی مقدار میں توانائی جمع کر دی ہو گی، جس سے وہ قدیم کشش ثقل کی لہریں پیدا ہوں گی جو اس تجربے سے دیکھی جا سکتی ہیں۔
ٹوبر اور انکی ٹیم یہ نہیں سوچتے کہ ابھی تک یہ بتانے کے لیے کافی شواہد موجود ہیں کہ کرسٹل میں ہونے والے واقعات کسی نہ کسی طریقے سے کیا تھے، لیکن وہ اس تجربے کے نتائج کے لیے بہت پرجوش ہیں اور دیگر اس کو مستقبل قریب میں آن لائن ہونے کو پسند کرتے ہیں۔اور انکے مطابق وہ کائنات کے قدیم ترین وقت کے لمحوں کو بتانے کے لائق ہوسکتے ہیں کہ ہماری کائنات میں بالکل تعین سے وقت کب، کیسے اور کیوں شروع ہوا۔
ٹوبرنے اتفاق کرتے ہوئے کہا کہ”یہ اچھا ہوگا اگر وہ کشش ثقل کی ہی لہریں ہوں، لیکن کون جانتا ہے، کہ انکی حقیقت کیا ہے۔ پھر بھی ہم پر امید ہیں کہ ہم نے ایک نئی سائنسی حقیقت کو دریافت کرلیا ہے جسکی بدولت کچھ نئی انقلابی نوعیت کی ہم حقیقت دریافت کرنے کے قریب ہیں” ۔انہوں نے مزید کہا کہ اب جبکہ محققین کے پاس ثقلی امواج کی یہ کھوجیں ان کی مٹھی کے نیچے ہیں، وہ اس طرح کے مزید سینسر بنا سکتے ہیں۔ اگر کئی آلات ایک ہی وقت میں ایک ہی سگنل دیکھتے ہیں، تو یہ ممکنہ طور پر کائنات میں کسی چیز کے ہونے کی طرف اشارہ کر سکتا ہے اور کرسٹل کے اندر تھرمل اتار چڑھاو جیسے اندرونی عمل کو مسترد کرنے میں مدد کر سکتا ہے۔اس طرح اگر وقت کے آغاز کے بارے میں اگر نہیں، تو ہمیں کچھ اور نئی اور پرجوش معلومات بھی حاصل ہوسکتی ہیں۔
سورس آرٹیکل