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CHIME ब्रह्मांड के विस्तार का पता लगाने के लिए प्राचीन हाइड्रोजन का पता लगाता है

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First brief 2 Oct, 2:38 pm IST Updated 2 Oct, 2:38 pm IST 0 developments 1 min read

CHIME radio telescope in Canada — Z22 · CC BY-SA 4.0

Where it stands

कनाडा में एक रेडियो दूरबीन ने केवल अपने स्वयं के अवलोकनों का उपयोग करके दूर के हाइड्रोजन के बड़े पैमाने के पैटर्न का पता लगाया है। यह संकेत उस समय से आता है जब ब्रह्मांड लगभग 5 अरब वर्ष पुराना था। शोधकर्ताओं ने उस धुंधले संकेत को पास के बहुत मजबूत रेडियो उत्सर्जन से अलग करने के लिए CHIME दूरबीन का उपयोग किया। प्रगति इस बात में है कि माप कैसे किया गया था। पहले के काम ने CHIME अवलोकनों की अलग-अलग आकाशगंगा सर्वेक्षणों के साथ तुलना करके हाइड्रोजन संकेत की पहचान की थी। नए विश्लेषण को खोज को स्थापित करने के लिए अब उस बाहरी तुलना की आवश्यकता नहीं है। यह वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड के एक बड़े हिस्से में पदार्थ को मैप करने का एक अधिक स्वतंत्र तरीका देता है। भारत के रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट से जुड़े शोधकर्ताओं ने काम में योगदान दिया। परिणाम इस बात के भविष्य के अध्ययनों का समर्थन कर सकता है कि समय के साथ ब्रह्मांडीय विस्तार कैसे बदल गया। यह डार्क एनर्जी की प्रकृति की पहचान नहीं करता है, और यह अंतरिक्ष में हाइड्रोजन की पहली खोज नहीं है। यह उपलब्धि एक नई माप क्षमता है, न कि ब्रह्मांड के बारे में हर सवाल का जवाब।

Background

हाइड्रोजन सबसे सरल रासायनिक तत्व है और ब्रह्मांड में व्यापक है। तटस्थ हाइड्रोजन एक धुंधला रेडियो संकेत उत्सर्जित कर सकता है। रेडियो दूरबीनें दृश्य प्रकाश की साधारण तस्वीरें लेने के बजाय ऐसे संकेत एकत्र करती हैं। प्रकाश और रेडियो तरंगों को पृथ्वी तक पहुंचने में समय लगता है। इसलिए एक बहुत दूर के स्रोत को देखने से पहले की अवधि का पता चलता है, न कि इस समय इसकी स्थिति का। जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार होता है, यात्रा करने वाली तरंगें खिंच जाती हैं। उस बदलाव को मापने से खगोलविदों को संकेतों को विभिन्न दूरियों और ब्रह्मांडीय इतिहास के पहले के चरणों से जोड़ने में मदद मिलती है। CHIME बड़े क्षेत्रों में हाइड्रोजन की संयुक्त रेडियो चमक का अध्ययन करता है। इसे प्रत्येक धुंधली आकाशगंगा को अलग से पहचानने की आवश्यकता नहीं है। यह मैप करके कि संकेत कैसे भिन्न होता है, वैज्ञानिक यह अध्ययन कर सकते हैं कि पदार्थ अधिक या कम केंद्रित कहां है। ब्रह्मांडीय समय में इन पैटर्नों की तुलना ब्रह्मांड के विस्तार के स्पष्टीकरण का परीक्षण करने में मदद कर सकती है। कठिनाई यह है कि हमारी अपनी आकाशगंगा और उपकरण बहुत मजबूत संकेत जोड़ते हैं। शोधकर्ताओं को उस दूर के हाइड्रोजन को मिटाए बिना उन प्रभावों को समझना और हटाना चाहिए जिसे वे मापना चाहते हैं। इसीलिए एक स्वतंत्र खोज मायने रखती है: यह परीक्षण करती है कि क्या दूरबीन और विश्लेषण अपने दम पर वांछित संकेत को प्राप्त कर सकते हैं।

How it developed

28 September 2026; research result released

How it started
पुराने अवलोकन एक नए सत्यापित माप देते हैं

टीम ने 2019 में एकत्र किए गए अवलोकनों की 94 रातों का विश्लेषण किया। यह जांचने के लिए परीक्षण और सत्यापन की आवश्यकता थी कि धुंधला पैटर्न एक उपकरण या अग्रभूमि प्रभाव नहीं था। परिणाम सितंबर 2026 में द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित हुआ था। CHIME ब्रिटिश कोलंबिया में पेंटिक्टन के पास एक निश्चित रेडियो दूरबीन है। जैसे ही पृथ्वी घूमती है यह उत्तरी आकाश का सर्वेक्षण करता है। इसका विस्तृत दृश्य शोधकर्ताओं को केवल अलग-थलग वस्तुओं के बजाय बड़े पैमाने के पैटर्न की जांच करने में मदद करता है। टीम के पास भविष्य के विश्लेषण के लिए कई और वर्षों के अवलोकन उपलब्ध हैं। वे डेटा ब्रह्मांडीय इतिहास की अन्य अवधियों तक माप का विस्तार कर सकते हैं। वह संभावना भविष्य का काम बनी हुई है; इसे इस बात से भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए कि इस विशेष विश्लेषण ने पहले ही क्या प्रदर्शित किया है।

Dunlap Institute, University of Toronto Department of Science and Technology / PIB CHIME Collaboration

Why it matters for UPSC

GS3 · Radio astronomy and cosmology

GS3 के लिए, रेडियो खगोल विज्ञान, प्रकाश की सीमित गति और ब्रह्मांड के विस्तार के साथ तरंगों के खिंचाव को जोड़ें। स्पष्ट करें कि अग्रभूमि उत्सर्जन को हटाना क्यों आवश्यक है। ब्रह्मांडीय संरचना को मापने के एक नए तरीके को डार्क एनर्जी क्या है, यह साबित करने वाली खोज से अलग करें।

Key terms

तटस्थ हाइड्रोजन (Neutral hydrogen)हाइड्रोजन जिसके परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन अपने प्रोटॉन से बंधा होता है, जिससे यह समग्र रूप से विद्युत रूप से तटस्थ हो जाता है। यह इस शोध में उपयोग किए गए रेडियो संकेत को उत्सर्जित कर सकता है। शब्द तटस्थ इसकी विद्युत स्थिति का वर्णन करता है, न कि इसके तापमान या यह अपने परिवेश के साथ परस्पर क्रिया करता है या नहीं।

रेडियो दूरबीन (Radio telescope)एक उपकरण जो अंतरिक्ष से रेडियो तरंगें एकत्र करता है। ये तरंगें दृश्यमान प्रकाश के समान विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम का हिस्सा हैं, लेकिन इनकी तरंग दैर्ध्य लंबी होती है। एक रेडियो दूरबीन इसलिए उन संकेतों का अध्ययन कर सकता है जो एक साधारण ऑप्टिकल तस्वीर नहीं दिखाती है।

हाइड्रोजन तीव्रता मानचित्रण (Hydrogen intensity mapping)अंतरिक्ष के बड़े क्षेत्रों में हाइड्रोजन उत्सर्जन की संयुक्त ताकत को मापना। प्रत्येक आकाशगंगा को अलग से सूचीबद्ध करने के बजाय, खगोलविद कुल संकेत में भिन्नता का अध्ययन करते हैं। वे भिन्नताएं पदार्थ के बड़े पैमाने पर वितरण का पता लगाने में मदद करती हैं।

ब्रह्माण्ड संबंधी रेडशिफ्ट (Cosmological redshift)प्रकाश या रेडियो तरंगों का खिंचाव क्योंकि उनकी यात्रा के दौरान ब्रह्मांड का विस्तार होता है। आने वाली तरंगों की तरंग दैर्ध्य उत्सर्जित होने की तुलना में लंबी होती है। खगोलविद उचित मॉडल के साथ अवलोकनों को दूरी और ब्रह्मांडीय इतिहास से जोड़ने के लिए इस जानकारी का उपयोग करते हैं।

अग्रभूमि उत्सर्जन (Foreground emission)हमारे करीब के स्रोतों से विकिरण जो अध्ययन किए जा रहे दूर के संकेत को अस्पष्ट कर सकता है। हमारी अपनी आकाशगंगा मजबूत रेडियो उत्सर्जन पैदा करती है। इसके योगदान को हटाना मुश्किल है क्योंकि एक अपूर्ण सुधार या तो संदूषण छोड़ सकता है या वांछित संकेत के कुछ हिस्से को हटा सकता है।

डार्क एनर्जी (Dark energy)ब्रह्मांडीय विस्तार के देखे गए त्वरण से जुड़े अज्ञात कारण को दिया गया नाम। अलग-अलग समय पर पदार्थ की मैपिंग इसके स्पष्टीकरण का परीक्षण करने में मदद कर सकती है। CHIME परिणाम एक माप पद्धति में सुधार करता है; यह स्थापित नहीं करता है कि डार्क एनर्जी किस चीज से बनी है।

क्रॉस-सहसंबंध (Cross-correlation)साझा संकेत खोजने के लिए दो अलग-अलग डेटासेट में पैटर्न की तुलना करना। पहले के CHIME काम ने हाइड्रोजन पैटर्न की पहचान करने में मदद के लिए आकाशगंगा सर्वेक्षणों का उपयोग किया था। केवल CHIME डेटा से पैटर्न का पता लगाने से उस बाहरी तुलना पर निर्भरता कम हो जाती है।

Sources (3)

Dunlap Institute, University of Toronto · official · CHIME directly detects distant hydrogen using its own radio observations2 Oct, 2:00 pm
Department of Science and Technology / PIB · official · Indian researchers contribute to CHIME hydrogen detection2 Oct, 2:00 pm
CHIME Collaboration · official · An Overview of CHIME, the Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment2 Oct, 2:00 pm