ब्लैकहोल का इतिहास-----

By--वैभव पाण्डेय एक ऐसे भारी शरीर की अवधारणा जिससे कि प्रकाश भी बचने से असमर्थ हो को,   भूविज्ञानी   जॉन मिचेल   द्वारा 1783 में   हेनरी काव...

By--वैभव पाण्डेय




एक ऐसे भारी शरीर की अवधारणा जिससे कि प्रकाश भी बचने से असमर्थ हो को, भूविज्ञानी जॉन मिचेल द्वारा 1783 में हेनरी कावेंदिश को लिखे गये एक पत्र में प्रकट किया गया था और रॉयल सोसाइटी द्वारा प्रकाशित किया गया था:

If the semi-diameter of a sphere of the same density as the Sun were to exceed that of the Sun in the proportion of 500 to 1, a body falling from an infinite height towards it would have acquired at its surface greater velocity than that of light, and consequently supposing light to be attracted by the same force in proportion to its vis inertiae, with other bodies, all light emitted from such a body would be made to return towards it by its own proper gravity.

—John Michell

1796 में, गणितज्ञ पिएर्रे-साइमन लाप्लास ने अपनी किताब एक्स्पोसिशन डू सिस्टेम डू मोंडे के पहले और दूसरे संस्करण में इसी विचार को बढ़ावा दिया था (इसे बाद के संस्करणों में से हटा दिया गया)। उन्नीसवीं सदी में इन "डार्क स्टार्स" पर ध्यान नहीं दिया गया था, क्योंकि तब ऐसा माना जाता था कि प्रकाश द्रब्यमान रहित तरंग है अतः गुरुत्व के प्रभाव से मुक्त है। आधुनिक ब्लैक होल अवधारणा के विपरीत, ऐसा माना जाता था कि क्षितिज के पीछे की वस्तु का पतन नहीं हो सकता है।

1915 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने अपने सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत को विकसित किया, वे पहले ही यह सिद्ध कर चुके थे कि गुरुत्वाकर्षण प्रकाश की गति पर वास्तव में प्रभाव डालता है। कुछ महीने बाद, कार्ल स्च्वार्जस्चिल्ड ने एक बिंदु द्रब्यमान और एक गोलाकार द्रव्यमान के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र का समाधान दिया, यह दिखाते हुए कि एक ब्लैक होल का अस्तित्व सिद्धांततः संभव है। स्च्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या को अब गैर-चक्रित ब्लैक होल के घटना क्षितिज की त्रिज्या के रूप में जाना जाता है, लेकिन इस तथ्य को उस समय नहीं समझा जा सका था, उदाहरण के लिए स्च्वार्जस्चिल्ड खुद इसे भौतिक नहीं मानते थे। जोहानिस द्रोस्ते नें, हेंड्रिक लोरेंत्ज़ के एक छात्र, स्वतंत्र रूप से बिंदु द्रव्यमान पर स्च्वार्जस्चिल्ड के कुछ महीनों के बाद ऐसा ही समाधान दिया और इसके गुणों के बारे में बड़े पैमाने पर और अधिक लिखा।

1930 में, खगोलविद सुब्रमन्यन चंद्रशेखर नें सामान्य सापेक्षता का उपयोग करते हुए यह गणना की कि इलेक्ट्रॉन-डिजनरेट पदार्थ वाले एक गैर-चक्रित शरीर का सौर द्रव्यमान यदि 1.44 (चंद्रशेखर सीमा) से अधिक हुआ तो उसका पतन हो जायेगा। उनके तर्क का आर्थर एडिंग्टन द्वारा विरोध किया गया था, जिनका विश्वास था कि कोई वस्तु निश्चित रूप से इस पतन को रोकेगी। एडिंग्टन आंशिक रूप से सही थे: चंद्रशेखर सीमा से थोडा अधिक द्रब्यमान वाला सफेद बौनासितारा पतन के बाद न्यूट्रॉन तारे में परिवर्तित हो जायेगा. लेकिन 1939 में, रॉबर्ट ओप्पेन्हेइमेर और उनके सहयोगियों ने भविष्यवाणी की कि चन्द्रशेखर द्वारा दिए गए कारणों की वजह से, लगभग तीन से अधिक सौर द्रब्यमान (तोलमन-ओप्पेन्हेइमेर-वोल्कोफ्फ़ सीमा) वाले सितारा का पतन एक ब्लैक होल के रूप में हो जायेगा।

ओप्पेन्हेइमेर और उनके सह लेखकों ने श्वार्ज़स्चाइल्ड निर्देशांक प्रणाली का (1939 में उपलब्ध एकमात्र निर्देशांक) उपयोग किया, जिसने श्वार्ज़स्चाइल्ड त्रिज्या पर गणितीय विशिष्टता को उत्पादित किया, दूसरे शब्दों में, इस समीकरण में इस्तमाल किये गए कुछ घटक श्वार्ज़स्चाइल्ड त्रिज्या पर अनंत हो जाते थे। इसका अर्थ यह निकला गया कि स्च्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या एक "बुलबुले" की सीमा थी जिसमें समय "रुक" जाता था। यह बाहर से देखने वालों के लिए एक वैध बिंदु है, लेकिन अन्दर गिरने वालों के लिए नहीं।

इस विशेषता के कारण, पतन हो चुके तारों को कुछ समय के लिए "फ्रोजेन स्टार्स (जमे हुए तारे)"के नाम से जाना गया, क्योंकि एक बाहरी पर्यवेक्षक को तारे की सतह उस समय में जमी हुई दिखाई देगा जिस पल में तारे का पतन उसे स्च्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या के अंदर ले जा रहा होगा। यह आधुनिक ब्लैक होलों का एक ज्ञात लक्षण है, लेकिन इस बात पर बल दिया जाना चाहिए कि जमे हुए तारे की सतह का प्रकाश बहुत जल्दी रेडशिफ्टेड हो जाता है और ब्लैक होल को बहुत जल्दी काले रंग का बना देता है। कई भौतिकविद इस विचार को स्वीकार नहीं कर पा रहे थे कि स्च्वार्जस्चिल्ड त्रिज्या के भीतर समय रुक जाता है और 20 वर्षों तक इस बिषय पर लोगों कि रूचि नहीं रही थी।

1958 में, डेविड फिन्केइस्तें ने एडिंग्टन-फिन्केल्स्तें निर्देशांकप्रस्तुत करते हुए घटना क्षितिज की अवधारणा पेश की, जिसने उन्हें यह साबित करने में सक्षम किया कि स्च्वार्जस्चिल्ड सतह r= 2 m एक विशिष्टता नहीं है बल्कि यह एक आदर्श एकलदिशा झिल्ली के रूप में कार्य करता है: कारणात्मक प्रभाव इसे एक ही दिशा में पार कर सकते हैं।इसमें और ओपेन्हीमर के परिणामों को कोई खास विरोधाभास नहीं था, बल्कि इसने एक अन्दर गिरते हुए पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण को शामिल करके इसका विस्तार ही किया। फ़िन्केल्स्तीन समेत, अभी तक के सारे सिद्धांत केवल गैर-चक्रित ब्लैक होलों को कवर करते थे।

1963 में, रॉय केर ने आवर्ती ब्लैक होल के लिए एकदम सटीक समाधान खोज लिया। इसकी चक्रित सिंग्युलेरिटी एक बिंदु नहीं बल्कि एक छल्ला थी। कुछ समय बाद, रोजर पेनरोस यह साबित करने में सक्षम हो गये कि सिंग्युलेरिटी सभी ब्लैक होलों के अन्दर पाई जाती हैं।

1967 में, खगोलविदों ने पल्सर की खोज की और कुछ वर्षों के भीतर यह साबित करने में सक्षम हो गये कि ज्ञात पल्सर,तेजी से चक्रित न्यूट्रॉन तारे ही हैं। उस समय तक, न्यूट्रॉन तारे भी सिर्फ सैद्धांतिक उत्सुकता तक ही सिमित थे। इसलिए पल्सर की खोज ने उन सभी अति घनत्व वाली वस्तुओं के प्रति रूचि को जागृत किया जिनकी संरचना गुरुत्वीय पतन से होना संभव हुआ होगा।

भौतिकविद् जॉन व्हीलर को व्यापक रूप से 1967 में दिए गए अपने सार्वजनिक भाषण हमारा ब्रह्मांड: ज्ञात और अज्ञात में ब्लैक होल शब्द को गढ़ने का श्रेय दिया जाता है, अधिक दुष्कर "गुरुत्वीय रूप से पूर्णतः पतन को प्राप्त कर चुका तारा" के एक विकल्प के रूप में। हालांकि, व्हीलर ने जोर दिया था कि सम्मेलन में यह शब्द किसी और ने गढ़ा था और उन्होंने इसको केवल एक उपयोगी लघु-शब्द के रूप में अपनाया। यह शब्द 1964 में ऐनी एविंग द्वारा AAAS को लिखे एक पत्र में भी उद्धृत किया गया था:

According to Einstein’s general theory of relativity, as mass is added to a degenerate star a sudden collapse will take place and the intense gravitational field of the star will close in on itself. Such a star then forms a "black hole" in the universe.

—Ann Ewing, letter to AAAS