परिचय (Introduction)

ब्रह्मांड विज्ञान (Cosmology) खगोल विज्ञान की वह शाखा है जो ब्रह्मांड (Universe) की उत्पत्ति, संरचना, विकास और अंतिम भाग्य का अध्ययन करती है। यह बड़े पैमाने पर ब्रह्मांड के गुणों को समझने का प्रयास करती है।

बिग बैंग सिद्धांत (Big Bang Theory)

यह सिद्धांत बताता है कि ब्रह्मांड लगभग 13.8 अरब वर्ष पहले एक अत्यंत सघन और गर्म अवस्था से उत्पन्न हुआ। बिग बैंग के बाद से ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है।

बिग बैंग के प्रमुख बिंदु

• ब्रह्मांड की उत्पत्ति एक विस्फोट (Explosion) से हुई।
• बिग बैंग के बाद, क्वार्क, ग्लूऑन, और अन्य मूलभूत कण बने।
• पहले तीन मिनट में, नाभिकीय संलयन (Nuclear Fusion) से हल्के तत्व बने।
• ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण (Cosmic Microwave Background Radiation) बिग बैंग के प्रमाणों में से एक है।

ब्रह्मांड की आयु (Age of the Universe)

वैज्ञानिकों के अनुसार, ब्रह्मांड की आयु लगभग 13.8 अरब वर्ष है। यह आयु ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण और दूरस्थ आकाशगंगाओं के अध्ययन पर आधारित है।

हबल का नियम और ब्रह्मांड का विस्तार (Hubble’s Law and Expansion of the Universe)

एडविन हबल ने 1929 में पाया कि आकाशगंगाएँ हमसे दूर जा रही हैं, और उनकी गति दूरी के साथ बढ़ती है। यह संबंध हबल का नियम कहलाता है।

v = H₀ × d

जहाँ, v = आकाशगंगा की रेखीय गति (Velocity), H₀ = हबल स्थिरांक (Hubble Constant), d = दूरी (Distance)

ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण (Cosmic Microwave Background Radiation)

यह ब्रह्मांड में सर्वत्र पाया जाने वाला माइक्रोवेव विकिरण है, जो बिग बैंग के अवशेष हैं। इसकी खोज 1965 में अर्नो पेन्ज़ियास और रॉबर्ट विल्सन ने की, जिसके लिए उन्हें नोबेल पुरस्कार मिला।

डार्क मैटर और डार्क एनर्जी (Dark Matter and Dark Energy)

डार्क मैटर (Dark Matter)

• यह एक अदृश्य पदार्थ है जो प्रकाश या किसी अन्य विद्युतचुंबकीय विकिरण के साथ अंतःक्रिया नहीं करता।
• यह आकाशगंगाओं में गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालता है।
• ब्रह्मांड का लगभग 27% डार्क मैटर से बना है।

डार्क एनर्जी (Dark Energy)

• यह एक रहस्यमय ऊर्जा है जो ब्रह्मांड के विस्तार को तेज कर रही है।
• ब्रह्मांड का लगभग 68% डार्क एनर्जी से बना है।
• इसका प्रकृति और स्रोत अभी भी अज्ञात हैं।

ब्रह्मांड की संरचना (Structure of the Universe)

• ब्रह्मांड में सबसे छोटे पैमाने पर ग्रह (Planets), तारे (Stars), और आकाशगंगाएँ (Galaxies) हैं।
• आकाशगंगाएँ क्लस्टर्स और सुपरक्लस्टर्स में समूहित होती हैं।
• सबसे बड़े पैमाने पर, ब्रह्मांड में कोस्मिक वेब (Cosmic Web) संरचना है।

महत्वपूर्ण सिद्धांत (Important Theories)

1. स्टेडी स्टेट थ्योरी (Steady State Theory)

• यह सिद्धांत कहता है कि ब्रह्मांड हमेशा से एक समान है और हमेशा रहेगा।
• यह बिग बैंग सिद्धांत का प्रतिद्वंद्वी था, लेकिन अब अस्वीकृत है।

2. इन्फ्लेशन थ्योरी (Inflation Theory)

• यह सिद्धांत बताता है कि बिग बैंग के तुरंत बाद ब्रह्मांड का विस्तार अत्यधिक तेजी से हुआ।
• यह ब्रह्मांड की समरूपता और सपाटता की व्याख्या करता है।

ब्रह्मांड का अंतिम भाग्य (Ultimate Fate of the Universe)

ब्रह्मांड के अंतिम भाग्य के बारे में कई सिद्धांत हैं:

• बिग क्रंच (Big Crunch): ब्रह्मांड का संकुचन और अंततः एक बिंदु में सिमटना।
• बिग फ्रीज (Big Freeze): ब्रह्मांड का अनंत विस्तार और तापमान का शून्य के करीब पहुंचना।
• बिग रिप (Big Rip): डार्क एनर्जी के कारण ब्रह्मांड का टुकड़ों में बंटना।

ब्रह्मांड की ज्यामिति (Geometry of the Universe)

• सपाट ब्रह्मांड (Flat Universe): शून्य वक्रता, यूक्लिडियन ज्यामिति का पालन करता है।
• खुले ब्रह्मांड (Open Universe): नकारात्मक वक्रता, अनंत विस्तार।
• बंद ब्रह्मांड (Closed Universe): सकारात्मक वक्रता, अंत में संकुचन।

महत्वपूर्ण तथ्य (Important Facts)

• ब्रह्मांड का व्यास: लगभग 93 अरब प्रकाश वर्ष (observable universe)
• प्रकाश वर्ष (Light Year): वह दूरी जो प्रकाश एक वर्ष में तय करता है, लगभग 9.461×10¹² किमी।
• ब्रह्मांडीय वेधशाला जैसे हबल टेलीस्कोप ब्रह्मांड के अध्ययन में महत्वपूर्ण हैं।
• ब्रह्मांड में पदार्थ, डार्क मैटर, और डार्क एनर्जी शामिल हैं।
• हिग्स बोसोन (Higgs Boson) की खोज ने द्रव्यमान की उत्पत्ति की समझ में मदद की।
• ग्रैविटेशनल लेंसिंग डार्क मैटर के अस्तित्व का प्रमाण देती है।
• कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड ब्रह्मांड की प्रारंभिक अवस्था की झलक प्रदान करता है।

बहुविश्व सिद्धांत (Multiverse Theory)

यह सिद्धांत बताता है कि हमारे ब्रह्मांड के अलावा भी अन्य ब्रह्मांड हो सकते हैं। यह अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है और विचारात्मक है।

सापेक्षता का सिद्धांत (Theory of Relativity)

• आइंस्टीन द्वारा प्रतिपादित, इसमें दो भाग हैं: विशेष सापेक्षता (Special Relativity) और सामान्य सापेक्षता (General Relativity)।
• गुरुत्वाकर्षण को अंतरिक्ष-समय की वक्रता के रूप में समझाया जाता है।
• यह सिद्धांत ब्रह्मांड के बड़े पैमाने पर काम करता है।

क्वांटम ब्रह्मांड विज्ञान (Quantum Cosmology)

यह ब्रह्मांड विज्ञान और क्वांटम यांत्रिकी का संयोजन है। यह ब्रह्मांड की उत्पत्ति और प्रारंभिक अवस्था को समझने का प्रयास करता है।

प्रकाश का लाल विचलन (Redshift of Light)

जब कोई वस्तु हमसे दूर जाती है, तो उसके प्रकाश की तरंग दैर्ध्य बढ़ती है, जिसे लाल विचलन कहते हैं। यह ब्रह्मांड के विस्तार का प्रमाण है।

परीक्षा उपयोगी तथ्य (Exam-Relevant Facts)

• ब्रह्मांड की आयु: लगभग 13.8 अरब वर्ष
• ब्रह्मांड का विस्तार: एडविन हबल द्वारा खोजा गया
• बिग बैंग सिद्धांत के प्रमाण: कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड, गैलेक्टिक रेडशिफ्ट
• डार्क मैटर: ब्रह्मांड का 27%
• डार्क एनर्जी: ब्रह्मांड का 68%
• प्रकाश वर्ष: दूरी मापने की इकाई, समय नहीं
• सबसे दूरस्थ ज्ञात पिंड: क्वासर्स
• हिग्स बोसोन की खोज: 2012 में CERN में
• सापेक्षता का सिद्धांत: गुरुत्वाकर्षण की आधुनिक समझ
• ब्रह्मांड की ज्यामिति: सपाट, खुला, या बंद