ब्रह्मांडीय स्थिरांक और निर्वात ऊर्जा

श्याम ऊर्जा (dark energy) का सबसे सरल रूप खाली स्थान की एक स्थिर ऊर्जा है, आइंस्टीन का ब्रह्मांडीय स्थिरांक, लेकिन इसका प्रेक्षित मान सिद्धांत द्वारा अनुमानित मान से अविश्वसनीय रूप से छोटा है।

Definition

ब्रह्मांडीय स्थिरांक आइंस्टीन के क्षेत्र समीकरणों में एक स्थिर पद है जो नकारात्मक दबाव के साथ निर्वात के एक समान ऊर्जा घनत्व के अनुरूप है; श्याम ऊर्जा के साथ पहचाना गया, यह त्वरित विस्तार उत्पन्न करता है, और इसका प्रेक्षित परिमाण सामान्य सैद्धांतिक अपेक्षाओं से कई गुना कम है।

Scope

यह विषय आइंस्टीन के समीकरणों में एक पद के रूप में ब्रह्मांडीय स्थिरांक और निर्वात की ऊर्जा घनत्व के रूप में इसकी व्याख्या, एक स्थिर नकारात्मक-दबाव घटक त्वरण को कैसे संचालित करता है, और प्रेक्षित मान तथा क्वांटम-क्षेत्र-सिद्धांत के अनुमानों के बीच भारी बेमेल के कारण उत्पन्न ब्रह्मांडीय-स्थिरांक समस्या को शामिल करता है।

Core questions

• ब्रह्मांडीय स्थिरांक क्या है और यह निर्वात ऊर्जा से कैसे संबंधित है?
• एक स्थिर निर्वात ऊर्जा त्वरण का कारण क्यों बनती है?
• ब्रह्मांडीय-स्थिरांक समस्या इतनी गंभीर क्यों है?

Key concepts

• ब्रह्मांडीय स्थिरांक
• निर्वात ऊर्जा
• नकारात्मक दबाव
• अवस्था का समीकरण w ऋणात्मक एक के बराबर
• ब्रह्मांडीय-स्थिरांक समस्या
• मानवीय तर्क
• लैम्ब्डा-सीडीएम

Key theories

लैम्ब्डा के रूप में निर्वात ऊर्जा

क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि निर्वात में ऊर्जा होती है, जो नकारात्मक दबाव के साथ एक ब्रह्मांडीय स्थिरांक की तरह गुरुत्वाकर्षण करती है, जो सामान्य सापेक्षता के भीतर श्याम ऊर्जा के लिए एक स्वाभाविक उम्मीदवार प्रदान करती है।

ब्रह्मांडीय-स्थिरांक समस्या

कण भौतिकी से निर्वात ऊर्जा के अनुमान प्रेक्षित श्याम ऊर्जा घनत्व से कई दसियों परिमाण के क्रम से अधिक हैं, एक विसंगति जो गुरुत्वाकर्षण और क्वांटम सिद्धांत को जोड़ने वाली सबसे गहरी अनसुलझी समस्याओं में से एक है।

Mechanisms

एक ब्रह्मांडीय स्थिरांक एक ऊर्जा घनत्व के अनुरूप होता है जो ब्रह्मांड के विस्तार के साथ पतला नहीं होता है; क्योंकि इसका दबाव इसके ऊर्जा घनत्व के ऋणात्मक के बराबर होता है, दूसरा फ्रीडमैन समीकरण एक बार हावी होने पर त्वरित विस्तार देता है, जबकि क्वांटम क्षेत्रों की शून्य-बिंदु ऊर्जाओं का योग प्रेक्षित मान से कहीं अधिक बड़ा मान देता है।

Clinical relevance

ब्रह्मांडीय स्थिरांक मानक लैम्ब्डा-सीडीएम मॉडल की नींव है और सभी वर्तमान डेटा के अनुकूल है, फिर भी इसके मान की अस्पष्टीकृत लघुता ब्रह्मांड विज्ञान, कण भौतिकी और क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के प्रतिच्छेदन पर स्थित है, जो अतिसममिति से लेकर बहुब्रह्मांड तक के विचारों को प्रेरित करती है।

History

आइंस्टीन ने 1917 में स्थिरांक का परिचय दिया और बाद में इस पर खेद व्यक्त किया; विस्तार की खोज के बाद इसे बड़े पैमाने पर अलग रख दिया गया था, लेकिन ज़ेल्डोविच ने 1960 के दशक में इसे निर्वात ऊर्जा से जोड़ा, वेनबर्ग ने 1989 में समस्या को और स्पष्ट किया, और 1998 की त्वरण खोज ने एक छोटे सकारात्मक मान को फिर से केंद्र में ला दिया।

Debates

लैम्ब्डा इतना छोटा लेकिन गैर-शून्य क्यों है?

ब्रह्मांडीय स्थिरांक के छोटे, गैर-शून्य मान की व्याख्या ने अज्ञात रद्दीकरण तंत्र से लेकर बहुब्रह्मांड में मानवजनित चयन तक के प्रस्तावों को प्रेरित किया है, जिनमें से कोई भी स्थापित नहीं है, जिससे समस्या अनसुलझी है।

Key figures

• Albert Einstein
• Steven Weinberg
• Yakov Zeldovich
• Wolfgang Pauli

Seminal works

• weinberg1989

Frequently asked questions

क्या ब्रह्मांडीय स्थिरांक श्याम ऊर्जा के समान है?

ब्रह्मांडीय स्थिरांक श्याम ऊर्जा का सबसे सरल संभव रूप है, एक स्थिर निर्वात ऊर्जा; श्याम ऊर्जा एक व्यापक शब्द है जिसमें गतिशील विकल्प भी शामिल हैं, इसलिए स्थिरांक श्याम ऊर्जा का एक विशिष्ट, वर्तमान में पसंदीदा, मॉडल है।

ब्रह्मांडीय-स्थिरांक समस्या को भौतिकी में सबसे खराब भविष्यवाणी क्यों कहा जाता है?

क्योंकि निर्वात ऊर्जा के सामान्य क्वांटम-क्षेत्र-सिद्धांत अनुमान प्रेक्षित मान से लगभग 120 परिमाण के क्रम से अधिक हैं, सिद्धांत और अवलोकन के बीच एक अभूतपूर्व बेमेल जिसे अभी तक किसी स्वीकृत तंत्र ने हल नहीं किया है।