Dymnikova Black Hole Tidal Forces

ब्रह्मांड की कल्पना एक विशाल, अदृश्य ट्रैम्पोलिन के रूप में करें जो अंतरिक्ष और समय से बना है। जब आप केंद्र में एक भारी बॉलिंग बॉल रखते हैं, तो यह एक गहरा गड्ढा बना देती है। यदि आप पास में एक मार्बल लुढ़काते हैं, तो वह अंदर की ओर घूमते हुए जाता है, इसलिए नहीं कि कोई छिपा हुआ हाथ उसे खींच रहा है, बल्कि इसलिए क्योंकि सतह स्वयं मुड़ी हुई है। यही गुरुत्वाकर्षण है, लेकिन आधुनिक दृष्टिकोण में, यह पदार्थ के भार के नीचे झुकता हुआ ब्रह्मांड का आकार है। अब, कल्पना करें कि वह बॉलिंग बॉल इतनी भारी और सघन हो जाती है कि गड्ढा एक अतल खाई बन जाता है। भौतिकी की क्लासिक कहानी में, यह खाई एक "विलक्षणता" (singularity) की ओर ले जाती है—एक ऐसा बिंदु जहाँ खेल के नियम टूट जाते हैं, गणित अनियंत्रित हो जाता है, और अंतरिक्ष-समय का ताना-बाना फट जाता है। यह एक वीडियो गेम में उस दीवार से टकराने जैसा है जिसे डेवलपर्स ने कोड करना ही भूल गए थे; ब्रह्मांड बस समझ से बाहर हो जाता है।

लेकिन क्या होगा अगर ब्रह्मांड में वास्तव में कोई दीवार न हो? क्या होगा अगर फटने के बजाय, ताना-बाना केवल अविश्वसनीय रूप से तंग और उछाल वाला हो जाए, जैसे कि एक सुपर-डेंस स्प्रिंग? यह वह बड़ा सवाल है जो भौतिक विज्ञानी "रेगुलर ब्लैक होल" के बारे में पूछ रहे हैं। वे यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि क्या ब्लैक होल के केंद्र में मौजूद डरावना, अनंत बिंदु वास्तविक है, या यह केवल हमारी वर्तमान समझ में एक त्रुटि है। यहाँ मुख्य अवधारणा "टाइडल फोर्स" (ज्वारीय बल) है। इसे इस तरह सोचें: यदि आप एक गहरे छेद में पैरों के बल गिरते हैं, तो आपके पैर आपके सिर की तुलना में तल के अधिक करीब होते हैं। आपके पैरों पर खिंचाव आपके सिर पर खिंचाव की तुलना में अधिक मजबूत होता है, इसलिए आपको टॉफी के एक टुकड़े की तरह खींचा जाता है। क्लासिक कहानी में, यह खिंचाव नीचे इतना मजबूत हो जाता है कि यह आपको परमाणुओं में फाड़ देता है। लेकिन यदि केंद्र एक "रेगुलर" स्प्रिंग जैसा कोर है न कि एक दरार, तो शायद वह खिंचाव रुक जाता है, या दिशा भी बदल लेता है, जिससे आप बिखरने से बच जाते हैं।

यही वह चीज़ है जिसे ब्राजील के फेडरल यूनिवर्सिटी ऑफ सेआरा के शोधकर्ताओं के एक दल ने तलाशने का निर्णय लिया। उन्होंने "डिमनिकोवा ब्लैक होल" नामक एक विशिष्ट गणितीय मॉडल को देखा, जो यह प्रस्तावित करता है कि केंद्र में डरावनी विलक्षणता वास्तव में एक सुचारू, डी सिटर कोर (de Sitter core) द्वारा प्रतिस्थापित की जाती है—एक ऐसा क्षेत्र जो बाहर की ओर धकेलने वाले एक छोटे, अत्यंत सघन खाली स्थान के बुलबुले की तरह व्यवहार करता है। लेखकों ने वास्तविक ब्लैक होल नहीं बनाया (ऐसा लैब में करना थोड़ा कठिन है), बल्कि उन्होंने आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के समीकरणों का उपयोग यह सिम्युलेट करने के लिए किया कि एक गिरती हुई वस्तु के साथ क्या होगा और बाहरी दुनिया से लेकर केंद्र तक यात्रा करते समय उस पर कौन से बल कार्य करेंगे।

उनका मुख्य निष्कर्ष उन लोगों के लिए राहत भरा है जो हमेशा के लिए स्पैगेटी में खिंच जाने की चिंता करते हैं। उन्होंने पाया कि इस डिमनिकोवा मॉडल में, टाइडल फोर्स—खिंचाव और दबाव—कभी भी अनंत नहीं होते हैं। गिरने वाली वस्तु को केंद्र में फाड़ने के बजाय, बल सीमित और प्रबंधनीय रहते हैं। और भी आश्चर्यजनक रूप से, जैसे-जैसे आप गहराई में जाते हैं, बल अपना व्यवहार बदल देते हैं। दूर से, ब्लैक होल क्लासिक संस्करण की तरह कार्य करता है, आपको बाहर की ओर खींचता है। लेकिन जैसे ही आप इवेंट होराइजन (वापसी न होने वाला बिंदु) को पार करते हैं और केंद्र की ओर गोता लगाते हैं, खिंचाव रुक जाता है। वास्तव में, रेडियल बल का चिह्न बदल जाता है, जो एक खींचने वाले खिंचाव से बदलकर एक दबाने वाले धक्के में बदल जाता है, जबकि पार्श्व बल भी कुछ ऐसा ही करते हैं।

पेपर एक ब्लैक होल के बाहर से विश्राम की स्थिति से छोड़े गए कण की यात्रा को भी ट्रैक करता है। क्लासिक कहानी में, यह सीधे विलक्षणता की ओर गिरेगा। लेकिन इस डिमनिकोवा दुनिया में, कण केंद्र तक नहीं पहुँचता है। यह आंतरिक क्षितिज के भीतर एक "टर्नअराउंड पॉइंट" (मोड़ बिंदु) से टकराता है, जहाँ बल उसे रोकने के लिए इतनी जोर से पीछे धकेलता है कि वह अपनी दिशा बदलने से पहले ही रुक जाता है। शोधकर्ताओं ने उन समीकरणों को हल किया कि एक गिरती हुई वस्तु इस यात्रा के दौरान कैसे विकृत होती है। उन्होंने पाया कि हालांकि वस्तु जटिल तरीकों से खिंचती और दबती है, लेकिन वह एक अनंत बल द्वारा कभी नहीं फाड़ी जाती। "स्पैगेटीफिकेशन" जिसकी हम क्लासिक ब्लैक होल से अपेक्षा करते हैं, उसे संपीड़न और विस्तार के एक सौम्य, सीमित नृत्य द्वारा बदल दिया गया है।

लेखक सावधानीपूर्वक यह नोट करते हैं कि यह एक विशिष्ट सिद्धांत पर आधारित एक गणितीय जांच है, न कि वास्तविक ब्लैक होल का सीधा अवलोकन। हालाँकि, उनके परिणाम बताते हैं कि यदि ब्रह्मांड वास्तव में हिंसक विलक्षणता को एक सुचारू, नियमित कोर से बदल देता है, तो ब्लैक होल में गिरने का भयानक अंत हमारी सोच से कहीं अधिक कम हिंसक हो सकता है। अंतरिक्ष-समय का "फटना" बलों के "बाउंस" (उछाल) द्वारा प्रतिस्थापित हो जाता है, जो बिल्कुल केंद्र तक भौतिकी के नियमों को बरकरार रखता है।