एक अध्ययन: Big Bang की शुरुआत Black Hole के भीतर हुए rebound से हो सकती है

• एक नया Physical Review D पेपर Big Bang को हर चीज़ की शुरुआत नहीं, बल्कि एक बेहद विशाल Black Hole बनाने वाले गुरुत्वीय पतन के बाद उसके भीतर हुई rebound (bounce) का परिणाम मानता है
• मानक cosmology Big Bang, cosmic inflation और dark energy के ज़रिए ब्रह्मांड की संरचना और विकास समझाती है, लेकिन singularity और सीधे तौर पर न देखे गए घटकों जैसी बुनियादी समस्याएँ छोड़ती है
• नया model quantum exclusion principle लागू कर दिखाता है कि ध्वस्त होता पदार्थ अनंत रूप से संकुचित नहीं होता, बल्कि high-density अवस्था में रुककर फिर expansion की ओर मुड़ सकता है
• rebound को general relativity और quantum mechanics के मूल सिद्धांतों के भीतर समझा गया है, और माना गया है कि इसके लिए exotic fields या extra dimensions जैसी speculative physics की ज़रूरत नहीं है
• अगर observations से पुष्टि हो कि ब्रह्मांड पूरी तरह flat नहीं है और उसमें छोटी positive spatial curvature होनी चाहिए, तो यह rebound-origin universe model का मजबूत संकेत हो सकता है

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Big Bang को शुरुआत नहीं, rebound मानने वाला model

• Physical Review D में प्रकाशित नया पेपर प्रस्तावित करता है कि Big Bang हर चीज़ की शुरुआत नहीं, बल्कि gravitational collapse से बने बेहद विशाल Black Hole के भीतर हुई rebound का परिणाम हो सकता है
• इस model को black hole universe कहा जाता है, और यह ब्रह्मांड की उत्पत्ति को बिल्कुल अलग तरीके से देखते हुए भी ज्ञात physics और observations पर आधारित माना जाता है
• इसकी प्रक्रिया में अत्यधिक घना पदार्थ-समूह gravity से collapse करता है, बहुत उच्च density तक पहुँचने के बाद singularity के बजाय rebound करता है और expansion के नए चरण में प्रवेश करता है

मानक cosmology में बची खामियाँ

• standard cosmology model Big Bang और शुरुआती ब्रह्मांड के तेज़ expansion यानी cosmic inflation के आधार पर ब्रह्मांड की संरचना और विकास को सफलतापूर्वक समझाता है
• लेकिन Big Bang model अनंत density वाली singularity से शुरू होता है, और इस बिंदु पर physics के नियम काम नहीं करते
• ब्रह्मांड की large-scale structure समझाने के लिए physicists एक inflation phase जोड़ते हैं, जिसे अजीब गुणों वाला कोई अज्ञात field चलाता है
• आज देखे जा रहे accelerated expansion के लिए एक और अज्ञात घटक dark energy चाहिए
• standard model अच्छी तरह काम करता है, लेकिन सीधे observe न किए गए नए घटकों पर निर्भर है और “सब कुछ कहाँ से आया”, “यह इसी तरह क्यों शुरू हुआ”, “ब्रह्मांड इतना flat, smooth और बड़ा क्यों है” जैसे सवाल छोड़ता है

Black Hole के भीतर singularity के बजाय rebound कैसे होता है

• नया model फैलते हुए ब्रह्मांड को उल्टा trace करने के बजाय यह देखता है कि अत्यधिक घना पदार्थ gravity से collapse होने पर उसके भीतर क्या होता है
• तारे का collapse होकर Black Hole बनना परिचित प्रक्रिया है, लेकिन जहाँ से कुछ भी बाहर नहीं निकल सकता, उस event horizon के भीतर का हिस्सा अब भी रहस्य बना हुआ है
• Roger Penrose ने 1965 में साबित किया था कि सामान्य परिस्थितियों में gravitational collapse को singularity तक पहुँचना चाहिए, और Stephen Hawking आदि ने इसे आगे बढ़ाया
  • ये singularity theorems इस विचार को मजबूत करते हैं कि Big Bang जैसी singularity से बचना संभव नहीं है
  • Penrose ने इस काम के लिए 2020 का Nobel Prize in Physics साझा रूप से जीता
• हालांकि ये theorems macroscopic objects से जुड़ी classical physics पर निर्भर हैं
• extreme density पर atoms और particles की सूक्ष्म दुनिया को नियंत्रित करने वाले quantum mechanics effects को शामिल करना पड़ता है, और तब निष्कर्ष बदल सकते हैं

नए पेपर के mathematical results और physical conditions

• पेपर दिखाता है कि gravitational collapse का अंत अनिवार्य रूप से singularity पर होना ज़रूरी नहीं है, और बिना approximation के exact analytic solution प्रस्तुत करता है
• गणितीय रूप से, संभावित singularity के करीब पहुँचने पर universe का आकार cosmic time के hyperbolic functions के रूप में बदलता है, ऐसा calculate किया गया है
• यह solution बताता है कि collapse करता matter cloud high-density अवस्था तक पहुँचने के बाद बाहर की ओर उछलता है और expansion के नए phase में प्रवेश करता है
• rebound को संभव बनाने वाली मुख्य चीज़ quantum exclusion principle है
  • दो समान fermions spin जैसी एक ही quantum state में नहीं रह सकते
  • इसी नियम के कारण collapse करते पदार्थ के particles अनंत रूप से compress नहीं हो पाते
  • परिणामस्वरूप collapse रुकता है और उलट जाता है, और सही conditions में rebound न केवल संभव बल्कि अपरिहार्य भी हो सकता है
• यह rebound बड़े scales, जैसे stars और galaxies, पर लागू general relativity और quantum mechanics के मूल सिद्धांतों को मिलाने वाले framework के भीतर होता है
• model के अनुसार इसमें exotic fields, extra dimensions या speculative physics की ज़रूरत नहीं है

inflation और dark energy के लिए वैकल्पिक व्याख्या

• rebound के बाद दिखने वाला universe मौजूदा universe जैसा बहुत हद तक हो सकता है
• आगे, rebound दो अलग-अलग accelerated expansion phases — inflation और dark energy — को स्वाभाविक रूप से पैदा करता है, ऐसा समझाया गया है
• यह interpretation है कि ये दोनों phases किसी काल्पनिक field से नहीं, बल्कि rebound की अपनी physics से आते हैं

testable predictions और observational clues

• model की एक बड़ी ताकत यह है कि यह testable predictions देता है
• यह model predict करता है कि universe बिल्कुल flat नहीं है, बल्कि उसमें छोटी लेकिन शून्य से अलग positive spatial curvature होनी चाहिए
  • इसे उस शुरुआती छोटी overdensity का निशान माना जाता है जिसने collapse को trigger किया था
  • इसका मतलब है कि पृथ्वी की सतह की तरह universe थोड़ा curved है
• चल रहे Euclid mission जैसे भविष्य के observations अगर छोटी positive curvature की पुष्टि करते हैं, तो यह मजबूत संकेत हो सकता है कि universe ऐसे rebound से निकला है
• यह model आज के universe की expansion rate के बारे में भी prediction करता है, और माना जाता है कि वह prediction पहले ही verify हो चुका है

शुरुआती universe और dark matter research से जुड़े सवाल

• black hole universe model standard cosmology की technical समस्याओं से आगे जाकर शुरुआती universe से जुड़े दूसरे रहस्यों के लिए भी नए clues दे सकता है
• इससे जुड़े सवालों में supermassive black holes की उत्पत्ति, dark matter की प्रकृति, और galaxies की hierarchical formation और evolution शामिल हैं
• Arrakhis जैसे future space missions उन diffuse structures का अध्ययन करेंगे जिन्हें पारंपरिक ground-based telescopes से detect करना मुश्किल है
  • इनमें galaxies को घेरने वाली stars और globular clusters की spherical structure, यानी stellar halo, शामिल है
  • इनमें बड़ी galaxies की परिक्रमा करने वाली छोटी galaxies, यानी satellite galaxies, भी शामिल हैं
  • ऐसे observations dark matter और galaxy evolution को समझने में मदद कर सकते हैं
• collapse phase में बने और rebound के बाद भी बचे Black Holes जैसे residual compact objects इन phenomena से जुड़े हो सकते हैं

ब्रह्मांड में हमारी जगह पर दृष्टिकोण

• black hole universe framework में पूरा observable universe एक बड़े parent universe में बने Black Hole के भीतर स्थित है
• इस दृष्टिकोण में मानव की स्थिति विशेष नहीं है, और यह पृथ्वी को ब्रह्मांड का केंद्र मानने वाले geocentric model के विपरीत है
• यह model शून्य से हर चीज़ के जन्म की छवि के बजाय, gravity और quantum mechanics तथा दोनों के बीच गहरे connection से बने cosmic cycle की निरंतरता के रूप में ब्रह्मांड को देखता है

[GN⁺]

Hacker News की राय

• यह अच्छा है कि वैज्ञानिक पेपर के लेखक ने खुद सारांश लिखा है। बहुत ज़्यादा सरल बनाने का जोखिम तो है, लेकिन कम-से-कम यह संभावना खत्म हो जाती है कि लेखक ने बुनियादी विज्ञान को समझा ही नहीं

  • सही, और लेख खुद भी बेहतरीन था। अच्छा होगा अगर और शोधकर्ता तकनीकी whitepaper के साथ blog post भी प्रकाशित करें, लेकिन यह भी मानता हूं कि हर वैज्ञानिक के पास blog-style writing skill नहीं होती, या वे उसे रखना चाहते हों ऐसा भी नहीं है
    बस यह चिंता है कि कहीं ऐसी दुनिया न बन जाए जहां शोधकर्ताओं का मूल्यांकन उनके शोध के प्रभाव के बजाय blog post की viral performance से होने लगे
  • पहले वैज्ञानिकों में आम लोगों के लिए अपने शोध का सारांश लिखने की परंपरा काफी आम थी, और लगता है वे इसे एक तरह का नागरिक कर्तव्य मानते थे। 90 के दशक में मेरे पास World of Physics नाम का एक संकलन था, जिसमें कई वैज्ञानिकों के essays थे; दशकों बाद फिर ढूंढकर निकाला, और इसकी जोरदार सिफारिश करता हूं
    https://www.amazon.com/World-Physics-Library-Literature-Anti...
  • यह किसी university PR team द्वारा लिखे गए बढ़ा-चढ़ाकर किए गए प्रचार से कहीं बेहतर है। आम तौर पर वे दुनिया में पहली बार, paradigm shift वगैरह कहकर ऊंचा दिखाने में समय लगाते, लेकिन लेखक ने सच में महत्वपूर्ण चीजों पर ध्यान दिया है। जैसे कि testability है या नहीं, और अगर है तो क्या ढूंढना चाहिए
  • वाकई अच्छा था। समाधान बहुत सरल दिखता है और लगता है कि पिछले model की सारी समस्याओं को साफ कर देता है। शायद हर black hole के भीतर उसका अपना universe हो सकता है

• यह लेख management theory या institutional metaphor पर नहीं, बल्कि physics paper (arXiv:2505.23877) पर आधारित है
  paper असल में यह प्रस्ताव रखता है कि Big Bang किसी बड़े parent universe में बने black hole के भीतर की gravitational rebound हो सकता था। quantum degeneracy pressure singularity बनने से पहले collapse को रोक देता है, और बाहर से यह black hole जैसा दिखता है, लेकिन अंदर की ओर यह 13.8 अरब वर्षों के expansion के रूप में विकसित होता है। संक्षेप में, यह quantum corrections वाला relativistic collapse model है, जो singularity से बचता है, हल्की negative curvature और स्वाभाविक inflation-जैसे चरण को शामिल करता है, और testable predictions देता है

  • “higher-dimensional parent universe” वाला हिस्सा गलत है। parent universe हमारे universe जैसा ही परिचित 3+1 dimensions वाला है
    प्रस्ताव यह है कि general relativity में बड़े और विरल spherical matter cloud के collapse को देखा जाए। इस प्रक्रिया में event horizon बनता है, और उसके बाद बाहर से यह सामान्य black hole जैसा दिखता है, जबकि अंदर का evolution फिर दिखाई नहीं देता। भीतर matter cloud, एक बड़ा vacuum shell और event horizon होते हैं
    quantum mechanics संकेत देती है कि degeneracy pressure के कारण equation of state शुरू में “विरल dust” जैसी दिखती है, फिर किसी बिंदु पर “लगभग incompressible” हो जाती है। कई assumptions और approximations के तहत ऐसा solution मिलता है जिसमें interior degeneracy pressure के कारण bounce करता है, और अंदरूनी perspective से एक apparent cosmological constant पैदा होता है; लगता है cosmological horizon को बाहर से देखे गए black hole horizon के अनुरूप माना गया है
    paper में जगह-जगह approximate numbers डालकर दावा किया गया है कि हमारे observable universe का scale, mass, age, apparent cosmological constant वगैरह इस mechanism के साथ compatible हैं, और perturbations तथा cosmic microwave background anisotropy को भी कुछ हद तक hand-waving से संभाला गया है। अगर यह ठीक से काम करे तो सचमुच शानदार होगा, लेकिन अभी मुझे यकीन नहीं कि model internally ठीक से बनता है या नहीं, और hand-waving काफी दिखती है। वास्तविक observable universe से matching भी अभी बहुत convincing नहीं है
    मैं कई वर्षों से cosmology से दूर रहा हूं और physicist नहीं, mathematician हूं, इसलिए इस आकलन को काफी सावधानी से लें। यह arXiv preprint पढ़ने के आधार पर है, और मैंने सभी calculations और references को follow नहीं किया
    जोड़ दूं तो लगता है कि rebound के पास stability को भी address नहीं किया गया है। मुझे लगता है उस क्षेत्र में BKL-type anisotropic instability known है। सही parameters में हो सकता है कि ऐसी instability बढ़ने से पहले rebound हो जाए, और शायद paper या references ने observable universe से match किए गए numbers डालकर यही दावा किया हो और मैं चूक गया होऊं। फिर भी अगर सब कुछ ठीक बैठता है, तो unstable होने पर भी model अपने-आप में चौंकाने वाला होगा
  • मैंने अभी paper नहीं पढ़ा है, लेकिन यह सारांश लेख में कही गई बातों जैसा ही लगता है। article की explanation और इस summary में असल में क्या फर्क है, यह जानना चाहूंगा। non-expert के नज़रिए से दोनों एक जैसे लगते हैं
  • paper देखने पर parent universe के higher dimension होने की बात नहीं दिखती, और लगता है parent universe के लिए भी वही 4-dimensional general relativity framework इस्तेमाल किया गया है
  • क्या वही interaction हमारे universe के black holes के भीतर flat universes बना सकता है? क्या उनके अंदर linear universes भी बन सकते हैं?
    हमारे universe को समेटने के लिए 4-dimensional universe कितना बड़ा होना पड़ेगा, इसकी कल्पना करना भी मुश्किल है; और अगर layers और ज़्यादा हों तो यह और भी अविश्वसनीय रूप से बड़ा हो जाता है। उल्टा, हमारे universe के अंदर शायद अनगिनत flat universes आसानी से समाए हो सकते हैं
  • आह: https://arxiv.org/abs/2505.23877

• अगर लेख का core fermion rebound है, तो हमारे ज्ञात matter और energy की मात्रा को देखते हुए यह बेहद विशाल black hole होना चाहिए, और जिज्ञासा होती है कि इतने आकार तक पहुंचने से पहले यह किस तरह के environment में रहा होगा
  हालांकि black hole universe theories और speculations पहले से काफी पुरानी हैं, और event horizon की अवधारणा सीखने पर यह विचार स्वाभाविक रूप से दिमाग में आ सकता है; इसलिए इसे सिर्फ “radical और surprising alternative” कहने के बजाय थोड़ा और acknowledgement मिलना चाहिए था। अलग बात analytic solution में है

• इस सिद्धांत में दो समस्याएँ या सवाल हैं
  पहला, एक parent universe चाहिए जो किसी black hole के अंदर बना न हो। अगर ऐसा है, तो एक दूसरा “universe creation” mechanism होना चाहिए, जिसके बारे में शायद हम child universe के अंदर रहकर जान ही न सकें। यानी अजीब गुणों वाले किसी अज्ञात field की जगह अजीब गुणों वाला कोई अज्ञात parent universe आ जाता है, इसलिए यह “हमारा universe कैसे शुरू हुआ?” वाले असली सवाल का जवाब देता हुआ नहीं लगता
  दूसरा, parent universe का black hole इतना बड़ा होना चाहिए कि उसमें वह सारा matter समा सके जिसे हम देखते हैं, इसलिए वह हमारे universe में ज्ञात किसी भी black hole से कहीं बड़ा होना चाहिए। सवाल है कि ज्ञात सबसे बड़े black hole से 750 अरब गुना बड़ा black hole कैसे बन सकता है

  • मुझे नहीं लगता कि यह idea बहुत नया है
    Schwarzschild solution जैसे black hole models में हमारे universe के दृष्टिकोण से black hole का हिस्सा माने जाने वाले asymptotically flat spacetime क्षेत्र होते हैं। Singularity के पास कुछ होकर नया universe बनता है—यह बात इतनी पागलपन भरी नहीं लगती
    अगर हमारा universe किसी दूसरे universe का child है और वह universe भी किसी और universe का child है, तो यह उन multiverse models से मेल खाता है जो “universe के parameters ऐसे क्यों हैं?” जैसे सवालों से निपटते हैं। हो सकता है हम संयोग से ऐसे universe में हों जिसमें हम रह सकते हैं, या ऐसा natural selection हो जिसमें ज्यादा black holes बनाने वाले universes के ज्यादा children होते हों
    parent black hole के relative size की बात करें, तो universe में सामान्य अर्थ में energy conservation अनिवार्य रूप से लागू होना जरूरी नहीं है। एक idea यह है कि universe की gravitational binding energy पूरे universe के mass के विपरीत मान के बराबर होती है, इसलिए कुल योग 0 होता है; ऐसे में उसका अधिक या कम होना किसी चीज़ का उल्लंघन नहीं करता
  • parent universe जरूरी नहीं कि अनिवार्य हो। Universe फैल सकता है, फिर धीमा होकर दोबारा collapse हो सकता है, और ऐसे में फिर bounce कर सकता है
    यह process हमेशा दोहरती है या bounce में energy खोती है, और अगर खोती है तो कहाँ और कैसे जाती है—ये अलग सवाल हैं
    यह कहना कि parent universe का black hole बहुत बड़ा होना चाहिए, सही भी है और नहीं भी। इसमें contraction को ध्यान में नहीं रखा गया। Relativity में 100-foot की सीढ़ी को 10-foot के barn में डालने जैसी स्थिति भी संभव है
    सबसे बढ़कर, publish करने के लिए सब कुछ एक साथ जानना जरूरी नहीं है। अगर ऐसा होता तो कोई paper नहीं निकाल पाता। आलोचना होना अच्छा है, और वही आलोचना अगले काम की ओर ले जाती है
  • यह भी संभव है कि सभी universes black holes के अंदर बनने वाली अनंत universe-black hole-universe chain हों। इस स्थिति में “infinite” का मतलब क्या है, यह हमें नहीं पता, इसलिए इसे बस खारिज नहीं किया जा सकता। यह वैसा ही है जैसे Aristotle ने causes की infinite chain को खारिज किया था, लेकिन आज पीछे मुड़कर देखें तो वह निष्कर्ष दोषपूर्ण लगता है
    हमें यह भी नहीं पता कि हमारा universe दूसरे universes की तुलना में बड़ा है या छोटा। Universes के बीच size compare करना अर्थपूर्ण है या नहीं, और अगर है तो कैसे करना चाहिए—यह भी नहीं पता। Big Bang खुद modern science की सबसे बड़ी अटकल भी हो सकता है
  • बाहरी universe हमेशा से मौजूद रहा हो सकता है, और हमारे universe के उलट अंततः collapse हुआ हो सकता है। इसके विपरीत हमारा universe expand हुआ और लगता है आगे भी हमेशा expand करेगा। इसमें काफी साफ symmetry है। शायद असल में यह एक ही universe है, और collapse व expansion बस एक-दूसरे के mirror images हैं
  • हम खुद शुरू हुए हैं, इसलिए यह सोचने और anthropomorphize करने की tendency रखते हैं कि universe को भी “शुरू” होना ही चाहिए। क्या यह जरूरी है? Universe पर शुरुआत रखने की कोई बाध्यता नहीं है। अगर आप पृथ्वी का चक्कर लगाएँ, तो आखिरकार शुरुआत की जगह पर लौट भी सकते हैं

• मैंने कहीं पढ़ा था कि हमारा 3-dimensional universe किसी 4-dimensional black hole के अंदर हो सकता है। व्याख्या यह थी कि black hole के event horizon को पार करने पर radius coordinate time जैसा हो जाता है, इसलिए एक spatial degree of freedom खो जाती है, जबकि tangential direction में motion अब भी संभव रहता है, जिससे N-1-dimensional universe बन जाता है
  इसलिए हमारा 3-dimensional universe किसी 4-dimensional black hole में गिरे matter से बना हो सकता है, और हमारे 3-dimensional black holes में 2-dimensional Flatland universes हो सकते हैं। बाहरी 4-dimensional universe भी किसी 5-dimensional black hole के अंदर हो सकता है, और यह सिलसिला ऐसे ही चल सकता है

  • तब यह अंदाजा लगाने का salon game खेला जा सकता है कि हमारे जाने-पहचाने universe के familiar properties में से कौन-सी दरअसल spaghettified 4th dimension है
    मैंने पहले c पर दांव लगाया था। आखिर वह constant है। शायद सभी constants किसी higher universe के spaghettified अवशेष हों
  • event horizon पार करने पर radius coordinate time जैसा हो जाता है—इस बात के बाद निकाला गया निष्कर्ष, यानी कि एक spatial degree of freedom खो जाती है, गलत है। Time coordinate फिर space जैसा हो जाता है, इसलिए अब भी 3 spatial degrees of freedom रहते हैं। अगर spacetime, जैसा physicists मानते हैं, 4-dimensional Lorentz manifold है, तो dimension यूँ ही गायब नहीं हो सकता
    इसके अलावा black hole के अंदर जाने के बाद singularity कोई ऐसी जगह नहीं है जिसे आप छड़ी से छूकर देख सकें। Singularity आपके भविष्य में होती है, ठीक उसी तरह जैसे मृत्यु भविष्य में होती है
  • मैं हमेशा यह idea explore करना चाहता था कि हमारा universe किसी static 5th dimension के अंदर है, और वह 5th dimension randomness या entropy को दर्शाता है। इसे ऐसे सोचें जैसे 3-dimensional space में 2-dimensional plane को explore करना, जहाँ 3rd dimension constant हो। हम उस 5-dimensional space के भीतर बस किसी random Big Bang में हो सकते हैं
  • 4 dimensions में curl operator नहीं हो सकता
  • 1-dimensional black hole के अंदर क्या होगा?

• लेख दिलचस्प है, लेकिन अगर author सही भी हो और universe किसी बड़े universe के black hole से बना हो, तब भी सवाल बचता है। तो वह बड़ा universe कैसे बना? शायद यह ऐसा सवाल हो जिसे जाना ही न जा सके

  • Big Bang से पहले क्या था, हमारे universe के बाहर क्या है—ऐसे सवाल काफी natural लगते हैं। लेकिन ये सवाल ठीक से defined हैं और meaningful हैं या नहीं, यह अभी हमें नहीं पता
    कुछ सौ साल पहले कोई पूछ सकता था, “flat Earth के किनारे तक पहुँचने पर क्या होता है?” या “North Pole के उत्तर में क्या है?”
  • यह ऐसा fractal structure भी हो सकता है जहाँ बड़ा universe उसी universe जैसा हो जिसमें वह समाया है। तब सवाल हल हो जाता है ;)
  • यह theory उसी category में आती है: https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_natural_selection
    हालांकि origins के बारे में कोई hypothesis लगता नहीं है
  • Big Bang से ठीक पहले हमारे universe की physical conditions black hole के अंदर की conditions से अलग न की जा सकने वाली हो सकती हैं
    उस अर्थ में black holes ऐसे regions हो सकते हैं जहाँ हमारा universe low-entropy state से लगभग अनंत initial entropy state में लौट गया हो

• इस विषय पर मेरे मन में बहुत सारे सवाल हैं
  भौतिकी की औपचारिक शिक्षा नहीं है, लेकिन जब पता चला कि black hole का mass Schwarzschild radius के साथ linear proportion में होता है, तो यह विचार काफ़ी plausible लगा। black hole जितना बड़ा होगा, उसकी कुल density उतनी कम होनी चाहिए। इसमें यह observation जोड़ें कि हमारा universe बड़े scale पर uniform density रखता है, तो लगा कि बहुत बड़े black hole की घटती density और observable universe की fixed density जहाँ मिलती हैं, वहाँ कोई critical value हो सकती है
  physics में रुचि रखने वाले tech colleagues के साथ इस सवाल पर अक्सर बात की, लेकिन साफ़ जवाब नहीं मिला
  दूसरी तरफ़ dark energy को अक्सर वास्तविक energy के विकल्प जैसा, यानी किसी चीज़ को एक-दूसरे से दूर accelerate कराने वाली underlying energy जैसा समझाया जाता देखा है, और यह wording मुझे हमेशा असहज लगी। इसके बजाय इसे negative energy, यानी total energy के loss के रूप में देखना ज़्यादा plausible लगा
  classical field में जब दो objects दूर जाते हैं, तो potential energy store होती है जिसे बाद में recover किया जा सकता है। dark energy ऐसे काम नहीं करती; objects जितने दूर होते हैं, उतनी तेज़ी से और दूर जाते हैं। global perspective से यह energy loss जैसा दिखता है। यह loss quantum world में भी रिसता है, जहाँ high-frequency से निकला photon low-frequency के रूप में पहुँचता है
  इसलिए dark energy को universe से किसी रूप में energy के extract होकर फिर वापस न आने के रूप में सोचना ज़्यादा उचित लगता है। यह अंदर से observe किया गया black hole evaporation जैसा भी हो सकता है। असली लोगों से पूछने पर जवाब मिला कि dark energy का “energy” component space के “tension” के रूप में normalize होता है, लेकिन physics ठीक से न पढ़े व्यक्ति के नज़रिए से भी यह संतोषजनक नहीं लगा

  • universe के estimated mass को Schwarzschild formula में डालकर देखें, तो observable universe के size के कितना करीब आता है, यह देखकर हैरानी होती है
  • पहले यहाँ एक thread था जिसमें galaxies के लगातार और तेज़ी से दूर जाने की वजह को mass की वजह से time के अलग-अलग speed से बहने की hypothesis के रूप में देखा गया था
    galaxies के बीच के voids में time, galaxies के अंदर की तुलना में तेज़ी से बहता है, और universe-wide scale पर यह अंतर बहुत ज़्यादा accumulate हो जाता है—कुछ ऐसा। इस field की मेरी समझ बहुत limited है, लेकिन वह theory मुझे काफ़ी पसंद आई और कुछ हद तक समझ में आती लगी
  • इस बात में, जब matter horizon में गिरता है तो black hole का size बढ़ता है, और evaporate होने पर घटता है। तो universe expansion black hole से निकलने वाली energy की तुलना में उसमें जाने वाली energy ज़्यादा होने से जुड़ा होगा
  • non-expert विचार के तौर पर, black holes theoretically जितनी energy खोते हैं, क्या वह अभी detect न हो सकने जितनी faint नहीं होती? और dark energy को observable universe का major component नहीं माना जाता? numbers शायद आपस में match नहीं करेंगे
  • black hole definition के हिसाब से infinite density वाली singularity है, लेकिन उसका mass finite होता है
    Schwarzschild volume का size और density सिर्फ़ mass से तय होते हैं, और static, non-rotating case में density mass के square के inverse proportional होती है। density = 3c⁶/32πG³M²
    supermassive black hole लगभग 0.5 kg/m³ होता है, यानी पतली हवा और पानी के बीच के स्तर पर, और stellar-mass black hole लगभग 1e19 kg/m³ होता है, जो neutron star से भी कई orders of magnitude ज़्यादा है

• Big Bang को media में अक्सर “space, time और matter के अस्तित्व में उभरने वाला universe का explosive birth” बताया जाता है। लेकिन यह currently accepted theory नहीं है। “अगर Big Bang से पहले space और time नहीं थे तो?” यह Stephen Hawking की personal theory के क़रीब है

  • ज़्यादा सटीक रूप से कहें तो, हमारी theories हमें उस point से पीछे जाने की अनुमति नहीं देतीं जो Big Bang जैसा दिखता है, और सच में उस point के बहुत पास पहुँचना भी मुश्किल है। क्योंकि “time 0” जैसा दिखने वाली जगह के पास जाते-जाते quantum gravity बहुत important हो जाती है
    जहाँ हमारी theories break down होती हैं, उससे पहले के बारे में कोई claim करने का कोई principled और reasonable तरीका नहीं है, और “उससे पहले space या time बिल्कुल नहीं था” वाला claim भी इसमें शामिल है
    इसलिए “Big Bang से पहले” के बारे में आपने जो भी सुना है, वह हमेशा speculation रहा है। science media जब ऐसे speculations लगातार report करता है, तो कई लोग reporting को ही science के बार-बार अपना stance बदलने जैसा पढ़ते हैं। लेकिन इस विषय पर science ने कभी कोई consistently justifiable stance रखा ही नहीं। certainty का दावा science का दावा नहीं है; यह media की समस्या है, जो इसे clear किए बिना “science ने खोजा” की तरह लिखता है
  • यह लगभग inevitable लगता है कि हमें पता चलेगा कि हम न तो अकेला universe हैं और न ही अकेला cycle
    कभी माना जाता था कि Earth universe का center है, फिर माना गया कि Sun universe का center है। अगला obvious step शायद यह होगा कि हमारा universe universes का center नहीं है
  • standard model Lambda-CDM में अगर time itself t=0 के बाद ही exist करता है, तो Big Bang “से पहले” सच में नहीं है—लगता है लोग consciously या unconsciously इस बात को ठीक से conceptualize नहीं कर पाते
  • currently accepted theory क्या है?
  • अगर spontaneous और accidental creation पर विश्वास करना है, तो वह ईश्वर में विश्वास करने से अलग नहीं लगता

• अगर हमारा पूरा observable universe किसी बड़े “parent” universe में बने black hole के अंदर है, तो क्या यह conclusion नहीं निकलता कि हमारे universe के black holes भी event horizon के पार अपने अंदर universes रखते हैं? ऐसा ही होना चाहिए लगता है, और सच में दिमाग़ चकरा जाता है

  • यह नया idea नहीं है, लेकिन यह कहना शायद accurate नहीं होगा कि दूसरे universes black holes के अंदर “contained” हैं
    https://en.wikipedia.org/wiki/White_hole#Big_Bang/Supermassi...
  • ज़रूरी नहीं। यह clear नहीं है कि हमारे universe के कौन से black holes “rebound” के लिए ज़रूरी critical mass से ज़्यादा heavy हैं

• हल्की hard SF recommendation: Gregory Benford की Cosm(1999). एक laboratory में bowling ball के size का universe बनता है, और उसे बनाने वाली scientist government agents से भागते हुए उसे safe रखने की कोशिश करती है। वह उस universe को जितना long possible हो protect करना चाहती है, लेकिन time भी size जितना ही relative है, इसलिए बहुत देर तक wait करने की ज़रूरत नहीं

  • Rick and Morty season 2 episode 6, “The Ricks Must be Crazy” भी similar है। Rick ने spaceship battery के अंदर energy produce करने के लिए एक universe बनाया था, और उस microverse के अंदर का scientist फिर mini-verse बनाता है
  • Horton Hears a Who जैसा सुनाई देता है
  • Theodore Sturgeon की Microcosmic God(1941)
  • एक similar Star Trek episode याद है। शायद DS9 था