समय क्यों बहता है? भौतिक विज्ञानी Richard Muller और उनके सहलेखक Shaun Maguire का एक असामान्य उत्तर है कि ब्रह्मांड लगातार नया समय बनाता रहता है, ठीक वैसे ही जैसे वह विस्तार करते हुए नया स्थान बनाता है। तब «अभी» वह सीमा होगी जहाँ नया समय जुड़ रहा है।
यह बात जाँची न जा सकने वाली लगती है, लेकिन उन्होंने एक ऐसी जगह बताई जहाँ इसका असर दिख सकता है। जब दो ब्लैक होल का विलय होता है, तो एक साथ बहुत सारा नया स्थान बनता है। अगर उसके साथ नया समय भी बनता है, तो विलय के अंत से आने वाली गुरुत्वीय तरंग को आइंस्टाइन के समीकरणों के अनुमान से थोड़ा देर से हम तक पहुँचना चाहिए।
हमने इस विचार को लिया और उसके एक संस्करण को वास्तविक डेटा पर परखा।
हमने कौन-सा संस्करण परखा
Muller और Maguire नए समय को स्थान के आयतन से जोड़ते हैं। समस्या यह है कि आयतन इस पर निर्भर करता है कि आप दिक्काल को स्थान और समय में कैसे बाँटते हैं। इसलिए उनके संस्करण को बाँटने का एक विशेष, प्राथमिक तरीका चाहिए, और प्रयोग इसके लिए बहुत कम गुंजाइश छोड़ते हैं।
इसलिए हमने नए समय को ऐसी चीज़ से जोड़ा जिस पर हर प्रेक्षक सहमत होता है: ब्लैक होल के घटना क्षितिजों का क्षेत्रफल। जब दो ब्लैक होल का विलय होता है, तो अंतिम क्षितिज का क्षेत्रफल दोनों मूल क्षितिजों के कुल क्षेत्रफल से अधिक होता है। हमने देरी को इस अतिरिक्त क्षेत्रफल के साथ बढ़ने दिया:
delay = β × √(added horizon area / 4π) / c
यहाँ β एकमात्र स्वतंत्र संख्यात्मक पैरामीटर है। अगर यह विचार अपने सबसे सरल रूप में सही है, तो β लगभग 1 है। अगर ऐसा कोई प्रभाव नहीं है, तो β का मान 0 है।
अब तक दर्ज हुए सबसे प्रबल ब्लैक होल विलय संकेतों में से एक, GW250114 के लिए, β = 1 का अर्थ लगभग 0.36 मिलीसेकंड की देरी है। यह देरी आखिरी कुछ मिलीसेकंड में सक्रिय होती है, जब क्षितिज जुड़ते हैं:
क्षितिजों के जुड़ने का क्षण हमने नहीं चुना। हमने उसे ब्लैक होल के विलय के सार्वजनिक कंप्यूटर सिमुलेशन (SXS कैटलॉग) से लिया, जहाँ साझा क्षितिज तरंग के शिखर से लगभग 7–8 प्रणाली-द्रव्यमान इकाइयाँ पहले दिखाई देता है।
हमने इसे कैसे खोजा
हमने Gravitational Wave Open Science Center से GW250114 का LIGO डेटा डाउनलोड किया और उसे एक साथ दो मॉडलों से फिट किया: मानक तरंगरूप और वही तरंगरूप जिसमें क्षितिजों के जुड़ने के क्षण से देरी सक्रिय होती है। फिट से उन देरी मानों की सीमा मिलती है जो डेटा से मेल खाते हैं।
वास्तविक डेटा पर मिले उत्तर पर भरोसा करने से पहले, हमने दो तरीकों से विधि की जाँच की:
- हमने घटना के पास के वास्तविक डिटेक्टर शोर में एक कृत्रिम संकेत जोड़ा, जिसमें कोई देरी नहीं थी। विश्लेषण ने सही उत्तर दिया: «कोई देरी नहीं»।
- हमने β = 1 की देरी वाला कृत्रिम संकेत जोड़ा। विश्लेषण ने उसे खोज लिया, और उसके किसी भी समाधान का शून्य देरी से मेल नहीं था।
दायाँ पैनल सबसे महत्वपूर्ण है। β = 1 की देरी (बैंगनी) आसानी से दिख जाती। वास्तविक डेटा (नीला) उससे काफी बाईं ओर है।
डेटा क्या कहता है
दो स्वतंत्र तरंगरूप मॉडलों के साथ, GW250114 का डेटा ये परिणाम देता है:
- 95% विश्वास स्तर पर β < 0.74 (पहला मॉडल) और β < 0.79 (दूसरा मॉडल);
- दोनों में β = 1 लगभग 2.6σ के स्तर पर असमर्थित है;
- वह रूपांतर खारिज हो जाता है जिसमें देरी का चिह्न यादृच्छिक और परिमाण अधिक है।
हमने एक दूसरा विलय, GW250207, भी जोड़ा। यहाँ उसके लिए तीन में से केवल दो डिटेक्टर उपयोग योग्य हैं, इसलिए उसका बंधन बहुत कम सटीक है, और वह अकेले β = 0 तथा β = 1 में अंतर नहीं कर सकता। GW250114 के साथ मिलाने पर ऊपरी सीमा β < 0.79 ही रहती है।
इससे क्या सिद्ध नहीं होता
यह एक खास विचार पर सीमा है। यह उसके पक्ष में प्रमाण नहीं है, और न ही सामान्य रूप से समय के बारे में कोई दावा है। कुछ स्पष्ट सावधानियाँ:
- लगभग सारा भार एक प्रबल घटना का है। 2.6σ संकेत देता है, निर्णायक नहीं है।
- 2.6σ में केवल सांख्यिकीय शोर गिना गया है। दोनों तरंगरूप मॉडल पहले से थोड़ा अलग हैं; उस अंतर से कुछ गुना बड़ी मॉडलिंग त्रुटि β = 1 को लगभग 1.6σ पर ले आएगी।
- देरी के सक्रिय होने का आकार एक सरल, चिकना सोपान है; वास्तविक क्षितिज की वृद्धि पहले एक छलाँग और फिर धीमी वृद्धि के रूप में होती है।
- हमने डिटेक्टर अंशांकन का एक सामान्य मॉडल इस्तेमाल किया, सहयोगी समूहों के अपने मॉडल नहीं।
- विधि की हर जाँच में शोर का एक-एक खंड इस्तेमाल हुआ।
खुले कैटलॉग में ग्यारह और प्रबल विलय इन्हीं चयन मानदंडों को पूरा करते हैं। उनमें से सबसे प्रबल तीन का विश्लेषण अभी चल रहा है। अगर विचार गलत है, तो सीमा और कड़ी होनी चाहिए; अगर β = 1 सच है, तो घटनाओं को परिणाम उसकी ओर खींचना शुरू करना चाहिए।
तालिकाओं, हर जाँच और संदर्भों सहित पूरा विवरण यहाँ PDF में है: क्या ब्लैक होल का विलय समय बनाता है? GW250114 से एक सीमा।
डेटा: Gravitational Wave Open Science Center (gwosc.org), LIGO, Virgo और KAGRA। सिमुलेशन: SXS कैटलॉग। विश्लेषण: bilby और dynesty।