8.14 डार्क मैटर कण का प्रतिमान

सूची ／ अध्याय 8: ऊर्जा-तंतु सिद्धांत द्वारा चुनौती दिए गए प्रतिमान सिद्धांत

पाठक मार्गदर्शन

• यह समझाना कि “डार्क मैटर कण” अतिरिक्त गुरुत्वीय खिंचाव और संरचनात्मक वृद्धि को समझाने के लिए लंबे समय तक क्यों प्रयुक्त हुआ।
• छोटी स्केल पर आने वाली कठिनियाँ, क्रॉस-प्रोब असंगतियाँ और प्रत्यक्ष खोज में खालीपन को दिखाना।
• एकीकृत पुनर्व्याख्या प्रस्तुत करना: केंद्र में सांख्यिकीय टेन्सर गुरुत्व (STG) और ढाँचे के रूप में ऊर्जा तंतु सिद्धांत (EFT)। एकीकृत टेन्सर कर्नेल गतिविज्ञान तथा गुरुत्वीय लेंसिंग—दोनों—को कण जोड़े बिना समझाता है। सूक्ष्म आपूर्ति सामान्यीकृत अस्थिर कण (GUP) की “खींच–प्रकीर्ण” सांख्यिकी से आती है, जबकि स्थानीय टेन्सर शोर (TBN) विकिरण पक्ष का समतुल्य है। आगे हम पूर्ण पदावली—सामान्यीकृत अस्थिर कण, सांख्यिकीय टेन्सर गुरुत्व, स्थानीय टेन्सर शोर—का ही प्रयोग करेंगे। संदर्भ के लिए ऊर्जा तंतु (Energy Threads) और ऊर्जा सागर (Energy Sea) भी पहली बार नाम सहित दिए गए हैं।

I. प्रचलित प्रतिमान क्या कहता है

1. केंद्रीय कथन

ब्रह्माण्ड में एक अलोकदीप्त घटक माना जाता है जो विद्युतचुम्बकत्व से कमजोर रूप से युग्मित है, प्रभावी रूप से ठंडा है, जिसका दाब नगण्य है, और जिसे टकराव-रहित कणों के रूप में मॉडल किया जा सकता है।

1. यह घटक आरम्भ में ही halo-आधारित मचान बनाता है; सामान्य पदार्थ उसमें गिरकर आकाशगंगाएँ और समूह बनाता है।
2. आकाशगंगा घूर्णन वक्र, गुरुत्वीय लेंसिंग, समूह गतिकी, कॉस्मिक माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (CMB) के ध्वनिक शिखर और बैरियोनिक ध्वनिक दोलन (BAO) को “दृश्य + डार्क halo” ढाँचे में सामूहिक रूप से फिट किया जा सकता है।

2. यह दृष्टि लोकप्रिय क्यों है

यह पैरामीटर-कुशल है—कम मैक्रो-पैरामीटर अनेक प्रेक्षणों पर प्रथम-क्रम एकीकरण देते हैं।

• उपकरण परिपक्व हैं: N-काय शृंखलाएँ, अर्ध-विश्लेषणात्मक विधियाँ और हाइड्रो-फीडबैक पाइपलाइनें उपयोग के लिए तैयार हैं।
• कथा सहज है: “अधिक खिंचाव = अधिक (अदृश्य) द्रव्यमान”।

3. इसे कैसे पढ़ा जाए

मूलतः यह प्रत्ययों की लेखा-समायोजन है: अतिरिक्त खिंचाव को अतिरिक्त द्रव्यमान मान लिया जाता है। कण “कौन हैं” और “कैसे अन्तःक्रिया करते हैं”—ये प्रश्न प्रयोग पर छोड़े जाते हैं; कई सूक्ष्म विवरण फीडबैक-विधियों और बहु-पैरामीटर समंजन से समाहित कर लिए जाते हैं।

II. डेटा में तनाव और बहसें

1. सूक्ष्म-स्केल संकट और “अत्यधिक सुसंगत” स्केलिंग नियम

• बार-बार दिखने वाली समस्याएँ—बौनों की कमी, too-big-to-fail, कोर–आवरण प्रोफाइल—अक्सर प्रबल फीडबैक और सूक्ष्म समंजन माँगती हैं।
• गतिकी असाधारण रूप से कसी हुई अनुभवजन्य सम्बंधों का पालन करती है (जैसे बैरियोनिक टुली–फिशर और रेडियल त्वरण सम्बन्ध): दृश्य द्रव्यमान ↔ बाह्य डिस्क खिंचाव का मेल लगभग एक ही वक्र पर बैठता है—“टकराव-रहित कण + फीडबैक” कथा के लिए चमत्कारिक रूप से व्यवस्थित।

2. लेंसिंग-गतिकी असंगति और परिवेश कारक

कुछ तंत्रों में लेंसिंग-आधारित द्रव्यमान और गतिवैज्ञानिक द्रव्यमान के बीच छोटे पर तंत्रबद्ध अंतर मिलते हैं। समान श्रेणी की वस्तुएँ बड़े-स्केल परिवेश या आकाशीय उन्मुखीकरण के अनुरूप हल्के पर समदिश अवशेष दिखाती हैं। यदि सब कुछ “सिस्टमैटिक/फीडबैक” कहकर टाल दिया जाए तो निदान-शक्ति घटती है।

3. समूह टक्करों की विविधता

कुछ प्रदर्शनीय केस “डार्क पृथक्करण” की सहज धारणा का समर्थन करते हैं, जबकि अन्य में द्रव्यमान–गैस–आकाशगंगाओं का सह-विन्यास उससे मेल नहीं खाता। अलग-अलग तंत्रों के लिए प्रायः भिन्न सूक्ष्म-भौतिक बदलाव (स्व-अन्तःक्रिया, गरम या “धुंधले” रूप) माँगे जाते हैं, और कथा कोलाज-सदृश हो जाती है।

4. प्रत्यक्ष खोजों में दीर्घकालिक शून्यता

प्रत्यक्ष जाँच, कोलाइडर और परोक्ष प्रेक्षण—कई दौर—फिर भी निर्विवाद सकारात्मक संकेत नहीं देते। सूक्ष्म पहचान अस्पष्ट बनी रहती है।

संक्षिप्त निष्कर्ष

“डार्क halo जोड़ना” प्रथम दृष्टि में काम करता है; पर सूक्ष्म-स्केल सुसंगति, क्रॉस-प्रोब अंतर, केस-विविधता और प्रायोगिक शून्य—इनका संयोग एकीकृत कथा को बनाए रखने हेतु अधिक पैबंद और समंजन माँगता है।

III. ऊर्जा तंतु सिद्धांत के अनुसार पुनर्व्याख्या और पाठक-दृष्टि से परिवर्तन

एक वाक्य में पुनर्व्याख्या

“अदृश्य कण” के स्थान पर सांख्यिकीय टेन्सर गुरुत्व रखा जाता है: दृश्य वितरण दिया हो तो एकीकृत टेन्सर कर्नेल बाह्य डिस्क का खिंचाव-क्षेत्र सीधे उत्पन्न करता है। उसी टेन्सर-सम्भावना की आधार-मानचित्र एक साथ गतिकी और लेंसिंग तय करती है—कण जोड़े बिना। सूक्ष्म स्तर पर सामान्यीकृत अस्थिर कण के जीवनकाल में जमा हुआ खिंचाव आवश्यक प्रत्युत्तर देता है, और विघटन-चरण क्षेत्र को विकिरणात्मक रूप से पुनः भरता है—यही स्थानीय टेन्सर शोर की भूमिका है।

सरल उपमा

डिस्क पर अदृश्य रेत का एक और बाल्टी नहीं उड़ेलते। ऊर्जा सागर (Energy Sea) दृश्य पदार्थ से मिलते ही तनाव-जाल में स्वयं को संगठित करता है। इस जाल की बनावट—एकीकृत टेन्सर कर्नेल का प्रभाव—गति को पूर्व-निर्धारित बाह्य खिंचाव की ओर निर्देशित करती है। वेग-क्षेत्र और प्रकाश-पथ—उसी जाल के दो प्रक्षेप हैं।

तीन आधार-बिंदु

• कण → प्रत्युत्तर: “द्रव्यमान बढ़ाओ” से “प्रत्युत्तर बढ़ाओ” तक।
  अतिरिक्त खिंचाव अब किसी अदृश्य द्रव्यमान-भंडार से नहीं, बल्कि दृश्य घनत्व (Density)-क्षेत्र के साथ एकीकृत टेन्सर कर्नेल की संवलन/योग से आता है।
  • कर्नेल का भौतिक अर्थ: दृश्य उत्तेजना पर सागर का खिंचने-सिमटने की संवेदनशीलता।
  • घटक: स्केल के साथ नरमी से घटने वाला समदिश आधार-पद, और बाह्य क्षेत्रों व ज्यामिति से सम्बद्ध विषमदिश पद (दृष्टि-रेखा समाकलन, परिवेश)।
  • बाधाएँ: समीप-क्षेत्र में परम्परागत गुरुत्व की पुनर्प्राप्ति; लम्बी पथ-लम्बाई और कम त्वरण पर पहचानी जा सकने वाली विचलन।
• “साफ-सुथरे” नियम संरचनात्मक प्रक्षेप बनते हैं।
  बैरियोनिक टुली–फिशर और रेडियल त्वरण जैसे कसे सम्बन्ध एकीकृत कर्नेल से संरचनात्मक रूप से निकलते हैं।
  • पृष्ठीय घनत्व और कर्नेल-प्रत्युत्तर मिलकर वेग-मानक तय करते हैं।
  • कम त्वरण क्षेत्र में बाह्य खिंचाव और बैरियन लगभग घात-नियम की सह-स्केलिंग दिखाते हैं।
  • कर्नेल के संतृप्ति/संक्रमण आकार प्रकीर्णन सीमित रखते हैं; आकाशगंगा-विशिष्ट फीडबैक के “संयोगात्मक संरेखण” की जरूरत नहीं पड़ती।
• गतिकी और लेंसिंग—दोनों के लिए एक ही मानचित्र।
  उसी टेन्सर-सम्भावना की आधार-मानचित्र और उसी कर्नेल को समानान्तर रूप से घटाना चाहिए—
  • घूर्णन वक्र के अवशेष,
  • कमज़ोर लेंसिंग में κ-सन्निकटन,
  • प्रबल लेंसिंग में समय-विलम्ब के सूक्ष्म-ड्रिफ्ट।
    यदि प्रत्येक के लिए अलग “पैबंद-मानचित्र” चाहिए तो एकीकरण सिद्ध नहीं होता।

परीक्षण योग्य संकेत (उदाहरण)

1. एक कर्नेल, अनेक प्रेक्षण (कठोर जाँच): उसी आकाशगंगा/समूह में घूर्णन वक्र और कमज़ोर लेंसिंग का κ एक ही कर्नेल से फिट करें, फिर प्रबल लेंसिंग विलम्ब तक विस्तार करें; अवशेषों का सह-अभिसरण दिखना चाहिए।
2. बाह्य-क्षेत्र प्रभाव (परिवेश पद): उपग्रह/बौनी प्रणालियों की आन्तरिक गतिकी, आधार-पिंड के क्षेत्र-बल के साथ पूर्वानुमेय रूप से बदलती है और पसंदीदा दिशा दिखाती है।
3. अवशेष दिशा-सूचक की तरह: वेग-क्षेत्र और लेंसिंग मानचित्र के स्थानिक अवशेष समदिश होते हैं और उसी बाह्य-क्षेत्र दिशा की ओर संकेत करते हैं। इन्हें टेन्सर-रिलीफ़ मानचित्र में संकलित करने पर दूरी–रेडशिफ्ट (Redshift) की सूक्ष्म दिशात्मक भिन्नताएँ समझ आती हैं।
4. टकराते समूहों की एकीकृत व्याख्या: दृश्य पदार्थ + बाह्य टेन्सर क्षेत्र से उत्पन्न सन्निकटन के शिखर प्रेक्षित उन्मुखीकरण और आकृतियों से बेहतर मेल खाते हैं; प्रत्येक केस के लिए कण-सूक्ष्म-भौतिकी बदलने की आवश्यकता नहीं होती।
5. स्थानीय पुनर्प्राप्ति: प्रयोगशाला और सौर-तंत्र स्केल पर कर्नेल की लघु-दूरी सीमा पुनः परम्परागत गुरुत्व दे देती है; निकट-क्षेत्र टकराव नहीं होते।

पाठक को क्या बदलेगा महसूस होगा

• दृष्टिकोण: “अदृश्य द्रव्यमान जोड़ना” छोड़कर एक आधार-मानचित्र + एकीकृत टेन्सर कर्नेल पर आना।
• विधि: कम समंजन, अधिक इमेजिंग; उसी मानचित्र पर गतिकी–लेंसिंग–दूरी की संयुक्त अभिसरण साधना।
• अपेक्षा: दिशा-संगत, परिवेश-संवेदी छोटे अवशेष खोजना और “एक कर्नेल—अनेक प्रेक्षण” सिद्धान्त को परखना। यह टिके तो डार्क मैटर कणों की आवश्यकता स्वाभाविक रूप से घटती है।

संक्षिप्त स्पष्टियाँ

• क्या “डार्क मैटर के प्रमाण” नकारे जा रहे हैं? नहीं। अतिरिक्त खिंचाव की सभी प्रत्यक्ष आकृतियों को हम संग्रहित और एकीकृत करते हैं—पर कण-तत्वमीमांसा के बिना।
• क्या इससे CMB और बड़े-स्केल संरचना बिगड़ती है? नहीं। प्रारम्भ → उत्तरकाल विकास को उच्च-टेन्सरता चरण के धीमे क्षय तथा सांख्यिकीय टेन्सर गुरुत्व से निरूपित किया जा सकता है। CMB की “निगेटिव/पैटर्न/लेंसिंग” पढ़ाइयों हेतु धारा 8.6 देखें।
• क्या यह संशोधित न्यूटनियन डायनेमिक्स है? नहीं। अतिरिक्त खिंचाव ऊर्जा सागर (Energy Sea) और उसकी टेन्सर स्थलाकृति की सांख्यिकीय प्रतिक्रिया है। प्रमुख कसौटी है—उसी मानचित्र पर अंतः-प्रोब एकीकरण, साथ में स्पष्ट बाह्य-क्षेत्र पद।
• प्रबल लेंसिंग के “डार्क पीक” कैसे समझें? दृश्य पदार्थ + बाह्य टेन्सर क्षेत्र के तहत बनते सन्निकटन-पीक—यदि तब भी केस-विशिष्ट कण-पैबंद चाहिये—तो यह एकीकरण समर्थित नहीं माना जाएगा।

धारा-सार

• डार्क मैटर कण प्रतिमान अतिरिक्त खिंचाव को अतिरिक्त द्रव्यमान मानकर प्रथम-क्रम में सफल है; पर सूक्ष्म-स्केल सुसंगति, क्रॉस-प्रोब असंगति, केस-विविधता और प्रायोगिक शून्य इसे पैबंद-प्रधान कथा की ओर धकेलते हैं।
• सांख्यिकीय टेन्सर गुरुत्व और एकीकृत कर्नेल वही डेटा नए ढंग से पढ़ते हैं:
  a) कण जोड़े बिना बाह्य डिस्क खिंचाव सीधे दृश्य घनत्व (Density) से निकलेगा;
  b) एक ही टेन्सर-सम्भावना आधार-मानचित्र गतिकी और लेंसिंग—दोनों—को एकीकृत करेगा;
  c) दिशा-संगत, परिवेश-संवेदी अवशेष टेन्सर-रिलीफ़ मानचित्र के पिक्सेल बनेंगे।
• यदि “एक कर्नेल—अनेक प्रेक्षण” अधिक तंत्रों पर सही बैठता है, तो डार्क मैटर कण अनावश्यक हो जाएँगे; तब अतिरिक्त खिंचाव ऊर्जा तंतु (Energy Threads) और ऊर्जा सागर (Energy Sea) की सांख्यिकीय प्रतिक्रिया जैसा दिखेगा, किसी अप्रकाशित कण-परिवार जैसा नहीं।