چھوٹے ستارے کششِ ثقل میں چھلانگ کی تردید کرتے ہیں

کائنات پھیل رہی ہے، اور اس کے پھیلنے کی موجودہ شرح ایک عدد سے ناپی جاتی ہے جسے ہبل مستقلہ کہتے ہیں۔ مسئلہ یہ ہے کہ پیمائشوں کے دو خاندان مختلف جواب دیتے ہیں۔ قریبی ستاروں اور سپرنووا پر مبنی پیمائشیں — “فاصلوں کی سیڑھی” — کائناتی مائیکروویو پس منظر سے، جو کائنات کی سب سے پرانی روشنی ہے، اخذ کی گئی قدر سے ڈیٹا کے لحاظ سے تقریباً 5 سگما کی سطح پر اختلاف کرتی ہیں۔ مائیکروویو پس منظر کم قدر دیتا ہے۔ یہ ہبل تناؤ (Hubble tension) ہے، علمِ کائنات کے سب سے اہم مسائل میں سے ایک۔

کچھ وضاحتیں پوشیدہ غلطیوں کو ذمہ دار ٹھہراتی ہیں۔ دوسری نئی طبیعیات کا تقاضا کرتی ہیں۔ سب سے جرات مندانہ تجاویز میں سے ایک “G کی سیڑھی” (G-step) ماڈل ہے: نیوٹن کا کششِ ثقل کا مستقلہ G، جو کششِ ثقل کی طاقت طے کرتا ہے، حالیہ کائناتی ماضی میں اچانک بدل گیا ہوگا۔

اچانک تبدیلی، 7 کروڑ 30 لاکھ سے 13 کروڑ سال پہلے

خیال یہ ہے کہ سپرنووا، جو کائناتی پیمانوں کا کام دیتے ہیں، ایسی چمک سے روشن ہوتے ہیں جو G پر منحصر ہے۔ اگر کسی خاص تاریخ سے پہلے G مختلف تھا تو دور کے سپرنووا (جو ہمیں تبدیلی سے پہلے کی حالت میں نظر آتے ہیں) اور قریب کے سپرنووا (تبدیلی کے بعد کے) ایک جیسا پیمانہ نہیں ہوں گے، اور پھیلاؤ کی شرح کا غلط اندازہ لگے گا۔ یہاں دو صورتیں جانچی گئی ہیں:

اصل ماڈل: 13 کروڑ سال پہلے کی چھلانگ سے پہلے کششِ ثقل 11 فیصد زیادہ طاقتور؛
توسیعی ماڈل: 7 کروڑ 30 لاکھ سال پہلے کی چھلانگ سے پہلے 4 فیصد زیادہ طاقتور۔

لمبی یادداشت والے ستارے

یونیورسٹی آف ہوائی کے جیریمی سیکسٹین اور یونیورسٹی آف پورٹسمتھ کے ہیری ڈیسمنڈ نے ایک غیر متوقع گواہ ڈھونڈا: سرخ بونے، سب سے چھوٹے ستارے، جن کی کمیت سورج کی کمیت کے تقریباً ایک تہائی سے کم ہے۔ یہ ستارے مرکز سے سطح تک مسلسل بلوئے جاتے ہیں اور کسی بھی خلل پر بہت سست ردِعمل دیتے ہیں۔ اپنے سائز میں تبدیلی کے بعد دوبارہ سنبھلنے میں انہیں لگنے والا وقت تقریباً 10 کروڑ سال ہے — جو مبینہ چھلانگ کے بعد گزرنے والے وقت سے ملتا جلتا ہے۔

نتیجہ، جو پہلے کاغذ قلم سے اور پھر ستاروں کے ارتقا کے ایک کوڈ سے نکالا گیا: ایک سرخ بونا جو زیادہ طاقتور کششِ ثقل میں رہا، پھر اس نے G کو آج کی قدر تک گرتے دیکھا، تیزی سے پھولتا ہے اور پھر صرف آہستہ آہستہ واپس سکڑتا ہے۔ آج وہ اپنی کمیت کے لحاظ سے اب بھی کچھ زیادہ بڑا ہوتا۔

ترازو پر آٹھ ستارے

جانچنے کے لیے دونوں طبیعیات دانوں نے گرہن والے ثنائی نظاموں (eclipsing binaries) میں موجود آٹھ سرخ بونوں کو استعمال کیا — ستاروں کے ایسے جوڑے جو زمین سے دیکھنے پر ایک دوسرے کے سامنے سے گزرتے ہیں، جس سے کسی بھی ستارے کی سب سے درست معلوم کمیتوں اور رداسوں میں سے کچھ حاصل ہوتے ہیں۔ انہوں نے سورج کی کمیت کے 0.1 سے 0.31 گنا والے ستارے چنے، ایسے جوڑوں میں جو مدّوجزر کے اثرات محدود رکھنے کے لیے کافی دور تھے۔

ایک پیچیدگی: ستاروں کے دھبے بھی ستارے کو پھلاتے ہیں۔ مصنفین نے ہر ستارے پر دھبوں کی کوریج کو صفر سے مکمل تک آزادانہ بدلنے دیا، تاکہ اگر ممکن ہو تو دھبے کسی بھی پھیلاؤ کو اپنے اندر سمو سکیں۔

چھلانگ کا کوئی نشان نہیں

دونوں تاریخوں کے لیے سب سے بہتر مطابقت ایسی کششِ ثقل سے ہے جو کبھی نہیں بدلی۔ تجویز کردہ دونوں چھلانگیں خارج ہو جاتی ہیں:

4 فیصد، 7 کروڑ 30 لاکھ سال پہلے: تقریباً 3.1 سگما پر خارج؛
11 فیصد، 13 کروڑ سال پہلے: تقریباً 4.0 سگما پر خارج۔

ستاروں کے دھبے ماڈل کو نہیں بچا سکتے: ان چھلانگوں کے لیے آٹھ میں سے چار ستاروں کو پہلے ہی صفر دھبوں کی ضرورت ہے، اور کسی ستارے پر صفر سے کم دھبے نہیں ہو سکتے۔

ایک وزنی گواہ

مصنفین نے جانچا کہ نتیجہ کتنا نازک ہے۔ اگر ستاروں کے ماڈل رداسوں کو باقاعدگی سے 1 فیصد زیادہ بتاتے، تو اخراج کمزور ہو جاتا مگر برقرار رہتا۔ وہ یہ بھی بتاتے ہیں کہ ایک ستارہ، J2343+29، وزن کا بڑا حصہ اٹھاتا ہے: اس کے بغیر اخراج 2.45 اور 1.90 سگما تک گر جاتا ہے — اور پھر بھی کششِ ثقل میں کسی تبدیلی کی کوئی ترجیح نہیں ملتی۔

یہ تحقیق ہبل تناؤ کو حل نہیں کرتی۔ یہ میدان کو تنگ کرتی ہے: کششِ ثقل میں حالیہ چھلانگ کی یہ دونوں صورتیں اب ہماری اپنی کہکشاں کے ستاروں سے متصادم ہیں۔