कण भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के बीच संबंध
कण भौतिकी और ब्रह्माण्ड विज्ञान के क्षेत्रों के बीच एक अंतरंग संबंध है, जिसे दोनों में एक साथ काम करने वाले भौतिकविदों की एक लंबी कतार द्वारा उदाहरण दिया गया है: अल्बर्ट आइंस्टीन, स्टीफन हॉकिंग, किप थॉर्न और कई अन्य। कॉस्मोलॉजी ब्रह्मांड और उसकी संरचना का अध्ययन है, जबकि कण भौतिकी मौलिक कणों जैसे क्वार्क और फोटॉन, सबसे छोटी ज्ञात वस्तुओं का अध्ययन है। हालांकि पहले तो वे असंबद्ध लग सकते हैं क्योंकि कुछ भी हो सकता है, ब्रह्मांड विज्ञान और कण भौतिकी वास्तव में निकटता से जुड़े हुए हैं।
पृथ्वी पर जटिल प्रणालियों के विपरीत, जिन्हें उच्च स्तर के स्पष्टीकरणों का उपयोग करते हुए वर्णित किया जाता है, न कि सबसे निचले स्तरों से निकलने वाले गुणों के बजाय, अंतरिक्षीय और ब्रह्मांड संबंधी घटनाएं तुलनात्मक रूप से सरल हैं। उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष की विशाल दूरी में, प्रकृति के चार बलों में से केवल एक का कोई वास्तविक प्रभाव है: गुरुत्वाकर्षण। यद्यपि तारे और आकाशगंगा बहुत दूर हैं और अपने आप से कई गुना बड़े हैं, हमारे पास एक उल्लेखनीय सटीक चित्र है कि वे कैसे काम करते हैं, मौलिक भौतिक कानूनों से प्राप्त होते हैं जो उनके घटक कणों को निर्देशित करते हैं।
ब्रह्माण्ड भौतिकी के सबसे निकट से जुड़े ब्रह्माण्ड विज्ञान का क्षेत्र बिग बैंग का अध्ययन है, जो विशाल विस्फोट है जिसने ब्रह्माण्ड में सभी पदार्थ और ब्रह्मांड के स्वयं निर्मित होने वाले स्पेसटाइम को बनाया है। बिग बैंग ने लगभग अनंत घनत्व और शून्य मात्रा के बिंदु के रूप में शुरुआत की: एक विलक्षणता। फिर, यह जल्दी से एक परमाणु नाभिक के आकार तक फैल गया, जो कि कण भौतिकी खेल में आता है। यह समझने के लिए कि बिग बैंग के शुरुआती क्षणों ने ब्रह्मांड को कैसे प्रभावित किया जैसा कि आज है, हमें प्रशंसनीय ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल बनाने के लिए कण भौतिकी के बारे में जो पता है उसका उपयोग करना चाहिए।
कभी अधिक शक्तिशाली कण त्वरक बनाने के लिए प्रेरणाओं में से एक प्रयोगों का संचालन करना है जो ब्रह्मांड के इतिहास में यथासंभव भौतिक परिस्थितियों का अनुकरण करता है, जब सब कुछ बहुत कॉम्पैक्ट और गर्म था। क्षेत्र में महत्वपूर्ण योगदान देने के लिए, कॉस्मोलॉजिस्ट को कण भौतिकी में अच्छी तरह से वाकिफ होना चाहिए।
कण भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के बीच संबंधों को समझने के लिए एक और कुंजी ब्लैक होल के अध्ययन को देखना है। ब्लैक होल के भौतिक गुण ब्रह्मांड के दीर्घकालिक भविष्य के लिए प्रासंगिक हैं। ब्लैक होल ऐसे विशाल गुरुत्वाकर्षण के साथ ढह गए हैं कि प्रकाश भी उनकी मुट्ठी से बच नहीं सकता है। कुछ समय के लिए, यह सोचा गया था कि ब्लैक होल ने कोई विकिरण नहीं उत्सर्जित किया है, और भौतिकविदों के लिए एक शाश्वत, एक विरोधाभास होगा। लेकिन स्टीफन हॉकिंग ने कण भौतिकी से प्राप्त अंतर्दृष्टि के आधार पर सिद्ध किया कि ब्लैक होल वास्तव में विकिरण उत्सर्जित करते हैं, जिसे बाद में हॉकिंग विकिरण कहा गया।
कण भौतिकी भी काले पदार्थ की जांच में अत्यधिक प्रासंगिक है, अदृश्य पदार्थ जिसका अस्तित्व दृश्य पदार्थ पर इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण जाना जाता है, और अंधेरे ऊर्जा, एक रहस्यमय बल जो ब्रह्मांड को व्याप्त करता है और इसके विस्तार का कारण बनता है। आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान में ये केंद्रीय प्रश्न हैं।
