بلیک ہولز، ڈارک میٹر اور ڈارک فوٹان: سائنس کی نئی جہات Dark Matter and Black Holes

 

بزرگ بلیک ہول، ڈارک میٹر اور ڈارک فوٹان
کیا بلیک ہولز ہی ڈارک میٹر ہیں؟ کیا ڈارک میٹر سے بلیک ہول بن سکتا ہے؟

دونوں سوالوں کا سادہ جواب ہے، نہیں۔

تاہم اس بات کو ذہن نشین کر لیجیے کہ ڈارک میٹر پہ مسلسل، بے شمار جہتوں میں کام جاری ہے۔ اور ہو سکتا ہے کہ آنے والے وقتوں میں کچھ محنتی اور صابر لوگ فزکس کے نئے قوانین دریافت کرنے میں کامیاب ہوجائیں جو ان جوابات کو بدل دیں۔ مگر آج، ہم اب تک کی فزکس کے مطابق ان سوالوں کو زیر بحث لائیں گے۔

بلیک ہولز اور ڈارک میٹر میں فرق:

بلیک ہولز عام مادے سے بننے والے ستاروں کے فنا ہونے کے بعد وجود میں آتے ہیں۔ بلیک ہولز کائنات میں پتھروں کی طرح بکھرے ہوئے ہیں، جب کہ ڈارک میٹر، کہکشاں کو گھیرے ہوئے ہے جیسے ہوا کا غلاف زمین کو گھیرے ہوئے ہے۔

درج ذیل بنیادی وجوہات کی بنا پہ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ بلیک ہولز، ڈارک میٹر نہیں ہیں۔

1- کائنات میں بگ بینگ کے بعد بننے والے مادے کی مقدار اور آج ستاروں کی تعداد کو دیکھتے ہوئے ہم کہہ سکتے ہیں کہ کائنات میں اتنے ستارے نہیں ہیں کہ ان سے ڈارک میٹر جتنی بڑی مقدار میں بلیک ہولز بن سکیں۔

2- بلیک ہولز صرف عام مادے سے بن سکتے ہیں (جس کی وجوہات اگلے سوال کے جواب میں بیان ہوں گی)۔ اور اگر کائنات میں صرف عام مادہ تصور کیا جائے تو کائنات میں بڑے سٹرکچر جیسے ستارے، گلیکسیز وغیرہ بننے کے عمل اور اس کے مشاہدات کی وضاحت ممکن نہیں۔ اور چونکہ بلیک ہولز عام مادے سے بنتے ہیں لہذا ان کے علاوہ ایک الگ طرح کا مادہ ہونا ضروری ہے، جسے آپ ڈارک میٹر کہہ لیجیے۔ (structure formation arguments)

3- صرف ایک خاص طرح کے بلیک ہولز جو کائنات کے ابتدا میں ہی بن گئے ہوں, جن کو ہم 'بزرگ بلیک ہول' یا (primordial black holes) کہیں گے، وہ ڈارک میٹر کے امیدوار ہو سکتے ہیں۔ مگر ایسے بلیک ہولز اگر 15^10 گرام سے کم وزن رکھتے ہوں تو اب تک ہاکنگ ریڈی ایشن کی وجہ سے فنا ہوچکے ہوں گے، اور اگر 25^10 گرام سے وزنی ہوں تو کہکشاؤں کے چھوٹے کلسٹر تباہ کر سکتے ہیں (حقیقت میں ایسا نہیں ہوتا)۔ لہذا اگر بزرگ بلیک ہولز ہوتے بھی ہیں تو وہ صرف ان دو وزن کی حدود کے درمیان ہو سکتے ہیں۔ اور اس رینج میں تلاش کئی دہائیوں سے جاری ہے جسے اب تک کامیابی نہیں مل سکی۔ لیکن اگر فرض کر بھی لیا جائے کہ ڈارک میٹر ایسے بزرگ بلیک ہولز سے بنا ہوا ہے تو ان کا ٹوٹل وزن، ڈارک میٹر کے وزن کا آدھا بھی نہیں بنتا۔ جس سے پتہ چلتا ہے کہ ڈارک میٹر ایسے بزرگ بلیک ہولز سے بھی نہیں بنا۔

دوسرا سوال:

کیا ڈارک میٹر سے بلیک ہول بن سکتا ہے؟

اس کے جواب کے لئے ہمیں یہ دیکھنا ہوگا کہ عام مادے سے بلیک ہول کیسے بنتا ہے؟ ہم جانتے ہیں کہ عام مادہ گریوٹی کے زیر اثر مرکز کی طرف گرتا جاتا ہے، اس دوران وہ اپنی انرجی اور مومینٹم روشنی اور حرارت کی شکل میں خارج کرتا رہتا ہے۔ اور بالآخر مرکز میں کولیپس ہو کر بلیک ہول کو جنم دیتا ہے۔

لیکن ڈارک میٹر، تو ڈارک ہے (جس کا مطلب وہ نہ روشنی خارج کرتا ہے اور نہ جذب کرتا ہے)۔ لہذا ڈارک میٹر کے لئے مرکز میں جمع ہونے، اور کولیپس کرنے کے لئے کوئی میکینزم، یا آپ اسے روشنی کے فوٹان کہہ لیجیے، موجود نہیں ہے جس کے ذریعے وہ اپنا مومینٹم کم کر سکے۔ اس لئے ڈارک میٹر موجودہ فزکس کے اعتبار سے بلیک ہول نہیں بنا سکتا۔ البتہ ایک دفعہ بلیک ہول بن جائے تو وہ ڈارک میٹر کو حسب میسر اپنی غذا میں شامل کرسکتا ہے۔

کچھ تھیوریز ایک ڈارک فوٹان (dark photon) کے ہونے کی پیشین گوئی کرتی ہیں، جو ڈارک میٹر کے لئے ہماری روشنی کی طرح کام کرے گا، اور اسطرح ڈارک میٹر سے بلیک ہولز بننا ممکن ہوسکے گا۔ مگر فی الحال ڈارک فوٹان کا کوئی بھی تجرباتی ثبوت نہیں مل سکا ہے۔ اس کے لئے دنیا بھر بشمول سرن میں تجربات جاری ہیں۔