ब्रह्माण्ड

सम्पूर्ण अन्तरिक्ष र त्यसभित्र भएका सबै कुरालाई ब्रह्माण्ड भनिन्छ। यसमा भएका धेरै पिण्डबारे अघिल्ला कक्षामा पनि पढिसकिएको छ। अन्तरिक्षमा रहेका पिण्डलाई आकाशीय पिण्ड भनिन्छ:

आकाशीय पिण्ड	के हो	उदाहरण
तारा	न्युक्लियर फ्युजनबाट आफ्नै प्रकाश र ताप उत्पन्न गर्ने तातो ग्यासको विशाल गोला	सूर्य, सिरियस, ध्रुवतारा
ग्रह	ताराको वरिपरि घुम्ने र अरूको प्रकाश परावर्तन गरेर मात्र चम्किने ठुलो, गोलो पिण्ड	पृथ्वी, मङ्गल, बृहस्पति
उपग्रह (चन्द्रमा)	ग्रहको वरिपरि घुम्ने पिण्ड	चन्द्रमा; बृहस्पतिको उपग्रह गेनिमिड
शिशु ग्रह	सूर्यको वरिपरि घुम्ने ग्रहजस्तै सानो पिण्ड। वैज्ञानिकहरू यिनलाई माइनर प्लानेट (minor planet) भन्छन्। यम (प्लुटो) जस्ता बौना ग्रह र चट्टानी क्षुद्रग्रह यसैमा पर्छन्।	यम, सिरस, क्षुद्रग्रह भेस्टा
पुच्छ्रेतारा	सूर्यको नजिक आउँदा चम्किलो पुच्छर निस्कने बरफ र धुलोको डल्लो	ह्यालीको पुच्छ्रेतारा
उल्का	“खस्ने तारा”: अन्तरिक्षको ढुङ्गाको सानो कण हाम्रो वायुमण्डलमा जल्दा देखिने प्रकाशको रेखा	हरेक अगस्टमा देखिने पर्सिड उल्का
उल्कापिण्ड	खस्दा पूरै नजलेर जमिनमा आइपुग्ने अन्तरिक्षको ढुङ्गाको टुक्रा
तारापुञ्ज	गुरुत्वबलले एकै ठाउँमा बाँधेर राखेको अर्बौँ तारा, ग्यास र धुलोको विशाल समूह	आकाशगङ्गा, एन्ड्रोमेडा तारापुञ्ज

कुनै आकाशीय पिण्ड धेरै ठुला र धेरै पिण्ड भएका हुन्छन् भने कुनै एकदमै साना हुन्छन्। ताराजस्ता कुनै पिण्ड ग्यासले बनेका हुन्छन् भने पृथ्वी र क्षुद्रग्रहजस्ता कुनै पिण्ड ठोस हुन्छन्। सूर्य र यसका ग्रह, उपग्रह, क्षुद्रग्रह तथा पुच्छ्रेतारा मिलेर बनेको हाम्रो सौर्यमण्डल आकाशगङ्गा तारापुञ्जको एकदमै सानो भाग हो। हामीले देख्न सक्ने ब्रह्माण्डमा खर्बौँ तारापुञ्ज छन् र आकाशगङ्गा तीमध्ये एउटा मात्र हो।

यी हरेक पिण्डलाई गुरुत्वबलले आफ्नो ठाउँमा अडाएर राख्छ र आफ्नो बाटोमा चलाइरहन्छ। ब्रह्माण्ड कसरी सुरु भयो भन्नेबारे वैज्ञानिकहरूले धेरै सिद्धान्त प्रतिपादन गरेका छन्। तीमध्ये सबैभन्दा बलियो प्रमाण भएको सिद्धान्त बिग ब्याङ सिद्धान्त हो। यस सिद्धान्तअनुसार ब्रह्माण्ड फैलिँदै छ अर्थात् तारापुञ्जहरू एकअर्काबाट टाढिँदै छन्। तारापुञ्जको चालबारे एडविन हब्बलले गरेको अध्ययन यसको मुख्य आधार बन्यो। तारापुञ्जको यही चाल र गुरुत्वबलबिचको तानातानीका आधारमा ब्रह्माण्डका तीन सम्भावित भविष्य हुन सक्छन्: खुला, समतल र बन्द। यस एकाइमा यी कुरा एक एक गरी हेरिन्छ।

अन्तरिक्षका दुरी अत्यन्तै ठुला हुन्छन्। सूर्यपछिको सबैभन्दा नजिकको तारा प्रोक्सिमा सेन्टौरी नै करिब 40,000,000,000,000 km टाढा छ। यस्ता दुरी किलोमिटरमा लेख्दा काम नलाग्ने भएकाले खगोलशास्त्रीहरू दुरीलाई प्रकाशले त्यो दुरी पार गर्न लाग्ने समयबाट नाप्छन्।

संसारमा सबैभन्दा छिटो चल्ने प्रकाशले हरेक सेकेन्डमा 300,000 km दुरी पार गर्छ। एक सेकेन्डमै यसले पृथ्वीको साढे सात फन्को लगाउन सक्छ।

• चन्द्रमाबाट आएको प्रकाश हामीसम्म करिब 1.3 सेकेन्डमा आइपुग्छ।
• सूर्यबाट प्रकाश आउन करिब 8 मिनेट 20 सेकेन्ड लाग्ने भएकाले हामी सूर्यलाई सधैँ 8 मिनेटअघि जस्तो थियो त्यस्तै देख्छौँ।

प्रकाशले एक वर्षमा पार गर्ने दुरीलाई प्रकाशवर्ष भनिन्छ:

$$1\ \text{प्रकाशवर्ष} = 300\,000\ \text{km/s} \times 365.25 \times 24 \times 60 \times 60\ \text{s} \approx 9.46 \times 10^{12}\ \text{km}$$

यो झन्डै 95 खर्ब किलोमिटर हो। प्रकाशवर्ष दुरीको एकाइ हो, समयको होइन।

स्लाइडर सारेर बाहिरतिर यात्रा गर्नुहोस् र दुरी कति छिटो बढ्दै जान्छ भन्ने अनुभव गर्नुहोस्।

चित्र 12.2 हेरेर यी प्रश्नबारे सोच्नुहोस्।

पृथ्वीको आफ्नै पिण्ड भएकाले यसमा गुरुत्वबल हुन्छ र सूर्य तथा चन्द्रमाको पनि आफ्नै गुरुत्वबल हुन्छ। चित्र 12.2 मा देखाइएजस्तै यिनीहरूले एकअर्कालाई तान्छन्:

• सूर्यले पृथ्वीलाई आफ्नो केन्द्रतिर तान्छ भने पृथ्वीले पनि उत्तिकै बलले सूर्यलाई आफ्नो केन्द्रतिर तान्छ;
• पृथ्वीले चन्द्रमालाई तान्छ भने चन्द्रमाले पृथ्वीलाई तान्छ;
• सूर्यले चन्द्रमालाई तान्छ भने चन्द्रमाले सूर्यलाई तान्छ।

अन्तरिक्षमा रहेका हरेक आकाशीय पिण्डले अरू हरेक पिण्डलाई यसरी नै आकर्षण गर्छ। यस पारस्परिक आकर्षण बललाई गुरुत्वाकर्षण भनिन्छ (एकाइ 7)। यही बलका कारण पृथ्वीले आफ्नो कक्षमा सूर्यको परिभ्रमण गर्छ र चन्द्रमाले पृथ्वीको परिभ्रमण गर्छ। सौर्यमण्डलका सबै पिण्ड सूर्यको वरिपरि परिभ्रमण गर्छन् र ग्रहहरूलाई आआफ्नो कक्षमा राख्ने काम गुरुत्वबलले गर्छ।

गुरुत्वबलले यी पिण्डहरूलाई अडाएर मात्र राख्दैन, यिनलाई बनाउने काम पनि यसैले गरेको हो। 4.6 अर्ब वर्षअघि ग्यास र धुलोको बिस्तारै घुमिरहेको एउटा विशाल बादललाई गुरुत्वबलले खुम्च्यायो। बादलको धेरैजसो भाग केन्द्रमा जम्मा भएर सूर्य बन्यो भने बाँकी भाग एउटा चेप्टो चक्का बन्यो। यही चक्काका पदार्थ डल्ला परेर ग्रहहरू बने। बादल एकै दिशामा घुमिरहेको हुनाले यसबाट बनेका सबै ग्रह आज पनि सूर्यको वरिपरि एउटै दिशामा र झन्डै एउटै समतलमा घुम्छन्। अझ ठुलो स्तरमा हेर्दा एउटा तारापुञ्जका खर्बौँ तारालाई एकै ठाउँमा बाँधेर राख्ने र तारापुञ्जहरूलाई समूहमा बाँध्ने काम पनि गुरुत्वबलले नै गर्छ।

ब्रह्माण्ड कसरी सुरु भयो? यसको आकार कस्तो छ? यो कति ठुलो छ? यस्ता प्रश्नको उत्तर खोज्न वैज्ञानिकहरूले शताब्दीऔँदेखि अध्ययन गर्दै आएका छन्। समग्र ब्रह्माण्ड, यसको इतिहास र भविष्यको अध्ययन गर्ने विज्ञानको शाखालाई ब्रह्माण्ड विज्ञान भनिन्छ। यससँग नजिकको अर्को शाखा भौतिक ब्रह्माण्ड विज्ञानले भौतिक विज्ञानको प्रयोग गरेर तारा, तारापुञ्ज र ब्रह्माण्डको अध्ययन गर्छ। यी कसरी बने, कसरी काम गर्छन् र कसरी बदलिन्छन् भन्ने कुरा यस शाखामा पढिन्छ।

हाम्रो तारापुञ्ज, आकाशगङ्गा

हाम्रो सौर्यमण्डल आकाशगङ्गा नामको एउटा स्पाइरल तारापुञ्जमा पर्छ। करिब 100,000 प्रकाशवर्ष व्यास भएको यो तारापुञ्ज घुमिरहेको चेप्टो चक्काजस्तो छ। यसको बिचमा पुराना ताराहरूको फुलेको भाग छ भने वरिपरि नयाँ तारा, ग्यास र धुलोले भरिएका लामा घुमाउरा भुजा छन्। सूर्य यीमध्ये एउटा भुजामा केन्द्रबाट करिब 26,000 प्रकाशवर्ष टाढा छ।

आकाशगङ्गामा 100 अर्बदेखि 400 अर्बसम्म तारा छन्। सूर्य पृथ्वीलाई साथमा लिएर तारापुञ्जको केन्द्रको वरिपरि करिब 230 km/s को वेगमा घुम्छ। यति छिटो घुम्दा पनि एक फन्को लगाउन यसलाई करिब 23 करोड वर्ष लाग्छ। सूर्य पछिल्लो पटक आफ्नो कक्षको अहिलेकै ठाउँमा हुँदा पृथ्वीमा भर्खर पहिला डाइनोसर देखा पर्दै थिए।

बिग ब्याङ सिद्धान्त

बिग ब्याङ सिद्धान्त एउटा अचम्मको अवलोकनबाट जन्मिएको हो: टाढाका सबै तारापुञ्ज हामीबाट र एकअर्काबाट ठुलो वेगमा टाढिँदै छन्। अहिले सबै तारापुञ्ज एकअर्काबाट टाढिँदै छन् भने विगतमा तिनीहरू अहिलेभन्दा नजिक थिए भन्ने बुझिन्छ। चलचित्रलाई उल्टो चलाएजस्तै समयमा धेरै पछाडिसम्म फर्केर हेर्ने हो भने सबै कुरा कल्पनै गर्न नसकिने गरी तातो र खँदिलो अवस्थामा एउटै सानो ठाउँमा थिचिएका भेटिन्छन्।

यस सिद्धान्तअनुसार:

1. करिब 13.8 अर्ब वर्षअघि ब्रह्माण्ड ऊर्जाले भरिएको अत्यन्तै तातो, खँदिलो र सङ्कुचित अवस्थामा थियो। आज हामीले देख्ने सबै कुरा त्यस बेला एउटा परमाणुभन्दा पनि सानो ठाउँमा थिचिएर रहेका थिए।
2. त्यस बेला प्रकृतिका चार आधारभूत बल एकीकृत भएर एउटै बलका रूपमा रहेको मानिन्छ। यी चार बल हुन्: गुरुत्वाकर्षण बल, विद्युत् चुम्बकीय बल, बलियो आणविक बल र कमजोर आणविक बल।
3. त्यसपछि ब्रह्माण्ड निकै छिटो फैलिन थाल्यो र फैलिँदै जाँदा चिसिँदै गयो। बलहरू छुट्टिए, ऊर्जा कणमा बदलियो र कणहरू मिलेर परमाणु (मुख्यतः हाइड्रोजन र हिलियम) बने। दशौँ करोड वर्षसम्म गुरुत्वबलले ग्यासलाई खुम्च्याउँदै तारा र तारापुञ्ज बनायो। सबै आकाशीय पिण्ड यसैबाट बने।
4. तारापुञ्जहरू अझै एकअर्काबाट टाढिँदै रहेकाले ब्रह्माण्ड अझै ठुलो हुँदै छ। खगोलशास्त्रीहरू लामो समयसम्म गुरुत्वबलले तिनको वेग बिस्तारै घटाउँदै लगेको हुनुपर्छ भन्ठान्थे। जाँच्दा उनीहरूले के भेटे भन्ने कुरा तल पढिनेछ।

धेरै किताबमा ब्रह्माण्डको सुरुवातलाई एउटा “परमाणु”को विस्फोटन भनेर बुझाइएको हुन्छ। पटका पड्कँदा त्यसका टुक्रा चारैतिर छरिएजस्तै त्यस विस्फोटनबाट पदार्थ चारैतिर फालियो भनिन्छ। यस्तो कल्पना सम्झन सजिलो छ, तर दुई कुरामा यो भ्रामक छ। (परीक्षामा यसरी लेख्नुपर्छ: ब्रह्माण्डको सुरुवात परमाणुभन्दा पनि सानो, अत्यन्तै तातो र खँदिलो अवस्थाको अचानक फैलावट अर्थात् “महाविस्फोटन”बाट भयो। शिक्षकले जुनसुकै किताब प्रयोग गर्नुभए पनि यो उत्तर सही हुन्छ।)

यसरी बिग ब्याङ सिद्धान्तका पक्षमा तीन मुख्य प्रमाण छन्:

1. तारापुञ्जहरू एकअर्काबाट टाढिँदै छन् (तल हब्बलको नियम हेर्नुहोस्)।
2. बाँकी चमक अर्थात् कस्मिक माइक्रोवेभ ब्याकग्राउन्ड सम्पूर्ण आकाशमा भरिएको छ।
3. ब्रह्माण्डको साधारण पदार्थमा करिब तीन चौथाइ हाइड्रोजन र एक चौथाइ हिलियम छ। यस सिद्धान्तअनुसार सुरुको तातो ब्रह्माण्डमा ठ्याक्कै यति नै हाइड्रोजन र हिलियम बन्नुपर्छ।

बिग ब्याङपछिको समय	के भयो
एक सेकेन्डको अत्यन्तै सानो अंश	बलहरू छुट्टिन्छन्; अन्तरिक्ष अत्यन्तै छिटो फैलिन्छ
करिब 3 मिनेट	हाइड्रोजन र हिलियमका पहिला न्युक्लियस बन्छन्
करिब 380,000 वर्ष	पहिला परमाणु बन्छन्; प्रकाश बिनाअवरोध यात्रा गर्न थाल्छ (आज देखिने बाँकी चमक यही हो)
करिब 20 करोड वर्ष	पहिला तारा बल्न थाल्छन्
केही दशौँ करोड वर्ष	पहिला तारापुञ्ज बन्छन्; त्यसको केही पछि आकाशगङ्गाका सबैभन्दा पुराना तारा बन्छन्
9.2 अर्ब वर्ष (4.6 अर्ब वर्षअघि)	सूर्य र पृथ्वी बन्छन्
13.8 अर्ब वर्ष	आज

क्रियाकलाप 12.3: फुल्दै गरेको बेलुन

हब्बलको अध्ययन

सन् 1920 को दशकमा अमेरिकी खगोलशास्त्री एडविन हब्बलले क्यालिफोर्नियाको माउन्ट विल्सनमा रहेको, त्यस बेलाको संसारकै सबैभन्दा ठुलो टेलिस्कोप 100 इन्चको हुकर टेलिस्कोप प्रयोग गरेर विभिन्न तारापुञ्ज कति टाढा छन् भनेर नापे। तारापुञ्जहरू कति छिटो चलिरहेका छन् भन्ने कुरा भने अरू खगोलशास्त्रीहरूमध्ये मुख्य गरी भेस्टो स्लिफरले तिनको प्रकाशको रङबाट पहिले नै नापिसकेका थिए। टाढिँदै गरेको तारापुञ्जको प्रकाश तन्किएर अझ लामो, रातोतिरको तरङ्ग लम्बाइमा सर्ने प्रक्रियालाई रेडसिफ्ट भनिन्छ। टाढिँदै गरेको बसको हर्नको आवाज मोटो हुँदै गएजस्तै यो पनि हुन्छ।

सन् 1929 मा हब्बलले हरेक तारापुञ्जको वेग र दुरीलाई ग्राफमा प्लट गरे। त्यसबाट उनले एउटा सरल ढाँचा भेटे: तारापुञ्जहरू हामीबाट टाढिँदै छन् र जुन तारापुञ्ज जति टाढा छ, त्यो उति नै छिटो टाढिँदै छ। (टाढाका तारापुञ्ज साना र मधुरा पनि देखिने भएकाले तिनको दुरी अनुमान गर्न उनलाई सजिलो भयो।)

यस सम्बन्धलाई हब्बलको नियम भनिन्छ:

$$v = H d$$

यहाँ v तारापुञ्जको टाढिने गति, d यसको दुरी र H हब्बलको स्थिराङ्क हो। वेग र दुरीको ग्राफमा तारापुञ्जहरू शून्यबाट जाने सिधा रेखाको नजिक पर्छन् (चित्र 12.6): दोब्बर टाढा भए दोब्बर छिटो। यो रेखाको झुकाव नै H हो।

तारापुञ्जहरूबिचको दुरी मेगापारसेक (Mpc) मा नापिन्छ। खगोलशास्त्रीहरूले प्रयोग गर्ने दुरीको एकाइ पारसेक करिब 3.26 प्रकाशवर्ष बराबर हुन्छ भने एक मेगापारसेक 10 लाख पारसेक अर्थात् करिब 32 लाख 60 हजार प्रकाशवर्ष हुन्छ। नजिकका तारापुञ्जहरू नाप्दा H को मान 73 km/s प्रति Mpc आउँछ। यसको अर्थ एक मेगापारसेकको दुरीमा रहेका दुई तारापुञ्ज प्रतिसेकेन्ड 73 km का दरले एकअर्काबाट टाढिँदै छन्। त्यस्तै 10 Mpc को दुरीमा रहेका दुई तारापुञ्ज 730 km/s मा टाढिँदै छन्।

हब्बलको नियमअनुसार तारापुञ्जहरू जति टाढा छन्, उति नै छिटो छुट्टिँदै छन्। बेलुनका थोप्लामा पनि ठ्याक्कै यस्तै भएको थियो। यसबाट सिङ्गो ब्रह्माण्ड ठुलो हुँदै छ भन्ने बुझिन्छ। ब्रह्माण्ड ठुलो हुँदै गएकाले विगतमा तारापुञ्जहरू एकअर्काको नजिक थिए र धेरै पहिले सबै एउटै ठाउँमा थिए भन्ने अनुमान गर्न सकिन्छ। यसरी हब्बलको अध्ययनले बिग ब्याङ सिद्धान्तलाई पुष्टि गर्न मदत गर्छ।

ब्रह्माण्डको जस्तै हरेक ताराको पनि इतिहास हुन्छ। तारा पनि जन्मन्छन्, बाँच्छन् र मर्छन्। ताराको यही जीवनलाई ताराको जीवनचक्र भनिन्छ।

ग्यास र धुलोको चिसो, अँध्यारो बादललाई नेबुला भनिन्छ र तारा यस्तै बादलमा जन्मन्छ। गुरुत्वबलले बादलको एउटा भागलाई खुम्च्याउँदै लैजाँदा त्यो भाग तात्दै जान्छ र यसको केन्द्रको तापक्रम करिब 1 करोड °C पुग्छ। यति तापक्रममा हाइड्रोजनका न्युक्लियस जोडिएर हिलियम बन्न थाल्छन् र अत्यधिक ऊर्जा निस्केर एउटा तारा बल्छ। आफ्नो जीवनको धेरैजसो समय तारा एकनास चम्किरहन्छ। यस बेला यसको गुरुत्वबलले भित्रतिर थिच्छ भने फ्युजनको तापले बाहिरतिर धकेल्छ र यी दुई ठ्याक्कै सन्तुलनमा हुन्छन्।

केन्द्रको हाइड्रोजन सकिएपछि के हुन्छ भन्ने कुरा ताराको पिण्डमा भर पर्छ:

• सूर्यजस्तो तारा फुलेर रेड जाइन्ट बन्छ। त्यसपछि यसले आफ्ना बाहिरी तहलाई प्लानेटरी नेबुला भनिने चम्किलो खोलका रूपमा बिस्तारै फ्याँक्छ। बाँकी रहेको केन्द्रलाई ह्वाइट ड्वार्फ भनिन्छ। पृथ्वीजत्रै सानो भए पनि सूर्यजत्तिकै भारी हुने ह्वाइट ड्वार्फको एक चम्चा पदार्थको तौल टनौँ हुन्छ र यो बिस्तारै चिसिँदै र मधुरो हुँदै जान्छ।
• सूर्यभन्दा धेरै ठुलो पिण्ड भएको तारा (सूर्यको करिब 8 गुणाभन्दा बढी) फुलेर रेड सुपर जाइन्ट बन्छ। त्यसपछि एक सेकेन्डको सानो अंशमै यसको केन्द्र खुम्चिन्छ र तारा सुपर नोभाका रूपमा पड्कन्छ। यस बेला यो हप्तौँसम्म सिङ्गो तारापुञ्जभन्दा बढी चम्कन सक्छ। अन्त्यमा बाँकी रहने न्युट्रोन तारा सहरजत्रो मात्र हुन्छ, तर अत्यन्तै खँदिलो हुने भएकाले यसको एक चम्चा पदार्थको तौल 1 अर्ब टन हुन्छ। सबैभन्दा ठुला ताराको अन्त्यमा भने कालो छिद्र बन्छ। यसको गुरुत्वबल अत्यन्तै बलियो हुने भएकाले प्रकाश पनि यसबाट बाहिर निस्कन सक्दैन।

सूर्य आफ्नो जीवनको झन्डै आधा बाटोमा छ। यो 4.6 अर्ब वर्ष पुरानो भइसकेको छ र रेड जाइन्ट बन्न अझै करिब 5 अर्ब वर्ष बाँकी छ।

तारापुञ्जहरू एकअर्काबाट टाढिँदै छन्, तर गुरुत्वबलले ती सबैलाई फेरि एकअर्कातिर तानिरहेको छ। यी दुईमध्ये कुनले जित्ला? यसबारे सोच्न पहिले एउटा सानो उदाहरण हेरौँ: रकेट।

ब्रह्माण्डको अवस्था पनि यस्तै छ। सबै तारापुञ्ज एकअर्काबाट टाढिँदै छन् र ब्रह्माण्ड ठुलो हुँदै छ। तर ब्रह्माण्डमा भएका सबै पिण्डको गुरुत्वाकर्षणले तारापुञ्जको वेग घटाइरहेको छ। तारापुञ्जहरू टाढिँदै जाँदा यो तान पनि कमजोर हुँदै जान्छ। अब प्रश्न उठ्छ: तारापुञ्जको वेग पहिले सकिन्छ कि गुरुत्वाकर्षणको प्रभाव पहिले हराउँछ? ब्रह्माण्डको भविष्य यसैमा भर पर्छ।

चरम घनत्व

न्युटनको नियमअनुसार हरेक पिण्डले अरू हरेक पिण्डलाई तान्छ। यो बल ती पिण्डको गुणनफलसँग समानुपातिक र तिनीहरूबिचको दुरीको वर्गसँग व्युत्क्रमानुपातिक हुन्छ। त्यसैले ब्रह्माण्डको गुरुत्वाकर्षण कति बलियो हुन्छ भन्ने कुरा यसमा कति पिण्ड छ र त्यो पिण्ड कति फैलिएको छ भन्नेमा अर्थात् ब्रह्माण्डको औसत घनत्वमा (पिण्ड ÷ आयतन) भर पर्छ।

गुरुत्वबलले ब्रह्माण्डको फैलावटलाई ठ्याक्कै रोक्न (अनन्त लामो समयपछि) ब्रह्माण्डको जति औसत घनत्व चाहिन्छ, त्यसलाई चरम घनत्व भनिन्छ। यो घनत्व अत्यन्तै सानो छ: अन्तरिक्षको हरेक घन मिटरमा पाँच वा छओटा हाइड्रोजन परमाणु जति। (हामी बसेको कोठाको हावाको हरेक घन मिटरमा करिब 10²⁵ अणु हुन्छन्।)

वास्तविक घनत्वलाई चरम घनत्वसँग तुलना गर्दा ब्रह्माण्डका तीन सम्भावित भविष्य देखिन्छन्:

क. खुला ब्रह्माण्ड

ब्रह्माण्डको औसत घनत्व चरम घनत्वभन्दा कम भए गुरुत्वबल फैलावट रोक्न सक्ने गरी बलियो हुँदैन। गुरुत्वबलको प्रभाव हराइसक्दा पनि तारापुञ्जहरूको केही वेग बाँकी रहने भएकाले तिनीहरू सधैँभरि एकअर्काबाट टाढिँदै जान्छन् र ब्रह्माण्ड ठुलो हुँदै जान्छ। पलायन वेगभन्दा छिटो छोडिएको रकेटको जस्तै यस्तो अवस्थालाई खुला ब्रह्माण्ड भनिन्छ।

ख. समतल ब्रह्माण्ड

औसत घनत्व चरम घनत्वसँग ठ्याक्कै बराबर भए फैलावट ढिलो हुँदै जान्छ। तारापुञ्जहरूको वेग र गुरुत्वबलको प्रभाव दुवै सँगै शून्य हुन्छन्, तर अनन्त लामो समयपछि मात्र। त्यतिन्जेल तारापुञ्जहरू एकअर्काबाट अनन्त दुरीमा पुगिसकेका हुन्छन्। त्यसपछि ब्रह्माण्ड ठुलो हुन छोड्छ र जस्ताको तस्तै रहन्छ। ठ्याक्कै पलायन वेगमा छोडिएको रकेटको जस्तै यस्तो अवस्थालाई समतल ब्रह्माण्ड भनिन्छ। (समतल भनेको रोटीजस्तो चेप्टो भनेको होइन। अन्तरिक्ष बाङ्गिएको छैन भन्ने यसको अर्थ हो। यस्तो अन्तरिक्षमा टाढा टाढाका तीनओटा तारापुञ्जबिच कोरिएको त्रिभुजका कोणको योग ठ्याक्कै 180° हुन्छ।)

ग. बन्द ब्रह्माण्ड

औसत घनत्व चरम घनत्वभन्दा बढी भए गुरुत्वबलले जित्छ। फैलावट ढिलो हुँदै रोकिन्छ र ब्रह्माण्ड खुम्चिन थाल्छ। तारापुञ्जहरू फेरि एकअर्कातिर खस्छन् र अन्त्यमा ब्रह्माण्ड खुम्चिएर फेरि एउटै बिन्दु बन्छ। यस्तो अन्त्यलाई महासङ्कुचन भनिन्छ। महासङ्कुचनपछि फेरि नयाँ बिग ब्याङ भएर नयाँ ब्रह्माण्ड बन्न सक्छ र यो क्रम पटक पटक दोहोरिन सक्छ भन्ने कल्पना पनि केही वैज्ञानिकहरूले गरेका थिए। यसो हुने हो भने ताराको जस्तै ब्रह्माण्डको पनि आफ्नै जीवनचक्र हुन्छ। धेरै ढिलो छोडिएर फर्केर खस्ने रकेटको जस्तै यस्तो अवस्थालाई बन्द ब्रह्माण्ड भनिन्छ।

	खुला	समतल	बन्द
औसत घनत्व	चरम घनत्वभन्दा कम	चरम घनत्वसँग बराबर	चरम घनत्वभन्दा बढी
फैलावट	सधैँभरि हुन्छ	ढिलो हुँदै जान्छ, अनन्त समयपछि मात्र रोकिन्छ	रोकिन्छ, अनि उल्टो हुन्छ
अन्त्य	तारापुञ्जहरू सधैँभरि छरिँदै जान्छन्	तारापुञ्जहरू अनन्त दुरीमा स्थिर हुन्छन्	महासङ्कुचन
रकेटसँग तुलना	पलायन वेगभन्दा छिटो छोडिएको	ठ्याक्कै पलायन वेगमा छोडिएको	पलायन वेगभन्दा ढिलो छोडिएको

ब्रह्माण्डको भविष्य निर्धारण गर्ने मुख्य कारक तत्त्व गुरुत्वबल हो। गुरुत्वबल कति बलियो हुन्छ भन्ने कुरा ब्रह्माण्डको पिण्ड र साइज अर्थात् यसको घनत्वमा भर पर्छ। अन्तरिक्षमा देख्न सकिने सबै कुरा र देख्न नसकिने धेरै कुरा पनि जोखेर खगोलशास्त्रीहरू ब्रह्माण्डको घनत्व अनुमान गर्छन्।

अहिले हामीलाई के थाहा छ (सन् 2026 सम्म)? बिग ब्याङको बाँकी चमक नाप्दा आधा प्रतिशतभन्दा कम त्रुटिभित्र अन्तरिक्ष समतल अर्थात् कुल घनत्व चरम घनत्वसँग बराबर भएको पाइएको छ। तर तारा, ग्रह र मानिस बनेको साधारण पदार्थ यस घनत्वको करिब 5% मात्र हो। देख्न नसकिने र गुरुत्वबलबाट मात्र थाहा हुने डार्क म्याटर करिब 27% छ भने बाँकी करिब 68% भाग डार्क इनर्जी हो। डार्क इनर्जी अहिलेजस्तै रहिरह्यो भने ब्रह्माण्ड सधैँभरि झन् झन् छिटो फैलिँदै जानेछ। यसमा महासङ्कुचन हुँदैन, बरु तारा एक एक गरी निभ्दै जाँदा ब्रह्माण्ड बिस्तारै चिसो र मधुरो हुँदै जान्छ। यस्तो अन्त्यलाई कहिलेकाहीँ बिग फ्रिज (Big Freeze) भनिन्छ। सन् 2025 मा तारापुञ्जहरूको एउटा ठुलो सर्वेक्षण (DESI) मा डार्क इनर्जी समयसँगै कमजोर हुँदै गएको हुन सक्ने सङ्केत भेटियो। यो पुष्टि भयो भने यो कथा फेरि बदलिन सक्छ। विज्ञान यसरी नै अगाडि बढ्छ: यो प्रश्नको टुङ्गो अझै लागेको छैन।

1. सही विकल्प छनोट गर्नुहोस्

2. फरक छुट्याउनुहोस्

3. कारण दिनुहोस्

4. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्