Chapter 12: ब्रह्माण्ड (Universe)
Chapter 12: कक्षा १० विज्ञान: ब्रह्माण्ड (Universe) – सम्पूर्ण अभ्यास प्रश्नोत्तर
यस पृष्ठमा कक्षा १० विज्ञानको ‘ब्रह्माण्ड’ अध्यायका सबै अभ्यास प्रश्नहरूको समाधान प्रस्तुत गरिएको छ। यो Class 10 Universe Nepali Exercise SEE परीक्षाको तयारीका लागि अत्यन्तै उपयोगी हुनेछ।
१. सही विकल्प छनोट गर्नुहोस्
२. फरक छुट्याउनुहोस्
| विषय (Basis) | बन्द ब्रह्माण्ड (Closed Universe) | खुला ब्रह्माण्ड (Open Universe) |
|---|---|---|
| १. घनत्व (Density) | यसको औसत घनत्व चरम घनत्वभन्दा बढी हुन्छ। | यसको औसत घनत्व चरम घनत्वभन्दा कम हुन्छ। |
| २. भविष्य (Fate) | गुरुत्वाकर्षण बलले गर्दा विस्तार रोकिन्छ र ब्रह्माण्ड खुम्चिन थाल्छ। | गुरुत्वाकर्षण बलले विस्तारलाई रोक्न सक्दैन, त्यसैले यो सधैँभरि फैलिरहन्छ। |
| ३. गति र गुरुत्व | गुरुत्व प्रभाव शून्य हुनुभन्दा पहिले नै पिण्डहरूको गति शून्य हुन्छ। | गुरुत्व प्रभाव शून्य हुँदा पनि पिण्डहरूको गति बाँकी रहन्छ। |
| ४. अन्त्य (End) | यसको अन्त्य महासंकुचन (Big Crunch) मा हुन सक्छ। | यसको साइज निरन्तर बढिरहन्छ। |
| ५. आकार (Size) | यसको फैलावटको एउटा निश्चित सीमा हुन्छ। | यसको फैलावट असीमित हुन्छ। |
| विषय (Basis) | समतल ब्रह्माण्ड (Flat Universe) | बन्द ब्रह्माण्ड (Closed Universe) |
|---|---|---|
| १. घनत्व (Density) | यसको औसत घनत्व चरम घनत्व बराबर हुन्छ। | यसको औसत घनत्व चरम घनत्वभन्दा बढी हुन्छ। |
| २. भविष्य (Fate) | विस्तारको क्रम घट्दै जान्छ र अन्ततः रोकिन्छ, तर खुम्चिँदैन। | विस्तार रोकिन्छ र उल्टो प्रक्रिया (संकुचन) सुरु हुन्छ। |
| ३. गति र गुरुत्व | गुरुत्व प्रभाव र पिण्डको गति एकै समयमा शून्य हुन्छ। | गुरुत्व प्रभाव शून्य हुनुभन्दा पहिले नै पिण्डहरूको गति शून्य हुन्छ। |
| ४. अन्तिम अवस्था | ब्रह्माण्ड स्थिर रहन्छ। | ब्रह्माण्ड संकुचित हुन्छ। |
| ५. ज्यामिति (Geometry) | यसको ज्यामिति समतल (flat) हुन्छ। | यसको ज्यामिति गोलाकार (spherical) हुन्छ। |
३. कारण दिनुहोस्
यो कथन हब्बलको नियमको सन्दर्भमा गलत छ। हब्बलको नियमअनुसार, तारापुञ्जहरू जति टाढा हुन्छन्, तिनीहरू त्यति नै छिटो गतिमा एक-अर्काबाट टाढा गइरहेका हुन्छन् (\(v=Hd\))। तर, ब्रह्माण्डमा भएका पिण्डको गुरुत्वाकर्षणका कारणले सबै तारापुञ्जको टाढा जाने गति घटिरहेको छ। यसले ब्रह्माण्डको विस्तारको गतिलाई गुरुत्वाकर्षणले कम गर्न खोजिरहेको जनाउँछ, तर यसले कुनै दुई पिण्डबीचको दूरी र वेगको प्रत्यक्ष सम्बन्धलाई हब्बलको नियमले जस्तो व्याख्या गर्दैन। तसर्थ, ब्रह्माण्डको विस्तारको सन्दर्भमा, दूरी बढ्दा वेग बढ्छ।
आकाशीय पिण्डहरू ब्रह्माण्डमा आफ्नो स्थानमा रहनुको मुख्य कारण गुरुत्वाकर्षण बल (Gravitational Force) हो। हरेक आकाशीय पिण्डले अर्कोलाई आफूतर्फ तान्छ। यही पारस्परिक आकर्षण बल र पिण्डहरूको कक्षीय गतिको (orbital motion) सन्तुलनले गर्दा तिनीहरू एक-अर्कासँग नठोक्किईकन आ-आफ्नो निश्चित कक्षमा परिक्रमा गरिरहन्छन् र सौर्यमण्डलजस्ता प्रणालीहरू स्थिर रहन्छन्।
४. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्
हाम्रो वरपर रहेको विशाल क्षेत्रलाई ब्रह्माण्ड (Universe) भनिन्छ। यसभित्र ग्रह, तारा, पुच्छ्रेतारा, उपग्रह, उल्का, तारापुञ्ज लगायतका सम्पूर्ण आकाशीय पिण्डहरू र तिनीहरूको समष्टिगत रूप समावेश हुन्छ।
बिग ब्याङ सिद्धान्त (Big Bang Theory) ब्रह्माण्डको उत्पत्तिसम्बन्धी सबैभन्दा विश्वसनीय सिद्धान्त हो। यस सिद्धान्तअनुसार:
- सुरुमा ब्रह्माण्ड एउटा सानो, एकल परमाणुको आकारमा एकदमै ऊर्जावान र सघन अवस्थामा थियो।
- अत्यधिक शक्ति र चापका कारण त्यो परमाणुमा महाविस्फोटन भयो, जसबाट ब्रह्माण्डको उत्पत्ति भयो।
- विस्फोटनपछि बनेका सम्पूर्ण आकाशीय पिण्डहरू एक-अर्काबाट टाढा-टाढा उछिट्टिए।
- यही कारणले ब्रह्माण्ड आज पनि निरन्तर विस्तार भइरहेको छ। थप जानकारीको लागि यहाँ क्लिक गर्नुहोस्।
अमेरिकी खगोलशास्त्री एडविन हब्बलको अध्ययनका मुख्य निष्कर्षहरू निम्न थिए:
- ब्रह्माण्डमा रहेका तारापुञ्जहरू एक-आपसबाट टाढा सर्दैछन्, जसले ब्रह्माण्ड विस्तारशील छ भन्ने पुष्टि गर्छ।
- तारापुञ्जको एक-अर्काबाट टाढा जाने गति (velocity, \(v\)) तिनीहरूबीचको दूरी (distance, \(d\)) सँग समानुपातिक हुन्छ। यो सम्बन्धलाई हब्बलको नियम (\(v=Hd\)) भनिन्छ।
बिग ब्याङ सिद्धान्तअनुसार ब्रह्माण्ड फैलिरहेको छ, तर यसको फैलावटको सीमा छ वा छैन भन्ने कुरा ब्रह्माण्डको औसत घनत्व र चरम घनत्व (critical density) बीचको सम्बन्धमा निर्भर गर्छ। यसका तीन सम्भावित भविष्य छन्:
- खुला ब्रह्माण्ड: यदि औसत घनत्व चरम घनत्वभन्दा कम छ भने, गुरुत्वाकर्षणले विस्तारलाई रोक्न सक्दैन र ब्रह्माण्ड सधैँभरि असीमित रूपमा फैलिरहन्छ।
- बन्द ब्रह्माण्ड: यदि औसत घनत्व चरम घनत्वभन्दा बढी छ भने, गुरुत्वाकर्षणले विस्तारलाई रोक्छ र अन्ततः ब्रह्माण्ड फेरि खुम्चिन थाल्छ।
- समतल ब्रह्माण्ड: यदि औसत घनत्व र चरम घनत्व बराबर छन् भने, ब्रह्माण्डको फैलिने क्रम क्रमशः घट्दै जान्छ र अन्ततः रोकिन्छ, तर खुम्चिँदैन।
तसर्थ, ब्रह्माण्डको फैलावटको सीमा छ वा छैन भन्ने कुरा यसको कुल घनत्वमा निर्भर गर्दछ, जुन अझै पनि अनुसन्धानकै विषय हो।
ब्रह्माण्डमा गुरुत्वाकर्षण बलको महत्त्व निम्नअनुसार छ:
- अवस्थिति निर्धारण: गुरुत्वाकर्षण बलकै कारणले सम्पूर्ण आकाशीय पिण्डहरू अन्तरिक्षमा आ-आफ्नो स्थानमा अडिएर रहेका छन्।
- कक्षीय गति: यही बलले गर्दा ग्रहहरूले सूर्यको वरिपरि र उपग्रहहरूले ग्रहको वरिपरि निश्चित कक्षमा परिभ्रमण (revolution) गर्छन्।
- प्रणालीको स्थायित्व: सौर्यमण्डलमा रहेका ग्रहहरूको पङ्क्तिबद्धता कायम गर्न र प्रणालीलाई स्थिर राख्न गुरुत्वाकर्षण बलको महत्त्वपूर्ण भूमिका हुन्छ।
सूर्य, पृथ्वी र चन्द्रमाबीच पारस्परिक गुरुत्वाकर्षण बल हुन्छ, जसले गर्दा तिनीहरूले एक-अर्कालाई आफ्नो केन्द्रतिर तानिरहेका हुन्छन्। तर, तिनीहरू एकआपसमा ठोक्किँदैनन् किनभने गुरुत्वाकर्षणको यो खिचावटसँगै तिनीहरूमा कक्षीय गति (orbital motion) पनि हुन्छ। यही गुरुत्वाकर्षण बल र कक्षीय गतिको सन्तुलनले गर्दा तिनीहरू एक-अर्कामा खस्नुको सट्टा एक-अर्काको वरिपरि निश्चित कक्षमा निरन्तर घुमिरहन्छन्।
समतल ब्रह्माण्ड (Flat Universe) को अवधारणाअनुसार, यदि ब्रह्माण्डको औसत घनत्व (average density) र चरम घनत्व (critical density) बराबर भएमा, ब्रह्माण्डको भविष्य फरक हुन्छ। यस अवस्थामा, गुरुत्व प्रभाव र पिण्डहरूको गति एकै समयमा शून्य हुन्छ, जसले गर्दा ब्रह्माण्ड स्थिर रहन्छ। अर्थात्, ब्रह्माण्डको फैलिने क्रम क्रमशः घट्दै जान्छ र अन्ततः रोकिन्छ, तर यो फेरि खुम्चिँदैन।
प्रदान गरिएको पाठ्यसामग्रीको आधारमा, ब्रह्माण्डको भविष्य खुला, समतल, वा बन्दमध्ये कुनै पनि हुन सक्छ। यसको निर्धारण ब्रह्माण्डको औसत घनत्व ले गर्दछ:
- यदि ब्रह्माण्डको घनत्व चरम घनत्वभन्दा कम भएमा, यो **खुला** हुनेछ र सधैँभरि फैलिरहनेछ।
- यदि ब्रह्माण्डको घनत्व चरम घनत्व बराबर भएमा, यो **समतल** हुनेछ र अन्ततः विस्तार रोकिई स्थिर हुनेछ।
- यदि ब्रह्माण्डको घनत्व चरम घनत्वभन्दा बढी भएमा, यो **बन्द** हुनेछ र अन्ततः खुम्चिनेछ।
पाठ्यपुस्तकले यी तीनमध्ये कुनचाहिँ सही हो भनेर किटान गर्न पर्याप्त प्रमाण प्रस्तुत गरेको छैन। त्यसैले, यसको आधारमा मेरो तर्क यो हो कि ब्रह्माण्डको भविष्य अझै अनिश्चित छ र यसको वास्तविक घनत्वको सही मापनमा निर्भर गर्दछ।