3.19 ثقلی انحراف بمقابلہ مادّی انعطاف: پس منظر کی ہندسیات اور مادّہ کے ردِعمل کی حد

ہوم ／ باب3: کثیفہ پیمانے پر کائنات

I. قاری کے لیے تیز رہنما نقشہ

• ثقلی انحراف: روشنی “زیادہ کَسی ہوئی” پس منظر میں نسبتاً طویل ہندسی راستہ اختیار کرتی ہے۔ بہت بڑے کمیتی اجسام کے قریب خم زیادہ ہوتا ہے اور شعاعیں اسی “زیادہ کَسی ہوئی جانب” مڑتی ہیں۔ مقامی طور پر پھیلاؤ کی حد بلند ہوسکتی ہے، مگر راستہ طویل اور خمیدہ ہونے سے کل سفر کا وقت اکثر بڑھ جاتا ہے۔ یہ اثر بے‌رنگ ہے اور فوٹون و ثقلی موجوں جیسے کئی “پیغام رساں” ذرائع پر لاگو ہوتا ہے۔
• مادّی انعطاف: مادّہ کے اندر روشنی بار بار منسلک برقی باروں سے جڑتی ہے، جس سے مؤثر رفتار کم ہوتی ہے اور منتشرہ پھیلاؤ پیدا ہوتا ہے۔ راستے کی تبدیلی زیادہ تر اوسطوں (interfaces) اور مادّے کے باطن میں ہوتی ہے، ساتھ ہی جذب، بکھراؤ اور نبض کا پھیلنا بڑھ جاتا ہے۔

II. بنیادی فرق (چار “حدی کارڈ”)

1. کیا پھیلاؤ موجود ہے؟
   • ثقلی انحراف: پھیلاؤ نہیں؛ تمام بینڈ مشترکہ طور پر مڑتے اور یکساں تاخیر دکھاتے ہیں۔
   • مادّی انعطاف: واضح پھیلاؤ؛ نیلا اور سرخ مختلف زاویوں سے مُڑتے ہیں اور نبضوں کی آمد کی ترتیب کھنچ جاتی ہے۔
2. تاخیر کہاں سے آتی ہے؟
   • ثقلی انحراف: مقامی طور پر رفتار “زیادہ” محسوس ہو سکتی ہے، مگر طویل خمیدہ راستہ غالب آتا ہے، اس لیے سِرے سے سِرے تک وقت بڑھتا ہے۔
   • مادّی انعطاف: بار بار جڑنے اور دوبارہ اخراج کے سبب مؤثر رفتار گھٹتی ہے؛ جذب اور متعدد بکھراؤ مزید تاخیر بڑھاتے ہیں۔
3. توانائی اور ہم آہنگی
   • ثقلی انحراف: تبدیلی بنیادی طور پر ہندسی ہے؛ توانائی کا زیاں نہ ہونے کے برابر اور ہم آہنگی عموماً برقرار رہتی ہے۔
   • مادّی انعطاف: عموماً جذب، حرارتی شور اور بے ہم آہنگی کے ساتھ؛ نبضیں اور تداخل کے حاشیے پھیل جاتے ہیں۔
4. کن اشیا پر اثر ہوتا ہے؟
   • ثقلی انحراف: فوٹون، ثقلی موجیں اور نیوٹرینو ایک جیسے ہندسی قواعد کے تابع ہیں۔
   • مادّی انعطاف: اُن برقی مقناطیسی موجوں پر اثر انداز ہوتا ہے جو مادّہ سے جڑ سکتی ہیں؛ ثقلی موجیں شیشے کو عملاً “نظر انداز” کرتی ہیں۔

III. قصے کے دو مُحوری مناظر

1. ثقلی انحراف (پس منظر کی ہندسیات)
   • منظرنامہ: کہکشاؤں، سیاہ سوراخوں اور کہکشانی جھرمٹوں کے قریب۔
   • ہیئت: شعاعیں “زیادہ کَسی ہوئی جانب” کو مُڑتی ہیں؛ طاقتور ثقلی عدسیہ کئی تصاویر اور قوسیں بناتا ہے، کمزور عدسیہ لطیف شیئر اور تقارب لاتا ہے۔
   • وقت پیمائی: ایک ہی منبع سے متعدد ہندسی راستے بے‌رنگ تاخیر پیدا کرتے ہیں؛ تمام بینڈ اکٹھے “جلدی—دیر سے” سرک جاتے ہیں۔
   • تشخیص: مختلف بینڈوں اور پیغام رساں ذرائع میں آمد وقت کے فرق اور انحراف زاویوں کا موازنہ کریں۔ اگر سرکاؤ ایک ہی سمت میں ہو اور تناسب قائم رہے تو اشارہ پس منظر کی ہندسیات کی طرف ہے۔
2. مادّی انعطاف (مادّہ کا ردِعمل)
   • منظرنامہ: شیشہ، پانی، پلازما کے بادل اور غبار کی تہیں۔
   • ہیئت: انعطاف کا زاویہ طولِ موج پر منحصر ہوتا ہے؛ عموماً انعکاس، بکھراؤ اور جذب ساتھ ہوتے ہیں۔
   • وقت پیمائی: نبضیں پھیلتی ہیں؛ پلازما میں کم تَردد زیادہ مؤخر ہوتے ہیں۔ پھیلاؤ کی منحنیہ واضح اور قابلِ پیمائش ہے۔
   • تشخیص: معلوم مادّی پیش منظر ہٹا دینے کے بعد اگر بقیہ پھیلاؤ معنی خیز رہے تو غیر مدلل واسطوں کو تلاش کریں؛ اگر پھیلاؤ ختم ہوجائے مگر مشترکہ سرکاؤ باقی ہو تو ہندسی توضیح کی طرف لوٹیں۔

IV. رصدی معیارات اور میدانی جانچ فہرست

• کثیر بینڈ ناپ: اگر بصری، قریبِ تحتِ سرخ اور ریڈیو ایک ہی خمیدہ راستہ اپنائیں اور بلا پھیلاؤ مشترکہ تاخیر دکھائیں تو ثقلی انحراف کو ترجیح دیں۔
• کثیر پیغام رساں توثیق: جب روشنی اور ثقلی موجیں (یا نیوٹرینو) آمد وقت کے فرق ایک ہی سمت اور مماثل جسامت کے ساتھ دکھائیں تو مادّی پھیلاؤ کے مقابلے میں پس منظر کی ہندسیات غالب امکان رکھتی ہے۔
• تصویر بہ تصویر فرق (طاقتور عدسیہ): ایک ہی منبع کی تصاویر کی رَوشنی منحنیات منفی کرکے منبع کی داخلی تبدیلی ختم کریں؛ اگر باقیات بے‌رنگ اور باہمی مربوط ہوں تو ہندسی راستوں کے فرق کی نشانی ہے۔
• نبض پھیلاؤ منحنیہ: اگر تاخیر تَردد کے ساتھ باقاعدہ بڑھتی اور ہم آہنگی گھٹتی جائے تو اسے واسطے کے پھیلاؤ اور جذب سے وابستہ کریں۔

V. عام غلط فہمیوں کے مختصر جواب

• کیا بڑے کمیتی اجسام کے پاس روشنی “سست” ہو جاتی ہے؟
  مقامی طور پر: پھیلاؤ کی حد بلند ہوسکتی ہے۔ بعید نقطۂ نظر سے: راستہ طویل اور زیادہ خمیدہ ہوتا ہے، لہٰذا کل وقت بڑھتا ہے۔ یہ مختلف پیمانے ہیں—متضاد نہیں۔
• کیا مادّی انعطاف ثقلی عدسیہ بن کر دکھا سکتا ہے؟
  وسیع بینڈ اور کثیر ذرائع کے ساتھ یہ بعید از قیاس ہے: واسطے پھیلاؤ اور بے ہم آہنگی لاتے ہیں، جبکہ ثقلی عدسیہ بے‌رنگ ہے اور کئی ذرائع پر نافذ ہوتا ہے۔
• کیا ایک ہی بینڈ سے فرق واضح ہو جاتا ہے؟
  خطرناک مفروضہ ہے۔ مضبوط طریقہ کثیر بینڈ مشاہدہ، متعدد ذرائع اور تصویر بہ تصویر فرق کو یکجا کرتا ہے۔

VI. کتاب کے دوسرے حصوں سے ربط

• §1.11، شماریاتی ٹینسر کششِ ثقل (STG): ثقلی انحراف “ڈھلان کی پیروی” کرنے والی براہِ راست نمود ہے؛ آگے صرف شماریاتی ٹینسر کششِ ثقل کی اصطلاح استعمال ہوگی۔
• §1.12، ٹینسر پس منظر شور (TBN): مشاہدات میں اکثر سلسلہ “پہلے شور، پھر قوت” دکھائی دیتا ہے: ٹینسر پس منظر شور اساس کو بلند کرتا ہے، پھر ہندسی اجزا گہرے ہوتے ہیں؛ آگے صرف ٹینسر پس منظر شور لکھا جائے گا۔
• §8.4، سرخی کی جانب انتقال کی از سرِ نو قرأت: طویل راستوں پر جمع ہونے والی بے‌رنگ تَردد اور وقت کی منتقلیاں پس منظر کی ہندسیات اور اس کی ارتقا کے “راستہ اجزا” ہیں۔
• §8.6، کونیاتی خردموجی پس منظر (CMB): ابتدائی “نیگیٹو + ڈیولپ” کی تصویر بے‌رنگ پس منظر اثرات پر قائم ہے؛ حقیقی کونیاتی خردموجی پس منظر دیکھنے کو مادّی پیش منظر کو منظم طور پر ہٹانا لازم ہے۔

VII. خلاصہ یہ کہ

• ایک جملہ: ثقلی انحراف راستے کی شکل بدلتا ہے، جبکہ مادّی انعطاف اس اندازِ سفر کو بدلتا ہے جس سے اشارہ واسطے میں گزرتا ہے۔
• کیا پرکھیں: پھیلاؤ، ہم آہنگی، تصاویر کے باہمی فرق اور ذرائع کے درمیان مطابقت۔
• درجہ بندی: “مشترکہ سرکاؤ” کو پس منظر کی ہندسیات اور “پھیلاؤ کے ساتھ پھیلنا” کو مادّہ کے ردِعمل کے کھاتے میں رکھیں؛ پھر دونوں اثرات کو پس منظر کی خمیدگی کے ایک ہی نقشے پر بٹھائیں۔