Tolman surface brightness test
ٹولمین سرفیس برائٹنیس ٹیسٹ چھ کاسمولوجیکل ٹیسٹوں میں سے ایک ہے جس کا تصور 1930 کی دہائی میں نئے کاسمولوجیکل ماڈلز کی عملداری اور موازنہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ ٹولمین کا ٹیسٹ کہکشاؤں کی سطح کی چمک کا موازنہ ان کی ریڈ شفٹ (z کے طور پر ماپا گیا) کے فنکشن کے طور پر کرتا ہے۔ اس طرح کا موازنہ سب سے پہلے 1930 میں رچرڈ سی ٹولمین نے اس امتحان کے طور پر پیش کیا تھا کہ کائنات پھیل رہی ہے یا جامد۔ یہ کاسمولوجی کا ایک انوکھا امتحان ہے، کیونکہ یہ تاریک توانائی، تاریک مادے اور ہبل کے مستقل پیرامیٹرز سے آزاد ہے، خالصتا اس بات کی جانچ کرتا ہے کہ آیا کاسمولوجیکل ریڈ شفٹ کسی پھیلتی ہوئی کائنات کی وجہ سے ہے یا نہیں۔ ایک سادہ (جامد اور چپٹی) کائنات میں، کسی شے سے موصول ہونے والی روشنی اس کے فاصلے کے مربع کے متناسب ہو جاتی ہے اور شے کا ظاہری رقبہ بھی فاصلے کے مربع کے متناسب ہو جاتا ہے، اس لیے سطح کی چمک (سطح کے رقبے کے مطابق موصول ہونے والی روشنی) مستقل، فاصلے سے آزاد ہوگی۔ تاہم، ایک پھیلتی ہوئی کائنات میں، دو اثرات ہیں جو اس تعلق کو تبدیل کرتے ہیں۔ سب سے پہلے، جس شرح پر فوٹون موصول ہوتے ہیں وہ کم ہو جاتے ہیں کیونکہ ہر فوٹون کو پہلے کے مقابلے میں تھوڑا زیادہ سفر کرنا پڑتا ہے۔ دوسرا، مشاہدہ کردہ ہر فوٹون کی توانائی ریڈ شفٹ سے کم ہو جاتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، دور کی اشیاء اس سے بڑی دکھائی دیتی ہیں جو وہ واقعی ہیں کیونکہ مشاہدہ کیے گئے فوٹون اس وقت خارج ہوئے تھے جب شے قریب تھی۔ ان اثرات کو ایک ساتھ جوڑتے ہوئے، ایک سادہ پھیلتی ہوئی کائنات میں سطح کی چمک (فلیٹ جیومیٹری اور مشاہدہ کردہ ریڈ شفٹ کی حد پر یکساں توسیع) کی چوتھی طاقت کے ساتھ کم ہونی چاہیے۔ ابتدائی اور سب سے زیادہ جامع مطالعات میں سے ایک 1996 میں شائع ہوا تھا، کیونکہ مشاہداتی تقاضوں نے اس وقت تک ٹیسٹ کی عملیت کو محدود کر دیا تھا۔ اس تجربے میں ایک پھیلتی ہوئی کائنات کے ساتھ مطابقت پائی گئی۔ تاہم، اس میں، مصنفین نوٹ کرتے ہیں کہ: اس کا جائزہ لینے والے ایک بعد کے مقالے نے ایک منصفانہ امتحان کے لیے، ایس بی کا حساب لگانے کے لیے ان کے فرض کردہ توسیعی کاسمولوجی کو ہٹا دیا، اور پتہ چلا کہ 1996 کے نتائج، ایک بار اصلاح ہونے کے بعد، ایک جامد کائنات کو مسترد نہیں کرتے تھے۔ آج تک، سطح کی چمک اور ریڈ شفٹ کے درمیان تعلقات کی سب سے پیچیدہ تحقیقات 10 میٹر کیک دوربین کا استعمال کرتے ہوئے تقریبا ایک ہزار کہکشاؤں کی ریڈ شفٹ اور 2.4 میٹر ہبل خلائی دوربین کا استعمال کرتے ہوئے ان کہکشاؤں کی سطح کی چمک کی پیمائش کے لیے کی گئی تھی۔ پایا جانے والا ایکسپونینٹ 4 نہیں ہے جیسا کہ سب سے آسان توسیع پذیر ماڈل میں توقع کی جاتی ہے، لیکن فریکوئنسی بینڈ کے لحاظ سے 2.6 یا 3.4 ہے۔ مصنفین خلاصہ کرتے ہیں: تاہم، مصنفین نے ایک مخصوص آئن سٹائن ڈیسیٹر جامد کائنات ماڈل کا تجربہ کیا جہاں توسیع کے اثرات میں سے ایک جو (1 + زیڈ) اصطلاح میں حصہ ڈالتا ہے، یعنی ٹائم ڈائلشن، کو چھوڑ دیا گیا تھا۔ ایک حقیقی جامد کائنات کی جانچ کرنے کے لیے جس میں توسیع سے وقت کے پھیلاؤ کے اثرات نہیں ہیں، اس اصطلاح کو ہٹا دیا گیا اور اس کے لیے درست کیا گیا، اور یہ پایا گیا کہ ان پچھلے نتائج نے جامد کائنات کو مسترد نہیں کیا۔ جیسا کہ جامد اور توسیع کے درمیان پیش گوئی شدہ اثرات ڈرامائی طور پر اعلی سرخ شفٹوں کی طرف موڑ جاتے ہیں، آج تک کیا گیا سب سے جامع ٹیسٹ z = 5 پر تھا، جو پچھلے سب سے بڑے سے بہت بڑا تھا جو صرف z = 0.9 پر گیا تھا: اس ٹیسٹ نے ان کے نتائج کو مستحکم کائنات کے مطابق پایا، لیکن اگر کہکشاں کے اہم ارتقاء کی توقع کی جاتی ہے تو توسیع کو مسترد کرنے سے قاصر ہے۔ یہ بھی دیکھیں ماخذ گنتی تھکی ہوئی روشنی وقت پھیلاؤ فوٹ نوٹ جسمانی کاسمولوجی