আমরা ও আমাদের মহাবিশ্ব

আমাদের এই পৃথিবী একটি ছোট্টো গ্রহ, ঘুরছে সূর্য নামক এক নক্ষত্রের চারপাশে । পৃথিবীর মতন আর পৃথিবীর চেয়ে অনেক বড়ো বড়ো আরো গ্রহ ঘুরছে নানা কক্ষপথে, সূর্যের চারপাশে । কোনো কোনো গ্রহের চারপাশে ঘুরছে উপগ্রহেরা। এছাড়াও আছে গ্রহাণু, গ্রহদের চেয়ে আকারে অনেক ছোটো বস্তু, এরাও ঘুরছে সূর্যের চারপাশে। সূর্য আর তার চারপাশের এই গ্রহ, উপগ্রহ, গ্রহাণু ইত্যাদি সবকিছু নিয়ে যে জগৎ, তাকে বলে সৌরজগৎ। এই গোটা সৌরজগৎ ঘুরছে মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্র ঘিরে।


মিল্কি-ওয়ে এক বিশাল গ্যালাক্সি, বহু হাজার কোটি নক্ষত্র ও আনুষঙ্গিক নানা বস্তু নিয়ে এই গ্যালাক্সি তৈরী । মিল্কি ওয়ের মতন গ্যালাক্সি আছে বহু হাজার কোটি । কাছাকাছি ( যদিও এখানে কাছাকাছি মানে বিশ-বাইশ লক্ষ আলোকবর্ষের দূরত্ব ) গ্যালাক্সিরা মহাকর্ষের আকর্ষণে গ্যালাকটিক গ্রুপ বা গ্যালাক্সিপুঞ্জ তৈরী করে ।
আমাদের মিল্কি ওয়ে যে গ্রুপে আছে, তাকে বলে লোকাল গ্রুপ । এই গ্যালাক্সিপুঞ্জ আবার অন্য গ্যালাক্সিপুঞ্জের সঙ্গে যোগ দিয়ে তৈরী করে সুপারক্লাস্টার । আমাদের লোকাল ক্লাস্টার আছে ভার্গো সুপারক্লাস্টারের মধ্যে । এইরকম আরও অনেক সুপারক্লাস্টার ছড়িয়ে আছে মহাবিশ্বে ।
কিন্তু এইসব জানা গেল কী করে? কবে থেকেই বা এতসব জানতে শুরু করল মানুষ? বেশিদিন আগে থেকে নয়, এই তো গ্যালিলিওর আমল থেকে ।

সেই যে ১৬০৯ সালে গ্যালিলিও তৈরী করলেন তাঁর টেলিস্কোপ, আর তারপর সেই টেলিস্কোপ দিয়ে আকাশ পর্যবেক্ষণ শুরু করলেন, সেই তখন থেকে । পৃথিবী যে সূর্যের চারপাশে ঘুরছে, এই ব্যাপারটাই লোকে তখন মানত না। কোপারনিকাস যদিও সূর্যকেন্দ্রিক তত্ত্ব দিয়েছিলেন, কিন্তু লোকে তখনও ভূকেন্দ্রিক তত্ত্বই মানত। সেই তত্ত্ব অনুযায়ী পৃথিবী বিশ্বজগতের কেন্দ্রে স্থির হয়ে আছে, সূর্য, চন্দ্র, গ্রহ , নক্ষত্র ইত্যাদি সবই পৃথিবীকে ঘিরে ঘুরছে।

এই অবস্থায় গ্যালিলিও তাঁর দূরবীন তাক করলেন চাঁদের দিকে, দেখলেন চাঁদের পৃষ্ঠে পর্বতমালা, উপত্যকা, আর বড় বড় গর্ত ইত্যাদি। অর্থাৎ চাঁদের পিঠও পাথুরে, আশ্চর্য অন্যরকম কিছু দিয়ে তৈরী না। বৃহস্পতি গ্রহের দিকে দূরবীণ কষে গ্যালিলিও দেখলেন বড় বড় চারটে উপগ্রহ বৃহস্পতিকে ঘিরে পাক খাচ্ছে । বৃহস্পতির এই উপগ্রহ চারটি, গ্যানিমিড, ক্যালিস্টো, ইউরোপা, আইও কে আজও “গ্যালিলিয়ান মুনস” বলে, গ্যালিলিও প্রথম এদের আবিষ্কার করেছিলেন বলে । পরবর্তীকালে বৃহস্পতির আরো অনেক উপগ্রহ আবিষ্কার হয়েছে ।

শরতের আকাশে দক্ষিণে ধনুরাশি থেকে উত্তরে সিগ্নাস পর্যন্ত ছড়ানো হাল্কা সাদা মেঘের মতন একটা জিনিস দেখা যায়, একে ছায়াপথ বলে । এটি আসলে আমাদের মিল্কি-ওয়ে গ্যালাক্সির অংশ, গ্যালাক্সির কেন্দ্রীয় অংশটি ওই ধনুরাশির দিকে দেখা হাল্কা সাদা মেঘের মতন অংশটি । আগে লোকে মনে করত বুঝি ধোঁয়া, গ্যাস, ধূলো ইত্যাদি ওগুলো । গ্যালিলিও ওদিকে দূরবীন কষে দেখলেন লক্ষ লক্ষ তারা, ঐ ঝাপসা মেঘের মতন অংশ আসলে মোটেই ধূলো ধোঁয়া না, বহু দূরের লক্ষ লক্ষ নক্ষত্র, দূরবীণে এগুলো আলাদা করে বোঝা গেল ।






আস্তে আস্তে বহু পর্যবেক্ষণে বোঝা যেতে লাগল আমাদের গ্যালাক্সিটাকে । এই যে রাতের আকাশে যত নক্ষত্র আমরা দেখি খালি চোখে, সবই আমাদের মিল্কি ওয়ে গ্যালাক্সির অন্তর্গত । নক্ষত্র ও নক্ষত্রদের গ্রহমন্ডলী ছাড়া আমাদের গ্যালাক্সিতে বহু নেবুলাও আছে, সেগুলো ধোঁয়া গ্যাস ধূলোর অঞ্চল, সেখানে নতুন নতুন নক্ষত্র তৈরী হচ্ছে ।

বহুদিন যাবৎ মনে করা হত এই গ্যালাক্সিটাই বুঝি সব কিছু, মহাবিশ্বে এই একটিই গ্যালাক্সি । কিন্তু দূরবীন উন্নততর হবার পরে মহাকাশে আরো গ্যালাক্সি খুঁজে পাওয়া গেল, মহাকাশের কালো অন্ধকারে দূরে দূরে ছড়িয়ে আছে ।


এই যে নিচের ছবিতে আমাদের প্রতিবেশী গ্যালাক্সি অ্যান্ড্রোমেডা গ্যালাক্সি, আমাদের মিল্কিওয়ের থেকে এর দূরত্ব পঁচিশ লক্ষ আলোকবর্ষ ।






এই যে আলোকবর্ষ বলছি, এটা কী? এটা দূরত্বের একক । আলো এক সেকেন্ডে যায় ৩০০০০০ কিলোমিটার । এটা কতটা? আলো যদি পৃথিবীটাকে ঘিরে পাক দিয়ে আসতে পারত, তাহলে এক সেকেন্ডে সাতবার পাক দিয়ে আসতে পারত । এতই প্রচন্ড গতি আলোর । এই প্রচন্ডগতির আলো এক বছর চললে যতটা দূরত্ব অতিক্রম করে, সেই দূরত্বকে বলে এক আলোকবর্ষ । এইবারে হিসেব করলেই বোঝা যাবে পঁচিশ লক্ষ আলোকবর্ষ কত বিশাল দূরত্ব। আলো পঁচিশ লক্ষ বছর চললে অতখানি দূরত্ব অতিক্রম করে।

এইবারে আসা যাক আমাদের সূর্যের কথায় । আমাদের এই যে সৌরজগৎ, তার কেন্দ্রে আছে মাঝারি আকারের এই নক্ষত্রটি । এর চারপাশে বিভিন্ন কক্ষপথে ঘুরছে গ্রহেরা, গ্রহাণুরা, ধূমকেতুরা ।
কত বয়স এই সূর্যের? কতই বা বয়স সৌরজগতের অন্য বস্তুদের? বিখ্যাত বিজ্ঞানী Lord Kelvin একটা গণনা করেছিলেন নক্ষত্রদের জীবনকাল নিয়ে । তিনি হিসেব করেছিলেন যদি নক্ষত্ররা তাদের শক্তি উৎপাদন করে মহাকর্ষীয় প্রক্রিয়ায়, তাহলে আমাদের সূর্যের মতন নক্ষত্রের বয়স দাঁড়ায় ২ থেকে ৪ কোটি বছর মাত্র । এদিকে পৃথিবীর প্রাচীন পাথর, ফসিল ইত্যাদি পরীক্ষা করে দেখা গিয়েছে পৃথিবীরই বয়স সাড়ে চারশো কোটি বছর । ব্যাপার ঘোরালো! কেলভিন এই বিষয়ে তাঁর শেষ গবেষণাপত্রে ইঙ্গিত দেন যে হয়তো সূর্য অন্য কোনো প্রক্রিয়ায় শক্তি উৎপাদন করে । সেই ক্ষেত্রে সূর্যের বয়স সাড়ে চারশো কোটি বছর হতে পারে ।
হ্যাঁ, এখন আমরা জানি সূর্য ( ও সূর্যের মতন অন্য সব নক্ষত্ররা ) নিউক্লিয়ার ফিউশন নামের এক প্রক্রিয়ায় শক্তি উৎপাদন করে । নক্ষত্রের কেন্দ্রীয় অঞ্চলে যেখানে তাপমাত্রা ও চাপ খুব বেশি, সেখানে হাইড্রোজেনের একাধিক নিউক্লিয়াস জুড়ে গিয়ে তৈরী হয় হিলিয়াম, এই প্রক্রিয়ায় কিছুটা ভর পরিবর্তিত হয় তুল্য পরিমাণ শক্তিতে। এই শক্তি প্রচন্ড শক্তি, সামান্য পরিমাণ ভরের তুল্য শক্তির মাপ হল E= mc^2 , অতি সামান্য ভর থেকে যে শক্তি তৈরী হয় তা সেই ভরের সঙ্গে আলোর গতিবেগের বর্গের গুণফলের সমান। এই নিউক্লিয়াস ফিউশনই হল নক্ষত্রদের শক্তির উৎস।

নক্ষত্ররা যে প্রধানতঃ হাইড্রোজেন আর হিলিয়াম দিয়েই তৈরী, সেটা জানা গিয়েছিল Cecilia Payne Gapschkin এর গবেষণায়, ১৯২৫ সালে । তিনি নক্ষত্রদের আলোর বর্ণালি পর্যবেক্ষণ করে করে এই সিদ্ধান্তে আসেন ।
১৯২৯ সালে Edwin Hubble এক বিখ্যাত আবিষ্কার করেন। তিনি আশেপাশের গ্যালাক্সিদের বর্ণালি পর্যবেক্ষণ করে দেখতে পান, বর্ণালি সরে গিয়েছে লালের দিকে, অর্থাৎ কিনা ওসব গ্যালাক্সি থেকে আসা আলোর আপাতভাবে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেড়ে গিয়েছে । একে বলে রেড শিফ্ট। এরকম হয় যখন কিনা আলোর উৎস পর্যবেক্ষকের কাছ থেকে দূরে সরে যেতে থাকে । যত বেশি গতিবেগে সরে যেতে থাকে বর্ণালি ততই আরো বেশি বেশি করে দীর্ঘ হতে থাকে, রেড শিফট বাড়তে থাকে।
হাবল এইসব গ্যালাক্সিদের দূরত্ব আর এই সরে যাবার গতিবেগ গ্রাফে প্লট করলেন । দূরত্ব অনুভূমিক অক্ষে আর সরে যাবার গতিবেগ উলম্ব অক্ষে। বেশ অনেকগুলো গ্যালাক্সির তথ্য প্লট করার পর দেখা গেল আশ্চর্য একটা কান্ড! যে গ্যালাক্সি যত বেশি দূরে তার সরে যাবার গতিবেগ তত বেশি। গ্যালাক্সিরা সবাই দৌড়ে পালাচ্ছে। দূর থেকে আরও দূরে চলে যাচ্ছে। কেন?

সমস্তটা মিলিয়ে বোঝা গেল মহাবিশ্বের স্থানকাল প্রসারিত হচ্ছে, তাই গ্যালাক্সিরা ওভাবে দূরে সরে যাচ্ছে । আমাদের এই মহাবিশ্ব মোটেই চুপচাপ একই আকার-আয়তন নিয়ে বসে নেই, প্রতিমুহূর্তেই প্রসারিত হয়ে চলেছে ।
এডুইন হাবলের এই আবিষ্কার এক নবযুগের সূচনা করল । জানা গেল আমাদের মহাবিশ্ব প্রসারণশীল । তার আগে স্থিতিশীল মহাবিশ্বের ধারণা এতটাই জোরদার ছিল, যে আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার সমীকরণগুলো সমাধান করে যখন প্রসারণশীল বা সঙ্কোচনশীল মহাবিশ্বের আভাস পাওয়া যাচ্ছিল তাত্ত্বিকভাবে, তখন স্বয়ং আইনস্টাইন নিজেই সেই ব্যাপার মেনে নিতে পারেন নি । সমীকরণ থেকে স্থিতিশীল সমাধান পাবার জন্য তিনি কসমোলজিকাল কনস্ট্যান্ট বলে একটা টার্ম জুড়ে দিয়েছিলেন সমীকরণে ।

পরবর্তীকালে অবশ্য সেই টার্মটি তুলে নিয়েছিলেন, কারণ তখন পর্যবেক্ষণ থেকে প্রমাণ হয়ে গিয়েছে মহাবিশ্ব প্রসারণশীল ।
১৯৩৩ সালে বিখ্যাত বিজ্ঞানী Fritz Zwicky কাজ করছিলেন কোমা ক্লাস্টার নামে এক গ্যালাক্সিপুঞ্জ নিয়ে। এটা একটা বিরাট গ্যালাক্সিপুঞ্জ, বহু গ্যালাক্সি নিয়ে তৈরী। বিজ্ঞানী হিসেব করে দেখলেন গ্যালাক্সিগুলোর নক্ষত্রের ভর যোগ করে যা ফলাফল পাওয়া যাচ্ছে তা খুবই কম । ঐ বিরাট গ্যালাক্সিপুঞ্জের গঠন ঠিক রাখতে হলে যত ভর প্রয়োজন তার ১% ও না । অথচ কোমা ক্লাস্টারটি দিব্যি আছে, ভেঙেচুরে যাচ্ছে না । তিনি যুক্তিনির্ভর অনুমান করলেন তাহলে হয়তো বিশাল পরিমাণ ভরযুক্ত বস্তুরা আছে যা পর্যবেক্ষণে ধরা পড়ছে না । লুকোনো ভর ।

১৯৭০ এর দশকের শেষদিকে জ্যোতির্বিজ্ঞানী Vera Rubin পর্যবেক্ষণ করছিলেন অ্যান্ড্রোমেডা গ্যালাক্সির ঘূর্ণন । শক্তিশালী টেলিস্কোপে পর্যবেক্ষণে যা তথ্য পাওয়া গেল সেইসব নিয়ে হিসেব কষে তো তিনি থ! গ্যালাক্সির ভেতরের অংশ যত জোরে ঘুরছে, প্রান্তের দিকে অংশ প্রায় তত জোরেই ঘুরছে! এরকম তো হবার কথা না।

প্রান্তীয় অংশ অপেক্ষাকৃত ধীরতর বেগে ঘোরার কথা। আমাদের সৌরজগতে যেমন দেখা যায়, সূর্য থেকে যে গ্রহ যত দূরে তত ধীরগতিতে প্রদক্ষিণ করছে সূর্যকে। নিউটনের মহাকর্ষে তত্ত্ব অনুযায়ী সেরকমই হবার কথা । কিন্তু গ্যালাক্সির ক্ষেত্রে এ কী আশ্চর্য কান্ড?
তিনি কাছেপিঠের অন্যান্য স্পাইরাল গ্যালাক্সির তথ্য নিয়েও হিসেব করতে লাগলেন । গ্রাফে প্লট করে দেখতে লাগলেন তাদের রোটেশন কার্ভ কেমন দেখায় । প্রায় সব ক্ষেত্রেই দেখা গেল ফ্ল্যাট রোটেশন কার্ভ, গ্যালাক্সির প্রান্তীয় অংশ ভেতরের অংশের মতই জোরে ঘুরে চলেছে । কারণটা কী?




এটা একমাত্র সম্ভব যদি গ্যালাক্সিতে প্রচুর এমন জিনিস থাকে যা দেখা যাচ্ছে না, অদৃশ্য বস্তু । এদের লুকোনো ভর প্রভাবিত করছে গ্যালাক্সির ঘূর্ণনকে । সেই যে বহু বছর আগে সেই তাত্ত্বিকভাবে যে সম্ভাবনার কথা বলে গিয়েছিলেন বিজ্ঞানী জুইকি?
প্রায় দু’বছর অনেক গবেষণার পরে দেখা গেল সেটাই কারণ । গ্যালাক্সিতে আছে অদৃশ্য পদার্থ। এখন বলা হয় ডার্ক ম্যাটার। এরা কোনোরকম তড়িৎ-চুম্বকীয় তরঙ্গের সঙ্গে আন্তঃক্রিয়া করে না, বিকিরণ শোষণ বা প্রতিফলন ঘটায় না। শুধুমাত্র এদের ভরের কারণে যে মহাকর্ষ, সেটা প্রভাবিত করে অন্য বস্তুদের, সেই জন্যে স্পাইরাল গ্যালাক্সিদের ঘূর্ণন ওরকম অপ্রত্যাশিত। ওসব গ্যালাক্সিতে ডার্ক ম্যাটার রয়েছে।

ডার্ক ম্যাটার যে কী জিনিস সেটা এখনও নিশ্চিত করে জানা যায় নি। এরা যে আছে, মহাকর্ষীয় প্রভাব থেকে সেটা স্পষ্ট। কিন্তু তড়িৎ-চুম্বকীয় বা সবল মা মৃদু কোনো রকম আন্তঃক্রিয়া এরা করে না, তাই এদের সনাক্ত করা খুবই কঠিন। তবু নানারকম সূক্ষ্ম কলাকৌশলের দ্বারা নানা উপায়ে চেষ্টা চলছে ডার্ক ম্যাটার ডিটেক্ট করার। আজ পর্যন্ত সাফল্য পাওয়া যায় নি। তবে প্রকৌশলের উন্নতি যেভাবে হয়ে চলেছে, অনতিদূর ভবিষ্যতেই হয়তো সাফল্য পাওয়া যাবে ।

বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির উন্নতি ঘটে চলেছে প্রতিদিনই, নতুন নতুন তথ্য জানা যাচ্ছে, তার উপরে ভিত্তি করে বদলে যাচ্ছে আমাদের জ্ঞানের জগৎটা। আমাদের এই আশ্চর্য মহাবিশ্বের কত রহস্যের সমাধান হচ্ছে, আবার পাওয়া যাচ্ছে নতুন নতুন কত রহস্য। এ এক অনিঃশেষ আনন্দযাত্রা।

:-):-):-)


#collected