স্ট্রিং থিওরী: বিজ্ঞানীদের আশার আলো!

 

 

بِسۡمِ ٱللهِ ٱلرَّحۡمَـٰنِ ٱلرَّحِيمِِ ◯

 In the name of Allah, Most Gracious, Most Merciful.

 ٱلۡحَمۡدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلۡعَـٰلَمِينَِ ◯

 Praise be to Allah, 

The Cherisher and Sustainer of the Worlds ;

(Sourrce:  Sūra 1: Fātiha, Ayat: 1, https://quranyusufali.com/1).

 স্ট্রিং থিওরি

স্ট্রিং থিওরী: বিজ্ঞানীদের আশার আলো!

-মুহাম্মাদ শেখ রমজান হোসেন, সম্পাদক, ইষ্টার্ণ সায়েন্স-টেক রিভিউ

চেনা-জানা জগতের জন্ম কথা

স্থান ও সময় এবং এদের অন্তর্ভুক্ত সকল বিষয় নিয়েই মহাবিশ্ব ।। পৃথিবী এবং অন্যান্য সমস্ত গ্রহ , সূর্য ও অন্যান্য তারা ও নক্ষত্র জ্যোতির্বলয় স্থান ও এদের অন্তর্বর্তীস্থ গুপ্ত পদার্থ , ল্যামডা-সিডিএম নকশা ও শূণ্যস্থান (মহাকাশ) - যেগুলো এখনও তাত্ত্বিকভাবে অভিজ্ঞাত কিন্তু সরাসরি পর্যবেক্ষিত নয়-এমন সবপদার্থ ও শক্তি মিলে যে জগৎ তাকেই বলা হচ্ছে মহাবিশ্ব ।

সূত্র: ১. ফিজিকস অব দ্য ইউনিভার্স ডট কম

২.https://www.bigganchinta.com/physics/early-age-of-universe

আজ থেকে প্রায় ৫০০ কোটি বছর আগে বিগ ব্যাংয়ের ৮৫০ থেকে ৯০০ কোটি বছর পর আমাদের সূর্য নক্ষত্রের ছুড়ে দেওয়া পদার্থ থেকে জন্ম নিয়েছিল। আর পৃথিবীর জন্ম প্রায় ৪৫০ কোটি বছর আগে। তীব্র বেগে প্রসারণ ও চক্রাকারে নক্ষত্রের জন্ম-মৃত্যুর মধ্য দিয়ে মহাবিশ্ব এগিয়ে চলেছে সামনের দিকে, মহাকালের দিকে। সেই কালের শেষে ঠিক কী আছে, তা ঠিক করে জানা নেই।

উল্লেখ্য, ১৯১৫ সালে বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইন তার সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব উপস্থাপনের পর থেকেই মূলত ভৌত বিশ্বতত্ত্ব একটি পর্যবেক্ষণযোগ্য এবং সুনির্দিষ্ট নীতিমালাবিশিষ্ট বিজ্ঞান হিসেবে সুপ্রতিষ্ঠিত হয়। ফ্রিডম্যান-Lemaître-রবার্টসন-ওয়াকার বিশ্বতত্ত্বের যৌথ ব্যাখ্যামতে, এই মহাবিশ্ব প্রসারিত বা সংকুচিত হতে পারে। (সূত্রঃ উইকিপিডিয়া)

বিশ্ব জগত আইনগতভাবে কার্যত: দু' ভাগে বিভক্ত। ১) স্থূল জাগতিক আইন ২) সূক্ষ্ণ জাগতিক আইন।

১. স্থূল জাগতিক আইন: স্থূল জাগতিক আইন নিউটনীয় বলবিদ্যার অনেকটা অনুকূল। ২. সূক্ষ্ণ জাগতিক আইন: আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্বের অনুকূল।

বর্তমান বিশ্বতত্ত্বের মডেল অনুযায়ী মহাবিশ্বের বর্তমান বয়স ১৩.৭৫ বিলিয়ন বা ১,৩৭৫ কোটি বছর। এই মহাবিশ্বের দৃশ্যমান অংশের "এই মুহূর্তের" ব্যাস প্রায় ৯৩ বিলিয়ন আলোক বছর। মহাবিশ্বের ব্যাস ১৩.৭৫ x ২ = ২৭.৫০ বিলিয়ন আলোক বছরের চাইতে বেশী। তাছাড়া, পৃথিবীকে কেন্দ্র করে মহাবিশ্বকে যদি একটা গোলক কল্পনা করা হয় তবে তার ব্যাসার্ধ হবে প্রায় ৪৬ বিলিয়ন আলোক বর্ষ। 

জ্যোতির্বিদরা মনে করছেন দৃশ্যমান মহাবিশ্বে প্রায় ১০০ বিলিয়ন গ্যালাক্সি আছে। এই গ্যালাক্সিরা খুব ছোটও হতে পারে, যেমন মাত্র ১০ মিলিয়ন (বা ১ কোটি) তারা সম্বলিত বামন গ্যালাক্সি অথবা খুব বড়ও হতে পারে, যেমনঃ দৈত্যাকার গ্যালাক্সিগুলিতে ১০০০ বিলিয়ন তারা থাকতে পারে ।

মহাবিশ্বের গঠন ও আকার আমাদের গ্যালাক্সি-ছায়াপথ সূর্য থেকে গ্যালাক্সির কেন্দ্রের দূরত্ব প্রায় ৩০,০০০ আলোক বর্ষ। গ্যালাক্সির ব্যাস ১০০,০০০ বা এক লক্ষ আলোক বর্ষ। স্থানীয় গ্যালাক্সিপুঞ্জ আমাদের ছায়াপথের ৫ মিলিয়ন বা ৫০ লক্ষ আলোকবর্ষের মধ্যে অবস্থিত স্থানীয় গ্যালাক্সিগুলো। এই স্থানীয় গ্যালাক্সি দলের মধ্যে বড় তিনটি সর্পিল গ্যালাক্সি - ছায়াপথ, অ্যান্ড্রোমিডা বা M31 এবং M33 একটি মহাকর্ষীয় ত্রিভুজ তৈরি করেছে।

অ্যান্ড্রোমিডা গ্যালাক্সি আমাদের নিকটবর্তী বড় গ্যালাক্সি। এর দূরত্ব হচ্ছে ২.৫ মিলিয়ন বা ২৫ লক্ষ আলোকবর্ষ। স্থানীয় গ্যালাক্সি মহাপুঞ্জ স্থানীয় গ্যালাক্সি দল থেকে স্থানীয় গ্যালাক্সি মহাপুঞ্জের অন্যান্য দলের দূরত্ত্ব বিদ্যমান। এই মহাপুঞ্জের কেন্দ্র কন্যা গ্যালাক্সি দল হওয়াতে তাকে কন্যা মহাপুঞ্জ বা মহাদল বলা হয়। কন্যা গ্যালাক্সি পুঞ্জ আমাদের থেকে প্রায় ৬৫ মিলিয়ন বা ৬.৫ কোটি আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত। ৫০ কোটি আলোকবর্ষের মধ্যে অবস্থিত প্রধান গ্যালাক্সিপুঞ্জ ও গ্যালাক্সি দেওয়াল রয়েছে। 

এই ধরণের মহাপুঞ্জগুলো ফিতার আকারের মত। সাবানের বুদবুদ দিয়ে এই ধরণের গ্যালাক্সিপুঞ্জ গঠনের মডেল করা যায়। দুটো বুদবুদের দেওয়াল যেখানে মেশে সেখানেই যেন গ্যালাক্সির ফিতা সৃষ্টি হয়।

বিগ ব্যাং(Big Bang) বিশ্বতত্ত্ব

বিগ ব্যাং(Big Bang) বিংশ শতাব্দীতে বিশ্বতত্ত্বের জগতে প্রচুর গবেষণা হয়েছে আর এর ফলেই গড়ে উঠেছে বৃহৎ বিস্ফোরণ তত্ত্ব যা এখনকার প্রায় সকল বিজ্ঞানীই মহাবিশ্বের সৃষ্টির কারণ হিসেবে মনে করছেন। সাধারণভাবে বলতে গেলে ভৌত বিশ্বতত্ত্ব মহাবিশ্বের অতিবৃহৎ বস্তুসমূহ নিয়ে আলোচনা করে, যেমন: ছায়াপথ, ছায়াপথ শ্রেণী ও স্তবক, ছায়াপথ মহাস্তবক ইত্যাদি। বিশ্বতত্ত্বের নীতিসমূহ কণা পদার্থবিজ্ঞানের জগতে প্রায় অচল। এ যাবৎকালের বিজ্ঞানীদের নিশ্চিত ধারণা-বিশ্বাস ছিল যে, মহাবিশ্ব ৪ প্রধান বলে পরিচালিত। হালে বিজ্ঞানীরা ৫ম যে সত্বার অস্তিত্বের প্রমাণ দাবী করেছেন তার নামকরণ করেছেন এক্স-১৭ নামে। বিজ্ঞানীদের প্রত্যাশা: সম্ভবতঃ স্ট্রিং থিওরীতে পাওয়া যেতে পারে আবিস্কৃত ৫ম বলের যথার্থ ব্যাখ্যা বিশ্লেষণ। 

স্ট্রিং থিওরি কী?

স্ট্রিং থিওরি মতে, মৌলিক কণিকারা মাত্রাহীন বিন্দুর মত নয়, বরং এগুলো হলো একমাত্রিক তারের মত- যার প্রস্থ ও উচ্চতা নেই শুধু দৈর্ঘ্য আছে; এই তত্ত্বের নাম স্ট্রিং থিওরি বা তার-তত্ত্ব। এই তত্ত্বের মূল কথাঃ প্রতিটি স্ট্রিং কম্পমান।

পক্ষান্তরে কণা তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞানের মতে, মৌলিক কনিকারা হল সদা কম্পমান মাত্রাহীন বিন্দুর মত। জ্যামিতিক ভাষায় বিন্দুর সংজ্ঞা হচ্ছে: “যার দৈর্ঘ্য প্রস্থ ও উচ্চতা নেই তাকেই বিন্দু বলে।

স্ট্রিং তত্ত্বমতে, মহাবিশ্বের কণাগুলো যে বিন্দুতে বসে আছে, ওগুলো অ্যাবসুলেট মিনিমাম নয়। লোকাল মিনিমাম। একটা সময় গিয়ে লোকাল মিনিমাম অবস্থা ভেঙ্গে প ড়তে পারে। তখন কণাগুলো আর এই বিন্দুতে থাকতে পারবে না। চলে যাবে অ্যাবসুলেট মিনিমাম শক্তির বিন্দুতে।

সুতরাং, স্ট্রিং তত্ত্বে দেখা যাচ্ছে, এ তত্ত্বটি একাধারের কম্পন এবং শক্তির উপর ভিত্তিশীল।  

► আইনস্টাইনের E=mc² সমীকরণমতে বস্তু ও শক্তি আসলে সমার্থক। (বিজ্ঞান চিন্তা পৃঃ ৪৪)। ...তাই জমে থাকা শক্তিও জমে থাকা বস্তুর মত (পৃঃ ৩৫)। স্ট্রিং থিওরীমতে, প্রাপ্ত কণাগুলো অসলে এক ধরণের সুতার কম্পন যা আমরা কণা (পার্টিকেল) হিসাবে দেখে থাকি।

স্ট্রিং তত্ত্ব অনুসারে প্রকৃতিতে প্রাপ্ত সকল মৌলিক কণিকাই আসলে এরকম তার। এসব তার আবার বিভিন্ন কম্পাঙ্কে কাঁপছে। এসব তারের কম্পাংকের ভিন্নতার কারণে বিভিন্ন রকম বৈশিষ্ট্যের মৌলিক কণিকা সৃষ্টি হয়। তারের কম্পনের পার্থক্যই এসব কণিকার আধান, ভর নির্দিষ্ট করে দিচ্ছে। আর এসব তারের বলবিদ্যা স্টাডি করে অন্য বৈশিষ্ট্যগুলোও বের করা যাবে। সহজভাবে বললে গিটারের তারের কম্পাঙ্কের পার্থক্যের কারণে যেমন চিকন মোটা সুর বের হয় (ভিন্ন ভিন্ন নোট বাজে) তেমনি এসব স্ট্রিং এর কম্পনের পার্থক্যের কারণে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের কণিকার দেখা মিলছে। 

এই তারগুলোর দৈর্ঘ্য অস্বাভাবিক রকম ক্ষুদ্র, ১০^-৩৩ সে.মি.। এই ক্ষুদ্র তারগুলোর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল এদের কম্পনের ধরন। ইলেকট্রনের তারগুলো হয়ত একভাবে কাঁপছে, আবার কোয়ার্কের তারগুলো হয়ত ভিন্নভাবে কাঁপছে। এখানে একটি বিষয় বলে রাখা ভাল, প্রত্যেকটি মৌলিক কণিকাদের জন্য কিন্তু ভিন্ন ভিন্ন তার বরাদ্দ নেই।মানে ইলেকট্রনের তারগুলো একরকম, নিউট্রিনোর তারগুলো আরেক রকম, এমন কিছু নয়। বরং একই তার ভিন্ন ভিন্ন ভাবে কেপে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের কণিকা হিসেবে দেখা দিচ্ছে।                                                                                                                                                                                                                                                                              কম্পনঃ কোয়ান্টাম তত্ত্বে কণার উৎসমূল

কোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরি অনুসারে, কোনো কোয়ান্টাম ফিল্ডকে প্রচণ্ড শক্তিতে আঘাত করা হলে সেই ফিল্ডে এক ধরনের কম্পন তৈরি হবে। এই কম্পনে সেই ফিল্ডের কোয়ান্টা তৈরি হয়। এই কোয়ান্টাগুলোকেই আমরা কণিকা হিসেবে পর্যবেক্ষণ করি। অর্থাৎ আমরা যেসব মৌলিক কণিকার কথা বলি, এগুলো মূলত বিভিন্ন কোয়ান্টাম ফিল্ডের কম্পন।

ইলেকট্রন ফিল্ডকে আঘাতজনিত কম্পনে উৎপন্ন হয় ইলেকট্রন । কোয়ার্ক ফিল্ডে আঘাতজনিত কম্পনে উৎপন্ন হয় কোয়ার্ক। ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডে আঘাতজনিত কম্পনে উৎপন্ন হয় আলোর কণিকা ফোটন । হিগস ফিল্ড যেহেতু একটি কোয়ান্ন্টাম ফিল্ড, তাই হিগস ফিল্ডকে আঘাত করলেও একটি কণিকা তৈরি হবে। হিগস ফিল্ডের কোয়ান্টাকে বলি হিগস বোসন। কিন্তু  ল্যার্জ হ্যাড্রন কলাইডারে প্রোটন+প্রোটনে আন্তঃসংঘর্ষ ঘটিয়ে তৈরি করা হয়েছে হিগস বোসন। CIRNN মনে করে, তাহলে কোয়ার্কের কিংবা ইলেক্ট্রনে আন্তঃসংঘর্ষে তৈরি হওয়ার কথা নতুন কণা। তা হতে উৎপন্ন হতে পারে এমনকি স্ট্রিংও। কারণ, কসমোলজিক্যাল স্ট্যান্ডার্ড মডেল অনুসারে ইলেকট্রন এবং কোয়ার্কই আপাততঃ অতিপারমাণবিক কণার শেষ কথা।

উল্লেখ্য, হিগস বোসন মৌলিক কণিকাদের ভর প্রদান করে না, বরং এই কাজটি করে হিগস ফিল্ড। হিগস বোসনের নিজেরও ভর রয়েছে। সেটাও আসে এই হিগস ফিল্ড থেকে।                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

কম্পনঃ শব্দের উৎসমূল

শব্দ হলো এক ধরনের তরঙ্গ যা পদার্থের কম্পনের ফলে সৃষ্টি হয়। মানুষের কানে এই কম্পন ধৃত হলে শ্রুতির অনুভূতি সৃষ্টি হয়। এই তরঙ্গ বায়বীয়, তরল এবং কঠিন পদার্থের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। স্বাভাবিক অবস্থায় বাতাসের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত শব্দের গতিবেগ ঘণ্টায় ৭৬৮.১ মাইল তথা প্রতি সেকেন্ডে ৩৪৩.৪ মিটার।

পদার্থের মধ্য দিয়ে শব্দ তরঙ্গ প্রবাহিত হওয়ার সময় ঐ পদার্থের সকল কণা স্পন্দিত হতে থাকে। প্রতি সেকেণ্ড একবার স্পন্দনকে বলা হয় ১ হার্জ। সকল স্পন্দন মানুষের কানে ধরা পড়ে না তথা শ্রুতির অনুভূতি সৃষ্টি করে না। সাধারণভাবে মানুষের কানে ২০ থেকে ২০,০০০ হার্জ স্পন্দনের শব্দ তরঙ্গ শ্রুত হয়। পরিবেশের জন্য স্বাস্থ্যকর শব্দের তীব্রতা ৬০ ডেসিবল। এই পরিধির কম হলে শব্দকে হলা হয় ইনফ্রা সাউন্ড এবং এর বেশি হলে বলা হয় আল্ট্রা সাউন্ড। কোন বস্তু শব্দের চেয়ে বেশী গতিতে বাতাসের মধ্য দিয়ে ধাবিত হলে তাকে বলা হয় সুপারসনিক।

https://bn.quora.com/sabda-kibhabe-utpanna-haya

 শব্দের ইংরেজি যদি word হয়, তাহলে সেটার অর্থ হচ্ছে একাধিক বর্ণ দিয়ে গঠিত অর্থবহ কোনো কিছু। অন্যদিকে শব্দের ইংরেজি যদি sound হয়, তাহলে সেটার অর্থ হচ্ছে পদার্থের কম্পনের ফলে সৃষ্ট তরঙ্গ। তাই ইংরেজিতে word ও sound এর ক্ষেত্রে এই পার্থক্য স্পষ্ট, যা বাংলায় নয়! সেকারণে পদার্থের কম্পনের ফলে সৃষ্ট তরঙ্গকে আওয়াজ বলাটা অধিক যুক্তিযুক্ত বলে আমি মনেআবার মানুষ যখন কোনো বাক্য, শব্দ, অক্ষর বা বর্ণ মুখ দিয়ে উচ্চারণ করে, তখনও কিন্তু কম্পনের ফলে তরঙ্গের সৃষ্টি হয়! তাই শব্দ (word) ও আওয়াজ (sound) কিছুটা হলেও একে অপরের সাথে সম্পৃক্ত!https://bn.quora.com/শব্দ-word-এবং-

কম্পনঃ স্ট্রিং তত্ত্বের একটি মৌলিক দিক

কম্পাঙ্কের সংজ্ঞা

একক সময়ে অর্থাৎ এক সেকেন্ডের মধ্যে যতবার পূর্ণতরঙ্গ সম্পন্ন করে তাকে কম্পাঙ্ক (n) বলা হয় যদি কোনো বস্তু প্রতি সেকেন্ডে কমপক্ষে ২০ বার কাঁপে তবে সেই বস্তু থেকে উৎপন্ন শব্দ শোনা যাবে। এভাবে আবার কম্পন যদি প্রতি সেকেন্ডে ২০,০০০ বার এর বেশি হয় তাহলে শব্দ শোনা যাবে না। সুতরাং আমাদের কানে যে শব্দ শোনা যায় তার কম্পাঙ্কের সীমা হলো ২০ Hz থেকে ২০,০০০ Hz। কম্পাঙ্কের এই পাল্লাকে শ্রাব্যতার পাল্লা বলে।

যদি কম্পাঙ্ক ২০ Hz এর কম হয় তবে তাকে শব্দের কম্পন বলে। যদি কম্পাঙ্ক ২০,০০০Hz এর বেশি হয় তবে তাকে শব্দোত্তর কম্পন বলে। আমাদের অন্তঃকর্ণের মধ্যে এই পর্দায় শব্দ পৌঁছালে আমরা শুনতে পাই। ২০ হাজার হার্জের শব্দ আমাদের শ্রবণ অনুভূতি সৃষ্টি করে না। যেমন উচ্চ শব্দের কোনো মাধ্যম থেকে আমরা শব্দ শুনতে পাই না। আমাদের মস্তিষ্ক তা গ্রহণ করে না।https://bn.quora.com/শব্দের-কম্পাঙ্ক-20-000-Hz-এর-বেশি

কম্পাঙ্ক: কোয়ান্টাম শক্তির বাহক►বিদুৎ-চৌম্বকীয় শক্তি নির্গত হয় বিচ্ছিন্ন গুচ্ছ আকারে। এই গুচ্ছেরই নাম কোয়ান্টা যা থেকে কোয়ান্টাম শব্দের বুৎপত্তি। প্রতিটি কোয়ান্টার শক্তি নির্ভর করে শুধুমাত্র এর কম্পাঙ্কের ওপর। এতে প্রতীয়মান যে, কোয়ান্টার শক্তির উৎসমূল কম্পন।

স্ট্রিং থিওরির ভিত্তিকোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরি অনুসারে, কোয়ান্টাম ফিল্ডকে প্রচণ্ড শক্তিতে আঘাত করা হলে সেই ফিল্ডে এক ধরনের কম্পন তৈরি হয়। এই কম্পনে সেই ফিল্ডে “কোয়ান্টা” (Quanta) নামক এক প্রকার কণিকা তৈরি হয়- যা বিজ্ঞানীরা পর্যবেক্ষণ যন্ত্রে অতিপারমাণবিক  কণিকা হিসেবে পর্যবেক্ষণ করে থাকেন। অর্থাৎ আমরা যেসব মৌলিক কণিকার কথা বলি, এগুলো মূলত বিভিন্ন কোয়ান্টাম ফিল্ডের কম্পন। ইলেকট্রনের ফিল্ডকে আঘাত করা হলে ইলেকট্রন তৈরি হবে। কোয়ার্ক ফিল্ডে আঘাত করলে কোয়ার্ক তৈরি হবে। ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডে আঘাত করলে আলোর কণিকা ফোটন তৈরি হবে। হিগস ফিল্ড যেহেতু একটি কোয়ান্টাম ফিল্ড, তাই হিগস ফিল্ডকে আঘাত করলেও একটি কণিকা তৈরি হবে। হিগস ফিল্ডের কোয়ান্টাকে আমরা বলি হিগস বোসন (গড'স পার্টিকেল)।

►হার্ভার্ড-স্মিথসোনিয়ান সেন্টারের জ্যোতিপদার্থবিদরা দক্ষিণ মেরুতে স্থাপিত টেলিস্কোপের সাহায্যে যে তরঙ্গ প্রবাহের সন্ধান পেয়েছেন, তা ১৪শ' কোটি বছর আগে এই তরঙ্গের উৎপত্তি এবং তরঙ্গটি বিগ ব্যাং-এর প্রথম কম্পন” বলে বর্ণনা করেছেন। 

উল্লেখ্য, বিগ ব্যাং পরবর্তীতে সর্বপ্রথম ভরশুন্য আলোর কোয়ান্টা রূপে ফোটন কণার উদ্ভব ঘটে। তৎপরবর্তীতে শূন্যে বিরাজমান হিগস ফিল্ডের শক্তির সংস্পর্শে এসে বোসন কণারা ভরত্ব লাভ করে। এই কণা হচ্ছে মহাবিশ্বের  ভরসম্পন্ন সর্ব আদি কণা যার অপর নাম গড পার্টিকেল। 

বিগ ব্যাং ঘটে হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন নামক মহা আলোর বিন্দু বা স্ট্রিংয়ে বড় (BIG) ধরণের বিস্ফোরণ (BANG) ঘটার মধ্য দিয়ে। বিগ ব্যাং তত্ত্বর স্থপতি বৃটিশ পদার্থ বিজ্ঞানী স্ট্রিফেন হকিংয়ের মতে, বিগ ব্যাং সংঘটিত হয়েছিল শুন্য অবস্থা থেকে। শুন্য শক্তি বিরাজমান থাকা কোয়ান্টাম থিওরিতে নতুন কথা নয়।বিগ ব্যাংয়ের পূর্বে শুন্যে পুন্জিভূত এই শক্তির নাম উচ্চশক্তি বিকিরণ [Highest Energetic Radiation (HER)]। বিগ ব্যাংয়ের পূর্বে ৪ মহাবল একত্রিত ছিল যার পুনরাত্রিকরণের জন্য আলবার্ট আইনস্টাইন সার্বিক একীভূতকরণ তত্ত্ব উপস্থাপন এবং সুদীর্ঘ ৩৫ বছর যাবৎ নিরলস গবেষণা করে মৃত্যুবরণ করেন। ১৯৭০ সালে কোনোমতে ৩ বলের তাত্ত্বিক একত্রিকরণ সম্ভব হলেও চতুর্থ মহাকর্ষ বল অআজও একত্রিকরণের ধরা-ছোয়ার বাইরে রয়েছে। শুধু তাই নয়, মহাকর্ষের প্রতিবল গ্র্যভিটনের নাম গন্ধও পাওয়া যাচ্ছে না। এমতাবস্থায় ৪ বল-কে অআবারও উচ্চশক্তি বিকিরণ [Highest Energetic Radiation (HER)] এর বাক্সে বন্দী করে সার্বিিক একীভূত তত্ত্বে ফিরে আসা বিজ্ঞানীদের জন্য অনেকটা অআকাশ কুসুম কল্পনায় পরিণত হয়েছে।

মহাকর্ষ বলঃ

স্টিফেন হকিংয়ের মতে, শুন্য থেকে মহাবিশ্বের উদ্ভব। তিনি মহাবিশ্বের উদ্ভবের উৎসমূল দাবী করেন মহাকর্ষকে। অর্থাৎ মহাকর্ষই মহাবিশ্বের বীজ (Seed)। আইনস্টাইনের মতে, সব শক্তি মিশে আছে মহাকর্ষের মধ্যে। 

মহাবিশ্বের সার্বিক কার্যক্রমে বলের দিক থেকে ৪ প্রধান বল যথাক্রমে ১.মহাকর্ষ বল ২. সবল নিউক্লীয় বল ৩. দূর্বল নিউক্লীয় বল এবং ৪.চৌম্বুক তড়িৎ.বল। অন্যদিকে কণা বিবেচনায় এ পর্যন্ত আবিস্কার বিবেচনায় মহাবিশ্বের মূল কণিকার সংখ্যা হলো ১৬। যার মধ্যে ১৪টি ফার্মিয়ান গোত্রের কণা আর আলোর ফোটন কণাসহ বাকী চারটিকে বলা হয় বোসন শ্রেণীর কণা। উক্ত ১৬টি কণার এককরূপ আইনস্টাইনের মতে Singularity পরম বিন্দু। অর্থাৎ যে মহাসূক্ষ্ণবিন্দুতে (হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন) মহাবিশ্বের শুরু সেই সূক্ষ্ণ বিন্দুতে ফিরে যাওয়ার নামই পরম বিন্দু বা Singularity যার অপর নাম স্ট্রিং (String) ।

যেহেতু কণা তত্ত্ব এবং স্ট্রিং তত্ত্বমতে কণা বা স্ট্রিং মাত্রই কম্পমান সেহেতু বিগ ব্যাং পূর্ব হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন নামক মহা সূক্ষ্ণ অআলোক বিন্দু বা স্ট্রিংও কম্পমান হওয়া সংগত। প্রশ্ন হচ্ছে এই কম্পনের উৎসমূল কী? কোথায় ? কিংবা কে?

স্ট্রিং থিওরির বীজঃ ইউনিফাইড ফিল্ড থিওরি(Unified Field Theory) বা “সমন্বিত ক্ষেত্র তত্ত্ব”

জার্মান পদার্থ বিজ্ঞানী অআলবার্ট অআইনস্টাইনের জগদ্বিখ্যাত গবেষণাধর্মী বিষয়টি ছিলঃ ইউনিফাইড ফিল্ড থিওরি(Unified Field Theory) বা “সমন্বিত ক্ষেত্র তত্ত্ব” । তিনি এমন একটি তত্ত্ব গঠন করতে চেয়েছিলেন, যা প্রকৃতির জানা সকল বল ও ঘটনাকে ব্যাখ্যা করতে পারে; এমন একটি সমীকরণ, যা দিয়ে প্রকৃতির সবকিছু বর্ণনা করা যায়। আইনস্টাইনের বিশ্বাস ছিল, এমন একটি তত্ত্ব অবশ্যই আছে, যা দিয়েই প্রকৃতির সবকিছু বর্ণনা করা যাবে। এই তত্ত্বটি এতই জনপ্রিয় ছিল যে, আইনস্টাইনের মৃত্যুর পর, বিশ্বের সব পত্রিকায়ই একটি অগোছালো ডেস্কের ছবি ছাপা হয়। ডেস্কটি স্বয়ং আলবার্ট আইনস্টাইনের। ডেস্কের ছবির সাথে পত্রিকার শিরোনাম করা হয়, “The unfinished manuscript of the greatest work, of the greatest scientist of our time”। বিজ্ঞানীরা মনে করেন ইউনিফাইড ফিল্ড থিওরি(Unified Field Theory) বা সমন্বিত ক্ষেত্র তত্ত্বে লুকিয়ে অআছে স্ট্রি থিওরির বীজ।  

আইনস্টাইন মারা যাবার দশক দুয়েক পরেই বেশ কিছু বড়সড় পরিবর্তন আসে। ষাটের দশকের শেষের দিকে বিজ্ঞানীরা এমন একটি তত্ত্বের প্রয়োজন অনুভব করেন। তখন নতুন নতুন প্রযুক্তির সাহায্যে পরমাণুর জগত ও মহাকাশের অনেক অজানা রহস্য উন্মোচিত হতে থাকে। এসময় তাদের প্রধান লক্ষ হয়ে দ্বারায় এমন একটি তত্ত্ব নির্মাণ করা, যা প্রকৃতির সবগুলো বলকে একীভূত করতে পারে। মূলধারার গবেষকরা বুঝতে পারেন, প্রকৃতিতে যে চারটি মৌলিক বল আছে তাদের একীভূত না করতে পারলে নতুন নতুন সমস্যার সমাধান করা সম্ভব না। আর প্রকৃতিকেও বোঝা সম্ভব না। আইনস্টাইনের স্বপ্নের “ ইউনিফাইড ফিল্ড থিওরি ” তখন বিজ্ঞানীদের বাস্তব প্রয়োজন হয়ে দ্বারায়।

রহস্যময় গুপ্ত পদার্থ ও রহস্যময় শক্তি

কাউকে যদি প্রশ্ন করা হয়, আমাদের মহাবিশ্বের সবকিছু কি দিয়ে গঠিত? তাহলে সবাই বলবে, কেন পরমাণু দিয়ে গঠিত! যারা বিজ্ঞান সম্পর্কে অল্পকিছু জানে তারা বলবে- ইলেকট্রন , প্রোটন আর নিউট্রন দিয়ে সকল পরমাণু গঠিত, তাই সবকিছুই এই ইলেকট্রন-প্রোটন-নিউট্রন দিয়েই গঠিত।

প্রাচীন কালের ডেমোক্রিটাস নামে এক গ্রিক বিজ্ঞানী মনে করতেন যে, কোন পদার্থকে ভাঙ্গলে দেখা যাবে এরা খুব ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র কণা দিয়ে গঠিত যার না দিলেন গ্রীক ভাষায় অ্যাটম যার বাংলা অর্থঃ আর ভাঙ্গা যাবে না । ভিন্নমত পোষণ করে অআরেক গ্রীক দার্শনিক এরিস্টটল(৩৮৪-৩২২ খ্রিঃপূঃ) মনে করতেন, আমাদের মহাবিশ্বে যা কিছু আছে তা সবই “মাটি”, “পানি”, “আগুন” আর “বাতাস” এই চারটি মৌলিক জিনিস দিয়ে গঠিত। কিন্ত্ত মধ্যযুগে অ্যারিস্টটলের এ ধারণায় বৈপ্লবিক পরিবর্তন এনে জাবের ইবনে হায়ান আল আরাবী বলেনঃ মহাবিশ্ব ৪ মাত্রিক নয়, দ্বি মাত্রিক। এই দ্বিমাত্রিকতার উপর ভিত্তি করে আধুনিক বিজ্ঞানের দ্বার উন্মোচন করেন দিমিত্রি মারে গেলমান পর্যায় সারণী নাম দিয়ে। এতে সংস্কার আসে রমন তত্ত্বের মাধ্যমে। অতঃপর ১৯১১ সালে আর্নেস্ট রাদারফোর্ড নামে একজন পদার্থবিজ্ঞানী পরীক্ষা-নিরীক্ষা করে একটি পরমাণু মডেল প্রস্তাব করেন । পরবর্তীতে আরও পরীক্ষা-নিরীক্ষা করে সেই মডেলের উন্নতি করা হয়। আর একথাও প্রতিষ্ঠিত হয় যে, সকল পদার্থই পরমাণু দিয়ে গঠিত; তবে এসব পরমাণুও অবিভাজ্য নয়। পরমাণুগুলো ইলেকট্রন, প্রোটন আর নিউট্রন নামে মৌলিক কণিকা দিয়ে গঠিত। অতিপারমাণবিকতার গভীর থেকে গভীরে প্রবেশ করে বিজ্ঞানীরা বর্তমানে যাত্রা বিরতি করছেন কোয়ার্ক এবং ইলেক্ট্রন পর্যন্ত জ্ঞানসীমা পৌঁছা পর্যন্ত। তবে এই সীমা বর্তমানে সম্প্রসারিত হচ্ছে স্ট্রিং থিওরির মধ্য দিয়ে।

যে প্রক্রিয়ায় বিজ্ঞানীদের চোখে ডার্ক এনার্জি-ডার্ক ম্যাটারের অস্তিত্ব নজরে এলো

নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র অনুসারে গ্যালাক্সির কেন্দ্র থেকে যত দূরে যাবার কথা, নক্ষত্রগুলোর গতিও তত কমে যাওয়া উচিত। কারণ কোন বস্তু থেকে যত দূরে যাওয়া যায়, মহাকর্ষ বলের পরিমাণ ততই কমতে থাকে। তাই একটি নক্ষত্র গ্যালাক্সির কেন্দ্র থেকে যত দূরে হবে, তার গতিবেগও তত কম হবে। আমাদের সৌরজগতের ক্ষেত্রে কিন্তু সেটাই ঘটে। আমাদের সৌরজগতের কেন্দ্রে আছে সূর্য। আর যে গ্রহ সূর্য থেকে যত বেশি দূরে, তার গতিবেগও তত কম। তাই আমাদের গ্যালাক্সির ক্ষেত্রেও এমনই হবার কথা।

কিন্তু ১৯৭০-এর দশকের প্রথম দিকে, ভেরা রুবিন নামে একজন বিজ্ঞানী আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির নিয়ে গবেষণা করার সময়, একটি আশ্চর্য জিনিস দেখতে পেলেন। রুবিন দেখলেন, আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্র থেকে দূরবর্তী নক্ষত্রগুলোর গতি যেমন হবার কথা, সেগুলোর গতি মোটেই সে রকম না। কিন্তু রুবিনের পর্যবেক্ষণ থেকে দূরবর্তী নক্ষত্রগুলোর গতিবেগ তো কম পাওয়া গেলই না, বরং দেখা গেল একটি নির্দিষ্ট দূরত্বের পর সব নক্ষত্রের বেগই প্রায় একই রকম। যেমন আমাদের সর্বাপেক্ষা নিকটবর্তী গ্যালাক্সি মিল্কিওয়ের যে বেগ আমাদের পার্শ্ববর্তী এন্ড্রোমিডা নামের যে সর্পিল গ্যালাক্সিটি আছে তার অবস্থাও একই রকম।

এই রহস্যময় গতি লক্ষ্য করার পর বিজ্ঞানীরা এই বিষয়টি নিয়ে আরও অনেক অনুসন্ধান করতে থাকলেন। পরবর্তীতে গ্যালাক্সির ঘূর্ণন, এদের ছড়িয়ে পরার বেগ, গ্যালাক্সি ক্লাস্টার, মহাকর্ষীয় লেন্সিং , মহাজাগতিক পটভূমি বিকিরণ ইত্যাদি বিভিন্ন বিষয় নিয়ে বিশ্লেষণ করে বোঝা গেল, গ্যালাক্সির ভিতরে আমাদের চেনাজানা পদার্থের বাইরেও বিপুল পরিমাণ রহস্যময় কোন পদার্থ আছে। এদের নাম দেওয়া হল “ডার্ক ম্যাটার” বা গুপ্ত পদার্থ।  

মহাবিশ্বে ডার্ক এনার্জি-ডার্ক ম্যাটারের উপস্থিতি জানার একমাত্র উপায় হল তাদের মহাকর্ষ বল

আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সিতে যে পরিমাণ ডার্ক ম্যাটার আছে তাদের মহাকর্ষ বল এতো বেশি যে, আমাদের গ্যালাক্সির সমস্ত গ্রহ নক্ষত্র মিলিয়ে তার দশ ভাগের এক ভাগও না । ডার্ক ম্যাটার শুধু নামেই ডার্ক না, এরা আসলেই পুরোপুরি অদৃশ্য। কোনভাবেই এদের পর্যবেক্ষণ করার কোন উপায় নেই। তাদের উপস্থিতি জানার একমাত্র উপায় হল তাদের মহাকর্ষ বল। 

আইনস্টাইনের দেওয়া সূত্র অনুযায়ী বিজ্ঞানীরা জানেন যে, মহাকর্ষ বল ক্রিয়াশীল থাকলে আমাদের মহাবিশ্বের প্রসারণের তীব্রতা এক সময় কমে আসবে। এই প্রসারণ কতটা দ্রুত বাড়ছে বা কমছে তার উপরই নির্ভর করছে আমাদের মহাবিশ্বের ভবিষ্যৎ। ১৯৯৮ সালে বিজ্ঞানীদের দুটি ভিন্ন ভিন্ন গ্রুপ, সুপার নোভা বিস্ফোরণ নিয়ে গবেষণা করছিলেন। তাদের গবেষণায় এক আশ্চর্য বিষয় বেরিয়ে আসল। তারা লক্ষ্য করলেন আমাদের মহাবিশ্বের প্রসারণের হার তো কমছেই না বরং দিন দিন আরও বৃদ্ধি পাচ্ছে ! মহাকর্ষ বল সবসময়ই আকর্ষনধর্মী। আর সে কারণেই মহাকাশের ছড়িয়ে থাকা হাইড্রোজেন আর হিলিয়াম তাদের নিজেদের মধ্যে আকর্ষণের কারণে নিজেদের উপরই চুপসে পড়ে। এভাবে চুপসে যাবার ফলে তাদের নিজেদের মধ্যে সংঘর্ষ হয়, ফলে তাপমাত্রাও বাড়তে থাকে। এই তাপমাত্রা বাড়তে বাড়তে যখন নিউক্লীয় বিক্রিয়া হবার মত উপযোগী তাপমাত্রায় পৌছায়, তখনই জন্ম নক্ষত্রের।