বিজ্ঞান

মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব ।। বিগ ব্যাং

মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব ।। বিগ ব্যাং

এই বিশ্ব ব্রহ্মাণ্ডের এত রহস্য, এত অজানা দিক, এত বৈচিত্র্য সব আমাদের মনে একটাই প্রশ্নের জন্ম দেয় – কীভাবে সৃষ্টি হল এই মহাবিশ্ব? চন্দ্র-সূর্য-গ্রহ-তারায় ভরা আজকের সুবিন্যস্ত ব্রহ্মাণ্ডের প্রাথমিক অবস্থা ঠিক কেমন ছিল? বিশ্ব সৃষ্টির রহস্য নিয়ে বহু বিজ্ঞানী বহু বছর ধরে গবেষণা করেছেন। স্টিফেন হকিং, এডুইন হাব্‌ল প্রমুখ বিজ্ঞানীদের নিরলস গবেষণার ফলে এই সৃষ্টি রহস্যের একটা সর্বজনস্বীকৃত কাঠামো আবিষ্কৃত হয়েছে আর সেখান থেকেই আমরা জেনেছি মহাবিশ্ব সৃষ্টির মূলে রয়েছে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব, বিগ ব্যাং (Big Bang)। এই অসীম বিপুল বিস্তৃত মহাবিশ্বের জন্ম কিন্তু একটি বিন্দু থেকে। রবীন্দ্রনাথের ভাষা ধার করে বলতে হয়, বিন্দু থেকেই এই সিন্ধুসম ব্রহ্মাণ্ডের উৎপত্তি। এ এক অদ্ভুত রহস্য। চলুন মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের সেই সব রহস্যময় দিকগুলি সম্পর্কে জেনে নেওয়া যাক।

এই অসীম বিশ্ব কীভাবে সৃষ্টি হল সেই প্রশ্ন যুগ যুগ ধরে বহু পণ্ডিত, বিজ্ঞানী এবং দার্শনিকদের ভাবিয়ে তুলেছে। আধুনিককালে প্রায় অধিকাংশ জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং মহাকাশবিজ্ঞানীদের মতামত হল যে সুদূর অতীতে এক মহাবিস্ফোরণের মধ্য দিয়েই এই মহাবিশ্বের উৎপত্তি ঘটেছে। সেই বিস্ফোরণ কেবলমাত্র অধিকাংশ পদার্থ সৃষ্টি করেছে তা নয়, আমাদের মহাবিশ্বকে পরিচালনকারী ভৌত সূত্রগুলিরও জন্ম দিয়েছে। এটিই বিগ ব্যাং তত্ত্ব নামে পরিচিত। প্রায় এক শতাব্দী সময় ধরে এই লব্‌জটি বিজ্ঞানী ও চিন্তাবিদদের ভাবিয়েছে। ক্রমে এই তত্ত্বটিই বিশ্ব সৃষ্টির রহস্য সম্পর্কে সর্বাপেক্ষা স্বীকৃত তত্ত্বে পরিণত হয়। এই তত্ত্বের যে মূল জায়গা বা মূল বক্তব্য তা খুবই সহজ। সংক্ষেপে বললে, মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব অনুসারে মহাবিশ্বে উপস্থিত আজকের এবং অতীতের সমস্ত পদার্থই একই সময়ে সৃষ্টি হয়েছিল। আজ থেকে প্রায় ১৩৮০ কোটি বছর আগে সমস্ত পদার্থই অসীম ঘনত্ব ও অসীম তাপমাত্রা সম্পন্ন একটি বিন্দুতে সংহত ছিল যাকে সিঙ্গুলারিটি (Singularity) বা এককত্ব বলা হয়। এই এককত্বই ক্রমে সম্প্রসারিত হতে শুরু করে এবং তার ফলেই আজকের মহাবিশ্ব ক্রমে ক্রমে তৈরি হয়। যদিও মহাবিশ্ব সৃষ্টির কারণ বিষয়ে আরও অনেকগুলি তত্ত্ব রয়েছে, যেমন ‘দোলনশীল মহাবিশ্ব তত্ত্ব’ (Oscillating Universe Theory)।

বিংশ শতাব্দীর প্রথম দিকে গভীরভাবে মহাকাশ পর্যবেক্ষণের ফলে বিগ ব্যাং-এর প্রাথমিক সূত্র প্রথম খুঁজে পাওয়া যায়। ১৯১২ সালে আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী ভেস্টো স্লিফার সর্পিল ছায়াপথগুলি নিপুণভাবে পর্যবেক্ষণ করেন যেগুলি আসলে নীহারিকা বলেই প্রথমে ভাবা হয়েছিল। এই পর্যবেক্ষণের পাশাপাশি তাদের ডপলার রেড শিফটও (Doppler Red Shift) পরিমাপ করেন তিনি। সবক্ষেত্রেই দেখা যায় সেইসব সর্পিল ছায়াপথগুলি ক্রমেই আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। তারপর ১৯২২ সালে রাশিয়ান মহাকাশবিজ্ঞানী আলেকজান্ডার ফ্রিডম্যান প্রথম ফ্রিডম্যান সমীকরণ নিরূপণ করেন যা আসলে আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার সূত্র থেকেই নিরূপিত হয়েছিল। আইনস্টাইনের মতের বিপক্ষে ফ্রিডম্যান একটি নতুন মহাবিশ্ব ধ্রুবকের সাহায্যে দেখান যে এই মহাবিশ্ব আসলে প্রতিনিয়ত সম্প্রসারিত হচ্ছে এবং তা প্রসারণশীল অবস্থায় রয়েছে। ১৯২৪ সালে এডুইন হাব্‌ল নিকটবর্তী সর্পিল নীহারিকার দূরত্ব নির্ণয় করে দেখান যে আসলে সেগুলি অন্য ছায়াপথ। একই সঙ্গে মাউন্ট উইলসন অবজারভেটরিতে হাব্‌ল বেশ কিছু দূরত্ব নির্দেশক সিরিজ উদ্ভাবন করছিলেন ১০০ ইঞ্চি হুকার টেলিস্কোপের সহায়তায়। এরপরে ১৯২৯ সালে হাব্‌ল আবিষ্কার করেন দূরত্ব ও মন্দবেগের মধ্যে একটি স্পষ্ট সম্পর্ক রয়েছে। এটিই ‘হাব্‌লের সূত্র’ নামে পরিচিত। ১৯২৭ সালে বেলজিয়ান পদার্থবিদ জর্জ লেমাইটার ফ্রিডম্যানের সমীকরণ থেকে দেখান যে মহাবিশ্বের যেহেতু সম্প্রসারণ ঘটছে তাই সুদূর অতীতে সমস্ত কিছু আরও কাছাকাছি ছিল অর্থাৎ তা এক বিন্দুতে কেন্দ্রীভূত ছিল। এই সময় ফ্রেড হয়েলের ‘স্থির অবস্থা নকশা’ (Steady State Theory) নামে নতুন একটি তত্ত্ব জনসমক্ষে আসে যার মূল বক্তব্য হল সময়ের যে কোনও বিন্দুতে মহাবিশ্ব একই রকম থাকে। ১৯৪৯ সালের ২৮ মার্চ বিবিসি-র ‘থার্ড প্রোগ্রাম’ নামের একটি অনুষ্ঠানে শ্লেষের সঙ্গে বিজ্ঞানী হয়েল জর্জ লেমাইটারের তত্ত্বকে ‘বিগ ব্যাং’ আখ্যা দেন, যদিও এর প্রাসঙ্গিক অর্থ ছিল বিরাট ভ্রান্তি। পরবর্তীকালে ‘দ্য লিসেনার’ পত্রিকার পাতায় প্রথম ‘বিগ ব্যাং’ নামটি প্রকাশ পায়। প্রাথমিক পর্বে এই মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব এবং স্থির অবস্থা নক্‌শার মধ্যে প্রচণ্ড বিবাদ ছিল। দুই তত্ত্বের গ্রহণযোগ্যতা নিয়ে বিজ্ঞানীদের মধ্যে মতানৈক্য ছিল চরমে। ক্রমে ১৯৬৪ সালে মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ তত্ত্ব আবিষ্কারের পরে এই মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব বিশ্বব্রহ্মাণ্ড সৃষ্টি-রহস্য সংক্রান্ত সবথেকে উপযোগী তত্ত্ব হিসেবে জনসমর্থন লাভ করে।

মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব অনুসারে বিশ্ব সৃষ্টি হয়েছে একটি অসীম ঘনত্বের একক বিন্দু থেকে যেখানে সময় ছিল সসীম এবং সেখান থেকেই ক্রমপ্রসারণ শুরু হয় মহাবিশ্বের। প্রাথমিক প্রসারণের পরে এই তত্ত্ব অনুসারে মহাবিশ্ব যথেষ্ট শীতল হয় যাতে পরা-পারমাণবিক কণা এবং পরবর্তীকালে সাধারণ পরমাণু তৈরি হতে পারে। এই সব প্রাথমিক উপাদানের বিরাটাকায় মেঘ মাধ্যাকর্ষণের মাধ্যমে নক্ষত্র ও ছায়াপথ তৈরি করেছে। বিজ্ঞানীরা এই বিগ ব্যাং থেকে ক্রমান্বয়ে আজকের মহাবিশ্বের অবস্থায় আসতে যে মহাজাগতিক বিবর্তন ঘটেছে তার একটি ধারাক্রমের বর্ণনা দিয়েছেন। এই সময়পর্বগুলিকে বিজ্ঞানীরা কতগুলি ভাগে বিভক্ত করেছেন। যেমন –

  • প্ল্যাঙ্ক যুগ (Plank Epoch)
  • স্ফীতি যুগ (Inflation Epoch)
  • শীতলীকরণ যুগ (Cooling Epoch)
  • কাঠামো যুগ (Structure Epoch)
  • সুদূরপ্রসারী ভবিষ্যৎবাণী (Long-Term Prediction)

প্ল্যাঙ্ক যুগের সময় মহাবিশ্বে সমস্ত পদার্থই একক বিন্দুতে ঘনীভূত ছিল যেখানে অসীম ঘনত্ব এবং অত্যধিক তাপমাত্রা ছিল। এই সময়পর্বের বিস্তার শূন্য পয়েন্ট (Point 0) থেকে আনুমানিক ১০-৪৩ সেকেন্ড পর্যন্ত। অধিক তাপমাত্রা আর উচ্চ ঘনত্বের জন্য মহাবিশ্বের অবস্থা তখন অত্যন্ত অস্থিতিশীল ছিল। ধীরে ধীরে এই মহাবিশ্ব প্রসারিত হতে থাকে আর শীতল হয়। একইসঙ্গে তড়িৎ-চুম্বকীয় শক্তি আর নিউক্লীয় শক্তি একে অপরের থেকে পৃথক হতে শুরু করে। এভাবেই মহাবিশ্বে মৌলিক শক্তির সৃষ্টি হতে থাকে। বিগ ব্যাং ঘটার ১০-৩৭ সেকেন্ড পরে এক প্রকার পর্যায় স্থানান্তর ঘটে যা শক্তির বিচ্ছেদ ঘটায় এবং সেখান থেকেই মহাবিশ্ব দ্রুতগতিতে সম্প্রসারিত হতে শুরু করে। বিজ্ঞানীরা তত্ত্বগতভাবে দেখিয়েছেন যে এর পরে স্ফীতি যুগে এসে তাপমাত্রা এতটাই বেশি হওয়ার কারণে বস্তু ও অবস্তু একইসঙ্গে তৈরি হয় এবং ধ্বংস হয়। এর ফলে ধীরে ধীরে স্ফীতি থেমে যাওয়ার পরে মহাবিশ্ব ‘কোয়ার্ক-গ্লুওন প্লাজমা’য় পরিণত হয়। এর পরবর্তী শীতলীকরণ যুগ থেকে মহাবিশ্বের উষ্ণতা কমতে শুরু করে, একইসঙ্গে ঘনত্বও কমতে থাকে এবং প্রতিটি কণার শক্তি হ্রাস পেতে থাকে। বিজ্ঞানীরা মনে করেন বিগ ব্যাং-এর ১০-১১ সেকেন্ড পরেই কণার শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় এবং ১০-৬ সেকেন্ডে কোয়ার্ক ও গ্লুয়ন একত্রিত হয়ে বেরিয়ন (baryons) তৈরি করে। এর কয়েক সেকেন্ড পরেই বিগ ব্যাং নিউক্লীয় সংশ্লেষ (Big Bang Nucleosynthesis) প্রক্রিয়া শুরু হয়ে যায় যেখানে মহাবিশ্বের তাপমাত্রা ১০ কোটি কেলভিনে পৌঁছায় এবং পদার্থের ঘনত্বের পরিমাপ বায়ুমন্ডলের ঘনত্বের সমান হয়। এই সময়েই নিউট্রন ও প্রোটন একত্রিত হয়ে প্রথম ডয়টরিয়াম এবং হিলিয়াম অণু তৈরি করে। অনেকক্ষেত্রে যদিও হাইড্রোজেন পরমাণুরও একক অস্তিত্ব ছিল। বিগ ব্যাং-এর প্রায় ৩ লক্ষ ৭৯ হাজার বছর পরে এই নিউক্লিয়াসের সঙ্গে ইলেকট্রনগুলি যুক্ত হয়ে পরমাণু গঠিত হয়। এর পরবর্তী কয়েক কোটি বছর ধরে মহাবিশ্বে ছায়াপথ, নক্ষত্র ইত্যাদি সৃষ্টি হয়েছে। যেহেতু এই সময়পর্বেই আধুনিক মহাবিশ্বের কাঠামো তৈরি শুরু হয়েছিল, তাই এই সময়পর্বকে বলা হয় ‘কাঠামো যুগ’। এই পর্যায়ে এসে দৃশ্যমান পদার্থগুলি বিভিন্ন আকারের কাঠামোয় রূপায়িত হতে থাকে। নক্ষত্র কিংবা গ্রহ থেকে শুরু করে ছায়াপথ, ছায়াপথ ক্লাস্টার, সুপার ক্লাস্টার ইত্যাদি। তবে এক্ষেত্রে মহাবিশ্বে সেই সময় উপস্থিত পদার্থের পরিমাণ ও প্রকৃতির উপর এই বিষয়টি নির্ভর করে। সেই ভিত্তিতে চার প্রকার পদার্থ ছিল বলে অনুমান করেছেন বিজ্ঞানীরা –

  • শীতল কৃষ্ণ পদার্থ (Cold Dark Matter)
  • উষ্ণ কৃষ্ণ পদার্থ (Warm Dark Matter)
  • উত্তপ্ত কৃষ্ণ পদার্থ (Hot Dark Matter)
  • ব্যারিয়োনিক পদার্থ (Barionic Matter)

এখানেই চলে আসে বিগ ব্যাং তত্ত্বের একটি আদর্শ নক্‌শার প্রস্তাবনা – ল্যামডা-শীতল কৃষ্ণ পদার্থের নক্‌শা (Lamda – Cold Dark Matter Model)। এই নক্‌শা অনুসারে কৃষ্ণ পদার্থের কণাগুলি আলোর গতির তুলনায় ধীরে ধীরে সরে যায়। ‘ল্যামডা’ এখানে একটি মহাজাগতিক ধ্রুবক, আসলে আইনস্টাইন প্রবর্তিত এই নক্‌শার তত্ত্বের মধ্য দিয়ে মহাবিশ্বে ভর ও শক্তির ভারসাম্যের কথাই বলা হয়। এক্ষেত্রে একমাত্র কৃষ্ণ শক্তি (Dark Energy) মহাবিশ্বের সম্প্রসারণকে ত্বরান্বিত করে।

মহাবিশ্বের সূচনা কীভাবে হয়েছিল তা সম্পর্কে যেমন এই মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব ধারণা দেয়, তেমনি মহাবিশ্বের ভবিষ্যৎ সম্পর্কেও এই তত্ত্ব অনুসারে বিজ্ঞানীরা কিছু ধারণা করেছেন। এক্ষেত্রে সাধারণভাবে দুটি ঘটনা ঘটতে পারে বলে বিজ্ঞানীদের অনুমান – ১) মহা সংকোচন (Big Crunch) এবং ২) মহা স্থবিরতা (Big Freeze)। এই তত্ত্ব অনুসারেই মহাবিশ্বের ভর ঘনত্ব যদি ক্রান্তি ঘনত্বের (Critical Density) বেশি হয়, তখন মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হয়ে একটি নির্দিষ্ট অবস্থায় পৌঁছানোর পর পুনরায় সংকুচিত হতে শুরু করবে। ক্রমে ক্রমে তা আদিতম বিন্দুর অবস্থানেই গিয়ে পৌঁছাবে। অন্যথায় মহাবিশ্বের ভর ঘনত্ব যদি ক্রান্তি ঘনত্বের কম বা সমান হয়, তাহলে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ একসময় ধীর হয়ে যাবে, কিন্তু কখনও থামবে না। এর ফলে মহাবিশ্বের গড় তাপমাত্রা পরম শূন্য তাপমাত্রার কাছাকাছি চলে আসবে এবং বৃহৎ স্থবিরতা (Big Freeze) সৃষ্টি হবে। বিজ্ঞানীদের মতে এই পর্যায়ে মহাবিশ্বের তাপীয় মৃত্যু (Heat Death) ঘটবে।


এই ধরণের তথ্য লিখে আয় করতে চাইলে…

আপনার নিজের একটি তথ্যমূলক লেখা আপনার নাম ও যোগাযোগ নম্বরসহ আমাদের ইমেল করুন contact@sobbanglay.com


 

1 Comment

1 Comment

  1. Pingback: ফ্রেড হয়েল | সববাংলায়

Leave a Reply

আপনার ই-মেইল এ্যাড্রেস প্রকাশিত হবে না।

To Top
error: লেখা নয়, লিঙ্কটি কপি করে শেয়ার করুন।

সববাংলায় তথ্যভিত্তিক ইউটিউব চ্যানেল - যা জানব সব বাংলায়