মূল : স্টিফেন হকিং

আইনস্টাইনের ব্যাপক অপেক্ষবাদ স্বতঃপ্রণোদিত হয়ে ভবিষ্যদ্বাণী করেছে স্থান-কালের শুরু বৃহৎ বিস্ফোরণের অনন্যতায় এবং শেষ হবে হয় বৃহৎ সঙ্গোচনের (big crunch) অনন্যতায় (যদি সমগ্র মহাবিশ্ব আবার চুপসে যায়) কিম্বা একটি কৃষ্ণগহ্বরের ভিতরকার অনন্যতায় (যদি তারকার মত স্থানীয় একটি অঞ্চল চুপসে যায়)।

যে কোন পদার্থ ঐ গ্রহে পড়লে ঐ অনন্যতায় সেটা ধ্বংস হয়ে যাবে। বাইরে থেকে শুধুমাত্র ঐ ভরের মহাকর্ষীয় অভিক্রিয়াই (gravitational effect) বোধগম্য হতে থাকবে।

অন্যদিকে যখন আবার কণাবাদী অভিক্রিয়া (quantum effect) বিচার করা হল তখন মনে হল ঐ পদার্থের ভর কিম্বা শক্তি শেষ পর্যন্ত মহাবিশ্বের অবশিষ্টাংশে ফিরে যাবে এবং কৃষ্ণগহ্বরটি উবে যাবে এবং তার ভিতরে যদি কোন অনন্যতা থাকে তাহলে সেটা সমেত উবে যাবে (evaporate) এবং শেষ পর্যন্ত নিশ্চিহ্ন হয়ে যাবে (disappear)।

কণাবাদী বলবিদ্যার কি বৃহৎ বিস্ফোরণ কিম্বা বৃহৎ সঙ্গোচনের অনন্যতার মত একই রকম একটি নাটকীয় অভিক্রিয়া থাকতে পারে? মহাবিশ্বের অতি প্রাথমিক অবস্থায় কিম্বা শেষ অবস্থায় যখন মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র এত শক্তিশালী কণাবাদী অভিক্রিয়াকে (quantum effect) অগ্রাহ্য করা যায় না–তখন আসলে কি ঘটে?

মহাবিশ্বের কি সত্যিই কোন শুরু কিম্বা শেষ আছে? যদি থাকে, তাহলে তারা কি রকম?

১৯৭০ দশকের পুরোটাই আমি কৃষ্ণগহ্বর নিয়ে গবেষণা করছি কিন্তু ১৯৮১ সালে জেসুইটদের ভ্যাটিক্যানে (Vatican) সংগঠিত সৃষ্টিতত্ত্বের (cosmology) উপর একটি আলোচনা সভায় যোগদানের পর মহাবিশ্বের উৎপত্তি এবং পরিণতি বিষয়ক প্রশ্নে আমার আবার নতুন করে আকর্ষণ জেগে উঠে।

তাপমাত্রার খুব বেশি হলে কণাগুলো এত দ্রুত চলাচল করতে থাকবে যে পারমাণবিক কিম্বা বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় যে কোন বলজাত পারস্পরিক আকর্ষণ থেকে তারা মুক্ত হতে পারবে কিন্তু তারা শীতলতর হলে, আশা করা যায়, যে সমস্ত কণা পরস্পরকে আকর্ষণ করে তারা সংযুক্ত হতে শুরু করবে (clump together)।

বৈজ্ঞানিক বিষয়ে আইন বানাতে গিয়ে ক্যাথলিক চার্চ গ্যালিলিওর ব্যাপারে একটি বিশ্রী ভুল করেছিল। তারা ঘোষণা করেছিলেন সূর্য পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে। এখন কয়েক শতাব্দী পর তারা সৃষ্টিতত্ত্ব সম্পর্কে উপদেশ দেয়ার জন্য কয়েকজন বিশেষজ্ঞকে আমন্ত্রণ জানানোর সিদ্ধান্ত গ্রহণ করেছিলেন।

সম্মেলন শেষ হওয়ার পর সম্মেলনে অংগ্রহণকারীদের পোপ দর্শন দান করেন। তিনি আমাদের বলেছিলেন, বৃহৎ বিস্ফোরণের পর মহাবিশ্বের বিবর্তন নিয়ে গবেষণায় কোন দোষ নেই কিন্তু বৃহৎ বিস্ফোরণ সম্পর্কে কোন গবেষণা করা উচিত হবে না।

কারণ সেটা ছিল সৃষ্টির মুহূর্ত এবং সৃষ্টিটা ঈশ্বরের কর্ম। সেই সম্মেলনে তখনই আমি যে বক্তৃতা করে এসেছি সেটা ছিল স্থান-কালের সীমিত অথচ সীমাহীন হওয়ার সম্ভাবনা সম্পর্কে। অর্থাৎ এর কোন শুরু নেই, কোন সৃষ্টি-মুহূর্তও নেই।

তিনি যে আমার বক্তৃতার বিষয়বস্তু জানতেন না তাতে আমি খুশি। গ্যালিলিওর সঙ্গে বেশ একাত্মতা বোধ করি কিন্তু আমার পরিণতি তার মত হোক এরকম কোন ইচ্ছা আমার ছিল না। এই একাত্মতা বোধের আংশিক কারণ আমি জেনেছি তাঁর মৃত্যুর ঠিক তিনশ বছর পর।

মহাবিশ্বের এবং পরিণতি বিষয়ে কণাবাদী বলবিদ্যা কিরকম প্রভাব বিস্তার করতে পারে সে বিষয়ে আমার এবং অন্যান্য কয়েকজনের চিন্তাধারা ব্যাখ্যা করতে হলে প্রথম জানা দরকার “উত্তপ্ত বৃহৎ বিস্ফোরণ প্রতিরূপ” (not big bang model) নামে পরিচিত মহাবিশ্বের স্বীকৃত ইতিহাস বোঝা।

এই তত্ত্ব অনুসারে অনুমান করা হয় : একদম শুরু থেকে মহাবিশ্বের বিবরণ পাওয়া যায় একটি ফ্রিডম্যান প্রতিরূপে (Friedmann’s model)। এই সমস্ত প্রতিরূপে দেখা যায় মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ হলে তার ভিতরের যে কোন পদার্থ কিম্বা বিকিরণ শীতলতর হয়। (মহাবিশ্বের আকার দ্বিগুণ হলে তার তাপমাত্রা হয়ে যায় অর্ধেক)।

তাপমাত্রা কণাগুলোর গড় শক্তি কিম্বা দ্রুতির পরিমাণ। সুতরাং মহাবিশ্বের শীতলতর হওয়ার ফলে তার অন্তর্ভূক্ত পদার্থের উপর ক্রিয়া হবে বৃহৎ (major effect)।

তাপমাত্রার খুব বেশি হলে কণাগুলো এত দ্রুত চলাচল করতে থাকবে যে পারমাণবিক কিম্বা বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় যে কোন বলজাত পারস্পরিক আকর্ষণ থেকে তারা মুক্ত হতে পারবে কিন্তু তারা শীতলতর হলে, আশা করা যায়, যে সমস্ত কণা পরস্পরকে আকর্ষণ করে তারা সংযুক্ত হতে শুরু করবে (clump together)।

এগুলোকে যদি আমরা পর্যবেক্ষণ করতে পারতাম তাহলে প্রথম যুগের উত্তপ্ত মহাবিশ্ব পরীক্ষার একটি ভাল সুযোগ পাওয়া যেত। কিন্তু দুর্ভাগ্যক্রমে বর্তমানে তাদের শক্তি এত কম হবে যে তাদের প্রত্যক্ষভাবে পরীক্ষা করা হবে অসম্ভব।

তাছাড়া মহাবিশ্বে কি রকম কণার অস্তিত্ব থাকবে সেটাও নির্ভর করবে তাপমাত্রার উপর। তাপমাত্রা যথেষ্ট উচ্চ হলে কণাগুলোর শক্তি এত বেশি হবে যে তাদের ভিতর সংঘর্ষ হলে নানারকম কণা এবং বিপরীত কণার জোড়া (particle/ antiparticle pair) উৎপন্ন হবে।

বিপরীত কণাগুলোকে আঘাত করার ফলে এগুলোর কিছু কিছু ধ্বংস করে। কিন্তু কণাগুলো যত দ্রুত ধ্বংসপ্রাপ্ত হবে উৎপন্ন হবে তার চাইতে দ্রুত। তাপমাত্রা নিম্নতর হলে কিন্তু সংঘর্ষমান কণাগুলোর শক্তি হবে এবং কণিকা/বিপরীত কণিকার জোড় উৎপন্ন হবে স্বল্প দ্রুত এবং ধ্বংসের হার হবে উৎপাদনের হারের চাইতে বেশি।

মনে করা হয় বিস্ফোরণের সময় মহাবিশ্বের আয়তন ছিল শূন্য সুতরাং উত্তাপ ছিল অসীম। কিন্তু মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে বিকিরণের তাপমাত্রা কমতে থাকে। বৃহৎ বিস্ফোরণের এক সেকেন্ড পর তাপমাত্রা নেমে এসেছিল প্রায় এক হাজার কোটি ডিগ্রীতে।

এ তাপ সূর্যের কেন্দ্রের তাপের চাইতে প্রায় এক হাজার গুণ বেশি। কিন্তু হাইড্রোজেন বোমা বিস্ফোরণের সময় উত্তাপ এই মাত্রায় পৌঁছায়।

এই অবস্থায় মহাবিশ্বের ভিতরে প্রায় সবটাই থাকত ফোটন, ইলেকট্রন এবং নিউট্রনে (অত্যন্ত হাল্কা কণিকা, এগুলোকে প্রভাবিত করতে পারে শুধুমাত্র দুর্বল বল এবং মহাকর্ষ) এবং তাদের বিপরীত কণিকা–তাছাড়া থাকে কিছু প্রোটন এবং নিউট্রন।

মহাবিশ্ব যেমন সম্প্রসারিত হচ্ছিল তাপমাত্রা তেমনি কমছিল। সংঘর্ষের ফলে ইলেকট্রন/বিপরীতে ইলেকট্রনের জোড় তৈরির হার– সেগুলো ধ্বংসের হারের অনেক নিচে নেমে আসছিল। সুতরাং অধিকাংশ ইলেকট্রন আর বিপরীত ইলেকট্রন পরস্পরকে ধ্বংস করে আরো ফোটন উৎপন্ন করল– অবশিষ্ট রইল কিছু ইলেকট্রন।

নিউট্রনে এবং বিপরীত নিউট্রনে পরস্পরকে ধ্বংস করতে পারল না, কারণ এই কণিকাগুলোর নিজেদের ভিতরে পারস্পরিক ক্রিয়া এবং অন্য কণিকার সঙ্গে ক্রিয়া খুবই দুর্বল। সুতরাং এখনও এগুলোর বর্তমান থাকা উচিত।

এগুলোকে যদি আমরা পর্যবেক্ষণ করতে পারতাম তাহলে প্রথম যুগের উত্তপ্ত মহাবিশ্ব পরীক্ষার একটি ভাল সুযোগ পাওয়া যেত। কিন্তু দুর্ভাগ্যক্রমে বর্তমানে তাদের শক্তি এত কম হবে যে তাদের প্রত্যক্ষভাবে পরীক্ষা করা হবে অসম্ভব।

১৯৮১ সালের একটি রুশ বৈজ্ঞানিক পরীক্ষা থেকে ইঙ্গিত পাওয়া যায়–এগুলোর সামান্য নিজস্ব ভর রয়েছে। এই পরীক্ষাফল এখন সত্য বলে প্রমাণিত হয়নি। এটা যদি সত্য হয় তাহলে হয়ত পরোক্ষভাবে এর অস্তিত্বের নিদর্শন আমরা পেতে পারি।

মহাবিশ্বের আদি পর্ব সম্পর্কে প্রবন্ধে এই তিনটি অক্ষর বিশেষভাবে উপযুক্ত। এই প্রবন্ধে তারা একটি উল্লেখযোগ্য ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন : মহাবিশ্বের আদিপর্বের অতি উত্তপ্ত অবস্থার বিকিরণ (ফোটন রূপে) এখনও থাকা উচিত। তবে তার তাপমাত্রা হ্রাস পেয়ে চরম শূন্যের (-২৭৩ ডিগ্রী) কয়েক ডিগ্রী বেশি হতে পারে।

আগে যেরকম উল্লেখ করা হয়েছে সেরকম আলোকহীন পদার্থ (dark matter) তারা হতে পারে। মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ বন্ধ করা এবং পুনর্বার চুপসে দেয়ার মত পর্যাপ্ত মহাকর্ষীয় আকর্ষণ তাদের থাকতে পারে।

বৃহৎ বিস্ফোরণের প্রায় একশ সেকেন্ড পর তাপমাত্রা হয়ত একশ কোটি ডিগ্রীতে নেমে এসেছে। সব চাইতে উত্তপ্ত তারকাগুলোর অভ্যন্তরে এই তাপমাত্রা পাওয়া যায়।

এই উত্তাপে শক্তিশালী কেন্দ্রীয় বলের (strong nuclear force) আকর্ষণ থেকে মুক্তি পাওয়ার পক্ষে যথেষ্ট শক্তি প্রোটন নিউট্রনের থাকে না–তখন তারা মিলিত হয়ে হয়ত ডুয়েটেরিয়াম (deuterium-ভারি হাইড্রোজেন) গঠন করতে শুরু করতে পারে।

এই পরমাণুতে থাকে একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রন। তখন ডুয়েটেরিয়াম কেন্দ্রক হয়ত আরো প্রোটন এবং নিউট্রনের সঙ্গে মিলিত হয়ে হিলিয়াম কেন্দ্ৰক তৈরি করবে।

হিলিয়ামে থাকে দুটি প্রোটন আর দুটি নিউট্রন, তাছাড়া হয়ত তৈরি হবে অল্প পরিমাণ অপেক্ষাকৃত ভারি দুটি মৌলিক পদার্থ মিথিয়াম (lithium) এবং বেরিলিয়াম (beryllium) হিসেব করে বলা যায় উত্তপ্ত বৃহৎ বিস্ফোরণ প্রতিরূপে প্রোটন এবং নিউট্রনের প্রায় এক চতুর্থাংশ পরিবর্তিত হবে অল্প পরিমাণ ভারি হাইড্রোজেনে এবং অন্যান্য মৌলিক পদার্থে। অবশিষ্ট নিউট্রনের অবক্ষয়ের ফলে তৈরি হবে প্রোটন। এগুলো সাধারণ হাইড্রোজেনের কেন্দ্রক।

বৈজ্ঞানিক জর্জ গ্যামো (George Gamow) তার একজন ছাত্র র‍্যালফ অ্যালফারের (Ralph Alpher) সঙ্গে ১৯৪৮ সালে লিখিত একটি বিখ্যাত গবেষণাপত্রে মহাবিশ্বের উত্তপ্ত প্রাথমিক অবস্থার একটি চিত্র প্রকাশ করেন। গ্যামো বেশ রসিক ব্যক্তি ছিলেন।

তিনি নিউক্লীয় বিজ্ঞানী হান্স বেথেকে (Hans Bethe) ওই গবেষণাপত্রের সঙ্গে তাঁর নাম যুক্ত করতে রাজি করান। ফলে লেখকদের তালিকা হয় “অ্যালফার, বেথে ও গ্যামো”। এই তিনটি নামের আদ্যক্ষর গ্রীক অক্ষর আলফা, বিটা ও গামার অনুরূপ।

মহাবিশ্বের আদি পর্ব সম্পর্কে প্রবন্ধে এই তিনটি অক্ষর বিশেষভাবে উপযুক্ত। এই প্রবন্ধে তারা একটি উল্লেখযোগ্য ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন : মহাবিশ্বের আদিপর্বের অতি উত্তপ্ত অবস্থার বিকিরণ (ফোটন রূপে) এখনও থাকা উচিত। তবে তার তাপমাত্রা হ্রাস পেয়ে চরম শূন্যের (-২৭৩ ডিগ্রী) কয়েক ডিগ্রী বেশি হতে পারে।

১৯৬৫ সালে এই বিকিরণই পেঞ্জিয়াস (Penzias) এবং উইলসন (Wilson) আবিষ্কার করেন। অ্যালফার, বেথে এবং গ্যামো যখন তাদের গবেষণাপত্রটি লিখেছিলেন, তখন প্রোটন এবং নিউট্রনের নিউক্লীয় প্রতিক্রিয়া সম্পর্কে খুব বেশি জানা ছিল না।

(চলবে…)

<<মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : সপ্তম কিস্তি ।। মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : দ্বিতীয় কিস্তি>>

……………………….
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি
মূল : স্টিফেন ডব্রু হকিং
অনুবাদক মো: রিয়াজ উদ্দিন খান

……………………………….
ভাববাদ-আধ্যাত্মবাদ-সাধুগুরু নিয়ে লিখুন ভবঘুরেকথা.কম-এ
লেখা পাঠিয়ে দিন- voboghurekotha@gmail.com
……………………………….

…………………
আরও পড়ুন-
মহাবিশ্বের উৎপত্তি : প্রথম কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি : দ্বিতীয় কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : প্রথম কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : দ্বিতীয় কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : তৃতীয় কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : চতুর্থ কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : পঞ্চম কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : ষষ্ঠ কিস্তি
মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও পরিণতি : সপ্তম কিস্তি