কৃষ্ণবিবর সম্পর্কে আপনার যা কিছু জানা প্রয়োজন! 

ঐতিহাসিক বিশ্লেষণ 

১৭৮০ এর দশকের গোড়ার দিকে জন মিশেলের  ইঙ্গিত দেওয়ার পর থেকেই কৃষ্ণবিবর-এর আলোচনা ব্যাপকভাবে বৈজ্ঞানিক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্বের মধ্য দিয়ে এই বস্তুগুলো সম্পর্কে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ  আধুনিক প্রস্তাবটি এসেছে। ১৬৮৭ সালে  আইজ্যাক নিউটন বিবৃতি দিয়েছিলেন যে মহাকর্ষ বল এই মহাবিশ্বের প্রতিটি বস্তুর মধ্যে কাজ করে। তবে তিনি নিজে কখনও এই বস্তুটির অস্তিত্ব সম্পর্কে নিশ্চিত ছিলেন না। কিন্তু আইনস্টাইন তার আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বে মহাকর্ষের সম্পূর্ণ নতুন সংজ্ঞা দিয়েছেন।

তার মতে, সকল প্রকাণ্ড বস্তু স্থান-কালে বক্রতা তৈরি করে যা পরবর্তীতে মহাকর্ষ হিসেবে অনুভূত হয়। এটা বুঝাচ্ছে যে, মহাকর্ষ স্থান-কালের বক্রতা ছাড়া আর কিছুই না। জিমন্যাশিয়ামে শারীরিক ব্যয়ামের জন্য যে ট্র্যামপোলিন কাপড় ব্যবহার করা হয় এটায় যদি কেউ লাফ দেয় তবে এটা যেমন বক্রতা তৈরি করে ঠিক তেমনি প্রকাণ্ড বস্তুগুলোও স্থান-কালের চতুর্মাত্রিক চাদরকে বিকৃত করে দেয়। বস্তু যত বেশি ভারী হবে বিকৃতিও তত বেশি হবে।

প্রকাণ্ড ভরের বস্তুর জন্য স্থান-কালের বক্রতা (কৃষ্ণবিবর-এর ভর বেশী হওয়ায় বক্রতা অধিক হবে)

ছবিসূত্র-https://www.ligo.caltech.edu/image/ligo20160211e

এখন পর্যন্ত এটাকে সকল সময়ের সবচেয়ে সুন্দর ও যৌক্তিক বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব হিসেবে বিবেচনা করা হয়। এই তত্ত্বে আইনস্টাইন দেখিয়েছিলেন যে, যখনই কোনো বৃহৎ ও ভারী তারকা মরে যায়, তখন এর অবশিষ্ট  ছোট অংশটি অন্তঃসার  অর্থাৎ কোর হিসেবে থেকে যায়। আইনস্টাইনের ফিল্ড ইকুয়েশনর সম্ভাব্য সমাধানগুলো থেকে কার্ল শোয়ার্জস্কাইল্ড এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিল যে কোরটির ভর যদি সূর্যের ভর থেকে প্রায় তিনগুণ বেশি হয় তবে মহাকর্ষের বল অন্য সমস্ত শক্তিকে উপেক্ষা করে একটি কৃষ্ণবিবর তৈরি করে।

কৃষ্ণবিবর সম্পর্কে প্রাথমিক পারিভাষিক শব্দাবলী 

এখন কৃষ্ণবিবর সম্পর্কে কিছু মৌলিক পারিভাষিক শব্দাবলী সম্পর্কে আলোচনা করা যাক

এই শিল্পীর ছবিটিতে একটি দ্রুত ঘূর্ণায়মান সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাকহোলকে দেখা যাচ্ছে যেখানে একটি ক্রমশ বর্ধমান চাকতি দ্বারা ঘিরে রয়েছে বলে মনে হচ্ছে। ঘূর্ণনরত পদার্থের এই পাতলা ডিস্কটি একটি সূর্যের মতো নক্ষত্রের অবশিষ্ট অংশ থেকে গঠিত, যা কৃষ্ণবিবরের টাইডাল ফোর্স দ্বারা ছিঁড়ে পৃথক হয়ে যায়। এখানে কৃষ্ণবিবরের অংশগুলো চিহ্নিত করা হয়েছে, যেখানে এই মনোমুগ্ধকর বস্তুর ব্যবচ্ছেদ দেখা যাচ্ছে।

ক্রেডিট: ইসো (ESO) 

ঘটনা দিঘন্ত (Event Horizon)

ঘটনা দিগন্ত হলো কৃষ্ণবিবরের এমন এক অঞ্চল যেখান থেকে কোন কিছুই এমনকি আলোও বের হয়ে আসতে পারে না। এই অঞ্চলে কোন পতিত বস্তুর প্রসঙ্গ কাঠামোর সাপেক্ষে সবকিছু স্বাভাবিক মনে হলেও বাইরের কোন ভিন্ন প্রসঙ্গ কাঠামো থেকে কোন পর্যবেক্ষকের কাছে এই ব্যাপারটা ভিন্ন মনে হতে পারে। এটি মূলত মহাকর্ষীয় সময় সংকোচনের কারণে ঘটে। মহাকর্ষীয় বলের টান বাড়ার সাথে সাথে পদার্থগুলো থেকে বিকিরিত আলোর রেড শিফট হতে থাকে এবং ভেতরে পড়ন্ত পদার্থ যতই ঘটনা দিগন্তের কাছাকাছি পৌঁছতে থাকে, অধিক রেড শিফটের কারনে পদার্থগুলো অদৃশ্য হওয়া শুরু করে। সুতরাং কৃষ্ণবিববের ঘটনা দিগন্তের গঠন সম্পর্কে একজন বহিঃস্থ পর্যবেক্ষক কখনোই ধারণা করতে পারে না।

অনন্যতা বিন্দু বা সিংগুলারিটি (Singularity) 

সাধারণ আপেক্ষিকতা অনুযায়ী, কৃষ্ণবিবরের কেন্দ্রে থাকে মহাকর্ষীয় অনন্যতা বিন্দু (Singularity)। এই অনন্যতা বিন্দুটি এমন একটি অঞ্চল যেখানে স্থান-কালের বক্রতা অসীম হয়ে যায়। ধারনা করা হয় এই অনন্যতা বিন্দুর আয়তন শূন্য এবং এর রয়েছে অসীম ঘনত্ব। এই অনন্যতা বিন্দু এমন এক জায়গা যেখানে সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্ব কাজ করে না। 

ফোটনের গোলক (Photon Sphere) 

একটি ফোটন গোলক বা ফোটন বৃত্ত এমন একটি অঞ্চল যেখানে মহাকর্ষ এত শক্তিশালী যে, ফোটনগুলো এর কক্ষপথে ঘুরতে বাধ্য হয়। কৃষ্ণবিবরের চারপাশে এটি একটি শূন্য পুরুত্বের গোলাকার সীমানা  যেখানে এই গোলকের স্পর্শের কাছাকাছি যে ফোটনগুলো থাকবে সেগুলো এর বৃত্তীয় কক্ষপথে আটকে পড়বে।  অ-ঘূর্ণনশীল কৃষ্ণবিবরের জন্য, ফোটনের গোলকের ব্যাসার্ধ হয় শোয়ার্জশাইল্ড ব্যাসার্ধের ১.৫ গুন। অন্যদিকে ঘূর্ণনশীল কৃষ্ণবিবর এ দুটি ফোটন গোলক থাকে : একটি কৃষ্ণবিবরের ঘূর্ণনের  দিকে আর অন্যটি বিপরীত দিকে ঘুরে। 

বিভিন্ন পদের সচিত্র বর্ণনা Courtesy: Quora

এর্গোস্ফিয়ার (Ergosphere) :

ঘূর্ণনরত কৃষ্ণবিবরগুলো চারদিকে এমন এক স্থান-কাল অঞ্চল দিয়ে বেষ্টিত থাকে যেখানে স্থির থাকা অসম্ভব। স্থান-কালের  এই অঞ্চলকে বলা হয় এরগোস্পিয়ার (Ergosphere)। এর্গোস্ফিয়ার থেকে বস্তু ও বিকিরণ মুক্ত হয়ে যেতে পারে। পেনরোজ প্রক্রিয়ার (Penrose Process) মাধ্যমে বস্তুগুলি এর্গোস্ফিয়ারে যত শক্তি নিয়ে প্রবেশ করে তার থেকেও বেশি শক্তি নিয়ে বের হয়ে যেতে পারে। বের হওয়ার সময় এ শক্তি পায় কৃষ্ণবিবরের আবর্তন শক্তি থেকে এবং যার ফলে পরবর্তীতে ঘূর্ণনশীল কৃষ্ণবিববের ঘূর্ণন ধীর হয়ে যায়।

অভ্যন্তরীণ স্থিতিশীল বৃত্তাকার কক্ষপথ (Innermost Stable Circular Orbit) :

নিউটনের মাধ্যাকর্ষণ অনুসারে, একটি কেন্দ্রীয় বস্তু থেকে পরীক্ষণীয় বস্তুগুলো কিছু ইচ্ছামূলক (arbitrary) দূরত্ব বজায় রেখে স্থিতিশীলভাবে প্রদক্ষিণ করতে পারে। সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব অনুসারে এমন একটি অভ্যন্তরীণ স্থিতিশীল বৃত্তাকার কক্ষপথ (ISCO) পাওয়া যায়, যার অভ্যন্তরে কোনো বৃত্তাকার কক্ষপথের  অতিক্ষুদ্র মাত্রার বিচ্যুতিও কৃষ্ণবিবরে আলোড়ন জাগিয়ে তুলে।

কৃষ্ণবিবরের ধরন :

মূলত,  কৃষ্ণবিবরগুলোকে তিনটি প্রধান ভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে। তা হল :

• মাইক্রো কৃষ্ণবিবর 
• স্টেলার মাস কৃষ্ণবিবর 
• সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণবিবর 

এখন একে একে এগুলো  সম্পর্কে জেনে নেওয়া যাক 

• মাইক্রো কৃষ্ণবিবর 

এটিকে কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল কৃষ্ণবিবরও বলা হয় এবং এধরনের কৃষ্ণবিবরগুলো হাইপোথেটিকাল। তারার ভরের চেয়েও যে কম ভরের কৃষ্ণবিবর গঠিত হতে পারে, এটি ১৯৭১ সালের স্টিফেন হকিং-এর তত্ত্ব থেকে প্রথম ধারনা পাওয়া যায়। এই মাইক্রো কৃষ্ণবিবরগুলোর একটি নির্দিষ্ট ভর সীমা আছে। শোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধ এবং কম্পটন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ধারণা অনুসারে, একটি মাইক্রো ব্ল্যাকহোলের সর্বনিম্ন ভর ২২ মাইক্রো-গ্রাম, যা প্লাঙ্ক ভর হিসাবেও পরিচিত।

মহাবিশ্বে কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল ব্ল্যাকহোলগুলোর অতীব শক্তি ও ঘনত্ব শুরুর মহাবিশ্বে জন্য অতি গুরুত্বপূর্ণ। এই জাতীয় ব্ল্যাকহোলগুলি অস্থায়ী  ছিল এবং হকিং বিকিরণের মাধ্যমে বিলীন হয়ে গিয়েছে। ১৯৭৫ সালে হকিং দেখিয়েছিলেন যে কোয়ান্টাম মেকানিকাল প্রভাবের কারণে ব্ল্যাকহোলটি আরও ছোট এবং দ্রুত বিলীন হবে। মাইক্রো ব্ল্যাকহোলটি হঠাৎ বিস্ফোরিত হওয়ার ফলে হঠাৎ কণাগুলো ফেটে যায়। গানিতিকভাবে বলা হয় এই মাইক্রো ব্ল্যাকহোলগুলো তৈরি করতে প্রয়োজনীয় শক্তি লাগে ১০^১৯ গিগা ইলেকট্রোভোল্ট (GeV)। বর্তমান প্রযুক্তির মাধ্যমে সর্বোচ্চ যতটা শক্তি অর্জন করতে পারি এই শক্তি তার চেয়ে অনেক বেশি।

• স্টেলার মাস কৃষ্ণবিবর

কৃষ্ণবিবরের শ্রেণিবিন্যাসে দ্বিতীয়টি হল স্টেলার মাস কৃষ্ণবিবর। এগুলো সর্বাধিক আলোচিত  কৃষ্ণবিবর যা মাইক্রোগুলো থেকে ভিন্ন আর এগুলো প্রকৃতিতে বিদ্যমান। এদের গঠনের প্রক্রিয়া বিজ্ঞানীদের জানা। নাম থেকে বোঝা যায়, একটি বিশাল তারকা মারা যাওয়ার পরে একটি স্টেলার মাস কৃষ্ণবিবর তৈরি হয়। বিশাল তারকাগুলোর কোরে ঐ রকম ভারী উপাদান থাকে যা পূর্ণ মাত্রায় ফিউশন ঘটাতে পারে।ক্রমান্বয়ে তারকাগুলো কেন্দ্রে কার্বন, নিয়ন, অক্সিজেন, সিলিকন, সালফার ইত্যাদি উপাদানের ফিউশন ঘটে। 

এই আঘাতকারী  আলফাকণাগুলো যখন  নিকেল-৫৬ এ পৌঁছায় তখন অভ্যন্তরস্থ শৃঙ্খল বিক্রিয়া বন্ধ  হয়ে যায়। পরবর্তীতে নিকেল (Nickel) দস্তাতে (Zinc) পরিণত হওয়ার যে ফিউশন সেটি তাপীয়ভাবে অনুকূল নয়। এমনকি এর ফলে কোরটি একেবারে নিঃশেষিত হয়ে যায়। এ অবস্থায় তারকাগুলোর নিজস্ব মহাকর্ষের প্রভাবেতারকাগুলো ধবংস হয়ে যায়। তারকাটি যদি অনেক বিশাল হয় তবে কোন কিছুই এর ধবংস হয়ে যাওয়া থেকে থামাতে পারে না আর তারকাটি কৃষ্ণবিবরে পরিণত হয়।

সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণবিবর

এই সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণবিবর হল এমন এক ধরনের  বৃহত্তম কৃষ্ণবিবর  যা গ্যালাক্সির (Galaxy) কেন্দ্রে পাওয়া যায়। এগুলো সূর্যের মত প্রকাণ্ড  এমনকি সূর্য থেকে এক বিলিয়ন গুণ ভারীও  হতে পারে। তবে এই কৃষ্ণবিবরের ঘনত্ব পানির ঘনত্বের থেকে কম হতে পারে। এর কারণটি সহজ: কৃষ্ণবিবরের শোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধ এর ভরের সাথে সরাসরি আনুপাতিক এবং আয়তন, ব্যাসার্ধের ঘনকের সাথে সমানুপাতিক। তাহলে যা দাঁড়ায়, এর ঘনত্ব, ভরের বর্গের  ব্যস্তানুপাতিক হয়। অতএব, ভর যত বেশি ঘনত্ব তত কম হবে।

Credits: X-ray: NASA/CXC/Univ of Texas/E.Schlegel et al; Optical: NASA/STScI

এছাড়াও, এই কৃষ্ণবিবরগুলোর টাইডাল ফোর্স(দুই বিন্দুর মহাকর্ষ শক্তির পার্থক্য) খুব কম। ঘটনা দিগন্তের একটি বস্তুতে টাইডাল ফোর্স উক্ত বস্তুর ভরের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক। পৃথিবীর পৃষ্ঠের থাকা একজন ব্যক্তি এবং অন্যদিকে ১০ মিলিয়ন সৌরভরের কৃষ্ণবিবরের ঘটনা দিগন্তের কাছাকাছি থাকা ব্যক্তি উভয়ই সারা শরীরে একই টাইডাল বল অনুভব করবে।  

এ জাতীয় রহস্যময় বস্তুু যে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে জন্ম হয় তা এখনও  রহস্য এবং জ্যোতিঃপদাথর্বিজ্ঞানের গবেষণার এক উন্মুক্ত ক্ষেত্র। এ নিয়ে বিভিন্ন হাইপোথিসিসও আছে। একটি হাইপোথিসিসটি হল এমন : বৃহৎ তারকাগুলোর বিস্ফোরণের ফলে এমন দশ সৌরভরের কিংবা ১০০ সৌরভরের কৃষ্ণবিবরগুলো তৈরি হয়েছে এবংআর পদার্থ বাড়ার সাথে সাথে এদের দ্বারা এ কৃষ্ণবিবরগুলোরও বৃদ্ধি  হয়। কিছু বিজ্ঞানী আরও অনুমান করেছেন যে এ জাতীয় সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণবিবরগুলো তৈরি হয়েছেওয়ার পথ হয়ত মহাবিশ্বের প্রথম তারকা মৃত্যুর পর। অবশ্য সঠিক ব্যাখ্যা আসেনি।

কৃষ্ণবিবর শনাক্তকরণ :

যেহেতু কৃষ্ণবিবরগুলো কল্পনীয় হকিং রেডিয়েশন ব্যতীত অন্য কোন তড়িৎচুম্বক বিকিরণ নির্গত করে না, তাই এদের সরাসরি শনাক্ত করা সম্ভব নয়। এ কারণে কৃষ্ণবিবরের সন্ধানকারী জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের এ ব্যাপারে পরোক্ষ পর্যবেক্ষণের উপর নির্ভর করতে হয়। এই পরোক্ষ পর্যবেক্ষণগুলি ইন্টারফেরোমিটার ব্যবহার করে মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলি শনাক্ত করে তৈরি করা হয়। এ ছাড়া মহাকর্ষীয় লেন্সিং, কিছু অদৃশ্য শক্তির আশেপাশের বস্তুর রহস্যময় গতি বিশ্লেষণ, পদার্থের ত্বরণ ইত্যাদিও কৃষ্ণবিবর শনাক্ত করতে সহায়তা করে।

পরোক্ষ পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি ব্যবহার করে ১৯৭২ সালে কৃষ্ণবিবরের প্রথম শক্তিশালী বস্তু,  সিগনাস এক্স -১ (Cygnus X-1) আবিষ্কার করা হয়েছিল। 

কৃষ্ণবিবরের গবেষণায় অন্যতম বড় অগ্রগতি এসেছে ২০১৯ সালে।

এপ্রিল ১০, ২০১৯-এ ২০০ জ্যোতির্বিদদের ২-বছরের বেশি কঠোর পরিশ্রমের পরে আমাদের প্রতিবেশী ছায়াপথের প্রথম সিমুলেটেড চিত্র প্রকাশিত  হয়েছে। আর তা সম্ভব হয়েছিল সুপারকম্পিউটার ও ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপের মাধ্যমে।

গ্যালাক্সি M87 এ কৃষ্ণবিবরের প্রথম ছবি 

Image Credit: Event Horizon Telescope Collaboration

আজ যদিও আমাদের কৃষ্ণবিববরের প্রথম ছবি আছে তারপরেও বিভিন্ন বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের মধ্যে এর সত্যতা নিয়ে বিভিন্ন মতভেদ বিদ্যমান ৷ কেউ কেউ এই প্রকাণ্ড বস্তু সম্পর্কে সম্মতি দেয়, আবার কেউ কেউ দ্বিমত পোষণ করে।

সর্বোপরি এত এত বিতর্কের মাঝেও এখনকার সময়ে প্রধান আলোচনার মধ্যে কৃষ্ণবিবরের আলোচনা বিরাট অংশ দখল করে আছে। 

প্রকৃতপক্ষে কৃষ্ণবিবরের কী অস্তিত্ব  আছে?

সাধারণ আপেক্ষিকতার পূর্বাভাস অনুযায়ী প্রথম থেকেই জ্যোতির্বিদরা প্রকৃত গাণিতিক ব্ল্যাকহোলের অস্তিত্ব সম্পর্কে দ্বিমত পোষণ করছেন। আইনস্টাইন, এডিংটন, ম্যাক ক্রিয়া, মিত্রের মতো বিজ্ঞানীরা প্রকৃত গাণিতিক কৃষ্ণবিবরের অস্তিত্বকে বিশ্বাস করেন নি। অন্যদিকে হকিং, চন্দ্রশেখর, থর্নের মতো বিজ্ঞানীদের মধ্যে অন্যরকম মতামত ছিল। 

সময়ের যাওয়ার সাথে সাথে তখন কৃষ্ণবিবরের স্বীকৃত মডেলটিতে অনেক ত্রুটি পাওয়া গিয়েছিল এবং অনেক বিকল্প মডেলের প্রস্তাব দেওয়া হয়েছিল। এর মধ্যে কয়েকটি হল: গ্র্যাভাস্টার (gravesters), নগ্ন অদ্বৈততা (Naked Singularities) এবং মেকো (MECO) অন্তর্ভুক্ত।

এই সমস্ত মডেলগুলির মধ্যে, মেকো (MECO) বেশ আশাব্যঞ্জক। মেকো হলো চিরতরে ম্যাগনেটোস্ফেরিক সঙ্কুচিত বস্তু এবং  ভারতীয় জ্যোতির্বিজ্ঞানী অভাস মিত্র (Abhas Mitra) এটি প্রস্তাবিত করেছিলেন এবং পরে ড্যারিল জে লেইটার এবং স্ট্যানলি এল রবার্টসন জেনারালাইজ করেছিলেন। সত্যিকারের কৃষ্ণবিবর এবং মেকো-র মধ্যে অন্যতম প্রধান পার্থক্য হ’ল মেকো তাদের নিজস্ব চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করতে পারে এবং এটি পর্যবেক্ষণ দ্বারা সমর্থিত একটি সত্য। এছাড়া  বর্তমানে গৃহীত মডেল হিসাবে এটা বলা হয়েছে যে মেকো সিঙ্গুলারিটির মধ্যে ধ্বংস হয়ে যায় না। মেকো চিরন্তনভাবেই সংকুচিত হতে থাকে। এগলো কেবল সিংগুলারিটিকে অসীমে আঘাত করবে।

এটা অনুবাদ করেছিলাম একসময়। যা ক্যামসাস্ট তাদের ওয়েবসাইট এ প্রকাশ করেছে ।

CAM SUST –Copernicus Astronomical Memorial of SUST (CAM-SUST) is the only astronomical organization in Shahjalal University of Science and Technology and one of the leading institutions in the Sylhet division.

CAM SUST Website Publication Link –https://cam-sust.org/blackhole/

মূল আর্টিকেল https://www.secretsofuniverse.in/black-holes-boa-18/ 

মহাকর্ষীয় তরঙ্গ কী?

ষোড়শ শতাব্দীতে নিউটন বিবৃতি দিয়েছিল যে এই মহাবিশ্বের প্রতিটি কণা একে অপরকে এক অদৃশ্য বল দ্বারা আকর্ষণ করে যা হল মহাকর্ষ বল। তবে এই জাদুকরী বলের কার্যপ্রণালী সম্পর্কে তিনি নিশ্চিত ছিলেন না।

তারপর বিংশ শতাব্দীতে, আইনস্টাইন মহাকর্ষের ব্যাখ্যা দিয়েছিল তার আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব দিয়ে। আইনস্টাইন বলেছিলেন যে বিশাল আকারের বস্তুগুলো স্থানকালের চাদরকে বিকৃত করে এবং এই বিকৃতির প্রভাবটি মহাকর্ষ হিসেবে অনুভূত হয়। আর একটি বস্তুর ভর যত বেশি হয়, তার দ্বারা চাদরের বিকৃতিও তত বেশি হয়। 

বিভিন্ন ভরের বস্তু দ্বারা স্থান-কাল বিকৃতি  Image:esa.int

যখন দুটি বৃহত্তর বস্তু ঘুরতে ঘুরতে একে অপরের দিকে অগ্রসর হয়, তখন তারা স্থান-কালকে বিকৃত করে দেয়। এই বিকৃতি এবং শক্তি মহাবিশ্ব জুড়ে ছড়িয়ে পরে। এই আলোড়ন আলোর গতিতে মহাবিশ্বে ছড়িয়ে পড়ে ঠিক যেমনভাবে পুকুরে ঢেউ ছড়িয়ে পড়ে। এই তরঙ্গগুলোই স্থান-কাল চাদরে চলতে থাকে, যাকে আমরা মহাকর্ষীয় তরঙ্গ বলি।

কাঠখোট্টা ভাষায়, জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানী শেন লারসনের(Shane Larson) মতে মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলো  “স্থানকালের আকৃতিতে অগ্রসরমান একধরনের ব্যাঘাত সৃষ্টিকারী”। এই তরঙ্গগুলো মহাকর্ষীয় বিকিরণের আকারে শক্তি পরিবহন করে, যা বিদ্যুৎ-চৌম্বকীয় বিকিরণের মতোই বিচ্ছুরক শক্তির একটি রূপ। 

দুটি নিউট্রন তারা একে অপরকে প্রদক্ষিণ করার সময় উৎপন্ন মহাকর্ষীয় তরঙ্গের দ্বিমাত্রিক চিত্র। ছবিসূত্র -উইকিপিডিয়া 

কী কারণে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি হয়?

যখন অত্যন্ত ভারী বস্তু খুবই উচ্চগতিতে চলমান হয় তখন সবচেয়ে শক্তিশালী মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি হয়। এর অর্থ যখন দুটি কৃষ্ণবিবর একে অপরকে প্রদক্ষিণ করে ও একসাথে মিলিত হয় তখন স্থান-কাল বক্রতায় উল্লেখযোগ্য তরঙ্গগুলো তৈরি হয়। এছাড়াও দুটি বড় তারা, বিশেষত নিউট্রন তারাও একে অপরকে প্রদক্ষিণ করার সময় মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি করে। এগুলো ছাড়াও আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ ঘটনা যা এই শক্তিশালী ঘটনা ছড়িয়ে দিতে পারে তা হলো একটি নক্ষত্রের অ্যাসিমেট্রিক বিস্ফোরণ যা আসলে একটি সুপারনোভা।  

কীভাবে এই ছোট তরঙ্গ শনাক্ত করতে হয়?

আমরা মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলোকে পানিতে তৈরি হওয়া তরঙ্গের সাথে তুলনা করেছি। তবে, আমরা যেমন সহজেই পানিতে তরঙ্গ দেখতে পাচ্ছি, তাহলে স্থান-কাল চাদরে আমরা কি সরাসরি এই তরঙ্গ দেখতে পারব? দুঃখজনক হলেও এর উত্তর হল, না! মহাকর্ষীয় তরঙ্গ অদৃশ্য। তবে হতাশ হওয়ার কারণ নেই, আমরা কিন্তু এগুলো শনাক্ত করতে পারি। কিন্তু প্রশ্ন হল, কীভাবে?

আচ্ছা, মহাকর্ষীয় তরঙ্গ দ্রুতগতির। এগুলো আলোর গতিতে ভ্রমণ করে,আর তা প্রতি সেকেন্ডে ১,৮৬,০০০ মাইল। সুতরাং, মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলো প্রবাহিত হওয়ার সময় তাদের পথের সমস্ত কিছু চেপে ধরে সংকুচিত ও প্রসারিত করে।

কল্পনা করা যাক, আপনার হাতে একটি ইলাস্টিক ব্যান্ড রয়েছে, আপনি যখন এটি টানবেন তখন কী হবে? এটি এক দিকে প্রসারিত হয়ে অন্য দিকে চেপে যাবে।  প্রকৃতপক্ষে মহাকর্ষীয় তরঙ্গও স্থান-কালের চাদরের সাথে এমনটাই করে। সুতরাং, আমরা মহাকর্ষীয় তরঙ্গকে অপ্রত্যক্ষভাবে শনাক্ত করার জন্য স্থান-কালের এই বিকৃতি পরিমাপ করি।

LIGO এবং মহাকর্ষীয় তরঙ্গের প্রথম শনাক্তকরণ

এমনটি আগেই উল্লেখ করা হয়েছে যে, মহাকর্ষ তরঙ্গগুলো পৃথিবী থেকে অনেক দূরে ঘটে যাওয়া ঘটনা থেকে উদ্ভূত হয়। সুতরাং, তরঙ্গগুলো স্থান-কাল চাদরের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করার সাথে সাথে তীব্রতায় বেশ দুর্বল হয়ে যায়, ফলে তাদের শনাক্ত করা বেশ কঠিন হয়ে যায়। আর এই কারণেই এগুলো তাত্ত্বিকভাবে প্রস্তাবিত হওয়ার পরেও অবশেষে শনাক্ত হতে প্রায় ১০০ বছর সময় লেগেছিল। এমনকি আইনস্টাইন যখন তাঁর সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্ব প্রস্তাব করেছিলেন তখনও বলেছিলেন যে এই তরঙ্গগুলো শনাক্ত করা মানুষের ক্ষমতার বাইরে।

কিন্তু ক্যালটেক এবং এমআইটির কৌতূহলীরা : কিপ থর্ন (Kip Thorne), রেইনার ওয়েইস (Rainer Weiss) এবং রন ড্র্রেভার (Ron Drever) আইনস্টাইনের বক্তব্যকে ভুল প্রমাণ করেছেন। তারা লেজার (যা কিলোমিটার দূরের আয়নার দূরত্ব পরিমাপ করে) ব্যবহার করে এই তরঙ্গগুলো শনাক্ত করতে একটি ধারণা নিয়ে আসেন। তবে এক্ষেত্রে তাঁরা লেজার ব্যবহার করে এমন দূরত্ব পরিমাপ করার কথা বলছিলেন যা পরমাণুর নিউক্লিয়াসের দশ ভাগের এক ভাগের অনুরূপ। 

হ্যাঁ, ঠিকই পড়েছেন! তাদেরকে লোকজন পাগল ভেবেছিল, তবে তাঁদের  ধারণা গৃহীতও হয়েছিল ও শেষ অবধি১৯৯৪ সালে কাজ শুরু হয়েছিল। 

লাইগো (LIGO) মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে নির্মিত দুটি পর্যবেক্ষণাগারের সমন্বয়ে গঠিত  একটি ব্যবস্থা, একটি লিভিংস্টনে (Louisiana) এবং অন্যটি হ্যানফোর্ডে (Washington)। কয়েক শত এবং হাজার হাজার বিজ্ঞানীর কাজ করার পরে, লাইগো (LIGO) ২০১৫ সালে কাজ শুরু করে। অবশেষে ১৪ই সেপেটেম্বর ২০১৫ সালে, লাইগো (LIGO) দুটি ডিটেক্টরে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ দেখতে পেয়েছিল। দুটি ডিটেক্টরেই এক ধরনের সংকেত পাওয়া গিয়েছিল। এই তরঙ্গগুলো ডিকোডিং করার পরে, বিজ্ঞানীরা এই উপসংহারে এসেছিলেন যে, এই মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলো এসেছে  ১ বিলিয়ন বছর আগে যখনন দুটি কৃষ্ণবিবর একত্রে মিশে একটিতে পরিণত হচ্ছিল।

৪ কিলোমিটার পথে এই তরঙ্গটি একটি প্রোটনের ৪০০০ ভাগের একভাগের সমান পথ পার্থক্য তৈরি করেছিল। সুতরাং এই যন্ত্রটির খুব ভালো নির্ভুলতা কল্পনা করা যায়। আর এভাবেই, মহাকর্ষীয় তরঙ্গের প্রথম সফল শনাক্তকরণের মধ্য দিয়ে এর উপর নোবেল পুরস্কার দেওয়া হল ! আর তখন থেকে আর পিছনে ফিরে তাকাতে হয়নি। 

এডভান্সড LIGO ডিটেক্টরের সরলীকৃত ডায়াগ্রাম। ছবিসূত্র – উইকিপিডিয়া 

কেন এই তরঙ্গগুলো এত গুরুত্বপূর্ণ?

মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলো শনাক্ত করতে আমরা কয়েক বিলিয়ন ডলার এবং কয়েকশ বছর ব্যয় করছি। তবে, এগুলো কি আসলেই এতটা গুরুত্ব বহন করে? আচ্ছা, প্রশ্নটির উত্তর হবে, হ্যাঁ এর গুরত্ব অনেক! 

মহাকর্ষ তরঙ্গ যেন এক গল্পকার হিসাবে কাজ করে এবং আমাদের মহাবিশ্বের যাত্রা সম্পর্কে আমাদের অনেক কিছু বলতে পারে। তারা আমাদের মহাবিশ্বে কখন কী ঘটেছে এমন সমস্ত লোমহর্ষক ঘটনার রেকর্ড বহন করে। এই তরঙ্গগুলো এই ঘটনাগুলোর উৎস এবং এর কারণ সম্পর্কে অনেক  ইঙ্গিতই প্রদান করে যা অবশেষে আমাদের মহাবিশ্ব এবং বিগ ব্যাং বুঝতে সহায়তা করবে। আক্ষরিক অর্থে, মহাকর্ষীয় তরঙ্গ মহাবিশ্বের প্রথম ক্রন্দন শুনতে আমাদের সহায়তা করতে পারে! হ্যাঁ,আমি কিন্তু মজা করছি না!

এটা একসময় অনুবাদ করেছিলাম ।

মূল লেখা – https://www.secretsofuniverse.in/gravitational-waves-ripples/ 

                           -রকিবুল হাসান নাঈম 

এ সৌন্দর্যের  তীব্রতা এমন যে,

                  প্রকৃতির অক্সিজেনের পাশ ঘেঁষে ;চিত্তে        উঁকি দেয় অক্সিজেন। 

         অন্তরীক্ষের লুব্ধকের অবস্থান পেরিয়ে ;

জায়গা করে নেয় নতুন লুব্ধক

তীব্রতা এমন যে,

সকল আমিত্বকে গ্রাস করে নেয়    কৃষ্ণবিবরের ন্যায়।

এ সৌন্দর্যের ধনাত্মকতা এমন যে

ধনাত্মক -ঋনাত্মক মিলে গণিতের বিধিকে তোয়াক্কা না করে 

 ঋণাত্নকতা সব ধনাত্মক হয়ে উঠে এর প্রতিফলনে ।

ধনাত্নকতা এমন যে,

প্রত্যহ জমে উঠা অসমাপ্ত গল্পগুলোও অদ্বিতীয়ভাবে হয় সমাপ্ত

YT Link –https://www.youtube.com/watch?v=2A8H3cSvwho

Recitation by Sirius ❤

আইনস্টাইনের Thought Experiment করতে গিয়ে যে বলেছিলেন “Happiest Thought of My Life “ যার সুত্র ধরে পরবর্তীতে তার General Theory of Relativity আবিষ্কার করেছিলেন। তা পরবর্তীতে মানে ও গুনে হয়েছিলেন অনন্য তত্ব হিসেবে পরিচিত। যার সত্যতাকে প্রমাণ করতে সবচেয়ে বেশি পরীক্ষার মধ্য দিয়ে আসতে হয়েছে। শতাধিকের উর্ধধ বছর ধরে এর সত্যতা বারবার প্রমাণ হয়ে এসছে। এই তত্বের উপর ভিত্তি করে আইনস্টাইন মহাকর্ষকে তার আপেক্ষিকতা তত্ত্বের সাথে সন্নিবিদ্ধ করে দেখলেন যে মহাকর্ষকে শুধু দুটি বস্তুর মধ্যে শুন্যস্থানের মধ্যে আকর্ষণ বল হিসেবে ভাবলেই চলবে না , বরং ভাবতে হবে আপাতত বল হিসেবে ভাবতে হবে যার উদ্ভব হয় মূলত স্পেস এর বক্রতার কারণে।

এমনি বলা হয়ে থাকে স্থান ও কাল থাকে মসৃণ।এই তত্ব থেকে পরবর্তীতে এটা বোধগম্য হয় যে, কোন আকর্ষন বল নয় বরং বিশাল ভরের কারণে মহাশুন্যে সৃষ্টি হয় বক্রতা, যা বস্তুকণাদের ত বটেই বরং আলোর গতিপথকে বাঁকিয়ে দেয়। আমাদের সৌরজগতের কেন্দ্রে সূর্য থাকার কারণে কিন্তু সৃষ্টি হয়েছে বক্রতা।যার কারণে পৃথিবীসহ অন্য গ্রহগুলোকে একটি বক্রতলে সূর্যের চারদিকে ঘুরতে দেখা যায়। প্রফেসর আর্চিবালড হুইলারের ভাষায় ,”পদার্থ স্পেসকে বলছে কিভাবে বাঁকতে হবে, স্পেস পদার্থকে বলছে কিভাবে চলতে হবে” যেমন দুরবর্তী কোন তারার আলো যখন আমাদের কাছে আসে তখন আসার পথে সূর্যকে অতিক্রমের সময় এই আলো বেঁকে যায়।এখন যদি চিন্তা করা যায় কৃষ্ণগহ্বর কে কেন্দ্র করে যদি কোন তারা ঘুরতে থাকে তাহলে বলা যায় প্রতিবার তারাটির অতিক্রমণের ফলে এটি ধীরে ধীরে দূরে সড়ে যাচ্ছে।

আর এ সরণ কেই বলা সোয়ার্চাইল্ড অগ্রগমন ।কৃষ্ণবিবরের চারদিকে একবার ঘুরে আসতে তারাটির প্রায় ১৬ বছর লাগে। আর দূর থেকে ছবি একে দেখলে মনে হবে তারাটি মনে হয় নেচে চলছে। আর আইস্টাইন সাধারণ আপেক্ষিকতার সাধারন তত্ত্ব মতে প্রকৃতপক্ষে এটিই ঘটে। সেখানে আইনস্টাইন বলেছেন একটি বিশাল বড় বস্তুকে ঘিরে যদি একটি খুবই ছোট বস্ত পাক খায়, তাহলে ছোটটির আবর্তনপথ একটু একটু করে সামনে আগাবে। আর সেটি্রই প্রমাণ খুঁজে পেয়েছেন ইউরোপিয়ান সাউদার্ণ অবজারভেটরির (ইএসও) নভোবিদেরা। ১৬ এপ্রিল ২০২০ এ একটি জার্নালে তা প্রকাশ করা হয়েছে (লিঙ্ক রেফারেন্সে)

References:

1.https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200416072638.htm 2.https://www.youtube.com/watch?v=if2opecmev8 3.https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2020/04/aa37813-20/aa37813-20.html

এ জীবন দৈর্ঘ্যের হিসেবে যদিও বেশি বড় হয়নি, তবুও বলছি এমন এক অদৃশ্য ভয় কখনো মানুষের চোখেমুখে প্রতীয়মান হয়নি স্বচক্ষে । আতংক এমনভাবে ছেয়ে গিয়েছে যে সুস্থতার প্রতি আত্মবিশ্বাস কমে গিয়ে একটু চিন্তা করে দেখে নিলো মননে কেউ তাড়া করছে কিনা তারপর আতংকে বললে ‘ভালো আছি’,যদিও সে প্রকৃতপক্ষে ভালো আছে ;সুস্থতার সংগা অনুযায়ী ।

আগের মতো ভালো আছি যে একটা আভা টা আর নেই এ চিত্তে।রযেছে এ আতংকতার মাঝে এক নরকযন্ত্রণার চাপ বিদ্যমান। তবে কিসে এ মুক্তি!

মুক্তি আছে তবে এ ধরায় থেকে যাওয়াতে মুক্তি নয়,মুক্তি মেলবে যদি দূর অজানায় বন্ধন ছেড়ে পাড়ি জমাতে চাও। কেউ সেই পথ মাপছে, কেউ আবার অর্ধ পথে মাপনী হারিয়ে ফেলছে।

তবে হবে কি সেই মু্ক্তিতে এপাড়ের ওদেরকে তুমি দিয়েছ তুমি! তবে কোন সমীকরণ মিললে মুক্তি তবে!

#অনুজীব

#Covid-19

২৪.০৩.২০২০

#সঙ্গনিরোধোর নামে নিজ বাড়ি 🙂

আমি সেই অগ্নির কথা বলছি যা আহারে সাহায্যযোগী

সেই অগ্নির কথা বলছি , যা সুপ্তকামকে জাগিয়ে তুলে

বলছি সেই অগ্নির কথা ,যা মেয়ে হারা মাকে ঘুমোতে দেয় না ।

বলেছি সেই অগ্নির কথা ,

যা মেয়ে হারা মাকে নিদ্রা থেকে জাগিয়ে তুলে

বলছি সেই অগ্নির কথা যা মুহূর্তে নিঃশেষ করে মানবজাতি ।

বলছি সেই অগ্নির কথা যা কিনা ইচ্ছে করেই শিরে দেয়া হয় ।

বলছি সেই অগ্নির কথা , যা নিঃসব্ধায় হঠাঁঁত জেঁকে উঠে

রকিবুল হাসান নাঈম

ভয় হয়, ঈষৎ নয়; একটু প্রকট
মাঝে মাঝে ক্ষীণ হয়।

ভয় হয়, মনে হয়; কোথাও তা রয়েছে চাপা।
ফিরিয়ে দেওয়ার ভয়;ভালোবাসার ভয়; ছেড়ে যাওয়ার ভয়,।

ভয় হয়, যদি কখনো হয় মনস্তাত্ত্বিক গড়নের পরিবর্তন।
যদি কখনো এ মনের শহরে নেমে আসে বিরক্তির আভা।

ভয় হয়, যদি ক্ষনিকের ব্যবধানে ঐ তরীটা ছুতে না পারি।

যদি কখনো গোধূলী দৃষ্টিগোচর না হয়েই নেমে আসে অন্ধকার।

ভয় হয়, যদি কখনো লন্ঠনহীন এই শহরটায়
বেখেয়ালীপনায় হাতটা ফসকে যায়।

তুবও কি খুঁজছে সে! আশা নিয়ে,আশা দিতে;
দিবাকরের আলোতে এই ধরাতলের অসীম প্রান্তরে।

নাকি অমাবস্যার চাদেঁর ন্যায় খুজেঁ না পাওয়া ;

আর কেবলই বুলি আওড়ানো।

YT Recitation Link https://www.youtube.com/watch?v=Y6qjieaSIXs