bangla-sydney
bangla-sydney.com
News and views of Bangladeshi community in Sydney













“ব্ল্যাক হোল” এর গল্প!
আনিসুর রহমান



পদার্থ বিজ্ঞান খুব মজার একটা সাবজেক্ট! অসম্ভব মজার! কিন্তু অনেকে মনে করেন এ জিনিস বুঝতে হলে অংকে খুব ভাল হতে হবে। এই ভয়ে শুধু যারা বিজ্ঞান বিষয়ে লেখাপড়া করেছেন তারা ছাড়া সাধারণত কেউ এ পথে পা বাড়ান না। আসলে বিষয়টা কিন্তু মোটেও তা নয়। কিছু এ্যালজেব্রা জানলে পদার্থ বিজ্ঞানের অনেক জিনিস বেশ ভালই বোঝা যায়।


এবছর তিনজন মানুষ পদার্থ বিজ্ঞানে নোবেল প্রাইজ পেয়েছেন, ব্ল্যাক হোল নিয়ে তাদের কাজের স্বীকৃতি স্বরূপ। একজন ব্রিটিশ, স্যার রজার পেনরোজ, বয়স ৮৯। একজন জার্মান, নাম রেইনহার্ড গেনজেল, বয়স ৬৮ এবং একজন আমেরিকান মহিলা, অ্যান্ড্রেয়া গেজ, বয়স ৫৫। রবীন্দ্রনাথ ঠাকুর ১৯১৩ সালে সাহিত্যে নোবেল প্রাইজ পেয়েছিলেন। আমরা যারা তাঁর রচনার সাথে পরিচিত তারা বুঝতে পারি কত যোগ্য ব্যক্তি ছিলেন তিনি এই পুরস্কারের জন্য! পদার্থ বিজ্ঞান না জানলে এই তিন জনের নোবেল প্রাইজ পাবার বিষয়টা আমাদের কাছে শুধু খবর হয়েই থেকে যাবে।

সারা পৃথিবীতে এখন ব্ল্যাক হোল নিয়ে নতুন কৌতূহল সৃষ্টি হয়েছে। তাই মনে হলো ব্ল্যাক হোল নিয়ে কিছু লিখি। ফর্মুলা বা ইকুয়েশন ছাড়া পদার্থ বিজ্ঞান নিয়ে কথা বলা কঠিন। তবুও ভাবলাম দেখি একটু চেষ্টা করে।

আকাশে আমরা চাঁদ, সূর্য এবং অসংখ্য ছোট-বড় তারা দেখতে পাই। দেখতে পাই কারণ এসব জিনিস থেকে আলো এসে আমাদের চোখে পড়ে, তাই। ব্ল্যাক হোল থেকে কোন আলো আসে না। তাই ব্ল্যাক হোল দেখাও যায় না। ব্ল্যাক হোল কিন্তু আকাশের গায়ে কোন হোল বা গর্ত নয়। ব্ল্যাক হোল এক ধরনের মৃত তারা। সূর্য একটা তারা। আমাদের সবচেয়ে নিকটতম তারা। জ্বালানি ফুরিয়ে গেলে তারাগুলি একদিন নিভে যায়। সূর্যও একদিন নিভে যাবে। তবে খুব শিঘ্রীই তা ঘটছে না, তাই আপাতত ভয়ের কোন কারণ নেই।

কোন তারা নিভে গেলে কি হয় তা মহাকাশ বিদ্যার একটি বিশাল অংশ। এর সারসংক্ষেপ হল, একটা তারা আকারে কত বড় হবে সেটা নির্ভর করে দুটো জিনিসের উপর, মাধ্যাকর্ষণ এবং উত্তাপ। সূর্যের ভর পৃথিবীর চেয়ে কয়েক লক্ষ গুণ বেশি। তাই সূর্যের মাধ্যাকর্ষণও বেশি। মাধ্যাকর্ষণের কারণে একটা তারা সংকুচিত হতে চায় আর আমরা জানি তাপ দিলে কোন জিনিস আয়তনে বৃদ্ধি পায়। বিষয়টা অনেকটা বেলুনের মতো। বেলুন রবারের তৈরি; সে ছোট হতে চায় কিন্তু ভেতরে বাতাসের চাপ তাকে ফুলিয়ে রাখে। বাতাস বের হয়ে যেতে থাকলে যেমন বেলুন ধীরে ধীরে ছোট হতে থাকে ঠিক তেমনি তাপ কমে গেলে একটা তারা আর নিজের আয়তন ধরে রাখতে পারেনা সেও তার নিজের মাধ্যাকর্ষণের কারণে সংকুচিত হতে থাকে। সূর্যের মতো ছোট বা মাঝারি তারাদের ক্ষেত্রে এই সংকোচন এক সময় থেমে যায় কিন্তু সূর্যের চেয়ে ৫ গুণ বা তারও চেয়ে বড় তারাদের মাধ্যাকর্ষণ এতই শক্তিশালী যে তাদের ক্ষেত্রে এই সংকোচন থেমে যায় না; থামতে পারে না! এরা সংকুচিত হতে হতে এদের ভেতরের অণু-পরমাণু গুলিকে গুড়িয়ে দিয়ে একটা বিন্দুতে পরিণত হয়। একসময়ের বিশাল তারটির সমস্ত ভর কেন্দ্রীভূত হয় এই বিন্দুতে। এই বিন্দুটির বৈজ্ঞানিক নাম সিঙ্গুলারিটি। এই সংকোচনের কারণে তারাটির মাধ্যাকর্ষণ কিন্তু কমে যায় না, তার আদি মাধ্যাকর্ষণ সম্পূর্ণ অটুট থাকে এই বিন্দুটির চারপাশে। এভাবে মাধ্যাকর্ষণ যখন কোন ছোট জিনিসের চারপাশে জমা হয় তখন একটা নতুন সমস্যা দেখা দেয়।

আমরা জানি পৃথিবীর এস্কেপ ভেলোসিটি বলে একটা জিনিস আছে। ওপর দিকে ঢিল মারলে সেটা কিছু দূর গিয়ে আবার মাটিতে ফিরে আসে। এস্কেপ ভেলোসিটির চেয়ে কম বেগে কোন কিছু উপরের দিকে ছুড়ে মারলে তা নিচে পড়ে যায়, তা সে ঢিলই হোক বা রকেটই হোক। পৃথিবীর এস্কেপ ভেলোসিটি সেকেন্ডে ১১.২ কিলোমিটার। এই বেগে ঢিল ছুড়লে বা রকেট উৎক্ষেপণ করলে সে পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ থেকে মুক্ত হতে পারে। তাই এর বাংলা নাম “মুক্তিবেগ”। কিন্তু কোন দানবীয় শক্তি যদি পৃথিবীকে চেপে ছোট করে দেয় তাহলে পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ সমানই থাকবে কিন্তু আয়তন কমে যাবে। এর ফলে পৃথিবীর এস্কেপ ভেলোসিটি কিন্তু বৃদ্ধি পাবে। স্বল্প আয়তনে সমান মাধ্যাকর্ষণ কোন গ্রহ বা নক্ষত্রের এস্কেপ ভেলোসিটি বাড়িয়ে দেয়। সেই খর্বকায় পৃথিবী থেকে সেকেন্ডে ১১.২ কিলোমিটার বেগে রকেট উৎক্ষেপণ করলে সেটা আবার ঢিলের মতো মাটিতে পড়ে যাবে। উত্তাপ হারিয়ে সংকুচিত তারার ক্ষেত্রেও একই ঘটনা ঘটে। তারাটির সমস্ত মাধ্যাকর্ষণ একটা ক্ষুদ্র বিন্দুর চারিদিকে জমা হওয়ার কারণে এর এস্কেপ ভেলোসিটি এতই বেড়ে যায় যে সেখান থেকে বেরিয়ে আসতে রকেট তো দূরের কথা আলোর গতিও যথেষ্ট নয়। ফলে বিন্দুটির চারপাশে একটা অন্ধকার বলয় সৃষ্টি হয়। সিঙ্গুলারিটিকে ঘিরে এই বলয়ের নাম ব্ল্যাক হোল।

আমরা জানি চাঁদের নিজের কোন আলো নেই। সূর্যের আলো চাঁদের ওপরে প্রতিফলিত হয়ে আমাদের চোখে পড়ে তাই আমরা চাঁদকে দেখতে পাই। কিন্তু চাঁদ যদি একটা ব্ল্যাক হোল হত তাহলে সেখান থেকে সূর্যের আলো প্রতিফলিত হয়ে আমাদের কাছে আসতে পারতো না এবং আমরা চাঁদ দেখতে পেতাম না।

আলোকে আটকে দেয়া ছাড়াও ব্ল্যাক হোলের আরো কিছু ভয়ংকর দিক আছে। ব্ল্যাক হোল এক ধরনের সর্বগ্রাসী জিনিস! এর ধারে-কাছে গেলে আর ফেরার উপায় থাকেনা। কোন নভোযান তো দূরের কথা বিশাল বিশাল গ্রহ নক্ষত্রও এর হাত থেকে রেহাই পায় না। সবকিছুকে নিজের মধ্যে টেনে নিয়ে প্রচণ্ড মাধ্যাকর্ষণের যাঁতাকলে ফেলে সকল অণু-পরমাণু গুড়িয়ে নিশ্চিহ্ন করে ফেলে। গ্রাস করা গ্রহ নক্ষত্রগুলি ব্ল্যাক হোলের মধ্যে বিলীন হয়ে গেলেও তাদের মাধ্যাকর্ষণ কিন্তু নষ্ট হয় না। তা ব্ল্যাক হোলের মাধ্যাকর্ষণের সাথে যোগ হয়ে যায়। তাই দিনে দিনে ব্ল্যাক হোল আরো শক্তিশালী হতে থাকে এবং এভাবেই তৈরি হয় সুপার ম্যাসিভ বা অতি বিশাল ব্ল্যাক হোল। ব্ল্যাক হোলের ভেতরের বিন্দুটি (সিঙ্গুলারিটি) কিন্তু বড় হয় না; শুধু এর ভর, মাধ্যাকর্ষণ এবং এস্কেপ ভেলোসিটি বাড়তে থাকে; যার ফলে বাড়তে থাকে ব্ল্যাক হোলের অন্ধকার বলয়টিও।

মানুষের মত, নক্ষত্রগুলিও পরিবার বদ্ধ হয়ে বাস করে। নক্ষত্র পরিবারকে আমরা গ্যালাক্সি বলে থাকি। আমাদের সূর্য যে পরিবারের সদস্য সেই গ্যালাক্সির নাম মিল্কিওয়ে। সূর্যের চেয়ে ছোট এবং বহু গুণ বড় মিলিয়ে প্রায় ১০ হাজার কোটি নক্ষত্র নিয়ে আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সি। আমরা খালি চোখে আকাশে যত তারা দেখতে পাই তার সবই আমাদের গ্যালাক্সির অংশ। অনুমান করা হয় আমাদের গ্যালাক্সিতে প্রায় এক কোটির মতো মৃত তারা থেকে সৃষ্ট ব্ল্যাক হোল রয়েছে এবং গ্যালাক্সির কেন্দ্রে রয়েছে একটা সুপার ম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল। এই ব্ল্যাক হোলটির নাম Sagitarius A Star. এটাকে লেখা হয় এভাবে: “Sagitarius A*”. এই সুপার ম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলটির ভর এবং মাধ্যাকর্ষণ শক্তি চল্লিশ লক্ষ সূর্যের সমান।

১৯১৫ সালে মহা-বিজ্ঞানী আইনস্টাইন প্রচলিত বৈজ্ঞানিক চিন্তাধারায় বিশাল পরিবর্তনকারী একটি নতুন তত্ত্ব প্রকাশ করেছিলেন। জেনারেল থিওরি অফ রিলেটিভিটি নামে পরিচিত এই তত্ত্বের গাণিতিক হিসাব নিকাশ থেকেই ব্ল্যাক হোলের অস্তিত্ব সম্পর্কে ইঙ্গিত পাওয়া গিয়েছিলো। কাগজে-কলমে পাওয়া গেলেও এমন ভয়ঙ্কর জিনিস বাস্তবে থাকতে পারে এটা স্বয়ং আইনস্টাইনও বিশ্বাস করতে পারেননি।

১৯৫৫ সালে আইনস্টাইন মৃত্যুবরণ করেন। এবছর পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল প্রাইজ বিজয়ীদের প্রথম জন, স্যার রজার পেনরোজ আইনস্টাইনের তত্ত্বের উপর তার নিজস্ব গবেষণা চালিয়ে যান এবং ১৯৬৫ সালে আইনস্টাইনের তত্ত্ব সঠিক বলে ঘোষণা করেন। শুধু কাগজে কলমে নয় শুরু হয় মহাকাশে ব্ল্যাক হোল খোঁজার প্রতিযোগিতা।


M87 গ্যালাক্সির সুপার ম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল
১৯৭০ সালে, আমাদের গ্যালাক্সিতেই, ছয় হাজার আলোকবর্ষ দূরে খুঁজে পাওয়া যায় প্রথম ব্ল্যাক হোল! যার বৈজ্ঞানিক নাম দেয়া হয়েছে সিগনাস এক্স-ওয়ান (Cygnus X-1)। গত বছর NASA প্রথম ব্ল্যাক হোলের একটি ছবি প্রকাশ করে। তবে সেটি ছিল আমাদের গ্যালাক্সি থেকে অনেক অনেক দূরে, M87 নামে অন্য একটি গ্যালাক্সিতে। ছবিটা নিয়ে বেশ হৈচৈ পড়ে গিয়েছিল পৃথিবীতে। আমি আগে বলেছি ব্ল্যাক হোল থেকে কোন আলো বের হতে পারে না তাই ব্ল্যাক হোল দেখা যায় না। তাহলে ব্ল্যাক হোলের ছবি তোলা হলো কিভাবে? ব্ল্যাক হোল সরাসরি দেখা যায় না এ কথা ঠিক কিন্তু কোন আলোকিত জিনিসের পটভূমিতে একে পরিষ্কার দেখা যায়। ব্ল্যাক হোল যখন কোন নক্ষত্রকে গ্রাস করে তখন তার অন্ধকার বলয়ের চারপাশে বিশাল উজ্জ্বল আলোকিত অঞ্চল সৃষ্টি হয়। একে নক্ষত্রের মৃত্যু যন্ত্রণা বলা যেতে পারে! সেই আলোর পটভূমিতে বোঝা যায় ব্ল্যাক হোলের উপস্থিতি।

বাকি যে দুজন এবছর পদার্থ বিজ্ঞানে নোবেল প্রাইজ পেয়েছেন (রেইনহার্ড গেনজেল এবং অ্যান্ড্রেয়া গেজ) তারা কাজ করেছেন আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির কেন্দ্রে অবস্থিত সুপার ম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল Sagitarius A* নিয়ে। অন্য গ্যালাক্সির ছবি তোলা তুলনামূলক ভাবে সহজ। আমরা যেহেতু আমাদের গ্যালাক্সির ভেতরে বাস করি তাই আমাদের অবস্থান থেকে মিল্কিওয়ের কেন্দ্রে কি আছে তার ছবি তোলা অনেক কঠিন। অন্য বাড়ির ছবি তোলা যত সহজ ঘরে বসে নিজের বাড়ির ছবি তোলা কিন্তু তত সহজ নয়। এই অসাধ্য কাজটি সাধন করেছেন তারা। আমাদের সৌরজগতে সূর্য অনেক বড়। প্রবল তার মাধ্যাকর্ষণ শক্তি তাই সে সহজেই ছোট বড় ৯টি গ্রহকে তার চারদিকে ঘোরাতে পারে। এই দুই বিজ্ঞানী আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্রে একটি ভিন্ন ধরনের সৌরজগতের ছবি তুলতে সক্ষম হয়েছেন; যার কেন্দ্রে রয়েছে সুপার ম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল Sagitarius A* এবং চল্লিশ লক্ষ সূর্যের সমান মাধ্যাকর্ষণ শক্তির দিয়ে সে খুব সহজেই বেশকিছু নক্ষত্রকে নাকে দড়ি দিয়ে ঘোরাচ্ছে। সে এক অভূতপূর্ব দৃশ্য!


আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্রে, Sagitarius A* ব্ল্যাক হোল এর চারপাশে ঘূর্ণ্যমান নক্ষত্র!

পদার্থ বিজ্ঞানের যাত্রা শুরু হয়েছিল আমাদের আশপাশের ছোট-বড় বিভিন্ন জিনিসকে বোঝার চেষ্টার মাধ্যমে। এর ফলে আমরা পেয়েছি ঘরবাড়ি, রাস্তাঘাট, কলকব্জা, গাড়ি-ঘোড়া, অনেক কিছু। এগুলো সবই মাঝারি জিনিস। এরপর আমাদের নজর গিয়েছে অতি বৃহৎ এবং অতি ক্ষুদ্রের দিকে। এক দিকে গ্রহ-নক্ষত্র, গ্যালাক্সি এবং সমগ্র মহাকাশ আর অন্যদিকে অণু-পরমাণু, ইলেকট্রন, প্রোটন হয়ে কোয়ার্ক পর্যন্ত বিস্তৃত আমাদের কৌতূহল। আমাদের মাঝারি বিজ্ঞান দিয়ে অতি বৃহৎ কে বোঝার ক্ষেত্রে একটা সংযোগ সৃষ্টি করেছেন আইনস্টাইন তার জেনারেল থিওরি অফ রিলেটিভিটির মাধ্যমে। কিন্তু এই বিজ্ঞান দিয়ে অতি ক্ষুদ্র কে ব্যাখ্যা করা যায় না। এর জন্য নতুন ধরনের বিজ্ঞান এসেছে যার নাম কোয়ান্টাম মেকানিক্স। যে সূত্র দিয়ে গ্রহ-নক্ষত্রের গতিবিধি নির্ণয় করা যায় সেই সূত্র দিয়ে পরমাণুর ভেতরে ইলেকট্রনের গতিবিধি নির্ণয় করা যায় না! অতি বৃহৎ আর অতি ক্ষুদ্রকে একই সূত্রে গাঁথার চেষ্টা মানুষের বহুদিনের। কিন্তু খুব বেশি এগোনো সম্ভব হয়নি এই পথে। যেহেতু অতি বৃহৎ নক্ষত্র থেকে সৃষ্টি হয় অতি ক্ষুদ্র সিঙ্গুলারিটি তাই ব্ল্যাক হোলকে ঠিকমত বুঝতে পারলে হয়তো একদিন অতি বৃহৎ এবং অতি ক্ষুদ্রকে এক সূত্রে গাঁথা সম্ভব হবে; তৈরি হবে “থিওরি অফ এভরিথিং”!






Share on Facebook               Home Page             Published on: 10-Nov-2020


Coming Events: