স্ট্রিং থিওরী: বিজ্ঞানীদের আশার আলো! String theory: the light of hope for scientists!
স্ট্রিং থিওরী: বিজ্ঞানীদের আশার আলো!
String theory: the light of hope for scientists!
স্ট্রিং থিওরী: বিজ্ঞানীদের আশার আলো!
স্ট্রিং থিওরী: বিজ্ঞানীদের আশার আলো!
-মুহাম্মাদ শেখ রমজান হোসেন, সম্পাদক, ইষ্টার্ণ সায়েন্স-টেক রিভিউ
প্রথম অধ্যায়
তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞান মতে কণার স্বরূপ
কণা তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞানের মতে, মৌলিক কনিকারা হল মাত্রাহীন বিন্দুর মত। জ্যামিতিক ভাষায় বিন্দুর সংজ্ঞা হচ্ছে: “যার দৈর্ঘ্য প্রস্থ ও উচ্চতা নেই তাকেই বিন্দু বলে”। অর্থাৎ যে কণার দৈর্ঘ্য,প্রস্থ ও উচ্চতা নেই , বাস্তবে তার কোন মাত্রাও থাকার কথা নয়।সুতরাং, কণা তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞানের মতে, মৌলিক কনিকারা হলো অনুরূপ মাত্রাহীন বিন্দুদের মত পক্ষান্তরে স্ট্রিং থিওরি মতে, মৌলিক কণিকারা মাত্রাহীন বিন্দুর মত নয়, বরং এগুলো হলো একমাত্রিক তারের মত। একটি তারের যেমন শুধু দৈর্ঘ্য আছে; মৌলিক কণারাও ঠিক তেমনি। এ কারণেই এই তত্ত্বের নামও হয়েছে স্ট্রিং থিওরি বা তার-তত্ত্ব।
স্ট্রিং থিওরির প্রকারভেদঃ
মৌলিক কনাগুলোকে তাদের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী মুলত দুই ভাগে ভাগ করা যায়। ক) এক শ্রেনির নাম বোসন খ) আরেক শ্রেনির নাম ফার্মিওন। প্রথম দিকে যে স্ট্রিং থিওরি গঠন করা হয় তাকে বলা হত বোসনিক স্ট্রিং থিওরি।
স্ট্রিং থিওরীর মূল লক্ষ্যঃ
স্ট্রিংগুলোর কোয়ান্টাম অবস্থা ও বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে প্রকৃতিতে বিদ্যমান সকল মৌলিক কনিকার আচরণ ব্যাখ্যা করা স্ট্রিং থিওরীর মূল লক্ষ্য।
স্ট্রিং থিওরী দিতে যাচ্ছে পুরাতন পৃথিবীকে নতুন বিজ্ঞান উপহার!
কনাবাদি পদার্থবিদ্যার স্ট্যান্ডার্ড মডেল যেসব কনিকাদের নিয়ে কাজ করে, স্ট্রিং থিওরি স্বতঃস্ফূর্ত ভাবেই এসব কনার সাথে চমৎকারভাবে মহাকর্ষের সম্পর্ক ব্যাখ্যা করতে পারে। এ কারণে বিজ্ঞানীরা আশাবাদী যে, মহাজাগতিক সবকিছুর তত্ত্ব হিসাবে স্ট্রিং থিওরি সকল কাজের কাজী হওয়ার দাবী রাখে অর্থাৎ এই তত্ত্বের নিজস্ব গানিতিক মডেলের সাহায্যে স্ট্রিং থিওরি প্রকৃতিতে বিদ্যমান চারটি মৌলিক বল, সকল প্রকার শক্তি ও পদার্থের যেকোনো অবস্থাকে ব্যাখ্যা করতে পারে। এই তত্ত্বের অনুকল্পগুলো (হাইপোথিসিস) আজকাল কণাবাদী পদার্থবিজ্ঞানের ব্যবহৃত হচ্ছে। বস্তুতঃ স্ট্রিং থিওরীর ধারণাগুলো আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের এক গুরুত্বপূর্ণ হাতিয়ার এবং কোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরি ও কোয়ান্টাম গ্রাভিটির (মহাকর্ষের কোয়ান্টাম রুপ) সকল ধোঁয়াশা দূর করে আমাদের পুরাতন পৃথিবীতে এক নতুন পদার্থবিজ্ঞান উপহার দিচ্ছে।
সুপারস্ট্রিং থিওরি
গোড়ার দিকে এই থিওরি কেবল বোসন কণা নিয়েই আলোচনা করত। পরবর্তীতে পদার্থবিজ্ঞানীরা ভিন্ন ধরনের এই মৌলিক কনিকাদের মধ্যে এক ধরনের তাত্ত্বিক সাদৃশিক যোগ সূত্র আবিস্কার করেন। এই দুই ভিন্ন ধরনের কনিকাদের মধ্যে এই তাত্ত্বিক সাদৃশ্যের নাম দেওয়া হয় সুপারসিমেট্রি। পরে এই সুপারসিমেট্রির ধারনাকে স্ট্রিং থিওরিস্টরা তাদের তত্ত্ব গঠনে ব্যবহার করেন। এই নতুন প্রবর্তিত স্ট্রিং থিয়োরির নাম দেওয়া হয় সুপারস্ট্রিং স্ট্রিং তত্ত্ব (SUPER STRING THEORY).
স্ট্রিং তত্ত্বমতে, মহাবিশ্বের কণাগুলো যে বিন্দুতে বসে আছে, ওগুলো অ্যাবসুলেট মিনিমাম নয়। লোকাল মিনিমাম। একটা সময় গিয়ে লোকাল মিনিমাম অবস্থা ভেঙ্গে পড়তে পারে। তখন কণাগুলো আর এই বিন্দুতে থাকতে পারবে না। চলে যাবে অ্যাবসুলেট মিনিমাম শক্তির বিন্দুতে।আর সেই বিন্দুগুলো আসলে আলাদা আরেকটা মহাবিশ্বের (যেটা আসলে অ্যাকচুয়াল মহাবিশ্ব) অংশ। তাই লোকাল অবস্থা ভেঙ্গে পড়লে আমাদের বর্তমান মহাবিশ্বের আর অস্তিত্ব থাকবেনা অর্থাৎ বিগ ব্যাং পূর্ব হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন নামক মহা আলোর পরম বিন্দু সিঙ্গুলারিটি অর্থাৎ স্ট্রিংয়ে পরিণত হবে ।ফলে, এই মহাবিশ্বের সব উপাদান চলে যাবে আরেকটা মহাবিশ্বে....এটা যদি ঘটে, তাহলে মহাবিশ্বের তাপীয় মৃত্যুর আগেই আমরা অ্যাকচুয়াল মহাবিশ্বে চলে যাবে।
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।
স্ট্রি থিওরীতে কোয়ান্টাম মহাকর্ষ তত্ত্ব !
দেখা যাচ্ছে, স্ট্রি থিওরিতে একটা মৌলিক কণা স্বয়ংক্রিয়ভাবে (অটোমেটিক্যালি) চলে আসছে। সেটা ঠিক মহাকর্ষের মতো আচরণ করে। সেই কণাটা কোয়ান্টায়িত। অর্থাৎ কোয়ান্টাম মহাকর্ষের একটা তত্ত্ব পাওয়া গেল স্ট্রি থিওরীতে!
স্ট্রিং তত্ত্বঃ হতে পারে কোয়ান্টাম মহাকর্ষ তত্ত্বের উত্তম ব্যাখ্যাকার
►"মহাবিশ্বের সার্বিক কাঠামোর ব্যাখ্যা করতে, ব্ল্যাক হোলের রহস্য ভেদ করতে কিংবা পদার্থ বিজ্ঞানের সার্বিক একটা তত্ত্বে পৌঁছাতে হলে কোয়ান্টাম মহাকর্ষ তত্ত্ব জরুরী হয়ে পড়েছে। এই তত্ত্ব ব্যাখ্যা করার জন্য অনেক তত্ত্বের জন্ম হয়েছে। এর মধ্যে সবচেয়ে সফল তgত্ত্বটি হলো স্ট্রিং তত্ত।....মহাবিশ্বের প্রায় সব অমীমাংসিত বিষয়গুলো তাত্ত্বিকভাবে ব্যাখ্যা করতে পারে কেবল স্ট্রিং তত্ত্বই। তাই এই তত্ত্বই হতে চলেছে আগামী দিনের পদার্থ বিজ্ঞানে এর মূল অনুষঙ্গ।" (অশোক সেন, গবেষক, অধ্যাপক, হরিশচন্দ্র রিসার্চ সেন্টার, ভারত)।
মহাজাগতিক তার (Cosmic string)
বর্তমান বিজ্ঞানে ‘Cosmic String' তথা মহাজাগতিক তার (স্ট্রিং) অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ একটি বিষয় যা খুবই উচ্চ পর্যায়ের জ্ঞান সমৃদ্ধ।
বিংশ শতাব্দির ৮০-র দশকে প্রথমবারের মতো বিজ্ঞান ‘Cosmic String' তথা মহাজাগতিক তার (স্ট্রিং) সম্পর্কিত সৃষ্টিতত্ত্ব উপস্থাপন করে বিশ্বে রীতিমত তাক লাগিয়ে দেয়। Big Bang model গবেষণাকারী বিজ্ঞানগণ বিভিন্ন বিষয় নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করতে গিয়ে এই মহাজাগতিক তারের উপস্থিতি এবং এ মহাবিশ্বের সৃষ্টির একটি গুরুত্বপূর্ণ পর্যায়ে এই তারের যাদুময়ী কর্মকাণ্ড সম্পর্কে ধারণা লাভ করতে থাকে।
এ মহাজাগতিক তারগুলো (Cosmic strings) লম্বায় লক্ষ লক্ষ আলােকবর্ষ কিংবা তার চেয়েও বেশি লম্বা। কিন্তু ব্যাস এত সূক্ষ্ম যে কল্পনা করাও বেশ দুরূহ ব্যাপার। গাণিতিকভাবে প্রকাশ করলে দাঁড়ায় ১০-৩৩ cm প্রায়। অর্থাৎ ১ সে.মি. দৈর্ঘ্যকে ১০০ কোটি, কোটি, কোটি কোটি দিয়ে ভাগ করলে যা হবে তার সমান মাত্র। এদের আকৃতি কোথাও কুণ্ডলীর মতো, কোথাও আংটির মতো, কোথাও সর্পিল আবার কোথাও দেখতে কটিবন্ধের মতো । Cosmic strings-এর পদার্থ ভর অকল্পনীয়, বিরাট ও বিশাল, মাত্র কয়েক কিলোমিটার তারের ভর সমগ্র পৃথিবীর ভরের চাইতেও কয়েক গুণ বেশি। এ তারগুলো খুবই শক্তিশালী এবং এদের ঘনত্ব 'ব্ল্যাক হোলের ঘনত্বের চেয়েও বেশি।
১৯৮৫ সালে বিজ্ঞানীগণ তথ্য দেন যে এদের ঘনত্ব হলো- 1021gm/c.c, যা কল্পনা করতেও কষ্ট হয়। Cosmic strings' গুলোই নবীন মহাবিশ্বে প্রথম গ্যালাক্সির বীজ বপন করেছিল। তখন নবীন মহাবিশ্ব ধোঁয়ায়/ পরিপূর্ণ ছিলো। ঐ সময় Cosmic strings' ধোঁয়ার মধ্যে আবির্ভূত হয়ে প্রবল মাধ্যাকর্ষণ বলের (Gravity) মাধ্যমে ধোঁয়া, গ্যাস ও ধূলিকণাকে আকর্ষণ করে নিজেদের অভ্যন্তরে জমা করতে থাকে। ফলে এক পর্যায়ে নবীন মহাবিশ্বটি গুচ্ছ গুচ্ছভাবে গ্যাসীয় পদার্থের মেঘখণ্ডরূপে বিভক্ত হয়ে পড়ে। অতঃপর মহাকর্ষ বলের প্রভাবে মেঘখণ্ডগুলো আবর্তন শুরু করে এবং দু'মিলিয়ন বছরে প্রােটো-গ্যালাক্সি ও চার মিলিয়ন বছরে পূর্ণ গ্যালাক্সিতে রূপান্তরিত হয়ে মহাবিশ্বের মূল কাঠামোতে পরিণত হয।
বিজ্ঞানীগণ এখনও রেডিও টেলিস্কোপের সাহায্যে কোনো কোনো গ্যালাক্সির কেন্দ্রে Cosmic strings-এর সন্ধান পাচ্ছেন। গ্যালাক্সিগুলো দিকে তাকালে ওদের গঠন অবয়বে Cosmic strings বা মহাজাগতিক তারের স্পষ্ট প্রভাব লক্ষ্য করা যায় ।
স্ট্রিং থিওরির জন্মকথা ০১
স্ট্রিং থিওরির প্রাথমিক নাম ছিল বোসনিক স্ট্রিং থিওরি। এটি শুধুমাত্র বোসন কনিকাদের নিয়েই গঠন করা হচ্ছিল। স্ট্রিং থিওরির এই মডেলটি ছিল খুব নিম্ন শক্তির “কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটি” থিওরি।এটি ফোটনের মত কেবল “গেজ বোসন” কনিকার আচরণ ব্যাখ্যা করত। তবে এই মডেলের কিছু সমীকরণের ফলাফল ছিল ভয়াবহ। এই তত্ত্বের গঠন অনুসারে স্থান-কাল ক্রমে ক্ষয়ে যেতে থাকবে এবং এক সময় নিজের উপর দুমড়ে মুচড়ে পড়বে।
উল্লেখ্য, খুব উচ্চশক্তির পার্টিকেলগুলোর বিস্ফোরণ ঘটালে স্ট্রিংগুলোর কাঠামো দেখতে পাওয়া যাওয়ার কথা। কিন্তু বাস্তবতা হলো এ কাঠামো দেখার জন্য প্রয়োজন ১০-৩৩ সেন্টিমিটার দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট সুপার ডিজিটাল মাইক্রোস্কোপের। কিন্ত্ত বর্তমান সর্বাধুনিক বিজ্ঞান-প্রযুক্তির ভান্ডারে রয়েছে মাত্র ১০-১৭ সেন্টিমিটার দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট ।
ফলে সুপারস্ট্রিং থিওরির অতিরিক্ত স্থানিক মাত্রাগুলোর চাক্ষুস দর্শন বর্তমান বিজ্ঞান-প্রযুক্তির জন্য অনেকটা আকাশ-কুসুম কল্পনার মতই দাঁড়াচ্ছে বিধায় বর্তমানে নতুন বিজ্ঞানের তীব্র প্রয়োজনীয়তা অনুভব করছেন বিজ্ঞানীরা।
স্ট্রিং তত্ত্ব অনুসারে প্রকৃতিতে প্রাপ্ত সকল মৌলিক কণিকাই কম্পনশীল অভিন্ন তার (wire)!
স্ট্রিং তত্ত্ব অনুসারে প্রকৃতিতে প্রাপ্ত সকল মৌলিক কণিকাই আসলে একই রকমের অভিন্ন তার (wire) । এসব তার বিভিন্ন কম্পাঙ্কে কাঁপে থাকে। এসব তারের ব্যাসার্ধ ও কম্পাংকের ভিন্নতার কারণেই বিভিন্ন রকম আকার-প্রকার বৈশিষ্ট্যের মৌলিক কনিকা হিসেবে দেখা দিচ্ছে। তারে কম্পনের পার্থক্যই এদের আধান, ভর নির্দিষ্ট করে দিচ্ছে।
এই তত্ত্ব মতে, এক ধরনের কম্পনের কারনে স্পিন-২ নামে ভরহীন এক ধরণের কণিকার সৃষ্টি হয়। স্পিন-২ টাইপের কণিকার সবচেয়ে ভাল উদাহরণ হচ্ছে গ্রাভিটন নামের একটি কণিকা। গ্রাভিটনের মিথস্ক্রিয়ার সাহায্যে এক ধরনের বল কার্যকর হয়, যার বৈশিষ্ট্য হুবহু মহাকর্ষ বলের মত।
যেহেতু স্ট্রিং থিওরি হল গানিতিকভাবে গঠিত একটি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের তত্ত্ব, তাই গ্রাভিটনের অস্তিত্ব এটাই বলছে যে স্ট্রিং তত্ত্ব কার্যতঃ কোয়ান্টাম গ্রাভিটিরই (মহাকর্ষের কোয়ান্টাম রুপ) পরিপূরক এক অভিন্ন তত্ত্ব ।এই তত্ত্ব মতে, তারগুলো মূলতঃ ২ প্রকার। ক) খোলা এবং খ) বন্ধ দুই ধরনেরই হতে পারে। খোলা তারগুলোর দুই প্রান্ত একটি আরেকটির সাথে জোড়া না লেগে আলাদা আলাদাভাবে থাকে, আর বন্ধ তারগুলোর দুই প্রান্ত পরস্পরের সাথে জোড়া লেগে লুপ গঠন করে। খোলা তারগুলোর চেয়ে বন্ধ তারগুলো কিছুটা ভিন্ন ভাবে আচরণ করে থাকে। বন্ধ তারগুলো গ্রাভিটন উৎপন্ন করে, অপরদিকে শুধুমাত্র খোলা তারগুলো ফোটনের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ আচরণ করে।
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 ঘটনাদিগন্ত যা বিন্দু সদৃশ।অর্থাৎ মহাসূক্ষ্ণবিন্দুতে মহাবিশ্বের শুরু সেই সূক্ষ্ণ বিন্দুতেই ঘটনাদিগন্তে শেষ। তবে স্ট্রিং থিওরি মতে এটিই শেষ কথা নয়। বরং স্ট্রিং থিওরিমতে প্রকৃতপক্ষে মহাবিশ্বের উৎসমূল স্ট্রিংয়ের কম্পনে নিহিত। অর্থাৎ কম্পনই মহাবিশ্ব সৃষ্টির মূল কথা। এই কম্পনের মাত্রার উপর নির্ভর করে কোন্ বস্তু কিরূপ হবে। স্ট্রিং বা সুতার বিভিন্ন মাত্রার ঘূর্ণয়নের ফলে বিভিন্ন প্রকার কণার উদ্ভব। যেমন ইলেকট্রনের জন্য তন্তুর (স্ট্রিং) কম্পন মাত্রা একরকম। কোয়ার্কের জন্য তন্তুর কম্পনমাত্রা আবার আরেক রকম। অন্য ১৪টি কণার জন্য তন্তুর আলাদা মাত্রার কম্পন নির্দিষ্ট আছে। তন্তুর কম্পনের মাত্রাই ঠিক করে দেয়, তা থেকে সৃষ্ট কণার ভর, চার্জ, স্পিন কেমন হবে।এই বৈশিষ্ট্যগুলোই একধরণের কণা থেক আরেক ধরণের কণার মধ্যে পার্থক্য তৈরি করে। এসব বিচিত্র কণা দিয়েই গড়ে উঠেছে আমাদের মহাবিশ্ব। এই মহাবিশ্ব তাই সুতায় বোনা মহাবিশ্ব (বিজ্ঞানচিন্তা বর্ষঃ ৬ সংখ্যাঃ ০১, অক্টোবর, ২০২১, পৃষ্ঠাঃ ৫৪)।
শব্দের সংজ্ঞা
শব্দ : যে তরঙ্গ বায়ু বা অন্য কোনো মাধ্যমের মাধ্যমে এক স্থান হতে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হয় এবং মানুষ বা অন্য কোনো প্রাণীর কানে শ্রবণের অনুভূতি জাগায় তাকে শব্দ বলে। https://bn.quora.com/sabda-kake-bale
শব্দ এক ধরনের তরঙ্গ। এই শক্তি সঞ্চালিত হয় শব্দ-তরঙ্গের মাধ্যমে । শব্দ তরঙ্গ হলো অনুদৈর্ঘ্য তরঙ্গ। কোনো মাধ্যমের কণাগুলোর বা স্তরসমূহের সংকোচন ও প্রসারণের সৃষ্টির মাধ্যমে এই তরঙ্গ এক স্থান থেকে অন্য স্থানে সঞ্চালিত হয়। শব্দের প্রতিফলন ও প্রতিসরন ঘটে।
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 তাহলেও শব্দ শোনা যাবে না। সুতরাং আমাদের কানে যে শব্দ শোনা যায় তার কম্পাঙ্কের সীমা হলো ২০ Hz থেকে ২০,০০০ Hz। কম্পাঙ্কের এই পাল্লাকপ শ্রাব্যতার পাল্লা বলে। যদি কম্পাঙ্ক ২০ Hz এর কম হয় তবে তাকে শব্দেতর কম্পন বলে। যদি কম্পাঙ্ক ২০,০০০Hz এর বেশি হয় তবে তাকে শব্দোত্তর কম্পন বআমাদের অন্তঃকর্ণের মধ্যে এই পর্দায় শব্দ পৌঁছালে আমরা শুনতে পাই। ২০ হাজার হার্জের শব্দ আমাদের শ্রবণা অনভূত সৃষ্টি করে না। যেমন উচ্চ শব্দের কোনো মাধ্যম থেকে আমরা শব্দ পাই না। আমাদের মস্তিষ্ক তা গ্রহণ করে না।https://bn.quora.com/শব্দের-কম্পাঙ্ক-20-000-Hz-এর-বেশি
►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-যা আলবার্ট আইনস্টাইনের এক শতকের পুরোনো আপেক্ষিক তত্ত্বের মিল পাওয়া যায় ৷ এ থেকে এই প্রথম ‘কসমিক ইনফ্লেশন' বা মহাজাগতিক স্ফীতির সরাসরি তথ্য-প্রমাণ পাওয়া গেল৷ শুধু তাই নয় এই তত্ত্ব থেকে এ কথাও সহজেই বলা যায় যে, মহাবিশ্ব তার সূচনাকালীন ‘চোখের পলক ফেলার সময়ের মধ্যে একশ ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন গুণ বিস্তার লাভ করেছে ৷ এই আলোক তরঙ্গ নির্ণয়ের ফলে মহাবিশ্বের সৃষ্টি ঠিক কত কোটি বছর আগে – এটা নিয়ে বিশ্বজুড়ে বিদ্যমান নানা যে জল্পনা-কল্পনা চলছে এ মহাজাগতিক তথ্য এসব জল্পনা-কল্পনার একটা সদুত্তরও হতে পারে বলে বিজ্ঞানীদের বিশ্বাস (সূত্রঃ উইকিপিডিয়া)।
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 যা স্ট্রিং থিওরির ভিতকোয়ান্টাম 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)।
বিখ্যাত কৃষ্ণবস্তু বিকিরণ সমস্যা
আগে মনে করা হত, কোনো বস্তু থেকে ছোট-বড় নির্বিশেষে সব কম্পাঙ্কের তরঙ্গ সমান হারে নির্গত হলে বস্তু থেকে নির্গত শক্তির পরিমাণ হবে অসীম, যা অসম্ভব। এটাই ছিল বিখ্যাত কৃষ্ণবস্তু বিকিরণ সমস্যা। পক্ষান্তরে ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক বললেন, বড় কম্পাঙ্কের তরঙ্গ অপেক্ষাকৃত কম নির্গত হয়। কেন? কারণ হলো, যথেষ্ট বড় কম্পঙ্কের ক্ষেত্রে একটিমাত্র কোয়ান্টার শক্তিই বস্তুতে উপস্থিত মোট শক্তির চেয়ে বেশি। ফলে, বেশি কম্পাঙ্কের (মানে বেশি শক্তির) বিকিরণ নির্গত হয় খুব কম। ফলে নির্গত বিকিরণে শক্তি অসীম আর হয় না। এভাবেই প্ল্যাঙ্ক বড় এক সমস্যার সহজ সমাধান করলেন। তবে প্ল্যাঙ্কের আগে বোলজম্যানও ১৮৮৭ সালে বিচ্ছিন্ন শক্তিস্তরের কথা বলেন।
যাই হোক, পরের দশকগুলোতে তত্ত্বটিকে সমৃদ্ধ করলেন বোর ও তাঁর শিষ্যরা। অবদান আছে আইনস্টাইনেরও। উল্লেখযোগ্য অবদান আছে ডি ব্রগলি, ম্যাক্স বর্ন, ডিরাক, হাইজেনবার্গ, পাউলি, শ্রেডিঙ্গহার ও ফাইনম্যানদেরও।
স্ট্রিং থিওরীর গোড়ার কথা ০১
১৯৬৮ সাল। এ সময় বিশ্বজুড়ে চলছিল অ্যাটম স্ম্যাশার যন্ত্র সাইক্লোট্রনে নিউট্রন-প্রোটনের মত ভারী কণার ভাঙ্গন উৎসব।
উদ্দেশ্যঃ বহুল প্রত্যাশিত নতুন নতুন কণা-পদার্থের উদ্ভব বিশেষ করে বস্তু-পদার্থে ভরের (ম্যাস) উৎসঃহিগস বোসন কণার উদ্ভব ঘটানো।
এ লক্ষ্যে সাইক্লোট্রনে ভারী কণাগুলোকে বৃত্তাকার পথে ঘোরানো হয় এর গতিবেগ বাড়ানোর জন্য। এতে কণাগুলো বিশ্বের বিভিন্ন প্রান্ত থেকে আসা এক বোঝা কণা পদার্থের নানান বৈজ্ঞানিক তথ্য-উপাত্ত হাতে নিয়ে গ্যাব্রিয়েল ভেনেজিয়ান নামক সার্ণের এক তরুণ গবেষক ।
উল্লেখ্য, সাইক্লোট্রন যন্ত্র অসিলেটরে ভারী কণাগুলোকে এমনভাবে ঘোরানো হয় যাতে প্রতিচক্রেই এর গতিবেগ বেড়ে যায়। তারপর এমন এক সময় এসে যায় যখন অতিপারমাণবিক (সূক্ষ্ণাতি সূক্ষ্ণ) কণাগুলোর গতিবেগ বাড়তে বাড়তে প্রায় আলোর গতিতে পৌঁছে যায়। এতে অতিপারমাণবিক (সূক্ষ্ণাতি সূক্ষ্ণ) কণাগুলো নিউটনের ভরবেগের সংরক্ষণ সূত্রে অতি ভারি হয় উঠে। একে তো প্রায় আলোর গতি তার উপর কণার ভরত্ব অর্জনের ফলে যতই ক্ষুদ্রাতি ক্ষুদ্র সূক্ষ্ণাতি সূক্ষ্ণ অতিপারমাণবিক কণাই হোক না কেন; তার হিটিং (আঘাত) ক্ষমতা যে কত ভয়ঙ্কর হতে পারে তা হিগস বোসন কণা আবিস্কার করতে গিয়ে হাড়ে হাড়ে টের পান সার্ণের ল্যার্জ হ্যাড্রনের বিজ্ঞানীরা।
সাইক্লোট্রনের কণাগুলোতেও তখন এমন পরিস্থিতির উদ্ভব ঘটেছিল। আলোর বেগের কাছাকাছি বেগে পৌঁছে যাওয়া কণাগুলোর মধ্যে প্রচন্ড সংঘর্ষে টুকরো টুকরো হয় কণাগুলো। তাতে জন্ম হয় তুলনামূলক হালকা কণা। সঙ্গে উৎপন্ন হয় প্রচন্ড শক্তি। হিগস ফিল্ডের ন্যায় এই শক্তি ব্যবহার করে ভারী কণাও সন্ধান মেলে।
যাহোক সাইক্লোট্রন যন্ত্র অসিলেটরে নিউট্রন-প্রোটনের মত ভারী কণার ভাঙ্গনের ফলাফল বিশ্বব্যাপী ভাইরাল হয় যা গ্যাব্রিয়েল ভেনেজিয়ানের কাছেও ত্বরিৎ গতিতে পৌঁছে যায়। কণার গতিপথের ডেটা নিয়ে গবেষণারত গ্যাব্রিয়েল ভেনেজিয়ান ফলাফল পর্যালোচনা করতে গিয়ে দেখতে পান যে, ভারি কণাগুলোর ভাঙ্গনের ফলে যে সব নতুন কণার জন্ম হয় সেগুলোর একটি গতিপথের গ্রাফচিত্র আরেকটির সাথে মেলে না। তিনি ডেটাগুলোর মধ্যে মিল খুঁজতে থাকেন। মিল খুঁজে না গ্যাব্রিয়েল গণিতের বিভিন্ন ফাংশনে ফেলে এগুলোর মধ্যে মিল খুঁজতে থাকেন। শেষমেশ পেলেন আলোর রেখা। দেখলেন, কণার গতিপথের ডেটাগুলো অয়লারের বেটা ফাংশনে ফেললে সেগুলোর মধ্যে মিল পাওয়া যায়।
এতে সুস্পষ্ট প্রতীয়মান যে, সাইক্লোট্রন যন্ত্রে নানান জাতের,নানান বর্ণের জানা-অজানা অজস্র যেসব কণার উদ্ভব হচ্ছিল তাতে এসব কণার একটি গতিপথের গ্রাফচিত্র আরেকটির সাথে মিলে যাচ্ছিল- যা ছিল কণা বিজ্ঞান জগতের জন্য অভূতপূর্ব এবং বৈপ্লবিক।
আপাত দৃষ্টিতে এলোমেলো এই রেখচিত্রের মধ্যে গ্যাব্রিয়েল ভেনেজিয়ান কর্তৃক গাণিতিক নকশার সন্ধান পাওয়া-এটিই প্রথমবারের মতো আধুনিক বিজ্ঞানের বহুল আলোচিত স্ট্রিং তত্ত্বের আলো দেখিয়েছিল বলে স্ট্রিং গবেষকদের অভিমত। গ্যাব্রিয়েল ভেনেজিয়ান সবল নিউক্লীয় বলগুলো নিয়ে কাজ করতে গিয়েই অয়লারের বেটা ফাংশনের সঙ্গে কণার গতিপথের সন্ধান পেয়েছিলেন। বেটা ফাংশন যেহেতু সুতাজাতীয় বস্তুর কম্পন ও গতীয় বৈশিষ্ট্যের ব্যাখ্যা দিতে পারে, তাই নিউক্লিয়াসের ভেতরে নিউট্রন আর প্রোটন যে নিউক্লীয় বল দ্বারা যুক্ত থাকে, সেই সবল নিউক্লীয় বলের সঙ্গে নিশ্চয়ই সুতা বা তন্তুর (স্ট্রিংয়ের) কোন সম্পর্ক আছে বলে বিজ্ঞানীরা মনে করেন।
এই সম্পর্কটাই খুঁজছিলেন কণা পদার্থবিদরা বিশেষ করে গ্যাব্রিয়েল ভেনেজিয়ান এবং এই তন্তু তত্ত্বের (স্ট্রিংয়ের) সাহায্যে তিনি সবল নিউক্লীয় বলের ব্যাখ্যা দেয়ার চেষ্টা করেন এবং এতে প্রমাণ পান যে, নিউট্রন ও প্রোটনগুলো পরস্পরের মধ্যে মেসন নামের বলবাহী কণা বিনিময় করে যেরূপ শক্তভাবে জোড়া লেগে থাকে তার পেছনে কাজ করে সবল নিউক্লীয় বল। মেসন এখানে বলবাহী কণা হিসেবে কাজ করে।
কিন্তু নিউট্রন ও প্রোটনের মধ্যে থাকা কোয়ার্কগুলো পরস্পরের সঙ্গে কিভাবে যুক্ত থাকে? এর সমাধানে এগিয়ে আসেন পদার্থবিজ্ঞানী মারে গেল-মান। তিনি বলেনঃ কোয়ার্কগুলো পরস্পরের সাথে গ্লুয়ন কণা বিনিময় করে যারফলে গ্লুয়নই হয়ে উঠে সবল নিউক্লীয় বলের মূল বাহক কণা। কিন্তু গেল-মারের কোয়ার্ক-গ্লুয়ন তত্ত্বের সাথে খাপ খায়নি স্ট্রিং এর নিউট্রন-মেসন তত্ত্ব অর্থাৎ নিউট্রন-প্রোটনের মধ্যে থাকা কোয়ার্কগুলো পরস্পরের সঙ্গে যুক্ত থাকার বৈজ্ঞানিক কারণ স্ট্রিং তত্ত্বে ছিল অনির্ণেয়। ফলে কোয়ান্টাম ক্রোমোডায়নামিকসের কারণে হুমকির মধ্যে পড়ে স্ট্রিং তত্ত্ব।
উল্লেখ্য, অয়লারের বেটা ফাংশন তত্ত্ব তথা স্ট্রিং থিওরি মতে কেবল মেসনকেই সবল নিউক্লীয় বলের মূল বাহক কণা মনে করা হতো। (বিজ্ঞানচিন্তা বর্ষঃ ৬ সংখ্যাঃ ০১, অক্টোবর)।
যাহোক, বেশ কয়েক বছর পর জন শোয়ার্জ নামক এক মার্কিন বিজ্ঞানী এগিয়ে আসেন স্ট্রিং তত্ত্বকে বাঁচিয়ে রাখতে যা ছিল স্ট্রিং তত্ত্বের জন্য এক ঐতিহাসিক ঘটনা যেমন ছিল কোয়ান্টাম মেকানিকসের ব্যাপারটি। আইনস্টাইনের তীব্র বাধায় তলিয়ে যাওয়া কোয়ান্টাম তত্ত্ব-কে বাঁচিয়ে রাখতে এক ঝাঁক প্রতিষ্ঠিত বিজ্ঞানীদের নিয়ে এগিয়ে এসেছিলেন নীলস বোর।
স্ট্রিং তত্ত্ব আবিস্কারের ইতিকথা ০২
গত বিংশ শতাব্দির ষাটের দশক। সার্ণে তখন সাইক্লোটন যন্ত্রে কণা চূর্ণকরণের মহোৎসব। যুক্তরাষ্ট্রের ফার্মি ল্যাবের মতো গড়ে উঠে ইউরোপে সার্ণ । শক্তিশালী পারমাণবিক বল নিয়ে বেশ ধাঁধাঁয় পড়ে যান বিজ্ঞানীরা। এর মধ্যে ছিলেন ইতালিয়ান ২৬ বছর বয়সের তরুণ বিজ্ঞানী গ্যাব্রিয়েল ভেনিজিয়ানোও। গ্যাব্রিয়েল বিশ্বের বিভিন্ন প্রান্তের কণাচূর্ণকারী দেশ থেকে প্রাপ্ত তথ্য-উপাত্ত ঘেঁটে প্রাপ্ত উপাত্তের সাথে বিটা ফাংশনের মতো পুরোনো তত্ত্বের মিল খোঁজার জন্য ব্যস্ত সমস্ত হয়ে পড়েন এবং ১৯৬৮ সালে ইউরেকা ইউরেকা বলে মিল খুঁজেও পান যা সবল নিউক্লিয় বলে (ফোর্সে) মিথস্ক্রিয়া করা কণাগুলোর ধর্ম চমৎকারভাবে বর্ণনা করতে পারছিল । প্রায় ২০০ বছর পূর্বে বিখ্যাত সুইচ গণিতবিদ লিওনার্দো অয়েলার বিটা ফাংশনের এই সূত্রটি আবিস্কার করেছিলেন। সূত্রটির বৈজ্ঞানিক নামঃ অয়েলারের বিটা ফাংশন। শুধু তাই নয়, ভেনিজিয়ানো ওই বছরের (১৯৬৮) সেপ্টেম্বর মাসে ইতালির বিজ্ঞান জার্নাল ইল নোভো সিমেন্টো-তে এ বিষয়ে এক গবেষণাপত্রও প্রকাশ করেন। গবেষণাপত্রটি পড়ে সে সময় বেশ কয়েকজন বিজ্ঞানী হুমড়ি খেয়ে পড়েন ভেনিজিয়ানোর সূত্রের রহস্য উদঘাটনে। খ্যাতনামা বিজ্ঞানীদের মধ্যে ছিলেন শিকাগো বিশ্ববিদ্যালয়ের ইউচিরো নামবু, নীলস বোর ইনস্টিটিউটের হোগার নীলসেন এবং স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিদ লিওনার্দো সাসকিন্ড। তাঁরা শুধু ভেনিজিয়ানোর গবেষণার সাথে একাত্মবোধ করেন নি অধিকন্তু এই তত্ত্বে সংস্কারও আনেন। বিজ্ঞানীত্রয় সর্বসম্মতভাবে বললেন যে, তাঁরা এতকাল কণাকে (পার্টিকেল) যেভাবে পয়েন্ট বা বিন্দুর মতো দেখে এসেছেন, মৌলিক কণা আসলে সে রকম নয়; এ গুলি অনেকটা স্ট্রিং অর্থাৎ তার (ওয়্যার) বা সুতার (কটন) মতো লম্বাটে। তাঁদের ভাষ্য হচ্ছেঃ দুটি কণার মধ্যে সবল নিউক্লিয় বলে (শক্তিশালী পারমাণবিক বল) যদি অতিক্ষুদ্র, চরম পাতলা এবং প্রায় রাবার ব্রান্ডের মতো সুতা আছে বলে ভাবা যায়, সেটা যদি ওই কণাদ্বয়কে সংযুক্ত করে, তাহলেই কেবল অয়েলারের সূত্র ব্যবহার করে গাণিতিকভাবে ওই কোয়ান্টাম প্রক্রিয়করা সম্ভব।
এই সুতাগুলো একমাত্রায় থাকে। সেগুলো ঠিক রাবারের মতো প্রসারিত হতে পারে, পারে সংকুচিত হতে। অর্থাৎ রাবার ব্রান্ডের মতই এই সুতাগুলো শক্তি অর্জন করলে প্রসারিত হয়, শক্তি হারালে সংকুচিত হয়। পাশাপাশি এই স্ট্রিং বা সুতাগুলি থাকে সদা কম্পমান।
অতি আগ্রহী হয়ে স্ট্রিং সম্পর্কে এই সরল তত্ত্বের স্বীকৃতির আশায় লিওনার্দো সাসকিন্ড সেকালের খ্যাতনামা গবেষণা জার্নাল ফিজিক্যাল রিভিউ লেটারস-এ এক গবেষণাপত্র লেখেন। বিজ্ঞানীরা সাধারণত আইনস্টাইনের মতো কল্পনার উপর ভিত্তি করে অনেকটা অনুপ্রাণিত হয়ে গবেষণা কর্মে নিমগ্ন হন। জার্নাল কর্তৃপক্ষও সাসকিন্ডের গবেষণার অনুরূপ মূল্যায়ন করতে গিয়ে তা প্রকাশে অনীহা প্রকাশ করে বসেন। এতে চরমভাবে হতাশ হন সাসকিন্ড। ফলে স্ট্রিং থিওরির যে জোয়ার তাতে দ্রুত ভাটা নেমে আসে। শুধু তাই নয়; যখন দেখা গেল অতিপারমাণবিক কণাদের উচ্চশক্তির পরীক্ষাগুলোর ফলাফলের সঙ্গে সাসকিন্ডের প্রস্তাবিত তত্ত্ব মোটেও খাপ খাচ্ছেনা বরং অনেক ক্ষেত্রে যেহেতু গাণিতিক ভবিষ্যদ্বাণী প্রাপ্ত পরীক্ষার ফলাফলের সঙ্গে রীতিমতো সাংঘর্ষিক; তখন তা পরিত্যাজ্য হওয়াটাই যেন স্বাভাবিক হয়ে দাঁড়াতাছাড়া, সে সময় অতিপারমাণবিক কণাদের শক্তিশালী নিউক্লিয় বলের ব্যাখ্যায় গড়ে উঠেছিল কোয়ান্টাম ইলেকট্রোডাইনামিক্স নামে আরেকটি যুগান্তকরি তত্ত্ব।
তত্ত্বটি বেশ ভালোভাবেই প্রকৃতির প্রায় সব কিছুর গাণিতিক ব্যাখ্যা ও ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারছিল। এভাবে স্ট্রিং থিওরির প্রতিস্থাপক রূপে প্রতিষ্ঠা লাভ করে উক্ত কোয়ান্টাম ইলেকট্রোডাইনামিক্স। এতে স্ট্রিং তত্ত্বে অন্ধকার নেমে এলো আরেকবার।
স্ট্রিং থিওরির এহেন অন্ধকারাচ্ছন্ন অবস্থায় আশার আলো হয়ে আবির্ভূত হন মার্কিন বিজ্ঞানী জন হেনরি শোয়ার্জ। শোয়ার্জ দেখলেন, প্রায় বাতিল হয়ে যাওয়া স্ট্রিংয়ের মধ্যে গভীর এক তত্ত্ব লুকিয়ে আছে। তাই তিনি নিরলসভাবে কয়েকটি বছর রাত-দিন এক করে স্ট্রিং গবেষণায় ডুবে যান। ভাবতে থাকে স্ট্রিংয়ের বিভিন্ন গাণিতিক দিক নিয়ে। হিসাব কষেন পাতার পর পাতা। এসময় তার গবেষণা সহকর্মী হয়ে আবির্ভূত হন একে একে স্ট্রিং তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞানী অ্যান্ড্রু নেভ্যু, মাইকেল গ্রিন, জোয়েল শার্কসহ আরও অনেকে। তাঁরা এ থিওরির কিছু অসঙ্গতিও সনাক্ত করতে সমর্থ হন। স্ট্রিংয়ের এই অসঙ্গতি দূর করতে তাঁরা আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা এবং কোয়ান্টাম বলবিদ্যার সাথে খাপ খাওয়ানোর জোর চেষ্টারত হন।
বছর কয়েক প্রচেষ্টার ফলে প্রথমবারের মতো স্ট্রিং তাত্ত্বিকরা সার্বিক একীভূতকরণ তত্ত্বের আলোকে স্ট্রিং-কে যুগপৎ আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা এবং ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম বলবিদ্যার একীভূত করতে সমর্থ হন। স্ট্রিংয়ের এই সাফল্য যুগান্তকরি বটে। তবে এ সাফল্যের স্বীকৃতির জন্য কঠিন কয়েকটি শর্তরোপ করা হয় যাতে স্ট্রিং আবারও চ্যালেন্জ পতিত হয়। শর্ত গু১) প্রথমতঃ মহাবিশ্বের মাত্রা হতে হবে চতুর্মাত্রিক নয় অন্ততঃ ২৬ মাত্রিক। এর মধ্যে স্থানিক মাত্রা ২৫টি বাকী ১টি সময় মাত্রিক;২) দ্বিতীয়তঃ এমন এক কণা থাকতে হবে যা আলোর চাইতেও দ্রুতগামী, যার নামও দেয়া হয় ট্যাকিয়ন এব৩) তৃতীয়তঃ ফোটনের ন্যায় ভরবিহীন কিছু কণার অস্তিত্ব থাকতে হবে যা হবে সদা কম্পমান বা অস্থির। শর্তগুলো বিনা মেঘে বজ্রপাত সদৃশ্য মনে হলো স্ট্রিং বিদদের। ফলে আরেকবার হতাশ হতে হলো স্ট্রি তাত্ত্বিকদের।
স্ট্রিং তত্ত্বে হতাশার অন্ধকার!
স্ট্রিং দুই প্রকার হতে পারে: খোলা বা বন্ধ। স্ট্রিংয়ের বিবর্তনে রয়েছে একটি দ্বিমাত্রিক পৃষ্ঠ (surface )। খোলা স্ট্রিংয়ের জন্য পৃষ্ঠটি হবে অনেকটা চাদরের মতো, আর বন্ধ স্ট্রিংয়ের জন্য পৃষ্ঠটি হবে একটি নলের মকিন্তু এই ব্যাখ্যা কিছু কিছু ক্ষেত্রে কাজ করলেও একটা জায়গায় গিয়ে মুখ থুবড়ে পড়ে গেল। কোয়ান্টাম বলবিদ্যার নিয়মানুসারে এই তারের বিভিন্ন দশার মাঝে একটা দশা পাওয়া গেল, যেটা একটা ভরহীন কণা হিসেবে দেখা দেবে (যেমন: আলোর কোয়ান্টা কণা ফোটন), কিন্তু তার স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা হবে ২। এ রকম অবস্থা কোনো হ্যাড্রন পরীক্ষাগারে দেখা যায় না। এ জন্য যাঁরা তার বা স্ট্রিংয়ের মাধ্যমে সবল কেন্দ্রীণ বল ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করছিলেন, তাঁরা একটু দমে গেলেন। একই সময়ে কোয়ার্কের ধারণা প্রচলিত হওয়ার কারণে অনেকেই এই ধাঁচের স্ট্রিং তত্ত্ব নিয়ে কাজ বন্ধ করে দেন। এতে স্ট্রিং থিওরিতে নেমে আসে চরম
স্ট্রিং তত্ত্বে আশার আলো!
তারপরও কিছু নিবেদিতপ্রাণ বিজ্ঞানী এই তত্ত্বের ওপর কাজ চালিয়ে যেতে থাকেন। অবশেষে ১৯৭৪ সালে জন শোয়ার্জ ও জোয়েল শার্ক মিলে এবং আলাদাভাবে তামিয়াকি ইয়োনেয়া দেখালেন, তারের টান ১০৯ ইলেকট্রনভোল্ট -এর পরিবর্তে ১০১৯ ইলেকট্রনভোল্ট হলে স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা ২-বিশিষ্ট এই অস্বাভাবিক ভরহীন কণাটিকে মহাকর্ষের কোয়ান্টাম কণা গ্রাভিটন কণা হিসেবে বিবেচনা করা যায়। কারণ, এটি সাধারণ আপেক্ষিকতার আইনস্টাইনের সমীকরণ মেনে চলে। তাঁদের এই আবিষ্কার স্ট্রিং তত্ত্বকে শুধু নিশ্চিত অপমৃত্যুর হাত থেকে রক্ষাই করেনি, বরং এর মাধ্যমে স্ট্রিং তত্ত্ব এক লাফে মহাকর্ষের সঠিক কোয়ান্টাম তত্ত্বের দাবিদার হিসেবে বিবেচিত হতে থাকল। এর পাশাপাশি বিজ্ঞানীরা দেখতে পেলেন, স্ট্রিংয়ের সুষ্ঠু কোয়ান্টাম তত্ত্ব প্রণয়নের জন্য স্থানকালের মাত্রার সংখ্যা (তত্ত্বভেদে) ২৬ অথবা ১০ হওয়া প্রয়োজন। আপাতদৃষ্টিতে এটি একটি ত্রুটি মনে হলেও, এটা আসলে এউল্লেখ্য, ১৯১৯ সালে বিশিষ্ট পদার্থ বিজ্ঞানী থিওডর কালুজা দেখালেন, পঞ্চমাত্রিক জগতের জন্য লেখা আইনস্টাইনের তত্ত্বকে যদি চতুর্মাত্রিক জগতে প্রক্ষেপণ (Projection) করা হয়, তবে তার মাঝে ম্যাক্সওয়েলের তড়িচ্চুম্বক সমীকরণগুলোও লুকিয়ে থাকে। এটা একীভূত ক্ষেত্রতত্ত্ব প্রণয়ন করার দিকে একটি ফলপ্রসূ পদক্ষেপ। তার মানে চারের বেশি মাত্রার জগতে স্ট্রিং তত্ত্ব প্রণীত হওয়ার কারণে এই তত্ত্ব আমাদের জগতে মহাকর্ষের পাশাপাশি অন্যান্য মৌলিক বলের উপস্থিতি ব্যাখ্যা করে।
স্ট্রিং আছে সবখানে !
স্ট্রিং আছে সাহারাতে
স্ট্রিং তত্ত্বঃ বুঝা এবং বুঝানো সহজ নাকি কঠিন?
জাগতিক অনেক বিষয় রয়েছে যার অনুধাবন কারও জন্য সহজ, কারো জন্য কঠিন। কথিত আছে যে, একবার আইনস্টাইনের এক ভৃত্য বাজারে গিয়ে পণ্য দ্রব্য কিনতে গিয়ে হিসাব বিড়ম্বনায় পড়ায় বাসায় ফিরতে কিছুটা বিলম্ব হওয়ায় আইনস্টাইন কর্তৃক জিজ্ঞাসিত হলে ভৃত্য ঘটনাটি খুলে বলতে না বলতে আইনস্টাইন কাগজ-কলম নিয়ে ব্যাপারটির গাণিতিক সমীকরণের গভীরে ডুবে গিয়ে অনেকক্ষণ পর তার সমাধান পেয়ে তা ভৃত্যকে তা জানালে ভৃত্য বললেন, এ সমাধান তো মনে মনে আমি বাজারেই কষেছিলাম এবং সেমতেই দোকানদারকে পাওনা মিটিয়ে দস্ট্রিং থিওরিও মনে হয় এমন একটা বিষয় যার যেমন সহজবোধ্যতা রয়েছে তেমনি জটিল সমীকরণের মারপ্যাচের কঠিনবোধ্যতাও রয়েছে। যারা নিউটন পন্থী (নিউটনের মতেঃ সত্য দূরে নয় কাছে) তাদের মতে, স্ট্রিংকে বুঝতে হলে (মশার মতো) কামান দাগানোর প্রয়োজন নেই, পক্ষান্তরে আইনস্টাইন পন্থী কারো কারো মতে, প্রয়োজন আছে।
এমতাবস্থায়, সহজ এবং কঠিন- উভয় প্রকারে স্ট্রিং বিশ্লেষণের সংক্ষিপ্ত বর্ণনা নিম্নে পেশ করছিঃ
স্ট্রিং আছে আমাদের কল্লা-মাথাতে!
মশক তত্ত্বের আলোকে স্ট্রিং তত্ত্বঃঃ
মশা অতি ক্ষুদ্রাকৃতি এবং নরম তুলতুলে প্রাণী যাদের এক থাপড়ে মুহুর্তের মধ্যে অনেকগুলির দফারফা করা সম্ভব। তবে তার থেকে রেহাই পাওয়ার জন্য অবশ্যই পারিবারিক বাজেটে একটা আর্থিক বরাদ্দ রাখতে হয় অন্ততঃ মশারি ক্রয় খাতে। মরণঘাতি জীবানু বহন করায় কোটি টাকার স্প্রে থেকে শুরু করে সরকারীভাবে সর্বাত্মক উপায়ে মশক নিস্কৃতিমূলক জরুরী পদক্ষেপ নেয়া হয়। সর্বোচ্চ পদক্ষেপ হিসাবে নেয়া হয় মশক আবাসস্থলে বিমান হামলা।
২০২০ সালে যখন বিশ্ব স্বাস্থ্য সংস্থা ও ভাইরাস বিশেষজ্ঞরা করোনা নিয়ে চিন্তিত তখন বিল গেটস চিন্তিত ছিলেন আফ্রিকায় ম্যালেরিয়া বিস্তারকারী মশককূল নিয়ে। তবে মশা যে কেবল মানব জাতির মাথা ব্যথার কারণ তা সর্বাংশে সঠিক নয়। বৈজ্ঞানিক গবেষণাগারে মশার একটি যোগ্য মর্যাদা রয়েছে। এক গবেষণায় জানা গেছে, সব জাতের মশা অহিতকর নয়। সব মশাই রক্ত শোষক নয়, কেবন প্রজননক্ষম স্ত্রী মশকরাই কেবল রক্তভূক। পুরুষ মশক নয়। তবে স্ট্রিং তত্ত্ব সহজে বোঝার ক্ষেত্রে নারী-পুরুষ উভয় মশারই সমান ভূমিকা রয়েছে।
যতক্ষণ একটি পুরুষ হোক কিংবা নারী হোক যে কোনো মশা উড়ন্ত নয় ততক্ষণ তা নিরব-নিথর, নিস্ক্রিয় এক খুদে প্রাণী। যখন জাম্বো জেটের মতো সশব্দে কানের কাছে প্রদক্ষিণ করে তখন কামড় দিক বা না দিক, বিদঘুটে আওয়াজ হয় অসহনীয়। যতই বিদঘুটে আর অসহনীয় হোক না কেন, একজন স্ট্রিং মনস্ক বিজ্ঞানী বা গবেষকের জন্য সহজে স্ট্রিং তত্ত্ব বোঝার জন্য মশা এক চমকপ্রদ সহজ সুযোগ বটে। কারণ, স্ট্রিং প্রমাণের জন্য চাই উচ্চ গ্রামের শব্দ এবং তীব্র কম্পন যা উড়ন্ত মশক বাহিনীর মধ্যে রয়েছে। অবশ্য, মশা তত্ত্বে অবশ্য পাওয়া যাবে না কোনো মৌলিক কণার উদ্ভব, বিরক্তির শব্দের উদ্ভব ছাড়া।
উল্লেখ্য, ২০১২ সালে ইউরোপীয় পারমাণবিক গবেষণা সংস্থা সার্ণ কর্তৃক কণা বিচূর্ণকারী সাইক্লোটন যন্ত্র ল্যার্জ হ্যাড্রন কলাইডারে বিলিয়ন বিলিয়ন প্রোটন কণার মুখোমুখি সংঘর্ষ ঘটিয়ে প্রচন্ড শব্দ, লক্ষ গুণ সৌর কেন্দ্রিক তাপ উৎপন্ন করে সেকেন্ডে ট্রিলিয়ন, ট্রিলিয়ন কম্পন সৃষ্টি করে হিগস বোসনের কৃত্রিম কণা উৎপন্ন করে যাতে রয়েছে স্ট্রিং তত্ত্বের বাস্তব প্রমাণ যা প্রাকৃতিকভাবে শব্দ এবং কম্পন সৃষ্টির মাধ্যমে করে থাকে মশা বাহিনী।
স্ট্রিং তত্ত্বের কতিপয় সাফল্য
স্ট্রিং তত্ত্বের নিম্নোক্ত কতিপয় সাফল্য রয়েছেঃ ক) দেশ-কালের জন্য মাত্রা নির্ধারণ (২৬ বা ১০),
খ) গ্র্যাভিটনের ভবিষ্যদ্বাণী,
গ) অন্যান্য মৌলিক বলকে এক করা,
ঘ) সুপারসিমেট্রির মাধ্যমে ফার্মিয়নের ভবিষ্যদ্বাণী করা এবং ঙ) ব্ল্যাকহোলের এনট্রপির আণুবীক্ষণিক ব্যাখ্যা
চ) মহাকর্ষ তরঙ্গ শনাক্ত করা অন্যতম অর্জন।
তবে, এই সাফল্যগুলোর একটিও পরীক্ষাগারে প্রমাণ হয়নি যে, আমরা চার মাত্রার বেশি দেশ-কালে থাকি। তাই এর চেয়ে বেশি মাত্রা বোঝাটা কঠিন। স্ট্রিংয়ের অতিরিক্ত ছয়টি মাত্রার কোনো সরাসরি প্রমাণ মেলেনি। এমনকি ও। মহাকর্ষ তরঙ্গ শনাক্ত করা গেছে সত্য। তবে সেটা গ্র্যাভিটনের অস্তিত্বের প্রমাণ হিসেবে দাঁড় করানো যায়
সফলতার পথে বোসনিক স্ট্রিং থিওরি
মৌলিক কণাগুলোকে তাদের বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী মূলত দুই ভাগে ভাগ করা যায়। এক শ্রেণির নাম বোসন আর আরেক শ্রেণির নাম ফার্মিয়ন। প্রথম দিকের স্ট্রিং থিওরিকে বলা হতো বোসনিক স্ট্রিং থিওরি। শুরুর দিকে এই স্ট্রিং থিওরিতে শুধু বোসন নিয়েই আলোচনা করত। পরবর্তীতে বিজ্ঞানীরা ভিন্ন ধরনের মৌলিক কণাদের মধ্যে একধরনের তাত্ত্বিক যোগাযোগ বের করেন। এই দুই ভিন্ন ধরনের কণিকাদের মধ্যে এই তাত্ত্বিক সাদৃশ্যের নাম দেওয়া হয় সুপারসিমেট্রি। এরপর এই সুপারসিমেট্রির ধারণাকে স্ট্রিং থিওরিস্টরা তাদের তত্ত্ব গঠনে ব্যবহার করেন। এই নতুন গঠন করা স্ট্রিং থিওরির নাম দেওয়া হয় সুপারস্ট্রিং থিওরি। এখন আর বিজ্ঞানীদের শুধু বোসন নিয়ে পড়ে থাকতে হচ্ছে না। স্ট্রিং থিওরি এখন বোসন ও ফার্মিওন দুই শ্রেণির কণিকাদের আচরণ নিয়েই কাজ করতে পারছে।
CIRNN মনে করে, স্ট্রিংয়ের কম্পন তত্ত্বের কিছুটা প্রমাণ CERN কর্তৃক হিগস বোসন কণা আবিস্কারকালে সাইক্লোটন যন্ত্র LHC-তে পাওয়া গেছে ২০১২ সালে। তবে তা আন্তঃপ্রোটন সংঘর্ষ ঘটিয়ে সেকেন্ডে ট্রিলিয়ন, ট্রিলিয়ন কম্পন সৃষ্টি করে কৃত্রিমভাবে মহাবিশ্বের প্রথম আদিকণার হিগস বোসন উৎপন্নের মধ্য দিয়ে। স্ট্রিংয়ের প্রমাণের জন্য প্রয়োজন আন্তঃ কোয়ার্ক সংঘর্ষ। অবশ্য এতে স্ট্রিং উৎপন্ন হলেও বর্তমান ডিজিটাল প্রযুক্তিতে যে মাত্রার মাইক্রোস্কোপ যন্ত্র রয়েছে তার সর্বোচ্-১৭ সেন্টিমিটার। কোয়ার্ক দেখতে লাগছে ১০-১৬ সেন্টিমিটার মাত্রার মাইক্রোস্কোপ। সেক্ষেত্রে স্ট্রিং দেখতে হলে লাগবে কমপক্ষে ১০-৩৩ সেন্টিমিটার মাত্রার মাইক্রোস্কোপ-যা এ মুহুর্তে কল্পনাতীত ব্যাপার।
তবে, CIRNN মনে করে, স্ট্রিংকে দেখতে হবে স্ট্রেন্জ কোয়ার্কের ধারণায় অর্থাৎ না দেখার শর্তে। কারণ, বিজ্ঞানীরা না দেখে কোয়ার্কের জীবন্ত অস্তিত্ব অনুভব করে তার অস্তিত্ব স্বীকার করে নেয়ার ফলে মডার্ণ কসমোলজিক্যাল স্ট্যান্ডার্ড মডেল তত্ত্বের সর্বোচ্চ সফলতা লাভ করে মহাবিশ্বের বস্তুগত গাঠনিক অস্তিত্ব খুঁজে পান কোয়ার্কের মধ্যে। কোয়ার্ককে এই মডেলে বলা হয় মহাবিশ্বের দেওয়াল প্রাচীরের ইট এবং হিগসবোসন কণাকে বলা হয় সেই প্রাচীরের সিমেন্ট রূপে।
স্ট্রিং থিওরির আলোকে আইনস্টাইনের একীভূত ক্ষেত্রতত্ত্ব (Unified Field Theory)
৩০ বছরের বেশি সময় ধরে তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের জগতে স্ট্রিং তত্ত্ব এমন এক গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে যাতে রয়েছে আলবার্ট আইনস্টাইনের চার চার দশক ব্যাপী সার্বিক একীভূত ক্ষেত্রতত্ত্বের (unified field theory) উজ্জ্বল সম্ভাবনা।
প্রণয়নের যত ধরনের প্রচেষ্টা হয়েছে, তার মধ্যে সবচেয়ে বেশি সফল হওয়ার সম্ভাবনা রাখে এই তত্ত্ব। হয়তোবা এ কারণেও পদার্থবিজ্ঞানে একদম হাতেখড়ি হয়েছে এমন শিক্ষার্থীরাও স্ট্রিং তত্ত্ব সম্পর্কে আগ্রহী। আসলেই কি এর কোনো সত্যিকারের অর্জন আছে, নাকি এর সব অর্জন ‘মিডিয়ার সৃষ্টি’? এই প্রশ্নের উত্তর নিরপেক্ষভাবে বের করতে হলে আমাদের এই তত্ত্বের ব্যুত্পত্তির দিকে তাকাতে হবে। (https://www.bigganchinta.com/পদার্আইনস্টাইনের আগে বিজ্ঞানীরা ভাবতেন মহাবিশ্ব ত্রিমাত্রিক। অর্থাৎ, আমরা যা-ই দেখি বা ধরতে পারি, তা পারি তিনমাত্রার মধ্যে থেকে। সামনে-পিছে, পাশাপাশি এবং ওপর-নিচে। এই তিনমাত্রার মধ্যেই বস্তুর চলাচল। বর্তমানে আমরা যাকে ‘স্থানিক’ মাত্রা বলি, তার বাইরে অন্য কোনো মাত্রা তাদের চিন্তায় ছিল না। (https://www.bigganchinta.com/books/g47djaq86)
স্ট্রিং তত্ত্বঃ মহাকর্ষ বলের কোয়ান্টাম ব্যাখ্যার একটি সফল প্রয়াসআমরা বর্তমানে স্ট্রিং তত্ত্বকে মহাকর্ষ বলের কোয়ান্টাম ব্যাখ্যার একটি প্রয়াস হিসেবে বিবেচনা করা হয়। তবে স্ট্রিং থিওরির শুরু হয়েছিল সবল কেন্দ্রীণ (strong nuclear) বলের একটি মডেল হিসেবে। বিজ্ঞানীরা ১৯৫০-এর দশকে দেখতে পেলেন প্রোটন অথবা নিউট্রনের সঙ্গে পাই মেসনের বিক্রিয়ায় অনেক অনুনাদ (resonance) কণার উত্পত্তি হয়, যারা খুবই ক্ষণস্থায়ী। আরও দেখা গেল, শক্তির মান বাড়ানোর সঙ্গে সঙ্গে এ রকম নতুন নতুন *অনুনাদ কণা আবিষ্কৃত হচ্ছে তো হচ্ছেই। যেন এর শেষ নেই। **কোনো বস্তুর ওপর প্রযুক্ত পর্যাবৃত্ত বলের কম্পাঙ্ক ওই বস্তুর মুক্ত কম্পনের কম্পাঙ্কের সমান হলে বস্তুটি অতি অল্প সময়ের মধ্যেই প্রবলভাবে কম্পিত হতে থাকে। এ ঘটনাকে অনুনাদ https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=অনুনাদ+কণা)।
তবে এসব অনুনাদ কণার অস্তিত্ব বর্তমানে প্রতিষ্ঠিত কোয়ার্ক নকশার মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা গেলেও ওই সময়ে এই ক্রমবর্ধমান অনুনাদ কণাগুলোর ব্যাখ্যা দিতেই স্ট্রিং তত্ত্বের আবির্ভাব ঘটে।
সূত্র: অ্যা ব্রিফার হিস্ট্রি অব টাইম/স্টিফেন হকিং, এফন্যাল ডট জিওভি, ইউঅরিজন ডট এজু, ডিসকভার ম্যাগাজিন, নিউ অ্যাটলাস ডট কম, উইকিপিডিয়া।https://newatlas.com/quantum-theory-reality-anu/37866/ https://qm.bishwo.com/quick-glance.html
দ্বিতীয় অধ্যায়
স্ট্রিং থিওরিঃ প্রাসঙ্গিক কথা
কণা তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞানের মতে, মৌলিক কনিকারা হল মাত্রাহীন বিন্দুর মত। জ্যামিতিক ভাষায় বিন্দুর সংজ্ঞা হচ্ছে: “যার দৈর্ঘ্য প্রস্থ ও উচ্চতা নেই তাকেই বিন্দু বলে”। অর্থাৎ যে কণার দৈর্ঘ্য,প্রস্থ ও উচ্চতা নেই , বাস্তবে তার কোন মাত্রাও থাকার কথা নয়।সুতরাং, কণা তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞানের মতে, মৌলিক কনিকারা হলো অনুরূপ মাত্রাহীন বিন্দুদের মত।
পক্ষান্তরে স্ট্রিং থিওরি মতে, মৌলিক কণিকারা মাত্রাহীন বিন্দুর মত নয়, বরং এগুলো হলো একমাত্রিক তারের মত। একটি তারের যেমন শুধু দৈর্ঘ্য আছে; মৌলিক কণারাও ঠিক তেমনি। এ কারণেই এই তত্ত্বের নামও হয়েছে স্ট্রিং থিওরি বা তার-তত্ত্ব।(সূত্রঃ https://www.linkedin.com/pulse/সটর-থওর-বজঞনদর-আশর-আল-ramzan-hossain/)।
স্ট্রিং থিওরিমতে কণাগুলি কম্পমান অতি সূক্ষ্ণ সুতা/তারের ন্যায়
স্ট্রিং থিওরীমতে, প্রাপ্ত কণাগুলো অসলে এক ধরণের সুতার কম্পন যা আমরা কণা (পার্টিকেল) হিসাবে দেখে থাকি।
স্ট্রিং থিওরিমতে কম্পমান সূক্ষ্ণ সুতা/তারের উৎসমূল শক্তি (Energy)
জার্মান পদার্থ বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব E=mc2 সমীকরণমতে বস্তু ও শক্তি আসলে সমার্থক। (বিজ্ঞান চিন্তা পৃঃ ৪৪)। ... “তাই জমে থাকা শক্তিও জমে থাকা বস্তুর মত” (পৃঃ ৩৫)।
স্ট্রিং থিওরীর মূল লক্ষ্যঃ
স্ট্রিংগুলোর কোয়ান্টাম অবস্থা ও বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে প্রকৃতিতে বিদ্যমান সকল মৌলিক কনিকার আচরণ ব্যাখ্যা করা স্ট্রিং থিওরীর মূল লক্ষ্য।
যদি প্রশ্ন করা হয়, মহাবিশ্বের উৎপত্তি কিভাবে? তাহলে এর উত্তরের জন্য নির্ভরযোগ্য বৈজ্ঞানিক উৎস হবে মডার্ণ কসমোলজিক্যাল স্ট্যান্ডার্ড মডেল থিওরি। এই থিওরিমতে বলা যায়, মহাবিশ্বের উদ্ভব বিগ ব্যাং থেকে। বিগ ব্যাং কিসের বিস্ফোরণে ঘটেছিল? তারও উত্তর রয়েছে এমসিএসএম থিওরিতে। এই থিওরি বলছে, বিগ ব্যাং ঘটেছিল হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশনের বিস্ফোরণ থেকে? যদি প্রশ্ন করা হয়, হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশনের পূর্ব কি ছিল? এর উত্তর পাওয়া যায় বিগ ব্যাং থিওরির প্রবক্তা বৃটিশ পদার্থ বিজ্ঞানী স্টিফেন হকিংয়ের মন্তব্যে। তিনি দাবী করেন, হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশনের পূর্বে মহাবিশ্ব ব্যাপক শুন্যময় ছিল। তাঁর দাবী শুন্য থেকে হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন তথা মহাবিশ্বের উদ্ভব ঘটেছিল। চূড়ান্ত প্রশ্ন হতে পারে, শুন্যময় অবস্থার আগে কি ছিল? এ প্রশ্নের পরোক্ষ উত্তর রয়েছে এমসিএসএম কোয়ান্টাম থিওরিতে। এই থিওরিতে শুন্যে শক্তি বিরাজ করা নতুন কিছু নয়। এতে সুস্পষ্ট প্রতীয়মান যে, মহাবিশ্বের উদ্ভব তথা বিগ ব্যাং, হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশনের পূর্বে যে শুন্যাবস্থা তাতে বিদ্যমান ছিল কেবল শক্তি আর শক্তি।
শক্তি পরিচিতি
আইনস্টাইনের ভরশক্তি সমীকরণ তথা স্পেশাল রিলিটিভিটি থিওরির মূল কথা ভরশক্তি। এমতে যা ভর তা-ই শক্তি, যা শক্তি তা-ই ভর। অর্থাৎ জমে থাকা শক্তি জমে থাকা বস্তুর মতই। সেমতে বস্তু+ভর+শক্তি সমার্থক।
শক্তির সাধারণ বৈশিষ্ট্য কী?
পদার্থবিজ্ঞান ও রসায়নে শক্তির নিত্যতার সূত্র জানায় যে কোনো একটি বদ্ধ সিস্টেমের শক্তি সর্বদা ধ্রুব থাকে; এটি সময়ের সাথে পরিবর্তনশীল নয়। এর মানে এই যে শক্তির কোনো সৃষ্টি বা ধ্বংস নেই; বরং এটি কেবল এক রূপ থেকে অন্য রূপে স্থানান্তরিত হয়। এই শক্তির নিত্যতার সূত্রটি সর্বপ্রথম প্রস্তাব এবং পরীক্ষা করেন এমিলি দ্যু শাতলে ।
https://digiexamguide.com/341-2/
শক্তির নিত্যতা তত্ত্ব
“প্রত্যেক বিষয়বস্ত্ত মূলে পৌঁছে” (ফারাবী আল আরাবি)। বস্ত্তগত বিবেচনায় এই মূল হচ্ছে শক্তি। স্ট্রিং থিওরিতে রয়েছে এই শক্তির চমৎকার মেরুকরণ যার সংক্ষিপ্ত বর্ণনা নিম্নরূপঃ
আইনস্টাইনের তত্ত্বমতে, কোনো বস্ত্তর আয়ুস্কাল ফুরাতে শুরু করলে বস্ত্তটির ভর, শক্তি আস্তে আস্তে চুপসে যেতে থাকে। এভাবে চুপতে চুপতে এক সময় পরিণত হয় এক পরম বিন্দুতে যাকে সিঙ্গুলারিটি বলা হয়। কণা পদার্থ বিজ্ঞানমতে প্রতিটি অণু-পরমাণু কম্পমান। স্ট্রিং থিওরিমতেও কণাগুলো কম্পনশীল। CIRNN এর মতে, এই কম্পনের উৎসমূল শক্তি।
সূত্রঃ নিউটনের প্রথম সূত্র বলে, “বাহ্যিক কোন বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু চিরকাল স্থির ও গতিশীল বস্তু চিরকাল গতিশীল থাকবে”। এককথায়, বস্তু নিজে তার অবস্থার পরিবর্তন করতে পারেনা, করতে হলে বাইরের বল (শক্তি) প্রয়োজন।
স্ট্রিং তত্ত্বের নিউটনীয় পরীক্ষা অতি সূক্ষ্ণ বা চিকন (সরু) শক্ত কয়েক ফুট লম্বা একটি স্ট্রিং বা তার নিই । মনে মনে তারটিকে A, B এবং C-তে ভাগ করি। তারের অগ্রভাগ-কে A, মধ্যম অংশ-কে B এবং প্রান্ত বা শেষ অংশকে C ধরি। অতঃপর তারটির অগ্রভাগ এবং শেষ ভাগ-কে টান টান ভাবে শক্তভাবে বেধে রাখি। দেখা যাবে, তারটি কোনো প্রকার কম্পন এবং শব্দ ছাড়াই নিরব-নিথরভাবে নিস্ক্রীয় পড়ে আছে। এরপর তারটির মধ্যভাগে হালকাভাবে দৈহিক শক্তি প্রয়োগে তর্জনী আঙ্গুল দ্বারা নাড়া দিলে দেখা যাবে, তারটি ক্রমশঃ সক্রিয় হয়ে মৃদু কম্পন এবং মৃদু শব্দ সৃষ্টি করছে। যতই তারের মধ্যভাগে শক্তিবৃদ্ধি করে যত দ্রুত নাড়া দেয়া হয় তত বেশি কম্পন এবং শব্দ সৃষ্টি হবে। এখানে কম্পন এবং শব্দের উৎসমূল দাঁড়াবে শক্তি।
শক্তির নিত্যতা:
শক্তির নিত্যতা বা থার্মোডিনামিক্সের ১ম সূত্র বলে “শক্তির কোন সৃষ্টি নেই, ধ্বংস নেই এটা কেবল একরূপ থেকে অন্যরূপে রূপান্তরিত হয়।” মহাবিশ্ব হচ্ছে শক্তির সমষ্টি। E=mc2 সূত্রানুসারে বস্তুর ভরটাও হল শক্তি। প্রশ্ন, এই শক্তি উৎস কী?
বলা হয়ে থাকে, শুন্যের উৎসমূল শূণ্যতা থেকে। প্রশ্ন হতে পারে, শূণ্য মানে কি শুধুই শুন্য অর্থাৎ কিছুই নয় কিংবা কিছুই না? এর উত্তর Modern Cosmological Standard Model এর কোয়ান্টাম থিওরি মতে, শূণ্যতা আসলে শূন্যতা নয় এটা হল বিশাল হিগস ক্ষেত্র। এর ভেতরে আছে কোয়ান্টাম ফ্ল্যাকচুয়েশন ভ্যাকুয়াম এনার্জি!
প্রশ্ন হল, এই ভ্যাকুয়াম এনার্জিটা কোথা থেকে আসে? যেহেতু এটা একটা এনার্জি (শক্তি) তাই এই শক্তিটা অন্যকারো রূপান্তরিত রূপ হতে বাধ্য।
শূণ্য থেকে শূণ্য হয়, শূণ্য থেকে শক্তি হয়না। কথিত শূণ্যতার ক্ষেত্রে ভ্যকুয়াম এনার্জি থাকে এটা ভাল। কিন্তু এই ভ্যাকুয়াম এনার্জি কই থেকে আসে তার তার বিশ্নেষণ কি কখনো বিবেচনা করা হয়েছে ?
শক্তি নিজেই পরিচয় বহণ করে সে অন্যকারো পরিবর্তিত রূপ। তাহলে গোড়ায় একটি আদিম বা প্রাইমেটিভ শক্তির অস্তিত্ব বাধ্যতামূলক। প্রশ্ন হল, ওই প্রাইমেটিভ শক্তিটা কি ছিল? শুরুতে এমন কোন প্রাইমেটিভ শক্তি ছিল যা শূণ্যতাকেও ভ্যাকুয়াম এনার্জি দিল?
মহাবিশ্বের সবকিছু পরিবর্তনশীল। প্রশ্ন হল পরিবর্তন কি স্বত:স্ফূর্ত? নিজে নিজে হতে পারে? নিউটনের প্রথম সূত্র বলে, “বাহ্যিক কোন বল প্রয়োগ না করলে স্থির বস্তু চিরকাল স্থির ও গতিশীল বস্তু চিরকাল গতিশীল থাকবে”। অর্থাৎ, বস্তুর অবস্থার পরিবর্তনে বাইরের বল (শক্তি) প্রয়োজন।
মেরু (ঠান্ডা) অঞ্চলের প্রাণীদের চর্বি বেশী থাকবে, মরুভূমিতে থাকলে উঠের পানি সঞ্চয়ে জন্মগত সুব্যবস্থা-একটি সুচিন্তিত, সুপরিকল্পিত, গভীর জ্ঞান, প্রজ্ঞা, বিবেক, বুদ্ধিমত্তার উৎস কী? এই নকশা- প্লান -ব্লুপ্রিন্ট কোথা থেকে এল? প্রকৃতি? প্রকৃতি কি বুদ্ধিমত্তা সম্পন্ন কোন অস্তিত্ব যার প্ল্যানিং এর ক্ষমতা আছে? অবশ্য প্রকৃতি নামটা ঈশ্বরের সমার্থ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। সেটা বাদ দিয়ে যদি প্রকৃতি মানে যদি আবহাওয়া জলবায়ু ইত্যাদির সমষ্টি বিবেচনা করি তবে এগুলোর কি স্বাধীন বুদ্ধিমত্তা আছে? যদি না থাকে তো বৈচিত্রময় প্রাণিজগত তৈরীর জন্য কোন গ্রান্ড ডিজাইনারের প্রয়োজন আছে কি নেইhttps://m.somewhereinblog.net/mobile/blog/colonel/298)।
বাস্তব জীবনে স্ট্রিং
উল্লেখ্য, স্ট্রিং তত্ত্বের সত্যতার বৈজ্ঞানিক স্বীকৃতির জন্য বেঁধে দেয়া হয়েছে তিন জটিল শর্ত। তন্মধ্য অন্যতম হচ্ছে স্ট্রিং তত্ত্বে মহাকর্ষের পাশাপাশি গ্র্যাভিটনের অস্তিত্ব থাকতে হবে। এটি একটি জটিল শর্ত। এ শর্ত পূরণে এগিয়ে আসেন জোয়েল শার্ক এবং জন শোয়ার্জ। একটা হাইপোথেটিক্যাল কণার অস্তিত্বের কথা কল্পনা করলেন বিজ্ঞানীদ্বয়। কাল্পনিক কণাটির নাম গ্র্যাভিটন।স্ট্রিং থিওরি মতে, একটা বস্তু আরেকটাকে আকর্ষণ করে এই কণাদের (গ্র্যাভিটন) আন্তঃবিনিময়ের মাধ্যমে।
স্ট্রিং থিওরিতে মহাবিশ্বের মাত্রাজ্ঞানঃ নতুন বিশ্বে নতুন বিজ্ঞানের পদধ্বনি!
মহাবিশ্বটা বড়। অ-নে-ক বড়। ধারণা করা হচ্ছে, মহাবিশ্বের যেকোনো দিকে তাকালে আমরা বড়জোর সর্বোচ্চ ৪ হাজার ৬০০ কোটি আলোকবর্ষ বা (১,৮৬,০০০x৬০ x ৬০ x২৪ x৩৬৫)বৎসর। সে হিসাবে ১,৮৬,০০০x৬০ x ৬০ x২৪ x৩৬৫ x৪,৬০০০ x১,০০০০০০০০ মাইল দূর পর্যন্ত দেখতে পাই। অর্থাৎ মহাবিশ্বের এই পরিমাণ মাইলেজ দূরত্বের আলো পৃথিবীতে পৌঁছতে সময় লেগেছে কমপক্ষে ১ হাজার ৩৮০ কোটি বছর। এ ধারণাকে বলা যেতে পারে বৈজ্ঞানিক হাইপোথিসি। কারণ প্রকৃতপক্ষে মহাবিশ্বের শেষ সীমানা কোথায় তার হদিস হাবল টেলিস্কোপে পাওয়া যায় নি, জেমস ওয়েবেও এখন পর্যন্ত পাওয়া যায়নি। তাই মহাবিশ্বের বিশালতার গাণিতিক এই হিসাবটাও নিছক জ্যোতির্বিদদের অনুমান মাত্র। অন্তত আমাদের পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বটা কত বড়, তা–ও কেউই সঠিক বলতে পারবে১৯২০ সালের আগ পর্যন্ত নিউটন, আইনস্টাইনসহ জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের বিশ্বাস ছিল মহা বিশ্ব স্থির। অআইনস্টাইন এই বিশ্বাসের উপর ভিত্তি করে রচনা করেছিলেন বিশেষ অআপেক্ষিকতা তত্ত্ব। কিন্ত্ত এ ধারণায় বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনেন জ্যোতির্বিজ্ঞান হাবল। ১৯২০ সালে স্থাপিত হাবল নামক তৎকালীন সর্ববৃহৎ টেলিস্কোপের মাধ্যমে জানতে পারেন যে, মহাবিশ্ব দ্রুত গতিতে প্রসারিত হচ্ছে।
নমডার্ণ কসমোলজিক্যাল স্ট্যান্ডার্ড মডেল মতে, বিগ ব্যাংয়ের মাধ্যমে মহাবিশ্বের জন্ম। সেই থেকে বড় হচ্ছে মহাবিশ্ব। পাশাপাশি ক্রমেই বাড়ছে এর প্রসারণের বেগও । কিন্তু আসলে কত জোরে বড় হচ্ছে মহাবিশ্ব? এই একটি প্রশ্নের সঠিক উত্তর বলে দেবে মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের এত দিনের ধারণা ভুল কি ঠিতবু একটি ভালো অনুমান পেতে বিজ্ঞানীরা মরিয়া। যে প্রচেষ্টারই এক হাতিয়ার হাবল ধ্রুবক। মহাবিশ্ব কত জোরে প্রসারিত হচ্ছে, তারই পরিমাপক এই সংখ্যা। মহাবিশ্বের আকার ও বয়স দুটোই সঠিকভাবে জানতে হলে এই ধ্রুবক জানার জন্য হাবল কিংবা জেমস ওয়েব টেলিস্কোপের বিকল্প নেই। কিন্ত্ত মহাবিশ্ব কিভাবে সম্প্রসারিত হচ্ছে? সম্প্রসারণের বিষয়টা অনেকটা বেলুনের উদাহরণস্বরূপ, একটি বেলুন ফুলতে থাকলে যেমন অবস্থা হবে, তার সঙ্গে কিছুটা মিল আছে মহাবিশ্বের। ছায়াপথ ও নক্ষত্রগুলো হলো বেলুনের গায়ের বিন্দুর মতো। সব কটি বিন্দু একে অপর থেকে দূরে সরছে। যেগুলোর পারস্পরিক দূরত্ব বেশি, সেগুলো তত বেশি জোরে সরছে। তার মানে, আমাদের থেকে যে ছায়াপথ যত বেশি দূরে, সেটি এত দ্রুত দূরে হারিয়ে যাচ্কিন্তু হাবল ধ্রুবক যেন এক সোনার হরিণ। বিজ্ঞানীরা এর দ্বারা যতই একে মাপেন, ততই এটি মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের ধারণাকে ভুল প্রমাণ করে দিচ্ছে। একভাবে মেপে একটি মান পাওয়া গেল তো আরেকভাবে মাপলে পাওয়া যাচ্ছে অন্য একটি মান।এই দুই মান একমত না হওয়ার অর্থ কী? হয় পরিমাপ করতে ভুল হচ্ছে, নয়তো মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের ধারণায় গন্ডগোল আছে।(সূত্রঃ বিজ্ঞানচিন্তা.. মহাবিশ্বের আদিম অবস্থায় দুটি বলের টানাটানি চলছিল। একটি মহাকর্ষ, যা মহাবিশ্বকে গুটিয়ে রাখতে চাইছিল। আরেকটি বিকিরণের বহির্মুখী চাপ। এই দুই বলের ধাক্কাধাক্কির চিহ্ন সিএমবির মানচিত্রের তাপমাত্রার তারতম্য হিসেবে আজও দেখা যায়। এই তারতম্য থেকে বের করা যেতে পারে, বিগ ব্যাংয়ের ঠিক পরে মহাবিশ্ব কত জোরে প্রসারিত হচ্একটি উপায় হলো মহাবিশ্বকে সরাসরি মাপা। আরেকটি উপায় হলো মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমরা যা জানি, সে জ্ঞানের ভিত্তিতে মান বের করাতবে বিজ্ঞানীদের এখন বিশ্বাস, তাঁরা সঠিক মানের খুব কাছে চলে এসেছেন। এ আত্মবিশ্বাসের কারণ নতুন কিছু পর্যবেক্ষণ ও পরীক্ষা। এতে প্রধান একটি অসুবিধা হলো প্রকৌশলগত দিক। আমাদের যন্ত্রপাতি দিয়ে আমরা কত নিখুঁত ও নির্ভুলভাবে মাপতে পারি, সেটা খুব গুরুত্বপূর্ণ। এর জন্য শুধু একগাদা উপাত্ত সংগ্রহ করাই যথেষ্ট নয়। পরিমাপ পদ্ধতির নির্ভুলতা সম্ভব সর্বোচ্চ উপায়ে যাচাই করতে হবে।ধ্রুবকটি প্রথম মাপেন হাবল নিজে, যাঁর নাম থেকে ধ্রুবকের এই নাম। ১৯২৯ সালে মেপে তিনি এর মান পান প্রতি মেগাপারসেকে প্রতি সেকেন্ডে ৫০০ কিলোমিটার বা ৩১০ মাইল। এর অর্থ হলো প্রতি ১ মেগাপারসেক দূরের ছায়াপথ আমাদের থেকে সেকেন্ডে ৫০০ কিলোমিটার বেশি বেগে দূরে সরে যাচ্ছে। ১ পারসেক হলো আলোর বেগের ৩.২৬ আলোকবর্ষের সমান। আর মেগা হলো তার ১০ লাখ গুণ। ১ মেগাপারসেককে কিলোমিটারে বুঝতে হলে ৩০৯ লিখে তার ডানে ১৭টি শূন্য বসিয়ে নিনগত প্রায় ১০০ বছরে হাবলের পরিমাপকে অনেকবার সংশোধন করা হয়েছে। প্রাপ্ত মান কমেছে অনেক। বিংশ শতাব্দীর বেশির ভাগ সময়জুড়ে মান ছিল ৫০ থেকে ৯০ এককের মধ্যে। নব্বইয়ের দশকে মহাবিশ্বের ল্যামডাসিডিএম মডেল ও মহাজাগতিক পটভূমি বিকিরণের পর্যবেক্ষণ কাজে লাগিয়ে দেখা যায়, ধ্রুবকের মান ৭০-এর কাছাকাছি। ২০১৮ সালে প্ল্যাঙ্ক মিশনের পরিমাপ বলে, ৬৭.৪৪–এর আশপাশে হবে এই মান। কিন্তু আবার ২০১৯ সালের মার্চে হাবল স্পেস টেলিস্কোপের মাধ্যমে পরিমাপ করে পাওয়া যায় ৭৪.০৩–এর আশপাশউল্লেখ্য, একাধিক নমুনা ব্যবহার করে বের করা এই মানগুলোতে সব সময় একটু পারিসংখ্যাগত তারতম্য বা অনিশ্চয়তা থাকায় আশপাশের মান বলা হয়ে থাকে। এমতাবস্থায় সর্বশেষ পরিমাপে ধ্রুবকের মান দাঁড়াচ্ছে ৭৪.০৩ ±১.৪২। তৎপরিপ্রেক্ষিতে বর্তমানে ধ্রুবকটির মান ধরা হচ্ছে ৬৭ থেকে ৭৪ । (এডিট ৭/৫/২০২৩, সময়ঃএকটি সমস্যা হলো, কীভাবে মাপা হচ্ছে, তার ওপর নির্ভর করে পাল্টে যায় মান। পরিমাপের একটি উপায় হলো, কাছের ছায়াপথগুলো আমাদের কাছ থেকে কত দূরে সরে যাচ্ছে, সেটা বের করা। আরেকটি উপায় হলো, মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি বা সিএমবি (CMB)। এটা হলো বিগ ব্যাংয়ের ধ্বংসাবশেষ। জন্মের পর প্রথম যে আলো ছড়িয়ে পড়েছিল মহাবিশ্বে, শক্তি অনেকাংশে কমে গেলেও সবচেয়ে প্রাচীন নিদর্শন হিসাবে আজও সেই আলো আছে। ১৯৬৫ সালে আকস্মিকভাবে আবিষ্কৃত হয় এ দুউল্লেখ্য, মহাবিশ্বের আদিম অবস্থায় মহাকর্ষ এবং বিকিরণের বহির্মুখী চাপ- এই দুটি বলের পরস্পরের মধ্যে টানাটানি চলছিল। এই দুই বলের ধাক্কাধাক্কির চিহ্ন সিএমবির মানচিত্রের তাপমাত্রার তারতম্য হিসেবে আজও দেখা যায়। এই তারতম্য থেকে বের করা যাবে বিগ ব্যাংয়ের ঠিক পরে মহাবিশ্ব কত জোরে প্রসারিত হচ্ছিল। আর সেটা থেকে কসমোলজির স্ট্যান্ডার্ড মডেল ব্যবহার করে জানা যাবে হাবল ধ্রুবক বা বর্তমান প্রসারণ হার। মহাবিশ্বের সূচনা ও বর্তমান অবস্থা সম্পর্কে এই স্ট্যান্ডার্ড মডেল অন্যতম ভালো ব্যাখ্যা দিতে পারকিন্তু তাতে যে সমস্যা একটি রয়ে গেছে তা হচ্ছে, কাছের ছায়াপথগুলোর দূরে সরার গতি থেকে ধ্রুবকটিকে মাপলে পাওয়া যায় অন্য একটি মান। স্ট্যান্ডার্ড মডেল সঠিক হয়ে থাকলে দুই উপায়ে পাওয়া মান সমান হওয়ার কথা। এখানেই বিপত্তি, এদিকে ইউরোপিয়ান স্পেস এজেন্সির (ইসা) প্ল্যাঙ্ক উপগ্রহ থেকে প্রাপ্ত সিএমবির উপাত্ত দিয়ে মাপা মান পাওয়া গেছে ৬৭.৪। ২০১৪ ও ২০১৮ সালে একই মান পাওয়া যায় এভাবে। কিন্তু এই মান ছায়াপথের বেগ থেকে পাওয়া মানের ৯ শতাংশ কম। ২০২০ সালে আতাকামা কসমোলজি টেলিস্কোপ ব্যবহার করে সিএমবির পরিমাপ থেকে পাওয়া মান প্ল্যাঙ্কের মানের কাছাকাছি। এতে প্ল্যাঙ্ক উপগ্রহের বিভিন্ন উৎস থেকে আসা নিয়মতান্ত্রিক সমস্যা না থাকাই প্রমাণ হচ্ছে। সিএমবির পরিমাপ সঠিক হলে দুটো বিপত্তির সম্ভাবনা দেখা যাচ্ছে। ১) হয় ছায়াপথের বেগ পরিমাপের যন্ত্রপাতি ভুল অথবা ২) কসমোলজির স্ট্যান্ডার্ড মডেলশিকাগো ইউনিভার্সিটির জ্যোতিঃপদার্থবিদ ওয়েন্ডি ফ্রিডম্যান এই হাবল ধ্রুবকের মান বের করতে করতেই জীবন কাটাচ্ছেন। তিনি ও তাঁর সঙ্গীরা এ জন্য “সিফিড বিষম” নামে একধরনের নক্ষত্রের অনুসরণ করছেন। ফ্রিডম্যানই প্রথম হাবল স্পেস টেলিস্কোপের উপাত্ত থেকে প্রাপ্ত সেফাইড বিষম তারার উপাত্ত থেকে হাবল ধ্রুবকের মান বের করেন। ২০০১ সালে প্রাপ্ত মান ছিল ৭২ একক। এরপর অন্য একটি দল একই পদ্ধতিতে মান পায় ৭৪ একক। কয়েক মাস পরই আরেকটি দল পেল ৭উল্লেখ্য, ১০০ বছর আগে জ্যোতির্বিদ হেনরিয়েটা লেভিট এ নক্ষত্রগুলো আবিষ্কার করেন। কয়েক দিন বা সপ্তাহের ব্যবধানে এ নক্ষত্রগুলোর উজ্জ্বলতায় পরিবর্তন ঘটে যায়। লেভিট নক্ষত্রের উজ্জ্বলতার স্পন্দন কাজে লাগিয়ে নক্ষত্রের প্রকৃত উজ্জ্বলতা বা দীপ্তি নির্ধারণ করে নক্ষত্রটি পৃথিবী থেকে ঠিক কতটা উজ্জ্বল দেখায় অর্থাৎ দূরত্বের সঙ্গে কতটা অনুজ্জ্বল হচ্ছে, সেটা থেকে নক্ষত্রের নিখুঁত দূরত্ব পরিমাপ এই পরিমাপগুলো সঠিক হয়ে থাকলে হয়তো মহাবিশ্ব স্ট্যান্ডার্ড মডেলের অনুমানের চেয়ে জোরে প্রসারিত হচ্ছে। তার মানে মহাবিশ্বের মৌলিক বৈশিষ্ট্য জানার জন্য আমাদের সেরা হাতিয়ার এই মডেলকে সংশোধন করতে হবে। এটা হবে বড় একটি ঘটনা। ফ্রিডম্যানের মতে, এর অর্থ হচ্ছে মডেলে কিছু একটার ঘাটতি স্ট্যান্ডার্ড মডেল ভুল মানে অনেক কিছু ভুল। মহাবিশ্বের উপাদান বস্তু সম্পর্কে আমাদের ধারণা হয়ে যাবে ভুল। সাধারণ বস্তু, ডার্ক ম্যাটার, ডার্ক এনার্জি ও বিকিরণ সম্পর্কে আমাদের ধারণাগুলো ভুল প্রমাণিত হবে। আর মহাবিশ্বের বয়স আমরা এত দিন যা ভেবেছি, তার চেয়ে হবে কমপ্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির জ্যোতির্বিদ র৵াচেল বিটনের মতে, হাবল ধ্রুবকের পরিমাপে প্রাপ্ত মানের পার্থক্যের আরেকটি ব্যাখ্যা হতে পারে। আমরা মহাবিশ্বের যে অংশে বাস করছি, তা হয়তো বাকি অংশ থেকে ভিন্ন। আর সে কারণেই পরিমাপে ভুল হচ্ছে।
১১ মাত্রার স্ট্রিং তত্ত্ব
প্রাথমিক পর্যায়ে বোসন কনিকারা শুধু শক্তির কনিকা বলে পরিচিত ছিল। পরবর্তিতে বিজ্ঞানীরা বোসন আর ফার্মীওনের মধ্যে একটি যোগসূত্র আবিস্কার করেন যেটি সুপারসিমেট্রি নামে পরিচিত। সুপারসিমেট্রি ব্যাবহার করে বোসন আর ফার্মিওন এই দুই ধরনের কনিকাদের আচরণই ব্যাখ্যা করা যায়। এতে সুপারসিমেট্রি ও অতিরিক্ত মাত্রার ধারনা সংযুক্ত করে একগুচ্ছ তত্ত্ব তৈরি করা হয়। স্ট্রিং থিওরির এই গুচ্ছ তত্ত্বটিকে ১১ মাত্রার স্ট্রিং তত্ত্ব বলা হয়।
এম-থিওরি তত্ত্ব
এম-থিওরি নামক এই তত্ত্ব গ্রাভিটিসহ সকল মৌলিক বল ও এদের মিথস্ক্রিয়াকে ব্যাখ্যা করতে পারে, তাই বিজ্ঞানীদের ধারণা, এটি আমাদের মহাবিশ্বকে সঠিকভাবে বর্ণনা করতে পারবে এবং সবকিছুর তত্ত্ব হিসেবে প্রতিষ্ঠিত হবে।
স্ট্রিং থিওরিতে তিনের অধিক স্থানিক মাত্রার ধারণাঃ
যদিও স্ট্রিং থিওরি এখন বোসন ও ফার্মিওন দুই শ্রেনির কনিকাদের আচরণ নিয়েই কাজ করতে পারছে কিন্তু সুপারস্ট্রিং থিয়োরির জন্য গনিত গঠন করতে গিয়ে বিজ্ঞানীরা দেখতে পেলেন যে,সুপারস্ট্রিংয়ে কতগুলো অতিরিক্ত মাত্রার দরকার। আমরা আমাদের স্থানের মাত্র তিনটি মাত্রাকে দেখতে পারি, কিন্তু পদার্থবিজ্ঞানীরা উপলদ্ধি করলেন যে, এই তত্ত্বের গাণিতিক ভিত্তির গঠন করতে গেলে তাদেরকে আরও কয়েকটি অতিরিক্ত মাত্রা আছে বলে ধরে নিতে হচ্ছে। অর্থাৎ এই তত্ত্বমতে, আমরা যদিও এই অতিরিক্ত মাত্রাগুলোকে দেখাতে পাচ্ছি না বা কোন পরীক্ষার দ্বারা এদের অস্তিত্ব প্রমাণ করতেও পারছি না, কিন্তু আমারদের স্ট্রিং থিয়োরির গনিত দাবী করছে যে, কয়েকটি অতিরিক্ত মাত্রা রয়েছে। এই তত্ত্বের মতে, অতিরিক্ত স্থানিক মাত্রাগুলো স্থানের খুব সংকীর্ণ জায়গায় জড়িয়ে-পেচিয়ে আছে, তাই আমরা তাদেরকে দেখতে পাই না।
যে কোনো বস্তু পদার্থকে যেমন দ্বিখন্ডিতকরণ থেকে শুরু করে চূর্ণবিচূর্ণ পাউডার করে স্বচক্ষে তা দেখা সম্ভব, এই পাউডারকে আরও ক্ষুদ্রাতি ক্ষুদ্র-সূক্ষ্ণাতি সূক্ষ্ণ করলে দূরবীন, অনুবীক্ষণ, মাইক্রোস্কোপ দ্বারা দেখা সম্ভব পর যার সর্বনিম্নমাত্রা ১০-১৭ সেন্টিমিটার। স্ট্রিংয়ের মাত্রা ১০-৩৩ সেন্টিমিটার। এ মাত্রার মাইক্রোস্কোপ বিজ্ঞানীদের হাতে নেই। আইনস্টাইনের সূত্র মতে, পদার্থের পরম পরিণতে ঘটে সিঙ্গুলারিটি বা পরম বিন্দু। স্ট্রিং থিওরি মতে পরম বিন্দু নয় পরম স্ট্রিং বা পরম তার বা তন্ত্ত (কটন/ওয়্যার)।
পুরো আকাশটা যেন আস্ত একটা মহা গোলক বিশেষ।
আকাশে এমন বিরাট বিশাল তারা/নক্ষত্র রয়েছে যা অতি দূরবর্তীতার কারণে অতি ক্ষুদ্রাতি ক্ষুদ্র প্রতীয়মান হচ্ছে।, পৃথিবীর চাইতে সূর্য বড়। দূরত্বের প্রভেদের কারণে গ্রহণের সময় ৩টাকেই একই সমান আয়তনের বড় আকারের বিন্দুর মতো দেখায় যদিও চাঁদের চাইতে পৃথিবীর চাইতে চাঁদ ছোট, সূর্যের চাইতে পৃথিবী ছোট, আবার এমন বিশাল নক্ষত্র আছে সে তুলনায় সূর্য অনেক ছোট।সৌরজগতের তুলনায় মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সি অনেক ছোট বা বিন্দু সম। স্ট্রিং থিওরিতে রয়েছে বহুমাত্রিক অন্ততঃ এগারো মাত্রিক মহাবিশ্বের ধারণা।
পবিত্র ইসলামে রয়েছে ৭ আকাশ ৭ জমিন বিশিষ্ট মহা বিশ্বের ধারণা। এতে সর্ব ক্ষুদ্রাতির আকাশ বা বিশ্ব ধরা হয় পৃথিবীতে অবস্থিত প্রথম আকাশকে যাকে বলা হয় সামায়াদ্দুনিয়া অর্থাৎ “পৃথিবীর আকাশ” - যা সপ্তাকাশের সর্বনিম্নে অবস্থিত “প্রথম আকাশ”- যা “দ্বিতীয় আকাশের” চাইতে অনেক ছোট; আবার “তৃতীয় আকাশের” চাইতে “দ্বিতীয় আকাশ” অনেক ছোট; “চতুর্থ আকাশের” চেয়ে “তৃতীয় আকাশ” অনেক ছোট; “পন্চম আকাশের” চেয়ে “চতুর্থ আকাশ” অনেক ছোট; “ষষ্ঠ আকাশের” চেয়ে “পন্চম আকাশ” অনেক ছোট; “সপ্তম আকাশের” চেয়ে “ষষ্ঠ আকাশ” অনেক ছোট অর্থাৎ সপ্তাকাশ মহাবিশ্বের সবচেয়ে বড় আকাশ যার একক নাম আলামীন। এই সপ্তাকাশ বা আলামীন-কে বিন্দু বা স্ট্রিংয়ে পরিণত করতে হলে আমাদের যেতে হবে ৮ম মাত্রার বিশ্বের ধারণায়- যা ইসলামী বিশ্বাসে পাওয়া যায়। বিশ্বাসটি হচ্ছে “কুরশি”- যা সপ্তাকাশকে পরিবেষ্টন করে আছে । সর্বশেষ আরেকটি ধারণা রয়েছে যাকে বলা হয় “আ’রশ”। তা সবকিছুকে পরিবেস্টন করে আছে অর্থাৎ সব কিছু আরশের তুলনায় বিন্দু বা স্ট্রিং। যদি কখনও বাস্তবে না হলে সায়েন্স ফিকশনের মত কল্পনার ওয়ার্মহোল, র ্যাপ ড্রাইভ নামক নভোকল্প তরীতে আরশে পৌঁছা যেতো তাহলে অনুভব করা যেত যে, সপ্তাকাশ তথা সমগ্র মহাবিশ্ব কত ছোট বিন্দুতে বা স্ট্রিংয়ে দাঁড়িয়ে আছে! কথিত আছে, এক বুজুর্গ বান্দা আনোয়ারে ইয়াকীন বা বিশ্বাসের আলোতে ভর করে মহাবিশ্ব দর্শন করে বলেছিলেন, হে অআমার প্রভূ আপনার জগত এত ছোট!
যদি কখনও আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব ছাড়িয়ে সেকেন্ডে আলোর গতি নিউট্রিনোর মতো যান্ত্রিক ত্রুটির কারণে হোক কিংবা অন্য কোনো কারণে হোক অন্ততঃ ৬০ ন্যানো সেকেন্ড কিংবা তারও বেশি গতিতে ছাড়িয়ে যায় তাহলে সায়েন্স ফিকশনের মত কল্পনার ওয়ার্মহোল, র ্যাপ ড্রাইভ নামক নভোকল্প তরীতে চড়ে সপ্তাকাশ পাড়ি দিয়ে মহাবিশ্বের মহাক্ষুদ্রতা বা পরম বিন্দু সিঙগুলারিটি বা স্ট্রিং আকারে দেখা অসম্ভব কোনো ব্যাপার থাকবে না ইনশাআল্লাহ।
এমতাবস্থায় স্ট্রিং থিওরিতে মহাবিশ্বের যে বহুমাত্রিক ধারণা রয়েছে তা উপরোক্ত বর্ণনার আলোকে সুস্পষ্ট প্রতীয়মান।
(অসমাপ্ত ইনশাআল্লাহ)
Comments
Post a Comment