নতুন বিজ্ঞান জগতের পথে পুরাতন বিশ্বThe old world on the way to the new scientific world

 নতুন বিজ্ঞান জগতের পথে পুরাতন বিশ্ব

The old world on the way to the new scientific world

       নতুন বিজ্ঞান জগতের পথে পুরাতন বিশ্ব

        -এস.এম.আর. হোসেন।

 নতুন বিজ্ঞানের ইতি কথা

কোয়ান্টাম তত্ত্ব: নতুন বিজ্ঞানের নতুন বীজ

কোয়ান্টাম তত্ত্ব কী? এর ব্যাখ্যা কী?

উনবিংশ শতাব্দী ছিল বৈজ্ঞানিক উৎকর্ষতার এক পরম যুগ যা অষ্টাদশ, সতের শতকের নিরবচ্ছিন্ন বিজ্ঞান সাধনার উর্বর ফসল। ধারণা করা হয়েছিল যে, মানব জাতির জ্ঞান ভান্ডারে যে বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব, সূত্র, প্রযুক্তিগত যতসব আবিস্কার তার সবই সম্পন্ন হয়ে গেছে। কিন্তু বিংশ শতাব্দীর শুরু হতে না হতেই জ্ঞান/বিজ্ঞানের চাকা যেন উল্টোপানে ঘুরতে শুরু করে দেয়। বিংশ শতাব্দীর শুরুর মাত্র দশ মাসের মাথায় অর্থাৎ ১৯০০ খ্রিস্টাব্দের ১৯ অক্টোবর এ চাকা উল্টোপানে ঘুরতে শুরু করে । নিম্নে বিস্তারিত দেয়া গেলঃ

১৯০০ খ্রিস্টাব্দের ১৯ অক্টোবর : জগদ্বিখ্যাত পদার্থ বিজ্ঞানী মাক্স প্লাঙ্ক বার্লিন বিশ্ববিদ্যালয়ে পদার্থবিজ্ঞানের এক সেমিনারে নিম্নোক্ত একটি নূতন ফর্মুলা উপস্থাপন করলেন যা কৃষ্ণবস্তু থেকে বিকিরণের এন্ট্রপি ফর্মুলাকে আরও ব্যাপকভাবে পরিবর্ধিত করে প্রচলিত বৈজ্ঞানিক ধারণাকে রাতারাতি বৈপ্লবিকভাবে পরিবর্তন করে কোয়ান্টাম তত্ত্ব নামে এক নতুন বিজ্ঞানের বীজ বপন করে ।

কোয়ান্টাম তত্ত্ব “আলোকরশ্মি যখন কোন উৎস থেকে অনবরত বের না হয়ে অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র বিচ্ছিন্ন প্যাকেট শক্তি গুচ্ছ আকারে বের হয়।” অর্থাৎ, E=hν; যেখানে E= ফোটনের শক্তি, h= প্ল্যাংক ধ্রুবক, ν = ফোটনের কম্পাংক। প্রত্যেক বর্ণের আলোর জন্য এক একটি বিচ্ছিন্ন প্যাকেটের শক্তির নির্দিষ্ট মান রয়েছে। এই এক একটি বিচ্ছিন্ন প্যাকেটকে কোয়ান্টাম বা ফোটন বলে। বিজ্ঞানী ম্যাক্সপ্লাঙ্ক ১৯০০ সালে কোয়ান্টাম তত্ত্ব প্রদান করেন।

উল্লেখ্য, উনবিংশ শতাব্দীর বিজ্ঞানের পরম উৎকর্ষতার মাঝেও পদার্থবিদ্যায় এক বিরাট যে সমস্যা তৎকালীন জাদরেল পদার্থবিজ্ঞানীদেরকে অসহায় করে তুলেছিল তা হচ্ছে: কৃষ্ণবস্তু থেকে বেরিয়ে আসা বিকিরণের বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করা। ১৭৯২ সালে টি ওয়েজউড লক্ষ করেছিলেন যে তাপিত সকল বস্তু একই তাপমাত্রায় রক্তিম হয়ে যায়। পরবর্তীকালে এই অনুমানের সঠিক ব্যাখ্যা দেন কারচফ। ১৮৫৯ সালে তিনি তাপ-গতি তত্ত্বের মাধ্যমে প্রমাণ করেন যে বিকিরণ শক্তি ও শোষণ সহগের অনুপাত কেবল মাত্র কম্পাংক ও তাপমাত্রার অপেক্ষক, বস্তুর চরিত্রের উপর নির্ভরশীল নয়। ১৮৯৩ সালে ডব্লু ভাইন আরেক ধাপ এগিয়ে তাপ-গতি তত্ত্ব ও ম্যাক্সওয়েলের তত্ত্বকে সংযুক্ত করে দেখাতে সক্ষম হলেন বিকিরণশক্তি দু’টি সংখ্যার গুণফল। সংখ্যা দু’টি হল : কম্পাঙ্কের ত্রিঘাত ও কম্পাঙ্ক-তাপমাত্রার অনুপাতের অপেক্ষক। তবে প্রাচীন তাপগতিবিদ্যা কিংবা নিউটনীয় বলবিদ্যা এই সমস্যা সম্পূর্ণভাবে সমাধান করা যায়নি। তৎপরিপ্রেক্ষিতে বিংশ শতাব্দীর শুরুতে এ বিষয়ে সমাধানার্থে যাঁরা কাজ করেছিলেন তন্মধ্যে উল্লেখযোগ্য ছিলেন জগদ্বিখ্যাত  বিজ্ঞানী হেনরিক রুবেন, আর্নস্ট প্রিংসাইম, অটো লুথান  ডব্লু ভিন, লর্ড র্যালে এবং কে, এইচ, জিনস প্রমুখ।

আধুনিক বিজ্ঞান-প্রযুক্তির আলোকে মহাবিশ্ব তত্ত্ব (Cosmology)

স্থান ও সময় এবং এদের অন্তর্ভুক্ত সকল বিষয় নিয়েই মহাবিশ্ব ।। পৃথিবী এবং অন্যান্য সমস্ত গ্রহ , সূর্য ও অন্যান্য তারা ও নক্ষত্র জ্যোতির্বলয় স্থান ও এদের অন্তর্বর্তীস্থ গুপ্ত পদার্থ , ল্যামডা-সিডিএম নকশা ও শূণ্যস্থান (মহাকাশ) - যেগুলো এখনও তাত্ত্বিকভাবে অভিজ্ঞাত কিন্তু সরাসরি পর্যবেক্ষিত নয় - এমন সবপদার্থ ও শক্তি মিলে যে জগৎ তাকেই বলা হচ্ছে মহাবিশ্ব ।

পুরো বিশ্বের আকার অজানা হলেও এর উপাদান ও সৃষ্টিধারা নিয়ে বেশ কয়েকটি hypotheses বিদ্যমান । মহাবিশ্বের উৎপত্তি সংক্রান্ত বিষয়কে বলে বিশ্বতত্ত্ব। দৃশ্যমান মহাবিশ্বের সুদূরতম প্রান্তের পর্যবেক্ষণ ও বিভিন্ন তাত্ত্বিক গবেষণায় মনে হয় মহাবিশ্বের প্রতিটি প্রক্রিয়াই তার সৃষ্টি থেকেই একই ধরণের প্রাকৃতিক নিয়ম ও কয়েকটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক দ্বারা নির্ধারিত হয়। বিগ ব্যাং (Big Bang) তত্ত্ব অনুসারে এর আয়তন ক্রমবর্ধমান। সম্প্রতি আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানীদের বিভিন্ন তত্ত্বে আমাদের এই দৃশ্যমান মহাবিশ্বের পাশাপাশি আরো অনেক মহাবিশ্ব থাকার অর্থা ৎঅনন্ত মহাবিশ্ব থাকার সম্ভাবনা অবশ্যম্ভাবী বলে ধারণা করা হচ্ছে। (সূত্রঃ Encyclopedia)     

মহা বিশ্বের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস

প্রাচীন কালে মহাবিশ্বকে ব্যাখ্যা করার জন্য নানাবিধ বিশ্বতত্ত্বের আশ্রয় নেওয়া হত। পুরাতন গ্রিক দার্শনিকরাই প্রথম এই ধরণের তত্ত্বে গাণিতিক মডেলের সাহায্য নেন এবং পৃথিবী কেন্দ্রিক একটি মহাবিশ্বের ধারণা প্রণয়ন করেন। তাঁদের মডেলে পৃথিবীই মহাবিশ্বের কেন্দ্রে অবস্থিত।

উল্লেখ্য, নিউটনের গতি ও মহাকর্ষ সংক্রান্ত গভীর ধারণা পর্যবেক্ষণের সাথে সৌরকেন্দ্রিক জগতের সামঞ্জস্য নির্ধারণ করে। ধীরে ধীরে জ্যোতির্বিদরা আবিষ্কার করেন সূর্যের মতই কোটি কোটি তারা দিয়ে এক একটি গ্যালাক্সি গঠিত। কয়েক শত বছর পূর্বে বিজ্ঞানীদের ধারণা ছিল সমগ্র মহাবিশ্ব মানে শুধুমাত্র আমাদের এই ছায়াপথ গ্যালাক্সিটিই। ১৯২০র দশকে উন্নত দুরবীনের কল্যাণে জ্যোতির্বিদরা আবিষ্কার করলেন ছায়াপথের বাইরে অন্য গ্যালাক্সিদের। [৭][৮]

সেই কোটি কোটি গ্যালাক্সিদের মধ্যে ছায়াপথের মতই কোটি কোটি তারাদের অবস্থান। সেই সমস্ত গ্যালাক্সিদের থেকে আগত আলোর বর্ণালি বিশ্লেষণে বোঝা যায় যে, সেই গ্যালাক্সিগুলি আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। [৯] এর সহজতম ব্যাখ্যা হল গ্যালাক্সিদের মধ্যে স্থানের প্রসারণ হচ্ছে এবং প্রতিটি গ্যালাক্সিই অন্য গ্যালাক্সি থেকে দূরে সরছে। বিজ্ঞানীদের ধারণা হল সুদূর অতীতে সমস্ত গ্যালাক্সিগুলি বা তাদের অন্তর্নিহিত সমস্ত পদার্থই একসাথে খুব ঘন অবস্থায় ছিল এবং কোন এক কালে মহা বিস্ফোরণের ফলে বস্তুসমূহ একে অপর থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। এই বিস্ফোরণের নাম দেওয়া হল বিগ ব্যাং(Big Bang)। 

১৯৬০এর দশকে বিজ্ঞানীরা বিগ ব্যাং-এ সৃষ্ট উষ্ণ বিকিরণের শীতল অবশেষের সন্ধান পেলেন।[১০] এই তরঙ্গ বিগ ব্যাং ঘটনার প্রায় ৪,০০০০০ (চার লক্ষ) বছর পরে, বস্তু ঘনত্বের হ্রাসের পর, মুক্ত হয়েছিল। এই মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ মহাবিশ্বের প্রতিটি জায়গাতেই পাওয়া যায়। এক অর্থে বলা যায় এই তরঙ্গ দৃশ্যমান মহাবিশ্বের শেষ প্রান্ত থেকে আসছে। বিংশ শতাব্দীর শেষে এসে জ্যোতির্বিদরা আবিষ্কার করলেন মহাবিশ্বের প্রসারণ ত্বরাণ্বিত হচ্ছে।[১১]  

বিগ ব্যাং মডেল অনুযায়ী মহাবিশ্বের শুরু হয়েছিল একটা ভীষণ ঘন ও উষ্ণ দশা থেকে। সেই সময় থেকে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ চলেছে। বিজ্ঞানীদের ধারণা, শুরুর খুব অল্প সময়ের মধ্যেই (10-²± সেকেন্ডের মধ্যেই) মহাবিশ্বের অতিস্ফিতী (Inflation) হয়- যা কিনা স্থানের প্রতিটি অংশে প্রায় একই তাপমাত্রা স্থাপন করতে সাহায্য করে।[১২] এই সময়ে সুসম ঘনত্বের মাঝে হ্রাস-বৃদ্ধির ফলে ভবিষ্যত গ্যালাক্সি সৃষ্টির বীজ তৈরি হয়। মহাকর্ষ শক্তির মাধ্যমে বস্তুজগতকে আকর্ষিত করে গ্যালাক্সি সৃষ্টির পেছনে কৃষ্ণ বা অন্ধকার বস্তুর(Dark matter) এর বিশেষ ভূমিকা আছে। অন্যদিকে মহাবিশ্বের বর্তমান প্রসারণের মাত্রার ত্বরণের জন্য কৃষ্ণ বা অন্ধকার শক্তি বলে একটি জিনিসকে দায়ী করা হচ্ছে। বর্তমান মহাবিশ্বের মূল অংশই হচ্ছে কৃষ্ণ শক্তি (Dark Energy) , বাকিটা কৃষ্ণ বস্তু (Dark Matter)। আমরা চোখে বা ডিটেকটরের মাধ্যমে যা দেখি তা মহাবিশ্বের মাত্র ৫ শতাংশেরও কম। 

বর্তমান মহাবিশ্বের উপাদান সমূহ

মহাবিশ্বের আকার বিশাল। বর্তমান বিশ্বতত্ত্বের মডেল অনুযায়ী মহাবিশ্বের বর্তমান বয়স ১৩.৭৫ বিলিয়ন বা ১,৩৭৫ কোটি বছর। এই মহাবিশ্বের দৃশ্যমান অংশের "এই মুহূর্তের" ব্যাস প্রায় ৯৩ বিলিয়ন আলোক বছর। মহাবিশ্বের ব্যাস ১৩.৭৫ x ২ = ২৭.৫০ বিলিয়ন আলোক বছরের চাইতে বেশী। তাছাড়া, পৃথিবীকে কেন্দ্র করে মহাবিশ্বকে যদি একটা গোলক কল্পনা করা হয় তবে তার ব্যাসার্ধ হবে প্রায় ৪৬ বিলিয়ন আলোক বর্ষ। যদিও সেই দূরত্বে অবস্থিত গ্যালাক্সি থেকে এই মুহূর্তে যে বিকিরণ বের হচ্ছে তা আমরা কখনই দেখতে পাব না। জ্যোতির্বিদরা মনে করছেন দৃশ্যমান মহাবিশ্বে প্রায় ১০০ বিলিয়ন গ্যালাক্সি আছে। এই গ্যালাক্সিরা খুব ছোটও হতে পারে, যেমন মাত্র ১০ মিলিয়ন (বা ১ কোটি) তারা সম্বলিত বামন গ্যালাক্সি অথবা খুব বড়ও হতে পারে, যেমনঃ দৈত্যাকার গ্যালাক্সিগুলিতে ১০০০ বিলিয়ন তারা থাকতে পারে (আমাদের গ্যালাক্সি ছায়াপথের ১০ গুণ বেশী)। দৃশ্যমান মহাবিশ্বে আনুমানিক ৩ x ১০+২৩টি তারা থাকতে পারে।[১৩]

বর্তমানের মহাজাগতিক মডেল অনুযায়ী মহাবিশ্বের মূল উপাদান মূলতঃ কৃষ্ণ বা অন্ধকার শক্তি। ধরা হচ্ছে যে এই শক্তি সারা মহাবিশ্বে ছড়িয়ে আছে এবং মহাবিশ্বের প্রসারণের পিছনে মূল ভূমিকা পালন করছে। কৃষ্ণ শক্তির পরিমাণ যেখানে ৭৪% ভাগ ধরা হয়, মোট বস্তুর পরিমাণ সেখানে ২৬%। কৃষ্ণ বস্তুর অস্তিত্ব পরোক্ষভাবে গ্যালাক্সির ঘূর্ণন, গ্যালাক্সিপুঞ্জ, মহাকর্ষীয় লেন্সিং, ইত্যাদি পর্যবেক্ষণ মাধ্যমে নিশ্চিত করা হয়েছে। কৃষ্ণ বস্তু যেহেতু মহাকর্ষ ছাড়া অন্য কোন বলের সংঙ্গে পারতপক্ষে কোন মিথষ্ক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে না, সেই জন্য তাকে সরাসরি পর্যবেক্ষণ করা কঠিন।

মহাবিশ্বের সংঙ্গে আমাদের পরিচয় দৃশ্যমান বস্তুর আঙ্গিকে। পরমাণু ও পরমাণু দ্বারা গঠিত যৌগ পদার্থ দিয়ে এই দৃশ্যমান বিশ্ব গঠিত। পরমাণুর কেন্দ্রে নিউক্লিয়াস প্রোটন ও নিউট্রন দিয়ে গঠিত। প্রোটন ও নিউট্রনকে "ব্যারিয়ন" বলা হয়। ব্যারিয়ন তিনটি কোয়ার্ক কণা দিয়ে গঠিত। অন্যদিকে দুটি কোয়ার্ক কণা দিয়ে গঠিত কণাদের "মেসন" বলা হয়। প্রমিত মডেল বা স্ট্যান্ডার্ড মডেল কোয়ার্ক, লেপটন ও বিভিন্ন বলের মিথষ্ক্রিয়ায় সাহায্যকারী কণাসমূহ (যেমন ফোটন, বোসন ও গ্লুয়ন) দিয়ে তৈরি। বর্তমানের কণা পদার্থবিদ্যাকে ব্যাখ্যা করতে এই মডেল সফল হয়েছে।

মহাবিশ্বের গঠন ও আকার

সূর্য আমাদের নিকটবর্তী নক্ষত্র। সূর্য থেকে আলো আসতে ৮ মিনিট মত সময় লাগে, কাজেই সূর্যের দূরত্ত্ব হচ্ছে আনুমানিক ৮ আলোক মিনিট। আমাদের সৌর জগতের আকার হচ্ছে ১০ আলোক ঘন্টার মত। সূর্যের পরে আমাদের নিকটবর্তী তারা হচ্ছে ৪ আলোক বর্ষ দূরত্বে। নিচের চিত্রে ১৪ আলোক বর্ষের মধ্যে অবস্থিত সমস্ত তারাদের দেখানো হয়েছে।

আমাদের গ্যালাক্সি-ছায়াপথ

 সূর্য থেকে গ্যালাক্সির কেন্দ্রের দূরত্ব প্রায় ৩০,০০০ আলোক বর্ষ। গ্যালাক্সির ব্যাস ১০০,০০০ বা এক লক্ষ আলোক বর্ষ। কেন্দ্রের উল্টোদিকের অংশকে আমরা দেখতে পাই না।

স্থানীয় গ্যালাক্সিপুঞ্জ

 আমাদের ছায়াপথের ৫ মিলিয়ন বা ৫০ লক্ষ আলোকবর্ষের মধ্যে অবস্থিত স্থানীয় গ্যালাক্সিগুলো। এই স্থানীয় গ্যালাক্সি দলের মধ্যে বড় তিনটি সর্পিল গ্যালাক্সি - ছায়াপথ, অ্যান্ড্রোমিডা বা M31 এবং M33 একটি মহাকর্ষীয় ত্রিভুজ তৈরি করেছে। অ্যান্ড্রোমিডা গ্যালাক্সি আমাদের নিকটবর্তী বড় গ্যালাক্সি। এর দূরত্ব হচ্ছে ২.৫ মিলিয়ন বা ২৫ লক্ষ আলোকবর্ষ। স্থানীয় দলের মধ্যে বেশীর ভাগ গ্যালাক্সিই বড় ম্যাজিল্লান মেঘের মত অনিয়মিত গ্যালাক্সি।

স্থানীয় গ্যালাক্সি মহাপুঞ্জ

স্থানীয় গ্যালাক্সি দল থেকে স্থানীয় গ্যালাক্সি মহাপুঞ্জের অন্যান্য দলের দূরত্ত্ব বিদ্যমান। এই মহাপুঞ্জের কেন্দ্র কন্যা গ্যালাক্সি দল হওয়াতে তাকে কন্যা মহাপুঞ্জ বা মহাদল বলা হয়। কন্যা গ্যালাক্সি পুঞ্জ আমাদের থেকে প্রায় ৬৫ মিলিয়ন বা ৬.৫ কোটি আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত। এই ধরণের মহাপুঞ্জগুলো ফিতার আকারের মত। সাবানের বুদবুদ দিয়ে এই ধরণের গ্যালাক্সিপুঞ্জ গঠনের মডেল করা যায়। দুটো বুদবুদের দেওয়াল যেখানে মেশে সেখানেই যেন গ্যালাক্সির ফিতা সৃষ্টি হয়েছে।

আমাদের ৫০০ মিলিয়ন বা ৫০ কোটি আলোকবর্ষের মধ্যে অবস্থিত প্রধান গ্যালাক্সিপুঞ্জ ও গ্যালাক্সি দেওয়াল রয়েছে। কন্যা গ্যালাক্সি মহাপুঞ্জসহ ৫০ মেগাপার্সেকের (৫০ মিলিয়ন পার্সেক বা ১৬৩ মিলিয়ন আলোকবর্ষ)মধ্যে সমস্ত পদার্থ ৬৫ মেগাপার্সেক দূরের গ্যালাক্সি পুঞ্জ Abell 3627এর দিকে ৬০০ কিমি/সেকেন্ডে ছুটে যাচ্ছে। 

মহাবিশ্ব সৃষ্টির রহস্য উদঘাটনে আরো একধাপ

মহাজাগতিক ঘর্ষণ বা বিগ ব্যাং-এর পরে মহাকাশ থেকে মাধ্যাকর্ষণের যে তরঙ্গ প্রবাহিত হয়, প্রথমবারের মতো তা আবিষ্কৃত হয়েছে। এর থেকে মহাবিশ্বের সৃষ্টিতত্ত্ব সম্পর্কে অনেক অজানা রহস্যের সমাধান সম্ভব হবে বলে মনে করছেন বিজ্ঞানীরা। 

 মহাজাগতিক ঘর্ষণ বা বিগ ব্যাং ঠিক কত বছর আগে হয়েছিল, অর্থাৎ মহাবিশ্ব সৃষ্টি ঠিক কত কোটি বছর আগে – এটা নিয়ে আছে নানা জল্পনা-কল্পনা৷ হার্ভার্ড-স্মিথসোনিয়ান সেন্টারের জ্যোতির্পদার্থবিদরা জানান, যে তরঙ্গ প্রবাহের সন্ধান তাঁরা পেয়েছেন, তা একটি মাইল ফলক। ১৪শ' কোটি বছর আগে এই তরঙ্গের উৎপত্তি হয়েছিল বলে জানান তাঁরা৷ এর সাথে 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 কথা সহজেই বলা যায় যে, মহাবিশ্ব ‘চোখের পলক ফেলার সময়ে একশ ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন গুণ বিস্তার লাভ করেছে৷ দক্ষিণ মেরুতে অবস্থানরত বিআইস টেলিস্কোপের সাহায্যে এই আলোক তরঙ্গ নির্ণয় করা সম্ভব হয়েছে৷ধারণা করা হচ্ছে, অন্যান্য বিশেষজ্ঞদের দ্বারা স্বীকৃত হলে এই গবেষণাটি নোবেল পুরস্কারের জন্য পাঠানো হবে৷ সময়ের ব্যবধানের সাথে সাথে তরঙ্গগুলোর পরিবর্তনকে বিগ ব্যাং-এর প্রথম কম্পন বলে বর্ণনা করেছেন বিজ্ঞানীরা।

উল্লেখ্য, আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ অংশ হলো Standard Model (আদর্শ) নামের একটি বিশ্ব সৃষ্টিতত্ত্ব ।

মহাবিস্ফোরণ (Big Bang) ঘটার পূর্বেকার অবস্থাঃ

Computer simulation এর মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা এ সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, সর্ম্পূণ নাই/শুন্য/নিল (Nil)/জিরো(Zero) থেকে মহাবিশ্বের মহাসৃষ্টির সূচনার পূর্বে র্অথাৎ মহাবিস্ফোরণ (Big Bang) ঘটার পূর্বে মহাশক্তিশালী এক প্রকার আলোক শক্তিই বিদ্যমান ছিল-যার বৈজ্ঞানিক নামঃ “মহাসূক্ষ্ণ আলোক বিন্দু” (Highest Energetic Radiation)। এতেই সম্মিলিতভাবে(Combined) নিহিত ছিল আজকের আসমান ও যমিন বা পৃথিবী। বিজ্ঞানীদের ধারণা, প্রায় ১৫০০ কোটি থেকে ২০০০ কোটি বৎসর পূর্বে উক্ত “মহাসূক্ষ্ণ” বিন্দুটি 10º³e.s.aপর্যায়ে স্থিতি লাভ করেছিল। ১৯৬৫ সালে পশ্চাৎপদ বিকিরণ (Back Ground Radiation)আবিস্কারের ফলে বিজ্ঞান এ সত্য মানব জাতিকে অবগত করাতে সক্ষম হয় যে, শুণ্য থেকে সৃষ্ট উক্ত Highest Energetic Radiation নামক মহাআলোক গোলকটি মহাবিস্ফোরণ (Big Bang)এর পূর্বে (১) আলো (২) শক্তি ও (৩) তাপ-এই ত্রিমাত্রিক অবস্থায় বিরাজমান ছিল । এই সময় তাপমাত্রার পরিমাণ ছিল 10³²ডিগ্রি কেলভিন অর্থাৎ ১০,০০০ কোটি, কোটি, কোটি, কোটি ডিগ্রি কেলভিন।

মহাবিস্ফোরণ (big bang)ঘটার পরবর্তী মুহুর্তের অবস্থাঃ

বৈজ্ঞানিক ভাষ্যমতে Highest Energetic Radiation-এ মহাবিস্ফোরণ (big bang) ঘটার পর মুহুর্তে তাপমাত্রা 10³ºkথেকে দ্রুত 10²8-এ নেমে আসে তখন (highest energetic photon)কণিকারা নিজেদের মধ্যে সংঘর্ষ ঘটিয়ে পদার্থ কণিকা হিসেবে প্রথম বারের মত ‘কোয়ার্ক’ এবং এন্টি কোয়ার্ক এর জন্ম দেয়। অতঃপর তাপমাত্রা যখন আরো নিচে নেমে 10¹³kকেলভিনে দাঁড়ায় তখন কোয়ার্ক এবং এন্টি কোয়ার্কের মধ্যে সংঘর্ষ ঘটে। এতে উভয় এর ব্যাপক ধ্বংস সাধন ঘটে এবং অবশিষ্ট থেকে যায় কিছু কোয়ার্ক। এরপর যখন তাপমাত্রা আরো কমে গিয়ে 10¹ºkকেলভিন-এ দাঁড়ায় তখন ৩টি কোয়ার্ক (১টি আপ কোয়ার্ক এবং ২টি ডাউন কোয়ার্ক মিলিত হয়ে প্রোটন কণিকা (Proton Particle)এবং ৩টি কোয়ার্ক (২টি আপ কোয়ার্ক এবং ১টি ডাউন কোয়ার্ক) মিলিত হয়ে নিউট্রন কণিকা (Neutron Particle) সৃষ্টি হতে থাকে। তারপর তাপমাত্রা যখন 10000000000 কেলভিন-এ নেমে আসে তখন পরিবেশ আরো অনুকুলে আসায় সৃষ্ট প্রোটন কণিকা ও নিউট্রন কণিকা পরষ্পর মিলিত হয়ে প্রথমবারের মত মহাবিশ্বে এটমিক নিউক্লি গঠিত হতে থাকে। এরপর তাপমাত্রা আরও কমে গিয়ে 1000000000 কেলভিন তখন এটমিক নিউক্লি মহাবিশ্বে বিক্ষিপ্ত ভাবে ছুটে চলা ইলেকট্রনিক কণিকাকে (Electronic Particle) চর্তুদিকের কক্ষপথে ধারণ করে। ফলে প্রথমবারের মত অণু'র (atoms)সৃষ্টি হয়। আরও পরে যখন তাপমাত্রা ৩,০০০ কেলভিনে উপনীত হয় তখন মহাবিশ্বের মূল সংগঠন গ্যালাক্সি (Galaxy) সৃষ্টি হতে থাকে। পরবর্তীতে এর ভেতর নক্ষত্র, গ্রহ, উপগ্রহ ইত্যাদি সৃষ্টি হতে থাকে। অতঃপর তাপমাত্রা যখন আরো নিম্নগামী হয়ে মাত্র ৩ কেলভিনে নেমে আসে তখন সার্বিক পরিবেশ অনুকূলে থাকায় পৃথিবীতে গাছ-পালা, জীব-জন্তু ও প্রাণের ব্যাপক সমাবেশ সমাগম ঘটতে থাকে-এই হচ্ছে ২০১২ সালের ৪ঠা জুলাইয়ের পূর্ব পর্যন্ত সময়ের আধুনিক বৈজ্ঞানিক 

সৃষ্টিতত্ত্বের ইতিকথা

আধুনিক বৈজ্ঞানিক সৃষ্টিতত্ত্বের ইতিকথাঃ

গ্রীক দার্শনিক ডেমোক্রিটাস ঈসাব্দপূর্ব ৪০০ অব্দে সর্বপ্রথম পদার্থের ক্ষুদ্রতম ‘কণা’ (atom)নিয়ে মতবাদ পোষণ করেন। ‘অ্যাটোমাস’ (atomas)শব্দ থেকে এটম (atom) শব্দটির বুৎপত্তি যার অর্থ অবিভাজ্য। অ্যারিষ্টটলের মতে, পদার্থসমূহ নিরবচ্ছিন্ন (continuous)একে যতই ভাঙ্গা হোক না কেন, পদার্থের কণাগুলো ক্ষুদ্র হতে ক্ষুদ্রতর হতে থাকবে। বিজ্ঞানী রাদার ফোর্ড তার পরীক্ষালব্ধ ফলাফল থেকে বলেন যে, পরমাণু হলো ধনাত্মক আধান ও ভর একটি ক্ষুদ্র জায়গায় আবদ্ধ’। তিনি এর নাম দেন ‘নিউক্লিয়াস’। প্রোটন ও ইলেকট্রন নিয়ে গঠিত হয় পরমাণু কেন্দ্র-এই কেন্দ্রকে বলা হয় নিউক্লিয়ার্স। নিউক্লিয়ার্স এর চার পাশে ঘুরতে থাকে পরমাণুর ইলেকট্রন।

সৃষ্টি তত্ত্ব বিষয়ক STANDARD MODEL

পদার্থ বিদ্যার যে তত্ত্বটির সাহায্যে কোন বস্তুর ভরের ব্যাখ্যা দাঁড় করানো হয় তাকে “ষ্ট্যান্ডার্ড মডেল” (Standard Model)বলা হয়। এই ষ্ট্যান্ডার্ড মডেলটি অস্তিত্বশীল হতে হলে প্রয়োজন পড়ে এমন এক অতি পারমাণবিক কণা- যার বৈজ্ঞানিক নাম “হিগস-বোসন কণা” বা God’s particle। পদার্থ বিদ্যার এই ষ্ট্যান্ডার্ড মডেল অনুসারে, মহাবিশ্বের প্রতিটি বস্তুর ভর সৃষ্টির প্রাথমিক ভিত্তি হচ্ছে একটি “অদৃশ্য কণা”। বস্তুর ভরের মধ্যে ভিন্নতার কারণও এই অদৃশ্য কণাটিই। পদার্থের ভর কিভাবে তৈরি হয় তা জানতে ১৯৬৪ সাল থেকে শুরু হয় গবেষণা। ২০০১ সালে এসে গবেষকরা যুক্তরাষ্ট্রের ফার্মিল্যাবের "টেভাট্টন" নামক যন্ত্ররে মাধ্যমে ওই কণার খোঁজ করতে শুরু করেন। এ কণার খোঁজে ২০০৮ সালে প্রতিযোগিতায় নামেন CERNএর খ্যাতনামা গবেষকরা। ২০১১ সালে CERNএর বিজ্ঞানীরা এ কণার প্রাথমিক অস্তিত্ব টের পান।

বস্তু/পদার্থ এলো কি করে?

বৈজ্ঞানিক গবেষণামতে, মহাবিস্ফোরণ বা বিগ ব্যাং পরবর্তী সদ্য সৃষ্ট মহাবিশ্ব যখন একটু শীতল হলো, তখন সেখানে সৃষ্টি হয় অদৃশ্য এক ধরণের বল -যাকে বলা হয় হিগস ফিল্ড (Higgs Field)|হিগস ফিল্ডে তৈরী হয় অসংখ্য ক্ষুদে কণা। এই হিগস ফিল্ড দিয়ে ছুটে যাওয়া সব কণা হিগস-বোসনের সংস্পর্শে এসে ভরপ্রাপ্ত হয়। ভরপ্রাপ্ত এই কণা-কে বলা হয় বস্তু বা পদার্থ (Matter)।

হিগস বোসন কণা কী ?

A subatomic particle called the Higgs Boson Particle or “God’s particle”.অর্থঃ অতি পারমানবিক কণাকে হিগস-বোসন কণা বলা হয়।

বিগ ব্যাং বা মহাবিষ্ফোরণ পরবর্তী অবস্থায় কি কি সৃষ্টি হতে পারে তা আলবার্ট আইনেস্টাইন দিব্যি উপলদ্ধি করতেন। এ উপলদ্ধিতেই নিহিত ছিল আজকের সাড়া জাগানো “হিগস বোসন” নামক আবিস্কৃত অতিপারমানবিক কণাটি।

যে প্রক্রিয়ায় হিগস-বোসন কণার অস্তিত্ব প্রমাণিত হলো

‘কণা’ (PARTICLE) সম্পর্কিত গাণিতিক মডেলের (Mathematical Model) সূত্রমতে, উচ্চ গতিতে প্রোটনের সঙ্গে প্রোটনের আন্তঃসংঘর্ষ ঘটানো হলে বেশ কিছু মৌলিক কণা উৎপন্ন হয়। সেমতে, CERNএর লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার যন্ত্রে উচ্চ গতিতে প্রোটনের সঙ্গে প্রোটনের আন্তঃসংঘর্ষ ঘটিয়ে বেশ কিছু মৌলিক কণা উৎপাদন করা হয়। উৎপাদিত এই মৌলিক কণা-কে বলা হয় “হিগস্-বোসন” কণা।

হিগস-বোসন কণা'র অস্তিত্ব প্রমাণে CERNএর বিপুল আয়োজন!

পদার্থবিদরা বিশ্বাস করেন যে, রহস্যময় হিগস-বোসনের সঙ্গে সংঘর্ষে বিভিন্ন মাত্রার ভরের (Mass) জন্ম হয়। পদার্থ বিজ্ঞানের এ সংক্রান্ত বেশ কিছু প্রশ্নকে সামনে রেখে ১৯৭১ সাল থেকে কণাত্বরণ যন্ত্র লার্জ হ্যাড্রন কলাইডারে এ বিষয়ে বাস্তব প্রমাণের উদ্যোগ নেয়া হয় । তবে ২০০৮ সাল থেকে এই কলাইডারের কার্যক্রম আনুষ্ঠানিকভাবে শুরু হয়।বিপুল শক্তিসম্পন্ন অতি পারমাণবিক কণার জন্ম-তত্ত্ব আবিস্কার করতে CERNআয়োজন করেছিল বিশাল আকারের মহাপরিকল্পনা। এই পরীক্ষা মানব ইতিহাসে শুধু গুরুত্বপূর্ণই নয়; দীর্ঘ সময়সাপেক্ষ এবং ব্যয় বহুলও বটে। অতি পারমাণবিক কণার জন্ম-তত্ত্ব গবেষণার প্রাক্কলিত ব্যয় ছিল তৎকালীন প্রায় ৫০০ কোটি পাউন্ড এবং তাতে উপস্থাপিত হয়েছে অন্ততঃ ৬০,০০০ (ষাট হাজার) অত্যাধুনিক কম্পিউটার ।

হিগস-বোসন কণার নির্ভুল অস্তিত্বপ্রমাণে CERN এর সর্বোচ্চ সর্তকতা

বস্তু-পদার্থজাত বিশ্ব সৃষ্টির নির্ভুল ও অভিন্ন রহস্য বা উৎসমূল আবিস্কারের মহৎ লক্ষ্যে আজিকার বিশ্বের খ্যাতনামা সর্ববৃহৎ বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি গবেষণা কেন্দ্রে CERNকর্তৃক বিশ্বের খ্যাতনামা বিজ্ঞানীদের-কে যথাক্রমে (১) Atoroidallhc apparatus (atlas) এবং (২) Compact muon solenoid (cms) নামক দু'টি দলে বিভক্ত করা হয়। সর্ম্পূণ পৃথক ব্যবস্থাপনা ও পরিচালনায় একদল-কে জেনেভা এবং অপর দল-কে লন্ডনে নিয়োজিত করা হয়েছিল-যাতে উভয় দল একে অপরের কার্যক্রম সর্ম্পকে বিন্দুমাত্র অবহতি না হতে পারে। উদ্দেশ্য: নির্ভুলভাবে অভিন্ন ফলাফল লাভ। অবশেষে উভয় দল বিশাল দূরত্বে (জেনেভা হতে লন্ডন) অবস্থান করে কোন প্রকার পূর্ব যোগাযোগ ব্যতিরেকেই হিগস-বোসন অতিপারমানবিক কণা প্রাপ্তির বিষয়ে একই সঙ্গে একই ফলাফলে উপনীত হয়। যার ফলে CERNকর্তৃপক্ষ ২০১২ সালের ৪ঠা জুলাই, বুধবার এক জনাকীর্ণ সংবাদ সম্মলেনে বিশ্ববাসীকে এ মর্মে বিজ্ঞাপিত করে যে, স্ট্যান্ডার্ড মডেলের স্বীকৃত ১২তম “হিগস-বোসন নামক বহুল প্রত্যাশিত মৌলিক কণারটির সন্ধান পাওয়া গেছে।

নতুন বিশ্বায়নের পথে সার্ণে?

এবার সুপারসিমেট্রিক কণা!

ইউরোপীয় পারমানবিক গবেষণা সংস্থা (সার্ণে) গত ফেব্রুয়ারী-২০১৫ মাসে হিগস-বোসন কণার চাইতেও আলোড়ন সৃষ্টিকারী ‘সুপার সিমেট্রিক’ নামক নতুন কণার অস্তিত্ব খুঁজে পাওয়ার সম্ভাবনার কথা ঘোষণা করে। মার্চ/২০১৫ মাসে একটি আপ-গ্রেডের পর এর মূল যন্ত্র লার্জ হাড্রন কোলাইডার (এলএইচসি) আগের তুলনায় অধিক শক্তি নিয়ে ‘সুপার সিমেট্রিক’ এর ব্যাপারে পূর্ণোদমে কাজ শুরু করার কথা। আশা করা হচ্ছে, সুপার সিমেট্রিক কণা সত্যিকারভাবে সনাক্ত করা গেলে বিজ্ঞানীরা সরাসরি ডার্ক ম্যাটার সম্পর্কে ধারণা নিয়ে মহাবিশ্বের অজানা রহস্যগুলিরসমাধানে গবেষকরা অনেক দূর এগিয়ে যেতে সক্ষম হবেন। এ প্রসঙ্গেAmerican Association for the Advancement of Science, University of California-Barkley এর এক গবেষক জানান, গত শতাব্দীর শুরুতে এন্টিম্যাটার খুঁজে পাওয়ার মতো তারা নতুন এক দুনিয়া পেতে যাচ্ছেন। আর তা পেতে পারে হিগস-বোসন কণার চাইতেও চাঞ্চল্য সৃষ্টিকারী সুপার সিমেট্রিক ম্যাটার আবিস্কারের মধ্য দিয়ে।

সার্ণের সায়েন্স ল্যাবরেটরীতে ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন কম্পন উদগীরণ!

"ত্বরণ যন্ত্রে ছিল একটা বৃত্তাকার পথ, সেই পথে কণাদের বার বার ঘুরিয়ে এদের গতি বাড়ানো হয় প্রতিটি বাঁকে বাঁকে। এ জন্য তৈরি করা হয় উচ্চ শক্তির চৌম্বক বল ক্ষেত্র। সেই চুম্বক ক্ষেত্রের ভেতরে একটা অআয়ন উৎস রাখা হয়। যেটা এমনভাবে যেন উৎস থেকে নির্গত কণারা চৌম্বক ক্ষেত্রের বল রেখায় লম্ভভাবে ছোটে। কিন্ত্ত চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে সে অআর সোজা পথে চলতে পারবেনা। তার চলার পথ হবে বৃত্তাকার। এরপর পড়বে এসি কারেন্টের পাল্লায়। বৃত্তাকার পথে এই কারেন্টের বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের ভেতর চলতে গিয়ে মুর্হমুহূ পড়তে হবে বিদ্যুৎ কম্পাংকের পাল্লায়। কম্পন পথের ব্যস প্রতিবার অতিক্রমন করার সময় বাড়বে কণাদের বেগ। প্রতি সেকেন্ডে ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন কম্পন। কণার বেগও তাই হুহু করে বাড়বে। লাভ করবে প্রবল গতিশক্তি। সেই পরাক্রমশালী কণা দিয়ে পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে অআঘাত করলে কী ঘটবে তা সহজে অনুমেয়। ভেঙ্গে চুরমার হবে, নিউক্লিয়ার মুক্ত হবে বিপুল পরিমাণ শক্তি" (বিচি, জুন, ২০১৯)।

CERN এর যে ভুল আবিস্কারটি মহাবিশ্বে নতুন বিজ্ঞানের দরজা খুলে দিয়েছিল!

বিশ্বের সর্ববৃহৎ পারমাণবিক গবেষণা কেন্দ্র CERN (সেন্টার অব ইউরোপিয়ান রিসার্চ ফর নিউক্লিয়াস) বিগত ২০১১ সালের সেপ্টেম্বর মাসে এক বৈজ্ঞানিক ঘোষণায় বিশ্ববাসীকে জানায় যে, সার্ণে কর্তৃক আবিস্কৃত নিউট্রিনোর গতি হলো আলোর গতির ১.০০০০২৫ গুণ অর্থাৎ অন্ততঃ ৬০ ন্যানো সেকেন্ড বেশী। বস্ত্তত: জ্ঞান বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে বিশ্বকে রাতারাতি বৈপ্লবিকভাবে বদলিয়ে দিয়ে নতুন বিজ্ঞানের সৃচনার জন্য এই ঘোষণাটি যথেষ্ট ছিল। কারণ, বিশ্বের সৃষ্টিতত্ত্বের যে স্ট্যান্ডার্ড মডেল তার ভিত্তিমূল হচ্ছে জার্মান বিজ্ঞানী অআলবার্ট অআইনস্টাইনের জগদিখ্যাত তত্ত্ব বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব যার আমূল পরিবর্তনের জন্য নিউট্রিনোর গতি হলো আলোর গতির ১.০০০০২৫ গুণ অর্থাৎ অন্ততঃ ৬০ ন্যানো সেকেন্ড বেশী হওয়ায় যথেষ্ট ছিল। কিন্ত্ত পরবর্তী এক পরীক্ষায় এই আবিস্কার ভুল প্রমাণিত হয়।

নিউট্রিনো কি?

(بالإنجليزية: (Neutrino): “নিউট্রিনো”(Neutrino)হচ্ছে বৈদ্যুতিক চার্জবিহীন দূর্বল ও সক্রিয় এক প্রকার অতি ক্ষুদ্র পারমানবিক কণা। ধারণা করা হয়, এই ক্ষুদ্র কণা ‘অশুন্য’ (Non-Zero) ভরের কণা। ২০১১ সালের সেপ্টেম্বর মাসে সার্ণের গবেষকরা এই নিউট্রিনো আবিস্কারের ঘোষণা করেন। বিজ্ঞানীদের দাবীঃ আবিস্কৃত নিউট্রিনো বর্তমান প্রচলিত সাধারণ আলোক কণা থেকে দ্রুত বেগ সম্পন্ন। উল্লেখ্য, বিজ্ঞানী পাউলি উপলদ্ধি করেন যে, ভরবেগ, শক্তি, কৌণিক ভরবেগ ইত্যাদি নিত্যতা বজায় রাখার জন্য ইলেকট্রনের সাথে আরেকটি খুবই হালকা, আধানহীন এবং প্রায় অদৃশ্য কণার উপস্থিতি প্রয়োজন। প্রয়োজনীয় এই কণাটিরই নাম দেয়া হয় “নিউট্রিনো”। আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ অংশ হলো Standard Model (আদর্শ) নামের একটি বিশ্ব সৃষ্টিতত্ত্ব ।

 এই মডেল অনুসারে মৌলিক কণাগুলো প্রধানতঃ তিন প্রকার যথাঃ কোয়ার্ক, বোসন ও লেপটন। এর মধ্যে লেপটন দুই প্রকার যথাঃ ইলেকট্রন ও নিউট্রিনো। নিউট্রিনোর ধারণা প্রথম বিজ্ঞানীরা জানতে পারেন পরমাণুর বেটা ক্ষয়ের বিশ্নেষণ করতে গিয়ে। নিউট্রিনো ও ইলেকট্রন প্রকৃতিতে দুই ভাইয়ের মত। তিন ধরণের ইলেকট্রনের মধ্যে রয়েছে (১) ইলেকট্রন ইলেকট্রন (অথবা শুধুই ইলেকট্রন) (২) মিউ ইলেকট্রন (মিউয়ন) এবং (৩) টাউ ইলেকট্রন (টাউয়ন) এবং এর প্রতিটি ইলেকট্রনের সাথে আছে একটি করে নিউট্রিনো যথাঃ (১) ইলেকট্রন নিউট্রিনো, (২) মিউ নিউট্রিনো।

নিউট্রিনো আবিস্কারের ইতিকথা

‘প্রজেক্ট অপেরা’ নামের এক বৈজ্ঞানিক প্রকল্পের অধীনে ইউরোপীয় পারমাণবিক গবেষণা কেন্দ্র সাড়া জাগানো নিউট্রিনো আবিস্কারের পদক্ষেপ গ্রহণ করে। নিউট্রিনো আবিস্কারের ক্ষেত্রে গৃহীত এক পরীক্ষার প্রথম ধাপে সুইজারল্যান্ডের সিনক্রোটোন নামের একটি ভূগর্ভ যন্ত্রে প্রোটন কণা তৈরী করে তা গ্রাফাইটের ওপর নিক্ষেপ করা হয়। এতে প্রোটন কণাগুলি ভেঙে কিছু জটিল কণা তৈরী হয়, যেগুলি অল্প সময়ের মধ্যেই ক্ষয় হয়ে মিউয়ন এবং মিউ নিউট্রিনো তৈরী করে। এ কণাগুলিকে তখন লোহার ওপর নিক্ষেপ করা হয়। এতে মিউয়ন নিউট্রিনো বাদে অন্য সব কণা প্রতিফলিত বা শোষিত হয়। মিউয়ন নিউট্রিনোগুলি পৃথিবীর মাটি-পাথর ভেদ করে চলে প্রায় ৭৫০কিলোমিটার দূরে ইতালিতে পৌঁছায়। এই নিউট্রিনো লোহাও ভেদ করে অনায়াসে এপার থেকে ওপারে ছুটে যেতে পারে আলোর গতির চাইতেও বেশী গতিতে। মজার ব্যাপার হলো যে, ভরবিহীন অর্থাৎ অশুন্য ভরের (Mass-less) অধিকারী আলোর কণাই সাধারণতঃ ভরপূর্ণ পারমানবিক কণার চাইতে দ্রুতগামী হয়ে থাকে। কিন্তু অশুন্য ভরের অধিকারী অর্থাৎ ভরযুক্ত নিউট্রিনো যার গতিবেগ নাকি শুন্য ভরের আলোকেও ছাড়িয়ে গেছে। এখানেই বৈজ্ঞানিক জগতের চরম ও পরম বিস্ময়। অপেরা পরীক্ষণের ফলাফলে দেখা যাচ্ছে যে, নিউট্রিনোর গতি হলো আলোর গতির ১.০০০০২৫ গুণ অর্থাৎ অন্ততঃ ৬০ ন্যানো সেকেন্ড বেশী।

আইনস্টাইনের আলোক তত্ত্ব বনাম নিউট্রিনোঃ

আজ থেকে শতাধিক বছর আগে প্রখ্যাত জার্মান পর্দাথ বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইন তাঁর আবিস্কৃত বিখ্যাত সমীকরণ E=MC²(Theory of Special Relativity বা ‘বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্ব’) এর আলোকে ঘোষণা করেছিলেন যে, “আলোর চেয়ে দ্রুতগতির আর কিছু নেই”। পক্ষান্তরে Center for European Research of Nuclear (CERN) এর বিজ্ঞানীরা ২০১১ সালের সেপ্টেম্বর মাসে বিশ্ববাসীর উদ্দেশ্যে আনুষ্ঠানকিভাবে এ মর্মে ঘোষণা করে যে, “আলোর গতির চেয়ে ‘নিউট্রিনো’র গতি অন্ততঃ ২৫ ন্যানো সেকেন্ড(কোনো কোনো বর্ণনায় ৬০ ন্যানো সেকেন্ড) বেশি”!

সার্ণের প্রথম সৃষ্টিতাত্ত্বিক গবেষণার সফল আবিস্কার নিউট্রিনোঃ

১৯০৫ সাল। জার্মানীর জগদ্বিখ্যাত বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইন তাঁর ঐতিহাসিক ও সবচেয়ে উচ্চমানের যে তত্ত্ব (theory)বৈজ্ঞানিক জগতে উত্থাপন করে রীতিমত বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিগত বিপ্লব সাধন করেছিলেন সে তত্ত্বটিকে বলা হয় theory of special relativity বা বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্ব। এই তত্ত্বে মূল কথা “আলোর চেয়ে দ্রুতগতির কোন কিছু এ জগতে নেই”। এ তত্ত্বের ওপর ভিত্তি করেই দাঁড়িয়ে আছে পদার্থ বিজ্ঞানের অন্য সব তত্ত্ব। তাই আইনস্টাইনের special relativity তত্ত্বে কোন প্রকার বিপদ বিপর্যয় ঘটলে তাতে বৈশ্বিক গুরুত্বর্পূর্ণ যতসব বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব-সূত্রাবলী ধসে পড়তে পারে-এ আশংকার মধ্যেই সুইজারল্যান্ডের জেনেভা শহরের কাছে ফ্রান্সের সীমান্তবর্তী অঞ্চলে অবস্থিত বিশ্বের সর্ববৃহৎ বিজ্ঞান গবেষণা কেন্দ্র CERNকর্তৃক সেপ্টেম্বর ২০১১ সালে ঘোষণা করা হয় “আলোর চেয়েও দ্রুতগতিতে চলে "নিউট্রিনো"।

 সার্ণের বিজ্ঞানীরা তিন বছর গবেষণার পর এই তথ্য প্রকাশ করে। ফলে সার্ণের বিজ্ঞানীদের এ তথ্য হুমকির মধ্যে ফেলে দেয় বিশ্বখ্যাত সমীকরণ E=MC²আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্ব। (Theory of Special Relativity) নামক বিশ্বের সবচেয়ে বিখ্যাত-এই  তত্ত্ব-কে। নিউট্রিনো তত্ত্ব এর মূল কথা মহাশূণ্যে আলোর চেয়েও নিউট্রিনো চলে দ্রুত গতিতে। 

নিউট্রিনো পরীক্ষার নির্ভুলতাঃ

পরীক্ষার নির্ভুলতাঃ নিউট্রিনো প্রচলিত আলোর গতিতে (প্রতি সেকেন্ডে ১ লক্ষ ৮৬ হাজার মাইল বেগে) ছুটে চলে।সুইজারল্যান্ড হতে ইতালিতে আসতে যে সময় লাগত পরীক্ষান্তে দেখা গেছে যে, বর্তমান প্রচলিত আলোর গতির চাইতে অন্ততঃ ৬০ ন্যানো সেকেন্ড (১ ন্যানো সেকেন্ড=১ সেকেন্ডের ১০০ কোটি ভাগের এক ভাগ) আগে ইতালিতে নিউট্রিনো পৌঁছে গেছে। উল্লেখ্য, যেকোন বৈজ্ঞানিক পরীক্ষার ফলাফল পাওয়ার পর বিজ্ঞানীদের প্রথম কাজই হলো, পরীক্ষাটির ভুল-ত্রুটি দূর করা। এ ধরণের ভুল-ত্রুটি দূর করার জন্য বিজ্ঞানীরা যা করে থাকেন তা হচ্ছে একই পরীক্ষা বার বার করা। বিভিন্ন কারণে পরীক্ষার ফলাফল অভিন্ন নাও আসতে পারে। তখন একাধিক পরীক্ষার গড় ফলাফল হিসাব করা হয়। সেই সাথে ভুলের আশংকাও হিসাব করা হয়। আলোচ্য অপেরা পরীক্ষায় নিউট্রিনোর গতি পরিমাপ করা হয়েছে কয়েক বছর ব্যাপী অন্ততঃ প্রায় ১৬,০০০ (ষোল হাজার) বার। তারপরও গড় যে ফলাফল পাওয়া গেছে, নিউট্রিনোর গতি আলোর গতির চেয়ে বেশী প্রমাণিত হওয়ায় সার্ণের পরীক্ষকরা তাই সব তথ্য ইন্টারনেটে উন্মুক্ত করে দেন বিশ্ববাসীকে জানান দেয়ার জন্য। 

নিউট্রিনো আবিস্কারের বৈজ্ঞানিক পার্শ্বপ্রতিক্রিয়াঃ

আবিস্কৃত "নিউট্রিনো" একেতো ভরযুক্ত অতিপারমানবিক কণা পদার্থ, তার উপর আলবার্ট আইনস্টাইনেরবিশ্বখ্যাত সমীকরণ E=MC²নামকবিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্ব (theory of special relativity)-কে চ্যালেন্জ্ঞ করে অন্ততঃ ৬০ ন্যানো সেকেন্ড অতিক্রম!

গবেষণা যাচাইয়ের দাবীঃ 

বিজ্ঞানীরা যখন শুরুতে নিউট্রিনোর এই ক্ষমতা সম্পর্কে অবগত হন তখন তারা বিশ্বাসই করতে পারেন নি যে, রীতিমত প্রশ্নের সম্মুখীন হতে যাচ্ছে আইনস্টাইনেরবিশ্বখ্যাত সমীকরণ ৷ তাই ভুল প্রমাণিত করার জন্য সার্ণের বৈজ্ঞানিকতা সম্ভাব্য সব ধরণের সতর্কতা অবলম্বন করে বারবার একই পরীক্ষা করতে থাকেন এবং একই ফলাফল পান৷

কিন্তু যেহেতু প্রাপ্ত এই তথ্য পদার্থবিজ্ঞানীদের সবচেয়ে প্রতিষ্ঠিত ও জনপ্রিয় তত্ত্বকে প্রশ্নবিদ্ধ করছে তাই বিষয়টা নিয়ে যেন বিশ্বের অন্যান্য বিজ্ঞানীরা আরও গবেষণা করেন সেজন্য সার্নের বিজ্ঞানীরা সম্প্রতি এক সেমিনারে তাদের গবেষণার ফলাফল প্রকাশ করেছেন৷ আর বিশ্বের যে কোনো স্থান থেকে যেন বিজ্ঞানীরা সহজেই গবেষণাটি দেখতে পারেন সেজন্য একটি ওয়েবসাইটেও প্রতিবেদনটি রাখা হয়েছে ৷

সেমিনারে প্রতিবেদন উপস্থাপন করতে গিয়ে সার্নের বিজ্ঞানী দারিও, তাদের গবেষণা প্রতিবেদনটি যাচাই বাছাই করে দেখতে মার্কিন ও জাপানি বিজ্ঞানীদের প্রতি আহ্বান জানিয়েছেন৷

উল্লেখ্য, অ্যামেরিকার ‘ফার্মিল্যাব' ও জাপানের ‘টিটুকে' নামের দুটি গবেষণা কেন্দ্র একই বিষয় নিয়ে কাজ করছে৷ ফার্মিল্যাবের এক বিজ্ঞানী অধ্যাপক জেনি থোমাস বলছেন সার্নের বিজ্ঞানীদের তথ্য যদি আসলেই সত্য প্রমাণিত হয় তাহলে পদার্থবিজ্ঞানে তার প্রভাব হবে অনেক বড়৷

অন্যান্য বিজ্ঞানীদের মত

পদার্থবিজ্ঞানীদের মধ্যে যিনি সবচেয়ে পরিচিত-বিগ ব্যাং তত্ত্বের স্থপতি সেই স্টিফেন হকিং বলছেন সার্নের গবেষণার ফলাফল নিয়ে মন্তব্য করার সময় এখনো আসেনি৷ তিনি বলেন এর জন্য আরও পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রয়োজন৷

কসমোলজিস্ট ও অ্যাস্ট্রোফিজিসিষ্ট মার্টিন রিস বলেছেন, অতি আশ্চর্যের কোনো দাবির সত্যতা নিশ্চিত করতে প্রয়োজন সেরকমই কোনো প্রমাণ৷ সার্নের বিজ্ঞানীরা যেটা বলছেন সেটা সেরকমই একটা অতি আশ্চর্যের দাবি বলে মন্তব্য করেন ঐ ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী৷

এই সূত্রে আমরা নিউট্রিনো আবিস্কার সম্পর্কে খুটিনাটি জেনেছি সার্ণে কর্তৃক প্রচারিত তথ্য থেকে। তবে আবিস্কারটি আধুনিক বিজ্ঞানীদের জন্য তাত্ত্বিক সমস্যার উদ্ভব ঘটেছে। এ প্রসঙ্গে ব্রিটিশ বিজ্ঞানী ম্যানচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ের কণা-পদার্থবিদ্যা বিভাগের অধ্যাপক জেফ ফোরশাও বলছেন, সার্নের গবেষণার ফলাফল যদি সত্যি হয় তার মানে হলো আজকের সুপ্রতিষ্ঠিত সব পদার্থবিজ্ঞানের সূত্রাবলী পাঠিয়ে দেয়া যাবে অতীতে৷ অর্থাৎ তিনি বলতে চাইছেনঃ আমরা কল্পবিজ্ঞানে হরহামেশাই যে ‘টাইম ট্রাভেল'এর কথা পড়ি সেটা সত্যি হবে৷ তবে সঙ্গে সঙ্গে তিনি এও স্মরণ করিয়ে দিয়েছেন, তার মানে এই নয় যে, আমরা খুব তাড়াতাড়িই টাইম মেশিন বানাতে যাচ্ছি!

উল্লেখ্য, এতকাল বৈজ্ঞানিক রেওয়াজ বা নিয়ম নীতি ছিলঃ আবিস্কৃত বিষয়ের সুক্ষ্ণাতি সুক্ষ্ণ সত্য-সত্যতা যাচাই করা যা নিউট্রিনোর বেলায় ব্যতিক্রম ঘটে তার সুক্ষ্ণাতি সুক্ষ্ণ অসত্যতা প্রতিপন্ন করার সার্ণে কর্তৃক উদ্যোগ গ্রহণ স্মরণকালের বিজ্ঞান জগতের অভূতপূর্ব ঘটনা। 

যাহোক, সার্ণে কর্তৃক নিউট্রিনো এর পুনরায় গবেষণার সর্বশেষ ফলাফলে জানা গেছেঃ যান্ত্রিক তারের বিচ্ছিন্নতার কারণে আলোর চাইতে নিউট্রিনো-কে বেশী গতি সম্পন্ন দেখা গেছে। 

এবার নতুন বিজ্ঞান জগত প্রতিষ্ঠায় স্ট্রিং থিওরীর অগ্রযাত্রা 

স্ট্রিং থিওরির জন্মকথা

 স্ট্রিং থিওরির প্রাথমিক নাম ছিল বোসনিক স্ট্রিং থিওরি। এটি শুধুমাত্র বোসন কনিকাদের নিয়েই গঠন করা হয়েছিল। স্ট্রিং থিওরির এই মডেলটি ছিল খুব নিম্ন শক্তির “কোয়ান্টাম গ্রভিটির” থিওরি।এটি ফোটনের মত কেবল “গেজ বোসন” কনিকার আচরণ ব্যাখ্যা করত। তবে এই মডেলের কিছু সমিকরনের ফলাফল ছিল ভয়াবহ। যে, এই তত্ত্বের গঠন অনুসারে স্থান-কাল ক্রমে ক্ষয়ে যেতে থাকবে এবং এক সময় নিজের উপর দুমরে মুচরে পড়বে। উল্লেখ্য যে, 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 ফার্মীওন দুই ধরনের কনিকাদের আচরণই ব্যাখ্যা করা যায়। এতে সুপারসিমেট্রি ও অতিরিক্ত মাত্রার ধারনা সংযুক্ত করে ১১ মাত্রার একগুচ্ছ তত্ত্ব তৈরি করা হয়। স্ট্রিং থিওরির এই গুচ্ছ তত্ত্বটি এম-থিওরি নামে পরিচিত।

যেহেতু এই তত্ত্ব গ্রাভিটি সহ সকল মৌলিক বল ও এদের মিথস্ক্রিয়াকে ব্যাখ্যা করতে পারে, তাই বিজ্ঞানীদের ধারনা এটি আমাদের মহাবিশ্বকে সঠিকভাবে বর্ণনা করতে পারবে, এবং সবকিছুর তত্ত্ব হিসেবে প্রতিস্থিত হবে। 

২. স্ট্রিং থিওরি শুরুটা ছিল একটি সহজ সরল এই ধারণা দিয়ে যে, আমরা সাধারণতঃ মৌলিক কণিকাদের যেভাবে বিন্দু বা কণা হিসেবে দেখে থাকি, সেভাবে এসব কণিকাদেরকে একটি চিকন এক মাত্রিক তার (wire) হিসেবেও ভাবা যেতে পারে। অর্থাৎ আমরা মৌলিক কণিকাদের যেরূপ গোল বিন্দু বলে মনে করি, তারা আসলে গোল নয়, আমাদের দৃষ্টির সীমাবদ্ধতার কারণে এদেরকে আমরা গোল হিসেবে দেখি। তাই যদি এদেরকে বহুগুণে বিবর্ধিত করা সম্ভব হয় (আসলে এতটা বিবর্ধিত করে দেখা প্রায় অসম্ভব) তাহলে আমরা এদেরকে একমাত্রিক লম্বা তার আকারেই দেখব।

স্ট্রিং তত্ত্ব অনুসারে প্রকৃতিতে প্রাপ্ত সকল মৌলিক কণিকাই আসলে একই রকমের অভিন্ন তার(wire) । এসব তার বিভিন্ন কম্পাঙ্কে কাঁপে থাকে। এসব তারে 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 ধরনের কনিকার সৃষ্টি হয়। স্পিন-২ টাইপের কনিকার সবচেয়ে ভাল উদাহরন হচ্ছে গ্রাভিটন নামের একটি কনিকা। 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 মাত্র।

 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। 

কণা তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞান মতেঃ

স্ট্রিং থিওরি হল পদার্থ বিজ্ঞানের একটি তাত্ত্বিক কাঠামো, যেখানে মৌলিক কনিকাদের ব্যাপারে কিছু ভিন্ন ধারনা পোষণ করা হয়। কনা 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 কনার দৈর্ঘ্য,প্রস্থ ও উচ্চতা নেই , বাস্তবে তার কোন মাত্রাও থাকার কথা নয়।সুতরাং, কণা তাত্ত্বিক পদার্থ বিজ্ঞানের মতে, মৌলিক কনিকারা হোল অনুরূপ মাত্রাহীন বিন্দুদের মত।

স্ট্রিং থিওরি মতেঃ

পক্ষান্তরে, স্ট্রিং থিওরি মতে, মৌলিক কনিকারা মাত্রাহীন বিন্দুর মত নয়, বরং এগুলো হল 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 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 গানিতিক 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 জরিয়ে-পেচিয়ে আছে, তাই আমরা তাদেরকে দেখতে পারছিনা।

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       

        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। 

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 থিওরি।

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 গানিতিক 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 জরিয়ে-পেচিয়ে আছে, তাই আমরা তাদেরকে দেখতে পারছিনা।

উল্লেখ্য, খুব উচ্চশক্তির পার্টিকেলগুলোর বিস্ফোরণ ঘটালে স্ট্রিংগুলোর কাঠামো দেখতে পাওয়া যাওয়ার কথা। কিন্তু বাস্তবতা হলো এ কাঠামো দেখার জন্য প্রয়োজন ১০ (দশ) সেন্টিমিটার দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট মাইক্রোস্কোপের। কিন্ত্ত বর্তমান সর্বাধুনিক বিজ্ঞান-প্রযুক্তির ভান্ডারে রয়েছে মাত্র 10¯¹7 সেন্টিমিটার দৈর্ঘ্য বিশিষ্ট মাইক্রোস্কোপ। ফলে সুপারস্ট্রিং থিয়োরির অতিরিক্ত স্থানিক মাত্রাগুলো বর্তমান বিজ্ঞান-প্রযুক্তির জন্য অনেকটা আকাশ-কুসুম কল্পনার মতই দাঁড়াচ্ছে বিধায় বর্তমানে নতুন বিজ্ঞানের তীব্র প্রয়োজনীয়তা অনুভব করছেন বিজ্ঞানীরা। 

 সার্ণের সায়েন্স ল্যাবরেটরীতে ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন কম্পন উদগীরণ!

"ত্বরণ যন্ত্রে ছিল একটা বৃত্তাকার পথ, সেই পথে কণাদের বার বার ঘুরিয়ে এদের গতি বাড়ানো হয় প্রতিটি বাঁকে বাঁকে। এ জন্য তৈরি করা হয় উচ্চ শক্তির চৌম্বক বল ক্ষেত্র। সেই চুম্বক ক্ষেত্রের ভেতরে একটা অআয়ন উৎস রাখা হয়। যেটা এমনভাবে যেন উৎস থেকে নির্গত কণারা চৌম্বক ক্ষেত্রের বল রেখায় লম্ভভাবে ছোটে। কিন্ত্ত চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে সে অআর সোজা পথে চলতে পারবেনা। তার চলার পথ হবে বৃত্তাকার। এরপর পড়বে এসি কারেন্টের পাল্লায়। বৃত্তাকার পথে এই কারেন্টের বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের ভেতর চলতে গিয়ে মুর্হমুহূ পড়তে হবে বিদ্যুৎ কম্পাংকের পাল্লায়। কম্পন পথের ব্যস প্রতিবার অতিক্রমন করার সময় বাড়বে কণাদের বেগ। প্রতি সেকেন্ডে ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন কম্পন। কণার বেগও তাই হুহু করে বাড়বে। লাভ করবে প্রবল গতিশক্তি। সেই পরাক্রমশালী কণা দিয়ে পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে অআঘাত করলে কী ঘটবে তা সহজে অনুমেয়। ভেঙ্গে চুরমার হবে, নিউক্লিয়ার মুক্ত হবে বিপুল পরিমাণ শক্তি" (বিজ্ঞান চিন্তা, জুন, ২০১৯)। (অসমাপ্ত)