রহস্যময় মহাবিশ্ব ও চিরন্তন জীবন জিজ্ঞাসা -8

রহস্যময় মহাবিশ্ব ও চিরন্তন জীবন জিজ্ঞাসা -8
————————————–ডঃ রমিত আজাদ

অপার রহস্যে ঘেরা আমাদের এই মহাবিশ্ব। আর তার মধ্যে রহস্যময় একটি সত্তা আমরা – ‘মানুষ’। এই দু’য়ের সম্পর্কও কম রহস্যময় নয়। মহাবিশ্বের বিবর্তন বা বিকাশের সর্বশেষ ও সর্বশ্রেষ্ঠ ফলাফল মানুষ, সেই মানুষই আবার গভীর আগ্রহ নিয়ে অধ্যয়ন ও পর্যবেক্ষণ করছে তার চারপাশের মহাবিশ্বটিকে। কি এই মহাবিশ্ব? আমরা কারা? কি সম্পর্ক মহাবিশ্বের সাথে আমাদের অথবা আমাদের সাথে মহাবিশ্বের? কোথা থেকে এল এই মহাবিশ্ব? তারপর থেকে ক্রমাগত কি ঘটছে? এর শেষ কোথায়? এই সব প্রশ্ন অবিরাম ঘুরে ফিরে মানুষের মস্তিস্ক থেকে হৃদয় আর হৃদয় থেকে মস্তিস্ক পর্যন্ত। এইসব চিরন্তন জীবন জিজ্ঞাসার যতটুকু উত্তর এ যাবতকাল আমাদের জানা হয়েছে দর্শন ও বিজ্ঞানের দৃষ্টিকোন থেকে। সেইসব উত্তর ধারাবাহিকভাবে দেয়ার চেষ্টা করব আমার এই সিরিজে।
প্রথম পর্বে বস্তু (matter) সম্পর্কে কিছু আলোচনা হয়েছে। দ্বিতীয় পর্বে আলোচনা করা হয়েছে গতি (motion) নিয়ে। তৃতীয় পর্বে আলোচনা করা হয়েছে স্থান ও কাল (space and time) নিয়ে, ইতিহাসের গতিধারায় নিউটন-লেইবনিজ বিতর্ক পর্যন্ত। এবারে পর্বে আলোচনা করব স্থান ও কাল সংক্রান্ত আলবার্ট আইনস্টাইনের বৈপ্লবিক চিন্তাধারা নিয়ে।

আলবার্ট আইনস্টাইনের স্থান ও কাল

প্রাচীন গ্রীক দার্শনিক ও বিজ্ঞানী এরিস্টটল বলেছিলেন, “বিশুদ্ধ চিন্তার সাহায্যেই মহাবিশ্ব নিয়ন্ত্রণকারী সকল আইন খুঁজে বের করা সম্ভব”। অর্থাৎ তাকে পরীক্ষার সাহায্যে প্রমাণের কোন প্রয়োজন নেই। ইসলামের স্বর্ণযুগে (Islamic golden age) মুসলিম বিজ্ঞানীরা পরীক্ষার সাহায্যে প্রমাণের উপর বিশেষ গুরুত্ব আরোপ করেন। আরো অনেক পরে গ্যালিলিও ইউরোপীয় বিজ্ঞানে পরীক্ষার সাহায্যে প্রমাণের বিষয়টির প্রচলন করেন। স্থান ও কালের ধারণায়ও তত্ত্বের পাশাপাশি পরীক্ষাণের বিষয়টিও গুরুত্ব পেতে শুরু করে। স্থান-কালের সাথে ওতপ্রোতভাবে জড়িয়ে আছে আরেকটি বিষয়, সেটি হলো আলোর চলাচল। এক সময় মনে করা হতো আলোর বেগ অসীম। গ্রীক দার্শনিক এমপেডোক্লেস (Empedocles) প্রথম দাবী করেন যে, আলোর গতি সসীম। তিনি যুক্তি প্রদান করেন যে, আলো গতিশীল কোন একটা কিছু, তাই অন্যান্য গতিশীল কায়ার মত তারও ভ্রমণ করার জন্য কিছু সময় প্রয়োজন। পক্ষান্তরে এরিস্টটল বলেছিলেন কোন কিছুর উপস্থিতিতে আলো হয়, সুতরাং আলো গতিশীল কিছু নয়। আধুনিক আলোক বিজ্ঞানের জনক মুসলিম পন্ডিত আল হাজেন (আল হাইয়াম) বলেছিলেন আলো অত্যন্ত উচ্চ গতি সম্পন্ন তবে তার বেগ সসীম। এবং মাধ্যম ভেদে আলোর গতির তারতম্য হয়, ঘন মাধ্যমে কম ও হালকা মাধ্যমে বেশী। তিনি আরো বলেছিলেন আলো একটি বস্তু, সুতরাং তার সঞ্চারণের জন্যে সময়ের প্রয়োজন। ১১ শতকে আল বিরুনী আলোর বেগের সসীমতা সম্পর্কে একমত প্রকাশ করেন। তিনি আরো লক্ষ্য করেন যে আলোর বেগ শব্দের বেগের চাইতে বেশী। ১৬৭৬ সালে আলোর বেগ প্রথম বারের মত পরিমাপ করেন ডেনমার্কের বিজ্ঞানী রোমার (Roemer)। উনার পরিমাপ অনুযায়ী আলোর বেগ প্রতি সেকেন্ডে এক লক্ষ চল্লিশ হাজার মাইল, যা আধুনিক যুগে পরিমিত এক লক্ষ ছিয়াশি হাজার মাইল থেকে খুব দূরে নয়।

আলোর সঞ্চালন সম্পর্কে সঠিক তথ্য ১৮৬৫ সালের পূর্বে আবিস্কৃত হয়নি। সেই সময় বৃটিশ পদার্থবিজ্ঞানী জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল ( James Clerk Maxwell) বিদ্যুত ও চুম্বক সম্পর্কিত প্রচলিত আংশিক তত্ত্বগুলোকে ঐক্যবদ্ধ করতে সমর্থ হন। ম্যাক্সওয়েলের সাড়া জাগানো সমীকরঙুলো ভবিষ্যদ্বানী করেছিল যে সম্মিলিত বিদ্যুত-চুম্বক () ক্ষেত্রে একটি চাঞ্চল্য হওয়া সম্ভব যা সরোবরের তরঙ্গের সাথে তুলনীয়। সেই তরঙ্গটি স্থির দ্রুতিতে (Constant speed) চলমান হবে। এবার সেই দ্রুতিটি কিসের সাপেক্ষে নির্ণিত হবে সেটি একটি বড় প্রশ্ন হয়ে দাঁড়ায়। এর ভিত্তিতে অনুমান করা হয় ইথার নামক একটি বস্তু আছে যা সর্বত্র বিরাজমান। আলোক তরঙ্গ এই ইথারের মধ্য দিয়ে চলে।

গ্যালিলিও-র বেগের সংযোগ (বিয়োজন) সুত্র অনুযায়ী, পরস্পরের দিকে ধেয়ে আসা দুটি চলমান কায়ার আপেক্ষিক বেগ এই দুটি কায়ার পৃথক পৃথক বেগের যোগফলের সমান হবে, আর পরস্পরের থেকে দূরে সরে যাওয়া দুটি চলমান কায়ার আপেক্ষিক বেগ এই দুটি কায়ার পৃথক পৃথক বেগের বিয়োগফলের সমান হবে। অর্থাৎ, দুটি ট্রেনের পৃথক পৃথক বেগ যদি হয় যথাক্রমে ৩০ ও ৪০ কিলোমিটার প্রতি ঘন্টায়, তাহলে
তারা পরস্পরের দিকে ধেয়ে আসলে কোন একটি ট্রেনের যাত্রীর কাছে মনে হবে অপর ট্রেনটি তাকে প্রতি ঘন্টায় (৪০ + ৩০) ৭০ কিলোমিটার বেগে অতিক্রম করছে। পক্ষান্তরে, প্রথম ট্রেনটিকে যদি দ্বিতীয় ট্রেনটি পিছন থেকে অতিক্রম করে তবে তা প্রতি ঘন্টায় (৪০-৩০) = ১০ কিলোমিটার বেগে অতিক্রম করবে। আলোর বেগের ক্ষেত্রে গিয়ে এই নিয়মের ব্যতিক্রম দেখা গেল। ১৮৮৭ সালে আলবার্ট মাইকেলসন ( Albert Michelson) ও এডওয়ার্ড মর্লি (Edward Morley) অতি যত্ন সহকারে একটি পরীক্ষা করেন তারা পৃথিবীর গতির অভিমুখে আলোর বেগ ও পৃথিবীর গতির অভিমুখের সমকোণে আলোর বেগের তুলনা করেন। গ্যালিলিও-র বেগের সংযোগ (বিয়োজন) সুত্র অনুযায়ী যা ভিন্ন ভিন্ন হওয়ার কথা, সেখানে তারা বিস্ময়ের সাথে দেখলেন দুটি বেগই অভিন্ন। যা ইতিহাসে মাইকেলসন-মর্লি পরীক্ষা নামে খ্যাত হয়ে আছে।

১৮৮৭ থেকে ১৯০৫ সাল পর্যন্ত সাল পর্যন্ত ইতিহাসে মাইকেলসন-মর্লি পরীক্ষার নানা রকম ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করা হয়। যে সকল বিজ্ঞানী এই ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করেন তাদের মধ্যে উল্লেখযোগ্য হলেন হেনড্রিক লোরেন্টজ ( Hendrik Lorentz)। কিন্তু সুইজারল্যান্ডের প্যাটেন্ট অফিসের একজন অখ্যাত কেরাণী ১৯০৫ সালে প্রকাশিত একটি বিখ্যাত গবেষণাপত্রে দেখিয়ে দেন যে, পরম কাল (absolute time)-এর ধারণা ত্যাগ করলেই এই ঘটনা ব্যাখ্যা করা যায়। এই অখ্যাত কেরাণীর নাম আলবার্ট আইনস্টাইন। এই নতুন তত্ত্ব যা পৃথিবী জুড়ে সাড়া ফেলে দেয় তা আজ আপেক্ষিক তত্ত্ব (theory of relativity) নামে পরিচিত। আপেক্ষিক তত্ত্বের উল্লেখযোগ্য ফলশ্রুতি হলো স্থান ও কাল সম্পর্কে আমাদের চিন্তাধারায় বৈপ্লবিক পরিবর্তন। নিউটনের তত্ত্ব অনুসারে একটি স্থান থেকে স্থানে যদি আলোকের একটি স্পন্দন (pulse) পাঠানো যায়, তাহলে বিভিন্ন পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে তার ভ্রমণকাল সম্পর্কে মতৈক্য হবে। কারণ কাল পরম। পক্ষান্তরে আপেক্ষিক তত্ত্ব অনুযায়ী পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে তার ভ্রমণকাল ভিন্ন ভিন্ন হবে কেননা আলোর বেগ ধ্রুব । একইভাবে আলো কতটা দূরত্ব অতিক্রম করেছে সেটাও পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে ভিন্ন ভিন্ন হবে। অন্যকথায় আপেক্ষিক তত্ত্ব পরম কাল ও পরম স্থানের ধারণাকে শেষ করে দিয়েছে।

স্থান ও কাল যে পরম নয়, সেকথা আলবার্ট আইনস্টাইনের পাশাপাশি এরনস্ট ম্যাক্স (Ernst Mach (German pronunciation: [ˈɛɐnst ˈmax]) (February 18, 1838 – February 19, 1916))-ও বলেছিলেন।

নিউটনীয় বলবিদ্যা (চিরায়ত বলবিদ্যা) যা তিন শত বছর যাবৎ বিজ্ঞান ও দর্শনের জগতে প্রভাব বিস্তার করে ছিল, এবং আমরা ধরেই নিয়েছিলাম যে এই রহস্যময় জগতের প্রায় পুরোটাই আমরা বুঝে ফেলেছি, মাইকেলসন-মর্লি পরীক্ষার পর স্পষ্ট বোঝা গেল যে, চিরায়ত বলবিদ্যারও সীমাবদ্ধতা রয়েছে। এবং এই রহস্যময় জগতকে যতটুকু না মনে করেছিলাম তার চাইতেও অনেক বেশী রহস্যে ভরা। অন্ততপক্ষে চিরায়ত বলবিদ্যা সবকিছু ব্যাখ্যা করতে পারেনা। আলোর দ্রুতি সম্পন্ন অথবা তার কাছাকাছি দ্রুতি সম্পন্ন কায়াগুলোর প্রতিভাস (Phenomenon) ব্যখ্যা করতে চিরায়ত বলবিদ্যা ব্যর্থ। এই বিষয়টি ব্যখ্যায় আপেক্ষিক তত্ত্ব সাফল্য প্রদর্শন করে। যদিও অনেকেই মনে করেন যে মাইকেলসন-মর্লি পরীক্ষার ব্যাপারটি আইনস্টাইনের জানা ছিলনা, তিনি বিচ্ছিন্নভাবেই তত্ত্বটি প্রতিষ্ঠা করেন।

১৯০৫ সালে প্রতিস্ঠিত আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্ব ছিল সমবেগ (uniform velocity) সম্পন্ন কায়াসমুহ নিয়ে। এই আপেক্ষিক তত্ত্বের নাম পরবর্তিতে দেয়া হয়েছিল বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্ব (special theory of relativity)। এরপর তিনি অসমবেগ বা ত্বরণ (acceleration) নিয়ে কাজ করতে শুরু করেন। মহাকর্ষ বল এই ত্বরণের আওতাভুক্ত। বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্বের সাথে নিউটনীয় মহাকর্ষীয় তত্ত্বের অসঙ্গতি ছিল। নিউটনীয় মহাকর্ষীয় তত্ত্ব অনুযায়ী বিভিন্ন কায়ার মধ্যে আকর্ষণ বল দুরত্বের উপর নির্ভরশীল, সময়ের উপর নয়। একটি কায়াকে যদি সরানো হয় তখন অন্য কায়াটির উপর প্রযুক্ত বলের তাৎক্ষণিক পরিবর্তন হবে। একে দূরক্রিয়া (action at a distance) বলা হয়। অর্থাৎ যত দূরেই থাকুক না ক্রিয়া হবে তাৎক্ষণিক। অন্যকথায় মহাকর্ষীয় ক্রিয়া অসীম গতিতে চলমান। কিন্তু বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্বের দাবী অনুযায়ী আলোর দ্রুতিই সর্বচ্চো। মহাকর্ষীয় ক্রিয়ার দ্রুতি আলোর দ্রুতি অপেক্ষা বেশী হতে পারবে না। তাকে হতে হবে হয় আলোর দ্রুতির সমান অথবা কম।

১৯০৭ থেকে ১৯১৪ সাল পর্যন্ত আইনস্টাইন চেষ্টা করেছেন এমন একটি মহাকর্ষীয় তত্ত্ব প্রতিষ্ঠা করতে যার সাথে বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্বের সঙ্গতি থাকবে। শেষে ১৯১৫ সালে তিনি নতুন আরো একটি বৈপ্লবিক তত্ত্ব প্রতিষ্ঠা করেন যার নাম সার্বিক আপেক্ষিক তত্ত্ব (General theory of relativity)। এই বৈপ্লবিক প্রস্তাব অনুযায়ী, মহাকর্ষীয় বল অন্যান্য বলের মত নয়। আগে যেরকম অনুমান করা হয়েছিল স্থান-কাল সেরকম সমতল নয়, বরং এটা বক্র অথবা বঙ্কিম (Warped)। তার কারণ স্থান-কাল-এ ভর ও শক্তির বন্টন। আইনস্টাইনের মতে মহাকর্ষ এরই ফলশ্রতি। যেকোন গুরুভর সম্পন্ন কায়া (massive body) তার চতুর্দিকের স্থান-কাল-কে বক্র করে ফেলে। পৃথিবী যে সুর্যের চতুর্দিকে বঙ্কিম কক্ষে ঘরছে তার কারণ মহাকর্ষ নামক বল নয়, বরং সে বঙ্কিম স্থানে সরলপথের নিকটতম পথ অনুসরণ করে। সেই পথের নাম জিওডেসিক (geodesic)। এভাবে সার্বিক আপেক্ষিক তত্ত্বের গুনে আমরা স্থান সম্পরকে নতুন জ্ঞান পেলাম যে, তা বক্র। পাশাপাশি সার্বিক আপেক্ষিক তত্ত্ব এও বলে যে গুরুভর সম্পন্ন কায়ার কাছাকাছি সময়ের গতি হয় শ্লথ। এই দুটো স্টেটমেন্টই পরীক্ষার দ্বারা প্রমাণিত।

পরবর্তী দশকগুলিতে স্থান-কাল সম্পর্কে এই নতুন বোধ আমাদের মহাবিশ্ব সম্পর্কীয় ধারনায় বিপ্লব এনেছে। আমাদের প্রাচীন ধারণা ছিল: মহাবিশ্ব মূলতঃ অপরিবর্তনীয়। তার অস্তিত্ব চিরকাল ছিল এবং চিরকাল থাকবে। এর জায়গায় বর্তমান ধারণা: মহাবিশ্ব গতিশীল ও প্রসারমান। সীমিতকাল পূর্বে তার শুরু এবং ভবিষ্যতে সীমিতকাল পরে তার শেষও হতে পারে।
স্থান-কাল সম্পর্কে বিজ্ঞান আপাততঃ এখানে এসে থেমে গেলেও। এই আলোচনা এখানেই শেষ না। এই বিষয়ে দার্শনিকদের আরো কিছু বলার আছে। বিষয়টি নিয়ে আমি পরবর্তী পর্বে আলোচনা করব।
(চলবে)

৫০৯ বার দেখা হয়েছে

১টি মন্তব্য “রহস্যময় মহাবিশ্ব ও চিরন্তন জীবন জিজ্ঞাসা -8”

মন্তব্য করুন

দয়া করে বাংলায় মন্তব্য করুন। ইংরেজীতে প্রদানকৃত মন্তব্য প্রকাশ অথবা প্রদর্শনের নিশ্চয়তা আপনাকে দেয়া হচ্ছেনা।