Read · 1 min

বিগ ব্যাং। একটা শিহরণ জাগানিয়া নাম। এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ঘটনা আমাদের এই মহাবিশ্বের জন্য। আমাদের মহাবিশ্বের উৎপত্তি এইখান থেকে। মহাবিশ্বের আমরা যা কিছু দেখি এই সব কিছু বিগ ব্যাং এর কারণেই তৈরি। বিগ ব্যাং এর সম্পর্কে জানতে হলে আমাদের ফিরে যেতে হবে সেই পৌনে ১৪ বিলিয়ন বছর আগে। সেই সময় আমাদের মহাবিশ্ব ছিল একটি মার্বেল এর সমান। এই মার্বেল টির ঘনত্ব এতটাই বেশি ছিল যে আমাদের পুরো মহাবিশ্বের সকল পদার্থ উপাদান একটি মার্বেল এ থাকলে যা হয়। সেই সময় আমাদের মহাবিশ্ব এর এই রকম কিছুই ছিল না। গ্যালাক্সি ব্যাক হোল ডার্ক ম্যাটার এমনকি কোনো আলো ও ছিল না। তখন হয় 'বুম'। বিশাল এক বিস্ফোরণ। বিস্ফোরণ এর মাত্রা এত টাই ছিল যা এখন পর্যন্ত বলবৎ আছে। এখন ও সেই বিগ ব্যাং এর ফলে সব কিছু একে অপরের থেকে দূরে চলে যাচ্ছে। বিগ ব্যাং থিওরি দেন পৃথিবীর বিখ্যাত বৈজ্ঞানিক স্টিফেন হকিংস। বিগ ব্যাং এর ধারণা মূলত আছে প্রত্যেক গ্যালাক্সির একে অপরের থেকে দূরে সরে যাওয়া দেখে। এটি ব্যাখ্যা করা যায় যদি আমরা একটি বেলুন অল্প ফুলিয়ে ৪ টি দাগ দেই তারপর আরো ফোলাই তাহলে চারটি বিন্দু প্রত্যেকে প্রত্যেকের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে ঠিক যেটি মহাবিশ্বে ঘটছে। মহাবিশ্বের কেন্দ্র থেকে তাহলে সব কিছু কে বাইরে চাপ দিচ্ছে। এই চাপ টি অত্যন্ত শক্তিশালী হওয়া জরুরী। এই থেকেই বিগ ব্যাং থিওরি র সৃস্টি। বিগ ব্যাং থিওরি এটি সফলভাবে ব্যাখ্যা করতে পারে। তবে বিগ ব্যাং থিওরি এটা ব্যাখ্যা করতে পারে না যে বিগ ব্যাং এর আগে কি ছিল? মার্বেলটির উৎপত্তি ও বা কোথা থেকে? যদি এটির ব্যাখ্যা আবিষ্কার হয় ও বিগ ব্যাং এর কোন পরিবর্তন হবে বলে আশা করি না। যদি হয় ও তাহলে সে দিন আমাদের মহাকাশবিজ্ঞান এর আবার নতুন করে সূচনা হবে।

Read · 4 min

সারাদিনের হৈচৈ , চিল্লাফাল্লা সব কিছুর যখন সমাপ্তি টানতে হয় , বিছানায় গা এলিয়ে দেই , শরীরে আর জোর থাকে না। বসে বসে ভাবি আজ সারাদিন কি রাজকার্যটাই না করলাম । বিছানার পাশেই জানালা দিয়ে চোখ পরে বাহিরে । ক্ষনিকের জন্য হলেও চোখ আটকে যায় অসীম আকাশের পানে । ওই দুরের শুন্যতা কি বিশালতাটাকেই না ধারণ করে আছে। তার তুলনায় আমরা কতটাই না ক্ষুদ্র । নিজের ই হাসি পায় , নিজেকে নিয়ে । আমার ক্ষুদ্রতার মাঝেই কি চাঞ্চল্য , কত রহস্য । আর দুরের ওই অসীম আকাশের পানে কি না জানি রয়েছে ?

একবিংশ শতাব্দীতে এসেও আকাশের ওই বিশালতায় মুগ্ধ হতে হয় আমাদের । যেই মুগ্ধতা ছিল আমাদের সেই আদিম পূর্বপুরুষের মাঝেও । শিকার আর খাদ্যের যোগানের ব্যবস্থা নিশ্চিত করে একাকী কাজ হীন সময়ে তাকিয়ে থাকত সুদূর আকাশে , দৃষ্টি হারিয়ে যেত অসীমের মাঝে । প্রশ্ন জাগত মনে , মানব ইতিহাসের সবচাইতে মৌলিকতম প্রশ্ন। আমরা কে ? আমরা কোথা থেকে এলাম ? এই বিশাল ব্রহ্মাণ্ড কিভাবে সৃষ্টি হল ? এর কি একজন স্রস্টার প্রয়োজন ছিল ?

এই প্রশ্নগুলো সম্পর্কে আজ আমরা অনেকটাই জানি । অন্তত যৌক্তিকভাবে ব্যাখ্যা করতে পারি কিভাবে সৃষ্টি হয়েছে আমাদের এই মহাবিশ্ব।

এই বিশালতার সৃষ্টি নিয়ে আদিম মানুষেরও ছিল অনেক জল্পনা কল্পনা , তারা এই সৃষ্টির জন্য বিভিন্ন সময়ে বিভিন্ন অতিপ্রাকৃত অস্তিত্ব কল্পনা করেছে। অনুভব করেছে এক মহান অতিপ্রাকৃত শক্তির । যেই শক্তি কখনও তার একাকীত্ব কাটাতে গিয়ে, কখনও বা তার কথা বলার জন্য সৃষ্টি করেছিল এই জগত, এরপর এর প্রধান , মানুষকে । হাজার হাজার বছর পূর্বের সেই আদিম গুহাবাসী , বসঙ্গ গোষ্ঠী , নরসদের, আর তাদের এই জগত সৃষ্টি করার উপাদান গুলো ও বেশ হাস্যকর , অন্তত বিংশ শতাব্দীর যুগে । ধর্ম নিয়ে আমরা কোনও আলোচনা করব না , এখানে শুধু মহাবিশ্ব এবং এর সৃষ্টি সম্পর্কে বিজ্ঞান কি বলে তাই আলোচনার বিষয় ।

মহাবিশ্ব সম্পর্কে বিজ্ঞানের ধারনা সম্পূর্ণ ভিন্ন , এবং বাস্তবভিত্তিক যুক্তির উপরে গঠিত । খুব সম্ভবত , বৈজ্ঞানিক পদ্ধতির উদ্ভব ঘটান গেলিলিও । তার ও বহু পূর্বে থেলিজ নামক এক আয়ওনিয়ান , যুক্তি ভিত্তিক জ্ঞান অর্জনের প্রক্রিয়ার আবির্ভাব ঘটান , যা ছিল দর্শন । এবং আজকের বিজ্ঞানের পূর্বপুরুষ ।

গ্যলিলিও আমাদের দেখিয়েছেন কিভাবে পর্যবেক্ষণ এর মাধ্যমে বৈজ্ঞানিক উপায়ে একটা সঠিক সিদ্ধান্তে পৌঁছান যায় ।

আমরা বর্তমানে বৈজ্ঞানিক পদ্ধতির মাধ্যমে মহাবিশ্ব সম্পর্কে যেই যৌক্তিক মডেল দাঁড় করিয়েছি , তা সেই আদিম পূর্বপুরুষের কল্পনা প্রসূত ধারনা থেকে অনেক বেশি গ্রহণযোগ্য । বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারের কিংবা তত্ত্বের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হচ্ছে তা কিছু তাৎপর্যপূর্ণ ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে । আমাদের মহাবিশ্বের সৃষ্টি সম্পর্কিত তত্ত্বটিও এরকম কিছু প্রেডিকশন করে , যাকে বাস্তব সমর্থন করে । আদিম সেই মডেল গুলোতে অবশ্যই সেই গুন গুলো ছিল না । তাই আমরা বৈজ্ঞানিক মডেল এ আস্থা রাখতে পারি , যদিও তা ভবিষ্যতে সঠিক বলে পরযবাসিত নাও হতে পারে , তাকে পরিবর্তন করা হতে পারে, তবুও এগুলো গ্রহণ করা যায় অন্তত সেই আদিম মডেল গুলো থেকে ।

বৃহৎ বিস্ফোরণ এবং মহাবিশ্ব সৃষ্টির নাটকীয় রহস্য গল্পের .....................

ট্রেন স্টেশন এ দাঁড়িয়ে থাকলে ট্রেন এর তীক্ষ্ণত্বর শব্দ শোনা যায় । ট্রেন যখন ছেড়ে দেয় তখন সে তার নিজস্ব শব্দ ও বাঁশি বাজাতে থাকে । প্লাটফরম এর কাছে , যে দাঁড়িয়ে থাকবে, ট্রেনটা স্টার্ট হবার পরে সে বুঝতে পারবে যে শব্দটা ক্ষীণ থেকে ক্ষীণতর হচ্ছে । এবং একসময় মিলিয়ে যাচ্ছে । আচ্ছা ট্রেন এর শব্দ টা কেন ক্ষীণ থেকে ক্ষীণতর হচ্ছে ?

এরকম অযাচিত প্রশ্ন নিয়ে হয়ত কেউ ই মাথা ঘামাবেন না । শব্দ আস্তে আস্তে কমে যাবে আর ট্রেন কাছে এলে আস্তে আস্তে বাড়বে তাই তো স্বাভাবিক । অথচ এরকম অযাচিত প্রশ্ন করা এবং তার উত্তর দেবার জন্যই বিজ্ঞানের জন্ম এবং বিজ্ঞানীদের এত পরিশ্রম ।

যাই হোক, কাছে এলে শব্দের মাত্রা বেরে যাওয়া আর দূরে গেলে কমে যাওয়া, এই ঘটনাগুলোর একটি বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা দিলেন ডপলার ।

আমরা জানি শব্দ হচ্ছে এক ধরনের শক্তি , যা তরঙ্গ আকারে প্রবাহিত হয় । ডপলার বললেন যখন কোনও শব্দের উৎস আমাদের থেকে দূরে সরে যেতে থাকে তখন সেই শব্দের মাত্রা বা কম্পাঙ্ক ক্রমাগত কমতে থাকে । আর যখন কাছে আসে তখন শব্দের কম্পাঙ্ক বাড়তে থাকে । এই জিনিসটিকে আমরা তরঙ্গ দৈর্ঘ্য এর সাথে তুলনা করতে পারি । অর্থাৎ যখন শব্দের উৎস আমাদের কাছে আসতে থাকে তখন তরঙ্গ দৈর্ঘ্য কমতে থাকে আর যখন দূরে যায় তখন তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বাড়তে থাকে । কারন তরঙ্গ দৈর্ঘ্য আর কম্পাঙ্ক একটি আরেকটির ব্যস্তানুপাতিক ।

আমরা ডপলার এফেক্টটি নিচে সমীকরণের মাধ্যমে প্রকাশ করেছি -

সূত্রঃ

f'/f=( V + Vo)/(V - Vs)

এখানে

V= শব্দের বেগ ( সবাই জানি ! )

Vo= শ্রোতার বেগ (যে শব্দ শুনবে তার বেগ )

Vs= উৎসের বেগ (যে শব্দ করবে তার বেগ )

f= উৎপন্ন শব্দের কম্পাঙ্ক (দেয়া থাকবে )

f'=বেগের কারনে পরিবর্তিত কম্পাঙ্ক (এটাই বের করতে হবে )

এবার যে দুটো জিনিস মনে রাখতে হবে তা হলো

১ - কাছে আসলে যোগ !

২-দূরে গেলে বিয়োগ !

অর্থাৎ দূরে গেলে সূত্র টি হবে -

f'/f=(V+Vo)/{V-(-Vs)}

আমরা জানি , তরঙ্গ দৈর্ঘ্য ƛ = V/f ।

অর্থাৎ আমরা যদি বেগ কে স্থির রেখে , কম্পাঙ্ক বাড়াই তবে তরঙ্গ দৈর্ঘ্য কমবে , আর কম্পাঙ্ক কমালে তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বাড়বে । যেই কথাটা আমরা উপরে বলেছিলাম তা এখন গাণিতিক ভাবে দেখালাম ।

আচ্ছা বলুন তো আমাদের দৃশ্যমান আলো আসলে কি ? মূলত, আলো ও একধরনের তরঙ্গ । অতএব আমরা বলতে পারি যেই জিনিসটা শব্দ তরঙ্গের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য তা অবশ্যই আলোক তরঙ্গের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য (For light the equation is different, there is a root over the RHS) । আরেকটু ভেঙ্গে বললে জিনিসটা আসলে এরকম , যদি আলোর উৎস আমাদের থেকে দূরে যেতে থাকে তবে আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পাবে । আর অন্যদিকে আলোর উৎস যদি আমাদের কাছে আসতে থাকে তবে তরঙ্গ দৈর্ঘ্য কমতে থাকবে । লাল রঙের আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য সবচাইতে বেশি এবং বেগুনি আলোর তরঙ্গ দৈর্ঘ্য সবচাইতে কম ।

১৯২৯ সালের কথা । এডউইন হাবল নামের এক মার্কিন জ্যোতির্বিজ্ঞানী আকাশ পর্যবেক্ষণ করে দেখতে পেলেন – আকাশের সমস্ত নীহারিকা থেকে আলোর রক্তিম বর্ণালি আমরা লক্ষ করি । আমার উপরের কথা গুলো যদি বুঝে থাকেন তবে আমরা বলতে পারি সমস্ত গ্যালাক্সি আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে । মানে হল , লাল আলো। অর্থাৎ তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বেশি , এবং গ্যালাক্সি গুলো আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে । হাবল আরও দেখলেন , যেই গ্যালাক্সি আমাদের থেকে যত দূরে সে আসলে তত দ্রুত আমাদের থেকে আরও দূরে সরে যাচ্ছে । শেষ পর্যন্ত হাবল এই সিদ্ধান্তে পৌঁছলেন যে , আমাদের মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে ।

আমাদের মহাবিশ্ব যে প্রসারিত হচ্ছে এই কথাটির অর্থ কী ? এই প্রসারণ কিরূপ ? বিজ্ঞানীরা ব্যাখ্যা করলেন এই প্রসারণটা অনেকটা বেলুন ফুলানোর মত । ব্যাপারটা এরকম , আমরা জন্মদিনের সময় এক ধরনের বেলুন কিনি , যার উপরে HAPPY BIRTHDAY কথাটা লিখা থাকে । এছাড়াও আরও অনেক বিন্দু ও আপনি লক্ষ করবেন লিখাটার চারিপাশে । চুপসানো অবস্থায় লিখাটা এবং বিন্দু গুলোর মাঝে দূরত্ব কম থাকে এবং তারা আকারেও ছোট থাকে । বেলুনটিকে আমরা যতই ফুলাই তার মাঝের বিন্দু গুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব ততই বৃদ্ধি পেতে থাকবে । এখন এই বিন্দু গুলোকে আমরা নীহারিকা হিসেবে কল্পনা করি । যেখানে কসমিক ফেব্রিক্স এর উপরে নীহারিকাগুচ্ছ ( অনেকটা বেলুনের উপরের বিন্দু গুলোর মত ) পরস্পরের মাঝে দূরত্ব বাড়িয়ে চলছে । এই হল মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে , এই কথাটির একটি সরল চিত্রায়ন ।

হাবলের ঘোষণার আগে মহান আইনস্টাইন ও এই ঘোষণার একটা সুযোগ পেয়েছিলেন। তার আপেক্ষিক তত্ত্ব থেকে মহাবিশ্বের প্রসারণের এরকম একটা ভবিষ্যদ্বাণী বেরিয়ে আসল । কিন্তু আইনস্টাইন স্থির মহাবিশ্বে বিশ্বাসী ছিলেন । তাই তিনি তার তত্ত্বে একটি মহাজাগতিক ধ্রুবক বসিয়ে দিলেন । অর্থাৎ মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে না !

হাবলের ঘোষণার পরে আইনস্টাইন বললেন যে মহাজাগতিক ধ্রুবকটি ছিল তার জীবনের সবচাইতে বড় ভুল । যদিও আমরা এই আলোচনার শেষাশেষি দেখব আইনস্টাইনের এই ভুলের ও একটা গুরুত্বপূর্ণ তাৎপর্য রয়েছে ।

যাই হোক এতক্ষণ আমরা বুঝলাম , হাবল যেই মহাবিশ্বের প্রসারণের কথা বলেছিলেন, তা আসলে কি এবং এই প্রসারণটা কিভাবে সম্পন্ন হয় । আমাদের মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে,নীহারিকা গুলো পরস্পর থেকে দূরে ছুটে যাচ্ছে অর্থাৎ অতীতে কোনও এক নির্দিষ্ট মুহূর্তে তারা পরস্পর পরস্পরের অনেক কাছাকাছি অবস্থান করছিল ।

জর্জ লেমাত্রে ,যাকে ‘Hot big bang model’ এর জনক বলা হয় । তার মডেলের রূপরেখাটা এরকম , সেই সৃষ্টির শুরুতে , আদিতে আমাদের এই মহাবিশ্বের সমস্ত বস্তুপিণ্ডই একে অপরের অনেক কাছাকাছি অবস্থান করছিল । কতটা কাছে ? আসলে তারা একে অপরের এতটাই কাছাকাছি অবস্থান করছিল যে আমাদের সমস্ত মহাবিশ্বটাই ছিল এক অসীম ঘনত্বের এক উত্তপ্ত বিন্দু । স্রেফ একটা বিন্দু । যা পরমাণু , এমনকি ক্ষুদ্র কণিকাদের চাইতেও কোঠি কোঠি গুন ছোট । ভাবা যায় , কিভাবে এই বিশাল ব্রহ্মাণ্ড একটা বিন্দুর মাঝে অবস্থান করেছিল !

যেই বিন্দু তাবৎ বিশ্ব ব্রহ্মাণ্ডকে ধারণ করতে পারে তা নিশ্চয়ই কোন সাদামাটা বিন্দু নয় । এই বিন্দুটিও তেমন ছিল না । এটি ছিল একটা singularity point যেখানে এলে পদার্থবিদ্যার জানিত সমস্ত বিধিই ভেঙ্গে পরে । এই পর্যায়ে আসার পরে আমরা আর কিছুই বলতে পারি না । এই আমাদের জ্ঞান এর সীমানা । এর আগে কি হয়েছিল তাও আমরা জানি না । বিজ্ঞানী জর্জ লেমাত্রে এর একটা সুন্দর নাম দিয়েছিলেন । Pimeval Atom বা আদিম পরমাণু ।

এবার কিছু গুরুত্বপূর্ণ কথা বলি । আমরা জানি , পরমাণুর মত ক্ষুদ্র পর্যায়ে, সেই জগটাতে , চিরায়ত বলবিদ্যার কিছুই করবার থাকে না । ওই বিশৃঙ্খল , অস্থির জগতটাকে ব্যাখ্যা করে কোয়ান্টাম মেকানিক্স । আর মহাকর্ষ ক্ষেত্র শক্তিশালী হলে তাৎপর্যময় হয়ে ওঠে আপেক্ষপবাদ । আমাদের সেই আদিম পরমাণু এমনি এক বিন্দ যার ক্ষুদ্রতা আহবান করে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার নীতিকে আর অসীম ভর স্পষ্ট করে তোলে ব্যাপক আপেক্ষবাদকে । অতএব আমাদের প্রয়োজন হয় এক মৌলিক সমন্বয়ের । যা যুক্ত করবে আপেক্ষবাদ এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্স কে , আর আমরা ব্যাখ্যা করতে পারব সেই আদিম পরমাণুটিকে , আমাদের সত্ত্বার আদি কারন ।

উত্তপ্ত বৃহৎ বিস্ফোরণের মডেলের পর আরও অনেক সংশোধনী এসেছে , এসেছে cosmological model , যা আমাদের মহাবিশ্বের সৃষ্টিকে আরও সুন্দর ভাবে ব্যাখ্যা করে । সেই সংশোধনী তত্ত্ব গুলো কিরূপ এবং সত্যই কিভাবে আমাদের এই মহাবিশ্বের জন্ম হয়েছে , আমরা কতটুকু এগিয়েছি মৌলিক সমন্বয়ের দিকে তা নিয়ে আলোচনা করব অন্য কোনও এক সংখ্যায় ।

Video · + 3 min read

The Big Bang.

What do you first think of first? Maybe these guys?

Not bad, but not what I was thinking of. I was thinking more along these lines of this.

What is that? That is the beginning of our universe. Every particle, all the matter that would ever exist- the stuff of stars and the building blocks for you and me- came about in that explosion.

A Big Bang, indeed.

Singularities are Weird

What you may have noticed in that video is that the screen starts black, and out of nowhere, a blue light appears. That blue light, emerging from nothing, is the singularity.

A singularity is a point of infinitely-concentrated matter. It is super dense and unimaginably hot- essentially all the matter that now floats around in the universe existed in that infinitely small point.

While I would like to be able to tell you how, I unfortunately cannot. Science doesn't know how this possible, indeed even the existence of the singularity is just theory.

The reason science cannot definitvely speak to its existence is because at a singularity, all of physics breaks down. Realize ALLLLLLLL the matter in the universe has been squished into a tiny space. Electron-degeneracy pressure, neutron-degeneracy pressure, quark and preon degeneracy cease to exist. Things are too close to each other for physics to even matter (I'm really sorry about that physics joke). The temperature is infinity and and its size is the negation of that. Everything is just weird at a singularity.

Clearly there is no way things can exist like this indefinitley (or maybe they can, a singularity exists without any real realtionship to time, but that's a discussion for another day). Either way, we know at some point, the singularity exploded. This is the big bang.

And after that, it was just a free-for-all.

What Happened in the Moments After the Big Bang?

As you might imagine, the creation of existence is kind of a big deal, and there were some pretty important decisions to be made about the nature of our universe. These decisions were made almost instantaneously, in time lengths that we astronomers and physicists call Planck Time, or the distance it takes light to travel one Planck Length (or 1.6×10?35 m, this excludes standard error and note that the (-35) is the power to which the Planck Length is raised).

In the first Planck Time or so a very important battle was fought between matter and antimatter. When these two things touch, they annihilate one another, so if our early universe had equal parts matter and antimatter, there would be no universe at all. Matter won out- only having about one more particle per billion than antimatter.

Truly, the first few moments of the universe's existence were not pleasant. Physics was being established, however this is one of the few instances when entropy did not rule supreme, because from the creation of the universe to about 380,000 years after, the universe settled down- the opaqueness of the cosmic background dissipated giving way to the first stars and soon after, the first galaxies.

This is actually where we get this picture:

This is literally the univsere's baby picture. It is cosmic background radiation- the earliest proof of young galaxies and stars beginning to form.

From here, the universe only gets cooler.

Type a concept, like “slope” or “photosynthesis”.

↑ ↓ to choose · Enter to openSearch explanations and problems