যারা বাগিয়ে নিলেন ফিল্ডস পদক ২০১৮: সংখ্যাতত্ত্বের জয়জয়কার

চার বছর পর পর চারজন গণিতবিদ বের হয় স্বীকৃতির মুকুটে। সংখ্যাতত্ত্ববিদ পিটার শোলজ ছিলেন জার্মানির সবচেয়ে কমবয়স্ক পূর্ণ অধ্যাপক। তখন তার বয়স মাত্র ২৪ বছর। আর জ্যামিতিবিদ কচের বীর্কার যে কিনা একজন কুর্দিশ শরনার্থী— গণিতের সবচেয়ে সম্মানজনক পুরষ্কার ফিল্ডস পদক বরণ করেছেন। আরো দুজন— ইতালির আলেসসিও ফিগাল্লি এবং ভারতীয় অক্ষয় ভেঙ্কটেশ যাদের কাজ যথাক্রমে নেটওয়ার্ক বিশ্লেষণ এবং সংখ্যাতত্ত্বের উপর। এই চারজনের নাম একে একে ধ্বনিত হয়েছে ব্রাজিলের রিও ডি জেনেরিওতে ইন্টারন্যাশনাল কংগ্রেস অব ম্যাথমেটিসিয়ান্সের উদ্বোধনী অনুষ্ঠানে।

ফিল্ডস পদক গণিতের শীর্ষ সম্মানজনক স্বীকৃতি যা ভূষিত করা হয় ৪০ বছর অনূর্ধ্ব ব্যক্তিদের গণিতে বিশেষ অবদানের জন্য; ছবি কৃতজ্ঞতা: Stefan Zachow

ফিল্ড পদক প্রদান করে ইন্টারন্যাশনাল ইউনিয়ন অব ম্যাথমেটিক্স। চার বছর পর পর কনফারেন্সে চারজন তরুণ গণিতবিদকে এই পুরষ্কারে সম্মানিত করা হয়। গণিতের পুরষ্কারে অবশ্য তরুণ বলতে সুনির্দিষ্ট করা রয়েছে— ৪০ বছরের অনুর্ধ্ব। এবারের চারজন একটি ইতিহাস ভাঙার ইতিহাস সৃষ্টি করেছেন। ১৯৩৬ থেকে সেই যে শুরু হয়েছে ফিল্ডস পদক— এই ৮২ বছরে প্রথমবারের মত কোনো আমেরিকান বা ফরাসি গণিতবিদ এবার পুরষ্কার পাননি! এই দুই দেশ মিলে ফিল্ডসের প্রায় অর্ধেক পদক বাগিয়ে বসে আছে। বিজ্ঞান ও গণিতের যুগলের যুগ্মজয়ীর উদাহরণ বুঝি এরাই! আর অদ্যাবধি ৬০ জন পদকজয়ীর মধ্যে সবেধন একমাত্র নারী ২০১৪ এর বিজয়ী মারিয়াম মির্জাখানি।

ইউনিভার্সিটি অব বন, জার্মানিতে পিটার শোলজ। ছবি কৃতজ্ঞতা: Nyani Quarmyne

পিটার শোলজ যে এ বছর ফিল্ডস জিততে যাচ্ছেন এ ব্যাপারে কারও সন্দেহ ছিল না বললেই চলে। বরং হিসেবটা ছিল শোলজের সাথে আর কোন তিনজন এবার এতে ভূষিত হতে যাচ্ছেন? গণিত সম্প্রদায়ের মধ্যে এ প্রশ্ন প্রায়ই শোনা যেত কবে শোলজের নাম শোনা যাবে। ৩০ বছর বয়সী শোলজ বিখ্যাত হয়ে গিয়েছিলেন ২২ বছরেই। তখন তিনি গ্রাজুয়েট শিক্ষার্থী, পাটিগণিতীয় জ্যামিতির একটি বই-সম আকার প্রমাণকে অনেক সংক্ষেপে প্রমাণ করার উপায় বের করে ফেলেন। পাটিগণিতীয় জ্যামিতি বলতে গণিতের যে শাখাকে বোঝায় তা হল বীজগণিতীয় জ্যামিতি আর সংখ্যাতত্ত্বের মাঝামাঝি অবস্থান করে। তখনই তিনি জিতে নেন শাস্ত্র রামানুজন পুরষ্কার

শোলজের অধিকাংশ কাজ সংযুক্ত সংখায়তত্ত্বের সাথে যেগুলো মৌলিক সংখ্যার গবেষণা নিহিত। তিনি ফ্র্যাক্টালের মত কাঠামো নিয়ে পারফেক্টয়েড স্পেসের উপর কাজ করেন। সোজা কথায় একাজ জ্যামিতি এবং টপোগণিতের মধ্যকার বিভিন্ন সমস্যা সমাধানের জন্য উপযোগী।

শোলজ বর্তমানে এবিসি কনজেকচারের উপর একটি ঢাউশ আকার প্রমাণ যাচাই করছেন। এবিসি কনজেকচার সংখ্যাতত্ত্বের একটি অন্যতম বড়  অসমাধিত কনজেকচার। কনজেকচার হল গাণিতিক অনুমান। এবিসি কনজেকচারটি তিনটি সহমৌলিক সংখ্যার সম্পর্ক বর্ণনা করে যেখানে A+B=C এবং এর তৃতীয় সংখ্যার (C) উৎপাদকের ঘাত প্রথম দুটি সংখ্যার (A এবং B) উৎপাদকের ঘাতের চেয়ে কম হবে। ২০১২ তে শিনিচি মচিজুকি এই কনজেকচারের একটি প্রমাণ প্রকাশ করেন অনলাইনে কিন্তু কেউ নিশ্চিতভাবে এটাকে যাচাই করতে পারেন নি প্রমাণটি সিদ্ধ কিনা। শোলজ এবং তার সহকর্মীরা এই প্রমাণে তাৎপর্যপূর্ণ ত্রুটি পেয়েছেন বলে মনে করছেন। শোলজ ইউনিভার্সিটি অব বনের অধ্যাপক হিসেবে কর্মরত আছেন। একই সাথে তিনি বন শহরেরই ম্যাক্স-প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর ম্যাথমেটিক্সের পরিচালনা করছেন।

কচের বীর্কারের, বয়স ৪০ বছর। তিনি মূলত কুর্দিশ, তার জন্ম ১৯৭৮ এ ইরানের দক্ষিণাঞ্চলে। ৮০’র দশকে ইরাক-ইরান যুদ্ধের মাঝে বেড়ে উঠেছেন বীর্কার। তার বাবা-মা ছিল কৃষক-কৃষাণী। সে কারণে তাকেও বেশ দীর্ঘ একটা সময় চাষাবাদ করে কাটাতে হয়েছে। বহু দিক থেকে হিসেব করেও এমন পরিবেশ একটা বাচ্চার গণিতে আগ্রহের জন্য অনুপ্রেরণার ছিল না।

বীর্কার পড়াশোনা করেছেন ইউনিভার্সিটি অব তেহরানে। ২০০০ সালে তিনি ইন্টারন্যাশনাল ম্যাথমেটিক্স কম্পিটিশন ফর ইউনিভার্সিটি স্টুডেন্টসে তৃতীয় হন। এর পরপরই ইরান থেকে যুক্তরাজ্যে গিয়ে রাজনৈতিক আশ্রয় পেয়েছেন। ২০০১-২০০৪ এ পিএইচডি সম্পন্ন করেন ইউনিভার্সিটি অব নটিংহ্যাম থেকে। তিনি বর্তমানে কর্মরত রয়েছেন ইউনিভার্সিটির ক্যামব্রিজের অধ্যাপক হিসেবে।

কচের বীর্কার ছোট্ট থাই ড্রামে তুলছেন কুর্দিশ তাল, নিজে নিজেই শিখেছেন। ছবিটি তোলা হয়েছে তার ক্যামব্রিজের বাসায়। ছবি কৃতজ্ঞতা: Philipp Ammon

তিনি ফিল্ডস পেয়েছেন বীজগাণিতিক প্রকরণের শ্রেণীবিন্যাসে বিরাট সাফল্য অর্জন করেছেন বলে। বহুপদী সমীকরণ থেকে জ্যামিতিক বস্তু বর্ণনার কাজই এর বিষয়বস্তু। একটা বহুপদী সমীকরণের উদাহরণ: y = x^2. পদকের ব্যাপারে তিনি নিজের অর্জনকে মনে করেন ৪ কোটি কুর্দির ঠোঁটের কোণে একটু হাসি। নিজ দেশ, মাতৃভূমি ছেড়ে পরদেশে অভিবাসী হিসেবে থাকা যে পরম সুখের নয় তার নাম থেকেই সেটা স্পষ্ট। তার আসল নাম ছিল ফারিইদুউন দারাখশানি। অভিবাসী হয়ে নাম গ্রহণ করেন ‘কুচের বীর্কার’ যে কুর্দিশ শব্দের অর্থ অভিবাসী গণিতবিদ।

৩৬ বছর বয়সী অক্ষয় ভেঙ্কটেশ কাজ করেন সংখ্যাতত্ত্বের চিরায়ত সমস্যাগুলোর উপর। সংখ্যাপদ্ধতি কিভাবে কাজ করে এবং সংখ্যার মূলসমূহ নিয়েও, যেমন- একটি মূলের উদাহরণ √2। তিনি হাতেগোনা অল্প কজন গণিতবিদের মধ্যে একজন যারা কার্ল ফ্রিডরিখ গাউসের করা প্রশ্নের উপর বলিষ্ঠ উন্নয়ন করেছেন। ভেঙ্কটেশের জন্ম ভারতের নয়াদিল্লীতে। অবশ্য বেড়ে উঠেছেন অস্ট্রেলিয়ায়, বর্তমানে কাজ করছেন ইন্সটিটিউট ফর এডভান্সড স্টাডি ইন প্রিন্সটন, নিউ জার্সিতে।

উক্ত তিনজনের কাজ বলতে গেলে পুরোদস্তুর সংখ্যার বিমূর্ত জগতের সাথে। সে তুলনায় এ বছরের অপর ফিল্ডস পদকজয়ী ৩৪ বছর বয়স্ক আলেসসিও ফিগাল্লি কাজ করেন বাস্তব জগতের কাছাকাছি বিষয়ে— অপ্টিমাল ট্রান্সপোর্ট। অর্থাৎ কোনো পরিবহন বা যোগাযোগের ক্ষেত্রে সর্বোত্তম সমাধান কী হতে পারে সেটা বের করা। অর্থাৎ একটা নেটওয়ার্ক ব্যবস্থা নিয়ে কাজ করা। ফিগাল্লি এটি আংশিক ডিফারেন্সিয়াল সমীকরণে প্রয়োগ করেন। এ ধরণের সমীকরণ কয়েক একাধিক চলক নিয়ে কাজ করে এবং পদার্থবিজ্ঞানের সাথে অধিক সম্পর্কিত এ ক্ষেত্র। ফিগাল্লির জাতীয়তা ইতালিয়, তিনি কর্মরত জুরিখের সুইস পলিটেকনিক ইনস্টিটিউটে।

 

সায়েন্টিফিক আমেরিকানকোয়ান্টা ম্যাগাজিন অবলম্বনে।

ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেট ঘুমের অনিয়মের জন্য দায়ী

তথ্য ও যোগাযোগ বিপ্লবের দুনিয়ায় ২৪ ঘন্টা উচ্চগতির ইন্টারনেট পাওয়া বেশ বড়সড় সুযোগ। কিন্তু এ সুযোগের অপর পিঠে অনেক কিছু বিসর্জনেরও ব্যাপার জড়িত। নতুন এক গবেষণা বলছে, ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেট আধুনিক যুগের জনজীবনে ঘুমের একটি ক্ষতিকারক। নিদ্রাহীনতা এবং নিম্নমানের ঘুমের সাথে রয়েছে এর নিবিড় সম্পর্ক। বিছানায় যাবার নিকট সময়ে ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেটের ব্যবহার এই সমস্যার দিকে সহজে ঠেলে দেয়।

আধুনিক যুগে এসে অপর্যাপ্ত ঘুম খুবই সাধারণ ঘটনা হয়ে দাঁড়িয়েছে। আর ইতোমধ্যেই অপর্যাপ্ত ঘুম যে জনস্বাস্থ্য এবং জনগণের মানসিক দক্ষতায় নেতিবাচক প্রভাব রাখছে তা স্পষ্ট। এ সংক্রান্ত বেশ কিছু গবেষণার ফলাফলে তা উঠে এসেছে।

খারাপ খবর হল, এ সমস্যা দিন যত যাচ্ছে আগের চেয়েও গুরুতর হচ্ছে। বহু উন্নত দেশেও মানুষ কম ঘুমের সমস্যার সম্মুখীন। অধিকাংশ ক্ষেত্রেই প্রয়োজনীয় ৭ থেকে ৯ ঘন্টার ঘুম দেয়ার সংকট দেখা দিচ্ছে। আর এই ঘুমের ঘাটতির সমস্যা বড় হয়ে উঠছে দিনকে দিন।

যখন এ ঘুমহীনতা বিশেষজ্ঞদের মধ্যে উদ্বেগ সৃষ্টি করছে, একই সাথে বেড়ে চলছে ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির ব্যবহার। আমাদের ঘুমের চক্র ভেঙে দিচ্ছে যন্ত্রপাতির ব্যবহার। এখন পর্যন্ত খুব কমই প্রামাণ্য উপাত্ত রয়েছে ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেটকে ঘুমের সমস্যার সাথে সরাসরি সম্পর্কিত দেখানোর ক্ষেত্রে।

ইন্টারনেটের কাছে নাচের পুতুল হয়ে গেলেন না তো? | Image Source: salon.com

ঘুম এবং উচ্চগতির ইন্টারনেটের মধ্যকার সম্পর্ক ও প্রভাব নির্ণয় করতে জার্মান একদল বিজ্ঞানী তাদের দেশের মানুষের উপর একটি জনজরিপ পরিচালনা করেছেন। প্রযুক্তির ব্যবহার এবং ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেটকে তুলন্নামূলকভাবে যাচাই করা হয়েছে ঘুমের  সাথে কতটা সম্পর্কিত সেদিকটা খেয়াল রেখে। গবেষণা থেকে উঠে এসেছে যে, যারা ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেটের সাথে যুক্ত থাকেন তারা অন্যান্যদের তুলনায় গড়পড়তায় ২৫ মিনিট দেরীতে ঘুমিয়ে থাকেন। আরো উল্লেখ্য, এরা ৭ থেকে ৯ ঘন্টা ঘুমের প্রতি খেয়াল রাখতে পারেন না। ফলশ্রুতিতে, ঘুম পরিপূর্ণ হয় না এবং শারীরিক ও মানসিকভাবে অসন্তুষ্টি থেকে যায়। উল্লেখ্য, ২৫ মিনিটের হিসেব একটি গড় মান। আপাতদৃষ্টে বেশ কম মনে হলেও অনেকের ক্ষেত্রেই আশংকার জন্য যথেষ্ঠ।

ইন্টারনেট এমনিতেই একটি বহুমুখী জগৎ। একে তো বহুমুখী, তার পরে আবার এ জগতের কোন শেষ নেই। আবার উচ্চগতির ইন্টারনেট সে বহুমুখী জগতের সবগুলো দুয়ার খুলে দেয়। ফলত, উচ্চগতির ইন্টারনেট প্রলুদ্ধ করে অধিক রাত পর্যন্ত জেগে থেকে ভিডিও গেমস, ওয়েবে ঘোরাঘুরি এবং সামাজিক যোগাযোগ মাধ্যমে সময় কাটাতে।

মোবাইলের ভিতর কী থাকে? সারাদিন পড়ে থাকে কেন? | Image Source: dailymail.co.uk

ইতিপূর্বের প্রতি প্রজন্মের জন্যই, প্রযুক্তির মোহের ভিন্ন ভিন্ন স্বাদ ছিল। টিনেজারদের মধ্যে উদাহরণস্বরূপ, ভিডিও গেমস এবং প্রাপ্তবয়স্কদের ক্ষেত্রে টেলিভিশন দেখার প্রবণতা রাতের ঘুম কেড়ে নেয়ার গুরুত্বপূর্ণ কারণ হিসেবে দেখা গিয়েছে। তবে, বয়স্ক ব্যবহারকারীদের মধ্যে কম্পিউটার এবং স্মার্টফোনের ব্যবহারকে ঘুমের সময়ের সাথে অধিক শক্তিশালীভাবে সম্পর্কিত পাওয়া গিয়েছে।

মিলানের বক্কোনি ইউনিভার্সিটির জনসংখ্যা তত্ত্বের অধ্যাপক ফ্রান্সেস্কো বিল্লারি ব্যাখ্যা করেন, ব্যক্তি ডিজিটাল দুনিয়ার প্রলোভনে বিছানায় যেতে দেরী করায় ঘুম শুরু করতে দেরী হচ্ছে। যাদের দেরীতে ওঠার সুযোগ নেই তারা সেই ক্ষতিপূরণও করতে পারছে না সকালে দেরীতে ঘুম থেকে উঠে। ফলত, ঘুমের দৈর্ঘ্য প্রয়োজনীয় মাত্রার আগেই কেটে যাচ্ছে।

মোটের উপর, গবেষণার তথ্য সংগৃহীত হয়েছে অপেক্ষাকৃত তরুণ সমাজের কাছ থেকে যারা রাতে ঘুমের আগে ইন্টারনেট সুবিধাযুক্ত প্রযুক্তিপণ্য ব্যবহার করে থাকে। ফলে সর্বসাধারণের জন্য বিষয়ভিত্তিকভাবে এ তথ্য পরিবেশন করা  যাচ্ছে না।

গবেষণাটি যেমন আকর্ষণীয় তেমনি এই মুদ্রার অপর পিঠের অবাক করা ব্যাপার হল টিনেজারদের ঘুমের আচরণের উপরও তথ্য সীমিত। অর্থাৎ ঘুমের আচরণ এবং প্রযুক্তিপণ্যের ব্যবহারের মধ্যে ভিন্ন ভিন্ন মাত্রার তথ্যের ফারাক রয়েছে। কারণ, ঘুমের চাহিদার বয়সভেদে ভিন্ন, আবার বয়সভেদে ইন্টারনেট আসক্তির ধরণও ভিন্ন। এর সাথে গবেষণা লক্ষ্য ধরে রেখে ইন্টারেনেটের কারণে প্রযুক্তিপণ্যের ব্যবহারের বৃদ্ধির হার ও এই বহুমাত্রিক রাশির উর্ধ্বমুখী লেখচিত্রের সাথে ব্যক্তির ঘুমের আচরণের পরিবর্তন যাচাই করতে হচ্ছে।

গবেষকরা ইন্টারনেট আসক্তির ভিত্তিতে টিনেজারদের ঘুমের আচরণের উপর গবেষণা করার আহবান জানাচ্ছেন। যেহেতু ইন্টারনেট জড়িত প্রযুক্তিপণ্যের ব্যবহার বৃদ্ধিতে, তাই এখন প্রযুক্তি পণ্য নির্মাতা প্রতিষ্ঠানগুলোও ইন্টারনেটমুখী হয়ে উঠছে পণ্যের মধ্যে সেই ব্যবহার অন্তর্ভুক্ত রাখার দিক থেকে। একটি আরেকটির সম্পূরক হয়ে ক্রেতাকে ঠেলে দিচ্ছে সার্বক্ষণিক ব্যবহারের দিকে।

ডিজিটাল দুনিয়ার ব্যস্ততা বাড়ছে যেমন হড়হড়িয়ে তেমনি প্রতিযোগিতার পৃথিবীতে সুস্থভাবে টিকে থাকতেও মানুষকে রাখতে হচ্ছে নানান দুনিয়ার খবর। ইন্টারনেটের কাছে যে স্বাস্থ্যের সতর্কতা রাখতে হবে এ আন্দাজ কেউ করেনি। তবে ঘুমের প্রয়োজনীয়তা সম্পর্কে সচেতনতা বাড়ছে এবং একই সাথে আমাদের স্বাস্থ্য এবং কর্মদক্ষতার উপরও নজর রাখতে হচ্ছে।  প্রযুক্তিপণ্যের কারণে সৃষ্ট ঝুঁকির তথ্য যত বেশি পাওয়া যাবে তত সহজে সচেতনতার জন্য, সাবধানতার জন্য পদক্ষেপ নেয়া যাবে।

যন্ত্রের যন্ত্রণায় ঘুমকে বাঁচাতে যা করা যেতে পারে:

  • ইন্টারনেট প্রযুক্তি ব্যবহার সন্ধ্যায় সীমিত রাখা।
  • প্রতিদিন একটি নির্দিষ্ট সময়ে ঘুমাতে যাওয়া।
  • বিভিন্ন কাজের মধ্যেঅগ্রাধিকার ভিত্তিতে কাজ করা।
  • সামাজিক যোগাযোগ মাধ্যম ব্যবহার করতে গিয়ে ডিভাইসে বুঁদ হয়ে না যাওয়া। এক্ষেত্রে বারবার সামাজিক যোগাযোগের ওয়েবসাইটে ঢুঁ না মেরে একটি নির্দিষ্ট সময় ব্যবহার করা।
  • যন্ত্রের বাইরে জীবন উচ্ছ্বল– একথা মাথায় রাখা ও নিজের শরীর মনের সুস্বাস্থ্যের জন্য নিজেকে অনুপ্রাণিত করা। ইন্টারনেট ব্যবহার করতে করতে দেরীতে ঘুমাতে যাবার চেয়ে বরং শীঘ্র ঘুমানোর নিয়ত করা যাতে সকালে উঠে ঢুঁ মেরে দেখে নেয়া যায়।
ইন্টারনেট যুগের সবচেয়ে ক্রমাগত ব্যক্তিগত সমস্যা সবদিকে মন গড়ানো। এটা মাথায় রাখুন, পৃথিবীর সব ঘটনা উপভোগ করার দরকার নেই, বরং সুস্থ থাকা উপভোগ করুন। আনন্দ সর্বোচ্চ উপভোগের জন্য সুস্থতা সবচেয়ে বড় শর্ত। | Image Source: gojessego.com

গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছে জার্নাল অব ইকোনমিক বিহেইভিওর এন্ড অর্গানাইজেশন গবেষণাপত্রে।

 

— ScienceAlert অবলম্বনে।

মূত্র থেকে প্লাস্টিক

মহাকাশ নিয়ে মানবজাতির তুমুল আগ্রহ। তারই ধারাবাহিকতায় স্পেস-এক্স এর তত্ত্বাবধায়নে এগিয়ে যাচ্ছে মঙ্গল গ্রহে বসতি স্থাপনের প্রস্ততি। মঙ্গল গ্রহে যাত্রা কিংবা অন্য যেকোনো গ্রহে যাত্রা যথেষ্ট দীর্ঘ হবে। সেখানে অবশ্যই থাকবে বস্তু ও সরঞ্জামের সমস্যা। তাই সকল বস্তু পূণর্ব্যবহা্রের জন্য নভোচারীদের প্রস্তুত থাকতে হয়।

আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে অবস্থানরত নভোচারীরা মূত্র থেকে বিশুদ্ধকরণের মাধ্যমে প্রাপ্ত পানি পান করে থাকেন। মঙ্গল গ্রহের দীর্ঘ যাত্রায় সফল হতে চাইলে নভোচারীদের কাছে বিদ্যমান সবকিছুর সর্বোচ্চ ব্যবহার নিশ্চিত করতে হবে। এই উদ্দেশ্যকে সামনে রেখেই সাউথ ক্যারোলিনার ক্লেমসন বিশ্ববিদ্যালয়ের একদল গবেষক এমন এক প্রক্রিয়া তৈরি করেছেন যার মাধ্যমে মূত্র ও নিঃশ্বাসের সাথে ত্যাগ করা কার্বন ডাই-অক্সাইড ব্যবহার করে প্লাস্টিক বানানো সম্ভব।

এ প্রক্রিয়ায় Yarrowia lipolytica  নামক ইস্ট ব্যবহার করা হয়। শুরুতে মূত্র থেকে প্রাপ্ত নাইট্রোজেন ও নিঃশ্বাস থেকে প্রাপ্ত কার্বন ডাই-অক্সাইড ইস্টকে প্রদান করা হয়। ইস্টকে এমনভাবে জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারং করা হয়েছে যেন তা নাইট্রোজেন ও কার্বন ডাই-অক্সাইড গ্রহণের পর পলিএস্টার মনোমার তৈরী করে। এসকল মনোমার থেকে তৈরী হয় প্লাস্টিক পলিমার। প্রাপ্ত প্লাস্টিক একটি থ্রিডি প্রিন্টারের মাধ্যমে ব্যবহার্য বস্তু তৈরীতে ব্যবহৃত হয়।

চিত্র: ঈস্ট ব্যবহার করে মূত্র ও কার্বন ডাই-অক্সাইড থেকে প্লাস্টিক উৎপাদন

উক্ত ইস্টের ভিন্ন একটি স্ট্রেইন অনুরূপ প্রক্রিয়া ব্যবহারের মাধ্যমে  মূত্র ও কার্বন ডাই-অক্সাইড থেকে ওমেগা-৩ ফ্যাটি এসিড উৎপাদনে সক্ষম। ওমেগা-৩ ফ্যাটি এসিড মানবদেহের জন্য অপরিহার্য এক উপাদান যা আমরা নিজেরা তৈরী করতে পারি না, খাদ্যবস্তু থেকে পাই।

নিঃশ্বাস থেকে প্রাপ্ত কার্বন ডাই-অক্সাইড ইস্টের গ্রহণ উপযোগী করার জন্য সায়নোব্যাকটেরিয়া বা শৈবাল ব্যবহৃত হয়।

তথ্যসূত্র: BBC Focus

দ্য বাটার্ড ক্যাট প্যারাডক্স

পাঁচিলের উপর থেকে বিড়ালকে কখনো লাফ দিয়ে নীচে নামতে দেখেছেন? অথবা জানালা দিয়ে বিড়ালকে তুলে উলটো করে ফেলে দেখেছেন কখনো? প্রশ্নটা অদ্ভুত। তবে কাজটি যদি করে দেখতেন তাহলে খেয়াল করতেন বিড়ালকে উপর থেকে যেভাবে যে ভঙ্গিতেই ফেলা হোক না কেন ভূমিতে পড়ার সময় পায়ের দিক দিয়েই পড়বে।

পতনের শুরুতে বিড়ালের দেহ উলটো হয়ে পড়লেও পরবর্তীতে যে কারণে আবার সোজা হয় তাকে বলা হয় রাইটিং রিফ্লেক্স (Righting Reflex)। এমনকি মাত্র তিন সপ্তাহ বয়সী বিড়ালের বাচ্চার বেলায়ও এই রিফ্লেক্স কাজ করে। বয়স বাড়ার সাথে সাথে বিড়ালের শরীরের এই প্রতিক্রিয়া আরো বিকশিত হয়। এই প্রতিক্রিয়া আবার আরেকটি মজার বিষয়ের সাথে জড়িত। একে বলে The Buttered Cat Paradox।

আপনি যখন রুটি খান, রুটির একপাশে যদি মাখন লাগানো থাকে, আর রুটিটি যদি হাত থেকে পড়ে যায় তাহলে দেখবেন বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই মাখন লাগানো অংশটি মাটিতে লেপটে গেছে। এটি আর তুলে খাওয়ার উপায় নেই।

image source: mentalfloss.com

পাউরুটির তো আর বিড়ালের মতো কোনো রাইটিং রিফ্লেক্স নেই। মূলত কোমর সমান উচ্চতার টেবিল থেকে পড়তে দিলে পতনের স্বাভাবিক নিয়মেই মাখনের দিকটি নীচের দিকে মুখ করে পড়ে।

এখন যদি ধরে নেয়া হয় তারা এরকমই আচরণ করে সবসময়, এবং মাখন লাগানো একটি পাউরুটি বিড়ালের পিঠে বেধে দেয়া হয় তাহলে পতনের সময় কী হবে? বিড়াল যদি পা দিয়ে ভূমি স্পর্শ করে তাহলে পাউরুটি অক্ষত থেকে যাচ্ছে, যা সাধারণত হয় না। আবার পাউরুটি যদি নীচের দিকে পড়ে তাহলে বিড়ালের পা উপরের দিকে থাকছে, এটিও সাধারণত হয় না। তাহলে? এখান থেকে জন্ম নেয় প্যারাডক্স।

ফাউক্স প্যারাডক্স অনুযায়ী, বিড়ালের পতন ধীর হয়ে যাবে এবং ভূ-পৃষ্ঠের কাছাকাছি আসার পর পতন থেমে গিয়ে ভূ-পৃষ্ঠের ঠিক উপরে ঝুলে একবার মাখন লাগানো টোস্টের দিক আরেকবার পায়ের দিক ভূ-পৃষ্ঠের দিকে মুখ করে ঘুরতে থাকবে! ব্যাপারটি বাস্তবিক নয়, তবে প্যারাডক্স হিসেবে চমকপ্রদ।

featured image: behance.net

হাবল কীভাবে গ্যালাক্সির বেগ নির্ণয় করেছিলেন?

গ্যালাক্সিগুলো প্রতিনিয়ত অপসারিত হচ্ছে আমাদের কাছ থেকে। এ নিয়ে বিজ্ঞানী এডউইন হাবলের সূত্র আছে। সূত্রের সাহায্যে দূরবর্তী গ্যালাক্সির গতিবেগ সম্বন্ধে ধারণা পাওয়া যায়।

হাবল তো আর এমনিতেই এই ধারণাটি পাননি। তাকে পরীক্ষা নিরীক্ষা করতে হয়েছে। পরীক্ষা নিরীক্ষার সময় হাবল কীভাবে দূরবর্তী গ্যালাক্সির বেগ নির্ণয় করলেন? এর জন্য তিনি সেসব গ্যালাক্সি থেকে নির্গত আলোর লাল সরণ বিশ্লেষণ করেছিলেন। লাল সরণ বিশ্লেষণ করলে গতিশীল বস্তুর বেগ সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায়। এ ব্যাপারটি একটু ব্যাখ্যা করা দরকার।

ধরি একজন দর্শক একটি রাস্তার পাশে দাঁড়িয়ে আছে এবং একটি গাড়ি সাইরেন বাঁজাতে বাঁজাতে যাচ্ছে। গাড়িটি যখন দর্শকের কাছ থেকে দূরে চলে যায় তখন সাইরেনের শব্দের তীক্ষ্ণতাও কমে যায়। গাড়ির গতিবেগ যত বেশি হবে তীক্ষ্ণতার পরিবর্তনও হবে তত বেশি। কোনোভাবে যদি সাইরেনের শব্দের কম্পাংক জানা যায় তাহলে সেখান থেকে গাড়িটির বেগ বের করা সামান্য কিছু গাণিতিক হিসেবের ব্যাপার মাত্র। সাইরেনের প্রারম্ভিক কম্পাংক এবং দর্শক কর্তৃক গৃহীত কম্পাংককে তুলনা করলেই গাড়িটির গতিবেগ বের হয়ে যাবে।

কোনো একটি উৎস যদি আলো বা শব্দের মতো কোনো সিগন্যাল প্রেরণ করতে থাকে তাহলে তার প্রারম্ভিক সিগন্যালগুলো একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ কম্পন সম্পন্ন করবে। কিন্তু যখন এই সিগন্যাল কোনো দর্শকের কাছে পৌঁছুবে তখন দর্শকের সাপেক্ষে এর কম্পনের পরিমাণ ভিন্ন হতে পারে।

দর্শকের সাপেক্ষে উৎস কত বেগে চলমান কিংবা উৎসের সাপেক্ষে দর্শক কত বেগে চলমান তার উপর নির্ভর করে সিগন্যালের কম্পন কত হবে। উৎস যদি দর্শকের কাছে আসতে থাকে তাহলে দর্শক সিগন্যালের অধিক কম্পন অনুভব করবে। কারণ সেক্ষেত্রে সিগন্যালের কম্পন বা স্পন্দনগুলো ঘন হয়ে যায়। পক্ষান্তরে উৎস যদি দর্শকের কাছ থেকে দূরে চলে যেতে থাকে তাহলে দর্শক সিগন্যালের স্বল্প কম্পন অনুভব করবে।

চিত্র: সাইরেনের কম্পাংক জানলেই বের হয়ে আসবে গাড়ির গতিবেগ। ছবি: সিকে

চমকপ্রদ এই ব্যাপারটি আবিষ্কার করেছিলেন অস্ট্রিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী ক্রিশ্চিয়ান জোহান ডপলার (১৮০৩–১৮৫৩)। তার নাম অনুসারেই সিগন্যাল বা তরঙ্গের বিশেষ এই বৈশিষ্ট্যকে বলা হয় ডপলার প্রভাব। বিখ্যাত একটি পরীক্ষণের মাধ্যমে শব্দের ডপলার প্রভাবের সঠিকতা যাচাই করে দেখেছিলেন ডাচ বিজ্ঞানী ক্রিস্টফ হেনড্রিক (১৮১৮–১৮৯০)।

দূরবর্তী গ্যালাক্সির বেগ নির্ণয়ের জন্য বিজ্ঞানী এডউইন হাবল এই ডপলার প্রভাবকেই ব্যবহার করেছিলেন। দূরবর্তী গ্যালাক্সি হতে নির্গত আলোর স্বাভাবিক কম্পাংক এবং ঐ একই আলোর দর্শক কর্তৃক গৃহীত কম্পাংকের মাঝে পার্থক্য আছে। এই পার্থক্য থেকেই হাবল তাদের বেগ নির্ণয় করেছিলেন।

কীভাবে এই প্রক্রিয়াটি সম্পন্ন হয়? নিম্নবর্ণিত প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তা অনুধাবন করা যাবে। তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণের অনেকগুলো রূপ আছে। তাদের মাঝে একটি হলো আলো। এই বিকিরণকে তরঙ্গের মতো করে সাদামাটাভাবে নীচের চিত্রের মাধ্যমে প্রকাশ করা যায়। কয়েকটি শীর্ষ আছে এখানে। দুটি শীর্ষের মধ্যবর্তী দূরত্বকে বলা হয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য। এই বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য যখন ০.০০০০২ থেকে ০.০০০১ সেন্টিমিটারের মাঝে থাকবে তখন একে আমরা বলি ‘আলো’। কারণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের এই সীমা পর্যন্ত আমাদের চোখ সংবেদনশীল।

চিত্র: দুই শীর্ষের মধ্যবর্তী দূরত্ব হলো একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য।

এর চেয়ে বড় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ আছে। সেসবের উদাহরণ ইনফ্রারেড, মাইক্রোওয়েভ ও রেডিও ওয়েভ। ইনফ্রারেড বিকিরণ হলো তাপ। উত্তপ্ত বস্তু থেকে এটি বের হয়। আলোর চেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ আছে। এর উদাহরণ আল্ট্রাভায়োলেট, এক্স-রে এবং গামা রে। নীচের সারণিতে এই বিকিরণগুলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিমাণ উল্লেখ করা হলো।

বিকিরণের প্রকৃতি তরঙ্গদৈর্ঘ্য (সেন্টিমিটার)
রেডিও ১০ এর চেয়ে বড়
মাইক্রোওয়েভ ০.০১ – ১০
ইনফ্রারেড (তাপ) ০.০০০১ – ০.০১
দৃশ্যমান আলো ০.০০০০২ – ০.০০০১
অতিবেগুনী রশ্মি ১০-৭ – ০.০০০০২
এক্স-রে ১০-৯ – ১০-৭
গামা রে ১০-৯ এর চেয়ে ছোট

সারণি: তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও বিকিরণের প্রকৃতি

তরঙ্গদৈর্ঘ্য যা-ই হোক, সকল তড়িৎচুম্বক তরঙ্গ একই বেগে চলে। সকলের বেগই আলোর বেগের সমান। তরঙ্গ নিয়ে আলোচনা করতে গেলে ‘কম্পাংক’ নামে একটি বিষয়ের সাথে পরিচিত হতে হয়। কোনো বিকিরণ প্রতি সেকেন্ডে যতগুলো কম্পন সম্পন্ন করে তাকে বলা হয় কম্পাংক। পূর্ববর্তী চিত্রে কতগুলো পূর্ণ তরঙ্গ দেখানো হয়েছে। একটি পূর্ণ তরঙ্গ সম্পন্ন হলে একে বলা যায় একটি কম্পন।

প্রতি সেকেন্ডে এরকম হাজার হাজার কিংবা লক্ষ লক্ষ কম্পন সম্পন্ন করে তড়িৎচুম্বকের একেকটি বিকিরণ। তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং কম্পাংক পরস্পর সম্পর্কিত। আলোর বেগকে তরঙ্গদৈর্ঘ্য দিয়ে ভাগ করলে কম্পাংক পাওয়া যায়। এ হিসেবে তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত বড় হবে বিকিরণের কম্পাংক তত কম হবে। উল্টোভাবে তরঙ্গদৈর্ঘ্য যত ছোট হবে কম্পাংক তত বেশি হবে।

কোনো নক্ষত্র কিংবা কোনো গ্যালাক্সি সকল তরঙ্গদৈর্ঘ্যেই তড়িৎচুম্বক তরঙ্গ বিকিরণ করে। নক্ষত্র বা গ্যালাক্সির অভ্যন্তরে ঘটা ভিন্ন ভিন্ন প্রক্রিয়া (mechanism)-র ফলে ভিন্ন ভিন্ন তরঙ্গের বিকিরণ নিঃসৃত হয়। একটি উদাহরণ দেয়া যায়। নক্ষত্রের অভ্যন্তরে প্রতিনিয়ত নিউক্লিয়ার বিক্রিয়া ঘটে চলছে। এর ফলে সেখানে প্রচুর পরিমাণে তাপ ও আলোক শক্তি উৎপন্ন হচ্ছে। নক্ষত্র সেই তাপ ও আলোক শক্তিকে বিকিরণের মাধ্যমে চারদিকে নিঃসরণ করে দিচ্ছে এবং ধীরে ধীরে শীতল হচ্ছে।

চিত্র: নক্ষত্রগুলো প্রতিনিয়ত বিকিরণের মাধ্যমে শীতল হচ্ছে। ছবি: নাসা/উইকিমিডিয়া কমন্স

বিশাল নক্ষত্র ছেড়ে অতি ক্ষুদ্র জগতে গেলেও দেখা যাবে সেখানে বিকিরণ হচ্ছে। বৈদ্যুতিকভাবে চার্জিত কণার গতির ফলেও বিকিরণ তৈরি হয়। যেমন ইলেকট্রন ও প্রোটন। এদের দ্বারাই জগতের সকল বস্তু গঠিত। এই বিকিরণ নিঃসৃত হবার সময় চার্জিত বস্তু থেকে শক্তি বহন করে নিয়ে আসে। ফলে বস্তুটি শক্তি হারায়।

সত্যি কথা বলতে কি, সূক্ষ্মভাবে বিচার করে দেখলে, সকল প্রকার বিকিরণই আসলে চার্জিত কণার গতির ফলে সৃষ্টি। যেকোনো পদার্থের মাঝেই তার ইলেকট্রনগুলো এলোমেলোভাবে গতিশীল থাকে। লোহা বা অন্য কোনো ধাতুকে যখন উত্তপ্ত করা হয় তখন আসলে তার মাঝে থাকা ইলেকট্রনের এলোমেলো গতির পরিমাণ বেড়ে যায়। গতি বাড়লে সেখান থেকে তাপ বা ইনফ্রা-রেড তরঙ্গ বিকিরিত হয়।

আরো বেশি উত্তপ্ত করলে সেখানের ইলেকট্রনের গতি আরো বেড়ে যায়। গতি আরো বেড়ে গেলে সেখান থেকে ইনফ্রা-রেডের চেয়েও উচ্চ তরঙ্গের বিকিরণ নিঃসৃত হয়। ইনফ্রা-রেডের চেয়ে উচ্চ তরঙ্গ হলো দৃশ্যমান আলোক রশ্মি। এদের মাঝে সবচেয়ে কাছের হলো লাল রঙের তরঙ্গ। সেজন্যই দেখা যায় লোহার কোনো খণ্ডকে বেশি উত্তপ্ত করলে সেটি লালচে আভা বিকিরণ করে।

উত্তপ্ত লোহা থেকে লালচে আভা বের হয়। এর পেছনে আছে ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র কণার কার্যকলাপ। ছবি: ড্রিমসটাইম

নক্ষত্র, গ্যালাক্সি এবং তাদের কর্তৃক বিকিরণ সংক্রান্ত আলোচনায় গুরুত্বপূর্ণ একটি বিষয় হলো বর্ণালি বা স্পেকট্রাম। স্পেকট্রোমিটার বা বর্ণালিবীক্ষণ যন্ত্রের সাহায্যে নক্ষত্র বা গ্যালাক্সি থেকে নির্গত বিকিরণের বর্ণালি বের করা হয়। বর্ণালিবীক্ষণের একদম সরলীকৃত রূপ হলো প্রিজম। প্রিজমের মাঝেও বিকিরণের বর্ণালির ক্ষুদ্র একই অংশ দেখা যায়। অন্যদিকে স্পেকট্রোমিটারে বিকিরণের বর্ণালির খুঁটিনাটি বিস্তারিত জানা যায়।

ভিন্ন ভিন্ন বিকিরণকারী বস্তুর বর্ণালি ভিন্ন ভিন্ন বৈশিষ্ট্যের হয়ে থাকে। গ্যালাক্সি থেকে নির্গত বিকিরণ যেমন হয়ে থাকে, নক্ষত্র থেকে নির্গত বিকিরণ তেমন হবে না। আবার এক খণ্ড লোহা থেকে যে বিকিরণ বের হয় তা গ্যালাক্সি কিংবা নক্ষত্র কিংবা অন্য কোনোকিছুর মতো হবে না।

কিছু কিছু নক্ষত্র বা গ্যালাক্সির বাইরের দিকে শীতল গ্যাসের আবরণ থাকে। নক্ষত্র বা গ্যালাক্সির কিছু বিকিরণ ঐ আবরণে শোষিত হয়ে যায়। এই শোষণ একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে হয়। কোন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ শোষিত হবে তা নির্ভর করে কোন ধরনের পদার্থে নক্ষত্র বা গ্যালাক্সি আবৃত আছে তার উপর।

গ্যাসীয় আবরণে ক্যালসিয়াম পরমাণু থাকলে বর্ণালির এক অঞ্চলের তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষিত হবে, লোহা থাকলে অন্য অঞ্চলের তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষিত হবে, অন্য কোনো মৌল থাকলে অন্য কোনো তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষিত হবে।

কোন কোন উপাদান কোন কোন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ শোষণ করে তা বিজ্ঞানীরা আগে থেকেই জানেন। গবেষণাগারে সেসব উপাদানকে বিশ্লেষণ করে তারা এটি বের করেছেন।

নক্ষত্র বা গ্যালাক্সির গ্যাসীয় আবরণ যদি বিশেষ কোনো তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণকে শোষণ করে নেয় তাহলে ঐ নক্ষত্র বা গ্যালাক্সির বর্ণালির মাঝে একটি শূন্যতা তৈরি হবে। যে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ শোষিত হয়েছে, বর্ণালির ঐ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অংশে একটি অন্ধকার অঞ্চল (Dark line) দেখা যাবে। যার অর্থ হলো ঐ অংশের বিকিরণ এসে পৌঁছাতে পারেনি, কোথাও আটকে গেছে।

চিত্র: নক্ষত্র বা গ্যালাক্সির আবরণকারী উপাদানভেদে বর্ণালির বিভিন্ন অংশে অন্ধকার অঞ্চল দেখা যায়। ছবি: নাসা

বিজ্ঞানী হাবল দূরবর্তী গ্যালাক্সি হতে আগত আলো এবং তাদের বর্ণালির অন্ধকার অঞ্চল নিয়ে গবেষণা করলেন। তিনি দেখতে পেলেন বর্ণালির অন্ধকার অঞ্চলটি নিয়মতান্ত্রিকভাবে ক্রমেই বড় তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরে যাচ্ছে।

অনেকগুলো গ্যালাক্সির বর্ণালি গভীরভাবে পর্যবেক্ষণ ও বিশ্লেষণ করে তিনি এই সিদ্ধান্তে আসলেন যে, গ্যালাক্সিগুলোর ক্রম-অপসারণ বেগের কারণেই বর্ণালিতে এই সরণ ঘটছে। এই সরণই হলো লাল সরণ বা রেড শিফট। বর্ণালির অন্ধকার অংশের সরণ হচ্ছে বড় তরঙ্গের দিকে, আর দৃশ্যমান আলোতে লাল আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যই সবচেয়ে বড়, তাই এই সরণের নাম দেয়া হয়েছে লাল সরণ।

হাবলই কিন্তু প্রথম নন, মহাজাগতিক বস্তুর বর্ণালিতে অন্ধকার অঞ্চলের উপস্থিতি সম্পর্কে আরো অনেক আগে থেকেই জানা ছিল। জার্মান পদার্থবিদ জসেফ ভন ফ্রনহফার (১৭৪৭ – ১৮২৬) সূর্যের আলোর বর্ণালি সর্বপ্রথমতে অন্ধকার অঞ্চল খুঁজে পেয়েছিলেন। ১৮০২ সালে ইংরেজ রসায়নবিদ উইলিয়াম হাইড ওয়ালাস্টোনও বিকিরণকারী বস্তুর মাঝে অন্ধকার অঞ্চল খুঁজে পান।

চিত্র: এডউইন হাবলের আগেই বিজ্ঞানী ফ্রনহফার নক্ষত্রের বর্ণালিতে অন্ধকার অঞ্চল খুঁজে পান। ছবি: উকিমিডিয়া কমন্স

১৮৬৮ সালের দিকে ইংরেজ জ্যোতির্বিদ উইলিয়াম হিউগিনস (১৮২৪ – ১৯১০) এ সম্পর্কিত বেশ কিছু গবেষণা করেন। তিনি দেখান যে, কিছু উজ্জ্বল নক্ষত্রের বর্ণালির অন্ধকার অঞ্চল নিয়মতান্ত্রিকভাবে তার স্বাভাবিক অবস্থান থেকে ধীরে ধীরে লাল অংশের দিকে কিংবা ধীরে ধীরে নীল অংশের দিকে সরে যাচ্ছে।

তিনি এই ঘটনার ব্যাখ্যা দিয়েছিলেন ডপলার প্রভাবের সাহায্যে এবং এই ব্যাখ্যা ছিল সঠিক। তিনি বলেন, নক্ষত্রগুলো ক্রমান্বয়ে আমাদের নিকটে আসার কারণে কিংবা আমাদের কাছ থেকে দূরে সরে যাবার কারণে এটি হয়েছে।

ক্যাপেলা (capella) নামে একটি উজ্জ্বল নক্ষত্র আছে। উজ্জ্বলতার বিচারে এটির অবস্থান ষষ্ঠ। সূর্যের বর্ণালির তুলনায় ক্যাপেলার বর্ণালিতে ভিন্নতার দেখা পাওয়া যায়। সূর্যের বর্ণালির তুলনায় ক্যাপেলার বর্ণালিতে ভিন্নতার দেখা পাওয়া যায়।

সূর্যের বর্ণালির অন্ধকার অঞ্চলের চেয়ে ক্যাপেলার বর্ণালির অন্ধকার অঞ্চল লাল তরঙ্গের দিকে 0.01% বেশি অগ্রসর হয়ে আছে। যেহেতু লালের দিকে তথা বড় তরঙ্গের দিকে অগ্রসর হচ্ছে তাই এখান থেকে ইঙ্গিত পাওয়া যায় যে, ক্যাপেলা আমদের কাছ থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। এই দূরে সরে যাবার বেগ, আলর বেগের 0.01%। অর্থাৎ প্রতি সেকেন্ডে ৩০ কিলোমিটার হারে দূরে সরে যাচ্ছে। আলর বেগ সেকেন্ডে প্রায় ৩০০,০০০ কিলোমিটার।

প্রতি মুহূর্তে দূরে সরে যাচ্ছে ক্যাপেলা নক্ষত্র। ছবি: বব মুলার

পরবর্তী বেশ কয়েক দশক পর্যন্ত বিভিন্ন মহাজাগতিক বস্তু যেমন যুগল নক্ষত্র, শনির বলয় ইত্যাদির বেগ নির্ণয় করতে ডপলার প্রভাব ব্যবহার করা হতো।

তো হাবল কীভাবে জানলেন, বেশি লাল সরণের গ্যালাক্সিগুলো কিংবা বেশি বেগে অপসৃয়মাণ গ্যালাক্সিগুলো বেশি দূরে অবস্থিত? তিনি জেনেছেন কারণ তিনি লক্ষ্য করেছেন গড়পড়তাভাবে যে নক্ষত্রগুলো যত ক্ষীণ (অনুজ্জ্বল) সেগুলোর লাল সরণ তত বেশি। সাধারণভাবে বিবেচনা করলে দেখা যাবে অনুজ্জ্বল বা ক্ষীণ নক্ষত্রগুলোই দূরে অবস্থান করছে।

তবে এখানে একটু সতর্ক হওয়া দরকার। কারণ শুধুমাত্র দূরে অবস্থান করলেই যে গ্যালাক্সি অনুজ্জ্বল হবে এমন নয়। কম পরিমাণে বিকিরণ করার কারণেও উজ্জ্বলতা কম হতে পারে। হতে পারে এর নিজস্ব উজ্জ্বলতাই অল্প, যার কারণে কাছে থাকা সত্ত্বেও ক্ষীণ বলে মনে হচ্ছে। সেজন্য হাবলকে বিভিন্ন ধরনের গ্যালাক্সি নিয়ে গবেষণা করতে হয়েছে।

হিসেবের জন্য তাকে বিশেষ শ্রেণির কিছু গ্যালাক্সিকে বেছে আলাদা করে নিতে হয়েছে যেন হিসেবে ঝামেলা না হয়। বাছাইকৃত এ শ্রেণির গ্যালাক্সিকে বলা হয় ‘মানবাতি’ বা Standard Candle বিশেষ এ শ্রেণির গ্যালাক্সিগুলোর আপাত উজ্জ্বলতা দেখেই বের করা যায় এরা কত দূরে অবস্থিত। যদি কোনো গ্যালাক্সি ‘মানবাতি’ শ্রেণিতে পড়ে এবং এর উজ্জ্বলতা খুব ক্ষীণ হয় তাহলে বুঝতে হবে এটি অবশ্যই অনেক দূরে অবস্থিত আছে। মানবাতির উজ্জ্বলতা যত ক্ষীণ হবে পৃথিবী থেকে তার দূরত্ব তত বেশি হবে।

আবার অন্যদিকে মানবাতি খুঁজে পাওয়াও বেশ দুরূহ কাজ। দুরূহ কর্ম সম্পন্ন করে হাবল দূরবর্তী গ্যালাক্সির আপাত উজ্জ্বলতা এবং তাদের লাল সরণের মাঝে একটি সম্পর্ক খুঁজে পেলেন। এই সম্পর্ক থেকে বলা যায় যে গ্যালাক্সিগুলোর দূরত্ব এবং তাদের অপসরণ বেগও পরস্পর সম্পর্কিত। যেহেতু এই বিশেষ শ্রেণির গ্যালাক্সির উজ্জ্বলতা তাদের দূরত্বের উপর নির্ভর করে এবং দূরত্ব বেশি হলে লাল সরণও বেশি হয় তাই বলা যায় দূরের গ্যালাক্সিগুলো বেশি দ্রুত বেগে অপসারিত হচ্ছে।

চিত্র: এডউইন হাবল

একে বলা যায় আগেভাগেই ফলাফল অনুমান করে নিয়ে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। স্বাভাবিক নিয়মে সকল শ্রেণির গ্যালাক্সিকে হিসেবের মধ্যে নিয়ে কাজ করলে হয়তো ফলাফলটা এত সহজে পাওয়া যেত না। তাই আগে থেকেই একটা অনুমান করে নিয়েছেন যে, ‘সম্ভবত’ গ্যালাক্সিগুলো দূরে সরে যাচ্ছে। আসলেই দূরে সরে যাচ্ছে কিনা সেটি পর্যবেক্ষণ করার জন্য বিশেষ কিছু গ্যালাক্সিকে আলাদা করে নিয়েছেন যেন হিসেবের জটিলতা কমে যায়। এর মানে আগে থেকেই ফলাফল অনুমান করে নেয়া। এমনিতে বৈজ্ঞানিক গবেষণায় ফলাফল আগে থেকে অনুমান করে নিলে ক্ষেত্রবিশেষে সেটি গবেষণার জন্য ক্ষতিকর হয়ে দাঁড়ায়।

আলোর উৎসের অপসারণ বেগ ছাড়া অন্যান্য প্রক্রিয়াতেও লাল সরণ ঘটতে পারে। যেমন আলো যদি শক্তিশালী মহাকর্ষ ক্ষেত্র সম্পন্ন কোনো উৎস থেকে নির্গত হয় এবং সে আলো যদি দুর্বল মহাকর্ষ ক্ষেত্রে অবস্থান করা কোনো পর্যবেক্ষক বিশ্লেষণ করে তাহলে ঐ পর্যবেক্ষণ আলোর লাল সরণ দেখতে পাবে।

তবে শক্তিশালী মহাকর্ষীয় উৎসের কারণে দূরবর্তী গ্যালাক্সিগুলোর লাল সরণ ঘটছে এমনটা হওয়া অস্বাভাবিক। পর্যবেক্ষণে যে পরিমাণ লাল সরণ পাওয়া গেছে মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের কারণে এত পরিমাণ লাল সরণ ঘটে না। দ্বিতীয়ত, ক্রম-প্রসারণের ফলে লাল সরণের যে সুস্থিত ও নিয়মতান্ত্রিক বৃদ্ধি ঘটেছে তা মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের লাল সরণ দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায় না। বিজ্ঞানীরা ঐক্যমতে এলেন যে, গ্যালাক্সির অপসরণ বেগের কারণেই লাল সরণ ঘটছে।

তবে এই ব্যাখ্যার পাশাপাশি বিকল্প ব্যাখ্যাও আছে। সেটি বলছে, অন্ততপক্ষে সামান্য কিছু লাল সরণের পেছনে তাদের পশ্চাদপসরণ দায়ী নয়। এদের ক্ষেত্রে হয় মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র দায়ী নাহয় তাদের পেছনে এমন কোনো ভৌত প্রক্রিয়া কাজ করছে যা এখনো আবিষ্কৃত হয়নি।

এ বেলায় আরেকটি সমস্যার দিকে আলোকপাত করা দরকার। হাবলের সূত্র বলছে গ্যালাক্সিগুলোর দূরত্ব যত বেশি হবে তাদের অপসরণ বেগও তত বেশি হবে। এ অপসরণ বেগের নির্দিষ্ট কোনো সীমা নেই। যত খুশি তত পরিমাণে উন্নীত হতে পারে। এদিকে আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব বলছে কোনোকিছুর বেগ আলোর বেগের চেয়ে বেশি হতে পারে না। তাহলে গ্যালাক্সির যত খুশি তত বেগে উন্নীত হওয়া কি বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বকে লঙ্ঘন করছে না?

চিত্র: গ্যালাক্সিগুলো কি আসলেই আলোর চেয়ে বেশি বেগে ছুটছে? ছবি: বিগ থিংক

জ্যোতির্বিদরা লাল সরণের পরিমাণকে z দিয়ে প্রকাশ করেন। উৎস হতে নির্গত তরঙ্গের মূল তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং পর্যবেক্ষক কর্তৃক গৃহীত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পার্থক্য (বিয়োগ) বের করা হয়। তারপর ঐ পার্থক্যকে মূল তরঙ্গদৈর্ঘ্য দিয়ে ভাগ করা হয়। তারপর যে মানটি পাওয়া যায় তা-ই হলো z এর মান।

এই z এর সাহায্যে গ্যালাক্সিগুলোর বেগ সহজেই বের করা যায়। আলোর বেগের সাথে লাল সরণ z-কে গুণ করে দিলেই গ্যালাক্সির গতিবেগ পাওয়া যাবে। আলোর বেগ c হলে গ্যালাক্সির বেগ cz। যেমন, কোনো গ্যালাক্সির লাল সরণের মান যদি হয় ০.১৫ তাহলে তার অপসরণ বেগ আলোর বেগের ১৫ শতাংশ। লাল সরণের মান ০.২৫ হলে তার অপসরণ ২৫ শতাংশ।

তবে এ নিয়মটি শুধুমাত্র আলোর বেগের তুলনায় খুব স্বল্প বেগে ধাবমান গ্যালাক্সির ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। আলোর বেগের তিন ভাগের এক ভাগের চেয়ে বেশি হলেই এ নিয়ম আর কাজ করে না। এমনিতে বিজ্ঞানীদের পক্ষে খুব বেশি মানের লাল সরণ পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব (সেটা যে উৎসেরই হোক), কিন্তু আলোর চেয়ে বেশি বেগে ধাবমান কোনো গ্যালাক্সি পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব নয়। আবার তত্ত্ব বলছে লাল সরণ যদি খুব বেশি হয়ে যায় তাহলে উৎসের গতিও আলোর বেগের সমান কিংবা তার চেয়েও বেশি হয়ে যায়।

যে দূরত্বে গেলে গ্যালাক্সিগুলোর অপসরণ বেগ আলোর বেগের সমান হয় সে দূরত্বকে বলা হয় দিগন্ত বা হরাইজন। দিগন্তের বাইরের কোনো গ্যালাক্সিকে পর্যবেক্ষণ করা যম্ভব নয়। তাহলে কি এর মানে এমন দাড়াচ্ছে না যে, বাইরের গ্যালাক্সিগুলোর বেগ আলোর বেগের চেয়ে বেশি? কিছু দিক থেকে বিবেচনা করলে বলা যায়, হ্যাঁ, এদের বেগ আলোর বেগের চেয়ে বেশি। কিন্তু তাতে আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের কোনো লঙ্ঘন হচ্ছে না।

কীভাবে? বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের নিয়ম-নীতি তখনই খাটবে যখন কোনোপ্রকার মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের উপস্থিতি থাকবে না। কিন্তু মহাবিশ্বের সকল ক্ষেত্রেই মহাকর্ষ বিদ্যমান। এই মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র স্থান ও কালের প্রকৃতিকে আমূলে পালটে দেয়। আর এটি ঘটে আইনস্টাইনেরই দেয়া সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব অনুসারে।

ব্যাপারটা এমন না যে কোনো ‘বস্তু’ পর্যবেক্ষকের দৃষ্টি থেকে দূরে সরে যাচ্ছে আলোর চেয়ে বেশি বেগে। এখানে মূলত ‘স্থান’ নিজেই প্রসারিত হয়ে যাচ্ছে আলোর চেয়ে বেশি বেগে। বস্তু হয়তো আলোর বেগের বেশি বেগে চলতে পারে না কিন্তু স্থান ঠিকই পারে। আর ঐ বেশি বেগে চলা স্থানে যদি কোনো বস্তু থাকে তাহলে স্থানের সাথে সাথে বস্তুটিও বেশি বেগেই চলবে। বস্তু হয়তো আলোর চেয়ে বেশি বেগে চলছে না, কিন্তু স্থান তাকে চালিয়ে নিচ্ছে।

যদিও আমরা দিগন্তের বাইরের গ্যালাক্সিগুলোকে দেখতে পাই না, কিন্তু স্থানের প্রসারণের প্রকৃতি থেকে তাদের অস্তিত্ব সম্বন্ধে জানতে পারি।

দিগন্তের বাইরের গ্যালাক্সির গতি নিয়ে যে জটিলতা তৈরি হয়েছে তা সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের একটি জটিল ফর্মুলার মাধ্যমে সুরাহা করা যায়। তবে এখানে আলচ্য বিষয় অনুধাবন করার জন্য এত সূক্ষ্ম হিসাব নিকাশের প্রয়োজন নেই।

উৎস Islam, Jamal N. (1983), the Ultimate Fate of the Universe, Chapter 3, Cambridge University Press

featured image: scitechdaily.com

পার্কার সোলার প্রোব: ১২ আগস্ট উৎক্ষেপিত যে মহাকাশযান অর্জন করবে মহাকাশ অভিযাত্রার ইতিহাসের রেকর্ড বেগ

নাসা এবং United Launch Alliance মিলে উৎক্ষেপণ করল সবচেয়ে দ্রুতগামী মহাকাশযান পার্কার সোলার প্রোব। নাম দেখেই বোঝা যাচ্ছে এই স্পেসপ্রোবটি যাত্রা করে সূর্যের দিকে। সম্মিলিত উৎক্ষেপণ জোট বা ইউএলএ হচ্ছে যুক্তরাষ্ট্রের ইতিহাসে মহাকাশে যান উৎক্ষেপণের ক্ষেত্রে সবচেয়ে অভিজ্ঞ। এই কোম্পানির রয়েছে একাধারে ১২০টি উৎক্ষেপণ পরিচালনা করার রেকর্ড এবং উৎক্ষেপণে ১০০% সফলতা। এ প্রকল্পটির আর্থিক খরচ ১.৫ বিলিয়ন ডলার।

মহাকাশযানটি গতকাল (১১ই আগস্ট ২০১৮) উৎক্ষেপণের কথা ছিল, কিন্তু উৎক্ষেপণের শেষ মিনিটে ত্রুটি ধরা পড়ায় সময় পিছিয়ে দেয়া হয়। উৎক্ষেপণের নতুন সূচি ঠিক করা হয় আজ রবিবার (১২ আগস্ট ২০১৮) ফ্লোড়িডার কেপ ক্যানাভারালের স্থানীয় সময় রাত ৩:৩১ এ। অর্থাৎ, বাংলাদেশের সময় দুপুর ১টা ৩১ মিনিটে এর উৎক্ষেপণের সম্ভাব্য সময় এটি উৎক্ষেপিত হয়েছে। পার্কার সোলার প্রোব উৎক্ষেপণের ভিডিও অবলোকন করা যাবে এখানে

এই প্রোবকে মহাকাশে নিয়ে গেছে ইউএলএ এর শক্তিশালী রকেট ডেল্টা IV। আর সবকিছু ঠিকঠাক থাকলে ২০২৪ এর ডিসেম্বরে পার্কার সোলার প্রোব হবে ইতিহাসের দ্রুততম মহাকাশযান। এ ঘটনাটি ঘটবে যখন প্রোবটি সূর্যের সবচেয়ে কাছে পৌঁছুবে। এ অভিযানের রূটম্যাপ বলছে এটি সূর্য থেকে ৩.৮৩ মিলিয়ন মাইল (৬ মিলিয়ন কিলোমিটার) দূর দিয়ে যাবে। ঐ বিন্দুতে গিয়ে প্রোবটির গতি হবে ৬৯২,০০০ কিলোমিটার প্রতি ঘণ্টায়। অর্থাৎ সেকেন্ডে ১৯২ কিলোমিটারেরও বেশি।

এ দূরত্ব কত বড় আন্দাজ করতে পৃথিবীর সাথে তুলনা করে দেখা যেতে পারে। এই গতিতে প্রোবটির ওয়াশিংটন ডিসি থেকে টোকিওতে যেতে ১ মিনিটেরও কম সময় লাগত। আর টেকনাফ থেকে তেতুলিয়া যেতে চার সেকেন্ডের চেয়ে একটু বেশি সময়!

নাসার গডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টারে পার্কার সোলার প্রোব টিম প্রোবের পরীক্ষা নিরীক্ষা করছেন তাপীয় বায়ুশূন্য চেম্বারে; Image Credit: Ed Whitman/Johns Hopkins APL/Nasa

পার্কার স্পেসপ্রোবের পেছনে কাজ করা দলটি অবশ্য নির্বিকার এই রেকর্ডভাঙা কাজে। তাদের মনোযোগ নিবদ্ধ অভিযানের খুঁটিনাটিতে। এই প্রজেক্টের ম্যানেজার এন্ড্রু ড্রিসম্যান নিযুক্ত আছেন জন্স হপকিন্স ইউনিভার্সিটির ফলিত পদার্থবিজ্ঞান ল্যাবরেটরিতে। তিনি বলেন, “মহাকাশে কোনো কিছু দ্রুতবেগে ছোটার জন্য সেটার ডিজাইন করা যতটা কঠিন তেমনি ধীরে ছোটার ডিজাইন করাও সমান মাত্রার কঠিন। কারণ হল, মহাশূন্যে তো একটা চালু দশাকে ঠেকানোর মত কিছু নেই।”

এ ব্যাপারগুলো অরবিটাল মেকানিক্সে ধারণা থাকলে খুব স্পষ্ট হয়ে যায়। গতি বাড়ানো যেমন সমস্যা, তেমনি মহাকাশযান টিকিয়ে রেখে এমন গতিপথ বাছাই করাও সমস্যা যা ঐ গতিকে নিয়ন্ত্রণ করে মহাকর্ষের আকর্ষণে বিচ্যুত হওয়া থেকে রক্ষা করবে। উল্লেখ্য মহাকাশে কোনো মহাকাশযানের গতিবৃদ্ধির এখনো পর্যন্ত সেরা উপায় হল কোনো গ্রহের বা সূর্যের মাধ্যাকর্ষণক্ষেত্রকে কাজে লাগানো। ড্রিসম্যান অবশ্য মজা করে বলেন, “মহাকাশযান কেবল জানে না এটি যে দ্রুতগতিতে ছুটছে।”

পার্কার সোলার প্রোবের অভিযানের গতিপথ | Image Credit: HORIZONS System, JPL, NASA

যাই হোক, এটা যে নিতান্ত ঝামেলাবিহীন অভিয়ান নয় তা স্পষ্ট। স্পেসপ্রোব না জানলেও, বিজ্ঞানীদের ঠিকই স্পেসপ্রোবকে সম্মুখীন হতে হবে এমন বিবিধ পরিস্থিতির কথা মাথায় রাখতে হয়। পার্কার সোলার প্রোব অতিদ্রুতবেগে ছোটার সাথে হিসেবে রাখতে হচ্ছে কোন মহাকাশীয় পরিবেশের মধ্য দিয়ে এটি গমন করছে। এটির অভিযানপথে রয়েছে এমন ধুলোময় পরিবেশ যাকে বলা হয় হাইপারভেলোসিটি ডাস্ট এনভায়রনমেন্ট। অর্থাৎ, ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র বহু ধুলিকণাময় পরিবেশের মধ্য দিয়ে যাবে পার্কার।

হাইপারভেলোসিটি অর্থাৎ উচ্চগতি বলতে প্রচলিতভাবে ধরা হয় ৩ কিলোমিটার প্রতি সেকেন্ড বেগকে। এই বেগের ফলে দ্রুত ছোটা কণাগুলোর ভরবেগও যথেষ্ঠ মাত্রায় বেশি। ফলে এরা প্রবল ভরবেগে আঘাত করবে পার্কার সোলার প্রোবকে যার কারণে প্রোবের বেগের দিক বিদিকও হয়ে যেতে পারে। আসলে মহাকাশে অল্প আঘাতই বিশাল দূরত্বে ছোটা বস্তুর জন্য যথেষ্ঠ দিক বিদিকের জন্য তাৎপর্যপূর্ণ হতে পারে। এ সমস্যা নিরসণে বিজ্ঞানীরা স্পেসক্রাফটে ব্যবহার করবেন কেভলার কম্বল। এ বিশেষ কম্বল অধিক তাপসহ আর সিন্থেটিক ফাইবারের তৈরি। এ ধরণের ফ্যাব্রিকের বহুল ব্যবহার রয়েছে বুলেট প্রতিরোধী জ্যাকেট, শরীরের বর্ম, বোমার চাদর ইত্যাদি নির্মাণে। অর্থাৎ এই সমাধান বহু আঘাতে টেকসই থাকার সুবিধা দিতে পারছে।

শুক্রের অভিকর্ষকেও পার্কার সোলার প্রোব কাজে লাগাবে। শুক্রের কাছ দিয়ে পার্কার সোলার প্রোব ৭ বার অতিক্রম করবে। সূর্যের দিকে পাঠিয়ে সূর্য ওপাশ দিয়ে প্রোবকে ফেরত আনার চ্যালেঞ্জও রয়েছে। পৃথিবী নিজেই সেকেন্ডে ৩০ কিলোমিটার বেগে দৌড়াচ্ছে, সে অনুসারে এই আদিবেগ পেয়ে যাচ্ছে প্রোব। কিন্তু এটি সূর্যের দিকের সাথে সমকোণে হলে পথ বেঁকে বড় হয়ে যাবে। ফলে সময় লাগবে আরো বেশি, উদ্দিষ্ট লক্ষ্যও টিকবে না। বেগ সংক্রান্ত সমস্যা বুঝতে দেখতে পারেন এই ভিডিওটি।

 

অভিযানের পথ অনুযায়ী, পার্কার সোলার প্রোব যখন সূর্যের সবচেয়ে নিকট বিন্দু দিয়ে যাবে তখন এর বেগ হবে ভয়েজার ১ এর বেগেরও দশগুণের বেশি। ভয়েজার ১ উৎক্ষেপণ করা হয়েছিল ১৯৭৭ এ, পাঁচ বছর আগে এটি সৌরজগতের বাইরে চলে গিয়েছে। প্রক্সিমা সেন্টরাইয়ের দিকে এগিয়ে যাচ্ছে ঘণ্টায় ৬১,০০০ কিলোমিটার বেগে

 

পার্কার সোলার প্রোবের গতিপথে শুক্রের এবং সূর্যের অভিকর্ষ যেভাবে ব্যবহার করে উচ্চগতি অর্জিত হবে; Image Credit: Guardian graphic | Source: The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

স্বাভাবিক হিসেবে গতি অর্জনের কৌশলের দিক থেকে ভয়েজার ১-ই ইতিহাসখ্যাত। তবে ২০১৬ এর জুলাইতে নাসার জুনো প্রোব বৃহস্পতির অভিকর্ষের প্রভাবে কক্ষপথ থেকে বিচ্যুত হয়ে বৃহস্পতির গ্যাসীয় জমিনে পড়ে ধ্বংস হয়। তখন এর বেগ পৌঁছে গিয়েছিল ঘণ্টায় ২৬৬,০০০ কিলোমিটারে। এ গতিবেগ কাজে না লাগলেও কতদূর অর্জনযোগ্য এটার একটা নমুনা পাওয়া গিয়েছিল।

গ্রহের অভিকর্ষকে ব্যবহার না করে, কেবল সূর্যের অভিকর্ষকে ব্যবহার করে রেকর্ডধারী স্পেসক্রাফট দুটি হল হেলিওস I এবং II. ১৯৭০ এর দশকে এরা উৎক্ষেপিত হয়েছিল। বুধ সূর্যের যত কাছে হেলিওস মহাকাশযান-যুগল তার চেয়েও কাছে প্রবেশ করেছিল। এরা অর্জন করেছিল ঘণ্টায় ২৪১,০০০ কিলোমিটার বেগ বা সেকেন্ডে ৭০ কিলোমিটার।

পার্কার সোলার প্রোব দৃশ্যমান সৌরপৃষ্ঠ থেকে চার মিলিয়ন মাইল (৬.৪ মিলিয়ন কিলোমিটার) নিকট দিয়ে যাবে। ফলে হেলিওসের চেয়েও প্রায় তিনগুণ বেগে দৌঁড়াবে এটি। সূর্যের উত্তাপকে আরেক ধাপ এগিয়ে চ্যালেঞ্জ জানানোর পথে অভিযাত্রা শুরু হয়ে গেছে… গতি অর্জন মানে তো আমাদের স্বপ্নে আশার সঞ্চার… বহুদূর ছুটে যেতে।

 

তথ্যসূত্র:

  1. https://www.space.com/41447-parker-solar-probe-fastest-spacecraft-ever.html
  2. https://www.theguardian.com/science/2018/aug/10/mission-to-touch-the-sun-nasa-to-launch-parker-solar-probe
  3. https://blogs.scientificamerican.com/life-unbounded/the-fastest-spacecraft-ever/
  4. https://www.space.com/41461-parker-solar-probe-launch-delayed.html
  5. https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/

ত্বকের কোষ থেকে সন্তান উৎপাদন

বিজ্ঞান প্রতিনিয়তই এগিয়ে যাচ্ছে। বিজ্ঞানীরা বসে নেই। তারা নিত্যনতুন চিন্তা ভাবনা করে চলেছেন। বিজ্ঞানীদের নানা কাজের মধ্যে মাঝে মাঝে এমন কিছু বৈজ্ঞানিক আবিষ্কার হয় যা আপনাকে থমকে দাঁড়াতে বাধ্য করে।

প্রত্যেক জীবেরই প্রজনন হয়। প্রাণীদের ক্ষেত্রে সেই প্রজনন ঘটে শুক্রাণু এবং ডিম্বাণুর মাধ্যমে। যৌনক্রিয়ার সময় শুক্রাণু ও ডিম্বাণু মিলিত হয় এবং নিষেকের পর ভ্রূণ গঠিত হয়। সেই ভ্রূণ পরিণত হয়ে পূর্ণাঙ্গ শিশুতে পরিণত হয়। এটাই প্রাণীর স্বাভাবিক প্রজননের সরল একটি বর্ণনা।

কিন্তু বিজ্ঞান তো এতটুকুতেই থেমে নেই। তারা মানবদেহের প্রজনন ক্রিয়া বোঝার জন্য অনরবত চেষ্টা করে যাচ্ছেন। তার ফলস্বরূপ ১৯৯৭ সালে আমরা পেয়েছি ‘ডলি’কে। ডলি ভেড়ার কথা আমরা সবাই জানি। ডলির মাধ্যমেই বিজ্ঞানীরা প্রথম কোনো স্তন্যপায়ীকে ক্লোন করতে সক্ষম হয়েছিলেন। এর আগে ব্যাঙের ক্লোন করা হয়েছিল।

ডলির ক্লোন করা ছিল প্রজনন বিজ্ঞানীদের জন্য একটি বিশাল পদক্ষেপ। তারপর আমরা দেখেছি টেস্টটিউব শিশু। এখানে নারী ও পুরুষের শুক্রাণু ও ডিম্বাণু সংগ্রহ করে দেহের বাইরে মিলিত করা হয়। কিন্তু ত্বকের কোষ? এটি নিশ্চয় পরোক্ষ হোক আর প্রত্যক্ষ হোক প্রজননের মতো কোনো কাজে অংশগ্রহণ করতে পারে না। যদি বলা হয় ত্বকের কোষ থেকে শুক্রাণু কিংবা ডিম্বাণু তৈরি সম্ভব তাহলে হতবাক হতেই হয়।

চিত্র: ল্যাবরেটরিতে তৈরি ডিম্বাণু

বিজ্ঞানী হাইয়াশি ইঁদুরের ত্বক কোষ থেকে শুক্রাণু ও ডিম্বাণু তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন। তা থেকে ইঁদুরের সন্তানের জন্ম হয়েছে। হয়তো অদূর ভবিষ্যতে মানুষের ক্ষেত্রেও এটি সম্ভব হবে। এমন অনেক দম্পতি আছেন যাদের সন্তান হয় না। অনেক সময় দেখা যায় পুরুষের শুক্রাণুতে সমস্যা রয়েছে। আবার অনেক সময় নারীর ডিম্বাণুতেও সমস্যা দেখা দেয়। আবার বয়স হয়ে গেলে নারীরা সন্তান উৎপাদনে অক্ষম হয়ে যায়, কারণ তখন তাদের ডিম্বাণু তৈরি হয় না।

এই পদ্ধতি ব্যবহার করে কৃত্রিমভাবে ল্যাবে শুক্রাণু ও ডিম্বাণু তৈরি করা সম্ভব। তাই তখন যেকোনো নারী অথবা পুরুষ শুধুমাত্র একটু রক্ত দিলেই তা থেকে তৈরি হতে পারে তাদের সন্তান। এমনকি যারা সমলিঙ্গ বিবাহিত তারাও তাদের জৈবিক সন্তান পেতে পারেন। তবে এখন পর্যন্ত মানুষের উপর এটি প্রয়োগ করা হয়নি।

হাইয়াশি এই পদ্ধতিটির মূল কঠামো পেয়েছিলেন ইয়ামানাকার গবেষণা থেকে। জাপানের কয়তো বিশ্ববিদ্যালয়ের ইয়ামানাকা গবেষণা করে বের করেছিলেন কীভাবে যেকোনো কোষকে স্টেম কোষে রূপান্তরিত করা যায়। এ আবিষ্কারের জন্য তিনি ২০১২ সালে নোবেল পুরস্কার পান।

প্রথমে হাইয়াশি একটি পূর্ণবয়স্ক ইঁদুরের লেজ থেকে কোষ নেন। তারপর সেই কোষকে রাসায়নিক দ্রব্যের সাথে মেশান। সেই রাসায়নিক দ্রব্যের সাথে থাকে চার ধরনের জিন। এগুলো ঐ কোষকে স্টেম কোষে পরিণত করে। স্টেম কোষ ডিম্বাণু তৈরিতে সক্ষম।

এই ডিম্বাণুকে পরিণত হিসেবে করার জন্য সঠিক পরিবেশ দরকার। বিজ্ঞানীরা এজন্য ডিম্বাণু তৈরিতে প্রস্তুত সেই স্টেম কোষকে জীবিত ইঁদুরের ডিম্বাশয়ে প্রবেশ করান। কিন্তু তাতে প্রশ্ন থেকে যাচ্ছে। ডিম্বাণুটি পুরোপুরি তৈরি করতে ডিম্বাশয়েরর উপর নির্ভর করইতে হচ্ছে। এবার তারা ইঁদুরেরে ডিম্বাশয়ের কোষ নিয়ে তা সেই স্টেম কোষটির সাথে রাখলেন যেন স্টেম কোষটি মনে করে সে ডিম্বাশয়ে আছে।

পাঁচ সপ্তাহে ডিম্বাণুটি পরিণত হলে এটিকে একটি স্বাভাবিক শুক্রাণুর সাথে মিলিত করেন। উৎপন্ন ভ্রূণ একটি ইঁদুরের দেহে প্রবেশ করান। এই গবেষণায় আটটি ইঁদুর টিকে থাকে। পরবর্তীতে এই ইঁদুরগুলো নিজেরা বংশবৃদ্ধি করে।

চিত্র: কৃত্রিম ডিম্বাণু থেকে জন্ম নেয়া ইঁদুর

আমেরিকার ১০% নারী-পুরুষ সন্তান জন্মদানে অক্ষম। অনেকে তখন আইভিএফ তথা ইনভিট্রো ফার্টিলাইজেশনের শরণাপন্ন হন। আইভিএফকে আমরা সবাই টেস্ট টিউব বেবি পদ্ধতি নামে চিনি। এই পদ্ধতিটি অনেক ব্যয়বহুল। এতে প্রায় ২০ হাজার ডলার খরচ হতে পারে। তার উপর শতকরা ৬৫ ভাগ সময় এটি ব্যর্থ হয়।

অন্যদিকে স্বামী-স্ত্রীর যেকোনো একজনের জনন কোষ সুস্থ না থাকলে তখন শুক্রাণু কিংবা ডিম্বাণুদাতা খুঁজতে হয়। যা সকলে গ্রহণ করতে চান না। কারণ এতে যেকোনো একজন (পুরুষ কিংবা নারী) সন্তানটির জৈবিক অভিভাবক হওয়া থেকে বঞ্চিত হন।

কিন্তু নতুন এই পদ্ধতিতে বাবা মা উভয়ই সন্তানের জৈবিক অভিভাবক হতে পারেন। এতে নারীদের কৃত্রিমভাবে হরমোন দেয়া হয় যেন তিনি পরিমাণে ডিম্বাণু তৈরি করে। তবে এই অতিরিক্ত হরমোন প্রদানে নারীদেহে কোনো পার্শ্ব-প্রতিক্রিয়া হয় কিনা তা এখনো জানা যায়নি।

ইঁদুরের ক্ষেত্রে এটি করা সহজ হলেও মানুষের ক্ষেত্রে এত সহজ নয়। কারণ ইঁদুরের ডিম্বাণু পরিণত হতে সময় লাগে পাঁচ দিন। আর মানুষের ডিম্বাণু পরিণত হতে সময় লাগে ৩০ দিন। এতদিন ধরে ডিম্বাণুটিকে ঠিক রাখা একটা বড় চ্যালেঞ্জ।

বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যে প্রাইমেট নিয়ে গবেষণা করা শুরু করে দিয়েছেন। মারমোসেট বানর নিয়ে গবেষণা করা হচ্ছে। এই বানরের গর্ভ ধারণে ১৪০ দিন সময় লাগে। তবে এখন বানরের পরিবর্তে শুকরও ব্যবহৃত হচ্ছে। কারণ শুকরের ভ্রূণের গঠনের ধাপ মানুষের সাথে মিলে। আর শুকর বানরের চেয়ে সহজলভ্য ও সস্তা।

আরেকটি সমস্যা হচ্ছে ডিম্বাণুকে পরিণত করার জন্য ডিম্বাশয়ের কোষ লাগে। বিজ্ঞানী হায়াসী চাইছেন ভিন্ন কিছু। যে কোষটি ডিম্বাণু পরিণত করার সিগন্যাল দেয় সেটিকে শনাক্ত করতে চাইছেন। স্টেম কোষ থেকে সেই কোষটি তৈরি করার পদ্ধতিও তিনি বের করতে চান। যেন ডিম্বাণু তৈরি থেকে পরিণত করার পুরো প্রক্রিয়াটি গবেষণাগারে সম্পন্ন করা যায়। কোনো কোনো বিজ্ঞানী মনে করেন ডিম্বাণুগুলোকে গবেষণাগারে পরিণত করলে কিছু সমস্যা থেকে যাবে। এতে হয়তো দুর্বল শুক্রাণু তৈরি হতে পারে।

চিত্র: সবকিছু সম্পূর্ণরূপে গবেষণাগারে তৈরি করলে দেখা দিতে পারে সমস্যা।

শুক্রাণু তৈরিতে সক্ষম স্টেম সেলকে সরাসরিই যদি শুক্রাশয়ে স্থানান্তর করা যায় তাহলে এ সমস্যার সমাধান সম্ভব। এটি গুরুত্বপূর্ণ। কারণ মানুষের প্রজননের সময় যে শুক্রাণুগুলো সুস্থ শুধু সেগুলোই নির্বাচিত হয় এবং নিষিক্ত হয়। গবেষণাগারে অযোগ্য শুক্রাণু দ্বারা নিষেক হওয়ার সম্ভাবনা থাকে। তাই তারা কৃত্রিমভাবে তৈরি শুক্রাণু শুক্রাশয়ে স্থাপনের পক্ষপাতী।

অনেকে এই কৃত্রিম ডিম্বাণু ও শুক্রাণু তৈরিতে সম্মতি দেন না। কারণ এতে বিকলাঙ্গ ও দুর্বল সন্তান জন্ম নিতে পারে। শিশু হয়তো পরবর্তীতে জটিল রোগে আক্রান্ত হতে পারে। এতে মূল্যবোধজনিত কিছু সমস্যাও থেকে যায়। কারণ এই পদ্ধতিতে যেকোনো ব্যক্তির কোষ নিয়ে তার সম্মতি ছাড়াই সন্তান তৈরি করা যায়। নিজের অজান্তেই মানুষ হয়ে যেতে পারে সন্তানের পিতা-মাতা।

এভাবে অতি সহজে মানুষ তৈরি মানুষের জীবনের গুরুত্ব কমিয়ে দিবে। মানুষের প্রতি মানুষের সম্মান কমে যেতে পারে সহজে। আরেকটি মজার ব্যাপার হলো এতে একজন মানুষের কোষ থেকেই শুক্রাণু ও ডিম্বাণু তৈরি করে সন্তান তৈরি করা যেতে পারে। সেক্ষেত্রে সে সন্তানের মা ও বাবা একজনই হবে।

এসব দিক চিন্তা করে ভ্রূণ গবেষণায় টাকার অনুদান কমিয়ে দেয়া হয়েছিল যুক্তরাষ্ট্র। ওবামা প্রশাসন এটাকে সামান্য বাড়িয়ে দিয়েছিল। ট্রাম্প প্রশাসন হয়তো এটিকে আবারো কমিয়ে দেবে। অন্যদিকে দেশ ভেদেও গবেষণা নির্ভর করে। যেমন জাপানে ভ্রূণ নিয়ে গবেষণা নিষেধ। কিন্তু ইজারাইলে এ নিয়ে কোনো বিধিনিষেধ নেই বরং এতে উৎসাহ দেয়া হয়।

তবে এই গবেষণার ভালো ফলগুলোও আমাদের বিবেচনায় রাখতে হবে। সন্তান জন্মদানে অক্ষম স্বামী-স্ত্রী এই পদ্ধতির মাধ্যমে সন্তান লাভ করতে পারে। আবার এপিজেনেটিক্সে পরিবর্তনের মাধ্যমে এটি নানা রোগ প্রতিরোধ করতে পারে। বিলুপ্ত প্রায় প্রাণীকে ফিরিয়ে আনার জন্যও এই পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে। \

তাই সকল পক্ষের সাথে বসে এই গবেষণা নিয়ে গভীর আলোচনা করা দরকার। এই গবেষণার সুফল যেন আমরা ভোগ করতে পারি এবং এর খারাপ দিক থেকে আমরা বেঁচে থাকতে পারি, এগুলোই যেন হয় এ সংক্রান্ত গবেষণার ভবিষ্যৎ।

তথ্যসূত্র

সায়েন্টিফিক আমেরিকান, মার্চ ২০১৮

featured image: truthpraiseandhelp.wordpress.com

পৃথিবীর আদি রঙ ছিল গোলাপি

আমরা যদি রাতের কপাট খুলে ফেলে এই পৃথিবীর নীল সাগরের বারে
প্রেমের শরীর চিনে নিতাম চারিদিকের রোদের হাহাকারে–

জীবনানন্দ দাশ সাগরের নীলে প্রেম খুঁজে পেতে চেয়েছিলেন। শুধু জীবনানন্দ কেন, এমন শত কবি সহস্রবার যে নীলে উদাস হয়েছেন… সে নীলে আমরাও হারিয়েছি। আকাশ আর সাগরময় পৃথিবী নীল হয়েছে এ দুইয়ে। কিন্তু এই নীলই কি আদি রঙ? পুরোটা অতীত কি নীল পৃথিবীরই?

প্রাগৈতিহাসিক সাগরও কি নীল ছিল? বিজ্ঞানীরা বলছেন প্রাচীন সাগর ছিল গোলাপী রঙের। সে হিসেবে গোলাপী হবে মানুষের জানা পৃথিবীর সবচেয়ে আদি রঙ। নীল পৃথিবী আজ গোলাপি পৃথিবীর ভবিষ্যত।

গবেষকরা এই গোলাপি রঙের হদিস পেয়েছেন পশ্চিম আফ্রিকার দেশ মৌরিতানিয়ায়, সাহারা মরুভূমিতে ব্যাকটেরিয়ায় ফসিলে। প্রাপ্ত ফসিল সায়ানোব্যাকটেরিয়ার, মনে করা হচ্ছে এরা ৬৫০ মিলিয়ন বছর আগের। এরা সূর্যের আলো ব্যবহার করে বেঁচে থাকত। দীর্ঘসময় ধরে সায়ানোব্যাকটেরিয়া পৃথিবীর সাগরে সাগরে রাজত্ব করেছে। সায়ানোব্যাকটেরিয়া বরং শৈবালের থেকেও আদিম। বিবর্তনীয় ধারায় জীবনের বিকাশে সায়ানোব্যাকটেরিয়া আদি উৎসদের মধ্যে অন্যতম। বড় প্রাণীদের ক্ষেত্রেও যত বিবর্তনীয় ইতিহাস ধরে পিছনে যাওয়া যাবে সায়ানোব্যাকটেরিয়ার কাছে পৌঁছে যেতে হবে। এ সম্পর্কিত গবেষণা প্রকাশিত হয়েছে Proceedings of the National Academy of Sciences জার্নালে এবছরের ৯ই জুলাই।

এই অণুজীবদের গোলাপি হওয়ার পেছনের কারণ কী? অন্য রঙ না হয়ে গোলাপিই কেন হল। ফসিল অবস্থায় পাওয়া ব্যাকটেরিয়ার ভেতর ক্লোরোফিলকে পাওয়া যাচ্ছে গাঢ় লাল এবং বেগুনি রঙে, অধিক ঘনমাত্রার দশায়। অর্থাৎ, যখন মাটি পানির সাথে মিশে এর ঘনমাত্রা কমে যাবে তখন এটি গোলাপি রঙ দিবে পানিতে। অর্থাৎ, উপসংহার টেনে বললে সাগরের ক্ষেত্রেও রঙের প্রভাব তাই হওয়ার কথা।

ক্লোরোফিল বলতেই সবুজ রঙ মাথায় খেলে যায়। কিন্তু ক্লোরোফিল আজকের জীবজগতের শক্তি উৎপাদনের অস্ত্র, আদিম পৃথিবীর প্রাণ এত উন্নত ছিল না, শক্তি উৎপাদন ব্যবস্থাও এতটা দক্ষ ছিল না। সায়ানোব্যাকটেরিয়ার পূর্বে ছিল বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়ার রাজত্ব। অক্সিজেনীয় সালোকসংশ্লেষণ তখনকার জন্য বহুদূরের গল্প, পৃথিবী তখন আচ্ছন্ন সালফারময় পরিবেশে। এজাতীয় ব্যাকটেরিয়ার কাজ ছিল ইলেকট্রন আলাদা করে ফেলা। এদের ছিল বেগুনী কণিকা যা সবুজ আলো শোষণ করত এবং লাল ও নীল রঙের আলো ছেড়ে দিত।

৪,৪০০ গুণ বিবর্ধিত বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া। স্বাদু এবং নোনা উভয় জলাশয়েই এদের অস্তিত্ব ছিল; Image Credit: Dennis Kunkel /Science Photo Library

অক্সিজেনীয় সালোকসংশ্লেষণে সায়ানোব্যাকটেরিয়া একেবারেই আদি, শুরুটা হয় বেগুনী সালফার ব্যাকটেরিয়ার পরিত্যক্ত শক্তি ব্যবহার করে। বেগুনী সালফার ব্যাকটেরিয়ার ত্যাগ করা লাল এবং বেগুনী রঙের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের শক্তি কাজে লাগাত আদি সায়ানোব্যাকটেরিয়া। প্রাচীন ক্লোরোফিলের উপর ব্যাকটেরিয়ার ফসিল সম্পর্কিত গবেষণা হয়েছে অস্ট্রেলিয়ান ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটিতে।

৬৫ কোটি বছরের ব্যবধানে যখন আমরা সায়ানোব্যাকটেরিয়ার কথা চিন্তা করছি, তাদের চেহারা একই রকম হওয়ার কথা নয়। ; Image Credit: River Dell High School | Slideplayer.com

এই প্রাচীন ক্লোরোফিল ধরা পড়ার জন্য উপযুক্ত ঘটনারও তো দরকার রয়েছে। বিজ্ঞানীরা ধারণা করছেন এই নমুনা সম্ভবত কোনো কারণে দ্রুত সাগরগর্ভে চাপা পড়ে যায়। এজন্য অক্সিজেনমুক্ত পরিবেশের দরকার ছিল। আর একবার চাপা পড়ার পর অণুজীবেরা একে ফসিলে পরিণত করেছে, ফলে এরা স্থবির হয়ে রয়ে গেছে তাদের চাপা পড়া স্থানেই।

 

— HowStuffWorks অবলম্বনে।

প্রাপ্তবয়ষ্ক মস্তিষ্ক কি সত্যিই নতুন নিউরন তৈরি করতে পারে?

গত বিশ বছর যাবৎ ধারণা করা হচ্ছে একজন প্রাপ্ত বয়ষ্ক মানুষের মস্তিষ্ক অসংখ্য নতুন নিউরন বা কোষ তৈরি করতে পারে, আর এই ধারনাটিই মানুষকে আশা জাগাচ্ছে যে কৃত্রিম উপায়ে কোষ উৎপাদন সম্ভব। স্নায়ুবিজ্ঞানের উন্নতি , নতুন স্নায়ুকোষ তৈরির জন্য গবেষকদের গবেষণা – এ সব কিছুই হতাশা বা অ্যালজেইমার ব্যাধি ( Alzheimer’s Disease)  এর মত অসুখ বিসুখের চিকিৎসা বা প্রতিরোধ করতে পারে।

কিন্তু নেচার (Nature)  জার্নালে প্রকাশিত একটি বিতর্কিত গবেষণার কারণে উপরোক্ত আশাটি প্রায় মুখ থুবড়ে পড়তে বাধ্য হয়েছে। গবেষণা অনুযায়ী নতুন নিউরন তৈরির প্রক্রিয়াটি পরিপুর্ণ মানুষ হিসেবে ক্রমবিকাশ লাভের পর অর্থাৎ মায়ের পেটে থাকাকালীন সময়েই কমতে শুরু করে এবং প্রাপ্ত বয়ষ্ক হওয়ার পর পুরোপুরিভাবে থেমে যায়।

হসপিটাল ফর সিক চিলড্রেন, টরেন্টো, কানাডা এর স্নায়ুতত্ত্ববিদ Paul Frankland বলেন, “প্রাপ্ত বয়ষ্ক মানুষ এবং বানরের ব্রেইনে নতুন স্নায়ুকোষ খোঁজার গবেষণার ফলাফল অনেককেই হতাশ করবে”।

“নতুন নিউরন বা স্নায়ুকোষ তৈরির প্রক্রিয়াটি কার্যগতভাবে আসলে খুবই দূর্বল”, বলেন কলাম্বিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের স্নায়ুবিজ্ঞানী Rene Hen.

তবে সকলের মতেই এ গবেষণাগুলোতে আসলে অনেক ভুলত্রুটি রয়েছে। টিস্যুগুলো পরিক্ষানীরিক্ষা করার পদ্ধতি, রোগীর মানসিক অবস্থার ঘটনা কাহিনী, তাদের ব্রেইনে কোনো ধরনের প্রদাহ ছিল কিনা, এসবের দ্বারা হয়তো ব্যাখ্যা করা সম্ভব কেন গবেষকরা এখনো পুরোপুরিভাবে সফল হতে পারেননি।

 

সূত্রপাতঃ

নিউরন বা স্নায়ুকোষ সৃষ্টির প্রথম ঘটনা দেখা যায় ১৯৯৮ সালে। ক্যান্সার রোগীদের উপর জীবিত অবস্থাতেই একটি রাসায়নিক উপাদান ইনজেকশনের মাধ্যমে প্রয়োগ করা হয়। নাম ছিল- ব্রোমোডিঅক্সিইউরিডিন (Bromodeoxyuridine)। রাসায়নিকটি প্রয়োগের পর তাদের মস্থিষ্কে নতুন বিভাজিত কোষ দেখা যায়। মস্তিষ্কের হিপোক্যাম্পাসে যেমন নতুন কোষগুলো ছড়ানো অবস্থায় থাকে এটা কিছুটা সেরকম। স্টকহোমের ক্যারোলিনস্কা ইনস্টিটিউটের Jonas Frisen’s ল্যাবের একটি গবেষণা এই বিষয়টি কে আর শক্তিশালী করে। ৫৫ জন রোগ্রাক্রান্ত মানুষের প্রত্যেকের ব্রেইন টিস্যুর প্রতিটি নিউরনের ‘কার্বন ডেটিং’ করা হয়। এ পদ্ধতিতে নিউরনের বয়স নির্ধারণ করার পর সিদ্ধান্তে আসা হয় ঐ মানুষগুলোর মস্তিষ্কের ডেন্টেট জাইরাস (Dentate gyrus)এ প্রায় ৭০০টি পুরাতন নিউরন নতুন নিউরন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে।

Arturo Alvarez-Buylla (ইউনিভার্সিটি অব ক্যালিফোর্নিয়া, সান ফ্রান্সিসকো) ১৯৮০ সাল থেকে গবেষণা করছেন মস্তিষ্কের নতুন কোষ উৎপাদনের ক্ষমতার উপর। কিন্তু তিনিও সন্দেহপ্রবণ। তিনি দেখিয়েছিলেন (Rodent) বা নিচু শ্রেণীর তীক্ষ্ণ দাঁত বিশিষ্ট কিছু প্রাণীদের মস্তিষ্কে স্টেম সেল কীভাবে নতুন অংশ পুনরুৎপাদন করে। কিন্তু কার্বন ডেটিং এ প্রাপ্ত ফলাফল এটি প্রমাণ করে না যে, মানব মস্তিষ্কেও ঠিক একই বিষয়টিই ঘটে।

মানব মস্তিষ্কের বিষয়টির ক্ষেত্রে অনেক ধাপ রয়েছে। আবার অনেক ধাপে ধারণা করে নেওয়া হয়েছে এমন বিষয়ও রয়েছে। যার কারনে আসল ব্যাপারটিতে পৌঁছানোর আগে ভুল হওয়ার সম্ভাবনা অনেক।

Buylla এবং তাঁর দল ৫ বছর ধরে ৫৯ জন মানুষের ব্রেইন টিস্যু সংগ্রহ করেন। যাদের কেউ বা মারা গিয়েছিলেন, কারও আবার বিভিন্ন বয়সে সার্জারি করে খিঁচুনীর জন্য দায়ী টিস্যু ফেলে দেওয়া হয়েছিল। এ মানুষগুলোর বয়স ছিল মোটামুটি জন্মের আগ থেকে শুরু করে ৭৭ বছর পর্যন্ত। নিউরনের পূর্ণতা প্রাপ্তির বিভিন্ন ধাপে নির্দিষ্ট কিছু প্রোটিন থাকে, এগুলোকে স্পেসিফিক প্রোটিন নামেই ডাকা হয়ে থাকে। এই প্রোটিন গুলোকে চিহ্নিত করতে ফ্লুরোসেন্ট এন্টিবডি ব্যবহার করা হয়েছিল। আর ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ নিয়ে বসা হয়েছিল কোনও লম্বা সহজ সরল আকৃতির বাচ্চা নিউরনকে খুঁজে পাওয়া যায় কিনা।

[ইঁদুরের রেটিনায়  নতুন কোষ বিভাজন]

গবেষণাকারী এই দলটি দেখতে পেলেন, নবজাতকের ব্রেইনে একটি বড় সংখ্যায় জন্মদাতা কোষ অর্থাৎ প্রোজেনিটর সেল (progenitor cell) এবং স্টেম সেলের উপস্থিতি আছে। জন্মের সময় এই সংখ্যাটি মোটামুটি প্রতি মিলিমিটার ব্রেইন টিস্যুতে ১৬১৮টি নতুন নিউরন এরকম। কিন্তু দুঃখের বিষয় এই কোষগুলো নতুন কোষ তৈরিতে অংশ নেয় না। এক থেকে সাত বছরের মধ্যে নতুন নিউরন সৃষ্টি প্রায় ২৩ শতাংশ কমে যায়। পূর্ণবয়ষ্ক হতে হতে নতুন নিউরনের জোগান প্রায় পুরোপুরিভাবেই থেমে যায়।

Alvarez-Buylla এর মতে, “অন্যরা এ নিয়ে কী দাবী করছে তা আমাদের দেখার বিষয় নয়”

অপরদিকে আবার Frisen এর মতে, এন্টিবডি মার্কার পদ্ধতিটি পুরোপুরিভাবে নির্ভরযোগ্য নয়, কারন এতে ব্যবহৃত ফ্লুরোসেন্স ফলাফলকে ঘোলাটে করে দিতে পারে। তিনি দাবী করেন এ পদ্ধতি ব্যবহার করে অন্যান্য গবেষকেরা প্রাপ্ত বয়ষ্ক ব্রেইনে নতুন কোষ উৎপাদন দেখেছেন। Frankland এর মতে ,”এ তর্ক চলতেই থাকবে, আরো অনেক কিছু এখনো বাকি”।

 

 

ক্ষমতাধর এক অঙ্গভঙ্গির সাতকাহন

আনন্দ বা খুশির স্বাভাবিক বহিঃপ্রকাশ হলো হাসি। প্রিয় মানুষের মুখে হাসি দেখার চেয়ে সুখের কিছু আর হয় না। প্রতিনিয়তই হেসে যাই কিন্তু কখনো কি এটি নিয়ে একটু প্রশ্ন করে দেখেছি? আমরা কেন হাসি? কেনই বা আমরা প্রিয় কারো হাসি দেখে খুশি হই?

যেকোনো ঘটনার পেছনেই থাকে কিছু বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা। বিজ্ঞান হাসিকে কীভাবে ব্যাখ্যা করে?

হাসির আগমন

যখন কোনো প্রাণী তার মুখের মাংসপেশি শক্ত করে দাঁত বের করে, তখন বোঝা যায় সে অন্য কোনো প্রাণীকে আক্রমণ করতে যাচ্ছে। হতে পারে সে ভীত, কিংবা যুদ্ধের জন্য প্রস্তুত, কিংবা সে ফাঁদে পড়েছে কিন্তু বের হতে পারছে না। বেশিরভাগ প্রাণী দাঁত বের করে নিজের ক্ষমতা প্রদর্শন করতে চায় বা অন্য কোনো প্রাণীকে হুমকি দিতে চায়। কিন্তু মানুষের ক্ষেত্রে ব্যাপারটা একটু আলাদা। মানুষের ক্ষেত্রে এটি বন্ধুত্বপূর্ণ আচরণ। যখন কেউ এক পাটি দাঁত বের করে আপনার দিকে তাকাবে, তখন নিঃসন্দেহে বুঝবেন তিনি হাসছেন।

ধারণা করা হয়, এই বন্ধুত্বপূর্ণ হাসি আসলে বিবর্তনের ধারায় এসেছে প্রাণীদের আক্রমণাত্মক ভঙ্গি থেকে। জেনিস পোর্টেয়াস নামের একজন দর্শনশাস্ত্রের অধ্যাপক গবেষণা করেছেন হাস্যরস ও হাসির বিবর্তন নিয়ে। তার মতে, উচ্চতর প্রাণী যেমন রেসাস বানরদের ক্ষেত্রে হাসির উদাহরণ দেখা যায়।

বানরদের কোনো দলের অধস্তন সদস্যরা ঊর্ধ্বস্তন সদস্যদের প্রতি এরকম দাঁত প্রদর্শন করে। যখন তারা এমন কোনো স্থান দখল করে যেটা সেই ঊর্ধ্বতন বা প্রভাবশালী প্রাণীরা দখল করতে চায়। এই ভঙ্গি দিয়ে তারা ঊর্ধ্বস্তন সদস্যদের মন পরিবর্তন করার চেষ্টা করে যেন কোনো ঝগড়া বা বিবাদ সৃষ্টি না হয়। অর্থাৎ কিছুটা হাসির মতো ভঙ্গিমা দিয়ে তারা একইসাথে কর্তৃত্ব মেনে নেয়া এবং কিছুটা বন্ধুত্বপূর্ণ সম্পর্ক বোঝায়। এই উদাহরণ দিয়ে মানুষের হাসির কিছুটা ব্যাখ্যা পাওয়া যায়।

আমাদের মাঝে অনেকেই ভয়ে কিংবা নার্ভাস থাকার সময় অদ্ভুত ভঙ্গিতে হাসে। আবার অনেকসময় বাচ্চারা বকা খাওয়ার পরেও হাসি থামাতে পারে না। রেসাস বানর দলের সেই ঘটনা দিয়ে এই ব্যাপারগুলো ব্যাখ্যা করা যায়। জেনিস পোর্টেয়াসের মতে, এই হাসিও বড়দের কর্তৃত্ব মেনে নিয়ে পরিস্থিতি কিছুটা সহজ করে তোলার জন্যই।

চিত্র: প্রাণীদের আক্রমণাত্মক ভঙ্গি থেকে হাসির আগমন বলে ধারণা করা হয়।

তাছাড়া বিজ্ঞানীরা শিম্পাঞ্জিদের মতো উন্নত প্রাণীদের মাঝেও এরকম দাঁত বের করে হাসির মতো ভঙ্গি খুঁজে পেয়েছেন। এতে কিছুটা ধারণা পাওয়া যায় কীভাবে হাসি মানুষের মাঝে একটা বন্ধুত্বপূর্ণ সংকেত হিসেবে প্রকাশ পেলো।

হাসি কেউ জন্মের পর শেখে না, বরং এটাকে একটা প্রিপ্রোগ্রামড ব্যবহার বলা যায় যা কিনা বিবর্তনের মাধ্যমেই আমাদের মাঝে এসেছে, এর এক অন্যতম উদাহরণ হল, যেসব মানুষ জন্ম থেকেই অন্ধ, তারাও স্বাভাবিক মানুষের মতোই একই পরিস্থিতিতে একইরকমভাবে হাসে।

হাসি কেন সংক্রামক?

ঘরভর্তি মানুষের মাঝে যদি কেউ হাসে, তাহলে দেখা যাবে, আশেপাশের প্রত্যেকে কিছুটা হলেও ভালো অনুভব করছে। প্রতিটা মানুষই যেন চেতনভাবে কিংবা অবচেতনে হাসছে।

এক গবেষণায় দেখা গেছে, যখন কেউ কারো দিকে তাকিয়ে হাসে তখন অপরপক্ষের ব্যক্তির মুখের কাঠিন্য বজায় রাখা কঠিন। কাউকে হাসতে দেখতে আমাদের মিরর নিউরন উদ্দীপিত হয়। মিরর নিউরন হলো মস্তিষ্কের বিশেষ এক ধরনের কোষ। ব্যক্তি নিজে কোনো কাজ করলে মস্তিষ্ক যেভাবে সাড়া দিতো, ঠিক একইভাবে সাড়া দেয় কাজটি কাউকে করতে দেখলে।

এর সাধারণ কোনো উদাহরণ দিলে দেখানো যায়, কোনো দুঃখী মানুষকে দেখে আমাদের সহানুভূতি তৈরি হয়, কিংবা কাউকে ভয় পেতে দেখলে কিছুটা ভয় আমাদেরকেও স্পর্শ করে। কাউকে হাসতে দেখলে মিরর নিউরনের প্রভাবে আমাদের মুখের পেশীর উপর নিয়ন্ত্রণ কমে যায়। না চাইলেও আমরা প্রিয় মানুষের হাসি দেখে নিজেদের অজান্তেই হেসে ফেলি। তাই হাসি সংক্রমিত হয়, এই কথাটি একদম বিজ্ঞানসম্মত।

তো এরপর থেকে মন খারাপ থাকলে হাসিখুশি মানুষের সাথে মিশুন। তাদের সাথে সময় কাটান। বিজ্ঞান বলছে, তাদের সংস্পর্শে আপনার মুখেও হাসি ফুটবে।

নেপথ্য বিজ্ঞান

যখন কেউ হাসে তখন কী পরিবর্তন ঘটে তার মস্তিষ্কে? একটি পরিস্থিতি কল্পনা করা যাক। ধরুন, সারাদিনের পরিশ্রম শেষে ক্লান্তি নিয়ে ঘরে ফিরেছেন। দেখলেন আপনার টেবিলের উপর রঙিন কাগজে মোড়া একটা উপহার। উপরে লেখা আছে প্রিয় কোনো মানুষের নাম। মুখের রেখা বদলে গিয়ে হাসি ফুটে উঠবে নিশ্চয়।

অপ্রত্যাশিত বা ভালো লাগার মতো কোনো ঘটনা ঘটলে মস্তিষ্কের কর্টেক্স থেকে স্নায়ুর সংকেত যায় প্রথমে ব্রেইনস্টেমে। সেখান থেকে প্রক্রিয়া শেষে এই সিগন্যাল যায় মুখের স্মাইলিং মাসলে। মুখে তখন ফুটে ওঠে প্রথম হাসির রেখা। এই কাজটির পেছনে ভূমিকা রাখে এনডরদিন নামক এক উপাদান।

সেই হাসি আবার শুরু করে পজিটিভ ফিডব্যাক চক্র। যখন প্রথম স্মাইলিং মাসল কাজ করে, তখন মস্তিষ্কে আবার সিগন্যাল যায়। এটি মস্তিষ্কের রিওয়ার্ড সিস্টেমকে উদ্দীপিত করে। ফলে আরো বেশি এনডরফিন নিঃসৃত হয়। সেটি আবার কাজ করে স্মাইলিং মাসলে। তারপর আবার সিগন্যাল যায় মস্তিষ্কে। এভাবে একটা চক্র চলতে থাকে। যখন আমরা হাসি তখন আমাদের মস্তিষ্ক ভালো অনুভব করে। ফলে আমরা আরো হাসি, এবং তাতে মস্তিষ্ক আরো সুখী হয়। এভাবে হাসি চলতে থাকে দীর্ঘ সময়।

যেহেতু হাসিতে আমাদের মস্তিষ্কের রিওয়ার্ড সিস্টেম উদ্দীপিত হয়, তাই একে তুলনা দেওয়া যায় হঠাৎ উপহার পাওয়া বা চকলেট খাওয়া কিংবা লটারি পাওয়ার মতো কোনো অনুভূতির সাথে। এক পরীক্ষায় দেখা গেছে, হাসির মাধ্যমে মস্তিষ্কের রিওয়ার্ড সিস্টেম ততটা উদ্দীপিত হওয়া সম্ভব যতটা হতে পারে ২ হাজারটি চকলেট কিংবা কয়েক লক্ষ টাকা পেলে।

সুখী হওয়ার জন্য টাকা কিংবা চকলেটের মতো জিনিসের প্রয়োজন নেই। আপনার প্রাণখোলা হাসিই পারে আপনাকে সেই আনন্দ দিতে। ‘কোটি টাকার হাসি’ কথাটার বৈজ্ঞানিক ভিত্তি আছে বলা যায়! তাই নিজেকে ভালো রাখতে হাসুন মন খুলে। এমনকি হাসি না পেলেও মিথ্যা হাসি হাসুন। এটি পজিটিভ ফিডব্যাক লুপের মাধ্যমে রিওয়ার্ড সিস্টেমকে সচল করে আপনাকে এনে দিতে পারে ভালো লাগার অনুভূতি। জীবনে হাসিখুশি মানুষের সঙ্গ তাই খুব জরুরী।

নকল হাসি

আমরা যখন হাসি, তখন প্রধানত মুখের দুই ধরনের পেশী সক্রিয় হয়। একটি হলো জাইগোম্যাটিকাস মেজর মাসল। এটি গালের ঠিক দুই পাশকে নিয়ন্ত্রণ করে। যখন এটিই শুধু কাজ করে তখন সেটা আসলে সত্যিকারের হাসি নয়। একে সামাজিক হাসি বলা যায়। যেমন অপ্রিয় কোনো মানুষের সাথে দেখা হলেও ভদ্রতার খাতিরে আমরা যে ধরনের হাসি হেসে থাকি তা।

দ্বিতীয়টি হলো অরবিক্যুলারিস অক্যুলি মাসল, যা আমাদের চোখের চারপাশ ঘিরে থাকে। যখন আমাদের হাসিতে আন্তরিকতা থাকে, কিংবা আমরা সত্যিই খুশি হই, তখন এই মাসল কাজ করে। সেই হাসিই বিশুদ্ধ যে হাসিতে আমাদের চোখও হাসে।

চিত্র: সত্যিকারের হাসি এবং সামাজিক হাসিতে মুখের ভিন্ন ভিন্ন মাংসপেশি কাজ করে।

স্বাস্থ্যের উপর হাসির প্রভাব

গবেষকরা বলছেন, ক্লান্তিকর অবস্থায় হাসিমুখে কাজ করা ইতিবাচক। কেননা, হাসি ক্লান্তি কমাতে সাহায্য করে। আপনি যখন হাসিমুখে কাজ করবেন, আপনার মস্তিষ্ক তখন ভেবে নেবে আপনি ভালো আছেন এবং সুখী আছেন। ফলে আপনার মুড ভালো থাকবে, কাজের প্রতি মনোযোগও বাড়বে, বাড়বে কর্মদক্ষতা।

বলা হয়ে থাকে, মন খুলে হাসলে শরীর এবং মন দুটোই অনেকটা সতেজ হয়। একে একটা ভালো ঘুমের পরের অবস্থার সাথে তুলনা দেয়া যায়। মানুষ যখন শিশুদের সংস্পর্শে থাকে, তখন অনেক বেশি সুখী অনুভব করে। কারণ বাচ্চারা বড়দের তুলনায় বেশি হাসে। ফলে তারাও হাসে। পজিটিভ ফিডব্যাক লুপের মাধ্যমে এটি আমাদের মাঝে আরো পজিটিভ ইমোশন তৈরি করে। গড়ে শিশুরা দিনে প্রায় ৪০০ বার হাসে, যেখানে প্রাপ্তবয়স্কদের ক্ষেত্রে হাসির সংখ্যা দিনে মাত্র ২০ বার।

বায়োকেমিক্যাল-এর দৃষ্টিকোণ থেকেও এর ব্যাখ্যা দেয়া যায়। ক্লান্তির ফলে স্ট্রেস হরমোন নিঃসৃত হয়। মানসিক অবসাদগ্রস্থতা থেকে শুরু করে স্থূলতা, হার্ট ডিসিসের মতো ভয়ংকর রোগের সূচনা করতে পারে এটি। হাসলে পরে হাসি সেই হরমোনের মাত্রা কমিয়ে দেয়। তাছাড়া হাসি উচ্চ রক্তচাপ কমাতেও সাহায্য করে।

মস্তিষ্কের নিউরোট্রান্সমিটারের উপর হাসির ইতিবাচক কিছু প্রভাব আছে। নিউরোট্রান্সমিটার হলো কিছু শক্তিশালী রাসায়নিক উপাদান। এগুলো আমাদের শারীরিক, মানসিক এবং কগনিটিভ কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে।

ঘুম, ব্যথা, ওজন এমনকি মানসিক অবস্থাও এর দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। তাই নিউরোট্রান্সমিটারের কোনো ধরনের ভারসাম্যহীনতা কিংবা সমস্যা দেখা দিলে তা থেকে স্থূলতা, অ্যালকোহল, ক্যাফেইন ও নিকোটিনের প্রতি আসক্তি, হতাশা, প্যানিক অ্যাটাক, বাইপোলার ডিজঅর্ডারের মতো আরো অনেক ধরনের জটিলতা দেখা দিতে পারে।

যেহেতু নিউরোট্রান্সমিটারের উপর হাসির কিছু প্রভাব আছে, তাই সাধারণ হাসিখুশি জীবন আপনাকে শারীরিক ও মানসিক অনেক ধরনের জটিল সমস্যা থেকে মুক্তি দিতে পারে। সব মিলিয়ে আপনার দীর্ঘজীবী হওয়ার পেছনে হাসির একটা বড় ভূমিকা আছে।

আপনার হাসিমুখ আপনাকে অন্যদের কাছে আরো বেশি বিশ্বাসযোগ্য, আন্তরিক এবং আকর্ষণীয় করে তোলে। স্কটল্যান্ডের ফেইস রিসার্চ ল্যাবরেটরির এক পরীক্ষায় একদল নারী এবং পুরুষকে কিছু মানুষের ছবি দেখিয়ে তাদের আকর্ষণীয়তার উপর রেটিং করতে বলা হয়।

দেখা যায়, ছবিতে যারা হাসিমুখে আছে তারা এগিয়ে আছে। যারা একদমই হাসেনি তাদের থেকে আকর্ষণীয়তার দিক থেকে বেশি রেটিং পেয়েছে। টিভিতে আমরা সেলিব্রিটিদের যেকোনো ইন্টারভিউ কিংবা অনুষ্ঠানে ঘন ঘন হাসতে দেখি। এতে তাদেরকে একইসাথে বেশি তারুণ্যময় ও বেশি আকর্ষণীয় মনে হয়।

মাদার তেরেসার একটি বিখ্যাত উক্তি দিয়ে শেষ করছি। We shall never know all the good that a simple smile can do”। তাই হাসিকে অভ্যাসে পরিণত করে ফেলুন। হাসুন, সুস্থ থাকুন, ভালো থাকুন, দীর্ঘজীবী হোন।

তথ্যসূত্র

  1. https://www.livescience.com/34056-evolution-smiling.html
  2. https://www.auraortho.com/a-brief-history-of-smiling-laughter/amp/
  3. https://sunwarrior.com/healthhub/15-health-benefits-of-smiling
  4. https://www.scientificamerican.com/article/how-did-the-smile-become-a-friendly-gesture-in-humans/
  5. https://www.pickthebrain.com/blog/the-science-behind-smiling/
  6. https://blog.bufferapp.com/the-science-of-smiling-a-guide-to-humans-most-powerful-gesture
  7. https://www.britishcouncil.org/voices-magazine/famelab-whats-science-behind-smile
  8. http://www.apa.org/monitor/oct05/mirror.aspx
  9. https://www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160211140428.htm

বিজ্ঞানের এক বিস্ময়কর প্রতিভা ম্যাক্সওয়েল

শুরু করা যাক একটি মজাদার প্রশ্ন দিয়ে। এমন ৩ জন বিখ্যাত বিজ্ঞানীর নাম বলুন যারা পদার্থবিজ্ঞানের জগতটাকেই রাতারাতি পাল্টে দিয়েছিলেন। বিজ্ঞানে যাদের নুন্যতম ধারণা আছে, তারা ২ জনের নাম সেক্ষেত্রে নির্দ্বিধায় বলবেন। একজন হলেন মহাকর্ষের সারথি স্যার আইজ্যাক নিউটন, অপরজন আপেক্ষিকতা তত্ত্বের অবতারণাকারী আলবার্ট আইনস্টাইন।

কিন্তু তৃতীয় ব্যাক্তিটি কে হবেন? এটা বলতে গিয়ে অনেকেই হয়তো বিভ্রান্তি বা সংশয়ে পড়ে গেছেন। এমনকি খোদ পদার্থবিদরাই এই প্রশ্নের উত্তরে একমত হতে পারেননি। তবে অধিকাংশ বিজ্ঞানীদের মতে এই দুইজনের নামের পাশে যার নাম সবচেয়ে বেশি শোভা পায়, তিনি হচ্ছেন আলোর তড়িৎচুম্বকীয় তত্ত্বের প্রণেতা জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল।

১৮৩১ সালের ১৩ই জুন স্কটল্যান্ডের এডিনবার্গের এক ধনাঢ্য স্কটিশ পরিবারে ম্যাক্সওয়েলের জন্ম। পরিবারের সদস্যরা প্রথমে তার নাম রেখেছিলেন ক্লার্ক। পরবর্তীতে তার বাবা তার নামের শেষে ম্যাক্সওয়েল যোগ করে দেন।

ছোটবেলা থেকেই তিনি ছিলেন কৌতুহলী মনের অধিকারী। ৩ বছর বয়স থেকেই চারপাশের বিভিন্ন ঘটনার কারণ সম্পর্কে মায়ের কাছে জানতে চাইতেন। শৈশবেই তার তীক্ষ্ণ মেধার পরিচয়ও পাওয়া গিয়েছিল। মাত্র ৮ বছর বয়সেই তিনি কবি জন মিল্টন রচিত দীর্ঘ অনুচ্ছেদগুলো অনায়াসে পড়তে পারতেন।

চিত্র: জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল

১৮৩৯ সালে ক্যান্সারে আক্রান্ত হয়ে ম্যাক্সওয়েলের মা মারা যান। বাবা এবং চাচী তার দেখাশোনা ও পড়ালেখার দেখভাল করেন। তবে তার প্রাতিষ্ঠানিক শিক্ষাশুরুর অভিজ্ঞতা খুব সুখকর ছিল না।

ম্যাক্সওয়েলের প্রখর স্মৃতিশক্তি এবং অজানাকে জানার প্রবল ইচ্ছা ছিল প্রবল। কিন্তু তার পড়াশোনায় মন ভরছিল না শিক্ষকের। তিনি ধারণা করেছিলেন, ম্যাক্সওয়েল সাধারণ বাচ্চাদের মতো কোনো জিনিস দ্রুত শিখতে পারে না। এই নেতিবাচক মনোভাবের কারণে পড়ানোর সময় তিনি মাঝে মাঝে ম্যাক্সওয়েলের সাথে রুক্ষ ব্যবহার করতেন। এ ঘটনা জানার পর সেই শিক্ষককে ছেড়ে দেয়া হয় এবং ১৮৪১ সালে তিনি বিখ্যাত এডিনবার্গ একাডেমির স্কুল শাখায় ভর্তি হন। সেখান থেকেই তার বিখ্যাত কর্মকাণ্ডের সূত্রপাত ঘটে।

চিত্র: এডিনবার্গ একাডেমি

স্কুলে ভর্তি হলেও স্কুলের গৎবাঁধা নিয়ম আর সীমাবদ্ধ পড়াশোনায় তার তেমন আগ্রহ ছিল না। এমনকি পরীক্ষার ফলাফল নিয়েও তিনি বেশ উদাসীন ছিলেন। তবে তার মধ্যে লুকিয়ে থাকা অনুসন্ধিৎসু মনটি ছিল সদা জাগ্রত।

শুনতে অবাক লাগলেও ম্যাক্সওয়েল যখন তার প্রথম গবেষণাপত্র প্রকাশ করেন, তখন তার বয়স ছিল মাত্র ১৪ বছর! তার প্রথম বৈজ্ঞানিক অনুসন্ধানের বিষয়বস্তু ছিল জ্যামিতিকেন্দ্রিক। গবেষণাপত্রে সরু দড়ির কুণ্ডলীর সাহায্যে গাণিতিক বক্ররেখাগুলোকে যান্ত্রিক পদ্ধতিতে উপস্থাপনের পদ্ধতি বর্ণনা করেন।

এছাড়াও তিনি দুইয়ের অধিক কেন্দ্র সম্পন্ন সাধারণ উপবৃত্ত, কার্তেসীয় উপবৃত্ত সহ বিভিন্ন বক্ররেখার গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য নিয়েও গবেষণাপত্রে আলোচনা করেন। তার এই গবেষণালব্ধ ফলাফল এডিনবার্গ রয়েল সোসাইটিতে পর্যন্ত উপস্থাপন করা হয়েছিল। কিন্তু সে সময় তার বয়স ছিল খুব কম। শিক্ষকেরা এই তরুণ বয়সে এত বড় কাজের ভার তার উপর দিতে চাননি। তাই তার অনুসন্ধানের পুরো বিষয়টি মঞ্চে উপস্থাপন করেছিলেন এডিনবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রাকৃতিক দর্শন বিভাগের অধ্যাপক জেমস ফোর্বস। তৎকালীন সময়ে

চিত্র: এডিনবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়

পদার্থবিজ্ঞানকে ‘প্রাকৃতিক দর্শন’ বা ‘ন্যাচারাল ফিলোসোফি’ নামে ডাকা হতো। মজার বিষয় হলো, ম্যাক্সওয়েল তখনও কলেজের গণ্ডিই পার করতে পারেননি।

১৬ বছর বয়সে ১৮৪৭ সালে ম্যাক্সওয়েল এডিনবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ে ভর্তি হন। যুক্তরাজ্যের বিখ্যাত কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ে পড়ারও সুযোগ পেয়েছিলেন। তবে প্রথম টার্ম পরীক্ষার পর তিনি এডিনবার্গের স্নাতক শেষ করবেন বলে মনস্থির করেন। এডিনবার্গে থাকাকালীন সময়েও তার লেখা ২টি বৈজ্ঞানিক গবেষণাপত্র প্রকাশিত হয়।

১৮৫০ সালের অক্টোবরে তিনি কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ে প্রবেশ করেন এবং সেখানেই তার সৃষ্টিশীল কাজের পরিচয় ফুটে ওঠে। ২৫ বছর বয়সে তাকে অ্যাবার্ডিন বিশ্ববিদ্যালয়ের প্রাকৃতিক দর্শন বিভাগের বিভাগীয় প্রধান হিসেবে নিযুক্ত করা হয়। মাত্র ২৫ বছর বয়সে একই সাথে অধ্যাপক এবং বিভাগীয় প্রধান হবার নজির খুবই বিরল।

কয়েক বছরের মাঝেই গবেষক হিসেবে তার নাম বিজ্ঞানমহলে সুপরিচিত হয়ে ওঠে। তিনিই সর্বপ্রথম শনির বলয়ের রহস্য উদ্ঘাটন করতে সক্ষম হয়েছিলেন। ২০০ বছর ধরে বিজ্ঞানীরা এই সমস্যার কোনো সমাধান খুঁজে পাচ্ছিলেন না। তিনি বিভিন্ন গাণিতিক পরিসংখ্যান এবং শনি গ্রহের তথ্য উপাত্ত সংগ্রহ এবং সেগুলো যাচাই বাছাই করে বলেন, শনির বলয় আসলে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র বস্তু দিয়ে তৈরি। এই বস্তুগুলো একসাথে শনির চারপাশে ঘুরপাক খাওয়ার কারণেই এই বলয় তৈরি করে থাকে।

তার আগে কোনো গবেষকই বিষয়টিকে এভাবে চিন্তা করেননি। তাদের ধারণা ছিল, শনির বলয় হয়তো অবিচ্ছিন্ন কোনো দৃঢ় বস্তু দিয়ে তৈরি। এরকম হলে সেগুলো ঘূর্ণনের সময় একে অপরের সাথে ধাক্কা লেগে চূর্ণবিচূর্ণ হয়ে যেত। এমনকি শনিগ্রহের সাথেও বলয়ের সংঘর্ষ হবার সম্ভাবনা থাকত। আবার বলয়টি তরল পদার্থের হলে প্রচণ্ড গতিতে ঘোরার কারণে সেগুলো একে অপর থেকে ছিটকে যাবার কথা। কিন্তু সেরকমও তো হচ্ছে না।

এই সমস্যার সমাধানের জন্য ম্যাক্সওয়েল তখন গণিতের আশ্রয় নিলেন। বিভিন্ন পরীক্ষা নিরীক্ষা শেষে তিনি বলেন, শনির বলয়টি যদি অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র পদার্থের সমন্বয়ে তৈরি হয়, তবেই সেটি মোটামুটি স্থিতিশীল ও অক্ষুন্ন থাকবে। প্রতিটি ক্ষুদ্র পদার্থ একেকটি উপগ্রহের ন্যায় শনি গ্রহের চারপাশে প্রদক্ষিণ করছে। একটি রিংয়ের সকল ক্ষুদ্র পদার্থ একটি নির্দিষ্ট দিকে নির্দিষ্ট বেগে ঘোরে। এমনটা না হলে বলয়ের পদার্থগুলো একে অপরের সাথে সংঘর্ষের ফলে পুরো ব্যবস্থাটিই ধ্বংস হয়ে যেত।

চিত্র: শনির বলয় নিয়ে লেখা ম্যাক্সওয়েলের গবেষণাপত্রের প্রথম পৃষ্ঠা।

ম্যাক্সওয়েল শুধু শনির বলয় সৃষ্টির কারণই ব্যাখ্যা করেননি, তিনি এর ভবিষ্যতও অনুমান করেছিলেন। এ বিষয়ে তিনি বলেছিলেন, শনির বলয়টি ধীরে ধীরে বিস্তৃতি লাভ করবে এবং একপর্যায়ে সেটি অদৃশ্য হয়ে যাবে। শনিগ্রহের মহাকর্ষ বলের কারণেই মূলত এই ঘটনাটি ঘটবে।

প্রায় শতাধিক বছর পরে এর সত্যতা খুঁজে পাওয়া যায়। ভয়েজার মহাকাশযান শনিগ্রহকে ফ্লাইবাই করার সময় পাঠানো বিভিন্ন ছবি বিশ্লেষণ করে দেখা যায়, ম্যাক্সওয়েলের বিবৃতিটি সম্পূর্ণরূপে সঠিক ছিল।

১৮৬০ সালে ম্যাক্সওয়েল যে কলেজের শিক্ষক ছিলেন সেটি আরেকটি কলেজের সাথে মিলিতভাবে কাজ শুরু করে। তখন তাঁকে বিভাগীয় প্রধানের পদ থেকে অব্যাহতি দেওয়া হয়।

এই ঘটনার পর তিনি লন্ডনের কিংস কলেজের প্রফেসর হিসেবে যোগ দেন। এখানে অবস্থানকালেই তিনি তার জীবনের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ও বিখ্যাত আবিষ্কারটি করেছিলেন। তার সেই আবিষ্কারকে বাঘা বাঘা বিজ্ঞানীরা (আইনস্টাইন, ফাইনম্যান, ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক প্রমুখ) বিংশ শতাব্দীর সেরা আবিষ্কার বলে মনে করেন।

তিনি ৪টি গাণিতিক সমীকরণ প্রতিপাদন করেন। এই সমীকরণগুলোর সাহায্যে তিনি প্রমাণ করেন, আলো, বিদ্যুৎ এবং চৌম্বকত্ব- এরা একই বল থেকে সৃষ্টি। সেই বলের নাম তাড়িতচুম্বক বল। সমীকরণগুলো বর্তমানে ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ নামে পরিচিত। তার এই আবিষ্কার এখন পর্যন্ত পদার্থ বিজ্ঞানের সার্বিক ঐক্যবদ্ধ তত্ত্ব বা Grand Unified Theory of Physics তৈরিতে সবচেয়ে বড় সহায়ক।

চিত্র: ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ

বর্তমানে আমরা জানি, ইলেকট্রন এক জায়গা থেকে আরেক জায়গায় স্থানান্তরিত হবার মুহূর্তে আমরা বিদ্যুৎ শক্তি পাই। ইলেকট্রনগুলো যখন একই দিকে ঘুরতে থাকে তখন চৌম্বকত্ব পাওয়া যায়। আবার ইলেকট্রন শক্তি বিকিরণ করে উচ্চ শক্তিস্তর থেকে নিম্ন শক্তিস্তরে গমনের সময় ফোটন নির্গত হয়। সেখান থেকেই আলোক শক্তি পাওয়া যায়।

এই তিনটি ঘটনাই বিদ্যুৎচৌম্বকীয় বলের বাস্তব উদাহরণ। প্রকৃতপক্ষে ইলেকট্রন আমাদের চেনা জানা জগতকে কীভাবে প্রভাবিত করছে, সেটা এই ঘটনাগুলোর সাহায্যেই বোঝা যায়। তবে আশ্চর্যের বিষয় হলো, ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণগুলো প্রকাশিত হয়েছিল ইলেকট্রন আবিষ্কারের প্রায় ৩০ বছর আগে।

চিত্র: ম্যাক্সওয়েলের জন্মস্থান। এই বাড়িতেই তিনি জন্মেছিলেন।

তিনি মূলত ২টি ঘটনা পর্যবেক্ষণ করে এই সমীকরণগুলো প্রতিপাদন করেছিলেন। প্রথমটি হচ্ছে বিদ্যুৎ কীভাবে চৌম্বকত্বকে প্রভাবিত করে। দ্বিতীয়টি ঠিক তার উলটো অর্থাৎ চৌম্বকত্ব কীভাবে বিদ্যুৎকে প্রভাবিত করে। পরীক্ষা নিরীক্ষা করে দেখেন, বিদ্যুৎ এবং চৌম্বকত্বের মাঝে প্রভাব বিস্তারকারী জিনিসটি হলো বিদ্যুৎচুম্বকীয় তরঙ্গ। এই তরঙ্গটি তার উৎস থেকে চারপাশে ছড়িয়ে পড়ে।

তিনি এই তরঙ্গের বেগ নির্ণয় করে দেখেন তা আলোর বেগের সমান। যেহেতু আলোর চেয়ে বেশি বেগে মহাবিশ্বে কোনো কিছু যেতে পারে না, তাই বিদ্যুৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ এবং আলো অবশ্যই একই জিনিসের দুটি ভিন্ন রূপ হবে।

শূন্যস্থানের মধ্য দিয়ে শক্তির তরঙ্গরূপে ভ্রমণের ধারণাটি সে সময়ের সনাতনী নিউটনীয় পদার্থবিজ্ঞানকে অনেক বড় ধাক্কা দেয়। কারণ নিউটন মনে করতেন, দুরে অবস্থিত কোনো বস্তুর উপর মহাকর্ষ বল ছাড়া আর কিছু প্রভাব বিস্তার করতে পারে না।

কিন্তু নতুন আবিষ্কার বলছে ভিন্ন কথা। নতুন এই ধারণাটির উপর ভিত্তি করে পদার্থবিজ্ঞানের আরেকটি নতুন শাখার জন্ম হয়। তার নাম কোয়ান্টাম মেকানিক্স।

ম্যাক্সওয়েলের এই বিদ্যুৎচুম্বকত্বের ধারণা আমাদের দৈনন্দিন জীবনকেও প্রভাবিত করেছে। তার সমীকরণের উপর ভিত্তি করেই বিভিন্ন বৈদ্যুতিক যন্ত্র (রেডিও, টেলিভিশন, রাডার, মাইক্রোওয়েভ ওভেন ইত্যাদি) তৈরি করা হয়।

তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গ ছাড়াও ম্যাক্সওয়েলের আরো বেশ কিছু গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার রয়েছে। গ্যাসের গতিতত্ত্বের প্রতিষ্ঠাতা ছিলেন তিনি। তার এই তত্ত্ব পরিসংখ্যানিক পদার্থবিজ্ঞানের নতুন ক্ষেত্র তৈরি করে। এর সাহায্যে ক্ষুদ্র মৌলিক কণার বিভিন্ন কর্মকাণ্ড পরিসংখ্যানের মাধ্যমে উপস্থাপনের এক অভিনব উপায় বের করা সম্ভব হয়েছিল। যা ছিল কোয়ান্টাম মেকানিক্সের পূর্বশর্ত।

তিনিই বিশ্বে প্রথম রঙ্গিন ফোটোগ্রাফ তৈরি করেছিলেন। মানুষের চোখ যে লাল, নীল, সবুজ- এই তিনটি আলোর অনুভূতি উপলব্ধি করতে পারে। এটাও তিনিই প্রথম বুঝতে পেরেছিলেন। একারণে তিনি লাল, নীল ও সবুজ বর্ণের পৃথক ফিল্টার ব্যবহার করে তার ফটোগ্রাফার দিয়ে একটি পশমি কাপড়ের পটির ছবি তোলেন। পরবর্তীতে এই তিনটি ছবিকে স্তরীভুত করে ফিতার একটি পরিপূর্ণ রঙ্গিন ছবি ফুটিয়ে তুলতে সক্ষম হন। আধুনিক ফটোগ্রাফিতে তার এই পর্যবেক্ষণের গুরুত্ব অপরিসীম।

চিত্র: ম্যাক্সওয়েলের প্রচেষ্টায় তৈরিকৃত পৃথিবীর প্রথম রঙিন ফটো।

ম্যাক্সওয়েল ১৮৭৯ সালে মাত্র ৪৮ বছর বয়সে তার মায়ের মতোই পেটের ক্যান্সারে আক্রান্ত হয়ে মারা যান। কিন্তু এই অল্প সময়েই তিনি পদার্থবিজ্ঞানের জগতে অনেক বড় প্রভাব রেখে গিয়েছেন। আরো ২০-৩০ বছর বেঁচে থাকলে হয়তো পদার্থবিজ্ঞানকে আরো অনেক উচ্চতায় নিয়ে যেতে পারতেন।

বিজ্ঞানী ও গবেষকরা তার অবদানকে পরম শ্রদ্ধার সাথে স্মরণ করে। তার তড়িৎচুম্বকীয় ধারণার উপর ভিত্তি করে Electric Fields and Waves নামে তড়িৎকৌশল একটি শাখা তৈরি করা হয়েছে। তার এই ধারণাটি এতটাই মৌলিক ও চমৎকার ছিল যে প্রযুক্তিবিদদের সবচেয়ে বড় সংগঠন IEEE-র লোগোতে সেটি স্থান পেয়েছে।

চিত্র: ম্যাক্সওয়েলের প্রচেষ্টায় তৈরিকৃত পৃথিবীর প্রথম রঙিন ফটো।

লোগোটিতে সোজা তীরচিহ্ন দিয়ে বিদ্যুৎ এবং বাঁকানো তীর চিহ্ন দিয়ে তড়িৎ চৌম্বকীয় ক্ষেত্রকে বোঝানো হয়েছে। এর পেছনের মূল কারিগর নিঃসন্দেহে ম্যাক্সওয়েল। তিনিই ফ্যারাডে এবং অ্যাম্পিয়ারের সূত্র দুইটিকে একীভূত করতে পেরেছিলেন।

তার নামানুসারে সিজিএস পদ্ধতিতে চৌম্বক ফ্লাক্সের এককের নাম রাখা হয়েছে ম্যাক্সওয়েল। তার অসামান্য অবদানের প্রতি কৃতজ্ঞতা জানাতে পৃথিবীর সর্ববৃহৎ সাবমিলিমিটার টেলিস্কোপটির নাম রাখা হয়েছে জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল টেলিস্কোপ।

এছাড়াও শনির বলয়ের C রিংয়ের মধ্যবর্তী সবচেয়ে প্রশস্ত (২৭০ কিলোমিটার চওড়া) ফাঁকা স্থানের নাম রাখা হয়েছে ম্যাক্সওয়েল গ্যাপ।

তথ্যসূত্র

  1. https:// britannica.com/biography/James-Clerk-Maxwell
  2. https://iaus.archive.org/8/items/onstabilityofmot00maxw/onstabilityofmot00maxw.pdf
  3. https://youtube.com/watch?v=b2cVLHozb9k
  4. https://owlcation.com/humanities/The-Contributions-of-James-Clerk-Maxwell-to-Science

তার ছাড়া বাতি

টেসলা কয়েল। তারবিহীন পদ্ধতিতে বিদ্যুৎ শক্তি স্থানান্তরের স্বপ্ন থেকে বিজ্ঞানী নিকোলা টেসলা সর্বপ্রথম এই পরীক্ষাটি করেন। পদার্থবিজ্ঞানী  মাইকেল ফ্যারাডের সূত্র অনু্যায়ী, যদি কোনো কুণ্ডলিত তারের ভেতর দিয়ে একটি চুম্বককে দ্রুত আনা নেওয়া করা যায় তাহলে পরিবর্তনশীল চুম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে তারের ভেতর তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি হবে।

image source: drmegavolt.com

একইভাবে যদি কোনো কুণ্ডলিত তারের ভেতর পরিবর্তনশীল  তড়িৎ প্রবাহ চালানো যায় তাহলে ঐ কুণ্ডলির চারপাশে একটি অস্থায়ী চুম্বকক্ষেত্রের সৃষ্টি হবে।  টেসলা কয়েল পরীক্ষায় একইসাথে দুটি কুণ্ডলিত তারের ব্যবহার করা হয়। একটি তিন কুণ্ডলির তারকে প্রায় তিনশো কুণ্ডলির তারের উপর বসানো হয়, যেন তড়িৎচুম্বকীয় আবেশের দ্বারা এটি উচ্চধাপী ট্রান্সফর্মারের ন্যায় কাজ করে। এর কাজ হচ্ছে কম বিভবের তড়িৎকে উচ্চ বিভবের তড়িতে রূপান্তরিত করা।

ট্রানজিস্টর, রেজিস্ট্যান্স ইত্যাদি ব্যবহারের মাধ্যমে প্রথমে তিন কুণ্ডলির তারের ভেতর দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত করা হয়। প্রবাহের ফলে উৎপন্ন চুম্বকক্ষেত্র তিনশো কুণ্ডলির তারের চারপাশে আবিষ্ট হয়। এটি তারের দুই প্রান্তে অত্যধিক উচ্চ বিভবের সৃষ্টি করে।

image source: stevespanglerscience.com

এখন এই তারের চারপাশে যদি কোনো প্রবাহী বস্তুকে আনা হয় তখন তা অত্যধিক উচ্চ বিভবের ফলে আয়নিত বস্তুর ন্যায় আচরণ করে। কোনো বৈদ্যুতিক বাতির ক্ষেত্রে তা বাতির ভেতরে তড়িৎ প্রবাহের সৃষ্টি করে। ফলে বাতিটি কোনোপ্রকার তড়িৎ সংযোগ ছাড়াই শুধু মাত্র আবেশের প্রভাবে জ্বলে উঠে। তারবিহীন বিদ্যুৎ শক্তি  স্থানান্তরের এই অসাধারণ উপায়ের নাম টেসলা কয়েল।

featured image: stepbystepprojects.co.uk

আন্ডারগ্র্যাড সমাপনী বর্ষঃ যেভাবে থিসিস লিখবেন

চতুর্থ বর্ষের শুরুতে আমাদের দেশের বেশিরভাগ বিশ্ববিদ্যালয়ের ছাত্র-ছাত্রীদের যে বিষয়ে সবচেয়ে বেশি সিদ্ধান্তহীনতায় ভূগতে হয় তা হলো, তারা থিসিস করবে নাকি প্রজেক্ট? এই প্রশ্নের উত্তর নির্ভর করে দুটি বিষয়ের উপর-

১) কে আপনার রিসার্চ সুপারভাইজার হবেন?

২) আপনি আসলে পাস করার পর কী করতে চান?

আপনি যদি পাস করার পর উচ্চশিক্ষার কথা চিন্তা করেন তাহলে চোখ বন্ধ করে আপনার থিসিস করতে নেমে যাওয়া উচিত। যদিও আন্ডারগ্র্যাডের ছাত্র-ছাত্রীদের কাছ থেকে কেও মৌলিক গবেষণা আশা করে না, এমনকি বাইরের দেশগুলোতেও আন্ডারগ্র্যাডের শিক্ষার্থীরা সাধারণত প্রজেক্টই করে। কিন্তু আপনি যদি থিসিস করেন এবং তা যদি কোনোভাবে কোনো জার্নাল কিংবা ভালো কনফারেন্সে পাবলিশ করতে পারেন তাহলে তা উচ্চ শিক্ষার জন্য আপনার যাত্রাকে অনেকখানি সহজ করে দেবে।

তবে এর মানে এই না যে, যারা প্রজেক্ট করেন তারা খুব সহজেই পার পেয়ে যান। কোনো কোনো ক্ষেত্রে তার প্রজেক্টের কাজটিও যথেষ্ট জটিল এবং বড় হতে পারে। সহজ কথায় প্রজেক্ট ও থিসিসের পার্থক্য এখানে উল্লেখ করছি।

ধরা যাক, আপনার বিশ্ববিদ্যালয়ের লাইব্রেরি থেকে বই নেবেন। এর জন্য প্রথমে আপনাকে লাইব্রেরিতে গিয়ে অনেক সময় লাগিয়ে শেলফ থেকে বইটি খুঁজে বের করতে হবে। তারপর তা নিয়ে কাউন্টারে জমা দিতে হবে এবং অতঃপর একজন ব্যক্তি রেজিস্টারে বইয়ের নাম, আপনার নাম, কবে নিলেন এবং কবে ফেরত দেবেন ইত্যাদি এন্ট্রি করে আপনাকে সবশেষে বইটি হাতে তুলে দিলেন।

অথচ এই পুরো ব্যাপারটা কিন্তু এক ক্লিকেই হয়ে যেতে পারত। আপনার মোবাইলে লাইব্রেরির একটা অ্যাপ থাকবে, যেখানে আপনি বইয়ের নাম লিখে সার্চ দিলে আপনাকে আপনার কাঙ্ক্ষিত বইটি লাইব্রেরি থেকে নেয়া যাবে কিনা তা দেখাবে।

এরপর আপনি বইটি যে নিতে চান তা অ্যাপের কোনো নির্দিষ্ট অপশনে গিয়ে জানিয়ে দিলে সাথে সাথেই লাইব্রেরিয়ানের কাছে নোটিফিকেশন চলে গেল যে, অমুক শিক্ষার্থী বইটি নিতে আসবে। তৎক্ষণাৎ লাইব্রেরিয়ান বইটি আপনার নামে রেজিস্টার করে সামনের কাউন্টারে দিয়ে রাখলেন যাতে আপনি আসা মাত্রই বইটি পেয়ে যেতে পারেন। এই অ্যাপ ডিজাইনের যে কাজ- এটাই একটা প্রজেক্ট।

আরেকজন ছাত্র চিন্তা করল, সামনের বছর থেকে যেহেতু সম্মিলিতভাবে ভর্তি পরীক্ষা নেয়া হবে তাই প্রশ্ন ফাঁস ঠেকানোর জন্য নতুন ধরনের একটি এনক্রিপশন সিস্টেম উদ্ভাবন করা দরকার। সে টেক্সট এনক্রিপশন পদ্ধতি ব্যবহার না করে প্রথমে প্রশ্নপত্রগুলাকে ইমেজ হিসেবে স্ক্যান করবে এবং তারপর সেই ইমেজকে এনক্রিপ্ট করবে। এই যে কোনো টেক্সট ফাইলকে ইমেজ হিসেবে স্ক্যান করে তা এনক্রিপ্ট করার নতুন ধারণা এবং তার সম্ভাব্য সমাধান– এই কাজটিই হলো থিসিস।

যদিও থিসিসের উদাহরণটি আন্ডারগ্র্যাড ছাত্র-ছাত্রীদের জন্য একটু কঠিন হয়ে গেল, তবে সাধারণত তাদের কাছ থেকে কোনো যুগান্তকারী সমাধান আশা করা হয় না। সাধারণত কোনো একটি ছোট সমস্যা দিয়ে তাদেরকে কোনো একটি নির্দিষ্ট থিওরির উপর ভিত্তি করে সমাধান করতে বলা হয়।

তবে থিসিস কিংবা প্রজেক্ট যে কাজই আপনিই করুন না কেন, দেখা হয় আপনার মাঝে অনুসন্ধানমূলক চিন্তাভাবনা করার ক্ষমতা আছে কিনা এবং কোনো সমস্যা সমাধান করার যে ধাপগুলো আছে তা আপনি শিখতে পারছেন কিনা।

থিসিসের পূর্বপ্রস্তুতি

ভালো থিসিস করার পূর্বশর্ত হলো রিসার্চ পেপার পড়ার অভ্যাস করা। পাশাপাশি তত্ত্বীয় বিষয়গুলো নিয়ে নিজের ধারণা ঠিক করে নেয়া। থিসিস টপিক ঠিক হওয়ার পর অন্তত তিন মাস টপিক রিলেটেড রিসার্চ পেপারগুলো খুঁজে বের করে পড়া উচিত। শুরুর দিকে হয়তো কোনোকিছু বোধগম্য হবে না, কিন্তু এই তিন মাসে অন্তত যেসব পেপার পরবর্তীতে আপনার থিসিস লিখতে আপনাকে সাহায্য করবে তা চিহ্নিত করা যায়।

কাউকে যদি ম্যাথমেটিক্যাল মডেলিং করতে হয়, তাহলে তার উচিত পুরনো পেপার খুঁজে বের করা। এ ধরনের পেপারগুলোতে ম্যাথমেটিক্যাল ইক্যুয়েশন এবং তার সল্যুশনগুলো নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা পাওয়া যায়। এজন্য পেপার পড়ার সময় রেফারেন্সগুলো চেক করা উচিত।

সাধারণত একই ধরনের ইক্যুয়েশন ব্যবহার করলে তা আগের প্রকাশিত হওয়া কোন রিসার্চ থেকে নেয়া হয়েছে তা সবাই উল্লেখ করে। এবং যেসব রিসার্চার এসব ম্যাথমেটিক্যাল ইক্যুয়েশন তৈরি করেছিলেন, তাদের পুরনো পেপারগুলোতে খুবই বিস্তারিতভাবে তা দেয়া থাকে।

সেইসাথে জানতে হবে ম্যাটল্যাব কিংবা পাইথনের বেসিক প্রোগ্রামিংয়ের খুটিনাটি। বর্তমান সময়ে প্রোগ্রামিং জানাটা ইংরেজি জানার মতোই অত্যাবশ্যকীয়। আপনি যদি ম্যাথমেটিক্যাল মডেলিং কিংবা সিমুলেশন ভিত্তিক কাজ করেন, তাহলে আপনাকে ম্যাটল্যাব কিংবা পাইথন ব্যবহার করে সেই কাজ করতেই হবে। আর যদি এক্সপেরিমেন্টাল কাজও করেন, সেখানেও কোনো ইক্যুয়েশন দিয়ে আপনার এক্সপেরিমেন্টাল রেজাল্টের ডাটা ফিটিং করার পদ্ধতিও আপনাকে জানতে হবে।

বাংলাদেশের বেশিরভাগ বিশ্ববিদ্যালয়গুলোতে একাডেমিক রাইটিংয়ের উপর তেমন কোর্সওয়ার্ক করানো হয় না। তাই একাডেমিক রাইটিংয়ের বেশিরভাগ নিয়মকানুনই আমাদের জানার বাইরে থেকে যায়। এজন্য ইউটিউব হতে পারে সবচেয়ে আদর্শ মাধ্যম। শুধু একাডেমিক রাইটিং লিখে সার্চ দিলেই অনেক ভিডিও আপনি পাবেন।

এরপর যেসব ভিডিওর ভিউ অনেক বেশি কিংবা যেসব চ্যানেলের সাবস্ক্রাইবার অনেক বেশি, সেগুলো আপনি ফলো করতে পারেন। coursera.org কিংবা edx.org এর মতো সাইটেও একাডেমিক রাইটিংয়ের উপর অনলাইন কোর্স পাওয়া যায়- আপনি চাইলেই যেকোনো একটি কোর্স শেষ করে ফেলতে পারেন।

কীভাবে ডাউনলোড করবেন রিসার্চ পেপার

রিসার্চ পেপার ডাউনলোড করার সবচেয়ে সহজ উপায় হলো সাই-হাব (Sci-hub)। সাই-হাব মূলত শুরু হয় আলেক্সান্দ্রা এলবাকিয়ানের হাত ধরে। তিনি একজন রাশিয়ান সফটওয়ার ডেভেলপার এবং নিউরোটেকনোলজি গবেষক। তিনি একাডেমিয়ার দস্যু রানী হিসেবে পরিচতি। তার নিজ হাতে তৈরি সাই-হাব থেকে বিনামূল্যে ৬৪.৫ মিলিয়নের অধিক একাডেমিক পেপার এবং আর্টিকেল সরাসরি ডাউনলোড করা যায়, যা তৃতীয় বিশ্বের দেশসমূহের ছাত্র-ছাত্রী এবং গবেষকদের জন্য আশীর্বাদস্বরূপ। যেহেতু এ সাইট থেকে বিভিন্ন প্রকাশনা সংস্থার ইলেকট্রনিক পেমেন্ট মেথডকে এড়িয়ে গিয়ে সরাসরি যেকোনো একাডেমিক পেপার এবং আর্টিকেল নামানো যায়, তাই বিভিন্ন সময় এর ডোমেইনকে ব্লক করে রাখা হয়।

তবে আপনি যদি কোনোভাবেই সাই-হাবের কার্যকরী ডোমেইনটি খুঁজে না পান, তাহলে সেক্ষেত্রে libgen.io এই সাইটে গিয়ে Scientific Articles সিলেক্ট করে সার্চ বারে যে পেপারটি নামাতে চান তার শিরোনাম লিখে দিয়ে সার্চ করলেই তা আপনাকে সাই-হাবে নিয়ে যাবে, এবং সেখান থেকে আপনি পেপারটি ডাউনলোড করতে পারবেন।

কীভাবে শুরু করবেন থিসিস পেপার লেখা

ধরে নিলাম, আপনার থিসিস সম্পর্কিত যাবতীয় কাজ প্রায় শেষের দিকে, আপনি এখন থিসিস লেখায় পুরাপুরি মনোনিবেশ করতে চান। তাই শুরুতেই কোনো কিছু লেখার আগে একটি স্ট্রাকচার সাজিয়ে নেয়া ভাল। আন্ডারগ্র্যাডের থিসিসের কাজ যেহেতু খুব ছোট পরিসরে হয়, সেক্ষেত্রে আপনার থিসিসের স্ট্রাকচারটি হতে পারে এরকম।

১) অ্যাবস্ট্রাক্ট (Abstract)

অ্যাবস্ট্রাকটকে বলা হয় আপনার পুরো গবেষণা কাজের সারমর্ম। এটি ৩০০-৩৫০ শব্দের মধ্যে হলেই ভালো। যদিও এটি সবার শুরুতে থাকে, কিন্তু এটি সবার শেষে লেখাই উত্তম। মানে মূল রচনা লেখা শেষ হলে তারপর অ্যাবস্ট্রাকট লিখবেন। সাধারণত একজন পাঠক আপনার থিসিস পেপার পড়বে কিনা তা নির্ভর করে আপনার লেখা অ্যাবস্ট্রাক্টে তিনি নিম্নোক্ত পাঁচ প্রশ্নের উত্তর সে পাচ্ছে কিনা তার উপর।

  • আপনি এই গবেষণায় কী ধরনের কাজ করেছেন?
  • আপনার এই গবেষণার কাজের পেছনে কী কী কারণ ছিল? অন্যকথায়, আপনি কী ধরনের সমস্যার সমাধান করতে চেয়েছেন?
  • আপনি কোন প্রক্রিয়ায় সমস্যার সমাধান করেছেন?
  • আপনার গবেষণার কাজের গুরুত্বপূর্ণ ফলাফলগুলো কী ছিল?
  • আপনার গবেষণালব্ধ ফলাফল কেন গুরুত্বপূর্ণ?

আপনি যদি চান মানুষ আপনার গবেষণাটি সম্পর্কে জানুক, তাহলে আপনার উচিত এ প্রশ্নগুলোর উত্তর অ্যাবস্ট্রাক্ট-এ গল্প আকারে লেখা।

২) ইন্ট্রোডাকশন (Introduction)

সাধারণত এটি অ্যাবস্ট্রাক্টের তুলনায় বেশ বড় হয় এবং তাতে অবশ্যই আপনার থিসিসের ব্যাকগ্রাউন্ড, কী ধরনের কাজ এ পর্যন্ত হয়েছে তার আলোচনা, কোন কোন সমস্যার এখনও সমাধান হয়নি, আপনি কোন সমস্যাটি নিয়ে কাজ করবেন, কীভাবে কাজ করবেন তার সংক্ষিপ্ত বর্ণনা দিয়ে ইন্ট্রোডাকশন শেষ করতে পারেন।

৩) লিটারেচার রিভিউ (Literature Review)

মূলত এ অংশে আপনি যে টপিকের উপর কাজ করছেন তা নিয়ে পূর্বে বিভিন্ন সময়ে যেসকল উল্লেখযোগ্য কাজ হয়েছে তার বিস্তারিত বর্ণনা এবং কী ধরনের সমস্যার সমাধান করা এখনও বাকি আছে এবং আপনি কোন সমস্যাটি নিয়ে কাজ করবেন তার বর্ণনা থাকা উচিত।

আপনি চাইলে এই সেকশনটি আলাদাভাবে লিখতে পারেন, আর যদি আপনার হাতে লেখার সময় কম থাকে, তাহলে একটু সংক্ষিপ্ত আকারে তা ইন্ট্রোডাকশনের সাথে জুড়ে দিতে পারেন। তবে সেই সাথে যেসকল একাডেমিক পেপার কিংবা বই থেকে তথ্য নিয়েছেন তা অবশ্যই বিস্তারিত রেফারেন্স সহকারে উল্লেখ করতে হবে।

৪) মেথড (Method)

এই অংশে মূলত আপনি কী ধরনের পদ্ধতি অবলম্বন করে আপনার গবেষণার সমস্যাটির সমাধান করেছেন তার বর্ণনা থাকবে। আপনার যদি এক্সপেরিমেন্টাল কাজ হয় তাহলে এক্সপেরিমেন্টের বিশদ বর্ণনা, থিওরিটিক্যাল মডেলিংয়ের কাজ হলে আপনি যেসব ইকুয়েশন সমাধান করে আপনার কাজটি করেছেন তার বিশদ ব্যাখ্যা থাকা চাই।

৫) রেজাল্ট (Result)

এই সেকশনে মূলত আপনি আপনার গবেষণা থেকে কী কী উত্তর খুঁজে পেলেন তা নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা থাকা উচিত। আপনি সবসময় চেষ্টা করবেন আপনার গবেষণা থেকে প্রাপ্ত ফলাফলগুলো গ্রাফ আকারে রিপ্রেজেন্ট করতে। এতে করে যিনি ফলাফলগুলো দেখবেন তিনি খুব সহজেই বুঝতে পারবেন। আর সবচেয়ে বড় কথা হলো একটি টেবিল থেকে ডাটা পড়ার চেয়ে একটি গ্রাফ পড়া এবং বোঝা অনেক সহজ।

৬) ডিসকাশন (Discussion)

এই সেকশনে মূলত আপনার গবেষণা থেকে প্রাপ্ত ফলাফল সম্পর্কে আপনার মতামত, ফলাফল থেকে আমরা কী সিদ্ধান্তে পৌঁছাতে পারি, আপনার গবেষণার ফলাফলে কোনো অপ্রত্যাশিত ফলাফল আছে কিনা, থাকলে কী কী কারণে তা হতে পারে তা নিয়ে আলোচনা করতে পারেন। সেই সাথে আপনার কাজের সীমাবদ্ধতা কী ছিল, ভবিষ্যতে কী ধরনের কাজ করা যেতে পারে এবং সেই সাথে আপনি যে টপিকের উপর কাজ করছেন সেই টপিকে কী ধরনের কাজ করা যেতে পারে তা নিয়ে আপনার মতামত দিতে পারেন।

৭) কনক্লুশন (Conclusion)

এই সেকশনটিতে মূলত আপনি বলবেন আপনার গবেষণার কাজের গুরুত্বপূর্ণ ফলাফল কী ছিল এবং তা থেকে আপনি সমস্যাটির সমাধানের যাবতীয় সকল প্রকার উত্তর পেয়ে গিয়েছেন; আর সেই সাথে আপনার কাজটি কেন এবং কতটুকু গুরুত্বপূর্ণ ছিল তা পুনরায় সংক্ষেপে বলে লেখা শেষ করতে পারেন।

সবশেষে থাকবে রেফারেন্স সেকশন, যেখানে আপনি আপনার থিসিস লেখার সময় যেসকল একাডেমিক পেপার থেকে তথ্য কিংবা উপাত্ত নিয়েছেন ক্রমানুসারে সেই সকল পেপার এর বিস্তারিত শিরোনাম উল্লেখ থাকবে, যাতে কেউ চাইলে সহজেই সেই পেপারটি খুঁজে পায়।

থিসিস লেখার সহজীয়া পন্থা

থিসিস লেখার সময় অনেকেই ইন্ট্রোডাকশন লেখা দিয়ে শুরু করেন। কিন্তু আমার মতে শুরুতে আসলে মেথড, রেজাল্ট এবং ডিসকাশন এই তিনটি সেকশন লিখে ফেলা উচিত। কারণ আপনি কী কাজ করেছেন এবং আপনার গবেষণার ফলাফল কী সে সম্পর্কে আপনার চাইতে ভালো আর কেউ জানে না।

এই তিনটি সেকশনে পুরোটাই আপনার নিজের কাজের বর্ণনা থাকে। তাই এই তিনটি সেকশন লিখে ফেলা খুব সহজ হয়। আর যেহেতু সময় অনেক বেশি পাওয়া যায়, কাজেই এক্সপেরিমেন্টাল ডাটা এবং গ্রাফগুলো ভালোভাবে প্রেজেন্ট করার যথেষ্ট সময় পাওয়া যায়।

যদি পাবলিকেশন কোয়ালিটির ফিগার চান, তাহলে Origin Pro কিংবা KaleidaGraph ব্যবহার করতে পারেন। আমরা যদিও সবাই MATLAB ব্যবহার করি, কিন্তু উপরের দুটি সফটওয়্যার আমার ব্যক্তিগতভাবে পছন্দ। এদের ইমেজ কোয়ালিটি বেশ ভালো।

অনেকেই থিসিসের সবশেষে Appendix সেকশনে নিজেদের ম্যাটল্যাবের কোড দিয়ে থাকেন (যদি কাজের প্রয়োজনে লাগে)। কখনো কখনো এতে আপনার কাজ চুরি হয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা বেড়ে যায়। আপনার কোডটিকে চাইলে কেউ একটু উন্নত করে আরো ভালো রেজাল্ট জেনারেট করে দেখা যাবে আপনার আগেই কোনো জার্নাল কিংবা কনফারেন্সে পেপার পাবলিশ করে ফেলেছে।

এই তিন সেকশন লেখা শেষ হলে আপনি ইন্ট্রোডাকশন এবং লিটারেচার রিভিউ লেখা শুরু করতে পারেন। এই দুই সেকশন নতুনদের জন্য লেখা বেশ কষ্টসাধ্য এবং বিভিন্ন সোর্স থেকে প্রচুর তথ্য ধার করে তা নিজের ভাষায় গুছিয়ে লিখতে হয়।

এই দুটো সেকশন শুরুর দিকে লিখতে গেলে হয়তো দেখা যাবে আপনার বেশিরভাগ সময়ই চলে যাচ্ছে এবং বাদবাকী গুরুত্বপূর্ণ সেকশনগুলো লেখার জন্য পর্যাপ্ত সময় পাচ্ছেন না। তাই এই দুই সেকশন শেষেই লিখুন, এবং খুব বেশি সময় না পেলে সংক্ষেপে শেষ করে দিন। আর সবশেষে লিখে ফেলুন কনক্লুশন।

এই হলো থিসিস লেখার খুটিনাটি। পরবর্তী পর্বে আপনার থিসিসটি কীভাবে জার্নালে কিংবা কনফারেন্সে পাবলিশ করা যায় তা নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করা হবে।

উষ্ণতম গ্রহ বুধ নয় শুক্র

সূর্যের সবচেয়ে নিকটে থাকা সত্ত্বেও বুধ সৌরজগতের সবচেয়ে উষ্ণতম গ্রহ নয়। কারণ বুধের কোনো বায়ুমণ্ডল নেই। ফলে সূর্যের বিকিরণ ধরে রাখতে পারে না। অন্যদিকে এর পরের গ্রহ শুক্রে বায়ুমণ্ডল আছে এবং তাতে কার্বন ডাই-অক্সাইডের পরিমাণ বেশি থাকায় সূর্য থেকে নির্গত তাপ বেশি পরিমাণে শোষণ করে নিতে পারে।

featured image: astrobob.areavoices.com

 

বৃহস্পতির কেন ৭৯টা উপগ্রহ যেখানে পৃথিবীর মাত্র একটা

পৃথিবীর সবেধন নীলমণি উপগ্রহ কেবল চাঁদ, অথচ বৃহস্পতির? ডজনকে ডজন উপগ্রহ! বৃহস্পতি অবশ্য সৌরজগতের সবচেয়ে বড় গ্রহ। মজার ব্যাপার এখনো বৃহস্পতির উপগ্রহ আবিষ্কার করা হচ্ছে। এইতো কদিন আগেই (১৬ জুলাই ২০১৮) কার্নেগি ইন্সটিটিউট ফর সায়েন্স এর বিজ্ঞানীরা ঘোষণা করলেন বৃহস্পতির আরো ১২ টি উপগ্রহ রয়েছে যেগুলো আমরা জানতাম না।

যে অনুসন্ধানকারী দলটির নেতৃত্ব দিয়েছেন স্কট শেপার্ড। তবে তারা কাজ করছিলেন সৌরজগতের দূরতম কাইপার বেল্টে নতুন কোনো বস্তু পাওয়ার উদ্দেশ্য নিয়ে। কাইপার বেল্ট নেপচুন কক্ষপথের বাইরে অবস্থিত যা হচ্ছে দীর্ঘাকার রিঙ। মূলত এর উপাদান সৌরজগত সৃষ্টির ধ্বংসাবশেষ। কাজের একটা বিরতি হিসেবেই তারা মূল উদ্দেশ্য কাইপার বেল্ট থেকে মোড় ঘুরিয়ে জুপিটারকে দেখার চিন্তা করল। আর অনাকাঙ্ক্ষিতভাবেই পেয়ে গেল গ্যালিলিওর চাঁদের নতুন সঙ্গী!

১৬১০ খ্রিস্টাব্দে, মহান জ্যোতির্বিদ গ্যালিলিও গ্যালিলেই সর্বপ্রথম চারটি স্বর্গীয় বস্তু প্রত্যক্ষ করেন জুপিটারকে ঘিরে ঘুরছে। সেগুলোর নামকরণ করা হয় আয়ো, ইউরোপা, গ্যানিমিড এবং ক্যালিস্টো নামে। এগুলোই ছিল জুপিটারের বড় চাঁদ— একই সাথে প্রথম আবিষ্কৃত চাঁদও। গ্যালিলিওর এই পর্যবেক্ষণই ছিল মানবজাতির জন্য ভিনগ্রহের প্রথম উপগ্রহ। তারাদেখার প্রযুক্তির উত্তরোত্তর উন্নয়নের সাথে, এটা স্পষ্ট হয়ে যায় জুপিটারের চৌহদ্দি কেবল ঐ চার উপগ্রহকে নিয়েই নয়। ২০১৮ এর জুলাইয়ের পূর্ব পর্যন্তও জুপিটারের আবিষ্কৃত উপগ্রহ ছিল ৬৭টি। এখন হিসেব দাঁড়াল জুপিটারের ৭৯টি গ্রহ বের করতে মানুষের লেগে গেল চারশ বছরের অধিক সময়।

এই মহাসমাহার সৌরজগতের আর কোনো গ্রহ করতে পারে নি, আপাতত পারবেও না। রানার আপ শনির রয়েছে ৬২টি উপগ্রহ আর তৃতীয় অবস্থানে ইউরেনাস রয়েছে ২৭টি উপগ্রহকে ঘিরে। নেপচুনের ১৪টি এবং আমাদের প্রতিবেশী গ্রহ মঙ্গলের দুটি উপগ্রহ— ডিমোস এবং ফোবোস। অন্যদিকে পৃথিবীর মাত্র ১টি উপগ্রহ থাকলেও শুক্র আর বুধের কোনো উপগ্রহই নেই।

বৃহস্পতির অনেকগুলো উপগ্রহ থাকার কারণ এক কথায় মহাকর্ষ। কিন্তু শুধু এই কারণ দিয়ে পুরো ব্যাপারটা ধরা যাবে না। অন্যান্য কিছু শর্ত জুড়ে দিলে তারপর মহাকর্ষকে বহু উপগ্রহ থাকার ক্ষেত্রে প্রধান কারণ বলা যাবে।

বৃহস্পতির মহাকর্ষের প্রভাব

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা সৌরজগতের গ্রহগুলোকে দুইটি শ্রেণীতে ভাগ করেছেন এদের গড়নের ভিত্তিতে। সূর্যের নিকটতম চারটি গ্রহকে বলা হয় ভূসদৃশ গ্রহ— বুধ, শুক্র, পৃথিবী এবং মঙ্গলকে। অর্থাৎ যেগুলোর কঠিন অভ্যন্তরভাগ রয়েছে। এজন্য এদের পাথুরে গ্রহও বলা হয়। আরেক ধরণের হল গ্যাসীয় দানব: বৃহস্পতি, শনি, ইউরেনাস আর নেপচুন।

দুইদলের গ্রহগুলোর আকারের পার্থক্যও ভাগ করার বৈশিষ্ট্যসূচক হিসেবে নেয়া যেত। গ্যাসীয় দানবের সবচেয়ে ছোট সদস্য ইউরেনাসও ভূসদৃশ গ্রহদের মধ্যে সবচেয়ে বড় পৃথিবীর চেয়ে ১৫গুণ বিশাল। আর অতিকায় জুপিটারের কাছে তো পাথুরে গ্রহের বাকিরা সে হিসেবে নস্যি! বৃহস্পতির সমান ওজনদার হতে পৃথিবীর সমান আরো তিনশোরও বেশি গ্রহ লাগবে। গ্রহ হিসেবে এটি একেবারে আদর্শ দানব।

সৌরজগতের গ্যাসীয় গ্রহ চারটি যদি সূর্যের সাথে ছবি তুলত তবে যেমন দেখাত; image source: NASA & Wikipedia User HalloweenNight

আইজ্যাক নিউটনের পর্যবেক্ষণ থেকে পাওয়া যায়, কোনো বস্তুর ভরের সাথে ঐ বস্তুর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের শক্তিমত্তা জড়িত। যেহেতু গ্যাসীয় গ্রহগুলো অতিকায়, অর্থাৎ ভারী, সুতরাং তারা অধিকসংখ্যক উপগ্রহকে আকর্ষণ করার ক্ষমতা রাখে।

তবে এটিই একমাত্র কারণ নয় জুপিটারের মত বড় গ্রহের অধিক উপগ্রহ থাকার ক্ষেত্রে। আমাদের সৌরজগতের গ্যাসীয় গ্রহগুলো সূর্য থেকে দূরে, অর্থাৎ বাইরের দিকে অবস্থিত। কিন্তু সৌরজগতের বাইরে আমরা এমন অনেক নক্ষত্রকে যাদের জুপিটারের মত উপগ্রহ রয়েছে। তবে সেসব ক্ষেত্রে দেখা যাবে সে গ্যাসীয় দানবগুলো তাদের নক্ষত্রের খুব নিকট দিয়ে অতিক্রম করে। ব্যাপারটা কেমন তা কল্পনা করা যেতে পারে বুধের জায়গায় শনিকে সূর্যের পাশে বসিয়ে।

২০১০ সালে এক ফরাসি জ্যোতির্বিদ, ফাথি নামোনি রীতিমত গবেষণাপত্র প্রকাশ করেন যে জুপিটারের মত গ্রহদের উপগ্রহ বলতে গেলে থাকেই না। ধরা হয়ে থাকে এমন অতিকায় গ্রহগুলো এদের নক্ষত্র সিস্টেমের বাইরে সৃষ্টি হয় এবং পরবর্তীতে নক্ষত্রের কাছাকাছি চলে আসে। আর আসার পথে যেহেতু নিজে ভারী, যথেষ্ঠ মহাকর্ষ শক্তিওয়ালা তাই বহু উপগ্রহ ধরা পড়ে এর মহাকর্ষ ক্ষেত্রের প্রবলতায়।

গ্যাস দানব বড়, কিন্তু নক্ষত্র তো বড়োর চেয়েও বড়— বিশাল। একারণে তাদের মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রও ব্যাপক মাত্রায় প্রবল হবে। তাই যখন কোনো জুপিটারের মত গ্রহ উপগ্রহ ভিড়িয়ে কাছে চলে আসে, নক্ষত্র উপগ্রহদের গিলে ফেলে।

উপগ্রহময় গ্রহরাজ বৃহস্পতি; image source: ROBERTO MOLAR-CANDANOSA/CARNEGIE INSTITUTION FOR SCIENCE

নক্ষত্র থেকে যত দূরে যাওয়া যায় বস্তুর প্রতি এর আকর্ষণ বলও কমতে থাকে। মহাকর্ষের প্রাবল্যের গণিত বলে দূরত্ব দ্বিগুণ হলে শক্তি কমে যায় চারগুণ, দূরত্ব তিনগুণ হলে শক্তি কমে যায় ৯ গুণ। মানে একই পরিমাণ দূরত্ব বৃদ্ধির জন্য মহাকর্ষের প্রাবল্য হ্রাস ঘটছে বেশি বেশি করে, যত দূরে যাওয়া হচ্ছে। সে অনুসারে নামোনিই সঠিক, জুপিটারের ৭৯টা উপগ্রহ থাকার প্রথম কারণ এর মহাকর্ষ বল প্রবল। আর এই ৭৯টা উপগ্রহই জুপিটারের কাছে টিকে থাকার কারণ, জুপিটার সূর্য থেকে বহু দূরে অবস্থান করছে।

বড় পরিবার, বৃহস্পতি পরিবার

জুপিটারের উপগ্রহগুলো শিলাময়। উপগ্রহ আয়ো সক্রিয় আগ্নেয়গিরিময়, ইউরোপাতে গুপ্ত আছে মহাসাগর এবং গুরুত্বপূর্ণ গ্যানিমিড যা কিনা এই সৌরজগতের সবচেয়ে বড় প্রাকৃতিক উপগ্রহ। গ্যানিমিড মঙ্গলের দুই তৃতীয়াংশ এমনকি বুধের চেয়েও বড়।

অনুমান করা হয় এই তিন উপগ্রহ, ক্যালিস্টো আর বৃহস্পতি নিজে সম্ভবত পরপর একই সাথে গঠিত হয়েছে। সবচেয়ে বড় অংশ গ্যাসের চাকতি আর ধুলা মিলেমিশে আজকের বৃহস্পতিকে গঠন করে। যখন জুপিটার আকার গঠন করে ফেলে, অন্যান্য পদার্থ এর চারপাশে পাক খাচ্ছিল যা জমে চারটি উপগ্রহে পরিণত হয়। গ্যালিলিও প্রথম এই উপগ্রহ চারটি দেখতে পান বলে এগুলোকে গ্যালিলিওর চাঁদ বলা হয়।

এই চারটি উপগ্রহই বলতে গেলে জুপিটারের উপগ্রহগুলোর ভরসমষ্টির সবটা। এই চারটি বাদে বাকিগুলো মিলে উপগ্রহগুলোর মোট ভরের মাত্র ০.০০৩%।

শনি গ্রহও এই প্রক্রিয়াকে সাহায্য করে থাকবে কিছুটা। অনুকল্প (হাইপোথিসিস) করা হয় যে, আদি বৃহস্পতি শনির কিছু কক্ষপথ বিচ্যুত উপগ্রহকে নিজের কক্ষপথে টেনে নেয়। অন্যান্য উপগ্রহগুলো এমন যে বৃহস্পতির জন্মের সাথে তাদের জন্ম সংগতিপূর্ণ মনে হয় না। বিজ্ঞানীরা মনে করেন বৃহস্পতির বহু চাঁদগুলো গঠিত হয়েছে এর মহাকর্ষের প্রভাবে ছুটতে থাকা পাথরের খন্ডগুলোর এক হওয়ার মাধ্যমে।

সব কথা শেষ করার আগে চাঁদের আচরণ নিয়ে কিছু জানাতে হবে। বৃহস্পতির অনেকগুলো উপগ্রহ বৃহস্পতি যেদিকে পাক খায় সেভাবেই বৃহস্পতিকে একই দিক ধরে প্রদক্ষিণ করে। আবার কতকগুলো বিপরীত দিকে প্রদক্ষিণ করে। নতুন আবিষ্কৃত গ্রহগুলোর মধ্যেও দুটো বিপরীত দিকে ঘোরে। বিপরীত দিকে ঘোরার ক্ষেত্রে ঝুঁকি হল দীর্ঘ সময়ের ব্যবধানে যেকোন সময় একটি আরেকটির সাথে সংঘর্ষ ঘটতে পারে। বহু উপগ্রহ বহুদিকে প্রদক্ষিণ করায় সংঘর্ষ এড়ানোই কঠিন ব্যাপার হবে। আর এক উপগ্রহ আরেক উপগ্রহের উপর আছড়ে পড়লে বৃহস্পতি সেই সুযোগে পেয়ে যেতে পারে নতুন উপগ্রহ। এটাও বহু উপগ্রহ থাকার জন্য গুরুত্বপূর্ণ কারণ হতে পারে।

HowStuffWorks অবলম্বনে।

featured image: express.co.uk