in ,

ডার্ক ম্যাটার নিজের সাথে নিজেই মিথষ্ক্রিয়া করে না

গ্যালাক্সি ক্লাস্টার আবেল ৩৮২৭; image source: eso.org

ডার্ক ম্যাটার এখনো পদার্থবিজ্ঞানের এক অমীমাংসিত কণা। নতুন এক গবেষণায় ধরা পড়েছে যে গ্যালাক্সি ক্লাস্টার আবেল ৩৮২৭ এ থাকা ডার্ক ম্যাটার স্পষ্টভাবে সব ধরণের পদার্থকে এড়িয়ে যায়— এমনকি নিজেকেও। ইংল্যান্ডের লিভারপুলে অনুষ্ঠিত ইউরোপীয় জ্যোতির্বিজ্ঞান এবং মহাকাশ বিজ্ঞান সপ্তাহে ৬ এপ্রিলে এ সংক্রান্ত তথ্য জ্যোতির্বিদরা প্রকাশ করেন।

গবেষণাপত্রটি অনলাইনে arXiv.org এ প্রকাশিতও হয়েছে। প্রাথমিকভাবে মনে করা হয়েছিল আবেল ৩৮২৭ এর ডার্ক ম্যাটার ঐ গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের নক্ষত্রগুলো থেকে আলাদা। ক্লাস্টার বদলে দল বোঝায়, এই গ্যালাক্সির দলটি চারটি সংঘর্ষপ্রবণ গ্যালাক্সির সমন্বয়ে গঠিত। পৃথিবী থেকে ১৩০ কোটি আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত। এ সময়ে মহাবিশ্বতত্ত্ববিদ রিচার্ড ম্যাসে এবং তার সহকর্মীরা বলেন এ ক্লাস্টারের ডার্ক ম্যাটার হয়ত গ্যালাক্সিগুলোর পেছনে পড়ে গেছে অন্য এক ঝোপ ডার্ক ম্যাটারের সাথে মিথষ্ক্রিয়ায়। কিন্তু বর্তমান তত্ত্বগুলোর কাছেও এ প্রস্তাবনা টেকে না। ডার্ক ম্যাটার মহাবিশ্বের ভরের অধিকাংশ গঠিত ডার্ক ম্যাটার দিয়ে। সাধারণ (মামুলি অর্থে) পদার্থের সাথে ডার্ক ম্যাটারের একমাত্র মিথষ্ক্রিয়া হল মহাকর্ষ। কেবলমাত্র মহাকর্ষীয় আকর্ষণের মাধ্যমেই ডার্ক ম্যাটারের উপস্থিতি বোঝা যেতে পারে।

ডার্ক ম্যাটার কী তার চেয়ে বরং আমরা জানি ডার্ক ম্যাটার কী নয়! ডার্ক ম্যাটার কিন্তু প্রতিপদার্থের সাথেও কোনো মিথষ্ক্রিয়া করে না। এমনকি ডার্ক ম্যাটার কৃষ্ণগহ্বরও না। ডার্ক ম্যাটার নামকরণের ডার্ক শব্দটি বোঝায় এটা সম্বন্ধে আমাদের ধারণা। আমরা এর কিছুই জানি না কিভাবে এটা কী করে! কিন্তু এটা নিশ্চিতভাবে জানি যে এর অস্তিত্ব আছে। আমরা যে পরিমাণ ভর গ্যালাক্সিগুলোয় দেখি আসলে সে ভর দিয়ে হিসেব করলে মহাকর্ষ প্রভাবের হিসেব মিলে না। মহাকর্ষ দৃশ্যমান ভরের হিসেবের চেয়ে বেশি। সেখান থেকেই আসে আরো কিছু আছে। তাই ডার্ক ম্যাটারকেই কারণ হিসেবে ধরা হয় গ্যালাক্সির অস্তিত্বের কারণ হিসেবে।

দৃশ্যমান ভর আসলে আমাদের মহাবিশ্বের মাত্র ৪ শতাংশ। বাকি ২৩ শতাংশ ডার্ক ম্যাটার এবং ৭৩ শতাংশ ডার্ক এনার্জি।

কিন্তু সম্প্রতি চিলিতে অবস্থিত আতাকামা লার্জ মিলিমিটার অ্যারে দিয়ে করা পর্যবেক্ষণে ডার্ক ম্যাটারের অস্বাভাবিক কোনো আচরণ খেয়াল করা যায় নি। যেমনটা আচরণ করার কথা তেমনই ছিল। উল্লেখ্য এই পর্যবেক্ষণ যন্ত্রটি একটি রেডিও টেলিস্কোপ। রেডিও টেলিস্কোপ কাজ করে ভারী নক্ষত্র চিহ্নিত করতে। যেসব নক্ষত্র সাধারণ আলোতে দেখা যায় না, রেডিও টেলিস্কোপে ধরা পড়ার সুযোগ রয়েছে।

আতাকামায় অবস্থিত রেডিও টেলিস্কোপ; image source: European Southern Observatory

তবে রেডিও টেলিস্কোপও কিন্তু ডার্ক ম্যাটারকে ধরতে পারে না। কারণ ডার্ক ম্যাটার আসলে কোনো কিছুর সাথে সংঘর্ষ করে না। বায়ুশূন্য স্থানে অভিকর্ষের প্রভাবে যেমন কোনো কিছুই নিচে পড়তে কোনো বাধা পায় না তেমনি অনেকটা। ডার্ক ম্যাটার কোনো বিকিরণ শোষণও করে না আবার ত্যাগও করে না। অর্থাৎ রেডিও টেলিস্কোপ সরাসরি এদের ধরতে পারবে না। ডার্ক ম্যাটার ধরা পড়ার একমাত্র উপায় মহাকর্ষের প্রভাব। রেডিও টেলিস্কোপ আবার ভারী নক্ষত্র যেমন কোয়াসার, নিউট্রন তারা এদের চিহ্নিত করতে পারে। অতএব এদের সাথে মহাকর্ষের হিসেব করে ইঙ্গিত পাওয়ার উপায় রয়েছে।

ইংল্যান্ডের ডারহাম ইউনিভার্সিটির প্রফেসর ম্যাসে বলেন তারা দীর্ঘক্ষণ পর্যবেক্ষণ করেন এবং ডার্ক ম্যাটার যথাযথ অবস্থানেই আছে বলে মনে করেন।

তবে এটি এখনো সম্ভব যে অন্যান্য গ্যালাক্সি ক্লাস্টারে ডার্ক ম্যাটারও আমাদের সংজ্ঞার পর্যবেক্ষণের বাইরে। অর্থাৎ মাধ্যাকর্ষণেরও প্রভাব লক্ষ্য করা যাচ্ছে না। গবেষক ম্যাসের দল একটি বেলুন টেলিস্কোপের ডিজাইন করেছেন। অর্থাৎ বেলুনে করে টেলিস্কোপ উপর আকাশে পাঠিয়ে দেয়া হবে। সেখান থেকে টেলিস্কোপ পর্যবেক্ষণ করবে মহাকাশ। এর নাম দিয়েছেন সুপারবিট (SuperBIT).

বিট উড্ডয়নের মুহূর্ত; image source: sites.physics.utoronto.ca

সুপারবিটের উদ্দেশ্য এ ধরণের শত শত গ্যালাক্সিগুলো ধরে ধরে পর্যায়ক্রমে যাচাই করা কোনগুলোয় এমন অজানা আচরণ করছে ডার্ক ম্যাটার। BIT বলতে বোঝায় Ballon-borne Imaging Telescope. অর্থাৎ, বেলুনে করে যে টেলিস্কোপ ছবি তোলে।

স্ট্র্যাটোস্ফিয়ার থেকে তোলা বেলুন টেলিস্কোপের সূর্যদয়ের ছবি; image source: sites.physics.utoronto.ca

এ বেলুন টেলিস্কোপ কাজ করবে স্ট্রাটোস্ফিয়ারে। বেলুন টেলিস্কোপের বড় সুবিধা এটা ট্রপোমণ্ডলের ঘন বায়ুর বাধা কাটিয়ে উপর থেকে স্বচ্ছ ছবি পাঠাতে পারবে। স্বচ্ছতম ছবির জন্যই কিন্তু আমরা মহাকাশে টেলিস্কোপ পাঠাই, কিন্তু সে যজ্ঞের খরচও তো মাথায় রাখতে হবে। এদিক থেকে বেলুন টেলিস্কোপ একটি নির্ভরযোগ্য সমাধান খরচের সাথে তুলনায়। এরা ভূমি থেকে ৫০ কিলোমিটার পর্যন্ত উপরে গিয়ে কাজ করতে পারে।

সুপারবিটের তোলা ঈগল নীহারিকার ছবি; image source: sites.physics.utoronto.ca

আমরা ডার্ক ম্যাটারের ব্যাপারে খুবই কম জানি— এটাই সবচেয়ে বড় সংকট। সেহেতু ধাপে ধাপে প্রচেষ্টা চালানো হচ্ছে ডার্ক ম্যাটারের ব্যাপারে সামনে এগিয়ে যাবার কারণ, এর মাধ্যমে আসলে আমরা আসলে আমাদের  মহাবিশ্বের অতীতের দিকেও অগ্রসর হচ্ছি— কিভাবে শুরু হয়েছিল সবকিছুর।

 

সায়েন্স নিউজ অবলম্বনে।

Written by Shahriar Kabir Pavel

Senior Year, Department of Physics, Shahjalal University of Science and Technology.

খাবার কেন পচে?

আমরা কত দূর জানতে পারি— বিজ্ঞানে সীমাবদ্ধতার বাঁধা