কেন্দ্রহীন মহাবিশ্বের কেন্দ্রের গল্প

প্রতিদিন সকালে সূর্য পূর্বদিকে উঠে দিন শেষে পশ্চিমে গিয়ে অস্ত নামে। তার পেছন পেছন দেখা দেয় রাতের আকাশের অগণিত তারা। রাত যত রাত বাড়ে তারার দল ততই পূর্ব থেকে পশ্চিমে হেলে পড়ে। একসময় রাতের শেষে সূর্যকে পূর্বদিকে আগমণ জানিয়ে বিদায় নেয়। বছরের বিভিন্ন সময় বিভিন্ন তারা দেখা গেলেও প্রতিবছর একই ঘটনার পুনরাবৃত্তি ঘটে।

একজন আকাশ পর্যবেক্ষক খুব সহজেই এসব দেখে একটা সিদ্ধান্ত নিতে পারে যে, সূর্য সহ সকল তারকারাজি আমাদের কেন্দ্রকরে ঘুরে। বিশেষ করে সময়টা যখন খ্রিষ্টপূর্ব শতাব্দীর। তখন জ্ঞানী গুণী ব্যক্তি যেমন অ্যারিস্টটল, টলেমি প্রমুখ এমন মত-ই পোষণ করেছিলেন। এমনকি টলেমি পৃথিবীকে কেন্দ্রে রেখে মহাবিশ্বের একটা ভূকেন্দ্রিক মডেলও তৈরি করেছিলেন।

টলেমির ভূ-কেন্দ্রিক বিশ্বচিত্র

সেই সময়েই স্রোতের বিপরীতে চলে সর্বপ্রথম গ্রিসের সামোস দ্বীপে জন্মগ্রহণকারী জ্যোতির্বিদ ও গণিতজ্ঞ এরিস্টকাস বলেন সৌরকেন্দ্রিক মডেলের কথা। তিনি গণিতের সাহায্য নিয়ে সূর্য এবং চাঁদের আকৃতি ও দূরুত্ব বের করেন। প্রকৃত মানের সাথে তা না মিললেও তাঁর এই সিদ্বান্ত ঠিক ছিল যে সূর্য পৃথিবী থেকে অনেক বড় এবং অনেক দূরে।

তিনি বিশ্বাস করতেন তারকাদের অবস্থান অনেক দূরে বলে সূর্যের মতো তাদের অবস্থান দ্রুত পরিবর্তনের বদলে স্থির মনে হয়। যাকে বলে লম্বন। সূর্যের আকৃতি বিশাল হওয়ায় এবং আগুনের মতো আলোক বিকিরণ করায় ঐ মডেলের মাঝখানে সূর্য হবে। এখানে ‘ঐ মডেল’ বলতে এরিস্টকাসেরও আগে এমন একজনের মডেল বুঝানো হয়েছে যার ধারণা ছিল পৃথিবী, সূর্য, চাঁদ, তারা সবকিছু একটা আগুনের উৎসকে কেন্দ্র করে ঘুরে। তিনি হলেন ফিলোলাউস।

ফিলোলাউস ছিলেন একজন পিথাগোরিয়ান দার্শনিক যিনি প্লেটোনিজম এবং পিথাগোরিয়নিজমের মাঝে সমন্বয় ঘটান। ফিলোলাউস সেই আগুনের নাম দিয়েছিলেন কেন্দ্রিক আগুন। এটাই ছিল মানুষের তৈরি প্রথম মহাবিশ্বের মডেল যেখানে সবকিছু বৃত্তপথে কোনো কিছুকে কেন্দ্র করে ঘুরে।

কিন্তু কেন তিনি আগুনকে কেন্দ্রে রাখতে গেলেন? মানুষের সভ্য হয়ে ওঠার প্রথম সোপান ছিল আগুন আবিষ্কার। হয়তো তিনি আগুনকে অলৌকিক কিছু ভাবতেন। তবে তিনি যাই ভাবতেন না কেন এরিস্টকাসের মাথায় সৌরকেন্দ্রিক মডেলের অবতারণা করার জন্য তার ভাবনা অনেক সাহায্য করেছিল।

দুর্ভাগ্যজনকভাবে টলেমিরে ভূকেন্দ্রিক মতবাদ এতোটাই গ্রহণযোগ্য ছিল যে তা তারকাসমূহের ভবিষ্যত অবস্থানও বলে দিতে পারতো। ফলশ্রুতিতে সৌরকেন্দ্রিক মতবাদ অগ্রাহ্য এবং অবহেলিতভাবে পড়ে থাকে। এর দীর্ঘকাল পর ১৬শ শতকে সৌরকেন্দ্রিক জগতের একটি যুক্তিযুক্ত ও সঠিক গাণিতিক মডেল উপস্থাপন করেন ইউরোপীয় রেনেসাঁ যুগের গণিতবিদ, জ্যোতির্বিদ এবং ক্যাথলিক ধর্মবেত্তা পোল্যান্ডের নিকোলাস কোপের্নিকাস।

কোপার্নিকাস একটা জ্যোতির্বিদ্যা-সংক্রান্ত টেবিল তৈরি করেন যার দ্বারা তারাদের অতীত এবং ভবিষ্যত অবস্থান বলে দেয়া যেতো। কিন্তু গ্রহদের একটু ব্যতিক্রমি গতি থাকায় এদের অবস্থান একমাত্র টলেমির মডেল অনুসারেই অধিক গ্রহণযোগ্য ছিল।

চিত্রঃ কোপানিকার্সের মডেল, যেখান সর্বপ্রথম প্রাকৃতিক উপগ্রহ চাঁদের কক্ষপথ চিহ্নিত করা হয়েছিল।

কোপার্নিকাসের পর আরো একজন জ্যোতির্বিদের কথা উল্লেখ না করলেই নয়। তিনি টাইকো ব্রাহে। তিনি কোপার্নিকাসের টেবিলের ভুলটি ধরতে পেরেছিলেন অরো গভীর পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে। কোপার্নিকাস গ্রহগুলোর গতিপথ বৃত্তাকার ভেবেছিলেন। টাইকো ব্রাহে দেখলেন গতিপথ বৃত্তাকার হলে এদের লম্বন অনুপস্থিত। তাই তিনি ভুলটা একটু শুধরে গ্রহদের সূর্যকেন্দ্রিক রাখলেও সেই সূর্যকে পৃথিবী কেন্দ্রিকই রেখে দিলেন।

বিজ্ঞানের বিবর্তন আসলে একজনের ভুল আরেকজন শুধরে সামনে এগোয়। পরবর্তীতে জোহানেস কেপলার টাইকো ব্রাহের নির্ভূল পর্যবেক্ষণ পর্যালোচনা করে তাঁর তিনটা সূত্র প্রদান করেন। যেখানে পৃথিবী সহ গ্রহগুলোর উপাবৃত্তার গতিপথের কথা বলেছিলেন। ফলে তিনি সৌরকেন্দ্রিক মডেলকে ভূকেন্দ্রিক মডেলের সমকক্ষ করতে সক্ষম হন। বাকি ছিল শুধু হাতে নাতে অর্থাৎ পর্যবেক্ষণলব্ধ প্রমাণ।

সময়টা ১৬১০ সাল। নিজের বানানো টেলিস্কোপ দিয়ে আকাশের অদ্ভূৎ সৌন্দর্য্যকে সর্বপ্রথম উপভোগ এবং পর্যবেক্ষণ করছিলেন গ্যালিলিও গ্যালিলি। তিনি দেখলেন বৃহস্পতির চারপাশে কিছু তুলনামূলক ছোট বস্তু নির্দিষ্ট সময় পরপর লুকিয়ে যাচ্ছে। আরো কিছু সময় পর্যবেক্ষণের পর তার আর বুঝার বাকি রইলো না যে ঐ বস্তুগুলো বৃহস্পতিকে কেন্দ্র করে ঘুরছে। এগুলোকে আমরা বৃহস্পতির উপগ্রহ হিসেবে চিনি। যা টলেমির ভূকেন্দ্রিক মডেলকে একদম বাতিল করে ছাড়লো। টিকে রইল সৌরকেন্দ্রিক মডেল।

টেলেস্কোপের উন্নতির ফলে ১৭৮৫ সালে উইলিয়াম হার্শেল আকাশগঙ্গা ছায়াপথ আবিষ্কার করেন। এমনিতে খালি চোখে আলো দূষণহীন অকাশে উজ্জ্বল মেঘের মতো উত্তর থেকে দক্ষিণে বিস্তৃত আকাশগঙ্গার একটা বিশাল অংশ চোখে পড়ে।

হার্শেল তাঁর টেলিস্কোপ সে দিকে তাক করে বার বার পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে একটা সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে, এটি অনেক অনেক তারা সমষ্টি, যার কেন্দ্র অনেক বেশি উজ্জল। যখন এন্ড্রোমিডা ছায়াপথ আবিষ্কৃত হয় তখন বুঝা গেল আমাদের আকাশগঙ্গা ছায়াপথটিও এমনই একটি ছায়াপথ। এরপর থেকে এত এত ছায়াপথ আমরা দেখেছি যে ‘অগণিত’ শব্দ দিয়ে একে সম্বোধন করতে হয়। ফলশ্রুতিতে বহু বছর ধরে সৌরজগতের ভেতর আটকে থাকা মহাবিশ্বের কেন্দ্রের ইতিহাসের ভাটা পড়ে।

চিত্রঃ হার্শেল তার পর্যবক্ষেণ দ্বারা আকাশগঙ্গাকে প্রথমে যেমন ভেবেছিলেন।

১৯২৬ সালে এডুইন হাবল তাঁর সবচেয়ে উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন টেলিস্কোপে যখন অগণিত ছায়াপথ পর্যবেক্ষণ করেছিলেন তখন এক অদ্ভুত জিনিস লক্ষ্য করলেন। দূরবর্তী ছায়াপথ থেকে আসা আলোকের তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তিত হবার হার সময়ের সাথে সাথে বৃদ্ধি পাচ্ছে। যে ছায়াপথ যত দূরে তার তরঙ্গদৈর্ঘ্য তত দ্রুত পরিবর্তিত হচ্ছে। ছায়াপথগুলোর বেগ দূরত্বের সমাণুপাতিক।

হাবলের পর্যবেক্ষণ মহাবিশ্বের কেন্দ্রের ইতিহাসের ইতি টেনে দেয় এই সিদ্বান্ত দিয়ে যে আমরা এক প্রসারণশীল মহাবিশ্বে বাস করছি। যার ফলে আমাদের মহাবিশ্ব সম্পর্কে দৃষ্টিভঙ্গি পাল্টে গেছে। কেন্দ্র খোঁজা বাদ দিয়ে আমরা শুরু করলাম আমাদের অতীতকে জানতে।

সূর্য থেকে আলোক রশ্মি আমাদের নিকট আসতে ৮ মিনিট সময় নেয়। সূর্যের নিকটবর্তী তারকা প্রক্সিমা সেন্টৌরি থেকে আলো আসতে ৪ বছর সময় নেয়। আমরা যত দূরে তাকাতে পারব তত দূরের অতীত আমাদের পক্ষে দেখা সম্ভব হবে।

রাস্তা দিয়ে হাঁটার সময় বিভিন্ন যানবাহনকে দূর থেকে হর্ণ বাজাতে বাজাতে পাশ দিয়ে সামনে চলে যেতে দেখি। এক্ষেত্রে একটা জিনিস যদি খেয়াল করি তবে বুঝতে পারবো, গাড়িটি দূরে থাকা অবস্থায় হর্ণের শব্দটা একটু ক্ষীণ থাকে এবং যত নিকটবর্তী হয় শব্দ তত তীক্ষ্ণ হয়। এমনটা হবার কারণ আসলে গাড়ির গতির ফলে গাড়ি থেকে বেরুনো শব্দ তরঙ্গের পরিবর্তন। গাড়ি যত কাছে অগ্রসর হয়েছে তরঙ্গদৈর্ঘ্য তত ক্ষুদ্র হয়েছে। একে বলে ডপলার ইফেক্ট।

আলোর ক্ষেত্রে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বড় থেকে ছোট হওয়া মানে রং লাল থেকে নীল হওয়া, যার নাম ব্লু শিফট্। এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য ছোট থেকে বড় হওয়া মানে রং নীল থেকে লালে পরিণত হওয়া, যাকে বলে রেড শিফট্।

আকাশ পর্যবেক্ষণ করতে গেলে ডপলার ইফেক্ট গবেষণার প্রাণ হিসেবে কাজ করে। দূরবর্তী তারকা থেকে আসা আলোকের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তন দেখে বলে দেয়া যায় সেটি কত দূরে অবস্থিত। যত দূরের বস্তু হবে তত তার রেড শিফট্ হবে। যদি সবচেয়ে অতীত অর্থাৎ সময়ের শুরুটা দেখতে চাই তাহলে ঠিক কতটা দূরে তাকাতে হবে?

সত্তরের দশকে অতীততম সময়ের সেই আলোকটিই খুঁজে বের করেন দুই জ্যোতির্বিদ আর্নো পেনজিয়াস ও রবার্ট উইলসন। এ আলোক ছিল আমাদের থেকে সবচেয়ে দূরের এবং সবচেয়ে অতীতের একদম মহাবিস্ফোরণের পরবর্তী মুহুর্তের। সবচেয়ে দূরের হওয়ায় এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবচেয়ে বড়। তরঙ্গদৈর্ঘ্য বড় বলে বর্ণালীতে এর অবস্থান অণুতরঙ্গ (microwave) পরিসরে। এর নাম দেওয়া হয়েছে ‘মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ’। দূরত্ব নির্ধারণ করলে দাড়ায় ৪৬ বিলিয়ন আলকবর্ষ। সময় ১৩.৭ বিলিয়ন হলেও দূরত্ব ব্যাতিক্রম হওয়ার কারণ একটু পরেই বলছি। একটা প্রশ্ন মনে উঁকি দেয়া খুব স্বাভাবিক, এ আলোকই যে মহাবিস্ফোরণের সময়কার তার প্রমাণ কী?

চিত্রঃ মহা বিস্ফোরণের ঠিক পরের মহাবিশ্বের আদিম চেহারা।

যেহেতু এখন আমরা মহাবিশ্বকে প্রসারিত হতে দেখছি তাহলে নিশ্চয়ই আগে সবকিছু সংকুচিত অবস্থায় ছিল। যে সংকুচিত অবস্থার নাম অনন্যতা বা অদ্বৈত বিন্দু (Singularity)। শব্দখানা শুনে মনে হতে পারে হয়ত একটা একক বিন্দুর কথা বলা হচ্ছে যেখানে সবকিছু পুঞ্জীভূত ছিল। কিন্তু আসলে এটা কোনো একক বিন্দু নয়। স্থান-কালকে অসীম ধরা হয়। এখন যদি অসীম বিস্তৃত স্থান-কাল কে সংকুচিত করা হয় তাহলে কি কখনও সংকোচন শেষ হবে? হবে না।

আমরা বরং অসীম স্থান-কালের অসীম সংখ্যাক বিন্দুর কথা ভাবতে পারি। এখন অসীম বিন্দুর একটিকে আবার চিহ্নিত করতে গেলে বাধে বিপত্তি। কারণ তখন তাকে প্রকাশ করতে হবে ১/অসীম দিয়ে, যেখানে ১/অসীম মানে গণিতের ভাষায় শূন্য। অর্থাৎ এখানে এসে আমাদের সব সূত্র অকেজো হয়ে পড়ে। তবে যদি একটা একক বিন্দুর ক্ষেত্রে চিন্তা করি তবে ভাবা যায় ঐ বিন্দুর চারপাশের সবকিছু ঐ বিন্দুতে সংকুচিত হয়ে ছিল। তারপর হঠাৎ সেখান থেকে প্রসারণ শুরু হয়। মহা বিস্ফোরণ।

অসীম সংখ্যাক বিন্দু থেকে অসীম সংখ্যাক প্রসারণ হয়েছে। যা ১৩.৭ বিলিয়ন বছর পাড়ি দিয়ে আজকের জানা বিশাল অবস্থায় পরিণত হয়েছে। তাই মহাবিস্ফোরণকে বিস্ফোরণ না বলে ‘সর্বত্র প্রসারণ’ বলা চলে।

মহাবিস্ফোরণের পর প্লাজমা অবস্থায় যে ফোটনগুলো ছিল স্থান-কালের প্রসারণের সঙ্গে সঙ্গে সেগুলো সর্বত্র ছড়িয়ে পড়েছে। এমনকি আপনি যেখানে আছেন সেখানেও আছে। তাই যে দিকেই এন্টেনা তাক করি না কেন আমরা একে ধরতে পারব। চাইলে আপনিও পারবেন। এখনই টিভি বা রেডিও অন করে রিমোটটা হাতে নিন এবং একটা অব্যবহৃত চ্যানেলে যান, নিশ্চয়ই ঝির ঝির করা শো শো শব্দর ছবি দেখছেন। এটাই সেই মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ। আবিষ্কারের আগে একে যান্ত্রিক গোলযোগ ধরে নিয়ে সংকেত আদান প্রদান করা হতো।

আমাদের পক্ষে কি ১৩.৭ বিলিয়ন অলোকবর্ষের চেয়ে দূরের কোনো বস্তুকে দেখা সম্ভব হবে না? এক্ষেত্রে আমরা নিজেদের ভাগ্যবান মনে করতে পারি। আমাদের অবস্থান থেকে যে বস্তুগুলো যত দূরে তাদের প্রসারণ বেগ তত বেশি। ১৩.৭ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরের বস্তুগুলোর প্রসারণ বেগ আলোর থেকেও বেশি। তাই তাদের থেকে নিঃসৃত আলো আরো বেশি বেগে দূরে চলে যায়।

আমরাও যেহেতু প্রসারিত হচ্ছি এক পর্যায় সে আলোককে আমাদের ধরে দেখা সম্ভব। এভাবে আরো ৩২ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দেখা সম্ভব। তাহলে সব মিলিয়ে ৪৬ বিলিয়ন আলোকবর্ষ পর্যন্ত আমাদের দেখা সম্ভব। এই হলো আমাদের পর্যবেক্ষণ যোগ্য মহাবিশ্বের সীমানা।

চিত্রঃ পর্যবেক্ষণ যোগ্য মহাবিশ্ব।

আমি যদি পৃথিবী থেকে বেরিয়ে মহাবিশ্বের অন্য কোনো স্থানে যেতাম তবে সে অবস্থানের চারদিকে ৪৬ বিলিয়ন আলোকবর্ষ পর্যন্ত হত আমার দৃশ্যমান মহাবিশ্ব। তবে আমি যদি যেতে যেতে ৪৬ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে চলে যাই তখন আর পৃথিবীতেই ফিরে আসতে পারব না। বস্তুগুলোর মতো স্থানকালের প্রসারণের ফলে আমরাও পৃথিবীর সাপেক্ষে আলোর চেয়ে বেশি বেগে দূরে চলে যেতে থাকব।

অণুসন্ধিৎসু মানব মন সবকিছুর পরও একটা কেন্দ্র ঠিক করে যদি সুস্থির থাকতে চায় তবে এই বলে উপসংহার টানা যায় যে, প্রকৃত অর্থে মহাবিশ্ব অসীম। তাই এর কোনো কেন্দ্র নেই। তবে আমাদের দৃশ্যমান মহাবিশ্বের কেন্দ্র আছে। সে কেন্দ্র আমরা নিজেরাই!

তথ্যসূত্রঃ

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Geocentric_model
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Heliocentrism
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_center_of_the_Universe
  4. https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background
  5. https://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang

featured image: thephysicsmill.com