বিজ্ঞান জেউতিত প্ৰকাশিত (জুন-জুলাই, ২০২২)
কৃষ্ণ-পদাৰ্থ: বিজ্ঞানীসকলে প্ৰকৃততে কি কয়?
বিজ্ঞান গৱেষণাৰ লগত প্ৰত্যক্ষভাৱে জড়িত নোহোৱা, অথচ বিজ্ঞান জড়িত আলোচনাৰ প্ৰতি আগ্ৰহী, বা বিভিন্ন আলোচনী বা বাতৰিকাকতৰ জৰিয়তে বিজ্ঞান জগতৰ খবৰ ৰখা কোনো এজন ব্যক্তিক জ্যোতিৰ্বিজ্ঞানৰ ওপৰত আকস্মিক বক্তৃতা দিবলৈ ক'লে হয়টো কৃষ্ণ-গহ্বৰ, কৃষ্ণ-পদাৰ্থ জাতীয় শব্দ কেইটামান সহজেই শুনিবলৈ পাব। এই শব্দকেইটা শুনিবলৈ আকৰ্ষণীয়, আৰু এই বিষয়কেইটাও ইহঁতৰ লগত জড়িত ৰহস্য আৰু আশ্চৰ্যৰ বাবে সাধাৰণ পাঠকৰ মাজত যথেষ্ট জনপ্ৰিয়। এই প্ৰৱন্ধটোত পিছে কেৱল কৃষ্ণ-পদাৰ্থ বা ডাৰ্ক-মেটাৰৰ কথাহে আলোচনা কৰিবলৈ বিচাৰিছোঁ। কৃষ্ণ-পদাৰ্থ বৰ্তমান পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতৰ এটা অন্যতম সাঁথৰ যদিও, যোৱা কেইটামান দশকত ইয়াৰ বিষয়ে আমি ভালেখিনি নতুন কথা শিকিলোঁ। সাধাৰণতে নিউজ চেনেল বিলাকত বা ছপা মাধ্যমত এইধৰণৰ নতুন কথাবিলাক স্পষ্টভাৱে প্ৰকাশ কৰা নহয়, আৰু ইয়াক অতি দুৰ্বোধ্য সাঁথৰ, বা বিজ্ঞানৰ অক্ষমতা বুলিও প্ৰকাশ কৰা হয়। কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ বিষয়ে কিমানখিনি জানোঁ তাৰ অনুমান নকৰাকৈয়ে বহুতে "বিজ্ঞানে যিমান যি ক'লেও আমুকটো কথা দেখোন ব্যাখ্যা কৰিব নোৱাৰে" বুলিও ক'ব খোজা দেখা যায় আৰু প্ৰায় সকলোৱেই ইয়াক অতি দুৰ্বোধ্য, সমাধানহীন সাঁথৰ বুলিয়েই ভাবি লয়। কেৱল কৃষ্ণ-পদাৰ্থই নহয়, দৈনন্দিন জীৱনৰ বহু কথাই কেতিয়াবা আমি সহজে ব্যাখ্যা কৰিবলৈ নোৱাৰিব পাৰোঁ; পিছে এই "ৰহস্যময়ী", "মহাজাগতিক" বস্তুবোৰৰ আকৰ্ষণীয়তাৰ বাবে pop-culture, চিনেমা, কল্পবিজ্ঞান কাহিনী - এই সকলোতেই ইহঁতক সনা-পিটিকা কৰা হ'ল। ইয়াৰোপৰি, বিজ্ঞানৰ প্ৰতিটো নতুন আৱিষ্কাৰৰ বিষয়ে প্ৰকাশ পোৱাৰ পাছতেই এচাম ব্যক্তিয়ে তেওঁলোকৰ ব্যক্তিগত ধৰ্মৰ কোনোবা গুৰুৱে সেইটো হাজাৰ বছৰ আগতেই কৈ গৈছিল বুলি ক'বলৈ খাপ পিটি ৰৈ থাকে, আৰু তথ্যবিলাক প্ৰয়োজনীয় সাল-সলনি ঘটাই সেই ধৰ্মৰ বিশ্বাসী সকলৰ মাজত বিয়পাই থাকে। এইবিলাক কাৰণত ইণ্টাৰনেটৰ অসংখ্য ভুল তথ্যৰ ভাণ্ডাৰটোৰ পৰা প্ৰকৃত তথ্যখিনি বিচাৰি উলিওৱাটো বিজ্ঞানৰ লগত প্ৰত্যক্ষভাৱে জড়িত নোহোৱা ব্যক্তি এজনৰ বাবে অতি টান কাম। সেইকাৰণে এই প্ৰবন্ধটোত কেইটামান নিৰ্ভেজাল তথ্য দিবলৈ চেষ্টা কৰিছোঁ।
কৃষ্ণ পদাৰ্থৰ প্ৰয়োজনীয়তা আছে জানোঁ?
১৯৩৩ চনত কেলিফৰ্ণিয়াৰ CIT (California Institute of Technology)ৰ কেইজনমান বিজ্ঞানীয়ে কমা (coma) নামৰ ক্লাষ্টাৰ (তাৰকাৰাজ্যৰ সমষ্টি)টোত থকা বিভিন্ন তাৰকাৰাজ্য বোৰৰ গতি অধ্যয়ন কৰোঁতে এক অপ্ৰত্যাশিত ফলাফল পাইছিল। সেইসময়ত জনা সঠিক মহাকৰ্ষণৰ নীতিৰ মতে যিমান বেগেৰে তাৰকাৰাজ্য বিলাকে ক্লাষ্টাৰটোৰ কেন্দ্ৰীয় অঞ্চলটোক প্ৰদক্ষিণ কৰিব লাগিছিল, তাতোকৈ বেছি বেগেৰে এইবিলাকে গতি কৰি আছিল। সঠিকভাৱে ক'বলৈ গ'লে, মহাকৰ্ষণৰ বিপৰীত-বৰ্গ নীতি (inverse-square law)ৰ মতে, নিৰ্দিষ্ট তাৰকাৰাজ্য এখন থুপটোৰ কেন্দ্ৰৰ পৰা যিমানে আঁতৰত অৱস্থিত, সিমানে ইয়াৰ প্ৰদক্ষিণ গতিবেগ কম হ'ব লাগে (কেপলাৰৰ তৃতীয় সূত্ৰটোৰ দৰে)।
পিছে চিত্ৰত দেখুওৱাৰ দৰে, এই বেগৰ মানটোৱে এক নিৰ্দিষ্ট দূৰত্বৰ পৰা এক স্থিৰ মান লোৱাহে পৰিলক্ষিত হয়। এই উচ্চ পৰিমাণৰ বেগক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ সেইসময়ত টেলিস্ক'পেৰে দেখা পোৱা মুঠ পদাৰ্থৰ পৰিমাণ অতি নগণ্য আছিল। সমসাময়িক ভাৱে আন কেইবাটাও পৰীক্ষাত মহাকৰ্ষণৰ বিপৰীত-বৰ্গ নীতিটোৱে পূৰ্বানুমান কৰা মানবোৰতকৈ পৃথক ফলাফল পোৱা গৈছিল। এইখিনিতেই এদল বিজ্ঞানীয়ে ভাবিছিল যে হয়তো মহাকৰ্ষণৰ নীতিটোতেই কিছুমান সংশোধনীৰ প্ৰয়োজন আছে। বিভিন্নজনে সমীকৰণবোৰক বিভিন্নধৰণে সালসলনি কৰি এই পৰীক্ষাবোৰৰ ফলাফলক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ চেষ্টা কৰিছিল। ১৯৮৩ চনত এজন ব্যক্তিয়ে Modified Newtonian Dynamics (MOND) নামৰ এটা তত্ত্ব আগবঢ়ায়। এই তত্ত্বটোৱে মোটামোটিকৈ ভালেখিনি ক্লাষ্টাৰৰ তাৰকাৰাজ্য বিলাকৰ গতিক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ সক্ষম হৈছিল, আৰু এটা সময়ত বিজ্ঞান জগতত এই তত্ত্বটোৱে ভালেখিনি সমাদৰ লাভ কৰিছিল। এইখিনিলৈকে কাহিনীটো ঠিকেই আছে। পৰীক্ষাত দেখা পোৱা তথ্যৰ লগত বিসংগতি দেখা পোৱাৰ বাবে মহাকৰ্ষণৰ তত্ত্বটোৰ উপযুক্ত সালসলনি ঘটোৱা হ'ল, আৰু অৱশেষত সেই পৰীক্ষামূলক তথ্যক ব্যাখ্যা কৰিব পৰা গ'ল। তেতিয়াহ'লে কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ প্ৰাসংগিকতা বা প্ৰয়োজনীয়তা ক'ত? MONDৰ ধাৰণাটো শুনিবলৈ ভালেই লাগে যদিও ইয়াৰ লগত এটা অতি মৌলিক সমস্যা জড়িত হৈ আছে। পৰীক্ষামূলক তথ্যৰ লগত মিলাকৈ প্ৰয়োজনীয় সংশোধনী ঘটাই সৃষ্টি কৰা তত্ত্ব এটাক বিজ্ঞান জগতত চিধাই সফল বুলি গণ্য কৰা নহয়। আগতীয়াকৈ জনা তথ্যৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি সৃষ্টি কৰা তত্ত্বটোৱে ভৱিষ্যতে আৱিষ্কাৰ কৰা কোনো প্ৰাকৃতিক পৰিঘটনাকো সফলভাৱে ব্যাখ্যা কৰিব পাৰিব লাগিব। এইটো দিশৰ পৰা MONDক এটা সফল তত্ত্ব বুলি ক'ব নোৱাৰি। বৰ্তমানৰ বিজ্ঞানীসমূহৰ মাজত এই তত্ত্বটোৱে নিচেই সামান্যহে সমাদৰ লাভ কৰে। এতিয়া কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ প্ৰাসংগিকতাৰ কথালৈ আহোঁ। MONDৰ সমসাময়িকভাৱে, আন কিছুমান বিজ্ঞানীয়ে ক্লাষ্টাৰ বিলাকৰ মাজত কোনো অতিৰিক্ত "অদৃশ্য" পদাৰ্থৰ অৱস্থিতি আছে বুলি অনুমান কৰে। এই অদৃশ্য পদাৰ্থসমূহে পোহৰৰ লগত কোনোপধ্যেই আন্তঃক্ৰিয়া নকৰে, কিন্তু মহাকৰ্ষণীয় গতি-বিধিত প্ৰভাৱ পেলাব পাৰে। সেয়েহে বৰ্তমানৰ টেলিস্ক'পৰ সহায়ত এইবিলাকক চিধাকৈ চাব নোৱাৰি। সেয়েহে এই অদৃশ্য পদাৰ্থবোৰক কৃষ্ণ-পদাৰ্থ বা ডাৰ্ক-মেটাৰ নাম দিয়া হয়।
পিছে এই কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ অৱস্থিতিক পৰোক্ষভাৱে ধৰা পেলাব পাৰি। উদাহৰণস্বৰূপে, আইনষ্টাইনৰ সাধাৰণ আপেক্ষিকতাবাদ তত্ত্বৰ অনুসৰি, বৃহৎ ভৰৰ কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ সমষ্টিয়ে স্থান কালত সৃষ্টি কৰা বক্ৰতাৰ ফলস্বৰূপে কোনো দূৰৰ নক্ষত্ৰমণ্ডলীৰ পৰা অহা পোহৰৰ পথ বেঁকা হৈ পৰে, আৰু এইবিলাক নক্ষত্ৰই আমাৰ টেলিস্ক'পত বিকৃত ৰূপত ধৰা দিয়ে। এই পৰিঘটনাটোক মহাকৰ্ষণীয় লেন্সিং (gravitational lensing) বুলি কোৱা হয়। এই পৰিঘটনাটোক MONDৰ সহায়ত ব্যাখ্যা কৰিব নোৱাৰি, আৰু কৃষ্ণ পদাৰ্থৰ অৱস্থিতি অপৰিহাৰ্য্য।
এতিয়ালৈকে আমি যিখিনি জানোঁ ...
মহাকৰ্ষণীয় লেন্সিঙৰ উপৰিও আন বহুতো পৰিঘটনাত কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ অৱস্থিতি দেখা পোৱা যায়। উদাহৰণস্বৰূপে, মহাজাগতিক মাইক্ৰ'ৱেভ বিকিৰণৰ (Cosmic Microwave Background Radiation) কথা ক'ব পাৰি। বিগ-বেঙৰ ঠিক পিছতে সৃষ্টি হোৱা এই বিকিৰণক আমাৰ চৌদিশে মাইক্ৰ'ৱেভ টেলিস্ক'পৰ সহায়ত পৰ্যৱেক্ষণ কৰিব পাৰি। আকাশখনৰ চৌপাশে দেখা পোৱা এই বিকিৰণৰ বিতৰণ বিং-বেঙৰ সময়ৰ পদাৰ্থৰ বিতৰণৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে। পৰীক্ষাৰ পৰা দেখা যায় যে সাধাৰণ পদাৰ্থৰ লগত কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ অৱস্থিতিক স্বীকাৰ কৰি CMB বিকিৰণৰ বিতৰণক ব্যাখ্যা কৰিব পাৰি। এই পৰিঘটনাটোক পোনপ্ৰথমে ১৯৯২ চনত COBE টেলিস্ক'পটোৰ সহায়ত পৰ্যৱেক্ষণ কৰা হৈছিল। কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ অৱস্থিতিৰ সপক্ষে, আৰু MONDৰ দৰে তত্ত্বৰ বিৰুদ্ধে ই এক শক্তিশালী প্ৰমাণ। ঠিক সেইদৰে আমাৰ চাৰিওকাষে কোন দিশত কিমান পৰিমাণে কৃষ্ণ-পদাৰ্থ আছে তাৰো জোখমাখ চলি আছে। কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ অৱস্থিতিয়ে বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডৰ বৃহৎ আকাৰৰ গাঁথনি (যেনে ক্লাষ্টাৰ, ছুপাৰ-ক্লাষ্টাৰ আদি)ৰ ওপৰত কিদৰে প্ৰভাৱ পেলায়, সেয়াও অধ্যয়ন কৰা হৈছে। যিহেতু কৃষ্ণ-পদাৰ্থই বিদ্যুত-চুম্বকীয় তৰংগৰ লগত কোনো প্ৰকাৰৰ আন্তঃক্ৰিয়া নকৰে, সেইবাবে এই অদৃশ্য বস্তুবোৰক "চাবলৈ" মহাকৰ্ষণ বলেই সদ্যহতে আমাৰ সাৰথি।
কি কি এতিয়াও জানিবলৈ বাকী ...
একবিংশ শতিকালৈকে উন্নত প্ৰযুক্তিবিদ্যাৰ সহায় লৈ কৃষ্ণ পদাৰ্থৰ বিষয়ে আমি ভালেখিনি কথা শিকিলোঁ। আমি শিকিলোঁ যে বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডৰ মুঠ পদাৰ্থৰ প্ৰায় ৮০ শতাংশই কৃষ্ণ-পদাৰ্থ। অৱশ্যে সাধাৰণ পদাৰ্থ যিদৰে কোৱাৰ্ক, ইলেক্ট্ৰন ইত্যাদিৰে গঠিত; কৃষ্ণ-পদাৰ্থ কিহেৰে গঠিত বুলি ক'লে এতিয়ালৈকে আমি নিশ্চিত উত্তৰ দিব পৰা হোৱা নাই। আমাৰ হাতত কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ গঠন ব্যাখ্যা কৰিবলৈ বিভিন্নজন বিজ্ঞানীৰ বিভিন্ন তত্ত্ব আছে। উদাহৰণস্বৰূপে, কণা-পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেলটোত কিছুমান সালসলনি ঘটাই কোৱাৰ্ক, ইলেক্ট্ৰন, মিউৱন আদিৰ লগতে আন কিছুমান কৃষ্ণ-পদাৰ্থ কণাৰ সংযোজন ঘটোৱা হৈছে। অতি-সমমিতি (syper-symmetry) বা "সোঁহতীয়া" নিউট্ৰিন' আদি এনে কিছুমান উদাহৰণ। আনকি আমাৰ টেলিস্ক'পত ধৰা নপৰাকৈ থকা আন্তঃনক্ষত্ৰীয় পদাৰ্থ, গেছ, মৃত নক্ষত্ৰ আদিয়েও কিছু ক্ষেত্ৰত কৃষ্ণ-পদাৰ্থ হিচাপে আত্মপ্ৰকাশ কৰে বুলি অনুমান কৰা হৈছে। এই বিভিন্ন তত্ত্বসমূহৰ বৈশিষ্ট্য আলোচনা কৰিবলৈ নাযাওঁ। মূল কথাটো হ'ল উপযুক্ত প্ৰমাণ অবিহনে কোনো এটা তত্ত্বকেই শুদ্ধ বুলি স্বীকৃতি দিব নোৱাৰি। ইতিমধ্যে CERNৰ বহৎ কণাত্বৰক যন্ত্ৰটোৰ দৰে পৰীক্ষাবোৰত এই নতুন কণাসমূহক বিচাৰি বিভিন্ন পৰীক্ষা কৰা হৈছে যদিও এতিয়ালৈকে কোনো প্ৰমাণ পোৱা নাই। নতুন তত্ত্ব এটাক আঁকোৱালি লোৱাৰ ক্ষেত্ৰত বিজ্ঞান সদায়েই সাৱধান, আৰু সেয়েহে এই প্ৰশ্নবোৰৰ সঠিক উত্তৰ এটা পাবলৈ বহু সময় আৰু যত্নৰ প্ৰয়োজন। সেয়েহে ভালকৈ নজনা কথাবিলাকক সদ্যহতে নাজানোঁ বুলি কোৱাটোৱেই আটাইতকৈ যুক্তিসংগত।
নাজানোঁ বুলি কোৱাটোও প্ৰয়োজনীয়
এই "নাজানোঁ" বুলি কোৱা বৈশিষ্ট্যটো অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ। এই উত্তৰটো এজন সাধাৰণ ব্যক্তিৰ বাবে কিছু অসন্তোষজনক হ'ব পাৰে। কিন্তু বৈজ্ঞানিক দৰ্শনৰ বাবে ই অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ। ইণ্টাৰনেটত উপলব্ধ তথ্যবোৰত সাধাৰণতে এইটো পৰ্যায়তে অলৌকিকতাবোৰৰ প্ৰৱেশ ঘটে। "বিজ্ঞানে উত্তৰ দিব নোৱাৰা প্ৰশ্নৰ উত্তৰ কোনে দিব" জাতীয় প্ৰশ্ন কৰি বহুতে ব্যক্তিগত বিশ্বাস আৰু দৰ্শনক বস্তুনিষ্ঠ অধ্যয়নৰ লগত সানমিহলি কৰিবলৈ বিচাৰে। পিছে দকৈ ভাবি চাবলৈ গ'লে, জীৱনৰ প্ৰতিটো প্ৰশ্নতেই এই "ঈশ্বৰ" উত্তৰটো দি সাঁফৰ মাৰি থ'ব পাৰি। এইধৰণৰ ব্যাখ্যা আগবঢ়োৱাটো অতি সহজ, আৰু এইধৰণৰ ব্যাখ্যাক কোনো পুৰণি গ্ৰন্থৰ লগত অস্পষ্ট সামঞ্জস্য বিচাৰি ন্যায্যতা প্ৰদান কৰিবলৈ চেষ্টা কৰাটোও সহজ। সেয়েহে এনে ব্যাখ্যা সমূহৰ পৰা অনুসন্ধিৎসু মনবোৰক আঁতৰাই ৰাখিব লাগে। "আপেলটো কিয় তললৈ সৰি পৰিল" প্ৰশ্নটো হয়টো বহুতো মানুহৰ মনত আহিছিল। কিন্তু আইজাক নিউটনেই পোনপ্ৰথমে "ঈশ্বৰৰ লীলা" উত্তৰটোৰ দ্বাৰা সন্তুষ্ট হোৱা নাছিল। ঠিক সেইদৰে, কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ লগত জড়িত নজনা প্ৰশ্নবোৰৰ উত্তৰ হিচাপে "ঈশ্বৰৰ লীলা"ক স্বীকাৰ কৰি লোৱা নহ'ব। সকলো প্ৰশ্নৰ উত্তৰ এইদৰে দিব পাৰিলে গৱেষণাৰ প্ৰয়োজনেই ক'ত?