মহাজাগতিক সিনেমার নায়ক আইনস্টাইন ও হকিংয়ের দিন

আজ ১৪ই মার্চ, আইনস্টাইনের জন্মদিন। কী অদ্ভুত ব্যাপার, ১৩৯ বছর পর এই একই দিনে মারা গিয়েছেন স্টিফেন হকিং। ১৯৫৫ সালে আইনস্টাইন যখন মারা যান, হকিংয়ের বয়স তখন মাত্র তের। তিনি যে বড় হয়ে বিজ্ঞানের অন্যতম রকস্টার হয়ে উঠবেন, সে কথা তখন কে জানত? গণিত দিয়ে কেন মহাবিশ্বকে এত চমৎকারভাবে ব্যাখ্যা করা যায়, তা এক রহস্য। সময় কীভাবে মহাবিশ্বের স্থানের সঙ্গের সঙ্গে যুক্ত, এর সত্যিকার প্রকৃতি কেমন, রহস্য হয়ে আছে তাও। আইনস্টাইন আর হকিংয়ের জন্ম-মৃত্যু যে মিলে যাবে একই সুতোয়, একই দিনে—এটাকে রহস্য না বলে উপায় কী?

বিশ শতকের পদার্থবিজ্ঞান মাথা খারাপ করে দেওয়ার মতো যে কয়টি ধারণা দিয়েছে, তার জন্য আপনি চোখ বুজে আইনস্টাইনকে দোষ দিতে পারেন। এই মানুষটি গবেষণাগারে পা দেননি বললেই চলে। কোনো ঘটনা পরীক্ষা করে দেখা কিংবা যন্ত্রপাতি ব্যবহার করে মাপামাপি করা—এসব কিছুর ধারেকাছে যাননি কোনোদিন। এমন এক তাত্ত্বিক বিজ্ঞানী ছিলেন, যিনি ‘থট এক্সপেরিমেন্ট’ বা ‘মানস পরীক্ষা’ একেবারে নিখুঁতভাবে করতে পারতেন। মানস পরীক্ষা মানে, আপনি প্রকৃতিকে কল্পনায় বসিয়ে নিয়ে এর একটি অবস্থা বা মডেল তৈরি করবেন এবং এর ওপরে ভিত্তি করে কোনো নীতি বা তত্ত্ব ঠিক করে নিয়ে তার ফলাফল কী হতে পারে, তা চিন্তা করে বের করবেন।

দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের আগের জার্মানির কথা চিন্তা করলে, আর্য বিজ্ঞানীদের কাছে গবেষণাগারে চর্চিত পদার্থবিজ্ঞান তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞান থেকে যোজন যোজন এগিয়ে ছিল। এই পদার্থবিজ্ঞানীরা তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানীদেরকে একরকম নির্বাসন দিয়ে রেখেছিলেন। তাঁদের হিসেবে, পদার্থবিজ্ঞানের টুকিটাকি মূল্যহীন কাজগুলোই কেবল তাঁরা তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানীদের মাটির বাক্সে ছেড়ে রেখে আসতেন, আর আসল কাজগুলো রাখতেন নিজেদের হাতে। অথচ এই মাটির বাক্স জাদুকরের হাতে পড়ে কী যে হয়ে গেল!

কোনো পদার্থবিজ্ঞানী যদি মাথার ভেতরে পুরো মহাবিশ্বের জন্য একটি মডেল বানিয়ে ফেলতে পারেন, তাহলে সেই মডেলের কোথাও কোনোরকম পরিবর্তন বা কারসাজি করার অর্থ হবে, স্বয়ং মহাবিশ্বের ওপরে কারসাজি করা। আইনস্টাইনের জন্য ব্যাপারটা তেমনই ছিল। তারপর পর্যবেক্ষক বা পরীক্ষকরা পরীক্ষা করে কিংবা পর্যবেক্ষণ করে দেখবেন, তাত্ত্বিক তাঁর মডেল থেকে যে অনুমান করেছিলেন, বাস্তবে তা আদৌ সেভাবে হচ্ছে কিনা। যদি মডেল ঠিকঠাক অনুমান না করতে পারে বা তাত্ত্বিক যদি তাঁর হিসাবের কোথাও ভুল করেন, তাহলে পর্যবেক্ষক দেখবেন, তাত্ত্বিকের মডেল যা বলছিল, ঠিক সেভাবে জিনিসটা বাস্তবে হচ্ছে না। সেক্ষেত্রে তাত্ত্বিককে আবারো তাঁর মাথার ভেতরের সেই ড্রয়িং বোর্ডে ফিরে যেতে হবে। তারপর হয় পুরনো মডেলকে ঠিকঠাক করতে হবে কিংবা নতুন কোনো মডেল বানাতে হবে।

প্রথম প্রস্তাবিত যেকোনো বৈজ্ঞানিক মডেল সাধারণত শুরুতে অর্ধেকের মতো ঠিকঠাক থাকে। তারপর বিভিন্ন প্যারামিটার বা পদ আরো ঠিকঠাক করে আমাদের জানা মহাবিশ্বের জন্য খাটবে—এমনভাবে সমন্বয় করে নেওয়া হয়। ষোড়শ শতকের গণিতবিদ নিকোলাস কোপার্নিকাস যে সূর্যকেন্দ্রিক মতবাদ দিয়েছিলেন, সেখানে তিনি বলেছেন, গ্রহরা সূর্যকে কেন্দ্র করে নিখুঁত বৃত্তাকার পথে ঘোরে। সূর্যকে কেন্দ্র করে যে গ্রহরা ঘোরে—এটুকু ঠিকই ছিল। বিজ্ঞান পৃথিবীকেন্দ্রিক মতবাদকে ফেলে রেখে একলাফে অনেকদূর এগিয়ে গিয়েছিল, সেটাও ঠিক। কিন্তু তাঁর বক্তব্যের অংশবিশেষ, গ্রহরা যে 'নিখুঁত বৃত্তাকার পথে ঘোরে'—দেখা গেল, এই অংশটুকুতে একটু সমস্যা আছে। গ্রহরা সূর্যকে ঘিরে একটু চ্যাপ্টা হয়ে যাওয়া ডিমের মতো একধরণের পথ ধরে ঘোরে। একে বলা হয় উপবৃত্ত। সত্যি বলতে, গ্রহদের ঘোরার পথ আসলে আরো জটিল ধরনের, সেটাকে বোঝার সুবিধার্থে সরল করে উপবৃত্তের সাথে তুলনা করা হয় কেবল। সে যাই হোক, কোপার্নিকাসের তত্ত্বের মূল জিনিসটা যেহেতু ঠিক ছিল, সেটাই ছিল আসল গুরুত্বপূর্ণ ব্যাপার। নিখুঁত করে নেওয়ার জন্য তত্ত্বটার কিছু জিনিস একআধটু ঠিকঠাক করে নিতে হয়েছে, এই আরকি।

কিন্তু, আইনস্টাইনের বেলায় ব্যাপারটা ছিল অন্যরকম। যেভাবে যা অনুমান করা হয়েছে, সবকিছু এক্কেবারে সেভাবেই হতে হবে—এটাই ছিল তাঁর বিখ্যাত তত্ত্বটির মূল ভিত্তি। বাইরে থেকে দেখলে মনে হবে, আইনস্টাইন একটা তাসের ঘর বানিয়েছেন—এবং পুরো গঠনটার ভিত্তি হিসেবে কেবল দুটো থেকে তিনটি সরল স্বীকার্য কাজ করছে। ১৯৩১ সালে 'আইনস্টাইনের বিরুদ্ধে এক শ লেখক' নামে একটি বই প্রকাশিত হয়। শুনে আইনস্টাইন বলেছিলেন, তাঁর তত্ত্ব ভুল হলে একজন লেখকই তো সেটা বলার জন্য যথেষ্ট!

কোন তত্ত্বের কথা বলা হচ্ছে, পাঠক নিশ্চয়ই তা বুঝে ফেলেছেন। আপেক্ষিকতা তত্ত্ব। সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব। ১৯১৬ সালে প্রকাশিত এই তত্ত্ব মহাকর্ষের প্রভাবের ফলে মহাবিশ্বের সবকিছু কীভাবে নড়াচড়া করে, এর একটা গাণিতিক রুপরেখা দিয়েছিল। প্রতি কয়েক বছরে গবেষণাগারের পদার্থবিজ্ঞানীরা এই তত্ত্বকে আরো ভালোভাবে পরীক্ষা করার জন্য আরো সুক্ষ্ম সব পরীক্ষা করেন। যাতে এই তত্ত্ব আসলে কতটা নিঁখুত—সেটা আরো ভালোভাবে বোঝা যায়।

আইনস্টাইন আমাদেরকে প্রকৃতির ব্যাপারে যে চমৎকার ধারণা উপহার দিয়ে গেছেন, এর সবচেয়ে আধুনিক উদাহরণ পাওয়া গেছে ২০১৫ সালে। বিশেষভাবে এ কাজের জন্যই বানানো এক পর্যবেক্ষণাগার থেকে সে সময় প্রথমবারের মতো মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আবিষ্কৃত হয়। আইনস্টাইন অনুমান করে গিয়েছিলেন, এই তরঙ্গরা ঢেউয়ের মতো মহাবিশ্বের স্থান-কালের চাদরের মধ্য দিয়ে আলোর বেগে ছুটে যাবে। দুটো ব্ল্যাকহোলের সংঘর্ষ বা এমন কোনো ভয়াবহরকম মহাকর্ষীয় ঝামেলা থেকেই এদের উৎপত্তি।

পর্যবেক্ষণ থেকে ঠিক তাই পাওয়া গেল। প্রথমবারের মতো শনাক্তকৃত মহাকর্ষীয় তরঙ্গের উৎপত্তি হয়েছে ১.৩ বিলিয়ন বছর আলোকবর্ষ দূরের একটি গ্যালাক্সির মাঝে ঘটে যাওয়া ব্ল্যাকহোলের সংঘর্ষ থেকে। সে সময় পৃথিবী কেবল সরল এককোষী প্রাণীদের বিচরণে ভরে উঠছিল। যখন মহাকর্ষীয় তরঙ্গের এই ঢেউ মহাবিশ্বের সবদিকে আলোর বেগে ছড়িয়ে পড়তে শুরু করেছে, এর প্রায় ৮০০ মিলিয়িন বছর পরে পৃথিবীতে কেবল জটিল প্রাণের ক্রমবিকাশ হওয়া শুরু হয়েছে। পৃথিবী ভরে উঠতে শুরু করেছে ফুল, ডায়নোসর আর উড়তে পারে—এমন প্রাণীদের বিচরণে।

আরও অনেক অনেক বছর পর সেই পৃথিবীতেই বিশ শতকের এক বিজ্ঞানী নিজের মাথার ভেতরে আপেক্ষিকতা তত্ত্ব আবিষ্কার করে ফেলবেন, অনুমান করবেন মহাকর্ষীয় তরঙ্গের কথা। এর পুরো এক শতক পরে এ ধরনের তরঙ্গ শনাক্ত করার মতো প্রয়োজনীয় প্রযুক্তি আবিষ্কৃত হলে ভদ্রলোকের অনুমান পরীক্ষা করে দেখা সম্ভব হবে আমাদের পক্ষে। যার কয়েকদিন পরেই ১.৩ বিলিয়ন বছর ধরে ছুটে চলা সেই মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পৃথিবীর ওপর দিয়ে ছুটে যাবে এবং শেষ পর্যন্ত বিজ্ঞানীরা একে শনাক্ত করতে পারবেন।

এই আইনস্টাইনকে দুর্ধর্ষ কোন মহাজাগতিক সিনেমার নায়ক বললেও কি কম হয়ে যায় না?

২.

একটু খেয়াল করলেই দেখা যাবে, এ লেখায় আমি ১৯০৫ সালে প্রকাশিত আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব নিয়ে কিছুই বলিনি। আসলে, সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের নাম উল্লেখ করা এবং এর একটি অনুমান, মহাকর্ষীয় তরঙ্গ নিয়েই শুধু কথা বলেছি। কিন্তু আইনস্টাইনের কাজ ও এর অনুমানের বিস্তৃতি অনেক বিশাল। স্থান-কালের বক্রতা, মহাকর্ষকে নতুনভাবে সংজ্ঞায়িত করা, ডার্ক এনার্জি থেকে শুরু করে ব্ল্যাকহোলের অনুমান করা, এমনকি নিজের বড় অপছন্দের কোয়ান্টাম তত্ত্বের ভিত্তি গড়ে দেওয়ার পেছনেও আইনস্টাইনের বড় ভূমিকা। তাঁর কাজ নিয়ে এত ছোট লেখায় বলে শেষ করা যাবে না। এই লেখাটির উদ্দেশ্যও সেটা নয়। আসলে, এটি বিজ্ঞান নিয়ে লেখা নয়। আমাদের দুই মহাজাগতিক নায়কের প্রতি শ্রদ্ধাঞ্জলি।

প্রসঙ্গে ফেরা যাক। মজার (ও দুঃখজনক) ব্যাপার হচ্ছে, আইনস্টাইন আপেক্ষিকতা তত্ত্বের জন্য নোবেল পুরস্কার পাননি। পেয়েছেন আলোকতড়িৎ ক্রিয়ার (Photoelectric Effect) ব্যাখ্যা দেওয়ার জন্য। কোনো বস্তুর ওপর আলো পড়লে, আলোর শক্তি শুষে নিয়ে বস্তুর মধ্যকার ইলেকট্রন লাফ দিয়ে বেরিয়ে আসে। বা বিকিরিত হয়। এই বিকিরণ-ই আলোকতড়িৎ ক্রিয়া। আর বেরিয়ে আসা ইলেকট্রনকে বলে আলোক-ইলেকট্রন (Photoelectron)। এই ব্যাপারটা যে ঘটে, সেটা আবিষ্কার করেছিলেন হেনরিখ হার্জ। আইনস্টাইন আলোকতড়িৎ সমীকরণ দাঁড় করিয়ে এর ব্যাখ্যা দেন। এজন্যই তাঁকে ১৯২১ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়।

আপেক্ষিকতা তত্ত্বের জন্য আইনস্টাইনের নোবেল না পাওয়াটা যেরকম আফসোসের, যেকোনো বিজ্ঞানপ্রেমী একইরকম হাহাকার বোধ করবেন স্টিফেন হকিংয়ের জন্যেও। অনেকেই স্টিফেন হকিংকে চেনেন মূলত তাঁর লেখা আ ব্রিফ হিস্ট্রি অব টাইম-এর জন্য। জনপ্রিয় টিভি সিরিজ দ্য বিগ ব্যাং থিওরির ‘পেনি’ চরিত্রটি হকিংকে নিয়ে বলে, ‘ওই যে, সময় আবিষ্কার করেছে!’ না, হকিং সময় আবিষ্কার করেননি। জনপ্রিয় বিজ্ঞান বই লেখা কিংবা প্রচণ্ড অসুস্থতার সঙ্গে লড়াই করে যাওয়ার জন্য তিনি জনপ্রিয়। কিন্তু বিজ্ঞানী হিসাবে, বিজ্ঞানের জগতেও তাঁর গুরুত্ব অপরিসীম।

হকিংয়ের গুরুত্বপূর্ণ কাজগুলো মূলত মহাকর্ষ তত্ত্ব, সৃষ্টি তত্ত্ববা কসমোলজি, কোয়ান্টাম তত্ত্ব, তাপগতিবিদ্যা (Thermodynamics) ও ইনফরমেশন তত্ত্বে। সিঙ্গুলারিটি নিয়ে কাজ করেছেন, পাশাপাশি ব্ল্যাকহোল বা কৃষ্ণগহ্বর গবেষণার অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ নাম হকিং। রজার পেনরোজ আর তিনি একসঙ্গে দাঁড় করিয়েছেন পেনরোজ-হকিং সিঙ্গুলারিটি থিওরেমস। কৃষ্ণগহ্বর থেকেও যে আলো বেরিয়ে আসতে পারে, বিকিরিত হতে পারে আলোর কণা, এ নিয়েও কাজ করেছেন তিনি। যার নাম হকিং বিকিরণ।

কৃষ্ণগহ্বরের পরোক্ষ প্রমাণ অনেক আগে থেকেই বিজ্ঞানীদের কাছে ছিল। কিন্তু এই অদ্ভুত বস্তুটা যে আসলেই বাস্তব, এ ব্যাপারে বিজ্ঞানীরা চূড়ান্তভাবে নিশ্চিত হয়েছেন ২০১৯ সালে। ইভেন্ট হরাইজন নামের একটি নভোটেলিস্কোপ গ্যালাক্সি মেসিয়ার ৮৭ বা এম-৮৭-এর কেন্দ্রে থাকা কৃষ্ণগহ্বরের একটি ছবিটি তোলে। এরই ফলশ্রুতিতে ২০২০ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরষ্কার পেয়েছেন রজার পেনরোজ। ততদিনে হকিং পৃথিবী ছেড়ে গেছেন। একটুর জন্য দেখে যেতে পারেননি কৃষ্ণগহ্বরের প্রথম ছবি।

বুড়ো বয়সে আপনি এই গল্পটা শোনাতে পারবেন নাতি-নাতনিকে। আইনস্টাইনকে পাইনি, কিন্তু আমরা বেঁচে ছিলাম হকিংয়ের সময়ে। আমরা দেখেছি, এই মানুষটি জীবনভর হুইল চেয়ারে বসে থেকেই যুগান্তকারী সব ভাবনা ভেবে গেছেন। শুধু ক্ষুরধার মস্তিষ্ক ব্যবহার করে বদলে দিয়েছেন বিজ্ঞানীদের দৃষ্টিভঙ্গি। তাঁর কথা সত্য প্রমাণিত করে, অদেখার বেড়াজাল ডিঙিয়ে জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানীরা ছবি তুলেছেন ৫৫ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরের এক কৃষ্ণগহ্বরের।

মহাজাগতিক এসব জটিল তত্ত্ব না বুঝলে কী হবে, আমরা যে আইনস্টাইন ও হকিংকে ভালবাসি, শুধু ক্ষুরধার মস্তিষ্ক ব্যবহার করে তাঁরা যে কারিকুরি দেখিয়ে গেছেন, তা ভেবে মুগ্ধ হই, তাতে কোনো সন্দেহ নেই। এরকম দুজন মানুষের জন্ম ও মৃত্যু এক সুতোয়, একই দিনে মিলে গেল কীভাবে? খাঁটি বিজ্ঞানমনষ্ক যে কেউ বলবেন, এটা খুব আশ্চর্যজনক কিছু না। তা বলুন। ভালবাসার পেছনে এত বিজ্ঞান ও যুক্তি খুঁজতে নেই। তাই আমরা আশ্চর্য হই। মুগ্ধ বিষ্ময়ে ভাবি আমাদের দুই মহাজাগতিক সিনেমার নায়কের কথা।

আজকের দিনটি শুধুই তাঁদের।

আইনস্টাইন ও হকিংয়ের প্রতি বিনম্র শ্রদ্ধা।

লেখক: শিক্ষার্থী, কম্পিউটার বিজ্ঞান ও প্রকৌশল, ড্যাফোডিল ইন্টারন্যাশনাল ইউনিভার্সিটি

সূত্র: ঝটপট জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞান, মূল: নীল ডিগ্র্যাস টাইসন/ অনু: আবুল বাসার ও উচ্ছ্বাদ তৌসিফ

ব্ল্যাকহোল: দ্য বিবিসি রিথ লেকচার, স্টিফেন হকিং

উইকিপিডিয়া