অসীম এই মহাবিশ্বের কেন্দ্র এবং সীমানা কোথায়?

মহাবিশ্ব

আমাদের মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে তা আমরা প্রায় সবাই জানি। ১৩.৮ বিলিয়ন বছর ধরে এটি প্রসারিত হচ্ছে । আর প্রতি মুহূর্তে এই প্রসারনের হারও বাড়ছে । এ প্রসারনের হার বাড়ানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ হলো ডার্ক ম্যাটার। কিন্তু প্রশ্ন হচ্ছে মহাবিশ্বের শেষ সীমানা কোথায়? বেলুন যদিও প্রসারিত হয় তবুও কিন্তু এর পৃষ্ঠ নামক এক সীমা আছে। কিন্তু মহাবিশ্বের একেবারে শেষ সীমানা কোথায়? আর সীমার পরে কি অন্য কিছু অবস্থান করছে?

মহাবিশ্ব বলতে আমরা অনেকেই ১৩.৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ ব্যাসার্ধ বিশিষ্ট গোলক ভাবি। কারন বিগ ব্যাং এর পরে আলো মাত্র ১৩.৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ পর্যন্ত পৌঁছেছে। কিন্তু বাস্তবিক অর্থে আমাদের এই ধারনাটি খুব বড় ধরনের ভুল। আপনি মনে মনে ১৩.৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দুরের একটি বস্তু কল্পনা করুন। আমরা জানি মহাবিশ্বের সব কিছু একে অপরের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে (নিকট পরিধি ব্যাতিত)। সেই হিসেবে আলো যখন ১৩.৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে থেকে যাত্রা করে আমাদের চোখে পৌঁছে ততক্ষণে এটি কিন্তু আবার আমাদের বিপরিতে আরও দূরে সরে গেছে ।

শুধু তাই নয় মহাবিশ্বও প্রসারিত হচ্ছে। গোলমেলে মনে হলে একটি কাঁচা কেকের দলা ধরে নিতে পারেন । এর মধ্যে আপনি দুইটি চকলেট জেমস ফেলে যদি কেকটিকে বেক করেন, তাহলে দুইটি জেমসের অন্তর্বর্তী দূরত্বও বাড়বে এবং একই সাথে কেকের আকৃতিও বাড়বে। মহাবিশ্বের বস্তুগুলো সেচ্ছায় দূরে যাচ্ছে না। বরং তাদেরকে বাধ্য করে দূরে চালনা করা হচ্ছে। আর এই চালনাশক্তিই হল স্থানের প্রসারন! 

আমরা মহাবিশ্বের শেষ যে সীমা অবদী দেখতে পারি, তাকে দৃশ্যমান মহাবিশ্ব বলে। দুরতম বস্তুদের লোহিত সরন হিসেব কোরে দৃশ্যমান মহাবিশ্বের ব্যাসার্ধ মোটামুটি ৪৬.৫ বিলিয়ন আলোকবর্ষ নির্ধারিত হয়েছে! অর্থাৎ দৃশ্যমান মহাবিশ্ব হল ৯৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষ ব্যাসের এক বিশাল গোলক । মহাবিশ্ব যদি গোলকই হয় তাহলে নিশ্চয় এর কেন্দ্রও থাকবে। তাহলে মহাবিশ্বের কেন্দ্র কোথায়? এর জন্য আমাদের হাবল গোলক নামে একটি টার্ম বুঝতে হবে । হাবল গোলক হল মহাবিশ্বের একটি গোলকীয় অঞ্চল যার কেন্দ্রে অবস্থিত কোন দর্শকের সাপেক্ষে উক্ত গোলকীয় অঞ্চলের বাহিরের বস্তু মহাবিশ্বের প্রসারণের দরুন আলোর চাইতে বেশি গতিতে দ্রুত সরে যাচ্ছে। অনেকে দৃশ্যমান মহাবিশ্বের সাথে হাবলের গোলককে মিলিয়ে ফেলেন। কিন্তু বাস্তবে হাবলের গোলকের চাইতে দৃশ্যমান মহাবিশ্ব আরও অনেক বেশি বড়। হাবলের গোলক মহাবিশ্বের যেকোনো স্থানে কল্পনা করা যায়। হাবলের গোলকের ব্যাসার্ধ হল, c/H0 . এখানে c = আলোর বেগ আর H0 = হাবলের ধ্রূবক । হাবল গোলকের আয়তন হল (c/H0)^3। এই সুত্র ও হাবলের ধ্রূবকের সঠিকতম মান অনুযায়ী হাবল গোলকের আয়তন হল ১০^৩১ ঘন আলোকবর্ষ। আর হাবল গোলকের ব্যাসার্ধ হল ১৪ বিলিয়ন আলোকবর্ষ যা মহাবিশ্বের বয়স(১৩.৮ বিলিয়ন বছর) ও আলোর গতির গুণফলের কিছু বড়। 

মহাবিশ্বের যেকোনো বিন্দু সাপেক্ষে এই গোলক কল্পনা করা গেলেও যেকোনো বিন্দু সাপেক্ষে হাবলের গোলকের আয়তন সমান। নিচের চিত্রটির গোলাপি হাবল গোলক ও সবুজ হাবল গোলকের আয়তন একই হলেও গোলাপি গোলকের দর্শকের সাপেক্ষে এর বাহিরে অবস্থিত বস্তু আলোর চাইতে বেশি গতি সম্পন্ন । কিন্তু একই বস্তু যদি সবুজ গোলকের মাঝে অবস্থান করে তাহলে সবুজ হাবল গোলকের দর্শকের নিকট তা আলোর চাইতে কম গতিসম্পন্ন। হাবল গোলকের পৃষ্ঠকে হাবল পৃষ্ঠ বা হাবল দিগন্তও বলে , হাবলের দিগন্তে অবস্থিত বস্তুর বেগ একদম আলোর বেগের সমান । হাবলের গোলকের বাহিরে অবস্থিত বস্তু আলোর চাইতে বেশি দ্রুত গতিতে সরে যায় । কিন্তু আলোর চাইতে বেশি দ্রুত ছোটা মানে যে আমাদের নিকটে তার আলো পৌছাবে না এমনটি না । কারন দৃশ্যমান মহাবিশ্বও প্রসারিত হচ্ছে । আর দৃশ্যমান মহাবিশ্বের প্রসারণের হার যদি হাবল গোলকের বহিঃস্থ কোন বস্তুর গতির চাইতে বেশি হয় তাহলে তা দৃশ্যমান মহাবিশ্বের মধ্যে অবস্থান করবে। আর বস্তুটি কর্তৃক নিঃসৃত আলোও আমাদের নিকটে পৌঁছাবে। 

মহাবিশ্বের মডেল

তাহলে মহাবিশ্বের কি নির্দিষ্ট কেন্দ্র নেই? কার্ল স্যেগানের এক বিখ্যাত উক্তি হল, "আমরা কে? আমরা এক অস্বাভাবিক গ্রহে বাস করি যার সাদামাটা তারাটি গ্যালাক্সির মধ্যে লুকিয়ে আছে, গ্যালাক্সিটি এমন এক মহাবিশ্বের এক কোনায় আছে যেখানে মানুষের চাইতে গ্যালাক্সির সংখ্যা বেশি!" 

মুলত তিনি কোপারনিকান মূলনীতির আলোকে এই কথাগুলো বলেছেন! কোপার্নিকাসের মুলনীতি অনুযায়ী "আমাদের পৃথিবী কোন কেন্দ্রীয় বা বিশেষভাবে সুদর্শন ও অনুগ্রহ প্রাপ্ত অবস্থানে নেই"। কোপার্নিকাসের এই কথা গুলি তৎকালীন ধর্মীয় ও বিজ্ঞান সমাজে ব্যাপক সামালোচনার ঝড় বইয়ে নিয়ে আসে। এই মূলনীতি আঁকড়ে ধরে জিওর্দার্নো ব্রূনো আর গ্যালিলিও বরন করেন অকল্পনীয় নির্যাতন। তবে ধীরে ধীরে তা জনমনে যায়গা করে নিল। পৃথিবীকেন্দ্রিক থেকে সূর্যকেন্দ্রিক জগত ব্যাবস্থার অবসান ঘটল যখন মানুষ আকাশের হাজার হাজার নক্ষত্রের আসল রূপ বুঝতে শিখল । মানুষ জানল সূর্য কেবল ছায়াপথের লাখো নক্ষত্রের মাঝে সাধারন এক নক্ষত্র! 

হাবলের রেডশিফটের মাধ্যমে মহাবিশ্বের প্রসারণ আবিস্কারের পূর্ব পর্যন্ত মানুষ ভাবত আমাদের আকাশগঙ্গা ছায়াপথকেই পুরো মহাবিশ্ব ভাবত, আর এর কেন্দ্র মানেই মহাবিশ্বএর কেন্দ্র! হাবল আইনস্টাইনের স্থিতিশীল মহাবিশ্ব ধারনার অবসান ঘটিয়ে প্রসারণশীল মহাবিশ্বের ধারনার অবতারনা করলেন। তখনই আমরা জানলাম সব কিছু একে অন্যের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে, সেই অর্থে মহাবিশ্ব একটি মাত্র বিন্দু থেকে সৃষ্টি হয়েছে। আমরা আধুনিক যুগে জানি পৃথিবী মোটেও সবকিছুর কেন্দ্রস্থল না! বরং মহাজাগতিক কাঠামোর তুলনায় পৃথিবী কিছুই না। আমরা যদিও বা এগুলো সম্পর্কে অবগত, তারপরেও আমরা জানতে চাই মহাবিশ্বের কেন্দ্রস্থল কোথায়! মহাবিশ্ব সিংগুল্যারিটি বা অদ্বৈত বিন্দু থেকে বিগ ব্যাংয়ের মাধ্যমে জন্মলাভ করেছে ! সেই হিসেবে মহাবিশ্বের নিশ্চয় কেন্দ্র থাকা উচিৎ ! তাহলে কোথায় সেই কেন্দ্র ! একটু আগেই আমরা হাবল গোলক নিয়ে জেনেছি। মহাবিশ্বের যেকোনো বিন্দু সাপেক্ষে এই গোলক কল্পনা করা গেলেও যেকোনো বিন্দু সাপেক্ষে হাবলের গোলকের আয়তন সমান। অর্থাৎ আপনি মহাবিশ্বের যেকোনো স্থানে এই গোলক কল্পনা করতে পারবেন। আর সেই স্থান সাপেক্ষে এই গোলকের কেন্দ্রই হল সব কিছুর কেন্দ্র!

আমরা আমাদের পৃথিবী বা সৌরজগতে অবস্থান করলে আমরা মহাবিশ্বের অন্য প্রান্তের অনেক কিছুই দেখতে পারি না! কিন্তু আমরা যদি আমাদের প্রতিবেশী ধ্রূবমাতা বা আন্ড্রোমেডা গ্যালাক্সিতে অবস্থান করি তাহলে মহাবিশ্বের অন্যপ্রান্তের কিছু বস্তু যেমন বেশি দেখব তেমন মিল্কিওয়ের দিকের প্রান্তের অনেককিছু কম দেখব । অর্থাৎ সবকিছু অবস্থান সাপেক্ষে । আমাদের মহাবিশ্বের কেন্দ্রও তাই ! আমাদের মহাবিশ্ব হল বুদবুদের পৃষ্ঠের মত। সময়ের সাথে সাথে এটি বাড়তেই আছে আর থাকবেও। এখন ভাবছেন , মহাবিশ্ব যদি বুদবুদ বা কোন গোলকের আকৃতির হয় তাহলে নিশ্চয় এর কেন্দ্র হল গোলকের কেন্দ্রের মত একদম মাঝামাঝিতে ! ঠিক পৃথিবীর কেন্দ্র যেমন মাঝামাঝিতে। দুই লাইন আগের বাক্যটি আরেকবার পড়ুন! মহাবিশ্ব হল বুদবুদের পৃষ্ঠের মত ,পুরো বুদবুদের মত না! 

আমরা ত্রিমাত্রিক জীব, আর আমাদের মহাবিশ্বও ৩ স্থান মাত্রার সমন্বয়ে গঠিত! একবার আমরা নিজেদেরকে একটি দ্বিমাত্রিক পিঁপড়ে ভাবি। মানে আমরা সামনে-পিছনে, ডানে-বামে চলতে পারি। কিন্তু লাফিয়ে উপরে উঠতে পারি না! আমরা যদি কোন ফুটবলের পৃষ্ঠে অবস্থান করি। তাহলে আমরা পুরো ফুটবল ভ্রমন করেও কিন্তু কোন কেন্দ্র পাব না! কারন গোলকের পৃষ্ঠের কোন কেন্দ্র থাকতে পারে না! একইভাবে পৃথিবীর ভুপৃষ্ঠের যেমন কোন কেন্দ্র নেই! একইভাবে আমাদের মহাবিশ্বের গঠনও এমন । আমাদের মহাবিশ্বের যা কিছু আছে সব এক মহাজাগতিক বুদবুদ বা গোলকের পৃষ্ঠে। এই মহাজাগতিক বুদবুদই হল আমাদের মহাবিশ্ব , আমাদের বাড়ি , আমরা জা কিছু দেখি , যা কিছু ভালবাসি, যা কিছু চাই, সব এখানেই অবস্থিত। বিগ ব্যাং বলতে আমরা বিরাট বিস্ফোরন বুঝি, কিন্তু বিগ ব্যাং মোটেও কোন গ্রেনেডের বিস্ফোরণের মত ছিল না । এটি ছিল শূন্য মাত্রার এক বিন্দুর পৃষ্ঠের প্রসারণ! সময়ের সাথে যে পৃষ্ঠ বাড়ছেই। 

কিন্তু প্রশ্ন থেকেই যায় মহাবিশ্বে কি আকৃতিতে পরিণত হতে যাচ্ছে বা হবে! আমরা মহাবিশ্বকে বাবল ইউনিভার্স বা বুদবুদের পৃষ্ঠের সাথে তুলনা করি ! তবে আমাদের চিরচেনা সাবানের বুদবুদ বা গোলকের পৃষ্ঠের মত এতটাও সাদামাটা না! মহাবিশ্বকে বুঝানো হয় অসীম সমতল স্থান-কালের (Asymptotically flat Space-Time) মাধ্যমে। এমন একটি স্থান-কাল যেখানে যেকোনো বৃহদায়তন বস্তুর থেকে দূরে যেতে থাকলে স্থানকে সমতল মনে হয়। কার্তেসীয় জ্যামিতিতে এমন একটি সূক্ষ্ম বক্র রেখার কথা ভাবুন যা যেকোনো এক/দুই অক্ষের সাপেক্ষে নিকট থেকে নিকটতম অবস্থান দিয়ে অতিক্রম করছে কিন্তু কখনো অক্ষটিকে ছেদ করবে না!

অসীম সমতলের একটি নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য হল এটিকে কেবল প্রসারণশীল বা সংকোচনশীল স্থান-কালের ক্ষেত্রে ব্যাখ্যা করা যায় ! নক্ষত্র থেকে সুপারনোভার মাধ্যমে কেন্দ্র ব্লাকহোলে পরিণত হওয়া বা মহাবিশ্বের প্রসারণ যার আদর্শ উধাহরন! অর্থাৎ মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে ঠিকই কিন্তু এর থেকে কোন ফোটন বাহিরে আর যাবে না বা অসীমে হারিয়ে যেতে পারে না ! ব্লাকহোলের আপাত দিগন্তের (Apparent Horizon) ক্ষেত্রেও অনেকটা এমন । নক্ষত্র থেকে ব্লাকহোলে পরিণত হওয়ার সময় স্থান কাল সংকুচিত হতে থাকবে । এ সময় আপাত ঘটনা দিগন্তের একটু বাহিরে কিছু ফোটন থাকবে যারা ব্লাকহোল থেকে বাহিরে ও ভিতরে উভয় দিকে যেতে চাইবে । কিন্তু যেহেতু ব্লাকহোলে পদার্থ পতিত হচ্ছে । তাই এর ঘটনা দিগন্তের আকৃতিও বাড়ছে । ফলস্বরূপ কোন ফোটনই আর মুক্ত হবে না ! অর্থাৎ তা অসিমতায়(মহাবিশ্বে) হারিয়ে না গিয়ে ব্লাকহোলেই থেকে যাবে ! ফলস্বরূপ ব্লাকহোলের ভিতরে থাকা ফোটন আর মুক্তি পাবে না অর্থাৎ আর কোন কিছুকে দেখা যাবে না ! কিন্তু প্রসারণশীল মহাবিশ্ব ও ব্লাকহোলের পৃষ্ঠ উভয় ক্ষেত্রে স্থান হল অসীম সমতল। অর্থাৎ আমাদের কার্তেসিয় স্থানাংকে কল্পিত সেই রেখার মত!

সময়কে ধ্রূব ধরে কেবল স্থানিক (Spatial) ব্যাখ্যার মাধ্যমে অসীম সমতলের ভাল ব্যাখ্যা পাওয়া যায়! আপনি যেখানেই যে দিকেই যান না কেন সব কিছু একইরকম দেখবেন! আপনি যেখানেই থাকুন না কেন সব কিছু আপনার থেকে দূরে সরে যেতেই থাকবে! আপনি যে অবস্থানে যাবেন তা কোনকিছুর আদি বা শেষ না ! অর্থাৎ জ্যামিতিকভাবে আপনি একইরূপ (Homogeneous) স্থান-কাল দেখবেন আর সবদিকে একই রূপ পদার্থ দেখবেন ! আইনস্টাইনের আপেক্ষিক ক্ষেত্র তত্ত্ব ব্যাবহার করে মহাবিশ্বকে অসীম সমতল ধরে এফএলআরডব্লিউ(ফ্রিদমান-ল্যমেত্র্‌-রবার্টসন-ওয়াকার মেট্রিক) মহাবিশ্ব নামক এক মডেলের ধারনা আছে আমাদের মহাবিশ্বের একটি গ্রহনযোগ্য মডেল হিসেবে ধরা হয় ! যা নিয়ে পরবর্তীতে আলোচনা করা হবে।