মহাবিশ্বের বয়স ১৩. ৮ বিলিয়ন বছর। আর CMB ডেট ব্যাক করে জানা যায় এগুলো বিগব্যাং-এর ৪০০,০০০ বছর পর তৈরি হয়েছে। এর কারণ হলো মহাবিশ্ব তখন আজকের আয়তনের একশত মিলিয়ন ভাগের এক ভাগ ছিল, এর তাপমাত্রা ছিল চূড়ান্ত, পরম শূন্যের উপর ২৭৩ ডিগ্রি। সে সময় যেকোনো এটম খুব দ্রুত ভেঙে দূরে সরে যেতো( প্রোটন ও ইলেক্ট্রন)। সমস্ত মহাবিশ্ব ছিল মুক্ত ইলেক্ট্রনে পরিপূর্ণ। এ সকল মুক্ত ইলেক্ট্রন দ্বারা CMB Light বিশৃঙ্খলভাবে নানান দিকে ছুটে বেড়াতো( স্ট্রেইট লাইনে পথ চলতে পারতো না) । এছাড়া মহাবিশ্ব ছিল নিউট্রাল এটম দ্বারা পূর্ণ যা একসাথে জমাট বাঁধতে ও গুচ্ছ গঠন করতে পারে। আর CMB Radiation এভাবে ম্যাটার দ্বারা ব্লক হয়ে যেতো। এতে করে মহাবিশ্বের সলিড বস্তুগুলোও অস্বচ্ছ ছিল। আমাদের মহাবিশ্ব তখনই ট্রান্সপারেন্ট হয়ে উঠে যখন এ দুটি প্রতিবন্ধকতা দূর হয়। (হয়তো সিএমবির মাঝে লুকিয়ে আছে, বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল! )
মহাবিশ্বের প্রথম দিক_পরমাণুগুলো যা আমাদের চারপাশের সবকিছু তৈরি করেছে, নিরপেক্ষ কনফিগারেশনে একসাথে ছিল না বরং তারা আয়নিত ছিলঃ যেটাকে বলে স্টেট অব প্লাজমা। যখন আলো এই ঘন প্লাজমার ভেতর প্রবেশ করতো, এটি ইলেক্ট্রনের সাথে বিক্ষিপ্ত হয়ে উঠতো , শোষিত হতো অথবা পুনরায় বিভিন্ন অনিশ্চিত ডিরেকশনে ছুটে চলতো। যতক্ষণ পর্যন্ত মুক্ত ইলেক্ট্রন বিদ্যমান ছিল ততক্ষণ পর্যন্ত মহাবিশ্বের ভেতর প্রবাহিত ফোটনগুলো বিশৃঙ্খল ও এলোমেলো ভাবে প্রবাহিত হতো। এখানে ছিল একটি প্রতিযোগী প্রক্রিয়াও। প্লাজমাগুলো ছিল ইলেক্ট্রন ও এটমিক নিউক্লির তৈরি এবং এটি শক্তির দিক থেকে বন্ধন তৈরির জন্য অনুকূল। মাঝে মাঝে, মহাবিশ্বের আদিম সময়ে তারা ঠিক এ কাজটিই করতো। কিন্তু যথেষ্ট শক্তিশালী ফোটন তাদেরকে পুনরায় আলাদা করে দিতো৷
মহাবিশ্ব সম্প্রসারণের সাথে, যদিও এটির ঘনত্ব কমেনি কিন্তু এর ভেতরকার পার্টিকেলগুলোর শক্তি দুর্বল হয়ে উঠে। যেহেতু স্পেস-টাইমের ফেব্রিক নিজেই প্রসারিত হচ্ছে, এ প্রসারণ সেই স্পেসে ভ্রমণরত ফোটনদের প্রভাবিত করে। যেহেতু ফোটনের শক্তি ওয়েভল্যাংথের উপর নির্ভর করে, তাই ওয়েভল্যাংথ যত প্রসারিত হয়, ফোটন ততই লাল বর্ণালি ধারণ করে এবং শক্তি ততই হ্রাস পায়৷ সময়ের সাথে মহাবিশ্বের এ ফোটনের শক্তি ক্রিটিক্যাল এনার্জির সীমায় এসে পতিত হয়ঃ সে শক্তি যা আদিম মহাবিশ্বের একটি স্বতন্ত্র ইলেক্ট্রনকে ছিটকে দেয়ার জন্য প্রয়োজন ছিল। বিগব্যাং- এর পর ফোটনের প্রায় শত হাজার বছর প্রয়োজন হয়েছিল প্রয়োজনীয় শক্তি হারাবার জন্য যা নিউট্রাল এটম তৈরি হওয়ার প্রক্রিয়াকে সম্ভবপর করে তোলে। আরও পড়ুনঃ জেমস ওয়েব দুরবিন : প্রথম গ্যালাক্সির খোঁজে
মহাবিশ্ব সম্প্রসারণের সাথে রেডিয়েশন শুধুমাত্র হালকাই হয়নি , এটি ফোটনের ওয়েভল্যাংথকেও স্পেসে সম্প্রসারিত করেছে। দীর্ঘ ওয়েব ল্যাংথ সম্পর্ন ফোটন নিন্মমাত্রিক তাপমাত্রার প্রতিনিধিত্ব করে। যখন নিউট্রাল এটম গঠিত হয় , রেডিয়েশন আর পরস্পর ইন্টারেক্ট করেনা। এটি একটি মাছির মত কোনোকিছুর সাথে ইন্টারেক্ট না করেই সোজাসোজি পথ চলে। ১৩. ৮ বিলিয়ন বছর পর এটি আমাদের ও যন্ত্রের চোখে আলট্রা কোল্ড হয়ে যায় এবং সর্বত্র একীভূত একটি রেডিয়েশনে পরিণত হয় যার টেম্পারেচার 2.725 K.
আর এজন্য আমরা যখন CMB পর্যবেক্ষণ করি আমরা শুধুমাত্র বিগব্যাং-এর ৩৮০, ০০০ বছর পরের বাস্তবতাকে দেখি। এটা হলো আমাদের পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের দেয়াল, যেটাকে বলা হয় CMB ওয়াল। এই দেয়ালের অন্যপাশে কী ঘটেছিল, তা আমরা জানি না।
আমাদের দৃশ্যমান মহাবিশ্বে গ্যালাক্সির সংখ্যা দুই ট্রিলিয়ন। তার মধ্যে ৯৭ শতাংশ গ্যালাক্সি স্পেস সম্প্রসারণের ফলে বিলিয়ন বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে সরে গেছে। কিন্তু আমরা এখনো তাদের দেখি কারণ তারা বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে সরে গেলেও তাদের ফেলে যাওয়া ওয়েভল্যাংথ এখনো আমরা আমাদের পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বে খুঁজে পাই। CMB বিশ্লেষণ করে আমরা জেনেছি মহাবিশ্বের বয়স ১৩.৮ বিলিয়ন বছর। ইনফ্লেশনের ফলে স্পেস আলোর থেকেও দ্রুত গতিতে সম্প্রসারিত হয়েছে ( স্পেস যেহেতু বস্তু নয় তাই স্পেশাল রিলেটিভিটি ভায়োলেট হয় না) আর তারপর ডার্ক এনার্জি স্পেসের সম্প্রসারণ ত্বরান্বিত করেছে। এতে করে, গ্যালাক্সিগুলো একে অন্যকে ছেড়ে মহাবিশ্বের বয়স থেকেও বিলিয়ন বিলিয়ন গুণ বেশি দূরে সরে গেছে। আজ মহাবিশ্বের বয়স ১৩.৮ বিলিয়ন বছর আর CMB দেয়ালের প্রতিবন্ধকায় আমরা মহাবিস্ফোরণের ৪০০,০০০ বছর পরের সময় থেকে আর গভীর অতীতে প্রবেশ করতে পারি না।
আমাদের মহাবিশ্ব 13.8 বছর প্রাচীন। আমরা যে সকল আলো আমাদের চারপাশে দেখছি তারা তের বিলিয়ন বছর ভ্রমণ করার সময় পেয়েছে। আমরা এটাকেই আমাদের ‘observable universe’ বলি। কিন্তু আমাদের পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের কিনারার দূরত্ব 46 billion লাইট ইয়ার্স। কারণ মহাবিশ্বের বয়স কম হলেও স্পেস সবসময় সম্প্রসারিত হয়েছে। কল্পনা করুন পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের কিনারা থেকে আলোর ফোটন ভ্রমণ শুরু করলো। যখন ফোটন স্পেসে ভ্রমণ করবে, স্পেস তখনও সম্প্রসারিত হবে, আর ফোটন যে পয়েন্ট থেকে নির্গত হয়েছে সেই পয়েন্ট থেকে আমরা আরও দূরে সরে যাবো। ফোটন স্পেস সম্প্রসারণের ফলে আমাদের থেকে দূরে সরে যাবে। যদিও ফোটন ১৩.৮ বিলিয়ন বছর ভ্রমণ করেছে কিন্তু আমাদের নিকট তাকে ৪৬ বিলিয়ন বছর দূরে মনে হবে। আলোর পক্ষে কোনোভাবেই ১৪ বিলিয়ন আলোক বছর দূরত্ব অতিক্রম করা সম্ভব না। আর এজন্য CMB দেয়ালের অন্যপাশের ইউনিভার্সকে আমাদের পক্ষে জানাও সম্ভব না।
ফিগার ২ঃ আমাদের পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের সীমানা আমাদের থেকে ১৩.৮ বিলিয়ন বছর অতীতে।
এমন অনেক গ্যালাক্সি আছে যেগুলো আমাদের থেকে ৬৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে। আমরা আজ মহাবিশ্বের প্রায় ১৪ বিলিয়ন অতীত পর্যন্ত দেখতে পারি, এটাকে বলে মহাবিশ্বের ইভেন্ট হরাইজন, CMB দেয়াল আমাদের তার বাহিরের মহাবিশ্বকে দেখতে দেয় না, আর এজন্য CMB দেয়ালের বাহিরের ৬৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরের আরও ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন গ্যালাক্সি আমাদের জানাশোনার অতীতে থেকে যায়। আমরা যদি আলোর গতিতেও তাদের তাড়া করি আমাদের পক্ষে তাদের স্পর্শ করা সম্ভব নয় আর এজন্য আমরা ১৪ বিলিয়ন বছর সময়সীমার ভেতর CMB দেয়াল দ্বারা আটকে গেছি। CMB দেয়ালের অন্যপাশে হয়তো অন্য কোনো মহাবিশ্ব অবস্থান করছে, যেগুলো একটি অন্যটিকে ওভারল্যাপ করেছে কিন্ত আলোর গতির সীমাবদ্ধতা দ্বারা বিচ্ছিন্ন যেজন্য প্রতিটি মহাবিশ্বের রয়েছে CMB থেকে সৃষ্ট একটা পর্যবেক্ষণযোগ্য সীমানা। মনে করুন, আপনার মাথা থেকে পায়ের তালুর দূরত্ব ৬৮ বিলিয়ন আলোকবর্ষ আর একটি পিঁপড়া আলোর গতিতে আপনার পা থেকে মাথার দিকে ছুটছে যদি আপনার দেহের বয়স ১৩ বিলিয়ন বছর হয় তবে ঐ পিঁপড়া যেদিকেই তাকাক না কেন ১৩ বিলিয়ন বছর সময়ের বাহিরে আর কিছু দেখবে না আর এভাবে একই স্থানে দুটি মহাবিশ্ব তৈরি হয়ে যাবে। হতে পারে এ সকল মহাবিশ্বের পরিমাণ অসীম। এ অসীম প্যারালাল ইউনিভার্সের কোথাও না কোথাও আপনার মতো আর একটি সত্তা এ মুহূর্তে আমার এ আর্টিকেলটি পড়ছে।
ফিগারঃ ৩ আমাদের পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের সীমানা ১৪ বিলিয়ন বছর কারণ আলোর রেডশিপ্ট।
এ পর্যন্ত সবই ঠিক ছিল। আমরা ইনফ্লেশন ও বিগব্যাং এর মাধ্যমে মহাবিশ্বকে দারুণভাবেই ব্যাখ্যা করতে পেরেছি। কিন্তু সমস্যা হলো ২০১০ সালে নোবেল বিজয়ী বিজ্ঞানী রজার পেনরোজ ভিন্ন একটি প্রস্তাবনা উপস্থাপন করলেন যেটি বিগব্যাং ও ইনফ্লেশন দুটোকেই প্রশ্নবিদ্ধ করে। আপনার মনে হয়তো প্রশ্ন জাগে, মহাবিস্ফোরণের পূর্বে কি ছিল? বিগব্যাং থিয়োরি অনুসারে, ১৩.৮ বিলিয়ন বছর অতীতের ঐ বিন্দুর পূর্বে সময়ের কোনো অস্তিত্ব ছিল না। পেনরোজ ও ভাহে গুরজাদিয়ান CMB তরঙ্গের মধ্যে এমন একটা প্যাটার্ন খুঁজে পান যেটাকে তারা মহাবিস্ফোরণ বিন্দুর অতীতের চিহ্ন বলে দাবি করেন! এর মানে হলো, বিগব্যাং- এর পূর্বেও মহাবিশ্বের অস্তিত্ব ছিল। আমরা আগেই জেনেছিলাম, CMB এমন এক রেডিয়েশন যা মহাবিশ্বের সর্বত্র অবস্থান করে। যা মহাবিশ্ব জন্মের ৪০০, ০০০ বছর পর রেখে গেছে। একটা সময় ছিল যখন বিজ্ঞানীরা মনে করতেন CMB হলো এনিসট্রোপিক, এ কথাটির মানে হলো, এই টেম্পারেচার ১০০, ০০০ এর মধ্যে ১ ভাগ ফ্ল্যাকচুয়েট করে। এ ফ্লাকচুয়েশন বিগব্যাং-এর প্রথম পরীক্ষালব্ধ প্রমাণ। যেহেতু মনে করা হয় এ ১ ভাগ ফ্লাকচুয়েশন আজকের বড় মাপের স্ট্রাকচারে এসে তৈরি হয়েছে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, এটি ইনফ্লেশনের সময় বিশৃঙ্খল ছিল, যা মনে করা হয় মহাবিস্ফোরণের সেকেন্ডের অতি-ক্ষুদ্র একটি ফ্র্যাকশনের ভেতর সংঘটিত হয়েছে। যা রেডিয়েশনকে প্রায় ইউনিফর্ম করে তুলেছে।
ফিগার ৪ঃ আপনি টেলিভিশনের চ্যানেল পরিবর্তন করার সময় যে প্রচুর পরিমাণ স্ট্যাটিক দেখেন সেখানেও CMB রেডিয়েশন উপস্থিত আর তাই আপনি যখন টেলিভিশনের দিকে প্রতিদিন তাকান আপনি তাকিয়ে থাকেন মহাবিশ্বের ১৩ বিলিয়ন বছর অতীতের দিকে।
যাইহোক, পেনরোজ ও গুর্জাদিয়ান CMB ওয়েবের মধ্যে একপ্রকার “কনসেন্ট্রিক সার্কেল” খুঁজে পান যেখানে তাপমাত্রার তারতম্য ছিল প্রত্যাশার চেয়ে কম। এর মানে হলো, CMB এনিসট্রোপিক পুরোপুরিভাবে র্যান্ডম নয়। বিজ্ঞানীরা মনে করেন, সিএমবি সার্কেল দুটি সুপারমেসিভ ব্লাকহোলের সংঘর্ষ থেকে জন্ম হয় যারা বিপুল পরিমাণ আইসোট্রোপিক শক্তি রিলিস করে।
ফিগার ৫ঃ পেনরোজ ও গুর্জাদিয়ান CMB ওয়েবের মধ্যে একপ্রকার “কনসেন্ট্রিক সার্কেল” খুঁজে পান যেখানে তাপমাত্রার তারতম্য ছিল প্রত্যাশার চেয়ে কম।
তাপমাত্রার স্বাভাবিক স্থানীয় পরিবর্তনের তুলনায় এ বিস্ফোরণে অনেক বেশি শক্তি থাকে। বিস্ময়করভাবে বিজ্ঞানীরা গণনা করে বের করেন কিছু কিছু বৃহত্তর আইসোট্রপিক বৃত্ত মহাবিস্ফোরণের অনেক পূর্বেই তৈরি হয়েছে। এ আবিষ্কার আমাদের এটা বলছে না যে, মহাবিস্ফোরণ ঘটেনি। বিজ্ঞানীরা বলছেন, এর মানে হলো এই যে আমরা একটি সাইকেলিক মহাবিশ্বে বাস করছি। এক যুগের পর মহাবিশ্ব আর একটি বিগব্যাং ট্রিগার করে আর এতে করে আর একটি যুগের শুরু হয়। মহাসংকোচন ও প্রসারণের এই প্রক্রিয়া অসীম সংখ্যক বার পুনরাবৃত্তি ঘটতে থাকে। কে জানে ভিন্ন কোনো মহাবিস্ফোরণ থেকে ভিন্ন কোনো যুগে আমার আর আপনার মতো কোনো সত্তা মহাজাগতিক ধূলিকণা থেকে জন্ম হয় কিনা!
প্রথমত পেনরোজ তার সাইকেলিক মহাবিশ্বের মডেল অনুসন্ধান করেন কারণ ইনফ্লেশনারী থিয়োরি এটা ব্যাখ্যা করতে পারে না যে, কীভাবে মহাবিশ্ব শুরুতে নিম্নমাত্রিক এন্ট্রপি স্টেট থেকে শুরু হয়েছে। নিম্নমাত্রিক এন্ট্রপি কমপ্লেক্স ম্যাটার তৈরির জন্য ছিল অপরিহার্য। আর এছাড়া অতীতে যদি নিম্নমাত্রিক এন্ট্রপি কাজ না করতো তবে একটি ডিম তৈরি হওয়ার আগেই ভেঙে যেতো, এমনকি আমাদের মস্তিষ্কের মেমরিও তৈরি হওয়া সম্ভব ছিল না। সাইকেলিক মহাবিশ্বের মডেল আমাদের বলছে যে যখন মহাবিশ্ব পুরোদমে সম্প্রসারিত হয়, ব্লাকহোল বাষ্পীভূত হয়ে যায় এবং সকল ইনফরমেশন যা সে ধারণ করতো তা অদৃশ্য হয়ে যায় আর এতে করে মহাবিশ্বে এন্ট্রপি হ্রাস পায়। আর এ প্রক্রিয়ায় নিম্নমাত্রিক এন্ট্রপির যুগ শুরু হয়।
ফিগার ৬ঃ নোবেল বিজয়ী থিওরিটিক্যাল ফিজিসিস্ট রজার পেনরোজ।
তার মানে বুঝতেই পারছেন, এই সার্কেল আমাদের মহাবিশ্ব ও জীবনের উৎপত্তি ব্যাখ্যার জন্য ঠিক কতটা গুরুত্বপূর্ণ। পেনরোজ ও গুর্জাদিয়ান মূলত দুটি সোর্স থেকে তাদের এক্সপেরিমেন্টাল ডেটা সংগ্রহ করেছেন WMAP এবং BOOMERanG8 এ সার্কেল সনাক্ত করার জন্য ও যান্ত্রিক ত্রুটির সম্ভাবনা হ্রাস করার জন্য। কিন্তু যদিও এ সার্কেল প্রি-বিগব্যাং এরিয়া থেকে জন্ম হয় সাইকেলিক কসমোলজি এর ভালো ব্যাখ্যা নয়। সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ হলো এ মডেলকে দুটি মহাজাগতিক যুগের মাঝখানের স্কেল ব্যাখ্যা করতে হবে এবং পার্টিকেলগুলোকে মহাবিশ্বের ভবিষ্যতের দিকে কোনো না কোনো বিন্দুতে এসে তাদের ভর হারাতে হবে।
তথ্যসূত্রঃ
- Scientists glimpse universe before the Big Bang, Physics World
- More information: V.G.Gurzadyan and R.Penrose. “Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre-Big-Bang activity.” arXiv:1011.3706v1
- This Is How We Know The Cosmic Microwave Background Comes From The Big Bang, Forbes
- How big is the universe?,Physics Org
বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!/বিগব্যাং থেকেও আদি ব্লাকহোলের CMB ফসিল!
