স্যার আইজ্যাক নিউটনের নাম শোনেননি এরকম লোক বোধহয় সারা পৃথিবী খুঁজলেও পাওয়া যাবে না। পদার্থ বিজ্ঞানের বলবিদ্যা হোক বা মহাকর্ষ-অভিকর্ষ কিংবা আলোক বিজ্ঞান — সব কিছুতেই তাঁর অবদান অনস্বীকার্য। অনেকে তো বলে থাকেন গণিতের কলনবিদ্যা বিষয়টিও তাঁরই সৃষ্টি, যদিও এ নিয়ে মতভেদ আছে।
উপস্থিত বুদ্ধি ও সময়োচিত সিদ্ধান্তে শত্রুদমন ও কর্মে সাফল্য। ব্যবসায় গোলযোগ। প্রিয়জনের শরীর-স্বাস্থ্যে অবনতি। উচ্চশিক্ষায় ... বিশদ
কথায় আছে বাস্তব সত্য কল্পনার চেয়েও আশ্চর্য। তবে এক্ষেত্রে ঠিক কল্পনা নয়। ১৯১৫ সালে তাঁর সাধারণ আপেক্ষিকতাবাদ তত্ত্ব প্রকাশ করেন স্যার অ্যালবার্ট আইনস্টাইন। সেই তত্ত্ব অনুযায়ী, উঠে এল এমন একটি বিষয় যা কল্পবিজ্ঞান ছাড়া অন্য কিছু হতেই পারে না। তাঁদের অঙ্ক এবং ব্যাখ্যার সূত্র ধরে উঠে এল, একটি অভূতপূর্ব বস্তুর উপস্থিতি যা পরবর্তীকালে নামাঙ্কিত হয় ‘কৃষ্ণ-গহ্বর’ বা Black hole হিসাবে।
প্রাচীনকাল থেকেই নক্ষত্রখচিত আকাশ মানুষের মনে অনেক প্রশ্ন তুলেছিল। সভ্যতার বিবর্তনের সঙ্গে সঙ্গে, বিজ্ঞান এবং প্রযুক্তির হাত ধরে, আমরা বুঝতে পেরেছি একটি তারা বলতে কি বোঝায়। একটি তারার জন্ম হয় তখনই, যখন একটি গ্যাসীয় পিণ্ডের মধ্যে অভিকর্ষজ আকর্ষণের ফলে কেন্দ্রে সৃষ্টি হয় প্রচণ্ড উত্তাপ। সেই উত্তাপের ফলে কেন্দ্রীয় অঞ্চলে একটি পারমাণবিক সংযোজক বিক্রিয়ার ফলে হাইড্রোজেন হিলিয়ামে রূপান্তরিত হয়। এই বিক্রিয়ায় উৎপন্ন হয় বিপুল পরিমাণ শক্তি। এই শক্তির বহির্মুখী বিকিরণজনিত চাপ যখন কেন্দ্রীয় অভিকর্ষজ চাপের সঙ্গে সমান হয়ে যায় এবং গ্যাসীয় পিণ্ডটিও উদ্ভাসিত হয়, সেই শক্তির বহিঃপ্রকাশে তখনই জন্ম নেয় একটি তারা। যেমনটি হয়েছিল আমাদের সূর্যের ক্ষেত্রে প্রায় ৪৬০ কোটি বছর আগে। একই সময় গঠিত হয়েছিল আমাদের গ্রহরাজি। সূর্যের অভিকর্ষজ আকর্ষণী টানে সেই গ্রহরা ঘুরে চলেছে সূর্যকে কেন্দ্র করে নিরন্তর।
ঊনবিংশ শতকের শেষভাগে কিছু বিজ্ঞানীর মাথায় এল, যদি এমন কোনও তারা হয়, যা সূর্যের থেকেও অনেক গুণ ভারী, সে কি তার নিজের চারিদিকের বস্তুসকলকে অভিকর্ষজ বলের দ্বারা আকর্ষণ করে নিজের দিকে টেনে আনতে পারে? তাঁরা কল্পনা করলেন, এমন এক বৃহৎ ভরের তারা, যা তার চারপাশ থেকে সমস্ত বস্তুকে টেনে নেয়। এমনকী আলোক কণাকেও নির্গত হতে দেয় না নিজের ভিতর থেকে। তাহলে কি একটি অত্যন্ত ভারী তারা অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে? শুধু তাই নয়, প্রচণ্ড ভরের ফলে এই তারাটির মধ্যে সক্রিয় স্বঅভিকর্ষজ বলের ফলে তারাটি ক্রমাগত সংকুচিত হতে হতে ক্রমাগত ছোট হতে থাকে?
এই ধারণাটিকে একটি মজবুত ভিত্তির উপর দাঁড় করিয়ে দিয়েছিল আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতাবাদ তত্ত্ব। এই তত্ত্ব অনুসারে সূর্যের থেকে বেশ কয়েকগুণ ভারী একটি তারা সংকুচিত হতে হতে এক অসীম শূন্যতায় অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে। তাঁর তত্ত্ব প্রমাণ করেছিল যে কোনও ভারী বস্তু স্থান এবং কালকে (Space and Time) বক্র করে তুলতে পারে। এই বক্রতা প্রমাণ করতে পারে এমন কিছু ঘটনাকে যা আমাদের বিশ্ব প্রকৃতিতে উপস্থিত থাকলেও, আমাদের সাধারণ চিন্তা ভাবনার ক্ষেত্রে বিস্ময়ের সৃষ্টি করে। বক্রতা আলোকে সরলরেখায় ভ্রমণের থেকে বিচ্যুতি ঘটাতে পারে। আবার একটি বৃহদাকার তারার অভিকর্ষজ সংকোচনী ক্ষমতার প্রভাবে স্থান-কালের বক্রতাকে এতটাই বাড়িয়ে দিতে পারে যার ফলে সৃষ্টি হতে পারে একটি বিন্দুসম কালের অসীম শূন্যতা (Singularity) এই অসীম অভিকর্ষজ বলের ফলে আলোর কণিকাও আর নির্গত হতে পারে না সেই অঞ্চল থেকে। তারাটি যেন অন্ধকারের গভীরে চিরকালের জন্য হারিয়ে যায়। তাকে শুধু অনুভব করা যায় তার তীব্র অভিকর্ষজ আকর্ষণের দ্বারা।
যদিও কৃষ্ণগহ্বর বা Black hole নামটি দেওয়া হয়েছিল বেশ কিছু বছর পরে বিজ্ঞানী জন হুইলার দ্বারা, কিন্তু আইনস্টাইনের তত্ত্ব উদ্ভূত এই ধারণাকে নতুন মাত্রা দিয়েছিলেন বেশ কিছু বিজ্ঞানী বিংশ শতাব্দীর প্রথম দিকে। এক জার্মান বৈজ্ঞানিক কার্ল সোয়ার্জচাইল্ড আইনস্টাইনের তত্ত্বকে ব্যবহার করে অঙ্ক কষে দেখান, কৃষ্ণগহ্বরের সেই বিন্দুসম অঞ্চল থেকেই যে আলো নির্গত হবে না তাই নয়, এই বিন্দুর পার্শ্ববর্তী একটি স্ফীতকায় অঞ্চল থেকেও আমরা কোনও আলো দেখতে পাব না। এই অঞ্চলের পৃষ্ঠদেশকেই ঘটনার দিকচক্রবাল (ইভেন্ট হরাইজন) হিসাবে চিহ্নিত করা হল। এটি যেন এমন একটি আস্তরণ যা কি না তার ভিতর থেকে কোনও আলোকে বেরিয়ে আসতে দেয় না। এমনকী, কোনও বস্তু তার দিকে আকর্ষিত হয়ে সেই পর্দাকে অতিক্রম করলে চিরকালের জন্য তার অস্তিত্বকে হারিয়ে ফেলে। এই অঞ্চলের ব্যাসার্ধকে সোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধ বলা হয়। পরবর্তীকালে বিভিন্ন বিজ্ঞানী এই কৃষ্ণগহ্বরের বিভিন্ন দশা (যেমন ঘূর্ণায়মান, তড়িতায়িত) নিয়ে বিভিন্ন তত্ত্ব এবং সমাধান দিয়ে ছিলেন। পরবর্তীকালের বিশ্ববিখ্যাত স্যার স্টিফেন হকিং দেখিয়েছিলেন, একটি কৃষ্ণগহ্বর তার নিজের মধ্যে চারপাশের সব কিছুকে আকর্ষণ করে ক্রমান্বয়ে তার ভর বৃদ্ধি করে চলে, তা নয়। একটি জটিল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কৃষ্ণগহ্বরে অঞ্চল থেকে নির্গত হতে পারে বিকিরণ। এই বিকিরণকেই বলা হয় ‘হকিং রেডিয়েশন’। যেন কৃষ্ণগহ্বরটির বাষ্পীকরণ (ব্ল্যাক হোল ইভাপোরেশন) হয়।
কৃষ্ণগহ্বরের উপস্থিতির প্রমাণ করতে বিংশ শতাব্দীর দ্বিতীয়ার্ধে বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন পদ্ধতির কথা তুলে ধরলেন। ব্ল্যাক হোলের তীব্র আকর্ষণের ফলে যখন কোনও বস্তু তার ইভেন্ট হরাইজনের দিকে এগিয়ে যায়, তখন সে তার নিজস্বতা হারিয়ে ফেলে। অদৃশ্য হওয়ার বেশ কিছু আগেই অত্যন্ত উত্তপ্ত গ্যাসে রূপান্তরিত হয় সব বস্তু। সুতীব্র উত্তাপের ফলে এই গ্যাস আয়নিত হয়ে যায়। সেই উত্তপ্ত আয়নিত প্লাজমার স্রোত, কিন্তু সরাসরি ভাবে ইভেন্ট হরাইজনের আড়ালে অদৃশ্য হয় না। তীব্র এক ঘূর্ণনের মাধ্যমে একটি চাকতির মতো অঞ্চল সৃষ্টি করে তারা অবশেষে অদৃশ্য হয়। বিজ্ঞানীরা দেখালেন, প্রচণ্ড বেগে ঘূর্ণায়মান এই ধরনের একটি প্লাজমার চাকতি থেকে তীব্র গতি ও ঘর্ষণের ফলে নির্গত হতে থাকে শক্তিশালী বিকিরণ। তড়িৎ চুম্বকীয় সমস্ত তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের রশ্মিতে উদ্ভাসিত হয়ে ওঠে এই ‘আকর্ষণী চাকতি’ (Accretion Disk) এই চাকতির সমকোণে শক্তিশালী চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রভাবে আয়নিত কণার স্রোত সার্চলাইটের মতো যেন বেরিয়ে আসে। এইসব ধারণা থেকে বুঝতে পারা যায় যদি মহাশূন্যের নিঃসীম অন্ধকারে দূরবীন দিয়ে লক্ষ্য করা যায় একটি উজ্জ্বল চাকতির মতো অঞ্চল, যার কেন্দ্রে রয়েছে একটি অদৃশ্য অন্ধকারময় জগৎ, তাহলেই প্রমাণ হবে কৃষ্ণগহ্বরের উপস্থিতি।
একটি তারার কৃষ্ণগহ্বরের রূপান্তরিত হওয়ার ধারণা হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বিংশ শতাব্দীর ষাটের দশকে মহাকাশে লক্ষ্য করলেন আর এক ধরনের অদ্ভুত বস্তুকে। আবিষ্কৃত হল অতি উজ্জ্বল এক প্রকারের মহাজাগতিক বস্তু। রেডিও তরঙ্গের মাধ্যমে এদের উপস্থিতি জানা গেল। হিসাব কষে দেখা গেল এদের দূরত্ব পৃথিবী থেকে কয়েক কোটি আলোকবর্ষ। এদের নাম দেওয়া হল ‘কোয়াজার’। পরবর্তীকালে বোঝা গেল এগুলি আর কিছুই নয়, বৃহদাকার গ্যালাক্সির কেন্দ্রীয় অঞ্চল। এতটা শক্তি এত ক্ষুদ্র জায়গা হতে নির্গত হতে পারে তখনই, যখন সেই অঞ্চলে বাস করে অতি বৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর (Supermassive Black Hole)। তবে এদের ভর, তারাদের থেকে কয়েক লক্ষ কোটি গুণ। আমাদের গ্যালাক্সি আকাশগঙ্গার কেন্দ্রীয় অঞ্চলে যখন দেখা গেল বেশ কিছু তারা অত্যন্ত তীব্র গতিতে একটি অদৃশ্য বস্তুকে যেন কেন্দ্র করে প্রদক্ষিণ করছে, সেই অঞ্চল থেকে ছিটকে উঠছে প্রভূত পরিমাণে উত্তপ্ত গ্যাস, তখন বোঝা গেল, আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্রেও লুকিয়ে রয়েছে একটি বৃহৎ ভরের কৃষ্ণ-গহ্বর। তাদের মধ্যে কিছু ভীষণ সক্রিয়, যারা অবস্থান করছে একটি কোয়েজার বা অ্যাক্টিভ গ্যালাক্টিক নিউক্লিয়াই। তারই পাশাপাশি রয়েছে এমন গ্যালাক্সি, যার মাঝখানে অবস্থান করছে একটি ঘুমন্ত বা আপেক্ষিকভাবে নিষ্প্রভ কৃষ্ণগহ্বর। জানা গেল, আমাদের আকাশগঙ্গার কেন্দ্রে রয়েছে সূর্যের থেকে প্রায় চল্লিশ লক্ষ গুণ ভারী একটি কৃষ্ণগহ্বর। তাঁরা এর নাম দিলেন স্যাজিটারিয়াস Sagittarius A* (Sgr A* )।
পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান একটি অতি শক্তিশালী অ্যাক্টিভ গ্যালাক্টিক নিউক্লিয়াই হল মেসিয়ের ৮৭ (M87)। এর কেন্দ্রতে রয়েছে একটি অত্যন্ত উজ্জ্বল অঞ্চল। কেন্দ্র থেকে প্রচণ্ড শক্তিশালী রশ্মিপুঞ্জ বেরিয়ে আসছে একটা সার্চলাইটের মতো। বোঝা গেল M87-এর কেন্দ্রে অবস্থান করছে একটি অতি বৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর, যার ইভেন্ট হরাইজন-এর আশপাশ থেকে নির্গত হচ্ছে প্রভূত পরিমাণ শক্তি। পৃথিবী থেকে এই ইভেন্ট হরাইজনকে আমরা মুখোমুখি যেন দেখতে পাচ্ছি। আর সেই আলোর চাকতি থেকে প্রায় সমকোণে বেরিয়ে আসা, অতি শক্তিশালী কণারাশি যখন এই অঞ্চলে উৎপন্ন তীব্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মধ্যে দিয়ে গমন করতে গিয়ে যে শক্তিশালী রশ্মি বিকিরণ করে সৃষ্টি করছে ওই সার্চলাইটের মতো রশ্মিপুঞ্জ। তত্ত্ব অনুযায়ী তীব্র গতিবেগ সম্পন্ন এই আলোর রশ্মি আমাদের কাছে স্বাভাবিকের থেকে অনেক বেশি উজ্জ্বল দেখাবে। একেই বলা হল রিলেটিভিস্টিক বিমিং। হিসাব করে দেখা গেল এই M87 গ্যালাক্সির কেন্দ্রে অবস্থান করছে সূর্যের থেকে প্রায় ছ’শো পঞ্চাশ কোটি গুণ ভরের একটি কৃষ্ণগহ্বর।
একবিংশ শতাব্দীর শুরুতে প্রযুক্তির উন্নতির সঙ্গে সঙ্গে বিজ্ঞানীরা সৃষ্টি করে চললেন অত্যন্ত ক্ষমতাশালী সমস্ত দূরবীন, তড়িৎ চুম্বকীয় সকল তরঙ্গদৈর্ঘ্যের। কম্পিউটার প্রযুক্তির অগ্রগতির সাহায্যে মহাকাশের সুদূরতম বিন্দুর থেকে নিঃসৃত সংকেত পর্যালোচনা করার সুযোগ হল। কৃষ্ণগহ্বর একটি অদৃশ্য অস্তিত্ব হলেও তার ইভেন্ট হরাইজেনের উজ্জ্বল উপস্থিতির মাধ্যমে তাকে অনুভব করা যেতে পারে, এই উদ্দেশ্য নিয়ে প্রায় পনেরো বছর আগে শুরু হল ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ (EHT) প্রজেক্ট। সমস্যা হল এই যে, সৌরজগৎ থেকে প্রায় সাড়ে পাঁচ কোটি আলোকবর্ষ দূরে M87 গ্যালাক্সির কেন্দ্রীয় অঞ্চল, পৃথিবীর নিরিখে এতই ক্ষুদ্র, যে কোন একটি দূরবীন দিয়ে তাকে দেখা যায় না। M87 এর কৃষ্ণগহ্বরকে মোটামুটিভাবে দেখতে গেলে দরকার পৃথিবীর আয়তনের মাপের একটি রেডিও দূরবীণের। বিজ্ঞানের অগ্রগতির স্বার্থে রূপ নিল একটি অভূতপূর্ব আন্তর্জাতিক সহযোগিতা। পৃথিবীর বিভিন্ন প্রান্তে ছড়িয়ে থাকা আটটি উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন রেডিও দূরবীণ-এর সংকেতকে সফ্টওয়্যারের মাধ্যমে যোগ করে আপাতভাবে সৃষ্ট হল একটি পৃথিবীর আয়তনের সমান দূরবীন। গত দশবছর ধরে পৃথিবীর প্রায় দুশো বিজ্ঞানী এই দূরবীণগুলোর মাধ্যমে নিরন্তর দেখে চলেছিলেন M87 এবং আমাদের আকাশগঙ্গা গ্যালাক্সির কেন্দ্রে লুকিয়ে থাকা কৃষ্ণগহ্বর দুটিতে। গত ১০ এপ্রিল সারা বিশ্বের মানুষকে তাক লাগিয়ে তাঁরা প্রকাশ করেছেন তাঁদের এই কৃষ্ণগহ্বর ‘দর্শনের’ ফল।
ব্ল্যাক হোলের ছবি সৃষ্টি করতে পৃথিবীর বিভিন্ন জায়গায় অবস্থিত আটটি দূরবীণকে ব্যবহার করা হয়েছে। M87-কে অত্যন্ত নিপুণতার সঙ্গে সংগৃহীত সংকেতগুলিকে যোগ করে বিজ্ঞানীরা সৃষ্টি করেছেন কৃষ্ণগহ্বরের একটি বাস্তবরূপী চিত্র। ছবিটিতে প্রকাশ হওয়ার পরে সারা পৃথিবীর মানুষ দেখেছেন একটি অস্পষ্ট আলোর চাকতির ছবি। অন্ধকারের বুকে একটি উজ্জ্বল বৃত্ত। তার নীচের ভাগটা অপেক্ষাকৃত বেশি উজ্জ্বল। এই চিত্রটির বিশ্লেষণ করে বিজ্ঞানীরা আমাদের বুঝিয়েছেন যে এটি হল M87-এর কৃষ্ণগহ্বরের ইভেন্ট হরাইজনের বহির্দৃশ্য। এই আলোকবৃত্তটি ইঙ্গিত দিচ্ছে যে ইভেন্ট হরাইজনের আশেপাশে অত্যন্ত উত্তপ্ত প্লাজমা তীব্র গতিতে ঘুরে চলেছে। পৃথিবীর নিরিখে একটি ঘড়ির কাঁটার মতো ঘুরে চলেছে প্লাজমা প্রতি দু’দিনে একবার। আইনস্টাইনের তত্ত্ব অনুযায়ী একটি অতি ঘন বৃহৎ ভরের বস্তু স্থান-কালকে এতটাই বক্র করে দিতে পারে যে আলোকরশ্মি বক্রপথে একটি সাধারণ বস্তুরও অতি সাধারণ রূপ ফুটিয়ে তুলতে পারে। একে বলা হয় গ্র্যাভিটেশনাল লেন্সিং। এরই ফলে তীব্র গতিসম্পন্ন আয়নিত কণা দ্বারা সৃষ্ট, ইভেন্ট হরাইজনের বহির্ভাগে যে প্লাজমার চাকতি (Accretion Disk) তৈরি হয়, তার পিছনের অংশটিও পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান হয়। আর তার ফলেই আমরা যে আলোকবৃত্তটিকে দেখেছি সেটি সত্যিকারের ইভেন্ট হরাইজন থেকে প্রায় আড়াই গুণ বড়। এ যেন ইভেন্ট হরাইজেনের ‘ছায়ার’ একটা ছবি। এই আলোকবৃত্তের একাংশ উজ্জ্বল। তার কারণ এই অংশটি আমাদের নিরিখে পৃথিবীর দিকে গতিসম্পন্ন বলে রিলেটিভিস্টিক বিমিং-এর কারণে বেশি উজ্জ্বল।
ছবিটি একটু অস্পষ্ট। মনে রাখতে হবে যে অঞ্চলের চিত্র এটিতে দৃশ্যমান, পৃথিবীর কাছে তা হল একটি ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র পরিমাপের অঞ্চল। কৌণিক হিসাবের ভাষায় এই অঞ্চলটির বিস্তৃতি এক ডিগ্রির দশ কোটি ভাগের এক ভাগ। উন্নত প্রযুক্তি এবং বহু বিজ্ঞানীর নিরলস প্রচেষ্টা ও সাধনার ফলে মানব সভ্যতা, এক সুবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরের উপস্থিতি ও বাস্তব রূপ জানতে পেরেছে। আগামী দিনগুলিতে আমরা আশা রাখি কৃষ্ণগহ্বরের আরও এমন আপাত ছবি, আমাদের জ্ঞানকে সমৃদ্ধ করবে। কৃষ্ণগহ্বরের উৎপত্তি, গঠন, বিবর্তন, কণাজগতের বৈচিত্র্য এমনকী ব্রহ্মাণ্ডের উৎস মুহূর্ত সম্বন্ধেও জন্ম নেবে অনেক নতুন তত্ত্ব। কল্প বিজ্ঞানের কৃষ্ণগহ্বর এখন বাস্তব। তাকে না দেখা গেলেও ওই আলোর বৃত্তটি যেন একটি কৃষ্ণগহ্বরের ছায়া হিসাবে দৃশ্যমান করে তুলেছে এক অদ্ভুত অচেনা জগৎকে। এ যেন সত্যিই কবির ভাষায় ‘অন্ধকারের উৎস হতে উৎসারিত আলো।’
(লেখক এম পি বিড়লা তারামণ্ডলের অধিকর্তা, গবেষণা ও শিক্ষণ)
প্রাচীনকাল থেকেই নক্ষত্রখচিত আকাশ মানুষের মনে অনেক প্রশ্ন তুলেছিল। সভ্যতার বিবর্তনের সঙ্গে সঙ্গে, বিজ্ঞান এবং প্রযুক্তির হাত ধরে, আমরা বুঝতে পেরেছি একটি তারা বলতে কি বোঝায়। একটি তারার জন্ম হয় তখনই, যখন একটি গ্যাসীয় পিণ্ডের মধ্যে অভিকর্ষজ আকর্ষণের ফলে কেন্দ্রে সৃষ্টি হয় প্রচণ্ড উত্তাপ। সেই উত্তাপের ফলে কেন্দ্রীয় অঞ্চলে একটি পারমাণবিক সংযোজক বিক্রিয়ার ফলে হাইড্রোজেন হিলিয়ামে রূপান্তরিত হয়। এই বিক্রিয়ায় উৎপন্ন হয় বিপুল পরিমাণ শক্তি। এই শক্তির বহির্মুখী বিকিরণজনিত চাপ যখন কেন্দ্রীয় অভিকর্ষজ চাপের সঙ্গে সমান হয়ে যায় এবং গ্যাসীয় পিণ্ডটিও উদ্ভাসিত হয়, সেই শক্তির বহিঃপ্রকাশে তখনই জন্ম নেয় একটি তারা। যেমনটি হয়েছিল আমাদের সূর্যের ক্ষেত্রে প্রায় ৪৬০ কোটি বছর আগে। একই সময় গঠিত হয়েছিল আমাদের গ্রহরাজি। সূর্যের অভিকর্ষজ আকর্ষণী টানে সেই গ্রহরা ঘুরে চলেছে সূর্যকে কেন্দ্র করে নিরন্তর।
ঊনবিংশ শতকের শেষভাগে কিছু বিজ্ঞানীর মাথায় এল, যদি এমন কোনও তারা হয়, যা সূর্যের থেকেও অনেক গুণ ভারী, সে কি তার নিজের চারিদিকের বস্তুসকলকে অভিকর্ষজ বলের দ্বারা আকর্ষণ করে নিজের দিকে টেনে আনতে পারে? তাঁরা কল্পনা করলেন, এমন এক বৃহৎ ভরের তারা, যা তার চারপাশ থেকে সমস্ত বস্তুকে টেনে নেয়। এমনকী আলোক কণাকেও নির্গত হতে দেয় না নিজের ভিতর থেকে। তাহলে কি একটি অত্যন্ত ভারী তারা অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে? শুধু তাই নয়, প্রচণ্ড ভরের ফলে এই তারাটির মধ্যে সক্রিয় স্বঅভিকর্ষজ বলের ফলে তারাটি ক্রমাগত সংকুচিত হতে হতে ক্রমাগত ছোট হতে থাকে?
এই ধারণাটিকে একটি মজবুত ভিত্তির উপর দাঁড় করিয়ে দিয়েছিল আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতাবাদ তত্ত্ব। এই তত্ত্ব অনুসারে সূর্যের থেকে বেশ কয়েকগুণ ভারী একটি তারা সংকুচিত হতে হতে এক অসীম শূন্যতায় অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে। তাঁর তত্ত্ব প্রমাণ করেছিল যে কোনও ভারী বস্তু স্থান এবং কালকে (Space and Time) বক্র করে তুলতে পারে। এই বক্রতা প্রমাণ করতে পারে এমন কিছু ঘটনাকে যা আমাদের বিশ্ব প্রকৃতিতে উপস্থিত থাকলেও, আমাদের সাধারণ চিন্তা ভাবনার ক্ষেত্রে বিস্ময়ের সৃষ্টি করে। বক্রতা আলোকে সরলরেখায় ভ্রমণের থেকে বিচ্যুতি ঘটাতে পারে। আবার একটি বৃহদাকার তারার অভিকর্ষজ সংকোচনী ক্ষমতার প্রভাবে স্থান-কালের বক্রতাকে এতটাই বাড়িয়ে দিতে পারে যার ফলে সৃষ্টি হতে পারে একটি বিন্দুসম কালের অসীম শূন্যতা (Singularity) এই অসীম অভিকর্ষজ বলের ফলে আলোর কণিকাও আর নির্গত হতে পারে না সেই অঞ্চল থেকে। তারাটি যেন অন্ধকারের গভীরে চিরকালের জন্য হারিয়ে যায়। তাকে শুধু অনুভব করা যায় তার তীব্র অভিকর্ষজ আকর্ষণের দ্বারা।
যদিও কৃষ্ণগহ্বর বা Black hole নামটি দেওয়া হয়েছিল বেশ কিছু বছর পরে বিজ্ঞানী জন হুইলার দ্বারা, কিন্তু আইনস্টাইনের তত্ত্ব উদ্ভূত এই ধারণাকে নতুন মাত্রা দিয়েছিলেন বেশ কিছু বিজ্ঞানী বিংশ শতাব্দীর প্রথম দিকে। এক জার্মান বৈজ্ঞানিক কার্ল সোয়ার্জচাইল্ড আইনস্টাইনের তত্ত্বকে ব্যবহার করে অঙ্ক কষে দেখান, কৃষ্ণগহ্বরের সেই বিন্দুসম অঞ্চল থেকেই যে আলো নির্গত হবে না তাই নয়, এই বিন্দুর পার্শ্ববর্তী একটি স্ফীতকায় অঞ্চল থেকেও আমরা কোনও আলো দেখতে পাব না। এই অঞ্চলের পৃষ্ঠদেশকেই ঘটনার দিকচক্রবাল (ইভেন্ট হরাইজন) হিসাবে চিহ্নিত করা হল। এটি যেন এমন একটি আস্তরণ যা কি না তার ভিতর থেকে কোনও আলোকে বেরিয়ে আসতে দেয় না। এমনকী, কোনও বস্তু তার দিকে আকর্ষিত হয়ে সেই পর্দাকে অতিক্রম করলে চিরকালের জন্য তার অস্তিত্বকে হারিয়ে ফেলে। এই অঞ্চলের ব্যাসার্ধকে সোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধ বলা হয়। পরবর্তীকালে বিভিন্ন বিজ্ঞানী এই কৃষ্ণগহ্বরের বিভিন্ন দশা (যেমন ঘূর্ণায়মান, তড়িতায়িত) নিয়ে বিভিন্ন তত্ত্ব এবং সমাধান দিয়ে ছিলেন। পরবর্তীকালের বিশ্ববিখ্যাত স্যার স্টিফেন হকিং দেখিয়েছিলেন, একটি কৃষ্ণগহ্বর তার নিজের মধ্যে চারপাশের সব কিছুকে আকর্ষণ করে ক্রমান্বয়ে তার ভর বৃদ্ধি করে চলে, তা নয়। একটি জটিল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কৃষ্ণগহ্বরে অঞ্চল থেকে নির্গত হতে পারে বিকিরণ। এই বিকিরণকেই বলা হয় ‘হকিং রেডিয়েশন’। যেন কৃষ্ণগহ্বরটির বাষ্পীকরণ (ব্ল্যাক হোল ইভাপোরেশন) হয়।
কৃষ্ণগহ্বরের উপস্থিতির প্রমাণ করতে বিংশ শতাব্দীর দ্বিতীয়ার্ধে বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন পদ্ধতির কথা তুলে ধরলেন। ব্ল্যাক হোলের তীব্র আকর্ষণের ফলে যখন কোনও বস্তু তার ইভেন্ট হরাইজনের দিকে এগিয়ে যায়, তখন সে তার নিজস্বতা হারিয়ে ফেলে। অদৃশ্য হওয়ার বেশ কিছু আগেই অত্যন্ত উত্তপ্ত গ্যাসে রূপান্তরিত হয় সব বস্তু। সুতীব্র উত্তাপের ফলে এই গ্যাস আয়নিত হয়ে যায়। সেই উত্তপ্ত আয়নিত প্লাজমার স্রোত, কিন্তু সরাসরি ভাবে ইভেন্ট হরাইজনের আড়ালে অদৃশ্য হয় না। তীব্র এক ঘূর্ণনের মাধ্যমে একটি চাকতির মতো অঞ্চল সৃষ্টি করে তারা অবশেষে অদৃশ্য হয়। বিজ্ঞানীরা দেখালেন, প্রচণ্ড বেগে ঘূর্ণায়মান এই ধরনের একটি প্লাজমার চাকতি থেকে তীব্র গতি ও ঘর্ষণের ফলে নির্গত হতে থাকে শক্তিশালী বিকিরণ। তড়িৎ চুম্বকীয় সমস্ত তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের রশ্মিতে উদ্ভাসিত হয়ে ওঠে এই ‘আকর্ষণী চাকতি’ (Accretion Disk) এই চাকতির সমকোণে শক্তিশালী চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের প্রভাবে আয়নিত কণার স্রোত সার্চলাইটের মতো যেন বেরিয়ে আসে। এইসব ধারণা থেকে বুঝতে পারা যায় যদি মহাশূন্যের নিঃসীম অন্ধকারে দূরবীন দিয়ে লক্ষ্য করা যায় একটি উজ্জ্বল চাকতির মতো অঞ্চল, যার কেন্দ্রে রয়েছে একটি অদৃশ্য অন্ধকারময় জগৎ, তাহলেই প্রমাণ হবে কৃষ্ণগহ্বরের উপস্থিতি।
একটি তারার কৃষ্ণগহ্বরের রূপান্তরিত হওয়ার ধারণা হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বিংশ শতাব্দীর ষাটের দশকে মহাকাশে লক্ষ্য করলেন আর এক ধরনের অদ্ভুত বস্তুকে। আবিষ্কৃত হল অতি উজ্জ্বল এক প্রকারের মহাজাগতিক বস্তু। রেডিও তরঙ্গের মাধ্যমে এদের উপস্থিতি জানা গেল। হিসাব কষে দেখা গেল এদের দূরত্ব পৃথিবী থেকে কয়েক কোটি আলোকবর্ষ। এদের নাম দেওয়া হল ‘কোয়াজার’। পরবর্তীকালে বোঝা গেল এগুলি আর কিছুই নয়, বৃহদাকার গ্যালাক্সির কেন্দ্রীয় অঞ্চল। এতটা শক্তি এত ক্ষুদ্র জায়গা হতে নির্গত হতে পারে তখনই, যখন সেই অঞ্চলে বাস করে অতি বৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর (Supermassive Black Hole)। তবে এদের ভর, তারাদের থেকে কয়েক লক্ষ কোটি গুণ। আমাদের গ্যালাক্সি আকাশগঙ্গার কেন্দ্রীয় অঞ্চলে যখন দেখা গেল বেশ কিছু তারা অত্যন্ত তীব্র গতিতে একটি অদৃশ্য বস্তুকে যেন কেন্দ্র করে প্রদক্ষিণ করছে, সেই অঞ্চল থেকে ছিটকে উঠছে প্রভূত পরিমাণে উত্তপ্ত গ্যাস, তখন বোঝা গেল, আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্রেও লুকিয়ে রয়েছে একটি বৃহৎ ভরের কৃষ্ণ-গহ্বর। তাদের মধ্যে কিছু ভীষণ সক্রিয়, যারা অবস্থান করছে একটি কোয়েজার বা অ্যাক্টিভ গ্যালাক্টিক নিউক্লিয়াই। তারই পাশাপাশি রয়েছে এমন গ্যালাক্সি, যার মাঝখানে অবস্থান করছে একটি ঘুমন্ত বা আপেক্ষিকভাবে নিষ্প্রভ কৃষ্ণগহ্বর। জানা গেল, আমাদের আকাশগঙ্গার কেন্দ্রে রয়েছে সূর্যের থেকে প্রায় চল্লিশ লক্ষ গুণ ভারী একটি কৃষ্ণগহ্বর। তাঁরা এর নাম দিলেন স্যাজিটারিয়াস Sagittarius A* (Sgr A* )।
পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান একটি অতি শক্তিশালী অ্যাক্টিভ গ্যালাক্টিক নিউক্লিয়াই হল মেসিয়ের ৮৭ (M87)। এর কেন্দ্রতে রয়েছে একটি অত্যন্ত উজ্জ্বল অঞ্চল। কেন্দ্র থেকে প্রচণ্ড শক্তিশালী রশ্মিপুঞ্জ বেরিয়ে আসছে একটা সার্চলাইটের মতো। বোঝা গেল M87-এর কেন্দ্রে অবস্থান করছে একটি অতি বৃহৎ কৃষ্ণগহ্বর, যার ইভেন্ট হরাইজন-এর আশপাশ থেকে নির্গত হচ্ছে প্রভূত পরিমাণ শক্তি। পৃথিবী থেকে এই ইভেন্ট হরাইজনকে আমরা মুখোমুখি যেন দেখতে পাচ্ছি। আর সেই আলোর চাকতি থেকে প্রায় সমকোণে বেরিয়ে আসা, অতি শক্তিশালী কণারাশি যখন এই অঞ্চলে উৎপন্ন তীব্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মধ্যে দিয়ে গমন করতে গিয়ে যে শক্তিশালী রশ্মি বিকিরণ করে সৃষ্টি করছে ওই সার্চলাইটের মতো রশ্মিপুঞ্জ। তত্ত্ব অনুযায়ী তীব্র গতিবেগ সম্পন্ন এই আলোর রশ্মি আমাদের কাছে স্বাভাবিকের থেকে অনেক বেশি উজ্জ্বল দেখাবে। একেই বলা হল রিলেটিভিস্টিক বিমিং। হিসাব করে দেখা গেল এই M87 গ্যালাক্সির কেন্দ্রে অবস্থান করছে সূর্যের থেকে প্রায় ছ’শো পঞ্চাশ কোটি গুণ ভরের একটি কৃষ্ণগহ্বর।
একবিংশ শতাব্দীর শুরুতে প্রযুক্তির উন্নতির সঙ্গে সঙ্গে বিজ্ঞানীরা সৃষ্টি করে চললেন অত্যন্ত ক্ষমতাশালী সমস্ত দূরবীন, তড়িৎ চুম্বকীয় সকল তরঙ্গদৈর্ঘ্যের। কম্পিউটার প্রযুক্তির অগ্রগতির সাহায্যে মহাকাশের সুদূরতম বিন্দুর থেকে নিঃসৃত সংকেত পর্যালোচনা করার সুযোগ হল। কৃষ্ণগহ্বর একটি অদৃশ্য অস্তিত্ব হলেও তার ইভেন্ট হরাইজেনের উজ্জ্বল উপস্থিতির মাধ্যমে তাকে অনুভব করা যেতে পারে, এই উদ্দেশ্য নিয়ে প্রায় পনেরো বছর আগে শুরু হল ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ (EHT) প্রজেক্ট। সমস্যা হল এই যে, সৌরজগৎ থেকে প্রায় সাড়ে পাঁচ কোটি আলোকবর্ষ দূরে M87 গ্যালাক্সির কেন্দ্রীয় অঞ্চল, পৃথিবীর নিরিখে এতই ক্ষুদ্র, যে কোন একটি দূরবীন দিয়ে তাকে দেখা যায় না। M87 এর কৃষ্ণগহ্বরকে মোটামুটিভাবে দেখতে গেলে দরকার পৃথিবীর আয়তনের মাপের একটি রেডিও দূরবীণের। বিজ্ঞানের অগ্রগতির স্বার্থে রূপ নিল একটি অভূতপূর্ব আন্তর্জাতিক সহযোগিতা। পৃথিবীর বিভিন্ন প্রান্তে ছড়িয়ে থাকা আটটি উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন রেডিও দূরবীণ-এর সংকেতকে সফ্টওয়্যারের মাধ্যমে যোগ করে আপাতভাবে সৃষ্ট হল একটি পৃথিবীর আয়তনের সমান দূরবীন। গত দশবছর ধরে পৃথিবীর প্রায় দুশো বিজ্ঞানী এই দূরবীণগুলোর মাধ্যমে নিরন্তর দেখে চলেছিলেন M87 এবং আমাদের আকাশগঙ্গা গ্যালাক্সির কেন্দ্রে লুকিয়ে থাকা কৃষ্ণগহ্বর দুটিতে। গত ১০ এপ্রিল সারা বিশ্বের মানুষকে তাক লাগিয়ে তাঁরা প্রকাশ করেছেন তাঁদের এই কৃষ্ণগহ্বর ‘দর্শনের’ ফল।
ব্ল্যাক হোলের ছবি সৃষ্টি করতে পৃথিবীর বিভিন্ন জায়গায় অবস্থিত আটটি দূরবীণকে ব্যবহার করা হয়েছে। M87-কে অত্যন্ত নিপুণতার সঙ্গে সংগৃহীত সংকেতগুলিকে যোগ করে বিজ্ঞানীরা সৃষ্টি করেছেন কৃষ্ণগহ্বরের একটি বাস্তবরূপী চিত্র। ছবিটিতে প্রকাশ হওয়ার পরে সারা পৃথিবীর মানুষ দেখেছেন একটি অস্পষ্ট আলোর চাকতির ছবি। অন্ধকারের বুকে একটি উজ্জ্বল বৃত্ত। তার নীচের ভাগটা অপেক্ষাকৃত বেশি উজ্জ্বল। এই চিত্রটির বিশ্লেষণ করে বিজ্ঞানীরা আমাদের বুঝিয়েছেন যে এটি হল M87-এর কৃষ্ণগহ্বরের ইভেন্ট হরাইজনের বহির্দৃশ্য। এই আলোকবৃত্তটি ইঙ্গিত দিচ্ছে যে ইভেন্ট হরাইজনের আশেপাশে অত্যন্ত উত্তপ্ত প্লাজমা তীব্র গতিতে ঘুরে চলেছে। পৃথিবীর নিরিখে একটি ঘড়ির কাঁটার মতো ঘুরে চলেছে প্লাজমা প্রতি দু’দিনে একবার। আইনস্টাইনের তত্ত্ব অনুযায়ী একটি অতি ঘন বৃহৎ ভরের বস্তু স্থান-কালকে এতটাই বক্র করে দিতে পারে যে আলোকরশ্মি বক্রপথে একটি সাধারণ বস্তুরও অতি সাধারণ রূপ ফুটিয়ে তুলতে পারে। একে বলা হয় গ্র্যাভিটেশনাল লেন্সিং। এরই ফলে তীব্র গতিসম্পন্ন আয়নিত কণা দ্বারা সৃষ্ট, ইভেন্ট হরাইজনের বহির্ভাগে যে প্লাজমার চাকতি (Accretion Disk) তৈরি হয়, তার পিছনের অংশটিও পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান হয়। আর তার ফলেই আমরা যে আলোকবৃত্তটিকে দেখেছি সেটি সত্যিকারের ইভেন্ট হরাইজন থেকে প্রায় আড়াই গুণ বড়। এ যেন ইভেন্ট হরাইজেনের ‘ছায়ার’ একটা ছবি। এই আলোকবৃত্তের একাংশ উজ্জ্বল। তার কারণ এই অংশটি আমাদের নিরিখে পৃথিবীর দিকে গতিসম্পন্ন বলে রিলেটিভিস্টিক বিমিং-এর কারণে বেশি উজ্জ্বল।
ছবিটি একটু অস্পষ্ট। মনে রাখতে হবে যে অঞ্চলের চিত্র এটিতে দৃশ্যমান, পৃথিবীর কাছে তা হল একটি ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র পরিমাপের অঞ্চল। কৌণিক হিসাবের ভাষায় এই অঞ্চলটির বিস্তৃতি এক ডিগ্রির দশ কোটি ভাগের এক ভাগ। উন্নত প্রযুক্তি এবং বহু বিজ্ঞানীর নিরলস প্রচেষ্টা ও সাধনার ফলে মানব সভ্যতা, এক সুবৃহৎ কৃষ্ণগহ্বরের উপস্থিতি ও বাস্তব রূপ জানতে পেরেছে। আগামী দিনগুলিতে আমরা আশা রাখি কৃষ্ণগহ্বরের আরও এমন আপাত ছবি, আমাদের জ্ঞানকে সমৃদ্ধ করবে। কৃষ্ণগহ্বরের উৎপত্তি, গঠন, বিবর্তন, কণাজগতের বৈচিত্র্য এমনকী ব্রহ্মাণ্ডের উৎস মুহূর্ত সম্বন্ধেও জন্ম নেবে অনেক নতুন তত্ত্ব। কল্প বিজ্ঞানের কৃষ্ণগহ্বর এখন বাস্তব। তাকে না দেখা গেলেও ওই আলোর বৃত্তটি যেন একটি কৃষ্ণগহ্বরের ছায়া হিসাবে দৃশ্যমান করে তুলেছে এক অদ্ভুত অচেনা জগৎকে। এ যেন সত্যিই কবির ভাষায় ‘অন্ধকারের উৎস হতে উৎসারিত আলো।’
(লেখক এম পি বিড়লা তারামণ্ডলের অধিকর্তা, গবেষণা ও শিক্ষণ)
