মহাবিশ্বের ঘোরার ব্যাপারে বিজ্ঞান কী বলে?

মহাজাগতিক সব বস্তুই ঘুরছে। এই যেমন সূর্যের আরেক প্রতিবেশী নক্ষত্র বার্নাডের তারা। এর আবর্তন সম্পন্ন হয় ১৩০ দিনে। একইভাবে ঘুরছে দূরের বা কাছের অন্য সব নক্ষত্রও। নক্ষত্রের সমাবেশ নিয়ে গড়ে ওঠে একেকটি ছায়াপথ। আমাদের ছায়াপথের নাম মিল্কিওয়ে বা আকাশগঙ্গা। আকৃতিটা সর্পিল। আর আকারটা কত বিশাল! এক প্রান্ত থেকে আলো নিক্ষেপ করলে সে আলো আরেক প্রান্তে পৌঁছাবে এক লাখ বছর পর। মিল্কিওয়ে ও অ্যান্ড্রোমিডাসহ ৫০-এর বেশি ছায়াপথ নিয়ে একটি গুচ্ছের নাম লোকাল গ্রুপ।

লোকাল গ্রুপের দ্বিতীয় বৃহত্তম ছায়াপথ আমাদের আকাশগঙ্গা। মজার ব্যাপার হলো আকাশগঙ্গাও কিন্তু আবর্তিত হচ্ছে, যেমন করে আবর্তিত হচ্ছে এর অভ্যন্তরের গ্রহ, উপগ্রহ, গ্যাসীয় কণারা। ঠিক যেন বাচ্চাদের খেলনা পিনহুইল।

ছায়াপথের ঘূর্ণন বেগটাও মারাত্মক। সেকেন্ডে ২৭০ কিলোমিটার। অথচ একটু আগে আমরা পৃথিবী, সূর্যদের বেগ দেখেছিলাম মিটারে। অথচ এই বিশাল বেগ নিয়েও এর একবার ঘুরতে সময় লাগে ২০ কোটি বছর। তাহলে প্রশ্ন হতে পারে, একটু আগে আমরা একটি গ্রহাণুকে সবচেয়ে ধীর বস্তু বলেছিলাম। আকাশগঙ্গা কি তার চেয়ে ধীর নয়? আসলে ধীরের বিচার করা হয় বেগ দিয়ে, আবর্তনের জন্য প্রয়োজনীয় সময় দিয়ে নয়।

বিজ্ঞানীরা আকাশগঙ্গার ঘূর্ণনের ছবি পেয়েছেন একগুচ্ছ বেতার টেলিস্কোপের সাহায্যে। এদের সম্মিলিত নাম ভেরি লার্জ বেজলাইন অ্যারে (ভিএলবিএ)। তারা নিবিড়ভাবে খেয়াল করলেন, কোনো কোনো জায়গায় নতুন নক্ষত্র তৈরি হচ্ছে। এ ছাড়া দেখলেন, কোনো জায়গায় গ্যাসীয় অণু বেতার তরঙ্গের তীব্রত্রা বাড়িয়ে দিচ্ছে। এমন জায়গাগুলোয় বেতার তরঙ্গ খুব শক্তিশালী হয়।

প্রাথমিক মহাবিশ্ব নিয়ে কথা বলতেই আমরা সাধারণত দুটি জিনিস অনুমান করে নিই। প্রাথমিক মহাবিশ্বে হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম উপস্থিত ছিল। আর কিছু অঞ্চল ছিল অন্য অঞ্চলের চেয়ে বেশি ঘন। ঘন অঞ্চলে গ্যাসেরা পুঞ্জীভূত হয়ে ভ্রূণছায়াপথীয় মেঘ তৈরি করে। আর সবচেয়ে ভারী অঞ্চলগুলো গুটিয়ে এসে নক্ষত্রে পরিণত হয়।

এই নক্ষত্রগুলো দ্রুত জ্বালানি ফুরিয়ে ফেলে মৃত্যুমুখে পতিত হয়। তৈরি হয় বটিকাকার নক্ষত্রগুচ্ছ। কিন্তু মহাকর্ষের ফলে গ্যাসেরা আরও সংকুচিত হতে থাকে। গ্যাসেরা গুটিয়ে আসার সময় তৈরি হয় আবর্তনশীল চাকতি। আবর্তনশীল এই চাকতি মহাকর্ষকে কাজে লাগিয়ে নতুন নতুন গ্যাস ও ধুলিকণাকে আকৃষ্ট করতে থাকে। এই চাকতির ভেতরে জন্ম নেয় নতুন নতুন নক্ষত্র। মূল মেঘের বাইরের দিকে থেকে যায় বটিকাকার নক্ষত্রগুলো। এ ছাড়া গ্যাস, ধূলিকণা ও ডার্ক ম্যাটার।

বিশাল মহাবিশ্ব থেকে চোখ ফিরিয়ে একটু ক্ষুদ্র জগতে আসা যাক। কোয়ার্ক, প্রোটনরাও কি গ্রহ-নক্ষত্রের মতো ঘোরে? পরমাণুর নিউক্লিয়াসের অন্যতম কণা প্রোটন। যত ভারী পরমাণু, তত বেশি প্রোটন। প্রোটন সংখ্যাই মৌলের পারমাণবিক সংখ্যা, যা দিয়ে পর্যায় সারণিতে মৌলের অবস্থান নির্ধারিত হয়। নিউক্লিয়াসে আরও থাকে নিউট্রন, যার একমাত্র ব্যতিক্রম একক ভরের হাইড্রোজেন। প্রোটন আর নিউট্রন দুটোই আবার কোয়ার্ক দিয়ে গড়া।

প্রোটন মৌলিক কণা না হলেও কোয়ার্ক ঠিকই মৌলিক। মজার ব্যাপার হলো, ঘূর্ণন সব মৌলিক কণার একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য। অবশ্য কণার ঘূর্ণনকে আমাদের চেনাজানা ঘূর্ণনের সঙ্গে ঠিক মেলানো যাবে না। লাটিম, গ্রহ আর কণা এক জিনিস নয়। অতিপারমাণবিক কণারা আসলে আচরণ করে বিন্দুর মতো, যার নেই দৈর্ঘ্য, প্রস্থ বা উচ্চতা। অন্য কথায় এটি একটি মাত্রাহীন বস্তু। কিন্তু হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতির কারণে বিন্দু কণার বৈশিষ্ট্য স্বাভাবিকের চেয়ে জটিল হয়ে ওঠে। কারণ অভ্যন্তরীণ কোনো কাঠামোবিহীন মৌলিক কণাও স্থান দখল করে।

এবার মূল প্রশ্নে আসা যাক। মহাবিশ্ব নিজেও কি ঘুরছে? অন্য বহু বিষয়ের মতো এটিও সরাসরি জানার কোনো উপায় নেই। মহাবিশ্বকে তো আর পরীক্ষাগারে রেখে পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব নয়। বিজ্ঞানীরা মহাবিশ্ব নিয়ে কাজ করার সময় ধরে নিয়েছেন, মহাবিশ্ব ঘুরছে না।

আরও ধরে নিয়েছেন, এটি আইসোট্রপিক। মানে বড় মাপকাঠিতে চিন্তা করলে সব দিকে একই রকম দেখায়। বড় মাপকাঠিতে মহাবিশ্ব নিয়ে কাজ করতে আমরা ব্যবহার করি আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্ব। আরও ভালো করে বললে আইনস্টাইনের ক্ষেত্র সমীকরণ। এই সমীকরণের সঙ্গে অঘূর্ণনশীল মহাবিশ্বের ধারণার বিরোধ নেই। আবার সমীকরণ এ–ও বলছে না যে মহাবিশ্ব ঘুরতে পারবে না।

তবে বিজ্ঞান শুধু অনুমান করে বসে থাকে না। সেটা যাচাইও করে। আমাদের দেখা মহাবিশ্বের সবচেয়ে পুরোনো আলোর নাম মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি (সংক্ষেপে সিএমবি)। বিগ ব্যাংয়ের ৩ লাখ ৮০ হাজার বছর পর এই আলো তৈরি হয়। আলোটির রেশ মহাবিশ্বে আছে আজও।

এসব গবেষণা থেকে বোঝা যাচ্ছে, মহাবিশ্ব সুষম ও অঘূর্ণনশীল। এ ধারণা সহজে বদলে যাওয়ার মতো বিষয়ও নয়। ভবিষ্যতে সিএমবির উপাত্ত ও বিশ্লেষণপ্রক্রিয়া আরও উন্নত হবে অবশ্যই। তবে মহাবিশ্বের এই মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলো না বদলানোই বেশি স্বাভাবিক।

লোংগোর মতে, আমরা যদি দেখাতে পারি মহাবিশ্বে এখনো প্রাথমিক কৌণিক ভরবেগ বজায় আছে, তাহলে বোঝা যাবে আমাদের মহাবিশ্ব অন্য কোনো বড় জায়গার মধ্যে অবস্থিত। এবং এটি ঘুরছে। মহাবিশ্বের প্রসারণের সঙ্গে সঙ্গে প্রাথমিক এই কৌণিক ভরবেগ ছড়িয়ে গিয়েছিল বস্তুপিণ্ডের মধ্যে। যার কারণেই হয়তো ছায়াপথরা নির্দিষ্ট দিকে ঘুরছে। অন্য কারণেও ছায়াপথ নির্দিষ্ট দিকে হয়তো ঘুরতে পারে, তবে ঘুরন্ত প্রাথমিক মহাবিশ্ব দিয়েই ব্যাখ্যাটা সরল হয়। আর সরল ব্যাখ্যাই বিজ্ঞান সব সময় বেশি পছন্দ করে।

দলটি একই গবেষণা উত্তর ও দক্ষিণ গোলার্ধের আকাশের ছায়াপথ নিয়ে করেছেন। আগেই আমরা বলেছি, ঘূর্ণনের দিক নির্ভর করে আমরা কোন দিক থেকে দেখছি, তার ওপর। তারা দেখেছেন, দক্ষিণ গোলার্ধে আবার ডান–আবর্তী বা ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘোরা ছায়াপথের সংখ্যা প্রায় একই পরিমাণ বেশি। তিনি ও তাঁর দল বর্তমানে আরও বেশি উপাত্ত নিয়ে কাজ করছে।

তবে প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির জ্যোতিঃপদার্থবিদ নিটা বাকল বলছেন, ঘূর্ণনশীল মহাবিশ্বের পক্ষে শক্ত কোনো প্রমাণ নেই। তাঁর মতে, ছায়াপথের ঘূর্ণন স্থানীয় কোনো মহাকর্ষীয় প্রভাবে হওয়া খুবই সম্ভব। ফলে মহাবিশ্বের ঘূর্ণনের এই মত ২০১৬ সালের গবেষণার চেয়ে একটু দুর্বল।

আরেকটি বিষয় হলো, মহাবিশ্বের ভেতরের বস্তু নিয়ে গবেষণা করে পুরো মহাবিশ্ব সম্পর্কে সিদ্ধান্ত নেওয়া আসলেই কঠিন। মহাবিশ্ব নিজে এর ভেতরের নিয়ম মানতে বাধ্য নয়। যে কারণে ছায়াপথগুলো আপাতদৃষ্টিতে আপেক্ষিকতার নিয়ম ভেঙে আলোর চেয়ে জোরে পরস্পর থেকে দূরে সরে। আসলে ছায়াপথরা তো দূরে সরে স্থান-কালের প্রসারণের কারণে। প্রসারণগতি ছায়াপথদের নিজেদের গতি নয়। আর স্থান-কাল নিজে আপেক্ষিকতা মানতে বাধ্য নয়।

তবে অঘূর্ণনশীল মহাবিশ্বের ধারণায় রোমাঞ্চের যথেষ্ট অভাব। সে ক্ষেত্রে একটু ভেবে দেখা যাক, কোনোভাবে মহাবিশ্বকে ঘোরানো যায় কি না। মজার ব্যাপার হলো মহাবিশ্বের সেই ক্ষেত্র সমীকরণগুলো থেকে ঘুরন্ত মহাবিশ্বেরও সমাধান পাওয়া সম্ভব। একে বলা হয় গোডেলের মহাবিশ্ব। গণিতবিদ কার্ট গোডেল আইনস্টাইনের সমীকরণ থেকে ঘুরন্ত মহাবিশ্বের সমাধানটি বের করেন।

কিন্তু পুরো মহাবিশ্বই আবর্তিত হচ্ছে—এই কথার মানে কী? আবর্তিত হওয়ার মানে হলো, কোনো স্থির প্রসঙ্গ বিন্দুর উপস্থিতি, যাকে কেন্দ্র করে বস্তুটি ঘুরবে। তাহলে প্রশ্ন হতে পারে, ‘কিসের সাপেক্ষে ঘুরছে?’ উত্তরটা হবে একটু গুরুগম্ভীর। মূলত ছোট্ট লাটিম বা জাইরোস্কোপের মুখ যেদিকে থাকে, দূরের বস্তুগুলো মহাবিশ্বের মধ্যে সেদিকে মুখ করে ঘুরবে। গোডেলের স্থান-কালে গাণিতিকভাবে এতে একটি অদ্ভুত ঘটনা ঘটবে।