মহাবিশ্বের শেষ প্রান্ত বলে কিছু আছে?

বছর দশেক বছর আগে জ্যোতির্বিদেরা হাবল টেলিস্কোপের তথ্য ব্যবহার করে মহাশূন্যের সবচেয়ে দূরের দৃশ্যমান গ্যালাক্সিটির খোঁজ করছিলেন। এই খোঁজার পর্যায়ে তাঁরা দ্রুতই একে অপরের রেকর্ড ভাঙছিলেন। দূরবর্তী গ্যালাক্সিগুলোর দূরত্ব নির্ধারণ একটি কঠিন কাজ এবং বিভিন্ন গবেষক দলের গবেষণার ফলাফলও কিছুটা ভিন্ন ভিন্ন হয়। এই প্রতিযোগিতায় 2012 সালে আবিষ্কৃত MACS0647-JD গ্যালাক্সিটি এখন পর্যন্ত টিঁকে রয়েছে।

MACS0647-JD গ্যালাক্সিটির লাল সরণ নির্ধারণ করা হয়েছে ১০.৩। যার অর্থ একটি ‘সমতল’ মহাবিশ্বে এই গ্যালাক্সি থেকে যে আলো আমরা এ বছর অবলোকন করছি, তা প্রায় ১৩.৩ বিলিয়ন (বা এক হাজার তিন শ তিরিশ কোটি) বছর আগে রওনা দিয়েছিল। এর অর্থ এই নয়, এই গ্যালাক্সির দূরত্ব ১৩.৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষ। কারণ যে আলো আমরা আজ দেখছি, সেটা বিকিরণের সময় এই গ্যালাক্সি ‘আমাদের’ অনেক কাছে ছিল (যদিও পৃথিবীর তখন জন্ম হয়নি)।

পাশাপাশি ‘এই মুহূর্তে’ সেটার দূরত্ব ১৩.৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষের অনেক বেশি হবে। স্থানের (বা দেশের) প্রসারণের জন্য মহাকাশবিদ্যায় দূরবর্তী গ্যালাক্সিদের দূরত্ব নির্ধারণ করা তুলনামূলকভাবে জটিল এবং একটি ‘সমতল’ মহাবিশ্বে এই গ্যালাক্সির ‘বর্তমান’ দূরত্ব ৩২ বিলিয়ন আলোকবর্ষের কাছাকাছি।

কেন এই গ্যালাক্সির দূরত্ব ১৩.৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষ নয়?

প্রথমত, যখন ওই গ্যালাক্সি থেকে আলো রওনা দিয়েছিল তখন সেই গ্যালাক্সি ও আমাদের ছায়াপথ গ্যালাক্সির মধ্যে দূরত্ব ছিল ৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষের মতো। এটা কীভাবে আমরা গণনা করছি, সেটা পরে বলছি। সেই গ্যালাক্সি থেকে আলোর কণিকারা যত পৃথিবীর দিকে আসবে, মাঝখানের স্থানের প্রসারণ ক্রমাগত হতেই থাকবে। কাজেই আলোকে সেই সম্প্রসারণের বিরুদ্ধে সাঁতরাতে হবে।

আমি একটা নদী সাঁতরে পার হতে চাই, কিন্তু সাঁতরানোর সময় দেখি ওই পাড় আমার থেকে দূরে সরে যাচ্ছে, পেছন ফিরে দেখি যে পাড় থেকে যাত্রা শুরু করেছিলাম, সেই পাড়ও দূরে চলে যাচ্ছে। তাই ফোটনদের ৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষের বদলে ১৩.৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষ লাগবে আমাদের কাছে পৌঁছাতে। তত দিনে উৎসের গ্যালাক্সিটি দূরে সরে গিয়ে পৃথিবী থেকে ৩২ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে অবস্থান করবে।

আমাদের দুরবিনে সেই গ্যালাক্সির যে আলো দেখছি, সেটা ১৩.৩ বিলিয়ন বছর আগে গ্যালাক্সিটির কী অবস্থা ছিল, তা-ই দেখাচ্ছে। স্থানের স্ফীতির ফলে এর মধ্যে আবার ফোটনেরও তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেড়ে গেছে, যার ফলে তার রেড শিফট বা লাল সরণ হয়েছে। অতিবেগুনি তরঙ্গে যে ফোটনের সৃষ্টি হয়েছিল, স্থান সম্প্রসারণের ফলে তাকে অবলোহিত তরঙ্গে দেখছি।

MACS0647-JD গ্যালাক্সির লাল সরণ বা z হচ্ছে 10.3। কাজেই সেই গ্যালাক্সির যে আলো আমরা আজ দেখছি, সেটা সেই গ্যালাক্সি থেকে যখন বেরিয়েছে, তখন মহাবিশ্বের ব্যাস আজ থেকে 10.3 + 1 = 11.3 গুণ ছোট ছিল। এই সমীকরণটা হলো, 1+z = a₀(t)/ a_e(t)

এখানে z হচ্ছে রেড শিফট বা লাল সরণ। a₀(t) এবং a_e(t) হচ্ছে স্কেল ফ্যাক্টর। সময়ের বা t-এর সঙ্গে মহাবিশ্ব কেমনভাবে বাড়ে, সেটাই এই স্কেল ফ্যাক্টরের বিবেচ্য বিষয়। এক অর্থে স্কেল ফ্যাক্টর মহাবিশ্বের ব্যাস বা ব্যাসার্ধের সঙ্গে তুলনীয়, যদিও সেটা ঠিক মহাবিশ্বের ব্যাস বা ব্যসার্ধ নয়।

সাধারণীকরণ করে আমরা বলতে পারি, আলো বিকিরণের সময় মহাবিশ্বের স্কেল ফ্যাক্টর যদি হয় a_e(t) এবং আমাদের দ্বারা সেই আলো অবলোকনের সময় স্কেল ফ্যাক্টর যদি হয় a₀(t) তবে মহাবিশ্ব অন্তর্বর্তী সময়ে a₀(t)/a_e(t) বেড়েছে। এই ক্ষেত্রে মহাবিশ্ব a₀(t) = a_e(t)(1+ z) = a_e(t)(1 + 10.3) বা 11.3 গুণ বেড়েছে। বর্তমান সময়ে z= 0, তাই আমাদের সময়ে মহাবিশ্বের স্কেল ফ্যাক্টর হচ্ছে a₀(t ) = 1।

দৃশ্যমান মহাবিশ্ব হচ্ছে আমাদের পর্যবেক্ষণের আওতাধীন মহাবিশ্ব, শুধু গত ১৩.৮ বিলিয়ন বছরের মধ্যে যে আলো আমাদের উদ্দেশে রওনা দিয়েছে, সেই আলো অবলোকনের মাধ্যমে এই মহাবিশ্বের সীমানা রচিত। মহাবিশ্বের মধ্যে কোনো বিশেষ অবস্থান নেই, দর্শকেরা তাঁদের নিজস্ব দৃশ্যমান মহাবিশ্বের কেন্দ্রে দাঁড়িয়ে আছেন।

সমগ্র মহাবিশ্ব কত বড়, সে সম্পর্কে আমাদের কোনো ধারণাই নেই। কিন্তু যত দিন যাচ্ছে, মনে হচ্ছে মহাবিশ্ব হয় অসীম, নইলে এতই বড়, যা অসীমেরই নামান্তর মাত্র। আমাদের দৃশ্যমান মহাবিশ্ব সমগ্র মহাবিশ্ব বলে যদি কিছু থাকে, তার একটা খুবই ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র অংশমাত্র।