সক্রেটিস: গতকাল রবি আমাদেরকে পার্টিকেল যুগ সম্পর্কে একটা ধারণা দিয়েছে, এবং সাথে এটাও বলেছে যে তার দেয়া ধারণাটা এই যুগ আসলেই ‘বুঝার’ জন্য একদমই যথেষ্ট না। সত্যিকার অর্থে বুঝতে হলে গণিত ছাড়া গতি নাই। শশীর আজকে গ্যালাক্টিক যুগ নিয়ে আলোচনা শুরু করার কথা, যা চলতে থাকবে যতদিন আমরা সাংপো নদীতে আছি। কিভাবে শুরু করতে চাও?

শশী: এখন যেহেতু রাত বেশ গভীর, আমরা সাংপোর তীরে, আর আকাশেও মেঘ নেই, সেহেতু টেলিস্কোপ দিয়ে একটা গ্যালাক্সির ছবি তুলেই শুরু করা যায়।

রবি: ভালো আইডিয়া। শশী, তাহলে অশ্বিন-১ তুমিই চালাও।

সক্রেটিস: অশ্বিন-১ মানে?

রবি: আমাদের দুইটা টেলিস্কোপ আছে, দুই জনের নাম জেমিনাই কনস্টেলেশনে যমজ ভাই হিসেবে পরিচিত দুই তারা অশ্বিন ১ ও ২ এর নামে।

শশী: এই টেলিস্কোপ মাউন্টে বসানোর পর ফোন থেকে ইউনিস্টেলার অ্যাপ দিয়ে কানেক্ট করলাম, দেখো। এখন অ্যাপের ক্যাটালগে গিয়ে একটা গ্যালাক্সি সিলেক্ট করে ‘গোটু’ অপশনে ট্যাপ করলেই অশ্বিন চলা শুরু করবে। আমি ফোন দিয়ে অপারেটর হিসেবে জয়েন করেছি, তোমরা সবাই একই অ্যাপে গিয়ে অশ্বিনে অব্জার্ভার হিসেবে যুক্ত হলে টেলিস্কোপ যা দেখছে তাই ফোনে দেখতে পারবে।

জুনো: হ্যাঁ, দেখতে পাচ্ছি। আমার মনে হয় হোয়ার্লপুল গ্যালাক্সিটা টার্গেট করা উচিত।

শশী: আচ্ছা এই ট্যাপ করলাম। এখন সবাই দেখতে পাচ্ছ অশ্বিন-১ হোয়ার্লপুলের দিকে যাচ্ছে। পৌঁছে গেছে। এখনো গ্যালাক্সিটা দেখা যাবে না, কারণ আমরা লাইভ মোডে দেখছি, ফোটন জমা করছি না। এই ‘এনহান্সড ভিশনে’ ট্যাপ করলে অশ্বিন লাইট জমানো শুরু করবে। এই শুরু হলো। দেখতে পাচ্ছ নিচে এক্সপোজার টাইম, ৭ সেকেন্ড হয়ে গেছে ইতিমধ্যে। হোয়ার্লপুল ইতিমধ্যেই হালকা দেখা যাচ্ছে। লাইট যত জমা হবে গ্যালাক্সি তত স্পষ্ট হবে।

সক্রেটিস: এ তো দেখি দুই গ্যালাক্সির মার্জার।

শশী: সামনে মেসিয়ে ৫১ নামে পরিচিত হোয়ার্লপুল, সাইজ প্রায় ৭৫ হাজার লাইট ইয়ার, আর তার একটু পিছনে মাত্র ১৫ হাজার লাইট ইয়ার সাইজের ডোয়ার্ফ গ্যালাক্সি এনজিসি ৫১৯৫ যার আরেক নাম এম ৫১এ। দুজনেই প্রায় তিন কোটি লাইট ইয়ার দূরে। নীলচে আলো আসছে নবীন তারা থেকে, আর লালচে আলো প্রবীণ তারা থেকে। আমাদের ইউনিভার্সে বর্তমানে প্রায় এক ট্রিলিয়ন গ্যালাক্সি আছে যাদের সবাই তৈরি হয়েছিল ইউনিভার্সের চৌদ্দ বিলিয়ন বছরের ইতিহাসে প্রথম চার বিলিয়ন বছরের মধ্যে।

সক্রেটিস: তার মানে মহাবিশ্বের প্রথম তিন লাখ বছর যদি হয় পার্টিকেল যুগ বা কণা যুগ, তাহলে তার পর থেকে প্রায় চার বিলিয়ন বছর বয়স পর্যন্ত হলো গ্যালাক্টিক যুগ। কিন্তু তুমি গ্যাস-তারা-ধুলার যে বিশাল কাঠামো দেখাচ্ছ তার সাথে তিন লাখ বছর বয়সি ইউনিভার্সের কোনো মিল পাচ্ছি না। আরেকটু পরিষ্কার করি। গতকাল রবি আমাদেরকে মহাবিশ্বের তিন লাখ বছর বয়সের একটা ছবি দেখিয়েছে। ছবিটা দেখিয়ে রবি প্রমাণ করেছে যে ইউনিভার্স তখন একটা সিঙ্গেল বোরিং গ্যাস ছিল যার সবখানে তাপমাত্রা প্রায় সমান। তাপমাত্রার পার্থক্য যে ছিল না তা না, তবে খুব কম, গড়ে মাত্র ৩০০ মাইক্রোকেলভিন। এত বোরিং একটা গ্যাস থেকে চার বিলিয়ন বছরে এত বিশাল সব গ্যালাক্সি কিভাবে তৈরি হলো? একটা দুইটাও তো না, এক ট্রিলিয়ন, বা হয়ত আরো বেশি।

শশী: সেটা বিজ্ঞানীরা এখনো বুঝার চেষ্টা করে যাচ্ছে। এক দিকে অব্জার্ভেশনাল এস্ট্রোনমাররা পর্যবেক্ষণ করছে, আরেক দিকে থিওরেটিকেল এস্ট্রোফিজিসিস্টরা অংক করছে। অংকের সাথে অব্জার্ভেশন খুব বেশি এখনো মিলানো যায়নি, কারণ মহাবিশ্বের তিন লাখ বছর বয়সের পর থেকে শুরু করে প্রায় একশ কোটি বছর বয়স পর্যন্ত যে বিশাল জন্মযজ্ঞ চলেছে তা টেলিস্কোপ দিয়ে এখনো সরাসরি দেখা যায়নি। প্রথম বিশ কোটি বছর ছিল ডার্ক এইজ, তার পর আরো বিশ কোটি বছর ধরে চলে কসমিক ডন, মানে প্রথম তারা ও গ্যালাক্সিদের জন্মের যুগ। আর তার পরের ষাট কোটি বছরের নাম দেয়া হয়েছে রিআয়োনাইজেশন ইপক, কারণ তখন প্রথম তারাদের অতিবেগুনি আলোর আঘাতে ইন্টারগ্যালাক্টিক মিডিয়ামে থাকা সব আদিম নিউট্রাল হাইড্রোজেন আবার আয়নিত হয়ে গিয়েছিল, মানে তাদের এটম থেকে ইলেক্ট্রন খসে পড়েছিল।

সক্রেটিস: প্রথমে বললে বিজ্ঞানীরা এখনো বুঝার ‘চেষ্টা’ করছে, কিন্তু তারপর যে বিশাল কাহিনি শোনালে তাতে মনে হচ্ছে অনেকটাই বুঝে গেছে। কোনটা ঠিক?

শশী: এই ভিডিওটা দেখে তুমি নিজেই সিদ্ধান্ত নাও। একুশ শতকের শুরুতে ‘মিলেনিয়াম রান’ নামে একটা বিরাট কম্পিউটার সিমুলেশন করেছেন তাত্ত্বিক এস্ট্রোফিজিসিস্টরা। তারা একটা সুপারকম্পিউটারকে বলেছেন কসমোলজি ও ফিজিক্সের মৌলিক সব গাণিতিক তত্ত্ব ইউজ করে এমন একটা সিমুলেশন বানাতে যেখানে চার লাখ বছর বয়সের পর থেকে ইউনিভার্সের একটা ছোট অংশের পুরো ইতিহাস দেখা যাবে। মানে তারা ইউনিভার্সের একটা টাইমল্যাপ্স মুভি বানিয়েছেন, রিয়েল মুভি না, সিমুলেটেড মুভি।

সক্রেটিস: গুগল আর্থে হিস্টরিকেল ইমেজারিতে গেলে যে-টাইমল্যাপ্স দেখা যায় তার মতো কিছু বুঝাচ্ছ।

শশী: ভালো কথা মনে করেছ। চলো গুগল আর্থ দিয়েই বুঝার চেষ্টা করি। এই ম্যাপে ঢাকার ‘মুখ’ দেখতে পাবে ২০২২ সালের ছবিতে, কারণ বুড়িগঙ্গা নদী ঢাকার পশ্চিম সীমান্তে এমন একটা শেইপ বানিয়েছে যা মানুষের মস্তিষ্ক মানুষের মুখ ভাবতেই ভালোবাসে। কিন্তু ১৯৮৪ সালে এই মুখ ছিল না, কারণ তখন নদীর দুই পাশে ধূসর দালান না থাকায় নদীর রেখা স্যাটেলাইট থেকে তোলা ছবিতে বুঝা যেত না। আমরা যত ২০২২ সালের দিকে যাই দালান তত বাড়তে থাকে, সবুজ ধ্বংস করে উটের গ্রীবার মতো তত এগিয়ে আসে ধূসর। হয়ত বলা যায়, ১৯৮৪ থেকে ২০২২ সালের দিকে আসার পথে ঢাকা যত ‘মানুষ’ হয় তার সবুজ তত ধ্বংস হতে থাকে।

সক্রেটিস: এর সাথে এখন পুরো মহাবিশ্বের তুলনা করে বসবে না কি?

শশী: কেন নয়? ঢাকার টাইমল্যাপ্স ছবিতে যেমন দেখছ বিল্ডিঙের স্ট্রাকচার আস্তে আস্তে সবুজ ধ্বংস করে দিচ্ছে তেমনি ইউনিভার্সের টাইমল্যাপ্স মুভি বানাতে পারলে আমরা দেখতাম কিভাবে গ্যালাক্সির স্ট্রাকচার থেকে আল্ট্রাভায়োলেট আলো বের হয়ে ইন্টারগ্যালাক্টিক মিডিয়ামের নিরীহ নিউট্রাল সব হাইড্রোজেন গ্যাস ধ্বংস করে দিচ্ছে, মানে আয়নিত করছে, তাদের এটম থেকে ইলেক্ট্রন কেড়ে নিচ্ছে। বিল্ডিং যদি হয় গ্যালাক্সির উপমা, তবে গ্যালাক্সির বাইরে থাকা সব হাইড্রোজেন গ্যাস হল সবুজের উপমা।

সক্রেটিস: কিন্তু মিলেনিয়াম সিমুলেশন তো সেটা দেখাচ্ছে না।

শশী: ঠিক ধরেছ। ইউনিভার্সের তেমন টাইমল্যাপ্স মুভি আমরা এখনো বানাতে পারিনি, আগামী কয়েক দশকে আরো উন্নত টেলিস্কোপ দিয়ে বানানো সম্ভব হতে পারে। এখন এই সিমুলেশনই ভরসা। মুভিটাতে দেখবে গত ১৩.৫ বিলিয়ন বছরের ইতিহাস, পুরো ইউনিভার্সের না, মুভিতে যে অংশটা দেখা যাচ্ছে তার দৈর্ঘ্য হরিজন্টাল দিকে ৬০০ মিলিয়ন লাইট ইয়ার, ভার্টিকেল দিকেও ৬০০ মিলিয়ন লাইট ইয়ার। মহাবিশ্বে একটা গ্যালাক্সি থেকে আরেকটা গ্যালাক্সির দূরত্ব যদি গড়ে ১ মিলিয়ন লাইট ইয়ার ধরি, তাহলে ছবির এক প্রান্ত থেকে আরেক প্রান্ত পর্যন্ত পাশাপাশি ৬০০টা গ্যালাক্সি কল্পনা করা যায়, যা দূরত্বের স্কেলটা বুঝার ভালো উপায়।

সক্রেটিস: আর উপরে যে $z$ দেখা যাচ্ছে সেটা কি, এর মান দেখি মুভি চলার সময় ২০ থেকে ০ পর্যন্ত আসছে, গুগল আর্থে যেমন ১৯৮৪ থেকে ২০২২ পর্যন্ত আসছিল।

শশী: এর নাম রেডশিফট, কিন্তু এটা ব্যাখ্যা করতে গেলে এখন আমরা আমাদের শিক্ষার আসল রাস্তা থেকে সরে যাব। আপাতত এটুকু মনে রাখাই যথেষ্ট যে রেডশিফট এখানে সময়ের প্রক্সি, রেডশিফট $z=20$ মানে মহাবিশ্বের বয়স ৪০ কোটি বছর, আর $z=0$ মানে বর্তমান। মহাবিশ্বের বয়স এখন যদি ১৩৯০ কোটি বছর হয়, তাহলে এই টাইমল্যাপ্স মুভি আসলেই আমাদেরকে গত ১৩৫০ কোটি বছরের পুরো ইতিহাস দেখিয়ে দিচ্ছে।

সক্রেটিস: কিন্তু কি দেখাচ্ছে? মুভির প্রথম ফ্রেম পরিচিতই লাগছে, দেখে মনে হচ্ছে আমাদের সেই তিন লাখ বছর বয়সি গ্যাস যেখান থেকে সিএমবি এসেছিল। কিন্তু তার পর এই গ্যাস থেকে মানুষের মস্তিষ্কের নিউরাল নেটওয়ার্কের মতো যে বিশাল জালের জন্ম হচ্ছে তা আসলে কি?

শশী: সক্রেটিস, তোমার চেয়ে ভালো রূপক কেউ বের করতে পারে না। ব্রেইনের সাথে তুলনা খুবই ইন্টারেস্টিং। তবে তার আগে গ্যালাক্সিদের জন্মের সাধারণ প্রসেসটা বলে নেই। পার্টিকেল যুগের শেষে তিন লাখ বছর বয়সি যে-গ্যাস দেখেছিল সেখানে কোথাও কোথাও তাপমাত্রা গড়ের চেয়ে একটু কম ছিল, এবং এই কারণে এসব জায়গায় গ্যাসের ঘনত্বও বেশি ছিল। সময়ের সাথে ইউনিভার্স প্রসারিত হলেও এই সব ঘন জায়গার গ্যাস সেই প্রসারণ মানেনি, তারা উল্টা গ্র্যাভিটির কারণে দিন দিন আরো ঘন হয়েছে। ঘন হতে হতে যখন তাদের মধ্যে খণ্ড খণ্ড গ্যাস থেকে অনেক তারা তৈরি হতে থাকে, তখনই শুরু হয় গ্যালাক্সির জন্ম। প্রথম দিকে গ্যালাক্সিগুলো বেশ অগঠিত অনিয়মিত বা ইরেগুলার ছিল। আস্তে আস্তে তাদের কাঠামো সংহত হয়েছে। মিলেনিয়াম সিমুলেশন আমাদেরকে এই প্রক্রিয়াটাই দেখাচ্ছে। এই মুভিতে প্রতিটা উজ্জ্বল বিন্দু একেকটা গ্যালাক্সির পজিশন বুঝাচ্ছে। নিউরন যেমন মানুষের মস্তিষ্কের গাঠনিক ইউনিট, গ্যালাক্সি তেমনি মহাবিশ্বের গাঠনিক ইউনিট। প্রায় ৮৬ বিলিয়ন নিউরন দিয়ে হয় ব্রেইনের নেটওয়ার্ক, আর প্রায় এক ট্রিলিয়ন গ্যালাক্সি দিয়ে গঠিত হয়েছে কসমিক ওয়েব, কারণ তা দেখতে জালের মতো। মুভিতে কসমিক ওয়েবের যে-অংশটা দেখছ তা দিয়েই পুরোটা আন্দাজ করা যায়। যেখানে গ্যালাক্সি ও গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের সংখ্যা অনেক বেশি তার নাম নোড, আর বিভিন্ন নোড যুক্ত হচ্ছে ফিলামেন্ট দিয়ে, যেখানে গ্যালাক্সির সংখ্যা কম।

সক্রেটিস: তুমি বললে এখানে প্রতিটা উজ্জ্বল বিন্দু একেকটা গ্যালাক্সির পজিশন, পজিশন কেন, এগুলো কি আসলেই গ্যালাক্সি হওয়া উচিত না?

শশী: এই বিন্দুগুলোকে ঠিক গ্যালাক্সি বলা যাবে না, কারণ মিলেনিয়াম রান বানানো হয়েছে ডার্ক ম্যাটার দিয়ে।

সক্রেটিস: সেটা আবার কি জিনিস?

শশী: বিজ্ঞানীরা মনে করছেন আমাদের মহাবিশ্বে মোট যে-পরিমাণ এনার্জি-ম্যাটার আছে তার মাত্র ৫% আমাদের পরিচিত সাধারণ এনার্জি-ম্যাটার (পার্টিকেল যুগে আলোচিত সবকিছু), ২৫% ডার্ক ম্যাটার, আর বাকি ৭০% ডার্ক এনার্জি। যে ম্যাটার ও এনার্জি মহাবিশ্বে থাকার কথা কিন্তু আমরা সরাসরি ডিটেক্ট করতে পারছি না তাদের নামের আগেই ‘ডার্ক’ বসানো হয়েছে। তার মানে সাধারণ ভিজিবল ম্যাটারের চেয়ে ডার্ক ম্যাটার প্রায় ৫ গুণ বেশি। গ্র্যাভিটি যেহেতু ভরের সমানুপাতিক, আর ডার্ক ম্যাটার যেহেতু বেশি ভারী, সেহেতু ডার্ক ম্যাটার দিয়েই গ্যালাক্সির কাঠামো গঠিত হওয়ার কথা। ডার্ক ম্যাটার সিমুলেট করতে পারলেই ভিজিবল ম্যাটারের বিন্যাস দেখা হয়ে যাবে। তাই মিলেনিয়াম সিমুলেশনে ১০ বিলিয়ন ডার্ক ম্যাটার ‘কণা’ সিমুলেট করা হয়েছে, যেখানে প্রতিটা কণার ভর সূর্যের ১ বিলিয়ন গুণ। মানে আমাদের টাইমল্যাপ্স মুভির কয়েকশ বিন্দু একসাথে একটা গ্যালাক্সির স্ক্যাফোল্ডিং বানাচ্ছে, যার মধ্যে ভিজিবল ম্যাটার বানাতে পারে কয়েকশ বিলিয়ন তারা।

সক্রেটিস: এস্ট্রোনমাররা ডার্কে কাজ করতে করতে ডার্কের প্রেমে পড়ে গেছে মনে হয়। তাত্ত্বিকদের সব থিওরিও ডার্ক সাইডে চলে যায় কি না তাই ভবিষ্যতে দেখার বিষয়। মানুষ যতটা জানে তার চেয়ে অনেক বেশি জানে না এবং তার চেয়েও অনেক বেশি জানার দাবি করে।

মার্স: আগামী বিশ বছরের মধ্যেই আমরা হয়ত মিলেনিয়াম রানের বাস্তব প্রমাণ পেতে শুরু করব।

সক্রেটিস: ভালো। আমার আরেকটা প্রশ্ন। তুমি বললে সব গ্যালাক্সি প্রথম চার বিলিয়ন বছরের মধ্যে জন্মেছে। তার পরে বা এখন বা ভবিষ্যতে আর গ্যালাক্সির জন্ম সম্ভব না কেন?

শশী: কারণ, সক্রেটিস, ঘন গ্যাস গ্র্যাভিটির কারণে সংকুচিত হতে হতে আরো ঘন হয়ে এক সময় গ্যালাক্সিতে পরিণত হয়। এখন ঘন গ্যাসই যদি না থাকে তাহলে গ্যালাক্সি বানানো শুরু করাই সম্ভব না। বিগব্যাঙের কারণে ইউনিভার্স প্রসারিত হতে হতে চার বিলিয়ন বছরের মধ্যেই এত বড় হয়ে গিয়েছিল যে গ্যালাক্সি বানানোর জন্য পর্যাপ্ত ঘন গ্যাস আর অবশিষ্ট ছিল না। বেশির ভাগ গ্যাসই আসলে গ্যালাক্সি হতে পারেনি, এদের মাধ্যমেই গঠিত হয়েছে ইন্টারগ্যালাক্টিক মিডিয়াম, মানে এক গ্যালাক্সি থেকে আরেক গ্যালাক্সির মাঝখানের ফাঁকা জায়গা যেখানে গ্যাসের ঘনত্ব অনেক কম। কসমিক ওয়েবে অবশ্য ইন্টারগ্যালাক্টিক মিডিয়ামের চেয়েও ফাঁকা জায়গা পাওয়া যায়, যেখানে গ্যাসের ঘনত্ব আরো কম, এদের নাম কসমিক ভয়েড। কসমিক ওয়েবে এই সব ভয়েডের বিপরীতে পাওয়া যায় গ্যালাক্সিদের ক্লাস্টার ও সুপারক্লাস্টার, সবচেয়ে ঘন ঘন জায়গায়, নোডের মধ্যে।