যে তরঙ্গ সন্ধান দেয় এক নতুন মহাজাগতিক সমুদ্রের....

(আমি পদার্থবিজ্ঞানের ছাত্র হলেও এই লেখায় ইচ্ছা করেই পদার্থবিজ্ঞানের ভাষা এবং সংজ্ঞাগুলো খুব শক্তভাবে ব্যবহার করি নি... কারণ আমার লেখার উদ্দেশ্য মানুষকে বিজ্ঞানটা বুঝানো না, বিজ্ঞানের মানবিক দিকটা তুলে ধরা! এজন্য বিজ্ঞানমনস্ক পাঠকের কাছে আগেই ক্ষমা চেয়ে নিচ্ছি!)

আমি বসে আছি আমাদের রাইস ইউনিভার্সিটির অ্যাস্ট্রোনমি অ্যান্ড ফিজিক্স ডিপার্টমেন্টের হলরুমে, বিশাল বড় স্ক্রিনে আমাদের ইউনিভার্সিটির ছাত্র-শিক্ষকরাও যোগ দিয়েছেন লাইগোর (লেসার ইন্টারফেরোমিটার গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ অবজারভেটরি) প্রেস কনফারেন্সে... ফ্যাকাল্টিদের সবার মাঝে বেশ চাপা উত্তেজনা, আর আমাদের মত গণ্ডমূর্খ পি.এইচ.ডি ছাত্ররা ভাব ধরে বসে আছি যে সব বুঝতে পারছি! কিছুক্ষণের মধ্যেই ঘোষণা আসলো যে, লাইগো গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ বা মহাকর্ষীয় তরঙ্গের অস্তিত্ব খুঁজে পেয়েছে!! সাথে সাথে সবার হাততালি! আমিও যে খুব বুঝে হাততালি দিলাম তা না, শুধু এইটুকু জানতাম যে আইনস্টাইনের প্রায় ১০০ বছর আগের জেনারেল থিওরি অব রিলেটিভিটি এর প্রথম সরাসরি প্রমাণ আমরা পেয়েছি! তার মানে গত ১০০ বছর ধরে আমরা যেই থিওরিকে আঁকড়ে ধরে তিল তিল করে আমাদের মহাবিশ্বকে জানার এবং বোঝার থিওরিগুলো দাঁড় করিয়েছি, সেগুলো আসলেই শক্ত মাটির উপর দাঁড়িয়ে আছে... আরও একবার প্রকৃতির রূপ রহস্যের খোঁজে মানুষের কৌতূহল আর কল্পনাশক্তির জয় হল। এমন সময় তাকিয়ে দেখি সামনের দিকে বসে থাকা আমাদের কসমোলজির এক প্রফেসর চশমা খুলে চোখ মুছছেন। হঠাৎ মনে হল, আসলেই আমরা অসম্ভব অসাধারণকে মাটিতে নামিয়ে ফেলেছি... বছরের পর বছর ধরে লেগে থাকা পৃথিবীর সেরা মেধাবী এবং অসম্ভবকে সম্ভব করার স্বপ্ন দেখা মানুষগুলোর পরিশ্রম বিফলে যায় নি... সেইসব স্বপ্নবাজ মানুষগুলো কিসের পিছনে ছুটেছেন সেইটা একটু বুঝার জন্যই এই লেখা!

পেছনে ফিরে দেখাঃ
গ্র্যাভিটি বা মহাকর্ষের কথা উঠলেই আমাদের মনে আসে নিউটন সাহেব আর তাঁর আপেলের কথা! কিন্তু মহাকর্ষের অস্তিত্ব নিয়ে মানুষ অনেক আগে থেকেই চিন্তাভাবনা শুরু করেছিলঃ যেমন, এর মধ্যে উল্লেখযোগ্য হচ্ছে অ্যারিস্টটল! তিনি বিশ্বাস করতেন যে কোন কিছুকে ছুঁড়ে দিলে সেটা আবার মাটিতে ফিরে আসে, কারণ সে জানে যে কোথায় তার থাকার কথা। তিনি যুক্তি দিয়ে এটাও বুঝিয়েছিলেন যে ফিরে আসার সাথে কোন কিছু কতটা ভারী সেটারও খুব ভালো একটা সম্পর্ক আছে, কারণ ভারী জিনিস দ্রুত পড়ে কিন্তু হালকা জিনিস আস্তে ধীরে পড়ে! (যদিও যুক্তিটা আসলে ভুল, হাল্কা জিনিস পরে পড়ে কারণ বাতাসের সাথে ঘর্ষণ)।
তারপর অনেক বছর পার হয়ে গেছে, গ্রীক এবং মুসলিম দার্শনিকরা এই সমস্যা নিয়ে ভেবেছেন, কেউ যুক্তি দিয়ে, কেউবা ধর্ম বা দর্শন দিয়ে সমাধান দেয়ার চেষ্টা করেছেন। কিন্তু তেমন গুছানো কোন কাজ আর পাওয়া যায়নি। ১৬-১৭ শতকের দিকে এসে গ্যালিলিও গ্যালিলি একটা দারুণ পরীক্ষা করেন, তিনি প্রমাণ করেন যে, একটা ভারী আর একটা হালকা জিনিস নিয়ে যদি একই উচ্চতা থেকে ফেলে দেয়া হয়, তাহলে দুইটা একই সময় এসে মাটিতে এসে পড়বে! (পিসার টাওয়ারের সেই বিখ্যাত পরীক্ষা, যেটা আসলেই ওই টাওয়ারের উপর থেকেই হয়েছে কিনা সেটা নিয়ে বিতর্ক আছে!)। গ্যালিলিওর পরীক্ষার একটা অসাধারণ উপসংহার আছেঃ সেটা হল, কোন কিছুর মাটিতে পড়ার ত্বরণ সব সময় একই থাকে (বাংলায় বললে, যত উপর থেকে পড়বে তত গতিবেগ বাড়বে, এবং এই গতিবেগ বাড়ার হার ভারী বা হালকা বস্তু সবার জন্য একই... এমন না যে, হালকা হলে তাড়াতাড়ি গতিবেগ বাড়বে, বা ভারী হলে আস্তে আস্তে বাড়বে... সবার জন্য গতিবেগ সময়ের সাথে একই হারে বাড়বে)! এই উপসংহার পরবর্তীতে অনেক বছর পর আইনস্টাইনকে মহাকর্ষ তত্ত্ব বা জেনারেল থিওরি অব রিলেটিভিটি দাঁড়া করাতে সাহায্য করেছিল।

তার কিছুদিন পরেই আসলো নিউটন আর তাঁর আপেল। নিউটন সাহেব পরীক্ষা করে দেখলেন, এই দুনিয়ার যে কোন দুইটা জিনিসের মধ্যে সব সময় একটা আকর্ষণ কাজ করে। এটার মানে হল পৃথিবী যে শুধু আমাকে বা আপেলকে আকর্ষণ করে তা না, আপেল আর আমিও একজন আরেকজনকে আকর্ষণ করছি !! কিন্তু পৃথিবী বিশাল বড় বলে, আপেল আর আমার আকর্ষণ দৈনন্দিন জীবনে বুঝা যায় না ! পরীক্ষা করে নিউটন সাহেব আরও পেলেন যে, যে দুইটা জিনিস একজন আরেকজনকে আকর্ষণ করছে, তারা যত ভারী হবে, আকর্ষণের শক্তিও (পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় “বল”) তত বেশি হবে!! আবার এই দুইজনকে যত দূরে রাখা হবে, তাদের আকর্ষণও সেই অনুযায়ী তত কমে যাবে (পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায়ঃ দূরত্বের বর্গের ব্যাস্তানুপাতিক)!! নিউটন এই আকর্ষণ শক্তির নাম দিলেন গ্র্যাভিটি (বাংলায় মহাকর্ষ)!! নিউটন আরও একধাপ এগিয়ে বললেন, যে এই মহাকর্ষ ব্যাপারটা শুধু পৃথিবীতেই সীমাবদ্ধ না, গোটা মহাবিশ্ব বা বিশ্বজগতই এই নিয়ম মেনে চলে! বিজ্ঞানীসমাজ তখন এই সুত্র ধরে হিসাব করে দেখালেন যে ঘটনা সত্যি! চাঁদের জন্য জোয়ার-ভাটা, পৃথিবীর চারদিকে চাঁদের ঘূর্ণন, সূর্যের চারদিকে পৃথিবীসহ অন্যান্য গ্রহগুলোর ঘূর্ণন সবই আসলে এই মহাকর্ষীয় আকর্ষণ বল দিয়ে নিখুঁতভাবে ব্যাখ্যা করা যায়! তবে সূর্যের সবচেয়ে কাছাকাছি বুধ গ্রহের কক্ষপথ হিসাবে খুবই খুবই সামান্য গরমিল পাওয়া গিয়েছিল, যেটা তখনকার বিজ্ঞানীরা ভেবেছিলেন, যন্ত্রপাতির ত্রুটি বা সূত্রে সামান্য পরিমার্জন করলে ঠিক হয়ে যাবে।
ভালো কথা, আমরা জানলাম, মহাকর্ষ বলে একটা বল আছে, যেটা দিয়ে আমরা সারাক্ষণ সবাই একে অপরকে টানাটানি করি। কিন্তু এখন আরও বড় প্রশ্ন!! আমাদের কি এমন ঠেকা পড়েছে এই টানাটানি করার!? মানে পৃথিবী কিভাবে বুঝে বা আপেল কিভাবে বুঝে যে অন্য কিছুকে টানতে হবে এবং ঠিক একটা নির্দিষ্ট বলেই টানতে হবে!! এই ব্যাপারটা নিয়ে নিউটনসহ সমসাময়িক অনেক বড় বড় বিজ্ঞানী চিন্তিত ছিলেন, অস্বস্তিতে ভুগতেন, কিন্তু সঠিক কোন ব্যাখ্যা কেউ দিতে পারেননি!

২০ শতকের শুরুর দিকে আইন্সটাইন একটা ব্যাখ্যা হাজির করলেন। ব্যাখ্যাটা বলার আগে আমি একটু পাঠককে প্রস্তুত করে নিতে চাই! এই ব্যাখ্যাটা খুব সম্ভবত ভিডিও দিয়ে দেখালে খুব সহজেই বুঝিয়ে ফেলানো যায়, তাও আমি লিখে বুঝানোর চেষ্টা করব!

মনে করি, আমাদের চারপাশে আমরা যা কিছু দেখি, তার কিছুই নেই। আমি নেই, আপনি নেই, ঘরবাড়ি, গাছপালা, পশুপাখি কিছুই নেই, এমনকি, পৃথিবী-চাঁদ-সূর্য, ওই দুরের নক্ষত্রগুলোও নেই... কোন কিছুই নেই। তখন আসলে কি থাকবে? সবকিছু না থাকলেও দুইটা জিনিস থাকবেঃ একটা হল ফাঁকা জায়গা আর আরেকটা হল সময়। একসাথে বললে বলা যায় স্থান-কাল (স্পেস-টাইম)! আইন্সটাইন বুঝেছিলেন, যে এই মহাবিশ্ব হল স্থান-কালের বুনন দিয়ে তৈরি, আর এই স্থান-কাল সবসময় জ্যামিতি মেনে চলে!

স্থান-কাল এর খুব সুন্দর একটা উদাহরণ আছেঃ ধরুন আপনি সুই-সুতা দিয়ে একটা চাদর বুনলেন এরপর চাদরটাকে শুন্যে ঝুলিয়ে টান টান করে তার চারটা মাথা আপনার ঘরের চার কোণে পেরেক দিয়ে আটকে দিলেন। এটা হল একটা দ্বিমাত্রিক মহাবিশ্ব, কারণ চাদর এর শুধু দৈর্ঘ্য আর প্রস্থ আছে! এবার আসল গল্পে যাইঃ ধরুন চাদরের উপর আপনি একটা হালকা ছোট বল সোজা গড়িয়ে দিলেন... তাহলে কি হবে? বলটা সোজা গড়িয়ে যাবে। এবার একটু আলাদা কিছু করি। চাদরের মাঝখানে আমি একটা বিশাল বড় আর ভারী বল রাখি... এখন কি হবে? চাদরটা দেবে যাবে, তাই না? এবার আগের মত আপনি একটা হালকা ছোট বল সোজা গড়িয়ে দিন। দেখবেন এবার আর হালকা ছোট বলটা সোজা যেতে পারছে না, সে ভারী বলটার চারদিকে কিছুটা বৃত্তাকার বা গোলাকার পথে ঘুরে যাচ্ছে কিম্বা ঘুরতে গিয়ে বৃত্তাকার পথে আটকা পড়ে যাচ্ছে এবং একসময় ভারী বলটার কাছে গিয়ে পড়ছে! আইন্সটাইন তাঁর অসাধারণ মেধা দিয়ে এই ব্যাপারগুলো কল্পনা করেছিলেন, এবং অসংখ্য চিন্তা-পরীক্ষা (থট-এক্সপেরিমেন্ট) করেছেন! শেষ পর্যন্ত তিনি বলেছেন এরকম কিছুঃ (বিখ্যাত বিজ্ঞানী হুইলারের ভাষায়) “স্থান-কাল পদার্থের উপস্থিতিতে বক্র হয় বা বেঁকে যায়, আর পদার্থ যখন এক জায়গা থেকে আরেক জায়গায় যায় তখন এই স্থান-কালের বক্র পথটাকে মেনে তাকে যাওয়া-আসা করতে হয়”। এই ঘটনার জন্য আমাদের মনে বিভ্রম হয় যে, গ্র্যাভিটি বলে কোন আকর্ষণ আছে। যেমন, আমরা দেখি পৃথিবী সূর্যের চারদিকে ঘুরে, এবং আমরা ভাবি সূর্যের সাথে পৃথিবীর কোন অদৃশ্য আকর্ষণ আছে! কিন্তু পৃথিবী আসলে স্থান-কালের চাদরে সোজাই যেতে চাচ্ছিল, কিন্তু সূর্যের মত ভারী জিনিস স্থান-কালের চাদরকে দাবিয়ে ব্যাঁকা করে রেখেছে... এখন পৃথিবী বেচারা কি করবে! আমার যাওয়ার রাস্তাই যদি বাঁকা থাকে, আমি যতই রাস্তা ধরে সোজা গাড়ি চালাই না কেন আমি তো খালি ঘুরতেই থাকব... এজন্যই পৃথিবী ঘোরা পথে আটকে থাকে। সোজা বাংলায়, আসলে কোন আকর্ষণ নেই, যেটা আছে সেটা হল বিশুদ্ধ জ্যামিতি।

এই অসম্ভব কল্পনা শুনতে যতই অসাধারণ লাগুক, এটা মানুষ কেন বিশ্বাস করবে? আর বিজ্ঞানীরা তো আরও নাকউঁচু, শক্ত যুক্তি-প্রমাণ ছাড়া কোনভাবেই এই জিনিস তারা মানবেন না। সুতরাং আইন্সটাইন এটার জন্য গাণিতিক মডেল দাঁড়া করালেন। আমাদের জগত তো আর বিছানার চাদর না, আমাদের জগতে স্থানের ৩টা মাত্রা আর সময়ের ১টা, সব মিলিয়ে আইন্সটাইন একটা চতুর্মাত্রিক স্থান-কালের জ্যামিতি দাঁড়া করালেন, তাতে বক্রতা, পদার্থের অস্তিত্ব এবং গতি, এবং সেই গতির ফলে স্থান-কালের উপর প্রভাব সব ঢেলে তিনি দাঁড়া করালেন তাঁর বিখ্যাত ফিল্ড ইকুয়েশন! গ্রহ-নক্ষত্রের গতিপথ থেকে আরম্ভ করে আমরা যা কিছু নিউটনের মহাকর্ষীয় সূত্র দিয়ে ব্যাখ্যা করতে পারতাম, সবকিছু আবার নতুন করে আইনস্টাইনের মডেল দিয়ে হিসাব করে দেখা হল। দেখা গেলো, আইনস্টাইনের মডেলও নিখুঁতভাবে সবকিছু বলে দিতে পারে, এমনকি বুধ গ্রহের কক্ষপথ হিসাবে যে সামান্য গরমিল ছিল, সেটাও দশমিকের পর অনেকঘর পর্যন্ত নিখুঁতভাবে আইনস্টাইনের স্থান-কাল তত্ত্ব সঠিক হিসাব করে দিতে পারে!

অসাধারণ একটা থিওরি, কিন্তু বিশাল ঝামেলা আছে। ঝামেলাটা বলিঃ ধরা যাক, কোন কারণে হুট করে আমাদের সূর্যটা ভোজবাজির মত হারিয়ে গেলো! এক নিমেষেই উধাও বলে যাকে! প্রশ্ন হল, সূর্য উধাও হলে কতক্ষন পর পৃথিবী সেটা বুঝবে আর কক্ষপথ থেকে ছিটকে পড়ে যাবে? নিউটনের মহাকর্ষীয় সুত্র অনুযায়ীঃ সূর্য নাই, তো আকর্ষণ নাই। সুতরাং পৃথিবী সঙ্গে সঙ্গে তার কক্ষপথ থেকে ছিটকে পড়বে! কিন্তু এখানে দুইটা ব্যাপার আছেঃ এক হলঃ আইনস্টাইনের স্পেশাল থিওরি অফ রিলেটিভিটি (সময় ও স্থান দুইটাই আপেক্ষিক) অনুযায়ী, আলোর চেয়ে বেশি গতিবেগে কোন খবর আসার কথা না, পৃথিবী থেকে সূর্য পর্যন্ত আলো আসতে প্রায় সাড়ে ৮ মিনিট লাগে, সুতরাং সাড়ে ৮ মিনিটের আগে পৃথিবীর কক্ষপথ থেকে ছিটকে পড়ার কথা না! দুই নাম্বার ব্যাপারটা হলঃ আমরা একটু আগে চাদর দিয়ে যেই পরীক্ষা করছিলাম, সেখানে আমি যদি হুট করে বড় ভারী বলটা সরিয়ে দেই, তাহলে কি হবে? চাদরটা উপরে নিচে দুলতে দুলতে আস্তে স্থির হবে! ওই সময় চাদরের উপরে থাকা ছোট বলটা কি দেখবে? সে দেখবে যেখানে ভারী বলটা ছিল সেখান থেকে ঢেউয়ের মত আসছে এবং সে তরঙ্গ এর প্রথম ঢেউ আসার পরেই সে বুঝতে পারবে যে মাঝের ভারী বলটা আর নাই!! মানে সে কিছুদূর আগের পথ গিয়েই সাথে সাথে বুঝতে পারবে যে স্থান-কাল আর বক্র নাই, সুতরাং তাকে আর ঘুরতে হবে না, সে এখন সোজা পথে চলতে পারবে!

এখন প্রশ্ন হলঃ কোনটা ঠিক? মহাকর্ষ কি আসলে একটা আকর্ষণ বল যেটা সবাইকে একটা অদৃশ্য সুতো দিয়ে আটকে রেখেছে আর টানাটানি করছে? নাকি আসলে পুরা ব্যাপারটাই আইনস্টাইনের কল্পনার মত? স্থান-কালের জ্যামিতি? যদি আইনস্টাইনের কথা ঠিক হয়, তাহলে এই স্থান-কালে ওই ঢেউগুলো নিশ্চয়ই তৈরি হওয়া সম্ভব বা এখনি এরকম ঢেউ তৈরি হচ্ছে এবং আমরা খুঁজলে পাব... এই ঢেউগুলোর নাম এজন্য মহাকর্ষীয় তরঙ্গ বা গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ! এখন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ যদি থাকে তাহলে স্থান-কালের এই কন্সেপ্ট বা চিন্তাটাও ঠিক, তার মানে দাঁড়াবে, স্থান-কাল আসলেই বক্র হয়, এবং আসলেই অংকের জ্যামিতি দিয়েই মহাবিশ্বের এই আকর্ষণ ব্যাখ্যা করা সম্ভব, ঠিক যেমনটা আইন্সটাইন তাঁর জেনারেল রিলেটিভিটির ফিল্ড ইকুয়েশনে করেছিলেন!

মহাকর্ষীয় তরঙ্গের খোঁজেঃ
আইন্সটাইনের স্থান-কালের বক্রতার তত্ত্ব প্রমাণ করার জন্য ১৯৬০-৭০ সালের দিকে বিজ্ঞানীরা উঠেপড়ে লাগলেন। এখন প্রশ্ন হল এই তরঙ্গ কোথায় পাওয়া যাবে? উত্তর খুব সহজ, আমাদের চারপাশেই। আমরাই তো সারাক্ষণ এরকম তরঙ্গ তৈরি করছি। কিন্তু সমস্যা হল, মহাকর্ষীয় তরঙ্গ খুবই দুর্বল। আমাদের চেনা জানা একটা বল হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বা তড়িৎ -চৌম্বক বল, যেটার জন্য পজিটিভ চার্জ নেগেটিভ চার্জকে আকর্ষণ করে আবার দুইটা একই চার্জ একে অপরকে বিকর্ষণ করে। আমরা যদি দুইটা ইলেক্ট্রনের মহাকর্ষীয় বলের তুলনায় তড়িৎ- চৌম্বকবলের তুলনা করি তাহলে মহাকর্ষীয় বল তড়িৎ-চৌম্বকবলের ০.০০০০...(৪২টা শুন্য)...০০০.১ ভাগ! কিন্তু তারপরও মহাকর্ষীয় বলই বেশি প্রাধান্য পায়, কারণ এর কোন বিকর্ষণ নাই, শুধু আকর্ষণ আছে (ডার্ক এনার্জি বাদে)। এখন এত দুর্বল তরঙ্গ খুঁজে পেতে হলে আমরা সাধারণ প্রাণী বা বস্তু যথেষ্ট না, এমনকি আমাদের পৃথিবী বা সূর্যের মত ভারী বস্তুও যথেষ্ট না। (ভুলে যাওয়ার আগে আবার মনে করিয়ে দেই, সূর্য কিন্তু পৃথিবী থেকে ৩৩০,০০০ গুণ ভারী!) সূর্যের চেয়েও ভারী নক্ষত্র আছে আমাদের মহাবিশ্বে যেগুলো সূর্যের ভরের ২০, ৫০ বা ১০০ গুণ। এধরণের নক্ষত্রগুলো তাদের জীবনের শেষপ্রান্তে এসে সুপারনোভা হয়ে বিস্ফোরিত হয়ে যায়, কিম্বা নিউট্রন স্টার হয়ে প্রচণ্ড ঘনত্ব নিয়ে ঘুরতে থাকে! অনেক ভারী নক্ষত্ররা হয়ে যায় ব্ল্যাকহোল, তারা এত ভারী এবং এত ঘন, যে তাদের মহাকর্ষীয় আকর্ষণ থেকে আলোও বাঁচতে পারে না। আর যেহেতু কোন কিছুর বেগ আলোর থেকে বেশি হওয়া সম্ভব না, সুতরাং আলো বের হতে না পারলে, আর কোন কিছুই এর প্রভাব থেকে বের হতে পারবে না! এজন্যই এর নাম ব্ল্যাকহোল! এখন যদি এমন হয়, যে দুইটা ব্ল্যাকহোল একে অপরকে ঘিরে ঘুরছে এবং আকর্ষণের কারনে আস্তে আস্তে নিজেদের কাছে নিজেরা এগিয়ে আসছে এবং শেষ পর্যন্ত একে অপরকে গ্রাস করে একটা ব্ল্যাকহোলে পরিণত হচ্ছে... তাহলে কি হবে? তখন আইন্সটাইনের কল্পনার জগতে আমরা দেখব যে স্থান-কালে দুইটা ভয়ঙ্কর ভারী এবং অসম্ভব শক্তিশালী জিনিস ঘুরে বেরাচ্ছে এবং তাদের প্রলয়ঙ্কারী গতির জন্য স্থান-কালে ব্যাপক আন্দোলন হচ্ছে! সোজা বাংলায়, এরা বিশাল বড় বড় ঢেউ এর মত মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি করছে যেটা তরঙ্গের মত স্থান-কাল বেয়ে বেয়ে আশেপাশে সবকিছুর উপর আছড়ে পড়ছে! তাহলে এরকম একটা বাইনারি বা দ্বৈত-ব্ল্যাকহোল আসলে আমাদের মহাকর্ষীয় তরঙ্গ খুঁজে বের করার জন্য আদর্শ !!

সমস্যা হল, দ্বৈত-ব্ল্যাকহোল সহজে পাওয়া যায় না! কোন একটা গ্যালাক্সিতেই হয়ত হাতে গোনা কয়েকটা থাকতে পারে! তবে জ্যোতির্বিদরাও নাছোড়বান্দা, তাঁরা খুঁজাখুঁজি করে ঠিকই এরকম একটা দ্বৈত-ব্ল্যাকহোল খুঁজে পেয়েছেন, কিন্তু আবারও সমস্যা হল এরা আমাদের থেকে অনেক অনেক দূরে, আরও ভালো করে বললে, ১৩০ কোটি আলোকবর্ষ দূরে (১ আলোকবর্ষ = সাড়ে নয় লক্ষ কোটি কিলোমিটার)! আমাদের গ্যালাক্সি তে তো নাই-ই কাছের অ্যান্ড্রোমিডা গ্যালাক্সি থেকেও অনেক দূরে! এখন এত দূর থেকে মহাকর্ষীয় ঢেউ আসতে আসতে তো সে অনেক দুর্বল হয়ে যাবে! বিজ্ঞানীরা হিসাব করে দেখলেন, যে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আসবে সেগুলো স্থান-কালের সংকোচন-প্রসারণ ঘটাবে কেবল ১০০০০০…..(২১টা শুন্য)….০০০০০ ভাগের ১ ভাগ মাত্র!

প্রশ্ন হল স্থান-কালের ঢেউ বা এরকম সংকোচন-প্রসারণ কিভাবে মাপব? ব্যাপারটা খুব সহজ না। একটু বুঝিয়ে বলি, সাধারণত আমরা কোন দৈর্ঘ্য বা প্রস্থ বা উচ্চতা এসব কিছু মাপি স্কেল দিয়ে! ধরি আমার কাছে সেই ছোটবেলার বারো ইঞ্চি মাপের একটা স্কেল আছে যেটা দিয়ে আমি মেপে মেপে বারো ইঞ্চির দুইদিকে দুইটা দাগ দিলাম। এই দুই দাগের মধ্যে দূরত্বটা মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আসার পর বাড়লো নাকি কমলো, সেটা কি আমি ঐ স্কেল দিয়ে মাপতে পারব? উত্তর হল, না! কারণ, তরঙ্গের কারণে স্থান-কাল প্রসারিত হলে তো স্থানের ভিতর থাকা দাগ, স্কেল, এবং আমি নিজে আমরা সবাই প্রসারিত হব! তাই আমি কিছুই টের পাব না, যেটা আগে ১২ ইঞ্চি ছিল, সেটা এখনও ১২ ইঞ্চিই মনে হবে!

এই সমস্যার সমাধান হচ্ছে মহাবিশ্বের প্রাচীন সন্তানঃ আলো। আলোর গতি শুন্যস্থানে সব সময় একই থাকবে (স্পেশাল থিওরি অফ রিলেটিভিটি), এবং যেহেতু আলোর বেগ সবসময় একই তাই আলোর যাওয়া-আসার সময় দিয়ে আমি যে কোন কিছুর সঠিক দূরত্ব কতটুকু সেটা আমি মাপতে পারব! ধরা যাক, একটু আগে স্কেল দিয়ে হিসাব করা এক দাগ থেকে আরেক দাগে যেতে যদি আলোর ০.০০০০০০০০১ সেকেন্ড সময় লাগতো, দূরত্বটা প্রসারিত হলে কিন্তু এখন ০.০০০০০০০০১ সেকেন্ডের চেয়ে একটু বেশি লাগবে।

যাই হোক, অনেক থিওরি কপচালাম, এবার আসল পরীক্ষায় আসি! পরীক্ষাটা করব এভাবে, প্রথমে ৪ (চার) কিলোমিটার লম্বা ইংরেজি L আকৃতির সুড়ঙ্গ বানাবো, যেটার এক মাথা থেকে আরেক মাথায় লেজার আলো মারব। তারপর দেখব আলো যেতে এবং আসতে কত সময় লাগে? আলোর গতিবেগ যেহেতু জানি, তাই বেগকে সময় দিয়ে গুণ করে দূরত্ব হিসাব করতে পারব! এখন যদি কোন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ না থাকে তাহলে কখনই দূরত্ব ৪ কিলোমিটারের কমবেশি হবে না! কিন্তু যদি কমবেশি হয় তাহলে বুঝতে হবে স্থান-কালে ঢেউ আসছে! আর ঢেউ যখন আসবে, তখন সংকোচন এবং প্রসারণ দুইটাই থাকবে, তার মানে ডানে-বামে যদি প্রসারিত হয় তাহলে সামনে-পিছনে অবশ্যই সংকুচিত হবে। অর্থাৎ, L এর এক বাহুতে আলো যেতে কিছু বেশি সময় নিবে, এবং সেই অনুপাতে আরেক বাহুতে আলো যেতে কম সময় নেবে। দুই বাহুর হিসাব থেকে তরঙ্গ যে আসলেই আসছে সেটা নিশ্চিত হওয়া যাবে! এত কিছুর পরও আমার একটা অসাধারণ ইঞ্জিনিয়ারদের দল লাগবে। কারণ একটু আগেই বলেছি, যে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আসবে সেগুলো স্থান-কালের সংকোচন-প্রসারণ ঘটাবে কেবল ১০০০০০…..(২১টা শুন্য)….০০০০০ ভাগের ১ ভাগ মাত্র! আমাদের চেনা-জানা মৌলিক পদার্থগুলোর পরমাণুর ব্যাস প্রায় ০.০০০…(১০টা শুন্য)…০০১ মিটার! সুতরাং ৪ কিলোমিটারে যেই সামান্য সংকোচন-প্রসারণ ঘটবে সেটা মাপতে হলে এমন ব্যবস্থা করতে হবে যাতে পরমাণুর ভিতরের কণাগুলোর যেই সাইজ, ওই সাইজের পরিমাণ নড়াচড়া বা আন্দোলনও ধরতে পারা যায়! ধরলাম আমি সারা পৃথিবীর তাবৎ ব্রিলিয়ান্ট ইঞ্জিনিয়ার এবং অ্যাপ্লাইড সায়েন্টিস্ট ধরে এনে এরকম অসাধ্য একটা ডিটেক্টর বানালাম, যেটা কিনা এত ছোট নড়াচড়া বা আন্দোলনও ধরতে পারে, কিন্তু আমি কিভাবে বুঝব যে এই আন্দোলনটা অন্য কিছু থেকে হচ্ছে না?! পৃথিবী নিজেই সারাক্ষণ ঘুরছে, তার নিজস্ব একটা জিওলজিক্যাল ভাইব্রেশন বা আন্দোলন, আশেপাশে তো দুনিয়ার শব্দ, আলো, তাপ, চাপ সবরকম প্রভাব তো আছেই, যেগুলো কিনা নানা রকম তরঙ্গ তৈরি করতে পারে! আর এসব কিছুর পর যান্ত্রিক ত্রুটি আর মানুষের তৈরি বিভিন্ন তরঙ্গও থাকবে! সুতরাং এমন একটা ব্যবস্থা করতে হবে যাতে কোন রকম বাইরের এবং ভিতরের ঝামেলা বা ডিস্টারবেন্স এবং বিশেষ করে কোনরকম তরঙ্গ ঢুকতে না পারে! সবচেয়ে ভালো হয়, একবারে এরকম ২টা সিস্টেম কোন দেশের ২ মাথায় বানাতে পারলে! কারণ ২ জায়গায় একই সময়ে একই রকম তরঙ্গ বা ঝামেলার জন্য কোন ভুল সিগনাল তৈরি হওয়ার সম্ভাবনা প্রায় নেই বললেই চলে!

লাইগোর (LIGO, Laser Interferrometer Gravitational wave Observatory, আমি এটাকে আগে “লিগো” ডাকতাম, কিন্তু পরে দেখলাম, এখানের সবাই লাইগো ডাকে) বিজ্ঞানী এবং ইঞ্জিনিয়াররা এরকম একটা অসম্ভবকেই সম্ভব করেছেন। এই মাল্টি-বিলিয়ন ডলারের প্রজেক্টে ১০টিরও বেশি দেশের সহস্রাধিক বিজ্ঞানী কাজ করেছেন যেখানে ক্যালটেক, এম.আই.টি এবং ম্যাক্সপ্ল্যাঙ্ক ইন্সটিটিউট এর মত বাঘা বাঘা শিক্ষাপ্রতিষ্ঠান জড়িত ছিল (আমি যতদূর জানি, বাংলাদেশের একজন বিজ্ঞানীও লাইগো টিমে আছেন, যুক্তরাষ্ট্রের অরিগন বিশ্ববিদ্যালয়ের পোস্ট ডক্টরাল রিসার্চ এসোসিয়েট ডঃ দীপঙ্কর তালুকদার)! ২০০১ সালে লাইগো মহাকর্ষীয় তরঙ্গ খোঁজা শুরু করলেও ২০১১ পর্যন্ত তাঁরা খুঁজে পাননি। কারণ এত নিখুঁত ব্যবস্থা আর সংবেদনশীলতা থাকার পরও মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করার জন্য যে পরিমান সেনসিটিভি প্রয়োজন তার পুরোপুরি লাইগোর ছিল না! এজন্য ২ ধাপে এর উন্নয়ন করা হয়, Enhanced LIGO এবং Advanced LIGO. এই অ্যাডভান্সড লাইগো ২০১৫ সালের সেপ্টেম্বরে সন্দেহাতীতভাবে প্রথম মহাকর্ষীয় তরঙ্গের অস্তিত্ব খুঁজে পায়।

মহাকর্ষীয় তরঙ্গ কেন এত বড় একটা ব্যাপার?
মানুষ যখন প্রথম আকাশের দিকে তাকাল, তখন আলো চোখে এসে পড়ার সাথে সাথে যেমন অতুলনীয় সব সম্ভাবনার দরজা খুলে গিয়েছিল, ঠিক তেমনভাবে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আবিষ্কারের সাথে সাথে আমরা নতুন একটা চোখ আজকে খুলতে পারলাম। আগের চোখ দিয়ে আমরা যেমন আলোকিত জগত দেখতাম, এখনের নতুন চোখ দিয়ে আমরা একটা মহাকর্ষীয় জগত দেখতে পারব। এটা যেন আমাদের সামনে নতুন এক গাদা রঙয়ের জগত খুলে গেলো, যেই রঙগুলো আমরা আগে কল্পনাও করতে পারতাম না। আরেকটু ভেঙ্গে বলিঃ মানুষ এক্সরে আবিষ্কারের আগে শরীরের ভেতরের জিনিস কিন্তু দেখতে পেত না! একইভাবে ইনফ্রারেড, রেডিওওয়েভ, টেরাহার্টজ ওয়েভ আসার আগে মানুষ নাইট ভিশন, রাডার এবং মোবাইল কমিউনিকেশনের কথা মানুষ চিন্তাও করতে পারত না। একইভাবে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আমাদের সামনে অ্যাস্ট্রনমির একটা নতুন স্পেকট্রাম (বর্ণালী) খুলে দিয়েছে! লাইগোর এক্সিকিউটিভ ডিরেক্টর ডেভিড রাইটজ এর ভাষায়, “Up until now, we've been deaf to gravitational waves, What's going to come now is we're going to hear more things, and no doubt we'll hear things that we expected to hear … but we will also hear things that we never expected.” এই সুযোগে অ্যাস্ট্রোফিজিক্সে পড়ুয়া একজন ছাত্র হিসেবে একটা কথা বলার লোভ সামলাতে পারছি না! আমাদের মহাবিশ্বের ১০০ ভাগের মাত্র ৩ ভাগ হল আমাদের জানাশোনা পদার্থ দিয়ে তৈরিঃ মানে আলোর কণা ফোটন, পদার্থের পরমাণুর ভিতরে থাকা ইলেকট্রন, প্রোটন, নিউট্রন সহ যাবতীয় কণা যা আমরা আজ পর্যন্ত বের করতে পেরেছি, সব মিলিয়ে সমস্ত গ্যলাক্সি আর তাদের গ্রহ-নক্ষত্র এক করে মাত্র ৩ ভাগ হয়। বাকি ২৭ ভাগ বলা হয় ডার্ক ম্যাটার যেটা আমরা দেখতে পারব না, কারণ এরা আলোর সাথে কোন রকম ইন্টারঅ্যাকশন করে না, আর অবশিষ্ট ৭০ ভাগ ডার্ক এনার্জি, যেটা কি জিনিস সেটা আসলে আমরা তেমন নিশ্চিতভাবে কিছুই জানি না! এতদিন ডার্কম্যাটার সরাসরি খুঁজে পাওয়া অসম্ভব ছিল কারণ আমাদের সব খুঁজাখুঁজি হত আলো দিয়ে! কিন্তু ডার্ক ম্যাটার মহাকর্ষ অনুভব করে এবং এজন্য এখন তাদেরকে সরাসরি খুঁজে বের করার সুযোগ তৈরি হল!! এধরণের একটা পদার্থ সরাসরি খুঁজে পাওয়া সম্ভব হলে এবং ভবিষ্যতে আহরণ করা গেলে পৃথিবীর প্রযুক্তি কোথায় চলে যাবে তা আসলে চিন্তাও করা যায় না!

ক্যালটেকের বিখ্যাত পদার্থবিজ্ঞানী, লাইগোর ফাউন্ডারদের একজন এবং “ইন্টারস্টেলার” মুভির এক্সিকিউটিভ প্রডিউসার ও সাইন্স অ্যাডভাইসর কিপ থর্ন সাহেব আরেকটা অসাধারণ কথা বলেছেন, “আজ পর্যন্ত আমরা স্থান-কালের যত রকম আন্দোলন দেখেছি সবই ছিল খুব দুর্বল এবং নিস্তরঙ্গ, যেন আমরা মহাসাগরের শুধু শান্ত-স্নিগ্ধ রূপটাই দেখে এসেছি। এই মহাসাগরের উত্তাল রূপটা আমরা কখনই দেখিনি। লাইগোর সাহায্যে দ্বৈত-ব্ল্যাকহোল এর স্থান-কাল দুমড়ে-মুচড়ে উন্মত্ত ঝড় তৈরি এবং সেটা আমাদের শুনতে পাওয়া আসলেই আমাদের চিন্তাভাবনার নাগালকে পুরোপুরি নতুন রূপ দিয়েছে”। তবে সবকিছু ছাড়িয়ে তার বলা আমার সবচেয়ে পছন্দের অংশ মনে হয় এটাঃ “আমরা যখন রেনেসাঁ এর দিকে তাকাই, যে আমাদের পূর্বপুরুষরা ওই সময় সভ্যতাকে কি দিয়েছিল, তখন আমরা দেখি যে ওই সময়টাতে মানুষ সাহিত্য, শিল্প আর দর্শনে নতুন নতুন চিন্তাভাবনার জোয়ারে সমাজকে ভাসিয়ে দিয়েছিল। ঠিক একইভাবে কেউ যদি আমাদের প্রশ্ন করে যে আমরা আমাদের ভবিষ্যৎ প্রজন্মের জন্য এই যুগে কি রেখে যাচ্ছি, তার উত্তরটা খুব সম্ভবত হবে এরকমঃ আমরা আমাদের মহাবিশ্বের মৌলিক সূত্রগুলো তাদের জন্য রেখে যাচ্ছি, যেগুলো তাদের আরও শত সহস্র বছর প্রশ্ন জোগাবে... আর আমরা তাদের জন্য একটা সংস্কৃতি রেখে যাচ্ছি, যেখানে অসম্ভব প্রশ্ন করা যায়, অসম্ভব কল্পনা করা যায় এবং অসম্ভবকে সম্ভব করার প্রযুক্তি তৈরির সাহস করা যায়।”

একটুখানি জীববিজ্ঞান!
আগেই বলেছি, ব্ল্যাকহোল দুইটা আমাদের থেকে ১৩০ কোটি আলোকবর্ষ দূরে, মানে এই ঘটনা ঘটেছিল আজ থেকে প্রায় ১৩০ কোটি বছর আগে! জীববিজ্ঞানীদের মতে, ওই সময় খুব সম্ভবত এককোষী জীবন থেকে মাত্র বহুকোষী জীবন তৈরি হওয়া শুরু করেছে! মহাবিশ্ব কি জানত সেই বহুকোষী জীব বিবর্তনের ধারা পেরিয়ে আজকের এই পর্যায়ে এসে তার ডাক খুঁজে বের করবে?

শেষ হইয়াও হইল না শেষ!
লাইগোর এই বিশেষ এক্সপেরিমেন্টে পাওয়া ওয়েভটার ফ্রিকুয়েন্সি ৩০০ হার্টজ... মানে অ্যামপ্লিফাই করা হলে এই ওয়েভটা কানে শুনা যায়... আজকে শুনে আসলাম... শুরুটা হয় পাখির ডাকের মত তীক্ষ্ণ একটা শব্দ দিয়ে (এজন্য মনে হয় এটাকে ইংরেজিতে চার্প “chirp” বলে) আর শেষটা হয় পানির টুপটাপের শব্দের মত করে.... The Universe was talking to us gravitationally and this is the first time we can hear her!!

পরিশিষ্টঃ
১. আমি যখন লিখতে বসি তখন ভেবেছিলাম অনেক কিছু লিখব, প্রত্যেকটা সাইন্টেফিক টার্ম এবং টেকনিক্যাল জিনিসও সহজ বাংলায় বুঝানোর চেষ্টা করব। কিন্তু লিখতে লিখতে মনে হল, একটু ভিন্নভাবে লিখি, যেখানে আসলে কোন টেকনিক্যাল কথা থাকবে না, যে কোন ব্যাকগ্রাউন্ডের মানুষই পড়লে বুঝতে পারবেন! স্টিফেন হকিং যেমন ব্রিফ হিস্টরি অব টাইমে E = mc^2 ছাড়া আর কোন সমীকরণ ব্যাবহার করেননি, আমিও সেরকম একটু চেষ্টা করলাম... তবে বিস্তারিত বুঝার জন্য বিজ্ঞানযাত্রা এবং মুক্তমনায় অসাধারণ কিছু লেখা এসেছে, যেখানে ফিজিক্সটাকে ছবি দিয়ে খুব সহজ করে বুঝানো হয়েছে! আগ্রহী পাঠক পড়ে দেখতে পারেন! আর সব কিছুর পর গুগল তো আছেই!!
২. বিজ্ঞানীদের ভাষায় লাইগোর মহাকর্ষীয় তরঙ্গ খুঁজে বের করার গল্পঃ http://journals.aps.org/…/ab…/10.1103/PhysRevLett.116.061102
৩. লাইগো টিমের বাংলাদেশের বিজ্ঞানী, যুক্তরাষ্ট্রের অরিগন বিশ্ববিদ্যালয়ের পোস্ট ডক্টরাল রিসার্চ এসোসিয়েট ডঃ দীপঙ্কর তালুকদারকে নিয়ে প্রথম আলোতে প্রকাশিত লেখাঃ http://www.prothom-alo.com/we-are/article/769513
৪. মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শুনতে চাইলেঃ http://www.space.com/31916-what-gravitational-waves-sound-like-video.html

- বাহাউদ্দীন