মহাবিশ্ব কী দিয়ে তৈরি?

কৌতূহল হলো জীবনযাপনের মসলা। ভবঘুরে নীললোহিতের মুখ দিয়ে কথাটি একদা বলিয়ে নিয়েছিলেন সাহিত্যিক সুনীল গঙ্গোপাধ্যায়। এই মসলার স্বাদ আস্বাদনের বশেই মানুষ প্রাগৈতিহাসিক কাল থেকে নানা প্রশ্ন করে আসছে। তার উত্তরও খোঁজার চেষ্টা করেছে হাজারো বছর ধরে। তার কতক মিলেছে, কতক এখনো অজানা। তেমনই একটি প্রশ্ন—আমাদের মহাবিশ্ব কী দিয়ে তৈরি?

এর উত্তরে তুমি হয়তো বলতে পারো, আমি, তুমি, ওই ইট, সেই ইট, ওই পাথর, সেই পাথর, কাগজ, পলিথিন, চাঁদ, সূর্য, গ্রহ, নক্ষত্র ইত্যাদি দিয়ে আমাদের এই মহাবিশ্ব গঠিত। কিন্তু এই তালিকা পদ্ধতিতে একটা বিরাট সমস্যা আছে। প্রথমত, এভাবে বস্তুর তালিকা করতে গেলে সেটি ক্রমেই লম্বা হতে থাকবে। কিন্তু সেই তালিকা কখনোই শেষ হবে না। কারণ, এতে একে একে পৃথিবীতে থাকা সব বস্তু বা পদার্থ যোগ করতে হবে। এমনকি যোগ করতে হবে মহাবিশ্বের সব নক্ষত্র, সব গ্রহ, উপগ্রহও।

আবার এভাবে প্রশ্নটির সত্যিকার জবাবও পাওয়া যাবে না। আসলে আমাদের এমন কোনো উত্তর দরকার, যা চারপাশে থাকা প্রায় অসীম বৈচিত্র্যময় বস্তুকে সহজ-সরলভাবে প্রকাশ করতে পারবে। এই লক্ষ্যেই প্রাচীনকালে গ্রিক দার্শনিকেরা ভেবেছিলেন, মহাবিশ্বের মৌলিক উপাদান চারটি। সেগুলো হলো আগুন, পানি, বাতাস আর মাটি। সেই কালে ভারতীয় দার্শনিকেরাও প্রায় একই ধরনের চিন্তা করেছিলেন। তাঁদের মতে, জগৎ পাঁচটি ভূতে বা উপাদানে গঠিত: ক্ষিতি (মাটি), অপ (পানি), তেজ (শক্তি), মরুৎ (বাতাস) এবং ব্যোম (আকাশ)। একে বলে পঞ্চভূত। কেউ মারা গেলে বলা হয় পঞ্চত্বপ্রাপ্তি। কারণ, মৃত্যুর পর মানুষের দেহ এই পাঁচ ভূতে মিলেমিশে বিলীন হয়ে যায়। চীনসহ পূর্ব এশিয়ার অনেক দেশের পণ্ডিতদেরও বিশ্বাস ছিল পৃথিবী পাঁচ উপাদানে গঠিত। সেগুলো হলো পানি, আগুন, মাটি, কাঠ ও ধাতু।

তবে জ্ঞান-বিজ্ঞান যতই এগিয়েছে ততই দেখা গিয়েছে, মহাবিশ্বের মূল উপাদান আসলে এগুলো নয়। বস্তুকণার ক্ষুদ্রতম কোনো একক দিয়ে আমাদের চারপাশের বস্তুজগৎ গঠিত। প্রাচীন গ্রিক দার্শনিকেরা একে বলেছিলেন অ্যাটম বা অবিভাজ্য। অর্থাৎ, কোনো বস্তুকে ভাঙতে ভাঙতে যখন আর ভাঙা যায় না, তাকেই বলে অ্যাটম। প্রাচীন ভারতীয় দার্শনিকেরা বস্তুর ক্ষুদ্রতম এই এককের নাম দিয়েছিলেন পরমাণু। অবশ্য বস্তুকণা যে সত্যিই পরমাণু দিয়ে গঠিত, সেটি প্রমাণ হয়েছিল গত শতকের শুরুর দিকে। ১৯০৫ সালে আপেক্ষিকতা তত্ত্বের জনক আলবার্ট আইনস্টাইনের একটি গবেষণাপত্রে পরমাণুর অস্তিত্বের গাণিতিক প্রমাণ পাওয়া গিয়েছিল। পরে বাস্তবেও তার অস্তিত্বও প্রমাণিত হয়।

এ পর্যন্ত প্রায় ১১৯টি পরমাণু আবিষ্কৃত হয়েছে। এর মধ্যে প্রাকৃতিকভাবে পাওয়া যায় ৯২টি পরমাণু। আমাদের দৃশ্যমান জগতের ক্ষুদ্রতম একক এসব পরমাণু। আমরা এ পর্যন্ত যা দেখেছি, যা স্পর্শ করেছি বা স্বাদ নিয়েছি, সবকিছুকেই শতাধিক মৌলিক কণা দিয়ে ব্যাখ্যা করে এসব পরমাণু।

তবে বিংশ শতাব্দীতে আরও বিশদ গবেষণায় প্রমাণিত হলো, পরমাণুই শেষ কথা নয়। পরমাণুকে ভাঙলে পাওয়া যায় প্রোটন, নিউট্রন, ইলেকট্রন। আবার প্রোটন ও নিউট্রনকে ভাঙলে পাওয়া যায় কোয়ার্ক নামের আরও ক্ষুদ্রতম কণা। এই কোয়ার্ককেই এখন বলা হয় পদার্থের মৌলিক কণা। সজ্জা বা বিন্যাসের ওপর নির্ভর করে তিনটি কোয়ার্ক কণা দিয়ে তৈরি হয় প্রোটন কিংবা নিউট্রন। সহজ করে বললে, দুটি আপ কোয়ার্ক আর একটি ডাউন কোয়ার্ক মিলে তৈরি হয় প্রোটন। আর দুটি ডাউন কোয়ার্ক আর একটি আপ কোয়ার্ক মিলে তৈরি হয় একটি নিউট্রন। প্রোটন আর নিউট্রন মিলে তৈরি করে একটু পরমাণুর নিউক্লিয়াস বা কেন্দ্রীয় অংশ। আর তাদের চারপাশে ঘূর্ণমান বা মেঘের মতো ঘনবদ্ধ অবস্থায় থাকে ক্ষুদ্র কণা ইলেকট্রন। এভাবেই প্রোটন, নিউট্রন আর ইলেকট্রন মিলে তৈরি হয় পরমাণু। অবশ্য এটাও জেনে রেখো, এর সঙ্গে যুক্ত থাকে কিছু বলবাহী কণা। কয়েকটি পরমাণু দিয়ে একটি অণু। এভাবেই গঠিত হয় বস্তু, অর্থাৎ আমাদের দৃশ্যমান বস্তুজগৎ।

তাহলে দেখা যাচ্ছে, শুধু আপ কোয়ার্ক, ডাউন কোয়ার্ক আর ইলেকট্রন দিয়েই গোটা মহাবিশ্বের যেকোনো পদার্থ তৈরি করা সম্ভব। অর্থাৎ, মৌলের পর্যায় সারণিতে থাকা যেকোনো পরমাণু তৈরি করা সম্ভব। আমরা এ পর্যন্ত যা কিছু দেখেছি, স্পর্শ করেছি কিংবা স্বাদ নিয়েছি, তার গাঠনিক একক এই সব মৌল কণা। হাজার হাজার বছর ধরে লাখো মানুষের শ্রম, মেধার মাধ্যমে আমরা এই জ্ঞান অর্জন করেছি। সে জন্য আমরা মানবজাতি নিজেরাই নিজেদের পিঠ একবার চাপড়ে নিতে পারি। চাইলে তুমিও এখনই একবার পিঠ চাপড়ে নিতে পারো।

তবে এই জ্ঞান নিয়ে গর্ব করার সঙ্গে সঙ্গে এটাও জেনে রাখা দরকার, আমাদের এই জ্ঞান এখনো অসম্পূর্ণ। কারণ, আমাদের চেনা অণু-পরমাণু গঠনের জন্য যেসব কণা প্রয়োজন, সেগুলো ছাড়াও আরও কতকগুলো কণাও আবিষ্কৃত হয়েছে। গত শতাব্দী থেকে এ পর্যন্ত কণা পদার্থবিদেরা ইলেকট্রন আর আপ, ডাউন কোয়ার্কসহ মোট ১৭টি কণা আবিষ্কার করেছেন। এর মধ্যে কোয়ার্ক কণা হলো ছয়টি—আপ কোয়ার্ক, ডাউন কোয়ার্ক, স্ট্রেঞ্জ কোয়ার্ক, চার্ম কোয়ার্ক, বটম কোয়ার্ক, টম কোয়ার্ক। আর বলবাহী কণাগুলো হলো—ফোটন, ডব্লিউ বোসন, জেড বোসন, গ্লুয়ন, হিগস-বোসন। এ ছাড়া আছে ইলেকট্রন, মিওন, টাও, ইলেকট্রন নিউট্রিনো, মিওন নিউট্রিনো ও টাও নিউট্রিনো। এই ছয় কণাকে বলা হয় লেপ্টন। এই সব কটি কণা নিয়ে গঠিত হয়েছে কণা পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড মডেল। আপাতত এটুকু জেনে রাখো, বলবাহী কণাগুলো অন্য কণাগুলোর মধ্যে বলের আদান-প্রদান করে। যেমন গ্লুয়ন কণাটি দুটি কোয়ার্কের মধ্যে বলের বিনিময়ের মাধ্যমে দুটি কোয়ার্কের পরস্পরের সঙ্গে শক্তভাবে আটকে রাখে। সেই কারণেই এর নাম হয়েছে গ্লুয়ন। গ্লু বা আঠা যেমন দুটি বস্তুকে আটকে রাখে, গ্লুয়ন কণাও দুটি কোয়ার্ককে তা–ই করে।

যা–ই হোক, এসব কণার কয়েকটি আবার বেশ অদ্ভুতুড়ে। যেমন ভুতুড়ে নিউট্রিনো কণা, যারা কোনো কণার সঙ্গে সংঘর্ষ ছাড়াই কোটি কোটি কিলোমিটার পাড়ি দিতে পারে। নিউট্রিনোর কাছে সিসার দেয়ালও অদৃশ্য।

অন্য কোয়ার্ক কণাগুলো দিয়ে বস্তুকণা গঠন করা যায়, কিন্তু সেগুলো অনেক বেশি ভারী হয়। তবে আমাদের দৃশ্যমান জগৎ আপ ও ডাউন কোয়ার্ক এবং ইলেকট্রন ও অন্যান্য বলবাহী কণা দিয়ে গঠিত। প্রশ্ন হলো, তাহলে এসব অতিরিক্ত কোয়ার্কগুলোর কণার কাজ কী? এগুলো ছাড়া কি আরও কোনো কণার অস্তিত্ব আছে? এর উত্তর আমরা এখনো জানি না। মহাবিশ্বের সব নক্ষত্র, গ্রহ-উপগ্রহ, ধূমকেতু তিনটিমাত্র মৌলিক কণা দিয়ে গঠিত। অবশ্য এই বর্ণনাতেও বেশ বড় ধরনের একটা ভুল রয়ে গেছে। বলা উচিত, মহাবিশ্বের খুবই ক্ষুদ্রতম একটি অংশ শুধু তিনটি মাত্র মৌলিক কণা দিয়ে গঠিত। এই ক্ষুদ্রতম অংশকে বলা হয় স্বাভাবিক। কারণ, এই অংশটুকুকেই আমরা জানি-বুঝি। আর এই স্বাভাবিক অংশের পরিমাণ মাত্র ৫ শতাংশ।

মহাবিশ্বের বাকি অংশ বা সিংহভাগ (৯৫ শতাংশ) তাহলে কী দিয়ে তৈরি? আমরা এখনো তা জানি না। এই অংশকে বলা হয় ডার্ক ম্যাটার বা গুপ্তবস্তু এবং ডার্ক এনার্জি বা গুপ্তশক্তি। আমরা যদি মহাবিশ্বে আমাদের জানা ও অজানা অংশকে পাই চার্ট দিয়ে প্রকাশ করি, তাহলে সেটি দেখতে ডান পাতার ছবিটির মতো হবে।

মাত্র পাঁচ শতাংশ বস্তু সম্পর্কে আমরা জানি, যার মধ্যে রয়েছে আমাদের পৃথিবীসহ গ্রহ-উপগ্রহ, নক্ষত্র, ছায়াপথ এবং তাদের মধ্যে থাকা সবকিছু। এই চার্টের ২৭ শতাংশ অংশকে বলা হয় ডার্ক ম্যাটার বা গুপ্তবস্তু। আর বাকি ৬৮ শতাংশ এমন কোনো কিছু, যা সম্পর্কে বিজ্ঞানীরাও তেমন বোঝেন না, কিছুই জানেন না। পদার্থবিদেরা এই অংশের নাম দিয়েছেন ডার্ক এনার্জি বা গুপ্তশক্তি। বিজ্ঞানীদের ধারণা, এই গুপ্তশক্তির কারণেই মহাবিশ্ব ক্রমাগত প্রসারিত হচ্ছে। জানার মধ্যে আমরা এটুকুই জানি। ডার্ক ম্যাটার আর ডার্ক এনার্জি সম্পর্কে আমাদের আর কোনো কিছু জানা নেই।

এবার আসা যাক, আমাদের জানা থাকা বাকি ৫ শতাংশ বস্তু সম্পর্কে। এর মধ্যেও এমন অনেক কিছু আছে, যেগুলো সম্পর্কে আমরা এখনো কিছু জানি না। যেমন ধরা যাক, অতিরিক্ত কণাগুলো কী কাজে লাগে? কিছু ক্ষেত্রে সঠিক প্রশ্নটাও আমরা জানি না, যার মাধ্যমে এসব রহস্য উন্মোচন করা যাবে।

মানবজাতির অর্জনের জন্য কিছুক্ষণ আগেই আমরা নিজেরাই নিজেদের পিঠ চাপড়ে দিচ্ছিলাম। আর এখন দেখা যাচ্ছে, মহাবিশ্বের বড় একটি অংশই আমাদের কাছে এখনো অজানা আর অধরাই রয়ে গেছে। যেন হাজার হাজার বছর ধরে আমরা কোনো হাতি নিয়ে গবেষণা করে, হঠাৎ করে জানতে পেরেছি, আমরা শুধু তার লেজ নিয়েই এত দিন পড়ে ছিলাম। হাতির পুরো দেহ আবিষ্কার করা এখনো বাকিই রয়ে গেছে। বিষয়টি বুঝতে পেরে অনেকেই হয়তো হতাশ হতে পারে। কিন্তু এতে হতাশার কিছু নেই, বরং অনেক বড় একটা সুযোগ হিসেবে দেখা যেতে পারে। অর্থাৎ, অনুসন্ধান আর শেখার সুযোগ। তুমি যদি কখনো জানতে পারো যে আমরা পৃথিবীর মাত্র পাঁচ ভাগ স্থলভূমি আবিষ্কার করতে পেরেছি, তাহলে কী করবে? নতুন স্থলভূমিতে অভিযান আর আবিষ্কারের সম্ভাবনার সুযোগ পেয়ে কলম্বাসের মতো তোমার ভেতরের অনুসন্ধিৎসু ও দুঃসাহসী মন নিশ্চয়ই নেচে উঠবে।

স্ট্যান্ডার্ড মডেল মৌলিক কণাদের অবস্থান

ইতিহাসে দেখা যায়, মধ্যযুগে দুঃসাহসী অভিযাত্রীরা জীবনের ঝুঁকি নিয়ে নতুন পৃথিবীর আবিষ্কারের নেশায় বিপৎসংকুল পথে বেরিয়ে পড়তেন। যেমন হিউয়েন সাং, ইবনে বতুতা, ভাস্কো দা গামা, কলম্বাসসহ আরও অনেকে। একসময় তাঁরা নতুন স্থলভূমি আবিষ্কার করেছিলেন। বিজ্ঞানের এই সব অজানা ব্যাপারগুলোকেও এ রকম অভিযান আর আবিষ্কারের সঙ্গে তুলনা করা যায়। এখানে এখন অনেক কিছু আবিষ্কারের সুযোগ আছে, যার মাধ্যমে আমরা মহাবিশ্বের অনেক রহস্য আর অজানা খুঁজে বের করতে পারি। অবশ্য এই আবিষ্কার হয়তো আমাদের এত দিনের দৃষ্টিভঙ্গির খোলনলচে পাল্টেও দিতে পারে।

ইতিহাসে এর আগেও এমন ঘটনা দেখা গেছে। বিজ্ঞানজগতে এর আগে এমন বৈপ্লবিক আবিষ্কারের ঘটনা ঘটছে, যার কারণে আমাদের আগের অনেক ধারণা বিসর্জন দিতে হয়েছে। যেমন একসময় সমতল পৃথিবীর ধারণায় বিশ্বাস করত মানুষ। কিন্তু পরে তাত্ত্বিক ও তথ্য-প্রমাণের কারণে গোলাকার পৃথিবীর ধারণা মেনে নিতে বাধ্য হয়েছিল মানুষ। একইভাবে পৃথিবীকেন্দ্রিক মহাবিশ্বের ধারণায় বিশ্বাস ছিল মানুষের। সে ধারণাও পাল্টে গেছে সেই মধ্যযুগেই। পরম সময় বা স্থানের ধারণাও ত্যাগ করতে হয়েছে আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্বের কারণে। ত্যাগ করতে হয়েছে ইথার নামের কাল্পনিক এক ধারণাও। আবার একসময় আলো ও শক্তিকে নিরবচ্ছিন্ন তরঙ্গ বলে ভাবতাম। কিন্তু কোয়ান্টাম তত্ত্বের কারণে আমরা এখন শক্তিকে বিচ্ছিন্ন প্যাকেট বা কণা হিসেবে ভাবতে বাধ্য হয়েছি।

তাই ভবিষ্যতে হয়তো আরও অন্য কোনো বৈপ্লবিক আবিষ্কার আমাদের এখনকার প্রচলিত ধারণাও পাল্টে দিতে পারে। কে জানে, তখন হয়তো এখনকার সবচেয়ে গ্রহণযোগ্য আপেক্ষিক তত্ত্ব এবং কোয়ান্টাম তত্ত্বের ধারণাও হটিয়ে দিতে পারে। ভবিষ্যতের মানুষ হয়তো তখন অবাক হয়ে আমাদের বোকামির কথা ভাববে, যেমন করে আমরা প্রাগৈতিহাসিককালের গুহাবাসী মানুষের ধারণা সম্পর্কে চিন্তা করি। মহাবিশ্বকে সঠিকভাবে বোঝার চেষ্টায় মানবজাতির অভিযাত্রার তাই কোনো শেষ নেই। তারপরও আমাদের জীবদ্দশাতেই এসব সমস্যার সমাধান হবে বলেও আশা করতে পারি আমরা। আর সেই সমাধানটা যে তোমার মাধ্যমে হবে না, সে কথা কে বলতে পারে। তাই বিজ্ঞানী হয়ে তুমিও এই আবিষ্কারের অভিযানে অংশ নিতে পারো। বিজ্ঞানের জগতে স্বাগতম।

সূত্র: উই হ্যাভ নো আইডিয়া/জর্জ চ্যাম ও ড্যানিয়েল হোয়াইটসন, উইকিপিডিয়া