১৯৫৫ সালের ১৮ এপ্রিল। আধুনিক যুগের শ্রেষ্ঠ পদার্থবিদ জীবনের লেনাদেনা চুকিয়ে পরপারে পাড়ি দেন। তখন তাঁর বয়স প্রায় ৭৬ বছর। মৃত্যুর আগের কয়েক বছরে আইনস্টাইনের অবদান কী ছিল পদার্থবিজ্ঞানে? তেমন উল্লেখযোগ্য কিছুই নয়। অথচ আইনস্টাইন যখন সারা বিশ্বের বিজ্ঞানীদের দৃষ্টি আকর্ষণ করলেন, সেই ১৯০৫ সালে আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্ব দিয়ে, তখন তাঁর বয়স মাত্র ২৬ বছর। একই বছর তিনি একের পর এক কামান দাগলেন বিজ্ঞানের জগতে। ‘ব্রাউনীয় গতি’ নামে একটা সমস্যা ছিল রসায়নবিজ্ঞানে। সেটার সমাধান করলেন আইনস্টাইন পদার্থবিজ্ঞান দিয়ে। এরই সঙ্গে প্রতিষ্ঠিত হলো পরমাণুর অস্তিত্ব, যা এত দিন ছিল রসায়নবিজ্ঞানীদের গবেষণার স্বার্থে ধরে নেওয়া একটা কল্পিত কণা। একই বছর আলোক তড়িৎক্রিয়ার ব্যাখ্যা দিয়ে শক্ত ভিতের ওপর দাঁড় করিয়ে দিলেন ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের সদ্য প্রতিষ্ঠা করা কোয়ান্টাম তত্ত্বকেও। তারপর এক দশকের দীর্ঘ বিরতি। তাই বলে ভেব না আইনস্টাইন গায়ে হাওয়া লাগিয়ে ঘুরে বেড়াচ্ছিলেন বা কম্বলের নিচে শীতঘুম দিচ্ছিলেন।
১০টা বছর আইনস্টাইন ব্যয় করেছেন আধুনিক মহাকর্ষ তত্ত্ব প্রতিষ্ঠিত করতে। এ জন্য তাঁকে নতুন গণিত শিখতে হয়েছে, দিনরাত এক করে বুঝতে হয়েছে প্রকৃতির মন। তারপর ১৯১৫ সালে ফাটালেন সবচেয়ে বড় বোমাটা! বললেন, মহাকর্ষ বলকে আমরা যেভাবে ব্যাখ্যা করি, যেমনটা বলেছিলেন আইজ্যাক নিউটন, মহাকর্ষ বলের প্রকৃতি আসলে তেমন নয়। মহাকর্ষ দুটি বস্তুর মধ্যে ক্রিয়াশীল আকর্ষণ বল নয়; বরং ভারী বস্তু স্থানকালের চাদরকে দুমড়ে-মুচড়ে দেয়। তার ফলে এর চারপাশে তৈরি হয় বক্রতা। সেই বক্রতার ভেতর যখন আরেকটি বস্তু এসে পড়ে, তখন মনে হয় একটা বস্তু আরেকটাকে আকর্ষণ করছে। আইনস্টাইনের এই তত্ত্ব বিজ্ঞানীদের হজম করতে কষ্ট হলেও শেষমেশ না মেনে উপায় ছিল না। জ্যোতির্বিদ আর্থার এডিংটনের নেতৃত্বে দুটি দল রীতিমতো পরীক্ষার মাধ্যমে প্রমাণ দিল আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতাকে।
এরপর বাকি জীবন আইনস্টাইন কী করেছিলেন, যার জন্য মোটা দাগে তাঁকে কৃতিত্ব দেওয়া যেতে পারে?
সত্যি বলতে কি, মহাজাগতিক ধ্রুবকের জন্ম দেওয়া, বোস-আইনস্টাইন পরিসংখ্যান আর কনডেনসেটে অবদান রাখা এবং কোয়ান্টাম মেকানিকসে টুকিটাকি কাজ। এ সময়ে যতটা না আবিষ্কার করেছেন, তার চেয়ে বেশি সমালোচিত হয়েছেন কোয়ান্টাম বলবিদ্যার বিরোধিতা করতে গিয়ে। তাই বলে কি আইনস্টাইন হাত গুটিয়ে বসেছিলেন সাধারণ আপেক্ষিকতা প্রকাশের পরের ৪০ বছর?
বসে থাকার লোক আইনস্টাইন ছিলেন না; বরং তিনি এমন একটি তত্ত্বের পেছনে ছুটেছিলেন, তার সন্ধান এই একবিংশ শতাব্দীতে এসেও বিজ্ঞানীরা পাননি। কী সেই তত্ত্ব, যার জন্য মরিয়া হয়ে উঠেছিলেন আইনস্টাইন, জীবনের শেষ চারটা দশক সেই আলেয়ার পেছনে ঘুরে মরেছেন, কিন্তু আলোর দেখা পাননি। সেটা হলো একটা সার্বিক একীভূত তত্ত্ব। আমাদের পদার্থবিজ্ঞানের জগৎ এখনো দুই ভাগে বিভক্ত। একটা ভাগে আছে চিরায়ত বলবিদ্যা, এটার কারবার হলো বড়দের জগতে। অর্থাৎ বড় বড় বস্তুর ভর, গতি, চরিত্র, গ্রহ-নক্ষত্রদের চলাচল ইত্যাদি ব্যাখ্যা করে এটা। এটা এখন দাঁড়িয়ে আছে গ্যালিলিও-নিউটন-আইনস্টাইনের প্রতিষ্ঠা করা চিরায়ত বলবিদ্যার ওপর। অর্থাৎ সাধারণ আপেক্ষিকতা এখন এই বলবিদ্যার ধারক-বাহক। অন্য ভাগে আছে খুদে কণাদের বিজ্ঞান। যেটা দাঁড়িয়ে আছে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার কাঁধে চেপে। বড়দের জগতে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার তত্ত্বগুলো অচল। আবার খুদে কণাদের জগতে অচল সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্বগুলো। এর সমাধানই খুঁজছিলেন আইনস্টাইন। এমন একটা তত্ত্ব তিনি চেয়েছিলেন, যেটা একই সঙ্গে বৃহৎ বস্তুদের প্রকৃতি ব্যাখ্যা করতে পারবে আবার খুদে কণাদের জগতেও স্বাচ্ছন্দ্যে বিচরণ করতে পারবে। সেই তত্ত্বটার খোঁজ এখনো চলছে। অনেকে মনে করছেন, স্ট্রিং থিওরিই সেই সর্বাত্মক তত্ত্ব বা থিওরি অব এভরিথিং।
কণা শব্দটা এসেছে নাকি ভারতীয় দার্শনিক কণাদের নাম থেকে। তথ্যটা ঠিক কি না, নিশ্চিত করে বলার উপায় নেই। তবে যিশুখ্রিষ্টের জন্মেরও প্রায় ৫০০ বছর আগে কণাদ বলেছিলেন খুদে কণার কথা। এরপর অবশ্য গ্রিক দার্শনিক ডেমেক্রিটাস বলেছিলেন অবিভাজ্য কণার কথা। এই অবিভাজ্য কণা দিয়েই তৈরি হয় মহাবিশ্বের তাবৎ বস্তু। পরে বহু বিজ্ঞানীর হাত ঘুরে অবশেষে আইনস্টাইনের হাতে প্রতিষ্ঠিত হয় পরমাণু তত্ত্ব। কিন্তু যত দিনে আইনস্টাইন পরমাণুর অস্তিত্ব প্রমাণ করছেন, তত দিনে বিজ্ঞানীরা জেনে গেছেন পরমাণু মূল কণা নয়, একেও ভাঙা যায়।
আসল প্রশ্নটা ছিল একটা বস্তুকে একের পর এক ভাঙতে থাকলে সেটা কোথায় গিয়ে থামবে? সেই প্রশ্নের জবাব দিতেই ডেমোক্রিটাস ‘পরমাণু’ শব্দটার উল্লেখ করেছিলেন, যার অর্থ অবিভাজ্য।
১৮৯৭ সালে স্যার জে জে থমসন আবিষ্কার করেন ইলেকট্রন। তারপর নিউট্রন-প্রোটনও আবিষ্কার হয়ে যায় গত শতাব্দীর ত্রিশের দশকের মধ্যে। বিজ্ঞানীরা নিশ্চিত হন পরমাণুই শেষ কথা নয়। তারপরেই মূল কণার ওপর আরেক আঘাত। দেখা গেল নিউট্রন, প্রোটনও মূল কণা নয়, এদেরও ভাঙা যায়। কিন্তু ইলেকট্রন প্রকৃত অর্থেই মূল কণিকা। একে আর ভাঙা সম্ভব নয়। এরপর ষাটের দশকে মার্কিন বিজ্ঞানী মারে গেল-ম্যান বললেন আরেক খুদে কণিকার কথা। এদের নাম তিনি রাখলেন কোয়ার্ক। নিউট্রন আর প্রোটন এই কণা দিয়েই তৈরি। অর্থাৎ মহাবিশ্বের তাবৎ বস্তু, যাদের ভর আছে, সেসবই তৈরি এই কোয়ার্ক দিয়ে। কোয়ার্ক মোটা দাগে দুই প্রকার। এই দুই প্রকার কোয়ার্কের সাজ-সজ্জার ভিন্নতাই ঠিক করে দেয়, সেগুলো দিয়ে তৈরি কণা প্রোটন হবে, না নিউট্রন হবে।
মহাবিশ্বে আরও কিছু কণা আছে। এদের বেশির ভাগই বলবাহী কণা। সেসব কণার ফিরিস্তি এখানে না তুললেও চলবে। তো মোদ্দাকথা, মহাবিশ্বের তাবৎ বস্তু ইলেকট্রন আর কোয়ার্ক দিয়ে তৈরি। অর্থাৎ যেকোনো বস্তুকে ভাঙা শুরু করলে একসময় এই তিন কণিকাই পাব। এদের আর ভাঙা যাবে না। কিন্তু এই কোয়ার্ক বা ইলেকট্রনই কি শেষ কথা! সত্যিই কি এদের ভাঙা যাবে না?
হয়তো সেটাই হতো, যদি খুদে কণারা একই সঙ্গে কোয়ান্টাম বলবিদ্যা আর আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা মেনে চলত। খুদে কণাদের দিয়েই মহাবিশ্বের সব বস্তু তৈরি। তাহলে বড় বড় বস্তু সাধারণ আপেক্ষিকতা মানলে খুদে কণারা কেন মানবে না? কী এমন রহস্য আছে এই খুদে কণাদের ভেতর? কথা হচ্ছে, খুদে কণাদের জগতে সাধারণ আপেক্ষিকতা বা মহাকর্ষ তত্ত্ব প্রয়োগ করা কি জরুরি?
মহাবিস্ফোরণের মাধ্যমে জন্ম হয়েছিল আমাদের মহাবিশ্বের। তখন চারটি মৌলিক বল—বিদ্যুৎ-চ্চুম্বকীয় বল, মহাকর্ষ বল, সবল ও দুর্বল নিউক্লীয় বল—একসঙ্গে ছিল। মহাবিশ্বের জন্মটা হয়েছিল একটা বিন্দু থেকে বিস্ফোরণের ফলে। সেই বিন্দুটাকে বলে সিঙ্গুলারিটি বা পরম বিন্দু। দুই ব্রিটিশ বিজ্ঞানী স্টিফেন হকিং আর রজার পেনরোজ এই সিঙ্গুলারিটির তত্ত্ব দেন। তাঁরা সিঙ্গুলারিটির কথা বলেন ব্ল্যাক হোল বা কৃষ্ণগহ্বরের ক্ষেত্রেও। একটা ভারী নক্ষত্র যখন সব জ্বালানি পুড়িয়ে মৃত্যুর কাছাকাছি চলে যায়, তখন প্রবল মহাকর্ষীয় টানে গুটিয়ে যায় এর সব ভর। সবটুকু ভর, সব বস্তু জমা হয় একটিমাত্র বিন্দুতে। সেই বিন্দুটাকেও বলে সিঙ্গুলারিটি। কিন্তু সিঙ্গুলারিটির ভেতরে কী ঘটে? সেই বিন্দুর ভেতর ঢুকলে আলোক রশ্মিও ফিরে আসে না, সেই বিন্দুটি সম্পর্কে আমরা তেমন কিছুই জানি না। বিজ্ঞানীরা অনেকগুলো তত্ত্ব খাড়া করেছেন, কিন্তু প্রমাণ হাজির করতে পারেননি। সিঙ্গুলারিটির চরিত্র বুঝতে, মহাবিশ্বের স্বরূপ পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে জানতে চাই একটা মহাকর্ষনির্ভর কোয়ান্টাম তত্ত্ব, যেটাকে বিজ্ঞানীরা বলছেন কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটি। এ তত্ত্ব আসলে সেই আইনস্টাইনের সার্বিক একীভূত তত্ত্বের আধুনিক রূপ। এর জন্য অনেকগুলো তত্ত্বের জন্ম হয়েছে। থিওরি অব এভরিথিং বা সার্বিক একীভূত তত্ত্ব হওয়ার দৌড়ে এখন পর্যন্ত এগিয়ে এই স্ট্রিং তত্ত্ব। কোয়ান্টাম মহাকর্ষের রহস্য অনুসন্ধান করতে গিয়েই গত শতাব্দীর সত্তরের দশকে এক নতুন তত্ত্বের আবির্ভাব। সেটার গালভরা নাম হলো স্ট্রিং থিওরি বা তন্তু তত্ত্ব।
১৯৬৮ সাল। গ্যাব্রিয়েল ভেনেজিয়ানো পৃথিবীর সব শক্তিশালী কণা নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করছিলেন। তিনি পরীক্ষাগুলো করেছিলেন শক্তিশালী সব এক্সিলেটরে। উদ্দেশ্য ছিল, নিউক্লীয় বলের প্রকৃতি নির্ণয় করা। পরীক্ষা থেকে পাওয়া ডেটাগুলো নিয়ে তিনি হিসাব কষতে বসলেন। হঠাৎ একদিন আবিষ্কার করলেন, যে ডেটাগুলো তিনি পেয়েছেন, সেগুলো ২০০ বছর আগের সুইস গণিতজ্ঞ লিওনার্দ অয়লারের বিটা ফাংশনের সঙ্গে মিলে যায়! কিন্তু কীভাবে এটা মিলল, সেই ব্যাখ্যা করতে পারলেন না তরুণ ভেনেজিয়ানো। তাঁকে সহযোগিতা করতে এগিয়ে এলেন লিওনার্দ সাসকিন্ড, হলজার নিলসেন আর ইউশিরো নামবু নামের তিন বিজ্ঞানী। চারজন শুরু করলেন যৌথ গবেষণা। অবশেষে ১৯৭০ সালে মিলল বিজ্ঞানের আশ্চর্য আর আনকোরা তত্ত্ব। এত দিন সবাই জানত, যেকোনো বস্তুকে ভাঙলে শেষ পর্যন্ত মূল-কণিকাগুলো অবশিষ্ট থাকে। কিন্তু ভেনেজিয়ানোর তত্ত্ব থেকে পাওয়া গেল, দুটো কণা যদি সুতোর রিংয়ের মতো থাকে, তবে তাদের মধ্যে যে শক্তি বিনিময় হয়, তাকে অয়লারের বিটা ফাংশন দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়। তার মানে, এই বিশ্বজগতের সবকিছুই গড়ে উঠেছে সূক্ষ্ম তন্তু দ্বারা। আর এ কারণেই এই তত্ত্বের নাম দেওয়া হলো স্ট্রিং থিওরি বা তন্তু তত্ত্ব। কিন্তু নতুন এই তত্ত্বকে গুরুত্ব দিয়েছিলেন মার্কিন বিজ্ঞানী জন সোয়ার্জ। সহকর্মীদের তিনি আবিষ্কার করলেন এক অদ্ভুত ব্যাপার। তাঁদের তত্ত্ব থেকে ভবিষ্যদ্বাণী হিসেবে এক নতুন কণার আভাস মিলল। সেই কণার নাম দিলেন ‘গ্র্যাভিটন’। কিন্তু কণাটির খেঁাজ আজও মেলেনি।
গ্র্যাভিটনকে বাদ দিলে আমাদের এই মহাবিশ্বে মূল কণিকার সংখ্যা হলো মোট ১৬টি। এর মধ্যে সব ধরনের কোয়ার্ক ও ইলেকট্রনসহ ১২টিকে বলে ফার্মিওন শ্রেণির কণা। আলোর ফোটন কণাসহ বাকি চারটিকে বলে বোসন শ্রেণির কণা। কিন্তু স্ট্রিং তত্ত্বানুযায়ী এই ১৬টি কণাই শেষ কথা নয়। বস্তুর আরও ক্ষুদ্রতম অস্তিত্ব রয়েছে। সেটা হলো স্ট্রিং বা তন্তু। স্ট্রিংয়ের ঘূর্ণনেই কণার সৃষ্টি।
ধরা যাক ইলেকট্রন বা কোয়ার্কের কথা। এগুলোকে যদি খুব সূক্ষ্মভাবে দেখা যেত, তাহলে দেখতাম, আসলে এগুলো কণা নয়, সুতোর মতো অতি সূক্ষ্ম তন্তুর কম্পন। মনে করা যাক একটা চিকন চুড়ির কথা। চুড়িকে ঘুরিয়ে মেঝের ওপর ছড়িয়ে দিলে তখন আর সেটাকে চুড়ির মতো দেখায় না। দেখায় টেনিস বল আকারে একটা গোলকের মতো। আবার চুড়ির ঘূর্ণন যখন থেমে যাবে, তখন চুড়িকে আর বলের মতো দেখাবে না। সুতোর বিভিন্ন মাত্রায় কম্পনের ফলে বিভিন্ন কণার সৃষ্টি। যেমন ইলেকট্রনের জন্য তন্তুর কম্পনের মাত্রা এক রকম। কোয়ার্কের জন্য তন্তুর কম্পন মাত্রা আবার আরেক রকম। অন্য ১৪টি কণার জন্য তন্তুর আলাদা আলাদা মাত্রার কম্পন নির্দিষ্ট আছে। তন্তুর কম্পনের মাত্রাই ঠিক করে দেয়, তা থেকে সৃষ্ট কণার ভর, চার্জ, স্পিন কেমন হবে। আর এই বৈশিষ্ট্যগুলোই এক ধরনের কণা থেকে আরেক ধরনের কণার মধ্যে পার্থক্য তৈরি করে। আর এই বিচিত্রসব কণা দিয়েই গড়ে উঠেছে আমাদের মহাবিশ্ব। এই মহাবিশ্ব তাই সুতোয় বোনা মহাবিশ্ব।