মহাবিশ্ব ভুল হতে পরিণত

2024 লেখক: Seth Attwood | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-16 15:59

কসমোলজিস্টরা একটি গুরুতর বৈজ্ঞানিক সমস্যার সম্মুখীন, যা মহাবিশ্ব সম্পর্কে মানুষের জ্ঞানের অপূর্ণতা নির্দেশ করে। জটিলতা মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হারের মতো একটি আপাতদৃষ্টিতে তুচ্ছ বিষয় নিয়ে উদ্বিগ্ন। সত্য যে বিভিন্ন পদ্ধতি বিভিন্ন অর্থ নির্দেশ করে - এবং এখনও পর্যন্ত কেউ অদ্ভুত অসঙ্গতি ব্যাখ্যা করতে পারে না।

মহাজাগতিক রহস্য

বর্তমানে, আদর্শ মহাজাগতিক মডেল "ল্যাম্বডা-সিডিএম" (ΛCDM) মহাবিশ্বের বিবর্তন এবং গঠনকে সবচেয়ে সঠিকভাবে বর্ণনা করে। এই মডেল অনুসারে, মহাবিশ্বের একটি শূন্য পজিটিভ মহাজাগতিক ধ্রুবক (ল্যাম্বডা শব্দ) রয়েছে যা ত্বরিত প্রসারণ ঘটায়। উপরন্তু, ΛCDM CMB (মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ড), মহাবিশ্বে ছায়াপথের বণ্টন, হাইড্রোজেন এবং অন্যান্য আলোক পরমাণুর প্রাচুর্য এবং ভ্যাকুয়াম সম্প্রসারণের হারের পর্যবেক্ষিত গঠন ব্যাখ্যা করে। যাইহোক, সম্প্রসারণের হারের একটি গুরুতর অসঙ্গতি মডেলটিতে আমূল পরিবর্তনের প্রয়োজনীয়তা নির্দেশ করতে পারে।

ফ্রেঞ্চ ন্যাশনাল সেন্টার ফর সায়েন্টিফিক রিসার্চ অ্যান্ড দ্য ল্যাবরেটরি ফর দ্য ইউনিভার্স অ্যান্ড পার্টিকেলস ইন মন্টপেলিয়ারের তাত্ত্বিক পদার্থবিদ ভিভিয়ান পলিন যুক্তি দেন যে এর অর্থ নিম্নলিখিত: তরুণ মহাবিশ্বে এমন কিছু গুরুত্বপূর্ণ ঘটনা ঘটেছে যা আমরা এখনও জানি না। সম্ভবত এটি একটি অজানা ধরনের অন্ধকার শক্তি বা একটি নতুন ধরনের সাবটমিক কণার সাথে যুক্ত একটি ঘটনা ছিল। যদি মডেলটি এটিকে বিবেচনায় নেয় তবে অসঙ্গতিটি অদৃশ্য হয়ে যাবে।

সংকটের দ্বারপ্রান্তে

মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হার নির্ধারণের একটি উপায় হল মাইক্রোওয়েভ পটভূমি অধ্যয়ন করা - বিগ ব্যাং এর 380 হাজার বছর পরে উদ্ভূত বিকিরণ। ΛCDM CMB-তে বড় ওঠানামা পরিমাপ করে হাবল ধ্রুবক বের করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি প্রতি মেগাপারসেকের জন্য 67, 4 কিলোমিটার প্রতি সেকেন্ডে বা প্রায় 3 মিলিয়ন আলোকবর্ষের সমান (এরকম গতিতে, বস্তুগুলি একে অপরের থেকে উপযুক্ত দূরত্বে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়)। এই ক্ষেত্রে, ত্রুটি প্রতি মেগাপারসেক প্রতি সেকেন্ডে মাত্র 0.5 কিলোমিটার।

যদি আমরা একটি ভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে একই মান পেতে পারি, তাহলে এটি আদর্শ মহাজাগতিক মডেলের বৈধতা নিশ্চিত করবে। বিজ্ঞানীরা স্ট্যান্ডার্ড মোমবাতিগুলির আপাত উজ্জ্বলতা পরিমাপ করেছেন - এমন বস্তু যার উজ্জ্বলতা সর্বদা পরিচিত। এই ধরনের বস্তুগুলি হল, উদাহরণস্বরূপ, টাইপ Ia সুপারনোভা - সাদা বামন যা আর বড় সহচর নক্ষত্র থেকে পদার্থ শোষণ করতে পারে না এবং বিস্ফোরিত হতে পারে। স্ট্যান্ডার্ড মোমবাতিগুলির আপাত উজ্জ্বলতা দ্বারা, আপনি তাদের দূরত্ব নির্ধারণ করতে পারেন। সমান্তরালভাবে, আপনি সুপারনোভার রেডশিফ্ট পরিমাপ করতে পারেন, অর্থাৎ, বর্ণালীর লাল অঞ্চলে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্থানান্তর। রেডশিফ্ট যত বেশি হবে, পর্যবেক্ষক থেকে বস্তুটি সরানো হবে তার গতি তত বেশি হবে।

এইভাবে, মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হার নির্ধারণ করা সম্ভব হয়, যা এই ক্ষেত্রে প্রতিটি মেগাপারসেকের জন্য প্রতি সেকেন্ডে 74 কিলোমিটারের সমান হতে পারে। এটি ΛCDM থেকে প্রাপ্ত মানগুলির সাথে মেলে না। যাইহোক, এটি অসম্ভাব্য যে একটি পরিমাপ ত্রুটি অসঙ্গতি ব্যাখ্যা করতে পারে।

ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের কাভলি ইনস্টিটিউট ফর থিওরিটিক্যাল ফিজিক্সের ডেভিড গ্রস, সান্তা বারবারার মতে, কণা পদার্থবিদ্যায়, এই ধরনের অসঙ্গতিকে সমস্যা বলা হবে না, বরং একটি সংকট। যাইহোক, অনেক বিজ্ঞানী এই মূল্যায়নের সাথে একমত নন। পরিস্থিতিটি অন্য একটি পদ্ধতির দ্বারা জটিল হয়েছিল, যা প্রাথমিক মহাবিশ্বের অধ্যয়নের উপর ভিত্তি করেও তৈরি হয়েছিল, যথা, ব্যারিওনিক অ্যাকোস্টিক দোলন - দৃশ্যমান পদার্থের ঘনত্বের দোলন যা প্রারম্ভিক মহাবিশ্বকে পূরণ করে।এই কম্পনগুলি প্লাজমা অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ দ্বারা সৃষ্ট হয় এবং সর্বদা পরিচিত মাত্রার হয়, যা তাদের আদর্শ মোমবাতির মতো দেখায়। অন্যান্য পরিমাপের সাথে মিলিত, তারা হাবলকে ΛCDM-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ধ্রুবক দেয়।

নতুন মডেল

টাইপ আইএ সুপারনোভা ব্যবহার করার সময় বিজ্ঞানীদের ভুল হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে। একটি দূরবর্তী বস্তুর দূরত্ব নির্ধারণ করতে, আপনাকে একটি দূরত্বের মই তৈরি করতে হবে।

এই মইয়ের প্রথম স্তরটি হল Cepheids - একটি সুনির্দিষ্ট কাল-আলোক সম্পর্ক সহ পরিবর্তনশীল তারা। নিকটতম প্রকার Ia সুপারনোভার দূরত্ব নির্ধারণ করতে Cepheids ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি গবেষণায়, সেফিডসের পরিবর্তে, লাল দৈত্য ব্যবহার করা হয়েছিল, যা জীবনের একটি নির্দিষ্ট পর্যায়ে সর্বাধিক উজ্জ্বলতায় পৌঁছায় - এটি সমস্ত লাল দৈত্যের জন্য একই।

ফলস্বরূপ, হাবল ধ্রুবক প্রতি সেকেন্ডে 69.8 কিলোমিটার প্রতি মেগাপারসেকে পরিণত হয়েছিল। কোন সংকট নেই, শিকাগো বিশ্ববিদ্যালয়ের ওয়েন্ডি ফ্রিডম্যান বলেছেন, গবেষণাপত্রটির অন্যতম লেখক।

কিন্তু এই বিবৃতিটিও প্রশ্নবিদ্ধ হয়েছে। H0LiCOW সহযোগিতা মহাকর্ষীয় লেন্সিং ব্যবহার করে হাবল ধ্রুবক পরিমাপ করেছে, এটি এমন একটি প্রভাব যা ঘটে যখন একটি বৃহদাকার দেহ তার পিছনে একটি দূরবর্তী বস্তু থেকে রশ্মি বাঁকিয়ে দেয়। পরেরটি কোয়াসার হতে পারে - একটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল দ্বারা খাওয়ানো সক্রিয় ছায়াপথগুলির নিউক্লিয়াস। মহাকর্ষীয় লেন্সের কারণে, একটি কোয়াসারের বেশ কয়েকটি চিত্র একবারে উপস্থিত হতে পারে। এই চিত্রগুলির ঝাঁকুনি পরিমাপ করে, বিজ্ঞানীরা প্রতি মেগাপারসেক প্রতি সেকেন্ডে 73.3 কিলোমিটারের একটি আপডেট হাবল ধ্রুবক অর্জন করেছেন। একই সময়ে, শেষ পর্যন্ত বিজ্ঞানীরা সম্ভাব্য ফলাফল জানতেন না, যা জালিয়াতির সম্ভাবনা বাদ দেয়।

প্রাকৃতিক ম্যাসার থেকে হাবল ধ্রুবক পরিমাপের ফলাফল যখন একটি ব্ল্যাক হোলের চারপাশে গ্যাস ঘোরে তখন প্রতি মেগাপারসেক প্রতি সেকেন্ডে 74 কিলোমিটার। অন্যান্য পদ্ধতি প্রতি মেগাপারসেক প্রতি সেকেন্ডে 76.5 এবং 73.6 কিলোমিটার দেয়। মহাবিশ্বে পদার্থের বন্টন পরিমাপের ক্ষেত্রেও সমস্যা দেখা দেয়, যেহেতু মহাকর্ষীয় লেন্সিং মাইক্রোওয়েভ পটভূমির পরিমাপের তুলনায় একটি ভিন্ন মান দেয়।

যদি দেখা যায় যে পরিমাপের ত্রুটির কারণে পার্থক্যটি নয়, তাহলে বর্তমানে উপলব্ধ সমস্ত ডেটা ব্যাখ্যা করার জন্য একটি নতুন তত্ত্বের প্রয়োজন হবে। একটি সম্ভাব্য সমাধান হল মহাবিশ্বের ত্বরান্বিত প্রসারণের ফলে অন্ধকার শক্তির পরিমাণ পরিবর্তন করা। যদিও বেশিরভাগ বিজ্ঞানী পদার্থবিজ্ঞান আপডেট না করেই করার পক্ষে, সমস্যাটি অমীমাংসিত রয়ে গেছে।