মহাবিশ্বের গভীর থেকে ভেসে আসা এক ব্যাখ্যাতীত মহাজাগতিক সুরভি

২০০৬ সালে, বায়ুমণ্ডলের উপরিভাগে পরিচালিত একটি বৈজ্ঞানিক অভিযান আধুনিক সৃষ্টিতত্ত্বের (cosmology) অন্যতম সবচেয়ে বিভ্রান্তিকর ঘটনাকে উন্মোচন করে। পৃথিবী থেকে উঁচুতে, প্রায় সাইত্রিশ কিলোমিটার উচ্চতায়, একটি যন্ত্র মহাবিশ্বের সব দিক থেকে ভেসে আসা একটি শক্তিশালী রেডিও সংকেত (radio signal) শনাক্ত করে। এই সংকেতটি, যা এখন ‘স্পেস রোর’ (Space Roar) বা ‘মহাকাশের গর্জন’ নামে পরিচিত, সমস্ত পরিচিত সাধারণ নক্ষত্র এবং গ্যালাক্সি থেকে প্রত্যাশিত সম্মিলিত নির্গমনের চেয়ে প্রায় ছয় গুণ বেশি জোরালো প্রমাণিত হয়েছিল। মহাবিশ্বের আদিমতম নক্ষত্রগুলোর ক্ষীণ চিহ্নের সন্ধান হিসেবে যা শুরু হয়েছিল, তা শেষ পর্যন্ত একটি গভীর রহস্যে রূপ নেয়—যা মহাজাগতিক ইতিহাস এবং মহাবিশ্বকে রূপদানকারী মৌলিক প্রক্রিয়াগুলো সম্পর্কে আমাদের ধারণাকে এখনও চ্যালেঞ্জ করে চলেছে।

নাসার গডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টারের গবেষকদের দ্বারা তৈরি একটি পরিশীলিত বেলুন-বাহিত পরীক্ষা, “অ্যাবসলিউট রেডিওমিটার ফর কসমোলজি, অ্যাস্ট্রোফিজিক্স অ্যান্ড ডিফিউজ এমিশন” বা ‘আর্কেড’ (ARCADE)-এর উড্ডয়নের সময় এই আবিষ্কারটি ঘটে। অ্যালান কোগুট এবং তাঁর দলের নেতৃত্বে, এই মিশনের লক্ষ্য ছিল প্রথম প্রজন্মের নক্ষত্র—যাদের প্রায়শই ‘পপুলেশন III’ নক্ষত্র বলা হয় এবং যেগুলো প্রায় তেরো বিলিয়ন বছর আগে শিশু মহাবিশ্বে গঠিত হয়েছিল—সেগুলো থেকে নির্গত সূক্ষ্ম রেডিও নির্গমন পরিমাপ করা। ধারণা করা হয়েছিল, এই আদিম আলোকবর্তিকাগুলো সেন্টিমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সনাক্তযোগ্য অত্যন্ত ক্ষীণ তাপীয় স্বাক্ষর রেখে যাবে। কিন্তু তার পরিবর্তে, মহাজাগতিক সংকেতকে দূষিত হওয়া থেকে বাঁচাতে পরম শূন্যের (absolute zero) কাছাকাছি তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা করে রাখা যন্ত্রগুলো একটি অবিশ্বাস্য রকমের শক্তিশালী এবং চারপাশ জুড়ে বিস্তৃত রেডিও ব্যাকগ্রাউন্ড (isotropic radio background) ক্যাপচার করে।

এই অতিরিক্ত নির্গমনটি প্রায় ২২ মেগাহার্টজ থেকে ১০ গিগাহার্টজ পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি বা তরঙ্গে বিস্তৃত। এর বর্ণালীটি (spectrum) অনেকটা ‘সিনক্রোট্রন বিকিরণের’ (synchrotron radiation) মতো, যা ইলেকট্রনের মতো চার্জযুক্ত কণা চৌম্বক ক্ষেত্রে আপেক্ষিক গতিতে (relativistic speeds) ত্বরান্বিত হলে উৎপন্ন হয়। তবুও, গ্যালাক্সি, কোয়াসার এবং অন্যান্য জ্যোতির্পদার্থগত বস্তু সহ সমস্ত পরিচিত রেডিও উৎসের তালিকার ওপর ভিত্তি করে যে পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছিল, এই তীব্রতা তাকে সম্পূর্ণ ভুল প্রমাণ করে। এই গর্জন পুরো আকাশকে সমানভাবে ঢেকে রেখেছে। এটি আকাশগঙ্গার (Milky Way) অভ্যন্তরে কোনো নির্দিষ্ট দিক বা গ্যালাকটিক প্লেনের কাছাকাছি কোনো ঘনত্বের প্রতি পক্ষপাত দেখায় না, যা এর স্থানীয় কোনো উৎস থাকার সম্ভাবনাকে নাকচ করে দেয়।

যে যন্ত্রটি এই গর্জন শুনেছিল

আর্কেড (ARCADE) ছিল প্রকৌশলবিদ্যার একটি অসাধারণ সাফল্য। একটি বিশাল হিলিয়াম-ভর্তি বেলুনের নিচে ঝুলিয়ে, ২০০৬ সালের জুলাই মাসে টেক্সাসের প্যালেস্টাইনের একটি উৎক্ষেপণ কেন্দ্র থেকে এই পেলোডটি আকাশে পাঠানো হয়। সাতটি সংবেদনশীল রেডিও রিসিভার প্রায়-শূন্যতার (near-vacuum) মধ্যে কাজ করছিল, যা পার্থিব হস্তক্ষেপ এবং যন্ত্রের নিজস্ব তাপীয় কোলাহল (thermal noise) থেকে সুরক্ষিত ছিল। মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ডের তাপমাত্রার—প্রায় ২.৭২৫ কেলভিন—সাথে সামঞ্জস্য রেখে, দলটি পদ্ধতিগত ত্রুটিগুলো হ্রাস করতে সক্ষম হয়েছিল, যা এই ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা পরীক্ষা করার আগের প্রচেষ্টাগুলোকে বাধাগ্রস্ত করেছিল।

সংক্ষিপ্ত উড্ডয়নের সময় মিশনটি আকাশের প্রায় সাত শতাংশ পর্যবেক্ষণ করেছিল। এমনকি এই সীমিত দৃশ্যেই একটি অনস্বীকার্য অতিরিক্ত সংকেত ধরা পড়ে। পরবর্তী বিশ্লেষণ নিশ্চিত করে যে এই সংকেতটি গ্যালাক্সির বাইরের বা মহাজাগতিক প্রকৃতির। আকাশের নির্দিষ্ট অঞ্চলে পুঞ্জীভূত বিন্দুর মতো উৎসের বিপরীতে, স্পেস রোর একটি বিস্তৃত আভার মতো দেখায়, যা অন্য সমস্ত নির্গমনের নিচে একটি ধ্রুব মহাজাগতিক স্ট্যাটিক বা তরঙ্গের মতো বিদ্যমান। একটি নির্দিষ্ট ঢাল দ্বারা চিহ্নিত এর পাওয়ার-ল বর্ণালী (power-law spectrum) সক্রিয় গ্যালাক্সিগুলোর রেডিও নির্গমনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যায়, তবে এটি আকারে ছিল অত্যন্ত বিশাল।

মহাজাগতিক ইতিহাসে এই অসঙ্গতির প্রেক্ষাপট

এই আবিষ্কারের অদ্ভুততা উপলব্ধি করতে হলে, প্রথমে আমাদের প্রত্যাশিত রেডিও আকাশের কথা বিবেচনা করতে হবে। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা দীর্ঘকাল ধরে বিভিন্ন স্বতন্ত্র উৎসের অবদান চিহ্নিত করেছেন: যেমন সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল দ্বারা চালিত রেডিও গ্যালাক্সি, সুপারনোভার অবশিষ্টাংশ এবং আন্তঃনাক্ষত্রিক চৌম্বক ক্ষেত্রে সিনক্রোট্রন প্রক্রিয়া। এই সবকিছুর সমন্বিত মডেল একটি নির্দিষ্ট স্তরের উজ্জ্বলতার পূর্বাভাস দিয়েছিল। কিন্তু ARCADE-এর পরিমাপ এই পূর্বাভাসগুলোকে সুনির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সির ওপর ভিত্তি করে পাঁচ থেকে ছয় গুণ ছাড়িয়ে গেছে।

এই অসঙ্গতি আদি মহাবিশ্ব সম্পর্কে মৌলিক কিছু প্রশ্ন উত্থাপন করে। মহাজাগতিক ভোরের (cosmic dawn) যুগের কোনো অজানা বস্তুর জনসংখ্যা—হয়তো একদম প্রথম নক্ষত্র বা ক্রমবর্ধমান ব্ল্যাক হোলগুলো—কি প্রত্যাশার চেয়ে অনেক বেশি রেডিও নির্গমন তৈরি করেছিল? আন্তঃগ্যালাকটিক মাধ্যমের কোনো অলক্ষিত প্রক্রিয়া কি বিলিয়ন বিলিয়ন বছর ধরে সংকেতগুলোকে আরও বাড়িয়ে তুলেছে? নাকি এই গর্জনের উৎপত্তি আরও বেশি রহস্যময় কোনো ঘটনা থেকে, যেমন ক্ষয়প্রাপ্ত ডার্ক ম্যাটার কণা বা বিগ ব্যাং-এর ঠিক পরেই ঘটে যাওয়া কোনো ফেজ ট্রানজিশনের (দশা পরিবর্তন) অবশিষ্টাংশ থেকে?

একটি জোরালো হাইপোথিসিস বা তত্ত্ব এই অতিরিক্ত সংকেতকে আদিম গ্যালাক্সিগুলোর চৌম্বক ক্ষেত্রে ত্বরান্বিত ইলেকট্রন থেকে নির্গত সিনক্রোট্রন বিকিরণের সাথে যুক্ত করে। তবে, মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ড এবং বৃহৎ আকারের কাঠামোগত পর্যবেক্ষণের সীমাবদ্ধতার সাথে এই দৃশ্যমান তীব্রতার মিল খুঁজে পাওয়া বেশ চ্যালেঞ্জিং। কিছু মডেল ক্ষীণ, দূরবর্তী রেডিও গ্যালাক্সির একটি বিশাল গোষ্ঠীর কথা উল্লেখ করে, যাদের সম্মিলিত প্রভাব পুরো আকাশ জুড়ে বিস্তৃত হলেই কেবল স্পষ্ট হয়ে ওঠে। অন্য কিছু তত্ত্ব রিয়োনাইজেশন (reionization) যুগের সাথে সম্পর্কিত মেকানিজমের প্রস্তাব করে, যখন প্রথম নক্ষত্র থেকে নির্গত অতিবেগুনি রশ্মি নিরপেক্ষ হাইড্রোজেনকে আয়নিত করেছিল, যা সম্ভাব্যভাবে রেডিও তরঙ্গদৈর্ঘ্যে শক্তি অবমুক্ত করতে পারে।

তত্ত্ব এবং অনুমান

২০০৯ সালে প্রাথমিক ঘোষণার পর থেকে গবেষকরা অসংখ্য ব্যাখ্যা অন্বেষণ করেছেন। একটি তত্ত্ব নির্দেশ করে যে, এই গর্জন গ্যালাক্সি ক্লাস্টারগুলোর পরস্পরের সাথে মিশে যাওয়ার মধ্যবর্তী মাধ্যম থেকে উদ্ভূত হতে পারে, যেখানে শক বা ধাক্কাগুলো কণাগুলোকে ত্বরান্বিত করে বিশাল স্কেলে সিনক্রোট্রন বিকিরণ তৈরি করে। অন্য একটি তত্ত্ব কাঠামো গঠনের আগের একটি মহাজাগতিক উৎপত্তির কথা বলে, যা হয়তো তরুণ মহাবিশ্বে মেটাস্টেবল (ক্ষণস্থায়ী) কণাগুলোর ক্ষয়ের সাথে জড়িত ছিল, যা আপেক্ষিক ইলেকট্রন ইনজেক্ট করেছিল।

একটি বিশেষ কৌতূহল উদ্দীপক ধারণা স্পেস রোরকে প্রথম সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল গঠনের সাথে যুক্ত করে। আদি গ্যালাক্সিগুলোর কেন্দ্রে গঠিত এই মহাজাগতিক বীজগুলো শক্তিশালী জেট বা রশ্মি উৎক্ষেপণ করতে পারত, যা চারপাশের গ্যাস এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে মহাবিশ্বকে রেডিও তরঙ্গে প্লাবিত করেছিল। তবুও এই ধরনের পরিস্থিতিগুলোকে অন্যান্য পর্যবেক্ষণের সাথে সাবধানে মিলিয়ে দেখতে হবে, যার মধ্যে রয়েছে মহাজাগতিক ইনফ্রারেড ব্যাকগ্রাউন্ডের পরিমাপ এবং গ্যালাক্সির বাইরের নির্গমনের ওপর গামা-রশ্মির সীমাবদ্ধতা।

বিকল্প প্রস্তাবগুলো আরও বেশি অনুমানমূলক রাজ্যে প্রবেশ করে। কিছু তাত্ত্বিক অ্যাক্সিয়ন (axions) বা অন্যান্য ডার্ক ম্যাটার কণার চৌম্বক ক্ষেত্রে ফোটনে রূপান্তরিত হওয়ার বিষয়টিকে বিবেচনা করেন। অন্যরা পরীক্ষা করে দেখছেন যে মহাজাগতিক স্ফীতি (cosmic inflation) বা পরবর্তী যুগে বিবর্ধিত আদিম চৌম্বক ক্ষেত্রগুলো একটি ব্যাপক সিনক্রোট্রন ব্যাকগ্রাউন্ড বজায় রাখতে পারত কি না। কেউ কেউ এমনকি ‘রিলেশন’ বা সম্পর্কের তত্ত্বের সাথেও সাদৃশ্য টানেন, যা পরামর্শ দেয় যে বিগ ব্যাং-এর প্রায় একশো মিলিয়ন বছর পরে একটি আপেক্ষিক “বিস্ফোরণ” (bang) প্রচুর শক্তি নির্গত করেছিল, যা আজ এই রেডিওর অতিরিক্ত অংশ হিসেবে প্রকাশ পাচ্ছে।

এই সমস্ত প্রচেষ্টা সত্ত্বেও, কোনো একক মডেলই তথ্যের সব দিক পুরোপুরি ব্যাখ্যা করতে পারে না। সংকেতের অভিন্নতা, এর নির্দিষ্ট বর্ণালী সূচক এবং পরিচিত উৎসের গণনার সাথে এর অমিল—এখনও এক অমীমাংসিত ধাঁধা হয়ে আছে। উন্নত রেডিও জরিপ এবং গভীর অনুসন্ধান এই অতিরিক্ত সংকেতের উপস্থিতি নিশ্চিত করেছে, কিন্তু এর উৎস কী তা সমাধান করতে পারেনি।

সৃষ্টিতত্ত্ব এবং ভবিষ্যৎ অনুসন্ধানের ওপর এর প্রভাব

স্পেস রোরের এই স্থায়িত্ব ব্যাপক প্রভাব বহন করে। এটি মহাজাগতিক ভোরের ক্ষীণ রেডিও স্বাক্ষর সনাক্ত করার প্রচেষ্টাকে জটিল করে তোলে, যার মধ্যে নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন থেকে আসা বৈশ্বিক ২১-সেন্টিমিটার সংকেতও অন্তর্ভুক্ত। এই অতিরিক্ত ব্যাকগ্রাউন্ডগুলো এই মূল্যবান অবশিষ্টাংশগুলোকে আড়াল বা বিকৃত করতে পারে, যা প্রথম নক্ষত্রগুলো কখন এবং কীভাবে জ্বলে উঠেছিল তা পুনর্গঠনে বাধা সৃষ্টি করে।

তদুপরি, এই ঘটনাটি গ্যালাক্সি গঠন এবং বিবর্তনের বর্তমান মডেলগুলোর অপূর্ণতাকে তুলে ধরে। যদি সাধারণ জ্যোতির্পদার্থগত প্রক্রিয়াগুলো এই তীব্রতা ব্যাখ্যা করতে না পারে, তবে দূরবর্তী মহাবিশ্বে রেডিও-নির্গমনকারী বস্তুর তালিকায় সংশোধন প্রয়োজন, অথবা সম্পূর্ণ নতুন কোনো পদার্থবিদ্যা এখানে কাজ করছে। এই রহস্যটি মহাজাগতিক স্কেল জুড়ে সিনক্রোট্রন প্রক্রিয়াগুলোকে নতুন করে খতিয়ে দেখার আহ্বান জানায় এবং উদ্ভাবনী যন্ত্রপাতির বিকাশকে উৎসাহিত করে।

আগামী দিনের প্রযুক্তিগত সুবিধাগুলো এই ক্ষেত্রে অগ্রগতির প্রতিশ্রুতি দেয়। পরবর্তী প্রজন্মের রেডিও টেলিস্কোপগুলো, তাদের উন্নত সংবেদনশীলতা এবং বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি কভারেজ সহ, হয়তো আরও নিখুঁতভাবে এই গর্জনের মানচিত্র তৈরি করতে পারবে এবং স্থানিক পরিবর্তন বা পোলারাইজেশন স্বাক্ষর অনুসন্ধান করতে পারবে, যা প্রতিদ্বন্দ্বী তত্ত্বগুলোর মধ্যে পার্থক্য করতে সাহায্য করতে পারে। ARCADE-এর মতো বেলুন-বাহিত পরীক্ষা বা বায়ুমণ্ডলীয় শোষণ থেকে মুক্ত অরবিটাল প্ল্যাটফর্মগুলো পরিমাপকে আরও কম ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রসারিত করতে পারে, যেখানে সংকেতটি আরও শক্তিশালী হয়।

মহাকাশ সংস্থাগুলো ফলো-আপ মিশনগুলোর কথা বিবেচনা করে চলেছে। ARCADE-এর উন্নত সংস্করণ বা পরিপূরক যন্ত্রগুলো বিভিন্ন যুগের অবদানকে আলাদা করতে পারে। আন্তর্জাতিক পর্যবেক্ষণ কেন্দ্রগুলোর যৌথ প্রচেষ্টা মাল্টি-মেসেঞ্জার ডেটা একত্রিত করবে—যা রেডিও, ইনফ্রারেড, এক্স-রে এবং গামা-রশ্মি পর্যবেক্ষণকে এক সুতোয় বেঁধে একটি সম্পূর্ণ চিত্র তৈরি করবে।

মহাজাগতিক হিস্-হিস্ শব্দের চিরন্তন আকর্ষণ

মহাবিশ্বের মানুষকে অবাক করার ক্ষমতার এক উজ্জ্বল নিদর্শন হিসেবে দাঁড়িয়ে আছে এই ‘স্পেস রোর’। একটি সাধারণ বৈজ্ঞানিক উড্ডয়ন হিসেবে যা শুরু হয়েছিল, তা এমন একটি সংকেত এনে দিয়েছে যা জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা থেকে শুরু করে কণা পদার্থবিদ্যা—সব শাখায় আলোড়ন সৃষ্টি করেছে। এটি আমাদের বিনম্রভাবে স্মরণ করিয়ে দেয় যে, টেলিস্কোপ এবং কম্পিউটেশনাল মডেলিংয়ের অসাধারণ অগ্রগতি সত্ত্বেও, মহাবিশ্বের বিশাল অংশ এখনও পর্দার আড়ালে রয়ে গেছে।

এই রহস্যময় নির্গমন, যা প্রতিটি দিক থেকে পরিব্যাপ্ত এবং মহাজাগতিক সময় জুড়ে টিকে আছে, মহাবিশ্বকে একটি সক্রিয় ও গতিশীল সত্তা হিসেবে আমাদের সামনে তুলে ধরে। একটি নীরব শূন্যতা হওয়ার পরিবর্তে, মহাবিশ্ব যেন এই অবিরাম রেডিও কণ্ঠস্বরের মাধ্যমে তার উপস্থিতি ঘোষণা করছে। এই গর্জনের উৎস শেষ পর্যন্ত প্রাচীন বস্তুর হারিয়ে যাওয়া জনসংখ্যাই হোক, কিংবা আবিষ্কৃত কোনো শারীরিক প্রক্রিয়াই হোক, অথবা উভয়ের মিশ্রণই হোক—এর সমাধান নিঃসন্দেহে মহাবিশ্ব কীভাবে তার জ্বলন্ত উৎপত্তি থেকে আজকের এই সুশৃঙ্খল বিস্তারে বিবর্তিত হয়েছে, সে সম্পর্কে আমাদের বোধশক্তিকে সমৃদ্ধ করবে।

যন্ত্রপাতি যত নিখুঁত হচ্ছে এবং তত্ত্বগুলো যত পরিমার্জিত হচ্ছে, বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায় সেই দিনের প্রত্যাশায় রয়েছে যখন এই মহাজাগতিক রহস্য তার গোপন বাক্সটি উন্মোচন করবে। ততক্ষণ পর্যন্ত, সমসাময়িক জ্যোতির্বিজ্ঞানের অন্যতম চিত্তাকর্ষক ধাঁধা হিসেবে স্পেস রোর টিকে থাকবে—দূরতম প্রান্ত থেকে ভেসে আসা একটি শক্তিশালী, ব্যাখ্যাতীত সম্প্রচার, যা আমাদের অস্তিত্বের সীমাহীন জটিলতা নিয়ে প্রতিনিয়ত বিস্মিত হতে বাধ্য করে। মহাবিশ্ব কথা বলে; মানবজাতি শোনে, তার অর্থ উদ্ধার করে এবং বিস্ময়ে অভিভূত হয়।