হাবল স্পেস টেলিস্কোপের গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার: মহাবিশ্ব সম্পর্কে যা বদলে দিয়েছে

হাবলের সুন্দর নীহারিকা ও ছায়াপথের ছবি বিশ্বজুড়ে পরিচিত। কিন্তু এর সবচেয়ে গভীর অবদান শুধু ছবি তোলা নয়; মহাবিশ্বের দূরত্ব, ইতিহাস ও বিবর্তন সম্পর্কে পরিমাপযোগ্য তথ্য দেওয়া। অনেক গুরুত্বপূর্ণ ফল এসেছে হাবল, ভূমিভিত্তিক দূরবীক্ষণযন্ত্র এবং অন্য মহাকাশ অভিযানের যৌথ পর্যবেক্ষণ থেকে।

মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে—এই ধারণা হাবল দূরবীক্ষণযন্ত্র উৎক্ষেপণের আগেই প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। যন্ত্রটির গুরুত্বপূর্ণ কাজ ছিল সেই প্রসারণের হার আরও নির্ভুলভাবে মাপতে সাহায্য করা।

এ জন্য গবেষকেরা সেফেইড নামে পরিচিত পরিবর্তনশীল নক্ষত্র পর্যবেক্ষণ করেন। এসব নক্ষত্রের উজ্জ্বলতা ওঠানামার সময়কালের সঙ্গে প্রকৃত দীপ্তির সম্পর্ক রয়েছে। সেই সম্পর্ক ব্যবহার করে দূরত্ব হিসাব করা যায় এবং আরও দূরের বস্তু মাপার ভিত্তি তৈরি হয়।

এই দূরত্ব নির্ধারণ মহাবিশ্বের আকার ও বয়সসংক্রান্ত অনিশ্চয়তা কমাতে সাহায্য করেছে। তবে মহাবিশ্বের প্রায় তেরোশ আশি কোটি বছরের বয়সকে শুধু হাবলের একক আবিষ্কার বলা ঠিক নয়। বিভিন্ন পর্যবেক্ষণ ও মহাজাগতিক মডেল মিলিয়ে এই হিসাব তৈরি হয়েছে।

দূরের ছায়াপথ একে অপরের থেকে সরে যাচ্ছে জানা থাকলেও একসময় ধারণা ছিল, মহাকর্ষের টানে সেই প্রসারণ ধীরে ধীরে কমবে। কিন্তু ১৯৯৮ সালে দূরবর্তী বিস্ফোরিত নক্ষত্রের পর্যবেক্ষণ সম্পূর্ণ ভিন্ন ইঙ্গিত দেয়।

গবেষকেরা নির্দিষ্ট ধরনের অতিনবতারকার উজ্জ্বলতা ও দূরত্ব বিশ্লেষণ করে দেখেন, মহাবিশ্বের প্রসারণ বরং ত্বরান্বিত হচ্ছে। এই আবিষ্কারে ভূমিভিত্তিক পর্যবেক্ষণের পাশাপাশি হাবলের তথ্য গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে।

অন্ধকার শক্তি বলতে কী বোঝায়

এই ত্বরণের ব্যাখ্যায় ব্যবহৃত নাম হলো অন্ধকার শক্তি। হাবল কোনো দৃশ্যমান শক্তির মেঘের ছবি তোলেনি। মহাবিশ্বের প্রসারণের আচরণ থেকে এমন একটি উপাদান বা প্রক্রিয়ার প্রয়োজন বোঝা গেছে, যার প্রকৃতি এখনো পুরোপুরি জানা নেই।

পরবর্তী সময়ে আরও দূরের অতিনবতারকা পর্যবেক্ষণ করে হাবল প্রসারণের ইতিহাস অনুসন্ধানে সাহায্য করেছে। তাই অবদানটি শুধু একটি চমকপ্রদ ফল প্রকাশে সীমাবদ্ধ নয়; সেই ফল যাচাই ও বিস্তারিত করার ক্ষেত্রেও গুরুত্বপূর্ণ। এই আবিষ্কারের জন্য তিন গবেষক ২০১১ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পান।

১৯৯৫ সালে হাবল আকাশের এমন একটি ক্ষুদ্র অঞ্চল দীর্ঘ সময় পর্যবেক্ষণ করে, যেখানে প্রথম দেখায় উল্লেখযোগ্য কিছু নেই বলেই মনে হচ্ছিল। কিন্তু দীর্ঘ সময়ের আলো একত্র করার পর দেখা যায় বিপুলসংখ্যক দূরবর্তী ছায়াপথ।

এই গভীর ক্ষেত্র পর্যবেক্ষণ দেখিয়েছিল, আপাত অন্ধকার আকাশও মহাজাগতিক ইতিহাসে পূর্ণ। পরে ২০০৪ সালের আরও গভীর পর্যবেক্ষণে প্রায় দশ হাজার ছায়াপথ ধরা পড়ে।

দূরে দেখা মানে অতীতে দেখা

আলো পৌঁছাতে সময় লাগে। তাই কোনো দূরবর্তী ছায়াপথের আলো পর্যবেক্ষণ করলে আমরা সেটির অতীত অবস্থা দেখি। একই ছবিতে বিভিন্ন দূরত্বের ছায়াপথ থাকায় মহাবিশ্বের বিবর্তনের বিভিন্ন অধ্যায় তুলনা করা সম্ভব হয়।

হাবলের তথ্য দেখিয়েছে, প্রাচীন অনেক ছায়াপথ তুলনামূলক ছোট ও অনিয়মিত ছিল। সময়ের সঙ্গে সংঘর্ষ, একীভবন এবং নতুন নক্ষত্র তৈরির মাধ্যমে বড় ছায়াপথ গড়ে উঠেছে।

এসব ছবিতে মহাবিস্ফোরণের মুহূর্ত ধরা পড়েনি। বরং মহাবিস্ফোরণের অনেক পরে গঠিত ছায়াপথের আলো দেখা গেছে। এই পার্থক্য বজায় রাখলেই হাবলের প্রকৃত অর্জন পরিষ্কার হয়।

কৃষ্ণগহ্বর নিজে আলো বের হতে দেয় না। তাই হাবল এর উপস্থিতি অনুসন্ধান করেছে আশপাশের গ্যাস ও নক্ষত্রের গতিবিধি বিশ্লেষণ করে।

১৯৯৪ সালে এম–৮৭ ছায়াপথের কেন্দ্রের গ্যাসের গতি মেপে গবেষকেরা অত্যন্ত ছোট অঞ্চলে বিপুল ভর কেন্দ্রীভূত থাকার শক্ত প্রমাণ পান। এত দ্রুত গ্যাস ঘোরানোর জন্য যে মহাকর্ষীয় প্রভাব দরকার, তা অতিভারী কৃষ্ণগহ্বরের ব্যাখ্যার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল।

পরে বিভিন্ন ছায়াপথের পর্যবেক্ষণ দেখায়, বড় ছায়াপথগুলোর কেন্দ্রে অতিভারী কৃষ্ণগহ্বর থাকা সাধারণ ঘটনা। এর ফলে কৃষ্ণগহ্বরকে বিচ্ছিন্ন মহাজাগতিক বিস্ময় হিসেবে দেখার বদলে ছায়াপথের বিবর্তনের গুরুত্বপূর্ণ অংশ হিসেবে বোঝা শুরু হয়।

প্রমাণ আর প্রত্যক্ষ ছবি এক নয়

হাবলের এই অর্জন কৃষ্ণগহ্বরের ছায়ার প্রত্যক্ষ ছবি তোলার সমান নয়। এটি মূলত চারপাশের পদার্থের ওপর মহাকর্ষীয় প্রভাবের পরিমাপ। কোনো অদৃশ্য বস্তুকে তার দৃশ্যমান প্রভাব থেকে শনাক্ত করা জ্যোতির্বিজ্ঞানের গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতি।

হাবলের অন্যতম ঐতিহাসিক অর্জন হলো সৌরজগতের বাইরের একটি গ্রহের বায়ুমণ্ডল সরাসরি শনাক্ত করা। ২০০১ সালে এইচডি ২০৯৪৫৮ বি নামের গ্রহটির বায়ুমণ্ডলে সোডিয়ামের উপস্থিতি ধরা পড়ে।

গ্রহটি নিজের নক্ষত্রের সামনে দিয়ে যাওয়ার সময় নক্ষত্রের আলোর অল্প অংশ তার বায়ুমণ্ডল ভেদ করে আসে। বায়ুমণ্ডলের উপাদান নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করে। গবেষকেরা সেই পরিবর্তন বিশ্লেষণ করে রাসায়নিক উপাদানের পরিচয় পান।

এটি দেখিয়েছিল, দূরের একটি গ্রহকে কাছে না গিয়েও তার বায়ুমণ্ডল সম্পর্কে জানা সম্ভব। তবে বায়ুমণ্ডল শনাক্ত করা মানেই প্রাণের সন্ধান পাওয়া নয়।

গ্রহ তৈরির চাকতি

হাবল তরুণ নক্ষত্রের চারপাশে গ্যাস ও ধুলোর চাকতিও বিস্তারিতভাবে পর্যবেক্ষণ করেছে। ১৯৯২ সালে ওরায়ন নীহারিকার নবীন নক্ষত্রগুলোর চারপাশে এমন চাকতির গঠন পৃথকভাবে দেখা যায়।

এগুলোকে গ্রহ তৈরির উপাদানভাণ্ডার হিসেবে বোঝা যায়। প্রতিটি চাকতিতে নিশ্চিতভাবে পৃথিবীর মতো গ্রহ তৈরি হবে—এমন নয়; কিন্তু গ্রহব্যবস্থা গঠনের প্রক্রিয়া যে বাস্তবে চলছে, তার গুরুত্বপূর্ণ পর্যবেক্ষণমূলক ভিত্তি তৈরি হয়।

অন্ধকার পদার্থ আলো ছাড়ে না বলে সাধারণ ছবিতে দেখা যায় না। কিন্তু তার মহাকর্ষ দূরের ছায়াপথের আলোর পথ বাঁকাতে পারে। হাবলের তীক্ষ্ণ ছবিতে সেই বাঁকানো ও বিকৃত আকৃতি বিশ্লেষণ করে গবেষকেরা ভরের বণ্টন সম্পর্কে ধারণা পেয়েছেন।

ছায়াপথগুচ্ছের সংঘর্ষ পর্যবেক্ষণেও হাবল গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রেখেছে। অন্য যন্ত্রের তথ্যের সঙ্গে মিলিয়ে দৃশ্যমান গ্যাস এবং মহাকর্ষীয়ভাবে নির্ণীত ভরের অবস্থান তুলনা করা যায়। এতে অন্ধকার পদার্থ কীভাবে আচরণ করে, তা বোঝার সুযোগ তৈরি হয়। তবে হাবল অন্ধকার পদার্থের মৌলিক কণা শনাক্ত করেনি।

হাবলের আরেকটি অবদান হলো নতুন সমস্যা সামনে আনা। কাছের মহাবিশ্বের পর্যবেক্ষণ থেকে নির্ণীত প্রসারণের হার এবং প্রাচীন মহাবিশ্বের তথ্যভিত্তিক পূর্বাভাস পুরোপুরি মিলছে না। এই অমিল নিয়ে অন্য দূরবীক্ষণযন্ত্রের সাহায্যেও গবেষণা চলছে।

মহাবিশ্বের ইতিহাস দেখা, অদৃশ্য ভরের প্রভাব মাপা এবং দূরবর্তী গ্রহের বাতাস পরীক্ষা করার মাধ্যমে হাবল জ্যোতির্বিজ্ঞানের প্রশ্ন করার ধরন বদলেছে। তার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উত্তরগুলোর পাশাপাশি এই নতুন প্রশ্নগুলোও বৈজ্ঞানিক উত্তরাধিকারের অংশ।