মহাবিশ্বের জন্ম, বিবর্তন এবং কৃষ্ণগহ্বরের রহস্য উন্মোচনে নতুন দিগন্ত তৈরি করছে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ জ্যোতির্বিজ্ঞান। বিজ্ঞানীরা বলছেন, এই গবেষণা এখন এমন এক পর্যায়ে পৌঁছেছে, যেখানে বিচ্ছিন্ন কিছু সংকেত বিশ্লেষণের পরিবর্তে বিপুল পরিমাণ তথ্য ব্যবহার করে মহাবিশ্বের বৃহত্তর চিত্র বোঝা সম্ভব হচ্ছে। জ্যোতির্বিজ্ঞানের এই নতুন পর্যায়কে বলা হচ্ছে পরিসংখ্যানভিত্তিক যুগ।
মহাকর্ষীয় তরঙ্গ হলো স্থান-কালের সূক্ষ্ম কম্পন। কৃষ্ণগহ্বর বা নিউট্রন নক্ষত্রের মতো অত্যন্ত ভারী মহাজাগতিক বস্তু দ্রুতগতিতে চলাচল করলে কিংবা একে অপরের সঙ্গে সংঘর্ষে লিপ্ত হলে এসব তরঙ্গ সৃষ্টি হয়।
২০১৫ সালে বিজ্ঞানীরা প্রথমবারের মতো মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্ত ও পর্যবেক্ষণ শুরু করেন। এরপর থেকে প্রযুক্তির উন্নতির ফলে গবেষণার পরিধি উল্লেখযোগ্যভাবে বেড়েছে।
কৃষ্ণগহ্বরের সংঘর্ষের স্পষ্ট সংকেত
২০২৫ সালের ১৪ জানুয়ারি যুক্তরাষ্ট্রের দুটি লাইগো পর্যবেক্ষণকেন্দ্র ১৩০ কোটি আলোকবর্ষ দূরে দুটি কৃষ্ণগহ্বরের একীভূত হওয়ার ফলে সৃষ্ট মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্ত করে। একটি কৃষ্ণগহ্বরের ভর ছিল সূর্যের প্রায় ৩৪ গুণ, অন্যটির প্রায় ৩২ গুণ।
সংকেতটির নাম দেওয়া হয় জিডব্লিউ২৫০১১৪। লাইগোর গবেষকদের রেকর্ড করা সবচেয়ে স্পষ্ট মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সংকেত হিসেবে এটি বিশেষ গুরুত্ব পায়।
এই সংকেত বিশ্লেষণের মাধ্যমে কৃষ্ণগহ্বরের ভর, ঘূর্ণন এবং একীভূত হওয়ার পর সৃষ্ট নতুন কৃষ্ণগহ্বরের বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে আরও নির্ভুল তথ্য পাওয়া সম্ভব হয়েছে।
৩৯০টি সম্ভাব্য মহাজাগতিক ঘটনার তালিকা
গত ২৬ মে আন্তর্জাতিক গবেষক দল মহাকর্ষীয় তরঙ্গের একটি নতুন তালিকা প্রকাশ করে। আগের তালিকার তুলনায় এটি ৭০ শতাংশ বড়। এতে মোট ৩৯০টি সম্ভাব্য ঘটনা অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে, যার মধ্যে ১৬১টি নতুন শনাক্তকরণ।
২০২৪ সালের এপ্রিল থেকে ২০২৫ সালের জানুয়ারি পর্যন্ত লাইগো, ভার্গো ও কাগরা পর্যবেক্ষণকেন্দ্র এসব সংকেত শনাক্ত করে। তালিকার সব ঘটনাই কৃষ্ণগহ্বরের একীভূত হওয়ার সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
এই বিপুল তথ্য ব্যবহার করে বিজ্ঞানীরা এখন কৃষ্ণগহ্বরের সংখ্যা, ভরের পার্থক্য এবং সৃষ্টির সম্ভাব্য প্রক্রিয়া নিয়ে পরিসংখ্যানভিত্তিক বিশ্লেষণ করতে পারছেন।
কৃষ্ণগহ্বরের সংকেতে আইনস্টাইনের তত্ত্বের পরীক্ষা
আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব অনুযায়ী, পদার্থ ও শক্তির কারণে স্থান-কালের বক্রতা তৈরি হয়। কোনো ভারী বস্তু নির্দিষ্টভাবে ত্বরিত হলে এই বক্রতার পরিবর্তন আলোর গতিতে চারদিকে ছড়িয়ে পড়তে পারে। একেই বলা হয় মহাকর্ষীয় তরঙ্গ।
দুটি কৃষ্ণগহ্বর পরস্পরকে কেন্দ্র করে ঘুরতে ঘুরতে কাছাকাছি এলে তাদের নির্গত তরঙ্গের কম্পাঙ্ক বাড়তে থাকে। এই ক্রমবর্ধমান সংকেতকে বলা হয় ‘চির্প’। একীভূত হওয়ার পর নতুন কৃষ্ণগহ্বরটি স্থিতিশীল হওয়ার সময় যে তরঙ্গ নির্গত করে, তাকে বলা হয় ‘রিংডাউন’।
এই দুই ধরনের সংকেত বিশ্লেষণ করে কৃষ্ণগহ্বরের ভর, ঘূর্ণনের গতি ও দিক সম্পর্কে ধারণা পাওয়া যায়।
জুলাইয়ে প্রকাশিত একটি বিশ্লেষণে লাইগো গবেষকেরা ১৬৮টি সংকেত পরীক্ষা করে আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের সঙ্গে কোনো অসংগতি খুঁজে পাননি।
কৃষ্ণগহ্বরের ভরে নতুন রহস্য
নতুন গবেষণায় দেখা গেছে, মহাকাশে কৃষ্ণগহ্বরের ভর সমানভাবে বিস্তৃত নয়। প্রত্যাশার তুলনায় প্রায় ১০ সৌরভরের কৃষ্ণগহ্বরের সংখ্যা বেশি। আবার প্রায় ৩৫ সৌরভরের কৃষ্ণগহ্বরগুলো কাছাকাছি ভরের সঙ্গীর সঙ্গে একীভূত হওয়ার প্রবণতা দেখায়।
বিজ্ঞানীদের ধারণা, দুটি বিশাল নক্ষত্র একই সময়ে জন্ম নিয়ে পরবর্তী সময়ে কৃষ্ণগহ্বরে পরিণত হলে এমন জোড়া তৈরি হতে পারে। আবার নক্ষত্রগুচ্ছের মধ্যে একটি কৃষ্ণগহ্বরের মহাকর্ষীয় আকর্ষণে অন্য কৃষ্ণগহ্বর তার সঙ্গী হতে পারে।
আগের দুটি কৃষ্ণগহ্বরের সংঘর্ষের অবশিষ্টাংশ থেকেও নতুন প্রজন্মের কৃষ্ণগহ্বর তৈরি হতে পারে।
গবেষণায় আরও দেখা গেছে, শনাক্ত করা কৃষ্ণগহ্বরের মাত্র প্রায় ১৫ শতাংশের দ্রুত ঘূর্ণন রয়েছে। ফলে সব কৃষ্ণগহ্বর একই প্রক্রিয়ায় সৃষ্টি হয়নি বলে বিজ্ঞানীরা মনে করছেন।
মহাকাশ গবেষণায় ভারতের নতুন পর্যবেক্ষণকেন্দ্র
মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্তকরণের ক্ষেত্রে বর্তমানে লাইগো, ভার্গো ও কাগরা গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখছে। তবে এসব পর্যবেক্ষণকেন্দ্রের অবস্থান মূলত পৃথিবীর উত্তর গোলার্ধে হওয়ায় মহাকর্ষীয় তরঙ্গের উৎস নির্দিষ্ট করতে সীমাবদ্ধতা রয়েছে।
এই সমস্যা কমাতে ভারতের মহারাষ্ট্রের হিঙ্গোলি জেলায় তৃতীয় লাইগো পর্যবেক্ষণকেন্দ্র নির্মাণের পরিকল্পনা নেওয়া হয়েছে। নতুন কেন্দ্রটি ২০৩০ সালে প্রথম পর্যবেক্ষণ কার্যক্রম শুরু করার কথা।
২০১৮ সালের একটি গবেষণায় ধারণা দেওয়া হয়েছিল, ভারতীয় লাইগো যুক্ত হলে মহাকর্ষীয় তরঙ্গের উৎস শনাক্তের ক্ষেত্রে অবস্থানগত অনিশ্চয়তার গড় এলাকা ৪০ শতাংশ পর্যন্ত কমতে পারে।
মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ বোঝার নতুন সুযোগ
মহাকর্ষীয় তরঙ্গের তথ্য শুধু কৃষ্ণগহ্বরের রহস্য উন্মোচনেই নয়, মহাবিশ্ব কত দ্রুত সম্প্রসারিত হচ্ছে, তা নির্ণয়েও সহায়তা করতে পারে।
চলতি বছরের একটি বিশ্লেষণে মহাকর্ষীয় তরঙ্গের তথ্য ব্যবহার করে প্রতি মেগাপারসেকে প্রতি সেকেন্ডে ৭১ কিলোমিটার সম্প্রসারণের হার পাওয়া গেছে। আগের মহাকর্ষীয় তরঙ্গভিত্তিক হিসাবের তুলনায় এটি প্রায় ২৬ শতাংশ বেশি নির্ভুল।
তবে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ নিয়ে বিদ্যমান বিতর্কের সমাধানে এই পরিমাপ এখনো যথেষ্ট নির্ভুল নয়।
এদিকে ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থা ও যুক্তরাষ্ট্রের মহাকাশ গবেষণা সংস্থা নাসা যৌথভাবে লিসা নামের একটি মহাকাশ মিশন নিয়ে কাজ করছে। সূর্যকে কেন্দ্র করে ঘুরতে থাকা তিনটি কৃত্রিম উপগ্রহের মাধ্যমে এটি এমন কম কম্পাঙ্কের মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্ত করবে, যা বর্তমান লাইগো পর্যবেক্ষণকেন্দ্রগুলোর পক্ষে শনাক্ত করা সম্ভব নয়।
বিজ্ঞানীদের আশা, নতুন প্রযুক্তি ও বিপুল তথ্যের সমন্বয়ে ভবিষ্যতে মহাবিশ্বের সবচেয়ে বিশাল কৃষ্ণগহ্বরগুলোর জন্ম ও বিবর্তন সম্পর্কে আরও স্পষ্ট ধারণা পাওয়া যাবে।
