একটি বিশাল ব্ল্যাক হোলের ছবি (ক্যানভা)
ব্ল্যাক হোল রহস্যময়ভাবে মহাবিশ্বের সবচেয়ে আকর্ষণীয় এবং ভয়ঙ্কর অংশ। তারা কিভাবে কাজ করে তা জানার চেষ্টা করছেন বিজ্ঞানীরা। খুব সম্প্রতি পর্যন্ত বিজ্ঞানীরা জানতেন না যে তারা দেখতে কেমন। এটি শুধুমাত্র 10 এপ্রিল, 2019 এ, ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ দ্বারা ব্ল্যাক হোলের ছায়ার প্রথম চিত্রটি ধরা হয়েছিল। তার আগে, তারা কেবল গাণিতিক হিসাবের উপর ভিত্তি করে অনুমান করেছিল। নিকটতম উপস্থাপনাটি একটি ল্যাব থেকে নয় বরং ইন্টারস্টেলার মুভি থেকে এসেছে, যেখানে তারা ভিএফএক্স এবং সিজিআই ব্যবহার করে পর্দায় একটি ব্ল্যাক হোলের চিত্র তৈরি করেছে। এটি বিজ্ঞানের আরেকটি আকর্ষণীয় দিক: গাণিতিক গণনার উপর ভিত্তি করে কিছু দেখতে কেমন হতে পারে তা আপনি কীভাবে জানতে পারেন। ব্ল্যাক হোলকে ঘিরে অনেক তত্ত্ব, অনেক অনুমান এবং ধারণা রয়েছে। প্রতিদিন, আমরা নতুন কিছু খুঁজে পাই, যা আমাদেরকে রহস্যের আরও গভীরে নিয়ে যায়। কয়েক দশক ধরে, বিজ্ঞানীরা কেবল জানতেন যে ব্ল্যাক হোল একত্রিত হতে পারে। তাদের মহান মাধ্যাকর্ষণ শক্তির সাহায্যে, যা এমনকি আলোকে পালাতে বাধা দেয়, দুটি ব্ল্যাক হোল একে অপরকে আকর্ষণ করতে পারে এবং এক হয়ে যেতে পারে। কিন্তু নতুন গবেষণা বলছে অন্য কথা। একটি নতুন তাত্ত্বিক গবেষণা পরামর্শ দেয় যে এই অসাধারণ সম্ভাবনাটি অত্যন্ত বিরল এমনকি তাত্ত্বিকভাবে, যদিও এটি চরম পরিস্থিতিতে সম্ভব। "যখন ব্ল্যাক হোলস প্যার-অফ-প্যান্ট টপোলজিস" শিরোনামে ফিজিক্যাল রিভিউ ডি-তে প্রকাশিত গবেষণাটি একটি ব্ল্যাক হোলকে অক্ষত রাখে এবং নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে এটিকে ভেঙে যেতে দেয় কিনা তা ভৌত আইনগুলি পরীক্ষা করে।
কেন বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে ব্ল্যাক হোল বিভক্ত হতে পারে না?
একটি ব্ল্যাক হোল কি দুই ভাগে বিভক্ত হতে পারে (চিত্র: ক্যানভা)
অস্বাভাবিক সম্ভাবনা বোঝার জন্য, আমাদের প্রথমে বুঝতে হবে কীভাবে এই বিশাল গর্তগুলি গঠিত হয়। একটি ব্ল্যাক হোল হল মহাকাশের এমন একটি অঞ্চল যেখানে মাধ্যাকর্ষণ এত শক্তিশালী হয়ে ওঠে যে ঘটনা দিগন্ত নামে পরিচিত একটি সীমানা অতিক্রম করার পরে কিছুই, এমনকি আলোও নয়, পালাতে পারে না। আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্ব অনুসারে, ঘটনা দিগন্ত সেই বিন্দুটিকে চিহ্নিত করে যার বাইরে স্থান এবং সময় সম্পর্কে আমাদের স্বাভাবিক ধারণা নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়। যাইহোক, মহাকর্ষই একমাত্র কারণ নয় যে বিজ্ঞানীরা দীর্ঘকাল ধরে ব্ল্যাক হোল বিভাজন অসম্ভব বলে মনে করেছেন। আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ ধারণা হল এনট্রপি, যা তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। সহজ ভাষায়, এনট্রপি হল একটি ভৌত ব্যবস্থার কতগুলি সম্ভাব্য মাইক্রোস্কোপিক ব্যবস্থা থাকতে পারে তার একটি পরিমাপ। ব্ল্যাক হোলগুলিও এনট্রপির অধিকারী, যা তাদের ঘটনা দিগন্তের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের সাথে সম্পর্কিত। পদার্থবিজ্ঞানী স্টিফেন হকিং কর্তৃক প্রস্তাবিত এলাকা উপপাদ্য অনুসারে, ব্ল্যাক হোল ঘটনা দিগন্তের মোট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল একটি ধ্রুপদী ভৌত প্রক্রিয়ায় কমতে পারে না, কিছু শর্ত ধরে রাখলে। যখন দুটি ব্ল্যাক হোল একত্রিত হয়, তখন তাদের মিলিত ঘটনা দিগন্ত একটি বৃহত্তর গঠন করতে পারে, এই নীতিটি সন্তুষ্ট করে। যাইহোক, যদি একটি ব্ল্যাক হোল দুটি ছোট ছোট অংশে বিভক্ত হয়, তাহলে ফলাফলের ঘটনা দিগন্তের মোট ক্ষেত্রফলটি মূল ব্ল্যাক হোলের চেয়ে ছোট হবে। এটি এলাকা উপপাদ্যের বিরুদ্ধে যাবে, এই ধরনের একটি প্রক্রিয়াকে তাত্ত্বিকভাবে প্রতিকূল করে তুলবে। এই কারণেই বিজ্ঞানীরা ঐতিহ্যগতভাবে ব্ল্যাক হোলকে একত্রিত করতে সক্ষম কিন্তু বিভক্ত নয় বলে বিবেচনা করেছেন। যাইহোক, নতুন গবেষণা অন্বেষণ করে যে একটি অত্যন্ত দ্রুত ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোল এই দীর্ঘস্থায়ী বোঝাপড়ার ব্যতিক্রম উপস্থাপন করতে পারে কিনা।
কিভাবে একটি দ্রুত ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোল দুটি ভাগ হতে পারে?
আইনস্টাইনের মতে স্থান এবং সময় বাঁকানো দুটি ব্ল্যাক হোলের প্রতিনিধি চিত্র (চিত্র- ক্যানভা)
এখানেই নতুন গবেষণা বিশেষভাবে আকর্ষণীয় হয়ে ওঠে। গবেষকরা পরামর্শ দিয়েছেন যে একটি ব্ল্যাক হোল তার সর্বাধিক সম্ভাব্য গতির কাছাকাছি ঘোরানো বিজ্ঞানীদের ঐতিহ্যগতভাবে যা প্রত্যাশা করে তার থেকে ভিন্নভাবে আচরণ করতে পারে। ঘূর্ণন একটি ব্ল্যাক হোলের ভৌত বৈশিষ্ট্য নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, এর ভর, কৌণিক ভরবেগ এবং ঘটনা দিগন্ত সহ। অধ্যয়নটি পরীক্ষা করে যে এই চরম ঘূর্ণনটি একটি ব্ল্যাক হোলকে সেই সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করতে দেয় যা সাধারণত এটিকে বিভক্ত হতে বাধা দেয়। গবেষকদের গণনা অনুসারে, খুব নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, একটি দ্রুত ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোল গবেষণায় বিবেচিত অন্তর্নিহিত শারীরিক নীতিগুলি লঙ্ঘন না করে তাত্ত্বিকভাবে দুটি ছোট ব্ল্যাক হোলে বিভক্ত হতে পারে। গবেষকরা এই অস্বাভাবিক সম্ভাবনাকে পেয়ার-অফ-প্যান্ট টপোলজি বলে কিছুর মাধ্যমে বর্ণনা করেন। এক জোড়া ট্রাউজারের আকৃতি কল্পনা করুন: একটি একক উপরের অংশ দুটি পৃথক পায়ে শাখায় বিভক্ত। একইভাবে, মূল ব্ল্যাক হোলের ঘটনা দিগন্ত দুটি পৃথক দিগন্তে বিভক্ত হবে, প্রতিটি একটি ছোট ব্ল্যাক হোলের অন্তর্গত। যাইহোক, এর অর্থ এই নয় যে প্রতিটি দ্রুত ঘূর্ণায়মান ব্ল্যাক হোল বিভক্ত হতে সক্ষম। শর্তগুলি অত্যন্ত সীমাবদ্ধ, এবং ফলস্বরূপ ব্ল্যাক হোলগুলি আবার একত্রিত হওয়া এড়াতে যথেষ্ট দূরে সরে যেতে হবে। সম্ভাবনা তাত্ত্বিক রয়ে গেছে, এবং এই ধরনের কোন ঘটনা কখনও পরিলক্ষিত হয়নি। যদিও সম্ভাবনাটি পর্যবেক্ষণ করা থেকে অনেক দূরে, অন্তত আপাতত, অধ্যয়নটি ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে দীর্ঘকাল ধরে রাখা অনুমানকে চ্যালেঞ্জ করে এবং আমাদের মনে করিয়ে দেয় যে মহাবিশ্বের সবচেয়ে চরম বস্তুগুলি এখনও বিস্ময় ধারণ করতে পারে।
প্রবন্ধের শেষ
