ব্ল্যাক হোল কি? ব্ল্যাক হোলের গঠন ও প্রকৃতি কেমন? সত্যিই কি ব্ল্যাক হোলের অস্তিত্ত আছে। - SciEduBD.com

ব্ল্যাক হোলের গঠন

এই বিস্তৃত গবেষণার জন্য ধন্যবাদ, জ্যোতির্পদার্থবিদরা একটি ব্ল্যাক হোল দেখতে কেমন তা সম্পর্কে বেশ ভাল ধারণা পেয়েছেন। নীচের চিত্রটি যেমন ব্যাখ্যা করে, একটি ব্ল্যাক হোলের কেন্দ্রে যা সিঙ্গুলারিটি নামে পরিচিত : একটি বিন্দু যেখানে পদার্থের ঘনত্ব এবং স্থানকালের বক্রতা অসীম হয়ে যায়। এই বিন্দুতে যা কিছু যায় তা এককতার বিন্দুতেও চূর্ণ হয়ে যাবে এবং চিরতরে অদৃশ্য হয়ে যাবে।

একটি ব্ল্যাক হোলের ব্যাপ্তি এটির ইভেন্ট হরাইজন নামে পরিচিত , যেটি ব্যাসার্ধ এটির পূর্বসূরি তারকা মহাকর্ষীয় পতনের মধ্য দিয়ে পিছু হটবে। এই ব্যাসার্ধের মধ্যে, পদার্থ এবং শক্তি পালাতে পারে না এবং সিঙ্গুলারিটির দিকে পড়বে। 

একটি ব্ল্যাক হোলের গঠন।

অবিলম্বে এই ব্যাসার্ধের বাইরে অ্যাক্রিশন ডিস্ক , যেখানে পদার্থ এবং শক্তি ব্ল্যাক হোলের চারপাশে কক্ষপথে পড়ে এবং কর্মরত চরম মহাকর্ষীয় শক্তি দ্বারা আপেক্ষিক গতিতে (আলোর গতির একটি ভগ্নাংশ) ত্বরান্বিত হয়। ডিস্কের সবচেয়ে ভিতরের অংশটি ফোটন স্ফিয়ার নামে পরিচিত , যেখানে ফোটন (আলোর উপাদান কণা) আটকে থাকে এবং একটি উজ্জ্বল বলয় তৈরি করে যা ব্ল্যাক হোলের সাথে ঘোরে। 

কিছু ব্ল্যাক হোলে আপেক্ষিক জেটও থাকে, যেগুলি কণা এবং শক্তির সমন্বয়ে গঠিত যা ব্ল্যাক হোলের কেন্দ্র থেকে বিস্ফোরিত হয় যখন এটি একটি তারকা বা অন্যান্য জ্যোতির্বিদ্যার বস্তু গ্রাস করে। এই জেটগুলির যে কোনও কিছুকে আলোর গতির কাছাকাছি ত্বরান্বিত করা হয় এবং তারা হাজার হাজার আলোকবর্ষ পর্যন্ত প্রসারিত হতে পারে (জ্যোতির্বিজ্ঞানীদেরকে তাদের অনেক দূর থেকে দেখতে দেয়)।

অন্তত বাইরে থেকে ব্ল্যাক হোল দেখতে এরকমই। একটি ইভেন্ট হরাইজন এর পর্দার নিচে কি ঘটবে তা বর্তমানে জানা নেই, এবং কখনই নাও হতে পারে। দুর্ভাগ্যবশত, এটি এমন অনেক কিছুর মধ্যে একটি যা আমরা ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে জানি না, এবং আমরা যা জানি তা মনকে বাঁকা এবং বিকৃত করে - অনেকটা বাস্তবের প্রকৃতিতে ব্ল্যাক হোলগুলি যা করে!

যুগের জন্য একটি এনিগমা

একটি পুরানো কথা থেকে ধার করতে, ব্ল্যাক হোল হল "একটি ধাঁধা, একটি রহস্যে মোড়ানো, একটি রহস্যের ভিতরে।" প্রারম্ভিকদের জন্য, "ব্ল্যাক হোল" নামটি কিছুটা ভুল নাম, যেহেতু এই বস্তুগুলি মোটেই গর্ত নয়। তারা যা মূলত তারা যেগুলি এমন জায়গায় ভেঙে পড়েছে যেখানে তারা যে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি প্রয়োগ করে তা অন্যান্য সমস্ত ভৌত নিয়মকে ছাপিয়ে যায়।

বস্তুর (অর্থাৎ একটি রকেট জাহাজ) একটি বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ থেকে পালানোর জন্য, তাদের অর্জন করতে হবে যা "পলায়ন বেগ" হিসাবে পরিচিত। পৃথিবীতে, সমস্ত বস্তুই 9.8 m/s² (32.15 ft/s²) এর মাধ্যাকর্ষণ শক্তির অধীন, যার অর্থ হল যখন কোনো বস্তু পতিত হয়, তখন এটি আমাদের গ্রহের কেন্দ্রের দিকে অতিরিক্ত 9.8 মিটার (35.28 কিমি/) দ্বারা ত্বরান্বিত হয় h; ~22 mph) প্রতি সেকেন্ডের জন্য যে এটি পড়ে যাচ্ছে।

পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ থেকে "পালানোর" জন্য, একজনকে 11.186 কিমি/সেকেন্ড (40,270 কিমি/ঘন্টা; 25,020 মাইল প্রতি ঘণ্টা) বা তার বেশি বেগ অর্জন করতে হবে। সূর্যে, পালানোর বেগ প্রায় পঞ্চাশ গুণ বেশি: 617.7 কিমি/সেকেন্ড (~2220 কিমি/ঘন্টা; 1380 মাইল প্রতি ঘণ্টা)। অন্যদিকে, আলোর গতি 299,792,458 m/s - বা প্রায় 107.9 মিলিয়ন কিমি/ঘন্টা; 670.6 মিলিয়ন মাইল প্রতি ঘণ্টা। 

এর মানে হল যে যখন একটি যথেষ্ট-বড় নক্ষত্র তার চন্দ্রশেখর সীমাতে ভেঙে পড়বে (নীচে দেখুন), তখন এর মাধ্যাকর্ষণ এতটাই তীব্র হয়ে উঠবে যে এর পালানোর বেগ আলোর গতির সমান হবে! এবং যেহেতু মাধ্যাকর্ষণ সময়ের পর্যবেক্ষকদের উপলব্ধিকে প্রভাবিত করে (মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র যত শক্তিশালী হবে, সময়ের গতি তত ধীর হবে), তার মানে হল যে একটি ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট হরাইজনের মধ্যে, সময় নিজেই থেমে গেছে বলা যেতে পারে।

সম্পর্কিত: একটি ব্ল্যাক হোলের প্রথম ছবি কীভাবে নেওয়া হয়েছিল?

এই কারণেই ব্ল্যাক হোলগুলি তাদের শোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধের বাইরে ধসে যেতে থাকে না। একবার তারা এই বিন্দুতে ভেঙে পড়লে, তারা সময়ের সাথে হিমায়িত হয়ে যায়। অতএব, এটিও তত্ত্বীয় যে যে কোনও বিষয় যা তার ইভেন্ট হরাইজনের মধ্যে চলে যায় তা আলাদা করে টেনে নিয়ে তার উপাদান কণাগুলিতে ভেঙে ফেলা হবে, সেই কণাগুলির কোয়ান্টাম তথ্য সর্বদা সংরক্ষিত থাকবে।

যাইহোক, সেই শেষ অংশটি বিতর্কের একটি বিন্দু থেকে যায়। 1974 সালে যখন স্টিফেন হকিং তত্ত্ব দিয়েছিলেন যে ব্ল্যাক হোলগুলি বিকিরণ নির্গত করতে পারে - যেটি তখন থেকে নিশ্চিত করা হয়েছে এবং যথাযথভাবে "হকিং রেডিয়েশন" নামকরণ করা হয়েছে - বিজ্ঞানীরা স্বীকার করতে বাধ্য হয়েছেন যে ব্ল্যাক হোল আসলে সময়ের সাথে সাথে ভর করে। যদিও এটি ট্রিলিয়ন বছর সময় নিতে পারে, এটি অবশেষে তাদের বাষ্পীভূত হতে পারে এবং এর মধ্যে থাকা সমস্ত তথ্য হারিয়ে যেতে পারে।

"ব্ল্যাক হোল প্যারাডক্স" নামে পরিচিত এই ধাঁধাটি ব্যাখ্যা করে যে কীভাবে এই বস্তুগুলি আমাদেরকে রহস্যময় করে চলেছে৷ তবুও, অগণিত বৈজ্ঞানিক মনের প্রচেষ্টার জন্য আমরা তাদের বোঝার ক্ষেত্রে অনেক দূর এসেছি। কিন্তু শেষ পর্যন্ত, সবচেয়ে বড় তাত্ত্বিক অগ্রগতি মুষ্টিমেয় কয়েকজন আলোকিত ব্যক্তি দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, যা এই বছরের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার স্বীকৃতি দিয়েছে।

Black Hole caught by stephen Hawking

একটি থ্রি-ওয়ে অ্যাওয়ার্ড

তাঁর অসামান্য অবদানের স্বীকৃতিস্বরূপ, রয়্যাল সুইডিশ একাডেমি অফ সায়েন্সেস 2020 সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কারের অর্ধেক রবার্ট পেনরোজকে দেওয়ার জন্য বেছে নিয়েছে। পেনরোজ যখন ব্ল্যাক হোল নিয়ে অধ্যয়ন শুরু করেন, তখন বেশ কিছু অমীমাংসিত তাত্ত্বিক সমস্যা ছিল যা জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের মাথাব্যথার অভাব ঘটায় না! 

একটির জন্য, একটি মূল অনুমান ছিল যে ব্ল্যাক হোলগুলিকে গোলাকারভাবে প্রতিসম হতে হবে, অন্যথায় তারা একটি একক বিন্দুতে ভেঙে পড়তে এবং একটি এককতা তৈরি করতে সক্ষম হবে না। প্রতিক্রিয়া হিসাবে, পেনরোজ একটি তত্ত্ব তৈরি করেছিলেন যা গোলাকার প্রতিসাম্যের অনুমানকে সরিয়ে দিয়েছিল এবং শুধুমাত্র অনুমান করেছিল যে ধসে পড়া বস্তুটির একটি ইতিবাচক শক্তির ঘনত্ব রয়েছে। এটি করার জন্য, তাকে নতুন গাণিতিক পদ্ধতি আবিষ্কার করতে হয়েছিল এবং ব্ল্যাক হোলের জ্যামিতি বর্ণনা করার উপায় খুঁজে বের করতে হয়েছিল। 

প্রারম্ভিকদের জন্য, পেনরোজ একটি আটকে পড়া পৃষ্ঠের ধারণাটি তৈরি করেছিলেন, একটি বদ্ধ দ্বি-মাত্রিক পৃষ্ঠ যেখানে সমস্ত আলোক রশ্মি পৃষ্ঠের লম্বভাবে ভ্রমণ করে ভবিষ্যতের দিকে একত্রিত হয়। এটি সমতল স্থানের একটি গোলাকার পৃষ্ঠের সাথে যা ঘটে তার বিপরীত ছিল, যেখানে আলোক রশ্মি বাইরের দিকে পরিবর্তিত হয়।

এই তত্ত্বের একটি ফলাফল হল যে একটি ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট হরাইজনের মধ্যে, সময় এবং স্থানের ভূমিকাগুলি পরিবর্তন করে, যেখানে একটি ব্ল্যাক হোল থেকে বেরিয়ে আসা সময়ের সাথে পিছিয়ে যাওয়ার সমতুল্য। আটকে পড়া পৃষ্ঠের একটি আরও নাটকীয় পরিণতি হল যে সমস্ত পদার্থ যা ব্ল্যাক হোল গঠনের জন্য ধসে পড়েছে তা সময়ের সাথে হিমায়িত হবে। 

স্থান-কালকে কল্পনা করার জন্য, পেনরোজ প্রবর্তন করেছিলেন যা "পেনরোজ ডায়াগ্রাম" নামে পরিচিত হবে। এই কৌশলটি কনফর্মাল ট্রান্সফরমেশন ব্যবহার করে, যেখানে মহাকাশের অসীম দূরে বিন্দুগুলি (এবং অসীম অতীত বা ভবিষ্যতের ঘটনাগুলি) সসীম আকারের কাঠামোর মধ্যে ফিট করার জন্য অসীম থেকে আনা যেতে পারে - ওরফে। একটি পেনরোজ ডায়াগ্রাম। 

ফলস্বরূপ, পেনরোজ দেখিয়েছিলেন যে আটকে থাকা পৃষ্ঠ তৈরি হওয়ার পরে মহাকর্ষীয় পতন বন্ধ করা যাবে না। কয়েক বছর পরে, পেনরোজ এবং স্টিফেন হকিং দেখিয়েছিলেন যে অনুরূপ ফলাফলগুলিও পাওয়া যেতে পারে যখন তার তত্ত্বগুলি মহাজাগতিক এককতাতে প্রয়োগ করা হয়েছিল - যা পেনরোজ-হকিং সিঙ্গুলারিটি থিওরেম হিসাবে পরিচিত হয়েছিল।

1969 সাল নাগাদ, পেনরোজ এই ফলাফলগুলিকে সংক্ষিপ্ত করেন এবং তত্ত্ব দেন যে মহাবিশ্বের শুরুতে (বিগ ব্যাং-এর সময়) একটি এককতা উপস্থিত ছিল - যা এখনও পণ্ডিতদের বিতর্কের বিষয়। তার আবিষ্কারের কারণে, পেনরোজকে পদার্থবিদ্যা এবং জ্যোতির্বিদ্যায় একটি নতুন যুগের সূচনা করার এবং "ব্ল্যাক হোল" শব্দটি ধরা পড়ার বিষয়টি নিশ্চিত করার জন্য কৃতিত্ব দেওয়া হয়।

পুরস্কারের বাকি অর্ধেকটি ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর এক্সট্রাটেরেস্ট্রিয়াল ফিজিক্সের (এমপিই) রেইনহার্ড জেনজেল ​​এবং ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের আন্দ্রেয়া গেজ, লস অ্যাঞ্জেলেস (ইউসিএলএ)-এর কাছে গেছে। 1990 এর দশক থেকে, তারা ধনু রাশি A* নামে পরিচিত বস্তু সম্পর্কে আরও জানতে গ্যালাকটিক কেন্দ্রে প্রদক্ষিণকারী নক্ষত্রের পর্যবেক্ষণ অভিযান পরিচালনা করেছে। 

সম্পর্কিত: একটি কালো গর্ত ভিতরে কি ঘটবে

যেখানে জেনজেলের গ্রুপ চিলিতে ইউরোপীয় সাউদার্ন অবজারভেটরি (ইএসও) দ্বারা পরিচালিত টেলিস্কোপের উপর নির্ভর করেছিল, গেজ এবং তার সহকর্মীরা হাওয়াইয়ের কেক অবজারভেটরিতে নির্ভর করেছিল। তাদের পর্যবেক্ষণের জন্য ধন্যবাদ, আকাশগঙ্গার কেন্দ্রের কাছাকাছি উজ্জ্বল নক্ষত্রের কক্ষপথ ক্রমবর্ধমান নির্ভুলতার সাথে ম্যাপ করা হয়েছে। 

এই কক্ষপথগুলির খুব দ্রুত এবং উপবৃত্তাকার প্রকৃতির উপর ভিত্তি করে, এই পরিমাপগুলি একটি অত্যন্ত বিশাল বস্তুর উপস্থিতির ইঙ্গিত দেয়। তাদের অগ্রগামী কাজ জ্যোতির্বিজ্ঞানী সম্প্রদায়কে এখনও সবচেয়ে বিশ্বাসযোগ্য প্রমাণ দিয়েছে যে ধনু A* হল মিল্কিওয়ের কেন্দ্রে একটি SMBH

Genzel এবং Ghez মিল্কিওয়ের কেন্দ্রে অস্পষ্ট ধূলিকণা এবং গ্যাসের বিশাল মেঘের মধ্য দিয়ে দেখার পদ্ধতি তৈরি করেছে। এটি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল (অভিযোজিত আলোকবিদ্যা নামে পরিচিত) দ্বারা সৃষ্ট বিকৃতির জন্য ক্ষতিপূরণের জন্য নতুন যন্ত্র এবং পরিশোধন কৌশলগুলির বিকাশের অন্তর্ভুক্ত। 

তত্ত্ব এবং অনুমানের বিষয় হিসাবে এর নম্র উত্স থেকে, ব্ল্যাক হোলের অধ্যয়ন কয়েক প্রজন্মের ব্যবধানে লাফিয়ে লাফিয়ে এগিয়েছে। যাইহোক, এটি বিস্ময় এবং বিস্ময়ের অনুভূতি দূর করতে খুব কমই করেছে যে ব্ল্যাক হোলগুলি এমনকি সবচেয়ে উন্নত বৈজ্ঞানিক মনকেও অনুপ্রাণিত করে চলেছে।

ভবিষ্যতে, ইন্টারফেরোমেট্রিতে আরও অগ্রগতির জন্য এবং EHT-এর মতো পরবর্তী প্রজন্মের যন্ত্রের সাহায্যে ধন্যবাদ, বিজ্ঞানীরা ব্ল্যাক হোলের অবশিষ্ট রহস্যগুলি আরও গভীরে অনুসন্ধান এবং সমাধান করার আশা করছেন। তাপগতিবিদ্যা এবং তথ্য ক্ষতির (ব্ল্যাক হোল প্যারাডক্স) প্রশ্নের বাইরেও মহাবিশ্বের বিবর্তনে তাদের ভূমিকা নিয়ে প্রশ্ন রয়েছে।

এমনকি তত্ত্বও আছে, যেমনটি ইউনিভার্সিটি অফ ওয়াটারলু'স পেরিমিটার ইনস্টিটিউট ফর থিওরিটিক্যাল ফিজিক্স (PITP) এর পদার্থবিজ্ঞানী লি স্মোলিন যুক্তি দেখিয়েছেন যে, ব্ল্যাক হোল নতুন মহাবিশ্বের বীজ ধারণ করে। এমনকি এটাও সম্ভব যে ব্ল্যাক হোলের আশেপাশে আমরা অতি-উন্নত প্রজাতি খুঁজে পেতে পারি , যেগুলো তাদের কাছে আকৃষ্ট হবে কারণ তারা প্রচুর শক্তি ছেড়ে দেয়, তারা যে বহিরাগত পদার্থবিজ্ঞানের জন্য অনুমতি দেয়, এবং এমনকি সময় ভ্রমণের সম্ভাবনাও!