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!

ব্ল্যাক হোলের দীর্ঘস্থায়ী রহস্যের উন্মোচন - SciEduBD.com

ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে আমাদের বৈপ্লবিক পরিবর্তন।

তিনজন বিজ্ঞানী যাদের গবেষণা ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে আমাদের বোধগম্যতায় বৈপ্লবিক পরিবর্তন এনেছে তাকে ২০২০ সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়েছে।

ব্ল্যাক হোল মহাবিশ্বের সবচেয়ে রহস্যময় বস্তুর মধ্যে একটি। নাক্ষত্রিক ব্ল্যাক হোল হল, সংক্ষেপে বলতে গেলে, বিশাল নক্ষত্রের অবশিষ্টাংশ যা তাদের জীবনচক্রের শেষ প্রান্তে পৌঁছেছে এবং স্থানকালের এমন একটি অঞ্চলে ভেঙে পড়েছে যা অবিশ্বাস্যভাবে ঘন। মহাকর্ষ বল এত শক্তিশালী যে কিছুই - এমনকি আলোও নয় - এর পৃষ্ঠ থেকে পালাতে পারে না এবং সময় এবং স্থানের নিয়মগুলি বিকৃত হয়ে যায়।

Impression of a Quasar

প্রায় এক শতাব্দী আগে তাদের ভবিষ্যদ্বাণী করার পর থেকে, জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং জ্যোতির্পদার্থবিদরা এই অদ্ভুত এবং রহস্যময় বস্তুগুলি সম্পর্কে আরও জানতে সংগ্রাম করেছেন। এটি কোনও ছোট কৃতিত্ব ছিল না এবং এর জন্য প্রজন্মের বিজ্ঞানীদের উত্সর্গ এবং প্রচেষ্টার প্রয়োজন হয়েছে। উত্তরের চেয়ে আরও প্রশ্ন রয়ে গেছে। কিন্তু তারা এখন পর্যন্ত যা শিখেছে তা ইতিমধ্যেই আমরা যে মহাবিশ্বে বাস করি এবং এটিকে নিয়ন্ত্রণ করে সেগুলি সম্পর্কে অনেক কিছু প্রকাশ করেছে।

তাদের অস্তিত্বের তাত্ত্বিক করার পরে, বিজ্ঞানীরা 20 শতকের শেষার্ধে এই বস্তুগুলির ইঙ্গিত দেখতে শুরু করেছিলেন। তাদের চারপাশের স্থানের উপর তাদের প্রভাব অধ্যয়ন করে, তারা পরোক্ষভাবে সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল যে ব্ল্যাক হোলগুলি কোথায় থাকে। আজ, অনেক জ্যোতির্বিজ্ঞানী বিশ্বাস করেন যে বেশিরভাগ ছায়াপথের কেন্দ্রে একটি সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল (SMBH) রয়েছে এবং এতে মিল্কিওয়ে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। 

এ বছর পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পেয়েছেন তিনজন বিজ্ঞানী যারা ব্ল্যাক হোল গবেষণার ক্ষেত্রে বিশেষভাবে প্রভাব ফেলেছেন। পুরস্কারের এক অর্ধেক খ্যাতিমান ব্রিটিশ গাণিতিক পদার্থবিজ্ঞানী রজার পেনরোজকে দেওয়া হয়েছিল যিনি - ক্যালটেক বিজ্ঞানী কিপ থর্নের ভাষায় - "গাণিতিক সরঞ্জামগুলিতে বিপ্লব ঘটিয়েছেন যা আমরা স্থানকালের বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করতে ব্যবহার করি।"

পুরস্কারের বাকি অর্ধেক জ্যোতির্বিজ্ঞানী আন্দ্রেয়া গেজ এবং রেইনহার্ড জেনজেলকে দেওয়া হয়েছিল, যারা উভয়েই 1990 সাল থেকে গোষ্ঠীর নেতৃত্ব দিয়েছেন যারা গ্যালাকটিক কেন্দ্রের কাছাকাছি তারার কক্ষপথ ম্যাপ করেছে। এই গবেষণাগুলি ঘেজ এবং জেনজেলকে এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে একটি অত্যন্ত বিশাল বস্তু - ধনু A* (Sgr A*) নামে পরিচিত - নক্ষত্রের গতিবিধি নির্দেশ করছে, এইভাবে আমাদের ছায়াপথের মূল অংশে একটি SMBH এর অস্তিত্বের জন্য সবচেয়ে বাধ্যতামূলক প্রমাণ প্রদান করে .

নোবেল পুরষ্কার কমিটি তিনজন ব্যক্তিকেই এমন কৃতিত্বের জন্য স্বীকৃতি দিয়েছে যা বহু দশক আগে চলে যায় এবং মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের বোঝার বিপ্লব ঘটিয়েছে। পদার্থবিজ্ঞানের নোবেল কমিটির চেয়ারম্যান ডেভিড হ্যাভিল্যান্ড বলেছেন :

“এই বছরের বিজয়ীদের আবিষ্কারগুলি কম্প্যাক্ট এবং সুপারম্যাসিভ বস্তুর গবেষণায় নতুন ভিত্তি ভেঙে দিয়েছে। কিন্তু এই বহিরাগত বস্তুগুলি এখনও অনেক প্রশ্ন উত্থাপন করে যা উত্তরের জন্য ভিক্ষা করে এবং ভবিষ্যতের গবেষণাকে অনুপ্রাণিত করে। শুধুমাত্র তাদের অভ্যন্তরীণ গঠন নিয়েই প্রশ্ন নয়, ব্ল্যাক হোলের আশেপাশে চরম পরিস্থিতিতে কীভাবে আমাদের মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব পরীক্ষা করা যায় সে বিষয়েও প্রশ্ন রয়েছে।”

যাইহোক, এই তিন ব্যক্তি যা সম্পন্ন করেছেন তার প্রতি সত্যিকারের ন্যায়বিচার করার জন্য আমাদের স্বীকার করতে হবে যা আমাদেরকে ইতিহাসের এই পর্যায়ে নিয়ে এসেছে।

ব্ল্যাক হোলের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস

1915 সালে, কিংবদন্তি পদার্থবিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইন তার আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বকে আনুষ্ঠানিকভাবে রূপ দেন। এই তত্ত্বটি ছিল কয়েক দশকের মূল্যবান গবেষণার সমাপ্তি, যা আইনস্টাইন 1905 সালে বিশেষ আপেক্ষিকতা প্রস্তাব করার পরপরই শুরু করেছিলেন। এটি আলোর আচরণ ব্যাখ্যা করার জন্য নিউটনের গতির সূত্রকে ইলেক্ট্রোডাইনামিকসের সাথে সংশ্লেষিত করেছিল। 

বিখ্যাত সমীকরণ, E=mc² এর জন্য সবচেয়ে বেশি পরিচিত , বিশেষ আপেক্ষিকতা স্থান এবং সময়ের নতুন ধারণার প্রস্তাব করে পদার্থবিজ্ঞানের জন্য একটি নতুন কাঠামোর সূচনা করেছে, এবং এটি প্রতিষ্ঠা করেছে যে পদার্থ এবং শক্তি বিচ্ছিন্ন সত্তা নয় (যেমন পূর্বে চিন্তা করা হয়েছিল), কিন্তু একই রকমের বিভিন্ন অভিব্যক্তি। বাস্তবতা 

পরের দশ বছরে, আইনস্টাইন এই বৈপ্লবিক তত্ত্বকে সম্প্রসারণ করতে চেয়েছিলেন নিউটনের সার্বজনীন মাধ্যাকর্ষণ সূত্রের সাথে সামঞ্জস্য করার আশায়, যেটি জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার ক্ষেত্রে কম পড়তে শুরু করেছিল। 

যেখানে নিউটনের তত্ত্ব মাধ্যাকর্ষণকে বৃহদাকার বস্তুর মধ্যে পারস্পরিক আকর্ষণের বল হিসেবে বর্ণনা করেছে (যা সেই বস্তুর ভরের সমানুপাতিক), আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্ব জোর দিয়েছিল যে ভরের মধ্যে মহাকর্ষীয় প্রভাব স্থানকালের উপর তাদের প্রভাবের ফলাফল। 

সংক্ষেপে, আইনস্টাইন যুক্তি দিয়েছিলেন যে বিশাল বস্তুগুলি স্থানকালের বক্রতাকে পরিবর্তন করে, যা তাদের আশেপাশে কীভাবে বস্তুর গতিবিধি নির্দেশ করে। আইনস্টাইনের ক্ষেত্র সমীকরণের সাথে, এই তত্ত্বটি স্থান এবং সময়ের (যা একই বাস্তবতার দুটি অভিব্যক্তি) সম্পর্কে আমাদের বোঝার বিপ্লব ঘটিয়েছে এবং বেশ কিছু জ্যোতির্বিদ্যা/মহাজাগতিক ঘটনার পূর্বাভাস দিয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে:

• একটি মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের ধীরগতির উপলব্ধি (মহাকর্ষীয় সময় প্রসারণ)।

• 2016 সালে প্রথমবারের মতো LIGO অবজারভেটরি দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছে যে মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলি স্থান-সময়ে লহর তৈরি করতে বিশাল বস্তুগুলি একত্রিত হয়।

• মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রগুলি দূরবর্তী বস্তু থেকে আসা আলোকে বাঁকবে এবং বড় করবে (মহাকর্ষীয় লেন্সিং)।

• কৃষ্ণ গহ্বর।

1916 সালে, জার্মান জ্যোতির্বিজ্ঞানী কার্ল শোয়ার্জচাইল্ড আইনস্টাইনের ক্ষেত্র সমীকরণের একটি সমাধান প্রকাশ করেছিলেন যা একটি গোলাকারভাবে প্রতিসম, অ-ঘূর্ণায়মান ভরের চারপাশে স্থানকালের বক্রতা বর্ণনা করেছিল ("শোয়ার্জচাইল্ড মেট্রিক " নামে পরিচিত)। সংক্ষেপে, তিনি অনুমান করেছিলেন যে একটি পর্যাপ্ত কম্প্যাক্ট ভর স্থানকালকে উল্লেখযোগ্যভাবে বিকৃত করতে পারে। 

এই দ্রবণের একটি অংশ, যা ব্যাসার্ধ স্থাপন করে একটি বিশেষভাবে-বৃহৎ বস্তুকে এই প্রভাবে পৌঁছানোর জন্য প্রয়োজন, শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধ নামে পরিচিত । এই সমীকরণটিকে গাণিতিকভাবে  R S = 2GM/c 2 হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে , যেখানে R S হল ব্ল্যাক হোলের কেন্দ্র এবং এর বাইরের প্রান্তের (ইভেন্ট হরাইজন) মধ্যবর্তী ব্যাসার্ধ, G হল মহাকর্ষীয় ধ্রুবক, M হল বস্তুর ভর, এবং c হল আলোর গতি। 

1930 এর দশকের মধ্যে, ভারতীয়-আমেরিকান জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানী সুব্রহ্মণ্য চন্দ্রশেখর অস্থির না হয়ে একটি শ্বেত বামন নক্ষত্রের সর্বাধিক ভরের গণনা করেছিলেন। তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে কোনও সাদা বামন নক্ষত্র যে এই সীমা অতিক্রম করবে, একটি ব্ল্যাক হোলে ভেঙে পড়বে। এই গণনাগুলি " চন্দ্রশেখর সীমা " হিসাবে পরিচিত হয়েছিল , যা আমাদের সূর্যের ভরের প্রায় 1.4 গুণ।

1960 এর দশকে, যা সাধারণত "সাধারণ আপেক্ষিকতার স্বর্ণযুগ" হিসাবে পরিচিত, জ্যোতির্বিজ্ঞানী এবং জ্যোতির্পদার্থবিদরা অবশেষে ব্ল্যাক হোল অধ্যয়ন করতে সক্ষম হন। এই সময়েই "ব্ল্যাক হোল" শব্দটি আবির্ভূত হয়েছিল বলে জানা গেছে। এর আগে, বিজ্ঞানীরা অন্যান্য শব্দ ব্যবহার করতেন - যেমন "অন্ধকার তারা" বা "মহাকর্ষীয়ভাবে ভেঙে পড়া বস্তু" - তাদের বর্ণনা করতে।

বিজ্ঞান লেখক মার্সিয়া বার্টুসিয়াকের মতে, "ব্ল্যাক হোল" শব্দটি সর্বপ্রথম পদার্থবিজ্ঞানী রবার্ট এইচ ডিক প্রিন্সটনে 1960 সালে তার বক্তৃতার সময় ব্যবহার করেছিলেন, যেখানে তিনি ঘটনাটিকে কলকাতার ব্ল্যাক হোলের সাথে তুলনা করেছিলেন - 18 শতকের ভারতের একটি কুখ্যাত কারাগার। যা কাউকে ফেরত দিতে বলা হয়নি। আমেরিকান পদার্থবিজ্ঞানী জন হুইলার এর পরে এটিকে জনপ্রিয় করতে সাহায্য করেছিলেন এবং শব্দটি 1963/64 সাল নাগাদ মুদ্রিত হতে শুরু করে। 

যেহেতু ব্ল্যাক হোল স্বাভাবিক আলোতে অদৃশ্য এবং কিছুই তাদের পৃষ্ঠ থেকে এড়াতে পারে না, এই গবেষণাগুলি সবই পরোক্ষ ছিল। নিজেরা ব্ল্যাক হোল পর্যবেক্ষণ করার পরিবর্তে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের তাদের চারপাশের বস্তুর উপর তাদের প্রভাবের উপর ভিত্তি করে তাদের উপস্থিতি অনুমান করতে হয়েছিল।

তবুও, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এইভাবে অনেক কিছু শিখতে সক্ষম হয়েছিল, এবং এমনকি প্রথম সূত্রে হোঁচট খেতে শুরু করেছিল যা সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোল (এসএমবিএইচ) এর অস্তিত্বের ইঙ্গিত দেয়। যদিও দৃশ্যমান আলোতে পর্যবেক্ষণযোগ্য নয়, রেডিও জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা রেডিও উত্সগুলি লক্ষ্য করতে শুরু করেছিলেন যা আমাদের ছায়াপথের চেয়ে হাজার গুণ উজ্জ্বল ছিল। জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা শীঘ্রই বুঝতে পেরেছিলেন যে এই "অর্ধ-নাক্ষত্রিক বস্তু" (বা সংক্ষেপে কোয়াসার) আমাদের নিজস্ব সহ বেশিরভাগ বিশাল ছায়াপথের কেন্দ্রে ছিল।

যে গ্যালাক্সিগুলি তাদের প্রদর্শন করেছিল তারা তাদের কেন্দ্রীয় অঞ্চলে উল্লেখযোগ্যভাবে আরও শক্তিশালী ছিল, যার ফলে কোয়াসারের অধিকারী ছায়াপথগুলিকে বর্ণনা করার জন্য "অ্যাকটিভ গ্যালাকটিক নিউক্লিয়াস" (AGN) শব্দটি তৈরি হয়েছিল। সময়ের সাথে সাথে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বুঝতে পেরেছিলেন যে এই বস্তুগুলি নাক্ষত্রিক ভরের জন্য খুব বড়, এবং তাই মহাকর্ষীয়ভাবে-কম্প্যাক্ট বস্তু (ব্ল্যাক হোল) হতে হবে। 

পরবর্তী দুর্দান্ত লাফটি ইন্টারফেরোমেট্রির বিকাশের সাথে এসেছিল, যেখানে একাধিক টেলিস্কোপ একটি বস্তু থেকে আলো ক্যাপচার করে এবং তারপর এটিকে একত্রিত করে আরও সম্পূর্ণ ছবি তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের পক্ষে ম্লান বস্তুগুলি সনাক্ত করা সম্ভব করে তোলে, যার মধ্যে রয়েছে ধ্বংসাবশেষ ডিস্ক যা সাধারণত ব্ল্যাক হোলের চারপাশে তৈরি হয়।

ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপের জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা এভাবেই ইতিহাসে একটি ব্ল্যাক হোলের প্রথম সরাসরি পর্যবেক্ষণ পরিচালনা করেছিলেন। 10 শে এপ্রিল, 2019 -এ, M87 সুপারজায়ান্ট উপবৃত্তাকার গ্যালাক্সির কেন্দ্রে SMBH-এর প্রথম ছবিগুলি বিশ্বের সাথে শেয়ার করা হয়েছিল (২য় পার্ট দেখুন)৷

ব্ল্যাক হোলের গঠন