কৃষ্ণগহ্বর

অকল্পনীয় মহাকর্ষের অধিকারী মহাজাগতিক বস্তু

---

কৃষ্ণগহ্বর বা কৃষ্ণ বিবর (ব্ল্যাক হোল নামেও পরিচিত) মহাবিশ্বের অস্তিত্ব ও প্রকৃতি বিষয়ক একটি বহুল প্রচলিত ধারণা। এই ধারণা অনুযায়ী কৃষ্ণগহ্বর মহাবিশ্বের এমন একটি বস্তু যা এত ঘন সন্নিবিষ্ট বা অতি ক্ষুদ্র আয়তনে এর ভর এত বেশি যে এর মহাকর্ষীয় শক্তি কোন কিছুকেই তার ভিতর থেকে বের হতে দেয় না, এমনকি তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণকেও(যেমন: আলো) নয়। প্রকৃতপক্ষে এই স্থানে সাধারণ মহাকর্ষীয় বলের মান এত বেশি হয়ে যায় যে এটি মহাবিশ্বের অন্য সকল বলকে অতিক্রম করে। ফলে এ থেকে কোন কিছুই পালাতে পারে না। অষ্টাদশ শতাব্দীতে প্রথম তৎকালীন মহাকর্ষের ধারণার ভিত্তিতে কৃষ্ণগহ্বরের অস্তিত্বের বিষয়টি উত্থাপিত হয়।

অতিবৃহৎ উপবৃত্তাকার ছায়াপথ মেসিয়ে ৮৭ এর কেন্দ্রে অবস্থিতঅতিভারী কৃষ্ণগহ্বরটির ভর সূর্যের ৭০০ কোটি গুণ। ১০ এপ্রিল ২০১৯ সালে ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ দ্বারা প্রকাশিত প্রথম ছবিতে যা দেখা যাচ্ছে। ছবিতে কৃষ্ণগহ্বরটির অর্ধচন্দ্রাকার নিঃসরণ বলয় এবং কেন্দ্রীয় ছায়া দেখা যাচ্ছে, যা এর ঘটনা দিগন্তের যথাক্রমে ফোটন বলয় এবং বন্দী ফোটন বিশিষ্ট অঞ্চলের মহাকর্ষীয়ভাবে বিবর্ধিত দৃশ্য। কৃষ্ণগহ্বরের ঘূর্ণনের ফলে এই অর্ধচন্দ্রের মত আকার সৃষ্টি হয়; এবং এই কেন্দ্রীয় ছায়ার ব্যাস ঘটনা দিগন্তের ২.৬ গুণ।দ্রুত তথ্য: প্রাথমিক ধারণা, আপেক্ষিকতা সম্পর্কিত বিষয়সমূহ …মহাকর্ষীয় লেন্স প্রভাবের অনুকরণ (বৃহত্তর চলচ্চিত্র)

সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্ব অনুসারে, কৃষ্ণগহ্বর মহাকাশের এমন একটি বিশেষ স্থান যেখান থেকে কোন কিছু, এমনকি আলো পর্যন্ত বের হয়ে আসতে পারে না। এটা তৈরি হয় খুবই বেশি পরিমাণ ঘনত্ব বিশিষ্ট ভর থেকে। কোন অল্প স্থানে খুব বেশি পরিমাণ ভর একত্র হলে সেটা আর স্বাভাবিক অবস্থায় থাকতে পারে না। আমরা মহাবিশ্বকে একটি সমতল পৃষ্ঠে কল্পনা করি। মহাবিশ্বকে চিন্তা করুন একটি বিশাল কাপড়ের টুকরো হিসেবে এবং তারপর যদি আপনি কাপড়ের উপর কোন কোন স্থানে কিছু ভারী বস্তু রাখেন তাহলে কি দেখবেন? যেইসব স্থানে ভারি বস্তু রয়েছে সেইসব স্থানের কাপড় একটু নিচু হয়ে গিয়েছে। এই একই বাপারটি ঘটে মহাবিশ্বের ক্ষেত্রে। যেসব স্থানে ভর অচিন্তনিয় পরিমাণ বেশি সেইসব স্থানে গর্ত হয়ে আছে। এই অসামাণ্য ভর এক স্থানে কুন্ডলিত হয়ে স্থান-কাল বক্রতার সৃষ্টি করে। প্রতিটি গালাক্সির স্থানে স্থানে কম-বেশি কৃষ্ণগহ্বরের অস্তিতের কথা জানা যায়। সাধারণত বেশীরভাগ গ্যালাক্সিই তার মধ্যস্থ কৃষ্ণগহ্বরকে কেন্দ্র করে ঘূর্ণয়মান।

কৃষ্ণগহ্বর শব্দের অর্থ কালো গর্ত। একে এই নামকরণ করার পেছনে কারণ হল এটি এর নিজের দিকে আসা সকল আলোক রশ্মিকে শুষে নেয়। কৃষ্ণগহ্বর থেকে কোন আলোক বিন্দুই ফিরে আসতে পারে না ঠিক থার্মোডায়নামিক্সের কৃষ্ণ বস্তুর মতো।

অনেকদিন পর্যন্ত কৃষ্ণগহ্বরের কোন প্রত্যক্ষ দর্শন পাওয়া গিয়েছিল না, কারণ এ থেকে আলো বিচ্ছুরিত হতে পারে না যেকারণে একে দেখা সম্ভব নয়, কিন্ত এর উপস্থিতির প্রমাণ আমরা পরোক্ষভাবে পেয়েছিলাম। কৃষ্ণগহ্বরের অস্তিতের প্রমাণ কোন স্থানের তারা নক্ষত্রের গতি এবং দিক দেখে পাওয়া যায়। মহাকাশবিদগণ ১৬ বছর ধরে আশে-পাশের তারামন্ডলীর গতি-বিধি পর্যবেক্ষণ করে গত ২০০৮ সালে প্রমাণ পেয়েছেন অতিমাত্রার ভর বিশিষ্ট একটি কৃষ্ণগহ্বরের যার ভর আমাদের সূর্য থেকে ৪ মিলিয়ন গুন বেশি এবং এটি আমাদের আকাশগঙ্গার মাঝখানে অবস্থিত।

১১ ফেব্রুয়ারি ২০১৬ সালে লাইগো সংগঠন মহাকর্ষীয় তরঙ্গের প্রথম প্রত্যক্ষ সনাক্তকরণের ঘোষণা দেয়, যা ছিল দুটি কৃষ্ণগহ্বরের একত্রীভবনের প্রথম পর্যবেক্ষণ। ডিসেম্বর ২০১৮ পর্যন্ত ১১ টি মহাকর্ষীয় তারঙ্গিক ঘটনা পর্যবেক্ষিত হয়েছে যার মাঝে ১০ টি ঘটনা কৃষ্ণগহ্বরের একত্রীভবনের ফলে এবং ১ টি ঘটনা দ্বৈত নিউট্রন তারা একত্রীভবনের ফলে সৃষ্ট। ২০১৭ সালে ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ দ্বারামেসিয়ে ৮৭ ছায়াপথের কেন্দ্রে অবস্থিত অতিভারী কৃষ্ণগহ্বরের পর্যবেক্ষণের পর, দীর্ঘ বিশ্লেষণ শেষে ১০ এপ্রিল ২০১৯ সালে প্রথমবারের মত একটি কৃষ্ণবিবর ও তার পার্শ্ববর্তী অঞ্চলের প্রত্যক্ষ চিত্র প্রকাশিত হয়।

কৃষ্ণগহ্বর গবেষণার ইতিহাস

একটি অ-ঘূর্ণন কৃষ্ণগহ্বরের সাধারণ চিত্রণ।

বিপুল পরিমাণ ভর বিশিষ্ট কোন বস্তু, যার মহাকর্ষেরপ্রভাবে আলোক তরঙ্গ পর্যন্ত পালাতে পারে না- এ ধারণা সর্বপ্রথম প্রদান করেন ভূতত্ত্ববিদ জন মিচেল (John Michell)। তার লেখা একটি চিঠিতে ১৭৮৩ সালে তিনি রয়েল সোসাইটির সদস্য এবং বিজ্ঞানীহেনরি ক্যাভেন্ডিসকে (Henry Cavendish) এ সম্পর্কে জানান।

১৭৯৬ সালে গণিতবিদ পিয়েরে সিমন ল্যাপলেস একই মতবাদ প্রদান করেন তার Exposition du système du Monde বইয়ের প্রথম ও দ্বিতীয় সংস্করণে। কিন্তু পরবর্তী সংস্করণগুলোতে এ সম্পর্কিত ধারণা রাখা হয় নি। কৃষ্ণগহ্বর সম্পর্কিত এ ধরনের মতামত ঊনবিংশ শতাব্দিতে প্রকটভাবে উপেক্ষিত হয়। কারণ আলোরমতো ভরহীন তরঙ্গ কিভাবে মাধ্যাকর্ষণ শক্তি দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে সেটা বোধগম্য ছিল না।বড় ম্যাগেলানিক মেঘের সামনে একটি ব্ল্যাকহোলের সিমুলেটেড ভিউ। মহাকর্ষীয় লেন্সিং এফেক্টটি নোট করুন, যা মেঘের দুটি বর্ধিত তবে অত্যন্ত বিকৃত দৃষ্টিভঙ্গি তৈরি করে। উপরের অংশে, মিল্কিওয়ে ডিস্কটি একটি চকে বিকৃত হয়ে দেখা দেয়।

সাধারণ আপেক্ষিকতা

1915 সালে, অ্যালবার্ট আইনস্টাইন তার সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বটি বিকাশ করেছিলেন, যা আগে দেখিয়েছিল যে মাধ্যাকর্ষণ আলোর গতিতে প্রভাব ফেলে। মাত্র কয়েক মাস পরে, কার্ল শোয়ার্জচাইল্ড আইনস্টাইন ক্ষেত্রের সমীকরণগুলির একটি সমাধান পেয়েছিলেন, যা একটি পয়েন্ট ভর এবং একটি গোলাকৃতির ভরগুলির মহাকর্ষ ক্ষেত্র বর্ণনা করে শোয়ার্জচাইল্ডের কয়েকমাস পরে হেন্ডরিক লরেঞ্জের শিক্ষার্থী জোহানেস ড্রসটি স্বাধীনভাবে পয়েন্ট ভরটির জন্য একই সমাধান দিয়েছেন এবং এর বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পর্কে আরও বিস্তৃতভাবে লিখেছিলেন। এই সলিউশনটির এখন এক শোকার্জস্কিল্ড ব্যাসার্ধ বলা হয়, যেখানে এটি একবচনে পরিণত হয়েছিল, যার অর্থ আইনস্টাইন সমীকরণের কিছু পদ অসীম হয়ে ওঠে তার এক অদ্ভুত আচরণ ছিল। এই পৃষ্ঠের প্রকৃতিটি তখন বেশ বোঝা যাচ্ছিল না। ১৯২৪ সালে আর্থার এডিংটন দেখিয়েছিলেন যে স্থানাঙ্কের পরিবর্তনের পরে এককত্বটি অদৃশ্য হয়ে গেছে (দেখুন এডিংটন – ফিনকেলস্টেইন স্থানাঙ্ক), যদিও জর্জেস লেমাত্রে বুঝতে পেরেছিলেন যে 1945 সালে শোয়ার্জস্কিল্ড ব্যাসার্ধের এককত্বই ছিল একটি শারীরিক সমন্বয়মূলক এককতা। আর্থার এডিংটন 1926 সালের একটি বইতে শোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধের সাথে সংক্ষিপ্তভাবে ভরযুক্ত একটি তারার সম্ভাবনা সম্পর্কে মন্তব্য করেছিলেন, উল্লেখ করে যে আইনস্টাইনের তত্ত্বটি বেটেলজিউসের মতো দৃশ্যমান তারকাদের জন্য মাত্রাতিরিক্ত বড় ঘনত্বকে শাসন করতে দেয় কারণ “250 মিলিয়ন কিমি ব্যাসার্ধের একটি তারকা পারে সূর্যের মতো সম্ভবত এত বেশি ঘনত্ব নাও থাকতে পারে প্রথমতঃ মাধ্যাকর্ষণ শক্তি এত বড় হবে যে আলো এ থেকে বাঁচতে সক্ষম হবে না, রশ্মি পৃথিবীতে পাথরের মতো তারার দিকে ফিরে পড়েছিল।দ্বিতীয়ত, লাল স্থানান্তর ift বর্ণালী রেখাগুলির এত দুর্দান্ত হবে যে বর্ণালীটি অস্তিত্বের বাইরে চলে গেল তৃতীয়ত, ভরটি স্পেস-টাইম মেট্রিকের এত বেশি বক্রতা তৈরি করবে যে স্থানটি তারার চারপাশে বন্ধ হয়ে যাবে, আমাদের বাইরে রেখেছিল (অর্থাত্ কোথাও নেই) । “

১৯৩১ সালে সুব্রহ্মণ্য চন্দ্রশেখর গণ্য করে বিশেষ আপেক্ষিকতা ব্যবহার করে বলেছিলেন যে একটি নির্দিষ্ট-সীমাবদ্ধ ভরগুলির (বর্তমানে চন্দ্রশেখর সীমা বলা হয় ১.৪ মেঘ) উপরে ইলেক্ট্রন-অধঃপরিবর্তনশীল কোনও দেহের স্থির সমাধান নেই। তাঁর যুক্তিগুলি এডিংটন এবং লেভ ল্যান্ডাউয়ের মতো তাঁর সমসাময়িকদের অনেকেই বিরোধিতা করেছিলেন, তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে এখনও কিছু অজানা ব্যবস্থা ভেঙে পড়া বন্ধ করবে। এগুলি আংশিকভাবে সঠিক ছিল: চন্দ্রশেখরের সীমা থেকে কিছুটা বেশি বিশাল একটি সাদা বামন একটি নিউট্রন তারকাতে পতিত হবে, [32] যা নিজেই স্থিতিশীল। তবে ১৯৩৯ সালে রবার্ট ওপেনহাইমার এবং অন্যান্যরা ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন যে চন্দ্রশেখরের উপস্থাপিত কারণে নিউট্রন নক্ষত্রগুলি অন্য একটি সীমা (টলম্যান-ওপেনহাইমার – ভলকফের সীমা) এর চেয়েও বেশি ধসে পড়বে এবং এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিল যে পদার্থবিজ্ঞানের কোনও আইন অন্তত কিছুটা হস্তক্ষেপ করবে না এবং কমপক্ষে কিছু বন্ধ করবে। ব্ল্যাকহোলগুলিতে ভেঙে পড়া তারা [৩৩] তাদের আসল গণনাগুলি, পাওলি বর্জন নীতিটির ভিত্তিতে, এটিকে 0.7 M☉ হিসাবে দিয়েছে; পরবর্তী সময়ে শক্তিশালী বল মধ্যস্থতাযুক্ত নিউট্রন-নিউট্রন বিকিরণের বিবেচনার ফলে অনুমানটি প্রায় 1.5 মিলিয়ন থেকে 3.0 মিলিয়ন মাইন্ডে উন্নীত হয়। [34] নিউট্রন স্টার মার্জার GW170817 এর পর্যবেক্ষণগুলি, যা কিছুক্ষণের পরে একটি ব্ল্যাকহোল তৈরি করেছে বলে মনে করা হয়, তারা TOV সীমা অনুমানটিকে ~ 2.17 M☉ এ পরিমার্জন করেছে|

ওপেনহাইমার এবং তাঁর সহ-লেখকগণ শোয়ার্জস্কিল্ড ব্যাসার্ধের সীমানায় একাকীত্বটির ব্যাখ্যা করেছিলেন যে ইঙ্গিত দেয় যে এটি একটি বুদবুদের সীমানা যেখানে সময় থেমেছিল। এটি বাহ্যিক পর্যবেক্ষকদের জন্য একটি বৈধ দৃষ্টিকোণ, তবে অনুপ্রবেশকারী পর্যবেক্ষকদের জন্য নয়। এই সম্পত্তির কারণে, ধসে পড়া নক্ষত্রগুলিকে “হিমশীতল তারা” বলা হত, কারণ বাইরের পর্যবেক্ষকরা ততক্ষণে নক্ষত্রের পৃষ্ঠকে হিমশীতল দেখতে পাবেন যেখানে তার পতনটি শোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধে নিয়ে যায় |