রবিবার, 23 নভেম্বর, 1924, 100 বছর আগে, পাঠকরা যারা পৃষ্ঠা ছয়ে ফিরেছিলেন নিউইয়র্ক টাইমস পশম কোটের জন্য বেশ কয়েকটি বড় বিজ্ঞাপনের মধ্যে একটি আকর্ষণীয় নিবন্ধ পাওয়া গেছে। শিরোনামটি পড়ে: সর্পিল নীহারিকা আবিষ্কৃত আর স্টার সিস্টেমস: “ডঃ হাবেল (sic) নিশ্চিত করেছেন যে তারা ‘দ্বীপ মহাবিশ্ব,’ আমাদের অনুরূপ।”
প্রবন্ধের কেন্দ্রে থাকা আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী ডক্টর এডউইন পাওয়েল হাবল সম্ভবত তার নামের ভুল বানান নিয়ে বিভ্রান্ত হয়েছিলেন। কিন্তু গল্পটি একটি যুগান্তকারী আবিষ্কারের বিশদ বিবরণ: হাবল আবিষ্কার করেছিলেন যে দুটি সর্পিল-আকৃতির নীহারিকা, গ্যাস এবং তারার সমন্বয়ে গঠিত বস্তু, পূর্বে আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সিতে বসবাস করার কথা ভাবা হয়েছিল, এর বাইরে অবস্থিত।
এই বস্তুগুলি আসলে ছিল গ্যালাক্সি অ্যান্ড্রোমিডা এবং মেসিয়ার 33, আমাদের মিল্কিওয়ের সবচেয়ে কাছের বড় ছায়াপথ। লক্ষ লক্ষ গ্যালাক্সির পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে, আজকে অনুমান করা হয় যে কয়েক ট্রিলিয়ন ছায়াপথ মহাবিশ্বকে পূর্ণ করে।
হাবলের ঘোষণার চার বছর আগে আমেরিকান জ্যোতির্বিদ হার্লো শ্যাপলি এবং হেবার কার্টিসের মধ্যে ওয়াশিংটন ডিসিতে “দ্য গ্রেট ডিবেট” নামে একটি ঘটনা ঘটেছিল। শ্যাপলি তখন সম্প্রতি দেখিয়েছিলেন যে মিল্কিওয়ে আগের পরিমাপের চেয়ে বড়। শ্যাপলি যুক্তি দিয়েছিলেন যে এটি এর মধ্যে সর্পিল নীহারিকাকে মিটমাট করতে পারে। কার্টিস, অন্যদিকে, মিল্কিওয়ের বাইরে ছায়াপথের অস্তিত্বের পক্ষে যুক্তি দিয়েছিলেন।
পশ্চাদপসরণে, এবং কিছু বিবরণ উপেক্ষা করে, কার্টিস বিতর্ক জিতেছিলেন। যাইহোক, মিল্কিওয়েতে দূরত্ব পরিমাপ করার জন্য শ্যাপলি যে পদ্ধতি ব্যবহার করেছিলেন তা হাবলের আবিষ্কারের জন্য মৌলিক ছিল এবং এটি একজন অগ্রগামী আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী: হেনরিয়েটা সোয়ান লেভিটের কাজ থেকে উত্তরাধিকার সূত্রে প্রাপ্ত।
তারার দূরত্ব পরিমাপ
1893 সালে, ম্যাসাচুসেটসের হার্ভার্ড কলেজ অবজারভেটরিতে টেলিস্কোপ পর্যবেক্ষণ থেকে চিত্র বিশ্লেষণ করার জন্য একজন তরুণ লেভিটকে “কম্পিউটার” হিসাবে নিয়োগ করা হয়েছিল। লেভিট মানমন্দিরের গবেষকদের দ্বারা পরিচালিত ছোট ম্যাগেলানিক ক্লাউড নামে আরেকটি ছায়াপথের টেলিস্কোপিক পর্যবেক্ষণ থেকে ফটোগ্রাফিক প্লেট অধ্যয়ন করেছেন।
লেভিট তারা খুঁজছিলেন যার উজ্জ্বলতা সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয়। এক হাজারেরও বেশি পরিবর্তনশীল (পরিবর্তনশীল) নক্ষত্রের মধ্যে, তিনি 25টি শনাক্ত করেছিলেন যেগুলি Cepheids নামে পরিচিত, 1912 সালে ফলাফল প্রকাশ করেছিল।
সেফিড তারার উজ্জ্বলতা সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয় যাতে তারা স্পন্দিত হয়। লেভিট একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ সম্পর্ক খুঁজে পেয়েছেন: সেফিডগুলি যেগুলি আরও ধীরে ধীরে স্পন্দিত হয় সেগুলি আরও দ্রুত স্পন্দিত হওয়াগুলির তুলনায় অভ্যন্তরীণভাবে উজ্জ্বল (আরও উজ্জ্বল) ছিল। একে বলা হত “পিরিয়ড-লুমিনোসিটি সম্পর্ক”।
অন্যান্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা লেভিটের কাজের গুরুত্ব উপলব্ধি করেছিলেন: সম্পর্কটি তারার সাথে আমাদের দূরত্ব গণনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির ছাত্র থাকাকালীন, শ্যাপলি মিল্কিওয়েতে অন্যান্য সেফিডের দূরত্ব অনুমান করার জন্য পিরিয়ড-লুমিনোসিটি সম্পর্ক ব্যবহার করেছিলেন। এইভাবে শ্যাপলি আমাদের ছায়াপথের আকারের তার তৎকালীন নতুন অনুমানে পৌঁছেছিলেন।
কিন্তু জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা আমাদের ছায়াপথের মধ্যে দূরত্ব সম্পর্কে নিশ্চিত হওয়ার জন্য, তাদের সিফিড দূরত্ব পরিমাপ করার জন্য আরও সরাসরি উপায় প্রয়োজন। মহাজাগতিক দূরত্ব পরিমাপের আরেকটি উপায় হল স্টেলার প্যারালাক্স পদ্ধতি, তবে এটি শুধুমাত্র কাছাকাছি তারার জন্য কাজ করে। পৃথিবী যখন সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে, তখন পটভূমিতে আরও দূরবর্তী নক্ষত্রের তুলনায় কাছাকাছি একটি নক্ষত্র সরে যেতে দেখা যায়। এই আপাত আন্দোলন স্টেলার প্যারালাক্স নামে পরিচিত। এই প্যারালাক্সের কোণ ব্যবহার করে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা পৃথিবী থেকে একটি নক্ষত্রের দূরত্ব গণনা করতে পারেন।
ডেনিশ গবেষক এজনার হার্টজস্প্রুং আশেপাশের মুষ্টিমেয় সেফিড নক্ষত্রের দূরত্ব প্রাপ্ত করার জন্য স্টেলার প্যারালাক্স ব্যবহার করেছিলেন, লেভিটের কাজকে ক্যালিব্রেট করতে সাহায্য করেছিলেন।
থেকে নিবন্ধ নিউইয়র্ক টাইমস লস অ্যাঞ্জেলেসের কাছে মাউন্ট উইলসন অবজারভেটরিতে “বড়” টেলিস্কোপের উপর জোর দিয়েছেন, যেখানে হাবল কাজ করছিল। একটি টেলিস্কোপের আকার সাধারণত এর প্রাথমিক আয়নার ব্যাস দ্বারা বিচার করা হয়। আলো সংগ্রহের জন্য 100-ইঞ্চি (2.5-মিটার) ব্যাসের আয়না সহ, মাউন্ট উইলসনের হুকার টেলিস্কোপটি সেই সময়ের বৃহত্তম টেলিস্কোপ ছিল।
বড় টেলিস্কোপগুলি কেবল গ্যালাক্সিগুলির রেজোলিউশনের জন্যই বেশি সংবেদনশীল নয়, তারা আরও তীক্ষ্ণ চিত্রও তৈরি করে। তাই এডউইন হাবল তার আবিষ্কারের জন্য উপযুক্ত ছিলেন। হাবল যখন তার 100-ইঞ্চি টেলিস্কোপ দিয়ে তোলা ফটোগ্রাফিক প্লেটগুলিকে অন্যান্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের দ্বারা আগের রাতে তোলা ছবিগুলির সাথে তুলনা করেন, তখন তিনি এটি দেখে উত্তেজিত হন যে একটি উজ্জ্বল নক্ষত্র সময়ের সাথে সাথে উজ্জ্বলতা পরিবর্তন করতে দেখা যায়, যেমনটি সেফিডের জন্য প্রত্যাশিত ছিল।
লেভিটের গণনা ব্যবহার করে, হাবল দেখতে পান যে তার সেফিডের দূরত্ব মিল্কিওয়ের জন্য শ্যাপলির গণনা করা আকারকে ছাড়িয়ে গেছে। পরের কয়েক মাস ধরে, হাবল দূরত্ব পরিমাপের জন্য আরও সেফিডের সন্ধান করার সময় অন্যান্য সর্পিল নীহারিকা পরীক্ষা করেছিলেন। হাবলের পর্যবেক্ষণের খবর ছড়িয়ে পড়ছিল জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের মধ্যে। হার্ভার্ডে, শ্যাপলি হাবলের কাছ থেকে তার আবিষ্কারের বিস্তারিত একটি চিঠি পেয়েছিলেন। তিনি এটি সহকর্মী জ্যোতির্বিজ্ঞানী সিসিলিয়া পেইন-গ্যাপোসকিনের কাছে হস্তান্তর করেন, মন্তব্য করেন, “এই যে চিঠিটি আমার মহাবিশ্বকে ধ্বংস করেছে।”
মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ
একটি ছায়াপথের দূরত্ব অনুমান করার পাশাপাশি, টেলিস্কোপগুলি এটিও পরিমাপ করতে পারে যে একটি গ্যালাক্সি কত দ্রুত পৃথিবীর দিকে বা দূরে সরে যাচ্ছে। এটি করার জন্য, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা একটি ছায়াপথের বর্ণালী পরিমাপ করেন: এটি থেকে আসা আলোর বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য। তারা ডপলার শিফট নামে পরিচিত একটি প্রভাব গণনা করে এবং এই বর্ণালীতে এটি প্রয়োগ করে।
আলো এবং শব্দ উভয় তরঙ্গের জন্য ডপলার শিফট ঘটে; এটি একটি জরুরী গাড়ির কাছে আসার সাথে সাথে সাইরেনের পিচ বাড়ানোর জন্য দায়ী এবং তারপর এটি আপনাকে পাশ কাটিয়ে চলে যাওয়ার সাথে সাথে এটি হ্রাস করার জন্য দায়ী। যখন একটি গ্যালাক্সি পৃথিবী থেকে দূরে সরে যায়, তখন শোষণ রেখা হিসাবে পরিচিত বর্ণালীতে বৈশিষ্ট্যগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেশি থাকে যদি তারা সরে না থাকে। এটি ডপলার স্থানান্তরের কারণে, এবং আমরা বলি যে এই ছায়াপথগুলি “লাল স্থানান্তরিত” হয়েছে৷
1904 সালের শুরুতে, আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী ভেস্টো স্লিফার ফ্ল্যাগস্টাফ, অ্যারিজোনার লোয়েল অবজারভেটরিতে একটি 24-ইঞ্চি টেলিস্কোপ দিয়ে ডপলার কৌশল ব্যবহার করেছিলেন। তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে নীহারিকাগুলি হয় লাল স্থানান্তরিত (দূরে সরে) বা নীল স্থানান্তরিত (আমাদের দিকে ভ্রমণ)। স্লিফার আবিষ্কার করেছিলেন যে কিছু নীহারিকা প্রতি সেকেন্ডে এক হাজার কিলোমিটার বেগে পৃথিবী থেকে দূরে সরে যাচ্ছে।
হাবল প্রতিটি ছায়াপথের জন্য তার দূরত্বের অনুমানের সাথে স্লিফারের পরিমাপকে একত্রিত করেছেন এবং একটি সম্পর্ক আবিষ্কার করেছেন: একটি গ্যালাক্সি যতই আমাদের কাছ থেকে, তত দ্রুত এটি আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। এটি একটি সাধারণ উত্স থেকে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যা বিদ্রূপাত্মকভাবে “বিগ ব্যাং” হিসাবে পরিচিত হবে।
100 বছর আগে করা ঘোষণাটি জ্যোতির্বিজ্ঞানের ইতিহাসে হাবলের স্থানকে সিমেন্ট করেছে। তার নামটি পরবর্তীতে নির্মিত সবচেয়ে শক্তিশালী বৈজ্ঞানিক যন্ত্রগুলির জন্য ব্যবহার করা হবে: হাবল স্পেস টেলিস্কোপ। এটা অবিশ্বাস্য মনে হচ্ছে, কিভাবে মাত্র পাঁচ বছরের মধ্যে, মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের বোঝার ফোকাসে এসেছে।
Jeffrey Grube এই নিবন্ধটির প্রকাশনা থেকে উপকৃত হবে এমন কোন কোম্পানি বা সংস্থার সাথে পরামর্শ, কাজ, শেয়ারের মালিকানা বা তহবিল গ্রহণ করেন না এবং তার একাডেমিক অবস্থানের বাইরে কোনো প্রাসঙ্গিক সম্পর্ক প্রকাশ করেননি।
