মহাবিশ্বের অসংখ্য রহস্যের মাঝে ব্ল্যাক হোল এক অন্যতম বিস্ময়কর উপাদান। এটি মহাবিশ্বের অন্যতম অজানা, দুর্দান্ত ও রহস্যময় বস্তু যা আমাদের কল্পনাকে চ্যালেঞ্জ করে। ব্ল্যাক হোলের আবিষ্কার ও গবেষণা মানবজাতির জ্ঞানের ক্ষেত্রকে নতুন দিগন্তে পৌঁছে দিচ্ছে।

ব্লাক হোলের প্রথম ছবি তোলা হয় ২০১৯ সনে। এই ছবি তোলার জন্য ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ (Event Horizon Telescope) ব্যবহৃত হয়। বিজ্ঞানীগন মিল্কি গ্যালাক্সি ওয়ের (ছবি নং-১) মাঝখানে Sgr A* ব্লাক হোল খুঁজে পান (ছবি নং-২)। পৃথিবী হতে এই ব্লাক হোলের দূরত্ব মাত্র ২৬০০০ আলোক বর্ষ এবং ভর হলো প্রায় ৪ মিলিয়ন সূর্যের সমান। 

আলোকবর্ষ হল দূরত্বের একক এবং জ্যোতির্বিদ্যার দূরত্ব পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। এক আলোক বর্ষ হলো প্রায় ৯.৪৬ ট্রিলিয়ন কিলোমিটার (9.46 x 10^12 কিমি) বা 5.88 ট্রিলিয়ন মাইল (5.88 x 10^12 মাইল) এর সমান।

 

ছবি নং-১: ব্ল্যাক হোল স্যাজিটেরিয়াস এ* (Sgr A*) মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির মাঝখানে অবস্থিত (উৎস: NASA )

 

 

ছবি নং-২: ব্লাক হোলের প্রথম ছবি 

 

ব্ল্যাক হোলের সংজ্ঞা ও গঠন

ব্লাক হোল বা কৃষ্ণগহ্বর হলো স্থানকালের এমন একটি অঞ্চল যেখানে অভিকর্ষ (gravity) শক্তি অবিশ্বাস্যভাবে শক্তিশালী; এতটাই শক্তিশালী যে কোন কিছুই, এমনকি আলোও, এড়িয়ে যেতে পারে না। এই চরম অভিকর্ষ (extreme gravity) শক্তি পদার্থের একটি অত্যন্ত ছোট স্থানে সংকোচনের ফলে উৎপন্ন হয়। বিশাল নক্ষত্রগুলি তাদের জীবনের শেষ পর্যায়ে ভেঙে পড়লে কৃষ্ণগহ্বর তৈরি হয়। এর বিস্তারিত অংশ ছবি নং-৩ এ দেখানো হলো।

 

সিঙ্গুলারিটি

ব্ল্যাক হোলের কেন্দ্রে পদার্থগুলো কলাপ্স করে অসীম ঘনত্বে পরিণত হয়ে একটি অঞ্চলের সৃষ্টি হয় যাকে বলা হয় সিঙ্গুলারিটি। এই স্থানে যে সকল পদার্থ ও শক্তি ঢোকে তা আর বের হয়ে আসতে পারে না। ঠিক যেন এক মৃত্যু উপতক্যা- মৃত্যুর পর কেউতো আর ফিরে আসতে পারে না!

সাধারন আপেক্ষিকতায় যে অসীম ঘনত্বের কথা অনুমান করা হচ্ছে তা কোয়ান্টাম থিওরিকে মানে না? বিজ্ঞানীরা মনে করেন, এই স্থানে সময় ও স্থান অপ্রতুল বা অজানা হয়ে যায়। এই কারণেই এটি আমাদের জন্য এক অজানা রহস্যাবৃত অঞ্চল।

সিঙ্গুলারিটির বৈশিষ্ট্য এখনও পুরোপুরি বোঝা যায়নি; কারণ আমাদের বর্তমান বিজ্ঞান এই অদ্ভুত অবস্থা ব্যাখ্যার জন্য প্রয়োজনীয় তত্ত্ব বা সূত্র উদ্ভাবন করতে পারেনি।

 

ছবি নং-৩। ঘূর্ণায়মান সুপারম্যাসিভ কৃষ্ণগহ্বর (সূত্র: NASA)

 

ইভেন্ট হরাইজন

ইভেন্ট হরাইজন হলো কৃষ্ণগহ্বরের চারপাশের সীমানা যেখানে অভিকর্ষ টান এত তীব্র যে কোন কিছুই, এমনকি আলোও, পালাতে পারে না- A point of no return. Sgr A* এর কেন্দ্র থেকে এর ইভেন্ট হরাইজনের দূরত্ব, যা শোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধ নামে পরিচিত, সাত মিলিয়ন মাইল বা ১২০০০০০০ কিলোমিটার। 

তবে পৃথিবী থেকে দেখতে গেলে দূরত্বের কারণে অতিশয় ক্ষুদ্র দেখায়। Sagittarius A* এর আপাত শোয়ার্জচাইল্ড ব্যাসার্ধ হল 10 মাইক্রোআর্কসেকেন্ড। মাইক্রোআর্কসেকেন্ড হল কৌণিক পরিমাপের একক যা হলো এক আর্কসেকেন্ডের দশ লক্ষ ভাগের এক ভাগ। আবার এক আর্কসেকেন্ড হলো এক ডিগ্রির ১/৩৬০০ তম ভগ্নাংশ। কাজেই চাঁদে একটি blueberry রেখে পৃথিবী থেকে দেখতে গেলে যেরকম মনে হবে ঠিক সেরকম অবস্থা আরকি! 

 

ফোটন স্ফিয়ার

ফোটন স্ফিয়ার হলো কৃষ্ণগহ্বরের চারপাশের এমন একটি অঞ্চল যেখানে প্রচণ্ড মাধ্যাকর্ষণের কারণে আলো বৃত্তাকার পথে প্রদক্ষিণ করতে পারে; তবে পালিয়ে যেতে পারে না। এই অঞ্চলটি কৃষ্ণগহ্বর দ্বারা বন্দী ফোটনগুলিকে পালিয়ে যাওয়া ফোটনগুলি থেকে পৃথক করে।

 

রিলেটিভিস্টিক জেট

কৃষ্ণগহ্বর থেকে আসা আপেক্ষিক জেটগুলি হল আলোর গতির কাছাকাছি গতিতে নির্গত শক্তিশালী প্লাজমার স্রোত, যা মূলত সক্রিয় গ্যালাকটিক নিউক্লিয়াসে (AGN) এবং মাঝে মাঝে নাক্ষত্রিক-ভর (Stellar-mass) কৃষ্ণগহ্বরে পরিলক্ষিত হয়। এই জেটগুলি কৃষ্ণগহ্বরের অ্যাক্রিশন ডিস্ক এবং/অথবা এর ঘূর্ণন দ্বারা চালিত বলে মনে করা হয়। এগুলি ছায়াপথের বিবর্তন নিয়ন্ত্রণ এবং উচ্চ-শক্তি বিকিরণ উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

 

সবচেয়ে ভিতরের স্থিতিশীল অর্বিট

কৃষ্ণগহ্বরের সবচেয়ে ভেতরের স্থিতিশীল বৃত্তাকার কক্ষপথ- এক্রিশন ডিস্কের ভিতরের কিনারা যেখানে একটি কণা স্থিতিশীল বৃত্তাকার কক্ষপথ বজায় রাখতে পারে।  কৃষ্ণগহ্বরের গতিবিদ্যা এবং পরিবর্ধন প্রক্রিয়া বোঝার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান।

 

এক্রিশন ডিস্ক

কৃষ্ণগহ্বরের চারপাশে অবস্থিত অ্যাক্রিশন ডিস্ক হল গ্যাস এবং ধূলিকণার একটি ঘূর্ণায়মান কাঠামো যা কৃষ্ণগহ্বরের বিশাল মাধ্যাকর্ষণের কারণে ভিতরের দিকে সর্পিল পদার্থের আকারে তৈরি হয়। এই ডিস্কগুলি অবিশ্বাস্যরকমের উত্তপ্ত, এক্স-রে সহ তড়িৎ চৌম্বকীয় বর্ণালী জুড়ে তীব্র বিকিরণ নির্গত করে। ছায়াপথের বিবর্তন এবং কৃষ্ণগহ্বরের আচরণে এগুলি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে

 

কীভাবে ব্ল্যাক হোল গঠিত হয়?

বৃহৎ নক্ষত্রের জীবনকাল শেষে যখন তার পারমাণবিক জ্বালানি শেষ হয়ে যায়, তখন তার ভর সংকুচিত হয়ে এক বিশাল গর্তে রূপ নেয়, যেখানে মহাকর্ষের শক্তি (force of gravity) এত বেশি যে কোনো কিছুই, এমনকি আলোও এর থেকে পালাতে পারে না। এই গর্তের কেন্দ্রস্থলে রয়েছে 'সিঙ্গুলারিটি'— যেখানে মহাকর্ষের শক্তি অসীম হয়।

 

এখন আমরা দেখবো কীভাবে ব্লাক হোল বা কৃষ্ণগহ্বর তৈরি হয়? কয়েকটি ধাপের মাধ্যমে ব্লাক হোল গঠিত হয়। যেমন-

(১) বিশাল নক্ষত্র

এই প্রক্রিয়াটি শুরু হয় এমন একটি নক্ষত্র দিয়ে যা আমাদের সূর্যের চেয়ে কমপক্ষে ২০-২৫ গুণ ভারী ।

 

(২) পারমাণবিক জ্বালানি হ্রাস

কোন নক্ষত্র তার কেন্দ্রের হালকা উপাদানগুলিকে ভারী উপাদানে ফিউজ করে, যা অভিকর্ষের (gravity) বিরুদ্ধে শক্তি নির্গত করে। যখন কেন্দ্রে প্রাথমিকভাবে লোহা থাকে, তখন এটি আর শক্তি উৎপাদনের জন্য ফিউজ করতে পারে না এবং ফিউশন থেকে বাইরের চাপ বন্ধ হয়ে যায়।

 

(৩) কোর সঙ্কোচিত হওয়া

অভিকর্ষ শক্তির (gravity) বিরোদ্ধে ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য বাহ্যিক চাপ না থাকার কারণে  নক্ষত্রের কোরটি ভিতরের দিকে ধসে পড়ে এবং পদার্থটিকে অত্যন্ত ছোট আয়তনে সংকুচিত করে।

 

(৪) সম্ভাব্য সুপারনোভা

কোরের পতনের ফলে নক্ষত্রের বাইরের স্তরগুলি বাইরের দিকে বিস্ফোরিত হতে পারে সুপারনোভা হিসাবে।

 

(৫) কৃষ্ণগহ্বরের গঠন

যদি অবশিষ্ট কেন্দ্রটি যথেষ্ট পরিমাণে বিশাল হয়, তবে এটি তার নিজস্ব অভিকর্ষের (gravity) প্রভাবে ক্রমাগত ভেঙে পড়তে থাকবে এবং একটি ক্রিটিকাল ঘনত্বকে ছাড়িয়ে যাবে। এর ফলে একটি কৃষ্ণগহ্বর তৈরি হবে এবং একটি ইভেন্ট হরাইজন তৈরী হবে যার ভিতরে বাইরের কোন কিছু, এমনকি আলো, ঢুকলেও পালাতে পারবে না।

 

ব্ল্যাক হোলের গুরুত্ব ও গবেষণা

মাধ্যাকর্ষণ, ছায়াপথের বিবর্তন এবং মৌলিক পদার্থবিদ্যা বোঝার জন্য কৃষ্ণগহ্বর অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা বৈজ্ঞানিক জ্ঞানের অগ্রগতির জন্য তাদের অধ্যয়নকে অতীব গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে। তাদের বিশাল মাধ্যাকর্ষণ শক্তি আমাদের আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার মত তত্ত্বগুলি পরীক্ষা করতে এবং স্থানকাল এবং ওয়ার্মহোলের মত ধারণাগুলি অন্বেষণ করতে সাহায্য করে। অধিকন্তু, মহাবিশ্বে ছায়াপথ গঠন এবং পদার্থের বন্টনে কৃষ্ণগহ্বরগুলি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে বলে মনে করা হয়।

 

(১) মৌলিক পদার্থবিদ্যা পরীক্ষা

কৃষ্ণগহ্বর হল অনন্য মহাজাগতিক পরীক্ষাগার যেখানে চরম মহাকর্ষীয় বল (extreme gravitional forces) অধ্যয়ন করা যেতে পারে, যা পদার্থবিদ্যা সম্পর্কে আমাদের বোধগম্যতার সীমানাকে বাড়িয়ে দেয়।

সাধারণ আপেক্ষিকতা এবং কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার মতো তত্ত্বগুলি পরীক্ষা করার একটি উপায় প্রদান করে। এক্ষেত্রে বর্তমানে ঐক্যবদ্ধ কাঠামোর অভাব রয়েছে।

কৃষ্ণগহ্বরের কাছে পদার্থ এবং আলোর আচরণ পর্যবেক্ষণ করে, বিজ্ঞানীরা কোয়ান্টাম বলবিদ্যার সাথে মাধ্যাকর্ষণকে সামঞ্জস্যপূর্ণ করে এমন নতুন তত্ত্বগুলি পরিমার্জন করতে এবং সম্ভাব্যভাবে বিকাশ করতে পারেন।

 

(২) গ্যালাক্সি গঠন এবং বিবর্তন বোঝা

বেশিরভাগ গ্যালাক্সির কেন্দ্রে পাওয়া সুপারম্যাসিভ ব্ল্যাক হোলগুলি গ্যালাক্সি গঠন এবং বিবর্তনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে বলে মনে করা হয়।

এগুলি গ্যালাক্সির মধ্যে নক্ষত্র এবং গ্যাসের গতিবিধিকে প্রভাবিত করে, তাদের গঠন এবং বিকাশকে প্রভাবিত করে।

ব্ল্যাক হোলগুলি অধ্যয়ন করলে আমাদের বুঝতে সাহায্য করে যে গ্যালাক্সিগুলি কীভাবে তাদের ভর অর্জন করে এবং মহাজাগতিক সময়সীমার মধ্যে কীভাবে তারা বিবর্তিত হয়।

একটি ব্ল্যাক হোলের ভর এবং তার হোস্ট গ্যালাক্সির ভরের মধ্যে একটি সম্পর্ক রয়েছে, যা ইঙ্গিত দেয় যে তারা এক সাথে বিকশিত হয়।

 

(৩) অভিকর্ষ এবং স্থানকাল অন্বেষণ

কৃষ্ণগহ্বর হল আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্বের চূড়ান্ত পরীক্ষা, যা অভিকর্ষকে স্থানকালের বক্রতা হিসাবে বর্ণনা করে।

ইভেন্ট হরাইজন, যে সীমানা অতিক্রম করে কিছুই পালাতে পারে না, তা হল চরম স্থানকালের বক্রতার একটি অঞ্চল যা আমাদেরকে তার সবচেয়ে তীব্র আকারে অভিকর্ষ অধ্যয়ন করতে দেয়।

কৃষ্ণগহ্বরগুলি ওয়ার্মহোল, স্থানকালের বিভিন্ন বিন্দুকে সংযুক্তকারী কাল্পনিক টানেলের সম্ভাবনা অন্বেষণ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

 

(৪) নতুন প্রযুক্তির বিকাশ

কৃষ্ণগহ্বর নিয়ে গবেষণা বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির অন্যান্য ক্ষেত্রে অগ্রগতির দিকে পরিচালিত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, "বোকা গর্ত" (dumb holes) বা অ্যাকোস্টিক কৃষ্ণগহ্বরের ধারণা বিভিন্ন প্রযুক্তিতে প্রয়োগের সম্ভবনা রয়েছে।

কৃষ্ণগহ্বরের মহাকর্ষীয় প্রভাবের অধ্যয়ন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ জ্যোতির্বিদ্যার উপরও প্রভাব ফেলে।

 

(৫) মহাবিশ্বের রহস্য আলোকিত করা

কৃষ্ণগহ্বর কেবল তাত্ত্বিক বস্তু নয়; এগুলি মহাবিশ্বে বাস্তব এবং প্রচুর পরিমাণে রয়েছে।

কৃষ্ণগহ্বরের প্রথম চিত্রের মতো সাম্প্রতিক পর্যবেক্ষণগুলি তাদের বৈশিষ্ট্য এবং আচরণ সম্পর্কে মূল্যবান তথ্য সরবরাহ করেছে।

কৃষ্ণগহ্বর অধ্যয়ন করে, বিজ্ঞানীরা মহাবিশ্বের গঠন, অন্ধকার পদার্থ এবং অন্ধকার শক্তির প্রকৃতি এবং মহাবিশ্বের চূড়ান্ত পরিণতি সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি অর্জন করতে পারেন।

আপনি যদি মহাকাশ সম্পর্কে জানতে চান তবে আপনাকে কৃষ্ণগহ্বর সম্পর্কে জানতে হবে।

মূলত, কৃষ্ণগহ্বর গবেষণা একটি গুরুত্বপূর্ণ এবং উত্তেজনাপূর্ণ ক্ষেত্র যা মহাবিশ্ব এবং এর মধ্যে আমাদের অবস্থান সম্পর্কে আমাদের ধারণাকে বৈপ্লবিক পরিবর্নের সম্ভাবনা রাখে।

 

উপসংহার

ব্ল্যাক হোল আমাদের মহাবিশ্বের এক অজানা, অসীম রহস্যের দরজা খুলে দেয়। এর গঠন, কার্যপ্রণালী ও এর পেছনের বিজ্ঞান আমাদের কল্পনার বাইরে। ভবিষ্যতে এই রহস্যময় বস্তু সম্পর্কে আরও গভীর গবেষণা আমাদের মহাবিশ্বের মূল গোপন বিষয়গুলো উন্মোচনে সহায়তা করবে।