মধ্যাকর্ষণ তরঙ্গ আবিষ্কারের (সনাক্তকরণ) আনুষ্ঠানিক দিন 11 ফেব্রুয়ারি, 2016। তখনই, ওয়াশিংটনে একটি সংবাদ সম্মেলনে, LIGO সহযোগিতার নেতারা ঘোষণা করেছিলেন যে গবেষকদের একটি দল মানবজাতির ইতিহাসে প্রথমবারের মতো এই ঘটনাটি রেকর্ড করতে সফল হয়েছে৷
মহান আইনস্টাইনের ভবিষ্যদ্বাণী
এমনকি গত শতাব্দীর (1916) শুরুতেও, আলবার্ট আইনস্টাইন পরামর্শ দিয়েছিলেন যে মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলি তার দ্বারা প্রণীত জেনারেল থিওরি অফ রিলেটিভিটির (GR) কাঠামোর মধ্যে বিদ্যমান। কেউ কেবল বিখ্যাত পদার্থবিজ্ঞানীর উজ্জ্বল দক্ষতায় আশ্চর্য হতে পারে, যিনি ন্যূনতম বাস্তব তথ্যের সাথে এইরকম সুদূরপ্রসারী সিদ্ধান্তে আঁকতে সক্ষম হয়েছিলেন। পরবর্তী শতাব্দীতে (সময়ের প্রবাহকে ধীর করে দেওয়া, মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রগুলিতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের দিক পরিবর্তন করা ইত্যাদি) নিশ্চিত হওয়া অন্যান্য অনেক ভবিষ্যদ্বাণীকৃত শারীরিক ঘটনাগুলির মধ্যে, এই ধরণের তরঙ্গের উপস্থিতি কার্যত সনাক্ত করা সম্ভব ছিল না। সম্প্রতি পর্যন্ত দেহের মিথস্ক্রিয়া।
মাধ্যাকর্ষণ একটি বিভ্রম?
সাধারণভাবে, আলোতেআপেক্ষিকতা তত্ত্ব খুব কমই মহাকর্ষকে একটি বল বলতে পারে। এটি স্থান-কালের ধারাবাহিকতার বিক্ষিপ্ততা বা বক্রতার একটি পরিণতি। এই পোস্টুলেটটি বোঝানোর একটি ভাল উদাহরণ হল একটি প্রসারিত কাপড়ের টুকরো। এই জাতীয় পৃষ্ঠে স্থাপিত একটি বিশাল বস্তুর ওজনের নীচে একটি অবকাশ তৈরি হয়। এই অসঙ্গতির কাছাকাছি চলমান অন্যান্য বস্তুগুলি তাদের আন্দোলনের গতিপথ পরিবর্তন করবে, যেন "আকর্ষণ"। এবং বস্তুর ওজন যত বেশি হবে (বক্রতার ব্যাস এবং গভীরতা তত বেশি), "আকর্ষণ শক্তি" তত বেশি। যখন এটি ফ্যাব্রিকের মধ্য দিয়ে চলে, আপনি একটি ভিন্নমুখী "লহর" এর চেহারা দেখতে পারেন।
বিশ্ব মহাকাশে একই রকম কিছু ঘটে। যেকোন দ্রুত গতিশীল বৃহদায়তন পদার্থ স্থান ও সময়ের ঘনত্বের ওঠানামার একটি উৎস। একটি উল্লেখযোগ্য প্রশস্ততা সহ একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ, অত্যন্ত বৃহৎ ভরের দেহ দ্বারা গঠিত বা যখন বিশাল ত্বরণের সাথে চলমান হয়।
শারীরিক বৈশিষ্ট্য
স্পেস-টাইম মেট্রিকের ওঠানামাগুলি মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের পরিবর্তন হিসাবে নিজেকে প্রকাশ করে। এই ঘটনাটিকে অন্যথায় স্থান-কালের লহর বলা হয়। মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সম্মুখীন মৃতদেহ এবং বস্তুর উপর কাজ করে, তাদের সংকুচিত করে এবং প্রসারিত করে। বিকৃতির মানগুলি খুব ছোট - আসল আকার থেকে প্রায় 10-21 । এই ঘটনাটি সনাক্ত করার সম্পূর্ণ অসুবিধা হল যে গবেষকদের উপযুক্ত সরঞ্জামের সাহায্যে এই ধরনের পরিবর্তনগুলি কীভাবে পরিমাপ এবং রেকর্ড করতে হয় তা শিখতে হয়েছিল। মহাকর্ষীয় বিকিরণের শক্তিও অত্যন্ত ছোট - সমগ্র সৌরজগতের জন্য এটিকয়েক কিলোওয়াট।
মধ্যাকর্ষণ তরঙ্গের প্রচারের গতি পরিবাহী মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যের উপর কিছুটা নির্ভর করে। উৎস থেকে দূরত্বের সাথে দোলন প্রশস্ততা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, কিন্তু কখনই শূন্যে পৌঁছায় না। ফ্রিকোয়েন্সি কয়েক দশ থেকে শত শত হার্টজ পর্যন্ত পরিসীমার মধ্যে রয়েছে। আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমের মহাকর্ষীয় তরঙ্গের গতি আলোর গতির কাছাকাছি আসছে৷
সার্কামস্ট্যান্টিয়াল প্রমাণ
প্রথমবারের মতো, মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গের অস্তিত্বের তাত্ত্বিক নিশ্চিতকরণ আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী জোসেফ টেলর এবং তার সহকারী রাসেল হালস ১৯৭৪ সালে পেয়েছিলেন। আরেসিবো অবজারভেটরি (পুয়ের্তো রিকো) এর রেডিও টেলিস্কোপ ব্যবহার করে মহাবিশ্বের বিস্তৃতি অধ্যয়ন করে, গবেষকরা পালসার PSR B1913 + 16 আবিষ্কার করেছেন, যা একটি ধ্রুবক কৌণিক বেগ সহ ভরের একটি সাধারণ কেন্দ্রের চারপাশে ঘুরতে থাকা নিউট্রন তারাগুলির একটি বাইনারি সিস্টেম। একটি বরং বিরল কেস)। প্রতি বছর, বিপ্লবের সময়কাল, যা মূলত 3.75 ঘন্টা ছিল, 70 ms দ্বারা হ্রাস করা হয়। এই মানটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরির জন্য শক্তির ব্যয়ের কারণে এই ধরনের সিস্টেমের ঘূর্ণন গতি বৃদ্ধির পূর্বাভাস দেওয়ার GR সমীকরণের উপসংহারগুলির সাথে বেশ সামঞ্জস্যপূর্ণ। পরবর্তীকালে, অনুরূপ আচরণ সহ বেশ কয়েকটি ডাবল পালসার এবং সাদা বামন আবিষ্কৃত হয়েছিল। রেডিও জ্যোতির্বিজ্ঞানী ডি. টেলর এবং আর. হুলস 1993 সালে মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র অধ্যয়নের জন্য নতুন সম্ভাবনা আবিষ্কার করার জন্য পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কারে ভূষিত হন৷
এস্কেপড মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গ
প্রথম বিবৃতি সম্পর্কেমাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গ সনাক্তকরণ 1969 সালে মেরিল্যান্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানী জোসেফ ওয়েবার (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র) থেকে এসেছে। এই উদ্দেশ্যে, তিনি তার নিজস্ব ডিজাইনের দুটি মহাকর্ষীয় অ্যান্টেনা ব্যবহার করেছিলেন, যা দুই কিলোমিটার দূরত্ব দ্বারা পৃথক করা হয়েছিল। রেজোন্যান্ট ডিটেক্টর ছিল একটি ভাল-স্পন্দিত এক-পিস দুই-মিটার অ্যালুমিনিয়াম সিলিন্ডার যা সংবেদনশীল পাইজোইলেকট্রিক সেন্সর দিয়ে সজ্জিত। ওয়েবারের দ্বারা রেকর্ডকৃত ওঠানামার প্রশস্ততা প্রত্যাশিত মূল্যের চেয়ে এক মিলিয়ন গুণ বেশি বলে প্রমাণিত হয়েছে। আমেরিকান পদার্থবিজ্ঞানীর "সাফল্য" পুনরাবৃত্তি করার জন্য এই জাতীয় সরঞ্জাম ব্যবহার করে অন্যান্য বিজ্ঞানীদের প্রচেষ্টা ইতিবাচক ফলাফল আনেনি। কয়েক বছর পরে, এই অঞ্চলে ওয়েবারের কাজটি অক্ষম হিসাবে স্বীকৃত হয়েছিল, তবে একটি "মাধ্যাকর্ষণ গম্ভীর গর্জন" এর বিকাশে প্রেরণা দেয় যা গবেষণার এই ক্ষেত্রে অনেক বিশেষজ্ঞকে আকৃষ্ট করেছিল। যাইহোক, জোসেফ ওয়েবার নিজেই তার দিনের শেষ অবধি নিশ্চিত ছিলেন যে তিনি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পেয়েছেন।
যন্ত্র গ্রহণের উন্নতি
70-এর দশকে, বিজ্ঞানী বিল ফেয়ারব্যাঙ্ক (USA) SQUID - অতি সংবেদনশীল ম্যাগনেটোমিটার ব্যবহার করে তরল হিলিয়াম দ্বারা শীতল করা একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ অ্যান্টেনার নকশা তৈরি করেছিলেন। সেই সময়ে বিদ্যমান প্রযুক্তিগুলি উদ্ভাবককে তার পণ্য দেখতে দেয়নি, "ধাতু" তে উপলব্ধি করা হয়েছিল।
ন্যাশনাল লেগনার্ড ল্যাবরেটরিতে (পাডুয়া, ইতালি) মহাকর্ষ সনাক্তকারী অরিগা এইভাবে তৈরি করা হয়েছিল। ডিজাইনটি একটি অ্যালুমিনিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম সিলিন্ডারের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, 3 মিটার লম্বা এবং 0.6 মিটার ব্যাস। 2.3 টন ওজনের একটি রিসিভিং ডিভাইসএকটি বিচ্ছিন্ন ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থগিত প্রায় পরম শূন্য শীতল. একটি অক্জিলিয়ারী কিলোগ্রাম রেজোনেটর এবং একটি কম্পিউটার-ভিত্তিক পরিমাপ কমপ্লেক্স ফিক্সিং এবং কম্পন সনাক্তকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়। ঘোষিত সরঞ্জামের সংবেদনশীলতা 10-20.
ইন্টারফেরোমিটার
মধ্যাকর্ষণ তরঙ্গের হস্তক্ষেপ ডিটেক্টরের অপারেশন মাইকেলসন ইন্টারফেরোমিটারের মতো একই নীতির উপর ভিত্তি করে। উৎস দ্বারা নির্গত লেজার রশ্মি দুটি প্রবাহে বিভক্ত। ডিভাইসের কাঁধ বরাবর একাধিক প্রতিফলন এবং ভ্রমণের পরে, স্ট্রিমগুলিকে আবার একত্রিত করা হয়, এবং চূড়ান্ত হস্তক্ষেপ চিত্রটি বিচার করতে ব্যবহৃত হয় যে কোনও বিভ্রান্তি (উদাহরণস্বরূপ, একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ) রশ্মির গতিপথকে প্রভাবিত করেছে কিনা। অনেক দেশে অনুরূপ সরঞ্জাম তৈরি করা হয়েছে:
- GEO 600 (হ্যানোভার, জার্মানি)। ভ্যাকুয়াম টানেলের দৈর্ঘ্য ৬০০ মিটার।
- TAMA (জাপান) 300মি কাঁধ
- VIRGO (পিসা, ইতালি) হল একটি যৌথ ফ্রাঙ্কো-ইতালীয় প্রকল্প যা 2007 সালে 3কিমি টানেল সহ চালু করা হয়েছিল৷
- LIGO (মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, প্রশান্ত মহাসাগরীয় উপকূল), 2002 সাল থেকে মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গের জন্য শিকার।
শেষটি আরও বিশদে বিবেচনা করা উচিত।
LIGO উন্নত
এই প্রকল্পটি ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি এবং ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির বিজ্ঞানীরা শুরু করেছিলেন৷ তিনটি অভিন্ন ইন্টারফেরোমিটার সহ লুইসিয়ানা এবং ওয়াশিংটন (লিভিংস্টন এবং হ্যানফোর্ড শহর) রাজ্যে 3 হাজার কিমি দ্বারা পৃথক দুটি মানমন্দির অন্তর্ভুক্ত। লম্ব ভ্যাকুয়ামের দৈর্ঘ্যটানেল 4 হাজার মিটার। এই ধরনের সবচেয়ে বড় কাঠামো বর্তমানে চালু আছে. 2011 সাল পর্যন্ত, মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গ সনাক্ত করার অসংখ্য প্রচেষ্টা কোন ফলাফল আনতে পারেনি। সম্পাদিত উল্লেখযোগ্য আধুনিকীকরণ (অ্যাডভান্সড LIGO) 300-500 Hz পরিসরে সরঞ্জামগুলির সংবেদনশীলতাকে পাঁচ গুণেরও বেশি বৃদ্ধি করেছে এবং কম ফ্রিকোয়েন্সি অঞ্চলে (60 Hz পর্যন্ত) মাত্রার প্রায় একটি ক্রম দ্বারা পৌঁছেছে। যেমন একটি লোভনীয় মান 10-21 । আপডেট করা প্রকল্পটি সেপ্টেম্বর 2015 এ শুরু হয়েছিল, এবং এক হাজারেরও বেশি সহযোগীর প্রচেষ্টা ফলাফলের সাথে পুরস্কৃত হয়েছিল৷
মাধ্যাকর্ষণ তরঙ্গ সনাক্ত হয়েছে
14 সেপ্টেম্বর, 2015-এ, 7 এমএস এর ব্যবধানে উন্নত LIGO ডিটেক্টর রেকর্ড করেছে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ যা পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের উপকণ্ঠে ঘটে যাওয়া সবচেয়ে বড় ঘটনা থেকে আমাদের গ্রহে পৌঁছেছে - ভরের সাথে দুটি বৃহৎ ব্ল্যাক হোলের একত্রীকরণ সূর্যের ভরের 29 এবং 36 গুণ। প্রক্রিয়া চলাকালীন, যা 1.3 বিলিয়ন বছর আগে ঘটেছিল, পদার্থের প্রায় তিনটি সৌর ভর এক সেকেন্ডের ভগ্নাংশের ক্ষেত্রে মহাকর্ষ তরঙ্গের বিকিরণে ব্যয় হয়েছিল। মহাকর্ষীয় তরঙ্গের প্রাথমিক ফ্রিকোয়েন্সি 35 Hz হিসাবে রেকর্ড করা হয়েছিল, এবং সর্বোচ্চ সর্বোচ্চ মান 250 Hz পৌঁছেছে।
প্রাপ্ত ফলাফলগুলি বারবার ব্যাপক যাচাইকরণ এবং প্রক্রিয়াকরণের বিষয় ছিল, প্রাপ্ত ডেটার বিকল্প ব্যাখ্যাগুলি সাবধানে কেটে দেওয়া হয়েছিল। অবশেষে, গত বছরের 11 ফেব্রুয়ারি, আইনস্টাইন দ্বারা ভবিষ্যদ্বাণী করা ঘটনাটির সরাসরি নিবন্ধন বিশ্ব সম্প্রদায়ের কাছে ঘোষণা করা হয়েছিল।
গবেষকদের টাইটানিক কাজের চিত্রিত তথ্য: ইন্টারফেরোমিটার বাহুগুলির মাত্রার ওঠানামার প্রশস্ততা ছিল 10-19m - এই মানটি ব্যাসের চেয়ে অনেক ছোট একটি পরমাণু যেহেতু এটি একটি কমলার চেয়ে ছোট।
আরো সম্ভাবনা
আবিষ্কারটি আবারও নিশ্চিত করে যে আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বটি কেবল বিমূর্ত সূত্রগুলির একটি সেট নয়, তবে সাধারণভাবে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ এবং মহাকর্ষের সারাংশের উপর একটি মৌলিকভাবে নতুন চেহারা৷
আরো গবেষণায়, বিজ্ঞানীদের ELSA প্রকল্পের জন্য উচ্চ আশা রয়েছে: প্রায় 5 মিলিয়ন কিমি অস্ত্র সহ একটি বিশাল অরবিটাল ইন্টারফেরোমিটার তৈরি করা, যা মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের এমনকি ছোটখাটো বিশৃঙ্খলা সনাক্ত করতে সক্ষম। এই দিকে কাজের তীব্রতা মহাবিশ্বের বিকাশের প্রধান পর্যায়গুলি সম্পর্কে অনেক কিছু বলতে পারে, এমন প্রক্রিয়াগুলি সম্পর্কে যা ঐতিহ্যগত ব্যান্ডগুলিতে পর্যবেক্ষণ করা কঠিন বা অসম্ভব। কোন সন্দেহ নেই যে ব্ল্যাক হোল, যাদের মহাকর্ষীয় তরঙ্গ ভবিষ্যতে স্থির হবে, তাদের প্রকৃতি সম্পর্কে অনেক কিছু বলবে।
অবশেষ মহাকর্ষীয় বিকিরণ অধ্যয়ন করতে, যা বিগ ব্যাং-এর পরে আমাদের বিশ্বের প্রথম মুহূর্তগুলি সম্পর্কে বলতে পারে, আরও সংবেদনশীল স্থান যন্ত্রের প্রয়োজন হবে৷ এই ধরনের একটি প্রকল্প বিদ্যমান (বিগ ব্যাং অবজারভার), কিন্তু বিশেষজ্ঞদের মতে, এর বাস্তবায়ন 30-40 বছরের আগে সম্ভব নয়।
