পদার্থবিজ্ঞানের সংজ্ঞা অনুসারে, "শূন্য" ধারণাটি একটি নির্দিষ্ট স্থানের মধ্যে কোনো পদার্থ এবং উপাদানের অনুপস্থিতিকে বোঝায়, এই ক্ষেত্রে কেউ একটি পরম শূন্যতার কথা বলে। একটি আংশিক শূন্যতা পরিলক্ষিত হয় যখন মহাকাশে নির্দিষ্ট স্থানে পদার্থের ঘনত্ব কম থাকে। আসুন নিবন্ধে এই সমস্যাটি ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।
শূন্যতা এবং চাপ
"পরম ভ্যাকুয়াম" ধারণার সংজ্ঞায় আমরা পদার্থের ঘনত্বের কথা বলছি। পদার্থবিদ্যা থেকে জানা যায় যে যদি গ্যাসীয় পদার্থ বিবেচনা করা হয়, তাহলে পদার্থের ঘনত্ব সরাসরি চাপের সমানুপাতিক। পালাক্রমে, যখন কেউ একটি আংশিক শূন্যতার কথা বলে, তখন বোঝায় যে একটি নির্দিষ্ট স্থানে পদার্থের কণার ঘনত্ব স্বাভাবিক বায়ুমণ্ডলীয় চাপে বাতাসের চেয়ে কম। এ কারণেই ভ্যাকুয়ামের প্রশ্নটি প্রশ্নে থাকা সিস্টেমে চাপের প্রশ্ন।
পদার্থবিজ্ঞানে, পরম চাপ বল অনুপাতের সমান একটি পরিমাণ(নিউটনে পরিমাপ করা হয় (N)), যা কিছু পৃষ্ঠের উপর লম্বভাবে প্রয়োগ করা হয়, এই পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের (বর্গ মিটারে পরিমাপ করা হয়), অর্থাৎ, P=F/S, যেখানে P হল চাপ, F হল বল, S হল পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল। চাপের একক হল প্যাসকেল (Pa), তাই 1 [Pa]=1 [N]/ 1 [m2]।
আংশিক ভ্যাকুয়াম
এটি পরীক্ষামূলকভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়েছে যে সমুদ্রপৃষ্ঠে পৃথিবীর পৃষ্ঠের 20 °C তাপমাত্রায় বায়ুমণ্ডলীয় চাপ 101,325 Pa হয়। এই চাপকে বলা হয় ১ম বায়ুমণ্ডল (এটিএম)। আনুমানিক, আমরা বলতে পারি যে চাপ 1 atm। 0.1 MPa সমান। 1 প্যাসকেলে কয়টি বায়ুমণ্ডল রয়েছে এই প্রশ্নের উত্তরে, আমরা সংশ্লিষ্ট অনুপাত তৈরি করি এবং পাই যে 1 Pa=10-5 atm। একটি আংশিক ভ্যাকুয়াম বিবেচনাধীন স্থানের যেকোনো চাপের সাথে মিলে যায় যা 1 atm-এর কম।
যদি আমরা চাপের ভাষা থেকে নির্দেশিত পরিসংখ্যানগুলিকে কণার সংখ্যার ভাষায় অনুবাদ করি, তাহলে বলা উচিত যে 1 atm-এ। 1 m3 বাতাসে প্রায় 1025 অণু থাকে। অণুগুলির নামযুক্ত ঘনত্বের কোনও হ্রাস একটি আংশিক শূন্যতা গঠনের দিকে পরিচালিত করে।
ভ্যাকুয়াম পরিমাপ
একটি ছোট ভ্যাকুয়াম পরিমাপের জন্য সবচেয়ে সাধারণ যন্ত্র হল একটি প্রচলিত ব্যারোমিটার, যা শুধুমাত্র তখনই ব্যবহার করা যেতে পারে যখন গ্যাসের চাপ বায়ুমণ্ডলের কয়েক দশ শতাংশ হয়।
উচ্চতর ভ্যাকুয়াম মান পরিমাপ করতে, একটি হুইটস্টোন সেতু সহ একটি বৈদ্যুতিক সার্কিট ব্যবহার করা হয়। ব্যবহারের ধারণাটি পরিমাপ করাসংবেদনকারী উপাদানের প্রতিরোধ, যা গ্যাসের অণুর পার্শ্ববর্তী ঘনত্বের উপর নির্ভর করে। এই ঘনত্ব যত বেশি হবে, তত বেশি অণুগুলি সংবেদনকারী উপাদানটিকে আঘাত করবে এবং এটি তাদের কাছে যত বেশি তাপ স্থানান্তর করবে, এটি উপাদানটির তাপমাত্রা হ্রাসের দিকে নিয়ে যায়, যা এর বৈদ্যুতিক প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে। এই ডিভাইসটি 0.001 atm চাপ দিয়ে ভ্যাকুয়াম পরিমাপ করতে পারে।
ঐতিহাসিক পটভূমি
এটি লক্ষ্য করা আকর্ষণীয় যে "পরম শূন্যতা" ধারণাটি বিখ্যাত প্রাচীন গ্রীক দার্শনিকদের দ্বারা সম্পূর্ণ প্রত্যাখ্যান করেছিলেন, যেমন অ্যারিস্টটল। উপরন্তু, 17 শতকের শুরু পর্যন্ত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের অস্তিত্ব জানা যায়নি। শুধুমাত্র নতুন যুগের আবির্ভাবের সাথে, পরীক্ষাগুলি জল এবং পারদ দিয়ে ভরা টিউবগুলির সাথে চালিত হতে শুরু করে, যা দেখায় যে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল আশেপাশের সমস্ত দেহের উপর চাপ প্রয়োগ করে। বিশেষ করে, 1648 সালে, ব্লেইস প্যাসকেল সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে 1000 মিটার উচ্চতায় পারদ ব্যারোমিটার ব্যবহার করে চাপ পরিমাপ করতে সক্ষম হন। পরিমাপ করা মান সমুদ্রপৃষ্ঠের তুলনায় অনেক কম বলে প্রমাণিত হয়েছে, এইভাবে বিজ্ঞানী বায়ুমণ্ডলীয় চাপের অস্তিত্ব প্রমাণ করেছেন।
প্রথম পরীক্ষা যা স্পষ্টভাবে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের শক্তি প্রদর্শন করে এবং ভ্যাকুয়ামের ধারণার উপর জোর দেয় 1654 সালে জার্মানিতে করা হয়েছিল, যা এখন ম্যাগডেবার্গ স্ফিয়ার এক্সপেরিমেন্ট নামে পরিচিত। 1654 সালে, জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী অটো ভন গুয়েরিক শুধুমাত্র 30 সেন্টিমিটার ব্যাস সহ দুটি ধাতব গোলার্ধকে শক্তভাবে সংযুক্ত করতে সক্ষম হন এবং তারপরে ফলের কাঠামো থেকে বায়ু পাম্প করে, যার ফলে তৈরি হয়আংশিক ভ্যাকুয়াম। গল্পটি বলে যে 8টি ঘোড়ার দুটি দল, যারা বিপরীত দিকে টানছিল, এই গোলকগুলিকে আলাদা করতে পারেনি।
পরম ভ্যাকুয়াম: এটা কি বিদ্যমান?
অন্য কথায়, মহাকাশে কি এমন কোন স্থান আছে যেখানে কোন পদার্থ নেই। আধুনিক প্রযুক্তি 10-10 Pa এবং তার চেয়েও কম শূন্যতা তৈরি করা সম্ভব করে, কিন্তু এই পরম চাপের অর্থ এই নয় যে সিস্টেমে বিবেচনাধীন কোনো পদার্থের কণা অবশিষ্ট নেই।
আসুন এবার ঘুরে আসি মহাবিশ্বের সবচেয়ে খালি জায়গায় - খোলা জায়গার দিকে। শূন্যস্থানে চাপ কত? পৃথিবীর চারপাশে মহাকাশে চাপ 10-8 Pa, এই চাপে 1 সেমি আয়তনে প্রায় 2 মিলিয়ন অণু থাকে3. যদি আমরা আন্তঃগ্যালাক্টিক স্পেস সম্পর্কে কথা বলি, তবে বিজ্ঞানীদের মতে, এমনকি এতে 1 সেন্টিমিটার আয়তনে কমপক্ষে 1টি পরমাণু রয়েছে3। তদুপরি, আমাদের মহাবিশ্ব ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ দ্বারা পরিবেষ্টিত, যার বাহক হল ফোটন। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন হল সেই শক্তি যা বিখ্যাত আইনস্টাইন সূত্র (E=mc2) অনুসারে সংশ্লিষ্ট ভরে রূপান্তরিত হতে পারে, অর্থাৎ, পদার্থের সাথে শক্তিও পদার্থের একটি অবস্থা।. এটি এই উপসংহারে নিয়ে যায় যে মহাবিশ্বে কোন পরম শূন্যতা নেই যা আমাদের কাছে পরিচিত।
