বিজ্ঞানের সেরা দশ রহস্য

বিজ্ঞানের অমীমাংসিত বিষয়গুলো নিয়ে কথা উঠলে অনেককে হয়তো বলতে শুনবেন বিবর্তনবাদের সত্যতা, দ্রুত জলবায়ু পরিবর্তনের অস্তিত্বের কথা, অথবা ভ্যাকসিন আসলেই নিরাপদ কিনা। কিন্তু এগুলো নিয়ে আসলে বিজ্ঞানে কোনো বিতর্ক নেই। বিবর্তনবাদ আসলেই প্রমাণিত সত্য, জলবায়ু পরিবর্তনও ঘটছে খুব দ্রুত, এবং ভ্যাকসিন আসলেই শিশুদের জন্য নিরাপদ। এগুলোর একদম নগণ্য কিছু ব্যাপার নিয়ে বিতর্ক আছে, কিন্তু মূল বিষয়গুলো নিয়ে নয়। তাই বলে বিজ্ঞানীরা কিন্তু এই মহাবিশ্বের ব্যাপারে সব জেনে বসে নেই।

পদার্থবিদ ব্রায়ান কক্স বলেছিলেন, “অজানা বিষয় আমাকে নার্ভাস করে না – বিজ্ঞানের উদ্দেশ্য তো এটাই। এমন বিলিয়ন বিলিয়ন জায়গা আছে, যেগুলোর ব্যাপারে আমরা কিছুই জানি না। আর এই না জানাটা আমাকে আগ্রহী করে তোলে, সেগুলোর ব্যাপারে জানার জন্য। এবং এটাই বিজ্ঞান। অজানার ব্যাপারে ভাবতে গিয়ে আপনি যদি সহজ হতে না পারেন, তাহলে বিজ্ঞানী হওয়াটা আপনার জন্য বেশ কষ্টকর হয়ে দাঁড়াবে। আমি কেবল একটা উত্তর চাই না। আমি সবকিছুর উত্তর চাই না। আমি চাই – এমন কিছু ব্যাপার থাকুক, যেটার উত্তর খুঁজতে হবে।”

তো, বিজ্ঞানের সবচেয়ে বড় রহস্যগুলো কী? 

(১)

পার্টিক্যাল ফিজিক্স নিয়ে আমাদের সাম্প্রতিক ধারণা বলে যে, ম্যাটার এবং এন্টিম্যাটার (বস্তু ও প্রতিবস্তু) আসলে সমান ও বিপরীতমুখী। যখন এদের মোলাকাত ঘটে, তখন এরা একজন আরেকজনকে ধ্বংস করে দেয়, কিছুই বাকি রাখেনা। এবং এ ধরনের অধিকাংশ ধ্বংসযজ্ঞ ব্রহ্মাণ্ড সৃষ্টির প্রথম দিকে হয়ে গেছে। কিন্তু তারপরেও এতো এতো বস্তু রয়ে গেছে যেগুলো দিয়ে আমাদের বিলিয়ন বিলিয়ন ছায়াপথ, নক্ষত্র, গ্রহ, এবং অন্যান্য সবকিছু তৈরি হয়েছে। তাহলে, এন্টিম্যাটার কই?

কিছু কিছু ব্যাখ্যা আছে মেসনকে কেন্দ্র করে। মেসন হচ্ছে ক্ষণজীবী সাব-এটমিক পার্টিক্যাল, যা একটা কোয়ার্ক এবং একটা এন্টি-কোয়ার্ক দিয়ে তৈরি। বি-মেসন কণাগুলো এন্টি-বি-মেসনের চেয়ে একটু ধীরে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। এর ফলাফল অনুসারে, যথেষ্ট পরিমাণ বি-মেসন কণা টিকে গেছে, আর তা দিয়েই ব্রহ্মাণ্ডের সকল বস্তু তৈরি হয়েছে। তাছাড়া, বি, ডি, এবং কে-মেসন কণা নিজেদের স্পিন পরিবর্তন করতে পারে – একবার এন্টি-পার্টিক্যাল, আবার পার্টিক্যাল হতে পারে। রিসার্চে দেখা গেছে, মেসন কণা সাধারণত নরম্যাল অবস্থা (পার্টিক্যাল/বস্তুর রুপ) ধারণ করে, আর এজন্যেই সাধারণ বস্তুর পরিমাণ প্রতিবস্তুর চেয়ে বেশি।

(২)

ব্রহ্মাণ্ডের শুরুর দিকে, তাপমাত্রা ছিলো অনেক বেশি। তখন হাইড্রোজেন, হিলিয়াম, আর লিথিয়ামের আইসোটোপ বেশ ব্যাপক হারে সংশ্লেষিত (synthesized) হয়েছে। হাইড্রোজেন আর হিলিয়াম এখনো ব্যাপকভাবে বিদ্যমান। বলতে গেলে, ব্রহ্মাণ্ডের পুরো ভরটুকু এগুলো দিয়েই তৈরি। কিন্তু লিথিয়াম-৭ আইসোটোপ যতটুকু দেখা যাওয়ার কথা, তার মাত্র ৩৩% আমরা দেখতে পাই।

কেন এমনটা ঘটলো, সেটার পেছনে বেশ কিছু ধরনের ব্যাখ্যা শোনা যায়। একটা হাইপোথিসিস হচ্ছে, অ্যাক্সিয়ন নামে একটা হাইপোথেটিক্যাল বোসন কণার উপস্থিতি। অন্যরা মনে করেন, লিথিয়াম আটকে গেছে নক্ষত্রগুলোর একদম গভীরে, কেন্দ্রের কাছাকাছি। আর এটা তো আমাদের বর্তমান টেলিস্কোপ বা অন্যান্য যন্ত্রপাতি দিয়ে সনাক্ত করা যাবে না। যাই হোক, একেবারে শক্তপোক্ত কোনো ব্যাখ্যাই এই দৌড়ে পরিষ্কারভাবে এগিয়ে নেই।

(৩)

আমরা এতোটুকু জানি যে, মানবদেহ একটা চক্রাকার ঘড়ির সাথে তাল মিলিয়ে চলে, আর সেটাই মানুষকে ঘুম আর জেগে থাকার চক্র মেনে চলতে সহায়তা করে। এর পেছনের কারণটা কিন্তু আমরা জানিনা। ঘুমের সময়টাতে আমাদের দেহ টিস্যু মেরামত করে, অন্যান্য রক্ষণাবেক্ষণমূলক কাজ করে। বলতে গেলে, আমরা আমাদের জীবনের তিন ভাগের এক ভাগ নাক ডেকেই কাটাই। আবার, কোনো কোনো প্রাণী তো একেবারেই ঘুমায় না। আমরা কেন ঘুমাই?

বেশ কিছু ধারণা প্রচলিত আছে এ ব্যাপারে, কিন্তু কেউই একদম পাকা কোনো উত্তর দিতে পারেনি। কেউ কেউ বলেন, বিবর্তনের সুবাদে যেসব প্রাণী শিকারীদের হাত থেকে লুকানোর সামর্থ্য অর্জন করেছে, তারা ঘুমানোর সুযোগ বের করে নিতে পেরেছে। কিন্তু যাদেরকে সবসময়েই সতর্ক থাকতে হয়, তারা ঘুম ছাড়া অন্য কোনো উপায়ে বিশ্রাম নেয়ার বা নতুন উদ্যম অর্জন করার সামর্থ্য পেয়ে গেছে। বিজ্ঞানীরা যদিও জানেন না আমরা কেন ঘুমাই, কিন্তু তারা বুঝতে পারছেন, ঘুমের প্রয়োজনীয়তা বা গুরুত্ব আসলে কতখানি (যেমন, মস্তিষ্কের স্থিতিস্থাপকতা ঠিক রাখা)…

(৪)

সবাই জানি যে, চাঁদের আকর্ষণের ফলে জোয়ার-ভাটা হয়, পৃথিবীর অভিকর্ষের ফলে আমরা মাটিতে আটকে থাকি, বা সূর্যের মহাকর্ষেই গ্রহগুলো নির্দিষ্ট কক্ষপথে ঘুরতে থাকে। কিন্তু, আসলে আমরা কতটুকু বুঝি মহাকর্ষের?

বস্তু থেকে এ ধরনের শক্তিশালী একটা বল তৈরি হয়, এবং দানবীয় বস্তুগুলোর অন্যান্য বস্তুকে আকর্ষণ করার ক্ষমতাও বেশি। বিজ্ঞানীরা ভালোই বোঝেন, মহাকর্ষ কীভাবে কাজ করে। কিন্তু জানা নেই, কেন এই বল অস্তিত্বশীল। কেন পরমাণু জিনিসটা বলতে গেলে পুরোটাই ফাঁপা? পরমাণুকে যে বল ধরে রাখে, কেন সেটা মহাকর্ষের চেয়ে ভিন্ন। মহাকর্ষ কি আসলে কোনো বস্তু? পদার্থবিজ্ঞান নিয়ে আমাদের বর্তমান যে ধারণাগুলো আছে, সেগুলো দিয়ে এই প্রশ্নগুলোর উত্তর দেয়া যায় না এখনো।

অনুবাদক নোট – মহাকর্ষ কিভাবে কাজ করে, তা বোঝার ক্ষেত্রে আমরা আরেক ধাপ এগিয়ে গেছি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ আবিষ্কারের পর।

(৫)

দৃশ্যমান ব্রহ্মাণ্ডের ব্যাস ৯২/৯৩ বিলিয়ন আলোকবর্ষ। অর্থাৎ, এ মাথা থেকে ও মাথা পর্যন্ত যেতে, আলোর লেগে যাবে ৯২/৯৩ বিলিয়ন বছর। বিশাল এই মহাবিশ্ব ছায়াপথ, নক্ষত্র, আর গ্রহ দিয়ে ঠাসা। কিন্তু এখন পর্যন্ত পৃথিবী ছাড়া অন্য কোথাও প্রাণের যথোপযুক্ত প্রমাণ পাওয়া যায়নি। পরিসংখ্যানগত দিক থেকে, পুরো মহাবিশ্বে আমরাই একমাত্র প্রাণসমৃদ্ধ গ্রহের বাসিন্দা, এমনটা হবার সম্ভাবনা প্রায় একেবারেই অসম্ভব। তাহলে, এখন পর্যন্ত কারো সাথে যোগাযোগ তৈরি হলো না কেন?

এটাকে বলে ফার্মি’র ধাঁধাঁ (Fermi Paradox). এবং কেন মহাজাগতিক প্রাণীর দেখা পেলাম না – এটার ব্যাখ্যা আছে বেশ কয়েক ডজন, প্রত্যেকটা শুনতে আগেরটার চেয়ে চমৎকার। ঐ সম্ভাবনাগুলো নিয়ে আমরা দিনের পর দিন আলোচনা করে যেতে পারি – আমরা কি কোনো সিগন্যাল মিস করলাম, তারা কি এসে আমাদের অজান্তেই চলে গেলো, ওরা কি আমাদের সাথে কথা বলতে পারেনি অথবা ওদের ইচ্ছাই হয়নি, নাকি সবচেয়ে অদ্ভুত এবং প্রায় অসম্ভব (পৃথিবীই একমাত্র প্রাণময় গ্রহের) ব্যাখ্যাটাই সত্য?

(৬)

মহাবিশ্বের সমগ্র ভরের প্রায় ৮০ ভাগই ডার্ক ম্যাটার দিয়ে তৈরি। ডার্ক ম্যাটার জিনিসটা বড় অদ্ভুত, এরা তো কোনো আলো প্রতিফলিত করেনা। যদিও ৬০ বছর আগে এদের অস্তিত্বের তত্ত্ব হাজির করা হয়েছিলো, তবু এখন পর্যন্ত এদের অস্তিত্বের কোনো যথাযথ প্রমাণ নেই।

অনেক বিজ্ঞানী ধারণা পোষণ করেন যে, ডার্ক ম্যাটার আসলে দুর্বলভাবে মিথষ্ক্রিয়ারত দানবীয় বস্তু, যাকে ইংরেজিতে বলে WIMP (Weakly Interacting Massive Particle). জিনিসটা প্রোটনের চেয়ে ১০০ গুণ দানবীয় হতে পারে। কিন্তু, baryonic matter এর সাথে এরা স্বাভাবিক অবস্থায় কোনো প্রতিক্রিয়া করে না। আর তাই, সনাক্ত করার জন্য আমরা যে যন্ত্রপাতিগুলো ব্যবহার করি, সেগুলোতে এদেরকে ধরা যায়না। ডার্ক ম্যাটারের উপাদান হবার দৌড়ে এগিয়ে আছে axions, neutralinos, and photinos.

(৭)

পৃথিবীতে প্রাণের উদ্ভব কীভাবে হলো? কোত্থেকে এলো? যারা মনে করেন, আদিম/মৌলিক স্যুপ মডেলকে কারণ হিসেবে মনে করেন, তাদের ধারণা – আদিম পৃথিবী এতোটা পুষ্টি উপাদান সমৃদ্ধ ছিলো যে, সেখান থেকে জটিল থেকে জটিলতর অণু তৈরি হয়েছে, যা অবশেষে প্রাণের উৎপত্তি ঘটিয়েছে। এটা গভীর সমুদ্রের তলদেশে, আগ্নেয়গিরির জালামুখে ঘটে থাকতে পারে, কাদাতেও হতে পারে, বরফের নিচেও হতে পারে। ভিন্ন ভিন্ন মডেলে, প্রাণের উৎপত্তির ক্ষেত্রে, বজ্রপাত বা আগ্নেয়গিরির কর্মকাণ্ডকে ভিন্ন ভিন্ন মাত্রার গুরুত্ব দেয়া হয়ে থাকে।

এখন পৃথিবীতে প্রাণের সর্বময় ভিত্তি হচ্ছে ডিএনএ (DNA). বিজ্ঞানীদের ধারণা, প্রথমদিকের প্রাণের ক্ষেত্রে আরএনএ (RNA)-ই প্রধান ভূমিকা পালন করেছে। পাশাপাশি, অন্য কিছু বিজ্ঞানী DNA, RNA ছাড়া অন্যান্য নিউক্লিক এসিডের উপস্থিতির কথাও প্রস্তাব করেছেন। প্রাণ কি মাত্র একবারই তৈরি হয়েছে? নাকি তৈরি হয়ে, বিলুপ্ত হয়ে, আবার তৈরি হয়েছে? কেউ কেউ panspermia তে বিশ্বাস করেন, যে মত অনুসারে পৃথিবীতে প্রাণ নিয়ে এসেছে কোনো ধূমকেতু বা মহাজাগতিক প্রস্তরখণ্ড। এমনটা যদি ঘটে থাকে, তাহলে প্রশ্ন রয়েই যায়, ঐ প্রাণ কীভাবে তৈরি হলো?

(৮)

শুনতে আশ্চর্য লাগলেও, কনটিনেন্টাল প্লেটের নড়াচড়া, মহাদেশকে নতুন আকৃতি দেয়া, ভূমিকম্প ঘটানো, আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাত, এমনকি পর্বতের উত্থান – এই থিওরিগুলো আসলে খুব সাম্প্রতিক সময়ে জনপ্রিয় হয়েছে। যদিও ১৫০০ সালের দিকেই প্রস্তাব এসেছিলো যে, মহাদেশগুলো একসময় একটাই ভূ-খণ্ড ছিলো (মানচিত্র দেখলে যে কেউই বুঝতে পারার কথা), তবু ১৯৬০ সালের আগে পর্যন্ত এই ধারণাটা পালে হাওয়া পায়নি। ঐ সময়টাতেই সাগরের মেঝের বিস্তৃতির সপক্ষে শক্ত প্রমাণ পাওয়া যায়, আর তখনই সাড়ে চারশো বছর পুরনো থিওরি জনপ্রিয় হয়ে ওঠে। সাগরের মেঝের বিস্তৃতির ধারণাটা হচ্ছে, ভূ-পৃষ্ঠ থেকে শিলাগুলো ম্যান্টল স্তরে পৌঁছে যায়, ওখানেই রিসাইকেল হয়, এবং আবার ভূ-পৃষ্ঠে উঠে আসে ম্যাগমা হয়ে।

অবশ্য, বিজ্ঞানীরা জানেন না, কেন প্লেটগুলো স্থির নেই, অথবা ঠিক কীভাবে প্লেটগুলোর সীমানা নির্ধারিত হলো। আছে থিওরি বেশ কয়েকটাই, কিন্তু কোনোটাই সবগুলো ব্যাপারকে একসাথে ব্যাখ্যা করতে পারেনা।

(৯)

অনেক প্রাণী আর কীটপতঙ্গ এক স্থান থেকে বিশাল দূরত্ব অতিক্রম করে অন্য স্থানে বাসস্থান স্থাপন করে – প্রধানত, ঋতু ও তাপমাত্রার পরিবর্তন এড়ানোর জন্য, পানি বা খাদ্যের ঘাটতির জন্য, অথবা সংগীর খোঁজে। কিছু কিছু মাইগ্রেশন তো হাজার হাজার কিলোমিটার দূরত্বের হয়ে থাকে। তো, কীভাবে এরা বছরের পর বছর, বারবার যাওয়া-আসার সেই পথের সন্ধান পায়?

একেক প্রাণী একেক ধরনের সিস্টেম ব্যবহার করে, যাতায়াতের দিক নির্ণয়ের (ন্যাভিগেশনের) জন্য। কেউ কেউ পৃথিবীর চৌম্বকক্ষেত্র ব্যবহার করতে পারে, নিজেদের মস্তিষ্কের কম্পাস ব্যবহার করে। যদিও বিজ্ঞানীরা এখনো জানেন না, কীভাবে এই বৈশিষ্ট্য বিবর্তিত হলো; অথবা কীভাবে প্রশিক্ষণ ছাড়াই এই প্রাণীগুলো মৌসুমের পর মৌসুম ধরে ঠিকঠাক ধরে ফেলছে যে আসলেই কোথায় যেতে হবে।

(১০)

বিজ্ঞানের সকল রহস্যের মধ্যে “ডার্ক এনার্জি” হয়তো সবচেয়ে বেশি সাসপেন্সে ভরপুর। একদিকে, ডার্ক ম্যাটার মহাবিশ্বের সমগ্র ভরের ৮০% এর জন্য দায়ী। আর অন্যদিকে, ডার্ক এনার্জি একটা হাইপোথেটিক্যাল এনার্জি, যাকে কৃতিত্ব দেয়া হয় মহাবিশ্বের সকল কিছুর ৭০% তৈরির জন্য।

এটার পেছনে অনেক রহস্য এখনো খোলাসা না হলেও, মহাবিশ্বের প্রসারের পেছনে ডার্ক এনার্জির হাত আছে বলে প্রস্তাব করা হয়েছে। অমীমাংসিত রহস্যগুলোর মধ্যে সবচেয়ে প্রথম ও প্রধানটা হলো, ব্যাটা কী দিয়ে তৈরি? ডার্ক এনার্জির পরিমাণ কি অপরিবর্তনীয়? নাকি মহাবিশ্বের একেক জায়গায় একেক রকম? ডার্ক এনার্জির ঘনত্ব কেন সাধারণ বস্তুর ঘনত্বের কাছাকাছি মনে হয়? ডার্ক এনার্জি কি আইনস্টাইনের থিওরি অফ রিলেটিভিটি এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ? নাকি এই থিওরিকে নতুন করে মূল্যায়ন করতে হবে?

(লেখাটি বিজ্ঞানযাত্রা ম্যাগাজিন ভলিউম – ১ এ প্রকাশিত)