বইটি "ফ্যাশন, ফেইথ, ফ্যান্টাসি অ্যান্ড দ্য নিউ ফিজিক্স অফ দ্য ইউনিভার্স"

হ্যালো, খবরের বাসিন্দারা! মৌলিক বিজ্ঞানে কি ফ্যাশন, বিশ্বাস বা ফ্যান্টাসি নিয়ে কথা বলা সম্ভব?

মহাবিশ্ব মানুষের ফ্যাশনে আগ্রহী নয়। বিজ্ঞানকে বিশ্বাস হিসাবে ব্যাখ্যা করা যায় না, কারণ বৈজ্ঞানিক পোস্টুলেটগুলি ক্রমাগত কঠোর পরীক্ষামূলক পরীক্ষার শিকার হয় এবং যখনই মতবাদ বস্তুনিষ্ঠ বাস্তবতার সাথে সংঘর্ষ শুরু করে তখনই বাতিল করা হয়। এবং ফ্যান্টাসি সাধারণত ঘটনা এবং যুক্তি উভয়ই অবহেলা করে। তা সত্ত্বেও, মহান রজার পেনরোজ এই ঘটনাগুলিকে সম্পূর্ণরূপে প্রত্যাখ্যান করতে চান না, কারণ বৈজ্ঞানিক ফ্যাশন হতে পারে অগ্রগতির ইঞ্জিন, বিশ্বাস দেখা দেয় যখন একটি তত্ত্ব বাস্তব পরীক্ষার দ্বারা নিশ্চিত করা হয়, এবং কল্পনার উড্ডয়ন ছাড়া কেউ আমাদের সমস্ত অদ্ভুততা বুঝতে পারে না। বিশ্ব.

"ফ্যাশন" অধ্যায়ে, আপনি স্ট্রিং তত্ত্ব সম্পর্কে শিখবেন, সাম্প্রতিক দশকের সবচেয়ে ফ্যাশনেবল তত্ত্ব। "বিশ্বাস" সেই নীতিগুলির প্রতি নিবেদিত যা কোয়ান্টাম মেকানিক্স দাঁড়িয়ে আছে। এবং "ফ্যান্টাসি" আমাদের কাছে পরিচিত মহাবিশ্বের উৎপত্তির তত্ত্বের চেয়ে কম কিছু নয়।

3.4। বিগ ব্যাং প্যারাডক্স

আসুন প্রথমে পর্যবেক্ষণের প্রশ্ন উত্থাপন করা যাক। কোন প্রত্যক্ষ প্রমাণ আছে যে সমগ্র পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্ব একবার অত্যন্ত সংকুচিত এবং অবিশ্বাস্যভাবে উত্তপ্ত অবস্থায় ছিল যা বিভাগ 3.1-এ উপস্থাপিত বিগ ব্যাং ছবির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হবে? সবচেয়ে জোরালো প্রমাণ হল মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ড রেডিয়েশন (সিএমবি), কখনও কখনও বিগ ব্যাং বলা হয়। CMB বিকিরণ হালকা, কিন্তু একটি খুব দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের, তাই এটি আপনার চোখ দিয়ে দেখা সম্পূর্ণরূপে অসম্ভব। এই আলো আমাদের উপর সব দিক থেকে অত্যন্ত সমানভাবে (তবে বেশিরভাগই অসংলগ্নভাবে) ঢেলে দেয়। এটি ~2,725 কে তাপমাত্রার সাথে তাপীয় বিকিরণকে প্রতিনিধিত্ব করে, অর্থাৎ, পরম শূন্য থেকে দুই ডিগ্রির বেশি। পর্যবেক্ষিত "ঝলক" বিগ ব্যাং-এর প্রায় 3000 বছর পরে একটি অবিশ্বাস্যভাবে উত্তপ্ত মহাবিশ্বে উদ্ভূত হয়েছিল বলে মনে করা হয় - শেষ বিক্ষিপ্ততার যুগে, যখন মহাবিশ্ব প্রথম ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণে স্বচ্ছ হয়ে ওঠে (যদিও বিগ ব্যাং এর সময় এটি মোটেও ঘটেনি) বিস্ফোরণ; এই ঘটনাটি মহাবিশ্বের মোট বয়সের প্রথম 379/000-এ ঘটে - বিগ ব্যাং থেকে বর্তমান দিন পর্যন্ত)। শেষ বিক্ষিপ্ত যুগ থেকে, এই আলোক তরঙ্গগুলির দৈর্ঘ্য প্রায় ততটা বেড়েছে যতটা মহাবিশ্ব নিজেই প্রসারিত হয়েছে (প্রায় 1 এর ফ্যাক্টর দ্বারা), যাতে শক্তির ঘনত্ব ঠিক ততটাই কমে গেছে। অতএব, CMB-এর পরিলক্ষিত তাপমাত্রা মাত্র 40 K।

সত্য যে এই বিকিরণটি মূলত অসংলগ্ন (অর্থাৎ, তাপীয়) এর ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালীটির প্রকৃতি দ্বারা চিত্তাকর্ষকভাবে নিশ্চিত করা হয়েছে, চিত্র 3.13-এ দেখানো হয়েছে। 2.2। প্রতিটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে বিকিরণের তীব্রতা গ্রাফে উল্লম্বভাবে প্লট করা হয় এবং ফ্রিকোয়েন্সি বাম থেকে ডানে বৃদ্ধি পায়। অবিচ্ছিন্ন বক্ররেখা 2,725 K তাপমাত্রার জন্য সেকশন 500-এ আলোচিত প্ল্যাঙ্ক ব্ল্যাকবডি বর্ণালীর সাথে মিলে যায়। বক্ররেখার বিন্দুগুলি নির্দিষ্ট পর্যবেক্ষণের ডেটা যার জন্য ত্রুটি বার দেওয়া হয়েছে। একই সময়ে, ত্রুটি বারগুলি XNUMX বার বাড়ানো হয়, কারণ অন্যথায় সেগুলি বিবেচনা করা অসম্ভব, এমনকি ডানদিকেও, যেখানে ত্রুটিগুলি তাদের সর্বাধিক পৌঁছেছে। তাত্ত্বিক বক্ররেখা এবং পর্যবেক্ষন ফলাফলের মধ্যে চুক্তিটি কেবল উল্লেখযোগ্য - সম্ভবত প্রকৃতিতে পাওয়া তাপীয় বর্ণালীর সাথে সেরা চুক্তি।

যাইহোক, এই কাকতালীয় ইঙ্গিত কি? সত্য যে আমরা একটি রাষ্ট্র বিবেচনা করছি যে, দৃশ্যত, থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যের খুব কাছাকাছি ছিল (যে কারণে অসামঞ্জস্য শব্দটি আগে ব্যবহৃত হয়েছিল)। কিন্তু নতুন সৃষ্ট মহাবিশ্ব যে থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যের খুব কাছাকাছি ছিল তা থেকে কোন উপসংহারে আসে? এর চিত্রে ফিরে আসা যাক। বিভাগ 3.12 থেকে 3.3। সবচেয়ে বিস্তৃত মোটা-দানাযুক্ত অঞ্চলটি (সংজ্ঞা অনুসারে) অন্য যেকোন অঞ্চলের তুলনায় অনেক বড় হবে, এবং সাধারণত অন্যদের তুলনায় এত বড় হবে যে এটি তাদের সকলকে ব্যাপকভাবে বামন করবে! থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য একটি ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থার সাথে মিলে যায়, যার সাথে, সম্ভবত, যে কোনও সিস্টেম তাড়াতাড়ি বা পরে আসবে। কখনও কখনও এটি মহাবিশ্বের তাপীয় মৃত্যু বলা হয়, কিন্তু এই ক্ষেত্রে, অদ্ভুতভাবে যথেষ্ট, আমাদের মহাবিশ্বের তাপীয় জন্ম সম্পর্কে কথা বলা উচিত। পরিস্থিতিটি এই কারণে জটিল যে নবজাতক মহাবিশ্ব দ্রুত সম্প্রসারিত হচ্ছিল, তাই আমরা যে অবস্থার কথা ভাবছি তা আসলে অ-ভারসাম্যহীন। তা সত্ত্বেও, এই ক্ষেত্রে সম্প্রসারণকে মূলত adiabatic হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে - এই বিন্দুটি 1934 সালে Tolman দ্বারা সম্পূর্ণরূপে প্রশংসা করেছিলেন [Tolman, 1934]। এর মানে হল এনট্রপি মান সম্প্রসারণের সময় পরিবর্তিত হয়নি। (এর অনুরূপ একটি পরিস্থিতি, যখন থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য বজায় রাখা হয় diabatic সম্প্রসারণের কারণে, ফেজ স্পেসে মোটা দানাদার পার্টিশন সহ সমান-আয়তনের অঞ্চলগুলির একটি সেট হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে, যা মহাবিশ্বের নির্দিষ্ট আয়তনে একে অপরের থেকে আলাদা। আমরা অনুমান করতে পারি যে এই প্রাথমিক অবস্থাটি সর্বাধিক এনট্রপি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল - প্রসারণ সত্ত্বেও!)

স্পষ্টতই, আমরা একটি ব্যতিক্রমী প্যারাডক্সের মুখোমুখি হয়েছি। ধারা 3.3-এ উপস্থাপিত যুক্তি অনুসারে, দ্বিতীয় আইনের প্রয়োজন (এবং নীতিগতভাবে, ব্যাখ্যা করা হয়েছে) বিগ ব্যাংকে অত্যন্ত কম এনট্রপি সহ একটি ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থা হতে হবে। যাইহোক, সিএমবি পর্যবেক্ষণগুলি ইঙ্গিত করে বলে মনে হচ্ছে যে বিগ ব্যাং-এর ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থাটি বিশাল এনট্রপি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছিল, সম্ভবত সর্বাধিক সম্ভব। আমরা এত গুরুতর ভুল কোথায় যাচ্ছি?

এই প্যারাডক্সের জন্য এখানে একটি সাধারণ ব্যাখ্যা রয়েছে: এটি অনুমান করা হয় যে, যেহেতু নবজাতক মহাবিশ্ব খুব "ছোট" ছিল, তাই সর্বাধিক এনট্রপির কিছু সীমা থাকতে পারে এবং থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যের অবস্থা, যা দৃশ্যত সেই সময়ে বজায় ছিল, ছিল সেই সময়ে কেবল একটি সীমা স্তরের এনট্রপি সম্ভব। যাইহোক, এটি ভুল উত্তর। এই ধরনের একটি চিত্র সম্পূর্ণ ভিন্ন পরিস্থিতির সাথে মিলিত হতে পারে, যেখানে মহাবিশ্বের আকার কিছু বাহ্যিক সীমাবদ্ধতার উপর নির্ভর করবে, উদাহরণস্বরূপ, সিল করা পিস্টন সহ একটি সিলিন্ডারে থাকা গ্যাসের ক্ষেত্রে। এই ক্ষেত্রে, পিস্টনের চাপ কিছু বাহ্যিক প্রক্রিয়া দ্বারা সরবরাহ করা হয়, যা শক্তির একটি বাহ্যিক উত্স (বা আউটলেট) দিয়ে সজ্জিত। কিন্তু এই পরিস্থিতি সামগ্রিকভাবে মহাবিশ্বের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য নয়, যার জ্যামিতি এবং শক্তি, সেইসাথে এর "সামগ্রিক আকার" শুধুমাত্র অভ্যন্তরীণ কাঠামো দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বের গতিশীল সমীকরণ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় (সহ পদার্থের অবস্থা বর্ণনাকারী সমীকরণ; বিভাগ 3.1 এবং 3.2 দেখুন)। এই ধরনের অবস্থার অধীনে (যখন সমীকরণগুলি সম্পূর্ণরূপে নির্ধারক এবং সময়ের দিকের ক্ষেত্রে অপরিবর্তনীয় - বিভাগ 3.3 দেখুন), সময়ের সাথে সাথে ফেজ স্পেসের মোট আয়তন পরিবর্তন হতে পারে না। এটা অনুমান করা হয় যে ফেজ স্পেস P নিজেই "বিকশিত" হবে না! সমস্ত বিবর্তন কেবল স্থান P-এ বক্ররেখা C এর অবস্থান দ্বারা বর্ণনা করা হয় এবং এই ক্ষেত্রে মহাবিশ্বের সম্পূর্ণ বিবর্তনকে প্রতিনিধিত্ব করে (বিভাগ 3.3 দেখুন)।

সম্ভবত সমস্যাটি আরও পরিষ্কার হয়ে যাবে যদি আমরা মহাবিশ্বের পতনের পরবর্তী ধাপগুলি বিবেচনা করি, যখন এটি বিগ ক্র্যাশের দিকে এগিয়ে আসছে। K > 0, Λ = 0, চিত্রে দেখানো ফ্রাইডম্যান মডেলটি স্মরণ করুন। ধারা 3.2-এ 3.1a। আমরা এখন বিশ্বাস করি যে এই মডেলের ব্যাঘাতগুলি পদার্থের অনিয়মিত বন্টন থেকে উদ্ভূত হয়েছে এবং কিছু অংশে ইতিমধ্যেই স্থানীয় পতন ঘটেছে, কালো গর্তগুলি তাদের জায়গায় রেখে গেছে। তারপরে আমাদের ধরে নেওয়া উচিত যে এর পরে কিছু ব্ল্যাক হোল একে অপরের সাথে মিশে যাবে এবং একটি চূড়ান্ত সিঙ্গুলারিটিতে পতন একটি অত্যন্ত জটিল প্রক্রিয়ায় পরিণত হবে, আদর্শভাবে গোলাকার সিমেট্রিক ফ্রাইডম্যানের কঠোরভাবে প্রতিসম বিগ ক্র্যাশের সাথে প্রায় কিছুই মিল নেই। চিত্রে উপস্থাপিত মডেল। 3.6 ক. বিপরীতে, গুণগত দিক থেকে, পতনের পরিস্থিতি চিত্রে দেখানো বিশাল জগাখিচুড়ির অনেক বেশি স্মরণ করিয়ে দেবে। 3.14 ক; এই ক্ষেত্রে উদ্ভূত এককতা, কিছু পরিমাণে, বিভাগ 3.2 এর শেষে উল্লিখিত BCLM অনুমানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে। চূড়ান্ত পতনশীল অবস্থায় অকল্পনীয় এনট্রপি থাকবে, যদিও মহাবিশ্ব আবার ছোট আকারে সঙ্কুচিত হবে। যদিও এই নির্দিষ্ট (স্থানিকভাবে বন্ধ) ফ্রিডম্যান মডেলটিকে পুনরায় সংকলন করা আমাদের নিজস্ব মহাবিশ্বের একটি যুক্তিসঙ্গত উপস্থাপনা হিসাবে বিবেচনা করা হয় না, একই বিবেচনাগুলি অন্যান্য ফ্রাইডম্যান মডেলের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, একটি মহাজাগতিক ধ্রুবক সহ বা ছাড়া। পদার্থের অসম বণ্টনের কারণে অনুরূপ ব্যাঘাতের সম্মুখীন হওয়া এই জাতীয় যেকোন মডেলের ভেঙে যাওয়া সংস্করণটি আবার একটি সর্বগ্রাসী বিশৃঙ্খলায় পরিণত হবে, একটি ব্ল্যাক হোলের মতো এককতা (চিত্র 3.14 খ)। এই প্রতিটি রাজ্যে সময়ের বিপরীতে, আমরা একটি সম্ভাব্য প্রারম্ভিক এককতা (সম্ভাব্য বিগ ব্যাং) তে পৌঁছাব, যেটি অনুসারে, বিশাল এনট্রপি রয়েছে, যা এখানে এনট্রপির "সিলিং" সম্পর্কে তৈরি অনুমানের বিপরীত (চিত্র 3.14 গ)।

এখানে আমাকে অবশ্যই বিকল্প সম্ভাবনার দিকে যেতে হবে যা কখনও কখনও বিবেচনা করা হয়। কিছু তাত্ত্বিক পরামর্শ দেন যে দ্বিতীয় সূত্রটি অবশ্যই এই ধরনের ভেঙে পড়া মডেলগুলিতে নিজেকে উল্টাতে হবে, যাতে মহাবিশ্বের মোট এনট্রপি ধীরে ধীরে ছোট হয়ে যায় (সর্বোচ্চ সম্প্রসারণের পরে) বিগ ক্র্যাশ কাছে আসার সাথে সাথে। যাইহোক, ব্ল্যাক হোলের উপস্থিতিতে এই জাতীয় চিত্র কল্পনা করা বিশেষত কঠিন, যেগুলি একবার তৈরি হয়ে গেলে, এনট্রপি বাড়ানোর জন্য কাজ শুরু করবে (যা ঘটনা দিগন্তের কাছে শূন্য শঙ্কুর অবস্থানে সময়ের অসামঞ্জস্যের সাথে সম্পর্কিত, দেখুন চিত্র 3.9)। এটি সুদূর ভবিষ্যতে অব্যাহত থাকবে - অন্তত হকিং প্রক্রিয়ার প্রভাবে ব্ল্যাক হোলগুলি বাষ্পীভূত না হওয়া পর্যন্ত (বিভাগ 3.7 এবং 4.3 দেখুন)। যাই হোক না কেন, এই সম্ভাবনাটি এখানে উপস্থাপিত যুক্তিগুলিকে বাতিল করে না। আরও একটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা রয়েছে যা এই ধরনের জটিল পতনশীল মডেলগুলির সাথে যুক্ত এবং যা পাঠকরা নিজেরাই ভেবেছিলেন: ব্ল্যাক হোলের এককতা একই সাথে মোটেও উত্থাপিত নাও হতে পারে, তাই আমরা যখন সময়কে বিপরীত করি, তখন আমরা বিগ ব্যাং পাব না, যা "সব এবং সরাসরি" ঘটে। যাইহোক, এটি সুনির্দিষ্টভাবে শক্তিশালী মহাজাগতিক সেন্সরশিপের অনুমানের একটি বৈশিষ্ট্য (এখনও প্রমাণিত নয়, তবে বিশ্বাসযোগ্য) [পেনরোজ, 1998a; PkR, অধ্যায় 28.8], যা অনুসারে, সাধারণ ক্ষেত্রে, এই ধরনের এককতা স্থানের মতো হবে (বিভাগ 1.7), এবং সেইজন্য একটি এককালীন ঘটনা হিসাবে বিবেচিত হতে পারে৷ তদুপরি, শক্তিশালী মহাজাগতিক সেন্সরশিপ হাইপোথিসিসের বৈধতার প্রশ্ন যাই হোক না কেন, অনেকগুলি সমাধান জানা যায় যা এই শর্তটি পূরণ করে এবং এই জাতীয় সমস্ত বিকল্পের (যখন প্রসারিত হয়) তুলনামূলকভাবে উচ্চ এনট্রপি মান থাকবে। এটি আমাদের অনুসন্ধানের বৈধতা সম্পর্কে উদ্বেগকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।

তদনুসারে, আমরা এমন প্রমাণ খুঁজে পাই না যে, মহাবিশ্বের ছোট স্থানিক মাত্রার পরিপ্রেক্ষিতে, সম্ভাব্য এনট্রপির একটি নির্দিষ্ট "নিম্ন সিলিং" অবশ্যই থাকবে। নীতিগতভাবে, ব্ল্যাক হোল আকারে পদার্থের জমা হওয়া এবং "ব্ল্যাক হোল" সিঙ্গুলারিটিগুলিকে একক একক বিশৃঙ্খলায় একত্রিত করা একটি প্রক্রিয়া যা দ্বিতীয় আইনের সাথে পুরোপুরি সামঞ্জস্যপূর্ণ, এবং এই চূড়ান্ত প্রক্রিয়াটি অবশ্যই একটি বিশাল বৃদ্ধির সাথে হতে হবে। এনট্রপিতে মহাবিশ্বের চূড়ান্ত অবস্থা, জ্যামিতিক মান অনুসারে "ক্ষুদ্র", একটি অকল্পনীয় এনট্রপি থাকতে পারে, যা এই ধরনের একটি ভেঙে পড়া মহাজাগতিক মডেলের তুলনামূলকভাবে প্রাথমিক পর্যায়ের তুলনায় অনেক বেশি এবং স্থানিক ক্ষুদ্রাকৃতি নিজেই সর্বোচ্চ মানের জন্য একটি "সিলিং" নির্ধারণ করে না। এনট্রপির, যদিও এই ধরনের একটি "সিলিং" (সময়ের প্রবাহকে বিপরীত করার সময়) ব্যাখ্যা করতে পারে কেন বিগ ব্যাং-এর সময় এনট্রপি অত্যন্ত কম ছিল। প্রকৃতপক্ষে, এই ধরনের একটি ছবি (চিত্র 3.14 a, b), যা সাধারণত মহাবিশ্বের পতনের প্রতিনিধিত্ব করে, প্যারাডক্সের একটি সমাধানের পরামর্শ দেয়: কেন বিগ ব্যাং এর সময় যা হতে পারত তার তুলনায় ব্যতিক্রমীভাবে কম এনট্রপি ছিল, যদিও সত্য যে বিস্ফোরণটি গরম ছিল (এবং এই জাতীয় রাজ্যের সর্বাধিক এনট্রপি থাকা উচিত)। উত্তর হল যে এনট্রপি আমূল বৃদ্ধি পেতে পারে যদি স্থানিক অভিন্নতা থেকে বৃহৎ বিচ্যুতি অনুমোদিত হয়, এবং এই ধরণের সবচেয়ে বড় বৃদ্ধি অনিয়মের সাথে যুক্ত হয় ব্ল্যাক হোলের উদ্ভবের কারণে। ফলস্বরূপ, একটি স্থানিকভাবে একজাতীয় বিগ ব্যাং এর বিষয়বস্তু অবিশ্বাস্যভাবে গরম হওয়া সত্ত্বেও, তুলনামূলকভাবে বলতে গেলে, অবিশ্বাস্যভাবে কম এনট্রপি থাকতে পারে।

বিগ ব্যাং প্রকৃতপক্ষে FLRU মডেলের জ্যামিতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ (কিন্তু চিত্র 3.14c-এ চিত্রিত একটি বিকৃত এককতার আরও সাধারণ ক্ষেত্রের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়) যে বিগ ব্যাং প্রকৃতপক্ষে বেশ স্থানিকভাবে একজাতীয় ছিল তার প্রমাণের সবচেয়ে বাধ্যতামূলক অংশগুলির মধ্যে একটি, আবারও আসে। RI থেকে, কিন্তু এবার তার থার্মোডাইনামিক প্রকৃতির চেয়ে কৌণিক একজাতীয়তার সাথে। এই একজাতীয়তা প্রকাশ পায় যে আকাশের যেকোনো স্থানে RI-এর তাপমাত্রা কার্যত একই থাকে এবং একজাতীয়তা থেকে বিচ্যুতি 10-5 এর বেশি নয় (আশেপাশের বস্তুর মাধ্যমে আমাদের চলাচলের সাথে যুক্ত ছোট ডপলার প্রভাবের জন্য সামঞ্জস্য করা হয়। ) উপরন্তু, গ্যালাক্সি এবং অন্যান্য পদার্থের বণ্টনে প্রায় সর্বজনীন অভিন্নতা রয়েছে; এইভাবে, মোটামুটি বড় স্কেলে বেরিয়নগুলির বন্টন (বিভাগ 1.3 দেখুন) উল্লেখযোগ্য একজাতীয়তা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যদিও লক্ষণীয় অসামঞ্জস্য রয়েছে, বিশেষ করে তথাকথিত শূন্যতা, যেখানে দৃশ্যমান পদার্থের ঘনত্ব গড়ের চেয়ে আমূল কম। সাধারণভাবে, এটি যুক্তি দেওয়া যেতে পারে যে আমরা যে মহাবিশ্বের অতীত দেখি ততই একজাতীয়তা বেশি, এবং RI হল পদার্থের বন্টনের প্রাচীনতম প্রমাণ যা আমরা সরাসরি পর্যবেক্ষণ করতে পারি।

এই চিত্রটি এই দৃষ্টিভঙ্গির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যে এর বিকাশের প্রাথমিক পর্যায়ে মহাবিশ্ব প্রকৃতপক্ষে অত্যন্ত সমজাতীয় ছিল, তবে সামান্য অনিয়মিত ঘনত্বের সাথে। সময়ের সাথে সাথে (এবং বিভিন্ন ধরণের "ঘর্ষণ" - প্রক্রিয়া যা আপেক্ষিক নড়াচড়া কমিয়ে দেয়) এর প্রভাবে, এই ঘনত্বের অনিয়মগুলি মহাকর্ষের প্রভাবে তীব্র হয়, যা পদার্থের ধীরে ধীরে জমাট বাঁধার ধারণার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। সময়ের সাথে সাথে, ক্লাম্পিং বৃদ্ধি পায়, ফলে তারা তৈরি হয়; তারা গ্যালাক্সিতে বিভক্ত হয়, যার প্রতিটি কেন্দ্রে একটি বিশাল ব্ল্যাক হোল তৈরি করে। শেষ পর্যন্ত, এই ক্লাম্পিং মহাকর্ষের অনিবার্য প্রভাবের কারণে হয়। এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলি প্রকৃতপক্ষে এনট্রপির একটি শক্তিশালী বৃদ্ধির সাথে যুক্ত এবং দেখায় যে, মাধ্যাকর্ষণকে বিবেচনা করে, সেই আদিম চকচকে বল, যার মধ্যে শুধুমাত্র RI রয়ে গেছে, সর্বোচ্চ এনট্রপি থেকে অনেক দূরে থাকতে পারে। এই বলের তাপীয় প্রকৃতি, যেমনটি চিত্রে দেখানো প্লাঙ্ক বর্ণালী দ্বারা প্রমাণিত। 3.13, কেবল এটিই বলে: যদি আমরা মহাবিশ্বকে (শেষ বিক্ষিপ্ততার যুগে) একে অপরের সাথে যোগাযোগকারী পদার্থ এবং শক্তির সমন্বয়ে গঠিত একটি সিস্টেম হিসাবে বিবেচনা করি তবে আমরা ধরে নিতে পারি যে এটি আসলে তাপগতিগত ভারসাম্যের মধ্যে ছিল। যাইহোক, যদি আমরা মহাকর্ষীয় প্রভাবগুলিকেও বিবেচনা করি তবে চিত্রটি নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়।

আমরা যদি কল্পনা করি, উদাহরণস্বরূপ, একটি সিল করা পাত্রে একটি গ্যাস, তাহলে এটি অনুমান করা স্বাভাবিক যে এটি সেই ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থায় তার সর্বাধিক এনট্রপিতে পৌঁছাবে যখন এটি পুরো পাত্রে সমানভাবে বিতরণ করা হয় (চিত্র 3.15 ক)। এই ক্ষেত্রে, এটি একটি গরম বলের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ হবে যা RI তৈরি করে, যা আকাশ জুড়ে সমানভাবে বিতরণ করা হয়। যাইহোক, যদি আপনি গ্যাসের অণুগুলিকে মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত একটি বিশাল সিস্টেমের সাথে প্রতিস্থাপন করেন, উদাহরণস্বরূপ, পৃথক নক্ষত্র, আপনি একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন চিত্র পাবেন (চিত্র 3.15 খ)। মহাকর্ষীয় প্রভাবের কারণে, তারাগুলি গুচ্ছ আকারে অসমভাবে বিতরণ করা হবে। অবশেষে, যখন অসংখ্য নক্ষত্র ভেঙে পড়বে বা ব্ল্যাক হোলে মিলিত হবে তখনই সবচেয়ে বড় এনট্রপি অর্জিত হবে। যদিও এই প্রক্রিয়াটি দীর্ঘ সময় নিতে পারে (যদিও এটি আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাসের উপস্থিতির কারণে ঘর্ষণ দ্বারা সহজতর হবে), আমরা দেখতে পাব যে শেষ পর্যন্ত, যখন মাধ্যাকর্ষণ প্রাধান্য পায়, তখন এনট্রপি বেশি হয়, সিস্টেমে পদার্থটি কম সমানভাবে বিতরণ করা হয়। .

এমনকি দৈনন্দিন অভিজ্ঞতার স্তরেও এই ধরনের প্রভাবগুলি সনাক্ত করা যেতে পারে। কেউ প্রশ্ন করতে পারে: পৃথিবীতে জীবন বজায় রাখার ক্ষেত্রে দ্বিতীয় আইনের ভূমিকা কী? আপনি প্রায়শই শুনতে পারেন যে আমরা সূর্য থেকে প্রাপ্ত শক্তির জন্য এই গ্রহে বাস করি। তবে এটি একটি সম্পূর্ণ সত্য বিবৃতি নয় যদি আমরা পৃথিবীকে সামগ্রিকভাবে বিবেচনা করি, যেহেতু দিনের বেলায় পৃথিবী প্রাপ্ত প্রায় সমস্ত শক্তি শীঘ্রই আবার মহাকাশে, অন্ধকার রাতের আকাশে বাষ্পীভূত হয়। (অবশ্যই, বিশ্ব উষ্ণায়ন এবং তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের কারণে গ্রহের উত্তাপের মতো কারণগুলির দ্বারা সঠিক ভারসাম্য কিছুটা সামঞ্জস্য করা হবে।) অন্যথায়, পৃথিবী কেবল ক্রমবর্ধমান উত্তপ্ত হয়ে উঠবে এবং কয়েক দিনের মধ্যে বসবাসের অযোগ্য হয়ে উঠবে! যাইহোক, সূর্য থেকে সরাসরি প্রাপ্ত ফোটনগুলির তুলনামূলকভাবে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি থাকে (এগুলি বর্ণালীর হলুদ অংশে ঘনীভূত হয়), এবং পৃথিবী মহাশূন্যে ইনফ্রারেড বর্ণালীতে অনেক কম কম্পাঙ্কের ফোটন নির্গত করে। প্ল্যাঙ্কের সূত্র অনুসারে (E = hν, বিভাগ 2.2 দেখুন), সূর্য থেকে আসা প্রতিটি ফোটনের স্বতন্ত্রভাবে মহাকাশে নির্গত ফোটনের চেয়ে অনেক বেশি শক্তি রয়েছে, তাই, ভারসাম্য অর্জনের জন্য, পৌঁছানোর চেয়ে আরও অনেক ফোটনকে পৃথিবী ছেড়ে যেতে হবে ( দেখুন চিত্র 3.16)। যদি কম ফোটন আসে, তবে আগত শক্তির স্বাধীনতার কম ডিগ্রি থাকবে এবং বহির্গামী শক্তির বেশি থাকবে, এবং সেইজন্য, বোল্টজম্যানের সূত্র (S = k লগ V) অনুসারে, আগত ফোটনগুলির বহির্গামীগুলির তুলনায় অনেক কম এনট্রপি থাকবে। . আমরা আমাদের নিজস্ব এনট্রপি কমাতে উদ্ভিদের মধ্যে থাকা স্বল্প-এনট্রপি শক্তি ব্যবহার করি: আমরা উদ্ভিদ বা তৃণভোজী খাই। এভাবেই পৃথিবীতে জীবন বেঁচে থাকে এবং সমৃদ্ধ হয়। (আপাতদৃষ্টিতে, এই চিন্তাগুলি প্রথম স্পষ্টভাবে প্রণয়ন করেছিলেন এরউইন শ্রোডিঙ্গার 1967 সালে, যখন তিনি তাঁর বিপ্লবী বই Life as It Is [Schrödinger, 2012] লিখেছিলেন)।

এই নিম্ন-এনট্রপি ভারসাম্য সম্পর্কে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য হল: সূর্য সম্পূর্ণ অন্ধকার আকাশে একটি উত্তপ্ত স্থান। কিন্তু কীভাবে এমন পরিস্থিতির সৃষ্টি হল? থার্মোনিউক্লিয়ার বিক্রিয়া ইত্যাদি সহ অনেক জটিল প্রক্রিয়া একটি ভূমিকা পালন করেছিল, কিন্তু সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল সূর্যের অস্তিত্ব রয়েছে। এবং এটির উদ্ভব হয়েছিল কারণ সৌর পদার্থ (অন্যান্য নক্ষত্রের মতো পদার্থ) মহাকর্ষীয় ক্লাম্পিংয়ের একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বিকশিত হয়েছিল এবং এটি সবই গ্যাস এবং অন্ধকার পদার্থের তুলনামূলকভাবে অভিন্ন বন্টনের মাধ্যমে শুরু হয়েছিল।

এখানে আমাদের ডার্ক ম্যাটার নামে একটি রহস্যময় পদার্থের কথা উল্লেখ করতে হবে, যা দৃশ্যত মহাবিশ্বের উপাদান (অ-Λ) উপাদানের 85% তৈরি করে, কিন্তু এটি শুধুমাত্র মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সনাক্ত করা যায় এবং এর গঠন অজানা। আজ আমরা মোট ভর অনুমান করার সময় এই বিষয়টিকে বিবেচনায় রাখি, যা কিছু সংখ্যাগত পরিমাণ গণনা করার সময় প্রয়োজন (বিভাগ 3.6, 3.7, 3.9 দেখুন এবং আরও গুরুত্বপূর্ণ তাত্ত্বিক ভূমিকার জন্য ডার্ক ম্যাটার কী খেলতে পারে, বিভাগ 4.3 দেখুন)। ডার্ক ম্যাটার ইস্যু নির্বিশেষে, আমরা দেখতে পাই যে পদার্থের মূল অভিন্ন বন্টনের নিম্ন-এনট্রপি প্রকৃতি আমাদের জীবনের জন্য কতটা গুরুত্বপূর্ণ প্রমাণিত হয়েছে। আমাদের অস্তিত্ব, আমরা এটি বুঝতে পারি, নিম্ন-এনট্রপি মহাকর্ষীয় রিজার্ভের উপর নির্ভর করে যা পদার্থের প্রাথমিক অভিন্ন বন্টনের বৈশিষ্ট্য।

এখানে আমরা বিগ ব্যাং-এর একটি অসাধারণ-আসলে, চমত্কার দিক-এ আসি। রহস্যটি কেবল এটি কীভাবে ঘটেছিল তা নয়, বরং এটি একটি অত্যন্ত নিম্ন এনট্রপি ঘটনা ছিল। তদুপরি, এই পরিস্থিতিতে যা উল্লেখযোগ্য তা এত বেশি নয় যে এনট্রপি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে কম ছিল, যথা: স্বাধীনতার মহাকর্ষীয় মাত্রাগুলি, কিছু কারণে, সম্পূর্ণরূপে চাপা ছিল। এটি পদার্থের স্বাধীনতা এবং (ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক) বিকিরণের মাত্রার তীব্র বিপরীতে, যেহেতু তারা সর্বাধিক এনট্রপি সহ একটি উত্তপ্ত অবস্থায় সর্বাধিক উত্তেজিত বলে মনে হয়েছিল। আমার মতে, এটি সম্ভবত সবচেয়ে গভীর মহাজাগতিক রহস্য, এবং কিছু কারণে এটি এখনও অবমূল্যায়ন করা রয়ে গেছে!

বিগ ব্যাং-এর অবস্থা কতটা বিশেষ ছিল এবং মহাকর্ষীয় ক্লাম্পিংয়ের প্রক্রিয়ায় কী কী এনট্রপি তৈরি হতে পারে সে সম্পর্কে আরও বিশদভাবে চিন্তা করা প্রয়োজন। তদনুসারে, আপনাকে প্রথমে বুঝতে হবে কী অবিশ্বাস্য এনট্রপি আসলে একটি ব্ল্যাক হোলে অন্তর্নিহিত (চিত্র 3.15 খ দেখুন)। আমরা অধ্যায় 3.6 এ এই বিষয় নিয়ে আলোচনা করব। কিন্তু আপাতত, নিচের সাথে সম্পর্কিত আরেকটি সমস্যায় আসা যাক, বেশ সম্ভাব্য সম্ভাবনা: সর্বোপরি, মহাবিশ্ব আসলে স্থানিকভাবে অসীম হতে পারে (যেমন কে এর সাথে FLRU মডেলের ক্ষেত্রে। 0, বিভাগ 3.1 দেখুন) বা অন্তত মহাবিশ্বের বেশিরভাগ সরাসরি পর্যবেক্ষণযোগ্য নাও হতে পারে। তদনুসারে, আমরা মহাজাগতিক দিগন্তের সমস্যাটির সাথে যোগাযোগ করি, যা আমরা পরবর্তী বিভাগে আলোচনা করব।

» বইটি সম্পর্কে আরও বিস্তারিত এখানে পাওয়া যাবে প্রকাশকের ওয়েবসাইট
» বিষয়বস্তু সূচি
» উদ্ধৃতি

Khabrozhiteley জন্য কুপন ব্যবহার করে 25% ছাড় - নতুন বিজ্ঞান

বইটির কাগজের সংস্করণের অর্থ প্রদানের পরে, একটি ইলেকট্রনিক বই ই-মেইলে পাঠানো হবে।

উত্স: www.habr.com