4th Dimension: বিজ্ঞানের আয়নায় অদেখা জগতের রহস্য
আমরা যে পৃথিবীতে বাস করি, তাকে আমরা মাপি দৈর্ঘ্য, প্রস্থ এবং উচ্চতা—এই তিনটি জিনিস দিয়ে। যেমন, আমরা যখন বই পড়ি, গাড়ি drive করি অথবা যখন একটি উঁচু বিল্ডিং-এ সিঁড়ি বেয়ে উঠি, তখন আমরা এই তিন মাত্রার মধ্যেই থাকি।
কিন্তু একটু ভাবুন তো, যদি এমন একটা 'মাত্রা' বা দিক থাকত, যেখানে আমরা শুধু সামনে-পেছনে না গিয়ে, সময়ের অন্য একটা দিকেও যেতে পারতাম! যেখানে অতীত, বর্তমান আর ভবিষ্যৎ সব একসাথে পাশাপাশি আছে! তখন কেমন মজা হতো?
এই অদ্ভুত এবং রহস্যময় মজার ধারণাটিকেই বলা হয় চতুর্থ মাত্রা।
এটা শুধু কোনো কল্পবিজ্ঞানের গল্প নয়, বরং আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের একটি খুব প্রয়োজনীয় এবং একটি প্রমাণিত ধারণা। আলবার্ট আইনস্টাইন থেকে শুরু করে বর্তমানের বড় বড় বিজ্ঞানীরা (যেমন, যারা স্ট্রিং থিওরি নিয়ে কাজ করেন)—সকলেই এই মাত্রাটি নিয়ে গবেষণা করছেন।
আজকে আমরা বিজ্ঞানের চোখে এই চতুর্থ মাত্রার রহস্য একটু বোঝার চেষ্টা করব।
মাত্রা বা ডাইমেনশন কী? সহজ করে জানব প্রথম থেকে চতুর্থ মাত্রা পর্যন্ত
চতুর্থ মাত্রা আসলে কী, তা জানার আগে আমাদের বুঝতে হবে মাত্রা বলতে আসলে কী বোঝায় । সহজভাবে যদি আমরা বলি তাহলে এটি হলো কোনো জিনিস বা জায়গাকে বোঝানোর জন্য আমাদের যতগুলো আলাদা দিক বা সংখ্যা দরকার হয়, সেটাই হলো আসলে মাত্রা।
প্রথম মাত্রা (1D): সরলরেখার দৈর্ঘ্য 📏
প্রথম মাত্রা (First Dimension) হলো একটা সোজা লাইন বা সরলরেখা। ধরা যাক একটা চিকন সুতোর ওপর একটি পিঁপড়া হাটছে। পিঁপড়াটা কেবল সুতোর এই মাথা থেকে ওই মাথা পর্যন্ত যেতে পারে। সে সুতো ছেড়ে ডানে-বামে যেতে পারে না। এটাই হলো প্রথম মাত্রার সবচেয়ে সহজ ধারণা।
দ্বিতীয় মাত্রা (2D): লম্বা-চওড়া জগৎ বা কাগজের মতো সমতল
- প্রথম মাত্রার সোজা লাইনটার সাথে যখন আমরা পাশাপাশি আরেকটা দিক (প্রস্থ বা চওড়া দিক) যোগ করি, তখন সেটা দ্বিতীয় মাত্রা হয়ে যায়।
- দ্বিতীয় মাত্রা (2D) হলো একটা খেলার মাঠ বা কাগজের পাতা।
- এটা দেখতে একটা ফ্ল্যাট বা সমতল জায়গা, যেমন একটা কাগজের পাতা বা একটা খোলা মাঠের মতো। এই জগতে কোনো জিনিসের লম্বা দিক (দৈর্ঘ্য) এবং চওড়া দিক (প্রস্থ) দুটোই আছে।
- আপনি সামনে-পিছনে যেতে পারবেন, আবার ডানে-বামেও যেতে পারবেন।
- কিন্তু আপনার উপরে ওঠার বা নিচে নামার (উচ্চতা বা গভীরতা) কোনো সুযোগ নেই।
- আপনি শুধু মাটির ওপর দিয়ে হেঁটে যেতে পারবেন।
তৃতীয় মাত্রা (3D): উচ্চতা, গভীরতা এবং আমাদের চেনা-জানা জগৎ
আমরা এই তৃতীয় মাত্রা (3D) জগতের বাসিন্দা।
- লম্বা দিক (দৈর্ঘ্য)
- চওড়া দিক (প্রস্থ)
- উঁচু দিক (উচ্চতা/গভীরতা)
এখানে আমাদের চলাচলে কোনো বাধা নেই। আমরা ডানে-বামে, সামনে-পিছনে যেতে পারি, আবার উপরেও উঠতে (যেমন লাফ দেওয়া বা সিঁড়ি দিয়ে ওঠা) এবং নিচেও নামতে পারি। যেখানে জিনিসপত্রের একটা আয়তন (Volume) আছে।
চতুর্থ মাত্রা (4D): সময় নাকি অন্য কোনো বাস্তবতা? 🤔
এখন প্রশ্ন হলো, চতুর্থ মাত্রা আসলে কী? আমরা তিন মাত্রার বেশি মাত্রা সরাসরি দেখতে বা অনুভব করতে পারি না। কিন্তু গণিত এবং পদার্থবিজ্ঞান এর মাধ্যমে আমরা জানতে পারি যে, মাত্রা শুধুমাত্র প্রথম মাত্রা, দ্বিতীয় মাত্রা(2D) এবং তৃতীয় মাত্রা(3D) এর মধ্যেই কেবল সীমাবদ্ধ নয়, এর বাইরেও আরো অনেক মাত্রা আছে।
আইনস্টাইনের বিপ্লব: সময় কেন আমাদের 'চতুর্থ মাত্রা' 🕰️
আইনস্টাইন এসে আমাদের শেখালেন যে, আমাদের এই পুরো জগৎটা আসলে শুধু তিনটি দিক যেমন লম্বা, চওড়া, উচ্চতা দিয়ে তৈরি নয়। এর সাথে আরেকটি জিনিস সব সময় জড়িয়ে আছে—আর সেটা হলো সময় (Time)।
স্থান (Space) এবং সময় (Time) আসলে আলাদা কিছু নয়। তারা দু'জন মিলে এমনভাবে জুড়ে আছে, যেন একটা চতুর্মাত্রিক চাদর (Four-Dimensional Canvas)।
- তিন মাত্রা: দৈর্ঘ্য, প্রস্থ, উচ্চতা।
- চতুর্থ মাত্রা: সময়।
তাই আইনস্টাইন এই পুরো জিনিসটার নাম দিলেন স্থান-কাল (Spacetime)।
আপনি হয়তো ভাবছেন, যে চেয়ারে চুপচাপ বসে আপনি এই article টি পড়ছেন সেটি তো স্থির হয়ে আছে, তাহলে এর গতি কোথায়?
আইনস্টাইন বলছেন, আপনি যখন চেয়ারে বসে থাকেন, তখন আপনি হয়তো তিনটি স্থানিক মাত্রা (ডানে-বামে, সামনে-পেছনে, এবং উপরে-নিচে) বরাবর নড়ছেন না। কিন্তু সময়ের মাত্রা বরাবর আপনি সব সময় সামনের দিকে এগিয়ে চলেছেন।
সহজ কথায়: স্থান ছাড়া সময় কে আলাদা করে যাবেনা। তারা একে অপরের সাথে জোড়া লেগে আছে এবং সময় ছাড়া কোনো ঘটনা কোনো স্থানে ঘটতে পারে না কারণ কোনো ঘটনা যদি ঘটতে হয় তাহলে সেখানে ঘটনা ঘটার স্থানের পাশাপাশি সময়ও লাগবে।
আরো সাধারণ ভাবে যদি বলি :
আমরা যখন কোনো ঘটনাকে বর্ণনা করি, তখন আমরা ঘটনায় সাধারণত ২ টি কথার উল্লেখ করি :
- কোথায় ঘটনা ঘটল এবং
- কখন ঘটনাটি ঘটল (যেটি আসলে চতুর্থ মাত্রা: সময়)
এমআইটি (MIT)-এর মতো বড় বড় প্রতিষ্ঠানের বিজ্ঞানীরাও বলেন, আইনস্টাইনের এই স্থান-কালের চতুর্মাত্রিক ধারণাটাই হলো আধুনিক মহাবিশ্বের (Cosmos) সমস্ত মডেলের মূল ভিত্তি। অর্থাৎ, এই ধারণা ছাড়া মহাবিশ্বকে সঠিকভাবে বোঝা আসলে খুব কঠিন।
স্থান-কালের চাদর (Spacetime): মহাবিশ্বের আসল পর্দা
আইনস্টাইন এর কথাগুলো যদি আমরা সহজ ভাষায় বলি তাহলে,
NASA বলছে, আমাদের সৌরজগতের সব গ্রহই সূর্যের কারণে তৈরি এই বেঁকে যাওয়া পথ ধরে তার চারদিকে ঘুরছে।
সময়ের ধীরে চলা (Time Dilation): আপেক্ষিকতার বাস্তব প্রমাণ
আইনস্টাইন মতে ,আমরা যত দ্রুত হেটে যাবো তখন আমাদের জন্য সময় তত আস্তে আস্তে চলবে! এটাকে বলে 'সময়ের প্রসারণ' বা সময়ের ধীরে চলা বা 'Time Dilation'।
এটা কিন্তু কেবলই শুধু খাতায় বা কলমে লেখা তত্ত্ব নয়, এটা পুরোপুরি বাস্তব এবং প্রমাণিতও বটে।
আমাদের প্রতিদিনের জীবনে আমরা যে জিপিএস (GPS) ব্যবহার করি, সেটাই কিন্তু এর সবচেয়ে বড় প্রমাণ কারণ এই জিপিএস স্যাটেলাইটগুলো পৃথিবী থেকে অনেক উঁচুতে (প্রায় ২০,০০০ কিলোমিটার) থাকে এবং খুব দ্রুত গতিতে ঘোরে।
Stanford university এর মতো প্রতিষ্ঠানগুলো গবেষণা করে দেখেছে যে, এই দ্রুত গতি এবং মহাকর্ষের তারতম্যের কারণে, স্যাটেলাইটের ভেতরের ঘড়িগুলো প্রতিদিন পৃথিবীর ঘড়িগুলোর চেয়ে প্রায় ৩৮ মাইক্রোসেকেন্ড (খুব সামান্য সময়) এগিয়ে যায়।
যদি বিজ্ঞানীরা এই ৩৮ মাইক্রোসেকেন্ডের পার্থক্যটা হিসাব করে ঠিক না করতেন, তাহলে আমরা যখন জিপিএস ব্যবহার করে কোনো ঠিকানা খুঁজতাম, তখন সেটা আমাদের সঠিক জায়গাটা দেখাতো না! বরঞ্চ, প্রতিদিন এর ভুলের পরিমান আরও বেড়ে যেত, এবং আমরা কয়েক কিলোমিটার দূরের ভুল জায়গায় পৌঁছে যেতাম!
সুতরাং, এই জিপিএস ই প্রমাণ করে যে, গতি বাড়লে সময় সত্যিই আস্তে চলে—আর সেই কারণে এই সামান্য সময়ের পার্থক্য যদি সঠিকভাবে বিবেচনা না করা হতো, তাহলে পুরো প্রযুক্তিতেই ভুল হওয়ার সম্ভাবনা ছিল।
চতুর্থ মাত্রার নকশা (Geometry):
টেসার্যাক্ট(Tesseract) বা চার-মাত্রার ঘনক্ষেত্র(Four-Dimensional Cube)
আমরা সাধারণত চতুর্থ মাত্রাকে 'সময়' হিসেবে চিনি।
কিন্তু, জ্যামিতির মজার জগতে, আমরা এটাকে অন্যভাবেও ভাবতে পারি:
এই নতুন, অদ্ভুত দিকটি কল্পনা করার মাধ্যমেই আমরা জ্যামিতির এক আশ্চর্যজনক এবং দারুণ এক মজার জগতে প্রবেশ করি।
বাক্স থেকে বিরাট বাক্স (হাইপারকিউব): চার মাত্রার ঘনকের সহজ ধারণা
চতুর্থ মাত্রা কী, তা বোঝার জন্য ধাপে ধাপে কল্পনা করা যাক:
- শুরু (০ মাত্রা): প্রথমে একটা বিন্দু ভাবুন (যার কোনো মাপ নেই)।
- লাইন (১ম মাত্রা): এই বিন্দুটাকে একপাশে টেনে লম্বা করলে তৈরি হয় একটা সরলরেখা।
- স্কয়ার (২য় মাত্রা): এই রেখাটাকে এবার তার উলম্ব দিকে টেনে চওড়া করলে তৈরি হয় একটা বর্গক্ষেত্র বা স্কয়ার (যেমন: কাগজের পাতা)।
- কিউব (৩য় মাত্রা): এখন এই বর্গক্ষেত্রটাকে উপরের দিকে টেনে উঁচু করলে তৈরি হয় একটা সাধারণ ঘনক বা বক্স (যেমন: একটা লুডোর ছক্কা)।
টেসার্যাক্ট-এর জন্ম (৪র্থ মাত্রা)
এখন মূল ব্যাপারটা হলো:
এই যে ৩য় মাত্রার ঘনকটি, এটাকে যদি আমরা চতুর্থ একটা দিকে টেনে বড় করি—যে দিকটা আমাদের চোখ দেখতে পায় না বা কল্পনা করা অসম্ভব—তবেই আমরা পাব একটি হাইপারকিউব বা টেসার্যাক্ট।
টেসার্যাক্ট-এর বিশেষত্ব:
সহজ কথায়: আমরা যেহেতু ৩ মাত্রার প্রাণী, তাই টেসার্যাক্টকে সরাসরি দেখতে পাই না। কিন্তু অঙ্কের বা গণিতের হিসাব ব্যবহার করে এর অস্তিত্ব প্রমাণ করা যায়। এটা হলো আমাদের পরিচিত ঘনকের চেয়ে এক ধাপ বেশি জটিল একটি জিনিস।
কার্ল সাগানের ব্যাখ্যা: ফ্ল্যাটল্যান্ডের মাধ্যমে বোঝার চেষ্টা
বিখ্যাত বিজ্ঞানী কার্ল সাগান (Carl Sagan) চতুর্থ মাত্রাকে বোঝাতে একটা মজার গল্পের উদাহরণ দিতেন যার নাম হলো —'ফ্ল্যাটল্যান্ড' (Flatland)।
ফ্ল্যাটল্যান্ড (2D) আসলে কী?
এখন ধরুন, আমাদের জগৎ থেকে একটা আসল আপেল (যেটা 3D, যার উচ্চতা আছে) হঠাৎ তাদের সেই ফ্ল্যাটল্যান্ডের ওপর দিয়ে যেতে শুরু করলো।
তখন ফ্ল্যাটল্যান্ডের বাসিন্দারা আপেলটিকে আসলে কিভাবে দেখবে?
- তারা কিন্তু পুরো আপেলটা কখনও দেখতে পারবে না।
- তারা শুধু দেখবে: প্রথমে একটা ছোট্ট গোল বিন্দু এলো।
- বিন্দুটা ধীরে ধীরে বড় হয়ে একটা গোল চাকায় পরিণত হলো।
- তারপর আবার গোল চাকাটি ছোট হতে হতে বিন্দু হয়ে গেল এবং হঠাৎ উধাও হয়ে গেল!
তাদের কাছে ব্যাপারটা হবে খুবই অদ্ভুত, কারণ তারা উচ্চতা জানে না, তাই বুঝতে পারবে না, কেন এই গোল জিনিসটা হঠাৎ করে আসছে আর যাচ্ছে।
ঠিক একই রকমভাবে:
যদি চতুর্মাত্রিক (4D) কোনো জিনিস আমাদের ত্রিমাত্রিক (3D) জগতের মধ্য দিয়ে যায়, তবে আমরাও হয়তো এই ফ্ল্যাটল্যান্ডের বাসিন্দাদের মতোই দেখব। আমরা দেখব একটা অদ্ভুত জিনিস হঠাৎ এলো, তার আকার বদলালো, আর আবার হঠাৎ হাওয়া হয়ে গেল—কারণ
আমরা সেই চতুর্থ মাত্রা আসলে দেখতে পারি না।
গাণিতিক মাত্রা: যেখানে যত খুশি ইচ্ছা দিক বের করা
গণিত বা অঙ্কশাস্ত্রের কাছে মাত্রা (Dimension) আসলে কোনো সমস্যাই না
আমাদের চির চেনা (3D): আমরা যখন বাস্তব জীবনে তৃতীয় মাত্রার কোনো জিনিসের অবস্থান বোঝাই, তখন তিনটি সংখ্যা ব্যবহার করি। যেমন:
(লম্বা, চওড়া, উঁচু)=(x,y,z)
ঠিক একই ভাবে, গণিতবিদরা যদি চতুর্থ মাত্রার কোনো বিন্দুর ঠিকানা জানাতে চান, তবে তাঁরা শুধু আরেকটি সংখ্যা যোগ করে দেন!
(লম্বা, চওড়া, উঁচু, আরও একটা নতুন দিক)=(x,y,z,w)
এখানে w হলো সেই চতুর্থ দিকটির জন্য দেওয়া নতুন সংখ্যা।
অঙ্কশাস্ত্রের কেরামতি
কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের গণিতবিদরা অনেক বছর ধরে অনেকগুলো মাত্রা (বহুমাত্রিক জ্যামিতি বা Hypergeometry) নিয়ে গবেষণা করছেন। এই অঙ্কগুলো শুধু খাতা-কলমে নেই, এর অনেক বাস্তব ব্যবহারও আছে:
কোয়ান্টাম জগৎ ও আরও বেশি মাত্রার গোপন কথা
এখানে চারটি মাত্রার পরেও কিন্তু আরো মাত্রা রয়েছে !
আমরা যদিও চারটি মাত্রার (দৈর্ঘ্য, প্রস্থ, উচ্চতা আর সময়) কথা জানলাম, তবে গল্পের কিন্তু এখানেই শেষ নয়। আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের খুব বড় বড় তত্ত্বগুলো আমাদের বলছে যে, আমাদের এই বিশাল মহাবিশ্বে হয়তো আরও বেশি মাত্রা লুকিয়ে থাকতে পারে।
সহজ কথায়: আমাদের চেনা জগতের বাইরেও এমন অনেক অদৃশ্য দিক বা রাস্তা আছে, যা আমরা এখনও দেখতে পাচ্ছি না!
স্ট্রিং তত্ত্ব (String Theory): ১১টি মাত্রা
স্ট্রিং তত্ত্ব ব্যাপারটা আসলে কী?
বিজ্ঞানীদের এমন একটি বড় চেষ্টা, যার মাধ্যমে মহাবিশ্বের সব শক্তি ও ঘটনাকে (যেমন মহাকর্ষ, বিদ্যুৎ, আলো) একটিমাত্র সূত্র দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়। এটাকে তাই 'থিওরি অফ এভরিথিং' বা সবকিছুর তত্ত্ব বলা হয়।
আমরা এতদিন যা কিছুকে কণা (ছোট্ট গোল বিন্দু) ভাবতাম, সেগুলো আসলে কণা নয়।
তারা হলো খুব ছোট, কাঁপতে থাকা চিকন সুতো বা তার (String)।
একটু সহজ করে ভাবলে, গিটারের তার যেমন বিভিন্নভাবে কাঁপলে বিভিন্ন সুর তৈরি হয়, তেমনি মহাবিশ্বের এই ক্ষুদ্র তারগুলো বিভিন্নভাবে কাঁপলে তা ইলেকট্রন, প্রোটন বা অন্য সব কণা তৈরি করে।
এই তত্ত্বের সবচেয়ে অদ্ভুত দিক হলো:
- এই তত্ত্বটি গাণিতিকভাবে সঠিক তখনই হবে, যখন মহাবিশ্বের মাত্রা ৪টির (দৈর্ঘ্য, প্রস্থ, উচ্চতা, সময়) বদলে ১০টি বা ১১টি হবে!
তাহলে এখানে অন্য মাত্রাগুলো কোথায়?
হার্ভার্ড ইউনিভার্সিটির একজন বড় বিজ্ঞানী Cumrun Vafa বলছেন:
আমাদের চেনা ৪টি মাত্রার বাইরে যে ৬ বা ৭টি অতিরিক্ত মাত্রা আছে, সেগুলো আমরা আসলে দেখতে পাই না। কারণ, সেই মাত্রাগুলো এতই ছোট এবং শক্তভাবে গোল হয়ে কুঁকড়ে আছে (যেন একটা খুব সরু সুতোয় পেঁচিয়ে রাখা হয়েছে), যেন আমাদের সাধারণ চোখ বা যন্ত্র তাদের ধরতেই পারে না।
আর একটু সহজ ভাবে যদি বলি যে আমাদের চেনা জগৎটা একটা বিশাল ঘরের মতো (৪ মাত্রা)। আর অতিরিক্ত মাত্রাগুলো হলো সেই ঘরের মেঝেতে বা কোণায় থাকা অতি ক্ষুদ্র, লুকানো ঠিক যেন প্যাঁচানো সুতোর মতো।
Calabi–Yau manifold: লুকানো অতিক্ষুদ্র মাত্রা
স্ট্রিং তত্ত্বে উল্লিখিত অতিরিক্ত মাত্রাগুলো কী রকম হতে পারে, তার একটি জ্যামিতিক রূপ হলো 'Calabi–Yau manifold'। এগুলো অত্যন্ত জটিল, ছয়-মাত্রিক আকার যা প্রতিটি স্থান-কাল বিন্দুর সাথে জড়িত।
আমরা যদি একটু কল্পনা করি যে, আমাদের পরিচিত ত্রিমাত্রিক স্থানের প্রতিটি বিন্দুতে একটি অতিক্ষুদ্র, ছয়-মাত্রিক ইউনিভার্স attached আছে! অক্সফোর্ড ইউনিভার্সিটির গবেষণা এই ক্যালাবি-ইয়াউ manifold-গুলোর আকৃতি কীভাবে মহাবিশ্বের মৌলিক কণাগুলোর সংখ্যা ও ধর্ম নির্ধারণ করে, তা নিয়ে কাজ করছে।
Multiverse তত্ত্ব: অন্যান্য মহাবিশ্বে অন্য মাত্রার অস্তিত্ব?
আরও চমকপ্রদ একটি ধারণা হলো Multiverse বা সমান্তরাল মহাবিশ্ব।
কিছু তত্ত্ব, যেমন 'ব্রেন-ওয়ার্ল্ড' সিনারিও, প্রস্তাব করে যে আমাদের ত্রিমাত্রিক মহাবিশ্ব একটি বিশাল, উচ্চ-মাত্রিক 'বাল্ক' স্পেসে ভাসমান একটি membrane বা 'ব্রেন' এর মতো। এই উচ্চমাত্রিক স্থানে আমাদের মতো অসংখ্য ব্রেন থাকতে পারে, যারা একে অপরের সাথে সংঘর্ষও করতে পারে।
প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির বিজ্ঞানী পল স্টেইনহার্টের গবেষণা এই ধারণাকে সমর্থন করে যে, বিগ ব্যাং হয়তো এমনই দুটি ব্রেনের সংঘর্ষের ফলাফল ছিল।
চতুর্থ মাত্রা ও আমাদের বাস্তবতা
চতুর্থ মাত্রা শুধু গাণিতিক বা তাত্ত্বিক কৌতূহল নয়, এটি আমাদের মহাবিশ্বের কিছু চরম ও সবচেয়ে শক্তিশালী ঘটনাকে বোঝারও চাবিকাঠি।
মহাবিশ্বের সৃষ্টি ও বিবর্তনে চতুর্থ মাত্রার ভূমিকা
বিগ ব্যাং তত্ত্ব অনুসারে, আমাদের মহাবিশ্ব একটি অত্যন্ত উষ্ণ এবং ঘন অবস্থা থেকে প্রসারিত হতে শুরু করে। এই প্রসারণ শুধু জায়গার (তিনটি মাত্রার) নয়, বরং স্থান ও সময়কে (স্থান-কাল) নিয়েই ঘটে। সময়কে আমরা চতুর্থ মাত্রা বলি, যা এই মহাজাগতিক প্রসারণের দিকে নির্দেশনা দেয়।
ক্যালটেকের নোবেলজয়ী বিজ্ঞানী কিপ থর্ন তাঁর লেখায় বুঝিয়েছেন যে, স্থান-কালের বাঁকানো রূপ কীভাবে মহাবিশ্বের বড় বড় কাঠামো—যেমন অনেকগুলো গ্যালাক্সির দল এবং ডার্ক ম্যাটারের বিন্যাস—গঠনে প্রধান ভূমিকা পালন করে।
ব্ল্যাক হোল: স্থান-কালের চরম বক্রতা
ব্ল্যাক হোল হলো স্থান এবং সময়ের (স্থান-কালের) এমন একটি জায়গা, যেখানে মহাকর্ষীয় টান বা বাঁকটি প্রচণ্ড পরিমানে বেশি।
ব্ল্যাক হোলের চারপাশে একটি নির্দিষ্ট সীমা থাকে, যাকে Event Horizon বলা হয়। একবার কোনো কিছু এর ভেতরে ঢুকে গেলে, আলো পর্যন্ত সেখান থেকে আর বাইরে বের হয়ে আসতে পারে না। এটি আসলে চার-মাত্রার স্থান-কালের মধ্যে তৈরি হওয়া একটি 'ছিদ্র'।
২০১৯ সালে ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ M87 গ্যালাক্সির মাঝখানে থাকা বিশাল ব্ল্যাক হোলটির যে ছবিটি তুলেছিল , সেটা হলো স্থান-কালের এই প্রচণ্ড বাঁকের একটি ছবি।
মহাকর্ষীয় তরঙ্গ: আইনস্টাইনের ঢেউ
বিজ্ঞানী আইনস্টাইন আগেই বলে গিয়েছিলেন যে, যখন খুব ভারী বস্তু, যেমন দুটি ব্ল্যাক হোল একে অপরের চারপাশে ঘোরে, তখন তারা স্থান এবং সময়ের জালের মধ্যে ঢেউ তৈরি করে—ঠিক যেন পুকুরে একটি ঢিল ছুঁড়লে পানির মধ্যে ঢেউ ওঠে।
২০১৫ সালে লাইগো LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) নামের একটি মানমন্দির [ একটি বিশেষ স্থান বা ভবন, যা বৈজ্ঞানিক পর্যবেক্ষণের জন্য তৈরি করা হয়। সাধারণত, এতে এমন সব যন্ত্র এবং সরঞ্জাম স্থাপন করা হয়, যা দূরবর্তী ঘটনা বা বস্তুকে নিরীক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়। ] প্রথমবারের মতো এই মহাকর্ষীয় তরঙ্গকে ধরতে সক্ষম হয়।
এই আবিষ্কার শুধুমাত্র যে আইনস্টাইনের তত্ত্বকে সঠিক প্রমাণ করেছে, তাই নয়; এর ফলে মহাবিশ্বকে পর্যবেক্ষণ করার জন্য আমাদের কাছে একটি পুরোপুরি নতুন দরজা খুলে দিয়েছে।
চতুর্থ মাত্রা নিয়ে সাধারণ ভুল ধারণা ও বাস্তবতা
এটি নিয়ে কিন্তু আমাদের মধ্যে নানা রকম ভুল ধারণা ও কুসংস্কার প্রচলিত আছে।
আমরা কি চতুর্থ মাত্রা দেখতে বা অনুভব করতে পারব?
সবচেয়ে দুঃখের বিষয়, আমাদের মস্তিষ্ক ও ইন্দ্রিয় শুধুমাত্র ত্রিমাত্রিক জগতের জন্যেই অভিযোজিত। আমরা সরাসরি চতুর্থ মাত্রাকে দেখতে বা অনুভব করতে পারব না, ঠিক যেমন ফ্ল্যাটল্যান্ডের বাসিন্দারা তৃতীয় মাত্রাকে বুঝতে পারে না।
কিন্তু আমরা এর প্রভাব obserbe করতে পারি। সময়ের প্রসারণ, মহাকর্ষীয় তরঙ্গ—এগুলো সবই চতুর্মাত্রিক স্থান-কালের অস্তিত্বের পরোক্ষ প্রমাণ। আমরা শুধুমাত্র গণিত ও পদার্থবিজ্ঞানের সাহায্যেই এই রহস্যময় মাত্রাকে বুঝতে পারি।
ভবিষ্যৎ দর্শন: বৈজ্ঞানিক সত্য নাকি কুসংস্কার?
আমরা অনেকেই মনে করি যে চতুর্থ মাত্রা হলো সেই জগৎ যেখানে গেলে অতীত বা ভবিষ্যৎ দেখতে পাবো।
এটি সম্পূর্ণভাবে একটি কুসংস্কার। আইনস্টাইনের স্থান-কালে সময় অনুযায়ী আমরা এখনও একটি একমুখী প্রবাহের দিকে এগিয়ে যাচ্ছি। আমরা সময়ের মাত্রা বরাবর শুধু সামনের দিকেই এগোতে পারি (অন্তত বর্তমান পদার্থবিজ্ঞানের জ্ঞান অনুযায়ী)। এখানে অতীত বা ভবিষ্যৎ দেখতে পাবার কোনো বৈজ্ঞানিক ভিত্তির আজ পর্যন্ত কোনো প্রমান পাওয়া যায়নি।
চতুর্থ মাত্রায় ভ্রমণ: Science Fiction বনাম বাস্তবতা
বিভিন্ন সিনেমায় [আমার খুব প্রিয় একটি মুভি Back to the Future-1985 ] দেখানো হয়, চতুর্থ মাত্রার মাধ্যমে মুহূর্তেই এক জগৎ থেকে অন্য জগতে teleport হওয়া, যেটি বাস্তবতার সাথে কখনোই মেলে না।
তবে, তাত্ত্বিকভাবে 'ওয়ার্মহোল' নামক একটি ধারণা কিন্তু আছে।
ওয়ার্মহোল হলো স্থান-কালের একটি সংক্ষিপ্ত পথ, যা মহাবিশ্বের দুটি দূরবর্তী স্থানকে, দুটি ভিন্ন সময়কে সংযুক্ত করতে পারে।
কিন্তু এধরনের ওয়ার্মহোল তৈরি করতে 'Exotic matter' নামক এমন পদার্থের প্রয়োজন, যার ভর হয় ঋণাত্মক—এমন কিছু কিন্তু আজ পর্যন্ত আবিষ্কৃত হয়নি।
বৈজ্ঞানিক গবেষণা এবং ভবিষ্যৎ এর সম্ভাবনা
চতুর্থ এবং আরও অনেক মাত্রা নিয়ে এখন খুব জোরেশোরে গবেষণা চলছে। বিশ্বের সব বিখ্যাত গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলো এই রহস্য উম্মোচনের জন্য কাজ করে যাচ্ছে।
Large Hadron Collider এর পরীক্ষা-নিরীক্ষা
সুইজারল্যান্ডের CERN-এ অবস্থিত লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (LHC) হলো পৃথিবীর সবচেয়ে বড় এবং সবচেয়ে শক্তিশালী কণা-ত্বরক যন্ত্র(particle accelerator)
এই গবেষণার জায়গায় কণাগুলিকে প্রায় আলোর বেগে একে অপরের সাথে ধাক্কা খাওয়ানো হয়। এর কারণ হলো, বিজ্ঞানীরা চান যেন বিগ ব্যাং শুরু হওয়ার ঠিক পরের অবস্থার মতো পরিবেশ তৈরি হয়।
বিজ্ঞানীরা আশা করেন যে, এই জোরে ধাক্কাধাক্কি থেকে হয়তো খুব ছোট 'মাইক্রোস্কোপিক ব্ল্যাক হোল' তৈরি হতে পারে। অথবা, আমাদের জানা ৪টির চেয়ে আরও বেশি মাত্রা (Higher Dimensions)-এর কোনো চিহ্ন পাওয়া যেতে পারে।
এমন কোনো প্রমাণ পেলে তা স্ট্রিং তত্ত্ব বা মহাবিশ্বের রহস্য নিয়ে বিজ্ঞানের অন্যান্য বড় ধারণাগুলিকে সঠিক বলে প্রমাণ করতে যথেষ্ট সাহায্য করবে।
মাত্রা শনাক্তকরণের জন্য আধুনিক প্রযুক্তি
LIGO এবং এর European counterpart Virgo-র মতো গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ ডিটেক্টরগুলো স্থান-কালের গঠন সম্পর্কে আমাদের বোঝার পরিধি বাড়িয়ে দিয়েছে।
ভবিষ্যতে, ESA-এর Laser Interferometer Space Antenna (LISA) নামক একটি মহাকাশ ভিত্তিক অবজারভেটরি চালু হবে, যা সূক্ষ্মভাবে আরও বেশি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্ত করতে পারবে এবং হয়তো উচ্চ মাত্রার নতুন কোন প্রমাণ খুঁজেও পাবে।
পদার্থবিজ্ঞানের নতুন দিগন্ত
চতুর্থ মাত্রা (সময়) এবং তার চেয়ে আরও বেশি মাত্রা (উচ্চতর মাত্রা) নিয়ে গবেষণা এখন পদার্থবিজ্ঞানের সবথেকে গুরুত্বপূর্ণ এবং নতুন ক্ষেত্র।
MIT, প্রিন্সটন, কেমব্রিজ-এর মতো বড় বড় শিক্ষা প্রতিষ্ঠানের বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন রকম শাখায় কাজ করছেন যেমন:
তাঁদের প্রধান লক্ষ্য হলো একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ তত্ত্ব খুঁজে বের করা, যা মহাবিশ্বের সকল মৌলিক শক্তিকে একটিমাত্র ছাতার নিচে আনতে পারে।
চতুর্থ মাত্রার গল্প আসলে মানুষের কৌতূহল আর সীমাবদ্ধতার গল্প। আমরা এটি চোখে দেখতে পাই না, কিন্তু যুক্তি, গণিত আর বিজ্ঞানের মাধ্যমে আমরা এর অস্তিত্ব ও প্রভাব বুঝতে পারি।
সময় যদি চতুর্থ মাত্রা হয়, তাহলে সেটিই আমাদের ঘড়ি, GPS, আর প্রযুক্তিকে সঠিকভাবে কাজ করতে সাহায্য করে। আবার যদি এটি স্থানিক মাত্রা হয়, তাহলে এটি মহাবিশ্বের সৃষ্টি ও ভবিষ্যৎ সম্পর্কে গভীর রহস্য লুকিয়ে রাখে।
চতুর্থ মাত্রা আমাদের শেখায়—আমাদের পৃথিবী ও বাস্তবতা আসলে আরও বিস্ময়কর ও জটিল, যা আমরা ভাবতেও পারি না। এটাই বিজ্ঞানের সৌন্দর্য—অদেখাকে বোঝা আর অজানাকে জানার এক চিরন্তন যাত্রা।
