আলো কেন দ্রুত চলে?আলোর গতি সেই রকম কেন?

 আলো কেন দ্রুত চলে?আলোর গতি সেই রকম কেন?

আমরা সবাই আলোর গতি জানি এবং ভালোবাসি — 299,792,458 মিটার প্রতি সেকেন্ড — কিন্তু কেন এটির মান আছে? কেন এটা অন্য কোন সংখ্যা না? এবং কেন আমরা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের কিছু এলোমেলো গতি সম্পর্কে এত যত্ন করি? কেন এটি পদার্থবিদ্যার এমন একটি ভিত্তি হয়ে উঠল? ওয়েল, এটা কারণ আলোর গতি শুধু সাধারণ অদ্ভুত. আলো পরীক্ষা করা প্রথম যে ব্যক্তি বুঝতে পেরেছিলেন যে আলোর আসলেই গতি নেই তিনি ছিলেন ওলে রোমার নামে একজন জ্যোতির্বিজ্ঞানী। 

1600 এর দশকের শেষের দিকে, তিনি বৃহস্পতির চারপাশে আইও চাঁদের কিছু অদ্ভুত গতিতে আচ্ছন্ন হয়ে পড়েছিলেন। প্রতিবার একবারে, মহান গ্রহটি তার ছোট চাঁদের আমাদের দৃষ্টিভঙ্গি অবরুদ্ধ করবে, যার ফলে একটি গ্রহন ঘটবে, কিন্তু গ্রহনের মধ্যবর্তী সময়টি বছরের সাথে সাথে পরিবর্তিত হবে বলে মনে হচ্ছে। হয় আইও-এর কক্ষপথের সাথে মজার কিছু ঘটছিল — যা সন্দেহজনক বলে মনে হয়েছিল — বা অন্য কিছু চলছিল৷ কয়েক বছর পর্যবেক্ষণের পর, রোমার সংযোগ তৈরি করেছিলেন৷ যখন আমরা দেখি Io গ্রহন হয়েছে, তখন আমরা সূর্যের চারপাশে আমাদের নিজস্ব কক্ষপথে একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে আছি। কিন্তু পরের বার আমরা আরেকটি গ্রহন দেখতে পাব, কয়েকদিন পরে, আমরা একটু ভিন্ন অবস্থানে আছি, হয়তো গতবারের চেয়ে বৃহস্পতির কাছাকাছি বা আরও দূরে।

 আমরা যদি শেষবার গ্রহন দেখেছিলাম তার থেকে অনেক দূরে থাকি, তাহলে তার মানে পরেরটি দেখার জন্য আমাদের একটু বেশি সময় অপেক্ষা করতে হবে কারণ আলো আমাদের কাছে পৌঁছাতে অনেক বেশি সময় নেয় এবং বিপরীতটি সত্য। যদি আমরা বৃহস্পতির একটু কাছাকাছি হই। Io-এর গ্রহনের সময়ের তারতম্য ব্যাখ্যা করার একমাত্র উপায় হল আলোর একটি সীমিত গতি থাকলে। পরের কয়েক শতাব্দী ধরে ক্রমাগত পরিমাপ আলোর গতির পরিমাপকে দৃঢ় করেছে, কিন্তু এটি 1800-এর দশকের মাঝামাঝি পর্যন্ত ছিল না যখন জিনিসগুলি সত্যিই একত্রিত হতে শুরু করে। তখনই পদার্থবিজ্ঞানী জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল ঘটনাক্রমে আলোর উদ্ভাবন করেন। ম্যাক্সওয়েল তখনকার বিদ্যুত এবং চুম্বকত্বের দুর্বল-অনুভূত ঘটনা নিয়ে খেলা করছিলেন যখন তিনি একটি একক ইউনিফাইড ছবি আবিষ্কার করেন যা সমস্ত অসমান পর্যবেক্ষণকে ব্যাখ্যা করতে পারে। 

আমরা এখন যাকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্স বলতে বুঝি তার ভিত্তি স্থাপন করে, সেই সমীকরণগুলিতে তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পরিবর্তন চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করতে পারে এবং এর বিপরীতে। এটি বিদ্যুতের তরঙ্গকে চুম্বকত্বের তরঙ্গ তৈরি করতে দেয়, যা তরঙ্গ তৈরি করতে পারে। বিদ্যুৎ এবং সামনে এবং পিছনে এবং পিছনে, একে অপরের উপর লাফাচ্ছে, মহাকাশে ভ্রমণ করতে সক্ষম। এবং যখন তিনি এই তথাকথিত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের গতি গণনা করতে গিয়েছিলেন, তখন ম্যাক্সওয়েল একই সংখ্যা পেয়েছিলেন যা বিজ্ঞানীরা গতি হিসাবে পরিমাপ করছিলেন। কয়েক শতাব্দী ধরে আলোর। 

সুতরাং, আলো ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ দিয়ে তৈরি এবং এটি সেই গতিতে ভ্রমণ করে, কারণ ঠিক কত দ্রুত বিদ্যুত এবং চুম্বকত্বের তরঙ্গ মহাকাশের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে। এবং কয়েক দশক পরে আইনস্টাইন আসার আগ পর্যন্ত এটি সব ঠিকঠাক এবং ভাল ছিল এবং বুঝতে পারে যে গতি আলোর সাথে আলোর কোনো সম্পর্ক ছিল না। তার বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্বের মাধ্যমে, আইনস্টাইন সময় এবং স্থানের মধ্যে সত্যিকারের সংযোগ উপলব্ধি করেছিলেন, একটি একীভূত ফ্যাব্রিক যা স্থান-কাল নামে পরিচিত।

 কিন্তু আমরা সবাই জানি, স্থান সময়ের চেয়ে অনেক আলাদা। এক মিটার বা এক ফুট এক সেকেন্ড বা এক বছরের চেয়ে অনেক আলাদা। তারা দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন জিনিস বলে মনে হচ্ছে। তাহলে তারা কীভাবে একই পদে থাকতে পারে? সেখানে কিছু ধরণের আঠা, এমন কিছু সংযোগ থাকা দরকার যা আমাদেরকে মহাকাশে চলাচল এবং গতিবিধির মধ্যে অনুবাদ করতে দেয়সময় অন্য কথায়, আমাদের জানতে হবে কত এক মিটার স্থান, উদাহরণস্বরূপ, সময়ের মূল্য। 

বিনিময় হার কি? 

আইনস্টাইন দেখতে পেলেন যে একটি একক ধ্রুবক, একটি নির্দিষ্ট গতি, যা আমাদের বলতে পারে কত স্থান কত সময়ের সমতুল্য, এবং এর বিপরীতে। আইনস্টাইনের তত্ত্বগুলি সেই সংখ্যাটি কী তা বলে না, তবে তারপরে তিনি বিশেষ আপেক্ষিকতা প্রয়োগ করেছিলেন ম্যাক্সওয়েলের পুরানো সমীকরণ এবং দেখতে পেল যে এই রূপান্তর হার ঠিক আলোর গতি৷ অবশ্যই, এই রূপান্তর হার, এই মৌলিক ধ্রুবক যা স্থান এবং সময়কে একীভূত করে, একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ কী তা জানে না এবং এটি আসলেও নয়৷ যত্ন এটি শুধু কিছু সংখ্যা, কিন্তু দেখা যাচ্ছে যে ম্যাক্সওয়েল ইতিমধ্যে এই সংখ্যাটি গণনা করেছিলেন এবং এমনকি এটি না জেনেই এটি আবিষ্কার করেছিলেন। 

কারণ সমস্ত ভরহীন কণা এই গতিতে ভ্রমণ করতে সক্ষম, এবং যেহেতু আলো ভরহীন, তাই এটি সেই গতিতে ভ্রমণ করতে পারে। এবং তাই, আলোর গতি আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ ভিত্তি হয়ে উঠেছে। কিন্তু তারপরও, কেন সেই সংখ্যাটি, সেই মান সহ, এবং অন্য কোনো এলোমেলো সংখ্যা নয়? কেন প্রকৃতি যে একটি বাছাই এবং অন্য কোন? কি হচ্ছে? এটাকে অর্থহীন করে তুলছে ওয়েল, সংখ্যা সত্যিই কোন ব্যাপার না. সর্বোপরি এটির ইউনিট রয়েছে: প্রতি সেকেন্ডে মিটার।

 এবং পদার্থবিজ্ঞানে যেকোন সংখ্যার সাথে একক সংযুক্ত আছে তার যে কোনো পুরানো মান থাকতে পারে, কারণ এর মানে হল আপনাকে এককগুলিকে সংজ্ঞায়িত করতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, আলোর গতি প্রতি সেকেন্ডে মিটারে প্রকাশ করার জন্য, প্রথমে আপনাকে সিদ্ধান্ত নিতে হবে যে হেক একটি মিটার কী এবং হেক একটি সেকেন্ড কী। এবং তাই আলোর গতির সংজ্ঞাটি দৈর্ঘ্য এবং সময়ের সংজ্ঞার সাথে আবদ্ধ। পদার্থবিজ্ঞানে, আমরা ধ্রুবকগুলির সাথে বেশি উদ্বিগ্ন যেগুলির কোন একক বা মাত্রা নেই - অন্য কথায়, আমাদের ভৌত তত্ত্বগুলিতে উপস্থিত ধ্রুবকগুলি শুধু সরল সংখ্যা। এগুলো অনেক বেশি মৌলিক বলে মনে হয়, কারণ এগুলো অন্য কোনো সংজ্ঞার উপর নির্ভর করে না। 

এটি বলার আরেকটি উপায় হল যে, আমরা যদি কিছু এলিয়েন সভ্যতার সাথে দেখা করি, তাহলে আমাদের আলোর গতির তাদের পরিমাপ বোঝার কোন উপায় থাকবে না, কিন্তু যখন এটি মাত্রাহীন ধ্রুবকের কথা আসে, আমরা সবাই একমত হতে পারি। এগুলি কেবল সংখ্যা। এরকম একটি সংখ্যা সূক্ষ্ম গঠন ধ্রুবক হিসাবে পরিচিত, যা আলোর গতি, প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক এবং মুক্ত স্থানের অনুমতি হিসাবে পরিচিত কিছুর সংমিশ্রণ। এর মান প্রায় 0.007। 0.007 কি? মাত্র 0.007। যেমন আমি বলেছি, এটি একটি সংখ্যা মাত্র। সুতরাং একদিকে, আলোর গতি যা হতে চায় তা হতে পারে, কারণ এর একক রয়েছে এবং আমাদের এককগুলিকে সংজ্ঞায়িত করতে হবে। কিন্তু অন্যদিকে, আলোর গতি ঠিক কী তা ছাড়া অন্য কিছু হতে পারে না, কারণ আপনি যদি আলোর গতি পরিবর্তন করতে চান তবে আপনি সূক্ষ্ম গঠন ধ্রুবক পরিবর্তন করবেন। 

কিন্তু আমাদের মহাবিশ্ব আনুমানিক 0.007 হতে সূক্ষ্ম গঠন ধ্রুবক বেছে নিয়েছে, এবং অন্য কিছু নয়। এটি কেবল মহাবিশ্বে আমরা বাস করি এবং আমরা এটি সম্পর্কে কোনও বিকল্প পাই না। এবং যেহেতু এটি স্থির এবং সার্বজনীন, তাই আলোর গতি ঠিক যা তা হতে হবে। আলো কি দ্রুত গতিতে চলে? আলো কি সবসময় একই গতিতে চলে? আলোর চেয়েও কি কিছু দ্রুত? কেন আমরা আলোর গতিকে অতিক্রম করতে পারি না? ?