আপনি কি সেই ছড়াটি মনে রাখেন … “টুইঙ্কল, টুইঙ্কল লিটল স্টার…”?

তারাভরা রাত আমাদের শৈশব থেকেই আকর্ষণ করে এসেছে। আপনিও নিশ্চয়ই এই তারাগুলো নিয়ে ভেবেছেন এবং আপনার মনে অসংখ্য প্রশ্ন জেগেছে। যেমন: আকাশে কতগুলি তারা আছে? তারা কীভাবে সৃষ্টি হলো? কেউ কি আকাশের শেষ প্রান্তে পৌঁছাতে পারে? সম্ভবত এরকম আরও অনেক প্রশ্ন এখনও আপনার মনে ঘুরপাক খাচ্ছে। এই অধ্যায়ে, আপনি শিখবেন কীভাবে এই “টুইঙ্কল করা ছোট্ট তারাগুলো” গঠিত হয়েছিল। এর সাথে সাথে আপনি শেষ পর্যন্ত পৃথিবীর উৎপত্তি ও বিবর্তনের গল্পও পড়বেন।

প্রাথমিক তত্ত্বসমূহ

পৃথিবীর উৎপত্তি

পৃথিবীর উৎপত্তি সম্পর্কে বিভিন্ন দার্শনিক ও বিজ্ঞানী বহু সংখ্যক অনুকল্প (হাইপোথিসিস) উপস্থাপন করেছিলেন। এর মধ্যে একটি প্রাথমিক ও জনপ্রিয় যুক্তি ছিল জার্মান দার্শনিক ইমানুয়েল কান্টের। গণিতবিদ ল্যাপ্লাস ১৭৯৬ সালে এটি সংশোধন করেন। এটি নেবুলার হাইপোথিসিস নামে পরিচিত। এই অনুকল্পে বিবেচনা করা হয়েছিল যে, একটি যুবা সূর্যের সাথে সম্পর্কিত পদার্থের মেঘ থেকে গ্রহগুলি গঠিত হয়েছিল, যা ধীরে ধীরে ঘুরছিল। ১৯৫০ সালে, রাশিয়ার অটো স্মিট এবং জার্মানির কার্ল ভাইজাসকার বিস্তারিতভাবে কিছুটা ভিন্নতা সত্ত্বেও ‘নেবুলার হাইপোথিসিস’ সংশোধন করেছিলেন। তারা বিবেচনা করেছিলেন যে সূর্য সৌর নীহারিকা দ্বারা বেষ্টিত ছিল যাতে প্রধানত হাইড্রোজেন ও হিলিয়ামের পাশাপাশি ধূলিকণাও বিদ্যমান ছিল। কণাগুলোর ঘর্ষণ ও সংঘর্ষ একটি চাকতি-আকৃতির মেঘের সৃষ্টি করেছিল এবং এক্রিশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গ্রহগুলি গঠিত হয়েছিল।

যাইহোক, পরবর্তী সময়ের বিজ্ঞানীরা শুধুমাত্র পৃথিবী বা গ্রহগুলির উৎপত্তির সমস্যার পরিবর্তে মহাবিশ্বের উৎপত্তির সমস্যা নিয়ে কাজ করেছিলেন।

আধুনিক তত্ত্বসমূহ

মহাবিশ্বের উৎপত্তি

মহাবিশ্বের উৎপত্তি সম্পর্কে সবচেয়ে জনপ্রিয় যুক্তি হল বিগ ব্যাং তত্ত্ব। এটিকে সম্প্রসারিত মহাবিশ্ব অনুকল্পও বলা হয়। ১৯২০ সালে, এডউইন হাবল প্রমাণ দিয়েছিলেন যে মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে। সময় যত যায়, ছায়াপথগুলি একে অপরের থেকে আরও দূরে সরে যাচ্ছে। আপনি পরীক্ষা করে দেখতে পারেন যে সম্প্রসারিত মহাবিশ্ব বলতে কী বোঝায়। একটি বেলুন নিন এবং তার উপর কিছু বিন্দু চিহ্নিত করুন যা ছায়াপথগুলিকে প্রতিনিধিত্ব করবে। এখন, আপনি যদি বেলুনটি ফুলানো শুরু করেন, বেলুনটি প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে বেলুনের উপর চিহ্নিত বিন্দুগুলি একে অপরের থেকে দূরে সরে যেতে দেখা যাবে। একইভাবে, ছায়াপথগুলির মধ্যকার দূরত্বও বৃদ্ধি পাচ্ছে বলে পাওয়া যায় এবং সেইজন্য, মহাবিশ্বকে প্রসারিত বলে বিবেচনা করা হয়। তবে, আপনি দেখতে পাবেন যে বেলুনের বিন্দুগুলির মধ্যকার দূরত্ব বৃদ্ধির পাশাপাশি, বিন্দুগুলি নিজেরাও প্রসারিত হচ্ছে। এটি বাস্তবতার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ নয়। বিজ্ঞানীদের বিশ্বাস যে যদিও ছায়াপথগুলির মধ্যকার স্থান বৃদ্ধি পাচ্ছে, পর্যবেক্ষণগুলি ছায়াপথগুলির প্রসারণকে সমর্থন করে না। সুতরাং, বেলুনের উদাহরণটি শুধুমাত্র আংশিকভাবে সঠিক।

বিগ ব্যাং তত্ত্ব মহাবিশ্বের বিকাশের নিম্নলিখিত পর্যায়গুলি বিবেচনা করে।

(i) শুরুতে, মহাবিশ্ব গঠনকারী সমস্ত পদার্থ একটি “ক্ষুদ্র বল” (একক পরমাণু) আকারে এক স্থানে বিদ্যমান ছিল যার আয়তন ছিল অকল্পনীয় রকমের ছোট, অসীম তাপমাত্রা এবং অসীম ঘনত্ব।

(ii) বিগ ব্যাং-এ “ক্ষুদ্র বল"টি violently বিস্ফোরিত হয়েছিল। এর ফলে একটি বিশাল প্রসারণ ঘটে। বর্তমানে সাধারণভাবে স্বীকৃত যে বিগ ব্যাং ঘটনাটি বর্তমান সময় থেকে ১৩.৭ বিলিয়ন বছর আগে ঘটেছিল। এই প্রসারণ বর্তমান সময় পর্যন্তও অব্যাহত রয়েছে। এটি বড় হওয়ার সাথে সাথে, কিছু শক্তি পদার্থে রূপান্তরিত হয়েছিল। বিস্ফোরণের পর ভগ্নাংশ সেকেন্ডের মধ্যে বিশেষভাবে দ্রুত প্রসারণ ঘটেছিল। তারপর থেকে, প্রসারণের গতি কমে গেছে। বিগ ব্যাং ঘটনার প্রথম তিন মিনিটের মধ্যে, প্রথম পরমাণু গঠিত হতে শুরু করে।

(iii) বিগ ব্যাং থেকে ৩০০,০০০ বছরের মধ্যে, তাপমাত্রা $4,500 \mathrm{~K}$ (কেলভিন) এ নেমে এসেছিল এবং পারমাণবিক পদার্থের সৃষ্টি করেছিল। মহাবিশ্ব স্বচ্ছ হয়ে উঠেছিল।

মহাবিশ্বের প্রসারণ বলতে ছায়াপথগুলির মধ্যকার স্থানের বৃদ্ধি বোঝায়। এর একটি বিকল্প ছিল হয়েলের স্থির অবস্থা ধারণা। এটি বিবেচনা করেছিল যে মহাবিশ্ব যেকোনো সময়ে প্রায় একই রকম। যাইহোক, সম্প্রসারিত মহাবিশ্ব সম্পর্কে আরও প্রমাণ পাওয়ার সাথে সাথে, বর্তমানে বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায় সম্প্রসারিত মহাবিশ্বের যুক্তিকে সমর্থন করে।

নক্ষত্র গঠন

প্রাথমিক মহাবিশ্বে পদার্থ ও শক্তির বণ্টন সমান ছিল না। এই প্রাথমিক ঘনত্বের পার্থক্যগুলি মহাকর্ষীয় বলের পার্থক্যের সৃষ্টি করেছিল এবং এটি পদার্থগুলিকে একত্রিত হতে বাধ্য করেছিল। এগুলি ছায়াপথগুলির বিকাশের ভিত্তি গঠন করেছিল। একটি ছায়াপথে প্রচুর সংখ্যক নক্ষত্র থাকে। ছায়াপথগুলি বিশাল দূরত্বে ছড়িয়ে আছে যা হাজার হাজার আলোকবর্ষে পরিমাপ করা হয়। পৃথক ছায়াপথগুলির ব্যাস ৮০,০০০-১৫০,০০০ আলোকবর্ষ পর্যন্ত হয়। একটি ছায়াপথ নীহারিকা নামক একটি অত্যন্ত বড় মেঘ আকারে হাইড্রোজেন গ্যাসের সঞ্চয়ের মাধ্যমে গঠিত হতে শুরু করে। অবশেষে, বর্ধিষ্ণু নীহারিকা গ্যাসের স্থানীয় গুচ্ছ বিকশিত করে। এই গুচ্ছগুলি আরও ঘন গ্যাসীয় বস্তুতে পরিণত হতে থাকে, যার ফলে নক্ষত্রের সৃষ্টি হয়। ধারণা করা হয় যে নক্ষত্র গঠন ঘটেছিল প্রায় ৫-৬ বিলিয়ন বছর আগে।

একটি আলোকবর্ষ হল দূরত্বের মাপ, সময়ের নয়। আলো $300,000 \mathrm{~km} /$ সেকেন্ড গতিতে চলে। এটি বিবেচনা করে, আলো এক বছরে যে দূরত্ব অতিক্রম করবে তাকে এক আলোকবর্ষ ধরা হয়। এটি $9.46110^{12} \mathrm{~km}$ এর সমান। সূর্য ও পৃথিবীর মধ্যে গড় দূরত্ব হল $149,598,000 \mathrm{~km}$। আলোকবর্ষের হিসেবে, এটি ৮.৩১১ মিনিট।

গ্রহ গঠন

গ্রহগুলির বিকাশের নিম্নলিখিত পর্যায়গুলি বিবেচনা করা হয়:

(i) নক্ষত্রগুলি একটি নীহারিকার মধ্যে গ্যাসের স্থানীয় গুচ্ছ। গুচ্ছগুলির মধ্যে মহাকর্ষীয় বল গ্যাস মেঘের একটি কেন্দ্র গঠনের দিকে নিয়ে যায় এবং গ্যাস কেন্দ্রের চারপাশে গ্যাস ও ধূলির একটি বিশাল ঘূর্ণায়মান চাকতি বিকশিত হয়। (ii) পরবর্তী পর্যায়ে, গ্যাস মেঘ ঘনীভূত হতে শুরু করে এবং কেন্দ্রের চারপাশের পদার্থ ছোট গোলাকার বস্তুতে পরিণত হয়। এই ছোট গোলাকার বস্তুগুলি সংসক্তি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গ্রহাণু (প্ল্যানেটেসিমাল) নামে পরিচিত বস্তুতে পরিণত হয়। সংঘর্ষের মাধ্যমে বড় বস্তু গঠন হতে শুরু করে, এবং মহাকর্ষীয় আকর্ষণ পদার্থগুলিকে একসাথে আটকে থাকতে বাধ্য করে। গ্রহাণু হল প্রচুর সংখ্যক ছোট বস্তু।

(iii) চূড়ান্ত পর্যায়ে, এই বিপুল সংখ্যক ছোট ছোট গ্রহাণুগুলি একত্রিত হয়ে গ্রহ আকারে কম সংখ্যক বড় বস্তু গঠন করে।

পৃথিবীর বিবর্তন

আপনি কি জানেন যে গ্রহ পৃথিবী প্রাথমিকভাবে একটি অনুর্বর, পাথুরে এবং উত্তপ্ত বস্তু ছিল যার বায়ুমণ্ডল ছিল হাইড্রোজেন ও হিলিয়ামের একটি পাতলা স্তর। এটি বর্তমান পৃথিবীর চিত্র থেকে অনেক দূরের। সুতরাং, অবশ্যই কিছু ঘটনা/প্রক্রিয়া ছিল, যা পাথুরে, অনুর্বর এবং উত্তপ্ত পৃথিবী থেকে প্রচুর পরিমাণে জল এবং জীবন বিদ্যমানের অনুকূল বায়ুমণ্ডল সহ একটি সুন্দর গ্রহে এই পরিবর্তন ঘটিয়েছে। নিম্নলিখিত বিভাগে, আপনি দেখতে পাবেন কীভাবে ৪,৬০০ মিলিয়ন বছর এবং বর্তমান সময়ের মধ্যবর্তী সময়কালটি গ্রহের পৃষ্ঠে জীবনের বিবর্তনের দিকে নিয়ে গেছে।

পৃথিবীর একটি স্তরযুক্ত কাঠামো রয়েছে। বায়ুমণ্ডলের সর্ববহিঃস্থ প্রান্ত থেকে পৃথিবীর কেন্দ্র পর্যন্ত, যে পদার্থ বিদ্যমান তা অভিন্ন নয়। বায়ুমণ্ডলীয় পদার্থের ঘনত্ব সবচেয়ে কম। পৃষ্ঠ থেকে গভীর গভীরতায়, পৃথিবীর অভ্যন্তরে বিভিন্ন অঞ্চল রয়েছে এবং এর প্রতিটিতে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যযুক্ত পদার্থ রয়েছে।

পৃথিবীর স্তরযুক্ত কাঠামো কীভাবে বিকশিত হয়েছিল?

ভূত্বকের বিবর্তন

পৃথিবী তার আদিম পর্যায়ে বেশিরভাগই উদ্বায়ী অবস্থায় ছিল। ঘনত্ব ধীরে ধীরে বৃদ্ধির কারণে ভিতরের তাপমাত্রা বেড়েছে। ফলস্বরূপ ভিতরের পদার্থ তাদের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে পৃথক হতে শুরু করে। এটি ভারী পদার্থগুলিকে (লোহার মতো) পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে ডুবে যেতে এবং হালকা পদার্থগুলিকে পৃষ্ঠের দিকে যেতে দেয়। সময়ের সাথে সাথে এটি আরও শীতল হয় এবং কঠিন ও ঘনীভূত হয়ে ছোট আকারে পরিণত হয়। এটি পরে ভূত্বক আকারে বাইরের পৃষ্ঠের বিকাশের দিকে নিয়ে যায়। চাঁদের গঠনের সময়, বিশাল প্রভাবের কারণে, পৃথিবী আরও উত্তপ্ত হয়েছিল। পৃথিবী গঠনকারী পদার্থ পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বিভিন্ন স্তরে বিভক্ত হয়েছিল। পৃষ্ঠ থেকে কেন্দ্রীয় অংশগুলি পর্যন্ত, আমাদের ভূত্বক, ম্যান্টল, বহিঃকেন্দ্র এবং অন্তঃকেন্দ্রের মতো স্তর রয়েছে। ভূত্বক থেকে কেন্দ্র পর্যন্ত, পদার্থের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। আমরা পরের অধ্যায়ে এই প্রতিটি স্তরের বৈশিষ্ট্য নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করব।

বায়ুমণ্ডল ও জলমণ্ডলের বিবর্তন

পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের বর্তমান গঠনে প্রধানত নাইট্রোজেন ও অক্সিজেন অবদান রাখে। আপনি অধ্যায় ৮-এ পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের গঠন ও কাঠামো নিয়ে আলোচনা করবেন।

বর্তমান বায়ুমণ্ডলের বিবর্তনে তিনটি পর্যায় রয়েছে। প্রথম পর্যায়টি আদিম বায়ুমণ্ডলের হারানোর দ্বারা চিহ্নিত। দ্বিতীয় পর্যায়ে, পৃথিবীর উত্তপ্ত অভ্যন্তর বায়ুমণ্ডলের বিবর্তনে অবদান রেখেছিল। শেষ পর্যন্ত, বায়ুমণ্ডলের গঠন সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে জীবজগৎ দ্বারা পরিবর্তিত হয়েছিল।

হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম সহ প্রাথমিক বায়ুমণ্ডল, সৌর বায়ুর ফলে ছিন্নভিন্ন হয়ে গিয়েছিল বলে ধারণা করা হয়। এটি শুধুমাত্র পৃথিবীর ক্ষেত্রেই নয়, সমস্ত স্থলজ গ্রহের ক্ষেত্রেই ঘটেছিল, যেগুলি সৌর বায়ুর প্রভাবে তাদের আদিম বায়ুমণ্ডল হারিয়েছিল বলে ধারণা করা হয়।

পৃথিবী শীতল হওয়ার সময়, গ্যাস ও জলীয় বাষ্প কঠিন পৃথিবীর অভ্যন্তর থেকে নির্গত হয়েছিল। এটি বর্তমান বায়ুমণ্ডলের বিবর্তন শুরু করে। প্রাথমিক বায়ুমণ্ডলে মূলত জলীয় বাষ্প, নাইট্রোজেন, কার্বন ডাই অক্সাইড, মিথেন, অ্যামোনিয়া এবং খুব কম মুক্ত অক্সিজেন ছিল। যে প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গ্যাসগুলি অভ্যন্তর থেকে নির্গত হয়েছিল তাকে ডিগ্যাসিং বলে। অবিরাম আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাত বায়ুমণ্ডলে জলীয় বাষ্প ও গ্যাসের অবদান রেখেছিল। পৃথিবী শীতল হওয়ার সাথে সাথে, নির্গত জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হতে শুরু করে। বায়ুমণ্ডলের কার্বন ডাই অক্সাইড বৃষ্টির জলে দ্রবীভূত হয় এবং তাপমাত্রা আরও কমে যায় যার ফলে আরও ঘনীভবন এবং আরও বৃষ্টিপাত ঘটে। পৃষ্ঠে পড়া বৃষ্টির জল অবনমনে জমা হয়ে মহাসাগরের সৃষ্টি করে। পৃথিবীর মহাসাগরগুলি পৃথিবী গঠনের ৫০০ মিলিয়ন বছরের মধ্যে গঠিত হয়েছিল। এটি আমাদের বলে যে মহাসাগরগুলি ৪,০০০ মিলিয়ন বছর পুরনো। প্রায় ৩,৮০০ মিলিয়ন বছর আগে, জীবন বিবর্তিত হতে শুরু করে। যাইহোক, বর্তমান সময় থেকে প্রায় ২,৫০০-৩,০০০ মিলিয়ন বছর আগে, সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়া বিবর্তিত হয়েছিল। জীবন দীর্ঘ সময় ধরে মহাসাগরেই সীমাবদ্ধ ছিল। সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে মহাসাগরগুলি অক্সিজেনের অবদান পেতে শুরু করে। অবশেষে, মহাসাগরগুলি অক্সিজেনে পরিপূর্ণ হয়ে ওঠে এবং ২,০০০ মিলিয়ন বছর আগে, অক্সিজেন বায়ুমণ্ডলে প্রবাহিত হতে শুরু করে।

জীবনের উৎপত্তি

পৃথিবীর বিবর্তনের শেষ পর্যায়টি জীবনের উৎপত্তি ও বিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত। এটা নিঃসন্দেহে স্পষ্ট যে প্রাথমিকভাবে পৃথিবী বা এমনকি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলও জীবনের বিকাশের অনুকূল ছিল না। আধুনিক বিজ্ঞানীরা জীবনের উৎপত্তিকে এক ধরনের রাসায়নিক বিক্রিয়া বলে উল্লেখ করেন, যা প্রথমে জটিল জৈব অণু তৈরি করেছিল এবং সেগুলিকে একত্রিত করেছিল। এই সমাবেশ এমন ছিল যে তারা নির্জীব পদার্থকে জীবন্ত পদার্থে রূপান্তরিত করে নিজেদের প্রতিলিপি তৈরি করতে পারে। এই গ্রহে বিভিন্ন সময়ে যে জীবন বিদ্যমান ছিল তার রেকর্ড শিলায় জীবাশ্ম আকারে পাওয়া যায়। বর্তমান নীল শৈবালের রূপের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত অণুবীক্ষণিক কাঠামো প্রায় ৩,০০০ মিলিয়ন বছরেরও বেশি পুরনো ভূতাত্ত্বিক গঠনে পাওয়া গেছে। ধারণা করা যায় যে জীবন প্রায় ৩,৮০০ মিলিয়ন বছর আগে বিবর্তিত হতে শুরু করে। এককোষী ব্যাকটেরিয়া থেকে আধুনিক মানুষ পর্যন্ত জীবনের বিবর্তনের সারসংক্ষেপ পৃষ্ঠা ১৮-এ ভূতাত্ত্বিক সময়সীমায় দেওয়া হয়েছে।

অনুশীলনী

১. বহু নির্বাচনী প্রশ্ন।

(i) নিচের কোন চিত্রটি পৃথিবীর বয়সের প্রতিনিধিত্ব করে?
(ক) ৪.৬ মিলিয়ন বছর
(গ) ৪.৬ বিলিয়ন বছর
(খ) ১৩.৭ বিলিয়ন বছর
(ঘ) ১৩.৭ ট্রিলিয়ন বছর

(ii) নিচের কোনটি বর্তমান বায়ুমণ্ডলের গঠন বা পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত নয়?
(ক) সৌর বায়ু
(গ) ডিগ্যাসিং
(খ) পৃথকীকরণ
(ঘ) সালোকসংশ্লেষণ

(iii) বর্তমান সময় থেকে কত বছর আগে পৃথিবীতে জীবন আবির্ভূত হয়েছিল?
(ক) ১৩.৭ বিলিয়ন
(গ) ৪.৬ বিলিয়ন
(খ) ৩.৮ মিলিয়ন
(ঘ) ৩.৮ বিলিয়ন

২. প্রায় ৩০ শব্দে নিম্নলিখিত প্রশ্নগুলির উত্তর দিন।

(i) পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া বলতে কী বোঝায়?

(ii) প্রাথমিকভাবে পৃথিবীর পৃষ্ঠের প্রকৃতি কেমন ছিল?

(iii) কোন গ্যাসগুলি প্রাথমিকভাবে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল গঠন করেছিল?

৩. প্রায় ১৫০ শব্দে নিম্নলিখিত প্রশ্নগুলির উত্তর দিন।

(i) ‘বিগ ব্যাং তত্ত্ব’ সম্পর্কে একটি ব্যাখ্যামূলক নোট লিখুন।

(ii) পৃথিবীর বিবর্তনের পর্যায়গুলি তালিকাভুক্ত করুন এবং প্রতিটি পর্যায় সংক্ষেপে ব্যাখ্যা করুন।

প্রকল্প কাজ

নিম্নলিখিত দিকগুলি বরাবর “স্টারডাস্ট” প্রকল্প (ওয়েবসাইট: www.sci.edu/public.html এবং www.nasm.edu) সম্পর্কে তথ্য সংগ্রহ করুন।

(i) কোন সংস্থা এই প্রকল্প চালু করেছে?

(ii) বিজ্ঞানীরা কেন স্টারডাস্ট সংগ্রহ করতে আগ্রহী?

(iii) স্টারডাস্ট কোথা থেকে সংগ্রহ করা হচ্ছে?