মহাবিশ্বের সীমানায় (পর্ব-০২): টেলিস্কোপের বিপ্লব

১৬০৯ সালের কোনো এক রাতে ইতালির পাদুয়া নগরীতে গ্যালিলিও গ্যালিলি যখন তার নিজের হাতে বানানো একটি নলের ভেতর দিয়ে আকাশের দিকে তাকালেন, তিনি সম্ভবত জানতেন না যে তিনি মানব সভ্যতার চিরন্তন একটি প্রশ্নের উত্তর খোঁজার পথ খুলে দিচ্ছেন। চাঁদের খাড়া পাহাড়, বৃহস্পতির চারটি উপগ্রহ আর শুক্রের কলা—এইসব পর্যবেক্ষণ শুধু জ্যোতির্বিদ্যার ইতিহাসই বদলে দেয়নি, বদলে দিয়েছিল মহাবিশ্বে মানুষের অবস্থান সম্পর্কে আমাদের ধারণা। সেই সাধারণ কাঁচের লেন্স থেকে আজকের জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপের ইনফ্রারেড চোখ—এই চারশো বছরের পথচলা এক রোমাঞ্চকর বৈজ্ঞানিক ইতিহাস।

লেন্সের জন্ম ও গ্যালিলিওর পূর্বসূরিরা: টেলিস্কোপের প্রথম প্রহর

অনেকেই মনে করেন গ্যালিলিও টেলিস্কোপ আবিষ্কার করেছিলেন। কিন্তু ইতিহাস বলে ভিন্ন কথা। খ্রিস্টপূর্ব ৭১০-৭৫০ সালের দিকেও উত্তল লেন্সের মতো দেখতে ক্রিস্টাল ব্যবহৃত হতো, যা এখন ব্রিটিশ মিউজিয়ামে সংরক্ষিত। তবে আধুনিক টেলিস্কোপের ধারণাটি প্রথম বাস্তব রূপ পায় ১৬০৮ সালে, যখন নেদারল্যান্ডসের চশমা নির্মাতা হ্যান্স লিপারশে একটি টিউবের দুই প্রান্তে দুটি লেন্স বসিয়ে দূরের বস্তুকে বড় করে দেখার যন্ত্র তৈরি করেন। তিনি ডাচ সরকারের কাছে পেটেন্টের আবেদন করেছিলেন, কিন্তু একই ধরনের যন্ত্র তৈরি করছিলেন আরও দুজন ডাচ অপটিশিয়ান, যার ফলে কখনোই এককভাবে কাউকে আবিষ্কারক হিসেবে স্বীকৃতি দেওয়া যায়নি।

তারপর এলেন গ্যালিলিও গ্যালিলি। তিনি লিপারশের যন্ত্রের কথা শুনে নিজেই উন্নততর সংস্করণ তৈরি করেন, যা ২০x থেকে ৩০x পর্যন্ত বিবর্ধন ক্ষমতাসম্পন্ন ছিল। গ্যালিলিওকে এত গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে তার টেলিস্কোপ নির্মাণ নয়, বরং তিনি সর্বপ্রথম এই যন্ত্রকে আকাশের দিকে তাক করেছিলেন এবং যা দেখেছিলেন তা লিপিবদ্ধ করেছিলেন। চাঁদের পৃষ্ঠ মসৃণ নয় বরং পর্বতময়, বৃহস্পতি গ্রহের চারটি উপগ্রহ রয়েছে, শুক্র গ্রহের কলা আছে—এই আবিষ্কারগুলো কোপার্নিকাসের সূর্যকেন্দ্রিক মহাবিশ্বের তত্ত্বকে সমর্থন জানায় এবং মধ্যযুগীয় ধর্মীয় বিশ্বাসের ভিত নাড়িয়ে দেয়।

আয়নার যুগ: নিউটনের প্রতিফলক বিপ্লব

গ্যালিলিওর টেলিস্কোপ ছিল প্রতিসারক (Refractor), অর্থাৎ এতে লেন্স ব্যবহার করে আলো ফোকাস করা হতো। কিন্তু এতে একটি বড় সমস্যা ছিল—বর্ণবিচ্যুতি বা ক্রোম্যাটিক অ্যাবেরেশন। লেন্সের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় বিভিন্ন রঙের আলো বিভিন্ন বিন্দুতে ফোকাস হতো, যার ফলে প্রতিবিম্বের চারপাশে রঙিন বলয় দেখা যেত।

এই সমস্যার সমাধান দেন স্যার আইজাক নিউটন। ১৬৬৮ সালে তিনি বিশ্বের প্রথম প্রতিফলক টেলিস্কোপ (Reflector) তৈরি করেন, যেখানে লেন্সের বদলে বাঁকা আয়না ব্যবহার করে আলো ফোকাস করা হয়। আয়নায় আলো প্রতিফলিত হয় বলে সব রঙ একই বিন্দুতে ফোকাস হয়, ফলে বর্ণবিচ্যুতির সমস্যা দূর হয়। নিউটনের এই আবিষ্কার টেলিস্কোপ নির্মাণের জগতে বিপ্লব নিয়ে আসে। পরবর্তীতে লোরঁ কাসগ্রাঁ আরও উন্নত ডিজাইন তৈরি করেন, যেখানে প্রধান আয়না থেকে আলো প্রতিফলিত হয়ে দ্বিতীয় আয়নার মাধ্যমে আইপিসে পৌঁছায়। আধুনিককালের প্রায় সব বড় গবেষণা টেলিস্কোপ এই প্রতিফলক নীতিতেই তৈরি।

(আরও পড়ুন - শিপ অফ থিসিউস)

পৃথিবীর বাধা পেরিয়ে: হাবল স্পেস টেলিস্কোপের বিপ্লব

পৃথিবীর বুকে যত বড় আর যত শক্তিশালী টেলিস্কোপই তৈরি হোক না কেন, বায়ুমণ্ডল সবসময়ই জ্যোতির্বিদদের সবচেয়ে বড় শত্রু ছিল। বায়ুমণ্ডলের অনিয়মিত ঘনত্বের কারণে তারাদের আলো কাঁপতে থাকে (যাকে আমরা "টুইংকলিং" বলি), আর বায়ুমণ্ডল অনেক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো (বিশেষ করে অতিবেগুনি ও ইনফ্রারেড) সম্পূর্ণরূপে শোষণ করে নেয়। ১৯৪৬ সালে জ্যোতির্বিজ্ঞানী লাইম্যান স্পিটজার সর্বপ্রথম মহাকাশে টেলিস্কোপ স্থাপনের প্রস্তাব দেন। প্রায় চার দশকের পরিকল্পনা, নকশা ও নির্মাণকাজ শেষে ১৯৯০ সালের ২৪ এপ্রিল স্পেস শাটল ডিসকভারির মাধ্যমে পৃথিবীর কক্ষপথে স্থাপিত হয় হাবল স্পেস টেলিস্কোপ।

কিন্তু শুরুতেই বিপর্যয়! উৎক্ষেপণের পর দেখা গেল হাবলের প্রধান আয়নাটি ভুলভাবে পালিশ করা হয়েছে, যার ফলে প্রতিবিম্ব অস্পষ্ট হয়ে আসছে। ১৯৯৩ সালে নভোচারীরা মহাকাশে গিয়ে হাবলে "চশমা" (COSTAR) পরিয়ে দেন, এবং এরপর থেকেই শুরু হয় হাবলের স্বর্ণযুগ। পিলার্স অফ ক্রিয়েশন, হাবল ডিপ ফিল্ড, ডার্ক এনার্জির আবিষ্কার—হাবল আমাদের মহাবিশ্ব সম্পর্কে ধারণা সম্পূর্ণ বদলে দিয়েছে। ২০২৫ সালের মে মাসে হাবল তার ৩৫ বছর পূর্ণ করেছে এবং এখনো কাজ করে যাচ্ছে, যা সত্যিই এক ইঞ্জিনিয়ারিং বিস্ময়।

ইনফ্রারেড চোখে মহাবিশ্বের প্রথম প্রহর: জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ

হাবল যেখানে থেমেছে, জেমস ওয়েব সেখান থেকে শুরু করেছে। ২০২১ সালের ২৫ ডিসেম্বর ফ্রেঞ্চ গায়ানার কুরু মহাকাশ কেন্দ্র থেকে আরিয়ান ৫ রকেটে চেপে মহাকাশে পাড়ি জমায় জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ। নাসা, ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থা (ESA) ও কানাডীয় মহাকাশ সংস্থার (CSA) যৌথ প্রচেষ্টায় তৈরি এই টেলিস্কোপের পেছনে খরচ হয়েছে প্রায় ১০ বিলিয়ন ডলার এবং লেগেছে প্রায় তিন দশক।

জেমস ওয়েব আর হাবলের মধ্যে সবচেয়ে বড় পার্থক্য হলো তরঙ্গদৈর্ঘ্য। হাবল মূলত দৃশ্যমান ও অতিবেগুনি আলোয় দেখে, কিন্তু জেমস ওয়েব দেখে ইনফ্রারেড আলোয়। কেন ইনফ্রারেড এত গুরুত্বপূর্ণ? কারণ মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হচ্ছে, এবং দূরবর্তী গ্যালাক্সি থেকে আসা আলো এই সম্প্রসারণের ফলে প্রসারিত হয়ে দৃশ্যমান আলো থেকে ইনফ্রারেডে পরিণত হয়—একেই বলে রেডশিফট। তাই মহাবিশ্বের প্রথম দিকের গ্যালাক্সি ও প্রথম প্রজন্মের নক্ষত্র দেখতে গেলে ইনফ্রারেড ছাড়া কোনো উপায় নেই।

উপরন্তু, মহাকাশের ধূলিকণার মেঘ দৃশ্যমান আলো আটকে দেয়, কিন্তু ইনফ্রারেড আলো সেই ধূলা ভেদ করে যেতে পারে। ফলে নতুন নক্ষত্র জন্ম নেওয়া ধূলিময় অঞ্চল, গ্রহ সৃষ্টির চাকতি—এসবের ভেতরটা দেখতে জেমস ওয়েব অদ্বিতীয়।

টেলিস্কোপটির প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যও অভাবনীয়। এর প্রধান আয়নাটির ব্যাস ৬.৫ মিটার, যা হাবলের ২.৪ মিটারের তুলনায় প্রায় তিন গুণ বড়। আয়নাটি একটি একক কাঁচের টুকরো নয়, বরং বেরিলিয়াম ধাতুর তৈরি ১৮টি ষড়ভুজাকৃতির সেগমেন্টের সমন্বয়ে গঠিত, যা মহাকাশে গিয়ে রোবোটিক পদ্ধতিতে খুলে সাজানো হয়েছে। টেলিস্কোপটির সাথে রয়েছে টেনিস কোর্টের সমান সূর্যরক্ষাকারী ঢাল (Sunshield), যা টেলিস্কোপের যন্ত্রপাতিকে সূর্যের তাপ থেকে সুরক্ষিত রেখে -২৩৩° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ঠান্ডা রাখে। এই চরম ঠান্ডা তাপমাত্রা ইনফ্রারেড পর্যবেক্ষণের জন্য অপরিহার্য, কারণ টেলিস্কোপ নিজে যদি গরম থাকে, তাহলে তার নিজস্ব তাপীয় বিকিরণই পর্যবেক্ষণ নষ্ট করে দেবে।

জেমস ওয়েবের নামকরণ করা হয়েছে নাসার দ্বিতীয় প্রশাসক জেমস এডউইন ওয়েবের নামে, যিনি ১৯৬১ থেকে ১৯৬৮ সাল পর্যন্ত নাসার নেতৃত্ব দিয়েছিলেন এবং অ্যাপোলো চন্দ্রাভিযানের সাফল্যের পেছনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রেখেছিলেন। একজন বিজ্ঞানী নন, একজন প্রশাসক হয়েও তার অবদান এতটাই গুরুত্বপূর্ণ ছিল যে তার নামেই নামকরণ করা হয়েছে মানব ইতিহাসের সবচেয়ে শক্তিশালী টেলিস্কোপটির।

(আরও পড়ুন - স্পর্শের বিভ্রম)

ওয়েবের চোখে নতুন মহাবিশ্ব: সাম্প্রতিক আবিষ্কারসমূহ

২০২২ সালের ১১ জুলাই জেমস ওয়েবের তোলা প্রথম ছবি "ওয়েবস ফার্স্ট ডিপ ফিল্ড" প্রকাশিত হওয়ার পর থেকেই এটি প্রতিনিয়ত নতুন নতুন আবিষ্কার করে যাচ্ছে। গত কয়েক মাসেই জেমস ওয়েব বেশ কিছু যুগান্তকারী আবিষ্কার করেছে:

• গ্রহ ও নক্ষত্রের মধ্যবর্তী রেখা মুছে যাচ্ছে: ২০২৬ সালের এপ্রিলে ওয়েব সরাসরি ২৯ সিগনি বি নামে একটি এক্সোপ্ল্যানেটের ছবি তুলেছে, যার ভর বৃহস্পতির প্রায় ১৫ গুণ। ওয়েবের স্পেকট্রোস্কোপিক বিশ্লেষণে সেখানে কার্বন ও অক্সিজেনের মতো ভারী রাসায়নিক উপাদানের প্রমাণ পাওয়া গেছে, যা নিশ্চিত করে যে বস্তুটি গ্রহের মতোই অ্যাক্রিশন পদ্ধতিতে তৈরি হয়েছে, কোনো নক্ষত্রের টুকরো নয়। এই আবিষ্কার গ্রহ ও নক্ষত্রের মধ্যকার সীমারেখা পুনর্নির্ধারণে ভূমিকা রাখছে।

• রহস্যময় "ছোট লাল বিন্দু": ২০২৬ সালের জানুয়ারিতে প্রকাশিত এক গবেষণায় ওয়েব মহাবিশ্বের আদি যুগের রহস্যময় কিছু বস্তু শনাক্ত করেছে, যাদের বিজ্ঞানীরা "লিটল রেড ডটস" নামে ডাকছেন। নেচার জার্নালে প্রকাশিত গবেষণা বলছে, এগুলো হয়তো বিশালাকার সুপারম্যাসিভ নক্ষত্র অথবা তরুণ কৃষ্ণগহ্বর। যদি এগুলো সত্যিই প্রথম প্রজন্মের সুপারম্যাসিভ নক্ষত্র হয়, তাহলে তা মহাবিশ্বের প্রথম কৃষ্ণগহ্বর সৃষ্টির রহস্য উন্মোচনে সাহায্য করবে।

• নক্ষত্রের জন্মের সাক্ষী: ২০২৬ সালের জানুয়ারিতে ওয়েব EC ৫৩ নামে একটি সক্রিয়ভাবে গঠিত হওয়া প্রোটোস্টার (নতুন নক্ষত্র) পর্যবেক্ষণ করেছে, যেখানে দেখা গেছে নক্ষত্রটির চারপাশের ধূলিকণার চাকতি থেকে ক্রিস্টালাইন সিলিকেট স্প্রে হচ্ছে। ওয়েবের মিড-ইনফ্রারেড যন্ত্র MIRI-র মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা এই প্রথমবারের মতো বুঝতে পারছেন কীভাবে নক্ষত্র গঠনের সময় জটিল খনিজ পদার্থ তৈরি হয়, যা পরবর্তীতে গ্রহ সৃষ্টির কাঁচামাল হিসেবে কাজ করে।

• PEARLS প্রজেক্ট: ওয়েবের NIRCam ক্যামেরা ব্যবহার করে পরিচালিত PEARLS প্রজেক্টে ২০২৬ সালের ফেব্রুয়ারি পর্যন্ত ২১টি ক্ষণস্থায়ী জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক ঘটনা (ট্রান্সিয়েন্ট) শনাক্ত করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে সুপারনোভা ও অন্যান্য বিস্ফোরণমুখী ঘটনা।

টেলিস্কোপ বিপ্লবের ভবিষ্যৎ

ওয়েব যেখানে থামছে, সেখান থেকে শুরু হবে আরও বড় স্বপ্ন। ইউরোপিয়ান এক্সট্রিমলি লার্জ টেলিস্কোপ (E-ELT), যার প্রধান আয়নার ব্যাস হবে ৩৯ মিটার, শিগগিরই চিলির আতাকামা মরুভূমিতে কাজ শুরু করবে। নাসার ন্যান্সি গ্রেস রোমান স্পেস টেলিস্কোপ, যা ওয়াইড-ফিল্ড ইনফ্রারেড সার্ভে করতে সক্ষম, আগামী কয়েক বছরের মধ্যে উৎক্ষেপিত হবে। আরও দূর ভবিষ্যতে হয়তো আমরা চাঁদের পৃষ্ঠে স্থাপন করব রেডিও টেলিস্কোপের অ্যারে, যা মহাবিশ্বের সেই "কসমিক ডার্ক এজ"-এর সন্ধান দেবে—যে সময় প্রথম নক্ষত্রও জন্মায়নি।

গ্যালিলিওর সেই সাধারণ কাঁচের নল থেকে শুরু করে জেমস ওয়েবের ৬.৫ মিটারের সোনালি আয়না—এই চারশো বছরের যাত্রা আমাদের দেখিয়েছে যে মানুষের কৌতূহলের কোনো সীমানা নেই। প্রতিটি নতুন টেলিস্কোপ যেন মহাবিশ্বের জানালায় নতুন একটি কাঁচ বসিয়ে দেয়, যার ভেতর দিয়ে আমরা দেখতে পাই সৃষ্টির আরও গভীরে, আরও পুরোনো ইতিহাসের দিকে। গ্যালিলিও থেকে জেমস ওয়েব—এ পথ চলা শেষ হয়নি, বরং সবে শুরু হয়েছে।

(মহাবিশ্বের সীমানায় পর্ব-০১: প্রাচীন জ্যোতির্বিজ্ঞান)