অদৃশ্য শক্তির তিন রহস্য: ডার্ক ম্যাটার, ডার্ক এনার্জি ও মস্তিষ্কের ম্যাটার ইউনিভার্স

ডার্ক ম্যাটার, ডার্ক এনার্জি এবং আমাদের মস্তিষ্কে বিদ্যমান হোয়াইট ও গ্রে ম্যাটার—এই তিনটি যেন তিন রহস্যময় জগৎ, যেখানে মানবজ্ঞান আজও সীমিত। এই তিনটি শক্তিই অদৃশ্য—চোখে দেখা যায় না, অথচ তাদের প্রভাব বিস্তৃত, গভীর এবং অস্বীকারযোগ্য নয়। কেউ নিয়ন্ত্রণ করে মহাবিশ্বের প্রসারণ, কেউ ধারণ করে তার কাঠামো, আর কেউ নির্ধারণ করে আমাদের ভাবনা, আবেগ ও সিদ্ধান্তের ছন্দ। বিজ্ঞানীরা বলছেন—এই তিন অদৃশ্য শক্তির প্রকৃতি যদি আমরা সত্যিকার অর্থে বুঝতে পারি, তাহলে শুধু মহাবিশ্ব নয়, আমরা নিজেদের অস্তিত্ব সম্পর্কেও নতুন করে জানতে পারব—আমরা কে, কোথা থেকে এসেছি এবং কোথায় যাচ্ছি।

এগুলো নিয়ে জ্যোতির্বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ও নিউরোসায়েন্সে চলছে বিস্তৃত গবেষণা। 

ডার্ক ম্যাটার

এটি এক রহস্যময় পদার্থ, যা না বিকিরণ করে কোনো আলো, না প্রতিফলিত করে কোনো তরঙ্গ। তাই একে আমরা দেখতে পাই না কিন্তু অনুভব করতে পারি কেবল তার উপস্থিতির ছাপ। এই অদৃশ্য পদার্থের অস্তিত্ব প্রথমবারের মতো ইঙ্গিত দেয় ১৯৩৩ সালে, সুইস জ্যোতির্বিজ্ঞানী ফ্রিটজ জ্যুইকি। তিনি লক্ষ্য করেন, কমা গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের গ্যালাক্সিগুলোর গতি ব্যাখ্যা করতে হলে দৃশ্যমান পদার্থের চেয়ে অন্তত ছয়গুণ বেশি ভর প্রয়োজন।

কিন্তু সেই অতিরিক্ত ভর কোথা থেকে এলো? জ্যুইকি ধারণা করেন, মহাবিশ্বে ছড়িয়ে আছে এক ধরনের অদৃশ্য পদার্থ, যা আমাদের চোখে পড়ে না, কিন্তু মহাকর্ষের মাধ্যমে তার প্রভাব ফেলছে। জার্মান ভাষায় তিনি একে নাম দেন Dunkle Materie, যার অর্থ অন্ধকার পদার্থ। পরবর্তী সময়ে এ নামই হয়ে ওঠে বিজ্ঞানের জগতে পরিচিত Dark Matter।

পরে ১৯৭০ এর দশকে ভেরা রুবিন ও কেন্ট ফোর্ড গ্যালাক্সির ঘূর্ণনের গতি পরিমাপ করে দেখান যে গ্যালাক্সির কেন্দ্রে নয় প্রান্তেও তারকারা প্রায় একই গতিতে ঘুরছে যা নিউটনীয় মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব দিয়ে ব্যাখ্যা সম্ভব না। ফলে বোঝা যায় গ্যালাক্সির প্রান্তে প্রচুর পরিমাণে অদৃশ্য ভর রয়েছে আর এটাই আজকের ডার্ক ম্যাটারের ধারণাকে শক্তিশালী করে তুলেছে। ডার্ক ম্যাটার সম্পর্কে প্রচলিত ধারণা অনুযায়ী এটি মহাবিশ্বের মোট শক্তি ঘনত্বের প্রায় ২৬ শতাংশ জুড়ে রয়েছে। এর সম্ভাব্য কণাগুলোর মধ্যে রয়েছে WIMP (উইকলি ইন্টার্যাক্টিং ম্যাসিভ পার্টিকল), স্টেরাইল নিউট্রিনো, অ্যাক্সিয়ন, এবং আদিপ্রভ ব্ল্যাক হোল। উইম্প তত্ত্ব অনুযায়ী এই কণাগুলো নিউট্রিনোর মতো দুর্বলভাবে বিক্রিয়াশীল হলেও অনেক ভারী।

তবে এখন পর্যন্ত কোনোকিছুই সরাসরি শনাক্ত করা যায়নি। একে বলা হয় একটি ইনফারড বাস্তবতা যেখানে আমরা এর প্রভাব দেখছি কিন্তু বস্তুটিকে সরাসরি দেখতে পাচ্ছি না। তবুও গ্যালাক্সির গঠন মহাবিশ্বের বৃহৎ কাঠামো এবং মহাকর্ষ তরঙ্গ বিশ্লেষণের মাধ্যমে এই অদৃশ্য পদার্থের অস্তিত্ব ক্রমাগত সমর্থিত হচ্ছে। তাই ডার্ক ম্যাটার এর অস্তিত্বকে বিজ্ঞানিদের একটি শক্তিশালী অনুমান বা Working Theory হিসেবে ধরা হয়।

তরল জেননের ভিত্তিতে পরিচালিত বেশ কয়েকটি উচ্চ-সংবেদনশীল পরীক্ষা—যেমন জেননএনটি (XENONnT), লাক্স-জেপেলিন (LUX-ZEPLIN), এবং পান্ডা এক্স (PandaX)—ডার্ক ম্যাটার কণার অস্তিত্ব শনাক্তের লক্ষ্যে কাজ করে চলেছে। এছাড়াও, লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার (Large Hadron Collider) এবং চীনের ইলেকট্রন-পজিট্রন কোলাইডার-এর মতো কণা ত্বরকভিত্তিক গবেষণাও এই রহস্য উদঘাটনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখছে।

তবে এই বিষয়ে বিজ্ঞানীদের মধ্যে শতভাগ ঐকমত্য নেই। অনেক তাত্ত্বিক পদার্থবিদের মতে, হয়তো আদৌ কোনো অদৃশ্য কণা নেই—বরং আমাদের মাধ্যাকর্ষণের তত্ত্বই অসম্পূর্ণ বা সংশোধনের প্রয়োজন রয়েছে।

তারা MOND (Modified Newtonian Dynamics), TeVeS এবং f(R) Gravity-র মতো বিকল্প মডেল প্রস্তাব করেছেন, যা ব্যাখ্যা করে যে গ্যালাক্সির প্রান্তে নিউটনের মাধ্যাকর্ষণ সূত্র আগের মতো কার্যকর থাকে না। এমনকি এই বিকল্প তত্ত্বগুলোর মাধ্যমে কোনো অদৃশ্য কণার অস্তিত্ব ছাড়াই অনেক গ্যালাক্সির গতি ব্যাখ্যা করা সম্ভব হয়।

তবে, যতটুকু পর্যবেক্ষণ ও বিশ্লেষণ আজ পর্যন্ত পাওয়া গেছে, বৃহৎ কসমিক স্কেলে এখনও ডার্ক ম্যাটার তত্ত্বকেই সবচেয়ে গ্রহণযোগ্য ও কার্যকর মডেল হিসেবে বিবেচনা করা হয়।

ডার্ক এনার্জি

ডার্ক এনার্জি হল এমন এক রহস্যময় শক্তি, যা আমাদের মহাবিশ্বের সম্প্রসারণকে ত্বরান্বিত করে। ১৯৯৮ সালে দুইটি স্বতন্ত্র গবেষণা দল — সুপারনোভা কসমোলজি প্রকল্প এবং হাই জেড সুপারনোভা অনুসন্ধান দল — টাইপ আইএ সুপারনোভার পর্যবেক্ষণে প্রথম এই শক্তির অস্তিত্বের আভাস পায়। তারা দূর আকাশে ছড়িয়ে থাকা টাইপ লা সুপারনোভাগুলো লক্ষ্য করছিলেন, যেগুলো ‘কসমিক স্ট্যান্ডার্ড ক্যান্ডেল’ হিসেবে পরিচিত, অর্থাৎ এদের উজ্জ্বলতা দেখে তাদের দূরত্ব খুব সঠিকভাবে নির্ণয় করা যায়। গবেষণায় দেখা যায় অনেক সুপারনোভা প্রত্যাশার চেয়ে অনেক বেশি দূরে অবস্থিত ছিল, যা নির্দেশ করে মহাবিশ্ব কেবল সম্প্রসারিতই হচ্ছে না, বরং তার সম্প্রসারণের গতি বাড়ছে! তখনকার পদার্থবিজ্ঞানের নিয়মগুলো এই ঘটনা বোঝাতে ব্যর্থ হয়েছিল, কারণ মাধ্যাকর্ষণ তো সম্প্রসারণকে ধীর করার কথা, গতি বাড়ানোর নয়। তাই বিজ্ঞানীরা অনুমান করেন, মহাবিশ্বে এমন একটি অদেখা শক্তি রয়েছে যা মহাকর্ষকে টেনে ঠেলে দিচ্ছে, ফলে সম্প্রসারণের গতি ত্বরান্বিত হচ্ছে। এ রহস্যময় শক্তিকেই আমরা ডার্ক এনার্জি বলি।

এই পর্যবেক্ষণের ফলাফল হলো এমন এক শক্তির অস্তিত্ব যা মহাকর্ষের প্রভাবকে প্রতিরোধ করে। এই আবিষ্কারের জন্য ২০১১ সালে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন বিজ্ঞানী সৌল পারলমুটার ব্রায়ান শ্মিড এবং অ্যাডাম রিস। আজকের হিসেব মতে ডার্ক এনার্জি মহাবিশ্বের প্রায় ৬৮ শতাংশ শক্তি ধারণ করে আছে।

তবে ডার্ক এনার্জিরও অস্তিত্ব এখনও একটি মডেল নির্ভর সিদ্ধান্ত এটি নির্ভর করে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ মডেল ও পর্যবেক্ষণ উপাত্তের ওপর। বিজ্ঞানীরা এটি কসমোলজিকাল কনস্ট্যান্ট, কোয়িনটেসেন্স বা বিকল্প মহাকর্ষ তত্ত্ব দিয়ে ব্যাখ্যা করতে চেষ্টা করছেন। 

কিছু চমকপ্রদ তত্ত্ব বলছে, ডার্ক এনার্জির অস্তিত্ব মাল্টিভার্স বা বহুবিশ্বের ধারণার সঙ্গে গভীরভাবে জড়িয়ে থাকতে পারে। যদি সত্যিই অসংখ্য মহাবিশ্ব থাকে, তাহলে প্রতিটি মহাবিশ্বের ফিজিক্স ও শক্তির পরিমাণ আলাদা হতে পারে। আমাদের মহাবিশ্বটি এমন একটিতে পরিণত হয়েছে যেখানে ডার্ক এনার্জির মাত্রা জীবনের পক্ষে একেবারে সুরক্ষিত ও সহনীয় মাত্রায় স্থির রয়েছে। এই ধারণাটি অ্যানথ্রপিক প্রিন্সিপল নামে পরিচিত, যা বলে যে মহাবিশ্বের শর্তাবলী এমন হওয়া প্রয়োজন যে, জীবনের বিকাশ সম্ভব হয়। যদিও এসব তত্ত্ব এখনো পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণ হয়নি তবুও এগুলো কসমোলজির জগৎকে আরও বিস্তৃত ও গভীর করে তুলেছে এবং মহাবিশ্বের বিস্তৃত কাঠামো ও বিকিরণ বিশ্লেষণে এর পরোক্ষ প্রমাণ বেশ শক্তিশালী।

মহাবিশ্বের এই দুটি রহস্যময় শক্তি বোঝার পাশাপাশি আমাদের মস্তিষ্কে রয়েছে আরও একটি জটিল দ্বৈত বিন্যাস হোয়াইট ও গ্রে ম্যাটার। 

বিজ্ঞানীরা বহুদিন ধরে জানতেন, আমাদের মস্তিষ্ক শুধু চিন্তার কেন্দ্র নয় বরং এটি নিজেই একটি ছোট্ট মহাবিশ্ব। এই মহাবিশ্বের দুই প্রধান স্তম্ভ হলো হোয়াইট ম্যাটার ও গ্রে ম্যাটার। গ্রে ম্যাটার হলো ভাবনার উৎপাদনশালা, যেখানে আমাদের জ্ঞান, স্মৃতি ও চিন্তা গড়ে ওঠে, আর হোয়াইট ম্যাটার হল তথ্য পরিবহনের সুগঠিত হাইওয়ে, যা মস্তিষ্কের বিভিন্ন অংশকে দ্রুত সংযুক্ত করে। নতুন গবেষণায় দেখা যায়, এই তারের জাল শুধু তথ্য সরবরাহ করে না বরং নিজস্বভাবে চিন্তা ও প্রক্রিয়া চালাতে সক্ষম যা আমাদের মস্তিষ্ক সম্পর্কে বহু পুরোনো ধারণাকে চ্যালেঞ্জ দিচ্ছে এবং মস্তিষ্কের রহস্য আরও গভীর করছে।

গ্রে ম্যাটার

গ্রে ম্যাটার গঠিত হয় স্নায়ুকোষের কোষদেহ ডেনড্রাইট এবং কিছুসংখ্যক অ্যাক্সন দিয়ে। এটি মূলত তথ্য বিশ্লেষণ, আবেগ, স্মৃতি ও সিদ্ধান্ত গ্রহণের সঙ্গে জড়িত। কর্টেক্স, থ্যালামাস, হিপোক্যাম্পাস ও বাসাল গ্যাংলিয়ায় এর ঘনত্ব সবচেয়ে বেশি। বয়স, খাদ্যাভ্যাস, মস্তিষ্কের প্রশিক্ষণ ও পরিবেশগত প্রভাব এর ঘনত্ব বাড়ানো বা কমানোর ক্ষেত্রে ভূমিকা রাখে। গ্রে ম্যাটার একেবারেই স্থির নয়, বরং মস্তিষ্কের প্লাস্টিসিটির কারণে এটি ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়। শেখার ফলে নতুন নিউরাল সংযোগ তৈরি হয়, পাশাপাশি পুরনো সংযোগগুলো শক্তিশালী বা দুর্বল হয়ে ওঠে। মেমরি গঠনের গুরুত্বপূর্ণ স্থান হিপোক্যাম্পাসে নতুন কোষও তৈরি হয়। শিশুদের মস্তিষ্কে এই গ্রে ম্যাটারের দ্রুত বিকাশ ঘটে, যা বয়স বাড়ার সঙ্গে সঙ্গে ধীরে ধীরে কমে আসে। তবে বড় বয়সের মানুষের ক্ষেত্রেও নিয়মিত ব্যায়াম, ধ্যান, স্বাস্থ্যকর ঘুম এবং সঠিক খাদ্যাভ্যাস গ্রে ম্যাটারের ঘনত্ব বাড়াতে সাহায্য করতে পারে।

হোয়াইট ম্যাটার

হোয়াইট ম্যাটার হলো মাইলিন আবৃত অ্যাক্সনের সমষ্টি যা মূলত গ্রে ম্যাটারের বিভিন্ন অঞ্চলকে সংযুক্ত করে। এটি তথ্য প্রবাহের গতি ও নির্ভুলতা নিশ্চিত করে। আগে ধারণা ছিল এটি নিঃষ্ক্রিয় কিন্তু আধুনিক নিউরোইমেজিং প্রক্রিয়া প্রমাণ করেছে হোয়াইট ম্যাটার নিজেও কার্যকরভাবে স্নায়ুবিদ্যুৎ প্রবাহে অংশগ্রহণ করে। হোয়াইট ম্যাটার ছাড়া স্নায়ুতন্ত্রের জটিল সংকেত সংযোগে ধারাবাহিকতা সম্ভব নয়। এটিকে মস্তিষ্কের তারের জাল বলা যেতে পারে। এই তারের গঠন যদি বিঘ্নিত হয় তবে ভাষা, নড়াচড়া, মনোযোগ এবং চিন্তন প্রক্রিয়ায় প্রভাব পড়ে। অনেক ধরনের মানসিক রোগ যেমন সিজোফ্রেনিয়া, ডিমেনশিয়া এবং বিষণ্ণতার পেছনে হোয়াইট ম্যাটার বিন্যাসে পরিবর্তন থাকা একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ হতে পারে। 

গ্রে এবং হোয়াইট ম্যাটার এর গুরুত্ব

হিউম্যান কানেক্টোম প্রকল্প হচ্ছে একটি গবেষণা, যা আমাদের মস্তিষ্কের সব স্নায়ু এবং তাদের সংযোগের একটি সম্পূর্ণ মানচিত্র তৈরির চেষ্টা করছে। সাম্প্রতিক গবেষণায়, যেমন নেচার নিউরোসায়েন্স এবং পিএনএএস-এর প্রকাশিত গবেষণায় দেখা গেছে, মস্তিষ্কের কার্যকর যোগাযোগ ব্যবস্থায় হোয়াইট ও গ্রে ম্যাটার উভয়ই সমানভাবে ভূমিকা রাখে। এই টিস্যুগুলো পরিবর্তনশীল এবং বয়স, মানসিক অবস্থা, ব্যায়াম, খাদ্যাভ্যাস, এমনকি শিশুর জন্মদানের প্রক্রিয়াও হোয়াইট ও গ্রে ম্যাটারের গঠনে প্রভাব ফেলে। আলঝেইমার, অটিজম, মাল্টিপল স্ক্লেরোসিসের মতো রোগে এই ভারসাম্য ভেঙে পড়ে। বর্তমানে বিজ্ঞানীরা এই ভারসাম্য মনিটর করে আগাম রোগনির্ণয় এবং মানসিক স্বাস্থ্য মূল্যায়নের ক্ষেত্রে নতুন দিগন্ত উন্মোচনে এগিয়ে চলেছেন।

এখন প্রশ্ন হচ্ছে এগুলার অস্তিত্ব কি আসলেই আছে?

ডার্ক ম্যাটার বিষয়ে এখনো চূড়ান্ত কোনো সিদ্ধান্তে পৌঁছানো যায়নি। কণা পদার্থবিজ্ঞানের পরীক্ষাগুলোর পরবর্তী ফলাফলের জন্য অপেক্ষা করা হচ্ছে। একইভাবে ডার্ক এনার্জির প্রকৃতি বোঝার জন্য মহাবিশ্বের বিস্তৃতি ও বিকিরণের গতিবিধি পর্যবেক্ষণ করা হচ্ছে। হোয়াইট ও গ্রে ম্যাটার নিয়ে নিউরোসায়েন্সে যে বিপ্লব ঘটছে তা আমাদের মস্তিষ্ক ও মন সম্পর্কে ধারণার বিশাল পরিবর্তন নিয়ে আসতে পারে। এই তিনটি ক্ষেত্র মহাবিশ্বের গঠন, প্রসারণ এবং মনোজগতের প্রক্রিয়া নিয়ে আজ যে গবেষণা চলছে তা একদিকে যেমন বিজ্ঞানকে এগিয়ে নিয়ে যাচ্ছে অন্যদিকে আমাদের অস্তিত্ব, সময় ও জ্ঞানের মৌলিক প্রশ্নগুলোতেও নতুনভাবে আলো ফেলছে।

সর্বশেষ

ডার্ক ম্যাটার ও ডার্ক এনার্জির মতো রহস্যময় শক্তি এবং আমাদের মস্তিষ্কের হোয়াইট ও গ্রে ম্যাটারের জটিল সংগঠন—এই তিনটি ক্ষেত্র আজকের বিজ্ঞান ও কসমোলজির সবচেয়ে বড় অনুসন্ধান। যদিও প্রত্যেকটির প্রকৃতি এখনও সম্পূর্ণরূপে পরিষ্কার নয়, তবু তাদের রহস্য উন্মোচনে চলমান গবেষণা আমাদের মহাবিশ্বের গঠন, সম্প্রসারণ এবং মানব মনোজগত সম্পর্কে গভীর দৃষ্টি দিতে চলেছে। এই অদৃশ্য ও জটিল শক্তিগুলো বোঝা মানে শুধু বিজ্ঞান নয়, আমাদের অস্তিত্বের মূল প্রশ্নগুলোতে নতুন আলোর খোঁজ পাওয়া। তাই এই ত্রিধারার অনুসন্ধান একদিকে যেমন বিশ্বব্রহ্মাণ্ডের সীমাহীন রহস্য উন্মোচনে অবদান রাখছে, অন্যদিকে মানব চেতনার গভীরে প্রবেশের দরজা খুলে দিচ্ছে।

লেখক : ইমরান হোসাইন শাকিল