মহাবিশ্বের সৃষ্টি ও মহাকাশ গবেষণয় যুগান্ত-করি পরিবর্তন নিয়ে আসবে জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ

২৫ শে ডিসেম্বর, ২০২১ বিকাল ৩:৩৬

জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ টির পূর্ণ চিত্র

আজ ২৫ শে ডিসেম্বর পৃথিবীর বিজ্ঞান চর্চার ইতিহাসে অন্যতম ও সম্ভবত সবচেয়ে জটিল ও ব্যয়বহুল বৈজ্ঞানিক যন্ত্র জেমস্‌ ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ মহাকাশে পাঠানো হবে।

রকেটের সাহায্য মহাকাশে উৎক্ষেপণের পরে যে প্রক্রিয়াগুলো অনুসরণ করবে আগামী ২ সপ্তাহে

এই টেলিস্কোপটি তৈরি করেছে যুগ্ম ভাবে আমেরিকান মহাকাশ গবেষণা সংস্থা (NASA), কানাডার মহাকাশ গবেষণা সংস্থা ( CSA) ও ইউরোপিয়ান মহাকাশ গবেষণা সংস্থা (ESA) এই টেলিস্কোপ পৃথিবী পৃষ্ঠ থেকে ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরতে মহাকাশে অবস্থান করে (Sun-Earth Lagrange Point (L2)) মহাকাশ গবেষণার কাজ করবে।

মহাকাশে যে স্থানে অবস্থান করবে টেলিস্কোপটি

এই টেলিস্কোপটি তৈরি করতে প্রায় ৯ বিলিয়ন ডলার খরচ হয়েছে বাংলাদেশি টাকায় প্রায় ৮০ হাজার কোটি টাকা (বাংলাদেশের সকল সরকারি ও আধা-সরকারি কর্মকর্তা-কর্মচারীদের ২ বছরের বেতনের সমান)। এই টেলিস্কোপটি ১৪ টি দেশের কয়েক হাজার বৈজ্ঞানিক ও ইঞ্জিনিয়ার মিলে প্রায় ২০ বছর সময় নিয়ে তৈরি করেছে। প্রাথমিক পরিকল্পনা করা হয়েছে ১৯৮৯ সালে, চূড়ান্ত পরিকল্পনা করা হয় ১৯৯৬ সালে। এই টেলিস্কোপের যন্ত্রগুলো তৈরির জন্য গবেষণা শুরু হয়ে ১৯৯৬ সাল থেকে ও যন্ত্রগুলো তৈরি শুরু হয় ২০০৪ সাল থেকে। ২০২১ সালের শুরু দিকে এই টেলিস্কোপটি তৈরি শেষ হয়।

টেলিস্কোপটি যেভাবে আলোক তরঙ্গ সংগ্রহ করবে

টেলিস্কোপের বিভিন্ন যন্ত্র যেভাবে সংগৃহীত আলোক তরঙ্গ বিশ্লেষন করে মহাকশের বিভিন্ন বস্তু সম্বন্ধে তথ্য উদ্ধার করবে (পঞ্চম ছবি)

১) এটি পৃথিবীর ইতিহাসে তৈরিকৃত সবচেয়ে বড় টেলিস্কোপ যা স্থাপন করা হবে পৃথিবী পৃষ্ঠ থেকে ১০ লক্ষ মাইল বা ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরে ল্যাগরান্জ ২ নামক একটি স্থানে। এই টেলিস্কোপ এর উচ্চতা প্রায় ৩ তলা উঁচু বিল্ডিং এর সমান ও আকারে একটি ব্যাডমিন্টন খেলার মাঠের সমান।



এই টেলিস্কোপটি পূর্বের টেলিস্কোপ অপেক্ষা কত বড় সক্ষমতার দিক দিয়ে

জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ এর পূর্বে সবচেয়ে শক্তিশালী স্পেস টেলিস্কোপ ছিলও হাবল স্পেস টেলিস্কোপ যার প্রতিফলক আয়নার অপেক্ষে ১০০ গুন বেশি শক্তিশালী জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ।



ঈগল নেবুলার নিম্নোক্ত ছবিটি তুলেছে বর্তমানে সবচেয়ে শক্তিশালী টেলিস্কোপ হাবল। জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপটির সক্ষমতা হাবল টেলিস্কোপ অপেক্ষা ১০০ গুন বেশি। এবারে কল্পনা করুন এই একি নেবুলার ছবি যদি জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ দিয়ে তুলা হয় তবে সেই ছবি আরও কত বিস্তারিত হবে এই নেবুলটির বিভিন্ন অংশ তুলে ধরবে।

ছবি: ঈগল নেবুলা (হাবল টেলিস্কোপ দিয়ে ধারণকৃত)

২) এই টেলিষ্টোপে ৪ টি বৈজ্ঞানিক যন্ত্র রয়েছ যে যন্ত্রগুলো বিভিন্ন দৈঘ্যের আলোক তরঙ্গ পরিমাপ করবে। যন্ত্র ৪ টি হলো: ১) Mid-Infrared Instrument (MIRI, ইউরোপিয়ান মহাকাশ গবেষণা সংস্থা (ESA) আমেরিকার ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি এ অবস্থিত জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরি যুগ্ম ভাগে তৈরি করেছে) ২) Near-Infrared Camera (NIRCam, আমেরিকার অ্যারিজোনা বিশ্ববিদ্যালয় তৈরি করেছে) ৩) Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec, ইউরোপিয়ান মহাকাশ গবেষণা সংস্থা (ESA) তৈরি করেছে) ৪) Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph/Fine Guidance Sensor (NIRISS/FGS, কানাডার মহাকাশ গবেষণা সংস্থা ( CSA) তৈরি করেছে)। প্রতিটি বৈজ্ঞানিক যন্ত্রে রয়েছে: Cameras, Spectrographs, Coronagraphs, Filters, Detectors

এই টেলিস্কোপে যে ৪ টি বৈজ্ঞানিক পরীক্ষা-নিরীক্ষার যন্ত্র রয়েছে

নিচের লিংক থেকে বিস্তারিত জানতে পারবেন এই ৪ টি যন্ত্র সম্বন্ধে।

৪) এই টেলিস্কোপের সাহায্যে মহাবিশ্ব সৃষ্টির একদম শুরুর অবস্থা থেকে (বিগ ব্যাং (মহা বিস্ফোরণ) এর ২০০ মিলিয়ন বছর পর থেকে বর্তমান অবস্থা পর্যন্ত) বর্তমান পর্যন্ত সৌরজগৎ এর বিভিন্ন গ্রহ, নক্ষত্র এর সৃষ্টি, গঠন উপাদান, ইত্যাদি সম্বন্ধে জানা যাবে।
৫) এই টেলিস্কোপটি একটি বড় আয়নার পরিবর্তে ছোট-ছোট ১৮ টি আয়নার সমন্বয়ে গঠিত যার দৈর্ঘ্য ২১ ফুট। এই আয়নাগুলোর পৃষ্ঠ কাঁচের পরিবর্তে স্বর্ণের প্রলেপ দিয়ে তৈরি কারণ কাঁচ অপেক্ষা স্বর্ণের প্রতিফলন ক্ষমতা বেশি। সৌরজগতের বিভিন্ন বস্তু থেকে আগত ইনফ্রারেড বা আবলোহিত আলোক তরঙ্গ (এই আলো মানুষ দেখতে পারে না কিন্তু অনুভব করতে পারে) এই টেলিস্কোপের আয়নায় প্রতিফলিত হয়ে টেলিস্কোপের সামনে ছোট একটি আয়নায় জড়ো হয়ে এর পরে ৪ টি বৈজ্ঞানিক যন্ত্রের মধ্যে দিয়ে যাবে। যে যন্ত্রগুলো আগত আলোকতরঙ্গগুলো বিশ্লেষণ করে বিভিন্ন গ্রহ, নক্ষত্র এর সৃষ্টি, গঠন উপাদান, ইত্যাদি সম্বন্ধে তথ্য দিবে।

এই টেলিস্কোপটি যে আলোক তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের বস্তু সম্বন্ধে তথ্য সংগ্রহ ও বিশ্লেষণ করতে পারবে

৬) এই টেলিস্কোপের পিছনের দিক থাকবে সূর্যের দিকে (সূর্য থেকে আগত আলো ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করবে যন্ত্রটি চালানোর জন্য) ও সামনের দিক লক্ষ রাখবে সূর্যের বিপরীত দিকে (এই দিকটি থাকবে সবসময় অন্ধকার)। সূর্যের দিকে যে প্রান্ত মনিটর করবে সেই প্রান্তের যন্ত্রগুলো ১২৫ ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রা ও সামনের দিকে মাইনাস ২৩৫ ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রার বস্তু চিহ্নিত করতে পারবে। এই টেলিস্কোপ কত সূক্ষ্মভাবে তৈরি হয়েছে তা জানা যাবে নিচের উদাহরণ থেকে। আপনার বাড়ির উঠানে যদি কোন প্রজাপতি তার ডানা নড়ায় তবে এই টেলিস্কোপের যন্ত্র তাও ধরতে পারবে।

৭) কৃত্রিম ভূ-উপগ্রহ কিংবা পূর্বে মাহকাশে পাঠানো টেলোষ্কোপ গুলো পৃথিবী পৃষ্ঠের সেট করে মহাশূন্যে পাঠানো হতো। কিন্তু এই টেলিস্কোপের আকার এত বড় যে এটি মহাকাশে পাঠানোর জন্য এত বড় রকেট নাই। ফলে এই টেলিস্কোপ টি এমন ভাবে তৈরিকরা হয়েছে যেমন করে আপনি দোকান থেকে ভাজ করা নতুন শার্ট কিংবা প্যান্ট কিনে বসায় গিয়ে ভাজ খুলে পড়েন। এই টেলিস্কোপটি মহাকাশে পাঠানোর পরে নিজে ভাজ খুলে গঠন করবে। পৃথিবীর ইতিহাসে এত জটিল বৈজ্ঞানিক যন্ত্র সম্ভবত আর তৈরি হয় নি। পৃথিবী পৃষ্ঠে তৈরি জটিল কোন যন্ত্র কাজ না করলে তা ঠিক করার উপর বের করা যায়; কিন্তু পৃথিবী পৃষ্ঠ থেকে ১ লক্ষ ৫০ হাজার কিলোমিটার দূরতে মহাকাশে টেলিস্কোপ পাঠানোর পরে যদি কোন যন্ত্র কাজ না করে তবে তা সংশোধন করার আর কোন উপায় থাকে না।

এই টেলিস্কোপের সাহায্যে মহাবিশ্ব সৃষ্টির একদম শুরুর অবস্থা থেকে (বিগ ব্যাং (মহা বিস্ফোরণ) এর ২০০ মিলিয়ন বছর পর থেকে বর্তমান অবস্থা পর্যন্ত) বর্তমান পর্যন্ত সৌরজগৎ এর বিভিন্ন গ্রহ, নক্ষত্র এর সৃষ্টি, গঠন উপাদান, ইত্যাদি সম্বন্ধে জানা যাবে।

৮) আপনি প্রশ্ন করতে পারেন কেন মহাকাশ গবেষণার জন্য স্থাপিত টেলিস্কোপগুলো সাধারণ স্থানে না বসিয়ে পাহাড়ের শীর্ষে কিংবা মহাশুন্যে স্থাপন করা হয়ে থাকে?

উত্তটা আপনার পড়া স্কুল জীবনের সাধারণ বিজ্ঞান কিংবা ভূগোল বই এ পড়েছেন। মনে করিয়ে দিচ্ছি। পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের অন্যতম উপাদান হলও জ্বলিয় বাষ্প। যে জ্বলিয় বাষ্প সময়ে সময়ে ঘনীভূত হয়ে প্রথমে মেঘে পরিণত হয় ও এর পরে বায়ু সম্পৃক্ত হলে বৃষ্টি আকারে ভূ-পৃষ্ঠে পতিত হয়। বায়ুমণ্ডলের সর্বনিম্ন স্তরকে বলে ট্রপোসফেয়ার যার উচ্চতা পৃথিবী পৃষ্ট থেকে প্রায় ১২ থেকে ১৬ কিলোমিটার। পৃথিবী পৃষ্ট থেকে যদি ১২ কিলোমিটার উচ্চতার মই তৈরি করা হয় ও সেই মই মেয়ে আপনি উপরে উঠতে থাকেন তবে প্রতি কিলোমিটার উপরে উঠার ফলে তাপমাত্রা প্রায় ১০ ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড কমতে থাকবে। এই একই কারণে প্রায় ৯ কিলোমিটার উচ্চতার হিমালয় পর্বতের উপরে তাপমাত্রা থেকে মাইনাস ৪০ থেকে ৬০ ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড। বিজ্ঞান বইতে আপনারা আর একটা বিষয় শিখেছেন যে গরম বাতাসের জ্বলিয় বাষ্প ধারণ ক্ষমতা বেশি ঠাণ্ডা বাতাস অপেক্ষা। যেহেতু বহু-পৃষ্ঠ থেকে উপরের দিকে বাতাসের তাপমাত্রা কমতে থাকে তাই বহু-পৃষ্ঠ অপেক্ষা উপরের বাতসে জ্বলিয় বাষ্পের পরিমাণও কমতে থাকে। মাইনাস ২০ ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় বাতাসে জ্বলিয় বাষ্পের পরিমাণ প্রায় শূন্যের কোঠায় নেমে আসে।

কোন স্থানে মহাকাশ গবেষণার জন্য স্থাপিত টেলিস্কোপগুলো বসানোর প্রধান শর্ত হলও ঐ স্থানের বাতাসে জ্বলীয় বাষ্পের পরিমাণ কত কম। যে কারণে প্রতিটি দেশ মহাকাশ গবেষণার জন্য টেলিস্কোপগুলো স্থাপন করলে সেই দেশের সবচেয়ে উঁচু স্থানটি নির্বাচন করে যাতে করে অন্য গ্রহ-উপগ্রহ থেকে আগত মহাকর্ষীয় তরঙ্গ বাতেসে অবস্থিত জ্বলিয় বাষ্প দ্বারা সর্বনিম্ন পরিমাণ শোষিত হয়। পৃথিবী পৃষ্ঠের যে কোন স্থানে টেলিস্কোপ স্থাপন করা হউক না কেন অন্য গ্রহ-উপগ্রহ থেকে আগত মহাকর্ষীয় তরঙ্গ বাতেসে অবস্থিত জ্বলিয় বাষ্প দ্বারা শোষিত হওয়ার সমস্যা থেকেই যায়। ভূ-পৃষ্ঠের জ্বলিয় বাষ্প সমস্যার জন্য এড়িয়ে খুবই সঠিক ভাবে খুবই সুক্ষন সিগনাল ধরার জন্য আমেরিকার মহাকাশ গবেষণা সংস্থা নাসা আজ ২৫ শে ডিসেম্বর, ২০২১ তারিখে মহাকাশে পাঠাচ্ছে James Webb Space Telescope।


৯) আপনি প্রশ্ন করতে পারেন পৃথিবী পৃষ্ঠ থেকে ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরে ল্যাগরান্জ পয়েন্টে স্থাপন করা হচ্ছে কেন এ টেলিস্কোপটি?

টেলিস্কোপটি সূর্যকে কেন্দ্র করে তার চারপাশে ঘুরতে থাকবে। এই ঘুর্নয়নের সময় সূর্য ও পৃথিবীর টেলিস্কোপটিকে নিজের দিকে টানতে থাকবে অভিকর্ষ বলের প্রভাবে। একই সময় টেলিস্কোপটি বৃত্তের কেন্দ্র বিমুখী বলের প্রভাবে নিজের পথ থেকে দুরে সরে যেতে চাইবে। এই ল্যাগরান্জ পয়েন্ট টি এমন একটি স্থান যেখানে টেলিস্কোপটির কেন্দ্র বিমুখী বল ও সূর্য ও পৃথিবীর মিলিত কেন্দ্রমুখী বল একটি অন্যটিকে ক্যান্সেল করে দিবে যার কারণে টেলিস্কোপটি সবসময় সূর্য থেকে একই দূরত্বে অবস্থান করে তার চার পাশে ঘুরতে থাকবে প্রাকৃতিক ভাবে। টেলিস্কোপটি যদি ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরে ল্যাগরান্জ পয়েন্ট ২ এ স্থাপন না করে যদি ১০ লক্ষ কিলোমিটার দূরত্বে স্থাপন করা হতো তবে সূর্য ও পৃথবীি মিলিত কেন্দ্রমুখী বল টেলিস্কোপটিকে অনেক বেশি বলে নিজেদের দিকে আকর্ষণ করতো। ফলে এই আকর্ষণের কারণে টেলিস্কোপটি পৃথিবীর দিকে চলে আসতো অর্থাৎ নিজের কক্ষচ্যুত হতো। এই কক্ষ বিচ্যুতি এড়ানোর জন্য টেলিস্কোপের নিজস্ব ইঞ্জিন চালিয়ে আবারও পূর্বের অবস্হানে সরে যেতে হতো নির্দিষ্ট সময় পর-পর যার জন্য টেলিস্কোপের ইঞ্জিনের অনেক বেশি জালানি দরকার হতো। কিন্তু এই ল্যাগরান্জ পয়েন্টে স্থাপন করার কারণে টেলিস্কোপটি পৃথিবী ও সূর্যের দিকে চলে আসবে না বললেই চেল। ফলে টেলিষ্কোপটিকে নির্দিষ্ট সময় পর-পর ওর্বিটাল কারেকশন (আবারও পূর্বের কক্ষপথে ফেরত আসা) সবচেয়ে কম জালানি ব্যবহার করতে হবে। ফলে টেলিষ্কোপটি দীর্ঘ সময় ধরে কার্যকর থাকবে ও গবেষণা কাজ চালিয়ে যাবে। আশাকরি এবারে বুঝতে পরেছেন পৃথিবী পৃষ্ঠ থেকে ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরে ল্যাগরান্জ পয়েন্টে স্থাপন করা হচ্ছে কেন এ টেলিস্কোপটি?



খুব সহজ ভাষায় বলতে হয় ল্যাগরান্জ পয়েন্টে টেলিষ্কোপটির কেন্দ্রমুখী ও কেন্দ্রবিমুখী বল প্রায় সমান হওয়ার টেলিষ্কোপরি নিজের কক্ষপথে একই গতিতে প্রতিনিয়ত ঘুরতে থাকবে।

২৮ টি +৪/-০