দূরবর্তী গ্যালাক্সিতে হিলিয়াম পরিমাপ করা পদার্থবিদদের অন্তর্দৃষ্টি দিতে পারে কেন মহাবিশ্ব বিদ্যমান

যখন আমার মতো তাত্ত্বিক পদার্থবিদরা বলে যে আমরা কেন মহাবিশ্বের অস্তিত্ব নিয়ে অধ্যয়ন করছি, আমরা দার্শনিকদের মতো শোনাচ্ছি। কিন্তু জাপানের গবেষকরা নতুন তথ্য সংগ্রহ করেছেন সুবারু টেলিস্কোপ যে খুব প্রশ্ন মধ্যে অন্তর্দৃষ্টি প্রকাশ করেছে.

বিগ ব্যাং কিক-স্টার্ট মহাবিশ্ব আমরা 13.8 বিলিয়ন বছর আগে এটি জানি। অনেক তত্ত্ব কণা পদার্থবিজ্ঞানে পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে মহাবিশ্বের ধারণায় সৃষ্ট সমস্ত পদার্থের জন্য, এটির পাশাপাশি একটি সমান পরিমাণ অ্যান্টিম্যাটার তৈরি করা উচিত ছিল। অ্যান্টিম্যাটার, পদার্থের মতো, ভর আছে এবং স্থান নেয়। যাইহোক, প্রতিপদার্থ কণা তাদের সংশ্লিষ্ট পদার্থ কণার বিপরীত বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।

যখন পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের টুকরোগুলি সংঘর্ষ হয়, তখন তারা একটি শক্তিশালী বিস্ফোরণে একে অপরকে ধ্বংস করুন, পিছনে শুধুমাত্র শক্তি রেখে. বস্তু এবং প্রতিপদার্থের সমান ভারসাম্য সৃষ্টির ভবিষ্যদ্বাণী করে এমন তত্ত্বগুলির সম্পর্কে বিস্ময়কর বিষয় হল যে যদি তারা সত্য হত, তবে দুটি মহাবিশ্বকে খালি রেখে একে অপরকে সম্পূর্ণরূপে ধ্বংস করে ফেলত। সুতরাং মহাবিশ্বের জন্মের সময় অবশ্যই প্রতিপদার্থের চেয়ে বেশি পদার্থ ছিল, কারণ মহাবিশ্ব খালি নয়; এটি গ্যালাক্সি, নক্ষত্র এবং গ্রহের মতো পদার্থ দিয়ে তৈরি জিনিসে পূর্ণ। সামান্য বিট প্রতিপদার্থ আমাদের চারপাশে বিদ্যমান, কিন্তু এটা খুবই বিরল।

হিসেবে পদার্থবিজ্ঞানী সুবারু ডেটা নিয়ে কাজ করছেন, আমি এই তথাকথিত আগ্রহী পদার্থ-অ্যান্টিমেটার অ্যাসিমেট্রি সমস্যা। আমাদের মাঝে সাম্প্রতিক গবেষণা, আমার সহযোগীরা এবং আমি খুঁজে পেয়েছি যে দূরবর্তী ছায়াপথগুলিতে হিলিয়ামের পরিমাণ এবং প্রকারের টেলিস্কোপের নতুন পরিমাপ এই দীর্ঘস্থায়ী রহস্যের সমাধান দিতে পারে।

বিগ ব্যাং এর পর

বিগ ব্যাং-এর পর প্রথম মিলিসেকেন্ডে, মহাবিশ্ব গরম, ঘন এবং প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রনের মতো প্রাথমিক কণাতে পূর্ণ ছিল। একটি প্লাজমা চারপাশে সাঁতার কাটা. কণার এই পুলেও উপস্থিত ছিলেন নিউট্রিনো, যা খুবই ক্ষুদ্র, দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী কণা এবং অ্যান্টিনিউট্রিনো, তাদের প্রতিপদার্থের প্রতিরূপ।

পদার্থবিদরা বিশ্বাস করেন যে বিগ ব্যাং এর ঠিক এক সেকেন্ড পরেই আলোর নিউক্লিয়াস হাইড্রোজেনের মত উপাদান এবং হিলিয়াম তৈরি হতে শুরু করে। এই প্রক্রিয়া হিসাবে পরিচিত হয় বিগ ব্যাং নিউক্লিওসিন্থেসিস. গঠিত নিউক্লিয়াস সম্পর্কে ছিল 75 শতাংশ হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস এবং 24 শতাংশ হিলিয়াম নিউক্লিয়াস, প্লাস অল্প পরিমাণে ভারী নিউক্লিয়াস।

পদার্থবিদ্যা সম্প্রদায়ের সবচেয়ে ব্যাপকভাবে স্বীকৃত তত্ত্ব এই নিউক্লিয়াসগুলির গঠন সম্পর্কে আমাদের বলে যে নিউট্রিনো এবং অ্যান্টিনিউট্রিনোগুলি বিশেষ করে হিলিয়াম নিউক্লিয়াস তৈরিতে একটি মৌলিক ভূমিকা পালন করেছিল।

আদি মহাবিশ্বে হিলিয়াম সৃষ্টি একটি দ্বি-পদক্ষেপ প্রক্রিয়ায় ঘটেছিল। প্রথমত, নিউট্রন এবং প্রোটন একটি থেকে অন্যটিতে রূপান্তরিত হয় প্রক্রিয়ার সিরিজ নিউট্রিনো এবং অ্যান্টিনিউট্রিনো জড়িত। মহাবিশ্ব ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে এই প্রক্রিয়াগুলি বন্ধ হয়ে যায় এবং প্রোটন এবং নিউট্রনের অনুপাত নির্ধারণ করা হয়েছিল.

তাত্ত্বিক পদার্থবিদ হিসাবে, আমরা পরীক্ষা করার জন্য মডেল তৈরি করতে পারি যে কীভাবে প্রোটনের সাথে নিউট্রনের অনুপাত প্রাথমিক মহাবিশ্বে নিউট্রিনো এবং অ্যান্টিনিউট্রিনোর আপেক্ষিক সংখ্যার উপর নির্ভর করে। যদি আরও নিউট্রিনো উপস্থিত ছিল, তাহলে আমাদের মডেলগুলি আরও প্রোটন দেখায় এবং ফলস্বরূপ কম নিউট্রন থাকবে।

মহাবিশ্ব ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে হাইড্রোজেন, হিলিয়াম এবং অন্যান্য উপাদান এই প্রোটন এবং নিউট্রন থেকে গঠিত. হিলিয়াম দুটি প্রোটন এবং দুটি নিউট্রন দ্বারা গঠিত, এবং হাইড্রোজেন শুধুমাত্র একটি প্রোটন এবং কোন নিউট্রন নেই। তাই প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে যত কম নিউট্রন পাওয়া যাবে, তত কম হিলিয়াম উৎপন্ন হবে।

কারণ বিগ ব্যাং নিউক্লিওসিন্থেসিসের সময় নিউক্লিয়াস তৈরি হয় আজও লক্ষ্য করা যায়, বিজ্ঞানীরা অনুমান করতে পারেন যে প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের সময় কতগুলি নিউট্রিনো এবং অ্যান্টিনিউট্রিনো উপস্থিত ছিল। তারা হাইড্রোজেন এবং হিলিয়ামের মতো হালকা উপাদানে সমৃদ্ধ ছায়াপথগুলিকে বিশেষভাবে দেখে এটি করে।

হিলিয়ামে একটি ক্লু

গত বছর, সুবারু কোলাবরেশন - সুবারু টেলিস্কোপে কাজ করা জাপানি বিজ্ঞানীদের একটি দল - এর উপর তথ্য প্রকাশ করেছে 10 গ্যালাক্সি আমাদের নিজেদের থেকে অনেক দূরে যা প্রায় একচেটিয়াভাবে হাইড্রোজেন এবং হিলিয়াম দিয়ে গঠিত।

এমন একটি কৌশল ব্যবহার করা যা গবেষকদের একে অপরের থেকে বিভিন্ন উপাদানকে আলাদা করতে দেয় আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর ভিত্তি করে টেলিস্কোপে পর্যবেক্ষণ করে, সুবারু বিজ্ঞানীরা এই 10টি ছায়াপথের প্রতিটিতে ঠিক কতটা হিলিয়াম বিদ্যমান তা নির্ধারণ করেছিলেন। গুরুত্বপূর্ণভাবে, তারা পূর্বে গৃহীত তত্ত্বের পূর্বাভাসের চেয়ে কম হিলিয়াম খুঁজে পেয়েছে।

এই নতুন ফলাফলের সাথে, আমার সহযোগীরা এবং আমি খুঁজে বের করার জন্য পিছিয়ে কাজ করেছি৷ নিউট্রিনো এবং অ্যান্টিনিউট্রিনো সংখ্যা তথ্য পাওয়া হিলিয়াম প্রাচুর্য উত্পাদন প্রয়োজন. আপনার নবম শ্রেণির গণিত ক্লাসের কথা চিন্তা করুন যখন আপনাকে একটি সমীকরণে "X" সমাধান করতে বলা হয়েছিল। আমার দল যা করেছে তা মূলত এর আরও পরিশীলিত সংস্করণ, যেখানে আমাদের "X" ছিল নিউট্রিনো বা অ্যান্টিনিউট্রিনোর সংখ্যা।

পূর্বে-স্বীকৃত তত্ত্বটি ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল যে প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে একই সংখ্যক নিউট্রিনো এবং অ্যান্টিনিউট্রিনো থাকা উচিত। যাইহোক, যখন আমরা নতুন ডেটা সেটের সাথে মেলে এমন একটি ভবিষ্যদ্বাণী দেওয়ার জন্য এই তত্ত্বটি টুইক করেছি, আমরা ঔটা দেখেছিলাম নিউট্রিনোর সংখ্যা অ্যান্টিনিউট্রিনোর সংখ্যার চেয়ে বেশি ছিল।

এসবের অর্থ কি?

নতুন হিলিয়াম-সমৃদ্ধ গ্যালাক্সি ডেটার এই বিশ্লেষণের একটি সুদূরপ্রসারী পরিণতি রয়েছে - এটি পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের মধ্যে অসাম্য ব্যাখ্যা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। সুবারু ডেটা আমাদের সরাসরি সেই ভারসাম্যহীনতার উৎসের দিকে নির্দেশ করে: নিউট্রিনো। এই গবেষণায়, আমার সহযোগীরা এবং আমি প্রমাণ করেছি যে হিলিয়ামের এই নতুন পরিমাপ প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে অ্যান্টিনিউট্রিনোর চেয়ে বেশি নিউট্রিনো থাকার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। মাধ্যম পরিচিত এবং সম্ভবত কণা পদার্থবিদ্যা প্রক্রিয়া, নিউট্রিনোর অসমতা সমস্ত বিষয়ে একটি অসমত্বে প্রচার করতে পারে।

আমাদের অধ্যয়নের ফলাফল তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের জগতে একটি সাধারণ ধরণের ফলাফল। মূলত, আমরা একটি কার্যকর উপায় আবিষ্কার করেছি যাতে পদার্থ-অ্যান্টিমেটার অ্যাসিমেট্রি তৈরি করা যেতে পারে, কিন্তু এর মানে এই নয় যে এটি অবশ্যই সেইভাবে তৈরি হয়েছিল। তথ্য যে আমাদের তত্ত্বের সাথে খাপ খায় তা ইঙ্গিত দেয় যে আমরা যে তত্ত্বটি প্রস্তাব করেছি তা সঠিক হতে পারে, কিন্তু একা এই সত্যটির অর্থ এই নয় যে এটি।

সুতরাং, এই ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র নিউট্রিনোগুলি কি পুরানো পুরানো প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার চাবিকাঠি, "কেন কিছু বিদ্যমান?" এই নতুন গবেষণা অনুযায়ী, তারা শুধু হতে পারে.

এই নিবন্ধটি থেকে পুনঃপ্রকাশ করা হয় কথোপকথোন ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্সের অধীনে। পর এটা মূল নিবন্ধ.

চিত্র ক্রেডিট: নাসা

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://singularityhub.com/2023/07/27/measuring-helium-in-distant-galaxies-may-give-physicists-insight-into-why-the-universe-exists/