IRRSTC 2023 (PART II)

ENG BENG Highest energetic radiation German scientist Albert Einstein's theory of general relativity states that before the Big Bang there existed a gravitational singularity called the highest energetic radiation. It is believed that the four fundamental forces of nature—gravity, electromagnetism, and the strong and weak nuclear forces—were unified at this time. Even their power was of the same level. At present, however, gravity is extremely weak compared to others. It is 1038 times weaker than the strong force and 1036 times weaker than the electro-magnetic force. The origin universe after Big Bang Based on Computer simulation of Cosmic Background Radiation obtained in 1964 In the modern cosmological standard model theorem, about 15 billion years ago only 10-43sec. (The number obtained by writing 1 after giving 43 zeros with decimal after zero, the number is equal to that) i.e. a very fine point of light called "Highest Energetic Radiation" lasting only a fraction of a second, 10 crores, crores, crores, crores, crores 10- 33cm. The universe began with the Big Bang, with a temperature of about 10,000 degrees Kelvin (K). This period is called the Planck epoch. During the Planck era, the universe was only 10-35 meters across. This number is called the Planck length. Note that the initial temperature later tends downward rather than upward. The era of great unification The next era is called Maha Ekibhavan Yuga. The range is 10-43 to 10-36 seconds after the Big Bang. At this point gravity separates from the other three fundamental forces. That is why the unified theory of these three forces is called Maha Ekibhavan Tattva. The Inflationary Era The era of great unification was immediately followed by the era of inflation. During this period, the universe became 1026 times larger in a short amount of time. An object 1 nanometer in length would be 10.6 light-years long when magnified this much. This calculation, however, is obtained by calculating on a linear scale. If calculated in terms of volume, the size increased 1078 times i.e. only 10 cm. This era ended 10-32 seconds after the Big Bang. Current weak period The inflationary period was immediately followed by a weak period lasting 10-12 seconds. At this time the force ball separated. Only the weak nuclear force and the electromagnetic force remain together. Exceptional particles such as W, Z and Higgs bosons are created. Hadron Age: Orderly, orderly, uniform natural equilibrium age During this period of the Hadron Age, a fixed order of things prevailed in the universe. The total energy and charge of the universe was then conserved, lasting from 1 second to several minutes. Compound particles made up of quarks are called hadrons. Among the hadron particles we are most familiar with are protons and neutrons, protons, neutrons are made up of 3 quarks called baryons and payons are made up of 2 quarks called mesons. And the baryon meson is formed by the hadron particle. In the hadron era, the temperature of the universe decreased a little to one hundred million degrees. As a result, the quarks got combined and got a suitable environment for the formation of hadrons. In addition, neutrons and neutrinos are created by the collision of electrons and protons. These neutrino particles are still traveling through the universe at speeds close to the speed of light. The quark era After 10-12 seconds the quark era begins. During this period, a large number of quarks, electrons and neutrinos are produced. Quarks are the building blocks of protons and neutrons. The universe got a little colder. Drop below 10 quadrillion degrees (the number you get after 1 followed by 16 zeros). But the most significant event is, Then came the age of cosmological recombination. It was a historic turning point in the world. During this period, the temperature suddenly dropped to about 3000 degrees below the surface temperature of the Sun, creating the recombination or reconstruction period. At this time, the ionized hydrogen and helium nuclei bond with the electrons. As a result, atoms filled with protons in the center and electrons in orbits are formed. This process is called recombination. About 75 percent hydrogen and 25 percent helium—the ratio of the universe—was formed late in this period. Dark Era The period from the recombination era to 15 million years is called the Dark Era. Yuga is the period after the creation of atoms and before the birth of stars. Even if photons exist, the universe is dark in a sense because stars are not born. Imagine that mysterious dark matter ruled the universe at this time Reionization Era Then reionization begins. The first quasars formed due to gravitational attraction. On the other hand, the universe again went from a relaxed state to an ionized state. This era spans from 15 to 1 billion years after the Big Bang. The birth process of stars and galaxies The process of star and galaxy birth continued for the next 30 to 50 billion years after the reionization epoch, and continued thereafter. Along with the expansion of the universe, these stars are born from the condensation of gas in different regions under the influence of gravity. The first stars born were massive. About one hundred times heavier than the sun. হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন জার্মান বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইনের সার্বিক আপেক্ষিকতা বলছে, বিগ ব্যাং এর আগে একটি মহাকর্ষীয় সিঙ্গুলারিটির অস্তিত্ব ছিল যার নাম হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন। মনে করা হয়, এ সময়ে প্রকৃতির চারটি মৌলিক বল—মহাকর্ষ, তড়িৎ–চুম্বকত্ব এবং সবল ও দুর্বল নিউক্লীয় বল একীভূত ছিল। এমনকি এদের শক্তিও ছিল একই মাত্রার। যদিও বর্তমানে মহাকর্ষ অন্যদের তুলনায় মাত্রাতিরিক্ত রকম দুর্বল। এটি সবল বলের চেয়ে ১০৩৮ গুণ ও তড়িৎ–চুম্বকীয় বলের চেয়ে ১০৩৬ গুণ দুর্বল। মহাবিস্ফোরণ ( বিগ ব্যাং) উত্তর মহাবিশ্বের স্বরূপ ১৯৬৪ সালে প্রাপ্ত Big Bang উত্তর মহাজাগতিক Back ground Radiation এর Computer simulation'-এর উপর ভিত্তি করে রচিত মডার্ণ কসমোলজিক্যাল স্ট্যান্ডার্ড মডেল থিওরিমতে, প্রায় ১৫০০ কোটি বৎসর পূর্বে মাত্র 10-43sec. (শূন্যের পর দশমিক দিয়ে ৪৩টি শূন্য দেওয়ার পর ১ লিখলে যে সংখ্যা পাওয়া যায়, সংখ্যাটি তার সমান)অর্থাৎ এক সেকেন্ডের ১০ কোটি, কোটি ,কোটি, কোটি ,কোটি ভাগের মাত্র এক ভাগকাল স্থায়ী “হাইয়েস্ট এনার্জেটিক রেডিয়েশন” নামক এক মহাসূক্ষ্ম আলোক বিন্দু 10-33cm. আকার ধারণ করে প্রায় ১০,০০০ কোটি, কোটি, কোটি, কোটি, ডিগ্রি কেলভীন (K) তাপমাত্রা লাভ করে মহাবিস্ফোরণ Big Bang) এর মাধ্যমে এ মহাবিশ্বের সূচনা হয়। এই সময়টাকে বলা হয় প্ল্যাঙ্কীয় যুগ (প্ল্যাঙ্ক এপক) প্ল্যাঙ্ক যুগে মহাবিশ্ব বিস্তৃত ছিল মাত্র ১০-৩৫ মিটার অঞ্চলজুড়ে। এই সংখ্যাটিকে বলা হয় প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য। লক্ষ্যনীয় যে, প্রারম্ভিক তাপমাত্রা পরবর্তিতে উর্ধ্বমুখিতার পরিবর্তে নিম্মমুখী প্রবণতা লাভ করে। মহা একীভবন যুগ 2000 word পরের যুগের নাম মহা একীভবন যুগ । ব্যাপ্তি বিগ ব্যাংয়ের পরের ১০-৪৩ থেকে ১০-৩৬ সেকেন্ড। এ সময় মহাকর্ষ অন্য তিনটি মৌলিক বল থেকে আলাদা হয়ে যায়। এ জন্যই এ বল তিনটির একীভূত তত্ত্বকে মহা একীভবন তত্ত্ব বলা হয়। স্ফীতি যুগ মহা একীভবন যুগ এর পরপরই শুরু স্ফীতি যুগের। এ যুগেই সামান্য পরিমাণ সময়ের মধ্যে মহাবিশ্ব ১০২৬ গুণ বড় হয়ে যায়। ১ ন্যানোমিটার দৈর্ঘ্যের কোনো বস্তুকে এত বড় করলে সেটা ১০ দশমিক ৬ আলোকবর্ষ পরিমাণ লম্বা হবে। এ হিসাবটি অবশ্য পাওয়া যায় রৈখিক মাপকাঠিতে হিসাব করলে। আয়তনের দিক থেকে হিসাব করলে সাইজ বেড়েছিল ১০৭৮ গুণ অর্থাৎ মাত্র ১০ সেমি। বিগ ব্যাংয়ের ১০-৩২ সেকেন্ড পরই এ যুগের পরিসমাপ্তি ঘটে। তড়িৎ দুর্বল যুগ স্ফীতি যুগের সঙ্গে সঙ্গেই শুরু হয়েছিল তড়িৎ দুর্বল যুগের যার ব্যাপ্তিকাল ১০-১২ সেকেন্ড পর্যন্ত। এ সময় সবল বল আলাদা হয়ে গেল। একত্রে থাকল শুধু দুর্বল নিউক্লীয় বল এবং তড়িৎ-চুম্বকীয় বল। সৃষ্টি হয় ডব্লিউ, জেড ও হিগস বোসনদের মতো ব্যতিক্রমী কণিকা। হ্যাড্রোন যুগঃ সুবিন্যস্ত, সুশৃঙ্খল, অভিন্ন প্রাকৃতিক সুষম যুগ হ্যাড্রোন যুগের এ সময়টিতে মহাবিশ্বে একটা স্থির নিয়ম বলবৎ ছিল। তখন মহাবিশ্বের সামগ্রিক শক্তি ও চার্জ ছিল সংরক্ষিত যার স্থায়িত্ব ছিল ১ সেকেন্ড থেকে মিনিট কয়েক পর্যন্ত। কোয়ার্ক দিয়ে গঠিত যৌগিক কণিকার নাম হ্যাড্রোন। হ্যাড্রোন কণিকাদের মধ্যে আমাদের সবচেয়ে পরিচিত হলো প্রোটন ও নিউউল্লেখ্য, প্রোটন, নিউট্রন ৩টি কোয়ার্ক দিয়ে গঠিত যার একক নাম ব্যারিয়ন আর পায়ন ২টি কোয়ার্ক দিয়ে গঠিত যার একক নাম মেসন। আর ব্যারিয়ন+মেসন মিলে গঠিত হয় হ্যাড্রন কণা পরি হ্যাড্রোন যুগে মহাবিশ্বের তাপমাত্রা আরেকটু কমে এক লাখ কোটি ডিগ্রি হলো। ফলে কোয়ার্করা যুক্ত হয়ে হ্যাড্রোন গঠিত হওয়ার উপযুক্ত পরিবেশ পেল। পাশাপাশি ইলেকট্রন ও প্রোটনের সংঘর্ষে তৈরি হয় নিউট্রন ও নিউট্রিনো। এই নিউট্রিনো কণারা আজ পর্যন্ত মহাবিশ্বজুড়ে ছুটে চলেছে আলোর কাছাকাছি বেগে। কোয়ার্ক যুগ ১০-১২ সেকেন্ডের পর শুরু কোয়ার্ক যুগ। এ সময়কালে বিপুল পরিমাণ কোয়ার্ক, ইলেকট্রন ও নিউট্রিনো তৈরি হয়। কোয়ার্ক হলো প্রোটন ও নিউট্রনের গাঠনিক কণা। মহাবিশ্ব আরেকটু ঠান্ডা হলো। নামল ১০ কোয়াড্রিলিয়ন ডিগ্রির (১-এর পর ১৬টি শূন্য বসিয়ে যে সংখ্যা পাবেন) নিচে। তবে সবচেয়ে উল্লেযোগ্য ঘটনা হলো, চারটি মৌলিক বল সম্পূর্ণ আলাদা হয়ে গেল। ঠিক বর্তমানে যেভাবে আছে। লেপটন যুগ হ্যাড্রোন পরবর্তী যুগের নাম লেপটন যুগ। এ যুগে পূর্ববর্তী অল্প কিছু ছাড়া প্রায় সব হ্যাড্রোন ও প্রতি–হ্যাড্রোন নিঃশেষ হয়ে যায়। ফলে মহাবিশ্বে চলছিল লেপটন ও প্রতি–লেপটনদের (যেমন ইলেকট্রনের প্রতিকণা প্রতি–ইলেকট্রন) রাজ-রাজত্ব। এ দুই বিপরীত চার্জধারী কণার মিলনে অবমুক্ত হয় শক্তি। এ শক্তির বহিঃপ্রকাশ ঘটে ফোটনের (আলোর কণিকা) মাধ্যমে। উল্টোভাবে ফোটনরাও আবার মিলিত হয়ে ইলেকট্রন-পজিট্রন জোড় তৈরি করতে থাকে। মহাবিশ্বের প্রথম ৩ মিনিট সময়কালের এখানেই সমাপ্তি ঘটে। এরপর থেকে সময়ের ব্যবধান দাঁড়ায় বিশাল মাপকাঠিতে। এরপর বিশ্ব সংগঠনে প্রকৃতি সময় নেয় অন্ততঃ ১৭ মিনিট যা ছিল অতীব জরুরী এবং গুরুত্বপূর্ণ সময়-পর্ব। এতে সংঘটিত হয় গুরুত্বপূর্ণ নিউক্লীয় সংশ্লেষণ। এটি হলো নতুন পরমাণুর নিউক্লিয়াস (কেন্দ্র) তৈরির প্রক্রিয়ার নাম। প্রোটন ও নিউট্রন ফিউশন বিক্রিয়ার মাধ্যমে মিলিত হয়ে তৈরি করে এ নতুন পরমাণু। এভাবেই গড়ে ওঠে হাইড্রোজেন, হিলিয়াম ও লিথিয়ামের মতো পর্যায় সারণির প্রথম দিকের মৌলগুলো। এ অবস্থায় মহাবিশ্বের তাপমাত্রা ছিল প্রায় ১০০ কোটি ডিগ্রি। কিন্তু এ সময়ের পরই তাপমাত্রা ও ঘনত্ব এত বেশি কমে গেল যে, নিউক্লীয় ফিউশনে সাময়িক বিরতি ঘটেছিল। এই ফিউশন পরবর্তী সময়ে আবার শুরু হয়। তবে সেটা সমগ্র মহাবিশ্বে নয়। ফোটন এপক যুগ এবারের যুগের নাম ফোটন এপক। তখন মহাবিশ্বে চলছিল বিকিরণের আধিপত্য। পরমাণুর নিউক্লিয়াস ও ইলেকট্রনের উত্তপ্ত স্যুপে গড়া প্লাজমা দিয়ে মহাবিশ্ব তখন ভর্তি। বিকিরণের আধিপত্য থাকার কারণে অধিকাংশ লেপটন ও প্রতি–লেপটন নিঃশেষ হয়ে গিয়েছিল। ফলে মহাবিশ্বজুড়ে তখন ছিল ফোটনের ছড়াছড়ি। আর ফোটন মানেই বিকিরণ। আমাদের পারিপার্শ্বিক দৃশ্যমান আলোও একধরনের বিকিরণ। ফোটন যুগের ফোটনরা লেপটন যুগে বেঁচে যাওয়া প্রোটন, ইলেকট্রন ও পরমাণুকেন্দ্রের সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া করতে থাকে। এ যুগের স্থায়িত্ব ৩ মিনিট থেকে ২ লাখ ৪০ হাজার বছর। কসমোলজিক্যাল রিকম্বিনেশন বা মহাজাগতিক পুনর্গঠন যুগ এরপর উদ্ভব ঘটে কসমোলজিক্যাল রিকম্বিনেশন বা মহাকাশীয় পুনর্গঠন যুগ। এটি ছিল বিশ্ব জগতে এক ঐতিহাসিক যুগ সন্ধিক্ষণ। এ যুগে হঠাৎ করে তাপমাত্রা সূর্যের পৃষ্ঠ তাপমাত্রার কাছাকাছি ৩০০০ ডিগ্রি নেমে গিয়ে সৃষ্টি হয় রিকম্বিনেশন বা পুনর্গঠন যুগ। এ সময় আয়নিত হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম নিউক্লিয়াস ইলেকট্রনের সঙ্গে সন্ধি করে ফেলে। ফলে কেন্দ্রে প্রোটন ও কক্ষপথে ইলেকট্রন নিয়ে পরিপূর্ণ পরমাণু তৈরি হয়ে যায়। এ প্রক্রিয়ারই নাম রিকম্বিনেশন। মহাবিশ্বের প্রায় ৭৫ শতাংশ হাইড্রোজেন ও ২৫ শতাংশ হিলিয়াম—এই অনুপাতটি এ কালের শেষের দিকেই তৈরি হয়। ডার্ক এরা বা অন্ধকার যুগ রিকম্বিনেশন যুগের পর থেকে ১৫ কোটি বছর পর্যন্ত সময়কালকে বলে অন্ধকার যুগ (Dark Era) বলা হয়। যুগটি হলো পরমাণু তৈরির পরের ও নক্ষত্রের জন্মের আগের সময়কাল। ফোটনের অস্তিত্ব থাকলেও নক্ষত্রের জন্ম না হওয়ায় এক অর্থে মহাবিশ্ব অন্ধকারই বটে। রহস্যময় ডার্ক ম্যাটারই এ সময় মহাবিশ্বে রাজত্ব করত বলে ধারণা কর পুনঃ আয়নীকরণ যুগ এরপর শুরু হলো পুনঃ আয়নীকরণ। মহাকর্ষের আকর্ষণে প্রথম কোয়াসার তৈরি হলো। অন্যদিকে মহাবিশ্ব আবার প্রশম অবস্থা থেকে আয়নিত অবস্থায় চলে গেল। এ যুগটির ব্যাপ্তি বিগ ব্যাং-পরবর্তী ১৫ থেকে ১০০ কোটি বছর। নক্ষত্র ও গ্যালাক্সির জন্মপ্রক্রিয়া পুনঃ আয়নীকরণ যুগের পরের ৩০ থেকে ৫০ কোটি বছর ধরে চলল নক্ষত্র ও গ্যালাক্সির জন্মপ্রক্রিয়া, যা পরে চলতেই থাকল। মহাবিশ্ব প্রসারণের পাশাপাশি মহাকর্ষের প্রভাবে বিভিন্ন অঞ্চলের গ্যাস ঘনীভূত হতে হতে জন্ম হয় এসব নক্ষত্র। প্রথম দিকে জন্ম নেওয়া নক্ষত্ররা ছিল বিশাল বড় বড়। সূর্যের প্রায় এক শ গুণ ভারী। The birth of the known world About 5 billion years ago, 850 to 9 billion years after the Big Bang, our Sun was born from material ejected from stars. And the earth was born about 450 million years ago. The universe is moving forward, towards the cosmos, through rapid expansion and the cyclical birth and death of stars. It is not known exactly what is at the end of that time. It should be noted that since the scientist Albert Einstein presented his theory of general relativity in 1915, physical cosmology has been well established as an observable and precise science. According to the joint interpretation of Friedman-Lemaître-Robertson-Walker cosmology, this universe can expand or contract. (Source: Wikipedia) The world is legally divided into two parts. 1) Gross secular law 2) Subtle secular law. 1. Coarse physical laws: Coarse physical laws are very favorable to Newtonian mechanics. 2. Subtle Cosmic Laws: Favorable to Einstein's Theory of Relativity. According to current cosmological models, the current age of the universe is 13.75 billion or 1,375 million years. The "current" diameter of the visible part of this universe is about 93 billion light years. The diameter of the universe is greater than 13.75 x 2 = 27.50 billion light years. Moreover, if the universe is imagined as a sphere centered on Earth, its radius would be about 46 billion light years. Astronomers estimate that there are about 100 billion galaxies in the visible universe. These galaxies can be very small, such as dwarf galaxies containing only 10 million (or 10 million) stars, or very large, such as giant galaxies containing 1000 billion stars. Structure and Size of the Universe Our galaxy—the Milky Way—is about 30,000 light-years from the Sun to the center of the galaxy. The diameter of the galaxy is 100,000 or one hundred thousand light years. The local cluster of galaxies are the local galaxies located within 5 million or 500 million light-years of our galaxy. Within this local group of galaxies the three largest spiral galaxies - the Milky Way, Andromeda or M31 and M33 form a gravitational triangle. The Andromeda Galaxy is our nearest large g+*53op চেনা-জানা জগতের জন্ম কথা আজ থেকে প্রায় ৫০০ কোটি বছর আগেবিগ ব্যাংয়ের ৮৫০ থেকে ৯০০ কোটি বছর পর আমাদের সূর্য নক্ষত্রের ছুড়ে দেওয়া পদার্থ থেকে জন্ম নিয়েছিল। আর পৃথিবীর জন্ম প্রায় ৪৫০ কোটি বছর আগে। তীব্র বেগে প্রসারণ ও চক্রাকারে নক্ষত্রের জন্ম-মৃত্যুর মধ্য দিয়ে মহাবিশ্ব এগিয়ে চলেছে সামনের দিকে, মহাকালের দিকে। সেই কালের শেষে ঠিক কী আছে, তা ঠিক করে জানা নেই উল্লেখ্য, ১৯১৫ সালে বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইন তার সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব উপস্থাপনের পর থেকেই মূলত ভৌত বিশ্বতত্ত্ব একটি পর্যবেক্ষণযোগ্য এবং সুনির্দিষ্ট নীতিমালাবিশিষ্ট বিজ্ঞান হিসেবে সুপ্রতিষ্ঠিত হয়। ফ্রিডম্যান-Lemaître-রবার্টসন-ওয়াকার বিশ্বতত্ত্বের যৌথ ব্যাখ্যামতে, এই মহাবিশ্ব প্রসারিত বা সংকুচিত হতে পারে। (সূত্রঃ উইকিপিডিয়াবিশ্ব জগত আইনগতভাবে কার্যত: দু' ভাগে বিভক্ত। ১) স্থূল জাগতিক আইন ২) সূক্ষ্ণ জাগতিক আইন। ১. স্থূল জাগতিক আইন: স্থূল জাগতিক আইন নিউটনীয় বলবিদ্যার অনেকটা অনুকূল। ২. সূক্ষ্ণ জাগতিক আইন: আইনস্টাইনের আপেক্ষিক তত্ত্বের অনুকূল। বর্তমান বিশ্বতত্ত্বের মডেল অনুযায়ী মহাবিশ্বের বর্তমান বয়স ১৩.৭৫ বিলিয়ন বা ১,৩৭৫ কোটি বছর। এই মহাবিশ্বের দৃশ্যমান অংশের "এই মুহূর্তের" ব্যাস প্রায় ৯৩ বিলিয়ন আলোক বছর। মহাবিশ্বের ব্যাস ১৩.৭৫ x ২ = ২৭.৫০ বিলিয়ন আলোক বছরের চাইতে বেশী। তাছাড়া, পৃথিবীকে কেন্দ্র করে মহাবিশ্বকে যদি একটা গোলক কল্পনা করা হয় তবে তার ব্যাসার্ধ হবে প্রায় ৪৬ বিলিয়ন আলোক বর্ষ। জ্যোতির্বিদরা মনে করছেন দৃশ্যমান মহাবিশ্বে প্রায় ১০০ বিলিয়ন গ্যালাক্সি আছে। এই গ্যালাক্সিরা খুব ছোটও হতে পারে, যেমন মাত্র ১০ মিলিয়ন (বা ১ কোটি) তারা সম্বলিত বামন গ্যালাক্সি অথবা খুব বড়ও হতে পারে, যেমনঃ দৈত্যাকার গ্যালাক্সিগুলিতে ১০০০ বিলিয়ন তারা থাকতে পারে । মহাবিশ্বের গঠন ও আকার আমাদের গ্যালাক্সি-ছায়াপথ সূর্য থেকে গ্যালাক্সির কেন্দ্রের দূরত্ব প্রায় ৩০,০০০ আলোক বর্ষ। গ্যালাক্সির ব্যাস ১০০,০০০ বা এক লক্ষ আলোক বর্ষ। স্থানীয় গ্যালাক্সিপুঞ্জ আমাদের ছায়াপথের ৫ মিলিয়ন বা ৫০ লক্ষ আলোকবর্ষের মধ্যে অবস্থিত স্থানীয় গ্যালাক্সিগুলো। এই স্থানীয় গ্যালাক্সি দলের মধ্যে বড় তিনটি সর্পিল গ্যালাক্সি - ছায়াপথ, অ্যান্ড্রোমিডা বা M31 এবং M33 একটি মহাকর্ষীয় ত্রিভুজ তৈরি করেছে। অ্যান্ড্রোমিডা গ্যালাক্সি আমাদের নিকটবর্তী বড় গ্যালাক্সি। এর দূরত্ব হচ্ছে ২.৫ মিলিয়ন