মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব

ভৌত বিশ্বতত্ত্বেবিগ ব্যাংতত্ত্বমহাবিশ্বেরউৎপত্তি সম্পর্কে প্রদত্ত একটিবৈজ্ঞানিক তত্ত্ব। এটিমহাগর্জনতত্ত্বনামেও পরিচিত।এই তত্ত্বটি  ১৯২৯  সালেবেলজিয়ামেরধর্মপ্রচারকজর্জ এদুয়ার ল্যমেত্র্‌সর্বপ্রথম প্রস্তাব করেন।বর্তমানে এই তত্ত্বটি মহাবিশ্বের উদ্ভব সম্পর্কিত তত্ত্ব  হিসাবে সর্বজন গৃহীত ।
এই তত্ত্বের অন্যতম বৈশিষ্ট্য হলো কোনও ধারাবাহিক প্রক্রিয়ার পরিবর্তে একটি বিশেষ মুহূর্তে মহাবিশ্বের উদ্ভব। এই তত্ত্ব অনুযায়ী আজ থেকে প্রায় ১ হাজার ৩৭৫ কোটি বছর পূর্বে এই মহাবিশ্ব একটি অতি ঘন এবং উত্তপ্ত অবস্থা থেকে সৃষ্টি হয়েছিল। বিজ্ঞানীএডুইন হাবলপ্রথম বলেন যে দূরবর্তীছায়াপথসমূহেরবেগ সামগ্রিকভাবে পর্যালোচনা করলে দেখা যায় এরা পরস্পর দূরে সরে যাচ্ছে অর্থাৎ মহাবিশ্ব ক্রমশ সম্প্রসারিত হচ্ছে।আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বেরফ্রিদমান-ল্যমেত্র্‌-রবার্টসন-ওয়াকার মেট্রিকঅনুসারে এটি ব্যাখ্যা করা হয়েছে। এই তত্ত্বসমূহের সাহায্যে অতীত বিশ্লেষণ করে দেখা যায়, সমগ্র মহাবিশ্ব একটি সুপ্রাচীন বিন্দুবৎ অবস্থা থেকে উৎপত্তি লাভ করেছে। এই অবস্থায় সকল পদার্থ এবং শক্তি অতি উত্তপ্ত এবং ঘন অবস্থায় ছিল। কিন্তু এ অবস্থার আগে কী ছিল, তা নিয়ে পদার্থবিজ্ঞানীদের মধ্যে কোন ঐকমত্য নেই। অবশ্য সাধারণ আপেক্ষিকতা এর আগের সময়ের ব্যাখ্যার জন্যমহাকর্ষীয় অদ্বৈত অবস্থান(সিংগুলারিটি) নামক একটি শব্দের প্রস্তাব করেছে।
মহাবিস্ফোরণ শব্দটি স্থূল অর্থে প্রাচীনতম একটি বিন্দুর অতি শক্তিশালী বিস্ফোরণকে বোঝায় যার মাধ্যমে মহাবিশ্বের সৃষ্টি হয়েছিল, আবার অন্যদিকে এই বিস্ফোরণকে কেন্দ্র করে মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও গঠন নিয়েবিশ্বতত্ত্বেযে মতবাদের সৃষ্টি হয়েছে তাকেও বোঝায়। এর মাধ্যমেই মহাবিশ্বের প্রাচীনতম বস্তুসমূহের গঠন সম্পর্কে ব্যাখ্যা পাওয়া যায়, যার জন্য মহাবিস্ফোরণ মতবাদের পরইআলফার-বেটে-গ্যামফ তত্ত্বপ্রণীত হয়েছে। মহাবিস্ফোরণের একটি উল্লেখযোগ্য ফলাফল হল, বর্তমানে মহাবিশ্বের অবস্থা অতীত এবং ভবিষ্যতের অবস্থা থেকে সম্পূর্ণ পৃথক। এই তত্ত্বের মাধ্যমেই ১৯৪৮ সালেজর্জ গ্যামফঅনুমান করতে পেরেছিলেন যে,মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণেরঅস্তিত্ব রয়েছে। ১৯৬০-এর দশকে এটি আবিষ্কৃত হয় এবংস্থির অবস্থা তত্ত্বকেঅনেকটাই বাতিল করে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বকে প্রমাণ করতে সমর্থ হয়।
॥ ইতিহাস॥       
মহাবিশ্বের গঠন এবং এর সাথে তত্ত্বের সমন্বয় সাধনের চেষ্টা থেকেই মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের উৎপত্তি হয়েছে। মহাকাশ পর্যবেক্ষকরা দেখতে পান যে অধিকাংশসর্পিল নীহারিকাপৃথিবী থেকে ক্রমশ দূরে সরে যাচ্ছে। অবশ্য বিশ্বতাত্ত্বিক দৃষ্টিকোণ থেকে এর ব্যাখ্যা আরও পরে হয়েছে, বর্তমানে আমরা জানি, যে নীহারিকাগুলো পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, সেগুলো আসলে নীহারিকা নয়, বরং আমাদের "আকাশগঙ্গা/আকাশগঙ্গার" বাইরের ছায়াপথ ছিল। বেলজিয়ামের একজন রোমান ক্যাথলিক ধর্মপ্রচারক "জর্জ ল্যমেত্র্‌" ১৯২৭ সালে প্রথম স্বাধীনভাবে আইনস্টাইনের ক্ষেত্র সমীকরণ থেকে ফ্রিদমান সমীকরণ/ফ্রিদমান সমীকরণসমূহ উপপাদন করেন। আইনস্টাইন সাধারণ আপেক্ষিকতার জন্য এই ক্ষেত্র সমীকরণগুলোর গোড়াপত্তন করেছিলেন। ফ্রিদমান সমীকরণ উপপাদনের পর সর্পিল নীহারিকার ক্রম পশ্চাদপসারণের উপর ভিত্তি করে "ল্যমেত্র" প্রস্তাব করেন, মহাবিশ্ব একটিসুপ্রাচীন পরমাণুথেকে উৎপত্তি লাভ করেছে, যে প্রস্তাব বর্তমানে মহাবিস্ফোরণ নামে পরিচিত।
এর দুই বছর পর "এডুইন হাবল" ল্যমেত্রর তত্ত্বের সপক্ষে একটি পর্যবেক্ষণমূলক প্রমাণ উপস্থাপন করেন। তিনি আবিষ্কার করেন যে, পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান ছায়াপথসমূহ থেকে নিঃসৃত আলোর 'লোহিত অপসারণ' হচ্ছে এবং এই অপসারণ পৃথিবী থেকে তাদের দূরত্বের সমানুপাতিক। অর্থাৎ একটি ছায়াপথ পৃথিবী থেকে যত দূরে তা থেকে নিঃসৃত আলোর বর্ণালি ততোই লাল তথা দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরে যাচ্ছে। এই ঘটনাটি বর্তমানেহাবলের নীতিনামে পরিচিত।বিশ্বতাত্ত্বিক নীতিঅনুসারে মহাবিশ্বকে যখন যথেষ্ট বৃহৎ মাপের দূরত্বের সাপেক্ষে দেখা হয় তখন এর কোন নির্দিষ্ট বা বিশিষ্ট দিক ও স্থান পাওয়া যায় না। এই নীতিকে সত্য মেনেই হাবল প্রমাণ করেছিলেন যে মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হচ্ছে। কিন্তু এই তত্ত্ব স্বয়ং আইনস্টাইন কর্তৃক প্রতিষ্ঠিত অসীম এবং অপরিবর্তনীয়বিশ্বের তত্ত্বেরসম্পূর্ণ বিরোধী।
দুইটি স্বতন্ত্র সম্ভাবনা রয়েছে। একটিফ্রেড হয়েলেরস্থির অবস্থা নকশা, যা অনুসারে মহাবিশ্ব যখন সম্প্রসারিত হতে শুরু করে তখন এখানে নতুন পদার্থ সৃষ্টি হতে পারে। এই নকশা অনুসারে সময়ের যে কোন বিন্দুতে মহাবিশ্ব একইরকম থাকে।অন্যটি হল ল্যমেত্র্‌রমহাবিস্ফোরণ তত্ত্বযা মূলতজর্জ গ্যামফকর্তৃক পূর্ণতা লাভ করেছে। ল্যমেত্র্‌র এই তত্ত্বটির নাম কিন্তু হয়েলই দিয়েছিলেন। হয়েল ১৯৪৯ সালের২৮শে মার্চ/বিবিসিতেপ্রচারিতথার্ড প্রোগ্রামনামক অনুষ্ঠানে অনেকটাই শ্লেষের বশে ল্যমেত্র্‌র এই তত্ত্বটিকে "বিগ ব্যাং" বলে আখ্যায়িত করেন যার দ্বারা একটি বিশাল গণ্ডগোলই বুঝায়।এর পরেও বিভিন্ন অনুষ্ঠানে তাকে এই নামটি ব্যবহার করতে দেখা যায়। বিশেষত ১৯৫০ সালে "বস্তুর ধর্মের" উপর প্রদত্ত পাঁচটি গুরুত্বপূর্ণ বক্তৃতায় ল্যমেত্র্‌র তত্ত্বকে বোঝানোর জন্য তিনি এই নাম ব্যবহার করেন। বক্তৃতা প্রচারিত হওয়ার এক সপ্তাহের মধ্যেই এর প্রতিটিদ্য লিসেনারপত্রিকায় প্রকাশিত হতো। এই পত্রিকাতেই "বিগ ব্যাং" নামটি প্রথম ছাপার অক্ষরে ব্যবহৃত হয়।হয়েল এবং ল্যমেত্র্‌ কর্তৃক প্রস্তাবিত এই দুটি নকশা ছাড়াও মহাবিশ্বের উৎপত্তি নিয়ে বেশ কিছু নকশা প্রস্তাব করা হয়। এর মধ্যে উল্লেখযোগ্য হচ্ছেমাইন নকশা(Milne model),রিচার্ড টলম্যানকর্তৃক প্রস্তাবিতকম্পনশীল মহাবিশ্বএবংফ্রিৎস জুইকিপ্রস্তাবিতদুর্বল আলোপ্রকল্প।
কিছু সময়ের জন্য স্থির অবস্থা এবং মহাবিস্ফোরণ দুইটি তত্ত্বেরই যথেষ্ট গ্রহণযোগ্যতা ছিল বিধায় বিতর্কেরও অবকাশ ছিল প্রচুর। কিন্তু সময়ের আবর্তে অনেকগুলো গুরুত্বপূর্ণ পর্যবেক্ষণ সাধিত হয় যার অধিকাংশই প্রথমটির বদলে দ্বিতীয় তত্ত্বের গ্রহণযোগ্যতার সাক্ষ্য দেয়। ১৯৬৪ সালেমহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণআবিষ্কৃত হওয়ার পর মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও বিবর্তন ব্যাখ্যার জন্য সবচেয়ে উপযোগী তত্ত্ব হিসেবে গৃহীত হয়। আধুনিককালে বিশ্বতাত্ত্বিক গবেষণার অন্যতম একটি বিষয়ই হচ্ছে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের আলোকেছায়াপথসমূহেরসৃষ্টি ও বিবর্তন প্রক্রিয়া উদ্‌ঘাটন করা। এছাড়াও ঠিক কি কারণে এবং কীভাবে মহাবিস্ফোরণ সংঘটিত হয়েছিলো তা বিশ্বতাত্ত্বিক দৃষ্টিকোণ থেকে বিচার করা হয়। মহাবিস্ফোরণের মূল তত্ত্বের সাথে বাস্তব পর্যবেক্ষণের সমন্বয় সাধনের উপরই বর্তমান বিশ্বতত্ত্বের অগ্রগতি অনেকাংশে নির্ভর করছে। ১৯৯০-এর দশক থেকে মহাবিস্ফোরণ সংশ্লিষ্ট গবেষণা অনেক সহজ হয়ে দাড়িয়েছে। অতি উচ্চ ক্ষমতাবিশিষ্টদূরবীক্ষণ যন্ত্রএবং এর সঠিক কার্যকারিতা একে সম্ভব করে তুলেছে। বর্তমানে মানুষের রয়েছে কোবে,হাবল স্পেস টেলিস্কোপএবংডব্লিউএমএপি'র মত উচ্চ ক্ষমতারদুরবীন। ফলে বর্তমান বিশ্বতত্ত্ববিদরা অনেক সহজে মহাবিস্ফোরণের বিভিন্ন রাশি পরিমাপ করতে পারে। এর ফলে একটি অপ্রত্যাশিত আবিষ্কার সম্ভব হয়েছে; আর তা হলো সম্প্রসারণশীল মহাবিশ্বের ত্বরমান হওয়া।
তিনটি পরিমাপের উপর ভিত্তি করে মহাবিশ্বের যে বয়স পাওয়া গেছে তা হল প্রায়১৩.৭ ± ০.২ বিলিয়ন বছর। এই পরিমাপ তিনটি হচ্ছে:প্রথম ধরনের অতি নব তারাব্যবহার করে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের পরিমাপ,মহাজাগতিক ক্ষুদ্র তরঙ্গ পটভূমিতেতাপমাত্রার উঠানামার পরিমাপ এবং ছায়াপথসমূহেরকোরিলেশন ফাংশনপরিমাপ। এই তিনটি পরিমাপ স্বাধীনভাবে করা হয়েছে এবং তিনটি পরিমাপই তথাকথিতল্যাম্ব্‌ডা-সিডিএম নকশাকেগভীরভাবে সমর্থন করেছে। এই নকশা মহাবিশ্বের অভ্যন্তরস্থ সবকিছুর সুন্দর বর্ণনা দিতে সক্ষম।
সৃষ্টির প্রাথমিককালে মহাবিশ্ব সুষম এবং সমতাপীয় রূপে একটিই অতি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপবিশিষ্ট পদার্থ দ্বারা পূর্ণ ছিল। মহাবিশ্ব সৃষ্টির ১০সেকেন্ড পর পদার্থবিজ্ঞানের সূত্রগুলো কার্যকারিতা লাভ করে। তাই এই সময়কেপ্ল্যাংকের সময়বলা হয়। প্ল্যাংকের সময়ের প্রায় ১০সেকেন্ড পর একটি দশা পরিবর্তন তথা অবস্থান্তর অবস্থার সূচনা ঘটে যার ফলেমহাজাগতিক স্ফীতিশুরু হয়। এই সময় মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হতে শুরু করে। এ সময় থেকে মূলত মহাবিশ্বের exponential সম্প্রসারণ শুরু হয়।
মহাজাগতিক স্ফীতি বন্ধ হয়ে যাওয়ার পর মহাবিশ্বেকোয়ার্ক-গ্লুওন প্লাসমানামক পদার্থ ছিল। বর্তমানে সম্ভবত এই ধরনেরই একটি পদার্থ বিজ্ঞানী প্রস্তুত করেছেন যা কোয়ার্ক গ্লুওন তরল হিসেবে পরিচিত। এই তরলের মধ্যস্থিত সকল উপাদান একে অপরের সাপেক্ষে চলমান -- এ তরলের মধ্যকার সকল মৌলিক কণিকাও এভাবে তরলের মধ্যে চলমান থাকে।স্থান-কালের কোন একটি বিন্দুতে এই পদার্থের মধ্যে একটি বিক্রিয়া ঘটে যার স্বরূপ এখন পর্যন্ত মানুষের পক্ষে জানা সম্ভব হয়নি। এই বিক্রিয়ার ফলেবেরিয়ন সংখ্যারসংরক্ষণ নীতি লংঘিত হয় এবংকোয়ার্কওলেপ্টনকণিকার পরিমাণ এদের প্রতিকণিকার চেয়ে সামান্য বেড়ে যায়। অর্থাৎপ্রতি-কোয়ার্কএবংপ্রতি-লেপ্টনেরচেয়েকোয়ার্কএবংলেপ্টনেরপরিমাণ সামান্য বৃদ্ধি পায়। এর হার ছিল প্রতি ১০ভাগের এক ভাগ। এই প্রক্রিয়াকেবেরিওজেনেসিসবলা হয়।
মহাবিশ্বের আয়তন যত বৃদ্ধি পেতে থাকে ততই এর তাপমাত্রা কমতে থাকে। তাপমাত্রা হ্রাসের সময়ই কোন এক পর্যায়ে দশার অবস্থান্তর অবস্থা সৃষ্টি হয় যার ফলে শুরু হয়প্রতিসাম্য ভাঙন। এই ভাঙনের কারণে পদার্থবিজ্ঞানের আলোচ্য মৌলিক বলসমূহ পৃথক পৃথক স্বাধীন অস্তিত্ব লাভ করে। এ সময়ইমৌলিক কণিকাসমূহসৃষ্টি হয় যা এখনও সেই আদি অবস্থাতেই রয়েছে।কোয়ার্কএবংগ্লুওনএকত্রিত হয়েবেরিয়ন, যেমনপ্রোটনএবংনিউট্রনতৈরি করে। কোয়ার্কের পরিমাণ প্রতি-কোয়ার্কের চেয়ে সামান্য বেড়ে যাওয়ার কারণে বেরিয়নের পরিমাণও প্রতি-বেরিয়নের চেয়ে সামান্য বেড়ে যায়। একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার নিচে কোন নতুন প্রোটন-প্রতিপ্রোটন জোড়া তৈরি হতে পারেনা। এরই সাথে অবশিষ্ট প্রোটন এবং প্রতিপ্রোটনের মধ্যে শুরু হয় ভরেরপূর্ণবিলয়(annihilation)। ফলেপ্রতিপ্রোটনসম্পূর্ণ নিঃশেষ হয়ে যায়; আর প্রোটন প্রায় নিঃশেষ হয়ে যায়। তবে কিছু প্রোটন থেকে যায়। নিউট্রন-প্রতিনিউট্রন জোড়ের ক্ষেত্রেও একই ঘটনা ঘটে।ইলেকট্রনও প্রতিইলেকট্রন বাপজিট্রনেরক্ষেত্র এই ঘটনা আরও নিম্ন তাপমাত্রায় সংঘটিত হয়।
এর কিছুকাল পরে প্রোটন ও নিউট্রন একত্রিত হয়ে মহাবিশ্বের একেবারে প্রথমদিককার উপাদানডিউটেরিয়ামওহিলিয়ামকেন্দ্রীনতৈরি করে। সৃষ্টির এই প্রক্রিয়াকে বলা হয়মহাবিস্ফোরণ কেন্দ্রীন সংশ্লেষ। মহাবিশ্বের শীতলায়ন প্রক্রিয়া অব্যাহত থাকে; এক সময় এই প্রক্রিয়ার ফলস্বরূপ পদার্থের কণাসমূহের মধ্যে যে আপেক্ষিক গতিবেগ ছিল তার পরিমাণ হ্রাস পায়। এই কণাসমূহের মাঝে দুই ধরনের শক্তি ঘনত্ব ছিল:নিশ্চল ভরশক্তি ঘনত্ব এবংবিকিরণশক্তি ঘনত্ব। আপেক্ষিক বেগ কমে যাওয়ার ফলে নিশ্চল ভরজনিত শক্তি ঘনত্বমহাকর্ষীয়ভাবেবিকিরণজনিত শক্তি ঘনত্বের উপর আধিপত্য বিস্তার করে। মহাবিস্ফোরণের প্রায় ৩৮০,০০০ বছর পর ইলেকট্রন এবং নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়েপরমাণুতৈরি করে; এর মধ্যে মূলতহাইড্রোজেনপরমাণু সৃষ্টি হয়। এর সূত্র ধরে পদার্থ থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যাওয়া শক্তি বিকিরণ আকারে সমগ্র মহাবিশ্বে ছড়িয়ে পড়ে; কারণ একে তেমন কোন বাঁধার সম্মুখীন হতে হয় না। এই সুপ্রাচীন বিকিরণের নামমহাজাগতিক ক্ষুদ্রতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ।
সম্প্রসারণের সাথে সাথে মহাবিশ্বের বণ্টন প্রায় সুষম হয়েছিলো। কিন্তু এর মাঝেও কিছু অসামঞ্জস্যতা ছিল। এর কারণে যে অঞ্চলগুলো অন্যান্য অঞ্চল থেকে খানিকটা ঘন সেখানের পদার্থগুলো আশেপাশের অন্যান্য বস্তুকে মহাকর্ষ বলের মাধ্যমে আকর্ষণ করে। এর মাধ্যমে সৃষ্টি হয়তারা,ছায়াপথএবং অন্যান্য জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক বস্তুর যা আজ আমরা দেখতে পাচ্ছি। তবে এই প্রক্রিয়াটি অত সহজ নয়। এর মূল বিষয়গুলো নির্ভর করে মহাবিশ্বের ওই অঞ্চলের পদার্থের ধরন এবং পরিমাণের উপর। তখন মহাবিশ্বে সম্ভাব্য তিন ধরনের পদার্থ বিরাজমান ছিল:শীতল অদৃশ্য বস্তু,উত্তপ্ত অদৃশ্য বস্তুএবংবেরিয়নীয় বস্তু।ডব্লিউএমএপিনামক কৃত্রিম উপগ্রহ থেকে পাওয়া সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য তথ্যের ভিত্তিতে জানা গেছে যে মহাবিশ্বে শীতল অদৃশ্য বস্তুর পরিমাণ সবচেয়ে বেশি, প্রায় শতকরা ৮০ ভাগ। অন্যান্য দুই ধরনের বস্তুর পরিমাণ মাত্র ২০%।
বর্তমান মহাবিশ্বের অধিকাংশ স্থান জুড়ে একটি রহস্যময় ধরনের শক্তি বিরাজ করছে। মহাবিশ্বের বিপুল ভর ও শক্তির জন্য সবচেয়ে বেশি দায়ী এই শক্তিকেঅদৃশ্য শক্তিবা dark energy বলা হয়। বর্তমান মহাবিশ্বের মোট শক্তি ঘনত্বের শতকরা প্রায় ৭০ ভাগ জুড়েই রয়েছে এই অদৃশ্য শক্তি। মহাবিশ্বের সম্প্রসারণকে একটি বেগ-দূরত্ব সম্পর্কিত লেখের মাধ্যমে প্রকাশ করলে লেখচিত্রের রেখাটি সরলরৈখিক হয়না। অদৃশ্য শক্তির কারণেই এমনটি হয়ে থাকে। অর্থাৎ এই শক্তির কারণে দূরত্ব যখন অনেক বেশি হয় তখন উক্ত বস্তুর বেগ স্বাভাবিকের তুলনায় অনেক বেড়ে যায়। অর্থাৎ দূরত্ব যত বাড়ে বেগ বৃদ্ধির পরিমাণও ততই বেড়ে যায়। একেবারে সাধারণ বিষয় ধর্তব্যের মধ্যে আনলে অদৃশ্য শক্তির এই পরিমাণটিআইনস্টাইনের ক্ষেত্র সমীকরণেএকটিমহাজাগতিক ধ্রুবকেররূপ নেয়, যদিও এই শক্তির প্রকৃত রূপ এখনও উদ্‌ঘাটন করা সম্ভব হয়নি। বলতে গেলে এই শক্তিরঅবস্থার সমীকরণএবং কণা পদার্থবিজ্ঞানেরআদর্শ নকশারসাথে এর সম্পর্ক বিষয়ে তাত্ত্বিক ও ব্যবহারিক উভয়ক্ষেত্রে অনেক পর্যবেক্ষণ ও গবেষণা এখনও বাকি রয়ে গেছে।
এই সবগুলো পর্যবেক্ষণ বিশ্বতত্ত্বেরল্যাম্ব্‌ডা-সিডিএম নকশায়সংযুক্ত করা হয়েছে। সবগুলো নকশার নির্যাস নিয়ে গঠিত এই নকশাটি মূলত গাণিতিক যাতে ছয়টি মুক্ত স্থিতিমাপ (parameter) রয়েছে। তবে রহস্যজনক পরিস্থিতির সৃষ্টি হয় যখন আমরা মহাবিশ্বের সৃষ্টির গোড়ার দিকে দৃষ্টি নিক্ষেপ করি। সেই সময় পদার্থ কণিকার শক্তি এতো বেশি ছিল যে বর্তমানকালের পরীক্ষণেও তা নিয়ে বাস্তবমুখী গবেষণা করা যায় না। মহাবিস্ফোরণের পর ১০সেকেন্ড পর্যন্ত পরিস্থিতি ব্যাখ্যার জন্য উপযোগী কোন সূত্র পদার্থবিজ্ঞানে আজ অবধি আবিষ্কৃত হয়নি। দশা পার্থক্যের এই সময়ের পূর্বের অবস্থা ব্যাখ্যা করার জন্যমহা একীভূত তত্ত্বেরকোন বিকল্প নেই। বিস্ফোরণের একেবারে প্রথম বিন্দুতে আইনস্টাইনের মহাকর্ষ তত্ত্বমতে একটিমহাকর্ষীয় ব্যতিক্রমী বিন্দুরকল্পনা করা হয়েছে। বলা হয়েছে এই বিন্দুতে ঘনত্ব অসীম ছিল।এইভৌত হেঁয়ালিসমাধান করার জন্য একটিকোয়ান্টাম মহাকর্ষতত্ত্ব প্রয়োজন। এই বিষয়টি বোঝার জন্য যুগোপযোগী তত্ত্ব প্রণয়নই বর্তমানে পদার্থবিজ্ঞানের বৃহত্তম সমাধানহীন সমস্যা।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব নিম্নলিখিত অনুমিতিগুলোর উপর নির্ভর করে:
প্রথমদিকে এই আদর্শ নীতিগুলোকে স্বীকার্য হিসেবে বিবেচনা করা হয়েছিলো। কিন্তু বর্তমানকালে এগুলো প্রমাণ করার চেষ্টা করা হচ্ছে। ভৌত নীতিসমূহের সর্বজনীনতা পরীক্ষা করে দেখা গেছে,মহাবিশ্বের বয়সেরউপরসূক্ষ্ম কাঠামো ধ্রুবকেরসবচেয়ে বেশি যে ব্যাত্যয়টি দেখা যায় তার পরিমাণ ১০-এর মত।মহাবিশ্বেরআইসোট্রপিযা মহাজাগতিক মূলনীতিকে সংজ্ঞায়িত করে তার পরিমাপ করা হয়েছে ১০মাত্রার বিশুদ্ধরূপে; বৃহৎ পরিসর গঠনে মহাবিশ্বকে শতকরা ১০ ভাগ মাত্রার বিশুদ্ধতায় সমসত্ব হিসেবে পাওয়া গেছে।বর্তমানে কোপারনিকান মূলনীতি পরিমাপের চেষ্টা চলছে।ছায়াপথ শ্রেণী ও স্তবকগুলোরসাথে মহাজাগতিক ক্ষুদ্রতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণের মিথস্ক্রিয়ার দিকে লক্ষ করার মাধ্যমে এই পরিমাপ করা হচ্ছে। মিথস্ক্রিয়াটি লক্ষ করার জন্যSunyaev-Zel'dovich ক্রিয়াবিবেচনা করা হচ্ছে। এক্ষেত্রে শতকরা ১ ভাগ বিশুদ্ধতার আশা করা যায়।
এই অনুমিতিগুলোকে আইনস্টাইনেরসাধারণ আপেক্ষিকতাতত্ত্বের সাথে একীভূত করলে বোঝা যায় যে,স্থান-কালকেএকটিসমসত্বওআইসোপট্রপীয়মেট্রিক হিসেবে বর্ণনা করতে হবে। এ থেকে সহজেই বোঝা যায় যে এই মেট্রিকটি হবেএফআরডব্লিউমেট্রিক। এই মেট্রিকগুলো একটিস্থানাঙ্ক ছকেরউপর নির্ভর করে যা স্থান-কালের সকল স্থানে ছড়িয়ে আছে এবং যার মাধ্যমে আমরা মহাশূন্যে যেকোন একটি বিন্দু চিহ্নিত করতে পারি। এক্ষেত্র নির্দিষ্টভাবে ব্যবহৃত ছকটির হচ্ছেকমোভিং স্থানাঙ্ক ব্যবস্থা। এই ছকের রেখাগুলো মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের সাথে সাথে একটি হারে এবং একই নির্দেশনায় সম্প্রসারিত হয়। ফলে কোন একটি জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক বস্তুর স্থানাঙ্ক সকল সময়ে একই থাকে। যেকোন দুটি বিন্দুরকমোভিং দূরত্বতথা স্থানাঙ্ক দূরত্ব একই থাকলেও এই কমোভিং বিন্দুসমূহের ভৌত দূরত্ব মহাবিশ্বেরস্কেল উৎপাদকেরসাথে সমানুপাতিক হারে বৃদ্ধি পায়।
মহাবিশ্বকে এই স্থানাঙ্কসমূহ দ্বারা ব্যাখ্যা করলে দেখা যায়, মহাবিস্ফোরণ একি শূন্য মহাবিশ্ব পূর্ণ করার জন্য কিছু পদার্থের নিছক একটি বিস্ফোরণ নয়, বরং মহাশূন্য নিজেই সম্প্রসারিত হয়েছে নির্দিষ্ট নিয়মে এবং এর ফলে কমোভিং বিন্দুসমূহের ভৌত দূরত্ব বৃদ্ধি পেয়েছে। যে বস্তুসমূহ একীভূত থাকে (যেমন: পরমাণু, মানুষ, তারা, সৌর জগত, ছায়াপথ) তারা স্থান-কালের প্রসারণের সাথে প্রসারিত হয়ে একে অন্যের থেকে দূরে সরে যায় না; কারণ যে বল তাদেরকে একীভূত করে রেখেছে তা হাবল সম্প্রসারণের জন্য দায়ী বলের চেয়ে শক্তিশালী।
আমরা এখানেকনফরমাল সময়(η{\displaystyle \eta }) নামক শব্দটির অবতারণা করতে পারি, এহেন ক্ষেত্রে সম্পূর্ণ স্থান-কাল মেট্রিক একটি স্থিতিশীল মেট্রিকের রূপ নেয় এবং এটি এই মেট্রিককে সামগ্রিক স্কেল উৎপাদক দ্বারা গুণ করে মূল মেট্রক পাওয়া যায়। কনফরমাল সময় স্থানাঙ্ক বেশ গুরুত্বপূর্ণ। কারণ একটি নির্দিষ্ট ভ্রমণে আলোক রশ্মি যে পরিমাণ কমোভিং দূরত্ব অতিক্রম করে তা উক্ত ভ্রমণের মধ্যবর্তী কনফরমাল সময়ের সমান। এই থেকেই স্থান-কালেরকসাল গঠনবোধগম্য হয়। উদাহরণস্বরূপ; মহাবিস্ফোরণ অতীতের একটি নির্দিষ্ট কনফরমাল সময়ে সংঘটিত হয়েছিল। ধরি এই কনফরমাল সময়টিη0{\displaystyle \eta _{0}}। এখন যে সকল বস্তুর কমোভিং দূরত্বη0{\displaystyle \eta _{0}}-এর চেয়ে বেশি তাদের আমাদের থেকে এতো বেশি যে সেখান থেকে আলো কখনই আমাদের কাছে পৌঁছুতে পারবেনা। অর্থাৎ আমরা অতীত মহাবিশ্বের সমগ্র অংশ কখনই দেখতে পারবোনা। এথেকে উদ্ভূত হয়েছেঅতীত দিগন্তেরধারণা। মহাবিশ্ব যদি ত্বরণ সহকারে সম্প্রসারিত হতে থাকে তাহলে কেবল একটি সুনির্দিষ্টসংখ্যক কনফরমাল সময় ভবিষ্যতের জন্য রয়েছে। একেηF{\displaystyle \eta _{F}}দ্বারা প্রকাশ করা হয়ে থাকে। অবশ্য এই কনফরমাল সময়টি আমাদেরঘড়িরতুলনায় প্রায় অসীম যাকেসঠিক সময়(proper time) বলা হয়। যে বস্তুর কমোভিং দূরত্ব এইcηF{\displaystyle c\eta _{F}}-এর চেয়ে বেশি সেখান থেকে আলোক রশ্মি কখনই আমাদের কাছে আসতে পারবেনা। অর্থাৎ আমরা সমগ্র মহাবিশ্বকে প্রভাবান্বিত করতে পারবো না। অর্থাৎ এর একটিভবিষ্যৎ দিগন্ত-ও রয়েছে।
বিশ্বতত্ত্ব মহাবিস্ফোরণের প্রমাণ হিসেবে তিনটি পর্যবেক্ষণ ও পরীক্ষণকে উল্লেখ করা হয়। এগুলো হল: ছায়াপথসমূহেরলাল অপসারণদেখে গৃহীতহাবল-ধরনের সম্প্রসারণ, মহাজাগতিক ক্ষুদ্রতরঙ্গ পটভূমির বিস্তৃত পরিমাপ এবং আলোক উপাদানসমূহের প্রাচুর্য। উপরন্তু মহাবিশ্বের বৃহৎ-পরিসর গঠনে পর্যবেক্ষণযোগ্যকোরিলেশন ফাংশনআদর্শ মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের সাথে বেশ ভাল রকম খাঁপ খায়।
দূরবর্তীছায়াপথওকেয়াসারপর্যবেক্ষণ করে দেখা গেছে যে এরা লাল অপসারণ প্রদর্শন করে -- তাদের থেকে নিঃসরিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য তুলনামূলক বর্ধিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যে রূপ নেয়। বস্তুসমূহেরকম্পাংক বর্ণালীগ্রহণ করার মাধ্যমে এটি প্রমাণিত হয়েছে। আলোর সাথে মিথস্ক্রিয়ারত রাসায়নিক মৌলসমূহের পরমাণুরবিশোষণ রেখাএবংনিঃসরণ রেখারবর্ণালীবীক্ষণগত গড়নের সাথে পর্যবেক্ষণযোগ্য এই বর্ণালীর সম্মিলন ঘটানো হয়েছে। এর ফলেই মূলত লাল অপসারণের প্রমাণ মিলেছে। এই বিশ্লেষণ থেকে বোঝা গেল, একটিলাল অপসারণযা কোন ধরনের বিকিরণের জন্য একটিডপলার অপসারণকেনির্দেশ করে তাকে পরিমাপ করা সম্ভব। প্রাস্থানিকবেগদ্বারা বিষয়টির ব্যাখ্যা করা যায়। যখন বস্তুসমূহের দূরত্বের সাথে এদের প্রাস্থানিক বেগের একটি লেখ অঙ্কন করা হয় তখন একটি সরলরেখা পাওয়া যায়, যাহাবলের নীতিনামে পরিচিত।
যেখানে
হাবলের নীতি পর্যবেক্ষণের দুটি সম্ভাব্য ব্যাখ্যা রয়েছে -- একটি হল: আমরা ছায়াপথের একটি বিস্ফোরণের ঠিক কেন্দ্রে আছি ।কোপারনিকান মূলনীতিমেনে নিলে এই পর্যবেক্ষণটিকে সমর্থন করা যায়না। অন্য ব্যাখ্যাটি হল: মহাবিশ্ব স্থান-কালের একটি সুষম ধর্ম হিসেবে সকল স্থানে একটি হারে সম্প্রসারিত হচ্ছে। এই পর্যবেক্ষণটি হাবলে তার নীতি উপস্থাপনের অনেক আগেই করা হয়েছিলো। তখন আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বকে একটি কাঠামো হিসেবে ধরে পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিলো। এই পর্যবেক্ষণটিই এখন পর্যন্ত মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের মৌলিক ভিত্তিভূমি হিসেবে স্বীকৃত। এটি প্রস্তাব করেছিলেনফ্রিদমান-লেমাইট্‌র-রবার্টসন-ওয়াকার।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব মহাজাগতিক ক্ষুদ্রতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণের অস্তিত্বের কথা বলেছিল। এর অপর নামসিএমবিযা প্রথমবেরিওজেনেসিসেরসময় নিঃসরিতফোটনদ্বারা গঠিত। আদি মহাবিশ্বে যেহেতুতাপীয় সাম্যাবস্থাবিরাজ করছিল সেহেতু প্লাসমাগুলো পুনরায় একত্রিত হওয়ার পূর্ব পর্যন্ত বিকিরণের তাপমাত্রা ওপ্লাসমারপরিমাণ সমান ছিল। পরমাণু গঠিত হওয়ার আগে বিকিরণ স্থিতিশী়লভাবে পালাক্রমে নিঃসরিত এবং পুনরায় শোষিত হচ্ছিলো যাকেকম্পটন বিক্ষেপণবলা হয়। অর্থাৎ আদি মহাবিশ্ব আলোর প্রতি অস্বচ্ছ ছিল। যাহোক, মহাবিশ্ব প্রসারিত হওয়ার পাশাপাশি ধীরে ধীরে শীতল হতে থাকে এবং এক পর্যায়ে তাপমাত্রা ৩,০০০ কেলভিনের নিচে নেমে আসে। এই বিন্দুতে কেন্দ্রীন ও ইলেকট্রন একত্রিত হয়ে পরমাণু তৈরি করে। একই সাথে প্রাথমিক যুগের প্লাসমাগুলো একটিনিষ্ক্রিয় গ্যাসেরুপান্তরিক হয়। এই প্রক্রিয়ার নাম ফোটনডিকাপলিং। তখন মহাবিশ্বে কেবল নিরপেক্ষ পরমাণু এবং বিভিন্ন গ্যাসীয় বস্তুর সমন্বয়ে একটি নিষ্ক্রিয় পরিবেশ বিরাজ করছিল। ফলে পদার্থ থেকে নিঃসরিত বিকিরণ কোন বাঁধা ছাড়াই সমগ্র মহাবিশ্ব পরিভ্রমণের সুযোগ পায়। আদি মহাবিশ্বে যেহেতু তাপীয় সাম্যাবস্থা বিরাজ করছিল সেহেতু তখনকার বিকিরণের বর্ণালি ছিলকৃষ্ণবস্তুরবিকিরণ বর্ণালি ধরনের। পরবর্তীতে হাবলের নীতিতে লোহিত অপসারণের কারণে এদের তাপমাত্রা কমতে থাকে এবং কৃষ্ণবস্তুর আচরণ থেকে বিচ্যুতি দেখা দেয়।
১৯৬৪ সালেআরনো পেনজিয়াসএবংরবার্ট উড্রো উইলসনঅনেকটা আকস্মিকভাবেই পটভূমি বিকিরণ আবিষ্কার করেন। তারা এ সময়বেল ল্যাবরেটরিসেরমালিকানাধীন একটিক্ষুদ্রতরঙ্গগ্রাহক যন্ত্র দিয়ে বিভিন্ন পর্যবেক্ষণের মান নিরূপণ করছিলেন। তারা যে বিকিরণ আবিষ্কার করেন তা আইসোট্রপীয় ছিল এবং এর মধ্যে কৃষ্ণবস্তুর বিকিরণের ধর্ম বাদ্যমান ছিল; এর তাপমাত্রা ছিল প্রায় ৩ কেলভিন। এই আবিষ্কার মহাবিস্ফোরণ মতবাদের পক্ষে একটি যুক্তেই হয়ে দাঁড়ায় এবং পেনজিয়াস ও উইলসনকে এনে দেয়নোবেল পুরস্কার।
১৯৮৯ সালেনাসাপটভূমি বিকিরণ অনুসন্ধানের জন্য একটি মহাকাশযান প্রেরণ করে যার নামকসমিক ব্যাকগ্রাউন্ড এক্সপ্লোরার উপগ্রহবা কোবে (COBE)। এই কৃত্রিম উপগ্রহ থেকে ১৯৯০ সালে প্রাপ্ত তথ্য পটভূমি বিকিরণ সম্বন্ধে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের ধারণাকে সমর্থন করে। কোবে কর্তৃক প্রাপ্ত অবশেষ তাপমাত্রার (residual temperature) পরিমাণ ছিল ২.৭৩৬ কেলভিন। আরও জানা যায়, সিএমবি প্রতি ১০ভাগে এক ভাগ মাত্রায় আইসোট্রপীয়।২০০৩ সালেডব্লিউএমএপিনামক কৃত্রিম উপগ্রহের মাধ্যমে আরও নিখুঁত তথ্য পাওয়া যায়। এর মাধ্যমেমহাজাগতিক স্ফীতিশীলতাসংক্রান্ত বেশ কয়েকটি নকশা ভুল প্রমাণিত হয়। তবে এর তথ্যগুলো মূল মহাজাগতিক স্ফীতিশীলতা তত্ত্বের পক্ষেই থাকে।
মহাবিস্ফোরণ নকশা ব্যবহার করে মহাবিশ্বে উপস্থিত সাধারণ হাউড্রোজেনের সাথে হিলিয়াম-৪, হিলিয়াম-৩,ডিউটেরিয়ামএবংহিলিয়াম-৭ এর অনুপাত পরিমাপ করা সম্ভব।এই মৌলগুলোর প্রাচুর্য মূলতফোটনএবংবেরিয়নেরঅনুপাতের উপর নির্ভর করে। এই নকশায় যে অনুপাতের (ভর অনুসারে) আশা করা হয়েছে তা অনেকটা এরকম:
এই সকল অনুপাত একটিমাত্র সংখ্যার মাধ্যমে আগেই বলে দেয়া যায়। সেই সংখ্যাটি হল বেরিয়ন এবং ফোটনের অনুপাত। এই অনুসিদ্ধান্তটিLi এবংHe -এর জন্য অনেকটা শিথিল; কারণ এই দুটি মৌলেরপদ্ধতিগত অনিশ্চয়তাসম্বন্ধে নির্দিষ্ট করে কিছু বলা যায়না। যাহোক, এই প্রাচুর্য মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের পক্ষে একটি সুষ্পষ্ট প্রমাণ; কারণ মহাবিস্ফোরণ ছাড়া অন্য কোন তত্ত্ব দ্বারা এই প্রাচুর্যের পরিমাণ ব্যাখ্যা করা যায় না।আশ্চর্যজনকভাবে দেখা যায় নবীন মহাবিশ্বে ডিউটেরিয়াম অপেক্ষা হিলিয়ামের পরিমাণ বেশি অথবা হিলিয়মের (He) চেয়ে ডিউটেরিয়াম বেশি; এবং এরা সর্বদা ধ্রুব অনুপাত বজায় রাখে।
সূক্ষ্ম বিশ্লেষণ করলে দেখা যায় ছায়াপথ এবংকোয়াসারসমূহেরঅন্তর্গঠন এবং বৃহৎ পরিসর গঠনের বণ্টন ব্যবস্থা মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বকে সমর্থন করে। এ ধরনের সকল পর্যবেক্ষণ পর্যালোচনা করে জানা যায় যে মহাবিস্ফোরণ সংঘটিত হওয়ার প্রায় এক বিলিয়ন বছর পর প্রথম ছায়াপথ এবং কোয়াসার সৃষ্টি হয়; আর তখন থেকেই তৈরি হতে থাকে আরও বৃহৎ পরিসরের গঠন যেমনছায়াপথ স্তবকএবংমহা স্তবক। ছায়াপথগুলোর বয়স ধীরে ধীরে বাড়ছে আর সেই সাথে তাদের মধ্যে ঘটছে নানা বিবর্তন। এ কারণেই দূরবর্তী ছায়াপথগুলোকে (যারা অনেকটাই প্রাচীন) অপেক্ষাকৃত নিকটবর্তী ছায়াপথ (বর্তমান সময়ে পর্যবেক্ষণকৃত) অপেক্ষা অন্য রকম মনে হয়। উপরন্তু যেসব ছায়াপথ দেরীতে গঠিত হয়েছে তারা প্রাচীন ছায়াপথ থেকে এমনিতেই আলাদা হয়, যদিওবা বর্তমানগুলো দূরবর্তী হয়। অর্থাৎ সৃষ্টির সময়টিই মুখ্য হয়ে দাড়াচ্ছে, বিবর্তন যার চাবিকাঠি। এই পর্যবেক্ষণগুলোস্থির অবস্থা তত্ত্বেরসম্পূর্ণ বিরুদ্ধে।
বর্তমানে প্রায় সকল গবেষক মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বকে মেনে নিলেও এক সময় এমনটি ছিল না। তখন অনেকেই কিছু বিকল্প মহাজাগতিক নকশা বিশ্বাস করতো। এগুলো নিয়েই গড়ে উঠেছেঅ-প্রমিত বিশ্বতত্ত্ব(Non-standard Cosmology)। সময়ের সাথে সাথে অনেক বিতর্কেরও সৃষ্টি হয়েছে যার মূল উদ্দেশ্য ছিল ঠিক কোন নকশাটিজ্যোতির্বৈজ্ঞানিক পর্যবেক্ষণেরসাথে সবচেয়ে ভাল খাঁপ খায় তা বের করা। বর্তমানে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব জনপ্রিয়তা লাভ করায় এই বিতর্কগুলোকে ঐতিহাসিক দৃষ্টিকোণ থেকে দেখা হয়; এগুলোর সমাধান করার জন্য এই তত্ত্বে অনেক পরিবর্তন আনা হয়েছে আবার মাঝেমাঝে উন্নততর পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে। সমাধান হয়ে গেছে এমন সমস্যাগুলো ছাড়াও আরও কিছু সমস্যা রয়েছে, যেমন:কাস্পি হ্যালো সমস্যাএবংশীতল অদৃশ্য বস্তুরবামন ছায়াপথ সমস্যা। তবে এই সমস্যাগুলো মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের সাথে খুব একটা সাংঘর্ষিক নয়।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব এমন অনেকগুলো প্রশ্নের জন্ম দিয়েছে যার কোন সঠিক উত্তর দেয়ার মতো পর্যবেক্ষণ ব্যবস্থা আমাদের পৃথিবীতে নেই। এর মধ্যে রয়েছেঅদৃশ্য শক্তি,অদৃশ্য বস্তু,মহাজাগতীক স্ফীতিশীলতাইত্যাদি থেকে উদ্ভূত সমস্যাগুলো। এগুলোকেপদার্থবিজ্ঞানের সমাধানহীন সমস্যাহিসেবে চিহ্নিত। এগুলো সমাধানের জন্য প্রয়োজনমহাবিস্ফোরণ কেন্দ্রীন সংশ্লেষবিষয়ে স্বাধীন গবেষণা,মহাজাগতিক ক্ষুদ্র তরঙ্গ পটভূমি বিকিরণেরমূল বিষয় নিয়ে অধ্যয়ন এবং মহাবিশ্বের বৃহৎ পরিসর গঠনে বিদ্যমানঅতি নব তারানিয়ে অধ্যয়ন। সমস্যাগুলোর মহাকর্ষীয় প্রভাব পর্যবেক্ষণ এবং তত্ত্বের মাধ্যসে বর্তমানে অনেকটাই বোধগম্য হয়েছে। কিন্তু এই তত্ত্বগুলোকেকণা পদার্থবিজ্ঞানেরআদর্শ নকশার মধ্যে সঠিকভাবে বিন্যস্ত করা হয়নি। মৌলিক পদার্থবিজ্ঞান দ্বারা অনেকগুলোর উত্তর বের করার চেষ্টা করা হয়েছে, আর এ থেকেই বিভিন্ন তত্ত্বের সৃষ্টি হয়েছে। কিছু গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা এবং তৎসংশ্লিষ্ট অন্যান্য বিষয় এখানে ব্যাখ্যা করা হল:
তথ্য আলোর চেয়ে দ্রুতগতিতে চলতে পারে না, এই ধারণা থেকেই দিগন্ত সমস্যার সৃষ্টি হয়েছে। এ থেকে বোঝা যায়, অনেক দূরত্বে অবস্থিত মহাবিশ্বের দুটি স্থান যাদের মধ্যবর্তী দূরত্ব আলোর দ্রুতির এবং মহাবিশ্বের বয়সের গুণফলের চেয়েও বেশি, তাদের মধ্যেকারণিক(causal) সংযোগ ঘটা কখনই সম্ভব নয়।মহাজাগতিক ক্ষুদ্র তরঙ্গ পটভূমি বিকিরণের যে আইসোপট্রপি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে তা এক্ষেত্রে আরও সমস্যার সৃষ্টি করেছে, কারণ এই সময়ের যেদিগন্ততার আকার মহাকাশের প্রায় ২ ডিগ্রী অংশের সমমানের। মহাবিশ্ব যদি প্লাংক যুগের পর থেকে একইভাবে সম্প্রসারিত হতে থাকত তবে এই অঞ্চলগুলোতে তাপমাত্রা সমান থাকতে পারতো না।
সমতা সমস্যা একটি পর্যবেক্ষণিক সমস্যা যারফ্রিদমান-লেমাইট্‌র-রবার্টসন ওয়াকার মেট্রিকেরসাথে সম্পর্কিত।সাধারণভাবে মহাবিশ্বের তিন ধরনের জ্যামিতি থাকতে পারে:অধিবৃত্তীয় জ্যামিতি,ইউক্লিডীয় জ্যামিতিঅথবাউপবৃত্তীয় জ্যামিতি।পীড়ন-শক্তি টেন্সরেরসাহায্যে পরিমাপকৃত মহাবিশ্বের মোট শক্তির পরিমাণের উপর নির্ভর করে কোন ধরনের জ্যামিতি কাজ করবে। মহাবিশ্বের ঘনত্ব যদিক্রান্তি ঘনত্বথেকে কম হয় তবে তা অধিবৃত্তীয় জ্যামিতি মেনে চলবে, বেশি হলে উপবৃত্তীয় এবং সমান হলে ইউক্লিডীয়। মহাবিশ্বকে অবশ্যই তার আদি অবস্থার ক্রান্তি ঘনত্বের ১০ভাগের এক ভাগের মধ্যে থাকতে হত। আর তা নাহলে হয় এরতাপীয় মৃত্যুঘটত অথবামহা সংকোচনহত, এ সকল ক্ষেত্র বর্তমানে মহাবিশ্ব আর টিকে থাকত না। এই সমস্যার একটি সমাধান হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে মহাবিশ্বেরস্ফীতিশীলতা তত্ত্ব। স্ফীতিশীলতার পর্যায়ে, স্থান-কাল এতোটা অধিক হারে সম্প্রসারিত হয়েছিলো যে এর সাথে সংশ্লিষ্ট যেকোন অবশেষবক্রতা(residual curvature) বেশ ভালোভাবেই নিঃশেষিত হয়ে সমতলের সৃষ্টি হয়। এজন্যই বলা হয় স্ফীতিশীলতা তত্ত্ব স্বীকার করে নিলে মহাবিশ্বকে প্রায় সম্পূর্ণ সমতল ধরতে হয়।
১৯৭০-এর দশকের শেষ ভাগে প্রথমচৌম্বক একমেরুধারণাটি উত্থাপিত হয়।মহা একীভূত তত্ত্বঅনুসারে ভবিষ্যদ্বাণী করা গিয়েছিল যে, মহাকাশে বেশ কিছুবিন্দু ত্রুটিরয়েছে যারা স্বাভাবিক পর্যবেক্ষণের চেয়ে অনেক বেশি ঘনত্ববিশিষ্টচৌম্বক একমেরুহিসেবে প্রকাশিত হতে পারে।মহাজাগতিক স্ফীতিশীলতাতত্ত্ব দ্বারা এই সমস্যার একটি সমাধানে পৌঁছানো সম্ভব। স্ফীতিশীলতা তত্ত্ব পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের সকল বিন্দু ত্রুটি দূর করে তেমনিভাবে, যেমন করে তা মহাবিশ্বের গঠনকে সমতলীয় হিসেবে আখ্যায়িত করার উপযুক্ত পরিবেশ সৃষ্টি করে।
এই বিষয়টি এখনও বোধগম্য নয় কেন মহাবিশ্বেপদার্থেরপরিমাণপ্রতিপদার্থেরচেয়ে বেশি। ধারণা করা হয়, মহাবিশ্ব যখন নবীন এবং প্রচণ্ড উত্তপ্ত ছিল তখন, এটি পরিসাংখ্যিক সাম্যাবস্থা বজায় রাখছিল অর্থাৎ এতেবেরিয়নএবং প্রতিবেরিয়নের পরিমাণ সমান ছিল। কিন্তু বর্তমান পর্যবেক্ষণ প্রমাণ করেছে যে পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্ব প্রায় পুরোটাই পদার্থ দ্বারা গঠিত। এর সমাধানে বলা হয়েছে,বেরিওজেনেসিসনামক একটি অজ্ঞাত পদ্ধতি এই অপ্রতিসাম্যের সৃষ্টি করেছে। বেরিওজেনেসিস ঘটার জন্য শাখারভ শর্তগুলো অবশ্যই পূর্ণ হতে হবে। বিজ্ঞানীআন্দ্রেই শাখারভএই শর্তগুলো উত্থাপন করেন। এই শর্তগুলোতে বলা হয়েছে, মহাবিশ্বে সেইবেরিয়ন সংখ্যাথাকতে হবে যা সংরক্ষিত নয়,সি-প্রতিসাম্যএবংসিপি-প্রতিসাম্যলঙ্ঘন করতে হবে এবং মহাবিশ্বকেতাপগতীয় সাম্যাবস্থাথেকে দূরে থাকতে হবে।আদর্শ নকশায়এই সবগুলো শর্ত পালিত হয়, কিন্তু এর প্রভাব বিদ্যমান বেরিয়ন অপ্রতিসাম্য ব্যাখ্যা করার মত যথেষ্ট প্রমাণ উপস্থাপন করতে পারে নি।বর্তমানেজেনেভায়অবস্থিতসার্নেযথেষ্টপ্রতি-হাইড্রোজেনসঞ্চয়ের জন্য গবেষণা চলছে যাতে তাদের সাথেহাইড্রোজেনেরবর্ণালীর তুলনা করা যেতে পারে। এ থেকে যদি তাদের বর্ণালীর মধ্যে কোন পার্থক্য পাওয়া যায় তবে তাসিপিটি প্রতিসাম্যলঙ্ঘন করবে এবং তথাপিলোরেন্‌ৎস লঙ্ঘনঘটবে।
১৯৯০-এর দশকেবর্তুলাকার স্তবকেরযে পর্যবেক্ষণ করা হয় তা মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়নি। মহাবিশ্বে তারার মোট সংখ্যার মধ্যে যে পরিমাণ বর্তুলাকার স্তবক রয়েছে সেগুলোর কম্পিউটার সিমুলেশনের মাধ্যমে জানা যায় তারা প্রায় ১৫ বিলিয়ন বছর পূর্বে গঠিত হয়েছে। কিন্তু মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব অনুসারে মহাবিশ্বের বয়স মাত্র ১৩.৭ বিলিয়ন বছর। অবশ্য এই সমস্যাটি কয়েক বছর পরই সমাধান হয়ে যায়, যখন কম্পিউটার সিমুলেশনে আরও উন্নত প্রযুক্তির আবির্ভাব ঘটে। এ সময়নাক্ষত্রিক বায়ুরপ্রভাব ধরা হয় এবং স্তবকগুলোর বয়স আরও কম পাওয়া যায়।অবশ্য বর্তমানেও সন্দেহ রয়েছে যে স্তবকগুলোর বয়স আসলেই সঠিকভাবে নির্ণয় করা হয়েছে কি-না। কিন্তু এতে কোন সন্দেহ নেই যে এরা মহাবিশ্বের প্রাচীনতম সৃষ্টিগুলোর একটি।
১৯৭০ ও ৮০'র দশকে বিভিন্ন পর্যবেক্ষণ দ্বারা এটি প্রমাণিত হয়, মহাবিশ্বের ছায়াপথসমূহ এবং এদের অন্তবর্তী স্থানে বিদ্যমান মহাকর্ষীয় বলের আপাত শক্তির পরিমাণ এত বেশি যে দৃশ্যমান পদার্থগুলোর পক্ষে এ শক্তি সরবরাহ করা সম্ভব নয়। অর্থাৎ নির্দিষ্ট পদার্থের তুলনায় শক্তি অনেক বেশি। এর পর বিজ্ঞানীরা এই ধারণা গ্রহণ করতে বাধ্য হন যে, মহাবিশ্বের শতকরা প্রায় ৯০ ভাগ পদার্থই সাধারণবেরিয়নপদার্থ নয় বরং এরা হচ্ছেঅদৃশ্য বস্তু(dark matter)। এর পূর্বে ধারণা করা হত মহাবিশ্বের সকল পদার্থই সাধারণ যা আমরা দেখতে বা অনুধাবন করতে পারি। কিন্তু এই ধারণা পর্যবেক্ষণের সাথে সামাঞ্জস্যহীন ছিল। অদৃশ্য বস্তুর ধারণা বাদ দিলে মহাবিশ্বে যে পরিমাণডিউটেরিয়ামথাকা উচিত ছিল বর্তমানে তার চেয়ে অনেক কম রয়েছে। এই সমস্যা নিরসনের জন্য অদৃশ্য বস্তুর কল্পনা করা ছাড়া গত্যন্তর নেই। প্রথম আবিষ্কারের পরপর এই বস্তুটি ব্যাপক বিতর্কের সৃষ্টি করলেও বর্তমানে অধিকাংশ বিশ্বতত্ত্ববিদ এটি মেনে নিয়েছেন। কারণ বর্তমানেসিএমবি'রমাধ্যমে যেএনিসোট্রপিপর্যবেক্ষণ করা হয়েছে তা বিজ্ঞানসম্মতভাবে ব্যাখ্যা করতে হলে এর কোন বিকল্প নেই। এছাড়াওছায়াপথ স্তবকসমূহের বেগের উঠানাম, বৃহৎ-পরিসরে মহাবিশ্বের বণ্টন,মহাকর্ষীয় লেন্সিংঅধ্যয়ন এবং ছায়াপথ স্তবক থেকে প্রাপ্তরঞ্জন-রশ্মিনিয়ে গবেষণা করতে যেয়ে এই বস্তুর উপস্থিতি স্বীকার করে নিতে হয়েছে। ২০০৬ সালে আগস্ট মাসেবুলেট স্তবকেরছায়াপথসমূহের মধ্যে সংঘর্ষ পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে বর্তমানে বিজ্ঞানীরা অদৃশ্য বস্তুর ব্যাপারে নিশ্চিত হয়েছেন।অদৃশ্য বস্তু চিহ্নিত করা প্রায় দুঃসাধ্য। কারণ এর মহাকর্ষীয় প্রভাব সঠিকভাবে বোঝা যায় না। এখন পর্যন্ত কোন গবেষণাগারে সরাসরি অদৃশ্য বস্তু পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয় নি। কণা পদার্থবিজ্ঞানের অনেক গুরুত্বপূর্ণ গবেষণার বিষয় বর্তমানে অদৃশ্য বস্তু।
১৯৯০-এর দশকে মহাবিশ্বের মোটভর ঘনত্বেরএকটি বিস্তৃত পরিসংখ্যান প্রকাশিত হয়। এই পরিসংখ্যান অনুসারে মহাবিশ্বের ভর ঘনত্বক্রান্তি ঘনত্বেরমাত্র শতকরা ৩০ ভাগ।মহাজাগতিক ক্ষুদ্র তরঙ্গ পটভূমির পরিমাপ করার মাধ্যমে জানা গেছে যে মহাবিশ্ব স্প্যাশিয়ালভাবে প্রায় সমতলীয়। এ কারণে এর শতকরা প্রায় ৭০ভাগ শক্তি ঘনত্বের কোন ব্যাখ্যা পাওয়া যায় না। এই রহস্যটি বর্তমানে অন্য একটি বিষয়ের দিকে ইঙ্গিত করে:লা ধরনের অতি নবতারারস্বাধীন পরিমাপের মাধ্যমে এটি প্রমাণ করা হয়েছে যে, মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ একটি অরৈখিকত্বরণেহচ্ছে। এই ত্বরণ ব্যাখ্যার জন্য সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বে এমন একটি মহাবিশ্বের ধারণা গ্রহণ করা প্রয়োজন যাতেঋণাত্মক চাপবিশিষ্টবিপুল সংখ্যক শক্তি উপাদান থাকা প্রয়োজন। এ থেকেই এসেছে অদৃশ্য শক্তির ধারণা। ধারণা করা হয় এই শক্তি অবশিষ্ট ৭০% গঠন করেছে। এর প্রকৃতি বর্তমান মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের অন্যতম রহস্যময় বিষয়। এর সম্ভাব্য সমাধান পাওয়া যায়মহাজাগতিক ধ্রুবকেরস্কেলার মান গ্রহণ এবং ভৌত শুন্য স্থান গঠনকারীকুইনটেসেন্সেরপরিমাণ ধরে নেয়া। তবে এ বিষয়টি বোঝার জন্য বর্তমানেও গবেষণা এগিয়ে চলছে। ২০০৬ সালেডব্লিউএমএপিথেকে প্রাপ্ত তথ্যানুসারে মহাবিশ্বে ৭৪% অদৃশ্য শক্তি, ২২% অদৃশ্য বস্তু এবং মাত্র ৪% সাধারণ বস্তু রয়েছে।
অদৃশ্য শক্তি আবিষ্কারের পূর্বে বিশ্বতত্ত্ববিদগণ মহাবিশ্বের পরিণতি সম্পর্কে দুইটি ধারণা পোষণ করতেন। মহাবিশ্বের ভর ঘনত্ব যদি ক্রান্তি ঘনত্বের চেয়ে বেশি হয় তবে মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হয়ে একটি নির্দিষ্ট আকারে পৌঁছানোর পর আবার সংকুচিত হতে শুরু করবে। তখন এটি আবার ঘন ও উত্তপ্ত হতে থাকবে এবং একসময় সেই আদি অবস্থায় পৌঁছুবে যে অবস্থায়মহা সংকোচনশুরু হয়েছিলো। অন্যদিকে এই ঘনত্ব যদি ক্রান্তি ঘনত্বের সমান বা কম হয় তবে একসময় সম্প্রসারণ ধীর হয়ে যাবে, কিন্তু কখনই শেষ হবে না। মহাবিশ্ব যতই প্রসারিত হবে তত তার ঘনত্ব কমবে এবং এর ফলে আর নতুন তারা গঠিত হবে না। মহাবিশ্বের গড় তাপমাত্রা এসিম্পটোটিকভাবেপরম শূন্যেরদিকে অগ্রসর হবে এবংমহা হিমায়ন(big freeze) অবস্থার সৃষ্টি হবে। এ সময় কৃষ্ণ গহ্বরসমূহস্বতঃ বাষ্পীভূতহবে। মহাবিশ্বেরএনট্রপিবাড়তে বাড়তে এমন একটি বিন্দুতে পৌঁছাবে যখন এ থেকে কোন সুসংগঠিত শক্তি পাওয়া যাবে না। এই অবস্থার নামমহাবিশ্বের তাপীয় মৃত্যু। উপরন্তু,প্রোটনযদি অস্থিতিশীল হয় তাহলেহাউড্রোজেন(বর্তমান মহাবিশ্বের অন্যতম প্রাথমিক বেরিয়নিক নম্বর) অদৃশ্য হয়ে যাবে, রয়ে যাবে কেবল বিকিরণ।
মহাবিশ্বেরত্বরণ সহকারে সম্প্রসারণেরউপর আধুনিক পর্যবেক্ষণের ফলে আমরা জানতে পারছি যে বর্তমান দৃশ্যমান মহাবিশ্ব আমাদেরঘটনা দিগন্তেরবাইরে চলে যাবে এবং আমরা আর বর্তমান দৃশ্যমান স্থানগুলোকেও দেখতে পারবো না। এর ফলে কি হতে পারে তা সঠিক জানা যায় নি। মহাবিশ্বেরল্যাম্ব্‌ডা-সিডিএম নকশায়অদৃশ্য শক্তিকে একটিমহাজাগতিক ধ্রুবকহিসেবে দেখানো হয়েছে। এই তত্ত্বে বলা হয়েছে, মহাবিশ্বের কেবল মহাকর্ষীয়ভাবে সীমাবদ্ধ বস্তুগুলোই একসাথে থাকবে, যেমনছায়াপথ; অবশ্য মহাবিশ্বের প্রসারণ ও শীতলায়নের ফলে এদেরওতাপীয় মৃত্যুঘটবে। অন্য একটি মতবাদ হচ্ছেফ্যান্টম শক্তিমতবাদ। এটি অনুসারে ছায়াপথ স্তবক, তারা, গ্রহ, পরমাণু বা কেন্দ্রীন সবগুলোই এক সময় ছিন্নভিন্ন হয়ে যাবে এবং চির প্রসারণশীল মহাবিশ্বে এ কারণে এক সময়বিগ রিপসৃষ্টি হবে।
বিশ্বতত্ত্বে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বকে অবশ্যম্ভাবী ধরলেও ভবিষ্যতে এর সংস্কারের প্রয়োজন হতে পারে। অতীতে যে সময়টিতে স্ফীতি শুরু হয়েছে বলে আমরা ধরে নিয়েছি তা সম্বন্ধে আমাদের প্রকৃত জ্ঞান খুব সীমিত। তত্ত্বের সাহায্য উপস্থাপিত মহাবিশ্বের চিত্রের বাইরে আরও কিছু থাকতে পারে। স্ফীতির ক্ষেত্রে আমরা অবশ্যই ধরে নেই যে, সূচকীয় সম্প্রসারণ মহাকাশের বৃহৎ অঞ্চলকে আমাদের পর্যবেক্ষণযোগ্য দিগন্তের বাইরে ঠেলে দিয়েছে। তখন প্রকৃতপক্ষে কি ঘটেছিল তা সম্বন্ধে বিস্তারিত জ্ঞান পাওয়া যাবে যখন উচ্চ শক্তি স্কেলে পদার্থবিজ্ঞানের সূত্রসমূহ বোধগম্য হবে। এ সম্বন্ধে সকল অনুমানকোয়ান্টাম মহাকর্ষহিসেবে আলোচিত হয়।
কয়েকটি প্রস্তাবনা হচ্ছে:
এগুলোর মধ্যে অনেকগুলো মাঝেমধ্যে একটির সাথে অন্যটি মিলে যায়। তবে এর মূল নীতিগুলো এখন পর্যন্ত সুস্পষ্টভাবে প্রমাণিত নয়।