কালের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস

কালের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস: বৃহৎ বিস্ফোরণ থেকে কৃষ্ণগহ্বর আধুনিক যুগের অন্যতম সেরা জ্যোতির্বিজ্ঞানী ও বিশ্বতত্ত্ববিদ স্টিফেন হকিং লিখিত একটি জনপ্রিয় ধারার বিজ্ঞান গ্রন্থ। স্টিফেন হকিং লিখিত বইয়ের মধ্যে এটি সর্বাধিক জনপ্রিয়তা অর্জন করে। এই বইয়ের জন্যই মূলত হকিং ব্যাপক পরিচিতি লাভ করেন। বইটি সর্বাধিক-বিক্রিত বইয়ের মর্যাদা পায়। ১৯৮৮ খ্রিষ্টাব্দে প্রকাশের পর ২০০৮ খ্রিষ্টাব্দের মধ্যে বইটির প্রায় ১০ মিলিয়ন কপি বিক্রি হয়ে যায়। এছাড়া এটি লন্ডনের সানডে টাইম্‌স পত্রিকার তথ্য মতে ২৩৫ সপ্তাহ সর্বাধিক বিক্রিত বই ছিল। ১৯৯১ খ্রিষ্টাব্দে এই বইয়ের নাম অবলম্বন করে পরিচালক ইরল মরিসন একটি জীবনীমূলক প্রামাণ্য চলচ্চিত্র নির্মাণ করেন যাতে স্টিফেন হকিং নিজেই অভিনয় করেন।
বইয়ে আলোচিত বিষয়গুলো সবই আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞান ও বিশ্বতত্ত্বের আঙ্গিকে রচিত হয়েছে। মূলত মহাবিশ্বের পরিসর ও এর সৃষ্টি রহস্য সাধারণের উপযোগী করে লেখা হয়েছে এতে। আলোচিত ১১ টি বিষয়ের রয়েছে। এই বিষয়গুলো ছাড়াও বইয়ের পরিশিষ্টে মহান তিনজন বিজ্ঞানীর সংক্ষিপ্ত জীবনী সংযুক্ত রয়েছে। এরা হলেন: আলবার্ট আইনস্টাইন, গ্যালিলিও গ্যালিলি এবং আইজাক নিউটন। এ গ্রন্থটির মূল বিষয় বিশ্বজগতের উৎস-সন্ধান। এ বিষয়ে নানা বিজ্ঞানীর নানা মত রয়েছে। কীভাবে সৃষ্টি হয়েছে এ বিশ্বের, কখন কীভাবে এর উৎপত্তি ও বিবর্তন ; কত এর বয়স, এ সব বিবিধ বিশ্বতত্ত্বীয় প্রশ্নের উত্তর দেয়ার চেষ্টা করেছেন বিভিন্ন বিজ্ঞানী নানা দৃষ্টিভঙ্গী থেকে। এ সব প্রশ্নোত্তরের সংক্ষিপ্ত ও সাধারণবোধ্য একটি ধারাবিবরণী উপস্থাপন করেছেন স্টিফেন হকিং এই বইটিতে। বইটিতে বৈজ্ঞানিক পরিভাষা খুব সামান্যই ব্যবহার করা হয়েছে। মাধ্যাকর্ষণ, কৃষ্ণগহ্বর, বিগ ব্যাং সময় সম্পর্কিত ইত্যাকার বৈজ্ঞানিক জিজ্ঞাসা ইত্যাদি বিষয়ে বিভিন্ন মতবাদ নিয়ে আলোচনার সঙ্গে সঙ্গে একটি সমন্বিত ধারণা দেয়ার প্রয়াস পেয়েছেন লেখক।
প্রথম অধ্যায়ে হকিং জ্যোতির্বিজ্ঞানের গবেষণার ইতিহাস, এরিস্টটল এবং টলেমির ধারণা সহ আলোচনা করেছিলেন। এরিস্টটল, তাঁর সময়ের অন্যান্য অনেক লোকের মতো নয়, পৃথিবীটি গোলাকার বলে মনে করেছিলেন। তিনি চন্দ্রগ্রহণ পর্যবেক্ষণ করে এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন, যা তিনি মনে করেছিলেন পৃথিবীর বৃত্তাকার ছায়ার ফলে এবং উত্তর দিকে আরও পর্যবেক্ষকদের দৃষ্টিকোণ থেকে উত্তর তারাটির উচ্চতা বৃদ্ধি বৃদ্ধি পর্যবেক্ষণ করে। অ্যারিস্টটল আরও ভেবেছিলেন যে সূর্য ও তারাগুলি পৃথিবীর চারপাশে নিখুঁত চেনাশোনাগুলিতে গিয়েছিল," "রহস্যবাদী কারণে" "। দ্বিতীয় শতাব্দীর গ্রিক জ্যোতির্বিদ টলেমিও মহাবিশ্বে সূর্য ও নক্ষত্রগুলির অবস্থানের বিষয়ে চিন্তাভাবনা করেছিলেন এবং একটি গ্রহীয় মডেল তৈরি করেছিলেন যা এরিস্টটলের চিন্তাকে আরও বিশদে বিশদ দিয়েছিল।
আজ, এটি জানা গেল যে বিপরীতটি সত্য: পৃথিবী সূর্যের চারদিকে চলে তারা এবং সূর্যের অবস্থান সম্পর্কে অ্যারিস্টটোলিয়ান এবং টলেমাইক ধারণাগুলি ১৫০৯ সালে অসম্মতি জানানো হয়েছিল। পৃথিবী সূর্যের চারদিকে ঘোরে এমন একটি বিশদ যুক্তি উপস্থাপনকারী প্রথম ব্যক্তি ছিলেন ১৫১৪ সালে পোলিশ পুরোহিত নিকোলাস কোপার্নিকাস। প্রায় এক শতাব্দী পরে গ্যালিলিও গ্যালিলি, একজন ইতালীয় বিজ্ঞানী এবং জোহানেস কেপলার নামক এক জার্মান বিজ্ঞানী কীভাবে কিছু গ্রহের চাঁদ আকাশে সরিয়ে নিয়েছেন এবং কোপার্নিকাসের চিন্তাকে বৈধ করার জন্য তাদের পর্যবেক্ষণগুলি ব্যবহার করেছিলেন তা অধ্যয়ন করেছিলেন।
পর্যবেক্ষণগুলি মাপসই করার জন্য, কেপলার একটি বৃত্তাকার পরিবর্তে একটি উপবৃত্তাকার কক্ষপথের মডেল প্রস্তাব করেছিলেন। প্রিন্সিপিয়া ম্যাথমেটিকা ​​গ্রাভিটি সম্পর্কিত তাঁর ১৬৮৭ সালে গ্রন্থে আইজাক নিউটন কোপারনিকাসের ধারণাকে আরও সমর্থন করার জন্য জটিল গণিত ব্যবহার করেছিলেন। নিউটনের মডেলটির অর্থ হ'ল সূর্যের মতো তারাও স্থির ছিল না, বরং দূর থেকে চলন্ত বস্তু ছিল। তবুও, নিউটন বিশ্বাস করেছিলেন যে মহাবিশ্বটি অসীম সংখ্যক তারা দ্বারা গঠিত যা কম-বেশি স্থির ছিল। জার্মান দার্শনিক হেনরিচ ওলবার্স সহ তাঁর সমসাময়িক অনেকেই একমত নন।
মহাবিশ্বের উৎস শতাব্দী ধরে অধ্যয়ন এবং বিতর্কের আরও একটি দুর্দান্ত বিষয়কে উপস্থাপন করেছিল। অ্যারিস্টটলের মতো প্রাথমিক দার্শনিকরা ভেবেছিলেন যে মহাবিশ্ব চিরকালই রয়েছে, আর সেন্ট অগাস্টিনের মতো ধর্মতত্ত্ববিদরা বিশ্বাস করেছিলেন যে এটি একটি নির্দিষ্ট সময়ে তৈরি হয়েছিল। সেন্ট অগাস্টিনও বিশ্বাস করতেন যে সময়টি একটি ধারণা ছিল যা মহাবিশ্বের সৃষ্টির সাথে জন্ম নিয়েছিল। আরও এক হাজার বছরেরও বেশি পরে, জার্মান দার্শনিক ইমমানুয়েল ক্যান্ট ভেবেছিলেন যে সময়টি চিরতরে ফিরে যায়।
১৯২৯ সালে, জ্যোতির্বিদ এডউইন হাবল আবিষ্কার করেছিলেন যে ছায়াপথগুলি একে অপরের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। ফলস্বরূপ, একটি সময় ছিল, দশ থেকে বিশ বিলিয়ন বছর আগে, যখন তারা সকলেই একক একা অত্যন্ত ঘন জায়গায় ছিল। এই আবিষ্কারটি বিজ্ঞান প্রদেশের মধ্যে মহাবিশ্বের সূচনার ধারণা নিয়ে এসেছিল। আজ, বিজ্ঞানীরা মহাবিশ্বের কার্যকারিতা বর্ণনা করার জন্য দুটি আংশিক তত্ত্ব, আলবার্ট আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্স ব্যবহার করেন। বিজ্ঞানীরা এখনও একটি সম্পূর্ণ একীভূত তত্ত্বের সন্ধান করছেন যা মহাবিশ্বের সমস্ত কিছু বর্ণনা করবে। হকিং বিশ্বাস করে যে একটি সম্পূর্ণ একীভূত তত্ত্বের আবিষ্কার আমাদের প্রজাতির বেঁচে থাকতে সহায়তা করতে পারে না, এমনকি আমাদের জীবনযাত্রাকেও প্রভাবিত করতে পারে না, তবে জ্ঞানের প্রতি মানবতার গভীর আকাঙ্ক্ষা আমাদের ক্রমাগত অনুসন্ধানের পক্ষে ন্যায়সঙ্গত এবং আমাদের লক্ষ্য কিছুই নয় আমরা যে ইউনিভার্সে বাস করি তার সম্পূর্ণ বর্ণনার চেয়ে কম।
স্টিফেন হকিং নিউটনীয় তত্ত্বের অনুসরণে পরম মহাকাশের অ্যারিস্টটল তত্ত্বটি কীভাবে শেষ হয়ে গিয়েছিল সে সম্পর্কে আলোচনা করেছেন যে যদি কোনও পর্যবেক্ষক বিশ্রামের সময় ঘটনাটি দেখেন বা যদি তিনি একই গতিতে গতি পান তবে 'বিশ্রাম' এবং 'গতি' একই অবস্থা হতে পারে ঘটনা. সুতরাং, 'বিশ্রাম' মানক অবস্থান হতে পারে না। তদুপরি, গ্যালিলিও গ্যালিলি অ্যারিস্টটল তত্ত্বকেও অস্বীকার করেছেন যে ভারী দেহগুলি কেবলমাত্র তাদের ভরগুলির কারণে হালকা প্রাণীর চেয়ে আরও দ্রুত পতিত হয়। তিনি পরীক্ষামূলকভাবে এটি বিভিন্ন ওজনের বস্তুগুলি স্লাইড করে প্রমাণ করেছেন এবং এমনকী এই সিদ্ধান্তেও পৌঁছেছেন যে এই উভয় বস্তু একই হারে নেমে আসবে এবং যদি কোনও বাহ্যিক শক্তি তাদের উপর কাজ না করে তবে একই সময়ে নিচে পৌঁছে যাবে।
অ্যারিস্টটল এবং নিউটন পরম সময়কে বিশ্বাস করেছিলেন। তারা বিশ্বাস করেছিল যে যদি কোনও ইভেন্ট দুটি ভিন্ন ঘড়ি ব্যবহারের গতিতে পৃথকভাবে পরিমাপ করা হয় তবে ব্যবহৃত ঘড়িগুলি সমন্বয়সাধ্য হয়ে উঠলে তাদের একই সময়ে একমত হতে হবে, যা এখন অবধি আমরা জানি যে এটি নয়। তবে আলোটি সীমাবদ্ধ গতির সাথে ভ্রমণ করার বিষয়টি ডেনিশ বিজ্ঞানী ওলে রামারের দ্বারা বৃহস্পতির পর্যবেক্ষণ এবং এর অন্যতম চাঁদ আইও দ্বারা ব্যাখ্যা করেছিলেন। তিনি পর্যবেক্ষণ করেছিলেন যে আইও কখনও কখনও তাত্পর্য এবং কখনও কখনও পরে যখন এটি বৃহস্পতির চারদিকে ঘুরত কারণ পৃথিবী এবং বৃহস্পতির মধ্যবর্তী দূরত্ব প্রতিবার পরিবর্তিত হয় কারণ তাদের সূর্যের প্রদক্ষিণের গতিগুলির কারণে।
আলোর আসল প্রচারটি জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল প্রকাশ করেছিলেন যিনি সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন যে আলো নির্দিষ্ট গতির সাথে ভ্রমণ করে। পরে, অনেকে যুক্তি দিয়েছিলেন যে আলোকে অবশ্যই ইথার নামক একটি অনুমান তরল পদার্থের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করতে হবে, যা মাইকেলসন – মুরলে পরীক্ষার দ্বারা অস্বীকৃত হয়েছিল। আইনস্টাইন এবং হেনরি পইনকারি পরবর্তীতে যুক্তি দিয়েছিলেন যে এথারের দরকার নেই তবে শর্ত থাকে যে কাউকে পরম সময় ত্যাগ করতে হবে। আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বটি এর উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় যে আলো পর্যবেক্ষকের গতি যাই হোক না কেন একটি সীমাবদ্ধ গতির সাথে ভ্রমণ করে। তদুপরি, আলোর গতি চূড়ান্ত গতি হিসাবে ধরে নেওয়া হয়।
ভর এবং শক্তি বিখ্যাত সমীকরণ formula_1 দ্বারাও সম্পর্কিত এবং তাই আলোর গতিতে পেতে অসীম শক্তির প্রয়োজন হবে আলোর গতি ব্যবহার করে একটি মিটার সংজ্ঞায়নের একটি নতুন উপায়ও বিকাশিত। হালকা শঙ্কু, একটি স্পেসটাইম গ্রাফিকাল উপস্থাপনা যা কোন ইভেন্টগুলিকে অনুমোদিত এবং কোনটি অতীত এবং ভবিষ্যতের আলো শঙ্কুগুলির ভিত্তিতে নয় তা সীমাবদ্ধ করে ব্যবহার করে "ইভেন্টগুলি" বর্ণিত হতে পারে। নতুন 4-মাত্রাগুলিও বর্ণিত হয়েছে, যখন কেউ 3 D থেকে 4 D বা 3D থেকে 2D থেকে রেফারেন্স পরিবর্তন করে তখন পথটি কতটা আলাদা দেখা যায়।
সম্পর্কিত থিওরি অফ রিলেটিভিটি ব্যাখ্যা করে যে কীভাবে আলোর রশ্মির পথটি 'মাধ্যাকর্ষণ' দ্বারা প্রভাবিত হয়, আইনস্টাইনের মতে নিউটনের মতের বিপরীতে এটি কেবল একটি মায়া। এটি স্পেসটাইম বক্রতা, যেখানে আলো 4D তে সরল পথে চলে তবে 3D-তে বাঁক হিসাবে দেখা যায়। এই সরলরেখার পথগুলি জিওডেসিক। টুইন প্যারাডক্স, অভিন্ন যমজদের সাথে জড়িত বিশেষ আপেক্ষিকতার একটি গবেষণা পরীক্ষা, বিবেচনা করে যে তারা যদি একে অপরের তুলনামূলকভাবে আলাদা গতিতে চলে যায় বা এমনকি এমন জায়গাগুলিতে যেখানে স্পেসটাইম বক্রতা পৃথক হয় তবে আলাদাভাবে বয়স হতে পারে। বিশেষ আপেক্ষিকতা স্থান এবং সময়ের ক্ষেত্রগুলির উপর ভিত্তি করে যেখানে ইভেন্টগুলি ঘটে থাকে, অন্যদিকে সাধারণ আপেক্ষিকতা গতিশীল যেখানে বল স্পেসটাইম বক্ররেখা পরিবর্তন করতে পারে এবং যা বিস্তৃত ইউনিভার্সকে জন্ম দেয়। হকিং এবং রজার পেনরোজ এটি নিয়ে কাজ করেছিলেন এবং পরবর্তীতে সাধারণ আপেক্ষিকতা ব্যবহার করে প্রমাণিত করেছিলেন যে মহাবিশ্বের যদি কোনও সূচনা হয় তবে তার অবশ্যই শেষ হতে হবে।
এই অধ্যায়ে হকিং প্রথমে বর্ণনা করেছেন যে পদার্থবিদ ও জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা পৃথিবী থেকে তারাগুলির আপেক্ষিক দূরত্ব গণনা করেছিলেন। আঠারো শতকে স্যার উইলিয়াম হার্শেল রাতের আকাশে অনেক তারার অবস্থান এবং দূরত্বের বিষয়টি নিশ্চিত করেছিলেন। ১৯২৪ সালে, এডউইন হাবল তারার উজ্জ্বলতা ব্যবহার করে দূরত্ব পরিমাপ করার একটি পদ্ধতি আবিষ্কার করেছিলেন। আলোকিততা, উজ্জ্বলতা এবং দূরত্ব একটি সাধারণ গাণিতিক সূত্রের সাথে সম্পর্কিত। এই সমস্ত ব্যবহার করে, তিনি মোট নয়টি পৃথক গ্যালাক্সির দূরত্বগুলি মোটামুটি গণনা করেছিলেন। আমরা বিস্তীর্ণ নক্ষত্র সমেত অন্যান্য ছায়াপথের মতো একটি সর্পিল ছায়াপথে বাস করি।
তারকারা আমাদের থেকে অনেক দূরে, তাই আমরা কেবল তাদের একটি বৈশিষ্ট্য, তাদের আলো পর্যবেক্ষণ করি। এই আলো যখন প্রিজমের মধ্য দিয়ে যায় তখন এটি একটি বর্ণালীকে জন্ম দেয়। প্রতিটি নক্ষত্রের নিজস্ব বর্ণালি থাকে এবং যেহেতু প্রতিটি উপাদানটির নিজস্ব অনন্য বর্ণালি থাকে, তাই আমরা কোনও তারার সংমিশ্রণটি জানতে পারি। তারার তাপমাত্রা জানতে আমরা তাপীয় বর্ণালি ব্যবহার করি। ১৯২০ সালে, যখন বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন তারাগুলির বর্ণালি পরীক্ষা করছিলেন, তারা দেখতে পান যে তারা বর্ণালীটির কয়েকটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত রেখা বর্ণালীটির লাল প্রান্তে স্থানান্তরিত হয়েছিল। এই ঘটনার প্রভাবগুলি ডপলার প্রভাব দ্বারা দেওয়া হয়েছিল এবং এটি স্পষ্ট ছিল যে কিছু তারকারা আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছেন।
ধারণা করা হয়েছিল যেহেতু কিছু তারা লাল স্থানান্তরিত, তাই কিছু তারা নীল শিফটও হবে। যখন পাওয়া গেল, তাদের কোনওটিই নীল স্থানান্তরিত হয়নি। হাবল আবিষ্কার করেছেন যে রেডশিফ্টের পরিমাণ আপেক্ষিক দূরত্বের সাথে সরাসরি আনুপাতিক। সুতরাং, এটি পরিষ্কার ছিল যে মহাবিশ্বটি প্রসারিত হচ্ছে। এটি সত্ত্বেও, ২০তম শতাব্দী পর্যন্ত স্থির ইউনিভার্সের ধারণা অব্যাহত ছিল। আইনস্টাইন একটি স্থির ইউনিভার্স সম্পর্কে এতটাই নিশ্চিত ছিলেন যে তিনি 'মহাজাগতিক ধ্রুবক' বিকাশ করেছিলেন এবং পূর্ববর্তী দাবিটি ধরে রাখতে 'মহাকর্ষবিরোধী' বাহিনী চালু করেছিলেন। তদুপরি, অনেক জ্যোতির্বিদও সাধারণ আপেক্ষিকতার মুখের মূল্য এড়িয়ে যাওয়ার চেষ্টা করেছিলেন এবং রাশিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী আলেকজান্ডার ফ্রেডম্যান তার উল্লেখযোগ্য ব্যতিক্রম সহ স্থির ইউনিভার্সের সাথে আটকে ছিলেন।
ফ্রিডম্যান দুটি খুব সাধারণ অনুমান করেছিলেন: মহাবিশ্ব প্রতিটি দিকেই একরকম, অর্থাৎ সমকামিতা, এবং আমরা যেখানেই দেখি না কেন এটি সত্য হবে, অর্থাৎ আইসোট্রপি। তার ফলাফলগুলি দেখিয়েছিল যে মহাবিশ্ব অচল। তার অনুমানগুলি পরে প্রমাণিত হয়েছিল যখন বেল ল্যাবসের দুটি পদার্থবিদ, আরনো পেনজিয়াস এবং রবার্ট উইলসন কেবল আকাশের এক বিশেষ অংশ থেকে নয় সমস্ত জায়গা থেকে এবং প্রায় একই পরিমাণে অতিরিক্ত মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ শব্দ পেয়েছিলেন। এভাবে ফ্রিডম্যানের প্রথম অনুমান সত্য প্রমাণিত হয়েছিল।
প্রায় একই সময়ে, রবার্ট এইচ ডিক এবং জিম পিলসও মাইক্রোওয়েভ বিকিরণে কাজ করছিলেন। তারা যুক্তি দিয়েছিল যে তাদের পটভূমি মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ হিসাবে প্রাথমিক ইউনিভার্সের আভা দেখতে সক্ষম হওয়া উচিত। উইলসন এবং পেনজিয়াস এরই মধ্যে এটি করেছিলেন, সুতরাং ১৯৭৮ সালে তাদের নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়েছিল। এছাড়াও, মহাবিশ্বে আমাদের স্থান ব্যতিক্রমী নয়, তাই আমাদের মহাবিশ্বকে স্থানের অন্য কোনও অংশ থেকে একই হিসাবে দেখতে পাওয়া উচিত, যা ফ্রিডম্যানের প্রমাণ করে দ্বিতীয় অনুমান। হাওয়ার্ড রবার্টসন এবং আর্থার ওয়াকার দ্বারা একই ধরনের মডেল তৈরি না হওয়া পর্যন্ত তাঁর কাজ বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই অজানা ছিল।
ফ্রিডম্যানের মডেলটি মহাবিশ্বের তিনটি ভিন্ন ধরনের মডেল জন্ম দেয়। প্রথমত, মহাবিশ্ব নির্দিষ্ট সময়ের জন্য প্রসারিত হবে এবং যদি সম্প্রসারণের হারটি মহাবিশ্বের ঘনত্বের চেয়ে কম হয় (মহাকর্ষীয় আকর্ষণ বাড়ে), এটি শেষপর্যন্ত পরবর্তী পর্যায়ে মহাবিশ্বের পতনের দিকে পরিচালিত করবে। দ্বিতীয়ত, মহাবিশ্বটি প্রসারিত হবে এবং কিছু সময়, যদি মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হার এবং ঘনত্ব সমান হয়, এটি ধীরে ধীরে প্রসারিত হবে এবং অসীম সময়ে থামবে, কিছুটা স্থির ইউনিভার্সের দিকে পরিচালিত করবে। তৃতীয়ত, মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হারের ভারসাম্য রক্ষার জন্য ভার্সনের ঘনত্ব সমালোচনামূলক পরিমাণের চেয়ে কম হলে মহাবিশ্ব চিরকাল প্রসারিত হতে থাকবে।
প্রথম মডেলটি মহাবিশ্বের স্থানটি বক্ররেখার জন্য চিত্রিত করে যা কিছুটা পৃথিবীর মতো কাঠামো। দ্বিতীয় মডেলটিতে স্থানটি একটি সমতল কাঠামোতে নিয়ে যায় এবং তৃতীয় মডেলের ফলাফল নেতিবাচক বক্রতা বা জিন আকারের হয়। এমনকি যদি আমরা গণনা করি তবে বর্তমান সম্প্রসারণের হারটি অন্ধকার পদার্থ এবং সমস্ত নক্ষত্রের জনসাধারণ সহ মহাবিশ্বের সমালোচনামূলক ঘনত্বের চেয়ে বেশি। প্রথম মডেলটিতে মহাবিশ্বের সূচনা ছিল অসীম ঘনত্বের স্থান এবং 'একবাক্যতা' নামে পরিচিত শূন্য ভলিউমের এক বৃহত ঠাণ্ডা হিসাবে, এটি এমন একটি পয়েন্ট যেখানে আপেক্ষিকতার সাধারণ থিওরি (ফ্রেডম্যানের সমাধানগুলি এর উপর ভিত্তি করে)ও ভেঙে যায়।
সময়ের শুরুর এই ধারণাটি অনেক ধর্মীয় বিশ্বাসের পরিপন্থী ছিল, তাই বিগ ব্যাং তত্ত্বকে সামাল দেওয়ার জন্য একটি নতুন তত্ত্ব চালু করা হয়েছিল, হারমান বন্ডি, টমাস গোল্ড এবং ফ্রেড হোয়েলের "স্টেডি স্টেট থিওরি"। এর ভবিষ্যদ্বাণীগুলি বর্তমান ইউনিভার্স কাঠামোর সাথেও মেলে। তবে সত্য যে আমাদের নিকটবর্তী রেডিও তরঙ্গ সূত্রগুলি সুদূর ইউনিভার্সের তুলনায় অনেক কম ছিল এবং বর্তমানের তুলনায় আরও অনেক রেডিও উৎস ছিল, এর ফলে এই তত্ত্বটি ব্যর্থ হয়েছিল এবং প্রত্যেকে অবশেষে বিগ ব্যাং তত্ত্বকে সমর্থন করেছিল।
এভজেনি লিফশিটস এবং আইজাক মার্কোভিচ খালাত্নিকভ বিগ ব্যাং তত্ত্বটি এড়ানোর চেষ্টা করেছিলেন কিন্তু ব্যর্থও হয়েছিলেন। রজার পেনরোজ হালকা শঙ্কু এবং সাধারণ আপেক্ষিকতা ব্যবহার করে প্রমাণিত করেছিল যে একটি ধসে পড়া নক্ষত্রটি শূন্য আকারের এবং অন্ধকারের ঘনত্ব এবং বক্রতা একটি কালো হোল নামে পরিচিত একটি অঞ্চলে পরিণত হতে পারে। হকিং এবং পেনরোজ একসাথে প্রমাণ করেছিলেন যে মহাবিশ্বের এককত্ব থেকে উদ্ভূত হওয়া উচিত ছিল, যা কোয়ান্টামের প্রভাবগুলি বিবেচনায় নেওয়ার পরে হকিং নিজেই এটি অস্বীকার করেছিলেন।
অনিশ্চয়তার নীতিটি বলে যে একটি কণার গতি এবং অবস্থান একই সাথে খুঁজে পাওয়া যায় না। কোন কণা কোথায় তা খুঁজে পেতে বিজ্ঞানীরা কণায় আলো জ্বলে। যদি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি আলো ব্যবহার করা হয় তবে আলোটি আরও সঠিকভাবে অবস্থানটি সন্ধান করতে পারে তবে কণার গতি অজানা (কারণ আলো কণার গতি পরিবর্তন করবে)। যদি কম ফ্রিকোয়েন্সি আলো ব্যবহার করা হয়, হালকা গতি আরও নির্ভুলভাবে খুঁজে পেতে পারে তবে কণার অবস্থান অজানা হতে পারে। অনিশ্চয়তার নীতিটি এমন একটি তত্ত্বের ধারণাটিকে অস্বীকার করেছিল যা হতাশাবোধমূলক ছিল, বা এমন কিছু যা ভবিষ্যতে সমস্ত কিছুর পূর্বাভাস দেয়।
হালকা কীভাবে আচরণ করে সে সম্পর্কেও এই অধ্যায়ে আরও আলোচনা করা হয়েছে। কিছু তত্ত্ব বলে যে হালকা সত্যই তরঙ্গ দ্বারা তৈরি হওয়া সত্ত্বেও কণার মতো কাজ করে; একটি তত্ত্ব যা বলে যে এটি প্লাঙ্কের কোয়ান্টাম অনুমান। একটি ভিন্ন তত্ত্ব আরও বলে যে হালকা তরঙ্গগুলি কণার মতোও কাজ করে; এমন একটি তত্ত্ব যা বলে যে এটি হাইজেনবার্গের অনিশ্চিত নীতি।
হালকা তরঙ্গে ক্রেস্ট এবং ট্রাট রয়েছে। একটি তরঙ্গের সর্বোচ্চ পয়েন্ট হ'ল ক্রেস্ট এবং তরঙ্গের সর্বনিম্ন অংশটি গর্ত। কখনও কখনও এই তরঙ্গের একেরও বেশি একে অপরের সাথে হস্তক্ষেপ করতে পারে - ক্রেস্টস এবং ট্রুজগুলি একসাথে থাকে। একে হালকা হস্তক্ষেপ বলে। হালকা তরঙ্গ যখন একে অপরের সাথে হস্তক্ষেপ করে, এটি অনেকগুলি রঙ তৈরি করতে পারে। এর উদাহরণ হ'ল সাবান বুদবুদগুলির রঙ।
কোয়ার্কস এবং অন্যান্য প্রাথমিক কণাগুলি এই অধ্যায়ের বিষয়।
কোয়ার্কস খুব ছোট জিনিস যা আমরা দেখি (বিষয়) সমস্ত কিছু তৈরি করে। কোয়ার্কের ছয়টি পৃথক "স্বাদ" রয়েছে: উপরে, নিচে, অদ্ভুত, কবজ, নিচে এবং শীর্ষে। কোয়ার্কের তিনটি "রঙ" থাকে: লাল, সবুজ এবং নীল। এ্যান্টিয়ার্কসও রয়েছে, যা নিয়মিত কোয়ারকের বিপরীত। মোট, এখানে ১৮ টি বিভিন্ন ধরনের নিয়মিত কোয়ার্ক এবং ১৮ টি বিভিন্ন ধরনের অ্যান্টিকোয়ার্ক রয়েছে। কোয়ার্কস "বিল্ডিং ব্লকস অব ম্যাটার্স" হিসাবে পরিচিত কারণ এগুলি এখনও সবচেয়ে ছোট জিনিস যা আবিষ্কার করেছে যা মহাবিশ্বে সমস্ত বিষয় তৈরি করে।
সমস্ত কণার (উদাহরণস্বরূপ, কোয়ার্ক) স্পিন বলে কিছু রয়েছে। কণার স্পিন আমাদের দেখায় যে কোনও কণা বিভিন্ন দিক থেকে দেখতে কেমন লাগে। উদাহরণস্বরূপ, স্পিন ০ এর একটি কণা প্রতিটি দিক থেকে একই দেখায়। স্পিন ১ এর একটি কণা প্রতিটি দিকে আলাদা দেখায় যতক্ষণ না কণা পুরোপুরি কাটা হয় (360 ডিগ্রি)। হকিংয়ের স্পিন ১ এর একটি কণার উদাহরণটি একটি তীর। দুটি স্পিনের একটি কণাকে দেখতে একইরকম অর্ধেক (বা ১৮০ ডিগ্রি) ঘুরিয়ে দেওয়া দরকার।
বইটিতে দেওয়া উদাহরণটি একটি দ্বি-মাথাযুক্ত তীরের। মহাবিশ্বে দুটি কণার গ্রুপ রয়েছে: ১/২ এর স্পিনযুক্ত কণা এবং ০,১ বা ২ এর স্পিনযুক্ত কণা এই সমস্ত কণা পাওলি বর্জন নীতি অনুসরণ করে। পাওলির বর্জন নীতি (১৯২৫ সালে অস্ট্রিয়ান পদার্থবিদ ওল্ফগ্যাং পাওলি সূচিত) বলে যে কণাগুলি একই জায়গায় হতে পারে না বা একই গতিতে পারে না। যদি পলির বর্জনের নীতিটি না থাকে, তবে মহাবিশ্বের সমস্ত কিছুই প্রায় একই রকম এবং ঘন "স্যুপ" এর মতো দেখাবে।
০, ১, বা ২ এর স্পিনযুক্ত কণা একটি কণা থেকে অন্য কণায় চলে আসে। এই কণার কয়েকটি উদাহরণ ভার্চুয়াল গ্র্যাভিটন এবং ভার্চুয়াল ফোটন। ভার্চুয়াল গ্রাভিটনের ২ টি স্পিন থাকে এবং তারা মাধ্যাকর্ষণ শক্তিটিকে উপস্থাপন করে। এর অর্থ হ'ল মহাকর্ষ যখন দুটি জিনিসকে প্রভাবিত করে, তখন গ্র্যাভিটন দুটি জিনিস থেকে আগত হয়। ভার্চুয়াল ফোটনের ১ টি স্পিন থাকে এবং বৈদ্যুতিক চৌম্বকীয় শক্তিগুলি (বা এমন শক্তি যা পরমাণুকে এক সাথে রাখে) উপস্থাপন করে।
মাধ্যাকর্ষণ শক্তি এবং তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তি ছাড়াও দুর্বল এবং শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তি রয়েছে। দুর্বল পারমাণবিক শক্তি হ'ল এমন শক্তি যেগুলি তেজস্ক্রিয়তার কারণ ঘটায় বা যখন পদার্থ শক্তি নির্গত করে। দুর্বল পারমাণবিক শক্তি ১/২ এর স্পিন দিয়ে কণায় কাজ করে। শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তি হ'ল এমন শক্তি যা কোয়ার্কগুলিকে নিউট্রন এবং প্রোটনকে একসাথে রাখে এবং প্রোটন এবং নিউট্রনকে পরমাণুর সাথে রাখে। শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তি বহন করে এমন কণাটি একটি গ্লুয়ান বলে মনে করা হয়। গ্লুনটি একটি স্পিনের কণা ১। গ্লুয়ান প্রোটন এবং নিউট্রন গঠনের জন্য কোয়ার্কগুলি একসাথে ধারণ করে। তবে, গ্লুয়ানটি কেবল তিনটি ভিন্ন রঙের কোয়ার্ক একসাথে রাখে। এটি শেষ পণ্যটির কোনও রঙ নেই। একে কারাবাস বলা হয়।
কিছু বিজ্ঞানী এমন তত্ত্ব তৈরির চেষ্টা করেছিলেন যা বৈদ্যুতিন চৌম্বক শক্তি, দুর্বল পারমাণবিক শক্তি এবং শক্তিশালী পারমাণবিক শক্তিকে একত্রিত করে। এই তত্ত্বকে গ্র্যান্ড ইউনিফাইড থিওরি (বা একটি জিইটি) বলা হয়। এই তত্ত্বটি এই শক্তিকে এক বৃহত একীভূত উপায়ে বা তত্ত্বের সাথে ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করে।
এই অধ্যায়ে ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে আরও ব্যাখ্যা করা হয়েছে।
হকিং বুঝতে পেরেছিল যে একটি ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্ত কেবল আরও বড় হতে পারে, আরও ছোট নয়। যখনই কোনও কিছু ব্ল্যাকহোলের মধ্যে পড়ে তখন একটি ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্তের ক্ষেত্রটি বড় হয়ে যায়। তিনি আরও বুঝতে পেরেছিলেন যে যখন দুটি ব্ল্যাক হোল সংযুক্ত হয়, তখন নতুন ইভেন্ট দিগন্তের আকার দুটি মূল ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট দিগন্তের যোগফলের চেয়ে বড় বা সমান হয়। এর অর্থ হ'ল ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্ত কখনই ছোট হতে পারে না।
ডিসঅর্ডার, এন্ট্রপি নামেও পরিচিত, ব্ল্যাক হোলের সাথে সম্পর্কিত। একটি বৈজ্ঞানিক আইন আছে যা এন্ট্রপির সাথে করতে হবে। এই আইনকে থার্মোডিনামিকসের দ্বিতীয় আইন বলা হয় এবং এটি বলে যে এনট্রপি (বা ব্যাধি) সর্বদা একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে বৃদ্ধি পাবে (উদাহরণস্বরূপ, ইউনিভার্স)। ব্ল্যাকহোলের এনট্রপির পরিমাণ এবং ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট দিগন্তের আকারের মধ্যকার সম্পর্কটি প্রথমে একজন গবেষণা শিক্ষার্থী (জ্যাকব বেকেনস্টাইন) দ্বারা চিন্তা করেছিলেন এবং হকিং প্রমাণিত করেছিলেন, যার গণনা অনুসারে ব্ল্যাক হোলগুলি বিকিরণ নির্গত করে। এটি অদ্ভুত ছিল, কারণ এটি ইতোমধ্যে বলা হয়েছিল যে কোনও কোনও ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্ত থেকে বাঁচতে পারে না।
"ভার্চুয়াল কণাগুলি" জোড়াগুলির চিন্তা করার সময় এই সমস্যার সমাধান হয়েছিল। এক জোড়া কণা ব্ল্যাকহোলের মধ্যে পড়ে অন্যটি পালাতে পারত। এটি দেখে মনে হবে যে ব্ল্যাকহোলটি কণা নির্গত করছে। এই ধারণাটি প্রথমে অদ্ভুত বলে মনে হয়েছিল, তবে কিছুক্ষণের পরে অনেকে এটি গ্রহণ করেছিলেন।
এই অধ্যায়ে ব্ল্যাক হোল সম্পর্কে আরও ব্যাখ্যা করা হয়েছে।
হকিং বুঝতে পেরেছিল যে একটি ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্ত কেবল আরও বড় হতে পারে, আরও ছোট নয়। যখনই কোনও কিছু ব্ল্যাকহোলের মধ্যে পড়ে তখন একটি ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্তের ক্ষেত্রটি বড় হয়ে যায়। তিনি আরও বুঝতে পেরেছিলেন যে যখন দুটি ব্ল্যাক হোল সংযুক্ত হয়, তখন নতুন ইভেন্ট দিগন্তের আকার দুটি মূল ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট দিগন্তের যোগফলের চেয়ে বড় বা সমান হয়। এর অর্থ হ'ল ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্ত কখনই ছোট হতে পারে না।
ডিসঅর্ডার, এন্ট্রপি নামেও পরিচিত, ব্ল্যাক হোলের সাথে সম্পর্কিত। একটি বৈজ্ঞানিক আইন আছে যা এন্ট্রপির সাথে করতে হবে। এই আইনকে তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র বলা হয় এবং এটি বলে যে এনট্রপি (বা ব্যাধি) সর্বদা একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমে বৃদ্ধি পাবে (উদাহরণস্বরূপ, ইউনিভার্স)। ব্ল্যাকহোলের এনট্রপির পরিমাণ এবং ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট দিগন্তের আকারের মধ্যকার সম্পর্কটি প্রথমে একজন গবেষক শিক্ষার্থী (জ্যাকব বেকেনস্টাইন) দ্বারা চিন্তা করেছিলেন এবং হকিং প্রমাণিত করেছিলেন, যার গণনা অনুসারে ব্ল্যাক হোলগুলি বিকিরণ নির্গত করে। এটি অদ্ভুত ছিল, কারণ এটি ইতোমধ্যে বলা হয়েছিল যে কোনও কোনও ব্ল্যাকহোলের ইভেন্ট দিগন্ত থেকে বাঁচতে পারে না।
"ভার্চুয়াল কণাগুলি" জোড়াগুলির চিন্তা করার সময় এই সমস্যার সমাধান হয়েছিল। এক জোড়া কণা ব্ল্যাকহোলের মধ্যে পড়ে অন্যটি পালাতে পারত। এটি দেখে মনে হবে যে ব্ল্যাকহোলটি কণা নির্গত করছে। এই ধারণাটি প্রথমে অদ্ভুত বলে মনে হয়েছিল, তবে কিছুক্ষণের পরে অনেকে এটি গ্রহণ করেছিলেন।
গ্রন্থটি ১৯৮৮ খ্রিষ্টাব্দে প্রথম প্রকাশিত হয়। পদার্থ বিজ্ঞানী কার্ল সাগান গ্রন্থটির ভূমিকা লিখেছিলেন। দশম প্রকাশনা বার্ষিকীতে ১৯৯৮ খ্রিষ্টাব্দে প্রকাশিত সংস্করণে সাম্প্রতিকতম তথ্যে সমৃদ্ধ করা হয়েছিল ()। লেখক স্বয়ং নতুন করে ভূমিকাংশটি রচনা করেন (অর্থাৎ কার্ল সাগানের ভূমিকাটি প্রতিস্থাপিত হয়) এবং সম্পূর্ণ নতুন একটি অধ্যায় যোগ করা হয়। ইতোমধ্যে, ১৯৯৬-এ প্রকাশিত সংস্করণটিতে, গ্রন্থটির সচিত্রকরণ করা হয়েছিল।
গ্রন্থটি বাংলাদেশ এবং পশ্চিম বঙ্গে পৃথকভাবে বাংলা ভাষায় অনূদিত হয়েছে। ১৯৯২ খ্রিষ্টাব্দের ৭ই মে স্টিফেন হকিং শত্রুজিৎ দাশগুপ্তকে তার গ্রন্থটির বাংলা অনুবাদের জন্য স্বত্ত্ব প্রদান করলে "কালের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস" নামে শত্রুজিৎ দাশগুপ্ত অনূদিত গ্রন্থটি "বাউলমন প্রকাশন" কর্তৃক ১৯৯৩ খ্রিষ্টাব্দে কলকাতা থেকে প্রকাশিত হয়। তানভীর আহমেদ কর্তৃক কৃত অনুবাদটি ১৯৯৫ খ্রিষ্টাব্দে "সন্দেশ" প্রকাশনা সংস্থা কর্তৃক বাংলাদেশ থেকে প্রকাশিত হয়।
১৯৯১ সালে, এরল মরিস "আ ব্রিফ হিস্ট্রি অব টাইম" নামে হকিং সম্পর্কে একটি প্রামাণিক চলচ্চচিত্র পরিচালনা করেন। চলচ্চিত্রটি হকিংয়ের জীবনীসংক্রান্ত, বইয়ের বিষয় নিয়ে নয়।