কঠিন পদার্থে ইলেকট্রন পদার্থের মোট আয়তন জুড়েই আপাতকণিকা se হিসেবে চলমান থাকতে পারে
তবে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের দৃষ্টিকোণ থেকে পদার্থের গঠন সংক্রান্ত উপরোক্ত বর্ণনাটি সম্পূর্ণ সঠিক নয়
এই তত্ত্ব অনুযায়ী পদার্থ কোন সুসংজ্ঞায়িত মৌলিক ধারণা হতে পারে না
কেননা পদার্থকে গঠনকারী পরমাণু তথা অতিপারমাণবিক কণিকাগুলির কোন নিজস্ব আকার বা আয়তন নেই
অতিপারমাণবিক কণাগুলি প্রকৃতপক্ষে সাধারণ ইন্দ্রিয়গ্রাহ্য বস্তুর অতিক্ষুদ্র বিন্দুসদৃশ সংস্করণ নয়
এদের ধর্মগুলি কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যা দৈনন্দিন বস্তুগুলির আচরণ থেকে আলাদা
এগুলি একই সাথে কণা ও তরঙ্গের মতো আচরণ করে এবং পাউলির বর্জন নীতি ও অন্যান্য মৌলিক আন্তঃক্রিয়ার ফলশ্রুতিতে একে অপরের থেকে নির্দিষ্ট দূরত্বে অবস্থান করে
এর ফলে মানুষের ইন্দ্রিয়ের কাছে পদার্থের আয়তন ধর্মটি প্রতিভাত হয় এবং আপাতদৃষ্টিতে মনে হয় পদার্থ স্থান দখল করে আছে
প্রকৃতপক্ষে একটি অতিপারমাণবিক কণা যেমন প্রোটন কোন স্পৃশ্যমান ইন্দ্রিয়গ্রাহ্য কণা নয় বরং সমগ্র মহাবিশ্বব্যাপী সীমাহীন বিস্তৃত প্রোটন ক্ষেত্রের একটি স্থানীয় কোয়ান্টামীয় স্পন্দন মাত্র
একইভাবে আমাদের জানা সবধরনের অতিপারমাণবিক কণার জন্যই মহাবিশ্বের সমগ্র ব্যপ্তি জুড়ে অতিবৃহৎ অসীম ক্ষেত্র আছে যেগুলির স্থানীয় কোয়ান্টামীয় স্পন্দনকে আমরা বিভিন্ন কণা হিসেবে চিহ্নিত করি
এই বহুসংখ্যক কোয়ান্টামীয় স্পন্দনশীল অতিপারমাণবিক ক্ষেত্রসমূহের আন্তঃক্রিয়ার সামগ্রিক ফলাফলই হল মহাবিশ্বের সমস্ত পদার্থ
বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিভঙ্গি থেকে এটিই হল পদার্থ সম্পর্কে আজ অবধি মানুষের গভীরতম উপলব্ধি
কোনও কোনও বিজ্ঞানীর মতে অতিপারমাণবিক কণিকাগুলির সমস্ত বৈশিষ্ট্য তথ্যের আকারে এবং এই তথ্যকে দ্বিমিক বা বাইনারি সংকেত বা আকারে প্রকাশ করা সম্ভব
সুতরাং সমগ্র মহাবিশ্বকে দ্বিমিক সংকেত প্রক্রিয়াজাতকারী এক দানবীয় অতিবিশাল গণকযন্ত্র তথা সুপারকম্পিউটার হিসেবে কল্পনা করা সম্ভব
বিখ্যাত জ্যোতির্বিজ্ঞানী জন আর্চিবল্ড হুইলার কৃষ্ণগহ্বর পরিভাষার প্রবর্তক তাঁর কর্মজীবনের শেষ পর্যায়ে তথ্যের মাধ্যমে মহাবিশ্বের গঠন ব্যাখ্যার এক বড় সমর্থকে পরিণত হন
তাঁর মতে মহাবিশ্বকে তিনভাবে উপলব্ধি করা সম্ভব
প্রথমত মহাবিশ্বের সবকিছুই হল কণা
দ্বিতীয়ত মহাবিশ্বের সবকিছুই হল বিভিন্ন কোয়ান্টাম ক্ষেত্র ও তাদের আন্তঃক্রিয়া
তৃতীয়ত মহাবিশ্বের সবকিছুই হল তথ্য
র দশকে হুইলার তথ্য তত্ত্ব ও কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করার চেষ্টা করেন এবং সালে একটি গবেষণাপত্রে লেখেন যে যা কিছু আছে সব কণা সব বলক্ষেত্র এমনকি স্থানকাল পরম্পরার উদ্দেশ্য অর্থ ও সমগ্র অস্তিত্ব কোন কোন ক্ষেত্রে পরোক্ষভাবে হলেও কিছু হ্যাঁনাজাতীয় প্রশ্নের উত্তরের উপর তথা দ্বিমিক নির্বাচন তথা বিটের উপর নির্ভরশীল
অন্য ভাষায় মহাবিশ্ব এর ভেতরে নিহিত দ্বিমিক তথ্যের থেকে উৎসারিত হয়
হুইলার এ ব্যাপারটিকে সংক্ষিপ্ত কিন্তু স্মরণীয় একটি ইংরেজি খণ্ডবাক্য দিয়ে প্রকাশ করেন ইট ফ্রম বিট o
ইট হল সব পদার্থ আর বিট হল দ্বিমিক বা বাইনারি সংকেত
আনুমানিক খিস্টপূর্বাব্দে গ্রিক দার্শনিক মিলেতুসের থালেস তরল পানি কঠিন বরফ ও বায়বীয় জলীয় বাষ্প পর্যবেক্ষণ করে এই বিশ্বাসে উপনীত হন যে সমস্ত পদার্থ পানি দিয়ে গঠিত
এর দুই প্রজন্ম পরে আনাক্সিমেনেস যুক্তি দেন যে বায়ু ঘনীভূত হলে কুয়াশা হয় এবং সেখান থেকে বৃষ্টি হয় এবং শেষ পর্যন্ত সেখান থেকে শিলার জন্ম হয় তাই বাতাসই সমস্ত পদার্থের মূল উপাদান
আনুমানিক খ্রিস্টপূর্বাব্দে গ্রিক প্রাকৃতিক দার্শনিক এম্পেদোক্লেস প্রস্তাব করেন যে সমস্ত বস্তু বা পদার্থ চারটি মৌলিক উপাদান দিয়ে গঠিত
এগুলি হল মাটি বাতাস আগুন ও পানি এবং এগুলি একত্রিত হয়ে তাপ শৈত্য শুষ্কতা আর্দ্রতা ইত্যাদি ধর্মের জন্ম দেয় এবং সেখান থেকেই সমস্ত পদার্থের উৎপত্তি হয়
এম্পোদেক্লেস চিকিৎসক ও কবিও ছিলেন
তাঁর মতে উপরের চারটি মূল উপাদানকে যে শক্তি একত্রে ধরে রেখেছে তা হল ভালবাসা
আর যে শক্তি এগুলিকে বিচ্ছিন্ন করার চেষ্টা করছে তা হল যুদ্ধ
ভালবাসা ও যুদ্ধের মধ্যকার টানাপোড়েনের মাধ্যমেই বিশ্বের সব পদার্থ গঠিত হয়েছে
এম্পেদোক্লেসের এই পদার্থ সম্পর্কে ইউরোপীয় ধ্যানধারণাকে বহু শতাব্দী যাবৎ প্রভাবিত করে রাখে
পরে শশ শতকে বৈজ্ঞানিক বিপ্লবের পরে এই ধারণা পরিত্যক্ত হয়
আনুমানিক খ্রিস্টপূর্বাব্দে আরেক গ্রিক প্রাকৃতিক দার্শনিক আবদেরার দেমোক্রিতুস প্রস্তাব করেন যে সব পদার্থ অত্যন্ত ক্ষুদ্র কণাসদৃশ পরমাণু নামক অবিভাজ্য একক দিয়ে গঠিত
দেমোক্রিতুস সম্ভবত তাঁর শিক্ষক লেউকিপ্পুসের কাছ থেকে এই ধারণাটি পান
দেমোক্রিতুস মনে করতেন কোনও পদার্থের পরমাণুর ভৌত ধর্ম পদার্থটির মতই হবে যেমন লোহার পরমাণু হবে লোহার মত কঠিন ও শক্ত আর পানির পরমাণু হবে মসৃণ ও পিচ্ছিল
তার প্রায় একশত বছর পরে খ্রিস্টপূর্বাব্দে গ্রিক দার্শনিক এপিকুরুস দেমোক্রিতুসের পরমাণু তত্ত্বকে সমর্থন দেন
গ্রিক চিন্তাধারার প্রায় হাজার বছর পরে খ্রিস্টাব্দে ফরাসি দার্শনিক পিয়ের গাসঁদি এপিকুরুসের রচনা পড়ে আবারও একটি পারমাণবিক তত্ত্ব প্রস্তাব করেন
সালে রবার্ট বয়েল মৌলিক পদার্থের সংজ্ঞা দেন
সালে জন ডালটন তাঁর নিজস্ব পারমাণবিক তত্ত্ব দেন যেখানে ভিন্ন ভিন্ন মৌলিক পদার্থের পরমাণুগুলি ভিন্ন ভিন্ন ভরের হয়
শ ও শ শতকে ইংরেজ বিজ্ঞানী আইজাক নিউটন তাঁর রুলস অফ রিজনিং ইন ফিলসফি গ্রন্থের তৃতীয় খণ্ডে লেখেন যে স্থান দখল কাঠিন্য অভেদ্যতা গতি ও জড়তা হল পদার্থের সার্বজনীন কিছু বৈশিষ্ট্য
s eo e es o oso s oe ese o eee es o o ess e e e oo eos e o oso oe o o soo ss এরপরে অপটিকস গ্রন্থে তিনি পদার্থকে কঠিন ভরযুক্ত শক্ত অভেদ্য গতিশীল কণিকাযে কণাগুলি কখনও ভাঙা যায় না এরকম কিছু হিসেবে কল্পনা করেন
s eo s oo e শ শতকের শেষে ও শ শতকের প্রারম্ভে এসে বিজ্ঞানীরা পদার্থ সম্পর্কে আরও গভীর উপলব্ধি লাভ করেন
সালে দিমিত্রি মেন্দেলিয়েভ সেসময় জ্ঞাত সমস্ত মৌলিক পদার্থকে তাদের সাধারণ ধর্মের ভিত্তিতে একটি পর্যায় সারণিতে শ্রেণীবিন্যস্ত করে
সালে জোসেফ জন টমসন ইলেকট্রন আবিষ্কার করেন এবং সালে তিনি তার কিশমিশের পুডিং নামের পরমাণু আদলটি প্রস্তাব করেন যেখানে ধনাত্মক আধানের পরমাণুর মধ্যে ঋণাত্মক ইলেকট্রনগুলি গ্রথিত থাকে
একই বছরে জাপানি পদার্থবিজ্ঞানী হানতারো নাগাওকা পরমাণুর শনিগ্রহ আদল প্রস্তাব করেন যেখানে একটি পরমাণু কেন্দ্র বা নিউক্লিয়াসের চারদিকে বলয়ের মত বহু ইলেকট্রন ঘুরছে
সালে আর্নেস্ট রাদারফোর্ড পরমাণুর কেন্দ্র বা নিউক্লিয়াস পরীক্ষাগারে শনাক্ত করেন
সালে নিলস বোর পরমাণুর যে আদল প্রস্তাব করেন তাতে ইলেকট্রনগুলি একাধিক কোয়ান্টাম সংখ্যা দ্বারা সংজ্ঞায়িত বিভিন্ন নির্দিষ্ট কক্ষপথে পরমাণুকেন্দ্র বা নিউক্লিয়াসকে আবর্তন করে
সালে আলবার্ট আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব প্রমাণ করে যে পদার্থের ভর এবং শক্তি একে অপরের সাথে রূপান্তরযোগ্য যা বিখ্যাত সমীকরণটি দিয়ে প্রকাশ করা সম্ভব
এখানে হল শক্তি হল ভর এবং হল আলোর দ্রুতি
যেমন নিউক্লীয় বিদারণ বিক্রিয়াতে এই রূপান্তরটি ঘটে
এক্ষেত্রে একটি ভারী মৌলিক পদার্থের পরমাণুকেন্দ্র যেমন ইউরেনিয়াম পরমাণুকেন্দ্র বিভক্ত হয়ে অপেক্ষাকৃত ক্ষুদ্রতর মোট ভরবিশিষ্ট দুইটি ভগ্নাংশে বিভক্ত হয়ে যায়
ইউরেনিয়াম পরমাণুর ভর ও ভগ্নাংশদ্বয়ের মোট ভরের মধ্যকার যে পার্থক্য সেটি শক্তি রূপে বিকীর্ণ হয়
সালে প্রকাশিত আইনস্টাইনের মহাকর্ষ সম্পর্কিত তত্ত্বে যা সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব নামেও পরিচিত জড়তাভিত্তিক ভর এবং মহাকর্ষীয় ভরের পর্যবেক্ষণকৃত সমতাকে কেন্দ্রীয় একটি উপপাদ্য ধরে নিয়ে দেখানো হয় যে পদার্থ তার আশেপাশের স্থানকাল পরম্পরায় যে বিকৃতির সৃষ্টি করে তা থেকেই মহাকর্ষের উদ্ভব ঘটে
কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান পদার্থের ধারণাটিকে আরও জটিলতা দান করেছে
সালে মাক্স প্লাংক উত্তপ্ত বস্তুর দ্বারা বিকীর্ণ তড়িচ্চুম্বকীয় তরঙ্গের ধর্ম ব্যাখ্যা করতে গেলে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের সূচনা হয়
কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান অনুযায়ী অতিপারমাণবিক কণিকাগুলি একই সাথে অত্যন্ত ক্ষুদ্র কিছু গোলকের মত এবং স্থানের মধ্যে প্রসারিত তরঙ্গের মত আচরণ করে
এই আপাত অসঙ্গতি এখনও পুরোপুরি ব্যাখ্যা করা সম্ভব হয়নি
এর দশক থেকে শুরু হওয়া জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক পর্যবেক্ষণগুলির কারণে পদার্থের সংজ্ঞা আরও জটিল হয়ে ওঠে
সুইজারল্যান্ডীয় জ্যোতির্বিজ্ঞানী ফ্রিৎস স্ভিকি একটি গাণিতিক আদলের সাহায্যে মহাকাশের একটি ছায়াপথগুচ্ছের কোমা ছায়াপথগুচ্ছ সামগ্রিক ভর গণনা করতে গিয়ে দেখেন যে গুচ্ছটির সমস্ত দৃশ্যমান তারার যে সামগ্রিক ভর তার চেয়ে গুচ্ছটির মোট ভর প্রায় গুণ বেশি
স্ভিকি এই অতিবিপুল ভরবিশিষ্ট অদৃশ্য পদার্থের নাম দেন তমোপদার্থ
তবে এর দশকে বিজ্ঞানীরা বুঝতে পারেন যে অনেক পদার্থ দৃশ্যমান আলো বিকিরণ না করলেও খালি চোখে অদৃশ্য অবলোহিত ও বেতার তরঙ্গ বিকিরণ করে তাদের উপস্থিতির জানান দেয়
ফলে তথাকথিত অদৃশ্য পদার্থের বেশ বড় অংশই পরে আধুনিক বেতার প্রযুক্তির বেতার দূরবীক্ষণ যন্ত্র মাধ্যমে শনাক্ত করা সম্ভব হয়
এর দশকে মার্কিন জ্যোতির্বিজ্ঞানী ভেরা রুবিন আকাশগঙ্গা ছায়াপথের ভেতরে ভরের বিতরণ নিয়ে গবেষণা করতে গিয়ে দেখেন যে ছায়াপথের দৃশ্যমান পরিসীমার বাইরেও অনেক ভরযুক্ত পদার্থ ছড়িয়ে আছে যে অঞ্চলকে ছায়াপথের আভা নাম দেওয়া হয়
ছায়াপথের দৃশ্যমান তারাসমূহের যে বিতরণ আছে তাতে ছায়াপথের কেন্দ্রের তারাগুলি বেশি দ্রুত বেগে এবং কেন্দ্র থেকে দূরে পরিসীমার কাছের তারাগুলির অপেক্ষাকৃত কম বেগে আবর্তন করার কথা
কিন্তু রুবিন তারাদের গতিবেগ পরীক্ষা করে দেখেন একটি নির্দিষ্ট দূরত্বের পরে তারাগুলি একই সমান বেগে ঘুরছে