আইনস্টাইন ঠিক বলেছেন: নিউট্রন-তারা সংযুক্তির শিল্পীর ছাপ।
(Einstein was right: artist's impression of a neutron-star merger. )
Courtesy: NASA
আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতত্ত্বকে পরীক্ষার সাথে যুক্ত করার জন্য নিউট্রন তারকাদের মাল্টিমেসেঞ্জার পর্যবেক্ষণগুলি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে অ্যাস্ট্রোফিজিকরা ব্যবহার করেছেন - এবং 106 বছরের পুরনো তত্ত্বটি উড়ন্ত রঙের সাথে পাস করেছে।
নিউট্রন তারকা হ'ল একটি বৃহত্তর নক্ষত্রের ঘন, মূল অবশেষ যা সুপারনোভা হিসাবে বিস্ফোরিত হয়েছিল। সূর্যের চেয়ে বেশি ভর ধারণ করে তবে মাত্র 10-12 কিলোমিটার ব্যাসার্ধের মধ্যে নিউট্রন নক্ষত্রগুলি অবিশ্বাস্যভাবে ঘন এবং বিশাল মহাকর্ষ ক্ষেত্র তৈরি করে। এই চরম পরিস্থিতিগুলি কণা পদার্থবিজ্ঞানের স্ট্যান্ডার্ড মডেল এবং সাধারণ আপেক্ষিকতা উভয়ই পরীক্ষার জন্য একটি পরীক্ষাগার সরবরাহ করে।
নিউট্রন-স্টার গবেষণার একটি প্রধান লক্ষ্য হল রাষ্ট্রের সমীকরণ নির্ধারণ করা, যা কোনও তারার ভর এবং তার ব্যাসার্ধের মধ্যে সম্পর্ক। এটি নিউট্রন নক্ষত্রের অভ্যন্তরের পদার্থের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে (এটি নিউট্রন, কোয়ার্ক – গ্লিয়ন প্লাজমা বা হাইপারনের মতো আরও বহিরাগত ধরণের কণা) পাশাপাশি তারার শক্তি ঘনত্ব এবং অভ্যন্তরীণ চাপ।
পটসডামের মহাকর্ষীয় পদার্থবিজ্ঞানের ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউটের হেক্টর সিলভা বলেছেন, “একজন নিউট্রন তারের ভর এবং ব্যাসার্ধ , অবস্থার সমীকরণ এবং নক্ষত্রকে মডেল করার জন্য যে মহাকর্ষীয় তত্ত্ব উভয় ক্ষেত্রেই অত্যন্ত সংবেদনশীল” নিউট্রন তারার বাল্কের কেবলমাত্র বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে মাধ্যাকর্ষণ পরীক্ষা করার প্রয়াসে হোঁচট খায় ”।
২০১৩ সালে একটি অগ্রগতি এসেছিল যখন উর্বানা-চ্যাম্পেইনের ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের নিকোলিস ইউনিস এবং ভার্জিনিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের কেন্ট ইয়াগি "আই-লাভ-Q" সম্পর্ক আবিষ্কার করেছিলেন। কোন মডেলের মাধ্যাকর্ষণ গ্রাহকতার উপর নির্ভর করে তার সম্পর্কগুলি পৃথক হয়। তবে সাধারণভাবে তারা দেখায় যে নিউট্রন তারার বাল্কের তিনটি বৈশিষ্ট্য কীভাবে একে অপরের সাথে সম্পর্কিত। একটি বৈশিষ্ট্য হ'ল নিউট্রন তারার জড়তার মুহূর্ত এবং অন্যটি হ'ল এর প্রেমের জোয়ার সংখ্যা (Love tidal number) । পরেরটি নিউট্রন নক্ষত্রের অনমনীয়তা বর্ণনা করে এবং তাই এটি কোনও সহযাত্রী বস্তুর মাধ্যাকর্ষণ ক্ষেত্রের মধ্যে কত সহজেই বিকশিত হয় - যা বাইনারি-নিউট্রন-তারা সংযুক্তির একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ। তৃতীয় বৈশিষ্ট্য হ'ল চতুষ্কোণ মুহুর্ত, যেটি নির্ধারণ করে যে তারার ভরটি তার ওলেট আকারে কীভাবে বিতরণ করা হবে।
এখন সিলভা এবং ইউনিস, পেনসিলভেনিয়ার কার্নেগি মেলন বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন মিগুয়েল হলগাদো এবং উর্বানা-চ্যাম্পেইনের ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের আলেজান্দ্রো কর্ডেনাস-আভেন্ডাওয়ের সাথে, নিউট্রন স্টার ইন্টিরিয়র কম্পোজিশন এক্সপ্লোরারের সামান্য সহায়তায় তাদের মডেলটি বাস্তব নিউট্রন তারাদের প্রয়োগ করেছেন (NICER) আন্তর্জাতিক স্পেস স্টেশন বোর্ডে পরীক্ষা, এবং LIGO / কুমারী মহাকর্ষীয়-তরঙ্গ সনাক্তকারী।
2019 সালে NICER রাষ্ট্রের সমীকরণ নির্বিশেষে বিচ্ছিন্ন নিউট্রন তারকা PSR J0030 + 0451 এর ভর এবং ব্যাসার্ধকে সরাসরি পরিমাপ করেছে। এখন, সিলভা, ইউনিস, হলগাডো এবং কর্ডেনাস-আভেন্ডাও এই পরিমাপগুলি তারার মুহূর্তের জড়তার গণনা করতে ব্যবহার করেছিলেন এবং তারপরে প্রেমের সংখ্যা(the love number ) এবং চতুর্মুখী মুহূর্তটি অর্জন করতে আই-লাভ-কিউ (I love Q) সম্পর্ক ব্যবহার করেছেন। এদিকে নিউট্রন-তারা সংযুক্তির GW 170817 এর মহাকর্ষীয়-তরঙ্গ পরিমাপ পিএসআর জে 3030 + 0451 এর সমান ভর সহ নিউট্রন স্টারের জন্য লাভ সংখ্যাটির একটি স্বাধীন পরিমাপ সরবরাহ করেছে। এই দুটি মান জানার কারণে সাধারণ আপেক্ষিকতার একটি পরীক্ষা অনুমোদিত।
ইউনিস ফিজিক্স ওয়ার্ল্ডকে বলেন, "পরীক্ষাটি হ'ল" আই-লাভ "সম্পর্কের থেকে প্রেমের নম্বরটির অনুমানকৃত মান একই কিনা" “যদি এটি হয় তবে আপনি পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয়েছেন। যদি তা না হয় তবে এটি সাধারণ আপেক্ষিকতা থেকে বিচ্যুত হওয়ার লক্ষণ। "
ইউনেস ব্যাখ্যা করেছেন, পরীক্ষার একটি প্রয়োগ মহাকর্ষীয় সমতা হিসাবে পরিচিত একটি সম্পত্তি সীমাবদ্ধ করা। পদার্থবিজ্ঞানে সমতা আয়নার প্রতিসাম্যকে বোঝায়: আয়নাতে প্রতিফলিত হওয়ার সময় কিছু একইরকম আচরণ করে এমন ধারণা। উদাহরণস্বরূপ, যখন কাওনসের ক্ষয়ের মতো কণাগুলি আমরা তাদের আয়না চিত্রের মতো ক্ষয়ের পরিমাণের একই পরিমাণের প্রত্যাশা করতাম তবে স্ট্যান্ডার্ড মডেলটিতে সমতা লঙ্ঘিত হলে এটি ঘটে না।
সাধারণ আপেক্ষিকতায় মহাকর্ষীয় সমতা রক্ষা করা উচিত। তবে, যদি মহাকর্ষের কোনও পরিবর্তিত ফর্ম নিউট্রন নক্ষত্রের অভ্যন্তরে কাজ করে তবে এটি অগত্যা সমতা রক্ষা করবে না। সাধারণ আপেক্ষিকতা থেকে এই বিচ্যুতিটি এলআইজিও / ভার্জোর দ্বারা পরিমাপক মহাকর্ষীয় তরঙ্গের মেরুকরণ বা বাইনারি ব্ল্যাকহোল দ্বারা নির্গত মহাকর্ষীয় তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সিতে সনাক্তযোগ্য হবে।
এই ক্ষেত্রে, সাধারণ আপেক্ষিকতা সফলভাবে পরীক্ষায় পাস করেছে। ইউনিস বলেছেন, "আমাদের ফলাফলের অর্থ হল যে নিউট্রন তারকাদের স্কেলে মাধ্যম মহাকর্ষে সংরক্ষিত রয়েছে," তিনি বলেছিলেন, পরবর্তী পদক্ষেপটি আরও বেশি চরম পরিবেশে মহাকর্ষীয় সমতা পরীক্ষা করার জন্য যেমন ব্ল্যাকহোলগুলির অনুপ্রেরণামূলক এবং সংহতকরণের মতো।
মাল্টিম্যাসেঞ্জার জ্যোতির্বিদ্যার নতুন যুগের সূচনা ছাড়া এই দলের অনুসন্ধানগুলি সম্ভব হবে না - কেবল বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলিতে নয়, মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলিতেও জ্যোতির্বিদ্যা সংক্রান্ত অধ্যয়ন করার আমাদের ক্ষমতা আছে।
"এটি বেশ সুন্দর যে এই পরীক্ষাটি সম্পাদন করতে একজনকে বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বিকিরণ এবং মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলিতে নিউট্রন তারা পর্যবেক্ষণগুলি একত্রিত করতে হবে," সিলভা বলেছেন “এই সম্ভাবনাটি 2019 এর আগে নাগালের বাইরে ছিল এবং পদার্থবিজ্ঞান সম্পর্কে আরও জানতে মাল্টিম্যাসেঞ্জার পর্যবেক্ষণগুলি ব্যবহারের গুরুত্বকে তুলে ধরে।
No comments:
Post a Comment
Your Comments help us a lot