দ্বারা আরেকটি যুগান্তকারী আবিষ্কার নাগোয়া বিশ্ববিদ্যালয়এর ছয়জন নোবেল পুরস্কার বিজয়ী মহাকাশের কিছু অংশে ফিরে তাকাচ্ছেন আগের চেয়ে আরও বেশি। সঙ্গে সহযোগিতায় টোকিও বিশ্ববিদ্যালয় এবং প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়ের, গবেষকরা প্রকাশ করেছেন কীভাবে তারা বিগ ব্যাং থেকে বিকিরণ অবশিষ্টাংশ ব্যবহার করে 12 বিলিয়ন বছর আগে ছায়াপথের চারপাশে অন্ধকার পদার্থের গঠন পর্যবেক্ষণ করেছিলেন।
এতদিন আগে ঘটে যাওয়া ঘটনাগুলো দেখা চ্যালেঞ্জিং হতে পারে। আলোর সীমিত গতির কারণে, দলটি তাদের বর্তমান অবস্থার পরিবর্তে তাদের প্রাক-বিলিয়ন বছরের ইতিহাসে দূরবর্তী ছায়াপথগুলি পর্যবেক্ষণ করেছে। অন্ধকার পদার্থ পর্যবেক্ষণ করা, যা আলো তৈরি করে না, এখনও আরও চ্যালেঞ্জিং।
একটি দূরবর্তী উৎস গ্যালাক্সি বিবেচনা করুন যা এর অন্ধকার পদার্থ অধ্যয়ন করার জন্য লক্ষ্য গ্যালাক্সির চেয়েও বেশি দূরবর্তী। দ্বারা পূর্বাভাস হিসাবে আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্ব, ফোরগ্রাউন্ড গ্যালাক্সির মহাকর্ষীয় টান, এর অন্ধকার পদার্থ সহ, চারপাশকে বিকৃত করে স্থান এবং সময়. গ্যালাক্সির আপাত আকৃতিটি বিকৃতির মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় উত্স গ্যালাক্সি বাঁকানোর ফলে আলোর ফলে পরিবর্তিত হয়। ডার্ক ম্যাটারের পরিমাণের সাথে বিকৃতি বাড়ে। বিকৃতির কারণে, গবেষকরা পরিমাণ গণনা করতে পারেন অন্ধকার ব্যাপার ফোরগ্রাউন্ড গ্যালাক্সির আশেপাশে ("লেন্স" গ্যালাক্সি নামেও পরিচিত)।
একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর বাইরে, একটি সমস্যা দেখা দেয়: মহাবিশ্বের দূরতম প্রান্তে গ্যালাক্সিগুলি অত্যন্ত ম্লান। ফলস্বরূপ, এই কৌশলটি কম সফল হয় কারণ আমরা পৃথিবী থেকে দূরে তাকাই। সংকেত সনাক্ত করার জন্য অনেকগুলি পটভূমি ছায়াপথ থাকতে হবে কারণ লেন্সিং বিকৃতি সাধারণত বিনয়ী এবং সনাক্ত করা চ্যালেঞ্জিং।
বেশিরভাগ পড়াশোনা একই সীমাতে আটকে আছে। বিকৃতি পরিমাপ করার জন্য পর্যাপ্ত দূরবর্তী উত্স ছায়াপথ সনাক্ত করতে অক্ষম হওয়ার পাশাপাশি, বিজ্ঞানীরা 8-10 বিলিয়ন বছর আগে থেকে শুধুমাত্র অন্ধকার পদার্থ বিশ্লেষণ করতে পারেন।
এই সীমাবদ্ধতা প্রশ্ন খোলা রেখে অন্ধকার পদার্থের বিতরণ এই সময় থেকে 13.7 বিলিয়ন বছর আগে, আমাদের মহাবিশ্বের শুরুতে।
এই গবেষণায় গবেষকরা সুবারু হাইপার সুপ্রিম-ক্যাম সার্ভে (এইচএসসি) পর্যবেক্ষণ থেকে ডেটা ব্যবহার করে এই সমস্যাটি খুঁজে পান। তারা দৃশ্যমান আলো ব্যবহার করে 1.5 মিলিয়ন লেন্স গ্যালাক্সি সনাক্ত করতে পারে, যা 12 বিলিয়ন বছর আগে দেখার জন্য নির্বাচিত হয়েছিল।
পরবর্তী, তারা থেকে মাইক্রোওয়েভ ব্যবহার মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি (সিএমবি) আরও দূরে গ্যালাক্সি আলোর অভাব মোকাবেলা করতে। তারা বিশেষত মাইক্রোওয়েভ দ্বারা বিকৃত লেন্স গ্যালাক্সিগুলির চারপাশে অন্ধকার পদার্থের পরিমাণ নির্ধারণের জন্য ইউরোপীয় স্পেস এজেন্সির প্ল্যাঙ্ক স্যাটেলাইট দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা মাইক্রোওয়েভ ব্যবহার করেছিল।
টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক মাসামি ওচি বলেছেন, "দূরবর্তী ছায়াপথের চারপাশে অন্ধকার পদার্থের দিকে তাকান? এটি একটি পাগল ধারণা ছিল. কেউ বুঝতে পারেনি আমরা এটা করতে পারি। কিন্তু আমি একটি বৃহৎ দূরবর্তী গ্যালাক্সির নমুনা সম্পর্কে কথা বলার পরে, হিরোনাও আমার কাছে এসে বলেছিল যে সিএমবি দিয়ে এই ছায়াপথগুলির চারপাশে অন্ধকার পদার্থগুলি দেখা সম্ভব হতে পারে।"
টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউট ফর কসমিক রে রিসার্চের সহকারী অধ্যাপক ইউইচি হরিকান বলেছেন, "বেশিরভাগ গবেষকরা বর্তমান থেকে আট বিলিয়ন বছর আগে অন্ধকার পদার্থের বন্টন পরিমাপ করতে উত্স ছায়াপথ ব্যবহার করেন। যাইহোক, আমরা আরও অতীতের দিকে তাকাতে পারি কারণ আমরা অন্ধকার পদার্থ পরিমাপের জন্য আরও দূরবর্তী CMB ব্যবহার করেছি। প্রথমবারের মতো, আমরা মহাবিশ্বের প্রায় প্রাথমিক মুহূর্ত থেকে অন্ধকার পদার্থ পরিমাপ করছিলাম।"
একটি প্রাথমিক বিশ্লেষণের পরে, গবেষকরা শীঘ্রই বুঝতে পেরেছিলেন যে তাদের কাছে অন্ধকার পদার্থের বিতরণ সনাক্ত করার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে নমুনা রয়েছে। বৃহৎ দূরবর্তী ছায়াপথের নমুনা এবং সিএমবি-তে লেন্সিং বিকৃতির সমন্বয় করে, তারা 12 বিলিয়ন বছর আগে থেকে আরও আগে অন্ধকার পদার্থ সনাক্ত করেছিল। এটি মাত্র 1.7 বিলিয়ন বছর পরে মহাবিশ্বের শুরু; এইভাবে, এই ছায়াপথগুলি প্রথম গঠিত হওয়ার পরপরই দেখা যায়।
কেএমআই মনোনীত সহকারী অধ্যাপক হিরোনাও মিয়াতকে বলেন, “আমি খুশি যে আমরা সেই যুগে একটি নতুন জানালা খুলেছি। 12 বিলিয়ন বছর আগে, জিনিসগুলি খুব আলাদা ছিল। আপনি বর্তমানের তুলনায় গঠন প্রক্রিয়ায় আরো ছায়াপথ দেখতে পাচ্ছেন; প্রথম গ্যালাক্সি ক্লাস্টারগুলিও তৈরি হতে শুরু করেছে। গ্যালাক্সি ক্লাস্টারগুলি 100-1000টি গ্যালাক্সি নিয়ে গঠিত যা মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা আবদ্ধ এবং প্রচুর পরিমাণে অন্ধকার পদার্থ রয়েছে।"
নেতা বাহকল, জ্যোতির্বিদ্যার ইউজিন হিগিন্স অধ্যাপক, অ্যাস্ট্রোফিজিকাল বিজ্ঞানের অধ্যাপক এবং প্রিন্সটন বিশ্ববিদ্যালয়ের স্নাতক অধ্যয়নের পরিচালক বলেছেন, “এই ফলাফল একটি খুব সামঞ্জস্যপূর্ণ দেয় ছায়াপথের ছবি এবং তাদের বিবর্তন, সেইসাথে ছায়াপথ এবং তার চারপাশের অন্ধকার পদার্থ এবং সময়ের সাথে সাথে এই চিত্রটি কীভাবে বিবর্তিত হয়।"
গবেষকদের সবচেয়ে উত্তেজনাপূর্ণ ফলাফলগুলির মধ্যে একটি ছিল অন্ধকার পদার্থের জড়তা সম্পর্কিত। কসমোলজির স্ট্যান্ডার্ড তত্ত্ব অনুসারে, ল্যাম্বডা-সিডিএম মডেল, সিএমবি-তে সূক্ষ্ম ওঠানামা ঘনবসতিপূর্ণ পদার্থের পুল তৈরি করে যা আশেপাশের বস্তুকে আকর্ষণ করে। মাধ্যাকর্ষণ. এটি একজাতীয় গুচ্ছ তৈরি করে যা এই ঘন অঞ্চলে তারা এবং ছায়াপথ তৈরি করে। গোষ্ঠীর ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে তাদের ক্লাম্পিনেস পরিমাপ ল্যাম্বডা-সিডিএম মডেলের পূর্বাভাসের চেয়ে কম ছিল।
মিয়াটাকে বললো, “আমাদের অনুসন্ধান এখনও অনিশ্চিত। কিন্তু যদি এটি সত্য হয়, তবে এটি পরামর্শ দেবে যে আপনি সময়ের সাথে আরও পিছিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে পুরো মডেলটি ত্রুটিযুক্ত। এটি উত্তেজনাপূর্ণ কারণ যদি ফলাফল অনিশ্চয়তা হ্রাস করার পরে ধরে থাকে তবে এটি মডেলটির উন্নতির পরামর্শ দিতে পারে যা অন্ধকার পদার্থের প্রকৃতি সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করতে পারে।"
প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির সহযোগী গবেষণা পণ্ডিত আন্দ্রেস প্লাজাস মালাগন বলেছেন, “এই মুহুর্তে, ল্যাম্বডা-সিডিএম মডেল মহাবিশ্বে আমাদের পর্যবেক্ষণ ব্যাখ্যা করতে পারে কিনা তা দেখতে আমরা আরও ভাল ডেটা পাওয়ার চেষ্টা করব। এবং এর পরিণতি হতে পারে যে আমাদের এই মডেলের অনুমানগুলিকে পুনর্বিবেচনা করতে হবে।"
প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির অ্যাস্ট্রোফিজিকাল সায়েন্সেস বিভাগের অধ্যাপক এবং চেয়ারম্যান মাইকেল স্ট্রস বলেছেন, "বড় আকারের জরিপগুলি ব্যবহার করে মহাবিশ্বের দিকে তাকানোর একটি শক্তি, যেমন এই গবেষণায় ব্যবহৃত হয়, আপনি কাছাকাছি থেকে ফলাফলের চিত্রগুলিতে যা দেখেন তা সবই অধ্যয়ন করতে পারেন৷ আমাদের সৌরজগতের গ্রহাণু আদি মহাবিশ্ব থেকে সবচেয়ে দূরবর্তী ছায়াপথে। আপনি অনেক নতুন প্রশ্ন অন্বেষণ করতে একই ডেটা ব্যবহার করতে পারেন।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- হিরোনাও মিয়াতাকে, ইউচি হরিকানে, ইত্যাদি। z∼1.5 এ 4 মিলিয়ন গ্যালাক্সি দ্বারা উত্পাদিত একটি CMB লেন্সিং সিগন্যালের প্রথম সনাক্তকরণ: উচ্চ রেডশিফ্টে পদার্থের ঘনত্বের ওঠানামার সীমাবদ্ধতা। শারীরিক রেভ লেট. 129, 061301 – 1 আগস্ট 2022 প্রকাশিত হয়েছে। DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.061301
