কেন এই মহাবিশ্ব? একটি নতুন গণনা আমাদের কসমসকে সাধারণ বলে নির্দেশ করে।

আমাদের মহাবিশ্ব কেন এত অত্যাশ্চর্য ভ্যানিলা তা বোঝার জন্য কসমোলজিস্টরা কয়েক দশক ধরে চেষ্টা করেছেন। আমরা যতদূর দেখতে পাচ্ছি এটি কেবল মসৃণ এবং সমতল নয়, এটি একটি ক্রমাগত ধীরে ধীরে ক্রমবর্ধমান গতিতেও প্রসারিত হচ্ছে, যখন নির্বোধ গণনাগুলি ইঙ্গিত দেয় যে - মহাবিস্ফোরণ থেকে বেরিয়ে আসা - মহাকর্ষ দ্বারা মহাকাশ চূর্ণবিচূর্ণ হওয়া উচিত ছিল এবং বিকর্ষণকারী অন্ধকার শক্তি দ্বারা বিস্ফোরিত.

মহাজাগতিক সমতলতা ব্যাখ্যা করার জন্য, পদার্থবিদরা মহাজাগতিক ইতিহাসে একটি নাটকীয় উদ্বোধনী অধ্যায় যুক্ত করেছেন: তারা প্রস্তাব করেছেন যে মহাকাশ বিগ ব্যাংয়ের শুরুতে বেলুনের মতো দ্রুত স্ফীত হয়েছে, যেকোনো বক্রতাকে ইস্ত্রি করে। এবং স্ফীতির সেই প্রাথমিক বানান অনুসরণ করে স্থানের মৃদু বৃদ্ধি ব্যাখ্যা করার জন্য, কেউ কেউ যুক্তি দিয়েছেন যে আমাদের মহাবিশ্ব একটি বিশাল মাল্টিভার্সের অনেক কম অতিথিপরায়ণ মহাবিশ্বের মধ্যে একটি মাত্র।

কিন্তু এখন, দুজন পদার্থবিদ আমাদের ভ্যানিলা মহাবিশ্ব সম্পর্কে প্রচলিত চিন্তাভাবনাকে তার মাথায় ঘুরিয়ে দিয়েছেন। 1977 সালে স্টিফেন হকিং এবং গ্যারি গিবন্সের দ্বারা শুরু করা গবেষণার একটি লাইন অনুসরণ করে, এই জুটি একটি নতুন গণনা প্রকাশ করেছে যা পরামর্শ দেয় যে মহাজাগতিকতার সরলতা বিরল নয় বরং প্রত্যাশিত। আমাদের মহাবিশ্ব যেভাবে, সেই অনুসারে নিল তুরোক এডিনবার্গ বিশ্ববিদ্যালয়ের এবং ল্যাথাম বয়েল ওয়াটারলু, কানাডার পেরিমিটার ইনস্টিটিউট ফর থিওরিটিক্যাল ফিজিক্সের, একই কারণে যে বাতাস একটি কক্ষ জুড়ে সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ে: অদ্ভুত বিকল্পগুলি অনুমেয়, তবে অত্যন্ত অসম্ভব।

মহাবিশ্ব "অত্যন্ত সূক্ষ্ম-সুন্দর বলে মনে হতে পারে, অত্যন্ত অসম্ভাব্য, কিন্তু [তারা] বলছে, 'এক মিনিট অপেক্ষা করুন, এটি পছন্দসই'," বলেন টমাস হার্টগ, বেলজিয়ামের ক্যাথলিক ইউনিভার্সিটি অফ লিউভেনের একজন কসমোলজিস্ট।

"এটি একটি অভিনব অবদান যা বেশিরভাগ লোকেরা যা করছে তার তুলনায় বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে," বলেছেন স্টিফেন গিলেন, যুক্তরাজ্যের শেফিল্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন কসমোলজিস্ট।

উত্তেজক উপসংহারটি একটি গাণিতিক কৌশলের উপর নির্ভর করে যেখানে একটি ঘড়িতে পরিবর্তন করা জড়িত যা কাল্পনিক সংখ্যার সাথে টিক করে। কাল্পনিক ঘড়ি ব্যবহার করে, হকিং যেমন 70-এর দশকে করেছিলেন, তুরোক এবং বয়েল একটি পরিমাণ গণনা করতে পারেন, যা এনট্রপি নামে পরিচিত, যা আমাদের মহাবিশ্বের সাথে মিলে যায়। কিন্তু কাল্পনিক সময়ের কৌতুক হল এনট্রপি গণনা করার একটি বৃত্তাকার উপায়, এবং আরও কঠোর পদ্ধতি ছাড়াই পরিমাণের অর্থ নিয়ে তীব্র বিতর্ক রয়েছে। যদিও পদার্থবিদরা এনট্রপি গণনার সঠিক ব্যাখ্যা নিয়ে ধাঁধাঁ দেন, অনেকে এটিকে স্থান এবং সময়ের মৌলিক, কোয়ান্টাম প্রকৃতির পথে একটি নতুন গাইডপোস্ট হিসাবে দেখেন।

"যেকোনোভাবে," গিলেন বললেন, "এটি আমাদেরকে সম্ভবত স্থান-কালের মাইক্রোস্ট্রাকচার দেখার একটি জানালা দিচ্ছে।"

কাল্পনিক পথ

তুরোক এবং বয়েল, ঘন ঘন সহযোগী, বিশ্বতত্ত্ব সম্পর্কে সৃজনশীল এবং অপ্রথাগত ধারণা তৈরির জন্য বিখ্যাত। গত বছর, আমাদের মহাবিশ্ব কতটা সম্ভাবনাময় হতে পারে তা অধ্যয়ন করার জন্য, তারা পদার্থবিজ্ঞানী রিচার্ড ফাইনম্যান দ্বারা 1940-এর দশকে বিকশিত একটি কৌশলে পরিণত হয়েছিল।

কণার সম্ভাব্য আচরণ ক্যাপচার করার লক্ষ্যে, ফাইনম্যান কল্পনা করেছিলেন যে একটি কণা সমস্ত সম্ভাব্য রুটগুলিকে অন্বেষণ করে যা শেষ হতে শুরু করে: একটি সরল রেখা, একটি বক্ররেখা, একটি লুপ, বিজ্ঞাপন অসীম। তিনি প্রতিটি পথকে তার সম্ভাব্যতার সাথে সম্পর্কিত একটি সংখ্যা দেওয়ার এবং সমস্ত সংখ্যা যোগ করার একটি উপায় তৈরি করেছিলেন। এই "পথ অবিচ্ছেদ্য" কৌশলটি কোন কোয়ান্টাম সিস্টেম কীভাবে আচরণ করবে তা ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য একটি শক্তিশালী কাঠামো হয়ে উঠেছে।

ফাইনম্যান অবিচ্ছেদ্য পথের প্রচার শুরু করার সাথে সাথেই পদার্থবিদরা তাপগতিবিদ্যার সাথে একটি কৌতূহলী সংযোগ খুঁজে পান, তাপমাত্রা এবং শক্তির সম্মানিত বিজ্ঞান। কোয়ান্টাম তত্ত্ব এবং তাপগতিবিদ্যার মধ্যে এই সেতুটিই তুরোক এবং বয়েলের গণনাকে সক্ষম করেছিল।

থার্মোডাইনামিক্স পরিসংখ্যানের শক্তিকে কাজে লাগায় যাতে আপনি অনেক অংশের একটি সিস্টেমকে বর্ণনা করার জন্য মাত্র কয়েকটি সংখ্যা ব্যবহার করতে পারেন, যেমন গ্যাজিলিয়ন বায়ুর অণু একটি কক্ষের চারপাশে ঘুরছে। উদাহরণস্বরূপ, তাপমাত্রা - মূলত বায়ুর অণুর গড় গতি - ঘরের শক্তির একটি মোটামুটি ধারণা দেয়। তাপমাত্রা এবং চাপের মতো সামগ্রিক বৈশিষ্ট্য ঘরের একটি "ম্যাক্রোস্টেট" বর্ণনা করে।

কিন্তু একটি ম্যাক্রোস্টেট একটি অপরিশোধিত অ্যাকাউন্ট; বায়ুর অণুগুলিকে বিপুল সংখ্যক উপায়ে সাজানো যেতে পারে যা সমস্ত একই ম্যাক্রোস্টেটের সাথে মিলে যায়। একটি অক্সিজেন পরমাণুকে একটু বাম দিকে নাজ, এবং তাপমাত্রা কমবে না। প্রতিটি অনন্য মাইক্রোস্কোপিক কনফিগারেশন একটি মাইক্রোস্টেট হিসাবে পরিচিত, এবং একটি প্রদত্ত ম্যাক্রোস্টেটের সাথে সম্পর্কিত মাইক্রোস্টেটের সংখ্যা তার এনট্রপি নির্ধারণ করে।

এনট্রপি পদার্থবিদদের বিভিন্ন ফলাফলের প্রতিকূলতার তুলনা করার একটি তীক্ষ্ণ উপায় দেয়: একটি ম্যাক্রোস্টেটের এনট্রপি যত বেশি, তার সম্ভাবনা তত বেশি। উদাহরণস্বরূপ, বায়ুর অণুগুলিকে একটি কোণে গুচ্ছ করার চেয়ে পুরো ঘর জুড়ে নিজেকে সাজানোর জন্য আরও অনেক উপায় রয়েছে। ফলস্বরূপ, কেউ আশা করে যে বাতাসের অণুগুলি ছড়িয়ে পড়বে (এবং ছড়িয়ে থাকবে)। স্ব-প্রকাশিত সত্য যে সম্ভাব্য ফলাফলগুলি সম্ভাব্য, পদার্থবিদ্যার ভাষায়, তা থার্মোডাইনামিক্সের বিখ্যাত দ্বিতীয় সূত্রে পরিণত হয়: যে একটি সিস্টেমের মোট এনট্রপি বাড়তে থাকে।

পাথ ইন্টিগ্রালের সাথে সাদৃশ্য ছিল দ্ব্যর্থহীন: তাপগতিবিদ্যায়, আপনি একটি সিস্টেমের সমস্ত সম্ভাব্য কনফিগারেশন যোগ করেন। এবং অবিচ্ছেদ্য পাথের সাথে, আপনি একটি সিস্টেম গ্রহণ করতে পারে এমন সমস্ত সম্ভাব্য পথ যোগ করুন। শুধু একটি বরং উজ্জ্বল পার্থক্য রয়েছে: তাপগতিবিদ্যা সম্ভাব্যতার মধ্যে কাজ করে, যা ইতিবাচক সংখ্যা যা সরাসরি একসাথে যোগ করে। কিন্তু পাথ ইন্টিগ্রালে, প্রতিটি পাথের জন্য নির্ধারিত সংখ্যা জটিল, যার মানে এটি কাল্পনিক সংখ্যা জড়িত i, −1 এর বর্গমূল। জটিল সংখ্যাগুলি একসাথে যুক্ত হলে বৃদ্ধি বা সঙ্কুচিত হতে পারে - তাদের কোয়ান্টাম কণাগুলির তরঙ্গের মতো প্রকৃতি ক্যাপচার করার অনুমতি দেয়, যা একত্রিত বা বাতিল করতে পারে।

তবুও পদার্থবিদরা খুঁজে পেয়েছেন যে একটি সাধারণ রূপান্তর আপনাকে এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে নিয়ে যেতে পারে। সময়কে কাল্পনিক করুন (একটি পদক্ষেপ যা ইতালীয় পদার্থবিদ জিয়ান কার্লো উইকের পরে উইক ঘূর্ণন হিসাবে পরিচিত), এবং একটি সেকেন্ড i পাথ ইন্টিগ্রাল প্রবেশ করে যা প্রথমটিকে বের করে দেয়, কাল্পনিক সংখ্যাকে বাস্তব সম্ভাবনায় পরিণত করে। সময়ের পরিবর্তনশীলকে তাপমাত্রার বিপরীতে প্রতিস্থাপন করুন এবং আপনি একটি সুপরিচিত তাপগতি সমীকরণ পাবেন।

এই উইক ট্রিকটি 1977 সালে হকিং এবং গিবন্সের একটি ব্লকবাস্টার আবিষ্কারের দিকে পরিচালিত করেছিল, স্থান এবং সময় সম্পর্কে তাত্ত্বিক আবিষ্কারের একটি ঘূর্ণিঝড় সিরিজের শেষে।

মহাকাশ-সময়ের এনট্রপি

কয়েক দশক আগে, আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব প্রকাশ করেছিল যে স্থান এবং সময় একসাথে বাস্তবতার একটি ঐক্যবদ্ধ ফ্যাব্রিক তৈরি করে — স্থান-কাল — এবং মহাকর্ষ বলই বস্তুর স্থান-কালের ভাঁজ অনুসরণ করার প্রবণতা। চরম পরিস্থিতিতে, স্থান-কাল ব্ল্যাক হোল নামে পরিচিত একটি অনিবার্য আলকাট্রাজ তৈরি করতে যথেষ্ট খাড়াভাবে বক্র হতে পারে।

1973 সালে, জ্যাকব বেকেনস্টাইন ধর্মদ্রোহিতা অগ্রসর যে ব্ল্যাক হোল অসিদ্ধ মহাজাগতিক কারাগার। তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে মহাবিশ্ব থেকে সেই এনট্রপি মুছে ফেলার পরিবর্তে এবং তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় আইন লঙ্ঘন করার পরিবর্তে অ্যাবিসেসদের উচিত তাদের খাবারের এনট্রপি শোষণ করা। কিন্তু যদি ব্ল্যাক হোলের এনট্রপি থাকে তবে তাদের অবশ্যই তাপমাত্রা থাকতে হবে এবং তাপ বিকিরণ করতে হবে।

একজন সন্দেহবাদী স্টিফেন হকিং বেকেনস্টাইনকে ভুল প্রমাণ করার চেষ্টা করেছিলেন, একটি জটিল গণনা শুরু করেছিলেন যে কীভাবে কোয়ান্টাম কণাগুলি একটি ব্ল্যাক হোলের বাঁকা স্থান-সময়ে আচরণ করে। তার বিস্ময়, 1974 সালে তিনি পাওয়া যে কালো গর্ত সত্যিই বিকিরণ করে. আরেকটি হিসাব বেকেনস্টাইনের অনুমান নিশ্চিত করেছেন: একটি ব্ল্যাক হোলের ঘটনা দিগন্তের এক-চতুর্থাংশ ক্ষেত্রফলের সমান এনট্রপি রয়েছে - একটি অবতরণকারী বস্তুর জন্য কোন রিটার্ন বিন্দু।

পরবর্তী বছরগুলিতে, ব্রিটিশ পদার্থবিদ গিবন্স এবং ম্যালকম পেরি এবং পরে গিবন্স এবং হকিং, আগত এ একই ফলাফল থেকে অন্য দিক. তারা একটি অবিচ্ছেদ্য পথ সেট আপ করে, নীতিগতভাবে ব্ল্যাক হোল তৈরির জন্য স্থান-কাল বাঁকানোর বিভিন্ন উপায় যোগ করে। এরপর, তারা ব্ল্যাক হোলটিকে উইক-ঘোরান, কাল্পনিক সংখ্যা দিয়ে সময়ের প্রবাহকে চিহ্নিত করে এবং এর আকৃতি পরীক্ষা করে। তারা আবিষ্কার করেছিল যে, কাল্পনিক সময়ের দিকে, ব্ল্যাক হোল পর্যায়ক্রমে তার প্রাথমিক অবস্থায় ফিরে আসে। কাল্পনিক সময়ে এই গ্রাউন্ডহগ ডে-এর মতো পুনরাবৃত্তি ব্ল্যাক হোলকে এক ধরণের স্ট্যাসিস দিয়েছে যা তাদের তাপমাত্রা এবং এনট্রপি গণনা করতে দেয়।

বেকেনস্টাইন এবং হকিং দ্বারা পূর্বে গণনা করা উত্তরগুলি সঠিকভাবে না মিললে তারা ফলাফলগুলিকে বিশ্বাস করতে পারত না। দশকের শেষের দিকে, তাদের যৌথ কাজটি একটি চমকপ্রদ ধারণার জন্ম দিয়েছিল: ব্ল্যাক হোলের এনট্রপি বোঝায় যে স্থান-কাল নিজেই ক্ষুদ্র, পুনর্বিন্যাসযোগ্য টুকরো দিয়ে তৈরি, অনেকটা বায়ু অণু দিয়ে তৈরি। এবং অলৌকিকভাবে, এমনকি এই "মাধ্যাকর্ষণীয় পরমাণু" কী তা না জেনেও, পদার্থবিদরা কাল্পনিক সময়ে একটি ব্ল্যাক হোল দেখে তাদের ব্যবস্থা গণনা করতে পারেন।

হকিংয়ের প্রাক্তন স্নাতক ছাত্র এবং দীর্ঘদিনের সহযোগী হার্টগ বলেছেন, "এটি সেই ফলাফল যা হকিংয়ের উপর একটি গভীর, গভীর ছাপ রেখে গেছে।" হকিং অবিলম্বে আশ্চর্য হয়েছিলেন যে উইকের ঘূর্ণন কেবল ব্ল্যাক হোলের চেয়ে বেশি কাজ করবে কিনা। "যদি সেই জ্যামিতিটি একটি ব্ল্যাক হোলের একটি কোয়ান্টাম সম্পত্তি ক্যাপচার করে," হার্টগ বলেছিলেন, "তাহলে সমগ্র মহাবিশ্বের মহাজাগতিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে এটি করা অপ্রতিরোধ্য।"

সমস্ত সম্ভাব্য মহাবিশ্ব গণনা

অবিলম্বে, হকিং এবং গিবন্স উইক-ঘূর্ণন করেছিলেন সহজতম কল্পনাযোগ্য মহাবিশ্বগুলির মধ্যে একটি - যেটিতে মহাকাশে তৈরি অন্ধকার শক্তি ছাড়া আর কিছুই নেই। এই খালি, প্রসারিত মহাবিশ্ব, যাকে "ডি সিটার" স্পেস-টাইম বলা হয়, এর একটি দিগন্ত রয়েছে, যার বাইরে স্থান এত দ্রুত প্রসারিত হয় যে সেখান থেকে কোনও সংকেত কখনই মহাকাশের কেন্দ্রে কোনও পর্যবেক্ষকের কাছে পৌঁছাতে পারে না। 1977 সালে, গিবন্স এবং হকিং গণনা করেছিলেন যে, একটি ব্ল্যাক হোলের মতো, একটি ডি সিটার মহাবিশ্বেরও তার দিগন্তের ক্ষেত্রফলের এক চতুর্থাংশের সমান একটি এনট্রপি রয়েছে। আবার, স্থান-কালের কাছে মনে হয় অগণিত সংখ্যক মাইক্রোস্টেট রয়েছে।

কিন্তু প্রকৃত মহাবিশ্বের এনট্রপি একটি উন্মুক্ত প্রশ্ন থেকে গেছে। আমাদের মহাবিশ্ব খালি নয়; এটি বিকিরণকারী আলো এবং ছায়াপথের স্রোত এবং অন্ধকার পদার্থের সাথে ঢেকে যায়। মহাবিশ্বের যৌবনে আলো মহাকাশের দ্রুত প্রসারণ ঘটায়, তারপর পদার্থের মহাকর্ষীয় আকর্ষণ মহাজাগতিক বয়ঃসন্ধিকালে জিনিসগুলিকে ক্রল করতে ধীর করে দেয়। এখন দেখা যাচ্ছে অন্ধকার শক্তি দখল করে নিয়েছে, একটি পলাতক সম্প্রসারণ চালাচ্ছে। "সেই সম্প্রসারণের ইতিহাস একটি আড়ম্বরপূর্ণ যাত্রা," হার্টগ বলেছেন। "একটি সুস্পষ্ট সমাধান পেতে এত সহজ নয়।"

গত বছর বা তারও বেশি সময় ধরে, বয়েল এবং তুরোক ঠিক এমন একটি সুস্পষ্ট সমাধান তৈরি করেছেন। প্রথম, জানুয়ারিতে, খেলনা cosmologies সঙ্গে খেলার সময়, তারা লক্ষিত ডি সিটার স্পেস-টাইমে বিকিরণ যোগ করা মহাবিশ্বকে উইক-রোটেট করার জন্য প্রয়োজনীয় সরলতা নষ্ট করেনি।

তারপর গ্রীষ্মে তারা আবিষ্কার করে যে কৌশলটি এমনকি পদার্থের অগোছালো অন্তর্ভুক্তি সহ্য করবে। গাণিতিক বক্ররেখা আরও জটিল সম্প্রসারণের ইতিহাস বর্ণনা করে এখনও সহজে-হ্যান্ডেল ফাংশনগুলির একটি নির্দিষ্ট গোষ্ঠীর মধ্যে পড়ে, এবং তাপগতিবিদ্যার বিশ্ব অ্যাক্সেসযোগ্য ছিল। "যখন আপনি খুব প্রতিসম স্থান-কাল থেকে দূরে সরে যান তখন এই উইক ঘূর্ণনটি অস্পষ্ট ব্যবসা," বলেন Guilherme Leite Pimentel, ইতালির পিসাতে স্কুওলা নরমাল সুপারিওরে একজন কসমোলজিস্ট। "তবে তারা এটি খুঁজে পেতে সক্ষম হয়েছে।"

আরও বাস্তবসম্মত মহাবিশ্বের রোলার-কোস্টার সম্প্রসারণের ইতিহাসকে উইক-ঘোরানোর মাধ্যমে, তারা মহাজাগতিক এনট্রপির জন্য আরও বহুমুখী সমীকরণ পেয়েছে। বিকিরণ, পদার্থ, বক্রতা এবং অন্ধকার শক্তির ঘনত্ব দ্বারা সংজ্ঞায়িত মহাজাগতিক ম্যাক্রোস্টেটের বিস্তৃত পরিসরের জন্য (যেমন তাপমাত্রা এবং চাপের একটি পরিসর একটি ঘরের বিভিন্ন সম্ভাব্য পরিবেশকে সংজ্ঞায়িত করে), সূত্রটি সংশ্লিষ্ট মাইক্রোস্টেটের সংখ্যা বের করে দেয়। Turok এবং Boyle পোস্ট তাদের ফলাফল অক্টোবরের শুরুতে অনলাইন।

বিশেষজ্ঞরা স্পষ্ট, পরিমাণগত ফলাফলের প্রশংসা করেছেন। কিন্তু তাদের এনট্রপি সমীকরণ থেকে, বয়েল এবং তুরোক আমাদের মহাবিশ্বের প্রকৃতি সম্পর্কে একটি অপ্রচলিত উপসংহার এঁকেছেন। "এখানেই এটি একটু বেশি আকর্ষণীয় এবং একটু বেশি বিতর্কিত হয়ে ওঠে," হার্টগ বলেছিলেন।

বয়েল এবং তুরোক বিশ্বাস করেন যে সমীকরণটি সমস্ত ধারণাযোগ্য মহাজাগতিক ইতিহাসের একটি আদমশুমারি পরিচালনা করে। ঠিক যেমন একটি ঘরের এনট্রপি একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার জন্য বায়ুর অণুগুলিকে সাজানোর সমস্ত উপায়গুলিকে গণনা করে, তারা সন্দেহ করে যে তাদের এনট্রপি সমস্ত উপায়ে গণনা করে যেভাবে কেউ স্থান-কালের পরমাণুগুলিকে ঝাঁকুনি দেয় এবং তারপরও একটি প্রদত্ত সামগ্রিক ইতিহাস সহ একটি মহাবিশ্বের সাথে শেষ হয়, বক্রতা এবং অন্ধকার শক্তি ঘনত্ব।

বয়েল এই প্রক্রিয়াটিকে মার্বেলের বিশাল বস্তা জরিপ করার সাথে তুলনা করেছেন, প্রতিটি আলাদা মহাবিশ্ব। যাদের নেতিবাচক বক্রতা আছে তারা সবুজ হতে পারে। যাদের প্রচুর ডার্ক এনার্জি আছে তারা বিড়ালের চোখ হতে পারে ইত্যাদি। তাদের আদমশুমারি প্রকাশ করে যে মার্বেলগুলির অপ্রতিরোধ্য সংখ্যাগরিষ্ঠের একটি মাত্র রঙ রয়েছে - নীল, বলুন - এক ধরণের মহাবিশ্বের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ: একটি বিস্তৃতভাবে আমাদের নিজস্ব, কোন প্রশংসনীয় বক্রতা ছাড়াই এবং অন্ধকার শক্তির একটি স্পর্শ ছাড়াই। অদ্ভুত ধরনের কসমস অদৃশ্যভাবে বিরল। অন্য কথায়, আমাদের মহাবিশ্বের অদ্ভুত ভ্যানিলা বৈশিষ্ট্য যা মহাজাগতিক স্ফীতি এবং মাল্টিভার্স সম্পর্কে কয়েক দশক ধরে তাত্ত্বিককরণকে অনুপ্রাণিত করেছে তা মোটেও অদ্ভুত নাও হতে পারে।

"এটি একটি খুব আকর্ষণীয় ফলাফল," Hertog বলেন. কিন্তু "এটি উত্তরের চেয়ে বেশি প্রশ্ন উত্থাপন করে।"

বিভ্রান্তি গণনা

বয়েল এবং তুরোক একটি সমীকরণ গণনা করেছেন যা মহাবিশ্ব গণনা করে। এবং তারা আকর্ষণীয় পর্যবেক্ষণ করেছে যে আমাদের মত মহাবিশ্বগুলি কল্পনাযোগ্য মহাজাগতিক বিকল্পগুলির সিংহভাগের জন্য দায়ী বলে মনে হয়। কিন্তু সেখানেই নিশ্চিততার শেষ।

মাধ্যাকর্ষণ এবং সৃষ্টিতত্ত্বের কোয়ান্টাম তত্ত্ব কোন নির্দিষ্ট মহাবিশ্বকে সাধারণ বা বিরল করে তুলতে পারে তা ব্যাখ্যা করার কোনো চেষ্টাই তারা করেননি। বা তারা ব্যাখ্যা করে না যে কীভাবে আমাদের মহাবিশ্ব, এর মাইক্রোস্কোপিক অংশগুলির নির্দিষ্ট কনফিগারেশনের সাথে, সৃষ্টি হয়েছিল। পরিশেষে, তারা তাদের গণনাকে একটি ক্লু হিসাবে দেখেন যার জন্য মহাবিশ্বের একটি সম্পূর্ণ তত্ত্বের কাছাকাছি যেকোনো কিছুর চেয়ে বেশি পছন্দ করা হয়। "আমরা যা ব্যবহার করেছি তা হল তত্ত্বটি না জেনে উত্তর পাওয়ার জন্য একটি সস্তা কৌশল," তুরোক বলেছেন।

তাদের কাজটি এমন একটি প্রশ্নকেও পুনরুজ্জীবিত করে যা গিবনস এবং হকিং প্রথম স্থান-কালের এনট্রপির পুরো ব্যবসা শুরু করার পর থেকে উত্তর পাওয়া যায়নি: সস্তা কৌশলটি গণনা করা মাইক্রোস্টেটগুলি ঠিক কী?

"এখানে মূল জিনিসটি বলা হচ্ছে যে আমরা জানি না যে এনট্রপির অর্থ কী," বলেন হেনরি ম্যাক্সফিল্ড, স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন পদার্থবিদ যিনি মহাকর্ষের কোয়ান্টাম তত্ত্বগুলি অধ্যয়ন করেন।

এর হৃদয়ে, এনট্রপি অজ্ঞতাকে আচ্ছন্ন করে। অণু দিয়ে তৈরি গ্যাসের জন্য, উদাহরণস্বরূপ, পদার্থবিদরা তাপমাত্রা জানেন — কণার গড় গতি — কিন্তু প্রতিটি কণা কী করছে তা নয়; গ্যাসের এনট্রপি বিকল্পের সংখ্যা প্রতিফলিত করে।

কয়েক দশক ধরে তাত্ত্বিক কাজ করার পর, পদার্থবিদরা ব্ল্যাক হোলের জন্য একই রকমের ছবিতে একত্রিত হচ্ছেন। অনেক তাত্ত্বিক এখন বিশ্বাস করেন যে দিগন্তের ক্ষেত্রটি পতিত জিনিস সম্পর্কে তাদের অজ্ঞতা বর্ণনা করে — ব্ল্যাক হোলের বিল্ডিং ব্লকগুলিকে এর বাহ্যিক চেহারার সাথে মেলে অভ্যন্তরীণভাবে সাজানোর সমস্ত উপায়। (গবেষকরা এখনও জানেন না মাইক্রোস্টেটগুলি আসলে কী; ধারণাগুলি গ্র্যাভিটন বা স্ট্রিং তত্ত্বের স্ট্রিং নামক কণাগুলির কনফিগারেশন অন্তর্ভুক্ত করে।)

কিন্তু যখন মহাবিশ্বের এনট্রপির কথা আসে, তখন পদার্থবিদরা তাদের অজ্ঞতা এমনকি কোথায় রয়েছে সে সম্পর্কে কম নিশ্চিত বোধ করেন।

এপ্রিল মাসে, দুই তাত্ত্বিক মহাজাগতিক এনট্রপিকে আরও দৃঢ় গাণিতিক ভিত্তির উপর রাখার চেষ্টা করেছিলেন। টেড জ্যাকবসন, ব্ল্যাক হোল থার্মোডাইনামিক্স থেকে আইনস্টাইনের মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব আহরণের জন্য বিখ্যাত মেরিল্যান্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন পদার্থবিদ এবং তার স্নাতক ছাত্র বাতউল বানিহাশেমি স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত সিটার মহাবিশ্বের একটি (খালি, প্রসারিত) এনট্রপি। তারা কেন্দ্রে একজন পর্যবেক্ষকের দৃষ্টিভঙ্গি গ্রহণ করেছে। তাদের কৌশল, যার মধ্যে কেন্দ্রীয় পর্যবেক্ষক এবং দিগন্তের মধ্যে একটি কাল্পনিক পৃষ্ঠ যোগ করা জড়িত ছিল, তারপরে এটি কেন্দ্রীয় পর্যবেক্ষকের কাছে পৌঁছানো এবং অদৃশ্য না হওয়া পর্যন্ত পৃষ্ঠটিকে সঙ্কুচিত করে, গিবন্স এবং হকিং উত্তর পুনরুদ্ধার করে যে এনট্রপি দিগন্ত এলাকার এক-চতুর্থাংশের সমান। তারা উপসংহারে পৌঁছেছে যে ডি সিটার এনট্রপি দিগন্তের ভিতরে সমস্ত সম্ভাব্য মাইক্রোস্টেট গণনা করে।

তুরোক এবং বয়েল একটি খালি মহাবিশ্বের জন্য জ্যাকবসন এবং বানিহাশেমির মতো একই এনট্রপি গণনা করেন। কিন্তু বস্তু এবং বিকিরণে ভরা বাস্তবসম্মত মহাবিশ্বের সাথে সম্পর্কিত তাদের নতুন গণনায়, তারা অনেক বেশি সংখ্যক মাইক্রোস্টেট পায় — আয়তনের সমানুপাতিক এবং ক্ষেত্রফল নয়। এই আপাত সংঘর্ষের সম্মুখীন হয়ে, তারা অনুমান করে যে বিভিন্ন এনট্রপি বিভিন্ন প্রশ্নের উত্তর দেয়: ছোট ডি সিটার এনট্রপি একটি দিগন্ত দ্বারা আবদ্ধ বিশুদ্ধ স্থান-কালের মাইক্রোস্টেট গণনা করে, যখন তারা সন্দেহ করে যে তাদের বৃহত্তর এনট্রপি একটি স্থান-কালের সমস্ত মাইক্রোস্টেটগুলিকে পূর্ণ করে। পদার্থ এবং শক্তি, দিগন্তের ভিতরে এবং বাইরে উভয়ই। "এটা পুরো শিবাং," তুরোক বলল।

শেষ পর্যন্ত, বয়েল এবং তুরোক কী গণনা করছেন সেই প্রশ্নের নিষ্পত্তি করার জন্য মাইক্রোস্টেটের সংমিশ্রণের আরও সুস্পষ্ট গাণিতিক সংজ্ঞা প্রয়োজন, যা জ্যাকবসন এবং বানিহাশেমি ডি সিটার স্পেসের জন্য যা করেছেন তার সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। বানিহাশেমি বলেছিলেন যে তিনি বয়েল এবং তুরোকের এনট্রপি গণনাকে "একটি প্রশ্নের উত্তর হিসাবে দেখেন যা এখনও সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায়নি।"

"কেন এই মহাবিশ্ব?" প্রশ্নের আরও প্রতিষ্ঠিত উত্তরের জন্য, মহাজাগতিকরা বলছেন মুদ্রাস্ফীতি এবং মাল্টিভার্স মৃত থেকে অনেক দূরে। আধুনিক মুদ্রাস্ফীতি তত্ত্ব, বিশেষ করে, মহাবিশ্বের মসৃণতা এবং সমতলতার চেয়ে আরও বেশি কিছু সমাধান করতে এসেছে। আকাশের পর্যবেক্ষণগুলি এর অন্যান্য ভবিষ্যদ্বাণীগুলির সাথে মিলে যায়। তুরোক এবং বয়েলের এনট্রপিক যুক্তি একটি উল্লেখযোগ্য প্রথম পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয়েছে, পিমেন্টেল বলেছেন, তবে মুদ্রাস্ফীতিকে আরও গুরুতরভাবে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করার জন্য এটিকে অন্যান্য, আরও বিশদ ডেটা পেরেক দিতে হবে।

অজ্ঞতা পরিমাপ করা একটি পরিমাণের জন্য উপযুক্ত হিসাবে, এনট্রপিতে নিহিত রহস্যগুলি আগে অজানা পদার্থবিজ্ঞানের আশ্রয়দাতা হিসাবে কাজ করেছে। 1800 এর দশকের শেষের দিকে, মাইক্রোস্কোপিক বিন্যাসের পরিপ্রেক্ষিতে এনট্রপি সম্পর্কে একটি সুনির্দিষ্ট বোঝা পরমাণুর অস্তিত্ব নিশ্চিত করতে সাহায্য করেছিল। আজ, আশার বিষয় হল যে গবেষকরা যদি বিভিন্ন উপায়ে মহাজাগতিক এনট্রপি গণনা করে তারা ঠিক কোন প্রশ্নগুলির উত্তর দিচ্ছেন তা বের করতে পারেন, তাহলে এই সংখ্যাগুলি তাদের অনুরূপ বোঝার দিকে পরিচালিত করবে যে কীভাবে মহাবিশ্ব তৈরি করতে সময় এবং স্থানের লেগো ইটগুলি স্তূপ করে। আমাদের ঘিরে আছে।

"আমাদের গণনা যা করে তা হল সেই ব্যক্তিদের জন্য যারা কোয়ান্টাম মহাকর্ষের মাইক্রোস্কোপিক তত্ত্ব তৈরি করার চেষ্টা করছেন তাদের জন্য বিশাল অতিরিক্ত প্রেরণা প্রদান করে," তুরোক বলেছেন। "কারণ সম্ভাবনা হল সেই তত্ত্বটি শেষ পর্যন্ত মহাবিশ্বের বৃহৎ আকারের জ্যামিতি ব্যাখ্যা করবে।"