মহাকাশ ও জ্যোতির্বিজ্ঞানপ্রিপ্রিন্টডেটা বিশ্লেষণপড়তে ৩ মিনিট

এগারোটি মহাজাগতিক মরীচিকা হাবল টানাপোড়েনে রায় দেয়

হাবল ধ্রুবক, H0, বলে মহাবিশ্ব আজ কত দ্রুত প্রসারিত হচ্ছে। কাছের ছায়াপথ থেকে পাওয়া সাম্প্রতিকতম মাপ দেয় প্রতি মেগাপারসেকে সেকেন্ডে ৭৩.৫ কিলোমিটার। মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি (cosmic microwave background), অর্থাৎ তরুণ মহাবিশ্বের রেশ-আলো, থেকে পাওয়া পূর্বাভাস দেয় ৬৭.৪। দুটির মধ্যে ৮ থেকে ৯% অমিল। এই হাবল টানাপোড়েন যদি সত্যি হয়, তবে সৃষ্টিতত্ত্বের প্রমিত মডেল অসম্পূর্ণ।

সমাধানের পথ একটি তৃতীয়, স্বাধীন মাপ, যা যেকোনো এক পক্ষ নেওয়ার মতো যথেষ্ট নির্ভুল।

আলো দিয়ে তৈরি ঘড়ি

একটি বিশাল ছায়াপথ যখন একটি দূরের কোয়াসারের — দূরবর্তী এক ছায়াপথের উজ্জ্বল কেন্দ্র — সামনে থাকে, তখন তার মহাকর্ষ কোয়াসারের আলো বাঁকিয়ে দুটি বা চারটি প্রতিবিম্ব তৈরি করে। আলোকরশ্মিগুলো ভিন্ন দৈর্ঘ্যের পথ ধরে চলে, তাই আমাদের কাছে পৌঁছায় ভিন্ন সময়ে। কোয়াসার মিটমিট করে; একই মিটমিটানি প্রতিটি প্রতিবিম্বে একটি সময়-বিলম্বের পর দেখা দেয়।

এই বিলম্বগুলো, লেন্স-ছায়াপথের ভরের একটি মডেলের সঙ্গে মিলে, একটি পরম দূরত্ব দেয়, আর তা থেকে H0। পদ্ধতিটির কোনো মধ্যবর্তী দূরত্বের সিঁড়ি লাগে না, আর ধুলোর প্রভাবও এতে প্রায় পড়ে না।

ভরের ভেতরে লুকোনো অপভ্রষ্টতা

একটি সমস্যা আছে। অনেক ভিন্ন ভর-বণ্টন হুবহু একই প্রতিবিম্ব তৈরি করতে পারে, অথচ বিলম্বগুলো — আর তাই H0 — বদলে দেয়। জ্যোতির্বিদেরা একে বলেন মাস-শিট অপভ্রষ্টতা (mass-sheet degeneracy)। আগের মাপগুলো একটি সরল বণ্টন ধরে নিয়ে ২%-এ পৌঁছেছিল। ২০২০ সালে সেই অনুমান বাদ দিলে অনিশ্চয়তা লাফিয়ে ৮% হয়ে যায়।

ভরের আকৃতি ধরে না নিয়ে তাকে নির্ধারণের একমাত্র উপায় হলো লেন্স-ছায়াপথের ভেতরে তারারা কত দ্রুত চলে তা মাপা। TDCOSMO সহযোগিতা, দশটি দেশের ২৮ জন গবেষক, ঠিক এটাই করে আসছে।

এক বছরে কী বদলেছে

তাঁদের ২০২৫ সালের ফলাফলের তুলনায় এখন তাঁদের আছে:

  • ৮টির বদলে ১১টি লেন্সকৃত কোয়াসার (নয়টি চার প্রতিবিম্বের, দুটি দুই প্রতিবিম্বের);
  • এদের ৯টির জন্য পুরো ছায়াপথ জুড়ে বিভাজিত তারার গতির মানচিত্র, যার ছয়টি তৈরি জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপের NIRSpec বর্ণালিবীক্ষক দিয়ে;
  • তিনটি লেন্সের জন্য ওয়েবের আরও স্পষ্ট ছবি;
  • গোলকীয় আসন্নমানের বদলে ছায়াপথগুলোর তারার গতির পূর্ণ দ্বিমাত্রিক মডেল;
  • ইউক্লিড মিশনের জন্য প্রস্তুত সিমুলেশনের ভিত্তিতে প্রতিটি দৃষ্টিরেখা বরাবর থাকা পদার্থের নতুন অনুমান।

বিশ্লেষণটি করা হয়েছে অন্ধভাবে (blind): একটি অভ্যন্তরীণ পর্যালোচনা শেষ না হওয়া পর্যন্ত সৃষ্টিতাত্ত্বিক মানগুলো ঢেকে রাখা হয়েছিল। ফলাফলটি উন্মোচিত হয় ২০২৬ সালের ২৩ সেপ্টেম্বর এবং কোনো পরিবর্তন ছাড়াই প্রকাশিত হয়।

৭১.১, ৩.৩%-এ

মহাবিশ্বে পদার্থের পরিমাণ নির্ধারণকারী একটি সুপারনোভা নমুনার সঙ্গে মিলিয়ে এগারোটি লেন্স দেয়:

  • H0 = 71.1 km/s/Mpc, অনিশ্চয়তা ৩.৩% — ২০২৫-এর চেয়ে ৩৫% বেশি আঁটসাঁট;
  • সময়-বিলম্বহীন আরও ২৩টি লেন্স-ছায়াপথ যোগ করলে ৩.০%-এ ৭১.৩;
  • সুপারনোভার বদলে DESI ছায়াপথ-জরিপের দূরত্ব-মাপ ব্যবহার করলে ৩.০%-এ ৭২.২।

কেবল লেন্স দিয়ে, কোনো বাইরের ডেটা ছাড়া, মানটি ৪.৯%-এ ৭০.৬। বিশ্লেষণের পছন্দগুলো একে একে বদলালে H0 এক প্রমিত বিচ্যুতির কম সরে। লেখকদের মতে, শেষ-পর্যায়ের মহাবিশ্বের (late-Universe) মাপকগুলোর মধ্যে কেবল স্থানীয় দূরত্ব-সিঁড়িই এর চেয়ে বেশি নির্ভুল।

কোন পক্ষে?

ফলাফলটি কাছের ছায়াপথ থেকে পাওয়া মাপের এক প্রমিত বিচ্যুতির মধ্যে এবং আদি মহাবিশ্বের পূর্বাভাসের চেয়ে ১.৬ সিগমা ওপরে — সবচেয়ে নির্ভুল সমন্বয়ে ২.২ সিগমা। একটি সহযোগী গবেষণাপত্র, যা এখানে আলোচিত নয়, একে শেষ-পর্যায়ের মহাবিশ্বের অন্যান্য মাপকের সঙ্গে মিলিয়ে অণুতরঙ্গ পটভূমির সঙ্গে প্রায় ২.৭ সিগমা বা তার বেশি টানাপোড়েনের কথা জানায়।

লেন্সগুলো অণুতরঙ্গ পটভূমি ছাড়াই DESI জরিপের মহাজাগতিক মাপকাঠির ক্রমাঙ্কনও করতে পারে। এরা ১৪০.৭ ± ৪.৩ মেগাপারসেকের একটি শব্দ-দিগন্ত (sound horizon) দেয়, যা প্ল্যাঙ্ক উপগ্রহ থেকে অনুমিত মানের চেয়ে প্রায় ১.৫ সিগমা কম।

ডার্ক এনার্জিতে একটি মৃদু ধাক্কা

ডার্ক এনার্জিকে বদলাতে দিয়ে বিশ্লেষণ পুনরাবৃত্তি করলে H0 প্রায় নড়ে না। DESI আর সুপারনোভার সঙ্গে মিলিয়ে ডেটা একটি সম্পূর্ণ ধ্রুব থাকা ডার্ক এনার্জিকে ২.৩ থেকে ২.৫ সিগমায় মৃদুভাবে অপছন্দ করে — ইঙ্গিতবাহী, তবে আবিষ্কার থেকে বেশ দূরে। এই পদ্ধতিতে ডার্ক এনার্জি ঠিকমতো মাপতে আরও অনেক বেশি লেন্স লাগবে, যা ইউক্লিড, রুবিন মানমন্দির আর রোমান টেলিস্কোপ থেকে আশা করা হচ্ছে।

লেখকেরা উল্লেখ করেন, নতুন ডেটা, নতুন পদ্ধতি আর নতুন মানুষ সত্ত্বেও নতুন মানটি তাঁদের আগের সব অন্ধ মাপের সঙ্গে মেলে। গবেষণাপত্রটি Physical Review D-তে জমা দেওয়া হয়েছে; গৃহীত হলে ডেটা প্রকাশ করা হবে।