ছায়াপথ বাঁকানো কোনো লুকোনো বলের চিহ্ন নেই

মহাবিশ্বের প্রসারণের সাম্প্রতিক পরিমাপ একটি স্থির মহাজাগতিক ধ্রুবকের বদলে সময়ের সঙ্গে বিবর্তিত ডার্ক এনার্জির সুযোগ রেখে দেয়। একটি প্রস্তাবিত ব্যাখ্যা হলো, ডার্ক এনার্জি ডার্ক ম্যাটারের সঙ্গে পারস্পরিক ক্রিয়া করে। এতে পদার্থবিদ্যার একটি স্তম্ভ, সমতুল্যতা নীতি, ভেঙে যাবে, যা বলে সবকিছু একইভাবে পড়ে, তবে কেবল অন্ধকার খাতে (ডার্ক সেক্টর)।

এমন মডেল একটি পঞ্চম বল তৈরি করে যা কেবল ডার্ক ম্যাটারের ওপর কাজ করে। সমতুল্যতা নীতির গবেষণাগার-পরীক্ষাগুলো 10¹³ থেকে 10¹⁵-এ এক ভাগ পর্যন্ত নির্ভুলতায় পৌঁছায়, কিন্তু গঠনগতভাবেই তারা এমন বল দেখতে পারে না যা সাধারণ পদার্থকে উপেক্ষা করে। এ পর্যন্ত সেরা সীমাগুলো এসেছে সৃষ্টিতত্ত্ব থেকে, মহাকর্ষের কয়েক হাজার ভাগের এক ভাগে, আর সর্বশেষ তথ্যের কিছু ব্যাখ্যা এমনকি ওই মাপের একটি বলের পক্ষেই যায়।

পিছিয়ে পড়া একটি চাকতি

Harry Desmond (পোর্টসমাউথ বিশ্ববিদ্যালয়) ও Pedro G. Ferreira (অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়) এটি খুঁজছেন ছায়াপথের ভেতরে। একটি সর্পিল ছায়াপথ হলো নক্ষত্র ও গ্যাসের একটি চাকতি, যা ডার্ক ম্যাটারের অনেক বড় একটি বলয়ের ভেতরে বসে আছে। যদি একটি পঞ্চম বল বলয়টিকে প্রতিবেশী কাঠামোর দিকে টানে কিন্তু নক্ষত্রদের নয়, তবে বলয়টি এগিয়ে যায় আর চাকতিটি কয়েক দশ পারসেক পিছিয়ে পড়ে।

চাকতিটি বলয়ের সঙ্গে বাঁধা থাকে, কিন্তু বলয়ের ফিরিয়ে আনা টান বাইরের দিকে দুর্বল হয়ে আসে। তাই বাইরের নক্ষত্রদের ভেতরের নক্ষত্রদের চেয়ে বেশি সরতে হয়, আর চাকতিটি বেঁকে যায় U আকারে, অর্থাৎ বলের উল্টো দিকে মুখ খোলা একটি বাটি। বাটির গভীরতা বলের শক্তির ঠিক সমানুপাতিক।

কেবল ডার্ক ম্যাটারের ওপর কাজ করা একটি বল কীভাবে চাকতি বাঁকায়: বলয়টি দূরে টেনে নেওয়া হয় (সবুজ তীর), চাকতিটি কেন্দ্র থেকে সরে থিতু হয় আর U আকারে বেঁকে যায়। — চিত্র 1, Desmond & Ferreira (2026), arXiv:2610.24618, CC BY 4.0.

পাশ থেকে দেখা হাজার হাজার চাকতি

পূর্বাভাসিত বাঁক কোনো একক ছায়াপথে দেখার পক্ষে অনেক ছোট, আর আসল ছায়াপথগুলো নানা সাধারণ কারণে বাঁকা হয়। তাই পরীক্ষাটি পরিসংখ্যানগত। লেখকেরা স্লোন ডিজিটাল স্কাই সার্ভের ছবিতে পাশ থেকে দেখা 3,968টি চাকতির মধ্যরেখা মেপেছেন, এমন একটি মাপকাঠি দিয়ে যা কেবল U-আকৃতির বাঁকে সাড়া দেয় এবং সর্পিল ছায়াপথে সাধারণ S-আকৃতির মোচড় উপেক্ষা করে।

290 মেগাপারসেক পর্যন্ত স্থানীয় মহাবিশ্বের পদার্থের একটি মানচিত্র থেকে তাঁরা প্রতিটি ছায়াপথের জন্য সেই পঞ্চম বলের দিক ও শক্তি হিসাব করেছেন, যা সেটি অনুভব করত। বলটি থাকলে বাঁকগুলো এই পূর্বাভাসের সঙ্গে সারিবদ্ধ হতো।

তা হয় না। মাপা বাঁকগুলো পূর্বাভাসিত সহসম্পর্কের কোনো চিহ্ন দেখায় না, বরং খুব সামান্য উল্টো দিকে হেলে থাকে, যে প্রভাবকে লেখকেরা প্রায় পুরোপুরি একটিমাত্র ছায়াপথের ঘাড়ে চাপান, যার ছবিতে সামনের একটি নক্ষত্র রয়ে গিয়েছিল।

তিনগুণ কঠোর একটি সীমা

ফলাফল একটি ঊর্ধ্বসীমা: 8 মেগাপারসেক ও তার বেশি পাল্লার জন্য পঞ্চম বলটি মহাকর্ষের 7.7 × 10⁻⁴-এর চেয়ে দুর্বল হতে হবে (95% বিশ্বাসযোগ্যতা)। নিজেদের অনুমানের পনেরোটি রূপভেদ পরীক্ষা করার পর লেখকেরা 1.7 × 10⁻³-এর একটি রক্ষণশীল সীমা দিয়েছেন।

অন্ধকার খাতের একটি বলের শক্তি বনাম তার পাল্লার বর্জিত অঞ্চল (ধূসর); ডানদিকে অসীম পাল্লার ক্ষেত্র, যেখানে DESI তথ্যের ফিটে পছন্দের কয়েকটি মান (নীল, বেগুনি) নতুন সীমার ওপরে পড়ে। — চিত্র 3, Desmond & Ferreira (2026), arXiv:2610.24618, CC BY 4.0.

কার্যত অসীম পাল্লার জন্য রক্ষণশীল সীমাটিও সবচেয়ে কঠোর মহাজাগতিক সীমার চেয়ে তিনগুণ শক্তিশালী, এবং আগের জ্যোতির্পদার্থবৈজ্ঞানিক পরীক্ষাগুলোর চেয়ে 43 থেকে 360 গুণ শক্তিশালী। এটি DESI জরিপের তথ্যে পারস্পরিক-ক্রিয়াশীল ডার্ক এনার্জির কয়েকটি সাম্প্রতিক ফিটের পছন্দের যুগ্মন-শক্তিকে (কাপলিং) প্রায় 2 থেকে 3 সিগমায় অসমর্থিত করে।

দুটি পদ্ধতি একে অপরের পরিপূরক। মহাজাগতিক সীমাগুলো নির্ভর করে মহাজাগতিক ইতিহাস জুড়ে ক্ষেত্রটি কেমন আচরণ করেছে তার ওপর; বাঁকের পরীক্ষাটি মাপে আজ ডার্ক ম্যাটারের ওপর কাজ করা বল। মাঝারি পাল্লায় সবচেয়ে সরল মডেলের একটি মহাজাগতিক বিশ্লেষণ এখনও এখানকার রক্ষণশীল সীমার চেয়ে কঠোর সীমা দেয়।

বেরোনোর পথ

কোনো তত্ত্ব এখনও একটি “স্ক্রিনিং” (আবরণ) কৌশল দিয়ে বলটিকে ছায়াপথের ভেতরে লুকিয়ে রাখতে পারে। লেখকেরা দেখান যে প্রচলিত ধরনের স্ক্রিনিং তা করতে গিয়ে বলটিকে সৃষ্টিতত্ত্বের জন্য প্রাসঙ্গিক রাখতে পারে না। আরও দুটি অদ্ভুত বিকল্প, Vainshtein স্ক্রিনিং এবং তথাকথিত ডিসফর্মাল (disformal) যুগ্মন, এখনও খোলা এবং ভবিষ্যতের কাজের জন্য রেখে দেওয়া হয়েছে। ততদিন পর্যন্ত তাঁদের পরামর্শ, পারস্পরিক-ক্রিয়াশীল ডার্ক এনার্জির ফিটগুলো যেন মহাকর্ষের 1.7 × 10⁻³-কে সর্বোচ্চ সীমা ধরে।