গতিশীল কৃষ্ণগহ্বর ও তাপগতিবিদ্যা

কৃষ্ণগহ্বর বলতে আমরা বুঝি, এমন মহাজাগতিক বস্তু, যার মহাকর্ষ এত প্রবল যে আলোও তার সীমানা পেরিয়ে বাইরে বেরোতে পারে না। এই ফিরে আসার শেষ সীমা-কে বলা হয় ঘটনা দিগন্ত বা ইভেন্ট হরাইজন। প্রায় ৫০ বছর আগে স্টিফেন হকিং, জ্যাকব বেকেনস্টাইনসহ কয়েকজন পদার্থবিদ দেখিয়েছিলেন যে কৃষ্ণগহ্বরের বৈশিষ্ট্যের সঙ্গে তাপগতিবিদ্যার মৌলিক সূত্রগুলোর আশ্চর্য মিল রয়েছে। তাঁদের কাজ থেকে জানা যায়, কৃষ্ণগহ্বরের ঘটনার দিগন্তর ক্ষেত্রফলের সঙ্গে তার এনট্রপির পরিমাণের সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে।

তবে এই তত্ত্বের একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতাও ছিল। প্রচলিত সূত্রগুলো মূলত এমন সব কৃষ্ণগহ্বরের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, যেগুলো তাপীয় সাম্যাবস্থায় রয়েছে অর্থাৎ সময়ের সঙ্গে যাদের অবস্থার পরিবর্তন হয় না। কিন্তু বাস্তব মহাবিশ্বের কৃষ্ণগহ্বর মোটেই স্থির নয়। তারা তৈরি হয়, একে অপরের সঙ্গে সংঘর্ষ করে, একীভূত হয় এবং কোয়ান্টাম প্রভাবের কারণে শেষ পর্যন্ত বাষ্পীভূতও হতে পারে।

এই সমস্যার সমাধান হিসেবে যুক্তরাষ্ট্রের পেনসিলভানিয়া স্টেট ইউনিভার্সিটির অভয় আশতেকার ও তাঁর সহকর্মীরা ঘটনা দিগন্তর পরিবর্তে ডায়নামিক হরাইজন সেগমেন্ট বা গতিশীল দিগংশ কথাটি ব্যবহার করেছেন। এই ধারণাটি কৃষ্ণগহ্বরের কোনো নির্দিষ্ট মুহূর্তের বাস্তব ভৌত অবস্থাকে বর্ণনা করে। ফলে কৃষ্ণগহ্বর ভবিষ্যতে কী করবে, সেটা না জেনেই নির্দিষ্ট সময়ে তার বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করা সম্ভব হয়।

গবেষকদের গণনা দেখিয়েছে, আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার সমীকরণ থেকেই গতিশীল দিগংশর জন্য তাপগতিবিদ্যার প্রথম ও দ্বিতীয় সূত্রের অনুরূপ সমীকরণ পাওয়া যায়। অর্থাৎ, কৃষ্ণগহ্বর সাম্যাবস্থায় না থাকলেও তার তাপগতীয় বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনকে শক্তির প্রবাহ এবং কৃষ্ণগহ্বরের কৌণিক ভরবেগের পরিবর্তনের সঙ্গে যুক্ত করা যায়। সাধারণ গ্যাস বা অন্যান্য তাপগতীয় ব্যবস্থায় কিন্তু এইভাবে সাম্যাবস্থার ধারণা থেকে তাৎক্ষণিক অ-সাম্যাবস্থার বৈশিষ্ট্য নির্ণয় করা সম্ভব নয়। এখানেই এই কৃষ্ণগহ্বরের বিশেষত্ব।

গবেষণাটির আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ দিক আছে। কোয়ান্টাম প্রভাব যুক্ত করলে প্রচলিত অর্থে ঘটনা দিগন্ত শেষ পর্যন্ত অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে। এর ফলে কৃষ্ণগহ্বরের তথ্য হারিয়ে যাওয়ার সমস্যা নিয়ে দীর্ঘদিনের কিছু জট খুলতে পারে। এটি হকিংয়ের জীবনের শেষদিকে উত্থাপিত সেই সম্ভাবনাকেও সমর্থন করে। হকিং বলেছিলেন প্রকৃত অর্থে কোনো স্থায়ী ঘটনা দিগন্ত হয়তো কখনো তৈরি হয় না।

গবেষকরা এখন এই ধারণাকে কোয়ান্টাম মহাকর্ষ এবং সাধারণ আপেক্ষিকতার বাইরের মহাকর্ষতত্ত্বে প্রয়োগ করছেন। তাঁদের ধারণা, ভবিষ্যতে এটি কৃষ্ণগহ্বরের সংঘর্ষ, বাষ্পীভবন এবং তথ্য-সমস্যার মতো অজানা ব্যাখ্যায় নতুন পথ দেখাবে।

সূত্র: Physicists extend Hawking’s black hole laws to dynamical objects, 12th Aug 2026 Isabelle Dumé, Physics World