একটি নতুন ব্ল্যাক হোল গবেষণা বলছে, শেষটি একটি হোয়াইট হোলের মতো হতে পারে

ব্ল্যাক হোলের পরবর্তী জীবন প্রত্যাশার চেয়ে অদ্ভুত হতে পারে

ব্ল্যাক হোলকে প্রায়ই চূড়ান্ত একমুখী বস্তু হিসেবে ধরা হয়: পদার্থ ইভেন্ট হরাইজন পেরিয়ে গেলে আর কখনও ফিরে আসে না। এই ধারণাটি সাধারণ আপেক্ষিকতা থেকে আসে, যা ব্ল্যাক হোলকে স্থান-কাল-এর শাস্ত্রীয়ভাবে স্থায়ী বৈশিষ্ট্য হিসেবে বর্ণনা করে। কিন্তু কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা বহুদিন ধরেই এই গল্পকে জটিল করে তুলেছে। হকিং বিকিরণ ইঙ্গিত দেয় যে ব্ল্যাক হোল ধীরে ধীরে ভর হারাতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত বাষ্পীভূত হতে পারে।

Universe Today-এ আলোচিত সাম্প্রতিক একটি তাত্ত্বিক গবেষণা এই কোয়ান্টাম গল্পকে আরও এগিয়ে নিয়ে যায়। এই কাজটি ইভেন্ট হরাইজন থেকে অনেক দূরে সেমিক্লাসিক্যাল থেকে যাওয়া অনুমান ব্যবহার করে, আর তার কাছাকাছি আরও জটিল কোয়ান্টাম আচরণের অনুমতি দিয়ে, একটি ব্ল্যাক হোলের ন্যূনতম আয়ু বিশ্লেষণ করে। ফলাফল হিসেবে ব্ল্যাক হোলের আয়ুর একটি নতুন নিম্নসীমা এবং এমন একটি ধারণা পাওয়া যায় যে তাদের অস্তিত্বের শেষ পর্যায়ে ব্ল্যাক হোল এমন এক মেটাস্টেবল অবস্থায় প্রবেশ করতে পারে, যা হোয়াইট হোলের মতো আচরণ করে।

হকিংয়ের মূল চিত্র কেন অসম্পূর্ণ

স্টিফেন হকিং-এর মূল গণনা দেখায় যে ব্ল্যাক হোল বিকিরণ করে এবং তাই চিরকাল বাঁচে না। মোটামুটি বলতে গেলে, কোয়ান্টাম প্রভাব কণাগুলোকে পালিয়ে যেতে দেয়, ফলে ব্ল্যাক হোল ভর হারায়। ছোট ব্ল্যাক হোল দ্রুত বিকিরণ করে, তাই বাষ্পীভবনের প্রক্রিয়া সময়ের সঙ্গে দ্রুততর হয়।

কিন্তু হকিংয়ের ফলাফল সেমিক্লাসিক্যাল। এতে ধরা হয় যে কোয়ান্টাম সংশোধন এতটাই ছোট যে শাস্ত্রীয় স্থান-কালই এখনও প্রধান পটভূমি হিসেবে কাজ করে। ব্ল্যাক হোলের ভর খুব ছোট হয়ে গেলে এই ধারণা আরও প্রশ্নবিদ্ধ হয়ে ওঠে। সাধারণ জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক ব্ল্যাক হোলের ক্ষেত্রে এটি খুব বড় বাস্তব সমস্যা নয়, কারণ তাদের আয়ু অবিশ্বাস্যভাবে দীর্ঘ। তবে প্রাথমিক ব্ল্যাক হোলের ক্ষেত্রে বিষয়টি আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে, কারণ তাদের ভর অনেক কম হতে পারে এবং তাদের আয়ু মহাজাগতিকতার বিস্তৃত প্রশ্নের সঙ্গে সম্পর্কিত।

নতুন কাজটি কী দাবি করে

উৎসে বর্ণিত গবেষণাটি দুটি অনুমান থেকে শুরু করে: ব্ল্যাক হোল থেকে দূরে স্থান-কাল আসিম্পটোটিক্যালি সেমিক্লাসিক্যাল থাকে, এবং entanglement entropy-এর প্রভাব সময়ের সঙ্গে ম্লান হয়ে যায়। এই শর্তগুলোর ভিত্তিতে, লেখকেরা প্রাথমিক ভর M-সহ একটি ব্ল্যাক হোলের জন্য ন্যূনতম আয়ু M4 ভাগ h-bar-এর তিন-অর্ধ ঘাতের কম নয় বলে নির্ণয় করেন।

এই ফলাফলকে আশ্চর্যজনকভাবে সরল হিসেবে উপস্থাপন করা হয়েছে। আরও গুরুত্বপূর্ণভাবে, এটি দেখায় যে বাষ্পীভূত হওয়া ব্ল্যাক হোলের শেষ পর্যায়ের আচরণ কেবল হঠাৎ অদৃশ্য হয়ে যাওয়া নাও হতে পারে। গবেষণাটি আরও যুক্তি দেয় যে ব্ল্যাক হোল এমন একটি মেটাস্টেবল বিন্যাসে বিকশিত হতে পারে, যা হোয়াইট হোলের মতো দেখায়।

হোয়াইট হোল হলো ব্ল্যাক হোলের সময়-উল্টো ধারণাগত সমতুল্য: এমন বস্তু, যেখান থেকে পদার্থ ও শক্তি বেরিয়ে আসতে পারে, কেবল ভেতরে পড়ে না। এগুলো দীর্ঘদিন ধরেই মহাকর্ষ তত্ত্বের অনুমানভিত্তিক প্রান্তে রয়েছে, তবে এগুলো মূলধারার পর্যবেক্ষণ জ্যোতির্বিজ্ঞানের অংশ নয়। এখানে আগ্রহের বিষয় এই নয় যে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা হোয়াইট হোল খুঁজে পেয়েছেন, বরং কোয়ান্টাম-গুরুত্ব-অনুপ্রাণিত মডেলগুলো শেষ পর্যায়ের এমন বস্তু তৈরি করতে পারে, যাদের বৈশিষ্ট্য হোয়াইট হোলের মতো।

এই বিতর্কে প্রাথমিক ব্ল্যাক হোল কেন গুরুত্বপূর্ণ

এই আলোচনার বিশেষ প্রাসঙ্গিকতা আছে প্রাথমিক ব্ল্যাক হোলের ক্ষেত্রে, যেগুলো প্রারম্ভিক মহাবিশ্বে গঠিত হতে পারে এমন কাল্পনিক বস্তু এবং যাদের কখনও কখনও ডার্ক ম্যাটারে সম্ভাব্য অবদানকারী হিসেবে প্রস্তাব করা হয়েছে। যেহেতু এই ব্ল্যাক হোলগুলো নক্ষত্র-ভিত্তিক ব্ল্যাক হোলের তুলনায় অনেক কম ভর নিয়ে শুরু হতে পারে, আয়ুর হিসাব সংশোধন হলে গবেষকেরা তাদের সংখ্যা ও মহাজাগতিক ভূমিকাকে কীভাবে দেখেন তা বদলে যেতে পারে।

এই গবেষণা প্রাথমিক ব্ল্যাক হোল ডার্ক ম্যাটারের অংশ কি না, তা নির্ধারণ করে না। তবে এটি দেখায় কেন আয়ুর প্রশ্নটি কেবল একাডেমিক হিসাব-নিকাশ নয়। যদি ব্ল্যাক হোল সহজ বাষ্পীভবন অনুমানের চেয়ে বেশি সময় টিকে থাকে, তাহলে মহাজাগতিক বিবর্তনে তাদের ছাপও পুরোনো প্রত্যাশা থেকে ভিন্ন হতে পারে।

এটি কী বদলায়, আর কী বদলায় না

এই কাজটি এখনও তাত্ত্বিক, এবং উৎসে যেমন দেখানো হয়েছে, এটি arXiv-এ প্রকাশিত। অর্থাৎ এটি প্রতিষ্ঠিত পর্যবেক্ষণমূলক সত্যের বদলে উত্তেজক পদার্থবিজ্ঞানের শ্রেণিতে পড়ে। তবু এটি বহুদিনের একটি প্রশ্নকে আরও তীক্ষ্ণ করে তোলে: যখন কোয়ান্টাম প্রভাব শাস্ত্রীয় ব্ল্যাক হোল ছবির পক্ষে অতিমাত্রায় গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে, তখন আসলে কী ঘটে?

এই গবেষণার মূল্য হলো, এটি সম্পূর্ণ কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণের জ্ঞান ধরে না নিয়েই সেই প্রশ্নের উত্তর খুঁজতে চায়, যা পদার্থবিদদের এখনও নেই। বৃহত্তর সীমাবদ্ধতা থেকে কাজ করে এটি আয়ুর একটি নিম্নসীমা এবং হোয়াইট-হোলের মতো শেষ অবস্থার দিকে একটি পথ দেখায়।

যদি এই ছবি আরও পরীক্ষায় টিকে যায়, তাহলে ব্ল্যাক হোলের শেষ অধ্যায়টি পরিষ্কারভাবে মিলিয়ে যাওয়ার মতো না হয়ে আরও অদ্ভুত এবং দীর্ঘস্থায়ী কিছুর মধ্যে রূপান্তরের মতো লাগতে পারে। এতে হকিং বিকিরণ খণ্ডিত হবে না। বরং এটি আরও গভীর হবে, ইঙ্গিত দেবে যে বাষ্পীভবন ব্ল্যাক হোল কীভাবে শেষ হয় তার কাহিনির কেবল একটি অংশ হতে পারে।

এই নিবন্ধটি Universe Today-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে তৈরি। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.