সময় পরিভ্রমণ

সময় পরিভ্রমণ– থিওরি অব রিলেটিভিটির সবচেয়ে আকর্ষণীয় অধ্যায়। আধুনিক সিনেমা থেকে শুরু করে প্রাচীন লেখা, সব জায়গাতেই সময়ের ভেতর দিয়ে ঘুরে আসার কথা পাওয়া যায়।

আধুনিক সাহিত্যে সময় ভ্রমণ বারবার ফিরে এসেছে। আইরিশ লেখক স্যামুয়েল ম্যাডেন ১৭৩৩ সালে লেখেন Memoirs of the Twentieth Century, ভবিষ্যৎ নিয়ে লেখা সবচেয়ে প্রাচীন বইগুলোর একটি। ফরাসি লেখক লুই সেবাস্তিয়ঁ মার্সিয়ের ১৭৭১ সালে লেখেন L'An 2440, rêve s'il en fut jamais, যেখানে এক ব্যক্তি ঘুমিয়ে পড়ে আর জেগে ওঠে ভবিষ্যতের প্যারিসে। চার্লস ডিকেন্সের A Christmas Carol (১৮৪৩) এ স্ক্রুজকে অতীত আর ভবিষ্যৎ দুদিকেই ঘুরিয়ে আনা হয়। ফরাসি উদ্ভিদবিদ পিয়ের বোইতার্দের Paris avant les hommes (মৃত্যুর পর ১৮৬১ সালে প্রকাশিত) এ নায়ককে নিয়ে যাওয়া হয় প্রাগৈতিহাসিক অতীতে।

আমেরিকান লেখক ওয়াশিংটন আর্ভিংয়ের Rip Van Winkle (১৮১৯) গল্পটি বেশ সাড়া ফেলেছিল। লোকটি পাহাড়ে ঘুমিয়ে পড়ে, জেগে ওঠে পুরো বিশ বছর পর, পাল্টে যাওয়া এক পৃথিবীতে। আর স্যার এইচ. জি. ওয়েলস ১৮৯৫ সালে The Time Machine নামে বইটি লিখে রীতিমতো ঝড় তোলেন। time machine শব্দটাই আসলে ওয়েলসের তৈরি।

এতগুলো নাম এক জায়গায় আনার কারণ একটাই। দেখানো যে সময় ভ্রমণ মানুষের কল্পনায় অনেক পুরোনো। কিন্তু এতদিন এসব ছিল নিছক গল্প, কোনো বৈজ্ঞানিক ভিত্তি ছিল না। সেই ভিত্তিটা এল অনেক পরে।

আদিকালে মানুষের ধারণা ছিল, সময় একটা নিশ্চল জিনিস। সবার জন্য, সব জায়গায় সমান গতিতে বয়ে চলে। আমার কাছে যেটা এক ঘণ্টা, আপনার কাছেও সেটা ঠিক এক ঘণ্টা। ওয়েলস তাঁর গল্পে চরিত্রদের বর্তমান থেকে ভবিষ্যতে আবার কখনও অতীতে পাঠিয়েছিলেন বটে, কিন্তু সেটা ছিল শুধুই কল্পনা।

প্রশ্নটা থেকে যায়। সময় কি আসলেই নিশ্চল? বেশিদিন অপেক্ষা করতে হয়নি। কয়েক বছরের মধ্যেই আলবার্ট আইনস্টাইন গণিত দিয়ে প্রমাণ করে দেখালেন, সময় নিশ্চল নয়। সময় আপেক্ষিক। অর্থাৎ বেগ আর অবস্থানভেদে সময় সবার জন্য এক গতিতে চলে না। গল্পের কল্পনা এবার বিজ্ঞানের সমীকরণে রূপ নিল।

আলবার্ট আইনস্টাইন ১৯০৫ সালে প্রকাশ করেন তাঁর গবেষণাপত্র On the Electrodynamics of Moving Bodies। এখান থেকেই জন্ম নেয় বিশেষ আপেক্ষিকতা। আপেক্ষিকতা তত্ত্বের দুটি রূপ আছে, Special Relativity আর General Relativity।

বিশেষ আপেক্ষিকতা দাঁড়িয়ে আছে দুটি স্বীকার্যের ওপর। প্রথমটা হলো আপেক্ষিকতার মূলনীতি, সমবেগে চলমান সব পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে পদার্থবিজ্ঞানের নিয়মগুলো অভিন্ন। অর্থাৎ আপনি স্থির থাকুন বা সমান বেগে চলন্ত কোনো যানে বসে থাকুন, পদার্থবিজ্ঞানের নিয়ম একই থাকবে। দ্বিতীয় স্বীকার্যটা আরও অদ্ভুত, শূন্যস্থানে আলোর বেগ সব পর্যবেক্ষকের কাছে একই, উৎস বা পর্যবেক্ষক যত বেগেই চলুক না কেন। এই দ্বিতীয় শর্তটাই সময় আর দৈর্ঘ্যকে আপেক্ষিক বানিয়ে দেয়।

এরপর ১৯১৫–১৬ সালে আইনস্টাইন দেন সাধারণ আপেক্ষিকতা, General Theory of Relativity, যেখানে অভিকর্ষকেও এই কাঠামোয় টেনে আনা হয়। মোট কথা, আপেক্ষিকতা তত্ত্ব অনুযায়ী গতি, স্থান আর সময়, এরা সবাই আপেক্ষিক।

যে বস্তু যত দ্রুত চলে, তার ঘড়ি তত ধীরে চলে।special relativity · time dilation

এবার আসল মজার জায়গা। আইনস্টাইন যা গণিত দিয়ে প্রমাণ করলেন, তাকে বলে সময় প্রসারণ বা time dilation। ব্যাপারটা সমীকরণসহ বুঝি।

ধরা যাক, আপনার হাতে একটা ঘড়ি আর আমার হাতে আরেকটা, দুটো একদম একরকম। এখন আপনি যদি প্রচণ্ড বেগে আমার পাশ দিয়ে ছুটে যান, আমি দেখব আপনার ঘড়িটা আমার ঘড়ির চেয়ে ধীরে চলছে। সমীকরণটা এমন:

এখানে \(\Delta t_0\) হলো চলন্ত ঘড়ির নিজের মাপা সময়, অর্থাৎ আপনার ঘড়ি যা দেখাচ্ছে। \(\Delta t\) হলো স্থির পর্যবেক্ষকের মাপা সময়, অর্থাৎ আমি যা দেখছি। \(v\) আপনার বেগ আর \(c\) আলোর বেগ।

পুরো খেলাটা নিচের \(\sqrt{1 - v^2/c^2}\) অংশে। এটা সবসময় ১ এর চেয়ে ছোট একটা সংখ্যা। ছোট সংখ্যা দিয়ে ভাগ করলে ফল বড় হয়। তাই \(\Delta t\) সবসময় \(\Delta t_0\) এর চেয়ে বড়। মানে, আমার কাছে যত সময় কাটল, আপনার ঘড়িতে কাটল তার চেয়ে কম।

এখন আসল চমকটা দেখুন। বেগ \(v\) যদি খুব কম হয়, যেমন আমাদের রোজকার হাঁটাচলা, তাহলে \(v^2/c^2\) প্রায় শূন্য, মূলটা প্রায় ১, আর দুই ঘড়ি প্রায় একই গতিতে চলে। এজন্যই রোজকার জীবনে আমরা এই পার্থক্য টের পাই না। কিন্তু \(v\) যখন আলোর বেগের কাছাকাছি যায়, \(v^2/c^2\) ১ এর দিকে ছোটে, ভাজকটা শূন্যের দিকে নামে, আর পার্থক্য আকাশছোঁয়া হয়ে যায়।

সুবিধার জন্য আমরা একটা গুণক লিখি, \(\gamma = \dfrac{1}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}\), একে বলে লরেন্ৎস গুণক। তখন সমীকরণটা সহজ হয়ে দাঁড়ায় \(\Delta t = \gamma\,\Delta t_0\)। \(\gamma\) যত বড়, সময়ের পার্থক্য তত বড়। স্থির থাকলে \(\gamma = 1\), কোনো পার্থক্য নেই।

একটা উদাহরণ। ধরা যাক একটা মহাকাশযান আলোর বেগের প্রায় ৯৯.৭৬% বেগে ছুটছে। হিসাব করলে \(\gamma \approx 14.4\)। মানে যানের ভেতরের ঘড়িতে ১ বছর কাটলে, পৃথিবীতে কাটে প্রায় ১৪.৪ বছর। যানে ৩ বছর কাটলে পৃথিবীতে কাটে প্রায় ৪৩ বছর। স্লাইডারটা টেনে নিজেই দেখুন বেগ বাড়ালে \(\gamma\) আর ঘড়ির পার্থক্য কীভাবে লাফিয়ে বাড়ে।

সময়ই একা আপেক্ষিক নয়, দৈর্ঘ্যও আপেক্ষিক। কোনো বস্তু আপনার সাপেক্ষে যত দ্রুত ছোটে, তার গতির দিক বরাবর দৈর্ঘ্য তত কমে দেখায়। একে বলে দৈর্ঘ্য সংকোচন বা length contraction। সমীকরণটা সময় প্রসারণের প্রায় উল্টো:

এখানে \(L_0\) হলো বস্তুটা স্থির থাকলে তার আসল দৈর্ঘ্য, আর \(L\) হলো ছুটন্ত অবস্থায় আপনি যে দৈর্ঘ্য দেখবেন। লক্ষ করুন, এবার \(\sqrt{1 - v^2/c^2}\) দিয়ে গুণ করা হচ্ছে, ভাগ নয়। আর সংখ্যাটা যেহেতু ১ এর চেয়ে ছোট, \(L\) সবসময় \(L_0\) এর চেয়ে ছোট হবে। অর্থাৎ ছুটন্ত বস্তু একটু চ্যাপ্টা দেখায়।

ধরা যাক একটা ১০০ মিটার লম্বা রকেট আলোর বেগের ৯৯% বেগে ছুটছে। তখন \(\gamma \approx 7.1\), আর আপনি রকেটটাকে দেখবেন প্রায় ১৪ মিটার লম্বা। উপরের স্লাইডারে বেগ বাড়িয়ে দেখুন রকেটটা কীভাবে চেপে যায়। মজার ব্যাপার, রকেটের ভেতরের যাত্রীর কাছে কিন্তু রকেট আগের মতোই ১০০ মিটার, কারণ তার সাপেক্ষে রকেট স্থির। সবই আপেক্ষিক, কে দেখছে তার ওপর নির্ভর করে।

আপেক্ষিকতা বোঝার জন্য সবচেয়ে বিখ্যাত উদাহরণ হলো যমজ বিপ্রতীপ বা Twin Paradox। কার্ল সাগানের বিখ্যাত Cosmos সিরিজ (১৯৮০) এই ধরনের আপেক্ষিক ভ্রমণকে দারুণভাবে দেখিয়েছিল। চলুন গল্পটা সাজাই।

ধরুন, আপনি আর আপনার এক যমজ ভাই। দুজনেরই বয়স এখন ২৫। আপনার ইচ্ছে হলো একটা মহাকাশযানে চড়ে আলোর কাছাকাছি বেগে দূরের এক নক্ষত্রে ঘুরে আসবেন, আর পুরো যাত্রা সারবেন মাত্র ৩ বছরে। এতটা বেগে যেতে হলে যানকে চলতে হবে আলোর বেগের প্রায় ৯৯.৭৬% বেগে। ইন্টারেস্টিং।

থিওরির মজাটা এখানেই। আপনি আলোর কাছাকাছি বেগে ছুটছেন, তাই আপনার ঘড়ি ধীরে চলছে। আপনার ভাই পৃথিবীতে তুলনায় স্থির, তার ঘড়ি স্বাভাবিক গতিতে চলছে। আগের সমীকরণ বলছে \(\gamma \approx 14.4\), অর্থাৎ আপনার ৩ বছরে পৃথিবীতে কেটে যাবে প্রায় ৪৩ বছর।

৩ বছরের যাত্রা শেষে আপনি ফিরে এলেন। আপনার বয়স তখন \(25 + 3 = 28\)। আর আপনার যমজ ভাই? তার বয়স তখন প্রায় \(25 + 43 = 68\)। আপনি যে ভাইকে রেখে গিয়েছিলেন, ফিরে এসে তাকে পেলেন এক বুড়ো মানুষ হিসেবে। এটাই আপনার ভবিষ্যৎ ভ্রমণ। ক্রিস্টোফার নোলানের Interstellar ছবিতেও এই সময় প্রসারণ দেখানো হয়েছে, যেখানে নায়ক ফিরে এসে দেখে সে তার মেয়ের চেয়েও কম বয়সী থেকে গেছে।

আলোর চেয়ে দ্রুত যেতে পারলে আপনি যেন সময়কেই অতিক্রম করে ফেলবেন। একটা কল্পনা করি। মনে করুন, আপনি পৃথিবীতে দাঁড়িয়ে এক লক্ষ আলোকবর্ষ দূরের কোনো নক্ষত্রকে টেলিস্কোপে দেখছেন।

এই মুহূর্তে আপনি যা দেখছেন, সেটা কিন্তু নক্ষত্রটার বর্তমান চেহারা নয়। কারণ আমরা কোনো বস্তু তখনই দেখি যখন তার আলো আমাদের চোখে এসে পৌঁছায়। এক লক্ষ আলোকবর্ষ দূরের নক্ষত্র থেকে আলো আসতেই লেগেছে এক লক্ষ বছর। তাই আপনি এখন দেখছেন তার এক লক্ষ বছর আগের রূপ। আকাশের দিকে তাকানো মানে আসলে অতীতের দিকে তাকানো।

এবার ডায়েরির ছোট্ট কল্পনাটা। ধরা যাক ওই নক্ষত্র এক্ষুনি ব্ল্যাকহোলে হারিয়ে যাচ্ছে, আর ঠিক সেই দৃশ্যটা যদি এক লক্ষ আলোকবর্ষ পথ এক সেকেন্ডে পাড়ি দিয়ে পৃথিবীতে চলে আসত, তাহলে পৃথিবীর কাছে যেটা অতীত, আগন্তুকের কাছে সেটাই কিন্তু নিকট অতীত। যেন অতীতে ভ্রমণ।

কিন্তু এখানেই একটা ফাঁক। এক লক্ষ আলোকবর্ষ পথ এক সেকেন্ডে পাড়ি দেওয়া যায় না। স্বয়ং আইনস্টাইন বলেছিলেন, কোনো কিছুই আলোর চেয়ে দ্রুত যেতে পারে না। তাই এক লক্ষ আলোকবর্ষ পেরোতে কমপক্ষে এক লক্ষ বছর লাগবেই। সুতরাং এভাবে সত্যিকার অর্থে অতীতে যাওয়া যায় না। কল্পনাটা সুন্দর, কিন্তু নিয়ম মানে না।

তাহলে অতীতে যাওয়ার উপায় কী? বিজ্ঞান এখনও নিশ্চিত করে বলতে পারে না অতীত ভ্রমণ আদৌ সম্ভব কি না। কারণ অতীতে গেলে এমন কিছু সমস্যা বা প্যারাডক্স তৈরি হয়, যার সমাধান এখনও মেলেনি। দুটো বিখ্যাত উদাহরণ দেখি।

হিটলার প্যারাডক্স। ধরুন আপনি অতীতে গিয়ে অল্পবয়সী হিটলারকে মেরে ফেললেন, যুদ্ধবিগ্রহ শুরুর আগেই। তাহলে সেই পৃথিবীতে হিটলার বলে কেউ আর বড় হলো না, কোনো যুদ্ধও করল না। কিন্তু তাহলে আপনি হিটলারের কথা জানলেন কীভাবে, যাকে মারতে অতীতে গেলেন? যদি সে কোনো অন্যায় করেই না থাকে, তাহলে ভবিষ্যতের ইতিহাসে তার নাম এল কোথা থেকে?

গ্র্যান্ডফাদার প্যারাডক্স। ধরুন আপনি টাইম মেশিনে চড়ে আপনার দাদা অল্পবয়সী থাকতেই অতীতে গিয়ে তাঁকে মেরে ফেললেন। তাহলে আপনার বাবার জন্মই হবে না, আর আপনারও জন্ম হবে না। কিন্তু আপনি যদি জন্মাননি, তাহলে অতীতে গিয়ে দাদাকে মারলেন কে? আপনি এলেন কোথা থেকে?

এই ধাঁধাগুলোর কারণে অতীত ভ্রমণ এখনও ধোঁয়াশায় ঢাকা। তবে কিছু তত্ত্ব এই প্যারাডক্সগুলোকে সামলানোর চেষ্টা করে। যেমন রুশ পদার্থবিদ ইগর নোভিকভের self-consistency principle। এটি বলে, আপনি হয়তো অতীতে যেতে পারবেন, কিন্তু এমন কিছু করতে পারবেন না যা ইতিহাসে বিরোধ তৈরি করে। প্রকৃতি প্যারাডক্সকে ঘটতেই দেবে না, এমন ঘটনার সম্ভাবনা কার্যত শূন্য। মানে অতীতে আপনি থাকতে পারবেন, কিন্তু ঘটনার গতিপথ বদলাতে পারবেন না। তবে এসব এখনও তত্ত্ব, শক্ত পরীক্ষামূলক ভিত্তি নেই।

টাইম ট্রাভেল নিয়ে অনেক আলোচনা হলো। আপনার কী মনে হয়? আলোর কাছাকাছি বেগের যান বানালে কি সত্যিই সম্ভব? অতীতের কোনো অন্যায় কি শুধরে আসা যাবে? উত্তর হয়তো এখনও না। কিন্তু আমি একটা কথা বলব না, সেটা হলো অসম্ভব।

হাজার বছর আগে মানুষ যখন আগুন জ্বেলে বার্তা পাঠাত, তখনও কেউ ভাবেনি একদিন আকাশে উড়োজাহাজ উড়বে। পায়ে হেঁটে মাইলের পর মাইল পেরোনো মানুষ জানত না, একদিন প্রযুক্তির গতিতে বিশাল আকাশ পাড়ি দেবে। বিজ্ঞান অসম্ভব শব্দটায় বিশ্বাস করে না। মনে রাখতে হবে, Science Beyond Imagination.

• মূল ডায়েরি, Source: Internet (বিভিন্ন ওয়েবসাইট), ফেব্রুয়ারি ২০২০।
• A. Einstein, On the Electrodynamics of Moving Bodies (1905); time dilation ও length contraction এর সমীকরণ।
• সময় ভ্রমণের সাহিত্য ও কিংবদন্তি যাচাই: Encyclopedia of Science Fiction, Britannica, এবং ককুদ্মি-রেবতী কাহিনীর জন্য মহাভারত ও পুরাণ।
• I. Novikov, self-consistency principle; এবং Carl Sagan, Cosmos (1980)।