05/05/2025
ব্ল্যাক হোল তথ্য প্যারাডক্স: মহাবিশ্বের গভীর রহস্য উন্মোচন"
১. তথ্য প্যারাডক্সের মূল ধারণা ও ইতিহাস
১৯৭৪ সালে স্টিফেন হকিং কোয়ান্টাম মেকানিক্স ও সাধারণ আপেক্ষিকতার সমন্বয়ে দেখান যে, ব্ল্যাক হোল থেকে তথাকথিত "হকিং রেডিয়েশন" নির্গত হয়, যা ব্ল্যাক হোলকে ধীরে ধীরে বাষ্পীভূত করে। এই রেডিয়েশন ছিল তাপীয় প্রকৃতির, যা ব্ল্যাক হোলের মধ্যে পতিত বস্তু বা তথ্যের কোনো চিহ্ন বহন করে না। ফলে, ব্ল্যাক হোল সম্পূর্ণভাবে বিলীন হলে, তার মধ্যে থাকা তথ্যও চিরতরে হারিয়ে যায়—যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ইউনিটারিটি নীতির পরিপন্থী। এই দ্বন্দ্বই "তথ্য প্যারাডক্স" নামে পরিচিত।
২. সংশ্লিষ্ট গাণিতিক সমীকরণ ও প্যারাডক্সের সম্পর্ক
হকিং রেডিয়েশন একটি ব্ল্যাক বডি স্পেকট্রামের মতো আচরণ করে, যার তাপমাত্রা নির্ধারিত হয়:
T_{\text{H}} = \frac{\hbar c^3}{8\pi G M k_B}
এখানে, হলো প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবক, আলোর গতি, মহাকর্ষীয় ধ্রুবক, ব্ল্যাক হোলের ভর, এবং বোল্টজম্যান ধ্রুবক।
ব্ল্যাক হোলের এনট্রপি নির্ধারিত হয়:
S_{\text{BH}} = \frac{k_B c^3 A}{4 G \hbar}
যেখানে, হলো ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট হরাইজনের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল। এই সমীকরণগুলি দেখায় যে, ব্ল্যাক হোলের এনট্রপি তার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের সাথে সম্পর্কিত, যা হকিং রেডিয়েশনের মাধ্যমে ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। তবে, যদি এই রেডিয়েশন তাপীয় হয় এবং কোনো তথ্য বহন না করে, তাহলে এনট্রপি হ্রাসের সাথে তথ্যও হারিয়ে যায়—যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ইউনিটারিটি নীতির বিরোধী।
৩. সাম্প্রতিক গবেষণা ও প্রস্তাবিত সমাধান
ক. কোয়ান্টাম হেয়ার ও সফট হেয়ার
২০১৬ সালে হকিং, স্ট্রোমিঞ্জার, এবং পেরি "সফট হেয়ার" ধারণা প্রস্তাব করেন, যা ইভেন্ট হরাইজনে উপস্থিত ফোটন ও গ্র্যাভিটনের মতো ম্যাসলেস কণার মাধ্যমে তথ্য সংরক্ষণের সম্ভাবনা নির্দেশ করে। তারা দেখান যে, এই "সফট হেয়ার" ব্ল্যাক হোলের ইভেন্ট হরাইজনে তথ্যের ছাপ রাখতে পারে, যা হকিং রেডিয়েশনের মাধ্যমে নির্গত হতে পারে।
খ. অ্যাডস/সিএফটি করেসপন্ডেন্স
অ্যাডস/সিএফটি করেসপন্ডেন্স, যা মালডাসেনা প্রস্তাব করেন, দেখায় যে, একটি গ্র্যাভিটেশনাল সিস্টেম (অ্যাডস স্পেস) একটি কোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরি (সিএফটি) দ্বারা বর্ণনা করা যায়। এই সমতুল্যতা ব্ল্যাক হোলের তথ্য সংরক্ষণ সমস্যার সমাধানে সহায়ক হতে পারে, কারণ সিএফটি তত্ত্বে ইউনিটারিটি বজায় থাকে।
গ. রেপ্লিকা ওয়ার্মহোল ও পেজ কার্ভ
২০২০ সালে আলমেহিরি, হার্টম্যান, মালডাসেনা, শাঘুলিয়ান, এবং তাজদিনি রেপ্লিকা ওয়ার্মহোল ব্যবহার করে দেখান যে, হকিং রেডিয়েশনের এনট্রপি সময়ের সাথে বৃদ্ধি পায় এবং পরে হ্রাস পায়, যা পেজ কার্ভ নামে পরিচিত। এই ফলাফল নির্দেশ করে যে, ব্ল্যাক হোলের তথ্য হকিং রেডিয়েশনের মাধ্যমে নির্গত হতে পারে।
ঘ. হকিং রেডিয়েশন টানেলিং ও এনট্রপি সংরক্ষণ
বাওচেং ঝাং এবং সহকর্মীরা হকিং রেডিয়েশনকে টানেলিং প্রক্রিয়া হিসেবে বিবেচনা করে দেখান যে, রেডিয়েশনের মধ্যে থাকা কণাগুলির পারস্পরিক সম্পর্কের মাধ্যমে তথ্য সংরক্ষণ সম্ভব। তাদের গবেষণা অনুযায়ী, ব্ল্যাক হোলের এনট্রপি রেডিয়েশনের মাধ্যমে সংরক্ষিত থাকে, যা ইউনিটারিটি নীতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ
৪. বর্তমান বিতর্ক ও ভবিষ্যৎ গবেষণার সম্ভাবনা
ব্ল্যাক হোল তথ্য প্যারাডক্সের সমাধানে বিভিন্ন তত্ত্ব প্রস্তাবিত হয়েছে, তবে কোনটি সঠিক তা নিয়ে এখনও বিতর্ক রয়েছে। সফট হেয়ার ধারণা তথ্য সংরক্ষণের একটি সম্ভাব্য পথ নির্দেশ করে, তবে এটি সম্পূর্ণ তথ্য সংরক্ষণ করতে পারে কিনা তা নিশ্চিত নয়। অ্যাডস/সিএফটি করেসপন্ডেন্স ব্ল্যাক হোলের তথ্য সংরক্ষণের একটি শক্তিশালী তত্ত্ব, তবে এটি বাস্তব মহাবিশ্বের সাথে কতটা সামঞ্জস্যপূর্ণ তা নিয়ে প্রশ্ন রয়েছে। রেপ্লিকা ওয়ার্মহোল ও পেজ কার্ভ গবেষণা তথ্য সংরক্ষণের সম্ভাবনা নির্দেশ করে, তবে এই তত্ত্বগুলি এখনও পরীক্ষামূলকভাবে প্রমাণিত নয়।
ভবিষ্যতে, কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটির একটি পূর্ণাঙ্গ তত্ত্ব, যেমন স্ট্রিং থিওরি বা লুপ কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটি, ব্ল্যাক হোল তথ্য প্যারাডক্সের সমাধানে সহায়ক হতে পারে। এছাড়া, ব্ল্যাক হোলের হরাইজনের কাছাকাছি অঞ্চলে কোয়ান্টাম তথ্যের আচরণ নিয়ে আরও গবেষণা প্রয়োজন।
উপসংহার
ব্ল্যাক হোল তথ্য প্যারাডক্স মহাবিশ্বের মৌলিক নিয়ম নিয়ে আমাদের বোঝাপড়াকে চ্যালেঞ্জ করে। এই প্যারাডক্সের সমাধান কোয়ান্টাম মেকানিক্স ও সাধারণ আপেক্ষিকতার সমন্বয়ে একটি নতুন তত্ত্বের দিকে ইঙ্গিত করে, যা আমাদের মহাবিশ্বের গভীর রহস্য উন্মোচনে সহায়ক হতে পারে।
