আমুনডসেন-স্কট স্টেশনে মহাজাগতিক পটভূমি বিকিরণ নিয়ে ইতালীয় জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানীর গবেষণা

ইতালির জ্যোতির্পদার্থবিজ্ঞানী সোফিয়া ফাটিগোনি বর্তমানে আমুনডসেন-স্কট স্টেশনে এক অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ গবেষণা চালাচ্ছেন। তাঁর কাজের মূল কেন্দ্রবিন্দু হলো মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি বা কসমিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ড (CMB)। এই গবেষণা কেন্দ্রটি দক্ষিণ মেরুতে অবস্থিত, যেখানে বাতাসের শীতলতার কারণে তাপমাত্রা প্রায়শই মাইনাস ৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত নেমে যায়। সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে ২৮৩৫ মিটার উচ্চতায় অ্যান্টার্কটিক বরফের চাদরের ওপর স্থাপিত এই ঘাঁটিটির নামকরণ করা হয়েছে ১৯১১ এবং ১৯১২ সালে মেরু বিজয়ী অভিযাত্রীদের নামে।

এই স্থানের চরম পরিবেশ—তীব্র ঠান্ডা এবং বিচ্ছিন্নতা—বায়ু দূষণকে সর্বনিম্ন স্তরে রাখে এবং আর্দ্রতার প্রায় সম্পূর্ণ অনুপস্থিতি নিশ্চিত করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার পর্যবেক্ষণের জন্য এক আদর্শ পরিবেশ সৃষ্টি করে। ডক্টর ফাটিগোনি মূলত BICEP Array টেলিস্কোপ প্রকল্পের উপর বিশেষ মনোযোগ দিচ্ছেন। এই প্রকল্পের প্রধান লক্ষ্য হলো CMB-তে সংরক্ষিত আদি মহাকর্ষীয় তরঙ্গের চিহ্নগুলি শনাক্ত করা। মহাজাগতিক তত্ত্ব অনুসারে, এই তরঙ্গগুলি মহাবিশ্বের সৃষ্টির ঠিক পরের মুহূর্তে, অর্থাৎ মহাজাগতিক স্ফীতি বা ইনফ্লেশন যুগে উৎপন্ন হয়েছিল।

CMB-এর পোলারাইজেশনের 'বি-মোড' শনাক্ত করা গেলে তা ইনফ্লেশন তত্ত্বের পক্ষে সরাসরি পরীক্ষামূলক প্রমাণ দেবে। মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি, যা সাধারণভাবে আদিম বিকিরণ নামে পরিচিত, তা বিগ ব্যাং-এর প্রায় ৩৮০,০০০ বছর পরে 'শেষ বিক্ষেপণ' মুহূর্ত থেকে অবশিষ্ট তাপ হিসাবে টিকে আছে। এই বিকিরণের বর্ণালী একটি পরম কৃষ্ণবস্তুর (Black Body) সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যার তাপমাত্রা ২.৭২৫ কেলভিন।

BICEP Array প্রকল্পটি পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলির ধারাবাহিকতা, যার মধ্যে রয়েছে BICEP1 (২০০৬ থেকে ২০০৮ সাল) এবং BICEP2 (২০১০ থেকে ২০১২ সাল)। বর্তমান অ্যারেতে চারটি ক্রায়োজেনিক টেলিস্কোপ রয়েছে। এর মধ্যে প্রথমটি ২০১৯ সালে এবং দ্বিতীয়টি ২০২২ সালে তথ্য সংগ্রহ শুরু করে। এই যন্ত্রগুলির লক্ষ্য হলো উচ্চ নির্ভুলতার সাথে CMB-এর পোলারাইজেশন পরিমাপ করা। এর মাধ্যমে আদি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ থেকে আসা সংকেতকে অন্যান্য গোলযোগ থেকে আলাদা করা সম্ভব হবে। উল্লেখ্য, ২০১৪ সালে BICEP2-এর তথ্য বিশ্লেষণে গ্যালাকটিক ধূলিকণার কারণে কিছু সমস্যা দেখা দিয়েছিল, যা এবার এড়ানো লক্ষ্য।

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (NSF) দ্বারা পরিচালিত আমেরিকান অ্যান্টার্কটিক প্রোগ্রামের (USAP) অধীনে এই স্টেশনটি পরিচালিত হয়। এখানে গ্রীষ্মকালে ছয় মাস ধরে একটানা দিন এবং শীতকালে ছয় মাস ধরে একটানা রাত থাকে, যা অনেকটা মঙ্গল গ্রহের পরিবেশের সঙ্গে তুলনীয়। গ্রীষ্মে এখানে প্রায় ১৫০ জন এবং শীতকালে প্রায় ৫০ জন কর্মী অবস্থান করেন, যারা ফেব্রুয়ারির মাঝামাঝি থেকে অক্টোবরের শেষ পর্যন্ত সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্ন থাকেন। অ্যান্টার্কটিক বরফের চাদর প্রতি বছর প্রায় ১০ মিটার করে সরে যাওয়ায়, ভৌগোলিক দক্ষিণ মেরুর অবস্থান চিহ্নিতকারী মার্কারটি প্রতি বছর নতুন করে স্থাপন করতে হয়। এই স্থানের অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার জন্য অপরিহার্য করে তুলেছে, যেখানে IceCube নিউট্রিনো অবজারভেটরির মতো স্থাপনাও কাজ করে।

সোফিয়া ফাটিগোনি এবং তাঁর সহকর্মীদের গবেষণা মৌলিক গুরুত্ব বহন করে, কারণ তাঁরা মহাবিশ্বের একেবারে প্রথম মুহূর্তগুলির রহস্য উন্মোচনের চেষ্টা করছেন। মহাকর্ষীয় তরঙ্গ দ্বারা সৃষ্ট 'বি-মোড' সফলভাবে সনাক্ত করা গেলে, তা ইনফ্লেশন মডেলকে কেবল একটি অনুমানভিত্তিক ধারণা থেকে অভিজ্ঞতালব্ধ প্রমাণিত তথ্যে রূপান্তরিত করবে, যা বিশ্বতত্ত্বে এক নতুন দিগন্ত উন্মোচন করবে।