বিগব্যাং এর শব্দ!

১০ ই নভেম্বর, ২০১৫ রাত ৮:৩৮

John G. Cramer সিয়াটলে University of Washington এর ফিজিক্সের প্রফেসর এমিরেটাস। প্রায় দশ বছর আগে, কসমিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ডে যখন WMAP ডেটা এভেইলেবল হল তখন তিনি বিগ ব্যাং এর শব্দ তৈরির জন্য ম্যাথমেটিকাল ক্যালকুলেশন করেন। তিনি এটা নিয়ে Analog Science Fiction/Fact Magazine এ কলাম লেখন এবং অনলাইনে প্রকাশ করেন যা অনেক জনপ্রিয়তা পেয়েছিল। তিনি এরপর CMB (Cosmic Microwave Background) এর উপর ESA এর প্ল্যাংক মিশন এনালাইসিস এর ডেটা সংগ্রহ করেন যেখানে এংগুলার ফ্রিকোয়েন্সি কম্পোনেন্টে বা মাল্টিপোলে CMB এর টেম্পারেচার ভেরিয়েশন এনালাইজ করা হয়েছিল। এই নতুন ফ্রিকোয়েন্সি স্পেক্ট্রাম WMAP এনালাইসিস এর চেয়েও বেশি ফ্রিকোয়েন্সির ছিল। আর তাই এটা বিগ ব্যাং এর আরও ভাল সাউন্ড দেয়। প্লাংক মাল্টিপল স্পেকট্রামটি চিত্রের মত দেখতে। এই ডেটাগুলো থেকে তিনি একটি সিমুলেশন তৈরি করেন।


বিগব্যাং এর সাউন্ড এর সিমুলেশনে তিনটি গুরুত্বপূর্ণ এফেক্ট আছে। সেগুলো হল:
১। প্ল্যাংকের মাল্টিপ্লাই পিকড ফ্রিকোয়েন্সি স্পেকট্রামকে একটি সিংগল সাউন্ড ওয়েভে পরিণত করা হয়েছে। এটা মনরাল, স্টেরিও নয়।
২। প্লাং এনালাইসিস অনুসারে, কসমিক ব্যাকগ্রাউন্ড রেডিয়েশনের এমিশন এর পিক ছিল 379,000 বছরে এবং এই পিক এমিশন টাইমের 110,000 বছর আগে ও পরে এর ৬০ শতাংশ ইন্টেনসিটি হারিয়ে ফেলে। সিমুলেশনটিতে ইউনিভার্স এর ইভোল্যুশনের প্রথম 760,000 বছর এর শব্দ দেখানো শোনানো হয় যেখানে সাউন্ডের ইন্টেন্সিটির হ্রাস বৃদ্ধি বোঝা যায়।
৩। ইউনিভার্স প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে অনেকটা ব্রাস ইন্সট্রুমেন্টের মত হচ্ছিল যখন কসমিক ব্যাকগ্রাউন্ড রেডিয়েশন এমিটেড হচ্ছিল। অন্য কথায় বললে, এক্সপেন্ডিং ইউনিভার্স সাউন্ড এর ওয়েভলেংথকে প্রসারিত করছিল আর তার ফলে তার ফ্রিকোয়েন্সি বা কম্পাঙ্ক কমে যাচ্ছিল। এই এফেক্টের জন্য প্রগ্রামটি ইউনিভার্স এর প্রথম ৭৬০ হাজার বছরের এক্সপেনশন ফলো করতে ফ্রিকুয়েন্সিকে সেই অনুযায়ী ধীরে ধীরে কমিয়েছে।

ইউনিভার্স কত দ্রুত এক্সপেন্ড করবে এটা নির্ভর করে কসমোলজিকাল মডেলের উপর। Cramer সিদ্ধান্ত নেন যে তিনি জিরো কসমোলজিকাল কনস্ট্যান্ট এর flat-space Robertson-Walker metric ব্যবহার করবেন। এই মডেল অনুসারে সময়ের 2/3 পাওয়ার এর সমানুপাতে ইউনিভার্স এর ব্যাসার্ধ বৃদ্ধি পায় (R ~ t2/3)। তাই কসমোলজিকাল ডপলার শিফট ইমপ্লিমেন্টিং এর জন্য সাইন ওয়েভ কম্পোনেন্ট (frequency * time) অনুযায়ী ভ্যারি না করে (frequency * time1/3) অনুযায়ী ভ্যারি করেছে। সিমুলেশনের সাউন্ড ফ্রিকোয়েন্সিকে অবশ্যই একটি বড় ফ্যাক্টর দিয়ে (১ এর পর ২৬টি শূন্য) উপরের দিকে স্কেলিং করা হয়েছে যাতে তা মানুষের কানে শোনার উপযোগী হয়। কারণ সত্যিকারের বিগব্যাং ফ্রিকোয়েন্সির ওয়েভলেংথ ইউনিভার্স এর সাইজের ফ্র্যাকশনের অর্ডারের। যার কারণে এর ফ্রিকোয়েন্সি মানুষের শ্রাব্যতার সীমার অনেক নিচে।

নিচের ভিডিওটিতে তার সেই সিমুলেশনটি দেয়া হয়েছে যেখানে বিগব্যাং হবার পরের ৭৬০ হাজার বছরের সাউন্ডকে ১ মিনিটেরও কম সময়ে শোনা যাবে।

https://www.youtube.com/watch?v=GJyJ8Xjllzk&feature=youtu.be

এছাড়া Cramer নিজেও ২০, ৫০, ১০০, ২০০ ও ৫০০ সেকেন্ডের .wmv ফাইল তৈরি করেছেন। ওগুলোও দেয়া হল:
http://faculty.washington.edu/jcramer/BigBang/Planck_2013/BBSnd20.wav
http://faculty.washington.edu/jcramer/BigBang/Planck_2013/BBSnd50.wav
http://faculty.washington.edu/jcramer/BigBang/Planck_2013/BBSnd100.wav
http://faculty.washington.edu/jcramer/BigBang/Planck_2013/BBSnd200.wav
http://faculty.washington.edu/jcramer/BigBang/Planck_2013/BBSnd500.wav

http://faculty.washington.edu/jcramer/BBSound_2013.html

৭ টি +২/-০