টেলিস্কোপ আমাদের কেন প্রয়োজন ?

টেলিস্কোপ আমাদের কেন প্রয়োজন?  এই প্রশ্নের খুব সহজ উত্তরটা হলো টেলিস্কোপ দিয়ে আমরা অনেক দূরের বস্তুকে অনেক বড় করে দেখতে পারি। হ্যাঁ তা ঠিক আছে। কিন্তু এই টেলিস্কোপে এমন কী হয় যা আপনার চোখে হয় না? কখনও টেলিস্কোপ দিয়ে অন্ধকার আকাশে ফোকাস করে দেখেছেন?? যদি সম্ভব হয় তবে আজই দেখুন। দেখবেন খালি চোখে আকাশের যে অংশে দেখেছেন সেখানে টেলিস্কোপ দিয়ে দেখলে অনেক খ-গোলকীয় বস্তু দেখা যায়। কিন্তু কেন তা আপনার খালি চোখ দিয়ে দেখা যায় না? চলুন তার একটা গানিতিক ক্যালকুলেশন করে বিষয় ক্লেয়ার করি।

ধরুন সূর্যের মত একটি তারা আমাদের থেকে ১০ আলোকবর্ষ দূরে অবস্থান করছে। তারাটির ব্যাসার্ধ আর তাপমাত্রা দিয়ে হিসাব করলে আপনি তারাটির প্রতি সেকেন্ডে উৎপন্ন শক্তির পরিমান পেয়ে যাবেন। অর্থাৎ তারাটির Intensity, I = 3.9×10^26 W. যেহেতু আমরা তারাটিকে সূর্যের মত ধরেছি তাই এখানে আমরা সূর্যের intensity ব্যবহার করলাম।

এখন, দৃশ্যমান আলোর ফোটনের ক্ষেত্রে Intensity, I' = 2eV = 2×1.6×10^-19 W। মনে রাখা ভালো যে আমরা তারার ক্ষেত্রে যে luminosity/intensity বের করলাম তা কিন্তু তারাটি তার চারিদিকে ছড়িয়ে দেবে। কোন একটি নিদিষ্ট দিকে নয়। তাহলে এবার তারাটি থেকে প্রতি সেকেন্ডে বের হওয়া ফোটনের সংখ্যা হবে

 N = I/I' = {(3.9×10^26) / (2×1.6×10^-19)} = 1.2×10^45

অতএব তারাটি থেকে প্রতি সেকেন্ডে বের হবে 1.2×10^45 টি ফোটন। যা চারিদিকে ছড়িয়ে পড়বে। এবার আপনি যদি আকাশে তারাটির দিকে তাকান তাহলে আপনার চোখে ওই তারা থেকে আসা কিছু ফোটন প্রবেশ করবে। আপনার চোখের pupil এর ব্যাসার্ধ হলো প্রায় r = 0.002m আর আমরা আগেই ধরে নিয়েছি তারাটি আমাদের থেকে ১০ আলোকবর্ষ দূরে। তাহলে, D = 10 ly = 1×10^17m।

তাহলে আমাদের চোখে প্রবেশিত ফোটন সংখ্যা হবে

=(1.2×10^45)×(πr^2/4πD^2)
= 1.2×10^45 × [(0.002)^2/{4×(1×10^17)^2}]
= 122000

সুতরাং দেখা যায় ওই তারাটির দিকে তাকালে তারাটি থেকে আমাদের চোখে 122000 টি ফোটন প্রবেশ করে যা খুবই কম। 122000 টি ফোটন প্রবেশ করার অর্থ হলো তারাটি আমরা খুবই অনুজ্জ্বল দেখবো এবং এটিকে খুজে পেতে ও দেখতে আমাদের অনেক বেগ পেতে হবে। যদি চোখে প্রবেশিত ফোটন সংখ্যা ১০০০০ থেকে ১০০০ হয় তাহলে আমরা তারাটিকে খালি চোখক দেখতেই পাবো না।

তাহলে উপায়!! এই সমস্যাটা দূর করতেই আমাদের টেলিস্কোপ প্রয়োজন।  তাহলে টেলিস্কোপে আসলে কী হয়? টেলিস্কোপের অভিলক্ষের ব্যাসার্ধ (Aperture)আমাদের চোখের ব্যাসার্ধের তুলনায় অনেক অনেক গুণ বড় থাকে। যাতে করে সেখান দিয়ে বেশি ফোটন প্রবেশ করে এবং অভিনেত্রে রাখা আপনার চোখে যখন সেগুলো প্রবেশ করে তখন আপনি তারাটিকে দেখতে পান/উজ্জ্বল দেখতে পান/বড় দেখতে পান। তাহলে চোখে প্রবেশিত ফোটন আর টেলিস্কোপে প্রবেশিত ফোটনের মধ্যে পার্থক্য কত হবে? চলুন তার হিসাব করি।

ধরি আমরা একটা টেলিস্কোপ দিয়ে ওই তারাটিকে পর্যবেক্ষণ করছি যার উন্মেষ বা Aperture, R = 1m  আমরা তারাটির দূরত্ব এবং প্রতি সেকেন্ডে বের হওয়া ফোটনের সংখ্যা জানি। তাহলে টেলিস্কোপে প্রবেশিত ফোটন সংখ্যা হবে

=(1.2×10^45)×(πR^2/4πD^2)
= 1.2×10^45 × [(1)^2/{4×(1×10^17)^2}]
= 30000000000

তাহলে টেলিস্কোপে প্রবেশিত ফোটনের সংখ্যা হচ্ছে 30000000000। যা আপনার খালি চোখের ভেতরে প্রবেশিত ফোটনের চেয়ে অনেক অনেক গুণ বেশি। বেশি ফোটন পাওয়ায় আপনি তারাটিকে দেখবেন একটু বড় ও উজ্জ্বল। আর এভাবেই টেলিস্কোপ ব্যাবহার করে বেশি ফোটন কালেক্ট করে আমরা দূরের কোন বস্তুকে বড় ও উজ্জ্বল দেখি যা খালি চোখে দেখা সম্ভব নই।

#gravity