বিশ্বাস করুন বা না করুন, এক কেজি আপেল বা নাশপাতির পরিবর্তে, আপনি সেকেন্ডের মধ্যে সঠিক পরিমাণে বিক্রি করতে বলতে পারেন।
আধুনিক সভ্যতা পরিমাপ ছাড়া অসম্ভব হবে, এবং পরিমাপ অর্থহীন হবে যদি পরিমাপের একই একক সারা বিশ্বে ব্যবহার না করা হয়। বহু বছর ধরে (প্রায় 150), বিশ্বজুড়ে মেট্রোলজিস্টরা প্যারিসের কাছে ফ্রান্সে অবস্থিত ব্যুরো ইন্টারন্যাশনাল ডেস পয়েডস এট মেসুরস (BIPM) এর মাধ্যমে পরিমাপের এককের কঠোর সংজ্ঞার বিষয়ে একমত হয়েছেন। BIPM বর্তমানে সাতটি মৌলিক ইউনিট পরিচালনা করে যা সময়, দৈর্ঘ্য, ভর, বৈদ্যুতিক প্রবাহ, তাপমাত্রা, আলোর তীব্রতা এবং পদার্থের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে। একত্রে এই ইউনিটগুলি আধুনিক বিজ্ঞান, প্রযুক্তি এবং বাণিজ্যের ভাষা ছাড়া আর কিছুই নয়।
কিন্তু বিজ্ঞানীরা ক্রমাগত এই সাধারণভাবে গৃহীত মানগুলিকে পরিমার্জন করছেন। 2018 সালে, কিলোগ্রাম (ভর), অ্যাম্পিয়ার (কারেন্ট), কেলভিন (তাপমাত্রা) এবং মোল (পদার্থের পরিমাণ) এর নতুন সংজ্ঞা অনুমোদিত হয়েছিল। এটা চমত্কার শোনাচ্ছে, কিন্তু এখন, তিল বাদ দিয়ে, সমস্ত মান এক জিনিস সাপেক্ষে - সময়। উদাহরণস্বরূপ, একটি মিটারকে সংজ্ঞায়িত করা হয় যে দূরত্ব আলো এক সেকেন্ডের 1/299 তম সময়ে শূন্যতায় ভ্রমণ করে। একইভাবে, এখন একটি কিলোগ্রামের সংজ্ঞা একটি সেকেন্ডের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে এবং এটি কীভাবে করা যায় তা বের করা খুব কঠিন নয়।
এর মানে হল যে তাত্ত্বিকভাবে, যদিও এটি আশেপাশের সবার কাছে পরিষ্কার হবে না, আপনি সেকেন্ডে ওজন বা দৈর্ঘ্য নির্ধারণ করতে পারেন।
বিজ্ঞান স্থির থাকে না, এখন তারা একটি সেকেন্ড নেওয়ার এবং এটিকে একটি নতুন সংজ্ঞা দেওয়ার সিদ্ধান্ত নিয়েছে, তবে, বিশ্বব্যাপী পরিমাপের পুরো আর্কিটেকচার এই মানটির উপর নির্ভর করে তা স্বীকার করে, তারা এর সময়কাল পরিবর্তন না করার প্রতিশ্রুতি দেয়। কৌতূহলী? তাহলে ইস্যুটির ইতিহাসে ডুব দেওয়া যাক।
একসময় মানুষ আকাশের দিকে তাকিয়ে সময় নির্ধারণ করত। কিন্তু 1967 সাল থেকে, মেট্রোলজিস্টরা পরমাণুর ভিতরে প্রক্রিয়াগুলি পরিমাপ করে, গণনা করে, সুন্দরভাবে বলতে গেলে, মহাবিশ্বের চিরন্তন হৃদস্পন্দন পরিমাপ করে সময় নির্ধারণ করতে সম্মত হয়েছেন। কিন্তু সময় এখনও তার জ্যোতির্বিজ্ঞানের পরিমাপের নীতিগুলির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। প্রাথমিকভাবে, সময় নির্ধারণ করা হয়েছিল পৃথিবীর পথের দ্বারা তার প্রতিদিনের ঘূর্ণনে, দিন থেকে রাত এবং পিছনে। কিছু সময়ে, প্রাচীন মিশরীয় জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা, একটি ডুওডেসিমেল সংখ্যা পদ্ধতি ব্যবহার করে (12 এর উপর ভিত্তি করে), দিন এবং রাতকে 12 ঘন্টায় ভাগ করে, দিনে 24 ঘন্টা দেয়।
কিন্তু পৃথিবী সূর্যের চারপাশে তার কক্ষপথে কোথায় ছিল তার উপর নির্ভর করে সময়কালের মধ্যে পার্থক্য ছিল। 2000 বছর আগে, গ্রীক জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা যাদের গণনা করার জন্য নির্দিষ্ট মানগুলির প্রয়োজন ছিল, উদাহরণস্বরূপ, চাঁদের গতি, তারা বিপ্লবী ধারণা নিয়ে এসেছিলেন যে একদিনকে 24 ঘন্টা সমান দৈর্ঘ্যে ভাগ করা উচিত। একই "জ্যোতির্বিদ্যাগত" চিন্তাভাবনা তাদের ঘড়িতে 60 (সেক্সজেসিমাল) গণনার প্রাচীন ব্যাবিলনীয় পদ্ধতি প্রয়োগ করতে পরিচালিত করেছিল। তারা যেমন পৃথিবীর বৃত্ত বা গোলকের 360 ডিগ্রীকে 60 ভাগ বা মিনিটে ভাগ করেছে, তেমনি তারা প্রতি মিনিটকে 60 সেকেন্ডে ভাগ করেছে।
দিনের প্রথম বিভাগ (ল্যাটিন ভাষায় partes minutae primae নামে পরিচিত) তাদের এক মিনিটের দৈর্ঘ্য দিয়েছে, যা একটি গড় সৌর দিনের 1/1440তম ছিল। দ্বিতীয় বিভাগ (partes minutae secundae) তাদের সময়কাল দিয়েছে - এবং একই সাথে নাম - একটি সেকেন্ডের, যা ছিল দিনের 1/86তম। প্রকৃতপক্ষে, এই সংজ্ঞা 400 পর্যন্ত স্থায়ী ছিল।
কিন্তু সমস্যাগুলি অদৃশ্য হয়নি। পৃথিবী ধীরে ধীরে তার দৈনন্দিন ঘূর্ণন কমিয়ে দেয়; দিন একটু দীর্ঘ হচ্ছে, এবং তাই জ্যোতির্বিদ্যা দ্বিতীয়. এই ছোট পার্থক্য যোগ করুন. তারা লিখেছেন যে, ঐতিহাসিক গ্রহন এবং অন্যান্য পর্যবেক্ষণের এক্সট্রাপোলেশনের উপর ভিত্তি করে, পৃথিবী সময় নির্ধারণের একটি হাতিয়ার হিসাবে (একটি ঘড়ির মতো!) গত 2000 বছরে তিন ঘন্টারও বেশি সময় হারিয়েছে - একটি কব্জি ক্রোনোমিটারের জন্য এমন খারাপ ফলাফল নয়। , কিন্তু বৈজ্ঞানিক পদ্ধতির জন্য উপযুক্ত নয়।
দেখা যাচ্ছে যে জ্যোতির্বিজ্ঞানের ক্যালকুলাসের উপর ভিত্তি করে সময়ের মানক একক ধ্রুবক নয়, এবং এই বাস্তবতা গত শতাব্দীর প্রথম দশকে মেট্রোলজিস্টদের জন্য ক্রমবর্ধমান অসহনীয় হয়ে ওঠে, যখন তারা আবিষ্কার করেছিল যে পৃথিবীর ঘূর্ণন কতটা অসম ছিল। এবং বিজ্ঞানের জন্য স্থিরতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রয়োজন। সময়ের মতো, 1960 এর দশকের শেষের দিকে, সমাজ ক্রমবর্ধমানভাবে রেডিও ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভরশীল ছিল, যার জন্য অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট সিঙ্ক্রোনাইজেশন প্রয়োজন।
পরমাণুর যুগে, মেট্রোলজিস্টরা পরমাণুর দিকে, বা বরং পারমাণবিক কণাগুলির আরও বেশি অনুমানযোগ্য গতিবিধির দিকে মনোনিবেশ করেছিলেন। পরমাণু কখনই শেষ হয় না বা ধীর হয় না। তাদের বৈশিষ্ট্য সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয় না। নিখুঁত ঘড়ি. Cesium-133 এর সাথে দেখা করুন।
সিজিয়াম, একটি রূপালী-সোনার ধাতু যা ঘরের তাপমাত্রায় তরল, এতে ভারী, ধীর গতির পরমাণু রয়েছে, যার অর্থ তাদের ট্র্যাক করা তুলনামূলকভাবে সহজ। বিজ্ঞানীরা সিজিয়াম পরমাণুগুলিকে একটি ভ্যাকুয়ামে রেখেছিলেন এবং একটি অদৃশ্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রে মাইক্রোওয়েভ শক্তির কাছে উন্মুক্ত করেছিলেন। চ্যালেঞ্জটি ছিল কোন তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা ফ্রিকোয়েন্সি যতটা সম্ভব সিজিয়াম পরমাণুকে আলোর প্যাকেট বা ফোটন নির্গত করতে পারে তা নির্ধারণ করা। ফোটনগুলি একটি ডিটেক্টর দ্বারা বন্দী করা হয়েছিল এবং গণনা করা হয়েছিল। ফলস্বরূপ, তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে পরমাণুর প্রাকৃতিক অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি হিসাবে মনোনীত করা হয়েছিল।
সরলতার জন্য, একটি পেন্ডুলাম কল্পনা করুন। একটি পেন্ডুলাম যা এই ধরণের পরমাণুর জন্য অনন্য একটি ছন্দে কাজ করে। সিজিয়াম -133 এর ক্ষেত্রে, ফ্রিকোয়েন্সি হল 9 চক্র প্রতি সেকেন্ডে। পরীক্ষায় ব্যবহৃত দ্বিতীয়টির দৈর্ঘ্য 192 সালে দিনের দৈর্ঘ্যের উপর ভিত্তি করে ছিল, যখন মূল বৈজ্ঞানিক পরীক্ষাগুলি করা হয়েছিল। 631 সাল নাগাদ, ওজন ও পরিমাপ ব্যুরো থেকে মেট্রোলজিস্টরা দ্বিতীয়টির অফিসিয়াল সময়কাল হিসাবে সিজিয়াম -77 এর অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিষ্ঠা করেছিলেন।
এই সিজিয়াম-ভিত্তিক সংজ্ঞা সত্ত্বেও, জ্যোতির্বিজ্ঞানের সময় এবং পারমাণবিক সময় এখনও অবিচ্ছেদ্যভাবে সংযুক্ত। প্রথমত, জ্যোতির্বিজ্ঞানের সময়ের সাথে সামঞ্জস্য করার জন্য কখনও কখনও পারমাণবিক সময়কে সংশোধন করা প্রয়োজন কারণ পৃথিবী একটি অনিয়মিত হারে তার গতি পরিবর্তন করতে থাকে যখন পারমাণবিক সময় স্থির থাকে। যখন পারমাণবিক সময় জ্যোতির্বিজ্ঞানের সময়ের চেয়ে প্রায় এক সেকেন্ড দ্রুত হয়ে যায়, তখন টাইমকিপাররা এটিকে এক মুহুর্তের জন্য বন্ধ করে দেয়, যা পৃথিবীকে ধরতে দেয় - তারা প্রতি বছর একটি অতিরিক্ত সেকেন্ড যোগ করে।
এইভাবে, যদিও এক সেকেন্ডের দৈর্ঘ্য পরিবর্তিত হয় না, এক মিনিটের দৈর্ঘ্য সময়ে সময়ে পরিবর্তিত হয়। 10 সালে প্রাথমিকভাবে 1972 লিপ সেকেন্ড যোগ করার পর, টাইমকিপাররা এখন প্রায় দেড় বছরে পারমাণবিক সময়ের সাথে একটি লিপ সেকেন্ড যোগ করে।
এছাড়াও, শুনতে যতটা অদ্ভুত, আমরা এখনও 1957 যুগের সেকেন্ড গণনা করি, এমনকি আমাদের আধুনিক পারমাণবিক ঘড়ির সাথেও। এর কারণ হল caesium-133 এর স্ব-অনুনাদিত ফ্রিকোয়েন্সি 1957 সালে পরিমাপ করা হয়েছিল এবং সেই বছরে জ্যোতির্বিজ্ঞানের সেকেন্ডের সময়কালের সাথে আবদ্ধ ছিল, এমন একটি সত্য যা দ্বিতীয়টির মান আবার সংজ্ঞায়িত করা হলেও পরিবর্তন হবে না।
কিন্তু তা হলে দ্বিতীয়টি কেন নতুন সংজ্ঞা? এটি অন্য একটি বৈজ্ঞানিক আবিষ্কারের দোষ - একটি অপটিক্যাল পারমাণবিক ঘড়ি। তারা সিসিয়াম ঘড়ির মতো একই নীতিতে কাজ করে, তবে তারা এমন পরমাণুগুলি পরিমাপ করে যেগুলির প্রাকৃতিক অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি অনেক বেশি (শর্তসাপেক্ষে, টিকিং)। এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের দৃশ্যমান বা অপটিক্যাল রেঞ্জের মধ্যে থাকে এবং মাইক্রোওয়েভ রেঞ্জে নয়, তাই নাম।
বিভিন্ন ধরণের অপটিক্যাল ঘড়ি রয়েছে, যার প্রতিটি একটি একক পরমাণু বা আয়নের "টিকস" গণনা করে - ytterbium, স্ট্রন্টিয়াম, পারদ, অ্যালুমিনিয়াম এবং অন্যান্য।
কেন, একজন আশ্চর্য, আমাদের কি আরও বেশি নির্ভুলতা দরকার? আংশিক কারণ সময় নিজেই নয়; এটি মাধ্যাকর্ষণ এবং ভরের সাথে সম্পর্কিত এবং তাদের দ্বারা প্রভাবিত হয়। সময় (ধুমধাম!)ও ধ্রুবক নয়, যদিও কেউ একটি আন্তর্জাতিক মানের অস্তিত্ব জেনে এমন একটি অনুমান করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আলবার্ট আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্ব পরামর্শ দেয় যে সময়টি যখন একটি গ্রহের মতো একটি বিশাল দেহের কাছাকাছি থাকে তখন সময় আরও ধীর গতিতে চলে কারণ এটি মহাকর্ষের কারণে ধীর হয়ে যায়।
এর মানে হল যে যদি অপটিক্যাল ঘড়ির পরিবর্তন হয়, এমনকি সামান্য হলেও, ঘড়িটি যে শারীরিক অবস্থার মধ্যে রয়েছে তাও পরিবর্তিত হতে পারে। এই পরিবর্তনগুলি পড়ার ক্ষমতা আমাদেরকে অপটিক্যাল পারমাণবিক ঘড়ি ব্যবহার করে অন্ধকার পদার্থ বা মহাকর্ষীয় তরঙ্গের মতো বস্তু সনাক্ত করতে সক্ষম করে। ভয়ঙ্কর, তাই না? পড়তে.
2015 সালে, আমেরিকান পদার্থবিদরা সবেমাত্র তাদের অপটিক্যাল পারমাণবিক ঘড়িগুলি বিকাশ করতে শুরু করেছিলেন এবং তারা বিস্মিত হয়েছিলেন যে বিভিন্ন ঠিকানায় অবস্থিত পরীক্ষাগারগুলিতে অবস্থিত ঘড়িগুলিতে সেকেন্ডগুলি কিছুটা আলাদাভাবে গণনা করা হয়েছিল। কর্মে আপেক্ষিকতা? অপটিক্যাল ঘড়ি কি মহাকর্ষের ছোট পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে? তারা পরীক্ষাগারগুলির মধ্যে উচ্চতার পার্থক্য পরিমাপের আদেশ দিয়েছিল যেখানে ঘড়িটি দাঁড়িয়েছিল, কারণ সময়ের মতো উচ্চতাও মাধ্যাকর্ষণ এবং ভরের সাথে সম্পর্কিত। ঘড়িগুলো সত্যিই বিভিন্ন উচ্চতায় ছিল। তাদের সামান্য ভিন্ন সময়ের পরিমাপ মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের সূক্ষ্ম পরিবর্তনগুলি তুলে ধরে। অপটিক্যাল ঘড়ি, যা অন্যদের তুলনায় মাত্র এক সেন্টিমিটার লম্বা ছিল, দ্রুত দৌড়েছিল!
সময়ের সাথে ভর এবং মাধ্যাকর্ষণ কী করে সে সম্পর্কে আইনস্টাইনের ভবিষ্যদ্বাণী সত্যিই অবিশ্বাস্য নয়। অনুশীলনে এটি কীভাবে ব্যবহার করবেন তা শিখতে বাকি রয়েছে।
