মহাবিশ্ব সম্প্রসারণ তত্ত্বটি প্রথম কে আবিষ্কার করেন ?
ছায়াপথ স্তবক
১৯২০-এর দশকে এডুইন হাবল প্রথমবারের মত অনেক দূরের বহিঃছায়াপথীয় বস্তুর দূরত্ব এবং গতিবেগ নির্ণয় করে দেখেন, মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হচ্ছে। তিনিই প্রথম বুঝতে পারেন দূরের নীহারিকাগুলো প্রকৃতপক্ষে আমাদের আকাশগঙ্গার বাইরে অন্যান্য ছায়াপথ এবং এরা একে অপরের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে, আমাদের থেকে যার দূরত্ব যত বেশি তার পশ্চাদপসরণ বেগও তত বেশি। এই আবিষ্কার ছিল যুগান্তকারী, এর মাধ্যমে মহাবিশ্বের বিশালতা প্রথমবারের মত আমাদের চোখে ধরা দেয়। এর মধ্যে সুইজ-মার্কিন জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানী ফ্রিৎস জুইকি কোমা স্তবকের অনেকগুলো ছায়াপথের দূরত্ব নির্ণয় করেন। নিশ্চিত না হলেও তিনি ধরে নেন, এই ছায়াপথগুলো একটি মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ সিস্টেমের অন্তর্ভুক্ত, এই ভেবে নিয়ে তিনি সমগ্র স্তবকটির ভরও নির্ণয় করেন। তখনই আশ্চর্যজনক ফলাফলটি দেখা দেয়। এই স্তবকের ভর-প্রভা অনুপাত তথা মাস টু লাইট রেশিও দাড়ায় ২০০। অর্থাৎ ভরকে মোট উজ্জ্বলতা বা প্রভা দিয়ে ভাগ করলে ফলাফল পাওয়া যায় ২০০ (বর্তমানের হাবল ধ্রুবক দিয়ে আবার নির্ণয় করা মান এটি)। আমাদের সূর্যের ভর-প্রভা অনুপাত ১ এবং একটি সাধারণ ছায়াপথের ভর-প্রভা অনুপাত বিভিন্ন হাবল ধরণের উপর ভিত্তি করে ১ থেকে ১০ পর্যন্ত হতে পারে। জুইকি এ থেকে সিদ্ধান্ত টানেন, স্তবকটিতে এমন অনেক ভর আছে যারা কোন প্রভা বিকিরণ করে না, এমনকি যাদের শনাক্ত করাও সম্ভব না। ১৯৭০-এর দশক পর্যন্ত এই ধারণা গ্রহণযোগ্যতা পায়নি। কারণ তখন পর্যন্ত সর্বোচ্চ কত ভরের বস্তু একসাথে মিলে একটি মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ সিস্টেম তৈরি করতে পারে সে নিয়ে কোন নির্ভরযোগ্য তত্ত্ব ছিল না, তাই স্তবকের গতীয় অবস্থঅ ঠিকভাবে বোঝা যাচ্ছিল না।
টমাস হেনরি হাক্সলি
টমাস হেনরি হাক্সলি এফআরসি (৪ মে, ১৮২৫ – ২৯ জুন, ১৮৯৫) একজন প্রখ্যাত ইংরেজ জীববিজ্ঞানী, শিক্ষক এবং অজ্ঞেয়বাদ দর্শনের অন্যতম প্রবক্তা। তিনি ছিলেন চার্লস ডারউইনের বিবর্তনবাদের অন্যতম সমর্থক। তিনি বিজ্ঞানী ও সাধারণ জনগণের কাছে এ তত্ত্বটি গ্রহণযোগ্য করার জন্য যে কারোর চেয়ে বেশি চেষ্টা করে গেছেন। সে কারণে অনেকসময় তাকে ডাকা হয় "ডারউইনের বুলডগ" নামে। কেবলমাত্র ডারউইনের সমর্থক হিসেবে হাক্সলি পরিচিতি পান নি, তিনি নিজেও ছিলেন একজন বড় মাপের জীববিজ্ঞানী। প্রাণিবিদ্যা ও জীবাশ্মবিজ্ঞানের ওপর হাক্সলির মৌলিক গবেষণা ছিল। এছাড়া তিনি ডারউইনের তত্ত্বের অনেকাংশের সমালোচনা করেন এবং এর একাধিক সমস্যা তুলে ধরেন।
আইজাক নিউটন
১৬৭৯ সালে নিউটন বলবিজ্ঞান এবং বিশেষত মহাকর্ষ এবং গ্রহসমূহের উপর এর প্রভাব বিষয়ে তার নিজস্ব গবেষণায় ফিরে আসেন। এক্ষেত্রে গ্রহীয় গতি সম্বন্ধে কেপলারের সূত্রকে তিনি তথ্যসূত্র হিসেবে ব্যবহার করেন এবং রবার্ট হুক ও জন ফ্ল্যামস্টিডের সাথে এ নিয়ে আলোচনা করেন। প্রাপ্ত ফলাফলসমূহ তিনি "দ্য মটু করপোরাম" (১৬৮৪)-এ প্রকাশ কেন। প্রিন্সিপিয়া বইয়ের প্রাথমিক নীতিসমূহ এই প্রকাশনাতেই বিধৃত হয়েছিল।
পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্ব
১৯৮৭ সালে হাওয়াই বিশ্ববিদ্যালয়ের জ্যোতির্বিজ্ঞান প্রতিষ্ঠানের জ্যোতির্বিজ্ঞানী আর. ব্রেন্ট টুলি দশ কোটি আলোকবর্ষ দীর্থ এবং ১৫ কোটি আলোকবর্ষ প্রশস্ত একটি গঠন চিহ্নিত করেন এবং এর নাম দেন পিসেস-সিটাস মহাগুচ্ছমিশ্রণ। টুলির মতে, এর ভিতরেই আঞ্চলিক মহাগুচ্ছ নিহিত আছে।
মহাজাগতিক ধ্রুবক
মহাজাগতিক ধ্রুবক যা গ্রিক অক্ষর ল্যাম্ব্‌ডা: Λ দ্বারা প্রকাশ করা হয়, বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইন প্রণয়ন করেন। একটি স্থিতিশীয়ল মহাবিশ্বের ধারণা প্রবর্তনের জন্য আইনস্টাইন তার আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বে পরিবর্তান আনেন এবং এই পরিবর্তন আনতে যেয়েই একটি ধ্রুবকের উদ্ভাবন ঘটান যা এখানে আলোচিত হচ্ছে। অবশ্য পরর্তীতে হাবল লোহিত অপসারণ এবং মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ আবিষ্কৃত হওয়ার পর আইনস্টাইন এই ধারণা পরিত্যাগ করেন। কিন্তু ১৯৯০-এর দশকে মহাজাগতিক ত্বরণ আবিষ্কৃত হওয়ার পর মহাজাগতিক ধ্রুবকের প্রয়োজনীয়তা আবার অনুভূত হচ্ছে। এই ধ্রুবকটি আইনস্টাইনের ক্ষেত্র সমীকরণে এভাবে উল্লেখিত আছে,
আপেক্ষিকতা তত্ত্ব
সাধারণ আপেক্ষিকতাবাদ মূলতঃ মহাকর্ষের একটি তত্ত্ব যা আইনস্টাইন ১৯০৭–১৯১৫ সালে বিকশিত করে।
সাধারণ আপেক্ষিকতাবাদের কিছু ফলাফল:
সময় উচ্চতর মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে আরও বেশি ধীরেলয়ের হয়।
মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের উপস্থিতিতে আলোর গতিপথ বেকে যায়।
মহাবিশ্ব সম্প্রসারণ করছে, এবং তার দূরবতী অংশ আলোর গতির চেয়ে দ্রুততর গতিতে দূরে সরে যাচ্ছে।
ইহা জটিল বিষয়।
আসলে নিউটনের সূত্র মতে ভর সময় এগুলো স্থির। কিন্তু আপেক্ষিক তত্ত্ব অনুযায়ী মহাবিশ্বের সবকিছু আপেক্ষিক অথবা পরিবর্তনশীল।।((.H.M. Empty Khan))
জ্যোতির্বিজ্ঞান
জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানের যুগোপযোগী চর্চার ফলে জ্যোতির্বিজ্ঞানের পরিসর বিংশ শতাব্দীতে ব্যাপক প্রসারিত হয়েছে। মূলত বিংশ শতাব্দীকেই জ্যোতির্বিজ্ঞানের সূচনা, বিকাশ এবং পরিপক্বতার যুগ বলে অভিহিত করা চলে। তার উপর পারমাণবিক বিক্রিয়ার মৌলিক বৈশিষ্ট্যসমূহ আবিষ্কৃত হওয়ার ফলে বিভিন্ন নক্ষত্রের অভ্যন্তরে কিভাবে শক্তি উৎপন্ন হচ্ছে তার স্বরূপ বোঝা গেছে। এর অব্যবহিত ফল হিসেবেই মহাবিশ্বের শক্তির উৎস সম্বন্ধে বিস্তারিত গবেষণা করা সম্ভব হয়েছে এবং জন্ম হয়েছে বিশ্বতত্ত্বের (Cosmology)। বিশ্বতত্ত্বের মূল আলোচ্য বিষয় মহাবিশ্বের উৎপত্তি এবং বিবর্তন। এ সব কিছুর ফলেই আমরা আজ জানি যে, পৃথিবীতে প্রাপ্ত পরমাণুগুলো মহাবিশ্বের বিবর্তনের এমন একটি সময়ে সৃষ্টি হয়েছিল যখন ধূলিমেঘ ছাড়া আর কোন কিছুরই অস্তিত্ব ছিল না। আর সেই ধূলিমেঘের মধ্যে প্রথমে কেবল হাইড্রোজেনেরই অস্তিত্ব ছিল। এভাবেই এই বিজ্ঞান অনেকদূর এগিয়ে গেছে যা একই সাথে মানুষকে এগিয়ে রাখার ক্ষেত্রে সবচেয়ে অগ্রণী ভূমিকা পালন করছে; কারণ জ্যোতির্বিজ্ঞানের মাধ্যমেই সবচেয়ে সফল ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব।
ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেশন
এডুইন হুয়ারড আর্মস্ট্রং(১৮৯০-১৯৫৪) নামক এক আমেরিকান তড়িৎ প্রকৌশলী প্রশস্তব্যান্ড এমএম রেডিও আবিষ্কার করেন। তিনি ১৯১৪ সালে রিজেনারেটিভ বর্তনী, ১৯১৮ সালে সুপারহেটেরোডাইন রিসিভার এবং ১৯২২ সালে সুপার-রিজেনারেটিভ বর্তনী আবিষ্কার করেন। আর্মস্ট্রং ১৯৩৫ সালের ৬ নভেম্বরে ইন্সটিটিউট অব রেডিও ইঞ্জিনিয়ার এর নিউইয়র্ক শাখায় তার পেপার "ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেশনের মাধ্যমে রেডিও সিগনালিং এ ডিস্টারবেন্স কমানোর কৌশল" উপস্থাপন করেন যেটিতে প্রথম এফএম রেডিও এর বর্ণনা দেয়া হয়েছিল।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
সূক্ষ্ম বিশ্লেষণ করলে দেখা যায় ছায়াপথ এবং কোয়াসারসমূহের অন্তর্গঠন এবং বৃহৎ পরিসর গঠনের বণ্টন ব্যবস্থা মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বকে সমর্থন করে। এ ধরণের সকল পর্যবেক্ষণ পর্যালোচনা করে জানা যায় যে মহাবিস্ফোরণ সংঘটিত হওয়ার প্রায় এক বিলিয়ন বছর পর প্রথম ছায়াপথ এবং কোয়াসার সৃষ্টি হয়; আর তখন থেকেই তৈরি হতে থাকে আরও বৃহৎ পরিসরের গঠন যেমন ছায়াপথ স্তবক এবং মহা স্তবক। ছায়াপথগুলোর বয়স ধীরে ধীরে বাড়ছে আর সেই সাথে তাদের মধ্যে ঘটছে নানা বিবর্তন। এ কারণেই দূরবর্তী ছায়াপথগুলোকে (যারা অনেকটাই প্রাচীন) অপেক্ষাকৃত নিকটবর্তী ছায়াপথ (বর্তমান সময়ে পর্যবেক্ষণকৃত) অপেক্ষা অন্য রকম মনে হয়। উপরন্তু যেসব ছায়াপথ দেরীতে গঠিত হয়েছে তারা প্রাচীন ছায়াপথ থেকে এমনিতেই আলাদা হয়, যদিওবা বর্তমানগুলো দূরবর্তী হয়। অর্থাৎ সৃষ্টির সময়টিই মুখ্য হয়ে দাড়াচ্ছে, বিবর্তন যার চাবিকাঠি। এই পর্যবেক্ষণগুলো স্থির অবস্থা তত্ত্বের সম্পূর্ণ বিরুদ্ধে।
মহা বিস্ফোরণ তত্ত্বের ইতিহাস
এর দুই বছর পর এডুইন হাবল লেমাইট্‌রের তত্ত্বের সপক্ষে একটি পর্যবেক্ষণমূলক প্রমাণ উপস্থাপন করেন। তিনি আবিষ্কার করেন যে পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান ছায়াপথসমূহ থেকে নিঃসৃত আলোর লাল অপসারণ হচ্ছে এবং এই অপসারণ পৃথিবী থেকে তাদের দূরত্বের সমানুপাতিক। অর্থাৎ একটি ছায়াপথ পৃথিবী থেকে যত দূরে তা থেকে নিঃসৃত আলোর বর্ণালীর মধ্যে ততই লাল আলো প্রকট হয়ে উঠছে। এই ঘটনাটি বর্তমানে হাবলের নীতি নামে পরিচিত।বিশ্বতাত্ত্বিক নীতি অনুসারে মহাবিশ্বকে যখন যথেষ্ট বৃহৎ স্কেলের দূরত্বের সাপেক্ষে দেখা হয় তখন এর কোন নির্দিষ্ট দিক বা বিশিষ্ট দিক ও স্থান পাওয়া যায় না। এই নীতিকে সত্য মেনেই হাবল প্রমাণ করেছিলেন যে মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হচ্ছে। কিন্তু এই তত্ত্ব স্বয়ং আইনস্টাইন কর্তৃক প্রতিষ্ঠিত অসীম এবং অপরিবর্তনীয় বিশ্বের তত্ত্বের সম্পূর্ণ বিরোধী।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
সৃষ্টির প্রাথমিককালে মহাবিশ্ব সুষম এবং সমতাপীয় রূপে একটিই অতি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপবিশিষ্ট পদার্থ দ্বারা পূর্ণ ছিল। মহাবিশ্ব সৃষ্টির ১০ সেকেন্ড পর পদার্থবিজ্ঞানের সূত্রগুলো কার্যকারিতা লাভ করে। তাই এই সময়কে প্ল্যাংকের সময় বলা হয়। প্ল্যাংকের সময়ের প্রায় ১০ সেকেন্ড পর একটি দশা পরিবর্তন তথা অবস্থান্তর অবস্থার সূচনা ঘটে যার ফলে মহাজাগতিক স্ফীতি শুরু হয়। এই সময় মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হতে শুরু করে। এ সময় থেকে মূলত মহাবিশ্বের exponential সম্প্রসারণ শুরু হয়।
আইজাক নিউটনের জীবন
১৬৮৪ সনের পূর্বে নিউটন মহাকর্ষ সম্বন্ধে তার গবেষণাকর্মগুলো প্রকাশের তেমন কোন তাগিদ অনুভব করেন নি। এর মধ্যে হুক, এডমুন্ড হ্যালি এবং স্যার ক্রিস্টোফার রেন মহাকর্ষ সম্বন্ধে বিচ্ছিন্নভাবে কিছু তত্ত্ব বা তথ্য আবিষ্কার করেছিলেন যদিও তারা কেউই গ্রহের কক্ষপথ সম্বন্ধে কোন সুনির্দিষ্ট তত্ত্ব প্রদানে সক্ষম হন নি। ঐ বছর বিজ্ঞানী এডমুন্ড হ্যালি এ বিষয়টি সম্বন্ধে নিউটনের সাথে কথা বলেন এবং এই দেখে অবাক হন যে নিউটন বিষয়টি এতোদিনে সমাধান করে ফেলেছেন। নিউটন হ্যালির কাছে চারটি উপপাদ্য এবং সাতটি সমস্যা প্রস্তাব করেন যেগুলো তার গবেষণা কাজের মূল অংশ হিসেবে চিহ্নিত হয়ে আসছে। ১৬৮৫ এবং ১৬৮৬ সালের মধ্যে প্রায় সতের-আঠার মাস জুড়ে তার লেখা সবচেয়ে বিখ্যাত গ্রন্থ তথা ফিলোসফিয়া ন্যাচারালিস প্রিন্সিপিয়া ম্যাথামেটিকা রচনা করেন যার ইংরেজি নাম দেয়া হয় Mathematical Principles of Natural Philosophy। এই গ্রন্থের তিনটি অংশ আছে। নিউটন তৃতীয় অংশটিকে সংক্ষিপ্ত করতে চেয়েছিলেন। কিন্তু হ্যালি তাকে তৃতীয় অংশটি বিস্তারিত লেখার ব্যাপারে উৎসাহিত করেন। রয়েল সোসাইটি গ্রন্থটি প্রকাশের অর্থ সংকুলানে অপারগতা প্রকাশ করে। এবারও হেলিই এগিয়ে আসেন। তিনি বইটি প্রকাশের সমস্ত ব্যয়ভার বহন করেন এবং এর ফলে ১৬৭৮ সনে পদার্থবিজ্ঞান ও গণিতের ইতিহাসে অবিস্মরণীয় এই বইটি প্রকাশিত হয়। প্রকাশের পর সমগ্র ইউরোপ জুড়ে এটি বিপুল সাড়া জাগাতে সক্ষম হয়। এরই ধারাবাহিকতায় তখনকার সময়ের সবচেয়ে বিখ্যাত বিজ্ঞানী হিসেবে খ্যাত ক্রিশ্চিয়ান হাইগেন্‌স ১৬৮৯ সনে নিউটনের সাথে ব্যক্তিগতভাবে সাক্ষাৎ করার জন্য ইংল্যান্ডে যান।
ভ্যাকুয়াম শক্তি
১৯৩৪ খ্রিস্টাব্দে জর্জ ল্যমেত্র্‌ "অবস্থার আদর্শ প্রবাহী সমীকরণ" ব্যবহার করে মহাজাগতিক ধ্রুবকের উৎপত্তির কারণকে ভ্যাকুয়াম শক্তির সাহায্যে ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করেন । ১৯৪৮ খ্রিস্টাব্দে ক্যাসিমির ক্রিয়া ভ্যাকুয়াম শক্তির পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণের সুযোগ দেয়। যাইহোক, ১৯৫৫ খ্রিস্টাব্দে এভজেনি লিফসিৎজ ক্যাসিমির ক্রিয়ার উৎপত্তির অন‍্য কারণ ব্যাখ্যা করেন । ১৯৫৭ খ্রিস্টাব্দে লি এবং ইয়াং ভগ্ন প্রতিসাম্য ও প্যারিটি লঙ্ঘন ধারণা প্রমাণ করেন, যার জন্য তাঁরা নোবেল পুরস্কার লাভ করেন। ১৯৭৩ খ্রিস্টাব্দে এড‌ওয়ার্ড ট্রাইঅন "শূন্য-শক্তি মহাবিশ্ব" ধারণার প্রবর্তন করেন। এই তত্ত্ব অনুযায়ী সমগ্র মহাবিশ্ব একটি বৃহৎ মাপের কোয়ান্টাম বলবিদ্যাজনিত ভ্যাকুয়াম ফ্লাকচুয়েশন যাতে ঋণাত্মক মানের মহাকর্ষীয় স্থিতিশক্তির দ্বারা ধনাত্মক মানের ভর-শক্তির ভারসাম্য রক্ষিত হয় । ১৯৮০র দশকে, "গ্ৰ্যান্ড ইউনিফিকেশন তত্ত্বে" করা নির্দিষ্ট ক্ষেত্র গুলির সাথে ভ্যাকুয়াম শক্তি সৃষ্টিকারী ক্ষেত্র সমূহের সম্পর্ক স্থাপনের অনেকগুলি চেষ্টা করা হয় এবং মহাবিশ্বের পর্যবেক্ষণলব্ধ তথ্যের সঙ্গে এগুলির মধ্যে একটিও খাপ খায় কিনা তা নিশ্চিত করার চেষ্টা করা হয়। যাইহোক, যেসব কণা বা ক্ষেত্র এমন ঘনত্ব যুক্ত ভ্যাকুয়াম শক্তির জন্ম দেয়, যে তা প্রসারমাণ মহাবিশ্বের তত্ত্বে প্রয়োজনীয়, তাদের সঠিক প্রকৃতি এখনও একটি রহস্য।
বিবর্তন বিরোধিতা
চার্লস ডারউইন ১৮৫৯ সালে তার বই অন দ্য অরিজিন অব স্পিসিস প্রকাশ করেন। প্রথমে এটা বিজ্ঞানীদের সমালোচনার মুখে পড়ে কারণ তৎকালীন সময়ে জীবের পরিবর্তনের/জীবের উৎপত্তির/ এক প্রজাতি থেকে আরেক প্রজাতির উদ্ভবের নানান ধারণা('এসব পরীক্ষণীয় ছিল না') প্রচলিত ছিল। কিন্তু অবশেষে বৈজ্ঞানিক মহল সম্পুর্ণভাবে একে স্বীকার করে নেয়। ১৯৪০ এর পরে মুলধারার জীববিজ্ঞানীরা সকল বিতর্কের উর্ধ্বে উঠে বিবর্তনকে স্বীকৃতি দেন কারণ তারা বিবর্তনকে(নব্য ডারউইন সংশ্লেষণ ও বিবর্তনের পক্ষে প্রমাণ উপস্থাপন করে) পর্যবেক্ষণ করেন। সেসময় থেকেই বিজ্ঞানীদের সংস্থার তুলনায় ধর্মীয় জায়গা থেকে অধিক সমালোচনা এসেছিল। সৃষ্টিবাদের নামে।(এমন এক প্রকার বিশ্বাস যেখানে ধারণা করা হয় অসীম ক্ষমতাধর ঈশ্বর/সত্তা এই মহাজগৎ এবং জীবন সৃষ্টি করেছেন অলৌকিক ক্ষমতার দ্বারা)।
নব্য সৃজনবাদীরা এক নতুন পথচলার সূচনা করে, যার নাম রাখা হয় সৃষ্টিবাদ বিজ্ঞান, নব্যসৃজনবাদ বিজ্ঞান, বুদ্ধিমান ডিজাইন ইত্যাদি। এইসব কিছু এমন এক বিশ্বাসের কথা বলে যেখানে জীবনকে অলৌকিক ক্ষমতাধরের নকশা হিসেবে উল্লেখ করা হয়েছে, বলা হয় এ মহাজগতের সব কিছুই সৃষ্টি হয়েছে কোনো বুদ্ধিমান ঈশ্বরের দ্বারা। তারা দাবী করেন এটা বিজ্ঞানসম্মত এবং সর্বসাধারণের এটা পড়া এবং শিক্ষা নেওয়া উচিত। এই সৃজনবাদ বনান বিবর্তনবাদ বিতর্ক বহুদূর পর্যন্ত বিস্তৃত হয় এবং নতুন নতুন অভিযোগ বিবর্তনের বিরুদ্ধে (যেমনঃ স্বাভাবিক বিজ্ঞান মানছে না, নৈতিকতাহীন, সম্ভাবনা সূত্রের লঙ্ঘন এবং প্রমাণ ও ভিত্তিহীন ইত্যাদি) উত্থাপিত হতে থাকে। যাই হোক বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায় তাদের এই সব অভিযোগকে নিন্দুকের অপব্যাখ্যা, ভিত্তিহীন বলে আখ্যায়িত করে।
হাবলের সূত্র
যদিও সবাই Edwin Hubble কে এর কৃতিত্ব দেয়, কিন্তু এই সমীকরণটি প্রথম পাওয়া গেছে ১৯২৭ সালে Georges Lemaitre এর সাধারণ আপেক্ষিক সমীকরণ নামক প্রতিবেদনে যেখানে তিনি বলেন যে মহাকাশ সম্প্রসারিত হচ্ছে এবং তিনি এই সম্প্রসারণের হারের একটি নির্দিষ্ট মান প্রস্তাব করেন এখন যা হাবলের ধ্রুবক নামে পরিচিত । দুই বছর পর, হাবল এই নীতির সত্যতা নিশ্চিত করেন এবং ধ্রুবকের অধিক সঠিক মান নির্ণয় করেন যা তার নাম বহন করছে।
তড়িৎ ও ইলেক্ট্রনিক প্রকৌশল
এই দুজনের অবদানের কারণে তড়িৎ প্রকৌশল বেশ অগ্রসর হয়ে যায়। আবেশ মোটর ও পলিফেজ ব্যবস্থার উপরে টেসলার কাজ অনেক দিন ধরে বিজ্ঞানীদেরকে প্রভাবিত করে রাখে। অন্যদিকে টমাস এডিসন টেলিগ্রাফ এবং স্টক টিকারের প্রভূত উন্নতি ঘটান যা তাঁর কোম্পানির জন্য অত্যন্ত লাভজনক হয়। এডিসনের কোম্পানি পরে বিখ্যাত জেনারেল ইলেকট্রিক কোম্পানিতে রূপান্তরিত হয়। ইতিমধ্যে ১৮ শতকের শেষ দিকে তড়িৎ প্রকৌশলের জগতে অন্যান্য দিকপালের আগমন শুরু হয়ে যায়।
বেতারের উন্নয়নের সময়কালে অনেক বিজ্ঞানী ও আবিষ্কারক বেতার এবং ইলেক্ট্রনিক্সের উন্নয়নে অবদান রাখেন। হাইন্‌রিশ হের্ৎস ১৮৮৮ সালে তাঁর বিখ্যাত ইউএইচএফ (UHF) পরীক্ষার সময়ে বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির সাহায্যে বেতার তরঙ্গ প্রেরণ (স্পার্ক গ্যাপ ট্রান্সমিটারের সাহায্যে) ও চিহ্নিত করতে সক্ষম হন। ১৮৯৫ সালে নিকোলা টেসলা নিউ ইয়র্কের ওয়েষ্ট পয়েন্টে অবস্থিত তাঁর পরীক্ষাগার থেকে ৮০.৪ কিমি দূরে বেতার সংকেত ধরতে সক্ষম হন। ১৯০৪ সালে জন ফ্লেমিং প্রথম বেতার টিউব, যা ডায়োড নামে পরিচিত, আবিষ্কার করেন। দুই বছর পরে রবার্ট ভন লিবেন ও লি ডি ফরেষ্ট পৃথক গবেষণায় বিবর্ধক টিউব বা ট্রায়োড আবিষ্কার করেন। তারপর ১৯৩১ সালে ম্যানফ্রেড ভন আর্ডেনে ক্যাথোড রশ্মি নল আবিষ্কার করেন যা পরবর্তীতে টেলিভিশন উদ্ভাবনে সহায়তা করেছিল। ১৯২০ সালে আলবার্ট হাল ম্যাগনিট্রন আবিষ্কার করেন যা ১৯৪৬ সালে পার্সি স্পেনসারকে মাইক্রোওয়েভ ওভেন উদ্ভাবনে সহায়তা করেছিল। ১৯৩৪ সালে ব্রিটিশ সেনাবাহিনী ডঃ উইম্পেরিসের নেতৃত্বে রাডার (এটিও ম্যাগনিট্রন ব্যবহার করে তৈরী) উদ্ভাবনের পথে অনেকদূর এগিয়ে যায় এবং ১৯৩৬ সালের আগস্ট মাসে বাউডসেতে প্রথম রাডার কেন্দ্র স্থাপন করে।
লোহিত সরণ
ফরাসি পদার্থবিজ্ঞানী আর্মান্ড হিপ্পোলাইট লুই ফিজো ১৮৪৮ সালে সর্বপ্রথম ডপলার লোহিত সরণ ব্যাখ্যা করেন। তিনি তারার বর্ণালি রেখায় সরণের কারণ হিসেবে ডপলার ক্রিয়াকে উল্লেখ করেছিলেন। নির্দিষ্ট এই ক্রিয়াটিকে তাই অনেক সময় ""ডপলার-ফিজো ক্রিয়া"" বলা হয়ে থাকে। ১৮৬৮ সালে ব্রিটিশ জ্যোতির্বিজ্ঞানী উইলিয়াম হাগিন্‌স এই ক্রিয়া ব্যবহার করে প্রথম পৃথিবী থেকে অপসৃয়মাণ তারার বেগ নির্ণয় করেন। ১৮৭১ সালে।
উইলেম ডে সিটার
১৯৩২ সালে আইনস্টাইন ও ডে সিটার একসাথে একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেন যাতে মহাবিশ্বের বিখ্যাত আইনস্টাইন-ডে সিটার মডেল প্রস্তাব করা হয়। একটি সম্প্রসারণশীল মহাবিশ্বের জন্য আইনস্টাইনের ক্ষেত্র সমূকরণসমূহের খুব সাধারণ একটি সমাধান এটি। এই গবেষণাপত্রেই তারা বলেছিলেন মহাবিশ্বে এমন অনেক পদার্থ থাকতে পারে যারা আলো নিঃসরণ করে না এবং তাদেরকে সনাক্তও করা যায়নি। বর্তমানে এই পদার্থকে বলা হয় তমোবস্তু বা ডার্ক ম্যাটার।
গ্লোবাল ভিলেজ
কানাডিয়ান দার্শনিক ও লেখক হার্বাট মার্শাল ম্যাকলুহান হলেন প্রথম ব্যক্তি যিনি "গ্লোবাল ভিলেজ" শব্দটিকে সকলের সামনে তুলে ধরে একে জনপ্রিয় করে তোলেন। ১৯৬২ সালে তাঁর প্রকাশিত "গুতেনবার্গ গ্যালাক্সি" এবং ১৯৬৪ সালে প্রকাশিত "আন্ডারস্ট্যান্ডিং মিডিয়া" বইয়ের মাধ্যমে এই বিষয়টি গুরুত্ব লাভ করে।
জর্জ ল্যমেত্র্‌
জর্জ এদুয়ার ল্যমেত্র্‌ () (জুলাই ১৭, ১৮৯৪ - জুন ২০, ১৯৬৬) বিখ্যাত বেলজীয় বিশ্বতত্ত্ববিদ। তিনি ১৯২৭ সালে প্রস্তাব করেছিলেন যে, মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ একটি আদি অবস্থা থেকে শুরু হয়েছিলো। তিনি বলেন সেই আদি অবস্থা ছিল একটি "আদি পরমাণু" বা Primeval atom। লেমাইট্‌র আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব নিয়ে গবেষণা করেন এবং সেই তত্ত্বে উল্লেখিত ক্ষেত্র সমীকরণসমূহের অনেকগুলো সমাধান করতে সমর্থ হন। এই সমাধানগুলোর উপর ভিত্তি করেই আধুনিককালে মহা বিস্ফোরণ মতবাদ গড়ে উঠেছে।
ল্যমেত্র্‌ বেলজিয়ামের শার্লরোয়া (Charleroi) অঞ্চলে জন্মগ্রহণ করেন। তিনি মূলত একজন পুর প্রকৌশলী (Civil Engineer) ছিলেন; এছাড়াও তিনি খ্রিস্টান ধর্মযাজক (priest) হিসেবে প্রশিক্ষণ গ্রহণ করেছিলেন। তিনি ব্রিটেনের কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয় এবং যুক্তরাষ্ট্রের ম্যাসাচুসেট্‌স ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে (এমআইটি) জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞান বিষয়ে অধ্যয়ন করেন। এমআইটি-তে অধ্যয়নকালে তিনি মার্কিন জ্যোতির্বিজ্ঞানী এডউইন হাবল এবং হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানী হারলো শ্যাপলি দ্বারা প্রভাবিত হন। এই দুজনই প্রসারণশীল মহাবিশ্বের ধারণা গ্রহণ করেছিলেন। তিনি ১৯২৭ সালে বেলজিয়ামের লিউভেন বিশ্ববিদ্যালয়ে জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক হিসেবে যোগ দেন।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
তিনটি পরিমাপের উপর ভিত্তি করে মহাবিশ্বের যে বয়স পাওয়া গেছে তা হল প্রায় ১৩.৭ ± ০.২ বিলিয়ন বছর। এই পরিমাপ তিনটি হচ্ছে: প্রথম ধরণের অতি নব তারা ব্যবহার করে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের পরিমাপ, মহাজাগতিক ক্ষুদ্র তরঙ্গ পটভূমিতে তাপমাত্রার উঠানামার পরিমাপ এবং ছায়াপথসমূহের কোরিলেশন ফাংশন পরিমাপ। এই তিনটি পরিমাপ স্বাধীনভাবে করা হয়েছে এবং তিনটি পরিমাপই তথাকথিত ল্যাম্ব্‌ডা-সিডিএম নকশাকে গভীরভাবে সমর্থন করেছে। এই নকশা মহাবিশ্বের অভ্যন্তরস্থ সবকিছুর সুন্দর বর্ণনা দিতে সক্ষম।
মহাকর্ষ
স্যার আইজাক নিউটন ১৬৮৭ খ্রিস্টাব্দে প্রকাশিত তাঁর "Philosophia Naturalis Principia Mathmatica" বইটিতে "মহাকর্ষ" বিষয়ে ধারণা দেন ৷ তাঁর সূত্রটি ছিল:"এই বিশ্বে যে-কোনো দুটি বস্তুকণা তাদের সংযোজী সরলরেখা বরাবর পরস্পরকে আকর্ষণ করে। এই আকর্ষণ বল কণাদুটির ভরের গুণফলের সমানুপাতিক এবং তাদের দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক।" এ সূত্রানুসারে যদি দুটি বস্তুর ভর যথাক্রমে formula_1 ও formula_2 এবং মধ্যবর্তী দূরত্ব formula_3 হয় তবে
কার্ল ফ্রিড‌রিশ গাউস
গাউস সংখ্যাতত্ত্বেও গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখেন। ১৮০১ সালে প্রকাশিত বই "ডিসকিশিয়নেস এরিথমেটিকা" (ল্যাটিন, পাটীগণিতে অনুসন্ধান) এ তিনি কনগ্রুয়েন্স বা অনুসমতার জন্যে একটি নতুন চিহ্নের &equiv ব্যবহার প্রচলন করেন এবং এর মাধ্যমে ভাগশেষ পাটীগণিতের পরিষ্কার উপস্থাপনা করেন, দ্বিঘাত অন্যোন্যতা তত্ত্বের প্রথম দুইটি প্রমাণ লিপিবদ্ধ করেন, দ্বিমিক (binary) ও ত্রিমিক (ternary) দ্বিঘাত রূপের তত্ত্ব বর্ণনা করেন, তাদের জন্যে শ্রেণী সংখ্যা সমস্যা (class number problem) উদ্ধৃত করেন, এবং দেখান যে সুষম সপ্তদশভুজ কম্পাস ও দাগ-না-কাটা রুলার দিয়ে অঙ্কণ (Compass and straightedge constructions) করা সম্ভব।
একই বছর ইতালীয় জ্যোতির্বিজ্ঞানী জুসেপ্পে পিয়াৎজি (Giuseppe Piazzi) বামন গ্রহ সেরেস (Ceres) আবিষ্কার করেন, কিন্তু তিনি মাত্র কয়েকদিন গ্রহটি পর্যবেক্ষণ করতে সমর্থ হন। গাউস গ্রহটির অবস্থান সঠিকভাবে হিসাব করে পুনরায় একে খুঁজে পাওয়ার পথ বাতলে দেন, এবং ১৮০১ সালের ৩১শে ডিসেম্বর ফ্রাঞ্জ জাভের ফন জাখ (Franz Xaver von Zach) গোথায় গ্রহটি পুনরাবিষ্কার করেন এবং তার এক দিন পর হাইনরিশ অলবের্স-ও (Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers) ব্রেমেনে বসে গ্রহটি খুঁজে পেতে সমর্থ হন। জাখ মন্তব্য করেন, "ডক্টর গাউসের বুদ্ধিদীপ্ত গণনা ছাড়া আমরা হয়তো গ্রহটি আর খুঁজে পেতাম না।" যদিও তখন পর্যন্ত গাউস ডিউকের কাছ থেকে বৃত্তি পাচ্ছিলেন, তিনি এই ব্যবস্থার নিরাপত্তা নিয়ে শঙ্কিত ছিলেন, তাছাড়া তিনি মনে করতেন বিশুদ্ধ গণিত অর্থনৈতিক সহায়তা লাভ করার মত যথেষ্ট গুরুত্বপূর্ণ নয়। তিনি জ্যোতির্বিজ্ঞানী হিসেবে চাকরি খঁজতে শুরু করেন এবং ১৮০৭ সালে গোটিঙেনের জ্যোতির্বিজ্ঞান পর্যবেক্ষণ কেন্দ্রে জ্যোতির্বিজ্ঞান অধ্যাপক ও পরিচালক হিসেবে নিয়োগ লাভ করেন। জীবনের শেষ দিন পর্যন্ত তিনি এ চাকরিতে বহাল ছিলেন।
আইজাক নিউটন
গাছ থেকে একটি আপেলতে পড়তে দেখে নিউটন প্রথম সর্বজনীন মহাকর্ষ বলের সূত্র নিয়ে গবেষণায় উদ্বুদ্ধ হয়েছিলেন বলে একটি বিখ্যাত গল্প প্রচলিত রয়েছে। কার্টুনের মাধ্যমে আরও ফুটিয়ে তোলা হয়েছে যে, আপেলটি আসলে নিউটনের মাথায় আঘাত করেছিল এবং এ কারণেই মহাকর্ষের বুদ্ধিটি তার মাথায় খেলে যায়। নিউটনের ভাইয়ের মেয়ের স্বামী এবং রয়েল মিন্টে তার সহকারী জন কন্ডুইট নিউটনের জীবনী লিখতে গিয়ে এই ঘটনাটির বর্ণনা দিয়েছেন এভাবে:
ক্রমপ্রসারমাণ মহাবিশ্ব
ব্যাকরিয়্যাকশন অনুমান (backreaction conjecture) নামের অন্য একটি নকশার ধারণা দেন বিশ্বতাত্ত্বিক সিসকি রাসানেন (Syksy Räsänen): মহাবিশ্বের প্রসারনের হার সমসত্ত্ব নয়, বরং আমরা এমন একটি অঞ্চলে রয়েছি যেখানে প্রসারনের হার পটভূমির চেয়ে বেশি। আদি মহাবিশ্বের অসমসত্ত্বতার কারণে দেওয়াল ও বুদবুদের সৃষ্টি হয়, যেখানে বুদবুদের ভিতরে গড় মানের চেয়ে কম পদার্থ থাকে। সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্ব অনুযায়ী এখানে স্থানের বক্রতা দেওয়াল গুলির চেয়ে কম, এবং সেজন্য মনে হয় যে এগুলির আয়তন বেশি ও প্রসারনের হার উচ্চ। অধিক ঘনত্ব যুক্ত অংশ গুলিতে উচ্চ মহাকর্ষীয় বলের প্রভাবে প্রসারনের হার মন্দীভূত হয়। সেজন্য, উচ্চ ঘনত্ব যুক্ত অংশ গুলির ভিতরের দিকে সংকোচন, ও বুদবুদ গুলির ত্বরণ যুক্ত প্রসারনকে এক‌ইরকম দেখায়, যা আমাদের এই সিদ্ধান্তে উপনীত করে যে মহাবিশ্ব ক্রমপ্রসারমাণ। এর সুবিধা হল যে এরজন্য তমোশক্তির মতো কোনো নতুন পদার্থবিজ্ঞান লাগে না। রাসানেন যদিও এই নকশাকে সম্ভাব্য বলে মনে করেন না, তবুও কোনো ত্রুটি না থাকায় এর একটি সম্ভাবনা রয়েই যায়। এরজন্য একটি উচ্চ ঘনত্ব বিচ্যুতির (২০%) প্রয়োজন।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
মহাবিস্ফোরণ শব্দটি স্থূল অর্থে প্রাচীনতম একটি বিন্দুর অতি শক্তিশালী বিস্ফোরণকে বোঝায় যার মাধ্যমে মহাবিশ্বের সৃষ্টি হয়েছিল, আবার অন্যদিকে এই বিস্ফোরণকে কেন্দ্র করে মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও গঠন নিয়ে বিশ্বতত্ত্বে যে মতবাদের সৃষ্টি হয়েছে তাকেও বোঝায়। এর মাধ্যমেই মহাবিশ্বের প্রাচীনতম বস্তুসমূহের গঠন সম্পর্কে ব্যাখ্যা পাওয়া যায়, যার জন্য মহাবিস্ফোরণ মতবাদের পরই আলফার-বেটে-গ্যামফ তত্ত্ব প্রণীত হয়েছে। মহাবিস্ফোরণের একটি উল্লেখযোগ্য ফলাফল হল, বর্তমানে মহাবিশ্বের অবস্থা অতীত এবং ভবিষ্যতের অবস্থা থেকে সম্পূর্ণ পৃথক। এই তত্ত্বের মাধ্যমেই ১৯৪৮ সালে জর্জ গ্যামফ অনুমান করতে পেরেছিলেন যে, মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণের অস্তিত্ব রয়েছে। ১৯৬০-এর দশকে এটি আবিষ্কৃত হয় এবং স্থির অবস্থা তত্ত্বকে অনেকটাই বাতিল করে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বকে প্রমাণ করতে সমর্থ হয়।
প্রসারমান মহাবিশ্বের ভবিষ্যৎ
১৯৭০-এর দশকে জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানী জামাল ইসলাম এবং ফ্রিম্যান ডাইসন প্রসারমান মহাবিশ্বের ভবিষ্যৎ নিয়ে চর্চা করেছিলেন। ১৯৯৯ সালে জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানী ফ্রেড অ্যাডামস এবং গ্রেগরি লাফলিন তাদের প্রকাশিত দ্য ফাইভ এজেস অফ দি ইউনিভার্স নামের বইতে প্রসারমান মহাবিশ্বের অতীত ও ভবিষ্যৎকে পাঁচটি যুগে ভাগ করেন। প্রথমটি "আদিম" (primordial) যুগ, ঠিক মহাবিস্ফোরণের পরবর্তী সময়, যখন নক্ষত্ররাও তৈরি হয়নি। দ্বিতীয়টি হচ্ছে "নক্ষত্রবহুল" (stelliferous) যুগ, যা বর্তমান যুগ এবং আমাদের দৃশ্যমান সমস্ত নক্ষত্র এবং ছায়াপথ এর অন্তর্ভুক্ত। এই সময়ে সংকোচনশীল বাতাসের মেঘপুঞ্জ থেকে নক্ষত্ররা তৈরি হচ্ছে। এর পরবর্তীতে আছে অধঃপতন (degenerate) যুগ, যে পর্বে নক্ষত্রের সম্পূর্ণ পুড়ে যাবে এবং নাক্ষত্রিক অবশেষ - শ্বেত বামন নক্ষত্র, নিউট্রন তারকা এবং কৃষ্ণগহ্বর অবশিষ্ট থাকবে। এর পরে কৃষ্ণগহ্বর যুগে শ্বেত বামন নক্ষত্র, নিউট্রন তারকা এবং অন্যান্য অপেক্ষাকৃত ছোটো মহাজাগতিক বস্তু প্রোটন ক্ষয়ের মাধ্যমে ধ্বংস হয়ে যাবে আর শুধু কৃষ্ণগহ্বর বাকি থাকবে। সর্বশেষে আছে তমোযুগ (Dark age), কৃষ্ণগহ্বর অন্তর্হিত হবে, প্রোটন আর লেপটনের পাতলা গ্যাসীয় মিশ্রণ পড়ে থাকবে।
মহাকর্ষ
বিজ্ঞানী নিউটন সর্বপ্রথম মহাকর্ষ বলের গাণিতিক ব্যাখ্যা প্রদান করেন। এটি নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র নামে পরিচিত। আধুনিক পদার্থবিদ্যায় মহাকর্ষ সবচেয়ে সঠিকভাবে আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব (আইনস্টাইন দ্বারা প্রস্তাবিত) দ্বারা বর্ণনা করা হয়। আইনস্টাইনের মতে স্থান-কালের বক্রতার কারণেই মহাকর্ষ বল সৃষ্টি হয়।
মহাবিশ্ব (গ্রন্থ)
মহাবিশ্ব বাংলাদেশের প্রথাবিরোধী লেখক হুমায়ুন আজাদ রচিত একটি মহাকাশ বিজ্ঞান ও জ্যোতির্বিজ্ঞান বিষয়ক প্রবন্ধ সংকলন। ২০০০ খ্রিষ্টাব্দের ফেব্রুয়ারিতে (ফাল্গুন, ১৪০৬ বঙ্গাব্দ) আগামী প্রকাশনী, ঢাকা থেকে এটি গ্রন্থাকারে প্রকাশিত হয়। হুমায়ুন আজাদ এই গ্রন্থটি উৎসর্গ করেছেন গ্যালিলিও গ্যালিলি এবং জিয়োরদানো ব্রুনোকে।
মহাকাশ অনুসন্ধান
প্রথম সফল মানব মহাকাশযাত্রা হয় ১৯৬১ সালের ১২ই এপ্রিলে। ভস্টক ১ (পূর্ব ১) ২৭ বছর বয়স্ক রাশিয়ান মহাকাশচারী ইউরি গ্যাগারিনকে মহাকাশে নিয়ে যায়। এই মহাকাশযানটি প্রায় ১ ঘন্টা এবং ৪৮ মিনিট ধরে পৃথিবীর চারদিকে একবার আবর্তন করে। ভস্টক ১ এর এক মাসের মধ্যে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র প্রথমবার অ্যালান শেপার্ডকে মারকিউরি-রেডস্টোনের উপকাক্ষিক যাত্রায় মহাকাশে পাঠায়। ১৯৬২ সালের ২০ ফেব্রুয়ারীতে জন গ্লেন মারকিউরি-অ্যাটলাস ৬ এ পৃথিবীকে আবর্তনের মাধ্যমে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র কাক্ষিক যাত্রা অর্জন করে।
পুরকৌশল
পদার্থবিজ্ঞান এবং গণিতের সূত্রগুলিকে পুরকৌশলের জন্য ব্যবহার উপযোগী করে গড়ে তোলার প্রথম প্রচেষ্টাটি করেন আর্কিমিডিস তৃতীয় খ্রিস্টপূর্বাব্দ সালে, যার মধ্যে আর্কিমিডিসের তত্ত্ব অন্তর্গত ছিল, যা প্লবতা সম্পর্কে আমাদের ধারণা মজবুত করতে সাহায্য করে এবং আমাদেরকে বিভিন্ন ব্যবহারউপযোগী সমাধান যেমন আর্কিমিডিসের স্ক্রু বানাতে সাহায্য করে। ব্রহ্মগুপ্ত, একজন ভারতীয় গণিতবিদ, সপ্তম খ্রিস্টাব্দে হিন্দু-আরবিক সংখ্যাতত্ত্বের উপর ভিত্তি করে, পাটিগণিত ব্যবহার করে খননকৃত এলাকার আয়তন বের করবার পদ্ধতি আবিষ্কার করেন।
সাধারণ আপেক্ষিকতার ভূমিকা
১৯০৫ সালে আলবার্ট আইনস্টাইন তার বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব প্রকাশ করেন যা নিউটনের গতি সূত্রের সাথে তড়িৎগতিবিজ্ঞানের (যা আহিত বস্তুনিচয়ের মধ্যকার আকর্ষণ নিয়ে কাজ করে) সমন্বয় সাধন করেছিল। এই তত্ত্ব স্থান এবং কাল বিষয়ে সম্পূর্ণ নতুন ধারণার প্রবর্তনের মাধ্যমে পদার্থবিজ্ঞানের সকল শাখার জন্য একটি নব কাঠামো দাঁড় করিয়ে দিয়েছিল। কিন্তু, সে সময়ে নিশ্চিতরূপে সমর্থিত কিছু তত্ত্ব এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিলনা। যেমন নিউটনের মহাকর্ষ তত্ত্ব, যা যেকোন বস্তুর মধ্যকার পারষ্পরিক আকর্ষণকে বর্ণনা করে।
বিসিএস তত্ত্ব
বিসিএস তত্ত্ব বা বার্ডিন-কুপার-শ্রিফার তত্ত্ব (জন বার্ডিন, লিয়ন কুপার এবং জন রবার্ট শ্রিফার এর নামে নাম দেয়া) ১৯১১ সালে হেইকে কামারলিং ওনেস এর অতিপরিবাহিতার উপর আবিস্কারের পর দেয়া প্রথম আণুবীক্ষণিক তত্ত্ব। এই তত্ত্ব অনুসারে কুপার জোড়ার বোসনের মত অবস্থায় ঘনীভূত হওয়ার কারণে আণুবীক্ষণিক ফল হিসেবে অতিপরিবাহিতার উদ্ভব ঘটে। নিউক্লিয় পদার্থবিদ্যায় পারমাণবিক নিউক্লিয়াসে নিউক্লিয়নগুলোর মধ্যে জোড় মিথস্ক্রিয়া ব্যাখ্যা করতেও এই তত্ত্ব ব্যবহার করা হয়। 
১৯৫৭ সালে বার্ডিন, কুপার এবং শ্রাইফার এই তত্ত্বের প্রস্তাব করেন এবং সেজন্য ১৯৭২ সালে পদার্থবিদ্যায় নোবেল পুরস্কার লাভ করেন।
চতুর্মাত্রিক ক্ষেত্র
১৮২৭ সালে মবিয়াস এই সিদ্ধান্তে আসেন যে, একটি চতুর্মাত্রিক ক্ষেত্রে একটি ত্রিমাত্রিক ক্ষেত্রকে এর দর্পন প্রতিবিম্বের মাধ্যমে আবর্তিত করা যায়। আর ১৮৫৩ সালের দিকে লুডউইগ শাফলি অনেক ধরনের বহু মাত্রার পলিটোপ আবিষ্কার করেন, যদিও তার মৃত্যুর পরেও তার এ কাজ প্রকাশিত হয়নি। উচ্চতর মাত্রাসমুহ খুব শীঘ্রই ফার্ম ফুটিং এ রাখা হয়েছিল যা বার্নার্ড তার থিসিস "Über die Hypothesen welche der Geometrie zu Grunde liegen এ" ১৮৫৪ সালে ব্যাখ্যা দেন, যেখানে তিনি একটি "বিন্দু"-কে যেকোনো স্থানাঙ্কের পর্যায়ক্রম ("x...,x") বিবেচনা করেছেন।
আব্বাসীয় খিলাফত
মধ্যযুগে মুসলিম বিশ্বে জ্যোতির্বিজ্ঞান আল বাত্তানির মাধ্যমে বিকাশ লাভ করে। তিনি পৃথিবীর অক্ষের ঘূর্ণনের উপর গবেষণা করেন। আল বাত্তানি, ইবনে রুশদ, নাসিরুদ্দিন তুসি, মুয়ায়েদুদ্দিন উরদি ও ইবনে আল শাতির কর্তৃক ভূকেন্দ্রিক মডেলের সংশোধন পরবর্তীতে কোপারনিকাসের সৌরকেন্দ্রিক মডেলে ব্যবহৃত হয়। গ্রীকরা এস্ট্রোলেব নির্মাণ করলেও মুসলিম জ্যোতির্বিদ ও প্রকৌশলীরা এর বিকাশ ঘটান এবং এরপর তা মধ্যযুগের ইউরোপে পৌছায়।
লাইবনিৎস ও নিউটনের ক্যালকুলাস বিবাদ
সপ্তদশ শতাব্দীতে আইজাক নিউটন এবং গটফ্রিড লাইবনিৎস এই দুজনের মধ্যে কে প্রথমে ক্যালকুলাস আবিষ্কার করেছিলেন তা নিয়ে একটি বিবাদ সৃষ্টি হয়েছিল। এই বিবাদটিই ইতিহাসে লাইবনিৎস ও নিউটনের ক্যালকুলাস বিবাদ নামে পরিচিত। নিউটন দাবী করেছিলেন, ১৬৬৬ সালে তিনি ক্যালকুলাস আবিষ্কার করেছেন। তার আবিষ্কৃত ক্যালকুলাস ছিল মূলত "ফ্লাক্সিয়ন এবং ফ্লুয়েন্টের পদ্ধতি"। কিন্তু ১৬৬৬ এরও কয়েক দশক পরে তিনি প্রথমবারের মত এই পদ্ধতির কথা গবেষণাপত্র আকারে প্রকাশ করেন। এর মধ্যে অবশ্য তার একটি প্রকাশনার পিছনের পাতায় এ সংক্রান্ত সামান্য কিছু কথা উল্লেখ করেছিলেন। অপরদিকে লাইবনিৎস ১৬৭৪ সালে ক্যালকুলাসের একটি ধরণ আবিষ্কার করেন এবং ১৬৮৪ সালেই তা গবেষণাপত্র আকারে প্রকাশ করেন। ১৬৯৬ সালে গিয়্যোম দ্য লোপিতাল লাইবনিৎসের ক্যালকুলাস বিষয়ে একটি লেখা প্রকাশ করেছিলেন। অপরদিকে নিউটন ১৬৯৩ সালে প্রথম ক্যালকুলাসের কছু অংশ প্রকাশ করেন এবং ১৭০৪ সালে সম্পূর্ণ প্রকাশ করেন। ১৬৭৬ সালে লাইবনিৎস লন্ডন ভ্রমণে গিয়ে নিউটনের একটি অপ্রকাশিত পাণ্ডুলিপি দেখেছিলেন। এ কারণেই প্রশ্ন উত্থাপিত হয়, লাইবনিৎস নিউটনের ধারণার উপর ভিত্তি করেই ক্যালকুলাসের উন্নয়ন ঘটিয়েছিলেন কি-না। এই প্রশ্ন থেকে একটি দীর্ঘ বুদ্ধিবৃত্তিক বিবাদের সূচনা হয়, কে আগে ক্যালকুলাস আবিষ্কার করেছিলেন তা নিয়ে। ১৬৯৯ সাল থেকে হালকা হালকা শুরু হয়ে ১৭১১ সালের পর এই বিবাদ পূর্ণোদ্যমে চলা শুরু করে।
আইজাক নিউটন
১৬৮৪ সনের পূর্বে নিউটন মহাকর্ষ সম্বন্ধে তার গবেষণাকর্মগুলো প্রকাশের তেমন কোন তাগিদ অণুভব করেন নি। এর মধ্যে হুক, এডমান্ড হ্যালি এবং স্যার ক্রিস্টোফার রেন মহাকর্ষ সম্বন্ধে বিচ্ছিন্নভাবে কিছু তত্ত্ব বা তথ্য আবিষ্কার করেছিলেন যদিও তারা কেউই গ্রহের কক্ষপথ সম্বন্ধে কোন সুনির্দিষ্ট তত্ত্ব প্রদানে সক্ষম হন নি। ঐ বছর বিজ্ঞানী এডমুন্ড হ্যালি এ বিষয়টি সম্বন্ধে নিউটনের সাথে কথা বলেন এবং এই দেখে অবাক হন যে নিউটন বিষয়টি এতোদিনে সমাধান করে ফেলেছেন। নিউটন হ্যালির কাছে চারটি উপপাদ্য এবং সাতটি সমস্যা প্রস্তাব করেন যেগুলো তার গবেষণা কাজের মূল অংশ হিসেবে চিহ্নিত হয়ে আসছে। ১৬৮৫ এবং ১৬৮৬ সালের মধ্যে প্রায় সতের-আঠার মাস জুড়ে তার লেখা সবচেয়ে বিখ্যাত গ্রন্থ তথা ফিলোসফিয়া ন্যাচারালিস প্রিন্সিপিয়া ম্যাথামেটিকা রচনা করেন যার ইংরেজি নাম দেয়া হয় Mathematical Principles of Natural Philosophy। এই গ্রন্থের তিনটি অংশ আছে। নিউটন তৃতীয় অংশটিকে সংক্ষিপ্ত করতে চেয়েছিলেন। কিন্তু হ্যালি তাকে তৃতীয় অংশটি বিস্তারিত লেখার ব্যাপারে উৎসাহিত করেন। রয়েল সোসাইটি গ্রন্থটি প্রকাশের অর্থ সংকুলানে অপারগতা প্রকাশ করে। এবারও হেলিই এগিয়ে আসেন। তিনি বইটি প্রকাশের সমস্ত ব্যয়ভার বহন করেন এবং এর ফলে ১৬৭৮ সনে পদার্থবিজ্ঞান ও গণিতের ইতিহাসে অবিস্মরণীয় এই বইটি প্রকাশিত হয়। প্রকাশের পর সমগ্র ইউরোপ জুড়ে এটি বিপুল সাড়া জাগাতে সক্ষম হয়। এরই ধারাবাহিকতায় তখনকার সময়ের সবচেয়ে বিখ্যাত বিজ্ঞানী হিসেবে খ্যাত ক্রিশ্চিয়ান হাইগেন্‌স ১৬৮৯ সনে নিউটনের সাথে ব্যক্তিগতভাবে সাক্ষাৎ করার জন্য ইংল্যান্ডে যান।
সাধারণ আপেক্ষিকতা
সাধারণ আপেক্ষিকতা বা আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব (ইংরেজিতে General Theory of Relativity তথা GTR নামে পরিচিত) বলতে বিজ্ঞানী আলবার্ট আইনস্টাইন কর্তৃক ১৯১৫-১৯১৬ সালে আবিষ্কৃত মহকার্ষের জ্যামিতিক তত্ত্বকে বোঝায়। এটি বিশেষ আপেক্ষিকতা এবং নিউটনের মহাকর্ষ তত্ত্বকে একীভূত করার মাধ্যমে একটি বিশেষ অন্তর্দৃষ্টির জন্ম দিয়েছে। অন্তর্দৃষ্টিলব্ধ বিষয়টি হচ্ছে, স্থান এবং কালের বক্রতার মাধ্যমে মহাকর্ষীয় ত্বরণকে ব্যাখ্যা করা সম্ভব। স্থান-কালের মধ্যস্থিত পদার্থের ভর-শক্তি এবং ভরবেগের কারণেই এই বক্রতার উৎপত্তি ঘটে।
আপেক্ষিকতা তত্ত্ব
বিশেষ আপেক্ষিকতা স্থানকালের কাঠামোর একটি তত্ত্ব। এটি আলবার্ট আইনস্টাইন প্রথম ১৯০৫ সালে "On the Electrodynamics of Moving Bodies" নামক গবেষণা পত্রে প্রকাশ করেন। বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদ দুইটি উপপাদ্যর ভিত্তিতে প্রতিষ্ঠিত, যার সাথে সনাতন বলবিজ্ঞানের বৈপূরত্ব আছে। 
১) সমবেগে চলমান সকল পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে পদার্থবিজ্ঞানের নিয়মাবলী অভিন্ন (আপেক্ষিকতাবাদের মূলনীতি)।
২) শূন্য মাধ্যমে আলোর গতিবেগ সমস্ত পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে একই এবং তা আলোর উৎসের ও পর্যবেক্ষকের গতির সাথে নিরপেক্ষ । 
সামগ্রিকভাবে এই তত্ত্ব ব্যবহারিক পরীক্ষার ফলাফল সনাতন বলবিজ্ঞানের চেয়ে ভালোভাবে ব্যাখ্যা করতে পারে। মাইকেলসন-মোরলী পরীক্ষাটি বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদের দ্বিতীয় উপপাদ্য সমর্থন করে, তাছাড়া এই তত্ত্ব অনেক বিস্ময়কর ফলাফলেরও ব্যাখ্যা দেয়।
যেমন একজন পর্যবেক্ষকের পরিমাপে দুইটি ঘটনা তাৎক্ষনিক ঘটলেও অন্য একজন পর্যবেক্ষকের পরিমাপে তা নাও হতে পারে, যদি তারা একজন অপর জনের সাপেক্ষে গতিশীল হয়।
সময় প্রসারণ : একজন চলন্ত পর্যবেক্ষকেরের ঘড়ি, স্থীর পর্যবেক্ষকেরের ঘড়ির চেয়ে ধীরেধীরে টিক্ পরিমাপ করে।
দৈর্ঘ্য সঙ্কোচন: বস্তুর গতির দিকে তার দৈর্ঘ্য সঙ্কোচন ঘটে বলে পর্যবেক্ষকের কাছে পরিমিত হয়। 
ভর-শক্তির সাম্যতা: E = mc (শক্তির পরিমাণ = বস্তুর ভর × আলোর বেগের বর্গ), শক্তি এবং ভর সমতুল্য এবং পারস্পরিক পরিবতনযোগ্য।
ইয়োহানেস কেপলার
কেপলারের প্রথম জ্যোতির্বিজ্ঞান গ্রন্থ "মুস্তেরিয়ুম কসমোগ্রাফিকুম" (মহাবিশ্বের পবিত্র রহস্য) ছিল কোপের্নিকুসের বিশ্ব ব্যবস্থা প্রমাণের জন্য প্রকাশিত প্রথম বই। কেপলারের দাবী অণুসারে ১৫৯৫ সালের ১৯শে জানুয়ারি গ্রাৎসের একটি শ্রেণীকক্ষে রাশিচক্রে শনি ও বৃহস্পতি গ্রহের পর্যাবৃত্ত সংযোগ পড়ানোর সময় তার মনে এক স্বর্গীয় চিন্তা খেলে যায়; তিনি বুঝতে পারেন সুষম বহুভুজের অন্তর্বৃত্ত এবং পরিবৃত্ত যেমন বহুভুজটির সাথে সর্বদা একটি নির্দিষ্ট অণুপাতে আবদ্ধ হয়, মহাবিশ্বের জ্যামিতিক ভিত্তিও সম্ভবত তেমন। এরপর অনেক ধরনের পরীক্ষা করেন, কিন্তু অতিরিক্ত গ্রহ যোগ করেও শেষ পর্যন্ত সুষম বহুভুজদের এমন কোন সমাবেশ পাননি যা তখন পর্যন্ত জানা জ্যোতিষ্কগুলোর গতিপথ ব্যাখ্যা করতে পারে। অগত্যা ত্রিমাত্রিক বহুতলক নিয়ে কাজ শুরু করেন। এভাবে আবিষ্কার করেন যে, পাঁচটি প্লেটোনীয় ঘনবস্তুকে খ-গোলকের মাধ্যমে অন্তর্লিখিত এবং পরিলিখিত করা যায়। তিনি বস্তুগুলোর একটিকে আরেকটির ভেতর স্থাপন করে প্রতিটিকে একটি অন্তর্বৃত্ত ও একটি পরিবৃত্ত দ্বারা আবদ্ধ করেন। এক বস্তুর অন্তর্বৃত্ত তার পরের বস্তুটির পরিবৃত্তের সাথে মিলে একটি খ-গোলক গঠন করে। এভাবে পাঁচটি বস্তুর জন্য মোট ছয়টি গোলক পাওয়া যায়। তখন পর্যন্ত জানা ছয়টি গ্রহকে (বুধ, শুক্র, পৃথিবী, মঙ্গল, বৃহস্পতি এবং শনি) কেপলার এই ছয় গোলকে স্থান করে দেন। অষ্টতলক, বিংশতলক, দ্বাদশতলক, চতুস্তলক এবং ঘনক- এই বস্তু পাঁচটিকে সঠিক ক্রমে সাজিয়ে দেখেন, গোলকগুলোকে এমন দূরত্বে স্থাপন করা সম্ভব যাতে তা গ্রহীয় কক্ষপথের আপেক্ষিক আকারের প্রতিনিধিত্ব করে। অবশ্যই সে সময়কার জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে দূরত্বের যে মান পাওয়া গিয়েছিল সেটাই তাকে ব্যবহার করতে হয়েছে। এমনকি কেপলার প্রতিটি গ্রহের খ-গোলকের সাথে তার কক্ষীয় পর্যায়কালের সম্পর্কসূচক একটি সূত্রও আবিষ্কার করে ফেলেন : ভেতর থেকে বাইরের দিকে যেতে থাকলে কক্ষীয় পর্যায়কালের বৃদ্ধি পরস্পরসংলগ্ন গ্রহ দুটির কক্ষীয় ব্যাসার্ধ্যের পার্থক্যের দ্বিগুণ। পরে অবশ্য সঠিক মান নির্ণয়ে সীমাবদ্ধতার কথা বিবেচনা করে তিনি এই সূত্রটি পরিত্যাগ করেছিলেন।
জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল
জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল (১৩ই জুন, ১৮৩১ - ৫ই নভেম্বর, ১৮৭৯) স্কটিশ পদার্থবিজ্ঞানী যিনি তড়িচ্চুম্বকীয় তত্ত্ব আবিষ্কারের জন্য স্মরণীয় হয়ে আছেন। ঊনবিংশ শতকের বিজ্ঞানী হয়েও বিংশ শতকের বিজ্ঞানের উপর এতো প্রভাব ম্যাক্সওয়েল ছাড়া আর কারও ছিল না। এজন্যই আবিষ্কারের মৌলিকত্বের বিচারে নিউটন ও আইনস্টাইনের সাথে তার নাম করা হয়। ১৯৩১ সালে ম্যাক্সওয়েলের জন্ম শতবার্ষিকী পালিত হয়েছিল। সে সময় আইনস্টাইন বলেছিলেন, নিউটনের পর থেকে পদার্থবিজ্ঞান যত বিজ্ঞানীর দেখা পেয়েছে তার মধ্যে তিনিই সবচেয়ে সফল এবং প্রভাবশালী।
আইজাক নিউটন
প্রকৃতি এবং যুক্তি দ্বারা বোধগম্য মৌল নীতিসমূহের আলোকে নিউটনই প্রথম মহাবিশ্বের ধারণাকে পরিষ্কার করতে সমর্থ হন। এজন্য একেই বলা যায় আলোকিত যুগের আদর্শের সূচনা। জন লক এবং ভলতেয়ার রাজনৈতিক পদ্ধতিতে প্রাকৃতিক নিয়মের প্রয়োগ ঘটিয়েছেনএবং এর মাধ্যমে অন্তর্জাত অধিকার সম্বন্ধে উপদেশ দিয়েছেন; অ্যাডাম স্মিথ এবং অনেক ফিজিওক্র্যাটরা মনোবিজ্ঞান এবং আত্ম-চাহিদার প্রাকৃতিক ধারণাসমূহকে অর্থনৈতিক পদ্ধতিতে প্রয়োগ করেন এবং সমাজবিজ্ঞানীরা প্রগতির প্রাকৃতিক নকশার সাথে ইতিহাসের সামঞ্জস্য স্থাপনের চেষ্টা করার জন্য বর্তমান সামাজিক আইনের সমালোচনা করেন। Monboddo এবং স্যামুয়েল ক্লার্ক নিউটনের গবেষণার উপাদানসমূহ নিয়ে কাজ করা থেকে বিরত থেকেছেন, কিন্তু অনিবার্যভাবেই প্রকৃতি সম্বন্ধে তাদের শক্তিশালী ধর্মীয় চিন্তাধারার সাথে বিরোধ স্থাপনের জন্য তারা নিউটনের গবেষণা যুক্তি দিয়ে বোঝার চেষ্টা করতে বাধ্য হয়েছেন।
মহাবিশ্ব
পৃথিবী এবং অন্যান্য সমস্ত গ্রহ , সূর্য ও অন্যান্য তারা ও নক্ষত্র , জ্যোতির্বলয়স্থ স্থান ও এদের অন্তর্বর্তীস্থ গুপ্ত পদার্থ , ল্যামডা-সিডিএম নকশা , তমোশক্তি ও শূণ্যস্থান (মহাকাশ) - যেগুলো এখনও তাত্ত্বিকভাবে অভিজ্ঞাত কিন্তু সরাসরি পর্যবেক্ষিত নয় - এমন সব পদার্থ ও শক্তি মিলে যে জগৎ তাকেই বলা হচ্ছে মহাবিশ্ব বা বিশ্ব-ব্রহ্মাণ্ড। আমাদের পর্যবেক্ষণ-লব্ধ মহাবিশ্বের ব্যাস প্রায় । পুরো বিশ্বের আকার অজানা হলেও এর উপাদান ও সৃষ্টিধারা নিয়ে বেশ কয়েকটি hypotheses বিদ্যমান । মহাবিশ্বের উৎপত্তি সংক্রান্ত বিষয়কে বলে বিশ্বতত্ত্ব। দৃশ্যমান মহাবিশ্বের সুদূরতম প্রান্তের পর্যবেক্ষণ ও বিভিন্ন তাত্ত্বিক গবেষণায় মনে হয় মহাবিশ্বের প্রতিটি প্রক্রিয়াই তার সৃষ্টি থেকেই একই ধরণের প্রাকৃতিক নিয়ম ও কয়েকটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক দ্বারা নির্ধারিত হয়। বিগ ব্যাং (Big Bang) তত্ত্ব অনুসারে এর আয়তন ক্রমবর্ধমান। সম্প্রতি আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানীদের বিভিন্ন তত্ত্বে আমাদের এই দৃশ্যমান মহাবিশ্বের পাশাপাশি আরো অনেক মহাবিশ্ব থাকার অর্থাৎ অনন্ত মহাবিশ্ব থাকার সম্ভাবনার কথাও বলা হচ্ছে।
কম্পনশীল মহাবিশ্ব
১৯২০ এর দশকে তাত্ত্বিক পদার্থবিদ, বিশেষ করে আলবার্ট আইনস্টাইন, কম্পনশীল মহাবিশ্বের নকশার সম্ভাবনা মহাবিশ্বের বিকাশ নকশার বিকল্প হিসেবে বিবেচনা করেন। ১৯৩৪ সালে রিচার্ড টলম্যান প্রমাণ করে যে কম্পনশীল মহাবিশ্বের নকশায় সমস্যার কারণে এই প্রাথমিক প্রচেষ্টাসমূহ ব্যর্থ হয়: তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র অনুসারে, এনট্রপি শুধু বৃদ্ধিই পেতে পারে। ২০১১ সালে ২০০,০০০ ছায়াপথ ও ৭ বিলিয়ন কসমিক বছরের উপর পাঁচ-বছরের জরিপে উল্লেখ করা হয় যে, তমোশক্তি ত্বরক গতিতে আমাদের মহাবিশ্বকে পৃথক করছে।
পরীক্ষামূলক পদার্থবিজ্ঞান
আধুনিক ইউরোপের প্রস্তুতি প্রাক্কালে, বিজ্ঞান বিপ্লবের সময়ে, গ্যালিলিও, হাইগেন্স, কেপলার, প্যাসকেল, নিউটন প্রমুখ বিজ্ঞানীরা বিজ্ঞানের স্বতন্ত্র একটি ক্ষেত্র হিসেবে 
পরীক্ষামূলক পদার্থবিজ্ঞান এর প্রতিষ্ঠা করেন। সতের শতকের প্রারম্ভে গ্যালিলিও বলবিজ্ঞানের বেশ কিছু তত্ত্বের সত্যতা নিরূপণের লক্ষ্যে বহু সংখ্যক পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেন। অধুনা তাঁর কর্মপদ্ধতি "বৈজ্ঞানিক কর্মপদ্ধতি" তথা বিজ্ঞানীর কাজের ধারা নামে সুপরিচিত। তিনি পরীক্ষণের মাধ্যমে বস্তুর জড়তার তত্ত্ব প্রমাণ করেন, যা পরে নিউটনের প্রথম গতিসূত্র নামে পরিচিত হয়।
পৃথিবীর ভবিষ্যৎ
মহাবিশ্ব সম্প্রসারণশীল বা প্রসারণশীল। এই মহাবিশ্ব কি চিরকালই সম্প্রসারিত হতে থাকব? এটা নির্ভর করে মহাবিশ্বে কি পরিমাণ পদার্থ রয়েছে এবং কত দ্রুত তা প্রসারিত হচ্ছে। মহাবিশ্বের পরিণতি সম্পর্কে তিন রকমের ধারণা করা যায়।
মহাশূন্য
১৯৬৯ খ্রীস্টাব্দের ১৬ই জুলাই জ্যোতির্বিজ্ঞান ও মহাকাশ আবিষ্কারের ইতিহাসে সর্ববৃহৎ অভিযান, প্রথম মনুষ্যবাহী মহাকাশযান অ্যাপোলো ১১, যা ২০ জুলাই চাঁদে অবতরণ করে। এই অভিযানে অংশনেন দলপ্রধান নীল আর্মস্ট্রং, চালক মাইকেল কলিন্স, এডুইন অল্ড্রিন জুনিয়র এবং কমান্ড মডিউল। পরবর্তীতে আবিষ্কার হয়েছে প্লুটো সহ অন্যান্য বামন গ্রহ, নেহারিকা, ধূমকেতু, কৃষ্ণগহ্বর।বিজ্ঞান ও অত্যাধুনিক প্রযুক্তি কাজে লাগিয়ে তৈরি হয়েছে শক্তিশালী কৃত্রিম উপগ্রহ, দূরবীক্ষণ যন্ত্র ইত্যাদি। যথাঃ হাবল টেলিস্কোপ। আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞান মহাবিশ্বকে দূরবীক্ষণ যন্ত্র ছাড়া আমাদের চোখের সামনে তুলে ধরেছে। আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞান বেশ কয়েকজন বিজ্ঞানীর কারনে পরিপূর্ণতা লাভ করেছে। তাদের মদ্ধে, আন্নি জাম কেনন (Annie Jump Cannon), মারিয়া মিশেল (Maria Mitchell), সি.ডব্লীউ থমবারগ(C.W. Tombaugh) হানরিটা সোয়ান লেভিট (Henrietta Swan Leavitt) প্রমুখ।
সৃষ্টি–বিবর্তন বিতর্ক
যদিও নব্য সৃষ্টিবাদীরা দাবী করে পৃথিবী এবং সমগ্র মহাবিশ্ব একই সাথে প্রায় ছয় হাজার বছর আগে স্রষ্টা কর্তৃক সৃষ্ট। তবে আধুনিক বিজ্ঞানের কল্যাণে সবাই জানেন বিগব্যাং এর মাধ্যমে বিশ্বব্রহ্মাণ্ড শুরুর কথা। নাসার উইলকিনসন মাইক্রোওয়েভ অ্যানিসোট্রপি প্রোব তথা ডব্লিউএমএপি নামক প্রকল্প অনুসারে মহাবিশ্বের বয়স প্রায় (১৩.৭ ± .২) × ১০ বছর ।
বিশ্বের ইতিহাস
১৯৫৭ সালের ৪ঠা অক্টোবর সোভিয়েত ইউনিয়ন মহাশূন্যে বিশ্বের সর্বপ্রথম কৃত্রিম উপগ্রহ উৎক্ষেপ করে, যার নাম ছিল স্পুতনিক ১। উপগ্রহটি ঘণ্টায় ২৮ হাজার কিলোমিটার বেগে ৯৬ মিনিটে একবার পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করত এবং একটি বেতার সংকেত প্রেরণ করতে থাকে যা বিশ্বের সর্বত্র গৃহীত হয়। এরপরে স্পুতনিক ২ নামক উপগ্রহে করে লাইকা নামের কুকুরটি প্রথম প্রাণী হিসেবে মহাশূন্যে ভ্রমণ করে; মহাকাশযানটি পৃথিবীতে ফেরত আসতে পারেনি, ফলে মহাশূন্যেই লাইকার মৃত্যু ঘটে। ঠিক তার পরের বছরই ১৯৫৮ সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র তাদের প্রথম কৃত্রিম উপগ্রহ এক্সপ্লোরার ১ উৎক্ষেপন করে। দুই পক্ষই মহাকাশ বিজ্ঞানের পেছনে বিপুল পরিমাণ অর্থ ব্যয় করে। ১৯৫৯ সালে সোভিয়েত মহাশূন্য অনুসন্ধান উপগ্রহ লুনা ২ চাঁদে অবতরণ করে। ১৯৬১ সালে সোভিয়েত ইউনিয়ন সর্বপ্রথম মানুষ পরিবহনকারী মহাকাশযান ভোস্তক ১ আকাশে উৎক্ষেপ করে। সোভিয়েত ইউরি গ্যাগারিন প্রথম নভোচারী হিসেবে পৃথিবী প্রদক্ষিণ করেন; তিনি ১৯৬১ সালের ১২ই এপ্রিল পৃথিবীপৃষ্ঠ থেকে ৩০০ কিলোমিটার উচ্চতায় ভোস্তক মহাকাশযানে বসে প্রায় ৮৯ মিনিট ধরে পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করেন। ১৯৬৩ সালে ভালেন্তিনা তেরেস্কোভা প্রথম নারী হিসেবে মহাশূন্যে ভ্রমণ করেন। ১৯৬৫ সালে রুশ নভোচারী আলেক্সি লেওনভ প্রথম নভোচারী হিসেবে মহাশূন্যে পদচারণা করেন।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
এর দুই বছর পর এডুইন হাবল ল্যমেত্রর তত্ত্বের সপক্ষে একটি পর্যবেক্ষণমূলক প্রমাণ উপস্থাপন করেন। তিনি আবিষ্কার করেন যে, পৃথিবী থেকে দৃশ্যমান ছায়াপথসমূহ থেকে নিঃসৃত আলোর লোহিত অপসারণ হচ্ছে এবং এই অপসারণ পৃথিবী থেকে তাদের দূরত্বের সমানুপাতিক। অর্থাৎ একটি ছায়াপথ পৃথিবী থেকে যত দূরে তা থেকে নিঃসৃত আলোর বর্ণালি ততোই লাল তথা দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরে যাচ্ছে। এই ঘটনাটি বর্তমানে হাবলের নীতি নামে পরিচিত। বিশ্বতাত্ত্বিক নীতি অনুসারে মহাবিশ্বকে যখন যথেষ্ট বৃহৎ মাপের দূরত্বের সাপেক্ষে দেখা হয় তখন এর কোন নির্দিষ্ট বা বিশিষ্ট দিক ও স্থান পাওয়া যায় না। এই নীতিকে সত্য মেনেই হাবল প্রমাণ করেছিলেন যে মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হচ্ছে। কিন্তু এই তত্ত্ব স্বয়ং আইনস্টাইন কর্তৃক প্রতিষ্ঠিত অসীম এবং অপরিবর্তনীয় বিশ্বের তত্ত্বের সম্পূর্ণ বিরোধী। 
দুইটি স্বতন্ত্র সম্ভাবনা রয়েছে। একটি ফ্রেড হয়েলের স্থির অবস্থা নকশা, যা অনুসারে মহাবিশ্ব যখন সম্প্রসারিত হতে শুরু করে তখন এখানে নতুন পদার্থ সৃষ্টি হতে পারে। এই নকশা অনুসারে সময়ের যে কোন বিন্দুতে মহাবিশ্ব একইরকম থাকে। অন্যটি হল ল্যমেত্র্‌র "মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব" যা মূলত জর্জ গ্যামফ কর্তৃক পূর্ণতা লাভ করেছে। ল্যমেত্র্‌র এই তত্ত্বটির নাম কিন্তু হয়েলই দিয়েছিলেন। হয়েল ১৯৪৯ সালের ২৮শে মার্চ বিবিসিতে প্রচারিত থার্ড প্রোগ্রাম নামক অনুষ্ঠানে অনেকটাই শ্লেষের বশে ল্যমেত্র্‌র এই তত্ত্বটিকে "বিগ ব্যাং" বলে আখ্যায়িত করেন যার দ্বারা একটি বিশাল গণ্ডগোলই বুঝায়। এর পরেও বিভিন্ন অনুষ্ঠানে তাকে এই নামটি ব্যবহার করতে দেখা যায়। বিশেষত ১৯৫০ সালে "বস্তুর ধর্মের" উপর প্রদত্ত পাঁচটি গুরুত্বপূর্ণ বক্তৃতায় ল্যমেত্র্‌র তত্ত্বকে বোঝানোর জন্য তিনি এই নাম ব্যবহার করেন। বক্তৃতা প্রচারিত হওয়ার এক সপ্তাহের মধ্যেই এর প্রতিটি দ্য লিসেনার পত্রিকায় প্রকাশিত হতো। এই পত্রিকাতেই "বিগ ব্যাং" নামটি প্রথম ছাপার অক্ষরে ব্যবহৃত হয়। হয়েল এবং ল্যমেত্র্‌ কর্তৃক প্রস্তাবিত এই দুটি নকশা ছাড়াও মহাবিশ্বের উৎপত্তি নিয়ে বেশ কিছু নকশা প্রস্তাব করা হয়। এর মধ্যে উল্লেখযোগ্য হচ্ছে মাইন নকশা (Milne model), রিচার্ড টলম্যান কর্তৃক প্রস্তাবিত কম্পনশীল মহাবিশ্ব এবং ফ্রিৎস জুইকি প্রস্তাবিত দুর্বল আলো প্রকল্প।
জর্জ ল্যমেত্র্‌
ল্যমেত্র্‌ একটি আদি পরমাণুর উল্লেখ করেন যার বিস্ফোরণের ফলে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ শুরু হয়। এই আদি পরমাণুটি ছিল একটি বড়সড় ডিমের মত যা সূর্য অপেক্ষা প্রায় ৩০ গুণ বড়। এর মধ্যে মহাবিশ্বের বর্তমান উপাদানসমূহ সৃষ্টির জন্য প্রয়োজনীয় সকল উপাদান ছিল। এই আদি পরমাণুটি বর্তমানকাল থেকে ২০ - ৬০ বিলিয়ন বছর পূর্বে অস্তিত্বশীল ছিল বলে তিনি ধারণা করেন।
মহাপৃথিবী
মহাপৃথিবী (ইংরেজি: Môhaprithibi) কবি জীবনানন্দ দাশের চতুর্থ কাব্যগ্রন্থ। এটি প্রকাশিত হয় ১৯৪৪ খ্রিস্টাব্দে (১৩৫১ বঙ্গাব্দ); প্রকাশক ছিলেন পূর্বাশা লিমিটেডের পক্ষে সত্যপ্রসন্ন ঘোষ। ঝরাপালক (১৯৪২), ধূসর পাণ্ডুলিপি (১৯৩৬) ও বনলতা সেন (১৯৪২) এর পর ১৯৪৪ খ্রিস্টাব্দে ‘মহাপৃথিবী’ কাব্যগ্রন্থটি প্রকাশ করেছিলেন জীবনানন্দ দাশ। মহাপৃথিবী’র সবচেয়ে বিখ্যাত কবিতা আট বছর আগের একদিন।
এডুইন হাবল
বেগ এবং দূরত্বের মধ্যে এই সম্পর্ক প্রতিষ্ঠা করতে যেয়ে হাবল একটি ধ্রুবকের গোড়াপত্তন করেন যা হাবল ধ্রুবক নামে পরিচিত। বিজ্ঞানীরা হাবল ধ্রুবকের সঠিক মান আজও বের করতে পারেননি। পারলে মহাবিশ্বের সঠিক বয়স এবং মানুষের পক্ষে পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের ব্যাসার্ধ্য উভয়টিই জানা যেতো। মহাবিশ্ব অসীম হতে পারে, কিন্তু এর পুরোটা আমরা পর্যবেক্ষ করতে পারবো না। দূরত্বের সাথে সাথে যদি বেগও বাড়তে থাকে তবে এমন ছায়াপথ অবশ্যই থাকবে যার বেগ আলোর বেগের সমান। সেই ছায়াপথ থেকে পৃথিবীর দূরত্বই হবে পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের ব্যাসার্ধ্য। কারণ এই ছায়াপথ থেকে আলো কখনোই পৃথিবীতে পৌঁছাতে পারবেনা। আর এর বাইরের কিছু দেখাও তাই অসম্ভব। এই ব্যাসকে হাবল ব্যাসার্ধ্য বলে।
আলবার্ট আইনস্টাইন
আইনস্টাইন পদার্থবিজ্ঞানের বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রচুর গবেষণা করেছেন এবং নতুন উদ্ভাবন ও আবিষ্কারে তার অবদান অনেক। সবচেয়ে বিখ্যাত আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্ব বলবিজ্ঞান ও তড়িচ্চৌম্বকত্বকে একীভূত করেছিল এবং আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব অসম গতির ক্ষেত্রে আপেক্ষিকতার তত্ত্ব প্রয়োগের মাধ্যমে একটি নতুন মহাকর্ষ তত্ত্ব প্রতিষ্ঠিত করেছিল। তার অন্যান্য অবদানের মধ্যে রয়েছে আপেক্ষিকতাভিত্তিক বিশ্বতত্ত্ব, কৈশিক ক্রিয়া, ক্রান্তিক উপলবৎ বর্ণময়তা, পরিসাংখ্যিক বলবিজ্ঞানের চিরায়ত সমস্যাসমূহ ও কোয়ান্টাম তত্ত্বে তাদের প্রয়োগ, অণুর ব্রাউনীয় গতির একটি ব্যাখ্যা, আণবিক ক্রান্তিকের সম্ভ্যাব্যতা, এক-আণবিক গ্যাসের কোয়ান্টাম তত্ত্ব, নিম্ন বিকরণ ঘনত্বে আলোর তাপীয় ধর্ম (যা ফোটন তত্ত্বের ভিত্তি রচনা করেছিল), বিকিরণের একটি তত্ত্ব যার মধ্যে উদ্দীপিত নিঃসরণের বিষয়টিও ছিল, একটি একীভূত ক্ষেত্র তত্ত্বের প্রথম ধারণা এবং পদার্থবিজ্ঞানের জ্যামিতিকীকরণ।
ভৌত বিশ্বতত্ত্ব
বিংশ শতাব্দীতে বিশ্বতত্ত্বের জগতে প্রচুর গবেষণা হয়েছে আর এর ফলেই গড়ে উঠেছে বৃহৎ বিস্ফোরণ তত্ত্ব যা এখনকার প্রায় সকল বিজ্ঞানীই মহাবিশ্বের সৃষ্টির কারণ হিসেবে মনে করছেন। অবশ্য এখনও কিছু বিজ্ঞানী এবং গবেষক ভিন্ন মত পোষণ করেন যাদের মাধ্যমে আরো কিছু নীতি জন্মলাভ করেছে যা অস্থায়ি বিশ্বতত্ত্বের অন্তর্গত। সাধারণভাবে বলতে গেলে ভৌত বিশ্বতত্ত্ব মহাবিশ্বের অতিবৃহৎ বস্তুসমূহ নিয়ে আলোচনা করে, যেমন: ছায়াপথ, ছায়াপথ শ্রেণী ও স্তবক, ছায়াপথ মহাস্তবক ইত্যাদি। বিশ্বতত্ত্বের নীতিসমূহ কণা পদার্থবিজ্ঞানের জগতে প্রায় অচল।
আলোর অপেরণ
বিজ্ঞানী জেমস ব্রাডলি ১৭৩৮ সালে আলোর অপেরণ ক্রিয়া আবিষ্কার করেন। তিনি সর্পমণি নামক একটি নক্ষত্রের (ইংরেজি নাম Gamma-Draconis) লম্বন নির্ণয় করছিলেন এবং এসময় মানের গোলমাল দেখতে পান। এই ক্রিয়াটি কোনভাবেই ব্যাখ্যা করা যাচ্ছিলোনা। এ থেকেই তিনি স্থানচ্যুতি বা অপেরণের ধারণা দেন। এর মাধ্যমেই প্রমানিত হয় যে শুন্যে পৃথিবী গতিশীল এবং আলোর বেগ সসীম।
বিবর্তনবাদের ইতিহাস
১৮৫৮ সালে চার্লস ডারউইন এবং আলফ্রেড রাসেল ওয়ালেস এক নতুন বিবর্তনের তত্ত্বের প্রস্তাবনা করেন, বিস্তারিত বিবরণ প্রকাশিত হয় ডারউইনের অন দি অরিজিন অফ স্পিসিস (১৮৫৯) বইতে। লামার্কের বিপরীতে গিয়ে তারা বলেন ‘কমন ডিসেন্ট’ আর জীবনবৃক্ষের শাখাবিন্যাসের কথা, তার অর্থ হল জীবনবৃক্ষের শাখা ধরে উপরের দিকে উঠলে যেকোনও দুটি ভিন্ন প্রজাতিরই কোনো একটি সাধারণ উৎপত্তিস্থল পাওয়া সম্ভব। ডারউইন-ওয়ালেস তত্ত্বের মূল বিষয় ছিল প্রাকৃতিক নির্বাচন প্রক্রিয়া; পশুপালন, জীবভূগোল, ভূতত্ত্ব, অঙ্গসংস্থান ও ভ্রূণবিদ্যা র বিস্তৃত পরিসর থেকে পাওয়া বিভিন্ন প্রামাণিক তথ্য সংশ্লেষ করে এই তত্ত্ব নির্মাণ করা হয়েছিল। প্রকাশের সঙ্গে সঙ্গেই এই তত্ত্ব নিয়ে তুমুল বিতর্কের বাতাবরণে বিবর্তনের সাধারণ ধারণাটা সর্বজনগ্রাহ্য হয়ে পড়ে, যদিও বিবর্তনের পদ্ধতি হিসেবে প্রাকৃতিক নির্বাচন প্রক্রিয়ার স্বীকৃতি এসেছে অনেক দেরিতে, ১৯২০-১৯৪০ সালের মধ্যে জীববিজ্ঞানের প্রভূত অগ্রগতির পরে। এর মাঝের সময়ে, অর্জিত বৈশিষ্ট্যের বংশানুসরণ (নব্য-লামার্কবাদ), আভ্যন্তরীণ চালিকাশক্তির প্রভাব (অর্থোজেনেসিস), আকস্মিক পরিব্যক্তি (স্যালটেশন), ইত্যাদি একাধিক বিকল্প মতবাদের চাপে ডারউইনের তত্ত্ব প্রায় হারিয়েই যেতে বসেছিল। এই ১৮৮০-১৯২০ সালের মধ্যের সময়টাকে ডারউইনের তত্ত্বের গ্রহণকাল বলে উল্লেখ করা হয়। মটরশুঁটি নিয়ে গ্রেগর জোহান মেন্ডেল এর ঊনবিংশ শতকে করা কিছু পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফল পুনরাবিষ্কৃত হয় ১৯০০ সালে, আর ১৯১০ থেকে ১৯৩০ এর মধ্যে রোনাল্ড ফিশার, জে বি এস হ্যালডেন, সিউয়েল রাইট প্রমুখ বিজ্ঞানীরা এই ফলাফলকে প্রাকৃতিক নির্বাচনের সঙ্গে সংযুক্ত করে একটা সম্পূর্ণ নতুন বিষয়, পপুলেশন জেনেটিক্স, এর গোড়াপত্তন করেন। ১৯৩০ থেকে ১৯৪০ এর মধ্যে এই পপুলেশন জেনেটিক্স বিদ্যা জীববিজ্ঞানের অন্যান্য শাখার সঙ্গে যুক্ত হয়ে বিবর্তনের একটা সর্বব্যাপী তত্ত্ব খাড়া করে, যাকে বর্তমানে বলা হয় আধুনিক বিবর্তনিক সংশ্লেষণ।
ক্রমপ্রসারমাণ মহাবিশ্ব
যেসব বিশ্বতাত্ত্বিক নকশায় তমোশক্তি একটি মহাজাগতিক ধ্রুবক‌‌‌, সেক্ষেত্রে সময়ের সঙ্গে সঙ্গে মহাবিশ্ব ক্রমশ এক্সপোনেন্সিয় ভাবে প্রসারিত হবে যতক্ষণ না পর্যন্ত একটি ডি-সিটার স্থানকালে উপনীত হয়। এর ফলে সময়ের সঙ্গে সঙ্গে মহাবিস্ফোরণের সমস্ত প্রমাণ লোপ পাবে, কারণ মহাজাগতিক অনুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ ক্রমশ নিম্ন প্রাবল্য ও উচ্চ তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের দিকে লোহিত অপসরিত হবে। ক্রমেই এর কম্পাঙ্ক এত‌ই কম হবে যে এই বিকিরণ আন্তঃ নাক্ষত্রিক মাধ্যম দ্বারা শোষিত হবে ও ছায়াপথের মধ্যে থাকা যেকোনো পর্যবেক্ষকের দৃষ্টি থেকে ঢাকা পড়ে যাবে। মহাবিশ্বের বর্তমান বয়সের ৫০ গুন বয়সের কম সময়ের মধ্যেই এটি ঘটবে, যা মহাবিশ্বের দূরবর্তী অংশ গুলির অন্ধকারে ডুবে যাওয়ার মধ্য দিয়ে বিশ্বতত্ত্ব বলে আমরা যা জানি, তার অন্ত ঘটাবে।
ইয়োহানেস কেপলার
জোহানেস কেপলার () (২৭শে ডিসেম্বর, ১৫৭১ – ১৫ই নভেম্বর, ১৬৩০) একজন জার্মান গণিতবিদ, জ্যোতির্বিজ্ঞানী ও জ্যোতিষী। তিনি ১৭শ শতকের জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক বিপ্লবের অন্যতম প্রধান ব্যক্তিত্ব, বিখ্যাত হয়ে আছেন কেপলারের গ্রহীয় গতিসূত্রের কারণে। পরবর্তীকালের জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা তাঁর লেখা "আস্ত্রোনমিয়া নোভা", "হারমোনিকেস মুন্দি" এবং "এপিতোমে আস্ত্রোনমিয়াই কোপেরনিকানাই" বইগুলির মধ্যে লেখা নীতিগুলিকেই তাঁর সূত্র হিসাবে নামকরণ করেছেন। কেপলারের আগে গ্রহের গতিপথ জ্যোতিষ্কসমূহের খ-গোলক অণুসরণ করে নির্ণয় করা হত। কেপলারের পরে জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা বুঝতে পারেন গ্রহগুলো উপবৃত্তাকার কক্ষপথ অণুসরণ করে। কেপলারের গ্রহীয় সূত্রগুলো আইজাক নিউটনের বিশ্বজনীন মহাকর্ষ তত্ত্বের ভিত্তি হিসেবে কাজ করেছিল।
ইয়োহানেস কেপলার
১৬১০ সালের প্রথম দিতে গালিলেও গালিলেই তার নতুন শক্তিশালী দূরবিনের সাহায্যে বৃহস্পতি গ্রহকে আবর্তনকারী চারটি উপগ্রহ আবিষ্কার করেন। "সিদেরেয়ুস নুনকিয়ুস" (তারকাশোভিত দূত) বইয়ের মাধ্যমে এই আবিষ্কারের খবর প্রকাশের পর গালিলেও কেপলারের মতামত জানতে চান, যাতে তার পর্যবেক্ষণের গ্রহণযোগ্যতা বৃদ্ধি পায়। কেপলার বেশ উৎসাহের সাথে একটি প্রকাশিত পত্রের মাধ্যমে তার অভিমত জানান, পত্রটির নাম "দিসেরতাশিও কুম নুনকিও সিদেরেও" (তারকাশোভিত দূতের সাথে কথোপকথন)। তিনি গালিলেওর পর্যবেক্ষণকে সত্যায়িত করেন এবং জ্যোতির্বিদ্যা, আলোকবিদ্যা, বিশ্বতত্ত্ব ও জ্যোতিষ শাস্ত্রের জন্য এই আবিষ্কারের অর্থ ও গালিলেওর দূরবিন প্রযুক্তির কার্যকারিতা নিয়ে আলোচনা করেন। সে বছরেরই শেষের দিকে "নারাশিও দে জোভিস সাতেলিতিবুস" প্রকাশের মাধ্যমে নিজের দূরবিন দিয়ে দেখা চাঁদ বর্ণনা করেন। এতে গালিলেওর পর্যবেক্ষণ আরো পাকাপোক্ত হয়। কিন্তু গালিলেও কখনও আস্ত্রোনোমিয়া নোভার প্রতিক্রিয়া (যদি আদৌ থেকে থাকে) প্রকাশ করেননি বলে কেপলার বেশ হতাশই হয়েছিলেন।
সুপরিকল্পিত মহাবিশ্ব
১৯১৩ সালে রসায়নবিদ লরেন্স জোসেফ হ্যাণ্ডারসন (১৮৭৮-১৯৪২) "The Fitness of the Environment," নামক একটি বই লিখেন। এই বইয়েই সর্বপ্রথম পরিকল্পিত মহাবিশ্বের কথা উঠে আসে। হ্যাণ্ডারসন জীবের বেচে থাকার জন্য পানি এবং জৈব পরিবেশের গুরুত্বের কথা বলেন। তিনি পৃথিবীতে পানির ব্যপকতা ও তার গুণাগুণের কথা বিশেষভাবে উল্লেখ করে বলেন, সুনির্দিষ্ট পরিবেশগত অবস্থার কারণেই পৃথিবীতে প্রাণের অস্তিত্ব সম্ভবপর হয়েছে।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
১৯৮৯ সালে নাসা পটভূমি বিকিরণ অনুসন্ধানের জন্য একটি মহাকাশযান প্রেরণ করে যার নাম কসমিক ব্যাকগ্রাউন্ড এক্সপ্লোরার উপগ্রহ বা কোবে (COBE)। এই কৃত্রিম উপগ্রহ থেকে ১৯৯০ সালে প্রাপ্ত তথ্য পটভূমি বিকিরণ সম্বন্ধে মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের ধারণাকে সমর্থন করে। কোবে কর্তৃক প্রাপ্ত অবশেষ তাপমাত্রার (residual temperature) পরিমাণ ছিল ২.৭৩৬ কেলভিন। আরো জানা যায়, সিএমবি প্রতি ১০ ভাগে এক ভাগ মাত্রায় আইসোট্রপীয়। ২০০৩ সালে ডব্লিউএমএপি নামক কৃত্রিম উপগ্রহের মাধ্যমে আরো নিখুঁত তথ্য পাওয়া যায়। এর মাধ্যমে মহাজাগতিক স্ফীতিশীলতা সংক্রান্ত বেশ কয়েকটি নকশা ভুল প্রমাণিত হয়। তবে এর তথ্যগুলো মূল মহাজাগতিক স্ফীতিশীলতা তত্ত্বের পক্ষেই থাকে।
গ্রহসম্পর্কীয় বিজ্ঞান
In more modern times, planetary science began in astronomy, from studies of the unresolved planets. In this sense, the original planetary astronomer would be Galileo, who discovered the four largest moons of Jupiter, the mountains on the Moon, and first observed the rings of Saturn, all objects of intense later study. Galileo's study of the lunar mountains in 1609 also began the study of extraterrestrial landscapes: his observation "that the Moon certainly does not possess a smooth and polished surface" suggested that it and other worlds might appear "just like the face of the Earth itself".
ফ্যাক্ট ও তত্ত্ব হিসেবে বিবর্তন
বিবর্তনের প্রাকৃতিক নির্বাচন তত্ত্বের ক্ষেত্রে, ডারউইন ১৮৩৯ সালে এ নিয়ে চিন্তা করেন এবং অনুমান প্রকল্প গ্রহণ করেন। এর একটি খসড়া তৈরি করা হয় ১৮৪২ সালে। তিনি তার বুদ্ধিমান সঙ্গীদের সাথে এই বিষয়ে আলোচনা করেন এবং আগের লেখা সমুহের উপর ভিত্তি করে তিনি নতুন গবেষণা চালান। এভাবে কয়েক বছরের প্রক্রিয়ায় প্রাপ্ত প্রমাণ, যুক্তি ও বিবর্তন তত্ত্ব ১৮৫৯ সালে তিনি তার অন দি অরিজিন অফ স্পিসিস গ্রন্থে লিপিবদ্ধ করেন।
পদার্থ
১৯৯০-এর দশকের শেষের দিকে মহাবিশ্বের আরেকটি উপাদান আবিষ্কৃত হয়, যার নাম দেওয়া হয় তমোশক্তি। এই তমোশক্তির কারণে মহাবিশ্ব দ্রুত থেকে দ্রুততর সম্প্রসারিত হচ্ছে। তমোশক্তির পরিমাণ এতই বিপুল যে এটি মহাবিশ্বের প্রায় ৬৮% শক্তির প্রতিনিধিত্ব করে। এর তুলনায় তমোপদার্থের শক্তি মহাবিশ্বের মোট শক্তির প্রায় ২৭% এবং সাধারণ পদার্থের শক্তি মহাবিশ্বের সামগ্রিক শক্তির মাত্র প্রায় ৫%।
শেন কুও
তাঁর অন্যতম কীর্তি, ১০৮৮ খ্রিঃ রচিত "স্বপ্ন সরোবর রচনাবলী" বা "স্বপ্ন প্রবাহ রচনাবলী"-তে (; "মেংশি বিতান") শেন প্রথম চৌম্বকীয় সূচীমুখ কম্পাসের বর্ণনা দেন, যা পরবর্তীতে দিক নির্ণয়ের কাজে ব্যবহার হতে শুরু করে। ইউরোপে এই যন্ত্রের আবিষ্কর্তা ছিলেন আলেকজান্ডার নেক্যাম (১১৮৭)। শেন চৌম্বক উত্তর মেরুর দিকে চৌম্বক বিষুবলম্বের মানের ভিত্তিতে প্রকৃত উত্তরের ধারণায় উপনীত হন। নিরালম্ব চৌম্বক সূচ নিয়ে পরীক্ষানিরীক্ষা, ও শেনেরই আবিষ্কৃত মধ্যরেখাতল নির্ণয়ের নিখুঁততর পদ্ধতিতে নির্ণীত ধ্রুবতারা ও প্রকৃত উত্তরের দূরত্বের পরিমাপ এই আবিষ্কারের সহায়ক হয়েছিল। মানবসভ্যতার ইতিহাসে কম্পাস যন্ত্রটিকে দিক নির্ণয়ের ক্ষেত্রে আরও উপযোগী করে তোলার ক্ষেত্রে এটি ছিল এক যুগান্তকারী আবিষ্কার, আর ইউরোপে এই ধারণা পৌঁছেছিল সম্ভবত আরও চারশো বছর পর (১৪৫০ এর কাছাকাছি সময়ে তৈরি জার্মান সূর্যঘড়িতে ব্যবহৃত বিষুবলম্বের ধারণায় প্রাথমিক চীনা কম্পাসের সাথে সাদৃশ্য দেখা যায়)।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
মহাবিশ্বের ত্বরণ সহকারে সম্প্রসারণের উপর আধুনিক পর্যবেক্ষণের ফলে আমরা জানতে পারছি যে বর্তমান দৃশ্যমান মহাবিশ্ব আমাদের ঘটনা দিগন্তের বাইরে চলে যাবে এবং আমরা আর বর্তমান দৃশ্যমান স্থানগুলোকেও দেখতে পারবো না। এর ফলে কি হতে পারে তা সঠিক জানা যায় নি। মহাবিশ্বের ল্যাম্ব্‌ডা-সিডিএম নকশায় অদৃশ্য শক্তিকে একটি মহাজাগতিক ধ্রুবক হিসেবে দেখানো হয়েছে। এই তত্ত্বে বলা হয়েছে, মহাবিশ্বের কেবল মহাকর্ষীয়ভাবে সীমাবদ্ধ বস্তুগুলোই একসাথে থাকবে, যেমন ছায়াপথ; অবশ্য মহাবিশ্বের প্রসারণ ও শীতলায়নের ফলে এদেরও তাপীয় মৃত্যু ঘটবে। অন্য একটি মতবাদ হচ্ছে ফ্যান্টম শক্তি মতবাদ। এটি অনুসারে ছায়াপথ স্তবক, তারা, গ্রহ, পরমাণু বা কেন্দ্রীন সবগুলোই এক সময় ছিন্নভিন্ন হয়ে যাবে এবং চির প্রসারণশীল মহাবিশ্বে এ কারণে এক সময় বিগ রিপ সৃষ্টি হবে।
প্রসারমান মহাবিশ্বের ভবিষ্যৎ
মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ এর ওপর উইলকিন্সন মাইক্রোওয়েভ অ্যানইসোট্রপি প্রব এবং প্লাংক মিশনের পর্যবেক্ষণ থেকে জানা যায় যে মহাবিশ্বের স্থানিক বক্রতা সমতল এবং পর্যাপ্ত পরিমাণে তমোশক্তি বর্তমান। এই পরিস্থিতিতে মহাবিশ্ব অবিরত ত্বরক হারে প্রসারিত হবে। দূরবর্তী সুপারনোভা নিরীক্ষণও মহাবিশ্বের ক্রমবর্ধমান হারে প্রসারণের ঘটনাকে সমর্থন করে। ভৌত বিশ্বতত্ত্বের ল্যামডা-কোল্ড-ডার্ক-ম্যাটার নকশা অনুযায়ী, মহাজাগতিক ধ্রুবকের আকারে তমোশক্তি এই প্রসারণ জ্যামিতিক হারে হবে এবং মহাবি্শ্বের আকার অপরিবর্তনীয় হারে দ্বিগুণ হয়ে যাবে।
মহা বিস্ফোরণ তত্ত্বের ইতিহাস
কিছু সময়ের জন্য স্থির অবস্থা এবং মহা বিস্ফোরণ দুইটি তত্ত্বেরই যথেষ্ট গ্রহণযোগ্যতা ছিল বিধায় বিতর্কেরও অবকাশ ছিল প্রচুর। কিন্তু সময়ের আবর্তে অনেকগুলো গুরুত্বপূর্ণ পর্যবেক্ষণ সাধিত হয় যার অধিকাংশই প্রথমটির বদলে দ্বিতীয় তত্ত্বের গ্রহণযোগ্যতার সাক্ষ্য প্রদাণ করে। ১৯৬৪ সালে মহাজাগতিক ক্ষুদ্র তরঙ্গ পটভূমি বিকিরণ আবিষ্কৃত হওয়ার পর মহা বিস্ফোরণ তত্ত্ব মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও বিবর্তন ব্যাখ্যার জন্য সবচেয়ে উপযোগী তত্ত্ব হিসেবে গৃহীত হয়। আধুনিক কালে বিশ্বতাত্ত্বিক গবেষণার অন্যতম একটি বিষয়ই হচ্ছে মহা বিস্ফোরণ তত্ত্বের আলোকে ছায়াপথসমূহের সৃষ্টি ও বিবর্তন প্রক্রিয়া উদ্‌ঘাটন করা। এছাড়াও ঠিক কি কারণে এবং কিভাবে মহা বিস্ফোরণ সংঘটিত হয়েছিলো তাও বিশ্বতাত্ত্বিক দৃষ্টিকোণ থেকে বিচার করা হয়। মহা বিস্ফোরণের মূল তত্ত্বের সাথে বাস্তব পর্যবেক্ষণের সমন্বয় সাধনের উপরই বর্তমান বিশ্বতত্ত্বের অগ্রগতি অনেকাংশে নির্ভর করছে। ১৯৯০-এর দশক থেকে মহা বিস্ফোরণ সংশ্লিষ্ট গবেষণা অনেক সহজ হয়ে দাড়িয়েছে। মূলত অতি উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন দূরবীক্ষণ যন্ত্র এবং এর সঠিক কার্যকারিতা একে সম্ভব করে তুলেছে। বর্তমানে মানুষের রয়েছে কোবে, হাবল স্পেস টেলিস্কোপ এবং ডব্লিউএমএপি 'র মত উচ্চ ক্ষমতার দূরবীন। ফলে বর্তমান বিশ্বতাত্ত্বিকরা অনেক সহজে মহা বিস্ফোরণের বিভিন্ন প্যারামিটার পরিমাপ করতে পারে। এর ফলে একটি অনাকাঙ্খিত আবিষ্কার হয়েছে; আর তা হলো সম্প্রসারণশীল মহাবিশ্বের ত্বরিত হওয়ার প্রমাণ। (see dark energy).
মহাকাশ অনুসন্ধান
মহাকাশের বিভিন্ন বস্তুর পর্যবেক্ষণকে জ্যোতির্বিজ্ঞান বলা হয়, যা বিভিন্ন নির্ভরযোগ্য লিপিবদ্ধ ইতিহাসের পূর্ব থেকেই বিদ্যমান। মধ্য বিংশ শতাব্দীতে বড় ও তুলনামূলকভাবে কার্যকরী রকেটের আবিষ্কার বাস্তব মহাকাশ অনুসন্ধানকে সত্যতে পরিনত করতে সম্ভব করে দিয়েছিল। মহাকাশ অনুসন্ধানের সাধারণ যুক্তিগুলোর মধ্যে রয়েছে উন্নতর বৈজ্ঞানিক, জাতীয় মর্যাদা, বিভিন্ন দেশের সংঘবদ্ধতা, মানব জাতির ভবিষৎ নিশ্চিত করা।
মহাকাশ অনুসন্ধানকে প্রায়ই ভূ-রাজনৈতিক রেষারেষি জন্য স্নায়ুযুদ্ধের মতো প্রক্সি প্রতিযোগিতা হিসেবে ব্যবহার করা হয়। মহাকাশ অনুসন্ধানের প্রথম জুগে সোভিয়েত ইউনিয়ন ও যুক্তরাষ্ট্রের মধ্যকার একটি "স্পেস প্রতিযোগিতা" দ্বারা চালিত হয়। ১৯৫৭ সালের ৪ঠা অক্টোবর মানুষের তৈরি প্রথম বস্ত,সোভিয়েত ইউনিয়নের স্পুটনিক ১, পৃথিবীর অক্ষে পাঠানো এবং ১৯৬৯ সালে ২০ই জুলাই আমেরিকান অ্যাপোলো ১১ প্রথম চাঁদে অবতরণ প্রারম্ভিক সময়ের উল্লেখ্য বৈশিষ্ট্য হিসেবে বিবেচিত। সোভিয়েত মহাকাশ কার্যক্রম বেশ কিছু নতুন মাইলফলক অর্জন করেছে যেমন ১৯৫৭ সালে প্রথমবার জীবন্ত প্রাণীকে অক্ষে পাঠানো, ১৯৬১ সালে প্রথম মানব মহাশূন্য যাত্রা (ভস্টক ১-এ করে ইউরি গ্যাগারিন), প্রথম মহাকাশে পদচরণ হয়(আলেক্সি লেওনভ দ্বারা), প্রথমবার কোন নভঃস্থিত গঠনের উপর স্বয়ংক্রিয়ভাবে অবতরণ হয় ১৯৬৬ সালে এবং প্রথম স্পেস স্টেশন (সাল্যুত ১) ১৯৭১ সালে মহাকাশে পাঠানো হয়।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
১৯৯০-এর দশকে মহাবিশ্বের মোট ভর ঘনত্বের একটি বিস্তৃত পরিসংখ্যান প্রকাশিত হয়। এই পরিসংখ্যান অনুসারে মহাবিশ্বের ভর ঘনত্ব ক্রান্তি ঘনত্বের মাত্র শতকরা ৩০ ভাগ। মহাজাগতিক ক্ষুদ্র তরঙ্গ পটভূমির পরিমাপ করার মাধ্যমে জানা গেছে যে মহাবিশ্ব স্প্যাশিয়ালভাবে প্রায় সমতলীয়। এ কারণে এর শতকরা প্রায় ৭০ভাগ শক্তি ঘনত্বের কোন ব্যাখ্যা পাওয়া যায় না। এই রহস্যটি বর্তমানে অন্য একটি বিষয়ের দিকে ইঙ্গিত করে: লা ধরণের অতি নবতারার স্বাধীন পরিমাপের মাধ্যমে এটি প্রমাণ করা হয়েছে যে, মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ একটি অরৈখিক ত্বরণে হচ্ছে। এই ত্বরণ ব্যাখ্যার জন্য সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বে এমন একটি মহাবিশ্বের ধারণা গ্রহণ করা প্রয়োজন যাতে ঋণাত্মক চাপবিশিষ্ট বিপুল সংখ্যক শক্তি উপাদান থাকা প্রয়োজন। এ থেকেই এসেছে অদৃশ্য শক্তির ধারণা। ধারণা করা হয় এই শক্তি অবশিষ্ট ৭০% গঠন করেছে। এর প্রকৃতি বর্তমান মহাবিস্ফোরণ তত্ত্বের অন্যতম রহস্যময় বিষয়। এর সম্ভাব্য সমাধান পাওয়া যায় মহাজাগতিক ধ্রুবকের স্কেলার মান গ্রহণ এবং ভৌত শুন্য স্থান গঠনকারী কুইনটেসেন্সের পরিমাণ ধরে নেয়া। তবে এ বিষয়টি বোঝার জন্য বর্তমানেও গবেষণা এগিয়ে চলছে। ২০০৬ সালে ডব্লিউএমএপি থেকে প্রাপ্ত তথ্যানুসারে মহাবিশ্বে ৭৪% অদৃশ্য শক্তি, ২২% অদৃশ্য বস্তু এবং মাত্র ৪% সাধারণ বস্তু রয়েছে।
মহাবিশ্বের বয়স
অবশ্য কিছু তত্ত্ব দাবী করেছে যে মহাবিশ্ব সর্বদাই ছিল এবং এর কোন শুরু নেই। যেমন: স্থির অবস্থা তত্ত্ব, যা পরবর্তীতে সংশোধিত হয়ে কোয়াসি-স্থির অবস্থা তত্ত্ব নামে পরিচিত হয় এবং প্লাজমা মহাবিশ্ব তত্ত্ব। অনেক বিশ্বতত্ত্ব বিশারদই আবার মহাবিশ্বের বয়সকে সম্পূর্ণ ভিন্ন কিছু স্কেলে পরিমাপ করেছেন। এখানে বৃহৎ বিস্ফোরণ তত্ত্ব অনুসারে মহাবিশ্বের বয়স নিয়েই আলোচনা করা হবে।
আলফ্রেড রাসেল ওয়ালেস
বিবর্তনীয় তত্ত্ব আবিষ্কার বা বিনির্মাণের ইতিহাস বিষয়ক আলোচনায় অনেক সময়ই ওয়ালেসকে খুব হালকাভাবে উল্লেখ করা হয়, হয়তো কেবল ডারউইনের গবেষণা প্রকাশের উদ্দীপক হিসেবে। কিন্তু আসলে ওয়ালেস নিজে বিবর্তনের একটি স্বকীয় ধারণা দাঁড় করিয়েছিলেন যা কিছু দিক দিয়ে ডারউইনের ধারণার থেকে আলাদা। সমসাময়িক অনেকে, বিশেষ করে ডারউইন তাকে তদানীন্তন বিবর্তন গবেষক ও চিন্তাবিদদের মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ একজন মনে করতেন। তার প্রস্তাবনা মোটেই অগ্রাহ্য করার মত ছিল না। একজন ইতিহাসবিদ দেখিয়েছেন, পারস্পরিক চিঠি ও প্রকাশিত গবেষণার মাধ্যমে তারা একটি দীর্ঘ সময় ধরে একে অপরের তত্ত্ব ও চিন্তাধারা উৎসাহিত ও সমৃদ্ধ করেছেন। ডারউইনের "ডিসেন্ট অফ ম্যান" গ্রন্থে সবচেয়ে বেশি যে ব্যক্তির উল্লেখ করা হয়েছে তিনি হলেন ওয়ালেস, অবশ্য অনেক ক্ষেত্রেই দ্বিমত করার জন্য। ওয়ালেস আজীবন প্রাকৃতিক নির্বাচনের একজন প্রদীপ্ত সমর্থক ছিলেন। ১৮৮০-র দশকে বিবর্তন বিজ্ঞানী সমাজে প্রায় সর্বজন গৃহীত হয়ে গিয়েছিল, কিন্তু ওয়ালেস ও আউগুস্ট ভাইসমান ছিলেন প্রায় একমাত্র বিখ্যাত জীববিজ্ঞানী যারা প্রাকৃতিক নির্বাচনকে বিবর্তনের প্রধান চালিকাশক্তি বলে বিশ্বাস করতেন। ওয়ালেস "ডারউইনিজম" নামক বইটি প্রাকৃতিক নির্বাচনের বিরোধীদের যুক্তি খণ্ডন করার জন্যই লিখেছিলেন। তার সকল বইয়ের মধ্যে বৈজ্ঞানিক প্রকাশনার জগৎে এটিই সবচেয়ে বেশি বার উল্লেখ হওয়া বই।
মহাজাগতিক স্ট্রিং
২০০২ সালে হেনরি টায় এওং উনার কিছু সহকর্মী বলেন যে ব্রেন স্ফীতিশীলতার শেষের ধাপে এসে স্ট্রিং তত্ত্ব গঠিত হয়, আদি মহাবিশ্বে স্ট্রিং তত্ত্বের আবিষ্কার বাড়ন্ত মহাবিশ্ব এবং মহাজাগতিক স্ফীতিশীলতার ধারনা দেয়। জোশেফ পোলকিনস্কি নামের এক স্ট্রিং তত্ত্ববিদ বুঝতে পারেন হয়ত বাড়ন্ত মহাবিশ্ব একটি গাঠনিক স্ট্রিংকে আন্তঃছায়াপথীয় আকারে না যাওয়া পর্যন্ত প্রসারিত করছে। এরকম প্রসারিত স্ট্রিং অতীতের মহাজাগতিক স্ট্রিং এর বিভিন্ন ধর্ম প্রদর্শন করবে, যাতে আগের পরিমাপগুলো কার্যকর হবে। টম কিবল বলেন, “স্ট্রিং তত্ত্ববিদরা ব্যহত বৃদ্ধি দেখে মহাজাগতিক স্ট্রিং আবিষ্কার করেছেন।” মহাজাগতিক স্ট্রিং এর আগের প্রস্তাবনাগুলো এখন সুপারস্ট্রিং তত্ত্বের পরীক্ষনে কাজে লাগে।
স্থানের মেট্রিক সম্প্রসারণ
মেট্রিক সম্প্রসারণ মহা বিস্ফোরণ বিশ্বতত্ত্বের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যাকে ফ্রিদমান-ল্যমেত্র্‌-রবার্টসন-ওয়াকার মেট্রিক (FLRW বা ফলরও মেট্রিক) এর মাধ্যমে প্রকাশ করা যায়। মেট্রিক এমন একটি অপেক্ষক যা একটি সেটের উপাদানগুলোর পারস্পরিক দূরত্বকে প্রকাশ করতে পারে। সেদিক থেকে "মেট্রিক সম্প্রসারণ" শব্দ দুটির মাঝেই মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের প্রকৃত অর্থ নিহিত আছে। তবে ফলরও মেট্রিক কেবলমাত্র মহাবিশ্বের অনেক বড় স্কেলে প্রযোজ্য। কারণ এই মেট্রিকের প্রাথমিক একটি অনুমিতি হচ্ছে মহাবিশ্ব সমসত্ত্ব এবং সমরূপ। কিন্তু আমাদের আশাপাশে তাকালে স্পষ্টতই দেখতে পাই মহাবিশ্ব সমসত্ত্ব ও সমরূপ নয়, পৃথিবীর পৃষ্ঠের চেয়ে বায়ুমণ্ডলের ঘনত্ব অনেক কম, তারাদের তুলনায় তাদের মধ্যবর্তী স্থানের ঘনত্ব অনেক কম, আবার একেক দিকে তাকালে মহাবিশ্বের একেক রূপ চোখে পড়ে। কিন্তু অনেক বড় স্কেলে গেলে, অর্থাৎ অনেকগুলো ছায়াপথের সমষ্টিকে একটি একক হিসেবে বিবেচনা করলে মহাবিশ্ব আসলেই প্রায় সমসত্ত্ব ও সমরূপ, অর্থাৎ এই বিশ্বের এক দিকের মহা ছায়াপথ স্তবকগুলোর সাথে অন্য দিকের মহা ছায়াপথ স্তবকগুলোর তেমন কোন পার্থক্য নেই। এজন্যই ফলরও মেট্রিক কেবল মহা ছায়াপথ স্তবকদের স্কেলে প্রযোজ্য। এর থেকে ছোট স্কেলে এমনকি দুটি অংশের মধ্যবর্তী দূরত্ব বাড়ার পরিবর্তে কমতে পারে। যেমন আকাশগঙ্গা এবং ধ্রুবমাতা ছায়াপথ দুটোর দূরত্ব দিনদিন কমছে। কিন্তু এর কারণ, তারা এত কাছাকাছি অবস্থিত যে প্রসারণমুখী বলের তুলনায় তাদের পারস্পরিক মহাকর্ষ বল বেশি শক্তিশালী। এটি ফলরও মেট্রিকের কোন সীমাবদ্ধতা নয়।
পালসার
১৯৩৪ খ্রিষ্টাব্দে ওয়াল্টার বাড এবং ফ্রাঞ্জ জুইকি প্রথম সুপারোনোভা থেকে উৎপন্ন প্রধানতঃ নিউট্রন দ্বারা উচ্চঘনত্বের ক্ষুদ্রাকৃতি নিউট্রন তারকার অস্তিত্বের প্রস্তাব দেন। ১৯৬৭ খ্রিষ্টাব্দে পালসার আবিষ্কৃত হওয়ার ঠিক আগে ফ্র্যাঙ্কো পাচিনি মতপ্রকাশ করেন যে, একটি চৌম্বক ক্ষেত্রযুক্ত ঘূর্ণায়মান নিউট্রন তারকা থেকে তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ বিকিরণ হতে পারে। প্রথম পালসার আবিস্কৃত হওয়ার পরে থমাস গোল্ড পাচিনির মতোই একটি চৌম্বক ক্ষেত্রযুক্ত ঘূর্ণায়মান নিউট্রন তারকার কথা বলেন, যা তাঁর মতে জোসেলিন বেল বার্নেল ও অ্যান্থনি হিউইশ আবিষ্কৃত তরঙ্গের ব্যাখ্যা দিতে পারে। ১৯৬৮ খ্রিষ্টাব্দে ক্র্যাব পালসার আবিষ্কৃত হওয়ার পর পালসারের এই ব্যাখ্যা নিশ্চিত রূপে প্রমাণিত হয়। এই পালসারের ৩৩ মিলিসেকেন্ডের পর্যায়কাল এই তরঙ্গ বিকিরণের অন্যান্য ব্যাখ্যাগুলিকে বাতিল করে দেয়।
মহা বিস্ফোরণ তত্ত্বের ইতিহাস
মহাবিশ্বের গঠন এবং এর সাথে তত্ত্বীয় উপাদানসমূহের সমন্বয় সাধনের চেষ্টা থেকেই মহা বিস্ফোরণ তত্ত্বের উৎপত্তি হয়েছে। মহাকাশ পর্যবেক্ষকরা দেখতে পান যে অধিকাংশ কুণ্ডলাকার নীহারিকা পৃথিবী থেকে ক্রমশ দূরে সরে যাচ্ছে। অবশ্য বিশ্বতাত্ত্বিক দৃষ্টিকোণ থেকে এর ব্যাখ্যা আরও পরে হয়েছে, বর্তমানকালে আমরা জানি, যে নীহারিকাগুলো পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে, সেগুলো আসলে নীহারিকা নয়, বরং আমাদের আকাশগঙ্গার বাইরের ছায়াপথ ছিল।
কোয়ান্টাম আলোকবিজ্ঞান
খ্রিস্টীয় সপ্তদশ শতাব্দীতে (১৬৭২ খ্রিস্টাব্দে) ব্রিটিশ পদার্থবিদ আইজাক নিউটন সর্বপ্রথম তাঁর সুপ্রসিদ্ধ আলোকীয় কণাধর্মতত্ত্বে আলোর কণাধর্মের কথা উল্লেখ করেন। যদিও নিউটন-প্রবর্তিত আলোর কণাধর্মের ধারণা আধুনিক পদার্থবিদ্যার কণাতত্ত্বের ধারণা থেকে সম্পূর্ণ আলাদা। তবু এই কণাধর্মের সাহায্যে আলোর প্রতিফলন এবং প্রতিসরণ ধর্ম সফলভাবে ব্যাখ্যা করা যায়। অবশ্য নিউটনের আলোকীয় কণাধর্মতত্ত্ব প্রবর্তিত হওয়ার আগেই ওলন্দাজ পদার্থবিজ্ঞানী ক্রিস্টিয়ান হাইগেনস ১৬৭০ সালে তাঁর গবেষণাপত্রে আলোর তরঙ্গধর্মের কথা উল্লেখ করেন। এই তরঙ্গতত্ত্বও আলোর প্রতিফলন এবং প্রতিসরণ ব্যাখ্যা করতে সক্ষম। পরে ১৮০০ সালে জনৈক ব্রিটিশ চিকিৎসক টমাস ইয়ং পরীক্ষামূলক ভাবে আলোর ব্যতিচার ধর্মের অস্তিত্ব প্রমাণ করেন। আলোকীয় কণাধর্মতত্ত্ব তাত্ত্বিকভাবে ব্যতিচার ধর্ম ব্যাখ্যা করতে অসফল হলেও তরঙ্গতত্ত্ব এতে সাফল্য লাভ করে। এরপর থেকে আলোর তরঙ্গতত্ত্ব ক্রমশ জনপ্রিয়তা লাভ করতে থাকে। ১৮৬৪ খ্রিস্টাব্দে স্কটিশ পদার্থবিজ্ঞানী জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েলের তড়িৎ-চৌম্বকীয় বিকিরণের তত্ত্ব প্রবর্তিত হলে বিজ্ঞানমহলে আলোর তরঙ্গতত্ত্ব সর্বসম্মতিক্রমে প্রতিষ্ঠা লাভ করে।
রজার পেনরোজ
১৯৬৭ সালে পেনরোজ টুইস্টর তত্ত্ব উদ্ভাবন করেন যা মিনকভ্‌স্কির অবস্থান-কাঠামোতে (space) অবস্থিত কোন জ্যামিতিক বস্তুকে মেট্রিক স্বাক্ষর (২,২) সহকারে চতুর্মাত্রিক জটিল অবস্থান-কাঠামোতে (complex space) ম্যাপ করে। ১৯৬৯ সালে তিনি মহাজাগতিক সেন্সরশিপ অনুকল্প প্রস্তাব করেন যেখানে বলা হয় যে মহাবিশ্ব ব্যতিক্রমী-বিন্দসমূহের সহজাত অননুমানযোগ্যতা থেকে আমাদের রক্ষা করার প্রয়াসে এদেরকে (ব্যতিক্রমী-বিন্দসমূহকে) আমাদের দৃষ্টির আড়ালে লুকিয়ে রাখে। এই ধরনের বিবৃতিটি এখন অবশ্য দুর্বল সেন্সরশীপ অনুকল্প হিসাবে পরিচিত; ১৯৭৯ সালে পেনরোজ "দৃঢ় সেন্সরশীপ অনুকল্প" নামে পরিচিত আরেকটি দৃঢ়তর বিবৃতি প্রদান করেছেন। বিকেএল তত্ত্ব এবং অরৈখিক স্থিতাবস্থার সাথে সামঞ্জস্য রেখে সেন্সরশীপ অনুমানকে দৃঢ় ভিত্তির উপর প্রতিষ্ঠিত করার ব্যাপারটি সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের এই সময়কার সবচেয়ে বহুলালোচিত সমস্যাগুলির একটি।
পেনরোজ ১৯৮৪ সালে করা তাঁর আবিষ্কার "পেনরোজ টালিকরণ"(Penrose tiling) এর জন্য সুবিখ্যাত। এই তত্ত্বে দুইটি টালি দিয়ে সংশ্লিষ্ট সমতলকে টালি-দিয়ে-ছেয়ে-ফেলা আরম্ভ করা হয়; শর্ত কেবল এটাই যে - টালিকরণ অপর্যায়ক্রমিক হতে হবে। ১৯৮৪ সালে প্রায়-কেলাস পদার্থের (quasi crystals) পারমাণবিক বিন্যাসে এই একই ধরনের ছাঁচ খুঁজে পাওয়া যায়। তবে তাঁর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অবদান সম্ভবত ১৯৭১ সালে করা স্পিন-নেটওয়ার্কের আবিষ্কার। এই স্পিন-নেটওয়ার্ক পরবর্তীতে চক্র কোয়ান্টাম মহাকর্ষের স্থান-কালিক জ্যামিতি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। বহুল পরিচিত পেনরোজ চিত্র (এক ধরনের কারণ- প্রদর্শী চিত্র)-এর জনপ্রিয়করণে তিনি প্রভাবশালী ভূমিকা রাখেন।
জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েল
ম্যাক্সওয়েলের আবিষ্কারগুলোর সবচেয়ে বড় দিক ছিল, তার প্রায় সবগুলোই বিংশ শতকে বিজ্ঞানের প্রধান প্রধান আবিষ্কারের ভিত্তি হিসেবে কাজ করেছে। তড়িচ্চুম্বকীয় বিকিরণের ধারণা শুরু হয়েছে ম্যাক্সওয়েলের মাধ্যমে। মাইকেল ফ্যারাডে বৈদ্যুতিক ও চৌম্বক বলরেখা পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে যে বৈশিষ্ট্যগুলো দাঁড়া করিয়েছিলেন সেগুলোর উপর ভিত্তি করে ম্যাক্সওয়েল তার ক্ষেত্র সমীকরণ প্রতিপাদন করেন। এই সমীকরণগুলোই আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের ভিত্তি হিসেবে কাজ করেছিল। এভাবেই ফ্যারাডে থেকে ম্যাক্সওয়েল হয়ে আইনস্টাইনে এসে ভর-শক্তির সমতুল্যতা প্রতিষ্ঠিত হয়। ম্যাক্সওয়েলের মতবাদ ও তত্ত্ব কোয়ান্টাম তত্ত্বের আবিষ্কারের পথ করে দিয়েছিল। তিনি তড়িচ্চুম্বকীয় বিকিরণের যে ব্যাখ্যা করেছিলেন তা তাপ বিকিরণের অসন্তোষজনক সূত্রের জন্ম দিয়েছে যা মাক্স প্লাংকের কোয়ান্টাম প্রকল্পের আগমনকে ত্বরিত করেছে। এভাবে একসময় আমরা বুঝতে পারি যে, তাপ বিকিরণ গুচ্ছে গুচ্ছে ঘটে যে গুচ্ছগুলোকে কোয়ান্টা বলে। প্লাংকের প্রকল্পের মূল অংশ অর্থাৎ তড়িচ্চুম্বকীয় বিকিরণ ও পদার্থের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার ধারণাটিই পরমাণু এবং অণুর গঠন আবিষ্কারকে সহজ করে দিয়েছিল।
হাবল স্পেস টেলিস্কোপ
বিজ্ঞানী এ্যাডউইন পি. হাব্‌লই (১৮৮৯-১৯৫৩) প্রথম, মহাজাগতিক বস্তুসমূহের ব্লু-শিফ্‌ট আর রেড-শিফ্‌ট দেখিয়ে প্রমাণ করতে সক্ষম হন যে, এই মহাবিশ্ব সম্প্রসারণশীল; আর প্রতিটি বস্তু একটা আরেকটা থেকে ক্রমশই দূরে সরে যাচ্ছে; আর এই প্রমাণের উপর ভিত্তি করেই পরবর্তিতে মহাবিষ্ফোরণ তত্ত্বের প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। তাই এই বিজ্ঞানীকে সম্মান জানিয়ে হাবল টেলিস্কোপের নামকরণ করা হয়।
পিয়ের তাঁয়ার দ্য শারদাঁ
পিয়ের তাঁয়ার দ্য শারদাঁ (মে ১, ১৮৮১ - এপ্রিল ১০, ১৯৫৫) একজন ফরাসি জেসুইট ধর্মযাজক। তিনি জীবাশ্মবিদ্যা এবং দর্শনের প্রশিক্ষণ গ্রহণ করেছিলেন। পিকিং মানব আবিষ্কারের সময় তিনি সেখানে উপস্থিত ছিলেন। তিনি ওমেগা বিন্দু এবং নুওমণ্ডল-এর মত বৈপ্লবিক ধারণার জন্ম দিয়েছেন।তাঁয়ারের প্রথম বই "দ্য ফেনোফেনন অফ ম্যান"-এ তিনি মহাবিশ্বের এক নতুন রূপ উপস্থাপন করেছেন।
কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান
চিরায়ত বলবিজ্ঞান আমাদের চারপাশের জগতের অনেক ঘটনা নির্ভুলভাবে ব্যাখ্যা করতে সক্ষম। আইজাক নিউটন ১৬৮৬ সালে তাঁর বিখ্যাত বই "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", সংক্ষেপে প্রিন্সিপিয়া ম্যাথেম্যাটিকা-তে চিরায়ত বলবিজ্ঞানের মূলসূত্রগুলি লিপিবদ্ধ করেন। এরপর প্রায় দুইশ বছর ধরে এই সূত্রগুলিই পদার্থবিজ্ঞান ও জ্যোতির্বিজ্ঞানের সমস্ত ঘটনাবলির ব্যখ্যার কাজে ব্যবহৃত হয়ে আসছিল। কিন্তু ১৯শ শতকের শেষের দিকে এসে পরমাণুর ইলেক্ট্রনীয় গঠন ও আলোর ধর্মের উপর কিছু আবিষ্কার চিরায়ত বলবিজ্ঞান দিয়ে ব্যাখ্যা করা সম্ভব হচ্ছিল না। ১৯০৫ সালে আলবার্ট আইনস্টাইন বুঝতে পারেন যে চিরায়ত বলবিজ্ঞানের ধারণাগুলি অত্যন্ত দ্রুত গতিবেগের, অর্থাৎ আলোর গতিবেগের কাছাকাছি বেগের বস্তুর ওপর প্রয়োগ করা যায় না। তিনি এটা ব্যাখ্যা করার জন্য নির্মাণ করেন আপেক্ষিকতাভিত্তিক বলবিজ্ঞান নামের শাস্ত্র। চিরায়ত বলবিজ্ঞান নীতিগতভাবে ভ্রান্ত হলেও ধীর গতিবেগের বস্তুসমূহের জন্য এটিকে আপেক্ষিকতাভিত্তিক বলবিজ্ঞানের একটি ভাল আসন্নীকরণ হিসেবে গণ্য করা যায়। প্রায় একই সময়ে পদার্থবিজ্ঞানীরা বিভিন্ন পরীক্ষার মাধ্যমে আবিষ্কার করেন যে চিরায়ত বলবিজ্ঞানের ধারণাগুলি অত্যন্ত ক্ষুদ্র বস্তুর ওপরেও প্রয়োগ করা যায় না। ১৯০০ থেকে ১৯২৭ সালের মধ্যে বেশ কিছু পদার্থবিজ্ঞানী (মাক্স প্লাংক, নিল্‌স বোর, আলবার্ট আইনস্টাইন, ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ, লুই দ্য ব্রয়ি, এর্ভিন শ্র্যোডিঙার, প্রমুখ) কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান উদ্ভাবন করেন। আপেক্ষিকতাবাদ এর সাথে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার একত্রিকরনের তাত্ত্বিক গবেষণা চলছে। এবিষয়ে এখনও সম্পুর্ন সাফল্য লাভ করা যায় নি।
মহাকাশ অনুসন্ধান
পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের বাইরে যাওয়ার সপ্ন পিটার ফ্রান্সিস গেরেসি এবং আইচ.জি ওয়েলসের কাহিনি দ্বারা চালিত হয়েছিল এবং এই কল্পনা বাস্তবে পরিণত করার জন্য রকেটের প্রযুক্তিকে উন্নত করা হয়েছে। জার্মান ভি ২ রকেট ,ধাক্কা, এবং দৈহিক অকৃতকার্যতার সমস্যা অতিক্রম করে প্রথমবার মহাশূন্যে ভ্রমণ করে। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের শেষ দিনগুলোতে উভয় দেশই ডিজাইনারদের পাশাপাশি এই প্রযুক্তিকে অর্জন করে। প্রাথমিকভাবে প্রযুক্তির উন্নয়নের উদ্দেশ্য ছিল আন্তঃমহাদেশীয় বালিস্টিক মিসাইলের জন্য অস্ত্র প্রতিযোগিতায় দ্রুত পারমাণবিক অস্ত্র পাঠানোর জন্য দূরগামী বাহক হিসেবে ব্যবহার করা, কিন্তু যখন সোভিয়েত ইউনিয়ন ১৯৬১ সালে প্রথমবার মানুষকে মহাকাশে পাঠায় তখন যুক্তরাষ্ট্র নিজেকে মহাকাশ প্রতিযোগিতায় সোভিয়েতদের বিরুদ্ধে থাকার ঘোষণা দেয়।
জ্যোতির্বিজ্ঞান
পৃথিবীর ছায়াপথের অস্তিত্ব, নীহারিকা, নক্ষত্রগুলির একটি পৃথক দল হিসেবে "বাইরের" ছায়াপথের অস্তিত্ব বিংশ শতাব্দীতে প্রমাণিত হয়েছিল। ঐ গ্যালাক্সির নিবিড় পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে এই মহাবিশ্ব সম্প্রসারণের বিষয়টি আবিষ্কার হয়েছিল। তাত্ত্বিক জ্যোতির্বিজ্ঞান বস্তুর অস্তিত্ব যেমন কালপুরুষ এবং নিউট্রন তারা, তাছাড়া পরিলক্ষিত ঘটনা ব্যাখ্যা করতে ব্যবহৃত হয়েছে কোয়াসারস, পালসার, ব্লাজার, এবং রেডিও ছায়াপথ । বিংশ শতাব্দীর সময় মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ ব্যাকগ্রাউন্ড রেডিয়েশন, হাবলের আইন এবং বিগ ব্যাং এর গঠন, মহাজাগতিক প্রাচুর্য দ্বারা উপলব্ধ প্রমাণ দ্বারা ব্যাপকভাবে সমর্থিত, যার ফলে শারীরিক কসমোলজিতে ব্যাপক অগ্রগতি সাধিত হয়।
=অবলোকন/পর্যবেক্ষণ জ্যোতির্বিদ্যা=
কম্পনশীল মহাবিশ্ব
কম্পনশীল মহাবিশ্ব (oscillatory universe) কয়েকটি বিশ্বতাত্ত্বিক নকশার একটি যেখানে বলা হয় যে মহাবিশ্ব অসীম, বা অনির্দিষ্ট, স্বনির্ভর চক্রে আবর্তিত হয়। ১৯২২ সালে বিজ্ঞানী আলেক্সান্ডার ফ্রিডম্যান এই নকশা প্রণয়ন করেছিলেন। পরবর্তীতে ১৯৩৪ সালে রিচার্ড টলম্যান এর উন্নয়ন করেন।
ক্রমপ্রসারমাণ মহাবিশ্ব
১৯৯৮ সালে দুটি আলাদা প্রকল্প, সুপারনোভা কসমোলজি প্রজেক্ট ও হাই-জেড সুপারনোভা সার্চ টিম, দূরবর্তী Iএ ধরনের সুপারনোভার ত্বরণ পরিমাপের মাধ্যমে এই পর্যবেক্ষণ করে। এই ধরনের সব সুপারনোভা গুলির স্বকীয় ঔজ্জ্বল্য মোটামুটি সমান হয় ("স্ট‍্যানডার্ড ক্যান্ডাল" বা "প্রমাণ মোমবাতি"ও বলা হয়) । যেহেতু দূরের বস্তু গুলির ঔজ্জ্বল্য কম মনে হয়, তাই এই সুপারনোভা গুলির ঔজ্জ্বল্য পরিমাপের মাধ্যমে তাদের দূরত্ব নির্ণয় করা যায়। এই দূরত্বকে তাদের বিকিরিত আলোকতরঙ্গের মহাজাগতিক লোহিত অপসরণের সাথে তুলনা করে এদের দূরে সরে যাবার হার নির্ণয় করা সম্ভব। এর ফলাফল হিসেবে পাওয়া যায় যে, মহাবিশ্বের প্রসারনের হার ক্রমশ ত্বরান্বিত হচ্ছে, যা আশা করা হয়নি। তৎকালীন মহাবিশ্বতাত্ত্বিকরা ভেবেছিলেন যে মহাবিশ্বে থাকা পদার্থের মহাকর্ষ বল এই প্রসারনকে ক্রমশ কমাবে। উপরোক্ত দুটি প্রকল্পের তিনজন সদস্যকে এই আবিষ্কারের জন্য নোবেল পুরস্কার দ্বারা সন্মানিত করা হয়। "ব্যারিয়ন অ‍্যাকোস্টিক কম্পন" ("Baryon Acoustic Oscillation") ক্রিয়া এবং ছায়াপথ সমূহের পুঞ্জীভবন বিশ্লেষণ করে এর চূড়ান্ত প্রমাণ পাওয়া গেছে।
মহাকাশ অনুসন্ধান
সেগেই করলভের পাশাপাশি কেরিম কেরিমভ সোভিয়েত মহাকাশ কর্মসূচির প্রতিষ্ঠাদের এবং প্রথম মানুষ মহাকাশযাত্রায়ে(ভস্টক ১) প্রধান স্থপতিদের একজন ছিলেন। ১৯৬৬ সালে করল্যভের মৃত্যুর পর তিনি সোভিয়েত মহাকাশ কর্মসূচির প্রধান বিজ্ঞানী হন এবং ১৯৭১ থেকে ১৯৯১ সালের প্রথম স্পেস স্টেশনগুলোর উৎক্ষেপণের জন্য দায়ী ছিলেন, যার মধ্যে সাল্যুত ও মির সিরিজ এবং ১৯৬৭ সালে তাদের অগ্রদূত কসমস ১৮৬ ও কসমস ১৮৮ অন্তর্ভুক্ত ছিল।যদিও সূর্যকে কখনই মোটেই বাস্তবভাবে গবেষণা করা যাবে না, তবুও সূর্যের অধ্যয়ন একটি প্রধান মহাকাশ অনুসন্ধানের একটি প্রধান আকর্ষণ। বিশেষভাবে বায়ুমণ্ডলের উপরে থাকায় পৃথিবীর চৌম্বকীয় ক্ষেত্র সৌর বায়ু এবং ইনফ্রারেড এবং অতিবেগুনী বিকিরণকে প্রবেশ করতে দেয় যা পৃথিবীর পৃষ্ঠে পৌছাতে পারে না। সূর্য অধিকাংশ মহাকাশের আবহাওয়া তৈরি করে যেটা শক্তি উৎপাদন এবং স্থানান্তর ব্যবস্থাকে আক্রান্ত করতে পারে এবং কৃত্রিম উপগ্রহ এবং স্পেস প্রবকে হস্তক্ষেপ, এমনকি ক্ষতিও করতে পারে। অনেক মহাকাশযান সূর্যকে নিরিক্ষনণর জন্য উৎক্ষেপণ করা হয়েছে তবুও অন্য মহাকাশযানগুলোর সূর্য নিরীক্ষণ দ্বিতীয় গুরুত্বপূর্ণ বিষয় ছিল।
মহাবিশ্ব
বেশ কয়েক জন জ্যোতির্বিদ পৃথিবীকেন্দ্রিক মহাবিশ্বের ব্যাপারে দ্বিমত পোষণ করলেও যতদিন না চৌদ্দশো শতকে কোপের্নিকাস সৌরকেন্দ্রিক মহাবিশ্বকে যৌক্তিক ভাবে তাঁর বইয়ে উপস্থাপনা করলেন ততদিন পৃথিবীকেন্দ্রিক ধারণা মানুষের মনে দৃঢ়ভাবে গেঁড়ে ছিল। পরবর্তীকালে নিউটনের গতি ও মহাকর্ষ সংক্রান্ত গভীর ধারণা পর্যবেক্ষণের সাথে সৌরকেন্দ্রিক জগতের সামঞ্জস্য নির্ধারণ করে। ধীরে ধীরে জ্যোতির্বিদরা আবিষ্কার করেন সূর্যের মতই কোটি কোটি তারা দিয়ে একটি গ্যালাক্সি গঠিত। কয়েক শত বছর বিজ্ঞানীদের ধারণা ছিল সমগ্র মহাবিশ্ব মানে শুধুমাত্র আমাদের এই ছায়াপথ গ্যালাক্সিটিই। ১৯২০র দশকে উন্নত দুরবীনের কল্যাণে জ্যোতির্বিদরা আবিষ্কার করলেন ছায়াপথের বাইরে অন্য গ্যালাক্সিদের।
সেই কোটি কোটি গ্যালাক্সিদের মধ্যে ছায়াপথের মতই কোটি কোটি তারাদের অবস্থান। সেই সমস্ত গ্যালাক্সিদের থেকে আগত আলোর বর্ণালি বিশ্লেষণে বোঝা গেল সেই গ্যালাক্সিগুলি আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। 
এর সহজতম ব্যাখ্যা হল গ্যালাক্সিদের মধ্যে স্থানের প্রসারণ হচ্ছে এবং প্রতিটি গ্যালাক্সিই অন্য গ্যালাক্সি থেকে দূরে সরছে। বিজ্ঞানীদের ধারণা হল সুদূর অতীতে সমস্ত গ্যালাক্সিগুলি বা তাদের অন্তর্নিহিত সমস্ত পদার্থই একসাথে খুব ঘন অবস্থায় ছিল এবং কোন মহা বিস্ফোরণের ফলে বস্তুসমূহ একে অপর থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। এই বিস্ফোরণের নাম দেওয়া হল বিগ ব্যাং। ১৯৬০এর দশকে বিজ্ঞানীরা বিগ ব্যাংএ সৃষ্ট উষ্ণ বিকিরণের শীতল অবশেষের সন্ধান পেলেন। এই তরঙ্গ বিগ ব্যাং ঘটনার প্রায় ৪০০,০০০ বা চার লক্ষ বছর পরে, বস্তু ঘনত্বের হ্রাসের পর, মুক্ত হয়েছিল। এই মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ মহাবিশ্বের প্রতিটি জায়গাতেই পাওয়া যায়। এক অর্থে বলা যায় এই তরঙ্গ দৃশ্যমান মহাবিশ্বের শেষ প্রান্ত থেকে আসছে। বিংশ শতাব্দীর শেষে এসে জ্যোতির্বিদরা আবিষ্কার করলেন মহাবিশ্বের প্রসারণ ত্বরাণ্বিত হচ্ছে। এই আবিষ্কারটি বিশ্বতত্ত্বের কিছু প্রশ্নের উত্তর দিল।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
১৯৭০-এর দশকের শেষ ভাগে প্রথম চৌম্বক একমেরু ধারণাটি উত্থাপিত হয়। মহা একীভূত তত্ত্ব অনুসারে ভবিষ্যৎবাণী করা গিয়েছিল যে, মহাকাশে বেশ কিছু বিন্দু ত্রুটি রয়েছে যারা স্বাভাবিক পর্যবেক্ষণের চেয়ে অনেক বেশি ঘনত্ববিশিষ্ট চৌম্বক একমেরু হিসেবে প্রকাশিত হতে পারে। মহাজাগতিক স্ফীতিশীলতা তত্ত্ব দ্বারা এই সমস্যার একটি সমাধানে পৌঁছানো সম্ভব। স্ফীতিশীলতা তত্ত্ব পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের সকল বিন্দু ত্রুটি দূর করে তেমনিভাবে, যেমন করে তা মহাবিশ্বের গঠনকে সমতলীয় হিসেবে আখ্যায়িত করার উপযুক্ত পরিবেশ সৃষ্টি করে।
চার্লস ডারউইন
ভ্রমণকালে তার সংগৃহীত বন্যপ্রাণ ও ফসিলের ভৌগোলিক বণ্টন দেখে কৌতূহলী হয়ে ডারউইন প্রজাতির ট্রান্সমিউটেশান নিয়ে অনুসন্ধান করেন এবং ১৮৩৮ সালে তার প্রাকৃতিক নির্বাচন মতবাদটি দানা বেঁধে উঠতে শুরু করে। যদিও তিনি তার এ ধারণাটি নিয়ে কিছু প্রকৃতিবিদের সাথে আলোচনা করেছিলেন, তার বিস্তারিত গবেষণা কাজের জন্যে আরও সময়ের প্রয়োজন ছিল এবং তাকে তার প্রধান ক্ষেত্র ভূতত্ত্ব নিয়েও কাজ করতে হচ্ছিল। তিনি তার তত্ত্বটি লিখছিলেন যখন ১৮৫৮ সালে আলফ্রেড রাসেল ওয়ালেস তাকে একই ধরণের চিন্তাভাবনা সম্বলিত একটি প্রবন্ধ পাঠান, যার ফলে অনতিবিলম্বে তাদের উভয়ের তত্ত্ব যৌথভাবে প্রকাশিত হয়। ডারউইনের তত্ত্ব কিছু পরিবর্তিত হয়ে প্রকৃতিতে বহুল বৈচিত্রের বৈজ্ঞানিক ব্যাখ্যা প্রদান করে। ১৮৭১ সালে তিনি মানব বিবর্তন এবং যৌন নির্বাচন নিয়ে পরীক্ষা নিরীক্ষা করেন এবং "মানুষের ক্রমনোন্নয়ন", ও তারপর পরই "মানুষ ও অন্যান্য প্রাণীতে অনুভূতির প্রকাশ" নামে দুটি গ্রন্থ রচনা করেন। বৃক্ষ নিয়ে তার গবেষণা কয়েকটি গ্রন্থে ধারাবাহিকভাবে প্রকাশিত হয় এবং তার শেষ বইতে তিনি কেঁচো এবং মাটির উপর এদের প্রভাব নিয়ে তার গবেষণা প্রকাশ করেন।
কোয়ান্টাম আলোকবিজ্ঞান
১৯০০ সালে জার্মান পদার্থবিদ ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক পদার্থের তাপীয় বিকরণের তত্ত্ব সংক্রান্ত গবেষণার সময় লক্ষ্য করেন যে তাপীয় বিকিরণ (তড়িৎ-চৌম্বকীয় বিকিরণ বা আলো) কিছু বিশেষ কণার সন্নিবেশ হিসেবে কল্পনা করে নিলে তাপীয় বিকিরণের সঠিক গাণিতিক তত্ত্ব গঠন করা সম্ভব। প্ল্যাঙ্কের এই ধারণার উপর নির্ভর করে ১৯০৫ সালে আলবার্ট আইন্সটাইন তাঁর যুগান্তকারী গবেষণাপত্রে আলোক তড়িৎ ক্রিয়ার অজ্ঞাত রহস্য সমাধান করেন যা আলোর তরঙ্গতত্ত্ব ব্যাখ্যা করতে অপারগ। এই আবিষ্কার নতুন আঙ্গিকে আলোর তরঙ্গধর্মের পাশাপাশি কণাধর্মের দাবীকেও (আলোর কণা তরঙ্গ দ্বৈততা) পুনঃপ্রতিষ্ঠিত করে। ১৯২৬ খ্রিস্টাব্দে গিলবার্ট লিউইস আলোর কণাগুলিকে ফোটন নামে অভিহিত করেন। ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী পল দিরাক সর্বপ্রথম আলোকীয় বিকিরণের পূর্ণগাণিতিক কোয়ান্টাম তত্ত্ব প্রবর্তন করেন। পরবর্তী সময়ে বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বও ও আধুনিক কোয়ান্টাম বলবিদ্যার সংমিশ্রণজাত কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্ব কোয়ান্টাম আলোকবিদ্যার ধারণাকে আধুনিকতর এবং গতিশীল করে তুলেছে। আধুনিক কোয়ান্টাম আলোকবিজ্ঞানে যারা দৃষ্টান্তমূলক অবদান রেখেছেন তাঁদের মধ্যে ভারতীয় বিজ্ঞানী ই সি জি সুদর্শন, রয় গ্লাউবার প্রমুখ উল্লেখযোগ্য।
মহাজাগতিক স্ট্রিং
মহাজাগতিক স্ট্রিং হল এক ধরনের প্রকল্পিত ১ মাত্রার টপোলজিক্যাল প্রভাব যা আদি মহাবিশ্বের প্রতিসাম্যতা ভঙ্গকারী দশা পরিবর্তনের ফল, যখন শূন্যস্থানের টপোলজি এই প্রতিসাম্যতা ভাঙনের সাথে যুক্ত থাকে না। এটা আশা করা হয় যে, প্রত্যেক হাবল আয়তনে ১ স্ট্রিং করে তৈরি হয়। তাদের অস্তিত্বের কথা প্রথম বলেন পদার্থবিদ টম কিবল ১৯৭০-এর দশকে।
মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব
১৯৬৪ সালে আরনো পেনজিয়াস এবং রবার্ট উড্রো উইলসন অনেকটা আকস্মিকভাবেই পটভূমি বিকিরণ আবিষ্কার করেন। তারা এ সময় বেল ল্যাবরেটরিসের মালিকানাধীন একটি ক্ষুদ্রতরঙ্গ গ্রাহক যন্ত্র দিয়ে বিভিন্ন পর্যবেক্ষণের মান নিরূপণ করছিলেন। তারা যে বিকিরণ আবিষ্কার করেন তা আইসোট্রপীয় ছিল এবং এর মধ্যে কৃষ্ণবস্তুর বিকিরণের ধর্ম বাদ্যমান ছিল; এর তাপমাত্রা ছিল প্রায় ৩ কেলভিন। এই আবিষ্কার মহাবিস্ফোরণ মতবাদের পক্ষে একটি যুক্তেই হয়ে দাঁড়ায় এবং পেনজিয়াস ও উইলসনকে এনে দেয় নোবেল পুরস্কার।
আইজাক নিউটন
গতির সূত্র এবং সর্বজনীন মহাকর্ষ সূত্র নিউটনের সেরা দুইটি আবিষ্কার হলেও এদের ব্যবহার সম্পর্কে তিনি সবসময়ই বিশেষ সতর্ক ছিলেন। এই তত্ত্বদয়ের আশ্রয় নিয়ে মহাবিশ্বকে কেবলমাত্র একটি যন্ত্র আখ্যা দেয়া এবং একটি মহামহিম ঘড়ির নিয়ন্ত্রণের এর বিকাশকে ব্যাখ্যা করা- এমনতর ব্যবহারের ঘোড় বিরোধী ছিলেন তিনি। এ সম্বন্ধে তিনি বলেন:
মহাকাশ স্টেশন
১৮৬৯ সালের গোড়ার দিকে যখন এডওয়ার্ড এভেরট হেল "ইট মুন" (এটি চাঁদ) লিখেছিলেন তখন থেকে মহাকাশ স্টেশনগুলি নির্মানের পরিকল্পনা করা হয়েছে। মহাকাশ স্টেশন নিয়ে গুরুতর চিন্তাভাবনা প্রথম কনস্ট্যান্টিন তিশোলকোভস্কি করেন ২০ শতকের প্রথম দিকে এবং প্রায় দুই দশক পরে এই নিয়ে চিন্তাভাবনা করেন হারমান ওবের্থ। ১৯২৯ সালে হার্মান পোটকনিকের  দ্যা প্রব্লেম অব স্পেস ট্র্যাভেল প্রকাশিত হয়, কৃত্রিম মাধ্যাকর্ষণ তৈরির জন্য প্রথমে "আবর্তিত চাকা" ব্যবহার করা হয় মহাকাশ স্টেশনের অনুকরণে।
নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র
১৬৮৭ সালে স্যার আইজাক নিউটন মহাবিশ্বের যে কোন ‌দুটি বস্তুর মধ্যকার আকর্ষণ বলকে একটি সূত্রের সাহায্যে ব্যাখ্যা করেন।একে সার্বজনীন আখ‍্যা দেওয়া হয়েছে। এটি নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র নামে পরিচিত। সূত্রটি হলো:
আইজাক নিউটন
১৬৮৭ সনের ৫ জুলাই তারিখে তিনি তার ফিলসফিয়া ন্যাচারালিস প্রিন্সিপিয়া ম্যাথামেটিকা নামক বিখ্যাত গ্রন্থটি প্রকাশ করেন। সাহস এবং অর্থের যোগান দেয়ার আধ্যমে এই বইয়ের প্রকাশনায় যিনি সবচেয়ে বেশী অবদান রেখেছেন তিনি হলেন বিজ্ঞানী এডমন্ড হ্যালি। এই বইয়েই নিউটন গতির তিনটি মৌলিক সূত্রের উল্লেখ করেন। তিনি বস্তুসমূহের মধ্যবর্তী বলকে প্রকাশ করার জন্য লাতিন ভাষায় "গ্রাভিটাস" শব্দটি ব্যবহার করেছিলেন; এই শব্দটিই পরবর্তীকালে মহাকর্ষ বল নামে পরিচিত হয়। এটি প্রকৃতির অন্যতম একটি মৌলিক বল। নিউটন এ বিষয়ের উপর একটি তত্ত্বের অবতারণা করেন যা নিউটনের মহাকর্ষ সূত্র নামে পরিচিত। একই গ্রন্থে নিউটন বাতাসে শব্দের বেগের প্রথম বিশ্লেষণমূলক নির্ণয় প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করেন। বয়েলের সূত্রের উপর ভিত্তি করে তিনি এই ব্যাখ্যা প্রদান করেছিলেন। প্রিন্সিপিয়া গ্রন্থের মাধ্যমে নিউটন আন্তর্জাতিক মহলে বিশেষ পরিচিতি লাভ করেন। তার একটি প্রশংসাকারী মহল সৃষ্টি হয় যার মধ্যে অন্যতম ছিলেন সুইজার‌ল্যান্ডে জন্মগ্রহণকারী গণিতবিদ নিকোলাস ফাটিও দ্য ডুইলিয়ার। এই গণিতবিদের সাথে নিউটন বিশেষ বন্ধুত্বের সম্পর্ক গড়ে তুলেছিলেন যা ১৬৯৩ সাল পর্যন্ত বিরাজমান ছিল। এই বন্ধুত্ব ভেঙে যাওয়ার পর নিউটন মুষড়ে পড়েছিলেন।
বহু-মহাবিশ্ব
অনন্ত মহাবিশ্বের (ইংরেজি: Multiverse) তত্ত্ব অণুযায়ী আমাদের দৃশ্যমান মহাবিশ্ব একটি নয়, অসংখ্য। এই ধারণাটি বিগ ব্যাং তত্ত্বের পরবর্তী তাত্ত্বিক উন্নয়নের মাধ্যমে আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের জগতে স্থান করে নিয়েছে বলে মনে করা হচ্ছে। আমাদের মহাবিশ্ব যদি কোয়ান্টাম ফ্লাকচুয়েশনের মধ্য দিয়ে স্থান-কালের শূন্যতার ভিতর দিয়ে আবির্ভূত হয়ে থাকে, তবে এই পুরো প্রক্রিয়াটি কিন্তু একাধিকবার ঘটতে পারে, এবং হয়ত বাস্তবে ঘটেছেও। এই একাধিক মহাবিশ্বের অস্তিত্বের ব্যাপারটি প্রাথমিকভাবে এডোয়ার্ড ট্রিয়ন আর পরবর্তীকালে মূলতঃ আঁদ্রে লিন্ডে এবং আলেকজাণ্ডার ভিলেঙ্কিন-এর গবেষণা থেকে বেরিয়ে এসেছে। ধারণা করা হয় যে, ইনফ্লেশনের মাধ্যমে সম্প্রসারিত মহাজাগতিক বুদ্বুদ থেকে আমাদের মহাবিশ্বের মতই অসংখ্য মহাবিশ্ব তৈরী হয়েছে, যেগুলো একটা অপরটা থেকে সংস্পর্শবিহীন অবস্থায় দূরে সরে গেছে। এ ধরনের অসংখ্য মহাবিশ্বের একটিতেই হয়ত আমরা অবস্থান করছি অন্য গুলোর অস্তিত্ব সম্বন্ধে একেবারেই জ্ঞাত না হয়ে। স্ট্রিং তত্ত্বিকদের গণনা থেকে জানা গিয়েছে যে, ১০টির মতো ভ্যাকুয়াম স্তরের তথা মহাবিশ্বের অস্তিত্ব থাকতে পারে । দীর্ঘদিন ধরে এই তত্ত্বকে যাচাইযোগ্যতা এবং পরীক্ষণযোগ্যতার অভাবে অভিযুক্ত করা হলেও সম্প্রতি অনন্ত মহাবিশ্বের কিছু পরীক্ষালব্ধ প্রমাণ পাওয়া গিয়েছে বলে দাবী করা হয়েছে।
মহাজাগতিক স্ট্রিং
স্ট্রিং তত্ত্বের শুরুর দিকে স্ট্রিং তত্ত্ববিদ ও মহাজাগতিক স্ট্রিং তত্ত্ববিদরা বিশ্বাস করত যে মহাজাগতিক স্ট্রিং ও সুপারস্ট্রিং এর মধ্যে কোন যোগসূত্র ছিলনা। আদি মহাবিশ্বে মহাজাগতিক স্ট্রিং তৈরী হবার সম্ভাবনা নিয়ে সর্বপ্রথম বলেন কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্ববিদ টম কিবল, ১৯৭৬ সালে, এবং এর ফলেই এই বিষয়টির দিকে সবার কৌতুহল জাগে। ১৯৮৫ সালে প্রথম সুপারস্ট্রিং বিদ্রোহ এর সময় এডুয়ার্ড উইডেন আদি মহাবিশ্বে মহাজাগতিক স্ট্রিং তৈরীর ব্যাপারে জোড় দেন, এবং মাইক্রোস্কপিক স্কেল পর্যন্ত টানেন, যেখানে তখন তাদেরকে মহাজাগতিক সুপারস্ট্রিং বলা হত। তিনি বলেন যে তারা হয় মাইক্রোস্কপিক স্কেলে যাবার আগে ছোট স্ট্রিং এ বিভক্ত ছিল (টাইপ-১ সুপারস্ট্রিং তত্ত্ব), তারা ডোমেইন ওয়াল এর সীমায় আবির্ভূত হবে যার প্রসারনের ফলে মহাজাগতিক স্কেলে পতিত হবে, অথবা প্লাঙ্ক এনার্জি এর কাছের কোন এনার্জি স্কেল অনুযায়ী মহাজাগতিক স্ফীতিশিলতার পূর্বে তৈরী হবে আবং মহাবিশ্বের প্রসারনের সাথে হালকা হতে থাকবে এবং আর দেখা যাবেনা।
জ্যোতির্বিজ্ঞান
কেপলারই ছিল প্রথম ব্যক্তি যিনি সূর্যকে কেন্দ্র করে অন্যান্য গ্রহগুলির গতির বিষয়টি সঠিকভাবে বর্ণনা করেছিলেন । যাইহোক, কেপলার যে আইনগুলি লিখেছিলেন তা একটি নীতি প্রণয়ন করতে ব্যর্থ হয়েছিল। এটি নিউটনের স্বর্গীয় গতিবিদ্যা এবং মাধ্যাকর্ষণ আইন অবশেষে গ্রহের গতি ব্যাখ্যা করতে পেরেছিল যা তার বিপরীত ছিল। নিউটন প্রতিফলক দূরবীন উন্নত করেছিলেন ।