জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক
ব্যবস্থার বাইরের একক, ব্যবহারে অনুমোদিত · রাশি: দৈর্ঘ্য
দু হাজার বছর জ্যোতির্বিদরা সৌরজগতের আকার জানতেন, আয়তন জানতেন না। কেপলার 1619 সালে তৃতীয় সূত্র বের করলেন: আবর্তনকালের বর্গ বড় অর্ধাক্ষের ঘনের মতো। পর্যবেক্ষণ থেকেই সঙ্গে সঙ্গে বেরোত যে বৃহস্পতি পৃথিবীর চেয়ে সূর্য থেকে 5.2 গুণ দূরে। কত গুণ — তা জানা ছিল। ক্রোশে তা কত দাঁড়ায় — জানা ছিল না। মানচিত্রটি মাপকাঠি ছাড়াই আঁকা হয়েছিল।
মাপকাঠি হল পৃথিবী থেকে সূর্যের দূরত্ব। সোজাসুজি তা মাপা যায় না: সূর্যের কাছে যাওয়া যায় না, আর তার দুই কিনারার মাঝের কোণও যথেষ্ট নয়। তাই তিন শতাব্দী ধরে সূর্য নয়, প্রতিবেশীদেরই মাপা হয়েছে: মঙ্গল, তারপর শুক্র, তারপর একটি বেতার স্পন্দনের প্রতিধ্বনি। প্রতিবারই একই রাশি বেরোত, এক ধাপ বেশি নিখুঁত।
2012 সালে মাপজোক শেষ হল। আন্তর্জাতিক জ্যোতির্বিজ্ঞান সংঘ জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক এককটিকে মিটারের নিখুঁত সংখ্যা বলে ঘোষণা করল আর প্রশ্নটি বন্ধ করে দিল: 149 597 870 700, কোনো অনিশ্চয়তা ছাড়াই। কারণটা নিখুঁততায় ছিল না, ছিল এই যে পুরনো সংজ্ঞা নিজে থেকেই সরতে শুরু করেছিল।
01 · সংজ্ঞা
জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক ঠিক 149 597 870 700 মিটার। এটি পৃথিবী থেকে সূর্যের গড় দূরত্বের কাছাকাছি, কিন্তু সংজ্ঞা আর পৃথিবীর দিকেও তাকায় না, সূর্যের দিকেও নয়। একক এখন নিছক একটি সংখ্যা।
2012-এর আগে সংজ্ঞা ছিল অন্য, আর অনেক বেশি কৌশলী। জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক রাখা হত গাউসের মহাকর্ষ ধ্রুবক দিয়ে: সেই দূরত্ব যেখানে নগণ্য ভরের একটি পরীক্ষা-পিণ্ড সূর্যকে 365.2568983 দিনে ঘুরে আসে। রাশিটি স্কেল দিয়ে মাপা হত না, গ্রহের গতি থেকে বের করা হত।
সেই সংজ্ঞায় দুটি খুঁত ছিল। প্রথম: তা সূর্যের ভরের সঙ্গে ঝুলে আছে, আর সূর্য ভর হারায় — বছরে প্রায় 10¹⁷ কিলোগ্রাম বিকিরণ আর সৌর বায়ু হয়ে চলে যায়। জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক তাতেই ধীরে বাড়ত, শতাব্দীতে কয়েক সেন্টিমিটার। দ্বিতীয়: এটি নিউটনীয় সংজ্ঞা, আর আপেক্ষিক বিচারে একক ভিন্ন প্রসঙ্গ-কাঠামোয় ভিন্ন দাঁড়াত।
প্রস্তাব B2 দুটি জ্বালাই এক চালে সরিয়ে দিল: একটি সংখ্যা স্থির করল। au আর মাপা রাশি নয়, বরং মিটার আর জ্যোতির্বিদদের সুবিধের মাপের মধ্যে রূপান্তরের গুণক। সূর্যের মহাকর্ষ ধ্রুবক তখন থেকে আলাদা প্রকাশ হয়, মাপা রাশি হিসেবে।
বুধ থেকে কাইপার বলয়ের কিনারা পর্যন্ত একটি লগারিদমীয় মাপ। সরকনি যে কোনো দূরত্বে চিহ্ন বসায়, আর পাতাটি গুনে দেয় আলো কতক্ষণ চলে, সূর্য থেকে সেখানে কোন প্রবাহ পৌঁছায়, আর বায়ুমণ্ডলহীন পিণ্ডের তাপ কত হত।
আধ বছরে পৃথিবী দুই জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক সরে যায়, আর কাছের কোনো তারা দূরের তারাদের পটভূমিতে ক্ষুদ্র উপবৃত্ত আঁকে। যে দূরত্ব থেকে পৃথিবীর কক্ষের ব্যাসার্ধ এক চাপ-সেকেন্ডের সমান দেখায়, তাকেই পারসেক বলা হল — তা 206 265 au। সবচেয়ে কাছের তারায় কোণ মাত্র 0.77 সেকেন্ড, আর কোনো তারারই গোটা এক সেকেন্ডের লম্বন নেই।
02 · রূপান্তর
একটি দূরত্ব লিখুন, পাতাটি তা মাপে মাপে বদলে দেবে
জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক এককের সঙ্গে উপসর্গ ব্যবহার হয় না: কিলো-জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক বলে কিছু নেই। সৌরজগতের ভিতরে au আর কিলোমিটারে গোনা হয়, তার বাইরে পারসেকে যাওয়া হয়, আর গ্রহান্তরের যানগুলিকে দূরত্ব বলা হয় সংকেতের চলার সেকেন্ডে — মাটিতে থাকা লোকদের পক্ষে তাই সুবিধের।
তালিকার তৃতীয় পরিবার সংকেত নিয়ে। বেতারের আদেশ যানে পৌঁছায় আলোর সমান সময়ে, আর উত্তর ফিরতে নেয় দ্বিগুণ। এখান থেকেই নিয়ম: যান যত দূরে, হাতে চালানো তত কম।
1961 সালে জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক প্রথমবার রাডারে মাপা হল: একটি স্পন্দন শুক্রের দিকে গেল আর প্রতিধ্বনি কয়েক মিনিট পরে এল। দূরত্ব সোজা সংকেতের চলার সময় থেকেই বেরোল, কোনো জ্যামিতি ছাড়াই আর ভর নিয়ে কোনো অনুমান ছাড়াই। নিখুঁততা এক ধাক্কায় তিন ধাপ উঠল, আর তার সঙ্গে জগতের গোটা মাপ।
| মন্তব্য | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · মাত্রার ক্রম
পৃথিবীর ব্যাসার্ধ থেকে ছায়াপথের কেন্দ্র পর্যন্ত04 · মাপার যন্ত্র
জগতের মাপ কী দিয়ে মাপা হয়েছিল
1672 সালে প্যারিসে কাসিনি আর কায়েনে রিশে একই মুহূর্তে তারাদের পটভূমিতে মঙ্গলের অবস্থান মাপলেন। 7000 কিলোমিটার ভিত্তিতে কোণের ফারাক সূর্য পর্যন্ত প্রথম সৎ দূরত্ব দিল: প্রায় 140 মিলিয়ন কিলোমিটার, মোটে 7 % কম।
হ্যালির মাথায় কৌশলটি এল 1716 সালে: শুক্র যখন সূর্যের চাকতির উপর দিয়ে যায়, তখন ভিন্ন অক্ষাংশের পর্যবেক্ষকরা তাকে ভিন্ন জ্যা বরাবর চলতে দেখেন। অতিক্রমণের সময়ের ফারাক লম্বন দেয়। 1761 আর 1769-এর অতিক্রমণ গোটা দুনিয়ায় ডজন ডজন অভিযান চালিয়ে দিল — লোমোনোসভ পিটার্সবার্গ থেকে দেখছিলেন আর সেই ফাঁকেই শুক্রের বায়ুমণ্ডল লক্ষ করলেন।
স্পন্দন শুক্রের দিকে যায় আর পাঁচ মিনিটের কিছু বেশি সময়ে ফেরে। দূরত্ব সোজা সময় আর আলোর গতি থেকেই আসে: জ্যামিতি নেই, ভর নিয়ে অনুমানও নেই। 1961-এর প্রথম বৈঠকগুলি এককটিকে তখনই কয়েকশো কিলোমিটার নিখুঁততায় দিল।
আজকের নিখুঁততা আসে গ্রহান্তরের যান থেকে। মাটিতে বসানো অ্যানটেনা সংকেতের কম্পাঙ্কের সরণ ধরে, আর তা থেকেই যানের বেগ জানে সেকেন্ডে মিলিমিটারের ভগ্নাংশ পর্যন্ত। এমন হাজার হাজার মাপ থেকে পঞ্জিকা তৈরি হয়, আর সেই একই উৎস থেকে আসে সূর্যের মহাকর্ষ ধ্রুবক।
05 · লেখার নিয়ম
au ছোট হরফে, বিন্দু আর উপসর্গ ছাড়া
2012 থেকে মান্য চিহ্ন ছোট হরফের, বিন্দুহীন au। পুরনো AU, a.u. আর ua নতুন লেখায় ব্যবহার হয় না, যদিও পুরনো প্রবন্ধে মেলে। SI-র উপসর্গ এককটির উপর খাটে না: হাজার হাজার au-এর দূরত্ব পুরোটাই লেখা হয়।
আরও একটি সূক্ষ্মতা «সূর্য পর্যন্ত গড় দূরত্ব» কথাটি। এভাবে বলা চলে না: পৃথিবীর কক্ষের বড় অর্ধাক্ষ 1.00000102 au, আর দেড়শো কিলোমিটারের ফারাক নিখুঁত হিসাবে ওজন রাখে। জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক সেই দূরত্বের কাছাকাছি, কিন্তু সংজ্ঞামতে তার সমান নয়।
06 · প্রতিবেশী একক
দূরত্বের তিনটি একক জ্যোতির্বিজ্ঞানে সিঁড়ির মতো দাঁড়িয়ে: au সৌরজগতের জন্য, পারসেক তারাদের জন্য, আলোকবর্ষ জনপ্রিয় লেখার জন্য। বৈজ্ঞানিক প্রবন্ধে আলোকবর্ষ প্রায় নেই — সেখানে সর্বত্র পারসেক।
1.496·10¹¹ m
63 241 au
206 265 au
পারসেক ঠিক এই কারণেই সুবিধের: দূরত্ব বেরোয় এককটিকে মাপা কোণ দিয়ে ভাগ করে। জ্যোতির্বিদ কিছুই বদলান না — পর্যবেক্ষণের ফল সোজা পড়ে নেন। প্রক্সিমার লম্বন 0.7687 সেকেন্ড, অর্থাৎ সে 1.301 পারসেক দূরে, মানে 268 400 জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক।
07 · ঐতিহাসিক অংশ
মাপ কীভাবে খোঁজা হল
আরিস্তার্খস সেই মুহূর্তের অপেক্ষা করলেন যখন চাঁদ ঠিক অর্ধেক আলোকিত, আর তার সঙ্গে সূর্যের কোণ মাপলেন। কৌশলটি ঠিক: কোণ থেকে দূরত্বের অনুপাত বেরোয়। কিন্তু তিনি সত্যিকারের 89.85°-এর বদলে পেলেন 87°, আর সূর্য চাঁদের চেয়ে মোটে 19 গুণ দূরে দাঁড়াল — যত দূরে আছে তার প্রায় কুড়ি গুণ কাছে।
রিশে গেলেন গায়ানায়, কাসিনি রইলেন প্যারিসে, আর দুজনেই এক ও একই রাতে মঙ্গলের অবস্থান নির্ণয় করলেন। সাত হাজার কিলোমিটারের ভিত্তি লম্বন দিল, আর তা থেকে সূর্য পর্যন্ত 140 মিলিয়ন কিলোমিটার। প্রথমবার জগতের আয়তন জানা গেল কয়েক শতাংশ ভুলের মধ্যে।
শুক্রের দুটি অতিক্রমণের জন্য একশোরও বেশি অভিযান সাজানো হল: কুক পাল তুললেন তাহিতির দিকে, লে জঁতিল এগারো বছর পথে কাটালেন আর দু-বারই মেঘের জন্য কিছুই দেখতে পেলেন না। ফল এনে দাঁড় করানো হল 153 মিলিয়ন কিলোমিটারে — 2 % বেশি।
শুক্রে রাডার নিখুঁততার প্রশ্ন বন্ধ করে দিল: দূরত্ব এরপর সংকেতের চলার সময় থেকেই নেওয়া হত। আধ শতাব্দী পরে দেখা গেল যে এখন সংজ্ঞাটিই বাধা, আর সংঘ এককের জন্য মিটারের নিখুঁত সংখ্যা স্থির করে দিল। মাপার আর কিছু রইল না।
যে একক মাপা ছেড়ে দেওয়া হল
তিনশো বছর জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক ছিল জ্যোতির্বিজ্ঞানের প্রধান মাপা রাশি। তার নিখুঁততার উপর ঝুলে ছিল সবই: গ্রহ পর্যন্ত দূরত্ব, ভর, তারার দীপ্তি, ছায়াপথের আয়তন। প্রতিটি পরিশোধন গোটা পঞ্জি নতুন করে লিখিয়ে নিত।
2012 সালে তাকে মাপা রাশির তালিকা থেকে বের করে দেওয়া হল। কারণটা সৎ: যে রাশি সূর্যের ভর দিয়ে সংজ্ঞায়িত, তাকে বদলাতেই হবে, কেননা সূর্য জ্বলে আর রোগা হয়। দৈর্ঘ্যের এককের শ্বাস নেওয়া চলে না। তাই সংঘ au-এর সঙ্গে তাই করল যা আগে মিটারের সঙ্গে করেছিল: একটি সংখ্যা স্থির করল আর ব্যাপারটা বন্ধ করল।
মাপা অংশটি তাতে হারিয়ে যায়নি, ঠাঁই বদলেছে। এখন মাপা হয় সূর্যের মহাকর্ষ ধ্রুবক আর পৃথিবীর কক্ষের বড় অর্ধাক্ষ — 1.00000102 au। সূর্য পর্যন্ত দূরত্ব এখনও প্রতি বছর নিখুঁত করা হয়; কেবল ফলটি আর এককের সংজ্ঞায় লেখা হয় না, তার পাশে লেখা হয়।
তালিকা · মাপের একক
প্রতিটি রাশির জন্য একটি নথি
SI-এর সাতটি মূল একক, নিজস্ব নামওয়ালা বাইশটি উদ্ভূত একক, আর পদ্ধতির বাইরের সেই রাশিগুলো যা ছাড়া বিজ্ঞানও চলে না, রোজকার জীবনও নয়। প্রত্যেকটির নিজের পাতা: সংজ্ঞা, রূপান্তর, যন্ত্র, লেখার নিয়ম, ইতিহাস। ৩৬টি ভাষায়।