এই অধ্যায়ে হকিং প্রথমে বর্ণনা করেছেন যে পদার্থবিদ ও জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা পৃথিবী থেকে তারাগুলির আপেক্ষিক দূরত্ব গণনা করেছিলেন। আঠারো শতকে স্যার উইলিয়াম হার্শেল রাতের আকাশে অনেক তারার অবস্থান এবং দূরত্বের বিষয়টি নিশ্চিত করেছিলেন। 1924 সালে, এডউইন হাবল তারার উজ্জ্বলতা ব্যবহার করে দূরত্ব পরিমাপ করার একটি পদ্ধতি আবিষ্কার করেছিলেন। আলোকিততা, উজ্জ্বলতা এবং দূরত্ব একটি সাধারণ গাণিতিক সূত্রের সাথে সম্পর্কিত। এই সমস্ত ব্যবহার করে, তিনি মোট নয়টি পৃথক গ্যালাক্সির দূরত্বগুলি মোটামুটি গণনা করেছিলেন। আমরা বিস্তীর্ণ নক্ষত্র সমেত অন্যান্য ছায়াপথের মতো একটি সর্পিল ছায়াপথে বাস করি।

তারকারা আমাদের থেকে অনেক দূরে, তাই আমরা কেবল তাদের একটি বৈশিষ্ট্য, তাদের আলো পর্যবেক্ষণ করি। এই আলো যখন প্রিজমের মধ্য দিয়ে যায় তখন এটি একটি বর্ণালীকে জন্ম দেয়। প্রতিটি নক্ষত্রের নিজস্ব বর্ণালী থাকে এবং যেহেতু প্রতিটি উপাদানটির নিজস্ব অনন্য বর্ণালী থাকে, তাই আমরা কোনও তারার সংমিশ্রণটি জানতে পারি। তারার তাপমাত্রা জানতে আমরা তাপীয় বর্ণালী ব্যবহার করি। 1920 সালে, যখন বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন তারাগুলির বর্ণালী পরীক্ষা করছিলেন, তারা দেখতে পান যে তারা বর্ণালীটির কয়েকটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত রেখা বর্ণালীটির লাল প্রান্তে স্থানান্তরিত হয়েছিল। এই ঘটনার প্রভাবগুলি ডপলার প্রভাব দ্বারা দেওয়া হয়েছিল এবং এটি স্পষ্ট ছিল যে কিছু তারকারা আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছেন।

ধারণা করা হয়েছিল যেহেতু কিছু তারা লাল স্থানান্তরিত, তাই কিছু তারা নীল শিফটও হবে। যখন পাওয়া গেল, তাদের কোনওটিই নীল স্থানান্তরিত হয়নি। হাবল আবিষ্কার করেছেন যে রেডশিফ্টের পরিমাণ আপেক্ষিক দূরত্বের সাথে সরাসরি আনুপাতিক। সুতরাং, এটি পরিষ্কার ছিল যে মহাবিশ্বটি প্রসারিত হচ্ছে। এটি সত্ত্বেও, 20 ম শতাব্দী পর্যন্ত স্থির ইউনিভার্সের ধারণা অব্যাহত ছিল। আইনস্টাইন একটি স্থির ইউনিভার্স সম্পর্কে এতটাই নিশ্চিত ছিলেন যে তিনি 'মহাজাগতিক ধ্রুবক' বিকাশ করেছিলেন এবং পূর্ববর্তী দাবিটি ধরে রাখতে 'মহাকর্ষবিরোধী' বাহিনী চালু করেছিলেন। তদুপরি, অনেক জ্যোতির্বিদও সাধারণ আপেক্ষিকতার মুখের মূল্য এড়িয়ে যাওয়ার চেষ্টা করেছিলেন এবং রাশিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী আলেকজান্ডার ফ্রেডম্যান তার উল্লেখযোগ্য ব্যতিক্রম সহ স্থির ইউনিভার্সের সাথে আটকে ছিলেন।

ফ্রিডম্যান দুটি খুব সাধারণ অনুমান করেছিলেন: মহাবিশ্ব প্রতিটি দিকেই একরকম, অর্থাৎ সমকামিতা, এবং আমরা যেখানেই দেখি না কেন এটি সত্য হবে, অর্থাৎ আইসোট্রপি। তার ফলাফলগুলি দেখিয়েছিল যে মহাবিশ্ব অচল। তার অনুমানগুলি পরে প্রমাণিত হয়েছিল যখন বেল ল্যাবসের দুটি পদার্থবিদ, আরনো পেনজিয়াস এবং রবার্ট উইলসন কেবল আকাশের এক বিশেষ অংশ থেকে নয় সমস্ত জায়গা থেকে এবং প্রায় একই পরিমাণে অতিরিক্ত মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ শব্দ পেয়েছিলেন। এভাবে ফ্রিডম্যানের প্রথম অনুমান সত্য প্রমাণিত হয়েছিল।

প্রায় একই সময়ে, রবার্ট এইচ ডিক এবং জিম পিলসও মাইক্রোওয়েভ বিকিরণে কাজ করছিলেন। তারা যুক্তি দিয়েছিল যে তাদের পটভূমি মাইক্রোওয়েভ বিকিরণ হিসাবে প্রাথমিক ইউনিভার্সের আভা দেখতে সক্ষম হওয়া উচিত। উইলসন এবং পেনজিয়াস এরই মধ্যে এটি করেছিলেন, সুতরাং ১৯ 197৮ সালে তাদের নোবেল পুরষ্কার দেওয়া হয়েছিল। এছাড়াও, মহাবিশ্বে আমাদের স্থান ব্যতিক্রমী নয়, তাই আমাদের মহাবিশ্বকে স্থানের অন্য কোনও অংশ থেকে একই হিসাবে দেখতে পাওয়া উচিত, যা ফ্রিডম্যানের প্রমাণ করে দ্বিতীয় অনুমান। হাওয়ার্ড রবার্টসন এবং আর্থার ওয়াকার দ্বারা একই ধরনের মডেল তৈরি না হওয়া পর্যন্ত তাঁর কাজ বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই অজানা ছিল।

ফ্রিডম্যানের মডেলটি মহাবিশ্বের তিনটি ভিন্ন ধরণের মডেল জন্ম দেয়। প্রথমত, মহাবিশ্ব নির্দিষ্ট সময়ের জন্য প্রসারিত হবে এবং যদি সম্প্রসারণের হারটি মহাবিশ্বের ঘনত্বের চেয়ে কম হয় (মহাকর্ষীয় আকর্ষণ বাড়ে), এটি শেষপর্যন্ত পরবর্তী পর্যায়ে মহাবিশ্বের পতনের দিকে পরিচালিত করবে। দ্বিতীয়ত, মহাবিশ্বটি প্রসারিত হবে এবং কিছু সময়, যদি মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হার এবং ঘনত্ব সমান হয়, এটি ধীরে ধীরে প্রসারিত হবে এবং অসীম সময়ে থামবে, কিছুটা স্থির ইউনিভার্সের দিকে পরিচালিত করবে। তৃতীয়ত, মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হারের ভারসাম্য রক্ষার জন্য ভার্সনের ঘনত্ব সমালোচনামূলক পরিমাণের চেয়ে কম হলে মহাবিশ্ব চিরকাল প্রসারিত হতে থাকবে।

প্রথম মডেলটি মহাবিশ্বের স্থানটি বক্ররেখার জন্য চিত্রিত করে যা কিছুটা পৃথিবীর মতো কাঠামো। দ্বিতীয় মডেলটিতে স্থানটি একটি সমতল কাঠামোতে নিয়ে যায় এবং তৃতীয় মডেলের ফলাফল নেতিবাচক বক্রতা বা জিন আকারের হয়। এমনকি যদি আমরা গণনা করি তবে বর্তমান সম্প্রসারণের হারটি অন্ধকার পদার্থ এবং সমস্ত নক্ষত্রের জনসাধারণ সহ মহাবিশ্বের সমালোচনামূলক ঘনত্বের চেয়ে বেশি। প্রথম মডেলটিতে মহাবিশ্বের সূচনা ছিল অসীম ঘনত্বের স্থান এবং 'একবাক্যতা' নামে পরিচিত শূন্য ভলিউমের এক বৃহত ঠাণ্ডা হিসাবে, এটি এমন একটি পয়েন্ট যেখানে আপেক্ষিকতার সাধারণ থিওরি (ফ্রেডম্যানের সমাধানগুলি এর উপর ভিত্তি করে )ও ভেঙে যায়।

সময়ের শুরুর এই ধারণাটি অনেক ধর্মীয় বিশ্বাসের পরিপন্থী ছিল, তাই বিগ ব্যাং তত্ত্বকে সামাল দেওয়ার জন্য একটি নতুন তত্ত্ব চালু করা হয়েছিল, হারমান বন্ডি, টমাস গোল্ড এবং ফ্রেড হোয়েলের "স্টেডি স্টেট থিওরি"। এর ভবিষ্যদ্বাণীগুলি বর্তমান ইউনিভার্স কাঠামোর সাথেও মেলে। তবে সত্য যে আমাদের নিকটবর্তী রেডিও তরঙ্গ সূত্রগুলি সুদূর ইউনিভার্সের তুলনায় অনেক কম ছিল এবং বর্তমানের তুলনায় আরও অনেক রেডিও উত্স ছিল, এর ফলে এই তত্ত্বটি ব্যর্থ হয়েছিল এবং প্রত্যেকে অবশেষে বিগ ব্যাং তত্ত্বকে সমর্থন করেছিল।

এভজেনি লিফশিটস এবং আইজাক মার্কোভিচ খালাত্নিকভ বিগ ব্যাং তত্ত্বটি এড়ানোর চেষ্টা করেছিলেন কিন্তু ব্যর্থও হয়েছিলেন। রজার পেনরোজ হালকা শঙ্কু এবং সাধারণ আপেক্ষিকতা ব্যবহার করে প্রমাণিত করেছিল যে একটি ধসে পড়া নক্ষত্রটি শূন্য আকারের এবং অন্ধকারের ঘনত্ব এবং বক্রতা একটি কালো হোল নামে পরিচিত একটি অঞ্চলে পরিণত হতে পারে। হকিং এবং পেনরোজ একসাথে প্রমাণ করেছিলেন যে মহাবিশ্বের এককত্ব থেকে উদ্ভূত হওয়া উচিত ছিল, যা কোয়ান্টামের প্রভাবগুলি বিবেচনায় নেওয়ার পরে হকিং নিজেই এটি অস্বীকার করেছিলেন।
আমাদের বিশ্বজগতের ছবি
চলচ্চিত্র
সম্প্রসারণ মহাবিশ্ব
প্রাথমিক কণা এবং প্রকৃতির বাহিনী