এন্ট্রপি না থাকলে মহাবিশ্বের বয়স হতো মাত্র এক সেকেন্ড! ( If There Were No Entropy, the Age of the Universe Would Be Just One Second !)

 

এন্ট্রপি না থাকলে মহাবিশ্বের বয়স হতো মাত্র এক সেকেন্ড!

( If There Were No Entropy, the Age of the Universe Would Be Just One Second !)

কেমন হতো যদি বিগ ব্যাং-এর পর মহাবিশ্বের সমস্ত ঘটনা - নক্ষত্রের জন্ম, গ্যালাক্সি তৈরি, এমনকি আপনার অস্তিত্ব সবকিছু কোনো ইতিহাস তৈরি করার আগেই এক মুহূর্তের মধ্যে স্তব্ধ হয়ে যেত? শুনলে সাইন্স ফিকশন মনে হলেও, তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যার চোখে এটিই হতো যদি ‘এন্ট্রপি’ (Entropy) নামক তাপগতিবিদ্যার অনন্য সূত্রটি কাজ না করত!

এন্ট্রপি হলো কোনো ব্যবস্থার বিশৃঙ্খলা বা এলোমেলো অবস্থার পরিমাপ। কিন্তু পদার্থবিজ্ঞানে এর সবচেয়ে বড় পরিচয় হলো: এটি মহাবিশ্বের "সময়ের তীর" বা 'অ্যারো অব টাইম' (Arrow of Time) নির্ধারণ করে। তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী, পুরো মহাবিশ্বের মোট এন্ট্রপি বা বিশৃঙ্খলা সবসময় কম থেকে বেশির দিকে যায়। আর এই নিয়মটাই সময়কে একটি নির্দিষ্ট দিকে এগিয়ে নিয়ে যায়, যার কারণে আমরা সবসময় অতীত থেকে ভবিষ্যতের দিকে এগিয়ে যাই, কখনো ভবিষ্যৎ থেকে অতীতে ফিরে যেতে পারি না।

লজিকটি আসলে কী?

বিগ ব্যাং-এর ঠিক পরের মুহূর্তে মহাবিশ্ব ছিল পরম সুশৃঙ্খল (Low Entropy) এবং অত্যন্ত ঘন ও উত্তপ্ত। প্রকৃতির নিয়ম হলো, শক্তি সবসময় উচ্চ ঘনত্বের জায়গা থেকে কম ঘনত্বের দিকে ছড়িয়ে পড়তে চায়। মহাবিশ্বের কণা ও বলগুলোর মধ্যকার প্রাকৃতিক মিথস্ক্রিয়া বা বিক্রিয়াগুলো ঘটতে একটি নির্দিষ্ট সময় লাগে। আর তাপগতিবিদ্যার নিয়ম অনুযায়ী, এই প্রক্রিয়াগুলোর মাধ্যমে মহাবিশ্বের এন্ট্রপি বা বিশৃঙ্খলা খুব ধীরে ধীরে, ধাপে ধাপে বৃদ্ধি পায়। এই ধারাবাহিকতার কারণেই বিগ ব্যাং-এর পর নক্ষত্রগুলো কোটি কোটি বছর ধরে আলো ছড়ানোর সুযোগ পাচ্ছে, গ্রহগুলো তৈরি হতে পারছে এবং আমরা জীবন ধারণ করতে পারছি।

যদি মহাবিশ্বে এন্ট্রপির এই একমুখী প্রবাহের নিয়মটি না থাকত, তবে প্রকৃতির সমস্ত সমীকরণ ‘সময়-উভমুখী’ (Time-reversible) হয়ে যেত। অর্থাৎ, অতীত আর ভবিষ্যতের মধ্যে কোনো তফাত বা প্রাচীর থাকত না। একটি গ্লাস ভেঙে চুরমার হওয়া আর সেই ভাঙা টুকরোগুলো নিজে নিজে জোড়া লেগে আবার আস্ত গ্লাস হয়ে যাওয়ার ঘটনার মধ্যে কোনো পার্থক্য থাকত না।

সবচেয়ে বড় বিপর্যয়টি হতো মহাবিশ্বের ইতিহাসে। এন্ট্রপির কোনো একমুখী দিক না থাকলে, বিগ ব্যাং-এর পর শক্তি কোনো নিয়মতান্ত্রিক বিবর্তন বা ধারাবাহিক ইতিহাসের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সুযোগই পেত না। কোনো নক্ষত্র কোটি কোটি বছর ধরে জ্বলার একক দিক খুঁজে পেত না। ফলে বিগ ব্যাং-এর পর এক সেকেন্ড পার হতে না হতেই মহাবিশ্ব সময়ের কোনো একমুখী ধারা তৈরি করতে ব্যর্থ হতো এবং বিলিয়ন বিলিয়ন বছরের এই মহাজাগতিক ইতিহাসের জন্মই হতে পারত না।

পরিশেষে বলা যায়, এন্ট্রপি মহাবিশ্বের শক্তির রূপান্তরকে একটি একমুখী ধারাবাহিকতায় চালিত করছে বলেই সময় আজ আমাদের কাছে এতটা গতিশীল, অর্থবহ এবং দীর্ঘ। এন্ট্রপির এই অনন্য নিয়মের কারণেই আমরা অতীতকে পেছনে ফেলে ভবিষ্যতের দিকে এগিয়ে যাচ্ছি, আর মহাবিশ্ব বিলিয়ন বিলিয়ন বছর ধরে তার গল্প লেখার সুযোগ পেয়েছে।

*** এই বিষয়ে অধিকতর জানতে কমেন্টে শেয়ারকৃত তথ্যসূত্র পড়ুন।

How would it be if all the events of the universe after the Big Bang - the birth of stars, the formation of galaxies, and even your very existence - came to a standstill within a single moment before creating any history? Though it sounds like science fiction, through the eyes of theoretical physics, this would be the absolute reality of our universe if that unique law of thermodynamics called 'Entropy' did not work!

Entropy is the measure of disorder or randomness of a system. But its greatest identity in physics is: it determines the "Arrow of Time" of the universe. According to the Second Law of Thermodynamics, the total entropy or disorder of the entire universe always moves from low to high. And this very rule drives time forward in a specific direction, because of which we always move from the past to the future, and can never return to the past from the future.

What is the logic actually?

At the very next moment of the Big Bang, the universe was perfectly ordered (Low Entropy) and extremely dense and hot. The law of nature is that energy always wants to spread from areas of high density to areas of low density. It takes a certain amount of time for the natural interactions or reactions between the particles and forces of the universe to occur. And according to the rules of thermodynamics, through these processes, the entropy or disorder of the universe increases very slowly, step by step. It is because of this continuity that stars are getting the opportunity to radiate light for billions of years after the Big Bang, planets are able to form, and we are able to sustain life.

If this rule of the unidirectional flow of entropy did not exist in the universe, then all the equations of nature would become 'Time-reversible'. That is, there would be no difference or barrier between the past and the future. There would be no difference between a glass shattering into pieces and those broken pieces automatically reassembling themselves to become a whole glass again.

The biggest catastrophe would occur in the history of the universe. Without any unidirectional direction of entropy, energy after the Big Bang would not even get the chance to go through any systematic evolution or continuous history. No star would find a singular direction to burn for billions of years. As a result, before even a single second could pass after the Big Bang, the universe would fail to create any unidirectional flow of time, and this cosmic history of billions of years could never have been born.

In conclusion, it can be said that because entropy is driving the transformation of energy in the universe in a unidirectional continuity, time is so dynamic, meaningful, and long to us today. It is because of this unique law of entropy that we are moving forward towards the future, leaving the past behind, and the universe has got the opportunity to write its story for billions of years.