Question

সূর্য যেখানে পৃথিবীকে তাপ সরবরাহ করে, সেখানে মহাকাশ ঠাণ্ডা কেন?

Answer 1

প্রথমে আমাদের জানতে হবে তাপ কিভাবে উৎপন্ন হয়। আলো এবং তাপ পরস্পর ওতোপ্রতোভাবে জড়িত। তাপ থাকলেই আলো তৈরি হবে আবার আলো থাকলে সেখানে অবস্যই তাপ থাকবে। অর্থাৎ আলো এবং তাপ পরস্পরের সমানুপাতিক। আবার কয়েকটি বিষয় মনে রাখতে হবে, আলো পতিত হওয়ার অবস্থার হারের উপর নির্ভর করবে তাপ উৎপন্নের পরিমান। যদি লম্বভাবে আলোক রশ্মি পতিত হয় তবে তাপ বেশি উৎপন্ন হয় অপর দিকে লম্ব থেকে যত দুরে সরে যাবে তত কম পরিমান তাপ উৎপন্ন হবে। আবার প্রযুক্ত আলোর সমানুপাতে তাপ উৎপন্ন হয়। অর্থাৎ অল্প আলোতে অল্প তাপ আর অধিক আলোতে উৎপন্ন হয় অধিক তাপ। আবার উৎসের সাথে বস্তুর দুরত্বের কারনে তাপের তারতম্য হয়। অর্থাৎ আলো থেকে উৎপন্ন তাপ দুরত্বের সাথে ব্যস্তানুপাতিক।

যখন একটি পরমানুর ইলেকট্রনকে বাহির থেকে চাপ প্রয়োগ করা হয় তখন পরমানুর ইলেকট্রনটি নিজের ঘূর্ণন গতির বিরুদ্ধে কাজ করে বা ইলেকট্রনটি তার অবস্থান পরিবর্তন করতে বাধ্য হয়। আর প্রয়োগকৃত শক্তিটি দেয়া হয় ইলেকট্রনের সমধর্মী চার্জের মাধ্যমে। এ অবস্থায় ইলেকট্রনটি একটি বিপরীত মুখী শক্তি লাভ করে। ফোটন কণা সর্বদা ইলেকট্রনকে বিকর্ষন করে। যখন কোন পদার্থ বা কণার উপর ফোটন কণা পতিত হয় তখন ঐ পদার্থ বা কণার ইলেকট্রনগুলোর ফোটন পতনের সমাণুপাতে কম্পনের সৃষ্টি হয়। অর্থাৎ ফোটন কণার প্রয়োগকৃত শক্তির প্রভাবে ইলেকট্রনের বা পরমাণুর কম্পনের ফলে কোন বস্তুতে তাপ উৎপন্ন হয়। আরো সহজে বলতে গেলে পরমানু তথা ইলেকট্রনের কম্পনের ফলে তাপ উৎপন্ন হয়। পরমানুতে ভ্যালেন্স ইলেকট্রনের সংখ্যা যত বেশি হবে পরমাণুটি তত বেশি ইলেকট্রন পরিবাহি হবে ঠিক তেমনী তত বেশি তাপ পরিবাহী হয়ে থাকে।

পৃথিবীর বায়ুমন্ডল বা ভূপৃষ্টের পদার্থের উপর যখন ফোটন কণা পতিত হয় তখন কম্পনের কারণে তাতে তাপ উৎপন্ন হয়। এজন্য দেখে থাকবেন একই স্থানের মাটি ও মাটির উপর রেখে দেয়া ভালো পরিবাহী জাতীয় পদার্থে একই পরিমান তাপ উৎপন্ন না। যেমন একটি তামার টুকরো ও কাঁচ খন্ড মাটির উপর রেখে দিলে সবচেয়ে বেশি গরম হবে তামার টুকরোটি। তার থেকে কম গরম হবে কাঁচের টুকরো, তার থেকে কম হবে মাটি, এবং সবচেয়ে কম গরম হবে ঐ স্থানের বাতাস। কিন্তু মাটি ভেজা হলে কাঁচের দন্ডের চাইতে বেশি গরম হবে। তার কারন তাদের কন্ডাকটিভিটি বা পরিবাহীতা। আমরা এ থেকে বুঝলাম একটি পদার্থের মুক্ত ইলেকট্রন বা ভ্যালেন্স ইলেকট্রেনের কম্পনের ফলে উৎপন্ন তাপের পরিমানের তারতম্য হয়।

মহাকাশ বা মহাশুন্যে গ্রহ, উপগ্রহ বা গ্রহপুঞ্জি ছাড়া বাকি অংশ একেবারেই শুন্য। সেখানে অনেক দুরে দুরে ও অতি নগন্য মাত্রায় হাইড্রোজেন গ্যাস সহ অন্যান্য কিছু নিস্ক্রিয় গ্যাসীয় পদার্থ রয়েছে যা সূর্যের আলো তথা ফোটন কণার প্রযুক্ত বলে কম্পন সৃষ্টি হলেও তা এত তাপ উৎপন্ন করতে পারে না। তাই এখানে সর্বদা তাপমাত্রা ঋণাত্নকে থাকে। পৃথিবীর বায়ূমন্ডল সবচাইতে বেশি গ্যাসীয় কণার উপস্থিতি থাকলেও বায়ূমন্ডল সামান্য মাত্রই উত্তপ্ত হয়। গ্রীষ্ম কালে বাতাসে জলীয় বাস্পের উপস্থিতি বেশি বলে বায়ূমন্ডল বেশি উত্তপ্ত হয় কিন্তু শীত কালে এর পরিমান কম থাকে বলে তাপ কম উত্তপ্ত হয়। মহাকাশ বা মহাশুণ্যে যে নগন্য পরিমান কণা আছে তাদের উৎপন্নকৃত তাপ সর্বদাই ঋনাত্নক মানে থাকে, কখনোই তাপ শুণ্য নয়। সূর্য সবাইকেই সমানভাবে তাপ সরবরাহ করে থাকে, যদিও মহাকাশে সূর্যই একমাত্র নক্ষত্র নয়।

আরেকটি মজার বিষয় হলো এই নগন্যমাত্রার গ্যাসীয় কণা ঋণাক্তক মানে তাপ উৎপন্ন করে বলে সেখানে পতিত আলোর পরিমান অতিমাত্রায় নগন্য। মহাশুন্যে আলোর কোন প্রতিফলন না হওয়ার কারনে তা একেবারেই অন্ধকার।

Answer 2

মহাকাশ ঠান্ডা হয় কারণ এটি একটি শূন্যতা। শূন্যতায়, কোন বস্তু বা পদার্থ নেই যা তাপকে ধরে রাখতে পারে।

তাপ একটি শক্তির রূপ যা বস্তুগুলির কণাগুলির গতি দ্বারা সৃষ্ট হয়। যখন বস্তুগুলি একে অপরের সাথে সংঘর্ষ হয়, তখন তারা একে অপরের তাপকে স্থানান্তর করে।

মহাকাশে, বস্তুগুলি একে অপরের সাথে খুব কম সংঘর্ষ করে। এর কারণ হল মহাকাশ খুব বড় এবং বস্তুগুলি খুব দূরে অবস্থিত। তাই, মহাকাশে বস্তুগুলি তাদের তাপকে অন্য বস্তুতে স্থানান্তর করতে পারে না।

তাই, মহাকাশের তাপমাত্রা ধীরে ধীরে ঠান্ডা হয়ে যায়।

মহাকাশের তাপমাত্রা কত ঠান্ডা তা নির্ভর করে মহাকাশের কোন অংশের কথা বলা হচ্ছে তার উপর।

মহাকাশের বেশিরভাগ অংশের তাপমাত্রা -২৭০ ডিগ্রি সেলসিয়াস (-৪৫৪ ডিগ্রি ফারেনহাইট) এর কাছাকাছি। তবে, মহাকাশের কিছু অংশের তাপমাত্রা আরও কম হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, মহাজাগতিক পটভূমি বিকিরণের তাপমাত্রা -২৭৩.১৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস (-৪৫৯.৬৭ ডিগ্রি ফারেনহাইট), যা পরম শূন্যের কাছাকাছি।

মহাকাশের ঠান্ডা তাপমাত্রা আমাদের জীবনের জন্য একটি বড় চ্যালেঞ্জ। উদাহরণস্বরূপ, মহাকাশচারীরা যখন মহাকাশে যান, তখন তাদেরকে গরম পোশাক পরতে হয় যাতে তারা ঠান্ডায় না মারা যায়।