মহাবিশ্ব অতিক্রম করার সময় কি আলো শক্তি হারায়?

আলো হলো তড়িৎ চৌম্বকীয় বিকিরণ। একটি বৈদ্যুতিক তরঙ্গ এবং একটি চৌম্বক তরঙ্গ একত্রিত হয়ে স্থান-কালের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে। আলোর কোন ভর নেই। কোনো বস্তুর ভর, হোক সে ধুলোর কণা হোক বা মহাকাশযান, মহাকাশে ভ্রমণের সর্বোচ্চ গতি সীমিত করে। কিন্তু যেহেতু আলো ভরহীন, তাই এটি শূন্যস্থানে সর্বোচ্চ গতিসীমায় পৌঁছাতে সক্ষম – প্রতি সেকেন্ড ৩ লক্ষ কিমি বা বছরে প্রায় ৬ ট্রিলিয়ন মাইল (৯.৬ ট্রিলিয়ন কিমি)। মহাকাশের মধ্য দিয়ে ভ্রমণের চেয়ে দ্রুত আর কিছুই নেই। আপনার চোখ পলক ফেলতে যত সময় লাগে, আলোর একটি কণা পৃথিবীর পরিধির চারপাশে দ্বিগুণেরও বেশি ভ্রমণ করে।

আলো তরঙ্গ আকারে চলাচল করে এবং এর শক্তি নির্ভর করে এর তরঙ্গের উপর। বেশি তরঙ্গ হলে বেশি শক্তি হবে। আইনস্টাইনের E = hf সূত্র অনুসারে, আলোর শক্তি E এর ফ্রিকোয়েন্সি f এর সমানুপাতিক, যেখানে h প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক। মহাবিশ্ব প্রসারিত হওয়ার কারণে দূরবর্তী গ্যালাক্সি থেকে আসা আলো রেডশিফ্টেড হয়, অর্থাৎ এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেড়ে যায় এবং ফ্রিকোয়েন্সি কমে যায়।

এই প্রক্রিয়ায় আলো শক্তি হারায়, কারণ ফ্রিকোয়েন্সি কমার সাথে সাথে E = hf অনুযায়ী শক্তিও হ্রাস পায়। আপেক্ষিকতা তত্ত্ব অনুযায়ী, মহাবিশ্বের প্রসারণের কারণে সময়ের প্রসারণ ঘটে, যা আলোর গতিকে প্রভাবিত করে। দূরের গ্যালাক্সি থেকে আসা আলো যখন আমাদের কাছে পৌঁছায়, তখন এটি বেশি সময় নেয় এবং এর ফ্রিকোয়েন্সি কমে যায় বলে মনে হয়।

আলো নিজে শক্তি হারায় না, কিন্তু মহাবিশ্বের প্রসারণের কারণে এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রসারিত হয়, ফলে এটি কম শক্তিশালী হয়ে আমাদের কাছে পৌঁছায়। শক্তির সংরক্ষণ নীতিকে লঙ্ঘন করে না, কারণ হারানো শক্তি মহাবিশ্বের প্রসারণের সাথে সম্পর্কিত। মহাবিশ্বের প্রসারণের কারণে আলো রেডশিফ্ট হয় এবং শক্তি হারালেও এটি প্রকৃতপক্ষে শক্তি হারায় না। বরং শক্তির রূপান্তর ঘটে। এই প্রক্রিয়া বুঝতে টাইম ডাইলেশন এবং কসমিক এক্সপ্যানশন ধারণা গুরুত্বপূর্ণ।