আলবার্ট আইনস্টাইন (Albert Einstein) সারা বিশ্বে বিংশ শতাব্দীর সবচেয়ে প্রভাবশালী পদার্থবিজ্ঞানী হিসেবে পরিচিত। তাঁর আপেক্ষিকতা তত্ত্ব স্থান, সময় ও মহাকর্ষ সম্পর্কে মানুষের ধারণা বদলে দিয়েছিল। তিনি ১৯২১ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পান, তবে আপেক্ষিকতার জন্য নয়, আলোক তড়িৎ ক্রিয়ার ব্যাখ্যার জন্য।

তিনি জার্মানিতে জন্মেছিলেন, সুইজারল্যান্ডে পড়াশোনা ও চাকরি করেছেন, আর জীবনের শেষ বাইশ বছর কাটিয়েছেন আমেরিকার প্রিন্সটনে। পেটেন্ট অফিসের একজন সাধারণ কর্মচারী থেকে তিনি বিশ্বের সবচেয়ে পরিচিত বিজ্ঞানী হয়ে উঠেছিলেন। তাঁর জীবনের গল্প তাই শুধু বিজ্ঞানের গল্প নয়, ধৈর্য, কৌতূহল আর স্বাধীন চিন্তারও গল্প।

জন্ম ও শৈশব

আলবার্ট আইনস্টাইন জন্মগ্রহণ করেন ১৮৭৯ সালের ১৪ মার্চ, জার্মানির উল্ম শহরে। তাঁর পিতা হেরমান আইনস্টাইন প্রথমে বিক্রয়কর্মী ছিলেন, পরে তড়িৎ যন্ত্রের কারখানা চালাতেন। মাতা পাউলিনে কখ পরিবারের দেখাশোনা করতেন। দুই বছর পর তাঁর বোন মায়ার জন্ম হয়, পরিবারে যাঁকে মায়া বলে ডাকা হতো।

পরিবার কিছুদিন পর মিউনিখে চলে যায়, আর সেখানেই আইনস্টাইনের শৈশব কাটে। বিদ্যালয়ের কঠোর শৃঙ্খলা তাঁর ভালো লাগত না, তবে অঙ্ক আর জ্যামিতিতে তাঁর আগ্রহ ছিল গভীর। মায়ের আগ্রহে তিনি বেহালা শিখেছিলেন, আর সংগীতের প্রতি ভালোবাসা সারা জীবন তাঁর সঙ্গে ছিল। কম্পাসের কাঁটার অদৃশ্য টান শিশু আইনস্টাইনকে ভাবিয়েছিল বলে জীবনীগুলোতে লেখা আছে।

মিউনিখে তিনি লুইটপোল্ড জিমনেসিয়াম নামের বিদ্যালয়ে পড়েছিলেন। সেখানকার মুখস্থনির্ভর পড়াশোনা আর কঠোর নিয়ম তাঁকে আকৃষ্ট করত না। তিনি নিজে নিজে বই পড়ে অঙ্ক আর বিজ্ঞান শিখতে বেশি পছন্দ করতেন। এই অভ্যাস পরের জীবনেও তাঁর সঙ্গে ছিল, আর বইয়ের বাইরের প্রশ্ন নিয়েই তিনি সবচেয়ে বেশি ভাবতেন।

কিশোর বয়সে পরিবার ইতালিতে চলে গেলে তিনি সুইজারল্যান্ডের আরাউতে বিদ্যালয়ে পড়েন। সেখানকার মুক্ত পরিবেশ তাঁর স্বাধীন চিন্তার জন্য উপযোগী ছিল। এই সময়েই তিনি ঠিক করেন, পদার্থবিজ্ঞান আর অঙ্ক নিয়েই পড়াশোনা করবেন।

শিক্ষা ও পেটেন্ট অফিসের বছরগুলো

১৮৯৬ সালে আইনস্টাইন সুইজারল্যান্ডের জুরিখের ফেডারেল পলিটেকনিক বিদ্যালয়ে ভর্তি হন। ১৯০০ সালে তিনি সেখান থেকে শিক্ষকতার ডিপ্লোমা নিয়ে উত্তীর্ণ হন। এর মধ্যে তিনি জার্মান নাগরিকত্ব ছেড়ে দেন, কিছুদিন রাষ্ট্রহীন থাকেন, আর ১৯০১ সালে সুইস নাগরিক হন।

পড়াশোনা শেষে তিনি সহজে শিক্ষকতার চাকরি পাননি। ১৯০২ সালে তিনি সুইজারল্যান্ডের বার্ন শহরের পেটেন্ট অফিসে পরীক্ষকের চাকরি নেন। দিনের কাজ ছিল নতুন আবিষ্কারের আবেদনপত্র পরীক্ষা করা, আর অবসর সময়ে তিনি পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক প্রশ্ন নিয়ে ভাবতেন। এই চাকরিই তাঁকে চিন্তার স্বাধীনতা আর নিয়মিত আয়, দুটোই দিয়েছিল।

১৯০৩ সালে তিনি মিলেভা মারিচকে বিয়ে করেন। ১৯০৫ সালে জুরিখ বিশ্ববিদ্যালয় থেকে তিনি ডক্টরেট ডিগ্রি পান। পেটেন্ট অফিসের কর্মচারী হিসেবে পরিচিত একজন মানুষের হাতে তখন এমন কিছু গবেষণাপত্র তৈরি হচ্ছিল, যা পদার্থবিজ্ঞানের চেহারা বদলে দেবে।

১৯০৫ সালের চারটি গবেষণাপত্র

১৯০৫ সালে আইনস্টাইনের চারটি গবেষণাপত্র জার্মান পত্রিকা আনালেন ডেয়ার ফিজিকে প্রকাশিত হয়। এই বছরকে পরে অ্যানাস মিরাবিলিস (Annus Mirabilis) বলা হয়, লাতিন ভাষায় যার অর্থ অলৌকিক বছর। এক বছরে একজন তরুণ বিজ্ঞানীর এতগুলো মৌলিক কাজ প্রকাশ পাওয়া সত্যিই বিরল ঘটনা ছিল।

প্রথম গবেষণাপত্রে তিনি আলোক তড়িৎ ক্রিয়া ব্যাখ্যা করেন, যেখানে আলোকে শক্তির ক্ষুদ্র প্যাকেট হিসেবে ধরা হয়। দ্বিতীয় গবেষণাপত্রে তিনি ব্রাউনীয় গতি ব্যাখ্যা করেন, যা পরমাণুর অস্তিত্বের পক্ষে শক্ত প্রমাণ হিসেবে কাজ করে। তৃতীয় ও চতুর্থ গবেষণাপত্রে তিনি বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব দেন, আর সেখান থেকেই আসে ভর-শক্তি সমতার বিখ্যাত সূত্র।

এই চারটি কাজের প্রতিটিই আলাদাভাবে গুরুত্বপূর্ণ ছিল। একসঙ্গে এগুলো দেখিয়ে দেয়, আইনস্টাইন শুধু পুরোনো তত্ত্বের ব্যাখ্যা দিচ্ছিলেন না, পদার্থবিজ্ঞানের ভিত্তিকেই নতুন করে সাজাচ্ছিলেন।

বিশেষ আপেক্ষিকতা: স্থান ও সময়ের নতুন ধারণা

বিশেষ আপেক্ষিকতা (Special Relativity) তত্ত্বের মূল কথা দুটি সহজ স্বীকার্যের ওপর দাঁড়িয়ে আছে। প্রথম স্বীকার্য হলো, সমবেগে চলমান যেকোনো পর্যবেক্ষকের কাছে পদার্থবিজ্ঞানের সূত্র একই রকম থাকবে। দ্বিতীয় স্বীকার্য হলো, আলোর গতি সবার কাছে একই থাকবে, আলোর উৎস বা পর্যবেক্ষক যত দ্রুতই চলুক না কেন।

এই দুটি কথা মেনে নিলে স্থান আর সময় সম্পর্কে পুরোনো ধারণা বদলে যায়। দ্রুতগামী পর্যবেক্ষকের ঘড়ি ধীরে চলবে, আর গতির দিকে বস্তুর দৈর্ঘ্য সংকুচিত হবে বলে তত্ত্ব থেকে বোঝা যায়। একই ঘটনা দুজন পর্যবেক্ষকের কাছে একই সময়ে ঘটেছে কি না, তাও তাদের গতির ওপর নির্ভর করবে।

এই তত্ত্ব থেকেই আসে E = mc² সূত্রটি, যেখানে E হলো শক্তি, m হলো ভর, আর c হলো আলোর গতি। সূত্রটি বলে, ভর আর শক্তি আলাদা জিনিস নয়, একটিকে অন্যটিতে রূপান্তর করা যায়। সামান্য ভর থেকেও তাই বিপুল পাওয়া সম্ভব, কারণ আলোর গতির বর্গ একটি বিশাল সংখ্যা।

সাধারণ আপেক্ষিকতা ও মহাকর্ষের নতুন ব্যাখ্যা

বিশেষ আপেক্ষিকতা শুধু সমবেগের গতির কথা বলেছিল, মহাকর্ষের কথা বলেনি। আইনস্টাইন পরের দশ বছর মহাকর্ষকে এই কাঠামোর মধ্যে আনার চেষ্টা করেন। ১৯১৫ সালে তিনি সাধারণ আপেক্ষিকতার সমীকরণ প্রকাশ করেন, যা মহাকর্ষের সম্পূর্ণ নতুন ব্যাখ্যা দেয়।

এই তত্ত্বে মহাকর্ষকে কোনো অদৃশ্য টান হিসেবে ধরা হয় না। এর বদলে বলা হয়, ভারী বস্তু স্থান-কাল (Spacetime) নামের স্থান ও সময়ের মিলিত কাঠামোকে বাঁকিয়ে দেয়। অন্য বস্তু সেই বাঁকের মধ্য দিয়ে চলতে গিয়ে বাঁকা পথে যায়, আর সেটাই আমরা মহাকর্ষ হিসেবে দেখি। টানটান চাদরের ওপর ভারী বল রাখলে চাদর যেমন দেবে যায়, ধারণাটি অনেকটা সেরকম।

সাধারণ আপেক্ষিকতা থেকে কয়েকটি পরীক্ষাযোগ্য ভবিষ্যদ্বাণী পাওয়া যায়। এর একটি হলো, সূর্যের মতো ভারী বস্তুর পাশ দিয়ে যাওয়ার সময় আলোর পথ বেঁকে যাবে। ১৯১৯ সালের সূর্যগ্রহণের সময় ব্রিটিশ অভিযাত্রী দল আলোর এই বাঁক মেপে দেখেন, আর ফল তত্ত্বের সঙ্গে মিলে যায়। এই খবর প্রকাশের পর আইনস্টাইন সারা বিশ্বে পরিচিত নাম হয়ে ওঠেন।

সাধারণ আপেক্ষিকতা বুধ গ্রহের কক্ষপথের একটি পুরোনো অসঙ্গতিও ব্যাখ্যা করে। নিউটনের তত্ত্ব দিয়ে বুধের কক্ষপথের ধীর ঘূর্ণন পুরোপুরি মেলানো যাচ্ছিল না। আইনস্টাইনের সমীকরণ থেকে সেই ঘূর্ণনের হিসাব মিলে যায়। এছাড়া তত্ত্ব বলে, শক্তিশালী মহাকর্ষের কাছে সময় ধীরে চলে, যা পরে পরীক্ষায়ও যাচাই করা হয়েছে।

আলোক তড়িৎ ক্রিয়া ও নোবেল পুরস্কার

আলোক তড়িৎ ক্রিয়া হলো এমন একটি ঘটনা, যেখানে ধাতুর ওপর আলো পড়লে ধাতু থেকে ইলেকট্রন বেরিয়ে আসে। আলোকে শুধু তরঙ্গ হিসেবে ধরলে এই ঘটনার কিছু দিক ব্যাখ্যা করা যাচ্ছিল না। বিশেষ করে, আলোর রঙ বা কম্পাঙ্কের ওপর ফল নির্ভর করত, আলোর উজ্জ্বলতার ওপর নয়।

১৯০৫ সালের গবেষণাপত্রে আইনস্টাইন বলেন, আলো শক্তির বিচ্ছিন্ন প্যাকেট হিসেবে চলে, যার নাম ফোটন (Photon)। প্রতিটি ফোটনের শক্তি তার কম্পাঙ্কের ওপর নির্ভর করে। ফোটনের শক্তি যথেষ্ট হলে তবেই ধাতু থেকে ইলেকট্রন মুক্ত হবে, আলো যত উজ্জ্বলই হোক না কেন। এই ব্যাখ্যা পরীক্ষার ফলের সঙ্গে মিলে যায়।

আজ সৌরকোষ আর আলোক সংবেদক যন্ত্রে এই নীতির ব্যবহার আছে। সূর্যের আলো থেকে বিদ্যুৎ তৈরির মূল ধারণাটি এই কাজের সঙ্গেই যুক্ত। আইনস্টাইনের এই গবেষণা তাই শুধু তত্ত্বের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকেনি, প্রযুক্তির দরজাও খুলে দিয়েছিল।

১৯২১ সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার তাঁকে দেওয়া হয় তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানে অবদানের জন্য, বিশেষ করে আলোক তড়িৎ ক্রিয়ার ব্যাখ্যার জন্য। পুরস্কার ঘোষণা হয় ১৯২২ সালে। সে সময় আপেক্ষিকতা তত্ত্ব নিয়ে তখনো বিতর্ক ছিল, তাই নোবেল কমিটি এই কাজটিকেই বেছে নিয়েছিল।

জার্মানি ছেড়ে প্রিন্সটনে

১৯০৫ সালের পর আইনস্টাইনের একাডেমিক জীবন দ্রুত এগিয়ে যায়। ১৯০৯ সালে তিনি জুরিখ বিশ্ববিদ্যালয়ে সহযোগী অধ্যাপক হন, ১৯১১ সালে প্রাগে অধ্যাপক হন, আর ১৯১২ সালে জুরিখের ফেডারেল পলিটেকনিকে ফিরে আসেন। ১৯১৪ সালে তিনি বার্লিনে আসেন, সেখানে প্রুশীয় বিজ্ঞান একাডেমির অধ্যাপক আর কাইজার ভিলহেল্ম ইনস্টিটিউটের পরিচালক হন।

১৯৩৩ সালে তিনি আমেরিকায় সফরে ছিলেন, এমন সময় জার্মানিতে নাৎসিরা ক্ষমতায় আসে। ইহুদি বিজ্ঞানী হিসেবে তিনি আর জার্মানিতে ফিরে যাননি। একই বছর তিনি প্রিন্সটনের ইনস্টিটিউট ফর অ্যাডভান্সড স্টাডিতে যোগ দেন, আর সেখানেই জীবনের বাকি সময় কাটান।

জার্মানিতে তাঁর সম্পত্তি বাজেয়াপ্ত হয়, আর তিনি জার্মান নাগরিকত্ব ত্যাগ করেন। তিনি সুইস নাগরিকত্ব ধরে রাখেন, আর ১৯৪০ সালে মার্কিন নাগরিক হন। প্রিন্সটনে তিনি গবেষণা, শিক্ষার্থীদের সঙ্গে আলোচনা আর জনস্বার্থের বিষয়ে লেখালেখি চালিয়ে যান।

শেষ জীবন ও মৃত্যু

প্রিন্সটনে আইনস্টাইন দীর্ঘদিন একটি একীভূত ক্ষেত্র তত্ত্বের চেষ্টা করেন, যেখানে মহাকর্ষ আর তড়িৎচুম্বকত্বকে একই কাঠামোতে আনা যাবে। এই কাজ শেষ পর্যন্ত সফল হয়নি, তবে তাঁর চেষ্টা পরের প্রজন্মের গবেষকদের পথ দেখিয়েছে। কোয়ান্টাম তত্ত্বের ভিত্তি নিয়েও তাঁর প্রশ্ন ছিল, আর ১৯৩৫ সালে সহকর্মীদের সঙ্গে লেখা একটি গবেষণাপত্রে তিনি কোয়ান্টাম তত্ত্বের সম্পূর্ণতা নিয়ে সন্দেহ তুলেছিলেন।

১৯৩৫ সালের সেই গবেষণাপত্রটি লেখা হয়েছিল বরিস পোডোলস্কি ও নাথান রোজেনের সঙ্গে। এতে এমন এক জোড়া কণার কথা বলা হয়, যারা দূরে থাকলেও একে অপরের সঙ্গে যুক্ত থাকে। আইনস্টাইন মনে করতেন, কোয়ান্টাম তত্ত্ব এই ঘটনার সম্পূর্ণ ব্যাখ্যা দিতে পারে না। পরের দশকগুলোতে এই প্রশ্নই কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ বিতর্ক হয়ে ওঠে।

ভারতীয় পদার্থবিজ্ঞানী সত্যেন্দ্রনাথ বসুর সঙ্গে তাঁর নামে বোস-আইনস্টাইন পরিসংখ্যান (Bose-Einstein Statistics) পরিচিত। অতি নিম্ন তাপমাত্রায় কণার আচরণ বোঝার ক্ষেত্রে এই পরিসংখ্যান গুরুত্বপূর্ণ। তাঁর প্রথম বিয়ে ১৯১৯ সালে ভেঙে যায়, একই বছর তিনি এলজা লোয়েনথালকে বিয়ে করেন। এলজা ১৯৩৬ সালে মারা যান।

শান্তির পক্ষে কথা বলা সত্ত্বেও ১৯৩৯ সালে অন্য বিজ্ঞানীদের অনুরোধে তিনি প্রেসিডেন্ট রুজভেল্টকে পারমাণবিক শক্তি নিয়ে গবেষণার প্রয়োজনীয়তা জানিয়ে চিঠি লেখেন। তিনি বোমা তৈরির প্রকল্পে নিজে কাজ করেননি। জীবনের শেষ বছরগুলোতেও তিনি নিয়মিত গবেষণা আর চিঠিপত্রের কাজ চালিয়ে যান।

১৯৫৫ সালের ১৮ এপ্রিল প্রিন্সটনে তাঁর মৃত্যু হয়, তখন তাঁর বয়স ছিল ছিয়াত্তর বছর। সংগীত, বিশেষ করে বেহালা বাজানো, শেষ পর্যন্ত তাঁর প্রিয় অবসর ছিল।

উত্তরাধিকার

১৯৯৯ সালে টাইম সাময়িকী তাঁকে শতাব্দীর সেরা ব্যক্তি হিসেবে বেছে নেয়। সাধারণ মানুষের ভাষায় তাঁর নাম আজও অসাধারণ মেধার প্রতীক হিসেবে ব্যবহৃত হয়। বিদ্যালয় আর বিশ্ববিদ্যালয়ে আপেক্ষিকতা তত্ত্ব পড়ানো হয়, আর তাঁর গবেষণাপত্রগুলো আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের ভিত্তি হিসেবে রয়ে গেছে।

উপগ্রহ-ভিত্তিক অবস্থান নির্ণয়ে তাঁর তত্ত্বের সংশোধন কাজে লাগে, কারণ মহাকর্ষ আর গতির প্রভাবে উপগ্রহের ঘড়ি পৃথিবীর ঘড়ির সঙ্গে হুবহু মেলে না। ২০১৫ সালে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্ত হয়, যা তাঁর সাধারণ আপেক্ষিকতার একটি ভবিষ্যদ্বাণী ছিল। মহাবিশ্বের উৎপত্তি আর কৃষ্ণগহ্বর নিয়ে গবেষণায়ও তাঁর সমীকরণ এখনো ব্যবহার হয়।

আইনস্টাইনের জীবন থেকে একটি সহজ শিক্ষা পাওয়া যায়: বড় প্রশ্ন করার সাহস আর নিজের মতো করে ভাবার ধৈর্য, দুটোই বিজ্ঞানের জন্য জরুরি। পেটেন্ট অফিসের টেবিল থেকে শুরু করে নোবেল মঞ্চ পর্যন্ত তাঁর পথ সেই কথাটাই মনে করিয়ে দেয়।

তাঁর নামে আজ বহু বিদ্যালয়, গবেষণা প্রতিষ্ঠান আর পুরস্কারের নাম রাখা হয়েছে। জীবনী, চলচ্চিত্র আর সাধারণ বিজ্ঞানের বইয়ে তাঁর জীবন বারবার ফিরে আসে। নতুন প্রজন্মের শিক্ষার্থীরা যখন আপেক্ষিকতা শেখে, তখন তারা আসলে একশো বছরের বেশি পুরোনো এক তরুণ পেটেন্ট কর্মচারীর প্রশ্নগুলোর উত্তর খুঁজতে থাকে।

আইনস্টাইনের জীবনের গুরুত্বপূর্ণ সাল

তথ্যসূত্র

– আলবার্ট আইনস্টাইন, ব্রিটানিকা, britannica.com।
– আলবার্ট আইনস্টাইন, নোবেল পুরস্কার, nobelprize.org।
– আলবার্ট আইনস্টাইন, ইংরেজি উইকিপিডিয়া, en.wikipedia.org।
– বিশেষ আপেক্ষিকতা, বাংলা উইকিপিডিয়া, bn.wikipedia.org।
– আইনস্টাইন পেপারস প্রজেক্ট, ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি, caltech.edu।