জ্যোতির্বিজ্ঞান ও বিজ্ঞান বিপ্লব
পঞ্চদশ শতক থেকে ইউরোপে গাণিতিক সূত্রের মাধ্যমে প্রকৃতিকে অনুধাবন করার একটা প্রয়াস লক্ষ্য করা গেছিল। এর সাথে যুক্ত হয়েছিল Experimentalism যাকে বিজ্ঞান বিপ্লবের উৎস হিসাবে চিহ্নিত করা হয়। তবে কোপারনিকাসের সৌরতত্ত্ব দিয়েই বিজ্ঞান বীক্ষার সূচনা হয়েছিল। আর নিউটনের মধ্যদিয়ে তা পূর্ণতা পেয়েছিল।
কোপারনিকাসের মত বিজ্ঞানীদের পূর্বে অবশ্য দ্বীতিয় শতকের টলেমি একটা ধারণা দেওয়ার চেষ্টা করেছিলেন। টলেমি অ্যারিস্টটলের দ্বি-মাত্রিক বিশ্বপ্রকৃতির তত্ত্ব তিনি অস্বীকার করেছিলেন। অ্যারিস্টটলের মতে, একদিকে ছিল ত্রুটিহীন বিশুদ্ধ স্বর্গ এবং অন্যদিকে অশুদ্ধ মর্ত্য। টলেমি বললেন সমগ্র গ্রহ-নক্ষত্রগুলি একটা বৃহৎ বৃত্তের মধ্যে আবর্তিত হচ্ছে এবং তাদের গতি ও উজ্জ্বল্য নির্ভর করছে এই বৃত্তের মধ্যে তাদের অবস্থানের উপর। যদিও গ্রহ-নক্ষত্রগুলির মধ্যে একটা পারস্পরিক সম্পর্কের কথা তিনি বললেও কোনো সুনিশ্চিত সিদ্ধান্তে আসতে পারেন নি।
কোপার্নিকাস
আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞানের অগ্রগতির ইতিহাস পর্যালোচনা করলে যার নাম প্রথমেই উচ্চারিত হবে তিনি হলেন একজন পোলিশ যাজক নিকোলাস কোপার্নিকাস (১৪৭৩-১৫৪৩)। রক্ষণশীল যাজক সম্প্রদায়ের অংশ হয়েও তিনি তার গবেষণার মধ্য দিয়ে চিরাচরিত পৃথিবীকেন্দ্রিক মহাবিশ্বের ধারণাকে বাতিল করে আধুনিক কসমোলজির সূচনা করেন। এই ঘটনাই কোপার্নিকান বিপ্লব নামে পরিচিত।
কোপার্নিকাসের আগে, খ্রিস্টীয় ধ্যান-ধারণার সঙ্গে সমন্বয়িত অ্যারিস্টটল ও টলেমির সৃষ্টিতত্ত্বই মান্যতা পেত। মনে করা হত যে, পৃথিবী অন্তরীক্ষের জ্যোতির্মন্ডলীর বাইরে অবস্থানরত এক মাটির জগৎ। বিপুল বিশ্বকে দ্যুলোক ও ভুলোকে বিভক্ত করে রাখা হত। দ্যুলোকে অবস্থানরত গ্রহ নক্ষত্র রাজি স্বর্গীয় ইথার দ্বারা নির্মিত। এগুলি অপরিবর্তনীয় অক্ষয় এবং এর গতি সংক্রান্ত নিয়মাবলী পৃথিবীতে অজ্ঞাত ও অপ্রাসঙ্গিক। আর প্রত্যক্ষ অভিজ্ঞতা থেকে মানুষ মনে করত যে, বিশ্বব্রহ্মাণ্ডের কেন্দ্রে অবস্থিত নিশ্চল পৃথিবী এবং সূর্য পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে।
কোপার্নিকাস তার গবেষণায় ( On the Revolutions of the Heavenly Spheres -- 1543) দেখালেন যে, পৃথিবী নয়, সূর্যই সৌরজগতের কেন্দ্র এবং পৃথিবীসহ অন্যান্য গ্রহগুলি তাকেই প্রদক্ষিণ করে চলেছে। পৃথিবী কসমসের একটা অঙ্গ। মহাকাশের অন্যান্য গ্রহ সমূহের মতই তার অবস্থান। তিনি আরও জানালেন যে, শুক্রগ্রহের কক্ষপথের বাইরে এবং মঙ্গলের প্রদক্ষিণ পথের মধ্যেই পৃথিবীর আবর্তন পথ (Cosmographic Mystery)। তার পূর্বসূরিদের অভিকর্ষ (Gravity) সংক্রান্ত বক্তব্য বাতিল করলেন। পূর্বসূরী এরিস্টটলের বক্তব্য ছিল যে, মহাবিশ্বের কেন্দ্রে যেহেতু পৃথিবী অবস্থিত তাই মহাজাগতিক উপাদানগুলি পৃথিবীর কেন্দ্রের আকর্ষনে কোন কিছুর দ্বারা ব্যাহত না হয়ে নেমে আসে এবং এর ফলেই পৃথিবী গোলাকার আকৃতি পেয়েছে। কোপার্নিকাস বলেন, পৃথিবী সহ প্রতিটি গ্রহের নিজস্ব একটা অভিকর্ষের কেন্দ্র থাকায় পতনশীল বস্তুসমূহের পৃথিবীর দিকে ধেয়ে আসার কোন প্রশ্ন ওঠেনা (New Astronomy-- কেপলার)। কোপার্নিকাস আরো জানালেন যে, কেন্দ্রে অবস্থিত সূর্যকে প্রদক্ষিণ করতে পৃথিবীর সময় লাগে এক বছর। সূর্য থেকে পৃথিবীর দূরত্ব বিস্ময়কর হলেও নক্ষত্রসমূহের থেকে তার দূরত্ব আরো বহু সহস্রগুণ বেশি।
কোপার্নিকাসের গবেষণা কেবল জ্যোতির্বিজ্ঞানের অতীত ও সর্বজনীন ধারণার সঙ্গেই চিরবিচ্ছেদ ঘটেনি, তা সৌরকেন্দ্রিক গবেষণার ক্ষেত্রে এক নতুন দিগন্ত উন্মোচনের প্রেরণা যুগিয়েছিল। কোপার্নিকাস ছিলেন ভিত্তি। পরবর্তীকালে তারই গবেষণার উপরে কেপলার গ্যালিলিও এবং নিউটনের মত মহান বিজ্ঞানীর আবির্ভাব হয়েছিল।
কেপলার
কোপার্নিকাস তত্ত্বকে অশ্রয় করে জোহানেস কেপলার জ্যোতির্বিজ্ঞানকে আরও একধাপ এগিয়ে দিলেন। তাঁর Cosmographical Mystery গ্রন্থে কেবল কোপার্নিকাস কে সমর্থন করলেন তা নয়, আরও দুটি প্রশ্নের উত্তর খুজলেন-- ১. গ্রহ ও নক্ষত্রগুলি গতিশীল কেন এবং তাদের গতির ধরন কেমন? ২. গ্রহগুলির আবর্তনের সময় কি এক? টাইকো ব্রাহো বলেছিলেন মঙ্গল গ্রহের সূর্যকে প্রদক্ষিণ করার পথটি বৃত্তাকার নয় আর গ্রহগুলি সূর্যের নিকটবর্তী হলে তার গতি বেশি হয়। কেপলার এই তত্ত্বের উপর দাঁড়িয়ে তাঁর Astronomica Nova-য় দেখালেন যে গ্রহ গুলির গতির উৎস সূর্য। নিকটবর্তী গ্রহকে সূর্য যে শক্তির দ্বারা দ্রুতগামী করে তোলে দূরবর্তী গ্রহের ক্ষেত্রে সেই সৌরশক্তির প্রভাব অনেক কম। ফলে নিকটবর্তী গ্রহের প্রদক্ষিণের সময়ের থেকে দূরবর্তী গ্রহের প্রদক্ষিণের সময় অনেক বেশি। গ্যলিলিও তাঁর সমসাময়িক ছিলেন এবং তিনি কেপলারকে সাধুবাদ জানিয়েছিলেন। জ্যোতির্বিজ্ঞানের জগতে কেপলারের দ্বিতীয় বৈপ্লবিক প্রতিপাদ্য ছিল একটি গ্রহের গতিপথ সম্পূর্ণ ভাবে বৃত্তাকার নয়, তা কিছুটা ডিম্বাকৃতি। এই তত্ত্বই ইতিহাসে Keplar's First Law বলে পরিচিত।
গ্যালিলিও
কোপারনিকাস ও কেপলারের পর বিজ্ঞান বিপ্লবের তৃতীয় প্রধান চরিত্র হলেন গ্যালিলিও গ্যালিলি(১৫৬৪-১৬৪২)। পাদুয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের সামরিক ইঞ্জিনিয়ারিং ও পদার্থবিদ্যার অধ্যাপক ছিলেন তিনি। মহাকাশ গবেষণায় তিনি তার নিজের হাতে তৈরি দূরবীক্ষণ যন্ত্র দিয়ে কোপার্নিকাসের ধারণাকে অভ্রান্ত প্রমাণ করেন এবং পতনশীল বস্তু সম্পর্কে এরিস্টটলের বক্তব্য ভুল প্রমাণ করে নতুন তত্ত্ব তুলে ধরেন।
পতনশীল বস্তুর গতি সম্পর্কে অ্যারিস্টটলের বক্তব্য ছিল, কোন একটি পদার্থের ওজনের ওপর নির্ভর করে তার গতি। ফলে একটি জিনিসের মাটিতে পড়ার গতি একটি হালকা জিনিসের থেকে দ্রুততর হয়। ১৫৯২ সালে গ্যালিলিও The Motion (De Motu) গ্রন্থে অ্যারিস্টোটলের এই ধারণার বিরোধিতা করলেন এবং বললেন যে, প্রত্যেকটি পদার্থের একটি নির্দিষ্ট ওজন আছে এবং একটি বিশেষ মাধ্যম দিয়ে যদি একটি পদার্থ চলে যায় সেই চলার গতি নির্ভর করে মাধ্যমটির ঘনত্বের উপর। পদার্থের ওজনের তারতম্য এখানে গতি নির্ধারণ করে না।
কোপার্নিকাসের সমর্থক ছিলেন গ্যালিলিও। তিনি তাঁর নিজের তৈরি দূরবীক্ষণ যন্ত্রের সাহায্যে আবিষ্কার করলেন যে, কোপার্নিকাসের ধারনাই অভ্রান্ত। তিনি দেখালেন চাঁদ গতিশীল। দূরের তারাগুলিরও গতি আছে, যা দূর থেকে দেখে বোঝা সম্ভব নয়। শুক্রের গায়ে চাঁদের মতন কতগুলি দাগ তিনি আবিষ্কার করলেন। তিনি আরো বললেন চাঁদ পৃথিবীর মতোই বাহ্য পদার্থ দিয়ে তৈরি। তিনি শনির বলয় আবিষ্কার করলেন। বৃহস্পতির চারটি উপগ্রহ আবিষ্কার করলেন। সূর্যের গায়ে ভিন্ন ভিন্ন আকৃতির দাগগুলিকে তিনি বললেন, এগুলি চলমান গ্রহের ছায়া। দূরবীনে সেগুলি কখনো দৃশ্যমান হয় কখনো অদৃশ্য হয়ে যায়। তিনি আরো বললেন প্রত্যেক গ্রহের একটা ঘন আস্তরণ রয়েছে। কিন্তু সেগুলির বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে তিনি নিশ্চিত ছিলেন না। তাঁর প্রত্যেকটি আবিষ্কার এরিস্টোটল ও টলেমির সৌর জগত সম্পর্কিত মতামতকে খণ্ডন করেছিল ।
স্বাভাবিকভাবেই গ্যালিলিও ও তার আবিষ্কার মধ্যযুগীয় চার্চকে অসন্তুষ্ট করেছিল। গ্যালিলিও অবশ্য আগে থেকেই তা জানতেন এবং এ জন্যই তাকে বারবার দেখা গেছিল রাজার অনুগ্রহ লাভ এবং দ্বিতীয় আরবান এর সঙ্গে ঘনিষ্ঠতা অর্জনে সচেষ্ট হতে। কিন্তু তিনি বুঝতে পারেননি যে রাজার অনুগ্রহের কোন স্থিরতা নেই। তাই ১৬৩৩ খ্রিঃ তাকে কোপার্নিকাসের নিষিদ্ধ তত্ত্ব প্রচারের দোষে অভিযুক্ত করা হয়। বন্ধু পোপ দ্বিতীয় আরবান বন্ধুত্ত্ব রক্ষার থেকে ধর্মরক্ষাকে বেশি গুরুত্ব দিলেন। তাকে বন্দী করা হল। পরে তিনি মুচলেকা দিয়ে ফ্লোরেন্সে ফিরে গেলেন এবং বাকি জীবন গৃহবন্দী হয়ে কাটিয়ে দিলেন।
নিউটন
নিউটন তাঁর পূর্বসূরিদের তত্ত্বগুলির মধ্যে একটা সমন্বয় সাধন করেন। কি প্রক্রিয়ায় গ্রহগুলি সূর্যকে ঘিরে আবর্তিত হয় এবং চাঁদ পৃথিবীকে ঘিরে আবর্তিত হয় তা বুঝতে গিয়ে তিনি মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব উদ্ভাবন করেন। তিনি তাঁর Principia গ্রন্থে উল্লেখ করেছেন, পৃথিবী সব বস্তুকে নিজের কেন্দ্রের দিকে আকর্ষণ করে। একই ভাবে চাঁদ ও পৃথিবী একে অপরকে আকর্ষণ করে। এই মাধ্যাকর্ষণের প্রাকৃতিক নিয়ম কেবল পৃথিবী বা চাঁদের ক্ষেত্রে নয় সারা ব্রহ্মাণ্ডের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। মহাকাশের এই টানাপোড়েনের ফলেই সমুদ্রে জোয়ার আসে, ভাটা হয়। পদার্থ বিজ্ঞান ও মহাকাশ চিন্তায় তাঁর আরও একটি গুরুত্বপূর্ণ অবদান হল আলোর প্রকৃতি সংক্রান্ত গবেষনা, যদিও তাঁর আলোকতত্ত্ব সেভাবে প্রতিষ্ঠিত হতে পারেনি। যাইহোক, ট্রিনিটি কলেজের ফেলো নির্বাচিত হওয়ার পর তিনি আলোকবিজ্ঞান চর্চায় মনোনিবেশ করেন। তাঁর সিদ্ধান্ত ছিল আলো হল ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র আলোক-কণিকা, যেগুলি গতিশীল এবং এগুলির মধ্যে নানা রঙের রশ্মি থাকে। বিভিন্ন রশ্মি যখন চোখের উপর পড়ে তখন তাদের এই বৈচিত্র্য আমাদের দৃষ্টিগোচর হয়।
উপসংহার
জ্যোতির্বিজ্ঞান ও বিজ্ঞান বিপ্লবের ইতিহাস মানবসভ্যতার অগ্রগতির এক যুগান্তকারী অধ্যায়। কোপার্নিকাসের সৌরকেন্দ্রিক তত্ত্ব প্রাচীন পৃথিবীকেন্দ্রিক ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে বিজ্ঞানের নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছিল। কেপলার, গ্যালিলিও এবং নিউটনের মতো মহান বিজ্ঞানীরা এই বিপ্লবকে পরিপূর্ণতা দান করেছিলেন—গাণিতিক সূত্র, পর্যবেক্ষণ ও পরীক্ষার মাধ্যমে মহাবিশ্বের রহস্য উদ্ঘাটন করে। তাদের আবিষ্কার কেবল জ্যোতির্বিজ্ঞানই নয়, পদার্থবিদ্যা ও দর্শনকেও প্রভাবিত করেছিল। মধ্যযুগের ধর্মীয় ও দার্শনিক বন্ধনকে অতিক্রম করে এই বিপ্লব যুক্তি ও প্রমাণভিত্তিক চিন্তার ভিত্তি প্রতিষ্ঠা করেছিল, যা আধুনিক বিজ্ঞানের ভিত্তিস্থাপন করে। আজও তাদের অবদান বিজ্ঞানচর্চায় প্রেরণা জোগায়, মহাবিশ্বের জটিলতাকে বুঝতে আমাদের সাহায্য করে। এই বিপ্লব শুধু ইউরোপ নয়, সমগ্র মানবজাতিকেই এক নতুন চিন্তার আলো দেখিয়েছে।
Astronomy and the Scientific Revolution
From the 15th century onward, Europe witnessed a growing effort to understand nature through mathematical formulas. This was accompanied by experimentalism, which is identified as the source of the Scientific Revolution. However, the true beginning of scientific observation can be traced to Copernicus’ heliocentric theory, which later reached its culmination through Newton’s contributions.
Before scientists like Copernicus, Ptolemy of the 2nd century had attempted to formulate a model of the cosmos. Ptolemy rejected Aristotle’s two-dimensional theory of the universe, which posited a flawless, pure heaven on one side and an imperfect earth on the other. Instead, Ptolemy proposed that all planets and stars revolved within a great circle, with their motion and brightness depending on their position within this circle. Although he suggested an interconnected relationship among celestial bodies, he could not arrive at a definitive conclusion.
Copernicus
When examining the history of modern astronomy, the first name that emerges is Nicolaus Copernicus (1473–1543), a Polish cleric. Despite being part of the conservative clergy, his research rejected the geocentric model of the universe and laid the foundation for modern cosmology. This event is known as the Copernican Revolution.
Before Copernicus, the dominant cosmological theories were those of Aristotle and Ptolemy, harmonized with Christian thought. Earth was believed to be a stationary body at the center of the universe, surrounded by celestial spheres. The cosmos was divided into the heavenly realm (supralunar) and the earthly realm (sublunar). The planets and stars in the heavens were thought to be made of ethereal, unchanging material, governed by laws unknown and irrelevant to Earth. The common perception was that the Sun revolved around the motionless Earth.
In his work "On the Revolutions of the Heavenly Spheres" (1543), Copernicus demonstrated that the Sun, not Earth, was the center of the solar system, with Earth and other planets orbiting it. He stated that Earth was merely one part of the cosmos, just like other planets. He also explained that Earth’s orbit lay between Venus and Mars (Cosmographic Mystery). He dismissed his predecessors’ ideas on gravity—Aristotle had claimed that since Earth was at the center of the universe, all cosmic elements naturally fell toward it, giving Earth its spherical shape. Copernicus argued that since each planet had its own gravitational center, there was no reason to assume falling objects were pulled toward Earth (as later elaborated by Kepler in New Astronomy). He also calculated that Earth took one year to orbit the Sun and that while the Sun’s distance from Earth was vast, the stars were thousands of times farther away.
Copernicus’ research not only broke away from past astronomical beliefs but also opened new horizons for heliocentric studies. He laid the foundation upon which later giants like Kepler, Galileo, and Newton built their theories.
Kepler
Building on Copernicus’ work, Johannes Kepler advanced astronomy further. In his Cosmographical Mystery, he not only supported Copernicus but also sought answers to two key questions:
1. Why are planets and stars in motion, and what governs their movement?
2. Do all planets take the same time to orbit?
Tycho Brahe had observed that Mars’ orbit was not perfectly circular and that planets moved faster when closer to the Sun. Kepler, in Astronomia Nova, demonstrated that the Sun was the source of planetary motion. The closer a planet was to the Sun, the stronger the solar force acting upon it, increasing its speed. Hence, inner planets orbit faster than outer ones. Galileo, his contemporary, praised Kepler’s work.
Kepler’s second revolutionary contribution was his First Law of Planetary Motion, which stated that planetary orbits were not circular but elliptical—a groundbreaking shift in the field of astronomy.
Galileo
The third pivotal figure in the Scientific Revolution was Galileo Galilei (1564–1642), a professor of military engineering and physics at the University of Padua. Using his self-made telescope, he confirmed Copernicus’ heliocentric model and disproved Aristotle’s theories on falling objects.
Aristotle had claimed that heavier objects fall faster than lighter ones. In De Motu (1592, Galileo refuted this, arguing that an object’s speed depends on the medium’s density, not its weight.
Galileo’s telescopic discoveries revolutionized astronomy:
- He proved the Moon was dynamic, with mountains and valleys.
- He observed sunspots, showing the Sun was not perfect.
- He discovered Jupiter’s four moons, proving not everything orbited Earth.
- He found Saturn’s rings and noted Venus had phases like the Moon, supporting heliocentrism.
His discoveries directly contradicted Aristotle and Ptolemy, angering the medieval Church. Despite seeking protection from the Pope (Urban II), Galileo was tried in 1633 for heresy, forced to recant, and spent his remaining years under house arrest.
Newton
Newton synthesized his predecessors’ theories, formulating the law of universal gravitation in Principia. He explained:
- Planets orbit the Sun, and the Moon orbits Earth due to gravitational pull.
- Gravity is a universal force, causing tides and governing celestial motion.
- He also studied light, proposing it was composed of tiny particles (corpuscles) of different colors.
Though his optics theory was later revised, his work on gravity and motion became the cornerstone of classical physics.
Conclusion
The Astronomical and Scientific Revolution marked a turning point in human civilization. Copernicus’ heliocentric theory challenged ancient geocentric views, while Kepler, Galileo, and Newton refined it through mathematics, observation, and experimentation. Their discoveries reshaped not just astronomy but also physics and philosophy, breaking free from medieval dogma and establishing evidence-based reasoning as the foundation of modern science. Their legacy continues to inspire scientific inquiry, helping humanity unravel the complexities of the universe. This revolution was not confined to Europe—it illuminated the path of knowledge for all humankind.
মন্তব্যসমূহ
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন