পৃথিবীর একদিন ঠিক ২৪ ঘণ্টা নয়: ভূঅভ্যন্তরের মহাকর্ষীয় টান, আবর্তনের ছন্দ ও সময়ের বৈজ্ঞানিক সংকট

সূর্যোদয় ও সূর্যাস্তের পরিক্রমাকে মানবজাতি আবহমানকাল ধরে চব্বিশ ঘণ্টার একটি স্থির ছকে বেঁধে নিয়েছে। ঘড়ির ডায়ালে আটষট্টি হাজার চারশত সেকেন্ডের এই হিসাব আধুনিক সভ্যতার সময়সূচি ও যোগাযোগের ভিত্তি। তবে পদার্থবিজ্ঞান প্রমাণ করেছে যে মহাজাগতিক স্কেলে পৃথিবীর নিজস্ব আবর্তন গতি কখনোই পুরোপুরি অপরিবর্তনশীল নয়। অতি সূক্ষ্ম পারমাণবিক ঘড়ির পরিমাপে দেখা গেছে যে পৃথিবীর একদিনের দৈর্ঘ্য প্রতিনিয়ত কয়েক মিলিসেকেন্ড ওঠানামা করে। ডিজিটাল যুগে এই সামান্য তারতম্য স্যাটেলাইট যোগাযোগ ও আন্তর্জাতিক সময় গণনায় গভীর সংকট তৈরি করছে।

দীর্ঘকাল ধরে বিশ্বাস ছিল যে সমুদ্রের জোয়ারভাটা এবং বায়ুমণ্ডলের বায়ুপ্রবাহই মূলত এই পার্থক্যের কারণ। কিন্তু পৃথিবীর আবর্তনের তথ্য পর্যালোচনায় দেখা যায় যে এখানে ছয় থেকে সাত দশকব্যাপী একটি দীর্ঘমেয়াদি ছন্দ কাজ করছে। ভূপৃষ্ঠের বায়ুমণ্ডল কিংবা সমুদ্রের মতো বাহ্যিক উপাদান দিয়ে অর্ধশতাব্দীর এই শক্তির আদানপ্রদান ব্যাখ্যা করা অসম্ভব ছিল। অবশেষে ২০২৬ সালের সেপ্টেম্বর মাসে নেচার সাময়িকীর গবেষণায় আলবার্টা বিশ্ববিদ্যালয়ের ভূবিজ্ঞানীরা এই রহস্য উন্মোচন করেন। তারা প্রমাণ করেন যে এই পরিবর্তনের মূল চালিকাশক্তি ভূঅভ্যন্তরের গভীরে থাকা ধাতব কেন্দ্রের মহাকর্ষীয় টান।

অধ্যায় ১: ২৪ ঘণ্টার বিভ্রম ও পারমাণবিক ঘড়ির পরিমাপ

প্রাচীন মেসোপটেমীয় ও রোমান যুগে মানুষের সময়ের একমাত্র মাপকাঠি ছিল আকাশের সূর্যের গতিবিধি ও পাথুরে সৌরঘড়ির ছায়া। পরবর্তীতে যান্ত্রিক পেন্ডুলাম ঘড়ি আবিষ্কারের মাধ্যমে মানুষ সময়কে দিন ও রাতের পরিবর্তনশীল রূপ থেকে সেকেন্ডের ছকে আবদ্ধ করে। কিন্তু জ্যোতির্বিদরা যখন উন্নত টেলিস্কোপ দিয়ে দূরবর্তী নক্ষত্রের সাপেক্ষে পৃথিবীর ঘূর্ণন মাপতে শুরু করলেন, তখন ধরা পড়ল যে সৌরদিন সব ঋতুতে সমান থাকে না। পৃথিবীর উপবৃত্তাকার কক্ষপথের কারণে সৃষ্ট এই পার্থক্য দূর করতে বিজ্ঞানীরা পরবর্তীতে গড় সৌরদিনের ধারণা প্রবর্তন করেন।

বিংশ শতাব্দীর মধ্যভাগে সিজিয়াম-১৩৩ পরমাণুর কম্পনের ওপর ভিত্তি করে নির্মিত হয় পরম নির্ভুল পারমাণবিক ঘড়ি। এই পারমাণবিক ঘড়ির নির্ভুলতা এতটাই অনন্য যে কয়েক কোটি বছরেও এর মাত্র এক সেকেন্ড বিচ্যুত হওয়ার সম্ভাবনা থাকে না। কিন্তু এই নিখুঁত ঘড়ি দিয়ে পৃথিবীর ঘূর্ণন পরিমাপ করতেই দেখা গেল যে আমাদের এই বিশাল গ্রহটি নিজের অক্ষে চলার গতি প্রায়ই পরিবর্তন করে। বিজ্ঞানীদের ভাষায় নির্ধারিত চব্বিশ ঘণ্টার চেয়ে পৃথিবীর প্রকৃত আবর্তন সময়ের এই পার্থক্যকে লেন্থ অব ডে বা এলওডি বলা হয়।

পৃথিবীর এই গতি পরিমাপের জন্য আধুনিক জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ভেরি লং বেসলাইন ইন্টারফেরোমেট্রি বা ভিএলবিআই নামের বিশেষ প্রযুক্তি ব্যবহার করেন। বিশ্বজুড়ে বসানো রেডিও টেলিস্কোপগুলোকে একত্রে যুক্ত করে কোটি কোটি আলোকবর্ষ দূরের মহাজাগতিক কোয়াসারের অবস্থানকে স্থির প্রসঙ্গ বিন্দু হিসেবে ধরা হয়। কোয়াসারের সাপেক্ষে পর্যবেক্ষণ করে দেখা যায় যে কোনো কোনো দশকে পৃথিবীর একটি দিন নির্ধারিত সময়ের চেয়ে কয়েক মিলিসেকেন্ড দীর্ঘ হয়ে যায়। আবার অন্য কোনো দশকে পৃথিবী হঠাৎ নিজের গতি বাড়িয়ে দেয় এবং প্রতিটি দিন নির্ধারিত চব্বিশ ঘণ্টার কয়েক মিলিসেকেন্ড আগেই শেষ হয়ে যায়।

বিষুবরেখায় পৃথিবী প্রতি সেকেন্ডে প্রায় চারশত পঁয়ষট্টি মিটার দ্রুতগতিতে পূর্ব দিকে আবর্তিত হচ্ছে। যদি পৃথিবীর ঘূর্ণন কোণ নির্ধারিত হিসাব থেকে মাত্র এক মিলিসেকেন্ড বিচ্যুত হয়, তবে জিপিএস যন্ত্রে প্রায় ৪৬ সেন্টিমিটারের ভুল দেখা দেয়। স্বয়ংক্রিয় গাড়ি, বাণিজ্যিক বিমান অবতরণ এবং সামরিক ড্রোনের নির্ভুল পরিচালনার জন্য এই সামান্য বিচ্যুতি মারাত্মক বিপদ ডেকে আনতে পারে। ফলে পৃথিবীর নিজস্ব ঘূর্ণনের গোপন রহস্য উন্মোচন করা আধুনিক বিশ্বব্যবস্থার প্রযুক্তিগত অবকাঠামো রক্ষার জন্য এক অপরিহার্য শর্ত হয়ে দাঁড়িয়েছে।

অধ্যায় ২: ভূ-অভ্যন্তরের গভীর ট্রিলিয়ন টন মহাকর্ষীয় স্প্রিং: ঝাং ও ডাম্বেরির যুগান্তকারী গবেষণা

পৃথিবীর অভ্যন্তরীণ সামগ্রিক কাঠামো মূলত তিনটি প্রধান স্তরে বিভক্ত, যার উপরিভাগে রয়েছে কঠিন পাথুরে ভূত্বক ও ভারী ম্যান্টল স্তর। ভূপৃষ্ঠের প্রায় দুই হাজার নয়শত কিলোমিটার গভীরে গেলে দেখা মেলে চরম উত্তপ্ত তরল গলিত লোহার সুবিশাল বহিঃকেন্দ্রমণ্ডল। আর সবার নাভিমূলে অবস্থান করছে চাঁদের আকারের প্রায় সত্তর শতাংশ আয়তনের এক কঠিন লৌহ গোলক, যার নাম অন্তঃকেন্দ্রমণ্ডল। পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক সূত্র অনুসারে কোনো ঘূর্ণায়মান বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থার মোট কৌণিক ভরবেগ সর্বদা সংরক্ষিত থাকতে বাধ্য। এর অর্থ হলো বাইরের খোলস ধীরগতির হলে ভেতরের তরল বা কঠিন কেন্দ্রকে গতি বাড়িয়ে সেই ভরবেগ রক্ষা করতে হয়।

বিজ্ঞানীরা আগে থেকেই জানতেন যে তরল বহিঃকেন্দ্রমণ্ডলে চলমান বৈদ্যুতিক পরিবাহী লোহার স্রোত ভরবেগের আদানপ্রদান ঘটায়। কিন্তু বিংশ শতাব্দীর ষাটের দশক থেকে সংগৃহীত তথ্যে দেখা যায় যে পৃথিবীর আবর্তন গতিতে ষাট থেকে সত্তর বছরের একটি সুস্পষ্ট ছন্দ রয়েছে। কেবল তরল লোহার স্রোত দিয়ে এত দীর্ঘ সময়ের সুসংহত পর্যায়ক্রমিক দোলন কোনোভাবেই পুরোপুরি ব্যাখ্যা করা সম্ভব হচ্ছিল না। এই জটিল ধাঁধার সমাধান নিয়ে হাজির হয়েছেন আলবার্টা বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষক ডক্টর হুইফেং ঝাং ও অধ্যাপক ম্যাথিউ ডাম্বেরি।

গবেষকদ্বয় ১৯৬৪ থেকে ২০১৯ সাল পর্যন্ত সাড়ে পাঁচ দশকে বিশ্বের সিসমোগ্রাফে ধরা পড়া গভীর ভূকম্পন তরঙ্গের তথ্য বিশ্লেষণ করেন। সিসমিক তথ্যের মাধ্যমে দেখা যায় যে পৃথিবীর কঠিন অন্তঃকেন্দ্রমণ্ডল সম্পূর্ণ মসৃণ গোলক নয় এবং এর ঘনত্বের মাঝে সূক্ষ্ম বৈষম্য রয়েছে। একই সাথে কোর-ম্যান্টল সীমানার তলদেশে আফ্রিকা ও প্রশান্ত মহাসাগরের নিচে ট্রিলিয়ন টন ওজনের অতিঘন পাথুরে স্তূপ অবস্থান করছে। কঠিন কেন্দ্র যখন বাইরের ম্যান্টলের চেয়ে ভিন্ন গতিতে ঘোরে, তখন এই অসম ঘনত্বের অংশগুলো পরস্পরের ওপর প্রচণ্ড মহাকর্ষীয় টান প্রয়োগ করে। বিজ্ঞানের ভাষায় একে গ্র্যাভিটেশনাল টর্ক বলা হয়, যা ভূঅভ্যন্তরে স্থাপিত সুবিশাল মহাজাগতিক স্প্রিংয়ের মতো কাজ করে।

এই মহাকর্ষীয় টর্কের ফলে অন্তঃকেন্দ্রমণ্ডল এবং বাইরের পাথুরে ম্যান্টল পরস্পরের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে বিপরীতমুখী বল তৈরি করে। একই সাথে কোর-ম্যান্টল সীমানার তীব্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্র এই টানের বিপরীতে এক ধরনের তড়িৎচৌম্বকীয় বাধা তৈরি করে। চরম উত্তাপ ও চাপের কারণে কঠিন অন্তঃকেন্দ্রমণ্ডলের লোহা সম্পূর্ণ অনমনীয় নয়, বরং প্রায় এক দশকের ব্যবধানে সান্দ্র পদার্থের মতো কিছুটা বিকৃত হয়। এই সান্দ্র বিকৃতি এবং মহাকর্ষীয় টর্কের মিথস্ক্রিয়াতেই পুরো পৃথিবী প্রতি ৬০ থেকে ৭০ বছরে নিজের ঘূর্ণন ছন্দে বড় পরিবর্তন আনে। এই আবিষ্কার চূড়ান্তভাবে প্রমাণ করেছে যে মানুষের ঘড়ির সময়ের মিলিসেকেন্ড পরিবর্তন সরাসরি পৃথিবীর অন্তঃস্থ কেন্দ্রের গভীর মহাকর্ষের ফল।

অধ্যায় ৩: লিপ সেকেন্ডের দ্বন্দ্ব ও বৈশ্বিক প্রযুক্তির মহাত্রাস

পৃথিবীর আবর্তনের প্রাকৃতিক অস্থিরতার সঙ্গে মানুষের যান্ত্রিক ঘড়িকে মেলাতে ১৯৭২ সালে এক বিশেষ আন্তর্জাতিক ব্যবস্থার সূচনা হয়। আন্তর্জাতিক ওজন ও পরিমাপ সংস্থা এবং প্যারিসের আইইআরএস যৌথভাবে বিশ্বব্যাপী এই সময় সমন্বয়ের দায়িত্ব পালন করে। পরমাণুর কম্পনে চলা স্থির সময়কে ইউটিসি এবং পৃথিবীর প্রকৃত ভৌগোলিক আবর্তনের সময়কে ইউটি১ নামে চিহ্নিত করা হয়। যখনই এই দুই সময়ের ফারাক শূন্য দশমিক নয় সেকেন্ডের কাছাকাছি পৌঁছাত, তখনই ইউটিসি ঘড়িতে এক সেকেন্ড যোগ করা হতো, যা লিপ সেকেন্ড নামে পরিচিত।

লিপ সেকেন্ড যোগ করার দিন আন্তর্জাতিক নিয়মে মধ্যরাতের ঠিক পূর্বে তেইশটা ঊনষাট মিনিট ষাট সেকেন্ডের এক অস্বাভাবিক মুহূর্ত তৈরি হয়। বিশ্বের অধিকাংশ কম্পিউটার অপারেটিং সিস্টেম ও ডাটাবেজ সেকেন্ডের মান ঊনষাটের পর সরাসরি পরের মিনিটের শূন্য সেকেন্ড পড়তে অভ্যস্ত। ফলে পর্দায় ষাটতম সেকেন্ডের আবির্ভাব ঘটলে জটিল কম্পিউটার নেটওয়ার্কগুলো বিভ্রান্ত হয়ে পড়ে এবং বড় প্রযুক্তিগত বিপর্যয় তৈরি করে। ২০১২ এবং ২০১৬ সালে লিপ সেকেন্ড কার্যকরের সময় বিশ্বের বহু বিখ্যাত এয়ারলাইন্স ও ক্লাউড সার্ভার হঠাৎ অচল হয়ে পড়েছিল।

পরিস্থিতি সম্প্রতি আরও জটিল হয়ে ওঠে যখন দেখা যায় যে পৃথিবী তার দীর্ঘ চক্রের অংশ হিসেবে হঠাৎ নিজের আবর্তন গতি বাড়িয়ে দিয়েছে। ২০২২ সালের ২৯ জুন তারিখে পৃথিবীর ঘূর্ণন স্বাভাবিক চব্বিশ ঘণ্টার চেয়ে প্রায় ১.৫৯ মিলিসেকেন্ড কম সময় নিয়েছিল, যা দ্রুততম দিনের রেকর্ড। এর ফলে আন্তর্জাতিক বিজ্ঞানীদের সামনে ইতিহাসে প্রথমবারের মতো ঘড়ি থেকে এক সেকেন্ড বিয়োগ করার বা নেতিবাচক লিপ সেকেন্ডের শঙ্কা দেখা দেয়। চলমান কম্পিউটার নেটওয়ার্ক থেকে এক সেকেন্ড মুছে ফেলার প্রক্রিয়া বৈশ্বিক ব্যাংকিং ও স্টক এক্সচেঞ্জে মারাত্মক বিশৃঙ্খলা ডেকে আনতে পারত।

এই সম্ভাব্য প্রযুক্তিগত বিপর্যয় ঠেকাতে ২০২২ সালের আন্তর্জাতিক সম্মেলনে বিজ্ঞানীরা ২০৩৫ সালের মধ্যে লিপ সেকেন্ড স্থায়ীভাবে বাতিলের রায় দেন। এর ফলে পারমাণবিক ঘড়ির ইউটিসি সময়কে পৃথিবীর ভৌগোলিক আবর্তনের ইউটি১ সময় থেকে ধীরে ধীরে কিছুটা বিচ্যুত হতে দেওয়া হবে। আগামী এক শতাব্দীতে এই পার্থক্যের পরিমাণ সর্বোচ্চ এক মিনিট পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, যা বৈশ্বিক কম্পিউটার ব্যবস্থা ধ্বংসের চেয়ে বহুগুণে নিরাপদ। বিজ্ঞানীরা মনে করেন যে এক শতাব্দী পর হয়তো কোনো বৃহত্তর সময় কাঠামোর মাধ্যমে এই বিচ্যুতি সমন্বয়ের নতুন পদ্ধতি চালু করা হবে।

অধ্যায় ৪: জলবায়ু সংকট, বরফ গলন ও আবর্তনের নতুন ভূরাজনীতি

ভূঅভ্যন্তরের গভীর মহাকর্ষীয় টর্কের পাশাপাশি আধুনিক যুগে এসে মানুষের পরিবেশগত কর্মকাণ্ডও পৃথিবীর আবর্তনের ওপর প্রভাব ফেলতে শুরু করেছে। অতিরিক্ত জীবাশ্ম জ্বালানি ব্যবহারের ফলে বৈশ্বিক উষ্ণায়ন বৃদ্ধি পাচ্ছে এবং দুই মেরু অঞ্চলের সুবিশাল বরফ দ্রুত গলে মহাসাগরে মিশছে। গ্রিনল্যান্ড ও অ্যান্টার্কটিকার বরফ গলে পানি আকারে পৃথিবীর বিষুবরেখা অঞ্চলের গভীর মহাসাগরে ছড়িয়ে পড়ছে। কোনো ঘূর্ণায়মান স্কেটার হাত দুই পাশে প্রসারিত করলে যেমন তার গতি কমে যায়, তেমনি মেরুর পানি বিষুবরেখায় ছড়ানোর ফলে পৃথিবীর আবর্তন মন্থর হচ্ছে।

ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীদের সাম্প্রতিক বিশ্লেষণ অনুযায়ী মেরুর এই বরফ গলন পৃথিবীর গতিবৃদ্ধিকে কিছুটা স্তিমিত করেছে। মানুষের কারণে জলবায়ু পরিবর্তনের ফলে বরফ না গললে ভূঅভ্যন্তরের টানের প্রভাবে ২০২৬ সালের মধ্যেই নেতিবাচক লিপ সেকেন্ডের প্রয়োজন হতো। বরফ গলে গ্রহের গতি সামান্য কমিয়ে দেওয়ায় সেই নেতিবাচক লিপ সেকেন্ডের সময়কাল পিছিয়ে ২০২৯ সালের দিকে সরে গেছে। এর মাধ্যমে প্রমাণিত হয় যে ভূপৃষ্ঠে মানুষের তৈরি জলবায়ু সংকট এবং ভূঅভ্যন্তরের গলিত লোহা আজ এক জটিল প্রাকৃতিক ভারসাম্যে লিপ্ত হয়েছে।

সময়ের ওপর এই নিয়ন্ত্রণ বজায় রাখা এখন আর কেবল তাত্ত্বিক বিজ্ঞান নয়, বরং আন্তর্জাতিক কূটনীতি ও জাতীয় প্রতিরক্ষার প্রধান হাতিয়ার। আমেরিকার জিপিএস, ইউরোপের গ্যালিলিও কিংবা চীনের বেইদু স্যাটেলাইট ব্যবস্থার পুরো কার্যকারিতা নির্ভর করে আবর্তন গতির পূর্বাভাসের ওপর। ভৌগোলিক ঘূর্ণনের সামান্য বিচ্যুতিও আধুনিক ক্ষেপণাস্ত্র প্রতিরক্ষা কিংবা অপটিক্যাল ফাইবার সাবমেরিন কেবলের তথ্য বিনিময়ে বিপর্যয় ঘটাতে পারে। ফলে পৃথিবীর গভীর কেন্দ্রের মহাকর্ষীয় স্পন্দন অনুধাবন করা বিশ্বের প্রধান পরাশক্তিগুলোর প্রযুক্তিগত নিরাপত্তার সাথে সরাসরি জড়িয়ে গেছে।

বিভিন্ন সময় পরিমাপ পদ্ধতির তুলনামূলক বিশ্লেষণ

পৃথিবীর ভূ-অভ্যন্তর থেকে সময় সংকটের প্রবাহচিত্র

আমরা কী শিখলাম?

১. চব্বিশ ঘণ্টার দিন একটি সার্বজনীন নাগরিক ধারণা হলেও বাস্তবতায় পৃথিবীর নিজস্ব আবর্তন গতি কখনোই পুরোপুরি স্থির থাকে না।

২. অতি সূক্ষ্ম পারমাণবিক ঘড়ি এবং ভিএলবিআই দূরবীক্ষণ প্রমাণ করেছে যে পৃথিবীর একদিনের দৈর্ঘ্য কয়েক দশকে কয়েক মিলিসেকেন্ড পর্যন্ত ওঠানামা করে।

৩. কানাডার আলবার্টা বিশ্ববিদ্যালয়ের ২০২৬ সালের নেচার গবেষণা নিশ্চিত করেছে যে এই পরিবর্তনের প্রধান কারণ অন্তঃকেন্দ্রমণ্ডল ও ম্যান্টলের মহাকর্ষীয় টর্ক।

৪. কোটি কোটি টন ওজনের অসম ঘনত্বের পাথর ও লোহা ভূঅভ্যন্তরে এক সুবিশাল স্প্রিংয়ের মতো কাজ করে যা ষাট থেকে সত্তর বছরের চক্রাকার ছন্দ জোগায়।

৫. মাত্র এক মিলিসেকেন্ডের ঘূর্ণন বিচ্যুতি আধুনিক জিপিএস নেভিগেশনে ৪৬ সেন্টিমিটারের বিভ্রান্তি তৈরি করতে পারে যা বিমান চলাচলে বিপজ্জনক।

৬. বৈশ্বিক সার্ভার ও আর্থিক নেটওয়ার্কের ত্রুটি রোধ করতে আন্তর্জাতিক সংস্থা ২০৩৫ সালের মধ্যে লিপ সেকেন্ড স্থায়ীভাবে বাতিল করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে।

উপসংহার

পৃথিবীর আবর্তনের এই অবিরাম ওঠানামা মানব সভ্যতার সামনে সময়ের এক সম্পূর্ণ নতুন বৈজ্ঞানিক সংজ্ঞা উন্মোচন করেছে। ঘড়ির কাটায় আবদ্ধ চব্বিশ ঘণ্টার সময় আসলে মানুষের তৈরি একটি সুবিধাজনক কৃত্রিম মাপকাঠি মাত্র। আমাদের পায়ের হাজার মাইল গভীরে থাকা উত্তপ্ত গলিত লোহা এবং কঠিন কেন্দ্রের মহাকর্ষীয় টানই এই গ্রহের প্রকৃত স্পন্দন নির্ধারণ করে। মহাজাগতিক এই বলের সামনে মানবজাতির তৈরি যান্ত্রিক ক্যালেন্ডার প্রকৃতির চিরন্তন নিয়মের কাছে নত হতে বাধ্য হয়েছে।

লিপ সেকেন্ড বাতিলের মাধ্যমে আধুনিক ডিজিটাল অবকাঠামো হয়তো মারাত্মক সফটওয়্যার বিপর্যয় থেকে সাময়িকভাবে রক্ষা পাবে। কিন্তু পৃথিবীর গভীর ভূপ্রকৃতি এবং মানুষের তৈরি জলবায়ু সংকটের যৌথ প্রভাব গ্রহের আবর্তন গতিকে প্রতিনিয়ত নতুন রূপ দিচ্ছে। মহাকাশের কৃত্রিম উপগ্রহ থেকে ভূঅভ্যন্তরের কেন্দ্র পর্যন্ত বিস্তৃত এই রহস্য অনুধাবন করা আধুনিক বিজ্ঞানের এক অসাধারণ বিজয়। সময়ের এই নীরব পরিবর্তন মানবজাতিকে স্মরণ করিয়ে দেয় যে প্রকৃতির গভীর সুরের সাথে তাল মিলিয়ে চলাই অস্তিত্ব রক্ষার চিরন্তন উপায়।