ফোটনের শক্তি \( E \) এর সমীকরণ হলো:

\[ E = hf \]

এখানে,

• ( E ) = ফোটনের শক্তি
• ( h ) = প্লাঙ্কের ধ্রুবক (Planck's constant)
• ( f ) = আলোর তরঙ্গের কম্পাংক (frequency)

আরো একটি রূপ হলো, যখন তরঙ্গ দৈর্ঘ্য \(( \lambda )\) দেওয়া থাকে:

\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]

এখানে,

• ( c ) = আলোর বেগ (প্রায় \( 3 \times 10^8 , \text{m/s} )\)
• \( \lambda \) = তরঙ্গের দৈর্ঘ্য

স্টিফেন উইলিয়াম হকিং (Stephen William Hawking) ছিলেন একজন প্রখ্যাত ইংরেজ তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী, কসমোলজিস্ট (মহাবিশ্বতত্ত্ববিদ) এবং লেখক। তাকে বিংশ ও একবিংশ শতাব্দীর অন্যতম সেরা বিজ্ঞানী হিসেবে বিবেচনা করা হয়।

জন্ম ও প্রাথমিক জীবন: তিনি ১৯৪২ সালের ৮ জানুয়ারি অক্সফোর্ড, যুক্তরাজ্যে জন্মগ্রহণ করেন। তার বাবা-মা দুজনেই অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ে পড়াশোনা করেছিলেন। ছোটবেলা থেকেই তার বিজ্ঞানের প্রতি গভীর আগ্রহ ছিল।

শিক্ষা জীবন: হকিং অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের ইউনিভার্সিটি কলেজ থেকে পদার্থবিজ্ঞানে স্নাতক ডিগ্রি লাভ করেন। এরপর তিনি কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের ট্রিনিটি হলে কসমোলজি নিয়ে পিএইচডি করার জন্য ভর্তি হন।

অসুস্থতা ও প্রতিকূলতা: ১৯৬৩ সালে, মাত্র ২১ বছর বয়সে, হকিং অ্যামায়োট্রফিক ল্যাটারাল স্ক্লেরোসিস (ALS) বা মোটর নিউরন রোগে আক্রান্ত হন। এটি একটি বিরল প্রগতিশীল স্নায়বিক রোগ, যা ধীরে ধীরে শরীরের পেশী নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতাকে নষ্ট করে দেয়। চিকিৎসকরা তাকে কয়েক বছর বাঁচবেন বলে ধারণা করেছিলেন। কিন্তু তিনি এই মারাত্মক রোগ নিয়েও ৫০ বছরের বেশি সময় ধরে বেঁচে ছিলেন এবং তার গবেষণা চালিয়ে গেছেন। পরবর্তীতে, তিনি তার কণ্ঠস্বরও হারান এবং একটি বিশেষ ভয়েস সিন্থেসাইজার যন্ত্রের মাধ্যমে যোগাযোগ করতেন, যা তিনি তার গালের পেশীর নড়াচড়া দিয়ে নিয়ন্ত্রণ করতেন।

বৈজ্ঞানিক অবদান: শারীরিক প্রতিকূলতা সত্ত্বেও স্টিফেন হকিং পদার্থবিজ্ঞানে অসংখ্য যুগান্তকারী অবদান রেখেছেন। তার সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য কাজগুলো হলো:

• কৃষ্ণগহ্বর (Black Holes): তিনি রজার পেনরোজের সাথে মিলে প্রমাণ করেন যে, আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব অনুসারে মহাবিশ্বের শুরুতে একটি সিঙ্গুলারিটি (singularity) থাকা আবশ্যক, যা বিগ ব্যাং তত্ত্বকে সমর্থন করে।
• হকিং বিকিরণ (Hawking Radiation): এটি তার সবচেয়ে বিখ্যাত তত্ত্বগুলোর মধ্যে অন্যতম। তিনি ভবিষ্যদ্বাণী করেন যে, কৃষ্ণগহ্বর পুরোপুরি কালো নয়, বরং এটি কণা এবং বিকিরণ নির্গত করে। এই বিকিরণ 'হকিং বিকিরণ' নামে পরিচিত। এই ধারণাটি আপেক্ষিকতা তত্ত্ব এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সকে একত্রিত করার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ ছিল।
• মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও গঠন: তিনি মহাবিশ্বের উৎপত্তি, ব্ল্যাক হোল এবং কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ নিয়ে ব্যাপক গবেষণা করেছেন।

জনপ্রিয় বইসমূহ: স্টিফেন হকিং বিজ্ঞানকে সাধারণ মানুষের কাছে সহজবোধ্য করার জন্য বেশ কিছু জনপ্রিয় বিজ্ঞান বই লিখেছেন। এর মধ্যে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য হলো:

• A Brief History of Time (কালের সংক্ষিপ্ত ইতিহাস): এটি ১৯৮৮ সালে প্রকাশিত হয় এবং বিশ্বজুড়ে ব্যাপক জনপ্রিয়তা লাভ করে।
• The Universe in a Nutshell
• The Grand Design

সম্মান ও পুরস্কার: তিনি কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ের লুকাসিয়ান প্রফেসর অফ ম্যাথমেটিক্স পদে অধিষ্ঠিত ছিলেন, যা একসময় স্যার আইজ্যাক নিউটনের পদ ছিল। তার কাজের স্বীকৃতিস্বরূপ তিনি অসংখ্য পুরস্কার ও সম্মাননা লাভ করেছেন, যার মধ্যে রয়েল সোসাইটির ফেলোশিপ এবং আমেরিকার প্রেসিডেন্সিয়াল মেডেল অফ ফ্রিডম উল্লেখযোগ্য।

মৃত্যু: স্টিফেন হকিং ২০১৮ সালের ১৪ মার্চ ৭৬ বছর বয়সে ক্যামব্রিজে মৃত্যুবরণ করেন। তার মৃত্যুতে বিশ্বজুড়ে বিজ্ঞানপ্রেমী ও সাধারণ মানুষ গভীর শোক প্রকাশ করে। তার জীবন ও কাজ মানুষকে অনুপ্রাণিত করে দেখিয়েছে যে, শারীরিক সীমাবদ্ধতা ইচ্ছাশক্তির কাছে কোনো বাধা হতে পারে না।

X-রশ্মি (X-ray) গোয়েন্দা বিভাগে বিভিন্ন কাজে ব্যবহৃত হয়, যেমন:

• লুকানো বস্তু শনাক্তকরণ: লাগেজের ভেতরে, দেয়ালের আড়ালে বা অন্যান্য বস্তুর মধ্যে লুকানো অস্ত্র, বিস্ফোরক বা চোরাই পণ্য শনাক্ত করতে X-ray স্ক্যানার ব্যবহৃত হয়। বিমানবন্দর, সীমান্ত চেকপোস্ট এবং নিরাপত্তা তল্লাশিতে এর ব্যাপক ব্যবহার রয়েছে।
• ফরেনসিক বিজ্ঞান: হাড়ের আঘাত, বুলেট বা অন্য কোনো বস্তুর অবস্থান নির্ণয় করতে ফরেনসিক পরীক্ষা-নিরীক্ষায় X-ray ব্যবহার করা হয়।
• নকল বা জালিয়াতি সনাক্তকরণ: শিল্পকর্ম, দলিল বা অন্যান্য বস্তুর ভেতরের গঠন পরীক্ষা করে সেগুলোর সত্যতা যাচাই বা জালিয়াতি সনাক্ত করতে X-ray ব্যবহৃত হতে পারে।

অন্যান্য রশ্মিগুলোর ব্যবহার ভিন্ন:

• বেকেরেল রশ্মি: এটি কোনো নির্দিষ্ট রশ্মি নয়, বরং তেজস্ক্রিয়তার একক (Becquerel) বা তেজস্ক্রিয় ক্ষয় থেকে নির্গত কণা (যেমন আলফা, বিটা, গামা) বোঝাতে পারে।
• গামা রশ্মি: এটি উচ্চ শক্তির তড়িৎচৌম্বকীয় বিকিরণ, যা মূলত চিকিৎসা (রেডিওথেরাপি) বা শিল্প ক্ষেত্রে (নন-ডেসট্রাকটিভ টেস্টিং, স্টেরিলাইজেশন) ব্যবহৃত হয়। এর ভেদন ক্ষমতা খুব বেশি হলেও নিরাপত্তা তল্লাশিতে সরাসরি ব্যবহৃত হয় না।
• বিটা-রশ্মি: এটি তেজস্ক্রিয় ক্ষয় থেকে নির্গত ইলেকট্রন বা পজিট্রন। এর ব্যবহার মূলত কিছু চিকিৎসা পদ্ধতি, শিল্প পরিমাপ বা গবেষণা ক্ষেত্রে সীমাবদ্ধ।

বিগ ব্যাং হলো একটি বৈজ্ঞানিক তত্ত্ব, যা মহাবিশ্বের উৎপত্তি ও বিবর্তন ব্যাখ্যা করে। এই তত্ত্ব অনুযায়ী, প্রায় ১৩.৮ বিলিয়ন বছর আগে একটি অতি ঘন এবং উত্তপ্ত বিন্দু থেকে মহাবিশ্বের সৃষ্টি হয়েছিল। এরপর এটি দ্রুত সম্প্রসারিত হতে শুরু করে, যা বর্তমানেও চলমান।

মূল ধারণা

• মহা-বিস্ফোরণ: বিগ ব্যাং তত্ত্ব কোনো প্রচলিত বিস্ফোরণ নয়, বরং এটি স্থান ও কালের সম্প্রসারণ। অতি ক্ষুদ্র একটি বিন্দু থেকে স্থান-কাল নিজেই প্রসারিত হতে শুরু করে।
• সম্প্রসারণ: মহাবিশ্ব প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে এটি ঠান্ডা হতে থাকে। এর ফলে মৌলিক কণা, যেমন ইলেকট্রন, প্রোটন ও নিউট্রন তৈরি হয়।
• পরবর্তী গঠন: কয়েক লক্ষ বছর পর, এই কণাগুলো একত্রিত হয়ে প্রথম পরমাণু গঠন করে। এরপর মহাকর্ষের প্রভাবে এই পরমাণুগুলো এক হয়ে নক্ষত্র, গ্যালাক্সি এবং অন্যান্য মহাজাগতিক বস্তু তৈরি করে।

বিগ ব্যাং তত্ত্বের প্রমাণ

• হাবলের সূত্র: এডউইন হাবল পর্যবেক্ষণ করেন যে গ্যালাক্সিগুলো একে অপরের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। এটি মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের ধারণাকে সমর্থন করে।
• মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি বিকিরণ (Cosmic Microwave Background Radiation - CMB): এটি হলো বিগ ব্যাং-এর সময়কার অবশিষ্টাংশ তাপ বিকিরণ, যা পুরো মহাবিশ্বে ছড়িয়ে আছে।
• মৌলিক পদার্থের প্রাচুর্য: হাইড্রোজেন ও হিলিয়ামের মতো হালকা মৌলিক পদার্থের পরিমাণ বিগ ব্যাং তত্ত্বের ভবিষ্যদ্বাণীর সাথে মিলে যায়।

মহাজাগতিক রশ্মি (Cosmic rays) আবিষ্কার করেন অস্ট্রিয়ান-মার্কিন বিজ্ঞানী ভিক্টর ফ্রান্সিস হেস (Victor Francis Hess)।

১৯১২ সালে বেলুনে চড়ে বায়ুমণ্ডলের বিভিন্ন উচ্চতায় পরীক্ষা চালানোর সময় তিনি দেখতে পান যে, ভূপৃষ্ঠ থেকে যত উপরে যাওয়া হয়, বিকিরণের মাত্রা ততই বাড়তে থাকে। এই পর্যবেক্ষণ থেকে তিনি এই সিদ্ধান্তে পৌঁছান যে, এই বিকিরণ পৃথিবীর বাইরে মহাকাশ থেকে আসছে। এই আবিষ্কারের জন্য তিনি ১৯৩৬ সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন।

দ্রুতগামী ইলেকট্রন ধাতুতে আঘাত করলে রঞ্জন রশ্মি উৎপন্ন হয়। কসমিক রশ্মি মহাশূন্য হতে আসে। বিটা রশ্মি ও গামা রশ্মি তেজস্ক্রিয় বিকিরণে পাওয়া যায়। ক্যাথোড রে টিউব থাকার কারণে রঙিন টেলিভিশন থেকে মৃদু রঞ্জন রশ্মি নির্গত হয়। আধুনিক LED ও LCD রঙিন টেলিভিশন থেকে রঞ্জন রশ্মি (X-ray) বের হয় না।

ব্রিটিশ তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী ও গণিতজ্ঞ স্টিফেন হকিং ১৯৪২ সালে ৮ জানুয়ারি অক্সফোর্ডে জন্মগ্রহণ করেন। মটর নিউরন ডিজিজে আক্রান্ত এ বিজ্ঞানীর লেখা ‘এ ব্রিফ হিস্ট্রি অফ টাইম’ একটি আলোচিত গ্রন্থ। ১৪ মার্চ, ২০১৮ তিনি মৃত্যুবরণ করেন।