জ্যোতির্বিজ্ঞান — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ১১তম অধ্যায়। এখানে ২৯৩টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
-
১৪১
কৃষ্ণগহ্বরের ঘটনা দিগন্ত (event horizon) বলতে কী বোঝায়?
- ক যে সীমার বাইরে আলোও ফিরতে পারে না
- খ কৃষ্ণগহ্বরের কেন্দ্র
- গ নক্ষত্রের বাইরের স্তর
- ঘ ছায়াপথের প্রান্ত
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) যে সীমার বাইরে আলোও ফিরতে পারে না
ঘটনা দিগন্ত হলো সেই সীমানা, যার ভেতর থেকে মুক্তিবেগ আলোর বেগের চেয়ে বেশি হয়ে যায় — তাই আলোও বেরোতে পারে না।
এর ব্যাসার্ধকে শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধ বলে, Rs = 2GMc2।
ফাঁদ: একে কৃষ্ণগহ্বরের কেন্দ্র (সিঙ্গুলারিটি) ভাবা। -
১৪২
হাবলের সূত্র অনুসারে ছায়াপথের অপসারণ বেগ কোন রাশির সমানুপাতিক?
- ক ভর
- খ দূরত্ব
- গ উজ্জ্বলতা
- ঘ তাপমাত্রা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দূরত্ব
v = H0d — যে ছায়াপথ যত দূরে, তা তত দ্রুত সরে যাচ্ছে।
এটিই মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ ও বিগ ব্যাং তত্ত্বের প্রধান প্রমাণ।
ফাঁদ: বেগ ভরের ওপর নির্ভর করে ভাবা। -
১৪৩
মহাজাগতিক অণুতরঙ্গ পটভূমি বিকিরণের (CMB) তাপমাত্রা প্রায় কত?
- ক 0 K
- খ 2.7 K
- গ 300 K
- ঘ 5800 K
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2.7 K
CMB হলো মহাবিস্ফোরণের অবশিষ্ট তাপ, বর্তমানে সম্প্রসারণের ফলে ঠান্ডা হয়ে প্রায় 2.7 K-এ নেমেছে।
5800 K সূর্যপৃষ্ঠের তাপমাত্রা।
ফাঁদ: সূর্যের তাপমাত্রার সাথে গুলিয়ে ফেলা। -
১৪৪
দূরবর্তী ছায়াপথের বর্ণালিতে লোহিত সরণ (red shift) দেখা যায় কেন?
- ক ছায়াপথগুলো লাল রঙের
- খ ছায়াপথগুলো আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে
- গ পথে ধূলিকণা আলো শোষণ করে
- ঘ ছায়াপথের তাপমাত্রা কম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ছায়াপথগুলো আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে
ডপলার ক্রিয়ায় উৎস দূরে সরলে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বেড়ে যায় — বর্ণালিরেখা লাল প্রান্তের দিকে সরে।
কাছে এলে উল্টো, নীল সরণ হতো।
ফাঁদ: লোহিত সরণকে রঙের ধর্ম ভাবা — এটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তনের ফল। -
১৪৫
একটি নক্ষত্রের ভর চন্দ্রশেখর সীমার (≈ 1.44 M☉) চেয়ে কম হলে শেষ পরিণতি কী?
- ক শ্বেত বামন
- খ নিউট্রন তারকা
- গ কৃষ্ণগহ্বর
- ঘ সুপারনোভা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) শ্বেত বামন
চন্দ্রশেখর সীমার নিচে অবশিষ্ট কেন্দ্র ইলেকট্রন অবক্ষয় চাপে স্থিতিশীল থাকে — শ্বেত বামন হয়।
এর বেশি হলে নিউট্রন তারকা, আরও বেশি হলে কৃষ্ণগহ্বর।
ফাঁদ: সব বড় নক্ষত্রই কৃষ্ণগহ্বর হয় ভাবা। -
১৪৬
নক্ষত্রের দূরত্ব নির্ণয়ের সবচেয়ে সরাসরি পদ্ধতি কোনটি?
- ক লম্বন (parallax) পদ্ধতি
- খ লোহিত সরণ
- গ বর্ণালি বিশ্লেষণ
- ঘ রাডার পদ্ধতি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) লম্বন (parallax) পদ্ধতি
পৃথিবীর কক্ষপথের দুই প্রান্ত থেকে নক্ষত্রের আপাত অবস্থানের কৌণিক সরণ মেপে দূরত্ব বের করা হয়: d (পারসেক) = 1p (আর্কসেকেন্ড)।
কাছের নক্ষত্রের জন্যই কেবল এটি কার্যকর; দূরের জন্য লোহিত সরণ ব্যবহৃত হয়।
ফাঁদ: রাডার কেবল সৌরজগতের ভেতরেই ব্যবহারযোগ্য। -
১৪৭
কোনো নক্ষত্রের লম্বন কোণ 0.1 আর্কসেকেন্ড হলে এর দূরত্ব কত?
- ক 0.1 পারসেক
- খ 1 পারসেক
- গ 10 পারসেক
- ঘ 100 পারসেক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 10 পারসেক
d = 1p = 10.1 = 10 পারসেক ≈ 32.6 আলোকবর্ষ।
ফাঁদ: সরাসরি 0.1 পারসেক লেখা — সম্পর্কটি ব্যস্তানুপাতিক। -
১৪৮
সূর্য থেকে পৃথিবীর গড় দূরত্বকে কী বলে?
- ক ১ পারসেক
- খ ১ আলোকবর্ষ
- গ ১ জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক (AU)
- ঘ ১ শোয়ার্জশিল্ড ব্যাসার্ধ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ১ জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক একক (AU)
1 AU ≈ 1.496 × 1011 m — সৌরজগতের দূরত্ব মাপার সুবিধাজনক একক।
আলো এ পথ পাড়ি দেয় প্রায় 8 মিনিট 20 সেকেন্ডে।
ফাঁদ: পারসেক ও আলোকবর্ষ অনেক বড় একক — নক্ষত্রের দূরত্বে ব্যবহৃত। -
১৪৯
নিউট্রন তারকা সংকুচিত হয়ে পরিণত হয়—
- ক সুপারনোভা
- খ কৃষ্ণবস্তু
- গ পালসার
- ঘ ব্ল্যাক হোল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ব্ল্যাক হোল
কোনো নক্ষত্রের অন্তিম পর্যায়ে কেন্দ্রভাগের (core) ভর যদি চন্দ্রশেখর সীমা (1.4 M☉) অপেক্ষা বেশি হয়, তবে ইলেকট্রন অপজাত চাপ মহাকর্ষীয় সংকোচন ঠেকাতে পারে না; ইলেকট্রন ও প্রোটন মিলে নিউট্রনে পরিণত হয় এবং নিউট্রন তারকা সৃষ্টি হয়।
নিউট্রন তারকার ভর যদি প্রায় 3 M☉ অপেক্ষা বেশি হয়, তবে নিউট্রন অপজাত চাপও মহাকর্ষকে ঠেকাতে পারে না। তখন তারকাটি অসীমভাবে সংকুচিত হয়ে এমন এক অবস্থায় পৌঁছায় যেখান থেকে আলোও বের হতে পারে না—একে ব্ল্যাক হোল বা কৃষ্ণগহ্বর বলে।
সুপারনোভা হলো নক্ষত্রের বিস্ফোরণ এবং পালসার হলো ঘূর্ণায়মান নিউট্রন তারকা; তাই নিউট্রন তারকা সংকুচিত হয়ে ব্ল্যাক হোলে পরিণত হয়। -
১৫০
রেডিও টেলিস্কোপ কোন প্রকৃতির ?
- ক শোষক
- খ বিচ্ছুরক
- গ প্রতিফলক
- ঘ প্রতিসারক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) প্রতিফলক
রেডিও টেলিস্কোপে একটি বড় অধিবৃত্তীয় (Parabolic) ধাতব ডিশ থাকে, যা মহাকাশ থেকে আসা রেডিও তরঙ্গকে প্রতিফলিত করে ফোকাসে রাখা গ্রাহক যন্ত্রে কেন্দ্রীভূত করে। তাই রেডিও টেলিস্কোপ প্রতিফলক প্রকৃতির। -
১৫১
যে সকল কণা তড়িচ্চুম্বকীয় মিথস্ক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে সেগুলো হলো—
- ক গ্রাভিটন
- খ লেপটন
- গ ফোটন
- ঘ হ্যাড্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ফোটন
প্রকৃতির চারটি মৌলিক বলের প্রত্যেকটি একটি করে বাহক কণার (গেজ বোসন) বিনিময়ের মাধ্যমে ক্রিয়া করে।
মহাকর্ষ বল → গ্রাভিটন; তড়িচ্চুম্বকীয় বল → ফোটন; দুর্বল নিউক্লীয় বল → W+,W−,Z0 বোসন; সবল নিউক্লীয় বল → গ্লুওন।
তড়িচ্চুম্বকীয় মিথস্ক্রিয়া ফোটন বিনিময়ের মাধ্যমে ঘটে, তাই সঠিক উত্তর ফোটন। -
১৫২
নক্ষত্রের জন্ম হয়—
i. মহাকর্ষ বলের প্রভাবে ধূলিমেঘের সংকোচনের ফলে
ii. তাপ নিউক্লীয় ফিউশন বিক্রিয়ার ফলে
iii. বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গমনের ফলে
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) i, ii ও iii
নীহারিকার (হাইড্রোজেন ও হিলিয়াম গ্যাস এবং ধূলিকণার মেঘ) কোনো অংশ নিজস্ব মহাকর্ষ বলের প্রভাবে সংকুচিত হতে থাকে (i সঠিক)।
সংকোচনের ফলে কেন্দ্রের তাপমাত্রা প্রায় 107 K এ পৌঁছালে হাইড্রোজেন থেকে হিলিয়াম তৈরির তাপ-নিউক্লীয় ফিউশন বিক্রিয়া শুরু হয় (ii সঠিক)।
ফিউশনে বিপুল পরিমাণ শক্তি আলো ও তাপ রূপে নির্গত হয় এবং বহির্মুখী চাপ মহাকর্ষীয় সংকোচনকে প্রতিহত করে—তখনই একটি স্থিতিশীল নক্ষত্রের জন্ম হয় (iii সঠিক)। -
১৫৩
মৌলিক কণিকা কয় ধরনের?
- ক তিন ধরনের
- খ দুই ধরনের
- গ চার ধরনের
- ঘ পাঁচ ধরনের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দুই ধরনের
স্পিনের ভিত্তিতে সকল মৌলিক কণিকাকে দুই ভাগে ভাগ করা হয়—
(১) ফার্মিয়ন: যাদের স্পিন অর্ধপূর্ণ সংখ্যা (12,32,…); যেমন— কোয়ার্ক ও লেপটন। এরা পাউলির বর্জন নীতি মেনে চলে।
(২) বোসন: যাদের স্পিন পূর্ণসংখ্যা (0,1,2,…); যেমন— ফোটন, গ্লুওন, W ও Z বোসন, হিগস বোসন। -
১৫৪
লেপটন কণার স্পিন—
- ক 1
- খ 32
- গ 12
- ঘ 0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 12
লেপটন (ইলেকট্রন, মিউয়ন, টাউ ও এদের নিউট্রিনো) হলো ফার্মিয়ন শ্রেণির কণা। ফার্মিয়নের স্পিন অর্ধপূর্ণ সংখ্যা; সকল লেপটনের স্পিন 12 (একক ħ)। -
১৫৫
লেপটন কণা কয় ধরনের—
- ক তিন ধরনের
- খ চার ধরনের
- গ পাঁচ ধরনের
- ঘ দুই ধরনের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তিন ধরনের
লেপটন তিন প্রজন্মে (ধরনে) বিভক্ত— (১) ইলেকট্রন ও ইলেকট্রন-নিউট্রিনো (e−,νe), (২) মিউয়ন ও মিউয়ন-নিউট্রিনো (μ−,νμ), (৩) টাউ ও টাউ-নিউট্রিনো (τ−,ντ)।
অর্থাৎ ধরন হিসেবে লেপটন তিন প্রকার এবং প্রতি ধরনে দুটি করে মোট ছয়টি লেপটন রয়েছে। -
১৫৬
হ্যাড্রন কণা কয় ধরনের?
- ক তিন ধরনের
- খ চার ধরনের
- গ পাঁচ ধরনের
- ঘ দুই ধরনের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) দুই ধরনের
যেসব কণা সবল নিউক্লীয় বলে অংশগ্রহণ করে এবং কোয়ার্ক দিয়ে গঠিত, তাদের হ্যাড্রন বলে। হ্যাড্রন দুই ধরনের—
(১) ব্যারিয়ন: তিনটি কোয়ার্ক দিয়ে গঠিত; যেমন— প্রোটন (uud), নিউট্রন (udd)। এরা ফার্মিয়ন।
(২) মেসন: একটি কোয়ার্ক ও একটি প্রতিকোয়ার্ক দিয়ে গঠিত; যেমন— পাইয়ন, কেওন। এরা বোসন। -
১৫৭
লেপটন কণা—
i. বিদ্যুৎ চুম্বকীয় পরিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে পারে
ii. শক্তিশালী নিউক্লীয় পরিক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করতে পারে
iii. এদের স্পিন 12
নিচের কোনটি সঠিক?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) i ও iii
আহিত লেপটন (ইলেকট্রন, মিউয়ন, টাউ) তড়িচ্চুম্বকীয় মিথস্ক্রিয়ায় অংশ নেয়—(i) সঠিক।
লেপটন কখনো সবল (শক্তিশালী) নিউক্লীয় বলে অংশগ্রহণ করে না; এ বলে অংশ নেয় কেবল হ্যাড্রন—(ii) ভুল।
লেপটন ফার্মিয়ন, তাই এদের স্পিন 12—(iii) সঠিক। -
১৫৮
কোন কণা 'ঈশ্বর' কণা নামে পরিচিত?
- ক লেপটন কণা
- খ হিগস-বোসন কণা
- গ বোসন কণা
- ঘ মেসন কণা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) হিগস-বোসন কণা
হিগস-বোসন কণা মৌলিক কণাগুলোকে ভর প্রদানকারী হিগস ক্ষেত্রের কোয়ান্টাম। পদার্থের ভরের উৎস ব্যাখ্যা করার কারণে লিওন লেডারম্যানের বইয়ের নাম অনুসারে এটি 'ঈশ্বর কণা' (God particle) নামে পরিচিত।
১৯৬৪ সালে পিটার হিগস এ কণার ধারণা দেন এবং ২০১২ সালে CERN-এ এর অস্তিত্ব প্রমাণিত হয় (১০নং প্রশ্ন দ্রষ্টব্য)। -
১৫৯
হাবল বিধি অনুসারে ছায়াপথগুলোর অপসরণ বেগ দূরত্বের—
- ক ব্যস্তানুপাতিক
- খ বর্গের ব্যস্তানুপাতিক
- গ সমানুপাতিক
- ঘ বর্গের সমানুপাতিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সমানুপাতিক
হাবলের সূত্র অনুযায়ী, কোনো ছায়াপথ যত দূরে অবস্থিত, তা তত বেশি বেগে আমাদের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে। অর্থাৎ অপসরণ বেগ দূরত্বের সমানুপাতিক—
v ∝ d বা, v = Hd
এখানে H = হাবল ধ্রুবক (প্রায় 70 km s−1 Mpc−1)। -
১৬০
হাবল সূত্র অনুযায়ী—
- ক H = vd
- খ v = Hd
- গ v = Hd2
- ঘ H = vd2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) v = Hd
হাবলের সূত্র: v = Hd, যেখানে v = ছায়াপথের অপসরণ বেগ, d = পৃথিবী (আমাদের ছায়াপথ) থেকে ছায়াপথটির দূরত্ব এবং H = হাবল ধ্রুবক।
এ সূত্র থেকে বোঝা যায় মহাবিশ্ব ক্রমাগত প্রসারিত হচ্ছে।
জ্যোতির্বিজ্ঞান নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।