প্রায় ১ ট্রিলিয়ন ফ্রেম প্রতি সেকেন্ড (fps) এ ধারণ করা নিচের ভিডিওতে দেখা যাচ্ছে আলো কীভাবে চলাচল করে। এই দৃশ্যটি কেবল প্রযুক্তির বিস্ময়কর অগ্রগতিকেই তুলে ধরে না, বরং একটি গভীর প্রশ্নের জন্ম দেয় - প্রকৃতি আসলে কত fps-এ চলমান? ১ ট্রিলিয়ন fps গতিতেও মহাবিশ্বকে দেখা যায় মসৃণ, নিরবচ্ছিন্ন এবং ধারাবাহিক—কোথাও কোনো ল্যাগিং, পিক্সেল বা বিচ্ছিন্নতা নেই।
এই ভাবনাটি আমাকে প্রথমবার নাড়া দিয়েছিল ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসিং (DSP) এ স্যামপ্লিং রেট এবং স্যামপ্লিং ফ্রিকোয়েন্সি পড়ার সময়। আমরা জানি, যেকোনো ডিজিটাল সিস্টেমে স্যাম্পলিং রেট সীমাবদ্ধ (finite)। কিন্তু আমাদের চারপাশে যখন একটি পাখি ডানা ঝাপটায়, একটি পাতা বাতাসে দোলে অথবা এই যে আলোর চলাচল আমরা দেখলাম - কোথাও কোনো পিক্সেলেশন বা ঝাঁকুনি (jerkiness) চোখে পড়ে না। প্রকৃতি যেন এক অসীম রেজোলিউশনে অসীম fps এ চলমান অ্যানালগ ফিল্ম।
সিমুলেশন হাইপোথিসিস#
এই অভাবনীয় মসৃণতার রহস্য কী? আমাদের মহাবিশ্ব কি সত্যিকারের অ্যানালগ? নাকি এটি এমন এক অবিশ্বাস্য কম্পিউটেশনাল শক্তিতে চালিত সিমুলেশন, যেখানে কোনো ল্যাগ বা ত্রুটি আমাদের চোখে পড়ে না? এই প্রশ্নটি আমাদের নিয়ে যায় "সিমুলেশন হাইপোথিসিস"-এর দরজায়।
‘মহাবিশ্ব কি একটি কম্পিউটার সিমুলেশন’- এই ধারণাটি এখনো বিজ্ঞান ও দর্শনের জগতে একটি প্রাথমিক হাইপোথিসিস এবং তর্ক-বিতর্কের পর্যায়ে রয়েছে। এই লেখায় আমরা এই তত্ত্বটি প্রমাণ বা অপ্রমাণ করার চেষ্টা করব না। বরং একটি অসাধারণ ‘thought experiment’ বা চিন্তন পরীক্ষার মাধ্যমে জানার চেষ্টা করব: যদি এই মহাবিশ্ব সত্যিই একটি সিমুলেশন হয়, তবে একে চালাতে ঠিক কী পরিমাণ কম্পিউটেশনাল শক্তির প্রয়োজন?
সিমুলেশন কী এবং কীভাবে কাজ করে#
সিমুলেশন কি এবং কীভাবে কাজ করে সেটা সম্পর্কে একটু প্রাথমিক ধারণা পেলে বিষয়টা বুঝা সহজ হবে। সহজ কথায়, সিমুলেশন হলো বাস্তব কোনো ঘটনা বা সিস্টেমকে কম্পিউটারের পরিবেশে ডিজিটালভাবে পুনরায় তৈরি করা। এর মূল লক্ষ্য বাস্তবতার যতটা সম্ভব কাছাকাছি একটি ভার্চুয়াল পরিবেশ তৈরি করা। যেমন—পাইলটদের প্রশিক্ষণের জন্য ফ্লাইট সিমুলেটর ব্যবহার করা হয়, যা বাস্তব বিমানের মতোই অভিজ্ঞতা দেয়। একটি কার্যকর সিমুলেশন তৈরি করতে কয়েকটি মৌলিক উপাদান অপরিহার্য:
- উদ্দেশ্য ও পরিধি (Scope): ঠিক কী সিমুলেট করা হবে এবং তার সীমানা নির্ধারণ।
- গভীর জ্ঞান: যে বিষয়টি সিমুলেট করা হচ্ছে (যেমন: পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন) তার নিয়মকানুন সম্পর্কে স্বচ্ছ ধারণা।
- গাণিতিক মডেল: বাস্তব সিস্টেমের আচরণ ব্যাখ্যা করতে পারে এমন নির্ভুল সমীকরণ।
- কম্পিউটেশনাল রিসোর্স: মডেলটি চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় প্রসেসিং ক্ষমতা (CPU, GPU), মেমরি (RAM) এবং স্টোরেজ।
- ভ্যালিডেশন: সিমুলেশনটি কতটা নির্ভুলভাবে বাস্তবতাকে প্রতিফলিত করছে, তা যাচাই করা।
ফ্লাইট সিমুলেটর থেকে মহাবিশ্বের সিমুলেশন#
একটি ফ্লাইট সিমুলেটর থেকে মহাবিশ্বের সিমুলেশনে উত্তরণ এক মহাজাগতিক লাফ। এর অর্থ, আমাদের এমন একটি সমন্বিত (unified) মডেল তৈরি করতে হবে যা শুধুমাত্র অণু-পরমাণুর আচরণই নয়, বরং জীবন, চেতনা, আবেগ, অর্থনীতি থেকে শুরু করে গ্রহ নক্ষত্রের গতিবিধি সহ মহাবিশ্বের প্রতিটি নিয়মকে ব্যাখ্যা করতে পারবে।
এই জটিলতাকে আরও ভালোভাবে বুঝতে একটি সাধারণ উদাহরণ দেখা যাক - একজন ব্যাক্তি একটি লাল গোলাপ দেখছে। এই সাধারণ অভিজ্ঞতার পেছনে লুকিয়ে আছে একাধিক স্তরের অবিশ্বাস্য এক জটিল প্রক্রিয়া:
- কোয়ান্টাম স্তর
সূর্য থেকে ফোটন (আলোর কণা) এসে গোলাপের উপর পড়ে। গোলাপের অণুগুলো লাল রঙের ফোটন ছাড়া বাকি সব শোষণ করে নেয়। প্রতিফলিত লাল ফোটন আমাদের চোখে প্রবেশ করে।
- রাসায়নিক স্তর
ফোটনটি চোখের রেটিনায় থাকা "রোডপসিন" নামক আলোক-সংবেদনশীল অণুকে আঘাত করে, যার ফলে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে এবং অণুটির গঠন পরিবর্তিত হয়।
- জৈব-বৈদ্যুতিক স্তর
এই রাসায়নিক পরিবর্তন অপটিক স্নায়ুতে একটি বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে।
- নিউরোবায়োলজিক্যাল স্তর
এই সংকেত মস্তিষ্কের কোটি কোটি নিউরনের মধ্যে দিয়ে ভ্রমণ করে ভিজ্যুয়াল কর্টেক্সে পৌঁছায়।
- চেতনা ও আবেগীয় স্তর
মস্তিষ্ক এই সংকেতকে "লাল রঙ" হিসেবে ব্যাখ্যা করে এবং ঐ ব্যাক্তির স্মৃতি ও আবেগের সাথে যুক্ত করে—হয়তো তিনি গোলাপের সৌন্দর্য অনুভব করেন।
এই প্রতিটি স্তরকে আলাদাভাবে এবং সমন্বিতভাবে সিমুলেট করা এক প্রায় অসম্ভব কর্মযজ্ঞ।
মানুষের জ্ঞানের সীমাবদ্ধতা#
কিন্তু আমাদের জ্ঞান-বিজ্ঞান যা নিয়ে আমাদের অহংকারের অন্ত নাই তা কি এই বিশাল কাজের জন্য প্রস্তুত? উত্তর হলো, একেবারেই না। সমকালীন কসমোলজি অনুযায়ী মহাবিশ্বের বয়স ১৩৮০ কোটি বছরের মতো এবং মহাবিশ্ব সম্পর্কে এবং এর বিভিন্ন নিয়ম কানুন সম্পর্কে আমরা ভালোভাবে জানার জন্য চেষ্টা শুরু করেছি ১০০ বছরের থেকে অল্প কিছু বেশী হবে। আমরা জানি যে আমরা খুবই অল্প জানি। যা জানি সেটাকে কি একটা সমন্বিত মডেল আকারে যথাযথভাবে প্রকাশ করা সম্ভব? এটার সম্ভাবনাও খুবই কম।
উদাহরণস্বরূপ, পদার্থবিজ্ঞানে মহাবিশ্বের চারটি মৌলিক বলকে (মহাকর্ষ, তড়িৎ-চুম্বকীয়, সবল ও দুর্বল নিউক্লিয় বল) একটিমাত্র তত্ত্বে একীভূত করার চেষ্টা চলছে প্রায় এক শতাব্দী ধরে, কিন্তু এখনো সাফল্য আসেনি। কিন্তু চিন্তার বিষয় হচ্ছে পদার্থবিজ্ঞানের মডেল বানাতে হলে প্রথম কাজ হচ্ছে এই ৪ টি মৌলিক বল কে একত্রে একটা মডেলের মধ্যে নিয়ে আসা। সব ফিল্ডের ক্ষেত্রেই এই কথা প্রায় প্রযোজ্য। রসায়ন, জীববিজ্ঞান, অর্থনীতি, গনিত, দর্শন কোন ফিল্ডেই এরকম ইউনিফাইড কোন থিওরি নাই যা দিয়ে ইউনিফাইড একটা মডেল ঐ ফিল্ডের জন্য বানানো সম্ভব।
যেহেতু আমাদের জ্ঞান সীমিত, তাই এই বিশাল কাজটি বোঝার জন্য আমরা কিছু যৌক্তিক সরলীকরণ (simplification) করে নেব। আমাদের বর্তমান জ্ঞানের ভিত্তিতেই আমরা একটি আনুমানিক মডেল তৈরি করার চেষ্টা করব। শুধুমাত্র ক্ষুদ্রতম স্কেলের ঘটনাকে নয়, আমাদের এই মডেলকে হতে হবে মাল্টি-স্কেল। অর্থাৎ এই মডেলকে প্ল্যাঙ্ক স্কেল থেকে শুরু করে কোয়ান্টাম, পারমাণবিক, রাসায়নিক, জৈবিক, মনস্তাত্ত্বিক, সামাজিক, প্ল্যানেটারি ও কসমিক স্তর পর্যন্ত সকল স্তরের নিয়ম, আচরণ, ও ইন্টারঅ্যাকশন সঠিকভাবে সিমুলেট করতে হবে যেখানে প্রতিটি স্তর আবার নিজস্ব গঠনের নিয়ম, কনটেক্সচুয়াল প্রভাব, এবং সিস্টেমিক জটিলতা বহন করবে।
ভিডিও গেম থেকে শিক্ষা#
আমরা যখন কম্পিউটার বা মোবাইলে কোনো গেম খেলি, তখন প্রায়ই দেখি যে ডিভাইস গরম হয়ে যায়, গেম হ্যাং করে বা বন্ধ হয়ে যায়। এর কারণ হলো, প্রতিটি গেম একটি সিমুলেশন মডেল, যা চালাতে নির্দিষ্ট পরিমাণ প্রসেসিং ক্ষমতা (CPU, GPU), মেমরি (RAM) ও অন্যান্য রিসোর্স প্রয়োজন। একটি গেম সাধারণত Full HD বা 4K রেজোলিউশনে ৩০ থেকে ৩০০ ফ্রেম প্রতি সেকেন্ডে (fps) চলার জন্য তৈরি হয়। এখন প্রশ্ন হলো, যদি মহাবিশ্ব নিজেই একটি সিমুলেশন হয়, তবে এর রেজোলিউশন এবং fps কত হবে?
মহাবিশ্বের রেজোলিউশন ও ফ্রেমরেট#
এখন পর্যন্ত আমাদের জানামতে মহাবিশ্বের সবচেয়ে ক্ষুদ্রতম অর্থপূর্ণ দৈর্ঘ্য হলো প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য যার মান প্রায় 1.616 × 10⁻³⁵ মিটার। এর চেয়ে ছোট কোনো দূরত্ব পরিমাপ করা বা তার কোনো ভৌত তাৎপর্য আছে বলে মনে করা হয় না। সুতরাং, আমাদের মহাবিশ্বের সিমুলেশনের "পিক্সেল সাইজ" বা রেজোলিউশন হতে হবে এই প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য।
অনুরূপভাবে ক্ষুদ্রতম সময়ের একক হলো প্ল্যাঙ্ক টাইম। আলো এক প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য অতিক্রম করতে যে সময় নেয়, সেটাই প্ল্যাঙ্ক টাইম। এর মান প্রায় 5.39 × 10⁻⁴⁴ সেকেন্ড। সুতরাং, মহাবিশ্বের সিমুলেশনের ফ্রেমরেট হবে:
১ লিটার স্থান সিমুলেট করতে কত শক্তি লাগবে#
পুরো মহাবিশ্বের হিসাব করার আগে, আমরা একটি ছোট আয়তন - একটি ১০ সেমি বাহুবিশিষ্ট ঘনক (যা ১০০০ ঘন সেমি বা 10⁻³ ঘন মিটার বা ১ লিটার পানির বোতলের সমান)—সিমুলেট করতে কী পরিমাণ শক্তি লাগে তা বের করব। আমরা ধরে নিই যে, প্রতি প্ল্যাঙ্ক কিউবের অবস্থা প্রতি প্ল্যাঙ্ক টাইমে সিমুলেট করতে প্রায় 10⁹ টি কম্পিউটেশনাল অপারেশন প্রয়োজন।
- প্রতি প্ল্যাঙ্ক কিউবের আয়তন
(1.616 × 10⁻³⁵ m)³ ≈ 4.22 × 10⁻¹⁰⁵ m³
- 10⁻³ ঘন মিটার আয়তনে প্ল্যাঙ্ক কিউবের সংখ্যা
10⁻³ m³ ÷ (4.22 × 10⁻¹⁰⁵ m³) ≈ 2.37 × 10¹⁰¹ টি প্ল্যাঙ্ক কিউব
- মোট অপারেশন প্রতি সেকেন্ডে
(প্ল্যাঙ্ক কিউবের সংখ্যা) × (ফ্রেমরেট) × (প্রতি আপডেটে অপারেশন) = (2.37 × 10¹⁰¹) × (1.855 × 10⁴³) × 10⁹ ≈ 4.4 × 10¹⁵³ অপারেশন প্রতি সেকেন্ডে
| রাশি | হিসাব | অর্থ |
|---|---|---|
| প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য | ℓP ≈ 1.616 × 10⁻³⁵ m | সিমুলেশনের "পিক্সেল সাইজ" |
| প্ল্যাঙ্ক টাইম | tP = ℓP ÷ c ≈ 5.39 × 10⁻⁴⁴ s | এক প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য পার হতে আলোর সময় |
| ফ্রেমরেট | 1 ÷ tP ≈ 1.855 × 10⁴³ fps | প্রতি সেকেন্ডে আপডেট |
| একটি প্ল্যাঙ্ক কিউব | (1.616 × 10⁻³⁵ m)³ ≈ 4.22 × 10⁻¹⁰⁵ m³ | একটি "ভক্সেল"-এর আয়তন |
| ১ লিটারে প্ল্যাঙ্ক কিউব | 10⁻³ ÷ (4.22 × 10⁻¹⁰⁵) ≈ 2.37 × 10¹⁰¹ | ১ লিটার = 10⁻³ m³ |
| অপারেশন প্রতি সেকেন্ডে | (2.37 × 10¹⁰¹) × (1.855 × 10⁴³) × 10⁹ ≈ 4.4 × 10¹⁵³ | প্রতি কিউবে প্রতি ফ্রেমে 10⁹ অপারেশন ধরে |
সংখ্যাটি কত বিশাল#
আমাদের সরলীকৃত হিসাব থেকে আমরা যা পেলাম তা এককথায় অবিশ্বাস্য। মাত্র ১ লিটার আয়তনের একটি স্থানকে—যা একটি সাধারণ পানির বোতলের সমান—প্ল্যাঙ্ক স্কেলে এক সেকেন্ডের জন্য সিমুলেট করতে প্রয়োজন 4.4 × 10¹⁵³ FLOPS (অপারেশন প্রতি সেকেন্ড) কম্পিউটিং শক্তি। এই সংখ্যাটি আসলে কতটা বিশাল, তা বোঝার জন্য কিছু তুলনা করা যাক:
| যন্ত্র | অপারেশন প্রতি সেকেন্ডে (আনুমানিক) | প্রয়োজনীয় সংখ্যা |
|---|---|---|
| স্মার্টফোন (AI চিপ) | ≈ 4.4 × 10¹³ | ~10¹⁴⁰ |
| সাধারণ কম্পিউটার | ≈ 4.4 × 10¹² | ~10¹⁴¹ |
| El Capitan | ≈ 1.8 × 10¹⁸ | ≈ 2.4 × 10¹³⁵ (~10¹³⁵) |
প্রয়োজনীয় সংখ্যা = 4.4 × 10¹⁵³ ÷ (একটি যন্ত্রের গতি)। স্মার্টফোন ও কম্পিউটারের গতি বর্তমান ডিভাইসের আনুমানিক মান; El Capitan-এর গতি TOP500 তালিকায় তার পরিমাপকৃত ফল ১.৮০৯ এক্সাফ্লপস (1.809 × 10¹⁸), যা বিশ্বের অন্যতম শক্তিশালী সুপারকম্পিউটার।
আমাদের মহাবিশ্বে মোট পরমাণুর সংখ্যা প্রায় ~10⁸⁰ টি। যদি এই মহাবিশ্বের প্রতিটি পরমাণুকেও একটি করে El Capitan সুপারকম্পিউটারে পরিণত করা হয়, তাহলেও এই ১ লিটার স্থান সিমুলেট করার জন্য আমাদের মতো আরও 10⁵⁵ টি মহাবিশ্বের সম্মিলিত শক্তি প্রয়োজন হবে!
আমাদের সরলীকরণগুলো#
এই অবিশ্বাস্য ফলাফলে পৌঁছাতে আমরা অনেক সরল পথ অবলম্বন করেছি। আমাদের সীমাবদ্ধতাগুলোও স্বীকার করা প্রয়োজন:
- আমরা মহাবিশ্বকে কেবল ৩টি মাত্রায় হিসাব করেছি যা প্রকৃতপক্ষে আরও বেশী।
- আমরা প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য ও সময়কে ক্ষুদ্রতম একক ধরেছি, যা এখনো একটি তাত্ত্বিক ধারণা।
- কম্পিউটিং শক্তির অত্যাবশ্যকীয় উপাদান যেমন GPU, RAM, স্টোরেজ, এবং পাওয়ার সম্পূর্ণরূপে উপেক্ষা করা হয়েছে।
- প্রতিটি এককের জন্য ≈10⁹ FLOPS ধরে নেওয়াটা একটি মারাত্মক সরলীকরণ, যেখানে বাস্তব মডেলের জটিলতা এর চেয়ে বহুগুণ বেশি। বাস্তবতা হলো, জ্ঞান-বিজ্ঞানের কোনো শাখাতেই এমন কোনো সমন্বিত (Unified) মডেল নেই যা দিয়ে সেই শাখার সবকিছু ব্যাখ্যা করা যায়, মহাবিশ্বের পূর্ণাঙ্গ মডেল তো অনেক দূরের বিষয়।
শেষ কথা#
তাহলে প্রশ্ন জাগে, যদি ১ সেকেন্ডের জন্য ১ লিটার স্থান সিমুলেট করতেই এমন অবিশ্বাস্য শক্তির প্রয়োজন হয়, তাহলে এই সুবিশাল মহাবিশ্ব চলছে কীভাবে?
তথ্যসূত্র ও আরও পড়ুন
- Camera Culture Group, MIT Media Lab — Femto-photography: Visualizing photons in motion at a trillion frames per second — এই লেখার ভিডিওটি; প্রকল্পটি একে প্রায় এক ট্রিলিয়ন ফ্রেম প্রতি সেকেন্ড বলে বর্ণনা করে।
- Velten, A. et al. (2013). Femto-photography: capturing and visualizing the propagation of light. ACM Transactions on Graphics 32(4) — ভিডিওটির পেছনের গবেষণাপত্র।
- NIST CODATA — Planck length — ℓP = 1.616255 × 10⁻³⁵ m
- NIST CODATA — Planck time — tP = 5.391247 × 10⁻⁴⁴ s
- TOP500 — June 2026 list — El Capitan: HPL বেঞ্চমার্কে ১.৮০৯ এক্সাফ্লপস।
- Bostrom, N. (2003). Are You Living in a Computer Simulation? Philosophical Quarterly 53(211) — আধুনিক সিমুলেশন আর্গুমেন্টের সূচনাকারী প্রবন্ধ।