ಏನಿವು ಗ್ರ್ಯಾವಿಟೇಶನಲ್ ಅಲೆಗಳು?

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ

ವಿಜ್ಞಾನದ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲೆಡೆ ಈಗ ಚರ್ಚೆಯಾಗುತ್ತಿರುವ ದೊಡ್ಡ ಸುದ್ದಿಯೆಂದರೆ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಇಲ್ಲವೇ ಗ್ರ್ಯಾವಿಟೇಶನ್ನಿನ ಅಲೆಗಳು (gravitational waves) ಮನುಷ್ಯರ ಅಳತೆಗೆ ಎಟುಕಿದ ಸುದ್ದಿ. ಅಮೇರಿಕಾದಲ್ಲಿರುವ ಲಿಗೋ (LIGO – Laser Interferometer Gravitational-Wave observatory) ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು, ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ತಾನು ಅಳೆದಿದೆ ಎನ್ನುವ ವಿಷಯವನ್ನು 11.02.2016 ರಂದು ಹೊರಜಗತ್ತಿನ ಮುಂದಿಟ್ಟಿದೆ.

ಅಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರು ಸುಮಾರು 100 ವರುಶಗಳ ಹಿಂದೆ ಹೋಲುತನದ ಸಿದ್ಧಾಂತದ (theory of relativity) ಮೂಲಕ ಊಹಿಸಿದ್ದ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು, ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಇವೇ ಅನ್ನುವುದು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ನಿಕ್ಕಿಯಾಗಿದ್ದು ಈಗ ಎಲ್ಲೆಡೆ ಚರ್ಚೆಯಾಗುತ್ತಿರುವುದಕ್ಕೆ ಒಂದು ಕಾರಣವಾದರೆ, ಈ ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವಿಕೆಯು ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಬಗೆಗಿನ ನಮ್ಮ ಅರಿವನ್ನು ಇನ್ನಿಲ್ಲದಂತೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲಿದೆ ಅನ್ನುವುದು ಚರ್ಚೆ ಕಾವೇರಲು ಇನ್ನೊಂದು ಕಾರಣ.

’ಗ್ರ್ಯಾವಿಟೇಶನ್ನಿನ ಅಲೆಗಳು’ (gravitational waves) ಅಂದರೇನು ಅನ್ನುವುದನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವ ಮುನ್ನ ಗ್ರ್ಯಾವಿಟೇಶನ್ ಇಲ್ಲವೇ ಗ್ರ್ಯಾವಿಟಿ ಅಂದರೇನು ಅಂತಾ ತಿಳಿಯಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾವಿಟೇಶನ್ ಕುರಿತ ತಿಳುವಳಿಕೆಗಳು ಕಾಲಕಾಲಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗಿರುವುದು ಇದರ ಸುತ್ತಲಿರುವ ಕುತೂಹಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತಾ ಬಂದಿದೆ.

1687 ರಲ್ಲಿ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಐಸಾಕ್ ನ್ಯೂಟನ್ ಅವರು ಗ್ರ್ಯಾವಿಟೇಶನ್ (gravitation) ಎಂಬ ಬಲವಿದ್ದು (force), ಆ ಬಲವು ರಾಶಿ (mass) ಹೊಂದಿರುವ ಯಾವುದೇ ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವೆ ಸೆಳೆತವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಾರಿದರು.

ಮರದಿಂದ ಬಿದ್ದ ಸೇಬಿನಹಣ್ಣು ಮೇಲೇ ಹೋಗದೇ ನೆಲಕ್ಕೇ ಬೀಳಲು, ನೆಲ ಮತ್ತು ಸೇಬಿನ ನಡುವಿರುವ ಈ ಸೆಳೆತದ ಬಲವೇ ಕಾರಣ. ಈ ಬಲವು ರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುವ ವಸ್ತುವು, ರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿಯಿಂದಾಗಿ (mass) ಉಂಟಾಗುವ ಈ ಸೆಳೆತದ ಬಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ನ್ಯೂಟನ್ ಗಣಿತದ ನಂಟನ್ನು ಕೂಡ ಮುಂದಿಟ್ಟರು. ಅದರಂತೆ,

Gravitational force is directly proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them

ಅಂದರೆ,

ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವೆ ಏರ್ಪಡುವ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲವು (gravitational force / gravity) ಅವೆರಡು ರಾಶಿಗಳ ಗುಣಿತಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಮತ್ತು ಆ ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿರುವ ದೂರದ ಇಮ್ಮಡಿಗೆ ತಿರುವಾಗಿ ಇರುತ್ತದೆ

gravitational_forceF = (m1 x m2 / r2) x G

ಇಲ್ಲಿ, F = ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲ (gravitational force)

m1 ಮತ್ತು m2 = ವಸ್ತು-1 ಮತ್ತು ವಸ್ತು-2 ರಾಶಿ (mass)

r = ಆ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರ

G = ಬದಲಾಗದಂಕೆ (constant)

ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲವು (gravitational force) ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಅದೇ, ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರ ಹೆಚ್ಚಿದರೆ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ವಿಷಯವನ್ನು ಮೇಲಿನ ಗಣಿತದ ನಂಟಿನಿಂದ ತಿಳಿಯಬಹುದು.

ನ್ಯೂಟನ್ನರ ಮೇಲಿನ ನಿಯಮವು ಅರಿಮೆಯ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಹಿಂದೆ ಕಂಡಿರದಂತಹ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಕಾಣುವಲ್ಲಿ ಅಡಿಪಾಯವಾಯಿತು. ದಿನದ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತಿದ್ದ ಹಲವಾರು ಆಗುಹೋಗುಗಳ ಹಿನ್ನೆಲೆಯನ್ನು ಕರಾರುವಕ್ಕಾಗಿ ತಿಳಿಸುವಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟನ್ನರ ನಿಯಮವು ನೆರವಾಗುತ್ತಾ ಬಂದಿತು. ಸೇಬು ನೆಲಕ್ಕೆ ಬೀಳಲು ಕಾರಣವೇನು ಎನ್ನುವುದರಿಂದ ಹಿಡಿದು ವಿಮಾನ ಕಟ್ಟಣೆಯವರೆಗೆ ಈ ನಿಯಮದ ವಿಸ್ತಾರ ಹರಡುತ್ತಾ ಸಾಗಿತು.

ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ನಿಯಮವು ಒದಗಿಸುತ್ತಿದ್ದ ಕರಾರುವಕ್ಕು ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಂದಾಗಿ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಗ್ಗೆ ನ್ಯೂಟನ್ನರು ತೋರಿದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಮಾರು 230 ವರುಶಗಳ ಕಾಲ ಯಾರೊಬ್ಬರೂ ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿ ಪ್ರಶ್ನಿಸಲೇ ಇಲ್ಲ. ಆದರೆ 1915 ರಲ್ಲಿ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ (gravitation/gravity) ಕುರಿತ ಅಲ್ಲಿಯವರೆಗಿನ ಅರಿವು ಸರಿಯಲ್ಲ ಎಂದು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿ ಪ್ರಶ್ನಿಸುವ ದನಿ ಕೇಳಿತು. ಆ ದನಿಯೇ ಅಲರ್ಟ್ ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ (Albert Einstein).

ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರು ಕೈಗೊಂಡ ಅರಕೆಗಳಿಂದಾಗಿ 1905 ರಷ್ಟರ ಹೊತ್ತಿಗಾಗಲೇ ಬೆಳಕಿನ ಗುಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅರಿವು ವಿಜ್ಞಾನದ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಮೂಡಿತ್ತು. ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರು ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದ ’ ಹೊರತಾದ ಹೋಲುತನದ ಸಿದ್ಧಾಂತ’ವು (special theory of relativity) ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದ ಬಗ್ಗೆ ಮಹತ್ತರವಾದ ವಿಷಯವನ್ನು ಹೇಳಿತ್ತು. ಅದರಂತೆ,

ಬರಿದುದಾಣದಲ್ಲಿ (vacuum) ಸಾಗುವ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವನ್ನು ಯಾವ ವಸ್ತುವಿನ ವೇಗವೂ ಮೀರಲಾರದು. ಒಂದಳತೆಯಲ್ಲಿ ಸಾಗುತ್ತಿರುವ ನೋಡುಗರಾಗಲಿ (observer) ಇಲ್ಲವೇ ಒಂದೆಡೆ ನೆಲೆನಿಂತಿರುವ ನೋಡುಗರಾಗಲಿ, ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವು ಇಬ್ಬರಿಗೂ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದು ಬೇರೆ ವಸ್ತುಗಳಂತೆ ನೋಡುಗರ ವೇಗಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

 

ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರು ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದ ಬಗ್ಗೆ ಕಂಡುಕೊಂಡ ತಿಳುವಳಿಕೆಗೆ ನ್ಯೂಟನ್ನರು ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ’ಬಲ’ದ ಕಲ್ಪನೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ. ಅದು ಹೇಗೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಉದಾಹರಣೆಯ ಮೂಲಕ ನೋಡೋಣ.

ಸೂರ್ಯನ ಏರ್ಪಾಟಿನಲ್ಲಿ (solar system) ಹಲವು ಸುತ್ತುಗಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತಲು ಸುತ್ತುತ್ತಲಿವೆಯಲ್ಲವೇ? ಉದಾಹರಣೆಗೆ ನೆಲವು ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತಲೂ ವರುಶಕ್ಕೆ ಒಂದು ಸುತ್ತಿನಂತೆ ಸುತ್ತುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಟನ್ನರ ನಿಯಮದಂತೆ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನೆಲ ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯನ ನಡುವೆ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲ (gravitation force) ಏರ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ. ಹೇರಳವಾದ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸೂರ್ಯ ನೆಲವನ್ನು ಈ ಸೆಳೆತದ ಬಲದಿಂದಾಗಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ. ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟ ನೆಲವು ಸೂರ್ಯನ ಹಿಡಿತದಲ್ಲಿ ಅದರ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ಈಗ ಹೀಗೊಂದು ಊಹೆಯನ್ನು ಮಾಡೋಣ, ಸೂರ್ಯ ಇದ್ದಕ್ಕಿದ್ದಂತೆ ಮಾಯವಾದನು ಅಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ ಆಗ ನ್ಯೂಟನ್ನರ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಏನಾಗಬೇಕು? ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸೂರ್ಯನೇ ಇಲ್ಲವಾದಾಗ ನೆಲ ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯನ ನಡುವೆ ಏರ್ಪಟ್ಟ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲವೇ ಇಲ್ಲವಾಗುತ್ತದೆ. ಆಗ ನೆಲವು ’ಕೂಡಲೇ’ ತಾನು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುವ ದಾರಿಯನ್ನು ತೊರೆದು ಬೇರೆಡೆಗೆ ಸಾಗಲು ತೊಡಗುತ್ತದೆ.

ಇಂತಹ ಒಂದು ಊಹೆಯ ಆಗುಹೋಗುವಿನಲ್ಲಿ ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರಿಗೆ ಒಂದು ತೊಂದರೆ ಕಂಡುಬಂದಿತು ಅದೆಂದರೆ ’ಕೂಡಲೇ’ ಎಂಬುದು. ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವು ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಸುಮಾರು 3 ಲಕ್ಷ ಕಿ.ಮೀ. ಆಗಿರುವಾಗ ಮತ್ತು ಈ ವೇಗಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೂ ಸಾಗಲಾರದು ಎಂದಾಗ ಅದು ಹೇಗೆ ಸೂರ್ಯ ಇಲ್ಲವಾದಾಗ ಅದರ ಪರಿಣಾಮವು ನೆಲದ ಮೇಲೆ ’ಕೂಡಲೇ’ (ಅಂದರೆ ~0 ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ) ಆಗುತ್ತದೆ? ನೆಲ ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯನ ನಡುವಿನ ದೂರ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಮಿತಿಯಾದ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವನ್ನು ಬಳಸಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದರೆ ಸೂರ್ಯ ಇಲ್ಲವಾದಾಗಿನ ಪರಿಣಾಮ ನೆಲವನ್ನು ತಲುಪಲು ಸುಮಾರು 8 ನಿಮಿಶಗಳಾದರೂ ಬೇಕು! ಹಾಗಾದರೆ ನಾನು ಕಂಡುಕೊಂಡ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದ ಮಿತಿ ತಪ್ಪೇ? ಇಲ್ಲಾ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲದ ಕಲ್ಪನೆಯೇ ತಪ್ಪೇ? ಎನ್ನುವ ಪ್ರಶ್ನೆ ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರನ್ನು ಕಾಡತೊಡಗಿತು.

ನ್ಯೂಟನ್ನರ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಬಲದ (gravitational force) ನಿಯಮ ಮತ್ತು ತಾವು ಕಂಡುಕೊಂಡ ಬೆಳಕಿನ ಗುಣಗಳ ನಡುವೆ ಏರ್ಪಟ್ಟಿದ್ದ ಗೊಂದಲಕ್ಕೆ ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರಿಗೆ ಕೊನೆಗೂ ಪರಿಹಾರ ಸಿಕ್ಕಿತು. 1915 ರಲ್ಲಿ ತಾವು ಮಂಡಿಸಿದ ಮೊದಲ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಸುಮಾರು ಹತ್ತು ವರುಶದ ಬಳಿಕ ಇನ್ನೊಂದು ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಅವರು ಮುಂದಿಟ್ಟರು. ಅದೇ ಹರಡಿದ ಹೋಲುತನದ ಸಿದ್ಧಾಂತ (general theory of relativity).

ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ,

ರಾಶಿಸೆಳೆತವು (gravitation / gravity) ಒಂದು ಬಲವಾಗಿರದೇ, ರಾಶಿ (mass) ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ತಮ್ಮ ಸುತ್ತಲು ಉಂಟುಮಾಡುವ ತಗ್ಗಿನಂತಹ ಬಾಗುವಿಕೆಯ ಆಗುಹವಾಗಿದೆ (phenomenon).

 

ಈ ಮೇಲಿನ ಹೇಳಿಕೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಿಂದ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಯಾವೊಂದು ವಸ್ತುವೂ ಇಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ ಹರಹು (space) ಸಮತಟ್ಟಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅದೇ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವೊಂದು ಆ ಹರಹುವಿನಲ್ಲಿ ನೆಲೆಸಿತೆಂದರೆ ಅದು ತನ್ನ ಸುತ್ತಲು ಬಾಗಿದ ತಾಣವೊಂದನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ರಾಶಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಹರಹು ಬಾಗುವಿಕೆ (curvature of space) ಇರುತ್ತದೆ ಅಂದರೆ ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವು ತನ್ನ ಸುತ್ತಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹರಹು ಬಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಿದರೆ, ಕಡಿಮೆ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವು ತನ್ನ ಸುತ್ತಲು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ಹರಹು ಬಾಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.

gravitationaldepressionಬಾಗುವಿಕೆಯ ಈ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಇನ್ನೊಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವು ಉಂಟುಮಾಡಿದ ಇಳಿಜಾರಿನ, ತಗ್ಗಿನಂತಹ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವು ಸಿಲುಕಿ, ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವಿನೆಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತದೆ.

gravitationalattractionಇದನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯೊಂದರ ಮೂಲಕ ಇನ್ನಷ್ಟು ತಿಳಿಯೋಣ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಬಟ್ಟೆಯ ಹೊದಿಕೆಯೊಂದರ ತುದಿಗಳನ್ನು ಬಿಗಿದು ಅದರ ಮೇಲೆ ಕಬ್ಬಿಣದ ಒಂದು ಗುಂಡನ್ನು ಇಟ್ಟರೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ಗುಂಡು ತನ್ನ ಸುತ್ತಲೂ ತೆಗ್ಗಿನ ರಚನೆಯೊಂದನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಗುಂಡನ್ನು ಹೊದಿಕೆಯಿಂದ ತೆಗೆದರೆ, ಹೊದಿಕೆ ಸಮತಟ್ಟಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಗುಂಡಿನ ಬದಲು ಹಲವು ಗುಂಡುಗಳನ್ನು ಹೊದಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಇಟ್ಟರೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಗುಂಡೂ ತನ್ನ ಸುತ್ತ ತೆಗ್ಗೊಂದನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ ಇಲ್ಲವೇ ಚಿಕ್ಕ ಗುಂಡು ದೊಡ್ಡ ಗುಂಡು ಉಂಟುಮಾಡಿದ ತೆಗ್ಗಿನ ತಾಣದೆಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆಯೇ ಹರಹು (space) ಕೂಡ ಹೊದಿಕೆಯಂತಿದ್ದು, ಅದರಲ್ಲಿ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಇರುವೆಡೆಯಲ್ಲೆಲ್ಲಾ ತೆಗ್ಗಿನಂತಹ, ಬಾಗಿದ ತಾಣಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಬಾಗುವಿಕೆಯ ಪರಿಣಾಮವೇ ರಾಶಿಸೆಳೆತ (gravitation / gravity).

hodike_exಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಸೂರ್ಯನ ಏರ್ಪಾಟಿಗೆ ಈಗ ಹೊಂದಿಸಿ ನೋಡೋಣ. ಸೂರ್ಯ ರಾಶಿ (mass) ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ತನ್ನ ಸುತ್ತಲಿರುವ ಹರಹುವನ್ನು (space) ಬಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಹಾಗೆನೇ ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ಬುಧ, ನೆಲ, ಶುಕ್ರ, ಶನಿ ಮುಂತಾದ ಸುತ್ತುಗಗಳೂ ತಮ್ಮ ಸುತ್ತಲಿನ ಹರಹುವನ್ನು ಬಾಗಿಸುತ್ತವೆ. ಸೂರ್ಯನ ರಾಶಿ ಇತರ ಸುತ್ತುಗಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ ಅದರ ಸುತ್ತಲಿನ ಹರುಹು ಬಾಗುವಿಕೆ (curvature of space) ಹೆಚ್ಚಿನದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅಂದರೆ ಅದರ ಸುತ್ತ ದೊಡ್ಡ ತೆಗ್ಗಿನಂತಹ ಹರಹು ಉಂಟಾಗಿದ್ದು, ಈ ತೆಗ್ಗಿನೆಡೆಗೆ ಇತರ ಸುತ್ತುಗಗಳು ಸೆಳೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.

gravity(ಸೂರ್ಯ, ಸುತ್ತುಗಗಳ ಸುತ್ತ ಅವುಗಳ ರಾಶಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ತೆಗ್ಗಿನಂತಹ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

general_relativity_large(ನೆಲ ಮತ್ತು ಚಂದಿರನ ಸುತ್ತ ಅವುಗಳ ರಾಶಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ತೆಗ್ಗಿನಂತಹ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

ಈಗ ಈ ಮುಂಚೆ ನ್ಯೂಟನ್ನರ ನಿಯಮಕ್ಕೆ ಹೊಂದದಿದ್ದ ಊಹೆಯನ್ನೇ ಇಲ್ಲಿಯೂ ಮಾಡೋಣ. ಅಂದರೆ ಸೂರ್ಯ ಏರ್ಪಾಡಿನಿಂದ ಸೂರ್ಯ ಒಮ್ಮೆಲೇ ಮಾಯವಾದನು ಅಂದುಕೊಳ್ಳಿ ಆಗ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ಬಟ್ಟೆಯ ಹೊದಿಕೆಯ ಮೇಲಿಂದ ದೊಡ್ಡ ಕಬ್ಬಿಣದ ಗುಂಡನ್ನು ಹೊರತೆಗೆದೊಡನೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆಯೋ ಅದೇ ಇಲ್ಲಿಯೂ ಆಗುತ್ತದೆ, ಸೂರ್ಯ ಉಂಟುಮಾಡಿದ್ದ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ತೆಗ್ಗು ಇಲ್ಲವಾಗಿ ಹರಹು ಸಮತಟ್ಟಾಗಲು ತೊಡಗುತ್ತದೆ. ತೆಗ್ಗಿನಂತಹ ಹರಹು (space) ಮೇಲೆದ್ದು, ಸಮತಟ್ಟಾಗಲು ತೊಡಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಗುಳಿ ಬಿದ್ದಿದ್ದ ಜಾಗದಿಂದ ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹರಹು ಹರಡುತ್ತದೆ. (ಹೊದಿಕೆಯ ಮೇಲಿಂದ ಗುಂಡನ್ನು ತೆಗೆದಾಗಲೂ ಇದೇ ಬಗೆಯ ಅಲೆಗಳು ಹೊದಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು). ಹೀಗೆ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತು ಒಂದು ಜಾಗದಿಂದ ಕದಲಿದಾಗ ಉಂಟಾಗುವ ಅಲೆಗಳೇ ಗ್ರ್ಯಾವಿಟೇಶನ್ನಿನ ಅಲೆಗಳು ಇಲ್ಲವೇ ’ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು’ (gravitational waves).

ಈ ಬಗೆಯ ಆಗುಹೋಗುವಿನಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಟನ್ನರ ನಿಯಮದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿದ್ದ ತೊಡಕು ಪರಿಹಾರವಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯ ಮಾಯವಾದ ’ಕೂಡಲೇ’ ನೆಲವು ತನ್ನ ದಾರಿಯಿಂದ ಬೇರೆಡೆಗೆ ಸಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಬದಲಾಗಿ ಸೂರ್ಯ ಇಲ್ಲವಾದಾಗ ಉಂಟಾದ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ನೆಲವನ್ನು ತಾಕಿದ ಮೇಲೆಯೇ ನೆಲವು ಬೇರೆಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತದೆ. ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರ ಪ್ರಕಾರ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಕೂಡ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸಾಗುತ್ತವೆ ಹಾಗಾಗಿ ಸೂರ್ಯ ಇದ್ದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಉಂಟಾದ ಅಲೆಗಳು ನೆಲವನ್ನು ತಾಕಲು ಸುಮಾರು 8 ನಿಮಿಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ರಾಶಿ (mass) ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತು ಕದಲಿದಾಗಲೆಲ್ಲಾ ಅದಿದ್ದ ಜಾಗದಿಂದ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು (gravitational waves) ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆಯಾದರೂ, ಅವುಗಳ ಕಡುಹು (intensity) ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ ನಮಗೆ ಗೊತ್ತಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮನುಷ್ಯರು ಮಾಡಿದ ಸಲಕರಣೆಗಳು ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಅಳತೆಮಾಡಬೇಕೆಂದರೆ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಹಲವು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುವ ಬಾನಕಾಯಗಳು ಕದಲಬೇಕು ಇಲ್ಲವೇ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದು ಹೇರಳವಾದ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬೇಕು. ಇತ್ತೀಚಿಗೆ ಆದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯೂ ಇಂತದೇ, ಹಾಗಾಗಿಯೇ ಲಿಗೋ ಪ್ರಯೋಗಲಾಯವು ಆ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಆ ಘಟನೆ ಯಾವುದು ಮತ್ತು ಲಿಗೋ ಹೇಗೆ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಿತು ಅನ್ನುವುದನ್ನು ಈಗ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ನೆಲದಿಂದ ಸುಮಾರು 1.3 ಬಿಲಿಯನ್ ಬೆಳಕಿನ ವರುಶಗಳಷ್ಟು ದೂರದಲ್ಲಿ ಅಂದರೆ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಸುಮಾರು 3 ಲಕ್ಷ ಕಿ,ಮೀ. ವೇಗದಲ್ಲಿ 1.3×109 ವರುಶಗಳು ಸಾಗಿದರೆ ದೊರೆಯುವ ದೂರದಲ್ಲಿ, ಸೂರ್ಯನಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು 30 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿ ಹೊಂದಿದ್ದ ಎರಡು ಕಪ್ಪುಕುಳಿಗಳು (black holes) ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಬೆಸೆದುಕೊಂಡವು. ಈ ಬೆಸುಗೆ ಎಷ್ಟು ಹೇರಳವಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿತೆಂದರೆ ಅಷ್ಟು ದೂರದಲ್ಲಿ ಉಂಟಾದ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ತೇಲುತ್ತಾ ಬಂದು ನೆಲವನ್ನು ಸೋಕಿದವು! ಹೀಗೆ ಸೋಕಿದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಲಿಗೋ (LIGO) ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿದ್ದ ಸಲಕರಣೆಯು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಿತು.

earth_waves(ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಕಪ್ಪುಕುಳಿಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗಿ ನೆಲವನ್ನು ಸೋಕುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

ಗಮನಿಸಿ: ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಬೆಳಕಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸಾಗುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಮೇಲಿನ ಘಟನೆ 1.3 ಬಿಲಿಯನ್ ಬೆಳಕಿನ ವರುಶಗಳಷ್ಟು ದೂರದಲ್ಲಿ ನಡೆದಿರುವುದರಿಂದ, ಈ ಘಟನೆ ನಿಜವಾಗಲೂ ನಡೆದದ್ದು ಈಗ ಅಲ್ಲ, ಸರಿಸುಮಾರು 1.3 ಬಿಲಿಯನ್ ವರುಶಗಳಷ್ಟು ಹಿಂದೆ! ಅದರ ಪರಿಣಾಮ ನಮ್ಮನ್ನೀಗ ತಲುಪುತ್ತಿದೆಯಷ್ಟೇ!

ಲಿಗೋ ಸಲಕರಣೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಬಗೆ:

ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ವಸ್ತುವೊಂದಕ್ಕೆ ತಾಕಿದಾಗ ವಸ್ತುವು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹಿಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಅಲೆಗಳ ಈ ಗುಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲಿಗೋ (LIGO – Laser Interferometer Gravitational-Wave observatory) ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿರುವ ಸಲಕರಣೆಯು ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಲಿಗೋ ಸಲಕರಣೆಯು ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಬಗೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

LIGO_working

LIGO_light_signals_2

LIGO_light_signals(ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಇಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ ಮತ್ತು ಇದ್ದಾಗ ಉಂಟಾಗುವ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳ ಬಗೆಗಳು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

ಲೇಸರ್ ಸಲಕರಣೆಯಿಂದ ಹೊರಟ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣ ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಗೆ ತಾಗಿ ಎರಡು ಕಿರಣಗಳಾಗಿ ಸೀಳೊಡಿಯುತ್ತದೆ. ಸೀಳೊಡೆದ ಕಿರಣಗಳು ಇನ್ನೆರಡು ಕನ್ನಡಿಗೆ ತಾಗಿ ಮತ್ತೇ ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯ ಮೇಲೆ ಬೀಳುತ್ತವೆ. ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯ ಹಿಂದೆ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ಸಲಕರಣೆಯೊಂದನ್ನು ಅಣಿಗೊಳಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಇಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ ಸೀಳೊಡೆದ ಕಿರಣಗಳು ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯ ಮೇಲೆ ಒಂದೇ ದೂರ ಸಾಗಿ ಮರಳುತ್ತವೆ. ಎರಡು ಕಿರಣಗಳೂ ಒಂದೇ ದೂರ ಸಾಗಿದಾಗ ಅವುಗಳೆರಡು ಕೂಡಿ ಮಾಡುವ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣ ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯ ಮೂಲಕ ಅದರ ಹಿಂದಿರುವ ಬೆಳಕಿನ ಕಂಡುಹಿಡಿಯುಕಕ್ಕೆ ಹೋಗುವುದಿಲ್ಲ. ಏಕೆಂದರೆ ಎರಡು ಕಿರಣಗಳ ಏರಿಳಿತಗಳು ಒಂದೇ ಆದರೆ ಅವುಗಳು ತಿರುವು-ಮುರುವು (reverse) ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಹೀಗಾಗುತ್ತದೆ.

ಅದೇ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಇದ್ದಾಗ, ಅವುಗಳು ಸಲಕರಣೆಗೆ ತಾಗಿ ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯಿಂದ ಒಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯ ದೂರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯ ದೂರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ತುದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಕನ್ನಡಿಗಳ ದೂರವು ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯಿಂದ ಆಗ ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳಿಂದ ಹೊಮ್ಮುವ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳೂ ಹೆಚ್ಚು ಇಲ್ಲವೇ ಕಡಿಮೆ ದೂರವನ್ನು ಕ್ರಮಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆಗ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳ ಏರಿಳಿತಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಬೇರೆಯಾದ ಏರಿಳಿತಗಳಿಂದಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣವು ನಡುವಿರುವ ಕನ್ನಡಿಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಿ, ಹಿಂದಿರುವ ಬೆಳಕು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುಕಕ್ಕೆ ತಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಬೆಳಕಿನ ಕಂಡುಹಿಡಿಯುಕವು ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಪಡೆದಾಗ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ಎರಗಿದವು ಎಂದು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುತ್ತದೆ.

ಮುಂದಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಳು:

ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಕಡುಹು (intensity) ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಹಾಗಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ತುಂಬಾ ತೊಡಕಿನ ಕೆಲಸ. ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಎಂದಿಗೂ ಆಗದೇ ಇರಬಹುದು ಎಂದು ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರೇ ಹೇಳಿದ್ದರಂತೆ. ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಜಗತ್ತಿನ ಹಲವೆಡೆಯ ಅರಿಗರು ಹತ್ತಾರು ವರುಶಗಳಿಂದ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಾ ಬಂದಿದ್ದು, ಈಗ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಈ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಈ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಅರಿಮೆಯ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ತುಂಬಾನೇ ಮಹತ್ವವಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತಿದ್ದು, ಗೆಲಿಲಿಯೋ ಟೆಲಿಸ್ಕೋಪ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದದ್ದು ಬಾನರಿಮೆಯ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಹಲವು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಹೇಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತೋ ಹಾಗೆನೇ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳು ನಿಜವಾಗಿ ಇವೇ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು ಅನ್ನುವ ಈ ಬೆಳವಣಿಗೆ ತುಂಬಾನೇ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಜಗತ್ತಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅಭಿಪ್ರಾಯಪಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ.

ಮಿಂಚು-ಸೆಳೆತದ (electromagnetism) ಇರುವಿಕೆ, ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಹೇಗೆ ಅರಿಮೆಯಲ್ಲಿ ಅದರಲ್ಲೂ ಅರಹುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ (communication) ಬಿರುಸಾದ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ತಂದಿತೋ ಹಾಗೆನೇ ರಾಶಿಸೆಳೆತದ ಅಲೆಗಳ ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವಿಕೆ ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಮನುಷ್ಯರ ತಿಳುವಳಿಕೆ, ಸಲಕರಣೆಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಹಲವು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲಿದೆ ಎಂಬ ಮಾತು ವಿಜ್ಞಾನ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಕೇಳಿಬರುತ್ತಿದೆ.

ಗಮನಕ್ಕೆ: ಐನ್‍ಸ್ಟೀನ್ ಅವರ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರಕಾರ ರಾಶಿಸೆಳೆತವು ಹರಹು (space) ಮತ್ತು ಹೊತ್ತು (time) ಎರಡನ್ನೂ ಬಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಹರಹುಹೊತ್ತು (Spacetime) ಎಂದು ಒಗ್ಗೂಡಿ ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತು ಹೇಗೆ ತನ್ನ ಸುತ್ತಲಿನ ಹರಹುವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಬಾಗಿಸುತ್ತದೆಯೋ ಹಾಗೆನೇ ಅದು ಹೊತ್ತು ಮೆಲ್ಲಗೆ ಸಾಗುವಂತೆಯೂ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಹರಹುಹೊತ್ತಿನ (Spacetime) ಬದಲಾಗಿ ಹರಹುವಿನ (Space) ಮೇಲಾಗುವ ಪರಿಣಾಮವೊಂದನ್ನೇ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.

(ಚಿತ್ರ ಸೆಲೆಗಳು: en.wikipedia.org, bornscientist.com, www.esa.int, scienceblogs.com, sci-techuniverse.blogspot.com, www.jupiterscientific.org, www.abc.net.au ,scientificamerican.com)

ಏನಿದು GPS?

ಜಾಗವೊಂದನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಕಯ್ವಾರ (compass) ಮತ್ತು ನಕಾಶೆಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಹಿಂದಿನಿಂದ ನಡೆದುಕೊಂಡು ಬಂದಿದೆ. ಯಾವುದೇ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ತಿರುಗಿಸಿದರೂ ಮರಳಿ ಉತ್ತರ ದಿಕ್ಕಿನೆಡೆಗೆ ಹೊರಳುವ ಕಯ್ವಾರದ ಗುಣವನ್ನು ಬಳಸಿ ಸ್ಥಾನವೊಂದನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಚಳಕರಿಮೆ ಬೆಳೆದಂತೆ ಅಳತೆಯ ಹೊಸ ಹೊಸ ಸಲಕರಣೆಗಳು ಹೊಮ್ಮಿದವು ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಇತ್ತೀಚಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತಿರುವ ಏರ್ಪಾಟೆಂದರೆ ನೆಲದ ಮೇಲೆ ಇಲ್ಲವೇ ಮೇಲ್ಮೈಯಾಚೆಗೆ ತುಸು ಎತ್ತರದಲ್ಲಿರುವ ಯಾವುದೇ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತೋರಬಲ್ಲ ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. (Global Positioning System-GPS) ಏರ್ಪಾಟು.

ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. – ಅಮೇರಿಕಾದ ಕಾವಲು ಪಡೆಯ ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿರುವ, ನೆಲದಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲೇ ಇದ್ದರೂ ಸ್ಥಾನ (position), ಹೊತ್ತು (time) ಮತ್ತು ವೇಗವನ್ನು (velocity) ಕಂಡುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ಏರ‍್ಪಾಟು. ಇದನ್ನು ಮೊದ-ಮೊದಲು ಬರೀ ಅಮೇರಿಕಾದ ಕಾವಲು ಪಡೆಯ ಬಳಕೆಗಾಗಿ ಮೀಸಲಿರಿಸಲಾಗಿತ್ತು ಆದರೆ ಇತ್ತೀಚಿನ ವರುಷಗಳಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಳಕೆಗಾಗಿಯೂ ತೆರೆಯಲಾಗಿದೆ. ಗಾಡಿಯಲ್ಲಿ ಓಡಾಡುವಾಗ ಮುಂದೆ ಸಾಗಬೇಕಾದ ದಾರಿಯನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವಂತಹ ಸಾಮಾನ್ಯ ಕೆಲಸದಿಂದ ಹಿಡಿದು ಬಾನರಿಮೆಯ (astronomy) ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿಯೂ ಇಂದು ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತಿದೆ.

GPS_use_car(ಕಾರೊಂದರಲ್ಲಿ ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. ಸಂದೇಶದಿಂದ ನಡೆಯುವ ಸಲಕರಣೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಿರುವ ಚಿತ್ರ)

 ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೂರು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. 1) ಬಾನಿನಲ್ಲಿರುವ ಸುತ್ತುಗಗಳ ಹಂತ 2) ನೆಲದಲ್ಲಿರುವ ಸುತ್ತುಗಗಳ ಹಿಡಿತದ ಹಂತ 3) ಬಳಕೆದಾರರ ಹಂತ. ಇದರಲ್ಲಿ ಮೊದಲೆರಡು ಹಂತಗಳನ್ನು ಅಮೇರಿಕಾದ ಕಾವಲು ಪಡೆ (defense force) ತನ್ನ ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿಯೇ ಇಟ್ಟುಕೊಂಡರೆ ಮೂರನೇ ಹಂತವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಳಕೆದಾರರನ್ನು ಮತ್ತು ಅವರು ಬಳಸುವ ಸಲಕರಣೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

GPS Stagesಮೊದಲ ಹಂತದ ಭಾಗವಾಗಿ ಸ್ಥಾನವೊಂದನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು 24 ಸುತ್ತುಗಗಳನ್ನು (satellite) ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದ್ದು, ಅವುಗಳು ಬಾನಿನಲ್ಲಿ ನೆಲದ ಸುತ್ತ ದಿನಕ್ಕೆ ಎರಡು ಸುತ್ತು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ (ಪ್ರತಿ 12 ಗಂಟೆಗೆ 1 ಸುತ್ತು). ನೆಲದಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲೇ ನಿಂತರೂ ಕಡಿಮೆ ಎಂದರೂ 3 ಸುತ್ತುಗಗಳು  ತೋರುವಂತೆ ಸುತ್ತುಗಗಳ ದುಂಡುಕೂಟವನ್ನು (satellite constellation) ಈ ಏರ‍್ಪಾಟು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. (ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರ ನೋಡಿ)

GPS_satalitesConstellationGPS

(ನೆಲದಲ್ಲಿರುವ ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. ಸಲಕರಣೆಯು ಬಾನಿನಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುವ ಸುತ್ತುಗಗಳಿಂದ ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತಿರುವ ಚಿತ್ರ)

ನೆಲದ ಸುತ್ತ ತಿರುಗುವ ಸುತ್ತುಗಗಳು ಕಳಿಸುವ ರೆಡಿಯೋ ಸಂದೇಶಗಳನ್ನು ಒರೆಗೆಹಚ್ಚಿ ಇರುವಿಕೆಯ ಜಾಗವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸುತ್ತುಗಗಳ ಸಂದೇಶಗಳಿಂದ ಇರುವೆಡೆಯನ್ನು ಎಣಿಕೆಹಾಕುವ ಈ ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ ಮೂರ‍್ಬದಿ (trilateration) ಎಂಬ ಪದ್ದತಿಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೂರ‍್ಬದಿ ಪದ್ದತಿ (trilateration):

ಮೂರ‍್ಬದಿ ಪದ್ದತಿಯಲ್ಲಿ, ಗೊತ್ತಿರುವ ಮೂರು ದೂರಗಳಿಂದ ಗೊತ್ತಿರದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗೆ ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಗೊತ್ತಿರದ ಸ್ಥಾನ ಮಂಗಳೂರಿನಿಂದ ಇಂತಿಷ್ಟು ದೂರದಲ್ಲಿದೆ ಅಂತಾ ಇಟ್ಟುಕೊಳ್ಳೋಣ ಆಗ ಆ ಸ್ಥಾನ ಮಂಗಳೂರಿನ ನಡುವಿನಿಂದ ಅದರ ಸುತ್ತ ಎಲ್ಲಿ ಬೇಕಾದರೂ ಇರಬಹುದು. ಈಗ ಚಿತ್ರ 2 ನೋಡಿ, ಗೊತ್ತಿರದ ಅದೇ ಸ್ಥಾನ ಬೀದರನಿಂದ ಇಂತಿಷ್ಟು ಗೊತ್ತಿರುವ ದೂರದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಕೊಂಡರೆ, ಮಂಗಳೂರು ಮತ್ತು ಬೀದರ ದೂರದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಸುತ್ತುಗಳು ಸೇರುವಲ್ಲಿ ಆ ಸ್ಥಾನ ಇದೆಯೆಂದು ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಆದರೆ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಆ ಸ್ಥಾನವು ಸುತ್ತುಗಳು ಸೇರುವ ಎರಡು ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದಾದರೂ ಆಗಿರಬಹುದು. ಈಗ ಬೆಂಗಳೂರಿನಿಂದಲೂ ಸ್ಥಾನದ ದೂರವನ್ನು ಅರಿತುಕೊಂಡರೆ ಮಂಗಳೂರು, ಬೀದರ ಮತ್ತು ಬೆಂಗಳೂರು ಸುತ್ತುಗಳು ಸೇರುವಲ್ಲಿಯೇ ಆ ಗೊತ್ತಿರದ ಸ್ಥಾನ ಇದೆಯೆಂದು ಕರಾರುವಕ್ಕಾಗಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.

Trilateration

ಗಮನಕ್ಕೆ: ಸ್ಥಾನವೊಂದನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಕಡಿಮೆ ಎಂದರೂ ಮೂರು ದೂರಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಅದೇ ಮೂರಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ದೂರಗಳು ಗೊತ್ತಾದರೆ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಇನ್ನೂ ಚನ್ನಾಗಿ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.

ಇದನ್ನೇ ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. ಬಳಸುವುದು. ಬಾನಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗುವ ಸುತ್ತುಗಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಎಂದರೂ ಮೂರು ಸುತ್ತುಗಗಳಿಂದ ದೂರಗಳನ್ನು ಅರಿತುಕೊಂಡರೆ ನೆಲದಲ್ಲಿನ ಗೊತ್ತಿರದ ಜಾಗವನ್ನು ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಸುತ್ತುಗವು ಸಂದೇಶವೊಂದನ್ನು ಕಳಿಸುವಾಗ ಆಗ ಹೊತ್ತು (time) ಎಷ್ಟಾಗಿದೆ ಅನ್ನುವುದನ್ನೂ ಕಳಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದೇಶವನ್ನು ನೆಲದಲ್ಲಿ ಬಳಕೆದಾರರ ಕೈಯಲ್ಲಿರುವ ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. ಸಲಕರಣೆ ಪಡೆದಾಗ ಎಷ್ಟು ಹೊತ್ತಾಗಿದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಕೊಂಡು ದೂರವನ್ನು ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಎಣಿಕೆಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ,

ದೂರ = ಸುತ್ತುಗದಿಂದ ಸಲಕರಣೆ ತಲುಪಲು ಬೇಕಾದ ಹೊತ್ತು x ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ  [Distance = Time x Velocity of light]

ರೆಡಿಯೋ ಸಂದೇಶಗಳು ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ ಅಂದರೆ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಸುಮಾರು 3 ಲಕ್ಶ ಕಿ.ಮೀ. ಸಾಗುವುದರಿಂದ ದೂರ ಎಣಿಕೆಹಾಕಲು ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವನ್ನೇ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಮೇರಿಕಾದ ಕಾವಲು ಪಡೆಯ ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ಜಿ.ಪಿ.ಎಸ್. ಏರ್ಪಾಟಿಗೆ ಸಾಟಿಯಾಗಿ ಹಲವು ದೇಶಗಳು ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಏರ್ಪಾಟುಗಳನ್ನೂ ಇತ್ತೀಚಿಗೆ ಅಣಿಗೊಳಿಸುತ್ತಿವೆ. ರಶ್ಯಾ ಗ್ಲೋನಸ್ (GLONASS) ಮತ್ತು ಯುರೋಪ ಗೆಲಿಲಿಯೋ ಹೆಸರಿನ ಏರ್ಪಾಟುಗಳನ್ನು ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದರೆ, ಭಾರತವು IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System) ಎಂಬ ಏರ್ಪಾಟು ಕಟ್ಟುತ್ತಿದೆ. ಒಂದು ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ, ಭಾರತದ IRNSS ಏರ್ಪಾಟು ಜಗತ್ತಿನೆಲ್ಲೆಡೆಯ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತಿಳಿಸದು. ಅದು ಭಾರತದ ಸುಮಾರು 1500 km ಸುತ್ತಳತೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲಿದ್ದು, ಈ ಸುತ್ತಳತೆಯಲ್ಲಿರುವ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತಿಳಿಸಬಲ್ಲದು. ಈ ಏರ್ಪಾಟಿನಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು 7 ಸುತ್ತುಗಗಳಿದ್ದು, ಈಗಾಗಲೇ 4 ಸುತ್ತುಗಗಳನ್ನು ಬಾನಿಗೇರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒಟ್ಟಾರೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು 2016 ರಲ್ಲಿ ಅಣಿಗೊಳ್ಳಲಿದೆ.

(ಸೆಲೆ: http://en.wikipedia.orghttp://www.howstuffworks.com/, www.engineersgarage.com)

ಅಣು

ಅಣು ಎಂದರೇನು?

ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಒಡೆಯುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಅದು ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಚಿಕ್ಕ ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಕೊನೆಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ಒಡೆಯಲು ಕಷ್ಟವಾಗುವ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಕಿರುತುಣುಕೊಂದು ತನ್ನಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರಿದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಡಕವಾಗಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದು, ಈ ರಚನೆಗಳು ಒಗ್ಗೂಡಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ.

ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ಕಿರು ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುವಂತಹ, ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಕಿರಿದಾದ ಈ ಅಡಕವನ್ನು (constituent) ಅಣು (atom) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

 

matter_atoms(ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

 

ವಸ್ತುವೊಂದು ಇಂತಹ ಹಲವು ಕೋಟಿಗಳಷ್ಟು ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ 1 cm3 ಅಳತೆಯ ತಾಮ್ರದ ತುಣುಕಿನಲ್ಲಿ ಸರಿ ಸುಮಾರು 8.49 × 1022 ಅಣುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವೊಂದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣ (ಬೇರೆ ವಸ್ತುಗಳೊಡನೆ ಹೇಗೆ ಒಡನಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಗುಣ), ಮಿಂಚಿನ (ವಿದ್ಯುತ್ / electric) ಗುಣ, ಗಟ್ಟಿತನದ ಗುಣ ಮುಂತಾದ ಇತರೆ ಹಲವು ಗುಣಗಳು ಅದರಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತವೆ.

ಜೀವಿಗಳು ಕೂಡ ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದರೆ, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳು ನೈಟ್ರೋಜನ್, ಉಸಿರ್ಗಾಳಿ (ಆಕ್ಸಿಜನ್), ನೀರುಟ್ಟುಕ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್) ಮತ್ತು ಕರಿಗೆಗಳ (ಕಾರ್ಬನ್) ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಮನುಷ್ಯರ ಮೈಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗ ನೀರಿನಿಂದ ಕೂಡಿದ್ದು, ನೀರು ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.

organisms_atoms(ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

ಅಣುಗಳ ರಚನೆ (structure of atom):

ಅಣುಗಳಿಗೆ ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಇಂತದೇ ಆಕಾರವಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲು ಕಷ್ಟವಾದರೂ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ದುಂಡನೆ ಆಕಾರದಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣುವಿನ ದುಂಡಿ (radius) ಸುಮಾರು 30 pm ನಿಂದ 300 pm ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. (pm = picometer / ಪಿಕೊಮೀಟರ್ = 1×10−12 m).

ಅಣುವು ಕೆಳಗಿನ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ,

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ

2. ನಡುವಿನಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು

3. ನಡುವಿನ ಭಾಗದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು

 

atom_structure

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ:
ಅಣುವಿನ ಈ ಭಾಗವನ್ನು ನಡುವಣ (nucleus) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿಯ (mass) ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಾಲು ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ದುಂಡಗಲ (diameter) 1.75 fm ನಿಂದ 15 fm ನಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ. (fm = femtometer / ಪೆಮ್ಟೊಮೀಟರ್ = 1 × 10−15 m). ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಅಳತೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ನಡುವಣವು ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

2. ನಡುವಣದಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ವಿಶೇಷ ಗುಣಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇಂತಹ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೆಂದರೆ ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳು ಹೇಗೆ ನಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬಂತಹ ಗುಣ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಇವುಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡಿದಾಗ, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುವ ತುಣುಕುಗಳು ’+’ ಹುರುಪು (charge) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳೆಂದು (proton) ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ’ಕೂಡು’ (+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲ್ಪಡುವ ಈ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಕೂಡುವಣಿಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸದ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು (neutron) ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ನೆಲೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

proton_nuetron

ಕೂಡುವಣಿಗಳು (protons) ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳು (neutrons) ಇನ್ನೂ ಚಿಕ್ಕದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೂಡುವಣಿ ಇಲ್ಲವೇ ನೆಲೆವಣಿಯಲ್ಲಿ ಮೂರು ಕಿರಿವಣಿಗಳಿದ್ದು, ಅಂಟುವಣಿ (gluon) ಎಂಬ ರಚನೆಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ.

quarks(ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕಿರಿವಣಿಗಳ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

quarks_gluons(ಕೂಡುವಣಿ ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳ ಒಳರಚನೆ)

  3. ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಹಲವು ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ, ಇವುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿನ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತವೆ. ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳನ್ನು ’ಕೂಡು’(+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಗುರುತಿಸುವಂತೆ, ಈ ಕಿರುತುಣುಕಗಳನ್ನು ಕಳೆ (-) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳು ಕಳೆ ಹುರುಪು (negatively charged) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಳೆ ಹುರುಪು ಹೊಂದಿರುವ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಕಳೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

electron spread

ಕಳೆವಣಿಗಳು (electrons) ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಬರೀ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂದು ಮೊದಲೆಲ್ಲಾ ಅಂದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿತ್ತು ಆದರೆ ಈ ಕುರಿತಾಗಿ ನಡೆದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅರಕೆಗಳು, ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ದುಂಡನೆಯ ಆಕಾರವನ್ನಷ್ಟೇ ಹೊಂದಿರದೇ ಹಲವು ಬೇರೆ ಆಕಾರಗಳನ್ನೂ ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂತು. (ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ವಿವರವಾಗಿ ಬೇರೆ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು)

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಕಳೆವಣಿಗಳ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳನ್ನಷ್ಟೇ ಎಣಿಕೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

atom_structure_2

ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು:

ಅಣುಗಳ ಒಳರಚನೆಗಳಾದ ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks), ಅಂಟುವಣಿಗಳು (gluons) ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ (electrons) ಒಳಗೆ ಇನ್ನಾವುದೇ ರಚನೆಗಳು ಇಲ್ಲವಾದುದರಿಂದ (ಅವುಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಾನ್ನಾಗಿಸಲು ಆಗದಿರುವುದರಿಂದ) ಇವುಗಳನ್ನು ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು (elementary particles) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ನಮ್ಮ ಸುತ್ತುಮುತ್ತ ಕಂಡುಬರುವ ವಸ್ತುಗಳು, ಜೀವಿಗಳು ಈ ’ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕು’ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದಾದ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳ ಒಟ್ಟುನೋಟವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

elementary particles

 

ಕೂಡುವಣಿ, ನೆಲೆವಣಿ ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೇಗೆ ಅಣುವೊಂದರ ಗುಣವನ್ನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತದೆ? ಮೂಲವಸ್ತು ಎಂದರೇನು? ಐಸೋಟೋಪ್‍ಗಳು ಅಂದರೇನು? ಮುಂತಾದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು.

 

(ಚಿತ್ರಸೆಲೆಗಳು: www.studyblue.com, wikipedia.org)