ಬೀಳುವಿಕೆಯ ಬೆರಗು

ಹೀಗೊಂದು ಪ್ರಶ್ನೆ,

ಎತ್ತರದಿಂದ ಒಂದು ಕಬ್ಬಿಣದ ಗುಂಡು ಮತ್ತು ಹಕ್ಕಿಯ ಗರಿಯೊಂದನ್ನು ಕೆಳಗೆ ಬಿಟ್ಟರೆ ಯಾವುದು ಮೊದಲು ನೆಲವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತೆ?

ಅದರಲ್ಲೇನಿದೆ? ಕಬ್ಬಿಣದ ಗುಂಡು ಹಕ್ಕಿಯ ಗರಿಗಿಂತ ತೂಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಗುಂಡು ಮೊದಲು ನೆಲವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ ಅಂತಾ ನೀವನ್ನಬಹುದು. ಉತ್ತರ ಸರಿಯಾಗಿಯೇ ಇದೆ.

ವಸ್ತುವೊಂದು ನೆಲದೆಡೆಗೆ ಬೀಳಲು ನೆಲಸೆಳೆತ (earth’s gravity) ಕಾರಣ ಮತ್ತು ಈ ಸೆಳೆತವು ವಸ್ತುವಿನ ರಾಶಿಗೆ (mass) ತಕ್ಕಂತೆ ಇರುತ್ತದೆ ಅಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಶಿವುಳ್ಳ ವಸ್ತುವು ಹೆಚ್ಚಿನ ನೆಲಸೆಳೆತಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗಿ ಬೇಗನೇ ನೆಲಕ್ಕೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ ಅನ್ನುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಷಯವನ್ನೂ ನೀವು ಮೇಲಿನ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ಉತ್ತರವಾಗಿ ನೀಡಬಹುದು.

ಈಗ ಮೇಲಿನ ಪ್ರಶ್ನೆಗೆ ತುಸು ಕಟ್ಟುಪಾಡು ಹಾಕೋಣ,

ಅದೇ ಎತ್ತರದಿಂದ ಗಾಳಿಯಿರದ ಬರಿದುದಾಣದಲ್ಲಿ (vacuum chamber) ಅದೇ ಕಬ್ಬಿಣದ ಗುಂಡು ಮತ್ತು ಹಕ್ಕಿಯ ಗರಿಯನ್ನು ನೆಲದೆಡೆಗೆ ಬಿಟ್ಟರೆ ಯಾವುದು ಮೊದಲು ನೆಲವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ?

ಎರಡೂ ಒಂದೇ ಹೊತ್ತಿಗೆ ನೆಲವನ್ನು ತಲಪುತ್ತವೆ.

ಅನ್ನುವ ಉತ್ತರವನ್ನು ಕೇಳಿದರೆ ಅಚ್ಚರಿಯಾಗಬಹುದು.

ಗಾಳಿಯನ್ನಷ್ಟೇ  ತೆಗೆದು ತಾಣವನ್ನು ಬರಿದಾಗಿಸಿದಾಗ ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿಯಂತೂ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಹಾಗಾಗಿ ನೆಲಸೆಳೆತವು ಬದಲಾಗದು ಆದರೂ ತೂಕದ ಗುಂಡು ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ಗರಿ ನೆಲವನ್ನು ಸೇರಲು ಅಷ್ಟೇ ಹೊತ್ತನ್ನು ಹೇಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡವು? ಉತ್ತರವನ್ನು ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುವ ಮುನ್ನ, ಅಮೇರಿಕಾದ ನಾಸಾ ಬರಿದುದಾಣದಲ್ಲಿ (vacuum chamber) ನಡೆಸಿದ ಈ ಮೇಲಿನ ಎರಡೂ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ವಿಡಿಯೋದಲ್ಲಿ  ನೋಡೋಣ

  1. ಗಾಳಿ ಇರುವಾಗ ವಸ್ತುಗಳ ಬೀಳುವಿಕೆ:

  1. ಗಾಳಿ ಬರಿದಾಗಿಸಿದಾಗ ವಸ್ತುಗಳ ಬೀಳುವಿಕೆ:

ಬೀಳುವಿಕೆಯ ಈ ಹಿನ್ನೆಲೆಯನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೊಲು ಮೊದಲು ’ವೇಗಮಾರ್ಪು’ ಅನ್ನುವುದನ್ನು ಅರಿಯೋಣ. ವೇಗ (velocity) ಮಾರ್ಪಡುವ ಮಟ್ಟವನ್ನು ವೇಗಮಾರ್ಪು (acceleration) ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ: ಕಾರೊಂದನ್ನು 50 km/h ಅಷ್ಟು ವೇಗದಲ್ಲಿ ಓಡಿಸುತ್ತಿದ್ದೀರಿ ಅಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಈ ವೇಗ ಬದಲಾಗದೇ ಅಷ್ಟೇ ಇದ್ದರೆ ಅದರ ವೇಗಮಾರ್ಪು ಸೊನ್ನೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಕಾರಿನ ವೇಗ ಮಾರ್ಪಡದೆ ಅಷ್ಟೇ ಇದೆ. ಈಗ ಕಾರಿನ ವೇಗ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 1 km ನಷ್ಟು ಬದಲಾಗುತ್ತಾ ಹೊರಟರೆ ಅದರ ವೇಗಮಾರ್ಪು 1 km/s2  ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

ವಸ್ತುವೊಂದು ನೆಲಸೆಳೆತಕ್ಕೆ ಒಳಗಾದಾಗ ಅದರ ವೇಗಮಾರ್ಪು 9.81 m/s2  ನಷ್ಟಿರುವುದು ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. ಇದನ್ನು ನೆಲಸೆಳೆತದಿಂದಾದ ವೇಗಮಾರ್ಪು (acceleration due to gravity) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಇದನ್ನು ‘g’ ಗುರುತಿನಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೆಲದ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಎತ್ತರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಇದರ ಬೆಲೆ ತುಸು ಬದಲಾದರೂ ಸರಾಸರಿಯಾಗಿ 9.81 m/s2  ಅಂತಾ ಬಳಸುವುದರಿಂದಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನೂ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೆಲಸೆಳೆತದಿಂದಾಗುವ ವೇಗದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅಂದರೆ ವೇಗಮಾರ್ಪನ್ನು  ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಕೈಯಲ್ಲಿ ಹಿಡಿದಿರುವಾಗ ಅದರ ವೇಗ ’0’ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಅದೇ ನೆಲದೆಡೆಗೆ ಅದನ್ನು ಬಿಟ್ಟರೆ ಅದರ ವೇಗ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 9.81 ಮೀಟರ್‍ ನಷ್ಟು ಬದಲಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಕೈಬಿಟ್ಟ ಮೊದಲ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಅದರ ವೇಗ 9.81 m/s ಆಗಿದ್ದರೆ, ಎರಡನೇ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಅದು 9.81 X 2 = 19.6 m/s, ಮೂರನೇ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 9.81 X 3 = 29.4 m/s ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ನೆಲ ತಲುಪುವವರೆಗೂ ಅದರ ವೇಗ ಒಂದೇ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ.

acceleration-gravity

ವಸ್ತುವೊಂದರ ವೇಗವು ಯಾವ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ವೇಗ ಯಾವ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಮಾರ್ಪಡುತ್ತದೆ ಅನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ, ಆ ವಸ್ತುವು ಎಷ್ಟು ಬೇಗ ಸಾಗುತ್ತದೆ ಅನ್ನುವುದು ತೀರ್ಮಾನವಾಗುತ್ತದೆ. ಬೇರಾವುದೇ ಬಲಕ್ಕೆ ಒಳಪಡದೆ ಬರೀ ನೆಲಸೆಳತದ ಬಲಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟ ವಸ್ತುಗಳ ವೇಗಮಾರ್ಪಿನ ಮಟ್ಟ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಅದಾವುದೇ ವಸ್ತುವಿದ್ದರೂ ಅದರ ವೇಗ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 9.81 m/s ನಷ್ಟು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈಗ ಈ ಬರಹದ ಮೊದಲ ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ಮತ್ತು ವೇಗಮಾರ್ಪಿನ ಮೇಲಿನ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ತಳಕುಹಾಕಿದರೆ, ಬರಿದುದಾಣದಲ್ಲಿ (vaccum) ವಸ್ತುಗಳು ನೆಲವನ್ನು ಸೇರಲು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳವ ಹೊತ್ತು ’ವೇಗಮಾರ್ಪಿನ’ ಮೇಲೆ ನಿಂತಿದೆ ಹೊರತು ಅವುಗಳ ’ರಾಶಿಯ’ (mass) ಮೇಲಲ್ಲ ಅನ್ನುವುದು ತಿಳಿದುಬರುತ್ತದೆ. ನೆಲಸೆಳೆತದಿಂದಾಗುವ ವೇಗಮಾರ್ಪು ಬದಲಾಗದಿರುವುದರಿಂದ ತೂಕದ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ಎರಡೂ ವಸ್ತುಗಳೂ ಒಂದೇ ಹೊತ್ತಿಗೆ ನೆಲವನ್ನು ಸೇರುತ್ತವೆ.

ಈ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ನ್ಯೂಟನ್‍ರ ಎರಡನೇ ಕಟ್ಟಲೆಯಿಂದಲೂ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.  ಈ ಕಟ್ಟಲೆಯ ಪ್ರಕಾರ,

            ಬಲ = ರಾಶಿ X ವೇಗಮಾರ್ಪು

           >> F = m X a

        ಇಲ್ಲಿ, ವೇಗಮಾರ್ಪು ‘ನೆಲಸೆಳೆತದಿಂದಾದ ವೇಗಮಾರ್ಪು’ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ a = g = 9.81 m/s2  ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

         ಈಗ ತೂಕದ ವಸ್ತುವನ್ನು 1 ರಿಂದ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು 2 ರಿಂದ ಸೂಚಿಸೋಣ.

         ತೂಕದ ವಸ್ತು       : F1 = m1 X g
         ಹಗರುವಾದ ವಸ್ತು : F2 = m2 X g

              >> F1/m1 = F2/m2

ಮೇಲಿನ ನಂಟಿನಿಂದ ತಿಳಿದುಬರುವುದೇನೆಂದರೆ, ತೂಕದ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ವಸ್ತುಗಳ ನೆಲಸೆಳೆತದ ಬಲ ಮತ್ತು ರಾಶಿಗಳ ಅನುಪಾತ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ತೂಕದ ವಸ್ತುವು ಹೆಚ್ಚಿನ ನೆಲಸೆಳೆತದ ಬಲಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟರೂ ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಶಿ ಅದರ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

 

ಸರಿ. ಬರಿದುದಾಣದಲ್ಲಿ ತೂಕದ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ವಸ್ತುಗಳು ನೆಲ ತಲುಪಲು ಅಷ್ಟೇ ಹೊತ್ತನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದೇಕೆ ಎಂದು ತಿಳಿದೆವು. ಆದರೆ ಗಾಳಿಯ ಸುತ್ತಣ ಇದ್ದಾಗ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ನಮ್ಮ ದಿನದ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ಕಾಣುವಂತೆ ತೂಕದ ವಸ್ತುವೇಕೆ ಮೊದಲು ನೆಲವನ್ನು ತಲಪುತ್ತದೆ? ಅನ್ನುವ ಪ್ರಶ್ನೆ ಹಾಗೇ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ ಅಲ್ಲವೇ.

 

ಗಾಳಿಯ ಸುತ್ತಣದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಿಟ್ಟಾಗ ನೆಲಸೆಳೆತದ ಜತೆಗೆ ಇನ್ನೊಂದು ಬಲವು ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಎರಗುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಎಳೆತದ ಬಲ (drag force) ಇಲ್ಲವೇ ಗಾಳಿತಡೆ (air resistance). ಈ ಬಲವು ವಸ್ತುಗಳ ಸಾಗಾಣೆಯ ಎದುರಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಅಂದರೆ ನೆಲಸೆಳೆತದಿಂದಾಗಿ ಕೆಳಗೆ ಸಾಗುತ್ತಿರುವ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಗಾಳಿಯ ಎಳೆತದ ಬಲವು ಮೇಲ್ಮುಖವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

 

ಗಾಳಿಯ ಸುತ್ತಣದಿಂದಾಗುವ ಈ ಎಳೆತ ಬಲದ ಮಟ್ಟವು ವಸ್ತುವಿನ ದಟ್ಟಣೆ (density), ವೇಗ (velocity), ಹರವಿಗೆ (area) ತಕ್ಕಂತೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ಹರವಿನ ಆದರೆ ಎರಡು ಬೇರೆ ತೂಕವುಳ್ಳ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ತೂಕದ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಈ ಎಳೆತ ಬಲದ ಪರಿಣಾಮ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಗಣಿತದ ನಂಟುಗಳಿಂದ ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

ತೂಕದ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಎರಗುವ,

ಒಟ್ಟು ಬಲ = ನೆಲಸೆಳೆತದ ಬಲ (gravitational force) – ಎಳೆತದ ಬಲ (drag force),

Fn = F1 – Fd

ಇಲ್ಲಿ, F1 = ನೆಲಸೆಳೆತದ ಬಲ, Fd = ಎಳೆತದ ಬಲ.
ಎಳೆತದ ಬಲವು ಸಾಗಾಟದ ಎದುರಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಕಳೆ ಗುರುತನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.

>> Fn = F1 – Fd ನಂಟಿಗೆ ತೂಕದ ವಸ್ತುವಿನ ರಾಶಿ ’m1′ ನಿಂದ ಬಾಗಿಸಿದಾಗ (divide),

>> Fn/m1 = F1/m1 – Fd/m1

>> a1 = g – Fd/m1

ಇಲ್ಲಿ, a1 = ತೂಕದ ವಸ್ತುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ವೇಗಮಾರ್ಪು, g = ನೆಲಸೆಳೆತದಿಂದಾದ ವೇಗಮಾರ್ಪು

ಈ ಮೇಲಿನ ನಂಟು ನಾವು ಈ ಮೊದಲು ಕಂಡುಕೊಂಡ ವಿಷಯವನ್ನೇ ಹೇಳುತ್ತದೆ. ರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಗಾಳಿ ಎಳೆತದ ಪರಿಣಾಮ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆ ‘Fd/m1’ ನ ಬೆಲೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ಮೂಲಕ ವಸ್ತುವಿನ ಒಟ್ಟು ವೇಗಮಾರ್ಪು ‘a1’ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ.

ಹಾಗಾಗಿ ಗಾಳಿಯ ಸುತ್ತಣವಿರುವಾಗ ತೂಕದ ವಸ್ತುವು ಹಗುರವಾದ ವಸ್ತುವಿಗಿಂತ ಬೇಗನೆ ನೆಲವನ್ನು ತಲಪುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬರಿದಿನಲ್ಲಿ (vacuum) ಗಾಳಿ ಎಳೆತದ ಬಲ ಇಲ್ಲದಿರುವುದರಿಂದ, ನೆಲಸೆಳೆತದ ವೇಗಮಾರ್ಪು ಬದಲಾಗದಿರುವುದರಿಂದ ತೂಕ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾದ ಎರಡೂ ವಸ್ತುಗಳು ಒಂದೇ ಹೊತ್ತಿಗೆ ನೆಲವನ್ನು ತಲಪುತ್ತವೆ.

ವಿಮಾನ ಹೇಗೆ ಹಾರಬಲ್ಲದು?

vimana_1_1

ಹಕ್ಕಿಯಂತೆ ಹಾರುವ ಹಂಬಲ ಮತ್ತು ಅದರೆಡೆಗೆ ಮಾಡಿದ ಹಲವಾರು ಮೊಗಸುಗಳು ಮನುಷ್ಯರ ಏಳಿಗೆಯ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಮುಖ್ಯವಾದ ಹೆಜ್ಜೆಗಳಾಗಿವೆ.

ಹಿಂದಿನಿಂದಲೂ ಹಾರಾಟದೆಡೆಗೆ ತುಡಿತಗಳು, ಕೆಲಸಗಳು ನಡೆದಿರುವುದು ತಿಳಿದಿವೆಯಾದರೂ, ಅಮೇರಿಕಾದ ಆರವಿಲ್ ರೈಟ್ (Orville Wright) ಮತ್ತು ವಿಲ್ಬರ್ ರೈಟ್ (Wilbur Wright) ಎಂಬ ಅಣ್ಣ ತಮ್ಮಂದಿರು ಡಿಸೆಂಬರ್ 17, 1903 ರಂದು ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ವಿಮಾನವನ್ನು ಹಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಗೆಲುವು ಕಂಡರು. ಅಲ್ಲಿಂದೀಚೆಗೆ ಬಾನೋಡ, ವಿಮಾನ ಮುಂತಾದ ಹೆಸರುಗಳಿಂದ ಗುರುತಿಸಲ್ಪಡುವ ಏರ್‍ಪ್ಲೇನ್‍ಗಳು ಸಾಗಾಣಿಕೆಯ ಹೊತ್ತನ್ನು ಬೆರಗುಗೊಳಿಸಿಸುವಂತೆ ಇಳಿಸಿವೆ.

ತೂಕದ ವಸ್ತುವೊಂದು ನಮ್ಮನ್ನು ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಸರಕುಗಳನ್ನು ಹೊತ್ತು ಹೇಗೆ ಹಾರಬಲ್ಲದು? ಅದರ ಹಿಂದಿರುವ ಚಳಕವೇನು? ಮುಂತಾದ ವಿಮಾನಗಳ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಹಾರಾಟ ನಡೆಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುವ ವಸ್ತುವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು ಬಗೆಯ ಬಲಗಳಿಗೆ ಒಳಪಡುತ್ತದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಲಗಳು ಸುತ್ತಣ (environment) ಒಡ್ಡುವ ತಡೆಗಳಾಗಿದ್ದರೆ ಉಳಿದೆರಡು ಬಲಗಳು ಆ ತಡೆಗಳನ್ನು ಮೀರಿ ಹಾರಾಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವಂತವು. ಈ ಬಲಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

forces-airplane

1) ನೆಲಸೆಳೆತ: ವಸ್ತುವೊಂದು ತನ್ನೊಳಗೆ ಅಡಕಗೊಳಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ’ರಾಶಿ’ (mass) ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಗಾತ್ರದ ’ಕಲ್ಲು’ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಸ್ತುವನ್ನು ಅಡಕಗೊಳಿಸಿಕೊಂಡು, ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಶಿ ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ಅಷ್ಟೇ ಗಾತ್ರದ ’ಹತ್ತಿ’ (cotton) ಕಡಿಮೆ ವಸ್ತುವನ್ನು ಅಡಕಗೊಳಿಸಿಕೊಂಡು, ಕಡಿಮೆ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ವಸ್ತುವಿನ ರಾಶಿಗೂ (mass) ಮತ್ತು ತೂಕಕ್ಕೂ (weight) ನೇರವಾದ ನಂಟಿದೆ. ರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚಿದೆ ಅಂದರೆ ಅದರ ತೂಕವೂ ಹೆಚ್ಚಿದೆ ಅಂತಾನೂ ತಿಳಿಯಬಹುದು.

ಐಸಾಕ್ ನ್ಯೂಟನ್ (Isaac Newton) ಅವರು ತಮ್ಮ ಅರಕೆಯಿಂದ ವಸ್ತುಗಳ ಕುರಿತಾಗಿ ಈ ಕೆಳಗಿನದನ್ನು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟಿದ್ದಾರೆ,

ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿಗೆ (mass) ಸಾಟಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಡುವಿರುವ ದೂರಕ್ಕೆ ತಿರುವಾಗಿ (inversely proportional) ಸೆಳೆಯುವ ಬಲವೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಬಲವನ್ನು ರಾಶಿಸೆಳೆತ ಇಲ್ಲವೇ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ (gravity) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

 

ಈ ನಂಟನ್ನು ಗಣಿತದ ಕಟ್ಟಲೆಗಳಿಂದ ಹೀಗೆ ತೋರಿಸಬಹುದು,

F = (G * m1 * m2) / r2

ಇಲ್ಲಿ, m1= ವಸ್ತು-1 ರ ರಾಶಿ, m2 = ವಸ್ತು-2 ರ ರಾಶಿ, G= ರಾಶಿಸೆಳೆತದಿಂದಾಗುವ ವೇಗಮಾರ‍್ಪು (acceleration due to gravity), r = ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿರುವ ದೂರ

ಇದನ್ನು ನೆಲ ಮತ್ತು ನೆಲದ ಮೇಲಿನ ವಸ್ತುವೊಂದಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಸಿದಾಗ, ನೆಲದ ರಾಶಿ ವಸ್ತುವೊಂದರ ರಾಶಿಗಿಂತ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ನೆಲ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನೇ ‘ನೆಲಸೆಳೆತ’ (Earth’s gravity) ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಇದರಿಂದ ತಿಳಿದುಬರುವುದೇನೆಂದರೆ, ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿಯಿರುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ನೆಲಸೆಳೆತದ ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಬಲ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ವಿಮಾನವನ್ನು ನೆಲಸೆಳೆತದ ಎದುರಾಗಿ ಮೇಲೆತ್ತಲು ಅದರ ತೂಕಕ್ಕೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಲ ಹಾಕಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

2) ಎತ್ತುವಿಕೆ: ನೆಲಸೆಳೆತಕ್ಕೆ ಎದುರಾಗಿ ವಿಮಾನವನ್ನು ಮೇಲೆ ಹಾರಿಸಬಲ್ಲ ಬಲವಿದು. ನೆಲಸೆಳೆತಕ್ಕಿಂತ ಎತ್ತುವಿಕೆಯ ಬಲವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆಲ್ಲಾ ವಿಮಾನ ಮೇಲೆ ಹಾರುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಎತ್ತುವಿಕೆಯ ಬಲ ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ ವಿಮಾನ ಕೆಳಗಿಳಿಯುತ್ತದೆ. ವಿಮಾನ ಹಾರುವಂತೆ ಮಾಡುವ ’ಎತ್ತುವಿಕೆಯ ಬಲ’ವನ್ನು ಹೇಗೆ ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದೆಂದು ಮುಂದೆ ನೋಡೋಣ.

3) ಎಳೆತ: ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವೊಂದು ಸಾಗುವಾಗ ಇಲ್ಲವೇ ಬೀಸುವ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿಯೇ ವಸ್ತುವೊಂದು ನೆಲೆನಿಂತಾಗ, ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಬಲ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ’ಎಳೆತ’ ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ. ರೈಲುಬಂಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಗುವಾಗ ಕೈಯನ್ನು ಹೊರಗೆ ಚಾಚಿದರೆ ಕೈಗೆ ಗಾಳಿ ತಾಕಿ, ಒಂದು ತರಹದ ’ಎಳೆದುಕೊಂಡು’ ಹೋಗುವಂತ ಅನುಬವ ನಿಮಗೂ ಆಗಿರಬಹುದು. ಇದೇ ಗಾಳಿಯ ’ಎಳೆತ’. ವಿಮಾನ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಗುವಾಗ ಅದಕ್ಕೆ ತಡೆಯೊಡ್ಡುವ ಬಲವಿದು.

4) ನೂಕುವಿಕೆ: ಗಾಳಿ ಒಡ್ಡುವ ಎಳೆತವನ್ನು ಮೀರಿ ವಿಮಾನವು ಮುಂದೆ ಸಾಗಬೇಕಾದರೆ ಅದಕ್ಕೆ ಎಳೆತವನ್ನು ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸುವ ಬಲವೊಂದು ಬೇಕು. ಇದೇ ’ನೂಕುವಿಕೆ’. ಗಾಳಿಯನ್ನು ನೂಕುತ್ತಾ ಸಾಗಲು ಬೇಕಾದ ಈ ಬಲವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಅಳವಡಿಸಿರುವ ಏರ‍್ಪಾಟು ವಿಮಾನದ ತುಂಬಾ ಮುಖ್ಯವಾದ ಭಾಗ.

ನೂಕುವಿಕೆಯ ಬಲವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಹಳೆ ತಲೆಮಾರಿನ ವಿಮಾನಗಳಲ್ಲಿ (ಚಿಕ್ಕ ವಿಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಇಂದು ಕೂಡ) ತಳ್ಳುಕ ಇಂಜಿನ್ (propeller engine) ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಈ ಬಗೆಯ ಇಂಜಿನ್‍ನಲ್ಲಿ ಕಾರಿನಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಆಡುಬೆಣೆಯ ಇಂಜಿನ್ (reciprocating engine) ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇಂಜಿನ್‍ನಲ್ಲಿ ಉರುವಲು ಉರಿದಾಗ ಹೊಮ್ಮುವ ಕಸುವಿನಿಂದ ತಳ್ಳುಕವನ್ನು ತಿರುಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೊಸ ತಲೆಮಾರಿನ ವಿಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ನೂಕುವಿಕೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಲು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಗಾಳಿದೂಡುಕ (gas turbine) ಇಂಜಿನ್ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಇದರಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಒಳಗೆ ಎಳೆದುಕೊಂಡು ಉರುವಲಿನ ಜೊತೆ ಉರಿಸಿ ಬಿಸಿಗಾಳಿಯನ್ನು ಹೊರಗಡೆ ಚಿಮ್ಮಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಚಿಮ್ಮಲ್ಪಟ್ಟ ಉರಿಗಾಳಿಯು ನೂಕುವಿಕೆಯ ಬಲವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

propeller-turbo1

ಮೇಲೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡ ನಾಲ್ಕು ಬಲಗಳಾದ ನೆಲಸೆಳೆತ, ಎಳೆತ, ಎತ್ತುವಿಕೆ ಮತ್ತು ನೂಕುವಿಕೆಗಳು, ವಿಮಾನ ಹಾರಲು ಇಲ್ಲವೇ ಇಳಿಯಲು ಹೇಗೆ ನೆರವಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ಈಗ ಅರಿಯೋಣ.

ವಿಮಾನದಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿರುವ ಇಂಜಿನ್ ಉರಿಗಾಳಿಯನ್ನು ಚಿಮ್ಮುತ್ತಾ ಹೊರಟಂತೆ ’ನೂಕುವಿಕೆ’ಯ ಬಲವು ಇಡೀ ವಿಮಾನವನ್ನು ಮುಂದೆ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಿಮಾನ ಹೀಗೆ ನೂಕುವಿಕೆಯಿಂದ ಮುಂದೆ ಬಿರುಸಾಗಿ ಓಡುತ್ತಿರುವಾಗ ಗಾಳಿಯ ’ಎಳೆತ’ ಅದಕ್ಕೆ ತಡೆಯೊಡ್ಡುತ್ತದೆ. ಈಗ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುವುದೇ ವಿಮಾನದ ರೆಕ್ಕೆಗಳು. ಈ ರೆಕ್ಕೆಗಳು ಬಿರುಸಾಗಿ ಸಾಗುತ್ತಿರುವ ಗಾಳಿಯ ದಾರಿಯನ್ನು ಎರಡು ಕವಲುಗಳಾಗಿ ಸೀಳುತ್ತವೆ.

ವಿಮಾನದ ಮೈ ಅದರಲ್ಲೂ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅದರ ರೆಕ್ಕೆಗಳು ಮೇಲ್ಗಡೆ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಉಬ್ಬಿರುವ ಆಕಾರ ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಆಕಾರದಿಂದಾಗಿ ಎರಡು ಕವಲುಗಳಾಗಿ ಸೀಳಲ್ಪಟ್ಟ ಗಾಳಿಯ ದಾರಿ, ಎರಡು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ದೂರವನ್ನು ದಾಟಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಉಬ್ಬಿದ ಆಕಾರದಿಂದಾಗಿ ರೆಕ್ಕೆಯ ಕೆಳಗಡೆಯ ದಾರಿ ಗಾಳಿಗೆ ಹತ್ತಿರವಾದರೆ, ಮೇಲಗಡೆ ಸಾಗುವ ದಾರಿ ದೂರವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ರೆಕ್ಕೆಯ ಮೇಲಗಡೆ ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಅದೇ ರೆಕ್ಕೆಯ ಕೆಳಗಡೆ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಕೆಳಗಡೆಯ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು.

rekkeya_seelunota

ಹೀಗೆ ವಿಮಾನದ ರೆಕ್ಕೆಯ ಕೆಳಗಡೆ ಏರ‍್ಪಟ್ಟ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡ ವಿಮಾನವನ್ನು ಮೇಲೆತ್ತಲು ತೊಡಗುತ್ತದೆ. ಎತ್ತುವಿಕೆ ಹೆಚ್ಚಬೇಕಾದರೆ ನೂಕುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬೇಕು ಇಲ್ಲವೇ ರೆಕ್ಕೆಯ ಆಕಾರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸುತ್ತಾ ಇರಬೇಕು ಅನ್ನುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಹೀಗೆ ಉಂಟಾದ ’ಎತ್ತುವಿಕೆ’ಯ ಬಲ ನೆಲಸೆಳೆತಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆಲ್ಲಾ ವಿಮಾನ ಮೇಲೆ ಹಾರುತ್ತದೆ. ಈ ತರನಾಗಿ ಗಾಳಿಯ ಬೀಸುವಿಕೆಯನ್ನೇ ಹಾರಾಟದ ಸಲಕರಣೆಯಾಗಿ ವಿಮಾನ ತನ್ನ ಮೈ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ರೆಕ್ಕೆಯ ಮೂಲಕ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಮೇಲೆ ಹಾರಿದ ವಿಮಾನವನ್ನು ಹೇಗೆ ಹಿಡಿತದಲ್ಲಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ? ವಿಮಾನದ ಮೈಗೆ ಅಂಟಿರುವ ಬಾಲ ಮತ್ತು ಪಟ್ಟಿಗಳ ಕೆಲಸವೇನು? ಮುಂತಾದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

(ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ ಸೆಲೆಗಳು: howstuffworks, wikipedia, engineeringexpert, fineartamerica, hdwallpaperstop

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)