ಗುರುತ್ವದ ಗುಟ್ಟು, ಇಡೀ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಮೇಲಿದೆ ಗುರುತ್ವದ ಪರಿಣಾಮ

Team Udayavani, Aug 6, 2017, 2:10 AM IST

ಗುರುತ್ವದಿಂದಾಗಿಯೇ ಗ್ರಹಗಳು ಸೂರ್ಯನನ್ನು ಸುತ್ತುವುದು, ಚಂದ್ರನು ಭೂಮಿಯ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವುದು. ಗುರುತ್ವವೇ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಹುಟ್ಟು ಸಾವಿಗೆ ಕಾರಣ. ಜೀವರಾಶಿಗಳ ಉಳಿವಿಗೂ ಗುರುತ್ವ ಬೇಕು. ನಮಗೆ ತೂಕದ ಅನುಭವ ಬರುವುದು ಈ ಗುರುತ್ವದಿಂದಲೇ. ಗುರುತ್ವ ಇಷ್ಟು ಮಹತ್ವವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಇದು ನಿಜವಾಗಿ ಏನು? ಏಕೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ? ಹೇಗೆ ಕೋಟ್ಯಾನು ಕೋಟಿ ಮೈಲಿಗಳಷ್ಟು ದೂರದವರೆಗೂ ತನ್ನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ? ಅನ್ನುವುದು ವಿಜ್ಞಾನ ಜಗತ್ತಿಗೆ ಪ್ರಶ್ನೆಯಾಗಿಯೇ ಉಳಿದಿದೆ!

ಮರದ ಕೆಳಗೆ ಕುಳಿತಿದ್ದ ಐಸಾಕ್‌ ನ್ಯೂಟನ್‌ ತಲೆಯ ಮೇಲೆ ಸೇಬುಹಣ್ಣು ಬಿದ್ದು, ಹಣ್ಣು ಕೆಳಗೇ ಏಕೆ ಬಿತ್ತು? ಮೇಲೆ ಏಕೆ ಹೋಗಲಿಲ್ಲ ಅನ್ನುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ತಲೆ ಕೊರೆದವಂತೆ. ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳೇ ಗುರುತ್ವದ ಬಗ್ಗೆ ಅವರು ಮುಂದಿಟ್ಟ ತಿಳಿವಳಿಕೆಗೆ ಕಾರಣ ಅನ್ನುವ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾದ ಕತೆಯನ್ನು ನೀವು ಕೇಳಿರಬಹುದು. ಕತೆ ಏನೇ ಇರಲಿ, 1687ರಲ್ಲಿ ಸರ್‌ ಐಸಾಕ್‌ ನ್ಯೂಟನ್‌ ಅವರು ಲ್ಯಾಟಿನ್‌ ನುಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೊರತಂದ “ಫಿಲಾಸಫಿ ನ್ಯಾಚುರಲಿಸ್‌ ಪ್ರಿನ್ಸಿಪಿಯಾ ಮಾಥಮ್ಯಾಟಿಕಾ’ ಎಂಬ ಹೊತ್ತಗೆಯಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವವನ್ನು ಗಣಿತದ ಸೂತ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ಮೊದಲಬಾರಿಗೆ ವಿವರಿಸಿದರು. ಇದಕ್ಕೂ ಮುಂಚೆ ಗುರುತ್ವದ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿಯಾದ ಅರಿವನ್ನು ಆರ್ಯಭಟ, ಭಾಸ್ಕರಾಚಾರ್ಯ, ಗೆಲಿಲಿಯೋ ಮುಂತಾದ ಗಣಿತಜ್ಞರು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನೀಡಿದ್ದರು ಅನ್ನುವುದನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ನೆನೆಯಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ನ್ಯೂಟನ್ನರ ಪ್ರಕಾರ ಗುರುತ್ವ ಒಂದು ಸೆಳೆತದ ಬಲವಾಗಿದ್ದು, ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಮತ್ತು ಆ ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಣ ಇರುವ ದೂರಕ್ಕೆ ತಿರುವಾಗಿರುವ ನಂಟನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ ಗುರುತ್ವ ಬಲವೂ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ. ಅದೇ ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿರುವ ದೂರ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ ಗುರುತ್ವ ಬಲವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ.. ನ್ಯೂಟನ್ನರು ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದ ಗಣಿತದ ಸೂತ್ರವು ಎಷ್ಟು ಪ್ರಭಾವ ಬೀರಿತೆಂದರೆ ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಲಿನ ಆಗುಹೋಗುಗಳನ್ನು ಇದರ ಮೂಲಕ ವಿವರಿಸಬಹುದಾಗಿತ್ತು. ಗ್ರಹಗಳ ಸುತ್ತುವಿಕೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದರಿಂದ ಹಿಡಿದು ರಾಕೆಟ್‌ ಹಾರಿಸಲೂ ಕೂಡ ಈ ಸೂತ್ರದ ನೆರವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದಾಗಿತ್ತು. ನಮಗೆ ತೋಚಿದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಕರಾರುವಕ್ಕು ಎನ್ನುವಂತೆ ಎಣಿಕೆ ಮಾಡಬಲ್ಲ ನ್ಯೂಟನ್‌ ವಿವರಿಸಿದ ಗುರುತ್ವ ಎಂಬ ಬಲವನ್ನು ಪ್ರಶ್ನಿಸಲು ಸರಿಸುಮಾರು 230 ವರುಷಗಳೇ ಬೇಕಾಯಿತು! ಹೌದು, ಸುಮಾರು ಎರಡು ಶತಮಾನದವರೆಗೂ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಂದ ಒಪ್ಪಿತವಾದ ಗುರುತ್ವದ ಅರಿವನ್ನು 20ನೇ ಶತಮಾನದ ಹೊಸ್ತಿಲಲ್ಲಿ ಪ್ರಶ್ನಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಯನ್ನು ಹೊತ್ತುತಂದವರೇ ಅಲ್ಬರ್ಟ್‌ ಐನಸ್ಟೀನ್‌. ನಮಗೆ ಗುರುತ್ವವು ಒಂದು ಬಲವೆಂದು ತೋಚಿದರೂ. ಅದು ಇಂಬು (space) ಮತ್ತು ಹೊತ್ತು (time) ಒಗ್ಗೂಡಿ ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪರಿಣಾಮ ಎಂದು ಐನಸ್ಟೀನ್‌ ಸಾರಿದಾಗ ಜಗತ್ತು ನಿಬ್ಬೆರಗಾಯಿತು. ಐನಸ್ಟೀನ್‌ ಅವರ ಇಂಬೊತ್ತು (Spacetime) ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಹೀಗೊಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೊಂದರಿಂದ ವಿವರಿಸಬಹುದು, ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ತಮಟೆಯ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ನಾವು ಒಂದು ಮೆತ್ತಗಿರುವ ಬಟ್ಟೆಯ ಹೊದಿಕೆಯನ್ನು ಸುತ್ತಲು ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಎಳೆದಿಟ್ಟುಕೊಂಡು, ಅದರ ಮೇಲೆ ಕಬ್ಬಿಣದ ಗುಂಡನ್ನು ಇರಿಸಿದಾಗ ಏನಾಗುತ್ತದೆ, ಗುಂಡು ತನ್ನ ರಾಶಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಹೊದಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಗುಳಿ ಬೀಳಿಸುತ್ತದೆ. ಹೊದಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಇನ್ನೊಂದು ಚಿಕ್ಕ ಗುಂಡನ್ನು ಇಟ್ಟರೆ, ಅದು ಹಾಗೆಯೇ ತನ್ನ ರಾಶಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಹೊದಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕ ಗುಳಿಯನ್ನು ಬೀಳಿಸುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ ಗುಂಡು ಮಾಡಿರುವ ದೊಡ್ಡ ಗುಳಿಯತ್ತ ಚಿಕ್ಕ ಗುಂಡು ಸರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ನಮಗೆ ದೊಡ್ಡ ಗುಂಡು ಚಿಕ್ಕ ಗುಂಡನ್ನು ಸೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ ಎನಿಸುತ್ತದೆ, ಆ ಸೆಳೆತವೇ ಗುರುತ್ವ. ಇಲ್ಲಿ ಹೊದಿಕೆ ಎಂಬುದು ಇಂಬುಹೊತ್ತು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಐನಸ್ಟೀನ್‌ ಅವರ ಜನರಲ್‌ ಥಿಯರಿ ಆಫ್‌ ರಿಲೇಟಿವಿಟಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಚರ್ಚೆಗೊಳಗಾದರೂ, ಅದರ ದಿಟತನ ಗೊತ್ತಾದದ್ದು 1919ರಲ್ಲಿ. ಆ ವರುಷ ಅಟ್ಲಾಂಟಿಕ್‌ ಸಾಗರದೆಡೆಯಲ್ಲಿ ಕಾಣಬಹುದಾಗಿದ್ದ ಸೂರ್ಯ ಗ್ರಹಣವು ಐನಸ್ಟೀನ್‌ ಅವರ ವಿಜ್ಞಾನದ ತಿಳಿವಿಗೆ ಕನ್ನಡಿಯಾಯಿತು. ಐನಸ್ಟೀನರು ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದ ಗುರುತ್ವದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ನಿಜವಾಗಿರಬೇಕಾದರೆ ಸೂರ್ಯ ಗ್ರಹಣ ಉಂಟಾದಾಗ ಸೂರ್ಯನ ಹಿಂದಿರುವ ನಕ್ಷತ್ರಗಳಿಂದ ಹೊಮ್ಮುವ ಬೆಳಕು ಬಾಗಬೇಕಾಗಿತ್ತು. ಅಂದು ಅದೇ ಆಯಿತು. ಬೆಳಕು ಬಾಗಿ ಗುರುತ್ವದ ಪರಿಣಾಮ ಸಾಬೀತಾಯಿತು. ಮುಂದಿನ ವರುಷಗಳಲ್ಲಿ ಐನಸ್ಟೀನ್‌ ಅವರ ಗುರುತ್ವದ ಅರಿವು ಸರಿಯೆಂದು ಹಲವು ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ಸಾಬೀತಾಯಿತು. ಕಳೆದ ವರುಷ ಗುರುತ್ವದ ಅಲೆಗಳನ್ನು LIGO ಎಂಬ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಸಲಕರಣೆಯೊಂದು ಸೆರೆಹಿಡಿದು ಗುರುತ್ವದ ತಿಳಿವಿಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಿದ್ದನ್ನು ನೆನೆಯಬಹುದು. ಗುರುತ್ವ ನೇರವಾಗಿ ಬಲವಾಗಿರದೆ ಅದು ಇಂಬುಹೊತ್ತು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪರಿಣಾಮ ಅಂತಾ ಹೇಳಬಹುದಾದರೂ ನಮ್ಮ ಹಲವು ಬಳಕೆಗೆ ಅದನ್ನು ಬಲವೆಂದು (ನ್ಯೂಟನ್‌ ಅವರ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಲ್ಲಿ) ಎಣಿಸಿ, ಇಂದಿಗೂ ಉಪಯೋಗ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ರಾಕೆಟ್‌ ಭೂಮಿಯಿಂದ 1000 ಕಿ.ಮೀ. ದೂರ ಸಾಗಿದರೂ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೆ ç ಗಿಂತ 75% ರಷ್ಟು ಗುರುತ್ವವಿರುತ್ತದೆ. ಗುರುತ್ವದಿಂದಾಗಿ ರಾಕೆಟ್‌ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೆçಯಲ್ಲಿ ಬೀಳದೆ, ಅದರ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವಂತಾಗಲು ಗಂಟೆಗೆ 4000 ಕಿ.ಮೀ. ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸಾಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಅದಲ್ಲದೇ ಗುರುತ್ವ ಬಲವು ನಿಸರ್ಗದ ನಾಲ್ಕು ಅಡಿಪಾಯ ಬಲಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಎಂದೆಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗುರುತ್ವದ ಜತೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತದ ಬಲ (electromagnetic force), ಅಣುಗಳ ಸಡಿಲ ಬಲ (weak force) ಮತ್ತು ಅಣುಗಳ ಗಟ್ಟಿ ಬಲ(strong force)ಗಳನ್ನು ಅಡಿಪಾಯದ ಬಲಗಳು ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಉಳಿದ ಮೂರು ಬಲಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಗುರುತ್ವ ಬಲವು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವಂತದು. ಗುರುತ್ವ ಬಲವು ಅಣು ಗಟ್ಟಿ ಬಲದ 10-38, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತ ಬಲದ 10-36 ಮತ್ತು ಸಡಿಲ ಬಲದ 10-29 ರಷ್ಟೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಉಳಿದ ಮೂರು ಬಲಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ಗುರುತ್ವ ಕಡಿಮೆ ಎನಿಸಿದರೂ, ಗ್ರಹ, ನಕ್ಷತ್ರಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿಯುಳ್ಳ ಕಾಯಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಪರಿಣಾಮ ತುಂಬಾ ಇರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿರುವ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಗುರುತ್ವವು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟು ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವುದರಿಂದ ಒಬ್ಬ ಮನುಷ್ಯನ ಮೇಲೆ ಸರಾಸರಿಯಾಗಿ 20,000 ಕೆಜಿಗಳಷ್ಟು ಭಾರ ಹಾಕಿರುತ್ತದೆ! (ಮೈಯೊಳಗೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗೆ ಈ ಭಾರದ ಒತ್ತಡ ಸರಿದೂಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದು ನಮ್ಮ ಅನುಭವಕ್ಕೆ ಬರುವುದಿಲ್ಲ). ಬೆಳಕನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಲು ಫೋಟಾನ್‌ ಕಣಗಳಿರುವಂತೆ ಗುರುತ್ವವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಲು ಯಾವ ಕಣಗಳಿವೆ ಅನ್ನುವುದು ಅದರ ಬಗ್ಗೆ ಇರುವ ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಹರಿಯದ ಪ್ರಶ್ನೆಯಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ. ಸದ್ಯಕ್ಕೆ ಆ ಇರಬಹುದಾದ ಕಣಗಳನ್ನು ಗ್ರಾÂವಿಟಾನ್‌ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿ ಸಂಶೋಧನೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆಯಷ್ಟೇ. ಗುರುತ್ವದ ಗುಟ್ಟು ರಟ್ಟು ಮಾಡಲು ಆಗದಿದ್ದರೂ ಅದರ ಪರಿಣಾಮ ಇಡೀ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಮೇಲಿದೆ ಅನ್ನುವುದಂತೂ ಗೊತ್ತಾಗಿದೆ.

(ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನ ಬರಹಗಳ ಮೂಡಿಸುತ್ತಿರುವ ಅರಿಮೆ ತಂಡದಿಂದ ವಿಜ್ಞಾನ ವಿಷಯವೊಂದರ ಬಗ್ಗೆ ಚರ್ಚೆ ಏರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಜುಲೈ ತಿಂಗಳ ಮಾತುಕತೆಯಿಂದ ಮೇಲಿನ ಬರಹವನ್ನು ಆಯ್ದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ)

– ಸೂರ್ಯ ಪ್ರಕಾಶ್‌ ಜೆ