===========
गुरुत्वाकर्षण : १ / ९
===========
कुठल्याही पदार्थाच्या सर्वात अधिक परिचित असलेल्या आणि भौतिकशास्त्राशी संबंधित अशा गुणधर्मापैकी, ज्या गुणधर्माचे आपल्याला सर्वात कमी ज्ञान आहे, तो गुणधर्म बहुदा 'गुरुत्वाकर्षण' हाच असावा.
अभ्यासक्रमाचा भाग म्हणून, गुरुत्वाकर्षणाची पहिली ओळख बर्याचदा न्यूटनच्या डोक्यावर पडलेल्या सफरचंदापासून होते. ही गोष्ट किमान सव्वातीनशे वर्षे जुनी असावी. ही सव्वातीनशे वर्षे म्हणजे विज्ञान आणि तंत्रज्ञान ह्यात होणार्या प्रगतीच्या दृष्टिकोनातून अत्यंत महत्त्वाचा आणि क्रांतिकारी काळ. ह्या काळात विज्ञानातील विविध शाखांची आणि त्यात असणार्या विविध विषयांची झालेली प्रगती अक्षरश: थक्क करून टाकणारी आहे. त्या विषयांच्या तुलनेत गुरुत्वाकर्षण हा विषय म्हणजे हुशार मुलांच्या तुकडीतील, पुष्कळ अपेक्षा असूनही बर्यापैकी मागे राहिलेला आणि तरीही वर्गशिक्षकांना ज्याचा नीटसा थांग लागलेला नाही असा विद्यार्थी. गुरुत्वाकर्षण ह्या विषयात मानवाची फारशी प्रगती का झाली नाही ह्याचे सर्वात सोपे उत्तर हेच आहे की, मूळात आपल्याला गुरुत्वाकर्षण म्हणजे नक्की काय तेच नि:संदिग्धपणे उलगडलेले नाही.
कुणीतरी न्यूटनच्या कथेच्या संदर्भात, 'सफरचंदाऐवजी न्यूटनच्या डोक्यात नारळ का नाही पडला' अशी टिप्पणी केली होती. त्या टिप्पणीमागचा, गणिताचा कंटाळा आणि त्या उद्वेगाच्या आठवणीमुळे सुचलेला विनोद समजून घेतल्यानंतरही, त्या व्यक्तीला न्यूटनचे आपल्यावर किती उपकार आहेत ह्याची कल्पना नाही, असे मला मनोमन वाटले होते. आजच्या आपल्या वैज्ञानिक प्रगतीच्या पायाभरणीत, ५ जुलै १६८७ रोजी अधिकृतरित्या प्रकाशित झालेल्या आणि Principia ह्या नावाने सर्वसाधारणपणे संबोधल्या जाणार्या न्यूटनच्या ग्रंथाचा, त्याच्या संशोधनाचा फार मोठा वाटा आहे.
गुरुत्वाकर्षण हा आपल्या आयुष्याचा अविभाज्य भाग आहे . शून्य गुरुत्वाकर्षणात, आपल्या दैनंदिन आयुष्यातील, आपण स्वाभाविकपणे गृहीत धरलेल्या, अगदी साध्या साध्या गोष्टीही विलक्षण अवघड होतात. शाळेत असताना 'अमुक नसते तर', 'तमुक झाले तर' अशा कल्पनांचा विस्तार करणारे निबंध लिहावे लागत असत. 'गुरुत्वाकर्षण नसते तर' हा अशाच प्रकारच्या एका निबंधाचा (खरं तर प्रबंधाचा) विषय होऊ शकला असता, इतक्या आपल्या आयुष्यातील असंख्य गोष्टी, गुरुत्वाकर्षणाशी ह्या ना त्या प्रकारे निगडीत आहेत. एकेकाळी खगोलशास्त्रावरची माहिती, आज जितक्या प्रमाणात आणि जितक्या सहजपणे उपलब्ध आहे, तितक्या सुलभतेने आणि विपुल प्रमाणात उपलब्ध नव्हती, त्यावेळी वरळीला तारांगणातील घुमटावर, खगोलविषयक नवनवीन लघुपट बघणे हा माझा नेम होता. हा लघुपट बघणे, हे जरी प्रमुख निमित्त असले तरीही, तिथे असलेल्या वजनाच्या काट्यांवर, विविध ग्रहांवर आपले वजन किती होईल हे बघण्याचे, वयाशी विपरीत असे एक बालसुलभ आकर्षणही मला होते आणि ते वजन कसे ठरवतात ह्यामागचे गुरुत्वाकर्षणाचे गणित समजल्यानंतरही, ते आकर्षण काही काळ टिकून राहिले होते.
गुरुत्वाकर्षण म्हणजे काय ह्याची 'गुरुत्वाकर्षण म्हणजे दोन वस्तूंमध्ये, त्यांच्या वस्तुमानाच्या गुणाकाराच्या समप्रमाणात आणि त्यांच्यातील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असलेले आकर्षण' ही सूत्रबद्ध पुस्तकी व्याख्या आपल्याला पृथ्वीसापेक्ष गणिताचे एक साधन नक्की देते,पण तरीही गुरुत्वाकर्षण म्हणजे नेमके काय ह्याचे उत्तर ही व्याख्या देत नाही.
पदार्थ कशापासून बनलेले असतात ह्याचा शोध मूलद्रव्य, अणू, अणुकेंद्रातील कण असा प्रवास करत सध्या मूलकणांशी येऊन थांबला आहे. तशाच प्रकारे, सध्याच्या मान्यतेनुसार, विश्वातील सर्व क्रिया, ज्या नैसर्गिक बलांच्या माध्यमातून व्यक्त करता येतात, तो प्रवासही काही दशकांपूर्वीच, चार मूलभूत बलांशी येऊन ठेपला आहे (आणि आजही तो जवळपास त्याच स्तरावर आहे !) . ही चार मूलभूत बले आहेत : अणुकेंद्रीय तीव्र बल (Strong Interaction अर्थात मूलकणांना एकत्र ठेवणारे बल), विद्युतचुंबकीय बल, अशक्त बल (Weak Interaction अर्थात किरणोत्सर्गास कारणीभूत ठरणारे बल) आणि गुरुत्वाकर्षण बल. ह्या बलांची शक्तीची तुलना केली तर गुरुत्वाकर्षण बल हे सर्वात तळास राहते. गुरुत्वाकर्षणाच्या तुलनेत अशक्त बल साधारणत: दहाचा पंचविसावा घात इतके बलवान आहे, विद्युतचुंबकीय बल हे दहाचा छत्तिसावा घात तर तीव्र बल हे दहाचा अडतीसावा घात इतके प्रबळ आहे. ह्या प्रत्येक बलास स्वत:चे असे एक क्षेत्र असते आणि तीव्र आणि अशक्त बलाच्या बाबतीत ते स्वाभाविकच अतिसूक्ष्म अंतराचे आहे आणि इतर दोन बलांसाठी त्या तुलनेत प्रचंड विस्तृत. ह्यापैकी कुठल्याही बलाचा प्रभाव जाणविण्यासाठी अंतिमत: मूलकणांचीच आवश्यकता भासते असे आजचे विज्ञान मानते, मात्र गुरुत्वाकर्षणाच्या संदर्भात Graviton नावाचा जो मूलकण कल्पिला गेला आहे, तो मूलकण अद्याप सापडलेला नाही. इतर अनेक मूलकणांप्रमाणे गुरुत्वाकर्षण हे कण व तरंग ह्या दोन्ही स्वरूपात अस्तित्वात आहे ह्या समजाला मर्यादित पुष्टी देणार्या, गुरुत्वाकर्षण लहरी 'सापडून' वर्षापेक्षाही अधिक काळ लोटला, तरीही Graviton ह्या मूलकणाचे स्वतंत्र अस्तित्व न सापडल्याने किंवा हे अस्तित्व वैज्ञानिक कसोट्यांवर सिद्ध न करू शकल्याने गुरुत्वाकर्षणाच्या भोवती अजूनही काही प्रमाणात संदिग्धतेचे धुके आहे .
------
क्रमश :
------
===
गुरुत्वाकर्षण : १ / ९
===========
कुठल्याही पदार्थाच्या सर्वात अधिक परिचित असलेल्या आणि भौतिकशास्त्राशी संबंधित अशा गुणधर्मापैकी, ज्या गुणधर्माचे आपल्याला सर्वात कमी ज्ञान आहे, तो गुणधर्म बहुदा 'गुरुत्वाकर्षण' हाच असावा.
अभ्यासक्रमाचा भाग म्हणून, गुरुत्वाकर्षणाची पहिली ओळख बर्याचदा न्यूटनच्या डोक्यावर पडलेल्या सफरचंदापासून होते. ही गोष्ट किमान सव्वातीनशे वर्षे जुनी असावी. ही सव्वातीनशे वर्षे म्हणजे विज्ञान आणि तंत्रज्ञान ह्यात होणार्या प्रगतीच्या दृष्टिकोनातून अत्यंत महत्त्वाचा आणि क्रांतिकारी काळ. ह्या काळात विज्ञानातील विविध शाखांची आणि त्यात असणार्या विविध विषयांची झालेली प्रगती अक्षरश: थक्क करून टाकणारी आहे. त्या विषयांच्या तुलनेत गुरुत्वाकर्षण हा विषय म्हणजे हुशार मुलांच्या तुकडीतील, पुष्कळ अपेक्षा असूनही बर्यापैकी मागे राहिलेला आणि तरीही वर्गशिक्षकांना ज्याचा नीटसा थांग लागलेला नाही असा विद्यार्थी. गुरुत्वाकर्षण ह्या विषयात मानवाची फारशी प्रगती का झाली नाही ह्याचे सर्वात सोपे उत्तर हेच आहे की, मूळात आपल्याला गुरुत्वाकर्षण म्हणजे नक्की काय तेच नि:संदिग्धपणे उलगडलेले नाही.
कुणीतरी न्यूटनच्या कथेच्या संदर्भात, 'सफरचंदाऐवजी न्यूटनच्या डोक्यात नारळ का नाही पडला' अशी टिप्पणी केली होती. त्या टिप्पणीमागचा, गणिताचा कंटाळा आणि त्या उद्वेगाच्या आठवणीमुळे सुचलेला विनोद समजून घेतल्यानंतरही, त्या व्यक्तीला न्यूटनचे आपल्यावर किती उपकार आहेत ह्याची कल्पना नाही, असे मला मनोमन वाटले होते. आजच्या आपल्या वैज्ञानिक प्रगतीच्या पायाभरणीत, ५ जुलै १६८७ रोजी अधिकृतरित्या प्रकाशित झालेल्या आणि Principia ह्या नावाने सर्वसाधारणपणे संबोधल्या जाणार्या न्यूटनच्या ग्रंथाचा, त्याच्या संशोधनाचा फार मोठा वाटा आहे.
गुरुत्वाकर्षण हा आपल्या आयुष्याचा अविभाज्य भाग आहे . शून्य गुरुत्वाकर्षणात, आपल्या दैनंदिन आयुष्यातील, आपण स्वाभाविकपणे गृहीत धरलेल्या, अगदी साध्या साध्या गोष्टीही विलक्षण अवघड होतात. शाळेत असताना 'अमुक नसते तर', 'तमुक झाले तर' अशा कल्पनांचा विस्तार करणारे निबंध लिहावे लागत असत. 'गुरुत्वाकर्षण नसते तर' हा अशाच प्रकारच्या एका निबंधाचा (खरं तर प्रबंधाचा) विषय होऊ शकला असता, इतक्या आपल्या आयुष्यातील असंख्य गोष्टी, गुरुत्वाकर्षणाशी ह्या ना त्या प्रकारे निगडीत आहेत. एकेकाळी खगोलशास्त्रावरची माहिती, आज जितक्या प्रमाणात आणि जितक्या सहजपणे उपलब्ध आहे, तितक्या सुलभतेने आणि विपुल प्रमाणात उपलब्ध नव्हती, त्यावेळी वरळीला तारांगणातील घुमटावर, खगोलविषयक नवनवीन लघुपट बघणे हा माझा नेम होता. हा लघुपट बघणे, हे जरी प्रमुख निमित्त असले तरीही, तिथे असलेल्या वजनाच्या काट्यांवर, विविध ग्रहांवर आपले वजन किती होईल हे बघण्याचे, वयाशी विपरीत असे एक बालसुलभ आकर्षणही मला होते आणि ते वजन कसे ठरवतात ह्यामागचे गुरुत्वाकर्षणाचे गणित समजल्यानंतरही, ते आकर्षण काही काळ टिकून राहिले होते.
गुरुत्वाकर्षण म्हणजे काय ह्याची 'गुरुत्वाकर्षण म्हणजे दोन वस्तूंमध्ये, त्यांच्या वस्तुमानाच्या गुणाकाराच्या समप्रमाणात आणि त्यांच्यातील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असलेले आकर्षण' ही सूत्रबद्ध पुस्तकी व्याख्या आपल्याला पृथ्वीसापेक्ष गणिताचे एक साधन नक्की देते,पण तरीही गुरुत्वाकर्षण म्हणजे नेमके काय ह्याचे उत्तर ही व्याख्या देत नाही.
पदार्थ कशापासून बनलेले असतात ह्याचा शोध मूलद्रव्य, अणू, अणुकेंद्रातील कण असा प्रवास करत सध्या मूलकणांशी येऊन थांबला आहे. तशाच प्रकारे, सध्याच्या मान्यतेनुसार, विश्वातील सर्व क्रिया, ज्या नैसर्गिक बलांच्या माध्यमातून व्यक्त करता येतात, तो प्रवासही काही दशकांपूर्वीच, चार मूलभूत बलांशी येऊन ठेपला आहे (आणि आजही तो जवळपास त्याच स्तरावर आहे !) . ही चार मूलभूत बले आहेत : अणुकेंद्रीय तीव्र बल (Strong Interaction अर्थात मूलकणांना एकत्र ठेवणारे बल), विद्युतचुंबकीय बल, अशक्त बल (Weak Interaction अर्थात किरणोत्सर्गास कारणीभूत ठरणारे बल) आणि गुरुत्वाकर्षण बल. ह्या बलांची शक्तीची तुलना केली तर गुरुत्वाकर्षण बल हे सर्वात तळास राहते. गुरुत्वाकर्षणाच्या तुलनेत अशक्त बल साधारणत: दहाचा पंचविसावा घात इतके बलवान आहे, विद्युतचुंबकीय बल हे दहाचा छत्तिसावा घात तर तीव्र बल हे दहाचा अडतीसावा घात इतके प्रबळ आहे. ह्या प्रत्येक बलास स्वत:चे असे एक क्षेत्र असते आणि तीव्र आणि अशक्त बलाच्या बाबतीत ते स्वाभाविकच अतिसूक्ष्म अंतराचे आहे आणि इतर दोन बलांसाठी त्या तुलनेत प्रचंड विस्तृत. ह्यापैकी कुठल्याही बलाचा प्रभाव जाणविण्यासाठी अंतिमत: मूलकणांचीच आवश्यकता भासते असे आजचे विज्ञान मानते, मात्र गुरुत्वाकर्षणाच्या संदर्भात Graviton नावाचा जो मूलकण कल्पिला गेला आहे, तो मूलकण अद्याप सापडलेला नाही. इतर अनेक मूलकणांप्रमाणे गुरुत्वाकर्षण हे कण व तरंग ह्या दोन्ही स्वरूपात अस्तित्वात आहे ह्या समजाला मर्यादित पुष्टी देणार्या, गुरुत्वाकर्षण लहरी 'सापडून' वर्षापेक्षाही अधिक काळ लोटला, तरीही Graviton ह्या मूलकणाचे स्वतंत्र अस्तित्व न सापडल्याने किंवा हे अस्तित्व वैज्ञानिक कसोट्यांवर सिद्ध न करू शकल्याने गुरुत्वाकर्षणाच्या भोवती अजूनही काही प्रमाणात संदिग्धतेचे धुके आहे .
------
क्रमश :
------
===
कोणत्याही टिप्पण्या नाहीत:
टिप्पणी पोस्ट करा