गुरुत्वाकर्षण

पृथ्वीवर मानवाचा उदय झाल्यानंतर असे आढळून आले की, सर्व सस्तन प्राण्यांमध्ये मानवाचा मेंदू हा जास्त विकसित आहे . त्याची बुद्धी जास्त प्रगल्भ आहे. मानवाचा मेंदू हा मोठया आकाराचा असल्याने त्याची विचार करण्याची क्षमता जास्त आहे.तसेच मानवाची उत्क्रांती जरी माकडापासून झाली असली तरी, एक महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे मानव हा इतर प्राण्यांप्रमाणे झाडावर न राहता जमिनीवर उतरला.त्याचा परिणाम असा झाला की, त्याचे दोन्ही हात झाड पकडण्यासाठी खर्ची न होतातो त्यांचा उपयोग अधिक कार्यक्षमतेने करू लागला.या हातांचा उपयोग दैनंदिन वापरासाठी करता करता त्याने आगीचा, तसेच चाकाचा सुद्धा शोध लावला.

अशा रीतीने पुढे जाऊन या प्रगल्भ बुद्धीच्या माणसाने अनेक शोध लावले.अशा अनेक शोधांचे जनक आपल्याला माहिती आहेतच.त्यातलाच एक लक्षात राहाण्यासारखा शोध म्हणजे गुरूत्वाकर्षणाचा शोध होय.

सर आयझॅक न्यूटन यांनी हा शोध लावला, हे सर्वश्रुतच आहे.त्यांचा हा शोध ते झाडाखाली बसले असताना डोक्यावर सफरचंद पडल्याने लागला, अशी कथाही सांगितली जाते.सफरचंदाबरोबरच त्यांनीकमी-अधिक वजन आणि वस्तुमान असलेल्या गोष्टींचाहीउपयोग करून पाहिला. उदा., चेंडू, दगड, पक्ष्याचे पीस इ.यापैकी प्रत्येक गोष्टच पृथ्वीकडे आकर्षित होते, हा सिद्धांत त्यांनी मांडला.स्वतः उडी मारूनदेखील त्यांनी हा प्रयोग करून पाहिला होता.

गुरूत्वाकर्षण हे विद्युत चुंबकत्व आणि नाभिकीय दृढ अंतर्भाव व अदृढ अंतर्भाव या  तिघांसोबत प्रकृतीतील चार मूलतः अंतःप्रभावातील एक आहे. गुरूत्वाकर्षणाला गणितीय सूत्रात बसवण्यात प्रथम आयझॅक न्यूटन यशस्वी ठरला.त्याने न्यूटनचा वैश्विक गुरूत्वाकर्षणाचा नियम मांडला.

विश्‍वनिर्मितीच्या दृष्टिकोनातून पाहिले, तर गुरूत्वाकर्षणामुळेच पसरलेले पदार्थ संग्रहित होऊन अखंड राहतात. त्यामुळेच ग्रह, तारे, दीर्घिका यांसारख्या गोष्टी, वस्तू एकाच मार्गाने फिरत राहतात. संवहनभरती, ओहोटी, तारकांच्या आंतरिक भागातील उष्णता इ.गोष्टींमध्ये गुरूत्वाकर्षणाचा वाटा आहे.

पुरातन काळातदेखील गुरूत्वाकर्षणावर अनेक शास्त्रज्ञांनी संशोधन केले. त्यामध्ये अ‍ॅरिस्टॉटल, टॉलेमी, ब्रह्मगुप्त, भास्कराचार्य, गॅलिलीओ, केप्लर इ.संशोधकांनी पुष्कळ निरीक्षणे करून निरनिराळ्या संकल्पना मांडल्या.

त्यानंतर १६८७ मध्ये आपल्या प्रिन्स्पियाच्या ग्रंथात न्यूटनने गुरूत्वाकर्षणाच्या नियमाची परिकल्पना मांडली.

मी असा तर्क केला की, जी बले ग्रहांना आपल्या गोलकात ठेवतात, ती बले परिक्रमणाच्या केंद्रांपासून अंतराच्या, वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात नक्की असावीत आणि याप्रकारे मी चंद्राला पृथ्वीभोवतीच्या गोलकात ठेवायला लागणाऱ्या बलाची तुलना पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या गुरूत्वाकर्षणाशी केली आणि त्याचे नीटनेटके उत्तर मिळाले.

न्यूटनचा वैश्विक गुरूत्वाकर्षणाचा नियम खालीलप्रमाणे आहे.

प्रत्येक वस्तुमान बिंदू इतर प्रत्येक वस्तूमान बिंदूला दोन्ही बिंदूना जोडणाऱ्या रेषेने एका बलाने आकर्षित करत असतो, हे बल दोन वस्तुमानांच्या गुणाकाराच्या समप्रमाणात आणि त्यांच्यामधल्या अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते 

F=G   m1m2/r2                  m1---F1     F2---m2

                                              I                                          I

                                              I                                          I

                                                -----r-----

येथे   m1 = पहिले वस्तुमान

            m2 = दुसरे वस्तुमान

            F= दोन्ही वस्तुमानांमध्ये असलेले प्रयुक्त बल

            G=  गुरूत्व स्थिरांक

आणि  r =  दोन वस्तुमानांच्या केंद्रांना जोडणारे अंतर

थोडक्यात काय, तर वस्तुमानांचा गुणाकार जास्त असेल तर गुरूत्वाकर्षण जास्त आणि कमी असेल तर कमी. याउलट जर दोन वस्तुमानातील अंतराच्या मोजमापनाचा वर्ग जास्त तर गुरूत्वाकर्षण कमी आणि वर्ग कमी असेल तर गुरूत्वाकर्षण अधिक.

न्यूटनच्या या सिद्धांतामुळेच नेपच्यून या ग्रहाचा शोध लागला.

पुढील लेखापासून आपण असेच शास्त्रज्ञ आणि त्यांचे शोध याविषयी माहिती करून घेणार आहोत.

-सुनीती भागवत

-suniti54@gmail.com