அணு அண்டம் அறிவியல் -31

அணு அண்டம் அறிவியல் -31 உங்களை வரவேற்கிறது.

வாழ்வதற்கு இரண்டு வழிகள் உள்ளன..
ஒன்று எதுவுமே அற்புதம் இல்லை என்று வாழ்வது ..இன்னொன்று எல்லாமே அற்புதம் என்று வாழ்வது - ஐன்ஸ்டீன்

ரோமர் தன் கருத்தை சொல்ல ஆரம்பித்தார் : "ஒளியை ஒரு INSTANT FLASH ஆக நாம் ஏன் கருத வேண்டும்? அதற்கும் தூர கட்டுப்பாடுகள் இருக்கலாம். பூமி சூரியனை சுற்றி வருவதால் ஒளி அய்யோவில் இருந்து பயணித்து பூமியை அடையும் தூரம் தொடர்ந்து மாறிக் கொண்டே இருக்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட நாளில் பூமிக்கும் அய்யோவுக்கும் மிகக் குறைந்த தூரமும் ஆறு மாதம் கழித்து இரண்டுக்கும் மிக அதிக தூரமும் இருக்கிறது. (வியாழனும் சூரியனை சுற்றுகிறது. ஆனால் அதன் சுற்றுப்பாதை
பூமியை விட மிக மிக நீண்டது என்பதால் வியாழனின் நகர்வை நாம் கருத்தில் கொள்ள வேண்டியது இல்லை) கோடைக் காலத்தில் அய்யோவை கவனிக்கும் போது ஒளி குறைந்த தூரமே பயணிப்பதால் அது சீக்கிரம் சுற்றி வருவது போலத் தோன்றுகிறது. அதே ஆறு மாதம் கழித்து குளிர் காலத்தில் கவனிக்கும் போது ஒளி அதிக தூரம் பயணிக்க வேண்டியிருப்பதால் அய்யோ சுற்றி வர சற்று தாமதம் ஆவது போலத் தோன்றுகிறது"

(பார்க்க படம்)

ரோமரின் ஆய்வு

இந்த முட்டாள் தனமான (?) வாதத்தை காசினி ஏற்றுக் கொள்ளவில்லை. ஒளியாவது ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் செல்வதாவது? முட்டாள் தனமாக உளறாதே என்று வாயை அடைத்து விட்டார்.

ஆனால் ரோமர் சும்மா இருக்கவில்லை. 1676 ஆம் ஆண்டு ஆகஸ்டில் பாரிசின் விஞ்ஞானிகள் நடத்திவந்த ஒரு அறிவியல் பத்திரிகையில் இதை நிரூபித்துக் காட்டுவதாக பகிரங்கமாக சவால் விட்டார். பூமிக்கும் வியாழனுக்கும் அதிக தொலைவு வருவதற்கு நவம்பர் 9 வரை காத்திருக்க வேண்டும் என்றும் அதில் குறிப்பிட்டார்.

நவம்பர் 9 உம் வந்தது...

காசினி உட்பட பெரிய தலைகள் எல்லாம் கோளரங்கத்தில் குழுமியிருந்தார்கள். காசினி இந்த சின்னப் பயலால் என்ன நிரூபித்துவிட முடியும் என்ற கர்வத்துடனும் ஒரு வேளை நிரூபித்து விடுவானோ என்ற பயத்துடனும் உட்கார்ந்திருந்தார்.42 .5 மணி நேரங்களுக்கு முன்னர் காசினியை கிரகணம் பிடித்து அது வியாழனில் பின்பக்கமாக மறைந்து போன நேரம் குறிக்கப்பட்டது. காசினியின் கணக்குகளின் படி அது சரியாக அன்று மாலை 5 :27 மணிக்கு வியாழனின் இன்னொரு முனையில் இருந்து எட்டிப்பார்க்க வேண்டும். நாலு மணியில் இருந்தே எல்லாரும் டெலஸ்கோப்பை FOCUS செய்து கொண்டு காத்திருந்தார்கள்.

மணி 5 :26 ..நொடிகள் நகர்ந்து கொண்டிருந்தன

சரியாக 5 :27 க்கு அய்யோ வந்து விடும். ரோமர் முகத்தில் கரி பூசலாம் என்று காசினி காத்திருந்தார்.

மணி 5 :27 அய்யோ வரவில்லை..

மணி 5 :28 அய்யோ வரவில்லை..

மணி 5 :30 அய்யோ வரவில்லை..

மணி இப்போது 5 :37 :47 அம்மாவின் சேலைத்தலைப்பில் இருந்து எட்டிப்பார்க்கும் குழந்தை போல அய்யோ தரிசனம் அளித்தது.

இந்த அதிக பத்து நிமிடங்கள் ஒளி பூமிக்கும் வியாழனுக்கும் உள்ள அதிக தொலைவைக் கடக்க எடுத்துக் கொண்டது என்று உறுதியாகிறது.

இப்போது என்ன அறிவித்தார்கள் தெரியுமா? ரோமரை எல்லாரும் தலையில் தூக்கி வைத்துக் கொண்டாடினார்கள். அவரிடம் சென்று கை குலுக்கி கட்டிக் கொண்டார்கள்..ரோமர் வாழ்க என்றெல்லாம் கோஷமிட்டார்கள்..வெயிட்..இது எதுவும் நடக்கவில்லை.. காசினி வெற்றி பெற்று விட்டார் என்று அறிவித்தார்கள் அவரது ஆதரவாளர்கள் ! மேலும் கொடுமை என்ன என்றால் ரோமரை
, இயற்பியலின் வரலாற்றில் ஒரு படு முக்கியமான சோதனையை நிகழ்த்திக் காட்டிய இளைஞரை, பாரிஸை விட்டே ஓட ஓட விரட்டினார்கள். பத்திரிக்கைகளில் ரோமர் தோல்வி அடைந்தார் என்றும் ஒளிக்கு வேக வரம்பு இல்லை என்றும் அறிவித்தார்கள்..

மனிதர்களிடம் உள்ள ஒரு கெட்ட பழக்கம் ஒரு அபூர்வமான மனிதர் தம்மிடையே இருக்கும் போது அவரை அலட்சியப்படுத்துவார்கள். அவர் மறைந்ததும் ஆஹா ஒஹோ அவர் போல உண்டா என்று தலைமேல் தூக்கி வைத்து ஆடுவார்கள்.(உதாரணம் :பாரதியார்) அதே போல தான் ரோமருக்கு நடந்தது.ரோமரின் மறைவுக்குப் பின்னர் நடத்தப்பட்ட துல்லியமான சில சோதனைகள் அவர் சொன்னது சரி தான் என்று நிரூபித்தன . ஆச்சரியம் என்ன என்றால் ரோமரின் இந்த மாடலை வைத்துக் கொண்டு ஒளியின் வேகத்தை இன்றைய மதிப்புக்கு மிக நெருக்கமாக பின்னாட்களில் கணிக்க முடிந்தது.

ரோமர் 140 அய்யோ கிரகணங்களை உன்னிப்பாக கவனித்து ரெகார்ட் செய்தாராம். ஒரு டெலஸ்கோப்பை மட்டுமே வைத்துக் கொண்டு வானத்தை வெறித்துக் கொண்டிருப்பது எத்தனை கஷ்டமான விஷயம் என்று யோசித்துப் பாருங்கள்! இந்த அளவு பொறுமை நம்மிடையே இருக்கிறதா என்று நினைத்துப் பாருங்கள்..நம்மில் எத்தனை பேர் குறைந்த பட்சம் இரண்டு நிமிடங்கள் ஒதுக்கி வானத்தை நோட்டம் விடுகிறோம்? சூரிய கிரகணம் சந்திர கிரகணம் என்றால் ஏதோ ஒப்புக்கு வானத்தை பார்த்து விட்டு 'எதுவுமே தெரியலை' என்று மீண்டும் மானாட மயிலாட பார்க்க உள்ளே போய் விடுகிறோம்.கீழே காட்டப்பட்டுள்ள இந்த பேப்பர் ரோமர் தன் கைப்பட எழுதியது.(நன்றி: விக்கிபீடியா) வருடத்தின் பல்வேறு நாட்களில் அய்யோ எந்த நேரத்தில் தோன்றுகிறது, அதன் கோணம் என்ன என்றெல்லாம் எழுதியிருக்கிறார்.

ஏன் இப்படி மெனக்கெட்டார்கள் என்று நீங்கள் கேட்கக்கூடும். எந்த முகாந்தரமும் இன்றி ஏதோ ஒரு கோள் வியாழனின் துணைக்கோளை வேலை மெனக்கெட்டு கவனிப்பது கொஞ்சம் டூ-மச்சாகத் தோன்றலாம். (அப்போது ஒளியின் வேகத்தை அறிய அந்த நோக்கமும் இருக்கவில்லை) ஆனால் இதன் பின்னே வேறு ஒரு நோக்கம் இருந்தது. அந்தக் காலத்தில் கடலில் கப்பலில் செல்பவர்களுக்கு அட்ச ரேகை, தீர்க்க ரேகை (longitude ) போன்ற தகவல்கள் தேவைப்பட்டன. பூமி மிகப்பெரியது என்பதால் இந்த ரேகைகளை பூமியை அளந்து சர்வே செய்து அலசுவது என்பது அசாத்தியமாக இருந்தது.(நிலத்தை அளப்பதே கஷ்டம் என்றால் கடலை??) எனவே வானில் தோன்றும் கிரகணங்களை கண்காணித்து முக்கோணவியல் (Trigonometry ) விதிகளின் படி சில கோணங்களைக் கணக்கிட்டு அதன் மூலம் பூமியில் இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையே உள்ள தூரங்களை கணக்கிட்டார்கள். (இரண்டு பேர் இரண்டு வெவ்வேறு இடங்களில் கிரகணங்களை கண்காணிக்க வேண்டியது.இரண்டு பேரின் முடிவுகளுக்கு இடையே இருக்கும் கோண வித்தியாசத்தை வைத்துக் கொண்டு தூரத்தை அளக்க வேண்டியது) காசினி பிரான்சிலும் அவர் உதவியாளர் பிக்கார்ட் டென்மார்க்கிலும் இருந்து கொண்டு கிரகணங்களை கவனித்தார்கள் பிக்கார்டின் உதவியாளர்தான் (தெளிவாக சொன்னால் 'எடுபிடி') இந்த ரோமர். சில சமயங்களில் இயற்பியலில் எடுபிடிகள் தான் எஜமானரை விடவும் ஜொலிக்கிறார்கள்.
உதாரணம்: மைக்கேல் பாரடே !

ரோமரின் குறிப்புகள்

ஒளி என்ன வேகத்தில் பயணிக்கிறது என்று தெரியுமா? ஒரு வினாடிக்கு 299,792,458 மீட்டர்..(வெற்றிடத்தில்,நேர்க்கோட்டில் ) கிட்டத்தட்ட ஒரு வினாடிக்கு மூன்று லட்சம் கிலோ மீட்டர்கள். இது எத்தனை அபாரமானது என்றால் ஒரு நொடியில் ஒளி நிலவில் இருந்து பூமிக்கு வந்து விடும். ஒரு நொடியில் பூமியை ஏழு முறை சுற்றி வரும்..சூரியனில் இருந்து ஒளி பூமிக்கு வர எட்டு நிமிடங்கள் ஆகின்றன. இந்த ஒளி நம் பால்வெளி காலக்சியை கடக்க எத்தனை நேரம் ஆகிறது தெரியுமா?சும்மா 'கெஸ்' செய்யுங்கள்..சரி நானே சொல்கிறேன்..ஒளி பால்வெளி மண்டலத்தின் ஒரு முனையில் இருந்து இன்னொரு முனைக்கு செல்ல ஒரு லட்சம் வருடங்கள் ஆகும்! நாம் பார்ப்பது எதுவும் நமக்கு சம காலத்தில் இல்லை என்று இது காட்டுகிறது. கண்ணாடியில் பார்க்கும் போது நாம் நமது 'கொஞ்சம் இளமையான' முகத்தைப் பார்க்கிறோம். வானில் நாம் பார்க்கும் நட்சத்திரங்கள், ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளுக்கு முந்தைய அவற்றின் ஒரு SNAPSHOT ..இப்போது அந்த நட்சத்திரங்கள் எப்படி இருக்கும்? உயிரோடு தான் இருக்கிறதா என்று அறிந்து கொள்ள நமக்கு வாய்ப்பே இல்லை.

[சரி உங்களுக்கு ஒரு கேள்வி: நிழலின் வேகம் என்ன? பகலில் சூரியனை பெரிய பொருள் ஒன்று மறைத்தால் அதன் நிழல் உடனடியாக பூமியில் விழுமா? இல்லை எட்டு நிமிடங்கள் கழித்து விழுமா?சூரிய கிரகணம் நடப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம்..சூரியன் மறைக்கப்படுவதை நாம் பார்ப்பதற்கு எட்டு நிமிடங்கள் முன்னரே அதன் நிழல் பூமியில் விழுமா? எந்த ஒரு தகவலும் ஒளியின் வேகத்துக்கு மேல் பிரபஞ்சத்தில் பயணிக்க முடியாது என்றால் இந்த நிழலை வைத்துக் கொண்டு தகவலை (கிரகணம்) நாம் உடனடியாகத் தெரிந்து கொள்ளலாம் என்றாகிறதே ? யோசிக்கவும். ]

ஒளியின் வேகத்தை அறிய வரலாற்றில் நிறைய சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன.கலிலியோ இந்த சோதனையை முதலில் செய்ததாகக் கூறப்படுகிறது. ஒரு மலையின் உச்சியில் ஒருவர் நிற்க வேண்டியது. அந்த மலைக்கு கணிசமான தொலைவில் உள்ள இன்னொரு மலையின் உச்சியில் இன்னொருவர் நிற்க வேண்டியது. முதல் நபர் நேரத்தைக் குறித்துக் கொண்டு உடனே விளக்கை எரியச் செய்ய வேண்டியது. இரண்டாம் நபர் அவர் ஒளியைப் பார்த்ததும் உடனே நேரத்தை குறித்துக் கொள்ள வேண்டியது. இரண்டு மலைகளுக்கு இடையே உள்ள தூரத்தை இருவர் குறித்துக் கொண்ட நேர வித்தியாசத்தால் வகுத்தால் ஒளியின் வேகம் கிடைக்கும். ஆனால் இந்த சோதனை படுதோல்வி அடைந்தது. ஒளி பயங்கர வேகத்தில் பயணிக்கும் என்பதால் இருவர் குறித்துக் கொண்ட நேரங்களும் சமமாகவே இருந்தன. (வினாடி துல்லியமாக)

கலிலியோவின் ஆய்வு

ஒளியின் வேகத்திற்கான துல்லியமான ஆய்வு 1729 இல் ஜேம்ஸ் பிராட்லி என்பவரால் நடத்தப்பட்டது. (Aberration of light )

பிராட்லியின் ஆய்வு

காற்று அதிகம் இல்லாத ஒரு நாளில் மழை பெய்வதாக வைத்துக் கொள்வோம்.அப்போது அது செங்குத்தாக உங்கள் தலை மேல் விழும். இப்போது நீங்கள் குடையுடன் நடக்கத் தொடங்குகிறீர்கள்.நீங்கள் நகர்ந்து கொண்டிருப்பதால் மழை இப்போது உங்கள் மேல் செங்குத்தாக விழாமல் கொஞ்சம் சாய்வாக விழும். நீங்களும் குடையை கொஞ்சம் முன்பக்கம் சாய்க்க வேண்டியிருக்கும். உங்களின் வேகமும் நீங்கள் குடையை சாய்க்கும் கோணமும் தெரிந்திருந்தால் மழையின் வேகத்தை நீங்கள் இந்த சமன்பாட்டின் உதவியால் கணக்கிடலாம். (படம்) ,இதே விளைவு தான் ஒரு விண்மீனின் ஒளி பூமியின் மீது விழும் போதும் ஏற்படுகிறது. பூமி நகர்ந்து கொண்டிருப்பதால் (நொடிக்கு கிட்டத்தட்ட 30 கி.மி) ஒளி சிறிது கோணங்கள் விலகி (20 arc seconds ) விண்மீனின் இருப்பிடம் அதன் உண்மையான இருப்பிடத்தை விட்டு சில கோணங்கள் இடப்புறம் விலகித் தெரிகிறது. ஆறு மாதம் கழித்து அதே விண்மீனைப் பார்க்கும் போது அதன் கோணம் 20 ஆர்க் செகண்டுகள் வலப்புறம் விலகித் தெரிகிறது . இந்த கோணத்தை வைத்துக் கொண்டு ஒளியின் வேகத்தை துல்லியமாகக் கணக்கிடலாம்.




சமுத்ரா