বিজ্ঞানমনস্কতাৰ সপক্ষে : খণ্ড-২
গৌৰীশংকৰ ভূঞা
এজন খুব চোকা মগজুৰ মানুহ আছিল। নাম আছিল আইজাক নিউটন। এদিন আপেলৰ বাগিছাত বহি থাকোতে চকুৰ আগতে গছৰপৰা আপেল এটা সৰি পৰা দেখি তেওঁৰ মগজুত ভাবৰ বুৰবুৰণি উঠিল। পাছৰ পৰ্যায়ত সেই সম্পৰ্কে যথেষ্ট অধ্যয়ন আৰু ভবা-চিন্তা কৰি তেওঁ আৱিষ্কাৰ কৰিলে যে সকলো বস্তুকে পৃথিৱীয়ে নিজৰ ফালে এটা বলেৰে টানি থাকে। এই বলকে মাধ্যাকৰ্ষণ বল নাম দিয়া হ’ল।
জনপ্ৰিয় যদিও এই কিম্বদন্তীটো কিন্তু একেবাৰে খেলিমেলিৰে ভৰা। বিজ্ঞানৰ যুক্তি নিৰ্মাণৰ দৰ্শন যদি এনে কাহিনীৰপৰা বুজিবলৈ চেষ্টা কৰা হয়, তেনেহ’লে পাঠকৰ মন ভুল ধাৰণা কিছুমানেৰে ভৰি পৰিব।
কিয় এই কাহিনীত বৰ্ণিত ঘটনাটোত বৈজ্ঞানিক যুক্তিৰ ছাপ নাই বুলিব পাৰি? এটা ঘটনা ব্যাখ্যা কৰিবলৈ যিটো প্ৰপঞ্চ প্ৰস্তাৱ কৰা হ’ব সি বিক্ষিপ্তভাৱে অকল সেই ঘটনাটোৰ বৰ্ণনা দিলেই হ’ব নে? আগৰ খণ্ডতে এই বিষয়ে আমি আলোচনা কৰি আহিছোঁ। এনেকুৱা সংকীৰ্ণ প্ৰপঞ্চ-নিৰ্ভৰ অধ্যয়ন স্থবিৰ। কিবা এটা সৰি পৰিলে, মানে পৃথিৱীয়ে টানিছে – এইটো কোৱাটো বিশেষ যুগান্তকাৰী কথা নহয়; বা এই বলটোক কিবা এটা নাম দিয়াটোও কোনো যুগান্তকাৰী কথা নহয়। তেন্তে নিউটনৰ আৱিষ্কাৰটোনো কি আছিল যাৰ বাবে তেওঁক পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ৰূপকাৰ আখ্যা দিয়া হয়? এই কথা জানিবলৈ মাধ্যাকৰ্ষণৰ তত্ত্ব আৱিষ্কাৰ আৰু প্ৰকৃতিক বুজাৰ অভিযানটোৰ বিভিন্ন স্তৰসমূহৰ আলোচনা কৰিব লাগিব।
ইতিমধ্যে আকাশ চাই চাই গ্ৰহ আদিৰ গতিৰ মোটামুটি ধাৰণা এটা মানুহে কৰিব পৰা অৱস্থা পাইছিলগৈ। কপাৰ্নিকাছে গ্ৰহীয় গতিৰ এটা গাণিতিক মডেলো দাঙি ধৰিছিল। সেই মডেলটো মূলতঃ তিনিটা কথাৰ ওপৰত আধাৰিত আছিল –
১. গ্ৰহবোৰে সূৰ্যৰ চাৰিওফালে উপবৃত্তাকাৰ পথত ঘূৰি থাকে।
২. উপবৃত্তাকাৰ পথত ঘূৰি থকা সময়ত গ্ৰহটো কেতিয়াবা সূৰ্যৰ ওচৰ পায়হি আৰু কেতিয়াবা দূৰলৈ যায়। যেতিয়া গ্ৰহটো আহি সূৰ্যৰ কাষ পায়হি, তেতিয়া তাৰ বেগ বৃদ্ধি হয় আৰু দূৰত থকা সময়ছোৱাত তাৰ বেগ কমি যায়।
৩. যিমানে কক্ষপথ ডাঙৰ হয়, সিমানেই গ্ৰহৰ বেগ কমি আহে।
আনহাতে, বস্তু এটা তললৈ সৰি পৰা কথাটোৱে নিউটনৰ পূৰ্বসূৰী বহু চিন্তাবিদকে প্ৰভাৱিত কৰিছিল। সেইসকলৰ ভিতৰত গেলিলিওৰ অৱদান আছিল আটাইতকৈ বেছি। বস্তুনো কিয় পৰে সেয়া জানিবলৈ তেখেতে এই খহি পৰা কাৰবাৰটো কি কি কাৰকৰ ওপৰত নিৰ্ভৰশীল সেয়া চাব বিচাৰিলে। তাৰ বাবে তেখেতে দুটা বেলেগ ওজনৰ বস্তু ওপৰৰপৰা পেলাই চালে আৰু দেখিলে যে দুয়োটা ঠিক একে সময়তে মাটিত পৰেহি। বস্তু খহি পৰাৰ ঘটনাটো বুজাৰ ক্ষেত্ৰত এই পৰ্যবেক্ষণটো এটা খুব গুৰুত্বপূৰ্ণ খোজ বুলি ক’ব পাৰি। আকৌ মন কৰা হ’ল যে ওপৰৰপৰা তললৈ মুক্তভাৱে এটা বস্তু খহি আহি থাকোঁতে তাৰ বেগ বাঢ়ি আহে, মানে ই ত্বৰিত (সময়ৰ লগে লগে বেগ বাঢ়ি যায়) হয়।
ত্বৰণক লৈ আৰু এটা বৰ ধুনীয়া পৰীক্ষা গেলিলিওৱে কৰিছিল। এখন হেলনীয়া পৃষ্ঠত চকা এটা বাগৰি বাগৰি তললৈ আহিবলৈ দিলে দেখা যায় যে চকাটোৰ বেগ ক্ৰমান্বয়ে বাঢ়ি আহে বা ই এক ত্বৰণ (accelelaration) লাভ কৰে। যদি পৃষ্ঠখন ক্ৰমে ক্ৰমে আনুভূমিক কৰি নিয়া হয়, এই ত্বৰণ কমি আহে; মানে বেগৰ পৰিবৰ্তন কমি আহে। যদি পৃষ্ঠখন পূৰাপূৰিকৈ আনুভূমিক কৰি দিয়া হয় তেনেহ’লে? তেনেক্ষেত্ৰত ত্বৰণ শূন্য হৈ পৰিব। মন কৰিবলগীয়া কথাটো হ’ল ত্বৰণ শূন্য মানে বেগ শূন্য নহয়, বেগৰ পৰিবৰ্তনহে শূন্য। মানে আৰম্ভণিতে আৰু শেষতো বেগ একেই থাকিব। ইয়াৰ অৰ্থ এইটোৱেই যে আনুভূমিক পৃষ্ঠ এখনত যদি চকা এটা বগৰাই দিয়া হয়, সি বেগৰ পৰিবৰ্তন নোহোৱাকৈ অনন্ত দূৰত্বলৈকে গৈ থাকিব। কিন্তু বাস্তৱ ক্ষেত্ৰত আমি এয়া দেখা নাপাওঁ, কাৰণ ইমান মসৃণ পৃষ্ঠ নাথাকেই। আৰু অমসৃণ পৃষ্ঠত ঘৰ্ষণে বহুখিনি শক্তি অপচয় কৰাই দিয়ে বাবে শক্তি হেৰুৱাই চকাটো ৰৈ যায়।
কিন্তু ঘৰ্ষণে যদি বাধা নিদিয়ে, আনুভূমিক পৃষ্ঠ এখনত বগৰাই দিলে চকা এটা একে বেগত গৈয়ে থাকিব আৰু পৃষ্ঠখন যিমানে থিয় কৰি নিয়া যাব সিমানে চকাটো ত্বৰিত (সময়ৰ লগে লগে বেগৰ বৃদ্ধি) হ’ব।
বস্তুৰ গতিক লৈ ইমানখিনি কথা নিউটনৰ আগতেই মানুহে জানিছিল। কিন্তু সকলো কথা বিক্ষিপ্ত ৰূপতহে জনা গৈছিল।
নিউটনে এই পৰ্যবেক্ষণটো সিদ্ধ হোৱাকৈ দুটামান প্ৰপঞ্চ আগ বঢ়ালে। তেওঁ ক’লে force বা বলে বস্তু এটাৰ গতিৰ পৰিবৰ্তন কৰে; অৰ্থাৎ ত্বৰণ সৃষ্টি কৰে। যদি বলটো গতিৰ দিশত হয়, তেন্তে তাৰ গতিবেগ বাঢ়িব আৰু বলটো যদি গতিৰ বিপৰীত দিশত হয় তেন্তে গতিবেগ কমিব (যেনে ঘৰ্ষণ বা ব্ৰেক)। যদি বল প্ৰয়োগ কৰা নহয়, ত্বৰণ শূন্য হ’ব – মানে গতিবেগৰ কোনো বঢ়া-টুটা নহয়। যদি বস্তুটো ৰৈ আছে তেনেহ’লে সি ৰৈ থাকিব, যদি গৈ আছে গৈ থাকিব। যিমানে বেছি ত্বৰণ সৃষ্টি কৰিব বিচাৰিম সিমানে বেছি বল দিব লাগিব। আকৌ, সমান বলে বেছি ভৰযুক্ত বস্তুত যিমান ত্বৰণ সৃষ্টি কৰিব, কম ভৰযুক্ত বস্তুত তাতকৈ বেছি ত্বৰণৰ সৃষ্টি কৰিব। এই বাক্যটোক আমি সিদ্ধান্ত ১ বুলি নাম থৈ মনত ৰাখিলোঁ।
হেলনীয়া তল এখনত চকা এটা বা তেনেকুৱা কিবা এটা বগৰাই দিয়া উদাহৰণটোলৈ ঘূৰি যাওঁ। দেখা গৈছিল যে তলখন আনুভূমিক (horizontal) অৱস্থাত থাকিলে ত্বৰণ শূন্য হয়, আনহাতে উলম্ব (vertical) অৱস্থাত থাকিলে ত্বৰণ আটাইতকৈ বেছি হয়। ত্বৰণ আছে, মানে এটা বল আছে; বলটো উলম্ব দিশত আছে কিন্তু আনুভূমিক দিশত নাই – এইখিনিলৈকে আমি স্পষ্ট হ’ব পাৰিলোঁ।
এই বল পৃথিৱীৰ কেন্দ্ৰ অভিমুখী হ’বই লাগিব, নহ’লে গোলাকাৰ পৃথিৱীখনৰ সকলো ঠাইতে উলম্ব দিশত এই বল অনুভৱ কৰা নাযাব। তদুপৰি এই বলে সদায় এটা বস্তুক পৃথিৱীৰ ফালে আকৰ্ষণহে কৰে। সেয়ে ইয়াৰ নাম দিয়া যাওক, মাধ্যাকৰ্ষণ বল।
নিউটনে যদি ঠিক ইমানখিনি কৈ গ’লহেঁতেন তেতিয়া তেওঁক পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ৰূপকাৰ বোলা নহ’লহেঁতেন। নিউটনৰ আচল অৱদান ইয়াৰ ঠিক পাছৰ যুক্তিবিন্যাসৰপৰাহে আৰম্ভ হয়।
বল দিলে বস্তু এটাৰ বেগৰ পৰিবৰ্তন হয়। পৃথিৱীয়ে বস্তু এটাৰ ওপৰত যি আকৰ্ষণী বল দিয়ে, যাৰ কাৰণে মুক্তভাৱে পতন হোৱা বস্তুৰ বেগ বাঢ়ি আহে, সেই বলৰ পৰিমাণ কিমান?
আটাইতকৈ দৰকাৰী পইণ্টটো এইটোৱেই। নিউটনে এনে সুন্দৰকৈ পৃথিৱীৰ আকৰ্ষণী বলৰ প্ৰপঞ্চটো তৈয়াৰ কৰিলে যে যুগ যুগৰ পাছতো মানুহ স্তম্ভিত হয়। তেখেতে দিয়া প্ৰপঞ্চটো মতে কোনো এটা বস্তুৰ যিমানে বেছি ভৰ হ’ব, সি সিমানে অধিক মাধ্যাকৰ্ষণ বল অনুভৱ কৰিব। ইয়াৰপৰা হ’ল কি? এটা বেছি ভৰৰ বস্তুৱে বেছি বল পাব, এটা কম ভৰৰ বস্তুৱে কম বল পাব – ফলত দুয়োটা বস্তুৰ ত্বৰণ একেই হ’ব। (কাৰণ একেটা ত্বৰণ সৃষ্টি কৰিবলৈ কম ভৰৰ বস্তুক কম বল আৰু বেছি ভৰৰ বস্তুক বেছি বলৰ প্ৰয়োজন, সিদ্ধান্ত ১ মতে )
অৰ্থাৎ মাধ্যাকৰ্ষণ বলে যি ত্বৰণ সৃষ্টি কৰিব, সি কম ভৰৰ বস্তু আৰু বেছি ভৰৰ বস্তু দুয়ো ক্ষেত্ৰতেই একেই হ’ব। ওপৰৰপৰা পেলাই দিয়া বস্তু সেয়ে যি ভৰৰেই নহওক কিয়, একে সময়তে তলত পৰে।
নিউটনৰ এইখিনি যুক্তিবিন্যাসৰপৰা পোৱা মডেলটোৱে অতি সুন্দৰভাৱে গেলিলিওৰ পৰ্যবেক্ষণখিনি সিদ্ধ কৰিলে। মডেলটো সফল হ’ল।
ৰছী এডালৰ মূৰত কিবা এটা ওজন বান্ধি ঘূৰাই থাকিলে ওজনটো বাহিৰলৈ ওলাই যাবলৈ চেষ্টা কৰে। ৰছীডাল নহ’লেতো ওজনটো ক’ৰবাত উফৰি পৰিবগৈ। এই বলটোক অপকেন্দ্ৰিক বল বোলে। পৃথিৱীখন যদি কেপলাৰৰ মডেলটোৱে কোৱাৰ দৰে ঘূৰি আছে, ইয়ো এনে এটা বল অনুভৱ কৰি আছে। তথাপিও যে পৃথিৱীখন আঁতৰি যোৱা নাই, কিয়?
নিউটনে কোৱা সেই ভৰ-নিৰ্ভৰ বলটোৰ বাবে?
গণনা কৰি পোৱা গ’ল যে নিউটনে কোৱা বলটোৰ (মাধ্যাকৰ্ষণ বল) বাবে পৃথিৱীখন ঘূৰি আছে বুলি ধৰিলে সম্পূৰ্ণৰূপে কেপলাৰৰ মডেলটোকেই পোৱা যায়। মানে আকাশৰ গ্ৰহ-নক্ষত্ৰৰ গতিৰ সম্পূৰ্ণ ব্যাখ্যা!
গ্ৰহীয় গতিৰ ব্যাখ্যা আৰু গেলিলিওই কৰা বস্তুৰ পতন তথা গতিৰ ব্যাখ্যা – দুয়োটাকে একেলগে বান্ধ খুৱালে ছাৰ আইজাক নিউটনে। পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ইতিহাসত যুগান্তকাৰী ঘটনা আছিল এই একত্ৰীকৰণৰ ঘটনাটো। নিউটনৰ সূত্ৰ বিজ্ঞানৰ প্ৰথমটো unified theory বা একীভূত তত্ত্ব।
পদাৰ্থবিজ্ঞানত একত্ৰীকৰণৰ অতি গুৰুত্ব আছে। যিদিনাই বিশ্ব চৰাচৰৰ সকলো ঘটনাৰ একত্ৰিত ব্যাখ্যা দিব পৰা যাব, সিদিনাই পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ চৰম লক্ষ্য সাধিত হ’ব – এটা সম্পূৰ্ণ সূত্ৰ “theory of everything”…
পৃথিৱীয়ে সকলোকে টানি থাকে বুলি কৰা অনুমানৰ বাবে নহয়; পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ মূল লক্ষ্য, অৰ্থাৎ একত্ৰীকৰণৰ দিশত পেলোৱা প্ৰথমটো সফল তথা বৃহৎ খোজৰ বাবে নিউটন পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ৰূপকাৰ – পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ শিকাৰুৰ বাবে প্ৰেৰণাৰ উত্স …
পৰৱৰ্তী খণ্ড»
