பூமி எப்படித் தானாகவே சுற்றிக் கொண்டிருக்கிறது? | வானம் நமக்கொரு போதிமரம் 5

நாம் சைக்கிள் ஓட்டும்போது பெடலை அழுத்தி ஆற்றல் தருவதை நிறுத்தினாலும், சிறிது தூரம் அது உருண்டோடும். பின்னர், அதன் வேகம் மெல்லக் குறைந்து நின்றுவிடும். சைக்கிள் ஓடிக்கொண்டே இருக்க வேண்டும் என்றால், பெடலை அழுத்தி ஆற்றலை அளித்துக்கொண்டே இருக்க வேண்டும்.

அதேபோல, ஓர் ஊஞ்சலை இடையிடையே தள்ளித்தான் ஆடவைக்க வேண்டும், அப்போதுதான் அது ஆடிக்கொண்டே இருக்கும். அப்படி என்றால், பூமி தன்னைத்தானே சுற்றிக்கொள்ளும்போது, அதனைத் தூண்டுவது யார்? எப்படிப் பூமி சுற்றிக்கொண்டே இருக்கிறது? இதற்கான விடையை கலிலியோதான் கண்டறிந்தார்.

பொருள்கள் கீழே விழும்போது அதன் இயக்கம் எப்படி இருக்கும் என்பதை கலிலியோ ஆய்வு செய்துவந்தார். வழுவழுப்பான இரண்டு பலகைகள், ஒரு பந்து. இரண்டு பலகைகளையும் ‘V’ போலப் பொருத்தினார். முதல் பலகையில் பந்தை வைத்துக் கீழே தள்ளினார்.

பந்து உருண்டு ஓடி தரையைத் தொட்டு, அங்கேயே நின்றுவிடாமல், இரண்டாவது பலகையில் மேல்நோக்கி ஏறியது. ஏறக்குறைய, எந்த உயரத்திலிருந்து முதல் பலகையில் கீழே நழுவ விடப்பட்டதோ, அதே உயரத்துக்கு இரண்டாம் பலகையில் உயர்ந்தது. இரண்டாம் பலகையில் உயர்ந்த பந்து, மறுபடி கீழ்நோக்கிச் சென்று முதலாம் பலகையில் மேலே ஏறியது. இவ்வாறு மீண்டும் மீண்டும், ஊசலாடிக்கொண்டே இருந்தது.

அது நன்கு வழுவழுப்பாக இருந்த பலகையும் பந்தும் என்றாலும், சிறிதேனும் உராய்வு இருக்கும். எனவே, ஒவ்வொரு முறை ஊசலாடும் போதும், அதன் உயரம் சிறிது சிறிதாகக் குறைந்துகொண்டே போனது.

பல முறை இங்கிருந்து அங்கும், அங்கிருந்து இங்குமாக உருண்டு சென்று, செல்லும் உயரம் குறைந்து, கடைசியில் இரண்டு பலகைகளின் நடுவே நின்றது பந்து. உராய்வு விசை மட்டும் பந்தின் இயக்கத்தைத் தடுக்கவில்லை என்றால், பந்து மேலும் கீழுமாக, இரண்டு பலகைகளிலும் ஊசலாடிக்கொண்டே இருந்திருக்கும் என்பது தெளிவானது.

இதைக் கண்டு வியந்த கலிலியோ, ‘V’ வடிவப் பலகைகளின் இடையே உள்ள கோணத்தை மாற்றிச் சோதனை செய்தார். ‘V’ வடிவத்தை விரித்துக் கோணத்தை அதிகப்படுத்தினாலும் சரி, குவித்துக் கோணத்தைக் குறைத்தாலும் சரி, இதே நிகழ்வுதான் நடந்தது. எந்த உயரத்திலிருந்து பந்து கீழே நழுவ விடப்படுகிறதோ, கிட்டத்தட்ட அதே உயரத்துக்கு இரண்டாம் பலகையில் பந்து உயர்ந்து சென்றது.

அப்போது அவருக்கு இன்னொரு யோசனை தோன்றியது. ஒரு பலகையைத் தரையிலிருந்து குறிப்பிட்ட கோணத்தில் சாய்த்து வைப்பது, இரண்டாவது பலகையின் கோணத்தைக் கூட்டி, குறைத்துச் சோதனை செய்வது என்று முடிவுசெய்தார். முதல் பலகை சற்றுக் கூடுதல் சாய்வாக இருந்தது.

இரண்டாம் பலகையில் சாய்வு குறைவாக இருந்தது. இப்போது என்ன நிகழும்? முதல் பலகையில் சென்ற அதே தொலைவு இரண்டாம் பலகையில் செல்லுமா அல்லது முதல் பலகையில் எவ்வளவு உயரத்திலிருந்து கீழே நழுவி உருண்டதோ, அதே உயரத்துக்கு இரண்டாம் பலகையிலும் உயருமா? பரிசோதனையின் முடிவு தெளிவாக இருந்தது.

கூடுதல் தொலைவு செல்ல வேண்டியிருந்தாலும், இரண்டாம் பலகையிலும் அதே உயரம் எட்டும் வரை உருண்டு சென்றது. இரண்டாம் பலகையின் சரிவை மேலும் கூடுதலாகக் குறைத்தபோதும், அதே உயரம் செல்லும்வரை உருண்டு சென்றது.

இந்தப் பரிசோதனையின் முடிவு கலிலியோவை ஆச்சரியப்படுத்தியது. இரண்டாம் பலகையை எவ்வளவு சாய்வாக வைத்தாலும், முதல் பலகையில் எந்த உயரத்திலிருந்து பந்து நழுவ விடப்படுகிறதோ, அதே உயரத்தை எட்டும்வரை, பந்து இரண்டாம் பலகையில் உருண்டு ஓடியது. இரண்டாம் பலகையில் சாய்வு குறையக்குறைய, அதே உயரத்தைப் பந்து எட்டிப் பிடிக்கக் கூடுதல் தொலைவு செல்ல வேண்டி வந்தது. எனினும், அவ்வளவு தொலைவு சென்றுதான் திரும்பியது பந்து.

இப்போது கலிலியோவின் சிந்தனையில் ஒரு பெரிய திருப்பம் ஏற்பட்டது. இரண்டாம் பலகையைச் சாய்க்காமல், கிடைமட்டமாக வைத்தால் என்ன ஆகும்? முதல் பலகை சாய்வாக இருக்கிறது. அதில் ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்திலிருந்து பந்தை நழுவவிட்டால், பலகையில் உருண்டு இரண்டாம் பலகையை எட்டும்.

இரண்டாம் பலகையில் அதே உயரம் செல்லும் வரை உருண்டோட வேண்டும். ஆனால், இரண்டாம் பலகைதான் கிடை நிலையில் உள்ளதே, அதே உயரத்தை எட்ட முடியுமா? இந்தச் சிந்தனையிலிருந்து, கலிலியோ ஒரு திகைப்பூட்டும் முடிவை எட்டினார். உராய்வு விசை மட்டும் இல்லை என்றால், அந்தப் பந்து காலம் காலமாக உருண்டு ஓடிக்கொண்டே இருக்கும் என்பதுதான்.

இதைத்தான் நாம் இன்று சடத்துவம் (Inertia) என அறிகிறோம். நியூட்டனின் முதல் விதி கூறுவதும் இதுதான். ‘ஒரு பொருளின் மீது ஒரு புறவிசை செயல்படாதவரை, எந்த ஒரு பொருளும் தனது ஓய்வு நிலையையோ அல்லது நேர்க்கோட்டில் அமைந்த சீரான இயக்க நிலையையோ மாற்றிக்கொள்ளாது.’

இந்தக் கருத்தை முதன்முதலில் உருவாக்கியவர் கலிலியோதான். கலிலியோ கண்டறிந்து, பின்னர் நியூட்டன் உருவாக்கிய இந்த முதல் விதியின் அடிப்படையில்தான் நமக்கு விளக்கம் கிடைக்கிறது. விண்வெளியில் உராய்வு விசை இல்லை. எனவே, சுற்றிக்கொண்டிருக்கும் பூமி, சுற்றிக்கொண்டேதான் இருக்கும்.

பூமியின் வேகம் கூடவோ குறையவோ வேண்டும் என்றால், வேறு ஏதாவது விசை பூமியின் மீது செயல்பட வேண்டும். அதுவரை, அதே சீரான வேகத்தில் பூமி சுற்றிக்கொண்டேதான் இருக்கும். இதே அடிப்படையில் விண்கலத்தை விண்வெளிக்கு எடுத்துச் சென்று பூமியைச் சுற்றும்படி உந்துவிசை தந்தால் போதும்; அதன் பின்னர் எந்த ஆற்றலும் இல்லாமல் விண்கலம் தானே பூமியைச் சுற்றிவந்தபடி இருக்கும்.

(அறிவோம்)

- tvv123@gmail.com