This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം
Gravitation
സാര്‍വത്രികമായും സ്ഥായിയായും ദ്രവ്യങ്ങള്‍ തമ്മിലുള്ള പരസ്പരാകര്‍ഷണ സ്വഭാവവിശേഷം. പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ള എല്ലാ ദ്രവ്യകണങ്ങളും (ഊര്‍ജകണങ്ങള്‍ ഉള്‍പ്പെടെ) തമ്മില്‍ ഈ ആകര്‍ഷണശക്തിയുണ്ട്.
മുകളിലേക്കെറിഞ്ഞ ഒരു കല്ല് താഴേക്കു വീഴുന്നതും ചന്ദ്രന്‍ ഭൂമിക്കു ചുറ്റും കറങ്ങുന്നതും ഭൂമിയും മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളും സൂര്യനു ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യുന്നതും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം അനുഭവപ്പെടുന്നതാണ്. വസ്തുക്കളുടെ സ്വഭാവം, ഘടന, യോഗം എന്നിവയ്ക്കെല്ലാം നിരപേക്ഷകമായി എല്ലാ വസ്തുക്കള്‍ക്കും അന്യോന്യം അനുഭവപ്പെടുന്ന ഒന്നാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം.
17-ാം ശ. വരെയുള്ള പ്രപഞ്ചസിദ്ധാന്തങ്ങളില്‍ ഭൂകേന്ദ്രസിദ്ധാന്തത്തിനായിരുന്നു പ്രാമാണ്യം. 1542-ല്‍ കോപ്പര്‍നിക്കസ് ഭൂകേന്ദ്രസിദ്ധാന്തം തെറ്റാണെന്നു വാദിക്കുകയും സൌരകേന്ദ്രസിദ്ധാന്തം ആവിഷ്കരിക്കുകയും ചെയ്തു. ഇതനുസരിച്ച് സൂര്യനാണ് സൗരയൂഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രമെന്നും ഭൂമിയും മറ്റു ഗ്രഹങ്ങളും സൂര്യനു ചുറ്റും ഭ്രമണം ചെയ്യുകയാണെന്നുമുള്ള സിദ്ധാന്തം പ്രബലപ്പെട്ടു. പിന്നീട് യൊഹാനസ് കെപ്ലര്‍ (1571-1630) ഗ്രഹങ്ങളുടെ ചലനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന മൂന്നു സുപ്രധാന തത്ത്വങ്ങള്‍ ആവിഷ്കരിച്ചു (നോ: കെപ്ലര്‍ നിയമം). ബലതന്ത്രപരമായ പിന്‍ബലത്തിന്റെ അഭാവമായിരുന്നു കെപ്ലര്‍ തത്ത്വങ്ങളുടെ മുഖ്യ പോരായ്മ. ബലം (force) എന്നതിനെപ്പറ്റി അക്കാലത്ത് വ്യക്തമായ ധാരണ ഇല്ലായിരുന്നു. സ്പേസില്‍ സമയാനുസൃതമായി ഗ്രഹങ്ങളുടെ സ്ഥാനങ്ങള്‍ എങ്ങനെ മാറുന്നു എന്നു നിര്‍ണയിക്കാനല്ലാതെ അതിനുള്ള കാരണം വിശദീകരിക്കാന്‍ കെപ്ലര്‍ക്കു കഴിഞ്ഞില്ല. ഗുരുത്വബലത്തെപ്പറ്റിയുള്ള ധാരണ പ്രയോഗിച്ച് കെപ്ലര്‍ തത്ത്വങ്ങള്‍ക്ക് സിദ്ധാന്തപരമായ അടിസ്ഥാനം നല്കിയത് ഐസക് ന്യൂട്ടന്‍ (1643-1727) ആണ്. ഗ്രഹങ്ങളുടെ പഥങ്ങള്‍ അറിയാമെങ്കില്‍ ചലനത്തിനു കാരണമായ ബലം ചലനസമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് നിര്‍ണയിക്കാമെന്ന് ഇദ്ദേഹം കണ്ടുപിടിച്ചു. 1686-ല്‍ ദ പ്രിന്‍സിപ്പിയയില്‍ ന്യൂട്ടന്റെ സിദ്ധാന്തം പ്രസിദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ടു.
ന്യൂട്ടന്റെ സാര്‍വത്രികഗുരുത്വനിയമം. ന്യൂട്ടന്റെ സാര്‍വത്രികഗുരുത്വാകര്‍ഷണനിയമം അനുസരിച്ച്, പ്രപഞ്ചത്തില്‍ എല്ലാ ദ്രവ്യകണങ്ങള്‍ തമ്മിലും പരസ്പരാകര്‍ഷണശക്തിയുണ്ട്. ഈ ശക്തിയുടെ വലുപ്പം കണങ്ങളുടെ ദ്രവ്യമാനങ്ങളുടെ ഗുണനഫലത്തിനു ക്രമാനുപാതത്തിലും അവ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിന്റെ വര്‍ഗത്തിന് വ്യുത്ക്രമാനുപാതത്തിലും അതിന്റെ ദിശ അവയെ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന രേഖയിലൂടെയുമായിരിക്കും.
m1, m2എന്നിവ കണങ്ങളുടെ പിണ്ഡങ്ങളും d അവ തമ്മിലുള്ള ദൂരവും ആണെങ്കില്‍ അവ തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം
ഇവിടെ G ഒരു സ്ഥിരാങ്കമാണ്. സാര്‍വത്രിക ഗുരുത്വസ്ഥിരാങ്കമെന്ന് ഇതറിയപ്പെടുന്നു. - ചിഹ്നം ആകര്‍ഷണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ഈ സമീകരണത്തില്‍ m1 = m2 = 1
d = 1 ആയാല്‍
G = F എന്നു വരുന്നു.
അതായത് തമ്മില്‍ ഏകക ദൂരത്തില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന രണ്ടു ഏകകദ്രവ്യമാനങ്ങള്‍ തമ്മിലുള്ള ആകര്‍ഷണബലത്തിനു തുല്യമാണ് ഗുരുത്വസ്ഥിരാങ്കം. ന്യൂട്ടന്റെ കാലത്ത് സംഖ്യാപരമായി അനുപാതസംഖ്യയായ ഏ യുടെ മൂല്യം നിര്‍ണയിക്കുക പ്രയാസമായിരുന്നു. കാരണം, പരീക്ഷണശാലയില്‍ കൈകാര്യം ചെയ്യാവുന്ന ദ്രവ്യമാനങ്ങള്‍ തമ്മിലുള്ള ആകര്‍ഷണബലം തീരെ ചെറുതായതുതന്നെ. ന്യൂട്ടനുശേഷം ഒരു നൂറ്റാണ്ടുകഴിഞ്ഞ്, 1798-ല്‍ ഹെന്റി കാവന്‍ഡിഷ്, ടോര്‍ഷന്‍ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഏ യുടെ മൂല്യം 6.754 x 10-11 ആണെന്നു സ്ഥാപിച്ചു. നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഏറ്റവും കൃത്യമായി ഇപ്പോള്‍ ഇത് നിര്‍ണയിച്ചിട്ടുണ്ട്: G = 6.673 x 10-11 എസ്.ഐ. യൂണിറ്റ്. അതായത് ഒരു മീ. അകലെയുള്ള രണ്ട് ഓരോ കി.ഗ്രാം ദ്രവ്യമാനങ്ങള്‍ 6.673 x 101-1 ന്യൂട്ടണ്‍ അന്യോന്യം ആകര്‍ഷണബലം പ്രയോഗിക്കുന്നു. 10-11 എന്നത് ഈ ബലത്തിന്റെ ദുര്‍ബലതയെ വ്യക്തമാക്കുന്നു.
പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ആകെയുള്ള നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളില്‍ ഒന്നായിട്ടാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലത്തെ ആധുനിക ശാസ്ത്രം വീക്ഷിക്കുന്നത്. വിദ്യുത്കാന്തികബലം, അണുകേന്ദ്രബലം, ദുര്‍ബല അന്യോന്യക്രിയകള്‍ എന്നിവയാണ് മറ്റു മൂന്ന് അടിസ്ഥാനബലങ്ങള്‍. എല്ലാ ബലങ്ങളിലും വച്ച് ഏറ്റവും സാര്‍വത്രികമായ ഗുരുത്വബലത്തിന് സ്പേസില്‍ രോധികളില്ല. ദൂരത്തിനൊത്ത് ഈ ബലങ്ങള്‍ കുറയുന്നത് ആപേക്ഷികമായി വളരെ പതുക്കെയാണ്. സൈദ്ധാന്തികമായി അപരിമിത ദൂരങ്ങളിലേക്ക് ഇവ വ്യാപിക്കുന്നതായി കണക്കാക്കുന്നു. അതിനാല്‍ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലത്തെ ഒരു ദീര്‍ഘപരാസബലം (long range force) ആയിട്ടാണ് കണക്കാക്കുന്നത്. അണുകേന്ദ്രീയ ബലങ്ങളെയും വിദ്യുത്കാന്തിക ബലങ്ങളെയും അപേക്ഷിച്ച് അതീവ ദുര്‍ബലമാണ് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലം. ഗ്രഹങ്ങള്‍, നക്ഷത്രങ്ങള്‍, മറ്റു വലിയ ജ്യോതിര്‍ഗോളങ്ങള്‍ എന്നീ അതിഭീമമായ ദ്രവ്യമാനങ്ങള്‍ കൈകാര്യം ചെയ്യുമ്പോള്‍ മാത്രമേ ഇവ ശക്തമായിരിക്കയുള്ളൂ. തമ്മില്‍ അടുത്തു സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ചെറിയ വസ്തുക്കള്‍ തമ്മിലുള്ള ആകര്‍ഷണം തീരെ നിസ്സാരമായിരിക്കും.
ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലങ്ങളുടെ സാധുത ആദ്യമായി നിരീക്ഷിച്ചത് ഖഗോളീയ ഗോളങ്ങളിലാണ്. ചന്ദ്രനെ ഭൂമിക്കു ചുറ്റുമുള്ള അതിന്റെ ഭ്രമണപഥത്തില്‍ നിന്നു തെറിച്ചുപോകാന്‍ അപകേന്ദ്രബലം പ്രേരിപ്പിക്കുകയും ഭൂമിയുടെ ആകര്‍ഷണം അതിനെ ഭൂകേന്ദ്രത്തിലേക്ക് ആകര്‍ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ രണ്ടു ബലങ്ങളും തുല്യപരിമാണമുള്ളതും എതിര്‍ദിശകളില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നവയുമാകയാല്‍ ചന്ദ്രന്‍ ഭൂമിയില്‍ നിന്ന് സ്ഥിരമായ ദൂരത്തില്‍ വട്ടം ചുറ്റുന്നു. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തിന്റെയും അപകേന്ദ്രബലത്തിന്റെയും സന്തുലിതാവസ്ഥകൊണ്ടുതന്നെയാണ് എല്ലാ ഗ്രഹങ്ങളും കാലാകാലങ്ങളായി അവയുടെ നിര്‍ദിഷ്ട പഥങ്ങളില്‍നിന്ന് പറയത്തക്ക വ്യതിയാനമൊന്നും കൂടാതെ സൂര്യനു ചുറ്റും ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്.
ന്യൂട്ടന്റെ ആകര്‍ഷണ ബലസമീകരണം വഴി ഭൂമിയില്‍നിന്നു ചന്ദ്രനിലേക്കുള്ള ദൂരം കണക്കാക്കിയിട്ടുണ്ട്. റഡാര്‍ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ വഴി കിട്ടിയ മൂല്യവുമായി ഇതു യോജിക്കുന്നു.
ചില ഗ്രഹങ്ങളുടെ ചെറിയതോതിലുള്ള പഥവിക്ഷോഭം (perturbation) അന്നുവരെ അറിയപ്പെടാതിരുന്ന മറ്റു ഗ്രഹങ്ങള്‍ മൂലമാണെന്നുള്ള നിഗമനത്തിലേക്ക് ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാരെ നയിച്ചു. യുറാനസ്സിന്റെ പഥത്തിലുണ്ടാകുന്ന ചാഞ്ചാട്ടം നെപ്റ്റ്യൂണ്‍ എന്ന പുതിയ ഗ്രഹത്തിന്റെ സ്ഥാനനിര്‍ണയത്തിനും (1846) നെപ്റ്റ്യൂണിന്റെ ചാഞ്ചാട്ടം പ്ലൂട്ടോയുടെ സ്ഥാനനിര്‍ണയത്തിനും (1930) വഴിതെളിച്ചു. കടലിലെ ജലനിരപ്പില്‍ ചന്ദ്രന്റെ ആകര്‍ഷണം ഏറ്റിട്ടാണ് വേലിയേറ്റമുണ്ടാകുന്നത് എന്നു തെളിഞ്ഞു.
ന്യൂട്ടനുശേഷം ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ സിദ്ധാന്തത്തില്‍ വളരെയധികം പഠനം നടത്തിയ ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍. ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിലൂടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തിനും വിശദീകരണം നല്കാനുള്ള ശ്രമത്തിനിടയില്‍ ഒരു വസ്തുവിന്റെ ജഡത്വദ്രവ്യമാനം (internal mass) അതിന്റെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ദ്രവ്യമാന (gravitational mass)ത്തോട് ക്രമാനുപാതികമായിരിക്കും എന്ന നിയമം (equivalence principle) ഇദ്ദേഹം കണ്ടുപിടിച്ചു. പ്രകാശപ്രവേഗത്തോടെ സഞ്ചരിക്കുന്ന, വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍പോലെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണതരംഗങ്ങളും ഉണ്ടെന്ന് ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ വാദിച്ചു. ഇതിനെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങള്‍ ഇന്നും തുടര്‍ന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ബാഹ്യാകാശപേടകങ്ങള്‍ വഴി വിവിധഗ്രഹങ്ങളുടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണമണ്ഡലത്തെപ്പറ്റിയുള്ള വിവരങ്ങള്‍ ശേഖരിച്ചു പഠനങ്ങള്‍ നടത്തുവാന്‍ ആധുനിക ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്കു കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.
