യുറാനസ്

ജീന എ.വി

യുറാനസിൽ നിന്നും നെപ്ട്യൂണിലേക്ക് – സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ സൗന്ദര്യം

സെപ്തംബർ 23, 1846 സായാഹ്നം. ബെർലിൻ വാനനിരീക്ഷണാലയത്തിൽ ഗോത്ത്ഫ്രീഡ് ഗാല്ലും (Johann Gottfried Galle) വിദ്യാർത്ഥി ലൂയി ദാറെസ്തും(Heinrich Louis d’Arrest) തങ്ങളുടെ ടെലസ്കോപ് ഒരു നിശ്ചിത ദിശയിലേക്കു തിരിച്ചു കാത്തിരുന്നു, ഒരു പുതിയ ഗ്രഹത്തെ. ആ സായാഹ്നം കഴിയും മുൻപ്, യുറാനസിനപ്പുറത്തെ പുതിയ ഗ്രഹത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം സാധൂകരിക്കപ്പെട്ടു.

എങ്ങിനെയാണ് ഗാല്ലിനും ദാറെസ്തിനും ഏതു ദിശയിൽ ടെലസ്കോപ് തിരിച്ചു വയ്ക്കണം എന്ന് തോന്നിയത് അഥവാ മനസ്സിലായത്? നെപ്ട്യൂണിനെ കണ്ടെത്തുന്ന സംഭവബഹുലമായ കഥ തുടങ്ങുന്നത് യുറാനസ് എന്ന ഗ്രഹത്തെ തിരിച്ചറിയുന്നതിലൂടെയാണ്.

യുറാനസ്സിന്റെ കണ്ടെത്തൽ

പല ഋതുക്കളിലായി രാത്രിയിൽ നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് കാണാവുന്ന അഞ്ച് ഗ്രഹങ്ങളാണ് നമ്മുടെ സൗരയൂഥത്തിലുള്ളത്; ബുധൻ, ശുക്രൻ, ചൊവ്വ, വ്യാഴം, ശനി എന്നിവ. ചന്ദ്രനും മേഘങ്ങളും പ്രകാശമലിനീകരണവും ഇല്ലാത്ത ആകാശത്തു യുറാനസിനെയും നഗ്നനേത്രങ്ങളുപയോഗിച്ചു കാണാം ചില കാലങ്ങളിൽ. പക്ഷെ പൊതുവേ യുറാനസ്, നെപ്റ്റ്യൂൺ എന്നീ ഗ്രഹങ്ങളെ കാണണമെങ്കിൽ ഒരു ടെലസ്കോപ് വേണം.

128 BCE കളിൽ, ഹിപ്പാർക്കസ്സിന്റെ കാലത്തു തന്നെ യുറാനസ് നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഒരു നക്ഷത്രമായാണ് യുറാനസിനെ പ്രാചീന ആകാശമാപ്പുകളിൽ രേഖപ്പെടുത്തിയിരുന്നത്.

പിൽക്കാലത്ത്, മാർച്ച് 13, 1781ൽ വിൽഹെം ഹെർഷൽ ടെലസ്കോപ്പിലൂടെയുള്ള തന്റെ നക്ഷത്രനിരീക്ഷണത്തിനിടെ ഒരു ഖഗോളവസ്തു കാണാനിടയായി. നക്ഷത്രങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി അത് ഒരു തിളങ്ങാത്ത പ്രകാശഗോളമായിരുന്നു, കൂടാതെ താരതമ്യേന സ്ഥാനചലനവും കൂടുതലായിരുന്നു. എങ്കിലത് ധൂമകേതു തന്നെ എന്ന് കരുതിയ ഹെർഷൽ തന്റെ കണ്ടെത്തൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഹെർഷലിന്റെ പുതിയ ധൂമകേതുവിനെ കൗതുകത്തോടെ നിരീക്ഷിച്ച ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു കാര്യം ശ്രദ്ധിച്ചു. ധൂമകേതുക്കൾ ദീർഘവൃത്താകാരമായ പരിക്രമണപഥത്തിലൂടെയാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത്, എന്നാൽ ‘ഹെർഷലിന്റെ ധൂമകേതു’ താരതമ്യേന വൃത്താകാരമായ പരിക്രമണപഥത്തിലൂടെയാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത്. കൂടുതൽ നിരീക്ഷണങ്ങൾ വിരൽചൂണ്ടിയത് യുറാനസ് ഒരു ഗ്രഹമാണ് എന്ന നിഗമനത്തിലേക്കാണ്.

‘എട്ടാമത്തെ ഗ്രഹം‘ – ഒരു സൈദ്ധാന്തിക പരികല്പന

ഗ്രഹങ്ങൾ, നക്ഷത്രകൂട്ടങ്ങൾ, തുടങ്ങി കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹങ്ങളുടെ വരെ സഞ്ചാരപഥം, ഓരോ ദിവസവും കാണുന്ന സ്ഥാനം, വേഗത തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുത്തി തയ്യാറാക്കുന്ന പഞ്ചാംഗത്തിൽ (Ephemeris) യുറാനസിനെയും ഉൾപ്പെടുത്തി. പക്ഷെ പഞ്ചാംഗ ഗണനം തെറ്റിച്ചുകൊണ്ടായിരുന്നു യുറാനസിന്റെ പഥം. പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന സ്ഥലത്തു നിന്നും മുന്നിലോ പുറകിലോ ആയി പലപ്പോഴും യുറാനസ് കാണപ്പെട്ടു.

ഇത് ശ്രദ്ധയിൽപെട്ട ഫ്രഞ്ച് വാനനിരീക്ഷകൻ അലക്സി ബുവാർഡ് (Alexis Bouvard) യുറാനസിനപ്പുറം എട്ടാമത്തെ ഗ്രഹം എന്ന സാധ്യത മുന്നോട്ടു വച്ചു. ആ എട്ടാമത്തെ ഗ്രഹത്തിന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണ സ്വാധീനമാവണം യുറാനസിന്റെ പരിക്രമണപഥത്തിലെ ഉലച്ചിലിനു (orbital perturbation) കാരണം എന്നദ്ദേഹം പരികല്‍പന (hypothesis) ചെയ്തു.

പരിക്രമണപഥ ഉലച്ചിൽ – ഒരു ചിന്താ പരീക്ഷണം

മുകളിൽ പറഞ്ഞ ‘ഗുരുത്വാകർഷണ സ്വാധീനം’ സങ്കൽപ്പിക്കാൻ ഒരു ചിന്താ പരീക്ഷണം ആവാം. ശാന്തമായ ഒരു തടാകം. അതിലൂടെ നിങ്ങൾ തോണി തുഴഞ്ഞു പോവുന്നു എന്നിരിക്കട്ടെ. ആ സമയം, മോട്ടോർ ഘടിപ്പിച്ച ഒരു സ്പീഡ് ബോട്ട് നിങ്ങളുടെ അടുത്തുകൂടെ പോയാൽ, അതെ തുടർന്ന് വരുന്ന ജനനിരപ്പിലെ അലകൾ നിങ്ങളുടെ തോണിയെ ഉലയ്ക്കും. അങ്ങിനെ നിങ്ങളുടെ തോണി ചിലപ്പോ വശങ്ങളിലേക്കോ അല്ലെങ്കിൽ മുന്നോട്ടോ പുറകിലോട്ടു നീങ്ങും. ഈ ഉലച്ചിലിന്റെ തീവ്രത, നിങ്ങളുടെ തോണിയുടെയും, അടുത്തുകൂടെ പോയ ബോട്ടിന്റെയും പിണ്ഡം, വേഗത, ദൂരം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

പരിക്രമണപഥ ഉലച്ചിലിൽ നിന്നും നെപ്ട്യൂണിലേക്ക് – ‘ഇൻവേഴ്സ് പ്രോബ്ലം‘

മുകളിലെ ചിന്താ പരീക്ഷണത്തിലേതുപോലെ, യുറാനസിൻറെ പരിക്രമണപഥം, അതിനു സംഭവിക്കുന്ന ഉലച്ചിൽ എന്നിവ അതിനപ്പുറത്തുള്ള നെപ്റ്റ്യൂണിന്റെ ദ്രവ്യമാനം (mass), വേഗത, യുറാനസ്സിൽ നിന്നുമുള്ള ദൂരം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. യുറാനസ്സിന്റെ പരിക്രമണപഥ ഉലച്ചിലിൽ നിന്നും അതിനു കാരണമാവുന്ന ഗ്രഹത്തിന്റെ പരിക്രമണപഥത്തെയും, ദ്രന്യമാനത്തെയും കണക്കുകൂട്ടാം. ഇതിനെ ‘ഇൻവേഴ്സ് പ്രോബ്ലം’ എന്ന് സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതിക ശാസ്ത്രം വിളിക്കുന്നു.

അലക്സി ബുവാർഡിന്റെ പരികല്പന പിന്തുടർന്ന് 1845-46കളിൽ (യുറാനസിനെ ‘തിരിച്ചറിഞ്ഞു’ 60 വർഷങ്ങൾക്കു ശേഷം!) ബ്രിട്ടീഷ് ഗണിതജ്ഞനും ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനുമായ ജോൺ സി ആഡംസ് (John Couch Adams), ഫ്രഞ്ച് ഗണിതജ്ഞനും ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനുമായ ജെ ജെ വെരീയ്‌ർ (Urbain Le Verrier) എന്നിവർ സ്വതന്ത്രമായി, യുറാനസിന്റെ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ട orbital perturbation വരുത്താൻ തക്കതായ മാസ്സുള്ള ഒരു ഗ്രഹത്തെയും, അത്തരമൊരു ഗ്രഹം സഞ്ചരിക്കേണ്ടുന്ന പരിക്രമണപഥവും കണക്കുകൂട്ടി.

തന്റെ കണക്കൂകൂട്ടലിനെ തുടർന്ന് ജെ ജെ വെരീയ്‌ർ ബെർലിൻ വാനനിരീക്ഷണാലയത്തെ ബന്ധപ്പെട്ടു. താൻ കണക്കുക്കൂട്ടിയ പരിക്രമണപഥത്തിൽ നക്ഷത്രമല്ലാത്ത ഖഗോള വസ്തുവിനെ കാണുന്നുണ്ടോ എന്നായിരുന്നു വെരീയ്‌ർക്ക് അറിയേണ്ടിയിരുന്നത്. സെപ്തംബർ 23, 1846ൽ വെരീയ്‌ർ അയച്ച കത്ത് കിട്ടിയ അതേ ദിവസം സന്ധ്യയ്ക്ക് യുറാനസ്സിനപ്പുറത്തെ പുതിയ ഗ്രഹത്തെ ടെലിസ്കോപ്പിലൂടെ ഗോത്ത്ഫ്രീഡ് ഗാല്ലും , ലൂയി ദാറെസ്തും സ്ഥിതീകരിച്ചു. വെരീയ്‌ർ കണക്കുകൂട്ടിയ പഥത്തിൽ നിന്നും വെറും 1 ഡിഗ്രി മാത്രം മാറിയാണ് നെപ്റ്റ്യൂണിനെ അവർ ടെലിസ്കോപ്പിലൂടെ കണ്ടത്.

മറ്റൊരു ഭാഷയിൽ പറഞ്ഞാൽ, വാനനിരീക്ഷണത്താൽ കണ്ടെത്തിയ ഗ്രഹങ്ങളിൽനിന്നും വ്യത്യസ്തമായി, വെറും പേനയും കടലാസും ഉപയോഗിച്ച് കണക്കുകൂട്ടി കണ്ടെത്തിയ ഗ്രഹമാണ് നെപ്റ്റ്യൂൺ ! നെപ്റ്റ്യൂണിന്റെ കണ്ടെത്തൽ സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്രലോകത്തിലെ രോമാഞ്ചമുണർത്തുന്ന കഥയായി എന്നും നിലനിൽക്കുന്നു.

അടിക്കുറിപ്പ്

ജോൺ സി ആഡംസിനെ കുറിച്ച് ഏതാനും വാക്കുകൾ.

വെരീയ്‌ർ മാത്രമല്ല, ആഡംസും കണക്കുകൂട്ടിയിരുന്നു പരികല്പന ചെയ്ത എട്ടാമത്തെ ഗ്രഹത്തിന്റെ പരിക്രമണപഥം. ആ പരിക്രമണ പഥത്തിൽ പുതിയ ഖഗോള വസ്തുവിനെ നിരീക്ഷിക്കാൻ ബ്രിട്ടീഷ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെയിംസ് ചാലിസിനെ ബന്ധപ്പെടുകയും ചെയ്തിരുന്നു എന്ന് മാത്രമല്ല, ചാലിസ് രണ്ടു വട്ടം നെപ്റ്റ്യൂണിനെ കണ്ടിരുന്നു. പക്ഷെ നവീകരിച്ച ആകാശമാപ് കയ്യിലില്ലാത്തതുകൊണ്ടും തന്റെ ധൂമകേതു ഗവേഷണങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധിച്ചിരുന്നതിനാലും അത് നക്ഷത്രമല്ല മറിച്ചു ഒരു ഗ്രഹമാണ് എന്ന തിരിച്ചറിവിലേക്കോ നിഗമനത്തിലേക്കോ എത്തിയില്ല അദ്ദേഹം

അധികവായനയ്ക്ക്

1. http://spaceengine.org/articles/discovery-of-neptune-history/

Happy

3 75 %

Sad

0 0 %

Excited

0 0 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

1 25 %