பருவங்கள்

Udhaya Kumar K :

1. பூமியானது சூரியனைச் சுற்றி ஒரு நீள் வட்டப் பாதையில் வலம் வருவதாய் பள்ளியில் படித்திருக்கிறேன். அதே போல நமக்கும் சூரியனுக்கும் இடையே உள்ள தூரம் தான் நம் கால நிலைகளை (கோடை, மழை, குளிர், வசந்தம்) நிர்ணயிக்கின்றன என்றும் கேள்விப் பட்டிருக்கிறேன். ஆனால் நீள் வட்டப்பாதையில் வரும் பூமி வருடத்தில் இரு முறை சூரியனுக்கு அருகாமையும், இரு முறை சூரியனுக்குத் தொலைவாகவும் இருப்பதால் இரண்டு கோடையும் இரண்டு குளிர் காலமும் மட்டும் தானே இருக்க வேண்டும்? மாறாக இருக்கக் காரணம் என்ன?

2. உலகின் மற்ற பகுதிகளில் குளிர் காலமாக இருக்கும் போது ஆஸ்த்திரேலியாவில் மட்டும் கோடையாக இருக்கும் (December to February) என்று ஒரு முறை கேட்டிருக்கிறேன். இதன் காரணம் என்ன?

பதில் :

புவியின் பருவநிலைகளுக்குக் காரணம் புவிச்சுற்றின் அண்மைநிலை சேய்மைநிலை காரணமல்ல. அது தன் அச்சில் கிட்டத்தட்ட 23½ பாகைகள் சாய்ந்திருப்பதுதான் காரணம்.

அப்படி புவி தன் அச்சில் சாய்ந்திடாமல் இருந்திருப்பின், சூரிய ஒளியும் வெப்பமும் நிலநடுக்கோட்டின் மேல் நேராக விழும். வடஅரைக்கோளமும் தென்அரைக்கோளமும் எப்பொழுதும் ஒரே நேரான சூரிய ஒளியையே பெறும். நேரான ஒளி என்றால் செங்குத்தாக புவியின் மேல் விழும்.

சாய்வான ஒளிக்கதிர்களை விட இப்படி செங்குத்தாக விழும் ஒளிக்கதிர்கள் அதிக வெளிச்சத்தையும் வெப்பத்தையும் உருவாக்கும். ஏனெனில், சாய்வான ஒளிக்கதிர்கள் நம் புவியின் வளிமண்டல அடுக்கில் பட்டு ஒளிவிலகல் அடைந்தது போக எஞ்சியுள்ள பகுதியே புவிக்குள் நுழைகின்றது. அதனால் இவைகள் பெரும்பகுதி வெப்பத்தினை இழந்த வலுக்குறைந்த ஒளிக்கதிர்களாகும்.

ஆக, வடதுருவம் சூரியனை நோக்கி இருக்கையில் வடஅரைக்கோளத்திற்கு கோடைகாலமாகவும் தென் அரைகோளத்திற்கு குளிர்காலமாகவும் இருக்கும். தென்துருவம் சூரியனை நோக்கி இருக்கையில் தென்அரைக்கோளத்திற்கு கோடைகாலமாகவும் வடஅரைக்கோளத்திற்கு குளிர்காலமாகவும் இருக்கும்.

குளிர்காலத்தை விட கோடைகாலம் அதிக வெப்பமாக இருப்பதற்குக் காரணம் சூரிய ஒளி அதிகளவில் செங்குத்தாக விழுவதுதான். இன்னொரு காரணம் என்னவென்று பார்க்கும் முன் சம இரவு-நாள் (Equinox) மற்றும் கதிர்த்திருப்பம் (Solstice) என்றால் என்னவென்று பார்த்து விடுவோம்.

புவி சூரியனைச் சுற்றிவரும் பாதையில் இருக்கும் ஒரு நான்கு நிலைகளை நாம் சம இரவு-நாள் என்றும் கதிர்த்திருப்பம் என்றும் குறிப்பிடுகிறோம். இவைகள் ஆண்டுக்கு இரண்டு முறை நிகழும்.

இலத்தீன் மொழியில் aequus என்றால் சமம், nox என்றால் இரவு என்று பொருள். சம இரவு-நாள் என்பது மார்ச் 20 மற்றும் செப்டம்பர் 22 ஆகிய நாட்களை ஒட்டி நிகழும். இச்சமயம் புவியானது சூரியனில் இருந்து அண்மை நிலையில் இருக்கும். இந்நாட்களில் இரவும் பகலும் சமமாக அதாவது 12 மணிநேரமாக இருக்கும். இதன் இருநிலைகளை வேனிற்கால சம இரவு-நாள் (Vernal Equinox) என்றும், இலையுதிர்கால சம இரவு-நாள் (Autumnal Equinox) என்றும் சொல்கிறோம். இச்சமயம் புவியின் வடஅரைக்கோளத்தில் பகுதியில் இளவேனில் மற்றும் இளங்கூதிர் காலங்கள் நிகழும்.

இலத்தீன் மொழியில் sol என்றால் சூரியன், stitium என்றால் நிற்றல் என்று பொருள். அதாவது புவி தன் நீள்வட்டப்பாதையில் ஒரு புள்ளியில் இருந்து திசை மாற்றிக்கொண்டு நகரத் துவங்குகையில் சூரியக் கதிர்கள் தன் கோணத்தை மாற்றிக்கொள்ளும் தருணத்தை கதிர்த்திருப்பம் என்கிறோம். கதிர்த்திருப்பம் என்பது ஜூன் 21 மற்றும் டிசம்பர் 21 ஆகிய நாட்களை ஒட்டி நிகழும். இச்சமயம் புவியானது சூரியனில் இருந்து சேய்மை (தொலைவு) நிலையில் இருக்கும். இதன் இருநிலைகளை வேனில்கால கதிர்த்திருப்பம் (Summer Solstice) என்றும், குளிர்கால கதிர்த்திருப்பம் (Winter Solstice) என்றும் சொல்கிறோம்.

வேனில்கால கதிர்த்திருப்பத்தின் போது புவியின் வடஅரைக்கோளம் சூரியனை நோக்கி இருக்கும். இங்கு பகல் பொழுது கூடுதலாக இருக்கும். தென் அரைக்கோளம் சூரியனை விட்டு விலகி இருக்கும். இங்கு இரவுப் பொழுது குறைவாக இருக்கும்.

குளிர்கால கதிர்த்திருப்பத்தின் போது புவியின் தென்அரைக்கோளம் சூரியனை நோக்கி இருக்கும். இங்கு இரவுப் பொழுது கூடுதலாக இருக்கும். தென் அரைக்கோளம் சூரியனை விட்டு விலகி இருக்கும். இங்கு பகல் பொழுது குறைவாக இருக்கும்.

இப்பொழுது கோடைக்காலம் அதிக வெப்பமாக இருப்பதற்கான இன்னொரு காரணத்தைப் பார்ப்போம். வேனிற்கால சம இரவு-நாளில் இருந்து இலையுதிர்கால சம இரவு-நாள் வரையிலும் பகல் நீளமானதாக இருக்கும். இடையில் கோடைக்காலத்தையும் கடந்து வரும். பகல் நேரத்தில் அதிகளவு சூரியக்கதிர்கள் புவிக்குள் வந்து வெப்பத்தினை உருவாக்கும், ஆனால் இரவு குறைந்திருப்பதால், குறைந்த அளவேயான வெப்பத்தினை வெளிவிடும்.

அப்புறம், புவி சூரியனை ஒரு நீள்வட்டப்பாதையில் சுற்றி வருகின்றது என்று நாம் அறிவோம். ஆனால், சூரியன் அந்த நீள்வட்டத்தின் மையத்தில் அல்லாமல் சற்று ஒரு புறம் தள்ளி அமைந்துள்ளது. அதனால் பூமி சூரியனுக்கு அருகாமையில் வரும்பொழுது சற்று வேகமாகவும், தொலைவில் வரும்பொழுது மெதுவாகவும் பயணிக்கின்றது.

அதாவது ஜனவரி மாதத்திலிருந்து வேகமாகவும், ஜூலை மாதத்திலிருந்து மெதுவாகவும் சுற்றுகின்றது. இப்படிச் சொல்வதானால், Vernal Equinoxல் இருந்து Autumnal Equinox வரையில் வருவதற்கு 186 நாட்களும், Autumnal Equinoxல் இருந்து Vernal Equinox வரையில் வருவதற்கு 179 நாட்களும் எடுத்துக்கொள்கின்றது.

இதன் காரணமாக வடஅரைக்கோளத்தில் ஜனவரி மாதத்தை விட ஜூலை மாதத்தில் புவிக்கு வெப்பம் சற்றே குறைவாக கிடைக்கின்றது. ஆக, வடஅரைக்கோளத்தின் குளிர்காலம் என்பது தென் அரைக்கோளத்தின் குளிர்காலத்தை விடச் சற்றே வெப்பமானது. அதே சமயம், வடஅரைக்கோளத்தின் கோடைகாலம் நீண்டதாகவும் தென்அரைக்கோளத்தை விட வெப்பம் குறைவாகவும் இருக்கும்.

2. உலகின் மற்ற பகுதிகளில் குளிர் காலமாக இருக்கும் போது ஆஸ்த்திரேலியாவில் மட்டும் கோடையாக இருக்கும் (December to February) என்று ஒரு முறை கேட்டிருக்கிறேன். இதன் காரணம் என்ன?

உலகின் மற்ற பகுதிகள் என்று சொல்வதை விட புவியின் வடஅரைக்கோளம் என்று சொன்னால் சரியாக இருக்கும். டிசம்பர் முதல் பிப்ரவரி வரை ஆஸ்திரேலியா மட்டுமல்ல தென் அரைக்கோளத்தில் உள்ள எல்லா நாடுகளுக்கும் கோடைகாலம்தான். காரணம் புவியின் சாய்வச்சு.

மாதிரி அசைபடத்திற்கு இந்த இணைப்பைப் பாருங்கள் : http://www.mathsisfun.com/earth-orbit.html

படங்கள் எடுக்கப்பட்ட இடங்கள்:

1. http://scijinks.nasa.gov/earths-seasons
2. http://www.enchantedlearning.com/subjects/astronomy/planets/earth/Seasons.shtml
3. http://www.skepticalscience.com/argument.php?a=7&p=8

கடல் ஏன் நீல நிறம்?

Krithika Krishna (July 12, 2012)

எனக்கு ஒரு சந்தேகம்....வானத்தோட நீல நிறம் நீரில் பிரதிபலிப்பதால் நீல நிறமாக இருக்கிறது...அப்படியானால் நம் மேலும் அல்லது செடி கொடிகளின் மீதும் நீல நிறம் பிரதிபலிக்காதா?? ஒரு வேளை தண்ணீருக்கு நிறம் இல்லாததால் வானத்தின் நிறத்தை உன் வாங்கிக்கொள்கிறது என்று வைத்துக்கொண்டாலும்.....சில சமயம், நாம் என்ன நிறத்தில் உடை அணிகின்றோமோ அது முகத்தில் பிரதிபலிக்கிறதே? அப்போ வானத்தில் உள்ள நீல நிறம் நம்மீது விழாதா?? பிரதிபலிக்காதா...கேள்வி அபத்தமான்னு தெரியல... இருந்தாலும் கேக்குறேன்...

பதில் :

வானத்தோட நீல நிறத்தைப் பிரதிபலிப்பதால் மட்டும் கடல் நீலநிறமல்ல...

நீயே பார்த்திருக்கலாம், சிறு குளம், குட்டை, அல்லது வாசலின் முன் ஒரு பாத்திரத்தில் வைக்கப்பட்ட நீர் இவையெல்லாம் நீல நிறத்தில் இருப்பதில்லை.

ஆனால் கடல் மட்டும் ஏன் நீல நிறம்?

வானின் வெளிச்சம், தண்ணீரில் கரைந்துள்ள துகள்களின் அடர்த்தி, கடலின் ஆழம், பார்வையாளரின் பார்வைக்கோணம் இவையெல்லாம் சார்ந்துதான் கடல் நிறமளிக்கும்.

சூரிய ஒளியானது (அதாவது வெண்மையான ஒளி...) கடல் நீரில் விழும்போது, சில வண்ணங்கள் உட்கிரகிக்கப்பட்டுவிடும். மற்ற வண்ணங்கள் தண்ணீரின் மூலக்கூறுகளில் மோதி சிதறடிக்கப்படும்.

அதாவது, சிவப்பு மற்றும் அகச்சிவப்பு கதிர்கள் உறிஞ்சப்பட்டுவிடும். நீலம் மற்றும் பச்சை வண்ணங்கள் மட்டும் பெரும்பாலும் சிதறடிக்கப்படும். இதன் காரணமாகவே பச்சை கலந்த நீலம் அல்லது நீல நிறத்தில் கடல் நீர் தோற்றமளிக்கின்றது.

இது போன்று ஒளிச்சிதறல் அடைய அந்த நீரின் ஆழம் குறைந்தது 10 அடி ஆழமாகவாவது இருக்க வேண்டும். கடலின் ஆழம் கூடக் கூட நீல நிறம் அடர்த்தியாகத் தெரியும்.

வானத்தின் நிறத்தையும் சேர்த்துப் பிரதிபலிக்கும். ஆனால் அதனால் மட்டும்தான் நீல நிறம் என்று சொல்ல முடியாது.

சரி இப்பொழுது, செடிகொடி மற்றும் மனிதர்களுக்கு வருவோம். இங்கும் அதே கதைதான். நிறம் என்பது ஒரு பொருளின் மேல் விழும் வெண்மை ஒளியில் (வெண்மை என்பது எல்லா நிறங்களின் தொகுப்பு) உட்கிரகிக்கப்படாமல் சிதறடிக்கப்படும் ஒளி ஆகும்.

அதாவது 7 நிறங்கள் (ஒரு பேச்சுக்கு VIBGYOR) கொண்ட ஒரு வெண்மை ஒளி ஒரு பொருளில் பட்டு அது பச்சை நிறத்தில் தெரிகின்றது என்றால் அந்தப் பொருள் பச்சை நிறத்தைத் தவிர மற்ற வண்ணங்களை உறிஞ்சிக்கொண்டது என்று பொருள்.

ஆக, உலகில் நாம் பார்க்கும் வண்ணங்கள் எல்லாம் உறிஞ்சப்படாமல் சிதறடிக்கப்பட்டு நம் கண்களை அடையும் ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளங்கள் கொண்ட ஒளிக்கதிர்களே.

ஒரு பொருளின் நிறத்தை அப்படியே பிரதிபலிக்க வேண்டும் என்றால் அங்கு உட்கிரகிப்பு எதுவும் நடக்கக்கூடாது. நாம் அணியும் உடைகளின் நிறம் நம் முகத்தில் பிரதிபலிக்க வேண்டும் என்றால், ஒளியானது அந்த உடையின் மேல் பட்டு உடையின் நிறம் பிரதிபலிக்கப்பட்டு அது நம் முகத்தில் மோதி, நம் முகமும் அதனை அப்படியே பிரதிபலித்தால் மட்டுமே சாத்தியம்.

அது எப்பொழுது சாத்தியம்... நாம் சுத்தமாகக் குளித்து விட்டு, பவுடர் போட்டிருந்தால் மட்டுமே. அல்லது வெள்ளைத் தோல் கொண்டவனாக இருந்தால் சாத்தியம். கருப்புத் தோலில், மெலனின் என்றொரு நிறமி உண்டு. அது எல்லாவற்றையும் உறிஞ்சிக்கொண்டு Brown வண்ணத்தைத்தான் வெளிவிடும். மெலனினின் அடர்த்திக் கூடக் கூட கருமை நிறம்தான் மிஞ்சும். அதாவது எதுவுமே பிரதிபலிக்கப்படாது...  

விசைகள்

நண்பர் ஒருவரின் கேள்வி.

ஈர்ப்பு விசை என்றால் என்ன? வேறு என்ன முக்கியமான விசைகள் இருக்கின்றன?

நாம் காணும் உலகில் அடிப்படையாக நான்கு விசைகள் இருப்பதாக அறிந்துள்ளோம்.

1. ஈர்ப்பு விசை (Gravitational Force)

2. மின்காந்த விசை (Electromagnetic Force)

3. பலவீன அணுக்கரு விசை (Weak Nuclear Force)

4. வலிய அணுக்கரு விசை (Strong Nuclear Force)

வலிய அணுக்கரு விசை (Strong Nuclear Force)

இதுதான் உலகில் அதி சக்தி வாய்ந்த விசையாகும். இதன் வேலை என்னவென்றால் புரோட்டான்களுக்கும் நியூட்ரான்களுக்கும் உள்ளே உள்ள குவார்க்குகளை ஒன்றாகக் கட்டிப்போடுவதுதான். நமக்குத் தெரியும் எதிர் எதிர் மின்னூட்டங்கள் கொண்டவைகள் ஒன்றையொன்று ஈர்த்துக்கொள்ளும் என்று. ஆனால் அணுக்கருவிற்குள் இருக்கும் புரோட்டான் + மின்னூட்டம் கொண்டதாகவும், நியூட்ரான்கள் மின்னூட்டம் எதுவுமின்றியும் இருக்கின்றது. ஆனாலும் அவை ஒன்றோடு ஒன்று சேர்ந்தே இருக்கின்றது. ஒரே மின்னூட்டம் கொண்ட புரோட்டான்கள் ஒன்றையொன்று எதிர்த்துக்கொண்டு ஓடி விடாமல் எப்படி ஒரே இடத்தில் இருக்கின்றன? ஒரே சமயத்தில் ஈர்க்கவும் எதிர்க்கவும் கூடிய ஒரு செயல்பாடு எப்படிச் சாத்தியம்? ஏனெனில், எதிர்ப்பையும் மீறி ஈர்ப்பதற்கு ஒரு விசை அங்கே நிகழ்கின்றது. இதையும் பாலியின் தவிர்ப்புத் தத்துவம் (Pauli's Exclusion Principle) விளக்கும்.

வேடிக்கையாகச் சொல்வதானால் அவைகள், எடையற்ற குளுவான் (Gluon) என்றொரு பந்தினை மாறி மாறித் தூக்கிப்போட்டுப் பிடித்துக்கொண்டிருக்கின்றன. அதாவது இந்தக் குளுவான்தான் அந்த வலிய அணுக்கரு விசைக்கு இடைப்பாலம். இந்த விசையின் பரவுத்தொலைவு அணுவுக்குள்ளேயே அதுவும் அணுத்துகள்களுக்குள்ளாகவே (Sub atomic particles) முடிந்துவிடும். அதனால்தான் நம்மில் பெரும்பாலோர் இப்படி ஒரு விசை இருக்கின்றது என அறிந்திருக்க மாட்டோம்.

பலவீன அணுக்கரு விசை (Weak Nuclear Force)

இந்த விசை வலிய அணுக்கரு விசையை விட பலவீனமானது, ஆனால் மின்காந்த விசையை விட வலிமையானது. இதன் பரவுத் தொலைவு அணுக்கருவின் அளவிற்குள்ளேயே முடிந்துவிடும். இதனைக் கடத்தும் துகள் எடை மிகுந்த W மற்றும் Z போசான்கள். இந்த பலிவீன விசையே கதிரியக்க அழிவுக்குக் (Radioactive decay) காரணம்.

மின்காந்த விசை (Electromagnetic Force)

இது நம்மில் பெரும்பாலோர்க்குத் தெரிந்திருக்கும். ஏனெனில் இதன் விளைவுகளை நம்மால் காண இயலும். இந்த விசையே உலகின் இரண்டாவது வலிய விசையாகும். இதன் வலிமை வலிய அணுக்கரு விசையை விட ஒரு சதவீதம்தான் குறைவானதாம். ஆனால் இதன் பரவுத் தொலைவு எல்லையற்றது. இந்த விசைக்கு இரண்டு தன்மைகள் உண்டு. ஈர்ப்பு விசையும், விலக்கு விசையும் கொண்டது. ஏனெனில் இந்த விசை நேர், எதிர் என இரண்டு மின்னூட்டத் தன்மைகளையும் கொண்டது. இந்தவிசையினைக் கடத்தும் துகள் எடையற்ற போட்டோன் (Photon) ஆகும். ஆம், ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் ஒளித்துணுக்குதான் அது.

இந்த மின்காந்த விசையே அணுவின் அமைப்பிற்குக் காரணமாக அமைகின்றது. அதாவது எலக்ட்ரான்கள் அதிகமாக இருக்கும் அணுக்களில், எலக்ட்ரான்களின் எதிர் விசை காரணமாக அணுக்கருவை விட்டு அதிக விலகலடைந்து பெரிதாக இருக்கும். அதேபோன்று அணுக்கரு பெரிதாக இருந்து எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை குறைவாக இருந்தால், அதிக ஈர்ப்பு ஏற்பட்டு அணுவின் அமைப்பு சிறியதாக இருக்கும்.

ஈர்ப்பு விசை (Gravitational Force)

இதுதான் உலகின் நான்கு அடிப்படை விசைகளில் மிகப் பலவீனமான விசை.எவ்வளவு என்றால் வலிய அணுக்கரு விசையைவிட 10ன் அடுக்கு -36 அளவுதான் இருக்கும். இது பலவீனமானது என்பதனை ஒரு எளிய செயல்பாட்டில் விளக்கலாம். காகிதத்தினை சிறு சிறு துணுக்குகளாக வெட்டி வைத்துக்கொள்ளுங்கள். பின்னர் ஒரு தலை சீவும் சீப்பை எடுத்து, உங்கள் சட்டையில் தேய்த்து (நிறைய முடி இருப்பவர்கள் தலையைக் கூட வரட் வரட் என்று வாரிக்கொள்ளலாம்) அச்சீப்பில் ஒரு நிலைமின்சாரத்தை ஏற்படுத்துங்கள். இப்பொழுது அந்தக் காகிதத் துணுக்குகளுக்கு மேல் அதனைக் காட்டுங்கள். அவைகள் அந்தச் சீப்பை நோக்கிச் செல்வதைக் காணலாம்.

ஆக, ஈர்ப்பு விசையை விட மின்காந்த விசை வலியது என்பது உறுதியாகின்றது. இருப்பினும் ஈர்ப்பு விசையின் பரவுத் தொலைவானது மிக அதிகம். நிறையுள்ள பொருட்கள் எல்லாவற்றிற்கும் ஈர்ப்பு விசை இருக்கும். ஈர்ப்பு விசையின் விளைவுகள் பொருளின் நிறையையும், இரு பொருள்களுக்கிடையே இருக்கும் தொலைவையும் சார்ந்தது.

அதாவது இரு பொருள்களுக்கிடையே இருக்கும் ஈர்ப்பு விசையானது, அப்பொருள்களின் நிறைகளின் பெருக்கற்தொகைகளுக்கு நேர்விகிதத்திலும், இரண்டிற்கும் இடையே இருக்கும் தொலைவுகளின் இருமடிக்கு எதிர்விகிதத்திலும் இருக்கும்.

இந்த ஈர்ப்பு விசையினைக் கடத்தும் துகள் கிராவிட்டான் என்கிறார்கள். ஆனால் இது பரீட்சார்த்த முறையில் இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. காரணம் பலவீனமான விசையின் மிகசிறிய ஒன்று என்பதால் என்கிறார்கள். அண்மைக்கால ஆய்வுகள் இத்துகள் எடையற்றவை எனச் சொல்கின்றன.

17ம் நூற்றாண்டின் துவக்கத்தில் நம் கலிலியோ கலிலி பைசா நகரத்து சாய்ந்த கோபுரத்தில் இருந்து இருவேறு எடைகள் கொண்ட பந்தினை கீழே விழச் செய்து இரண்டும் ஒரே நேரத்தில்தான் தரையைத் தொடுகின்றன என்றொரு ஆய்வு செய்தார். இதன் மூலம் அவர் சொன்னது, புவியானது அனைத்துப் பொருட்களையும் ஒரே வேகத்தில்தான் ஈர்த்து துரிதப்படுத்துகின்றது என்றார். மற்றபடி மிகவும் இலேசான பொருட்கள் தரையைத் தொடும் தாமதத்திற்குக் காரணம் அது வளிமண்டலம் இருப்பதால் காற்றின் எதிர்ப்பினால் என்றார். அது மிகச் சரி என அனைவராலும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுவிட்டது.

பிற்பாடு ஐசக் நியூட்டன் வந்து கலிலியோவினை அடியொட்டி ஈர்ப்புவிசைக் கோட்பாட்டினை உருவாக்கினார். இதனடிப்படையிலேயே யுரேனசின் அசைவுகளைக் கொண்டு நெப்ட்யூன் என்றொரு கிரகம் இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. ஆனால், புதனின் அசைவுகளைக் கொண்டு புதனுக்கு முன் ஒரு கிரகம் இருக்க வேண்டும் என்ற யூகம் பொய்த்துப் போனதில் இந்தக் கோட்பாடு செயலிழந்து போனது.

பிற்பாடு வந்த நம் ஐன்ஸ்டைனின் பொதுச் சார்பியல் கோட்பாட்டில் புதனின் சுற்றுப்பாதையில் உள்ள முரண்பாடுகளைக் கணக்கில் கொண்டு சரி செய்யப்பட்டது. ஆனால், இவரது கோட்பாடு சற்றுக் கடிமானது என்பதாலும், வெகு சாதாரண அதாவது சிறிய எடைகள், அதிக வேகமில்லாத, எளிய ஆற்றல்கள் போன்ற கணக்கீடுகளுக்கு நியூட்டனின் கோட்பாட்டினையே நாம் பின்பற்றி வருகின்றோம். அதுவே போதுமானதாகவும் இருக்கின்றது.

ஆக, நிறையுள்ள பொருட்கள் ஒன்றையொன்று கவரும் விசையே ஈர்ப்பு விசை என்கிறோம். கணக்கீடுகளின் படி பூமியின் ஈர்ப்பு வலிமை g என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகின்றது. அதன் மதிப்பு நொடிக்கு 9.81 மீட்டர்கள். அதாவது, பூமியின் மேலே இருந்து பூமியில் விழும் பொருளானது ஒவ்வொரு நொடிக்கும் 9.81 மீட்டர்கள் வேகம் அதிகரித்து விழும்.

இந்த மதிப்பானது, பூமியின் மையத்திலிருந்து கடல்மட்டம் வரையில்தான். அதற்கு மேலே மலைகளுக்குச் சென்றால் இதன் மதிப்பு குறையும். கடல்மட்டத்தை விட கீழே சென்றால் கூடும். அதாவது பூமியின் மையத்தை விட்டு விலகுந்தோறும் அதன் மதிப்பு குறையும், நெருங்குந்தோறும் அது அதிகரிக்கும்.

இந்த ஈர்ப்பு விசையினைக் குறித்து இன்னும் நிறைய சொல்லிக்கொண்டே போகலாம்.

பிரபஞ்சத் தோற்றம்

பிரபஞ்சத் தோற்றம்

பரந்து விரிந்து இருக்கும் இப்பிரபஞ்சத்தில், கோடானுகோடி நட்சத்திரங்களில் கவனத்தையே ஈர்க்காத ஒரு சிறு நட்சத்திரம்தான் நம் சூரியன். அச்சூரியனைச் சுற்றிவரும் கோள்களில் பூமி என்ற கிரகத்தில் வசிக்கும் மனிதர்களாகிய நாம் அற்பத்திலும் அற்பம். ஆனால் அந்த அற்பத்திற்கு அறிவு பெருகும் மூளை என்ற ஒன்றின் வளர்ச்சி மிகச் சிறப்பானது. அச்சிறப்பால், சிந்தனையால் அதற்குள் எழும் கேள்விகள்தான் எத்தனையெத்தனை, எத்தனை அபாரமானவைகள்....?

இதோ தன் தோற்றம் குறித்தும், தானிருக்கும் பிரபஞ்சத்தோற்றம் குறித்தும் அறியப் புறப்பட்டதன் விளைவாக உருவாக்கப்பட்டிருக்கும் கோட்பாடுகளைக் காண்போம். பிரபஞ்சத் தோற்றம் குறித்து பல்வேறு கருத்துகள், கொள்கைகள் நிலவுகின்றன. அவற்றில் சில,

1. ஸ்திர நிலைத் தத்துவம் (Steady State Theory)

2. பெருவெடிப்புக் கொள்கை (Big Bang Theory)

3. கடவுளால் படைக்கப்பட்டது (God's Creation)

இதில் பெருவெடிப்புக் கொள்கை பற்றி இங்கு சற்று பார்ப்போம்.

இன்றிலிருந்து ஏறக்குறைய 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் ஏதுமற்ற பாழ்வெளியில், சூனியத்தில், ஓரிடத்தில் மட்டும் ஒரு பொருண்மை இருந்தது. அதி எடையுடன் அனைத்தையும் தனக்குள் அடக்கிக்கொண்டு உள்ளுக்குள் ஒரு பரபரப்பில் இருந்திருக்கவேண்டும். அதனை ஆங்கிலத்தில் Singularity என்கிறார்கள். நாம் தமிழில் அதனை அனைத்தொருமை எனச் சொல்லலாமா..?

அவ்வனைத்தொருமை ஒரு கணத்தில் அதி வேகத்தில் விரிவடையத் துவங்கியது. அந்த அதிவேகத் தொடக்கத்தினைத்தான் நாம் பெருவெடிப்பு என்கிறோம். அதுதான் நம் பிரபஞ்சப் பிறப்பின் முதற்கணம். கணக்கிட முடியாத அளவிற்கான பெருவெப்பம். விரிவிலிருந்து 10ன் அடுக்கு -37வது நொடியில், (அதாவது 0.0000000000000000000000000000000000001 என ஒரு புள்ளி வைத்து 36 சுழியன்கள் போட்டுப் பின் ஒன்று) பிரபஞ்ச வீக்கம் பெறத் துவங்குகின்றது. அப்பொழுது தோன்றுகின்றது முதற்பொருள். Quark-Gluon Plasma (GGP) அல்லது குவார்க் குழம்பி. அதனைத் தொடர்ந்து மற்ற அடிப்படைத் துகள்கள் பிறக்கின்றன.

பெருவெப்பத்தில், அதிவேகத்திலும், ஒன்றோடு ஒன்று மோதி துகள்கள் மற்றும் எதிர்த்துகள்கள் உருவாக்கப்படுகின்றன. உருவான அதே வேகத்தில் அழிக்கவும்படுகின்றன. அப்படியொரு கணத்தில் திடீரென்று Baryogenesis என்றொரு வினை நிகழ்த்தப் பெற்று குவார்க்குகள் மற்றும் லெப்டான்கள் உருப்பெறுகின்றன. இவைகள்தான் நம் இன்றையப் பிரபஞ்சத்தின் பொருள் மற்றும் எதிர்ப்பொருள்களின் (Matter and Antimatter) முன்னோடி.

பிரபஞ்சம் இன்னும் விரிவடையத் துவங்குகின்றது. அளவில் விரிய விரிய வெப்பம் குறையத் துவங்குகின்றது. காரணம் பொருட்களின் சக்தி குறைகின்றன. பல்வேறு தொடர்மாறுதல்களில் இருந்தவைகள் எல்லாம் இப்பொழுது நாம் உணரும் பிரபஞ்சத்தின் இன்றைய அடிப்படை விதிகளுக்குட்பட்டு பொருட்களின் தற்போதைய அமைப்பு உருவாகின்றது.

இதுவரை தன் நிகழ்வில் கண்கொள்ளாக்காட்சியாக இருந்த பெருவெடிப்பு, 10ன் அடுக்கு -11வது நொடியில் தன் வசீகரம் இழக்கத் துவங்குகின்றது. துகள்களின் வேகமும் சக்தியும் இன்றைக்கு நாம் சோதனைச்சாலைகளில் அடைத்துவைத்து சோதிக்கும் அளவிற்குக் குறைகின்றன.

10ன் அடுக்கு -6வது நொடியில் குவார்க்குகளும் குளூவான்களும் ஒன்றிணைந்து பேரியான்களாக (baryon) அதாவது புரோட்டான் நியூட்ரானாக உருவாகின்றன. இப்பொழுது போதுமான வெப்பம் இல்லாத காரணத்தினால் இனி புதிய புரோட்டான்களோ எதிர்-புரோட்டான்களோ உருவாவது நின்று போகின்றது. அதுபோன்றே நியூட்ரான்களும், எதிர்-நியூட்ரான்களும் உருவாவதும் நின்று போகின்றது. பொருண்மை அழிவு துவங்கி (Mass annihilation) சில புரோட்டான் நியூட்ரான்களைத் தவிர மற்றவைகள் அழிவு பெறுகின்றன.

ஒரு நொடி கழித்து இதே போன்றதொரு நிகழ்வு எலக்ட்ரான்களுக்கும் பாஸிட்ரான்களுக்கும் நிகழ்கின்றது. இந்த அழிவுகளுக்குப் பின்னர் எஞ்சியிருக்கும் புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் முன்புபோல் பிரபஞ்சத்தில் அலையவில்லை. வேகம் குறைந்துவிட்டது. ஆனால், போட்டான்கள் (Photons) பிரபஞ்சத்தினை ஆளுமை செய்யத் துவங்கிவிட்டன நியூட்ரினோக்களின் (Neutrinos) சிறிய பங்களிப்போடு.

பெருவிரிவின் சில நிமிடங்களுக்குப் பிறகு ஏறத்தாழ ஒரு பில்லியன் கெல்வின் அளவிற்கு வெப்பநிலையில் நியூட்ரான்கள் புரோட்டான்களோடு ஒன்றிணைந்து இன்றைய பிரபஞ்சத்தின் டியூட்டிரியம் (Deuterium) மற்றும் ஹீலியம் அணுக்கருவை உருவாக்குகின்றன. இதற்கு பெருவெடிப்பு அணுக்கருச்சேர்க்கை (Big Bang Nucleosynthesis) என்று பெயர். பெரும்பாலான புரோட்டான்கள் நியூட்ரான்களோடு சேராமல், ஹைட்ரஜன் அணுக்கருவாகவே நீடிக்கத் தொடங்கின.

பிரபஞ்சம் குளிரக் குளிர (ஒரு பேச்சுக்குத்தான் குளிர என்கிறோம்... ஆரம்ப கணத்தின் வெப்பத்தினை ஒப்பிடும்பொழுதுதான் இது குளிர். நம்மைப் பொறுத்தவரை இது அதிவெப்பம்தான்.) மிச்சமிருக்கும், பொருண்மை, ஆற்றல் நிறைகள் எல்லாம் ஒன்றாக, ஈர்ப்பு விசை உருவாகின்றது.

3,79,000 ஆண்டுகள் கழித்துதான் அணுக்கருவுடன் எலக்ட்ரான்கள் சேர்ந்து அணுக்களே உருவாகின்றன. பெரும்பாலும் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள். அதிலிருந்து கதிரியக்கம் பெருகிப் பிரபஞ்சம் முழுவதும் விரைகின்றன. அதனையே பிரபஞ்சப் பின்புல நுண்ணலைக் கதிரியக்கம் (Cosmic Microwave Background Radiation-CMBR) என்கிறோம். இன்றைக்கும் அதனை நாம் உணர்கின்றோம். இந்த ஒன்றைத்தான் பெருவெடிப்பிற்கான ஆதாரமாக விஞ்ஞானிகள் சுட்டுகின்றனர். இதனைத் தொடர்ந்து பின்னோக்கிப் போய்தான் இத்தனையையும் உணர்கின்றோம்.

அதன் பின்னரே, வெகுகாலத்திற்குப் பிறகு அடர்த்தியான பொருள்கள் ஈர்ப்புவிசையின் காரணமாக ஒன்றிணைந்து, அதனால் ஏற்பட்ட நிறையின் காரணமாக ஈர்ப்பு விசை கூடி மேலும், தன்னைச்சுற்றி உள்ள பொருட்களை மேலும் ஈர்த்து, மேகங்கள், நட்சத்திரங்கள், மண்டலங்கள் மற்றும் இதரவைகளாக உருப்பெற்றன. அதன் பின்னர்தான் நம் சூரியன் மற்றும் கோள்கள். அதற்குப்பின் பல மில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பின்னர்தான் முதல் உயிரினம். அதற்குப் பின் பல மில்லியன் ஆண்டுகள் கழித்துதான் மனிதன்.

பெருவெடிப்பில் நாம் தவறாகப் புரிந்துகொள்வது

1. பெருவெடிப்பு என்றதும், ஏதோ வாணவெடி வெடித்துச் சிதறுவது போன்று கற்பனை செய்துகொள்கின்றோம். விஞ்ஞானிகள் என்ன சொல்கின்றார்கள் என்றால், அது ஒரு திடீர் விரிவடைவு அவ்வளவுதான் என்கிறார்கள்.

2. அனைத்தொருமை (Singularity) என்றதும், அது ஏதோ விண்வெளியில் இருந்த ஒரு சிறிய புள்ளி போன்ற ஒரு பொருள், அல்லது ஒரு கனன்று கொண்டிருந்த ஒரு நெருப்புப் புள்ளி என்று நினைக்கிறோம். அதுவும் தவறு. நினைவில் கொள்ளுங்கள், பெருவெடிப்பிற்குப் பின்னர்தான் வெளி என்ற ஒன்றே உருவானது. பொருள், நிகழ்வு மற்றும் காலமும் அப்படித்தான்.

அதாவது வெளியில் அந்த அனைத்தொருமை இல்லை. மாறாக வெளியே அந்த அனைத்தொருமைக்குள்தான் இருந்தது. அப்படியென்றால் அது எங்கேதான் இருந்தது? எங்கிருந்து வந்தது? எதற்காக வந்தது? சரியான பதில், நமக்குத் தெரியாது என்பதுதான். உண்மையில் நமக்குத் தெரிந்தது என்றால், நாமெல்லாம் அதற்குள் இருந்து வந்தோம் என்பது மட்டும்தான்.

பெருவெடிப்பிற்கான சான்று

1. உடுமண்டலங்கள் அதிவேகத்தில் ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகிச்செல்கின்றன என்பதை 1929ல் ஹப்பிள் என்பவர் கண்டுபிடித்துச் சொன்னது, பிரபஞ்சம் விரிவடைவதை உறுதிப்படுத்தியது.

2. CMBR என்ற பின்புலக் கதிரியக்கத்தினை 1965ல் Arno Penzias மற்றும் Robert Wilson 2.725K அளவில் வியாபித்திருப்பதைக் கண்டு சொன்னார்கள். இதைத்தான் விஞ்ஞானிகளும் பெருவெடிப்பை உறுதிப்படுத்தத் தேடிக்கொண்டிருந்தார்கள்.

பனிக்கட்டி தண்ணீரில் எப்படிக் கரைகின்றது?

Krithika Lakshminarasimhanன் கேள்வி.

தண்ணீர் ஒரு உலகளாவியக்கரைப்பான் (Universal Solvent) என்று சொல்வார்கள். உலகின் பெரும்பாலான பொருட்களை தண்ணீர் கரைத்து விடுவதால் அப்படிப் பெயர். சரி, பனிக்கட்டி தண்ணீரில் எப்படிக் கரைகின்றது? பனிக்கட்டி தண்ணீரால் ஆனதுதானே? தண்ணீரே தண்ணீரைக் கரைக்குமா?

ஐஸ் கட்டி எடை உள்ளது..தண்ணீரில் போட்ட உடன் உள்ளே செல்லாமல், எதற்காக மிதக்கின்றது?

பதில்:

இங்கு பனிக்கட்டியைக் கரைப்பது தண்ணீர் அல்ல. தண்ணீரின் வெப்பநிலை. பனிக்கட்டியானது தான் ஆவியாவதற்கு அருகிலுள்ள பொருட்களின் அல்லது சுற்றுப்புற வெப்பநிலையை உள்வாங்கிக்கொள்ளும். பனிக்கட்டியானது ஆவியாதலின் முதற்படியாக திரவநிலையை அடைந்து தண்ணீராக மாறி விடுகின்றது.

இனி, பனிக்கட்டி தண்ணீரைவிட எடை அதிகமாகத் தெரிகின்றதே, அது எப்படி தண்ணீரில் மூழ்காமல் மிதக்கின்றது?

முதலில் மிதவை விதி (Law of Floatation) குறித்து ஒரு சிறு பார்வை பார்த்து விடலாம். இதனைக் கண்டு பிடித்தவர் ஆர்க்கிமிடிசு என்பதால் இதனை ஆர்க்கிமிடிசு தத்துவம் என்றும் சொல்வார்கள்.

Any object, wholly or partially immersed in a fluid, is buoyed up by a force equal to the weight of the fluid displaced by the object.

ஒரு பாய்மத்தினுள் (திரவம்/வாயு) அமிழ்த்தப்பட்ட ஒரு பொருளின் மீது அப்பாய்மம் செலுத்தும் மிதப்பு-விசை அப்பொருளினால் இடப்பெயர்வு செய்யப்பட்ட பாய்மத்தின் எடைக்குச் சமம்.

ஒரு பொருளைத் தண்ணீரில் போட்டதும் இரண்டு விசைகளின் செயல்பாடுகள் நிகழ்கின்றன. ஒன்று, பொருளின் எடைகாரணமாக கீழ்நோக்கிய விசை; இரண்டு, நீரின் வெளித்தள்ளும் மிதப்பு விசை (buoyancy).

பொருளின் எடையானது பாய்மத்தின் மிதப்பு விசையினை விடக் குறைவாகவோ அல்லது சமமாகவோ இருப்பின், அப்பொருள் மிதக்கும்.

அல்லது இப்படியும் சொல்லலாம்.

பொருளின் எடையானது வெளியேற்றப்படும் பாய்மத்தின் எடையை விட குறைவாகவோ அல்லது சமமாகவே இருப்பின், அப்பொருள் மிதக்கும்.

சரி, நம் கேள்விக்கு வருவோம். பொதுவாக ஒரு திரவமானது, திரவநிலையில் இருந்து திட நிலைக்கு மாறும்பொழுது தன் இயல்பில் குறுகிவிடும். காரணம் அதன் மூலக்கூறுகள் ஒன்றுக்கொன்று நெருக்கமாக வந்துவிடும். அதன் விளைவாக, திரவநிலையில் இருந்த கனஅளவைவிடக் குறைந்து திட நிலையில் அதன் அடர்த்தி அதிகரித்துவிடும். அதாவது திரவநிலையை விட திட நிலையில் அதன் எடை அதிகரித்துவிடும்.

ஆனால், நீர் அப்படியல்ல, சற்றே மாறுபட்டது. நீரானது திரவ நிலையில் இருந்து திடநிலைக்கு மாறும்பொழுது சுருங்குவதற்குப் பதிலாக விரிவடைந்துவிடும். இதற்குக் காரணம் ஹைட்ரஜனின் பிணைப்பு. நமக்குத் தெரியும் நீர் என்பது, ஒரு ஆக்ஸிஜனுடன்(-) இரண்டு ஹைட்ரஜன்(+) சேர்ந்தது என்று. இந்த நீரின் மூலக்கூறானது தன்னருகே இருக்கும் மற்றொரு நீரின் மூலக்கூறோடு ஒரு பலவீனமான வேதியல் பிணைப்பினையும் கொண்டிருக்கும். இதனையே பகிர்பிணைப்பு (Covalent Bond) என்பர்.

நீர் திடநிலைக்கு மாறும்பொழுது, அதாவது 4 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலைக்கு வரும்பொழுது ஹைட்ரஜன் அணுவானது மற்றொரு ஆக்ஸிஜனுடன் தான் கொண்டிருக்கும் பகிர்வுப் பிணைப்பை மெல்ல இழந்துவிடும். இதன் காரணமாக படிகம் போன்றதொரு அமைப்பைப் பெறும். அந்த இணைப்பு விலகுவதால் மூலக்கூறுகளின் இடைவெளியும் அதிகரிக்கும்.

ஆக, நீர் மட்டும் திடநிலைக்கு மாறும்பொழுது தன் இயல்பில் இருந்து விரிவடையும்*. அந்த விரிவடைதலில் திரவநிலையில் இருந்த அடர்த்தியை விட 9 மடங்கு அடர்த்தி குறைந்துவிடுகின்றது. நீரைவிட 9 மடங்கு இடத்தினை பனிக்கட்டி எடுத்துக்கொள்கின்றது.

அதாவது, ஒரு லிட்டர் தண்ணீரின் அடர்த்தியை விட ஒரு லிட்டர் நீரில் உருவான பனிக்கட்டியின் அடர்த்தி (9/10) குறைவானதாகும். நீரின் அடர்த்தி 10 எனக்கொண்டால் பனிக்கட்டியின் அடர்த்தி 9. எனவே நீரைவிட பனிக்கட்டி எடை குறைவு.

இதனால்தான், மிதவை விதிப்படி பனிக்கட்டியானது நீரில் மூழ்கி தன் எடைக்குச் சமமான நீரை (9/10) வெளியேற்றியதால் தண்ணீரில் மிதக்கின்றது. 1/10 பகுதி வெளியே தெரிகின்றது. 9/10 பகுதி நீரில் அமிழ்ந்திருக்கும்.#

*குளிர்காலங்களில் தண்ணீர்க்குழாய்களில் வெடிப்பு ஏற்படுவதற்குக் காரணம் இந்த விரிவடைதலே.

#கடலில் பெரிய பனிக்கட்டிகள் மிதக்கும்பொழுது, வெளியே தெரியும் பனிக்கட்டியானது 10ல் ஒரு பகுதியே. மீதமுள்ள 10ல் 9 பகுதி நீருக்குள் அமிழ்ந்திருக்கும். டைட்டானிக் விபத்து நினைவுக்கு வருகின்றதா?

இரத்தம் என்ன நிறம்?

எந்த உயிரினத்துக்கு இரத்தம் வெள்ளை நிறத்தில் இருக்கும்? இரத்தமே இல்லாத உயிரினம் எது?

பொதுவாக பூமியில் உள்ள பெரும்பாலான உயிரினங்கள் ஆக்ஸிஜனை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. ஆக்ஸிஜனை உடலின் பல்வேறு பாகங்களுக்கும் கொண்டு செல்ல இரத்தத்தைப் பயன்படுத்திக்கொள்ளும். ஆனால் கரப்பான் பூச்சி மட்டும் tracheae எனப்படும் குழாய் போன்றதொரு அமைப்பினைப் பயன்படுத்துவதால், அதன் இரத்தம் நிறமற்றது.

முட்டையிடப்போகும் பெண் கரப்பான் பூச்சியின் இரத்தம் மட்டும் சற்றே வெளிறிய ஆரஞ்சு வண்ணத்தில் இருக்கும். முட்டைக்குத் தேவையான vitellogenin எனப்படும் மரபணுப்புரதத்தை கல்லீரலில் உற்பத்தி செய்து அதனை கருப்பைக்கு இரத்தத்தின் மூலம் அனுப்புவதால் அந்நிறம்.

பெரும்பாலும், பெரிய உடல்கொண்ட உயிரினங்கள் இரத்தம் கொண்டிருக்கும். கடற்பஞ்சு (இரு ஒரு விலங்கினம் தெரியுமா?), ஜெல்லி மீன், வட்டப்புழுக்கள் போன்றவைகளுக்கு இரத்தம் கிடையாது. அவைகள் ஆக்ஸிஜனை உடலின் மேற்பகுதிகள் மூலம் உறிஞ்சிக்கொள்ளும்.

ஆக்ஸிஜனை எடுத்துக் கொண்டு போனால்... ரத்தம் ஏன் சிவப்பு நிறமாக இருக்க வேண்டும்...? யாருக்கேனும் இந்தக் கேள்வி தோன்றியதா...?

ஆங்கிலத்தில் Red Blood Corpuscles (RBC) என்றழைக்கப்படும் சிவப்பணுக்கள் ஏறக்குறைய 35டிரில்லியன் எண்ணிக்கையில் ஒரு மனிதனின் உடலில் வலம் வந்துகொண்டிருக்கின்றது. சிவப்பணுக்களில் Hemoglobin என்றொரு நிறமி உள்ளது. இது இரும்பு மற்றும் புரதச்சத்துக்களைக் கொண்டது. இதுவே இரத்தத்திற்கு சிவப்பு வண்ணத்தைக் கொடுக்கின்றது.

இந்த ஹீமோகுளோபினில் ஆக்ஸிஜனைத் தூக்கிச்செல்வதற்காக ஒரு மூட்டைதூக்கி இருக்கின்றது. இரத்தமானது நுரையீரலுக்குள் சென்று வரும்பொழுது ஆக்ஸிஜனைச் சுமந்துகொண்டு தமனிகள் (Arteries) மூலம் ராஜபாட்டையில் பயணிப்பது போன்று சென்று, சிறுதந்துகிக்குழாய் (Capillaries) மூலம் ஊருக்குள் பிரிந்து செல்லும் பாதைகளில் செல்வது போல் உடலின் பாகங்களுக்கு அளிக்கப்படுகின்றது.

பின்னர், ஆக்ஸிஜன் பயன்படுத்தப்பட்டு (எரிக்கப்பட்டு... தீயால் எரிக்கப்பட்டு அல்ல) கார்பன் டை ஆக்சைடையும் (ஹீமோகுளோபினில் உள்ள) அதே மூட்டைதூக்கி சுமந்துகொண்டு சிரைகள் வழியாக நுரையீரலுக்கு வந்து, "இந்தாப்பா வெளியே dispatch பண்ணிடுங்க"ன்னு தூக்கிப் போட்டுட்டுப் போயிடும்.

இப்ப ஓகேவா...? ஆக்ஸிஜனை எடுத்துட்டுப் போற அந்த மூட்டைதூக்கி இருக்குறது...ஹீமோகுளோபினுங்குற ஒரு நிறமியில. அந்த நிறமிதான் இரத்தத்துக்கு சிவப்பு நிறத்தைக் கொடுக்குது.

மேலதிகத் தகவல்:

சிவப்பணுக்கள் ஏறக்குறைய 4 மாதங்களே உயிரோடு இருக்கும்... பின்னர் அழிந்துவிடும். அவ்விழப்பை புதிய சிவப்பணுக்கள் ஈடுகட்டிவிடும்...

மழைத்துளி

மழைத்துளி நாம் ஓவியங்களில் வரைவது போல், கண்ணீர்த்துளி (Tear drop) போன்ற வடிவமா அல்லது கோள வடிவமா ?

அதற்கு முன், காற்றில் விசிறியடிக்கப்படும் தண்ணீர்த் துளிகள் கோள வடிவம் பெறுவதேன் என்று பார்த்து விடுவோம்.

தண்ணீரில் இருக்கும் மூலக்கூறுகளுக்கு (Molecules) இடையேயான ஈர்ப்பு அல்லது இழுவிசை, வாயுக்களை விட சற்று அதிகம், திடப்பொருட்களை விட சற்றுக் குறைவு எனச் சொல்லலாம். மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான இவ்விசையானது அனைத்து பக்கங்களிலும் சமமாக இருக்கும்.

பொதுவாக ஏதேனும் ஒரு பாத்திரத்தில் தண்ணீரை வைத்தால் அப்பாத்திரத்தின் உட்பரப்பில் பரவிவிடும். ஆனால், எவ்விதப் பிடிப்புமின்றி அந்தரத்தில் விழும்பொழுது இவ்விசையின் காரணமாக மூலக்கூறுகள் ஒன்றையொன்று இழுத்துக்கொண்டு, அந்நீரின் கனஅளவிற்கு (Volume) ஏற்ற விகிதத்தில் குறைந்த அளவு புறப்பரப்புள்ள (Surface area) ஓர் உருவமாக மாற முயற்சிக்கும், அவ்வுருவே கோளவடிவம் (Sphere).

இனி, காண்பதற்கு கவித்துவமாக கண்ணீர்த்துளி போல் வரையப்படும் மழைத்துளியின் வடிவமானது உண்மையில் அப்படி இருப்பதில்லை.

மழைத்துளியானது மேலிருந்து கீழே விழும்பொழுது, அத்துளி நீரின் புறப்பரப்பு இழுவிசைக்கும் (Surface Tension), விழும் வேகத்தில் அத்துளியின் மீது செயல்படும் காற்றின் எதிர் விசைக்கும் (Pushing up Air's pressure) இடையே நீயா-நானா ஒரு இழுபறி யுத்தம் நிகழும்.

1 மில்லிமீட்டர் அல்லது அதற்கும் குறைவாக இருக்கும்பொழுது, துளிநீரின் புறப்பரப்பு இழுவிசையே வென்று அத்துளி கோளவடிவையே பெறும்.

அதற்கு மேல் சற்றுப் பெரிதாக இருப்பின், துளி விழும் வேகம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க அடிப்பகுதியில் ஏற்படும் காற்றின் அழுத்தம் வென்று அத்துளியானது சற்றுத் தட்டையாக மாறிப் பின்

இன்னும் சற்றுப் பெரிதாக இருப்பின், Burger Bun போன்றதொரு வடிவை எடுக்கும்.

4 அல்லது 4.5 மில்லிமீட்டருக்கும் அதிகமாகத் துளி இருப்பின், காற்றின் அழுத்தம், அத்துளியினை பலூன் போல ஊதி சிறு சிறு துளிகளாக உடைத்துவிடும். மீண்டும் அச்சிறுதுளிகளின் அளவினைப் பொறுத்து அதனதன் உருவம் மாறும்.

சிறு குழந்தைகளுக்கு இப்பொழுது இந்த விளக்கத்தினைக் கூறவேண்டாம். அவர்கள் சிறிது காலம் கற்பனையிலும் கவித்துவத்திலும் திளைக்கட்டும். சற்றுச் சுயமாக சிந்திக்கும் திறன் வந்தவுடன் விளக்குவோம். ஏனெனில், சிறுவயதில் ஏற்படும் கற்பனை வளர்ச்சியே, பிற்காலத்தில் அவர்களின் சுயசிந்தனையாக வளரும். அன்றில், நாம் சொல்லிக்கொடுத்ததையே சொல்லும் கிளிப்பிள்ளைகளாகிவிடுவார்கள்.

பூமியின் நிறை கூடியிருக்கின்றதா?

கேள்வி: முன்பிருந்த மக்கள் தொகை வேறு, இன்றைக்கிருக்கின்ற மக்கள் தொகை வேறு. அன்றைக்கிருந்த கட்டடங்கள் வேறு, இன்றைக்கிருக்கின்ற கட்டடங்கள் வேறு. அப்படியென்றால் பூமியின் மக்கள் தொகை மற்றும் கட்டடங்கள் அதிகரித்துள்ளதால் பூமியின் நிறை கூடியிருக்கின்றதா?

பதில்: நன்று கேட்டீர்கள். அபத்தக் கேள்விபோல் தெரிந்தாலும், அவசியமான கேள்வி.

புவியின் நிறை 5.972 செக்ஸ்டில்லியன் மெட்ரிக் டன்களாகும். அதாவது. 5972 போட்டு அதற்குப் பின் 18 சுழியன்களைப் போட்டுக்கொள்ளுங்கள். இது எப்பொழுதும் நிரந்தரமானதா? தினம் தினம் புதிது புதிதாக குழந்தைகள் பிறக்கின்றனவே, மிருகங்களும் பறவைகளும் பிறக்கின்றனவே, புதிது புதிதாக கட்டங்களும், கட்டுமானங்களும், வாகனங்களும் கட்டப்படுகின்றனவே... அவையெல்லாம் புவியின் நிறையைக் கூட்டாதா?

கூட்டாது... அவையெல்லாம் இங்கிருந்தே எடுக்கப்பட்டவைகள். புவியின் ஒரு பகுதியே மற்றொரு உருவாக ஆக்கப்படுகின்றன. அதனால் அவைகள் புவியின் நிறையைக் கூட்டாது. ஒரு குழந்தை உருவாகி அது உண்ணும் உணவுகள் இதே புவியிலிருந்துதான் பெறப்படுகின்றது. பின்னர், அதுவே கழிவாகவும் வேறு பல வெளியீடுகளாகவும் வெளியேற்றப்படுகின்றது.

ஆனால், புவியின் நிறையைக் கூட்டுவதற்கு வேறு சில நிகழ்வுகள் காரணமாகின்றன. அனுதினமும் புவியை வந்து மோதும் விண்கற்கள், சூரியப் புயல்கள் காரணமாக புவிக்கு வரும் கதிர் ஆற்றல்கள் இவையெல்லாம் புவியின் நிறையைக் கூட்டத்தான் செய்கின்றன. (E=MC^2யை நினைவில் கொள்ளுங்கள். ஆற்றல் நிறையாகவும் மாற்றப்படும்) 

அதே சமயம், நாம் விண்வெளிக்கு அனுப்பும் விண்கலங்கள் நம் புவியின் நிறையையும் குறைக்கும். ஆனால், எதுவாக இருந்தாலும், அவைகள் புவியின் ஒட்டுமொத்த நிறையைக் கணக்கில் கொள்ளும்போது.... மீச்சிறு மதிப்பாகத்தான் போகும்.

அதே சமயத்தில், சூரியனிலிருந்து வெளிப்படும் ஆற்றலானது, சூரியனின் நிறை குறிப்பிடுமளவிற்கு அதன் நிறை குறைந்து கொண்டு வருதை நமக்குத் தெரிவிக்கின்றது. இன்னும் 4.5 பில்லியன் வருடங்களில் அதன் நிறை கணிசமான அளவிற்குக் குறைந்து விடும், அதுதான் சூரியனின் இறப்பு என்று கணித்திருக்கின்றார்கள்.

படம் எடுக்கப்பட்ட தளம் : http://static2.businessinsider/.com/image/512e46e469bedd9265000001/here-are-the-1400-potentially-earth-ending-asteroids-circling-our-planet.jpg

முட்டை

நண்பர்களின் பல்வேறு கேள்விகளுக்கான விளக்கங்கள்.

1. கோழிக்குஞ்சு வெள்ளைக்கருவில் இருந்து உருவாகின்றதா அல்லது மஞ்சள் கருவில் இருந்து உருவாகின்றதா?
2. கோழிக்குஞ்சு முட்டைக்குள் சுவாசிக்குமா?
3. முட்டை எப்படி உருவாகின்றது?
4. முட்டைக்குள் ஆண் பெண் எப்படி தீர்மானிக்கப்படுகின்றது?

முதலில் பறவைகள் ஏன் கருவைச் சுமக்காமல் முட்டையிடுகின்றன? பரிணாமத்தில் இந்த வசதி தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டதால் எனக் கொள்ளலாமா?. கரு உருவாகி வளர்ந்து பிறக்கும் வரையில் அதனைக் கருப்பையில் தாங்கிக்கொண்டு பறக்க இயலாது என்பதால், வெளியில் முட்டையாக இட்டு அதனை அடைகாத்து குஞ்சாகப் பொறிப்பது வசதியெனக் கண்டு கொண்டது அதிசயம்தான்.

சரி, கோழிக்குஞ்சு உருவாவது வெள்ளைக் கருவில் இருந்தா அல்லது மஞ்சள் கருவில் இருந்தா என்ற கேள்விக்குப் பதில் இரண்டிலும் இருந்து இல்லை. இரண்டும் கோழிக்குஞ்சின் கரு உருவாகி வளரத் தேவையான பொருட்களே. முதலில் முட்டையின் அமைப்பை ஒரு பறவைப் பார்வை பார்த்து விடுவோமா?

வெளிச்சுவற்றில் இருந்து துவங்குவோம். வெளியில் இருக்கும் ஓடானது கால்சியம் கார்பனேட் (Calcium Carbonate) என்ற வேதிப்பொருளினால் உண்டானது. இதில் மிக நுண்ணிய துளைகள் (ஏறக்குறைய 7000 அளவிற்கு) இருக்கும். எல்லாப் பொருட்களையும் உள்ளே அனுமதிக்காது, வெளியேயும் விடாது. இதனை Semi-permiable என்பர். இந்தத் துளைகள் வழியேதான் காற்று உள்ளே சென்று வரும்.

அதற்கடுத்து இரண்டு சவ்வுக்கள் உள்ளன. அவற்றை வெளியடுக்குச் சவ்வு (Outer Shell Membrane) என்றும் உள்ளடுக்குச் சவ்வு (Inner Shell Membrane) என்றும் சொல்வர். இவற்றிற்கு இடையேயான இடைவெளிதான் காற்றுப் பை.

அதற்குப் பின் துவங்குவதுதான் நாம் வெள்ளைக்கரு (Albumin) என்றழைப்பது. இதுவும் இரண்டடுக்காகக் காணப்படும். மேலடுக்கில் சற்று இளகி கிட்டத்தட்ட நீர்ம நிலையில் மெல்லியதாக இருக்கும். அது உள்நோக்கிச் செல்லச் செல்லச் சற்றுக் கடினமாகி இரண்டாம் அடுக்கில் கெட்டியாக இருக்கும். இந்த வெள்ளைக் கருவானது 90 சதவீதம் தண்ணீரும் 10 சதவீதம் புரதங்களும் கொண்டது. சில மினரல்கள், குளுக்கோஸ் மற்றும் வைட்டமின்களும் கொண்டிருக்கும். கொழுப்பு இல்லவே இல்லை என்று சொல்லலாம். இதுவே முட்டையின் மூன்றில் இரண்டு பங்கு எடையைக் (வெளி ஓட்டினைச் சேர்க்காமல்) கொண்டது.

அடுத்து இருப்பதுதான் முட்டையின் மஞ்சள்கரு (Yolk). இதுவே கோழிக்குஞ்சாக உருவெடுக்கும் என்று தவறாக நம்பப்படுகின்றது. மாறாக, கோழிக்குஞ்சு உருவாவதற்கு உணவாக இருப்பதே இதுவாகும். இந்த மஞ்சள் கருவானது அசைந்து சிதைந்து விடாமல் இரண்டு சுருள் பட்டைகளால் (Chalazae) வெள்ளைக்கருவோடு பிணைக்கப்பட்டிருக்கும். இதுவே கோழிக்குஞ்சு உருவாவதற்கான உணவு என்பதால், இதில் பெருமளவு வைட்டமின்கள் மற்றும் மினரல்கள் கொண்டிருக்கும். கொழுப்புச் சத்தும் நிறைந்திருக்கும்.

அடுத்து, அந்த மஞ்சள் கருவில் சளி (mucus) போன்று ஒன்று ஒட்டி இருப்பதை நம்மில் பெரும்பாலார் பார்த்திருக்கலாம். சில சமயம் ஒரு சிறு சிவப்பு புள்ளியும் அதில் தெரியும். அதுதான் கோழிக்குஞ்சின் கரு (Embryo). அதுவே கோழிக்குஞ்சாக வளர்ச்சி பெறப்போகின்றது. மனிதக்கரு எப்படி தொப்புள்கொடி (Umblical Cord) மூலம் தாயின் கருப்பையோடு இணைக்கப்பட்டுள்ளதோ, அது போன்று ஒரு கொடி மஞ்சள் கருவோடு இணைக்கப்பட்டிருக்கும்.

ஆக, முதல் கேள்விக்கான விடை இங்கு தெரிந்துவிட்டது. Germinal Disc அல்லது Blastodisc என்றழைக்கப்படும் கருவே கோழிக்குஞ்சாக உருப்பெருகின்றது. வெள்ளைக்கருவும், மஞ்சள்கருவும் அதற்கான உணவைத்தரும்.

இனி இரண்டாவது கேள்விக்கு விடை, ஆம், முட்டையிலிருந்து வெளிவரும் மூன்று நாட்களுக்கு முன் முழுமையான உருவம் பெற்ற கோழிக்குஞ்சானது உள்ளடுக்குச் சவ்வினைத் தன் அலகால் கிழித்து முதல் சுவாசத்தை மேற்கொள்ளும்.

அடுத்து மூன்றாவது கேள்வி, முட்டை எப்படி உருவாகின்றது?

மனிதப் பெண்களைப் போலவே, கோழியானது தனக்குள் நிறைய அண்ட முட்டைகளைக் கொண்டுள்ளது. பருவம் வந்தவுடன் மனிதப்பெண்ணின் கருமுட்டையோடு ஆணின் விந்தணு சேராவிட்டால், முதிர்வடைந்த முட்டை உதிரப்போக்காக வெளியேறிவிடும். ஆனால், கோழியானது சேவலோடு சேர்ந்தாலும், சேராவிட்டாலும், முட்டையானது முழுவடிவம் பெற்று வெளியே வந்துவிடும். ஒரே ஒரு வேறுபாடு. அம்முட்டையில் இருந்து கோழிக்குஞ்சு வராது.

ஒருவேளை சேவலோடு உறவு கொண்ட கோழி, சேவலின் விந்தணுவை ஏறத்தாழ ஒரு வாரம் வரையில் தனக்குள் வைத்திருந்து தான் இடும் முட்டையின் கருவோடு சேர்த்து உயிருண்டாக்கும் (கிட்டத்தட்ட 10) முட்டைகளை இட முடியும்.

இனி முட்டை எப்படி உருவாகின்றது என்று பார்ப்போம். முன்பே சொன்னது போல் கோழியானது தன் கருவகத்திற்குள் முதிர்வடையாத முட்டைகளைக் கொண்டிருக்கும். முட்டைகளின் எண்ணிக்கை மரபு சார்ந்தும், அக்கோழி வளர்க்கப்பட்ட விதமும் சார்ந்ததாகும்.

அந்த முதிர்வடையாத கருமுட்டையானது மெதுமெதுவாக 6மிமீ விட்டம் அளவிற்கு வளர்ச்சியடைந்து கொண்டே வரும். கோழியும் பருவமெய்தியவுடன், அந்த வளர்ச்சி மிக வேகமாக நிகழ்ந்து ஒரு நாளைக்கு 6மிமீ என்ற அளவில் வளரத் துவங்கி ஏழு நாட்களில் முழுமையடையும் மஞ்சள்கருவோடு.

முதிர்ந்த கருவானது கருவிழைக்குழாய் (Follicle) வழியாக வெளித்தள்ளப்படும். கருக்குழாய் (Oviduct) வழியே மெதுமெதுவே பயணிக்கும். கருக்குழாயின் வளையங்கள் சுருங்கி விரிந்து (peristaltic waves) அம்முட்டையின் பயணத்தை எளிதாக்கும்.

அதே நேரத்தில் கடினமான வெள்ளைக்கரு அடுக்கும் மஞ்சள்கருவைச்சுற்றி உருவாக்கப்படும். இப்பொழுதே Chalazae என்று சொல்லப்பட்ட சுருள் இழைகளும் உருவாக்கப்படும்.

அடுத்த நிலையில் முட்டையை நிலைநிறுத்தும் வேலைகள் நடைபெறும். அதாவது உள் மற்றும் வெளிப்புறச் சவ்வுகள் உருவாகி அந்த சுருள் இழைகள் அதனுடன் இணைக்கப்படும்.

இப்பொழுது கருப்பைக்குள் தள்ளப்பட்டு அங்கு முட்டையின் ஓடு மேலே உருவாகும். இப்பொழுது முட்டை வெளிவரத் தயார் நிலையில் உள்ளது. அதற்கு முன்னர், அந்த ஓட்டிற்கான நிறமி சேர்க்கப்படுகின்றது. இந்த வெளியோடு முட்டையை கிருமிகள் தாக்காவண்ணம் பாதுகாக்கின்றது. இது வெளியேறுவதற்கு வசதியாக இளகிய நிலையிலேயே இருக்கும்.

இனி மெதுமெதுவே முட்டையானது கோழியின் குதம் வழியே வெளித்தள்ளப்படுகின்றது. வெளிக்காற்று பட்டதும், வெளியோடானது இறுகி கெட்டிப்பட்டுவிடும். அதே நேரத்தில் உள்ளே இருக்கும் பகுதியானது சற்றே தன் இயல்பில் இருந்து சுருங்கும்.

அப்பொழுது வெளிப்புறச் சவ்விற்கும் உட்புறச் சவ்விற்கும் இடையே ஒரு வெற்றிடம் ஏற்படும். அதனை நிரப்ப வெளிக்காற்று, வெளியோட்டின் நுண்ணிய துளைகள் வழியாக உள்ளே சென்றுவிடும்.

இனி ஆண் பெண் எப்படித் தீர்மானிக்கப்படுகின்றது?

பாலூட்டிகளில் ஆண் Heterozygous(XY) பெண் homozygous(XX) என இருக்கும். அதாவது ஆண் X, Y என இரண்டு குரோமோசோம்களைக் கொண்டிருக்கும். ஆனால் பறவைகளில் அப்படி இல்லை.

பறவைகளில் பெண் Heterozygous(ZW) ஆண் homozygous(ZZ) என இருக்கும். அதாவது பெண் X, Y என இரண்டு குரோமோசோம்களைக் கொண்டிருக்கும். ஆக, கோழியே தன் குஞ்சு ஆணா பெண்ணா என்பதைத் தீர்மானித்துவிடும்.

மேலதிகத் தகவல்கள்.

1. அடைகாத்து குஞ்சு பொரிக்கும் காலம் ஏறத்தாழ 21 நாட்கள்.

2. Chalaza = Singular; Chalazae = Plural

3. சமயங்களில் ஒரே முட்டைக்குள் இரண்டு மஞ்சள் கருக்கள் இருக்கும். இது கருமுட்டை வெளிவரும் வேகத்தையும், சுழற்சி முறையில் ஏற்படும் தவற்றினாலும் ஏற்படும்.

4. வெகு அபூர்வமாக மஞ்சள் கருவே இல்லாமலும் முட்டை இருக்கும். அதனை dwarf Egg அல்லது Wind Egg என்று சொல்வார்கள். இது பெரும்பாலும் கோழியின் முதல் முட்டையிடும் முயற்சியில் ஏற்படும். முட்டையிடும் திறன் முழுமையடையாத நிலையில் கருமுட்டை வெளிவராமலேயே வெள்ளைக்கருவை உருவாக்கி வெளியோடைச் சேர்த்து முட்டை வெளிவந்து விடும். இதனை சேவல் போட்ட முட்டை என்றும் தவறாகச் சொல்வார்கள்.

கொடி அசைந்ததும் காற்று வந்ததா, காற்று வந்ததும் கொடி அசைந்ததா?

புவியில் காற்று எவ்வாறு உருவாகி வீசுகிறது என்று பார்க்கலாமா?

கொடி அசைந்ததும் காற்று வந்ததா, காற்று வந்ததும் கொடி அசைந்ததா? என்ற பாடல் நமக்கு தெரியும்.

ஆனால் விடை?

காற்று வீசுதல் என்பது காற்றின் அசைவை, காற்றுச் சலனத்தைக் குறிக்கின்றது. நம் புவியைச் சுற்றி வளி(காற்று)மண்டலம் இருப்பதை நாம் அறிவோம். அக்காற்றானது புவியின் மீது ஒரு அழுத்தத்தைத் (Pressure) தருகின்றது. அதனையே நாம் வளிமண்டல அழுத்தம் (Atmospheric Pressure) என்கின்றோம்.

சிலபல காரணங்களால் அவ்வழுத்தமானது புவியெங்கும் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதில்லை. ஒரு காரணமானது, சூரியன் தனது கதிர்களால் காற்று மண்டலத்தைச் சூடாக்குகின்றது. வெப்பக் காற்றானது மிக இலேசானது என்றும் அது மேல்நோக்கிச் செல்லும் தன்மையானது என்பதையும் நாமறிவோம். அப்படி மேல்நோக்கிச் செல்லுங்கால் கீழே ஒரு வெற்றிடம் உருவாகும். அவ்வெற்றிடத்தை நிரப்ப சுற்றியுள்ள காற்று அவ்விடம் நோக்கிச் செல்லும். இந்த அசைவையே நாம் காற்று வீசுகிறது என்கிறோம்.

ஆக, காற்றழுத்த வேறுபாடுகளே காற்று வீசுவதற்குக் காரணம் எனக் கொள்ளலாம். ஆயினும் நம் புவியின் சுழற்சியும் கூட ஒரு மிகப்பெரிய காரணமாகும். இன்னும் சற்றுச் சிந்தித்துப் பார்ப்போமானால் புயல் உருவாவதற்கான காரணத்தையும் நாமே அவதானிக்கலாம்.

அனுபவம் : கடற்காற்றும் (Sea Breeze), நிலக்காற்றும் (Land Breeze) ஒரு அனுபவப் பாடமாகக் கொள்ளலாம். கடற்கரையோரம் நாம் வசிப்பவராக இருந்தால் இதனை உணர்ந்திருப்போம். கோடைக்காலத்தில் பகலில் நிலப்பகுதியானது கடற்பகுதியைவிட எளிதில் சூடாகி, நிலப்பகுதியில் குறைந்த காற்றழுத்தம் உருவாகும். அதனைச் சமன் செய்ய கடற்பகுதியிலிருந்து காற்று வீசும், இதனையே கடற்காற்று என்கிறோம்.

எளிதில் சூடாகும் நிலப்பகுதி எளிதிலும் குளிர்ந்து விடும். (நாமறிந்த Kirchoff's Law of Thermal Radiation-யை நினைவுபடுத்திக்கொள்ளுங்கள்)

இரவில் நிலப்பகுதி எளிதில் குளிர்ந்து விட, கடற்பகுதியில் வெப்பம் இன்னும் இருப்பதால், நிலப்பகுதியிலுள்ள அடர்த்தி அதிகமான காற்றானது கடலை நோக்கி நகரும். இதனையே நிலக்காற்று என்கிறோம்.

மிகச் சுருக்கமாக, கூடியவரை நுணுக்கமான அறிவியற் சொற்களைத் தவிர்த்து, பொதுவான வகையிலேயே தந்துள்ளேன். இன்னும் உள்ளே சென்றோமானால், ஆச்சர்யப்படுமான தகவல்கள் கிடைக்கும். முயன்றுதான் பாருங்களேன்.

இப்பொழுது சொல்லுங்கள், கொடி அசைந்ததும் காற்று வந்ததா, காற்று வந்ததும் கொடி அசைந்ததா?

விமானம் வானில் பறப்பது எப்படி?

வானவூர்தி (விமானம்) வானில் பறப்பது எப்படி, எதனடிப்படையில் தெரியுமா?

பறவையைக் கண்டான் விமானம் படைத்தான்... என்ற கண்ணதாசனின் வரிகளுக்கேற்ப, மனிதனுக்கு பறவைகளைப்போல் வானில் பறக்க வெகுநாட்களாகவே ஆசை. தமிழனும் மரக்கலங்கள் மூலம் பெருங்கடல்களை வசப்படுத்தியபின், காற்றிலேறி விண்ணையும் சாடுவோம் எனத் தன் ஆசையை உறுதிபடக் கூறினான்.

ஒரு காலத்தில் வானில் விமானம் பறந்தால், வாயைத்திறந்துகொண்டு பார்த்துக்கொண்டிருந்தோம், இன்றோ, விமானப் பயணம் என்பது வெகு சாதரணமாகிவிட்டது. வெளிநாடுகள் என்றில்லாமல் உள்நாட்டுக்குள்ளாகவே பயணிக்கவும் விமானத்தைப் பயன்படுத்துதல் என்பதும் இலகுவாகிவிட்டது.

முதற்பயணத்தில், வானில் பறக்கும் அனுபவத்தை அனுபவிப்பதிலும், பிற்பாடு தொடரும் பயணங்களில், வாழ்வின் ஏனைய சுமைகளை நினைவிலிறுத்துவதிலும் பழகிவிட்ட நமக்கு என்றேனும் வானில் விமானம் எப்படிப் பறக்கின்றது என்று எண்ணத் தோன்றுவதில்லை.

என் சிறுவயதில், விமானம் எப்படிப் பறக்கின்றது என்று எனது இயற்பியல் ஆசிரியரிடம் கேட்டதற்கு, அவர், காற்றின் தன்மையினை ஒரு எளிய உதாரணம் கூறி விளக்கினார். அன்றைக்கு அதுவே எனதறிவிற்குப் போதுமானதாக இருந்தது.

ஒரு பட்டையான நீளமான காகிதத்தை (விமானத்தின் இறக்கை போன்றதொரு அளவில்) எடுத்துக்கொண்டு, உதட்டருகே வைத்துக்கொண்டு, காகிதத்தின் மேற்புறம் ஊது என்றார். வளைந்து தொங்கிய அக்காகிதம் மேற்புறம் ஊதும் காற்றினால் இன்னும் கீழ்நோக்கியே மடங்கும் என்றெண்ணினால், அது மேல்நோக்கி எழும்பியது. ஆச்சர்யம் மற்றும் ஏதோ புரிந்தது போலும் இருந்தது.

அதாவது, காகிதத்தில் மேலே நாம் ஊதும் காற்றானது, காகிதத்தின் மேலுள்ள காற்றினைப் புறந்தள்ளி ஒரு வெற்றிடத்தை ஏற்படுத்தும்பொழுது, கீழுள்ள காற்று அதனைச் சமன் செய்ய மேல்நோக்கி வர முயற்சிக்கும்போது அக்காகிதத்தை மேல் நோக்கித் தள்ளியது.

விமானத்தின் முன்புறம் உள்ள உந்து விசிறியானது (Propeller) இறக்கையின் மேற்புறம் உள்ள காற்றினைப் புறந்தள்ள, கீழுள்ள காற்று விமானத்தைத் தூக்குவதாக அப்பொழுது கருதிக்கொண்டேன். அது ஓரளவிற்குத்தான் சரி என்பது பிற்பாடு, தற்போது உள்ள விமானத்தில் உந்து விசிறியானது விமானத்தின் முகப்பில் இல்லாமல் இறக்கைகளின் கீழ்ப்புறம் அமைந்திருப்பதைக் கண்டு குழம்பிப் பின் உணர்ந்து கொண்டேன்.

சரி, இப்பொழுது விமானம் எப்படிப் பறக்கின்றது என்பதைக் காணும் முன், நான்கு அடிப்படையான வளி இயக்கச் விசைகள் (Aerodynamic forces) குறித்துச் சற்று பார்ப்போம்.

1. மேலுந்து (Lift)

2. எடை (Weight)

3. முன்னுந்து (Thrust)

4. பின்னிழுவை (Drag)

மேற்காணும் படத்தில், நான்கு விசைகளும் நான்கு வெவ்வேறு திசைகளில் செயல்படுவதைக் காணலாம். விமானமானது வானில் நேர்கோட்டில் நிலையாகப் பறக்க வேண்டுமெனில் மேற்சொன்ன விசைகள் கீழ்க்கண்டவாறு அமைதல் வேண்டும்.

1. மேலுந்து = எடை

2. முன்னுந்து = பின்னிழுவை

முதற்கூற்றினிலிருந்து,

• மேலுந்தும் விசையானது எடையை விட அதிகமானால் விமானம் மேலெழும்பும்
• மேலுந்தும் விசையானது எடையை விட குறையுமானால் விமானம் கீழிறங்கும்.

இரண்டாம் கூற்றினிலிருந்து,

• முன்னுந்து விசையானது பின்னிழுவை விசையை விட அதிகமானால் விமானத்தின் முன்செல்லும் வேகம் அதிகரிக்கும்
• முன்னுந்து விசையானது பின்னிழுவை விசையை விட குறையுமானால் விமானத்தின் முன்செல்லும் வேகம் குறையும்

இப்பொழுது பாய்மம் (Fluid) குறித்தும் ஒரு சிறு பார்வை பார்த்து விடலாம். நீர்ச்சறுக்கு விளையாட்டுக்கள் பார்த்திருப்பீர்கள். அல்லது திரைப்படங்களில் வில்லனைக் கதாநாயகன் ஒரு இயந்திர படகில் துரத்தும் காட்சிகளையும் பார்த்திருப்பீர்கள். அதில் நீரின் மேல் சறுக்கிக்கொண்டு வேகமாகச் செல்லும்பொழுது பல சமயங்களில் அப்படகோ அல்லது சறுக்கி வரும் ஆளோ மேல்நோக்கித் தாவும் காட்சியையும் கண்டிருக்கலாம். இது எதனால் என்றால் ஓடிக்கொண்டிருக்கும் பாய்மத்தின் ஒரு பண்புநிலை காரணமாகவே.

அதாவது,ஓடிக்கொண்டிருக்கும் நீரானது தன் மேல் இருக்கும் பொருளினைச் சற்று மேல்நோக்கியே தள்ளும். இதில் பாய்மம் ஓடிக்கொண்டிருக்கவேண்டும் அல்லது மேலிருக்கும் பொருள் ஓடிக்கொண்டிருக்கவேண்டும். அதாவது இரண்டிற்குமான தொடர்பு வேகம்தான் முக்கியம். பெர்னோலியின் (Bernoulli principle) கூற்றும் இதைத்தான் சொல்கின்றது.

வேகம் குறையுமானால், மேல்நோக்கிய விசை குறைந்து பொருளின் எடை காரணமாக நீருக்குள் அமிழ்ந்து விட நேரிடும்.

வளிஇயக்கவியலைப் பொறுத்தவரை காற்றும் ஒரு பாய்மம் போல்தான் செயல்படுகின்றது. இதனாலேயே வளிஇயக்கவியலின் மாதிரிச் செயல்பாடுகள் (Simulations) பெரும்பாலும் நீருக்கடியிலேயே செயல்படுத்திப் பார்க்கப்படுகின்றது.

இனி விமானம் பறப்பதற்கு நமது வலவன் (Pilot- விமானி) செய்யவேண்டியதெல்லாம், முன்னுந்து சக்தியை மட்டும் கொடுத்தால் போதும். (மற்ற சில செயல்பாடுகளும் உள்ளனதான்.) விமானமானது வடிவமைக்கப்பட்ட விதம் காரணமாக எளிதில் மேலெழுந்து பறக்கத் துவங்கிவிடும்.

மேலெழும்புதல்

ஆக, காற்று என்னும் பாய்மத்தில் வேகமாக முன்னோக்கிச் செல்லும் விமானத்தின் இறக்கைகளின் கீழுள்ள காற்றானது விமானத்தை மேல்நோக்கிய ஒரு விசை கொடுக்குமாறு அந்த இறக்கைகள் மற்றும் உடல் வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கும். விமானம் முன்னோக்கிச் செல்ல தற்போதைய விமானங்களில் இறக்கைகளின் முன்புறத்தில் முன்னுந்துச்சுழலிகள் (Propellers) அல்லது முன்னுந்திகள் அமைக்கப்பட்டிருக்கும். அவைகள், முன்னுள்ள காற்றை இழுத்து பின்னோக்கித் தள்ளும். இங்கு நியூட்டனின் மூன்றாம் விதியின் படி (ஒவ்வொரு விசைக்கும் அதற்குச் சமமான எதிர்விசை உண்டு) காற்றைப் பின்னோக்கித் தள்ளும்பொழுது விமானம் முன்னோக்கிச் செல்லும். காற்று என்னும் பாய்மத்தின் காரணமாக மேல்நோக்கி எழும்பியும் பறக்கத் துவங்கும்.

கீழிறங்குதல்

முன்னோக்கிச் செல்லும் வேகத்தினைக் குறைத்தாலே போதும்,விமானத்தின் எடை காரணமாகவும், மேல்நோக்கிய விசையின் குறைவு காரணமாகவும், விமானம் கீழிறங்கத் துவங்கிவிடும்.

இதுதான் விமானம் பறப்பதற்கான அடிப்படைக் கூற்றுகள். மேலும், சிறப்பான பறத்தலுக்கு இயற்பியலின் இன்னும் பல விதிகளைக் கையாண்டு கொள்வர். உதாரணத்திற்கு, நீங்கள் ஒரு சிற்றுந்தில் (Car - கார்) பயணிக்கும்பொழுது, சன்னலுக்கு வெளியே உங்கள் கையை நீட்டினால் என்ன உணர்வீர்கள். உங்கள் கைளின் பரப்பிற்கேற்ப ஒரு உராய்வுத் தடை (Friction) ஒன்று ஏற்பட்டு உங்கள் கை பின்னோக்கித் தள்ளப்படும் அல்லவா ? அதைக் குறைக்க வேண்டுமெனில், உங்கள் கையை மூடிக்கொண்டால் போதுமல்லவா?

இருசக்கர வாகனப் பந்தயங்களில் வீரர்கள் ஏன் குனிந்து கொண்டு ஓட்டுகிறார்கள்? காற்றினை தடையைக் குறைப்பதற்காகத்தானே?

வாகனங்களின் முன்புறம் (குறிப்பாக அதிவேக வாகனங்கள், சப்பான் நாட்டு Bullet Train) கூம்பு போல் அமைப்பதும் எதற்காக? காற்றில் தடை ஏற்படாமல், அதனைக் கிழித்துக்கொண்டு செல்லத்தானே?

விமானங்களிலும் அப்படித்தான், மேலே பறக்கும்பொழுது தனது பரப்பைச் சுருக்கிக் கொள்ள கீழிருக்கும் சக்கரங்களைக் கூடத் தனக்குள் இழுத்துக்கொண்டு தனது பரப்பினைச் சுருக்கிக் கொண்டும், காற்றைக் கிழிக்கும் வண்ணம் முன்பகுதி கூம்பு வடிவிலும் அமையப்பட்டிருக்கும்.

பின்இழுவைச் சக்தியை உருவாக்கவும், இறக்கைகளிலும், விமானத்தின் பின்புறமும் தடைஏற்படுத்தும் தகடுகள் வைத்திருப்பார்கள். வேகத்தினைக் குறைக்க வேண்டுமெனில், இயந்திரத்தின் செயல்பாட்டைக் குறைக்கும் அதே சமயத்தில் இந்தத் தகடுகளைச் சற்று விரிப்பார்கள். அது காற்றில் தடை ஏற்படுத்தி ஒரு பின்னிழுவைச் சக்தியைக் கொடுத்து விமானத்தின் வேகத்தைக் குறைத்துவிடும்.

Banked Curve (சாலை வளைவு) குறித்து தனியொரு ஆவணமாக உள்ளது பாருங்கள் (http://babutheseeker.blogspot.com/2015/01/blog-post_97.html). அதனடிப்படையில் பறந்துகொண்டிருக்கும் விமானத்தை இட வலமாகத் திருப்பலாம்.

மேற்சொன்ன நான்கு விசைகளிலும் மிக முக்கியமானது மேலுந்து விசைதான். இதனை உருவாக்க பூச்சி பூச்சிகளாக நிறையக் கணக்குகள் உண்டு. இங்கு நான் மிக எளிதாக படகு, நீர்ச்சறுக்கு என்று உதாரணத்தால் கூறிவிட்டேன்.

திசைகள் என்றால் என்ன? விண்வெளியில் திசைகள் உண்டா?

திசைகள் என்றால் என்ன? விண்வெளியில் திசைகள் உண்டா?

நீங்களோ அல்லது உங்கள் பார்வையோ போகும் இடத்தினை திசை என்று சொல்லலாம். புவியில் நீங்கள் பரந்துபட்டு எங்கு வேண்டுமானாலும் போகலாமே, அப்படியெனில் அந்தத் திசைக்கெல்லாம் ஒரு பெயர் வேண்டுமே. ஆக புவியில் நேர்திசைகள் (Cardinal Directions) என நான்கு வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

சூரியன் உதிக்கும் திசை கிழக்கு, அதற்கு எதிர்த்திசை மேற்கு. கிழக்கினைப் பார்த்து நிற்கையில் இடது புறம் இருப்பது வடக்கு, வலதுபுறம் இருப்பது தெற்கு. (நன்றாகக் கவனியுங்கள், சூரியன் உதிக்கும் திசைதான் கிழக்கு. கிழக்கில்தான் சூரியன் உதிக்கும் என்று சொல்லக்கூடாது. :))

அப்புறம் நீங்கள் விருப்பப்பட்டால் உள்ளுக்குள் உள்ளாக, திசைக்குள் திசையாக 360 பாகைகளிலும் திசைகளைக் குறித்துக்கொள்ளலாம், வடகிழக்கு (NE), வடமேற்கு (NW) எனப் பிரித்துக்கொண்டே போகலாம்.

சரி, இப்பொழுது புவியைத் தாண்டி விண்வெளிக்கு வருவோம். இங்கும் நீங்களும் உங்கள் பார்வையும் இன்றைக்கு எங்கு வேண்டுமானாலும் போகலாம். அவற்றை எப்படி வரையறுத்துக்கொள்வது. இங்குதான் சூரியன் உதிக்காதே. வடக்கு கிழக்கு எல்லாம் புவிக்குள்தான் செல்லுபடியாகும். சூரிய மண்டலத்திற்குள், சூரியனை நோக்கி அல்லது சூரியனை விட்டு விலகி என்று வேண்டுமெனில் கொள்ளலாம். ஆனாலும் மேல் கீழ்.... அதாவது வடக்கு தெற்கு...?

அதற்குத்தான்,வெகு தொலைவில் அதாவது, Ursa Minor எனப்படும் நட்சத்திர மண்டலத்தில் உள்ள Polaris எனப்படும் நட்சத்திரத்தினை நாம் வட துருவ நட்சத்திரம் என்று அடையாளங் கொள்கின்றோம்.

இது கிட்டத்தட்ட புவியின் நடு அச்சுக்கு நேராக வடக்குப் பக்கத்தில் இருக்கின்றது. சரி, பிரபஞ்சம் விரிவடைந்துகொண்டே இருக்கின்றதே, அப்பொழுது இந்த துருவ நட்சத்திரம் இடம் மாறி விடாதா? விடும், இப்பொழுதும் அது இடம் மாறிக்கொண்டேதான் இருக்கின்றது. ஆனால், அத்துருவ நட்சத்திரத்திற்கும் நமக்கும் உள்ள அதிதொலைவு காரணமாக அந்த இடவேறுபாடு புறக்கணிக்கத்தக்கதாகும்.

அப்படி பெரிய அளவில் இடமாற்றம் ஏற்பட பல்லாயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகும். அதுவரைக்கும் அதுதான் நமக்கு வழிகாட்டி அல்லது திசைகாட்டி.

தெற்குப் பகுதி அச்சிற்கு நேராக அந்த Polarisயைப் போன்று பிரகாசமான நட்சத்திரம் ஏதும் இல்லை. இருப்பினும், Octans நட்சத்திரக்கூட்டத்தில் வெறுங்கண்ணால் காணக்கூடிய Sigma Octantis (Polaris Australis என்றும் குறிப்பிடப்படும்) என்னும் நட்சத்திரத்தை தென் துருவ நட்சத்திரம் என்று கொண்டுள்ளோம்.

ஆக, சூரிய மண்டலத்தினை விட்டு வெளியே சென்றாலும், இந்த நட்சத்திரங்களை வைத்து வடக்கு தெற்கு எனப் பிரித்துப் பார்த்துக்கொள்ளலாம். எல்லாம் நம் வசதிக்குத்தான்.

பி.கு. துருவ நட்சத்திரம் என்றாலே Polaris எனப்படும் வடக்கில் உள்ள நட்சத்திரம்தான். புவியில் மாலுமிகள் அதைத்தான் வழிகாட்டியாகக் கொண்டிருந்தனர். இப்பொழுதெல்லாம் புவியைக் கண்காணிக்கும் செய்மதிகள் மூலமாக மாலுமிகள் தாங்கள் கடலில் எங்கிருக்கின்றோம் என்று தெரிந்துகொள்கின்றார்கள். GPS = Global Positioning System

சாலை வளைவுகள் ஏன் ஒருபுறம் உயர்ந்திருக்கின்றன ?

சாலை வளைவுகள் ஏன் ஒருபுறம் உயர்ந்திருக்கின்றன ?

ஒரு வட்டப்பாதையில் பயணிக்கும் ஒரு பொருள் மீது செயல்படும் இரண்டு விசைகள் குறித்து முதலில் பார்ப்போம்.

1. மையவிலக்கு விசை (Centrifugal Force)

2. மையநோக்கு விசை (Centripetal Force)

நாம் ஒரு வாகனத்தில் வட்டப்பாதையில் பயணிக்கும்போது நாம் வெளிநோக்கிப் பக்கவாட்டில் சாய்க்கப்படுகின்றோமே அது மையவிலக்கு விசை.

அதனைச் சமன்படுத்த, புவியின் ஈர்ப்பு நோக்கி எதிர்த்திசையில் வட்டத்தின் உட்புறமாக நாமாகச் சாய்கின்றோமே அது மையநோக்குவிசை.

இருசக்கர வாகனத்தில் வளைவில் திரும்பும்பொழுது வளைவின் உட்புறமாக நம்மைச் சாய்த்துக்கொள்வோமே, இவ்விருவிசைகளை உணரலாம்.

ஒரு கல்லை கயிற்றில் கட்டி வட்டமாகச் சுற்றும்போதும் இவ்விரு விசைகளையும் நாம் உணரலாம். வட்டப்பாதையில் இருக்கும் கல்லானது மையவிலக்கு விசையினால் வெளிநோக்கிப் பயணிக்க முயல்வதை, கட்டியிருக்கும் கயிறானது உள்நோக்கி இழுத்து சமமான மையநோக்கு விசையை அளிப்பதனால், அக்கல் தொடர்ந்து வட்டப்பாதையிலேயே சென்றுகொண்டிருக்கும்.

இதில் மையவிலக்கு விசையின் சக்தி குறைந்தால் கல் வட்டத்தின் உள்ளே வந்து விழுந்துவிடும். (அக்கல்லைச் சுற்றுபவர் மண்டை உடைந்துவிடலாம்) மையநோக்கு விசை குறைந்தால், அதாவது கயிற்றின் பிடியை விட்டுவிட்டால் வட்டப்பாதையில் சென்றுகொண்டிருக்கும் கல்லானது நேர்பாதையில் பயணிக்கத் துவங்கிவிடும். (வேறு யாராவது ஒருவர் மண்டை உடைந்துவிடலாம்) எச்சரிக்கை தேவை.

கிரகங்களின் சுற்றுக்கூட இதனடிப்படையில் இருப்பதாக நியூட்டன் கருதுகிறார். இதனை நியூட்டனின் பார்வை (Newtonian View) என்பர். ஐன்ஸ்டைனின் பார்வை வேறுவிதமானது. சூரியன் போன்ற மகா பருமனுள்ள பொருள் தன்னைச் சுற்றியுள்ள வெளியையே வளைத்துவிடும். அப்படி வளைந்திருக்கும் வெளியில்தான் கிரகங்கள் வேறு வழியின்றி சுற்றி வருவதாகக் கூறுகிறார். இது ஐன்ஸ்டைனின் பார்வை (Einsteinian View) என்பர்.

சரி, நாம் நம் கேள்விக்கு வருவோம். சமமான சாலையில் பயணிக்கும் வாகனமானது வளைவான ஒரு திருப்பத்தைக் கடக்கிறது என்றால் ஒரு வட்டப்பாதையை எடுக்கிறது என்று பொருள். வட்டப்பாதையில் செல்லும்பொழுது செயல்படும் மையவிலக்கு விசையினைச் சமன்படுத்தவே சாலையில் வெளிப்புறம் சற்று உயரமாக வைக்கப்படுகின்றது. அதன் மூலம் வாகனத்தைச் சற்றுச் சாய்த்து வட்டத்தின் உட்புறமாக புவியீர்ப்பு நோக்கிய விசையான மையநோக்கு விசை உருவாக்கப்படுகின்றது. இது அந்த மையவிலக்கு விசைக்குச் சமமாக இருக்கும். எனவே, வாகனமானது வெளிப்புறம் தூக்கியெறியப்படாமல் தொடர்ந்து சாலையிலேயே பயணிக்கும்.

இதில் இன்னும் சிலபல இயற்பியல் சமன்பாடுகள் அடங்கியுள்ளன. வாகனத்தின் நிறை முக்கியமில்லை, வாகனத்தின் வேகம், வளைவின் ஆரம் இவற்றைக் கருத்திற்கொண்டு வளைவுப்பாதையின் உயரம் எத்தனை பாகை இருக்கவேண்டும் என்றெல்லாம் கணக்கிட்டு அவ்வளைவுப்பாதையின் வெளிப்புற உயரம் அமைக்கப்படும். இதனை ஆங்கிலத்தில் Banked Curve என்பர். இதன் அடிப்படையிலேயே அந்தரத்தில் விமானத்தைத் இடவலமாகத் திருப்புவதும் சாத்தியமாகின்றது.

கேளிக்கைப் பொருட்காட்சிகளில் மரணக்கிணறு என்றொரு காட்சி இருக்குமே. உயிரைப் பணயம் வைத்து விளையாடும் அவ்வீரர்கள் இயற்கையின் இவ்விரு விசைகளை நன்கு கையாளத் தெரிந்தவர்கள்.

தேன் என்பது என்ன?

தேன்

தாவரங்கள் இனப்பெருக்கம் செய்ய வேண்டுமென்றால், ஒரு மலரில் உள்ள மகரந்தம் (Pollen) இன்னொரு மலருக்கு எடுத்துச் செல்லப்படவேண்டும். அதாவது மகரந்தச் சேர்க்கை (Pollination) நடைபெறவேண்டும். இது இரண்டு விதமாக நடைபெறும். ஒன்று தன்மகரந்தச் சேர்க்கை (Self-Pollination) மற்றொன்று அயல்மகரந்தச் சேர்க்கை (Cross-Pollination).

எந்த மாதிரியாக இருந்தாலும், மகரந்தச் சேர்க்கை இரண்டு ஊடகங்கள் மூலம் நிகழ்கின்றது. ஒன்று உயிருள்ள ஊடகம் (Biotic), உயிரற்ற ஊடகம் (Abiotic). உயிரற்ற ஊடகம் என்பது மகரந்தத் தூள்கள் காற்றின் மூலமாகவோ அல்லது நீர் மூலமாகவோ மகரந்தங்கள் பரிமாறிக்கொள்ளப்படும். உயிருள்ள ஊடகம் என்பது, உயிரினம் ஏதேனும் ஒன்றின் மூலமாக மகரந்தத் தூள்கள் பரிமாறிக்கொள்ளப்படும். எடுத்துக்காட்டாக, பட்டாம்பூச்சிகள், வண்டுகள், தேனீக்கள், ஈக்கள், சிறுபறவைகள் போன்றவைகள் மூலம்.

அது எப்படி சாத்தியம்...? அதற்குத்தான் இயற்கை ஒரு அருமையான ஏற்பாடு செய்திருக்கின்றது. பூக்களின் உள்ளே இருக்கும் ஒருவிதமான இனிப்பான திரவம், நாம் மது என்று சொல்வோமே, தேன் என்று சொல்வோமே, அதுதான். அதனைப் பருகுவதற்கா வந்து அமரும் உயிரினங்களின் கால்களில் உள்ள சிறுமயிர்களில் ஒட்டிக்கொள்ளும் மகரந்தத்தூளானது, அந்த உயிரினம் மற்றொரு மலரில் போய் அமரும்பொழுது அங்கு பரிமாறிக்கொள்ளப்படும். இனப்பெருக்கத்திற்கான வேலையும் துவங்கப்படும்.

இப்படி உயிரினங்களைக் கவர்வதற்காகவே, மலர்கள் வண்ணமயமாகவும், அதி நறுமணத்துடனும் இருக்கும். இயற்கையின் ஏற்பாடுதான் என்னே..!

சரி, தேன் என்பது என்ன?

தேன் என்பது மலரில் உள்ள மதுதானா? இல்லை. ஆனால், அதுதான் தேனிற்கான மூலம். மலரில் சேகரித்த மதுவானது பெரும்பாலும் நீரையும் சுக்ரோஸ் எனப்படும் ஈரலகுச்சர்க்கரை(disaccharide)யையும் கொண்டிருக்கும். அதனைப் பருகும் தேனீக்கள், அதனைக்கொண்டு போய் தேன்கூட்டில் உள்ள தேனீக்களிடம் (House Bees) எதிர்க்கழித்துத் (regurgitate) தந்துவிடும்.

அவைகள் தாங்கள் சுரக்கும் Invertase என்ற நொதிப்பான் (Enzyme) மூலமாக அந்த சுக்ரோஸை உடைத்து Hexose எனப்படும் இரண்டு எளிய ஓரலகுச் சர்க்கரைகளாக (monosaccharides) மாற்றி விடும். அவையாவன, குளுக்கோஸ் (Glucose) மற்றும் ஃப்ரக்டோஸ் (Fructose).#

இதில் குளுக்கோஸை குளுக்கோஸ் ஆக்ஸிடேஸ் (Glucose Oxidase) என்ற நொதிப்பானானது மேலும் உடைத்து, குளுக்கானிக் அமிலம் (Gluconic Acid) மற்றும் ஹைட்ரஜன் பெராக்ஸைடாக (Hydrogen Peroxide) மாற்றும். இந்த குளுக்கானிக் அமிலமானது தேனை சிறிய அளவிலான (மிகக்குறைந்த அளவில் pH மதிப்புக் குறைந்து) அமிலத்தன்மையைக் கொடுக்கும். இந்த அமிலத்தன்மை, நுண்ணுயிரிகள் என்று சொல்லப்படும், பாக்டீரியாக்கள், பூஞ்சைகள் போன்றவை தாக்காமல் பாதுகாக்கும். அதே சமயம், ஹைட்ரஜன் பெராக்ஸைடானது அதே நுண்ணுயிரிகளிடம் இருந்து இந்தத் தேனை தன் முட்டைப்புழுக்களுக்குத் (Larvae) தரும் முன் ஒரு குறைந்தகால பாதுகாப்பைத் தரும்.

அதிலிருக்கும் பெரும்பாலான நீர்ச்சத்து நீக்கப்பட்டு, வெறும் 18 சதவீதம் மட்டுமே அதில் நீர் இருக்கும். பின் இந்தத் தேனானது தேனடையில் அறைகளில் சேகரித்து வைக்கப்படும்.

இப்படி ஏறத்தாழ ஒரு கிலோ தேனைச் சேகரிக்க தேனீக்களானது, பல்லாயிரக்கணக்கான மலர்களுக்கும் செல்ல கிட்டத்தட்ட 90 ஆயிரம் மைல்கள் பறந்து செல்கின்றனவாம். இது பூமியை மூன்று முறை சற்றிவருவதற்குச் சமம்.

#குளுக்கோஸ் மற்றும் ஃப்ரக்டோஸ்களை நம் உடல் எளிதில் கிரகித்துக்கொள்ளும். செரிமானத்தின் போதும் நம் உணவுகள் இப்படித்தான் உடைக்கப்பட்டு குளுக்கோஸ் மற்றும் ஃப்ரக்டோஸுகளாக மாற்றப்பட்டு கிரகித்துக்கொள்ளப்படுகின்றன. அதனால்தான், உடனடி சக்தி வேண்டுமெனில் குளுக்கோஸ் நேரடியாகவே இரத்தத்தில் செலுத்தப்படுகின்றது.

தாவரங்கள் நீரை உறிஞ்சுவது எவ்வாறு?

தாவரங்கள் நீரை உறிஞ்சுவது எவ்வாறு?

அதற்கு முன் ஒரு மூன்று இயற்பியல் நிகழ்வுகள் குறித்துப் பார்த்துவிடுவோம்.

நீராவிப் போக்கு (Transpiration)

இதனைத் தாவரங்களுக்கு வியர்க்கின்றது என்று சொல்லலாமா? தாவரங்களின் தண்டு, மலர், வேர் குறிப்பாக இலைகள், இவற்றிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் அல்லது இழக்கப்படும் நீரின் போக்கினையே நீராவிப் போக்கு என்கிறோம். இலைகளின் மேல் மற்றும் கீழ்பகுதிகளில் காணப்படும் நுண்துளைகள் (Stomata) (நமது வியர்வைத் துளைகள் போன்றதே) வழியாகவே நீர் வெளியேற்றப்படுகின்றது. அச்சமயத்திலேதான் காற்றிலுள்ள கரியமில வாயுவினையும் (Carbon di-oxide) ஒளிச்சேர்க்கைக்காக (Photosynthesis) அத்துளை வழியாக உட்கொள்கின்றது. இந்நீராவிப் போக்கானது, தாவரங்களைக் குளுமையாக வைத்துக்கொள்ளவும், அடியிலிருந்து நுனி வரைக்கும் நீர் மற்றும் சத்துமிக்க தாதுக்களைக் கடத்துவதற்கும் உறுதுணையாக உள்ளது.

சவ்வூடு பரவல் (Osmosis)

சவ்வூடு பரவல் அல்லது பிரசாரணம் (Osmosis) எனப்படுவது நீரழுத்தம் கூடிய கரைசல் (கரையத்தின் செறிவு குறைந்த கரைசல்) ஒன்றிலிருந்து, நீரழுத்தம் குறைந்த கரைசல் (கரையத்தின் செறிவு கூடிய கரைசல்) ஒன்றிற்கு தேர்ந்து உட்புகவிடும் மென்சவ்வு (semi-permeable membrane) ஒன்றின் ஊடாக நீர் மூலக்கூறுகள் பரவல் ஆகும். இது கரையம் அல்லது கரைபொருளை (solute) உட்செல்ல விடாது, கரைப்பானை (solvent) மட்டுமே தேர்ந்து உட்செல்ல விடும் மென்சவ்வினூடாக, கரைப்பானானது, ஆற்றல் இழப்பின்றி பரவும் (passive diffusion) ஒரு இயற்பியல் தொழிற்பாடாகும். இந்த சவ்வூடு பரவலின்போது வெளியேறும் ஆற்றலானது வேறு தொழிற்பாடுகளில் அல்லது உயிரணுவின் மற்ற நிகழ்வுகளில் பயன்படுத்தப் படலாம்.

சவ்வூடு பரவல் மூலம் இருவேறு செறிவுடைய கரைசல்களின் (solution) இடையே கரைப்பான் மூலக்கூறுகள் பரவுவதால், இரு கரைசல்களின் செறிவும் சமநிலைக்கு கொண்டு வரப்படும். இயல்பாக நிகழக் கூடிய இவ்வகை கரைப்பானின் பரவலைத் தடுக்க கொடுக்க வேண்டிய அழுத்தமே சவ்வூடு பரவல் அழுத்தம் எனப்படும்.

-(கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிபீடியாவில் இருந்து.)

தந்துகிப் பெயர்ச்சி (Capillary Action)

பொதுவாக நீரானது புவியீர்ப்பின் காரணமாக மேலிருந்து கீழ்நோக்கியே பயணிக்கும் என்பதை நாமறிவோம். நீர்மங்களின் ஒரு பண்பான இத்தந்துகிப் பெயர்ச்சி, நுண்துளைக் குழாய்களில் புவியீர்ப்பிற்கு எதிராக மேல்நோக்கிச் சற்று பயணிக்க முயலும்.

தெரிந்துகொண்டாயிற்றா? ஆக, நீரானது, மண்ணில் இருந்து சவ்வூடு பரவல் முறையில் தாவரங்களின் வேர்களின் மூலம் உட்பெறப்பட்டு, அங்கிருந்து தொடங்கும் நுண்ணிய குழாய்களில் தந்துகிப் பெயர்ச்சி முறையில் மேல்நோக்கிப் பயணித்து தாவரங்களின் பல்வேறு பகுதிகளுக்கும் செல்கின்றது. நீராவிப் போக்கும் இப்பயணத்தை எளிதாக்குகின்றது. நீராவிப்போக்கினால் ஏற்படும் வெற்றிடத்தை நிரப்ப நீரை இழந்த செல்களுக்கு அதன் அடுத்து உள்ள செல்களில்இருந்து நீர் தந்துகிப் பெயர்ச்சி முறையால் கடத்தப்படுகின்றது.

குளிர்சாதனப் பெட்டியில் எப்படி உள்ளே குளிர்ச்சியாக உள்ளது?

நாம் பயன்படுத்தும் குளிர்சாதனப் பெட்டியில் எப்படி உள்ளே குளிர்ச்சியாக உள்ளது?

அடிப்படைத் தத்துவம் :

ஒரு நீர்மமானது தான் ஆவியாவதற்கு அருகிலுள்ள (சுற்றுப்புறத்திலுள்ள) பொருட்களின் வெப்பத்தை எடுத்துக்கொள்ளும்.

உதாரணம் 1 :

காற்றில் உலர வைக்கப்படும் ஈரத்துணிகளானது இதன் அடிப்படையிலேயே உலர்கின்றன. அதாவது துணிகளில் இருக்கும் ஈரமானது ஆவியாவதற்குச் சுற்றுப்புறத்திலுள்ள காற்றின் வெப்பத்தை எடுத்துக்கொண்டு ஆவியாகிவிடும், கோடைகாலத்தில் காற்றின் வெப்பநிலை அதிகமாக இருப்பதால் உடனடியாகவும், மழைக்காலத்தில் காற்றின் வெப்பநிலை குறைவாக இருப்பதால் சற்றுத் தாமதமாகவும் துணிகள் உலரும்.

உதாரணம் 2 :

நமது சருமத்தில் விடப்படும் பெட்ரோலானது எளிதில் ஆவியாகக்கூடியது, அப்படி ஆவியாவதற்கு நம் சருமத்தில் உள்ள வெப்பத்தையும் சேர்த்து எடுத்துக்கொள்வதால் நம் சருமத்தின் வெப்பநிலை குறைந்து நாம் குளிர்ச்சியாக உணர்கிறோம்.

ஆவியாகத் தேவையான வெப்பநிலையானது பொருட்களைப் பொறுத்து வேறுபடும். எடுத்துக்காட்டாக,

தண்ணீர் ஆவியாவதற்கான வெப்பநிலை கடல் மட்டத்தில் உள்ள காற்றழுத்ததில் 100 பாகை செல்சியஸ், அம்மோனியா ஆவியாவதற்கான வெப்பநிலை கடல் மட்டத்தில் உள்ள காற்றழுத்ததில் -35.5 பாகை செல்சியஸ் ஆகும்.

அடிப்படைத் தத்துவம் சரி, இனி நம் குளிர்சாதனப் பெட்டிக்கு வருவோம்.

அமைப்பு :

பொதுவான இந்தியத் தயாரிப்பு குளிர்சாதனப் பெட்டிகளின் பின்புறம் வளைந்து வளைந்து பாம்பு போல சிறிய குழாய் அமைப்பு இருக்கும், பார்த்திருப்பீர்கள். அவ்வமைப்பு நீண்டு குளிர்சாதனப் பெட்டியின் உட்புறம் உள்ள உறைநிலைப் பெட்டி (Freezer)யைச் சுற்றியும் வளைந்து வளைந்து அமைந்திருக்கும். பெட்டியின் பின்னே அழுத்துவான் (Compressor) ஒன்றும் இருக்கும். குழாய் அமைப்பிற்குள் மிகக்குறைந்த வெப்பநிலையில் ஆவியாகக்கூடிய ஒரு குளிரி[#] (Coolant) அடைக்கப்பட்டிருக்கும்.

செயல்பாடு :

மின்சக்தியால் இயங்கும் அழுத்துவானானது குளிரி வாயுவை (Coolant) அதிக அழுத்தத்திற்கு உள்ளாக்கும். வாயுவை அழுத்தத்திற்கு உள்ளாக்கினால் அது நீர்மமாகும்[1]. அழுத்தம் அதிகரிக்கும்பொழுது வெப்பமும் உருவாகும்[2]. பெட்டியின் பின்புறமுள்ள வளைவுக் குழாய்களின் வழியாக அழுத்தப்பட்ட நீர்மம் பயணிக்கும்பொழுது அவ்வெப்பமானது வெளியில் கடத்தப்பட்டுவிடும். (வெளிப்புறமுள்ள வளைவுக் குழாய்களில் கறுப்பு வண்ணம் பூசப்பட்டிருப்பதைக் கவனியுங்கள்[3].)

பின்னர் விரிவகக்குழல் (Expansion Valve) வழியாக அந்நீர்மம் செல்லும். அதாவது அழுத்தம் அதிகம் உள்ள பகுதியிலிருந்து (High Pressure Zone) அழுத்தம் குறைவாக உள்ள பகுதிக்குச் (Low Pressure Zone) செல்கிறது. (விரிவகக்குழலிற்கு இந்தப்பக்கம் அழுத்துவானால் அழுத்தம் கொடுக்கப்படுவதால் இப்பகுதி மிகைஅழுத்தப் பகுதியாகிறது. விரிவகக்குழலிற்கு அந்தப்பக்கம் அழுத்துவானால் உறிஞ்சப்படுவதால் அப்பகுதி குறைஅழுத்தப் பகுதியாகிறது.)

இப்பொழுது நீர்மமானது குளிர்சாதனப் பெட்டியின் உட்புறமுள்ள குழாய் பகுதிக்குள் பயணிக்கிறது. நீர்ம நிலையிலுள்ள அக்குளிரி அழுத்தம் குறைவதனால் வாயுவாக மாறும்பொழுது பெட்டியின் உட்புறமுள்ள பொருட்களின் வெப்பம் அல்லது உட்புறம் நிலவும் வெப்பத்தினை எடுத்துக் கொள்ளும். உடனடியாக உட்புற வெப்பம் குறைந்துவிடும். மீண்டும் அவ்வாயுவினை அழுத்துவான் அழுத்தத்திற்குட்படுத்தி நீர்மமாக மாற்றி இதே செயல்பாடு தொடர்ச்சியாக செயற்படுத்தப்படும்.

மேலதிகத் தகவல்கள்:

#. அம்மோனியா வாயு -35.5 பாகை செல்சியஸ் அளவிலேயே ஆவியாகும் என்றாலும் அது மனிதர்களுக்கு தீங்கு விளைவிக்கக்கூடியது என்பதால் நாம் பயன்படுத்தும் குளிர்சாதனப் பெட்டிகளில் குளிரி வாயுவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை, (பெரிய தொழிற்சாலைகளில் தகுந்த பாதுகாப்பு ஏற்பாடுகளுடனே பயன்படுத்தப்படும்) மாற்றாக குளேரோ ஃபுளோரோ கார்பன் (Chloro Fluoro Carbon-CFC) மனிதர்களுக்கு நேரடித் தீங்கு விளைவிக்காத காரணத்தினால் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால், காற்றுமண்டலத்திலுள்ள ஓசோன் படலத்தைச் சிதைப்பதில் இவ்வாயு பங்கெடுக்கின்றது.

1. நமது சமையல் எரிவாயு அப்படியொரு அழுத்தத்திற்கு உள்ளாக்கி நீர்மமாகவே உருளைகளில் (Cylinder) அடைக்கப்பட்டு நமது இல்லங்களுக்கு வரும். நாம் உருளையின் குழாயைத் திறக்கும்பொழுது, அழுத்தம் குறைந்து அறைவெப்பநிலைக்கு வரும் அந்நீர்மமானது வாயு வடிவிற்கு மாறிவிடும். அதனாலேயே அதனை நாம் நீர்மமாக்கப்பட்ட பெட்ரோலியம் வாயு (Liquified Petrolium Gas-LPG) என அழைக்கின்றோம். அவ்வாயுவிற்கு இயற்கையில் மணமில்லை, கசிவு ஏற்பட்டால் உணர்வதற்காகச் செயற்கை மணம் சேர்க்கப்படுகிறது.

2. மிதிவண்டி (bi-Cycle) சக்கரத்திற்கு காற்றடிக்கும் அழுத்துவானை (Pump) காற்றடித்தபின் தொட்டுப் பாருங்கள் சூடாக இருக்கும். காற்று அழுத்தப்படுவதாலும், அழுத்தும் தண்டின் (Piston) உராய்வினாலும் ஏற்படும் வெப்பமே அது.

3. கறுப்பு வண்ணமே வெப்பத்தினை எளிதில் உட்கவரும். எளிதில் உட்கவரும் வண்ணமே வெப்பத்தினை எளிதில் வெளியேயும் விடும். Objects that are good emitters are also good absorbers (Kirchhoff's Law of Thermal Radiation: At thermal equilibrium, the emissivity of a body (or surface) equals its absorptivity.)

சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாடு

சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாடு... விளக்க முடியுமா?

நண்பர் Logesh Kumar கூட பலமுறை கேட்டுள்ளார். நானும் முதல் பகுதியாக ஒரு பதிவும் போட்டிருந்தேன். இப்பொழுதும் அதனை மறுபதிவிட்டுப் பின்னர் தொடரலாம் என்றிருக்கின்றேன்.

அறிவியலில் இரு வேறு பார்வைகளாக, நியூட்டோனியன் பார்வை மற்றும் ஐன்ஸ்டீனியன் பார்வை எனச் சொல்வார்கள். இப்பிரபஞ்ச இயக்கங்கள் குறித்து நாம் நியூட்டன் விதிகள் மூலம் அறிந்திருப்போம். இவைகள் நம்அன்றாட வாழ்க்கை முறை வேகங்களில் மிகப் பொருத்தமானவையே. ஆனால், ஒளியின் வேகத்தை நெருங்க நெருங்க இவ்விதிகள் தோல்வியைத் தழுவுகின்றன.

1905ல் ஐன்ஸ்டைன் வெளியிட்ட தனது சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாடு (Special Relativity Theory - STR) குறைந்த வேகத்திற்கும் சரி, ஒளியின் வேகத்திற்கும் சரி எல்லா வேகத்தில் இயங்கும் இயக்கங்களுக்கும் பொருந்தியது.

நாம் இதுவரை ஒளியின் வேகத்தை வெறும் எண்களாக மட்டுமே அறிந்திருக்கின்றோம், உணர்ந்திருக்கின்றோம். அதன் முழு வேகத்தை உணரும் திறன் இன்னும் பெறவில்லை. இன்றையக் கணக்கின்படி ஒளியின் வேகம் வெற்றிடத்தில் நொடிக்கு 2,99,792.458 கிலோ மீட்டர்கள். ஏறக்குறைய நொடிக்கு 3 லட்சம் கிலோமீட்டர்கள் எனக்கூடக் கொள்ளலாம்.

நமது அறிவு என்பது கடந்தகால அனுபவங்களின் தொகுப்பு எனலாம். அனுபவத்தில் இல்லாதவற்றை ஏற்றுக்கொள்வது சற்றுக் கடினம்தான். அதுபோன்றே ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும்பொழுது ஏற்படும் சில மாற்றங்களை முரண்பாடுகளை நாம் ஏற்றுக்கொள்வதும் சற்றுக் கடினமாகத் தெரியும். ஆனால், இயற்பியல் பரிசோதனைகள் அம்மாற்றங்களை உறுதி செய்துள்ளன.

பார்க்கப்படும் பொருள் ஒன்று இருக்குமேயானால் பார்க்கும் பார்வையாளர் என ஒருவரும் இருந்தேயாக வேண்டும். ஒன்றில்லாமல் மற்றொன்று இல்லை என்பதே சார்பு எனப்படும்.

இங்கு ஆதிசங்கரர் அத்வைதத்தில் கேட்ட கேள்வியாக படித்த ஒன்று நினைவிற்கு வருகின்றது.

கேள்வி : வானம் என்ன நிறம்?

பதில் : நீல நிறம்.

கேள்வி : எப்படிச் சொல்கின்றாய்?

பதில் : நான் பார்த்தேன்.

கேள்வி : அப்படியெனில், நீ பார்க்காதபொழுது வானம் என்ன நிறம்?

பதில் : .......

இது போன்று இன்னும் பல கேள்விகள் நம் குவாண்டம் இயற்பியலுக்குள் இருக்கின்றன.

சரி, பார்வையாளர் என நம்மைக் கொள்வோம். இந்தச் சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாடும் நம்மை வைத்தே தொடங்குகின்றது. அதாவது பார்வையாளர் இருக்கும் இடத்தினைக் கொண்டு. அது குறியீட்டுச் சட்டம் (Reference Frame) எனப்படுகின்றது. இது வேறொன்றுமில்லை பார்வையாளர் எங்கு நிற்கின்றார் என்ற இடமே குறியீட்டுச் சட்டம்.

இப்பொழுது நீங்கள் நாற்காலியில் அமர்ந்திருக்கின்றீர்கள். இதுதான் உங்களது குறியீட்டுச் சட்டம். ஆனால், ஒன்றை நினைவில் கொள்ளுங்கள். நீங்கள் நிலையாக இல்லை. நீங்கள் பயணித்துக்கொண்டுதான் இருக்கின்றீர்கள். இந்தப் பூமி உங்களைச் சுமந்துகொண்டு சராசரியாக நொடிக்கு 30 கிலோமீட்டர்கள் வேகத்தில் சூரியனைச் சுற்றிப் பயணித்துக்கொண்டிருக்கின்றது. சூரியனோ, உங்களை, பூமியை, ஏனைய கோள்களையும் இழுத்துக்கொண்டு பால்வெளிமண்டலத்தை நொடிக்கு 200 கிலோமீட்டர்கள் வேகத்தில் சுற்றிப் பயணித்துக்கொண்டிருக்கின்றது.

இங்கு வேகத்தை விடுங்கள், நீங்கள் நிலையாக இல்லை, பயணித்துக்கொண்டிருக்கின்றீர்கள் என்பதை உணர்ந்து கொள்ளுங்கள். ஆக, இப்பிரபஞ்சத்தில், நிலையான குறியீட்டுச்சட்டம் என்று ஒன்று இல்லை. எல்லாமே இயக்கத்தில் உள்ளன. எல்லாம் இயக்கத்தில் இருப்பதால் ஒவ்வொன்றும் ஒன்றைச் சார்ந்துள்ளன.

ஒரு இயக்கத்தைக் குறிக்க மற்றொன்றைத் தொடர்பு படுத்தித்தானே குறிப்பிடமுடியும்.

சரி, இப்பொழுது நீங்கள் ஒரு குறியீட்டுச் சட்டத்திலும், நான் ஒரு குறியீட்டுச் சட்டத்திலும் உள்ளோம். எனது குறியீட்டுச்சட்டம் உங்களை நோக்கி வருகின்றது, அதாவது நான் உங்களை நோக்கி வருகின்றேன். இதனை என் பார்வையிலும் உங்கள் பார்வையிலும் பார்த்தோமானால் என்ன சொல்வோம்?

நான்: நீங்கள் என்னைநோக்கி வருகின்றீர்கள்.

நீங்கள்: பாபு என்னை நோக்கி வருகின்றார்.

இரண்டுமே நியாயமான கருத்துக்கள்தான். எனவே, பார்வையாளரின் குறியீட்டுச்சட்டம் மிக முக்கியமான ஒன்று இக்கோட்பாட்டில். அடுத்து, சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் முதலாம் மெய்கோள் (முதலுண்மை) (First Postulate) குறித்துப் பார்ப்பதற்கு முன் இதுவரை சொன்னவற்றில் சந்தேகங்கள், பிழைகள் இருந்தால் விவாதித்துக்கொள்வோமா...?

பகுதி - 2

முதலாம் கருதுகோள்

இது சற்று எளிமையான ஒன்றுதான். இயற்பியல் விதிகள் அனைத்துக் குறியீட்டுச் சட்டங்களிலும் மெய்யே. அதாவது தரையில் நின்றுகொண்டு நீங்கள் ஒரு செங்கலின் நீளத்தை நீங்கள் அளந்தாலும், ஒரு தொடர்வண்டியில் பயணித்துக்கொண்டு அளந்தாலும் அது உங்களுக்கு ஒரே அளவைத்தான் கொடுக்கும்.

ஆனால், நீங்கள் தரையில் நின்றுகொண்டு தொடர்வண்டியில் பயணித்துக்கொண்டிருக்கும் செங்கல்லை அளக்க முற்பட்டால் அது வேறு அளவினைத்தரும். குழப்புகின்றதா, சரி, இந்த உதாரணத்தைப் பாருங்கள்.

ஒரு தொடர்வண்டி 50 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் பயணித்துக் கொண்டிருக்கின்றது. நீங்கள் ஓட்டுனரின் அருகில் இருக்கின்றீர்கள். தொடர்வண்டி ஓட்டுனர் ஒரு துப்பாக்கி வைத்துள்ளார். அந்தத்துப்பாக்கிக்குண்டின் வேகம் நொடிக்கு 5 கிலோமீட்டர் வேகம். இப்பொழுது ஓட்டுனர் தொடர்வண்டி செல்லும் திசையில் துப்பாக்கியால் சுடுகின்றார். துப்பாக்கிக் குண்டின் வேகம் என்னவென்று உங்களைக் கேட்டால் நீங்கள் என்ன சொல்வீர்கள்? நொடிக்கு 5 கிலோமீட்டர் என்றுதானே?

சரி, இப்பொழுது நீங்கள் தரையில் நிற்கின்றீர்கள். இப்பொழுது அதேவேகத்தில் சென்றுகொண்டிருக்கும் தொடர்வண்டியில், அதே ஓட்டுனர்,அதே துப்பாக்கியால் சுடுகின்றார். இப்பொழுது அந்தத் துப்பாக்கிக் குண்டின் வேகம் என்னவென்று உங்களைக் கேட்டால் உங்கள் பதில், 50+5=55 அதாவது நொடிக்கு 55கிலோமீட்டர் என்றுதானே சொல்வீர்கள்?

ஆக, இயற்பியல் விதிகள் நிலையானவைதான், அந்தந்த குறியீட்டுச்சட்டத்தில். வேறொரு குறியீட்டுச்சட்டத்தில் இருந்து மற்றொரு குறியீட்டுச்சட்டத்தின் விதிகளை அளவிட்டால் அது வேறுபடும்.

இரண்டாம் கருதுகோள்

அனைத்துக்குறியீட்டுச் சட்டங்களிலும் ஒளியின் வேகம் நிலையானது. இதுதான் சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாட்டின் இரண்டாவது கருதுகோள். முதலாவது கருதுகோளில் சொன்ன உதாரணத்தையே எடுத்துக்கொள்வோம். இப்பொழுது துப்பாக்கிக்குப் பதில் தொடர்வண்டியின் முகப்பு விளக்கு.

நீங்கள் ஓட்டுனரின் அருகே உள்ளீர்கள். ஓட்டுனர் முகப்பு விளக்கினை எரிய விடுகின்றார். இப்பொழுது ஒளியின் வேகம் என்ன? சற்றேறக்குறைய மதிப்பாக நொடிக்கு 3 இலட்சம் கிலோமீட்டர்கள் எனக் கொண்டு அதைத்தானே சொல்வீர்கள். சரி, இப்பொழுது நீங்கள் தரையில் நிற்கின்றீர்கள். ஓட்டுனர், ஓடிக்கொண்டிருக்கும் தொடர்வண்டியின் முகப்பு விளக்கினை எரிய விடுகின்றார்.

இப்பொழுது உங்கள் எதிர்பார்ப்பின் படி, 3,00,000+50 = 3,00,050 அதாவது நொடிக்கு 3 இலட்சத்து 50 கிலோமீட்டர்கள் என்றுதானே சொல்வீர்கள். ஆனால் அதுதான் இல்லை. இங்கும் ஒளியின் வேகம் அதே நொடிக்கு 3 இலட்சம் கிலோமீட்டர்கள்தான் இருக்கும். முரண்பாடாகத் தெரிந்தாலும், அதுதான் உண்மை. வேகம் என்பது குறிப்பிட்ட காலத்திற்குள் கடக்கப்படும் தொலைவு என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

பொருண்மை உள்ள ஒரு பொருளானது தன் வேகத்தினை, முடுக்கத்தின் மூலமாக அதிகரித்துக்கொள்ளவோ, தடை மற்றும் உராய்வின் மூலம் குறைத்துக்கொள்ளவோ முடியும். ஆனால், ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை. அப்படியெல்லாம் செய்துகொள்ளாது. ஆக, ஒளியின் வேகம் தற்போதைய கணக்கின்படி நிலையான ஒன்று. (ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்குள் பாயும்பொழுது வேறுபாடுகள் ஏற்படும். அதில் மாற்றமில்லை.)

சரி, இக்கோட்பாட்டினால் ஏற்படும் சில நிகழ்வுகளை அடுத்த பகுதியில் பார்ப்போம்.

பகுதி - 3

கோட்பாட்டின் படி ஒளியின் வேகத்தில் பயணித்தால் முக்கியமாக இரண்டு நிகழ்வுகள் நிகழ்கின்றன. இவற்றைக் கேள்வி கேட்காமல் ஏற்றுக்கொண்டால் சற்றே புரிந்துகொள்ள முயற்சிக்கலாம்.

1. பொருண்மை உள்ள ஒரு பொருள் பயணிக்கும் திசையில் தன் நீளத்தில் சற்றே குறுகுகின்றது.
2. ஒளியின் வேகத்தில் பயணிப்பவருக்கு காலமும் சுருங்கிவிடுகின்றது.

1. நீளக்குறுக்கம் (Length Contraction)

5மீட்டர் நீளமுள்ள ஒரு சிற்றுந்து (Car) 60% ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கின்றது எனக்கொள்வோம். அப்பொழுது அதன் நீளம் 4 மீட்டர் எனச் சற்றே குறைவுபட்டிருப்பதை தரையில் நிற்கும் நீங்கள் அளவிடலாம்.

அதேசமயம், அச்சிற்றுந்தில் பயணிப்பவர் உங்கள் கையில் இருக்கும் அளவுகோலின் நீளம் குறைந்திருப்பதைக் காண்பார்.

ஒருவேளை நீங்களும் 60% ஒளிவேகத்தில் அச்சிற்றுந்திற்கு அருகாமையில் பயணித்துக்கொண்டு அளப்பீர்களேயானால் அதன் நீளம் 5 மீட்டரே இருக்கும்.

2. காலவிரிவு (Time Dilation)

ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும்பொழுது மட்டும் காலமும் சுருங்கிவிடுகின்றது. ஆனால் அதனை அவ்வேகத்தில் பயணிப்பவர் இருக்கும் குறியீட்டுச்சட்டத்திலிருந்து உணர முடியாது. வேறொரு குறியீட்டுச்சட்டத்தில் இருப்பவரால் மட்டுமே உணர முடியும்.

இந்த காலவிரிவினைக் காட்ட ஒரு பிரபலமான கருத்து ஒன்று உள்ளது. அதுதான் இரட்டையர் முரண்மெய் (Twin Paradox).

அதாவது பாபு-கோபு இருவரும் இரட்டையர். இருவரிடத்தில் இரண்டு துல்லியமான நேரங்காட்டும் கடிகாரங்கள் உள்ளன. அதனை இருவரும் ஒரே நேரத்தைக் காட்டுமாறு ஒருங்கிசைத்துக் கொள்கின்றனர். தற்பொழுது இருவருமே ஒரே குறியீட்டுச்சட்டத்தில் உள்ளனர்.

இப்பொழுது பாபு மட்டும் ஒரு விண்கலத்தில் ஏறி 60% ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கிறார். இருவருமே தங்களது பார்வையில் நீளக்குறுக்கம் மற்றும் காலவிரிவு விளைவுகளை மற்றவரிடத்தில் காண்பர். ஒருவேளை பாபு திரும்பவே இல்லை என்றால் பிரச்சனை இல்லை. திரும்பிவிட்டால்....?

ஒளியின் வேகத்தில் பயணித்த பாபுவை விட, நிலையாக நின்ற கோபுவிற்கு வயது கூடியிருக்கும். ஆனால் இருவரும் இரட்டையர்கள். இதனை அவர்களின் கடிகாரங்களை ஒத்துப் பார்த்து ஏற்றுக்கொள்ளலாம். முரண்பாடு போல் தோன்றினாலும் அதுதான் மெய்.

இந்த இரட்டையர் முரண்மெய்க்குள் நிறைய அலசல்கள் உள்ளன. பாபு போகும்பொழுது ஒவ்வொரு 5 நிமிடங்களுக்கும் ஒரு சமிக்ஞை அனுப்புவது, ஒருவர் குறியீட்டுச் சட்டத்தில் இருந்து அடுத்தவரின் குறியீட்டுச்சட்டத்திற்கு மாறி விளைவுகளை அளப்பது என்று நிறைய சாத்தியக்கூறுகளை பிரித்தலசி குழம்பலாம் நாம்.

அடுத்தது காலப்பயணம்....

பகுதி - 4

காலப்பயணம் சாத்தியமா?

மேற்சொன்ன இரட்டையர் முரண்மெய் பற்றி அறிந்ததும், அப்படியெனில் ஒளியின் வேகத்தில் பயணித்தால் நம்மால் எதிர்காலத்திற்கோ அல்லது இறந்தகாலத்திற்கோ பயணிக்க முடியும் என்று கொள்கை ரீதியில் எண்ணத்தான் தோன்றும். காலப்பயணம் என்பது வெகுகாலத்திற்கு முன்பிருந்தே சிந்திக்கப்பட்டு வந்தது. ஐன்ஸடைனின் சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாடு வந்ததும் அதற்கு கொள்கை ரீதியான கட்டுமானம் கட்டப்பட்டுவிட்டது.

நம்மில் நிறையப் பேர் காலம் என்றால் என்னவென்று தெரியும் என்று எண்ணிக்கொண்டுள்ளோம். வரையறுக்கச்சொன்னால் சற்றுத் தடுமாறுவோம். காலத்தை வரையறுப்பது கடினம்தான் ஆனால் அதன் விளைவுகளை மட்டும் காண்கிறோம்.

காலம் என்பது இரு நிகழ்வுகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி. நிகழ்வு நிகழ பரவெளி வேண்டும். பரவெளியினை உணர காலம் வேண்டும். ஆக, காலம் என்று ஒன்று தனித்து கிடையாது. காலமும் (Time) வெளியும் (Space) பின்னிப் பிணைந்தது. அது ஒரு நான்காவது பரிமாணம். (Fourth Dimension) இதற்கு முன்பு நியூட்டன் விதிகள் காலத்தை தனித்ததொன்றாகக் கொண்டிருந்தது. ஆனால், ஐன்ஸ்டைனின் கூற்றுக்குப் பின் காலமும் வெளியும் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்புடையது. இதனை காலவெளித்தொடர்ச்சி என்பர். (Space-time continuum என்பதற்குச் சரியான தமிழ்ச்சொல் தெரியவில்லை. தெரிந்தோர் தெரிவிக்கவும்.)

ஆக, காலம் என்பது இரு நிகழ்வுகள் நிகழ்ந்தபின்னரே வரையறுக்கப்படுகின்றது. இதில் காலத்தைக் கடப்பது எப்படி? ஆக, கோட்பாட்டின்படி காலப்பயணம் சாத்தியமே என்று கொண்டாலும், அதிலும் சில முரண்பாடுகள் தொக்கி நிற்கின்றன.

• ஒரு வேளை உங்களால் இறந்த காலத்திற்குச் செல்ல முடிகின்றது என்றாலும், நீங்கள் பிறக்கும் வருடத்திற்கு முந்தை ஆண்டுகளில் ஒன்றிற்கு நீங்கள் செல்வீர்களேயாயின்... அது முரண்படாதா..?
• அல்லது நீங்கள் பிறந்த ஆண்டிற்குப் பின்னர் ஒரு காலத்திற்குச் செல்கின்றீர்கள் என்றால் அங்கு உங்களை நீங்களே பார்ப்பீர்களா?
• Grandfather Paradox என்று ஒன்று உள்ளது. நீங்கள் பின்னோக்கிச் சென்று உங்கள் அப்பாவின் அப்பாவைக் கொன்றுவிட்டீர்கள் என்றால் என்னவாகும்?

எனினும், காலப்பயணம் சாத்தியம் என்பதற்கு இன்னொரு முறையும் சொல்லப்படுகின்றது. இணைபிரபஞ்சம் (Parallel Universe). அதாவது ஒவ்வொரு நிகழ்வுக்கும் ஒரு பிரபஞ்சம் படைக்கப்பட்டுக்கொண்டிருக்கின்றது. நீங்கள் பின்னோக்கிச் சென்று உங்கள் தாத்தாவை கொன்றுவிட்டால் அது நிகழ்வது வேறொரு பிரபஞ்சத்தில்தான் என்கிறார்கள். குழப்பம்தான்.

இன்னும், கருந்துளை (Black Hole), புழுத்துளை (Worm Hole), பேரண்டக்கயிறு (Cosmic String), வளைந்த வெளி (Curved Space), என்று அதிசயிக்க ஏராளம் உண்டு அறிவியலில். பொறுமையும் அறிந்துகொள்ளும் ஆர்வமும் மட்டுமே வேண்டும் நமக்கு.

முன்பொரு சமயம், சிறப்புச் சார்பியல் கோட்பாடு குறித்து அசைபோடும்பொழுது என்னுள் தோன்றிய வரிகள்.....

காலமில்லாக் காலமொன்றைப்

பரவெளியில் தேடினேன்

வெளியின்றிக் காலமோ

காலமின்றி வெளியோ காணக் கிடைக்கிலேன்.

காலமுணரச் சலனமும்

சலனம் நிகழ வெளியும்

வெளியை யுணரக் காலமும்

எனவோர் வட்டக் களிநடனம்

கண்டு வியந்தனன்.