संकल्पना बदलांनंतरचा काळ

श्री आनंद घैसास

---

तारे हे जणू दूरचे सूर्यच आहेत, कदाचित त्यांच्या स्वतःच्या ग्रह प्रणालीही आहेत या कल्पनेला ‘वैश्विक बहुलवाद’ असे नाव देण्यात आले होते. या दिशेने केलेल्या संकल्पना प्राचीन काळात, एनाक्सागोरस आणि सामोसच्या अरिस्टार्क स यांनी व्यक्त केल्या होत्या, परंतु त्यांना मुख्य प्रवाहात काही त्या काळात मान्यता मिळाली नाही. युरोपियन पुनर्जागरण काळातील पहिले खगोलशास्त्रज्ञ जिओर्डानो ब्रुनो यांनी त्यांच्या ‘डी ल’इन्फिनिटो युनिव्हर्सो एट मोंडी’ (१५८४) मध्ये तारे हे दूरचे सूर्य आहेत असे सुचवले. बुद्धिमान अलौकिक जीवनावरील विश्वासासह, ही संकल्पना, इन्क्विझिशनने त्याच्यावर आणलेल्या आरोपांपैकी एक होती. १७ व्या शतकाच्या उत्तरार्धात, विशेषतः ‘बर्नार्ड ले बोव्हियर डी फोंटेनेल’ (१६८६) यांच्या कॉन्व्हर्सेशन्स ऑन द प्लुरॅलिटी ऑफ वर्ल्ड्स या पुस्तकाच्या प्रकाशनानंतर, ही कल्पना खऱ्या अर्थाने मुख्य प्रवाहात आली आणि १८ व्या शतकाच्या सुरुवातीला ती तारकीय खगोलशास्त्रातील एक बाजूला न टाकता येणारे, कार्यरत गृहीतक म्हणून मानली जाऊ लागली.

---

इ.स.१६६७ मध्ये इटालियन खगोलशास्त्रज्ञ जेमिनियानो मोन्टानारीने अल्गोल ताऱ्याच्या तेजस्वितेतील फरकांचे निरीक्षण नोंदवले. एडमंड हॅली यांनी जवळच्या ‘स्थिर’ ताऱ्यांच्या जोडीच्या योग्य गतीचे पहिले मोजमाप प्रकाशित केले, जे दाखवून देते की प्राचीन ग्रीक खगोलशास्त्रज्ञ टॉलेमी आणि हिपार्कस यांच्या काळापासून त्यांनी स्थान बदलले आहे. विल्यम हर्शल हे आकाशातील ताऱ्यांचे वितरण निश्चित करण्याचा प्रयत्न करणारे पहिले खगोलशास्त्रज्ञ होते. इ.स.१७८० च्या दशकात, त्यांनी ६०० दिशांमध्ये गेजची मालि का स्थापि त केली आणि प्रत्येक दृष्टी रेषेवर पाहिलेले तारे मोजले. यावरून त्यांनी असा निष्कर्ष काढला की आकाशाच्या एका बाजूला, आकाशगंगेच्या गाभ्याच्या दिशेने ताऱ्यांची संख्या हळूहळू वाढत आहे. त्यांचा मुलगा जॉन हर्शलने दक्षिण गोलार्धात हा अभ्यास पुन्हा केला आणि त्याच दिशेने अनुरूप वाढ आढळली. त्यांच्या इतर कामगिरींव्यति रिक्त, विल्यम हर्शल त्यांच्या शोधासाठी प्रसिद्ध आहेत, की काही तारे केवळ एकाच दृष्टी रेषेवर नसतात, तर ते भौतिक साथीदार असतात, जे ताऱ्यांची द्वैती संस्था (बायनरी स्टार सिस्टम) तयार करतात.

सर आयझॅक न्यूटन यांनी त्यांच्या सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमाद्वारे भौतिकशास्त्र आणि खगोलशास्त्र यांच्यातील संबंध आणखी विकसित केले. पृथ्वीच्या पृष्ठ भागावर वस्तुंना आकर्षित करणारी शक्ती चंद्राला पृथ्वीभोवती कक्षेत ठेवते, हे लक्षात घेऊन, न्यूटन एका सैद्धांतिक चौकटीत सर्वज्ञात गुरुत्वाकर्षण घटना स्पष्ट करू शकले. त्यांच्या ‘फिलॉसॉफी नॅचरलिस प्रिन्सिपिया मॅथेमेटिका’ मध्ये, त्यांनी केप्लरचे नियम पहिल्या तत्वांवरून घेतले. ती पहिली तत्वे खालीलप्रमाणे आहेत:

1. जडत्वीय संदर्भ चौकटीत, एखादी वस्तू एकतर स्थिर राहते किंवा स्थिर वेगाने हालचाल करत राहते, जोपर्यंत त्यावर बाह्य बलाने कार्य केले जात नाही.

2. जडत्वीय संदर्भ चौकटीत, एखाद्या वस्तूवरील F बलांची सदिश बेरीज त्या वस्तूच्या वस्तुमान m च्या बरोबरीचे असते जे वस्तूच्या प्रवेग a ने गुणित केले जाते: F = ma. (येथे असे गृहीत धरले जाते की वस्तुमान m स्थिर आहे)

3. जेव्हा एक शरीर दुसऱ्या शरीरावर बल लावते, तेव्हा दुसरे शरीर एकाच वेळी पहिल्या शरीरावर समान परिमाणात आणि विरुद्ध दिशेने बल लावते.

अशा प्रकारे केप्लरने ग्रह कसे हलतात हे स्पष्ट केले, तर न्यूटनने ग्रह अशा प्रकारे का हलतात हे अचूकपणे गुरुत्वीय गणिताने स्पष्ट केले. न्यूटनच्या या सैद्धांतिक विकासाने आधुनिक भौतिकशास्त्राचा पाया रचला.

सूर्यमालेची पूर्णता

इंग्लंडच्या बाहेर, न्यूटनचा सिद्धांत स्थापित होण्यास काही वेळ लागला. ‘रेने डेकार्टेस’चा ‘भोवरा सिद्धांत’ फ्रान्समध्ये प्रभावी होता आणि क्रिस्टियन ह्युजेन्स, गॉटफ्राइड विल्हेल्म लीबनिझ आणि जॅक कॅसिनी यांनी न्यूटनच्या प्रणालीचेही फक्त काही भागच स्वीकारले, पण त्यांच्या स्वतःच्या तत्वज्ञानालाच त्यांनी प्राधान्य दिले.

व्होल्टेअरने इ.स.१७३८ मध्ये एक लोकप्रिय लेख प्रकाशित केला. इ.स. १७४८ मध्ये, फ्रेंच अकादमी ऑफ सायन्सेसने गुरू आणि शनीच्या गोंधळाच्या प्रश्नाचे निराकरण करण्यासाठी बक्षीस देऊ केले, जे अखेर युलर आणि लॅग्रेंज यांनी केले. लाप्लेसने इ.स. १७९८ ते १८२५ पर्यंत प्रकाशित केलेल्या ग्रहांचा सिद्धांत पूर्ण केला. ग्रहांच्या निर्मितीच्या सौर तेजोमेघाच्या (नेब्युलर मॉडेल) प्रणालीची, सुरुवातीची उत्पत्ती त्यातूनच सुरू झाली होती. जॉन फ्लॅमस्टीड यांच्यानंतर इंग्लंड मध्ये खगोलशास्त्रज्ञ रॉयल म्हणून एडमंड हॅली यांची नियुक्ती झाली आणि इ.स.१७५८ मध्ये त्यांच्या नावाचा धूमकेतू परत येईल असे भाकीत करण्यात ते यशस्वी झाले. इ.स.१७८१ मध्ये विल्यम हर्शेल यांनी आधुनिक काळात आढळणारा पहिला नवीन ग्रह, युरेनस, शोधून काढला. टायटियस बोडे नियमाने उघड केलेले मंगळ आणि गुरू ग्रहांमधील अंतर इ.स.१८०१ आणि इ.स.१८०२ मध्ये सेरेस आणि पलास या लघुग्रहांच्या शोधाने भरून काढले गेले आणि त्यांच्या अनुयायांना आणखी अनेक अनुयायी मिळाले. सुरुवातीला, अमेरिकेतील खगोलशास्त्रीय विचार एरिस्टोटेलियन तत्वज्ञानावर आधारित होते, परंतु इ.स.१६५९ पासूनच खगोलीय सारणींमध्ये (पंचांगांमध्ये) नवीन खगोलशास्त्रात रस दिसू लागला.

तारकीय खगोलशास्त्र

१९ व्या शतकाकडे जियॉव्हनी शियापारेलीचा मंगळाच्या पृष्ठ भागाचा जो नकाशा त्याने तयार केला गेला होता, तो छायाचित्रणपूर्व काळात केलेला होता, जेव्हा खगोलीय माहितीचे (डेटाचे रेकॉर्डिंग) केलेले निरीक्षण फक्त मानवी डोळ्यांद्वारे होत असल्याने मर्यादित स्वरूपाचे होते. इ.स. १८४० मध्ये, रसायन शास्त्रज्ञ जॉन डब्ल्यू. ड्रेपर यांनी चंद्राचे सर्वात जुने खगोलीय छायाचित्र तयार केले. १९व्या शतकाच्या अखेरीस ग्रह, तारे आणि आकाशगंगांच्या प्रतिमांच्या हजारो फोटोग्राफिक प्लेट्स तयार केल्या गेल्या. बहुतेक छायाचित्रणात मानवी डोळ्यांपेक्षा कमी क्वांटम कार्यक्षमता होती (म्हणजेच घटनेतील फोटॉन कमी कॅप्चर केले जात होते) परंतु त्यांना दीर्घ एकात्मता वेळेचा फायदा होता (फोटोंसाठी तासांच्या तुलनेत मानवी डोळ्यासाठी १०० मिलिसेकंद).

यामुळे खगोलशास्त्रज्ञांना उपलब्ध असलेल्या डेटामध्ये मोठ्या प्रमाणात वाढ झाली, ज्यामुळे ‘डेटा ट्रॅक’ करण्यासाठी आणि विश्लेषण करण्यासाठी मानवी संगणक, प्रसिद्ध ‘हार्वर्ड संगणक’, उदयास आले. शास्त्रज्ञांनी उघड्या डोळ्यांना अदृश्य असलेल्या प्रकाशाचे प्रकार शोधण्यास सुरुवात केली: एक्स-रे, गॅमा किरण, रेडिओ लहरी, मायक्रोवेव्ह, अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्ग आणि इन्फ्रारेड किरणोत्सर्ग, याचा खगोलशास्त्रावर मोठा परिणाम झाला, ज्यामुळे इन्फ्रारेड खगोलशास्त्र, रेडिओ खगोलशास्त्र, क्ष-किरण खगोलशास्त्र आणि शेवटी गॅमा-किरण खगोलशास्त्र या क्षेत्रांचा उदय झाला. स्पेक्ट्रोस्कोपीच्या आगमनाने हे सिद्ध झाले की इतर तारे सूर्यासारखेच होते, परंतु त्यांचे तापमान, वस्तुमान आणि आकार मात्र वेगवेगळे होते. या काळातच सापडलेल्या शनीच्या कड्यांच्या मधील फटी, लघुग्रह, अनेक धूमकेतू, त्यांच्यासंबंधीची तत्वज्ञाने, नियम आणि उदय पावलेले सिद्धांत यांचा मागोवाही घ्यायला हवाच. तो आता पुढच्या लेखापासून पुढे पाहूया.

(लखेक होमी भाभा विज्ञान शिक्षण केंद्र, मानखुर्द मुंबई येथून वैज्ञानिक अधिकारी म्हणून सेवानिवृत्त झाले आहेत.)