পৃথিবীর আবর্তন গতি বৃদ্ধি পাওয়ার কারণ কী?
নিচের ছবিটির দিকে তাকান। এবার ভাবুন তো, বাম (a) নাকি ডান (b) - কোন অবস্থায় মেয়েটি জোরে ঘুরবে? আগে একটু চিন্তা করে দেখুন।
আপনার উত্তর যদি "বাম" হয়, তাহলে ভুল। এটা physics এর ভরবেগের সংরক্ষণ নীতি দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায়। মেয়েটি যখন ডানদিকের মত হাত গুটিয়ে নিল, তখন তার ওজনের কোন পরিবর্তন হল না ঠিকই কিন্তু ভর (উপাদান বা শরীরের অঙ্গ) distribution এর পরিবর্তন হল। ফলে ঘূর্ণন গতি বেড়ে গেল। অর্থাৎ কোন ঘূর্ণনশীল বস্তুর উপাদান যত ঘূর্ণন অক্ষের (axis- এখানে মেয়েটির বাম পা) কাছে আসবে, তত গতি বাড়বে।
পৃথিবীর ক্ষেত্রেও এরকম কিছুটা হয়েছে। আমরা জানি পৃথিবীর দুই পোলে বরফ জমে আছে প্রচুর এবং এগুলো দিয়ে বরফের পাহাড় তৈরী হয়। পৃথিবীর গড় তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাওয়ায় এগুলো গলে যাচ্ছে। এটাকে সহজেই আপনি হাত গুটিয়ে নেবার সাথে তুলনা করতে পারেন। ফলাফল, ঘূর্ণন গতি বৃদ্ধি
পৃথিবী যদি উপর-নিচে ঘুরতো, তাহলে কী হতো?
চমৎকার প্রশ্ন! এর উত্তর দিতে গেলে আগে 'উপর' ও 'নীচ' এই দুটি ধারণার বিশ্লেষণ করা দরকার, যার সুবর্ণ সুযোগ রয়েছে এখানে |
ব্যাপারটা হচ্ছে, 'উপর' ও 'নীচ' এই দুটি ধারণা পরিভাষাগতভাবে ( অর্থাৎ 'টেকনিকালি') ত্রিমাত্রিক জগতের ক্ষেত্রে অর্থপূর্ণ নয় | এটি কেবল একটি দ্বিমাত্রিক জগতের ক্ষেত্রেই যথাযথ অর্থ বহন করে |
আরো একটা ব্যাপার যেটা হলো, মাধ্যাকর্ষণ বল বিনা দ্বিমাত্রিক জগতেও 'উপর' ও 'নীচ'এর কোনো অর্থ হয় না | একটা উদাহরণ দিয়েই বোঝাই |
ধরুন সাধারণ কাউকে যদি জিজ্ঞেস করি, "'উপর' বলতে আপনি কী বোঝেন?" তিনি হয়ত একটু অবাক হয়ে আকাশের দিকে অঙ্গুলিনির্দেশ করে বলবেন, "কেন মশাই, যেদিকে আকাশ রয়েছে সেটাই উপর, আর নিচে মাটি!"
এবার ধরুন যদি তাকে বলি, "আচ্ছা বেশ! কিন্তু আমরা তো জানি পৃথিবীটা আসলে গোলাকার | তাহলে আপনার ঠিক 'নিচে' অর্থাৎ ব্যাস বরাবর উল্টোদিকে ধরুন কেউ দাঁড়িয়ে থাকলে তিনি কাকে 'উপর' বলবেন? তাঁর কাছে কি আকাশ নিচে আর মাটি উপরে হয়ে যাবে?"
ভাবনায় পড়ে গেলেন তো?
অথবা মনে করুন যদি নিরক্ষীয় সমতলে (equatorial plane) কারো অবস্থান হয়, তাঁর কাছেই বা 'উপর' আর 'নীচ'এর সংজ্ঞা কী দাঁড়াবে?
এবার ধরা যাক কেউ একটু বুদ্ধি খাটিয়ে বলল, "কেন, যেদিক বরাবর মাধ্যাকর্ষণ বল কাজ করছে, সেটাকেই 'নীচ' আর উল্টোদিকটা 'উপর' বললেই হয়!"
অবশ্যই হয় বৈকি! জগতটা দ্বিমাত্রিক হলে এখানেই ব্যাপারটার রফা হয়ে যেত | কিন্তু আমাদের পৃথিবী যেহেতু ত্রিমাত্রিক বস্তু (গোলক), এর মাধ্যাকর্ষণ বল আদতে কোনো একটা 'দিক' বরাবর নয়, বরং তাঁর কেন্দ্রাভিমুখবর্তী | তাই সঠিক পরিভাষা ব্যবহার করতে হলে 'উপর' বা 'নীচ' নয়, বলতে হবে 'অভিকেন্দ্রিক' (towards centre) না 'অপকেন্দ্রিক' (away from centre) |
এবার প্রশ্নের উত্তরে আসা যাক; পৃথিবী সূর্যের চারপাশে ঘুরছে তাঁর (সূর্যের ) মাধ্যাকর্ষণ বলের দরুন | এই বলের দিশাও সূর্যের কেন্দ্রাভিমুখ বরাবর | যেহেতু সূর্যও একটি গোলক, প্রতিসাম্যের (symmetry) যুক্তি দিয়ে বলা চলে যে সূর্যের মাধ্যাকর্ষণ বল সর্বত্রই কেন্দ্রাভিমুখ বরাবর হবে |
তাই আপনার প্রশ্নটা মূলত এটাই দাঁড়ায়: পৃথিবী যদি একটি অনুভূমিক তলে (horizontal plane) না ঘুরে একটি উল্লম্ব তলে (vertical plane) ঘুরত, কী হত?
আর উত্তর: কিছুই আলাদা হত না; সত্যি বলতে, তুলনা করার মত কোনো রেফারেন্স না থাকলে কোনটা অনুভূমিক আর কোনটা উল্লম্ব তাও আলাদা করা বলা চলে না | সবই সমান |
বিজ্ঞানের পোকা ৫
