गुरुत्वाकर्षण

वस्तुमान असलेल्या कोणत्याही दोन वस्तूंच्या एकमेकांकडे आकर्षिल्या जाण्याच्या प्रवृत्तीला गुरुत्वाकर्षण असे म्हणतात. वजन म्हणजे जमिनीच्या दिशेने असणाऱ्या गुरुत्वाकर्षणामुळे मिळणारे त्वरण आणि वस्तुमान यांच्या गुणाकाराएवढे बल. या क्षेत्रात अफाट संशोधन होऊनही दूरदूर ठेवलेल्या दोन वस्तूंमध्ये गुरुत्वाकर्षण का असते हे अजूनही पूर्णपणे समजलेले नाही.

गुरुत्वाकर्षणाला गणितीय सूत्रात बसवण्यात प्रथम सर आयझॅक न्यूटन यशस्वी ठरला. त्याने "वैश्विक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम" मांडला.

काल-अवकाशाला आलेली वक्रता

गुरुत्वाकर्षणाच्या न्यूटनच्या नियमांची जागा आता अल्बर्ट आइनस्टाइनच्या सर्वसाधारण सापेक्षता सिद्धान्ताने घेतली आहे.

आइनस्टाइनच्या नियमाप्रमाणे गुरुत्वाकर्षण म्हणजे वस्तुमान असलेल्या कोणत्याही वस्तूने तिच्याभोवतीच्या काल-अवकाशात(space-time) निर्माण केलेली वक्रता होय. जमिनीला समांतर अशा रितीने ताणून धरलेल्या लवचीक पडद्यावर एखादी जड वस्तू ठेवली असता पडदा जसा त्या वस्तूभोवती थोडा वाकतो, त्याच रितीने वस्तुमान असलेली कोणतीही वस्तू तिच्याभोवतीच्या काल-अवकाशाला अतिसूक्ष्मपणे वाकवते (बाक निर्माण करते), आणि तो 'वाकवण्या'चा गुणधर्म म्हणजेच वस्तूचे "गुरुत्वाकर्षण". (अल्बर्ट आइनस्टाइन -इ.स. १९१५).

पण न्यूटनचे नियम सोपे आहेत आणि कमी गुरुत्वाकर्षण बलासाठी अजूनही पुरेसे अचूक आहेत. यासाठी ते नियम सर्वत्र वापरले जातात..

गुरुत्वाकर्षणाचा इतिहास आणि संकल्पनेची वाटचाल

वस्तू खालीच का पडते

न्यूटनच्या नियमानुसार पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे वस्तू उंचावरून खाली पडते.

टॉलेमीची संकल्पना

ज्यामुळे पृथ्वी सर्व वस्तू तिच्या पृष्ठभागावर ओढून ठेवते, आणि म्हणून सर्व विश्व सुरळीतपणे काम करते अशा पृथ्वीच्या केंद्राकडे ओढणाऱ्या बलाची कल्पना टॉलेमीला होती.

अ‍ॅरिस्टॉटलची संकल्पना

अ‍ॅरिस्टॉटलची अशी कल्पना होती की जड वस्तू हलक्या वस्तूंपेक्षा वेगाने खाली पडतात. त्याच्या मतानुसार पृथ्वीचे केंद्र ( जे विश्वाचेही केंद्र मानले जात होते) ते जड वस्तूंना आकर्षित करते. जेवढी वस्तू जड तेवढे जास्त आकर्षण असते. ही कल्पना पुढे चुकीची असल्याचे सिद्ध झाले.

केप्लरची संकल्पना

केप्लरचा नियम आणि गुरुत्वाकर्षण

केप्लरने प्रथमच ग्रहांच्या कक्षांबद्दलचे नियम सूत्ररूपाने मांडले आणि सप्रयोग सिद्ध केले. ते नियम खालीलप्रमाणे आहेत.

१. सर्व ग्रहांच्या कक्षा लंबवर्तुळाकार असून सूर्य त्या लंबवर्तुळाच्या एका नाभिबिंदुवर (focus)असतो. २. ग्रह व सूर्य यांना जोडणारी रेषा समान कालावधीमध्ये समान क्षेत्रफळामधून फिरते. ३. दोन ग्रहांच्या परिभ्रमणकाळांच्या वर्गांचे गुणोत्तर त्यांच्या कक्षांच्या प्रमुख अक्षलांबींच्या घनांच्या गुणोत्तराएवढे असते.

गॅलिलिओची संकल्पना

गॅलिलिओ गॅलिली याने १६व्या शतकाच्या शेवटी आणि १७व्या शतकाच्या प्रारंभीच्या काळात गुरुत्वाकर्षणाबद्दल आपली मते मांडली.

गॅलिलिओचा प्रसिद्ध प्रयोग

उंचावरून टाकलेले लहान मोठ्या आकाराचे दगड कसे एकाच वेळी आणि सरळ रेषेत खाली पडतात, उतारावरून गोल वस्तू कशा गडगडत खाली येतात आणि जोराने हवेत भिरकावल्यावर कुठलीही वस्तू कशा प्रकारच्या वक्ररेषेत पुढे जात जात खाली येते या सगळ्या क्रियांचे त्याने अत्यंत बारकाईने निरीक्षण केले. छपराला लटकणारे दिवे कसे लयीमध्ये झुलतात ते पाहिले आणि त्या दिव्यांचा झोका लहान असो वा मोठा. त्याला तितकाच वेळ लागतो हे सिद्ध केले. घोड्याच्या मदतीने चालणारा पाणी उपसण्याचा पंप आणि पाण्याच्या दाबावर काम करणारा तराजू अशा प्रकारची उपकरणे त्याने बनवली. पृथ्वीच्या गिरकीमुळे समुद्रात लाटा उठत असाव्यात अशा अर्थाचा एक विचार त्याने मांडला होता, पण गुरुत्वाकर्षणाचा शोध लागल्यावर लाटांचे खरे रहस्य जगाला कळले आणि तो विचार मागे पडला.

न्यूटनची संकल्पना

न्यूटनचा वैश्विक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम

न्यूटनचा वैश्विक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम खालीलप्रमाणे: विश्वातील प्रत्येक वस्तू ही दुसऱ्या कोणत्याही वस्तूला त्या दोघांच्या वस्तुमानांच्या गुणाकाराच्या सम प्रमाणात आणि त्यांच्या मध्यबिंदूंतील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असलेल्या बलाने आकर्षित करते. या बलाची दिशा त्यांच्या मध्यबिंदूंना जोडणाऱ्या रेषेत असते.

गुरुत्वाकर्षणाचे स्वरूप

गुरुत्वाकर्षण बलाचे स्वरूप

गुरुत्वीय तरंग

• पहा इंग्रजी आवृत्ती

गुरुत्वीय कण

• पहा इंग्रजी आवृत्ती

गुरुत्वाकर्षण बलाचे मापन

गुरुत्वीय तरंग

• पहा इंग्रजी आवृत्ती
• पहा लिगो प्रयोग(इंग्रजी आवृत्ती)

गुरुत्वीय कण

• पहा इंग्रजी आवृत्ती

बाह्य दुवे

• गुरुत्वाकर्षण इन आउर टाईम कार्यक्रमात बीबीसी रेडिओ ४ वरील चर्चा. (प्रत्यक्षात ऐका) (इंग्रजी भाषा)