గెలాక్సీలలో ఆకర్షణ

ప్రశ్న: గెలాక్సీలలో ఆకర్షణ శక్తి ఎందుకుండదు?

జవాబు: గెలాక్సీలలో లక్షలాది నక్షత్రాలు ఉంటాయి. మనమున్న గెలాక్సీ పేరు మిల్కీవే (Milky Way) లేదా పాలపుంత అంటారు. గెలాక్సీలలో నక్షత్రాలతోపాటు, అంతరించిన నక్షత్రాల తాలుకు అవశేషాలు (Stellar Remnants), అంతర్నక్షత్ర ధూళి (Interstellar Dust) మొదలయిన పారదర్శిక అంశాలుంటాయి. కొంచెం మధ్యలో ఉబ్బిన పూరీలాగా దూరం నుంచి కనిపించే గెలాక్సీలో మధ్య భాగంలో కృష్ణబిలం (Black Hole) ఉంటుంది. ప్రతి గెలాక్సీ (లేదా నక్షత్ర రాశిలో సగటున లక్షకోట్ల నక్షత్రాలు ఉంటాయి. ఈ నక్షత్రాలన్నీ తమ చుట్టూ తాము తిరుగుతూ గెలాక్సీ మధ్యలో ఉన్న అక్షం చుట్టూ పరిభ్రమణం (Revolution) చేస్తుంటాయి.

నక్షత్రానికి నక్షత్రానికి మధ్య సగటున దూరం 5 కాంతి సంవత్సరాలుంటుంది. కాంతి సంవత్సరం అంటే కాంతి ఒక సంవత్సర కాలంలో శూన్యంలో ప్రయాణించే దూరమన్నమాట, మన పాలపుంత గెలాక్సీలో ఉన్న మన సూర్యుడు పాలపుంత గెలాకీ అక్షం ( axis) లేదా కేంద్రం (Centre) నుండి సుమారు 2500 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్నాడు సూర్యుడు పాలపుంత కేంద్రం చుట్టూ ఒక పరిభ్రమణం చేయడానికి సుమారు 35 కోట్ల సంవత్సరాలు పడుతుంది. ఈ విశ్వం మహావిస్ఫోటనం (Big Bang) ద్వారా ఏర్పడి నేటికి సుమారు 1500 కోట్ల సంవత్సరాలయ్యింది. సూర్యుడు ఏర్పడి సుమారు 600 కోట్ల సంవత్సరాలు అయ్యిందంటున్నారు. అంటే తన జీవిత పర్యంతం నేటి వరకు స్యూరుడు కేవలం సుమారు 17 పర్యాయాలు మాత్రమే పరిభ్రమించాడన్నమాట.

పాలపుంత గెలాక్సీ వ్యాసం సుమారు లక్షన్నర కాంతి సంవత్సరాలు ఉంటుంది. ఏ గెలాక్సీ అయినా తన చుట్టూ తాను నిప్పురవ్వలు వెదజల్లే భూచక్రం లాగా తిరుగుతుంటుంది. అలా పాలపుంత తన చుట్టూ తాను తిరగడానికి పట్టే కాలం అన్ని ప్రాంతాల్లో ఒకే విధంగా ఉండదు. అంటే కోణీయ వేగం బంతిచక్రం లాగా అన్ని ప్రాంతాల్లో ఒకే విధంగా ఉండదన్నమాట. ధృవాల దగ్గర ఎక్కువ కోణీయ వేగం (Angular Velocity) ఉంటుంది. ఇలా అంచుల ఆధారంగా గుణిస్తే మన పాలపుంత ఆత్మ ప్రదక్షిణ (లేదా భ్రమణం) (Spin) కాలం సుమారు 30 కోట్ల సంవత్సరాలు. అంతరిక్షంలో అన్ని ఖగోళ వస్తువులు (Cosmic Bodies) దూర దూరంగా జరుగుతూ ఉన్నాయని విని ఉంటారు. దీన్నే విస్తరిస్తున్న విశ్వం (Expanding Universe) అంటారు. ఆ విధంగా చూస్తే అంతరిక్ష శాస్త్రవేత్తలు పేర్కొన్న నక్షత్రరాశి ఆధారాలున్న నిర్థేశిత బిందువు (Extragalactic Force of Reference) నుంచి పాలపుంత గెలాక్సీ సెకనుకు సుమారు 600 కి.మీ. వేగంతో పరుగెత్తుతోందన్నమాట.

ఇదంతా ఎందుకు చెబుతున్నారంటే మీరగిడిన ప్రశ్నకు సమాధానం అంతర్గతంగా ఉందన్నమాట. వర్తులాకార గమనం (Circular motion) ఉందంటే అర్థం అభికేంద్ర బలం (Centripetal Force), అపకేంద్రబలం (Centrifugal force) రెండూ సహజంగా ఉన్నట్టు అర్థం. గెలాక్సీలో ఉన్న నక్షత్రాల మధ్య పరస్పర గురుత్వాకర్షణ బలం (Gravitational Force) ఉంటేనే వర్తులాకార గమనాలు వీలవుతాయి. కాబట్టి గెలాక్సీలో ఆకర్షణ శక్తి (Force of Attraction) లేదని అనుకోకూడదు. గెలాక్సీలలో ఆకర్షణ శక్తిలేకుండా అందులో ఉన్న సౌరమండలంలో ఆకర్షణ శక్తి ఎలా ఉద్భవిస్తుంది? గెలాక్సీలలో లక్షలకోట్ల నక్షత్రాలు ఉన్నాయని తెలుసుకున్నాం. పైగా ప్రతి నక్షత్రం స్వయం ప్రకాశకం (Luminescent) అంటే నక్షత్రం నుండి కాంతి శక్తి వెలువడుతోందన్నమాట. అది కేంద్రక సంలీన చర్య (Nuclear Fusion) వల్ల సిద్దిస్తోంది. అంటే కేంద్రక బలాలు (Nuclear Forces) కూడా ఉన్నట్లు అర్థం. కాంతి కూడా ఉంది కాబట్టి విరుద్దయస్కాంత బలాలు కూడా అంతో ఇంతో ఉన్నట్టు గుర్తించాలి. అంటే విశ్వంలో ఉన్న నాలుగు ప్రధాన బలాలు అన్నీ ప్రతి నక్షత్రరాశి (గెలాక్సీ)లో ఉన్నట్లు అర్థంచేసుకోవాలి. గెలాక్సీ ఆకర్షణ శక్తిలేదనుకోవడం సరికాదు

ప్రశ్న: మధ్యాహ్నం మామూలుగా ఉన్న సూర్యుడు, ఉదయ సాయంత్రాలు పెద్దగా కనిపిస్తాడు. పైగా ఎరుపు వర్ణంలో కనిపిస్తాడు. ఎందుకు? కారణమేమిటి?

జవాబు: సూర్యుడు మన భూమికి సుమారు 15 కోట్ల కి.మీ దూరంలో ఉన్నాడు. సూర్యుడి హైడ్రోజన్, హీలియం వాయువులు కలగలిసిన పెద్ద బెలూన్ లాంటివాడు. ఆ వాయువుల మధ్య ఉన్న విపరీతమైన గురుత్వాకర్షణ ఫలితంగా పాదార్థికంగా గోళాకారంలో ఉన్నాడు. వైజ్ఞానిక పరిభాషలో సూర్యుడు ఓ సంపూర్ణ కృష్ణ వస్తువు (Perfect Black body). సంపూర్ణ కృష్ణ వస్తువులో నుంచి శక్తి, కాంతి రూపంలో వెలువరిచే రంగుల్లో కొన్ని రంగులు కనిపించగా మరికొన్ని రంగులు ఉదారం (emission) కావు. అన్ని రంగులు ఆ వాయువుల్లో తేడా గల తీవ్రత (Intensity) తో వెలువడుతాయి. అందుకే | సూర్యబింబం. సాధారణంగా తెలుపు రంగులోనే కనిపిస్తుంది.

మానవ నేత్రం చూడగలిగిన సప్తవర్గాలు (Seven colours) ఒకే సారి తరతమ తీవ్రతలతో మన కంటిని చేరితే ఆ వరాల్ని వెలువరించే కాంతి స్థావరం (Light source) తెలుపు రంగులో గోచరిస్తుంది. VIBGYOR అని సప్తవర్ణాలలో Violet, Indigo, Blue, Green, Yellow, Orange, Redలో ఇదే క్రమంలో కాంతి శక్తి తగ్గుతుంది. అలాగే కాంతి తరంగాల పౌనఃపున్యం (frequency) కూడా తగ్గుతుంది. అయితే ఇదే క్రమంలో తరంగ దైర్యం (wave length) పెరుగుతుంది. Violet (ఊదా) రంగు కాంతి తరంగ దైర్యం సుమారు 350 నుంచి 450 నానో మీటర్లు (ఒక నానో మీటరు = 10 మీటరు) ఉంటుంది. VIBGYOR లో చివరిదైన ఎరుపు (Red) కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం సుమారు 700 నుంచి 800 నానో మీటర్లు వరకు ఉంటుంది. ఇలా 800 నుండి 350 నానో మీటర్ల తరంగ దైర్ఘ్యాల పరిధిలో విస్తరించి ఉన్న విద్యుదయస్కాంత కాంతి (electro magnetic radiation) భాగాన్నే దృశ్యకాంతి (Visible light) అంటాము. 800 నానో మీటర్ల కన్నా ఎక్కువ తరంగదైర్యమున్న కాంతులు ఉష్ణ తరంగాలు (Heat Waves), పరారుణ తరంగాలు (Infrared Waves) రేడియో తరంగాలు (Radio Waves), సూక్ష్మతరంగాలు (Micro Waves), మనకు కనిపించవు.

అలాగే ఊదారంగు కన్నా తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యమున్న X- కిరణాలు (X-rays), గామా కిరణాలు (gama rays) విశ్వతరంగాలు (Cosmic rays) కూడా మన కంటికి కనిపించవు. ఇలా మన బికి కనిపించని విద్యుదయస్కాంత కాంతి భాగాల్ని దృశ్య కాంతి (Invisible radiation) అంటాము.

సూర్యకాంతిని చంద్రుని (Moon) పై నుంచి చూస్తే సూర్యోదయం అయినా, మధ్యాహ్నం అయినా, సూర్యాస్తమయమవుతున్నా సూర్యుడు తెల్లగానే కనిపిస్తాడు. వాతావరణం ఏమీలేని ఏ గ్రహం మీద నుంచి చూసినా, రోజులో ఎప్పుడైనా సూర్యుడు తెల్లగానే కనిపిస్తాడు. ఎవరెస్టు శిఖరం ఆ దరిదాపుల్లో భూమ్మీద కూడా వాతావరణం చాలా పలుచగా (rari fied) గా ఉంటుంది. అందుకే అక్కడికి వెళ్ళే పర్వతారోహకులు (mountaineers) తమవెంట ఆక్సీజన్ సిలండర్లను వీపుపై మోసుకెళ్తుంటారు. అక్కడ నుంచి చూసిన సూర్యుడు ఉదయం, మధ్యాహ్నం, సాయంత్రం దాదాపు తెల్లగానే కనిపిస్తాడు. కాబట్టి మన ప్రక్కన మైదాన, సాధారణ ప్రాంతాల్లో భూమ్మీద సూర్యుడు ఉదయం సాయంత్రం నారింజ రంగు లేదా ఎరుపు రంగులో కనిపించడానికి, మధ్యాహ్నం మామూలుగా కనిపించడానికి కారణం భూమ్మీద ఉన్న వాతావరణవే (atmosphere). ఈ వాతావరణంలో ఆక్సిజన్, నత్రజని (nitrogen) లతో పాటు తేలికపాటి దుమ్ముధూళి కణాలు (dust particles) కూడా ఉంటాయి. ఇలాంటి దుమ్ముధూళి కణాల మీద సూర్యకాంతి పడినప్పుడు ఆ కాంతి సరాసరి ప్రయాణించకుండా అన్ని వైపులకు ప్రక్షేపణ (Scattering) చెందుతుంది. అయితే ఈ ప్రక్షేపణ ఫలితం తరంగదైర్యం తక్కువ ఉన్న కాంతి విషయంలో ఎక్కువగాను, తరంగదైర్యం ఎక్కువ ఉన్న కాంతి విషయంలో తక్కువగాను సంభవిస్తుంది.

అయితే సూర్యకాంతిలోని ఊదా, నీలం, ఆకుపచ్చ రంగులు ఎక్కువ మోతాదులో ప్రక్షేపణ చెందగా, ఎరుపు, నారింజ రంగులు తక్కువ మోతాదులో ప్రక్షేపణ చెందుతాయన్న మాట. భూమి గుండ్రంగా ఉండటం వలన, భూమ్యాకర్షణ వల్ల భూమిని అంటుకొని ఉన్న పొరలు (atmospheric layers) కూడా గోళాకారంలోనే ఉంటాయి. అంటే సూర్యోదయం, సూర్యాస్తమయం సమయాల్లో కాంతి ఎక్కువ దూరంలో వాతావరణంలో ప్రయాణిస్తుంది. కానీ మధ్యాహ్నం తక్కువ దూరం ప్రయాణిస్తుంది కాబట్టి ఎక్కువ పౌనఃపున్యం, శక్తి, తక్కువ తరంగదైర్యాలున్న ఊదా, నీలం, ఆకుపచ్చ రంగులు ఉదయసాయంత్రాల్లో ఎక్కువ ప్రక్షేపం చెందడంవల్ల మన కంటికి చేరేలోపలే అటు ఇటు చిందరవందర అయ్యాయన్న మాట. కానీ ఈ నష్టం ఎరుపు, నారింజ రంగులకు అంతగా లేక పోవటం వల్ల ఆ రంగులు మన కంటిని చేరతాయి. అందువల్లే ఉదయ సాయంత్రాలు భానుడు అరుణ భాస్కరుడిగా కనిపిస్తాడు. మధ్యాహ్నం పెద్దగా తేడా లేకపోవడం వల్ల అన్ని రంగులు అంతో ఇంతో మన కంటిని చేరతాయి. కాబట్టి మధ్యాహ్నం సూర్యుడి మామూలుగానే తెల్లగా కనిపిస్తాడు.

ఇక సైజు గురించి: నూర్యబింబం ఉదయసాయంత్రాల సమయంలో మధ్యాహ్నం కన్నా పెద్దగా కనిపించడానికి కారణం కేవలం దృష్టిభ్రమ (Optical illusion) అని తేల్చారు. అంటే మానవ నేత్రానికి (Human Eye) కి ఉన్న పరిమితుల (Limitations) వల్లనే అలా కనిపిస్తుంది. ఉదయ సాయంత్రాల సమయంలో క్షితిజంగా ఉన్న పర్వతాలు, భవనాలు, వృక్షాలతో పోల్చుకొని (relative) చూడటం వల్ల సూర్యబింబం పెద్దగా తోస్తుంది. కెమెరాలో సూర్యున్ని ఉదయం, మధ్యాహ్నం సాయంత్రం బంధిస్తే ఈ తేడా కనిపిస్తుంది.

ఆధారము: చెకుముకి