अणूची संरचना सरधोपटपणे समजून घेतल्यावर आपण आता उर्जेचे एक एकक शिकू या. त्याला म्हणतात इलेक्ट्रॉन व्होल्ट (eV).
साधारणतः कोणत्याही जड पदार्थाच्या दोन प्रकारच्या उर्जा असू शकतातः स्थितीज (potential energy) आणि गतीज उर्जा (kinetic energy). उंचावर साठवलेल्या पाण्यामधे स्थितीज उर्जा असते. हे पाणी खाली पडतं तेव्हा त्या सर्व स्थितीज उर्जेचं संपूर्णपणे गतीज उर्जेत रूपांतर होतं. हे पाणी टर्बाईनवर पडून वीज तयार होतं तेव्हा गतीज उर्जेचं वीजेत रूपांतर होतं आणि काही उर्जा उष्णतेच्या रूपात निसटून जाते. कोणत्याही प्रकारे शून्यातून उर्जा तयार करता येत नाही आणि असलेली उर्जा काही परिणामाशिवाय नष्ट करता येत नाही. उर्जेचे प्रकार किंवा दृष्यमान परिणाम मात्र बदलू शकतात. हाच तो उर्जा अक्षय्यतेचा नियम. (Law of conservation of energy)
एक सुटा, मोकळा इलेक्ट्रॉन जेव्हा एक व्होल्ट इलेक्ट्रीक फील्डमधे फिरतो तेव्हा त्याची उर्जा असते एक इलेक्ट्रॉन व्होल्ट. हायड्रोजनच्या अणूची रचना आपण पाहिली. हायड्रोजनच्या अणूतून जर इलेक्ट्रॉन विलग करायचा असेल तर त्या इलेक्ट्रॉनला १३.६ इलेक्ट्रॉन व्होल्ट एवढी उर्जा बाहेरून पुरवावी लागेल. किंवा हायड्रोजनच्या अणूतल्या इलेक्ट्रॉनची इलेक्ट्रीक स्थितीज उर्जा आहे -१३.६ इलेक्ट्रॉन व्होल्ट. उणे चिन्हाचं महत्त्व असं की तो इलेक्ट्रॉन सुटा करायचा असेल तर बाहेरून उर्जा द्यावी लागेल.
आणखी एक संकल्पना आपण समजावून घेऊ ती म्हणजे प्रतिपदार्थ (antimatter). याबद्दल बरेच गैरसमज पसरलेले असतात. सोप्या भाषेत प्रतिपदार्थ म्हणजे उलट विद्युतभार असणारा पदार्थ. इलेक्ट्रॉनचा प्रतिपदार्थ किंवा प्रतिकण (anti-particle) आहे पॉझिट्रॉन (positron). इलेक्ट्रॉन आणि पॉझिट्रॉनचं वस्तूमान एकसारखंच असतं, दोन्हींवर एकसारखाच विद्युतभार असतो, फक्त पॉझिट्रॉनवर धनभार असतो आणि इलेक्ट्रॉनवर ऋणभार असतो. असेच प्रोटॉन, न्यूट्रॉन इ. सर्व कणांचे प्रतिकण असतात.
या संकल्पना बघितल्यावर पुढच्या पोस्टमधे आपण सूर्याच्या आत अणूगर्भ मीलनाची (nuclear fusion) प्रक्रिया कशी होते ते पाहू या.
Wednesday, September 29, 2010
Monday, September 27, 2010
सूर्य - १७
हे ब्लॉग-पोस्ट प्रत्यक्षात सूर्याशी संबंधित नसलं तरी सूर्याबद्दल अधिक खोलात जाऊन समजून घेताना उपयोगी पडेल, म्हणून याच मालिकेत घातलं आहे. या पोस्टमधे आपण अणूच्या आतल्या रचनेबद्दल अगदी थोडक्यात माहिती घेऊ या.प्रत्येक मूलद्रव्य, उदा. ऑक्सिजन, कार्बन, लोखंडं, तांबं, सोनं, चांदी, हे अणूंचं बनलेलं असतं. अणूचे आणखी तुकडे करता येत नाहीत असा समज खूप काळापर्यंत होता, जो चॅडविकने इलेक्ट्रॉनचा शोध लावल्यावर पूर्णतः मागे पडला. अणूची रचना कशी असते याचं अतिशय सोपं कार्टून वरच्या चित्रात आहे. डाव्या बाजूच्या चित्रात हायड्रोजनच्या अणूचं चित्रं आहे. त्या अणूच्या केंद्रात एक प्रोटॉन असतो. प्रोटॉनवर एक एकक एवढा धनभार असतो. हायड्रोजच्या अणूचं केंद्र एक प्रोटॉन एवढं साधं असतं. त्याच्याबाहेर एक इलेक्ट्रॉन केंद्राभोवती प्रदक्षिणा घालत असतो. इलेक्ट्रॉनवर एक एकक, म्हणजे प्रोटॉनएवढाच, पण ऋणभार असतो. म्हणजे प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉनवर अगदी उलट भार असतात. याशिवाय अणू केंद्रात न्यूट्रॉन हा ही कण असतो (हायड्रोजन वगळता इतर सर्व अणूकेंद्रांमधे हा कण असतो.) न्यूट्रॉनवर कोणताही भार नसतो.
या तिन्ही कणांपैकी न्यूट्रॉन हा कण सगळ्यात जड असतो, किंवा त्याचं वस्तूमान सगळ्यात जास्त असतं (साधारण ०.००० ... अशी २७ शून्य आणि १६ एवढं, किंवा १.६ X १०^-२७ किंवा १.६ गुणिले दहाचा वजा सत्तावीसावा घात!), त्याखालोखाल प्रोटॉनचं वस्तूमान भरतं. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनची वस्तूमानं जवळजवळ सारखीच आहेत. इलेक्ट्रॉनचं वस्तूमान मात्र बरंच कमी असतं. इलेक्ट्रॉन प्रोटॉनच्या साधारण २००० पट हलका असतो.
या चित्रात उजवीकडे हेलियमचा अणू दाखवला आहे. मूलद्रव्यांमधलं हे दोन क्रमांकाचं द्रव्य. हेलियमच्या अणूत प्रत्येकी दोन इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन असतात. मूलद्रव्यांचं वर्गीकरण त्याच्या केंद्रात किती प्रोटॉन्स आहेत त्यावरून केलं जातं. हायड्रोजनच्या केंद्रात एक प्रोटॉन म्हणून त्याचा अणूक्रमांक एक, हेलियमच्या केंद्रात दोन प्रोटॉन म्हणून हेलियमचा अणूक्रमांक दोन. जर एखाद्या हायड्रोजनच्या अणूकेंद्रात एका प्रोटॉनबरोबर एक न्यूट्रॉन आला तरीही ते केंद्र हायड्रोजनचंच रहातं, आणि त्याला जड हायड्रोजन किंवा ड्यूटेरियम असं म्हणतात. या साठी वैज्ञानिक संज्ञा आहे समस्थानिक. ड्यूटेरियम हे हायड्रोजनचं समस्थानिक आहे.
आता पुढच्या भागात पाहू सूर्याच्या केंद्रात ऊर्जा तयार होताना नक्की कोणत्या प्रक्रिया घडतात.
Tuesday, September 14, 2010
सूर्य - १६
सूर्याच्या आतली आणि बाहेरची थोडी माहिती घेतल्यावर आपण थोडंसं आकड्यांकडे वळू या. म्हणजे सूर्य किती मोठा आहे, पृथ्वीची आणि सूर्याची आकार, वस्तूमान इत्यादींची गंमतजंमत पाहू या!
सूर्याचा व्यास पृथ्वीच्या व्यासाच्या साधारण ११० पट जास्त आहे. सूर्याचा व्यास आहे, १३,९२,००० किलोमीटर आणि पृथ्वीचा साधारण १२,७०० किलोमीटर. सूर्याचं वस्तूमान आहे दोनावर तीस शून्य एवढे किलो, शास्त्रीय 'लिपीत' २×१०^३० आणि पृथ्वीचं आहे पाचावर २४ शून्य (५×१०^२४) एवढे किलो. आता आपण जर सूर्यावर उतरू शकलो तर आपलं वजन किती सूर्यावर किती भरेल? पृथ्वीवर आहे त्याच्या साधारण एक हजार पट. पृथ्वीवर गुरूत्त्वाकर्षणामुळे होणारं त्वरण (acceleration due to gravity) हे सरासरी ९.८ मीटर प्रति सेकंद-वर्ग (9.8 m/s^2) एवढं आहे. सूर्यावर हाच आकडा सरासरी पृथ्वीच्या चाळीस पट म्हणजे ३२४ मीटर प्रति सेकंद-वर्ग एवढं भरेल.
पण आता पाहू या सूर्याची घनता किती आहे ते! पाण्याची घनता आहे, साधारण १ ग्रॅम प्रति घनसेंटीमीटर. म्हणजे एक सेंटीमीटर लांबी, रुंदी आणि उंची असणार्‍या खोक्यात संपूर्णपणे पाणी भरलं, तर त्या पाण्याचं वजन भरेल साधारण १ ग्रॅम. पृथ्वीची सरासरी घनता पाण्याच्या घनतेच्या साधारण साडेपाच पट आहे. आणि सूर्याची घनता पाण्याच्या दीडपट आहे. म्हणजे चमचाभर सूर्य, चमचाभर पृथ्वीपेक्षा हलका असेल. अर्थात, चमचाभर पृथ्वी आपल्याला हातात घेता आली तरी चमचाभर सूर्य आपल्याला हातात नाही घेता येणार, चमचा वितळेल!
सूर्याचा व्यास पृथ्वीच्या व्यासाच्या साधारण ११० पट जास्त आहे. सूर्याचा व्यास आहे, १३,९२,००० किलोमीटर आणि पृथ्वीचा साधारण १२,७०० किलोमीटर. सूर्याचं वस्तूमान आहे दोनावर तीस शून्य एवढे किलो, शास्त्रीय 'लिपीत' २×१०^३० आणि पृथ्वीचं आहे पाचावर २४ शून्य (५×१०^२४) एवढे किलो. आता आपण जर सूर्यावर उतरू शकलो तर आपलं वजन किती सूर्यावर किती भरेल? पृथ्वीवर आहे त्याच्या साधारण एक हजार पट. पृथ्वीवर गुरूत्त्वाकर्षणामुळे होणारं त्वरण (acceleration due to gravity) हे सरासरी ९.८ मीटर प्रति सेकंद-वर्ग (9.8 m/s^2) एवढं आहे. सूर्यावर हाच आकडा सरासरी पृथ्वीच्या चाळीस पट म्हणजे ३२४ मीटर प्रति सेकंद-वर्ग एवढं भरेल.
पण आता पाहू या सूर्याची घनता किती आहे ते! पाण्याची घनता आहे, साधारण १ ग्रॅम प्रति घनसेंटीमीटर. म्हणजे एक सेंटीमीटर लांबी, रुंदी आणि उंची असणार्‍या खोक्यात संपूर्णपणे पाणी भरलं, तर त्या पाण्याचं वजन भरेल साधारण १ ग्रॅम. पृथ्वीची सरासरी घनता पाण्याच्या घनतेच्या साधारण साडेपाच पट आहे. आणि सूर्याची घनता पाण्याच्या दीडपट आहे. म्हणजे चमचाभर सूर्य, चमचाभर पृथ्वीपेक्षा हलका असेल. अर्थात, चमचाभर पृथ्वी आपल्याला हातात घेता आली तरी चमचाभर सूर्य आपल्याला हातात नाही घेता येणार, चमचा वितळेल!
Thursday, September 2, 2010
सूर्य - १५
सूर्याच्या आयुष्याबद्दल प्रश्न पाहिल्यानंतर आपण साधारण त्याच संदर्भातला पुढचा प्रश्न पाहू या:
सूर्यातील इतर जड मूलद्रव्ये कोणत्या स्वरूपात आहेत? वायूच ना? हैड्रोजनच्या चार अणूंपासून हेलियमचा एक अणू होतो. पुढे या हेलियमचे काय होते?
सूर्याचे इंजिन हायड्रोजनचे हेलियममधे रूपांतर करून चालते. ही प्रक्रिया अगदी सोपी नाही, आपण पुढच्या भागात त्याचीही माहिती करून घेऊ या. पण आत्ता पाहू या हा हायड्रोजन संपला तर काय होईल. साधारणपणे सूर्याच्या केंद्रात एकूण वस्तूमानाच्या १/६० एवढा हायड्रोजन आहे. त्याचे हेलियममधे रूपांतर होताना ऊर्जा बाहेर पडते. या ऊजेमुळे फक्त सूर्यात प्रचंड उष्णता आणि तापमान आहे असंच नाही तर या ऊर्जेमुळे सूर्याचा आकारही स्थिर रहातो. सूर्याच्याप्रचंड वस्तूमानामुळे तिथे गुरूत्त्वाकर्षणही प्रचंड जास्त आहे. या बलामुळे सूर्यातला वायू बाहेरून आत खेचला जातो. जर या बलाला विरोध करणारे कोणतेही बल (फोर्स) नसेल तर सूर्य काही क्षणांतच एका बिंदूएवढा होईल; पण असं होताना दिसत नाही. याचं कारण सूर्याच्या केंद्रातून बाहेर पडणारी ऊर्जा. या ऊर्जेमुळे जे बल उत्सर्जित होते त्यामुळे सूर्याच्या गुरूत्वाकर्षणाला विरोध होतो आणि सूर्याचा आकार बदलत नाही.
सूर्याच्या केंद्रात किती वस्तूमान आहे, एका सेकंदाला सूर्यात किती ऊर्जा तयार होते यावरून सूर्याचं अंदाजे वय समजतं. साधारण आणखी पाचशे कोटी वर्षांनी सूर्याच्या केंद्रातल्या सर्व हायड्रोजनचे हेलियममधे रूपांतर होईल. त्यानंतर हेलियमचं आणखी जास्त जड मूलद्रव्य, लिथियममधे रूपांतर होऊ लागेल. पण हे होताना सूर्याच्या केंद्राचा आकार थोडा कमी होईल आणि गाभ्यात आणखी जास्त दाब (प्रेशर) आणि तापमान निर्माण होईल. त्यामुळे हेलियमच्या 'ज्वलना'स सुरूवात होईल. तार्‍यांमधे अशी जड मूलद्रव्य लोखंडापर्यंत बनू शकतात. त्यापेक्षा जड मूलद्रव्य बनताना ऊर्जा बाहेर पडत नाही, तर बाहेरून पुरवावी लागते. सूर्याचा गाभा संपूर्ण लोखंडाचा बनला की आतून कोणतेही बल नसेल जे गुरूत्वाकर्षणाला रोखून धरू शकेल. पण हे सगळं होईपर्यंत सूर्य रक्तरंगी राक्षसी (रेड जायंट) तारा झाला असेल (याची आणखी सविस्तर माहिती आपण तार्‍यांच्या जीवनक्रमामधे घेऊच). आणि लोखंडी गाभ्याचा सूर्य हा मृत तारा म्हणवला जाईल.
सूर्यातील इतर जड मूलद्रव्ये कोणत्या स्वरूपात आहेत? वायूच ना? हैड्रोजनच्या चार अणूंपासून हेलियमचा एक अणू होतो. पुढे या हेलियमचे काय होते?
सूर्याचे इंजिन हायड्रोजनचे हेलियममधे रूपांतर करून चालते. ही प्रक्रिया अगदी सोपी नाही, आपण पुढच्या भागात त्याचीही माहिती करून घेऊ या. पण आत्ता पाहू या हा हायड्रोजन संपला तर काय होईल. साधारणपणे सूर्याच्या केंद्रात एकूण वस्तूमानाच्या १/६० एवढा हायड्रोजन आहे. त्याचे हेलियममधे रूपांतर होताना ऊर्जा बाहेर पडते. या ऊजेमुळे फक्त सूर्यात प्रचंड उष्णता आणि तापमान आहे असंच नाही तर या ऊर्जेमुळे सूर्याचा आकारही स्थिर रहातो. सूर्याच्याप्रचंड वस्तूमानामुळे तिथे गुरूत्त्वाकर्षणही प्रचंड जास्त आहे. या बलामुळे सूर्यातला वायू बाहेरून आत खेचला जातो. जर या बलाला विरोध करणारे कोणतेही बल (फोर्स) नसेल तर सूर्य काही क्षणांतच एका बिंदूएवढा होईल; पण असं होताना दिसत नाही. याचं कारण सूर्याच्या केंद्रातून बाहेर पडणारी ऊर्जा. या ऊर्जेमुळे जे बल उत्सर्जित होते त्यामुळे सूर्याच्या गुरूत्वाकर्षणाला विरोध होतो आणि सूर्याचा आकार बदलत नाही.
सूर्याच्या केंद्रात किती वस्तूमान आहे, एका सेकंदाला सूर्यात किती ऊर्जा तयार होते यावरून सूर्याचं अंदाजे वय समजतं. साधारण आणखी पाचशे कोटी वर्षांनी सूर्याच्या केंद्रातल्या सर्व हायड्रोजनचे हेलियममधे रूपांतर होईल. त्यानंतर हेलियमचं आणखी जास्त जड मूलद्रव्य, लिथियममधे रूपांतर होऊ लागेल. पण हे होताना सूर्याच्या केंद्राचा आकार थोडा कमी होईल आणि गाभ्यात आणखी जास्त दाब (प्रेशर) आणि तापमान निर्माण होईल. त्यामुळे हेलियमच्या 'ज्वलना'स सुरूवात होईल. तार्‍यांमधे अशी जड मूलद्रव्य लोखंडापर्यंत बनू शकतात. त्यापेक्षा जड मूलद्रव्य बनताना ऊर्जा बाहेर पडत नाही, तर बाहेरून पुरवावी लागते. सूर्याचा गाभा संपूर्ण लोखंडाचा बनला की आतून कोणतेही बल नसेल जे गुरूत्वाकर्षणाला रोखून धरू शकेल. पण हे सगळं होईपर्यंत सूर्य रक्तरंगी राक्षसी (रेड जायंट) तारा झाला असेल (याची आणखी सविस्तर माहिती आपण तार्‍यांच्या जीवनक्रमामधे घेऊच). आणि लोखंडी गाभ्याचा सूर्य हा मृत तारा म्हणवला जाईल.
Wednesday, September 1, 2010
सूर्य - १४
सूर्याच्या बाह्यभागाची सफर करून झाल्यावर आता आपण पुन्हा सूर्याच्या अंतर्भागाची माहिती घेऊ या. मला एकाने प्रश्न असा विचारला आहे:
सूर्याचे आयुर्मान आजअखेरचे किती आहे, एकूण भाकीत कितीचे आहे?
या प्रश्नाचं उत्तर उत्क्रांतीवादवाल्या चार्ल्स डार्विनच्या आधी, म्हणजे साधारण दीडशे वर्षांपूर्वी विचारलं असतं तर कदाचित काही दहाहजार वर्ष असं दिलं असतं. सूर्याचं आयुर्मान, वय, आणि अजून किती आयुष्य बाकी आहे याची माहिती आपल्याला कशी मिळाली, तो प्रवास कसा झाला ही एक मजेशीर गोष्ट आहे. अगदी सुरूवातीच्या काळात, खूप खूप वर्षांपूर्वी, सूर्य हा आगीचा गोळा आहे असं मानलं जायचं. सूर्याचं आपल्यापासूनचं अंतर, त्यावरून सूर्याचा आकार निश्चित झाल्यावर (हे कसं केलं ते पुढे कधीतरी पाहू या!) असं लक्षात आलं की फक्त आगीचा गोळा असेल तर एवढ्या आकाराची वस्तू (साधारण १४ लाख किलोमीटर व्यास) काही शे वर्षांतच जळून संपून जाईल. पण मानवी इतिहास त्यापेक्षाही जुना आहे यावरून सूर्य लोखंडाचा गोळा आहे आणि तो आकुंचित होत आहे आणि त्यातून ऊर्जा मिळत आहे असा अंदाज पुढे आला. पण तसं असेल तर सूर्याचा आकाशात दिसणारा आकार कमी कमी होत जायला पाहिजे, पण ते ही दिसत नव्हतं. त्यापुढे लॉर्ड केल्व्हीन आणि हेल्महोल्त्झ यांनी सुचवलं की सूर्य हा तप्त द्रवाचा गोळा आहे आणि त्याच्या थंड होण्यातून आपल्याला ऊर्जा मिळते. पणत्यातून सूर्य फारतर २ कोटी वर्ष तग धरू शकेल असं त्यांचं गणित होतं. साधारण दीडशे वर्षांपूर्वी उत्क्रांतीवादाचा सिद्धांत मांडणारा चार्ल्स डार्विन जन्माला आला. त्याच्या सिद्धांतानुसार पृथ्वीवर जीवसृष्टीच काही कोटी वर्ष जुनी असणार. तसं असेल तर सूर्य त्याहीपेक्षा म्हातारा असलाच पाहिजे. पुढे कार्बन -१४ या टेस्टआधारे जुन्या जीवाश्मांचे वय ३० कोटी वर्ष असेल असं लक्षात आलं. मग सुरू झाला शोध सूर्याला एवढा काळ प्रज्ज्वलित ठेवू शकेल अशा प्रकारे ऊर्जा बनवण्यार्‍या क्रियेचा.
१९०४ मधे नोबल पुरस्कार विजेत अर्नेस्ट रुदरफोर्ड यांनी सूर्याच्या आत ऊर्जा तयार होत असेल असा सिद्धांत मांडला. जगविख्यात शास्त्रज्ञ आल्बर्त आईनश्ताईनने त्याचे प्रसिद्ध E = mc2 हे समीकरण मांडले. रूदरफोर्डच्या सिद्धांताला यामुळे पाठींबाच मिळाला. शेवटी १९२०मधे सर आर्थर एडींग्टन यांनी हे कोडं सोडवलं. चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येऊन एक हेलियमचा अणू तयार होतो आणि त्यात ०.७% एवढं वस्तूमान ऊर्जेत रूपांतरीत होतं असा सिद्धांत मांडला. यालाच अणूकेंद्रकांचे मिलन (nuclear fusion) म्हणतात. सेसिलिया पेन यांनी १९२५ मधे सूर्यात प्रचंड प्रमाणात हायड्रोजन आहे हे निरिक्षणांमधून सिद्ध केलं. १९३० च्या सुमारास सुब्रमण्यन चंद्रशेखर आणि हान्स बेथे यांनी याअणूकेंद्रक मिलनाच्या प्रक्रियेचे आणखी चांगल्या प्रकारे मांडणी केली आणि शेवटी १९५७ साली मार्गारेट बरब्रिज यांनी या सैद्धांतिक कामाला पूर्णता दिली.
चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येतात आणि त्यातून एक हेलियमचा अणू बनतो. चार हायड्रोजनच्या अणूंपेक्षा एका हेलियमचे वस्तूमान ०.७% एवढं कमी भरतं आणि त्याचंच ऊर्जेत रूपांतर होतं. हे सूर्याचं इंजिन. या इंजिनामुळे आता सूर्याचे अंदाजे वय पाचशे कोटी वर्ष एवढे आहे, आणि सूर्याची अजून तेवढीच वर्ष बाकी आहेत. माणसाचं सरासरी वय १०० वर्ष असेल तर सूर्य आता पन्नाशीचा आहे.
सूर्याचे आयुर्मान आजअखेरचे किती आहे, एकूण भाकीत कितीचे आहे?
या प्रश्नाचं उत्तर उत्क्रांतीवादवाल्या चार्ल्स डार्विनच्या आधी, म्हणजे साधारण दीडशे वर्षांपूर्वी विचारलं असतं तर कदाचित काही दहाहजार वर्ष असं दिलं असतं. सूर्याचं आयुर्मान, वय, आणि अजून किती आयुष्य बाकी आहे याची माहिती आपल्याला कशी मिळाली, तो प्रवास कसा झाला ही एक मजेशीर गोष्ट आहे. अगदी सुरूवातीच्या काळात, खूप खूप वर्षांपूर्वी, सूर्य हा आगीचा गोळा आहे असं मानलं जायचं. सूर्याचं आपल्यापासूनचं अंतर, त्यावरून सूर्याचा आकार निश्चित झाल्यावर (हे कसं केलं ते पुढे कधीतरी पाहू या!) असं लक्षात आलं की फक्त आगीचा गोळा असेल तर एवढ्या आकाराची वस्तू (साधारण १४ लाख किलोमीटर व्यास) काही शे वर्षांतच जळून संपून जाईल. पण मानवी इतिहास त्यापेक्षाही जुना आहे यावरून सूर्य लोखंडाचा गोळा आहे आणि तो आकुंचित होत आहे आणि त्यातून ऊर्जा मिळत आहे असा अंदाज पुढे आला. पण तसं असेल तर सूर्याचा आकाशात दिसणारा आकार कमी कमी होत जायला पाहिजे, पण ते ही दिसत नव्हतं. त्यापुढे लॉर्ड केल्व्हीन आणि हेल्महोल्त्झ यांनी सुचवलं की सूर्य हा तप्त द्रवाचा गोळा आहे आणि त्याच्या थंड होण्यातून आपल्याला ऊर्जा मिळते. पणत्यातून सूर्य फारतर २ कोटी वर्ष तग धरू शकेल असं त्यांचं गणित होतं. साधारण दीडशे वर्षांपूर्वी उत्क्रांतीवादाचा सिद्धांत मांडणारा चार्ल्स डार्विन जन्माला आला. त्याच्या सिद्धांतानुसार पृथ्वीवर जीवसृष्टीच काही कोटी वर्ष जुनी असणार. तसं असेल तर सूर्य त्याहीपेक्षा म्हातारा असलाच पाहिजे. पुढे कार्बन -१४ या टेस्टआधारे जुन्या जीवाश्मांचे वय ३० कोटी वर्ष असेल असं लक्षात आलं. मग सुरू झाला शोध सूर्याला एवढा काळ प्रज्ज्वलित ठेवू शकेल अशा प्रकारे ऊर्जा बनवण्यार्‍या क्रियेचा.
१९०४ मधे नोबल पुरस्कार विजेत अर्नेस्ट रुदरफोर्ड यांनी सूर्याच्या आत ऊर्जा तयार होत असेल असा सिद्धांत मांडला. जगविख्यात शास्त्रज्ञ आल्बर्त आईनश्ताईनने त्याचे प्रसिद्ध E = mc2 हे समीकरण मांडले. रूदरफोर्डच्या सिद्धांताला यामुळे पाठींबाच मिळाला. शेवटी १९२०मधे सर आर्थर एडींग्टन यांनी हे कोडं सोडवलं. चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येऊन एक हेलियमचा अणू तयार होतो आणि त्यात ०.७% एवढं वस्तूमान ऊर्जेत रूपांतरीत होतं असा सिद्धांत मांडला. यालाच अणूकेंद्रकांचे मिलन (nuclear fusion) म्हणतात. सेसिलिया पेन यांनी १९२५ मधे सूर्यात प्रचंड प्रमाणात हायड्रोजन आहे हे निरिक्षणांमधून सिद्ध केलं. १९३० च्या सुमारास सुब्रमण्यन चंद्रशेखर आणि हान्स बेथे यांनी याअणूकेंद्रक मिलनाच्या प्रक्रियेचे आणखी चांगल्या प्रकारे मांडणी केली आणि शेवटी १९५७ साली मार्गारेट बरब्रिज यांनी या सैद्धांतिक कामाला पूर्णता दिली.
चार हायड्रोजनचे अणू एकत्र येतात आणि त्यातून एक हेलियमचा अणू बनतो. चार हायड्रोजनच्या अणूंपेक्षा एका हेलियमचे वस्तूमान ०.७% एवढं कमी भरतं आणि त्याचंच ऊर्जेत रूपांतर होतं. हे सूर्याचं इंजिन. या इंजिनामुळे आता सूर्याचे अंदाजे वय पाचशे कोटी वर्ष एवढे आहे, आणि सूर्याची अजून तेवढीच वर्ष बाकी आहेत. माणसाचं सरासरी वय १०० वर्ष असेल तर सूर्य आता पन्नाशीचा आहे.
Subscribe to:
Posts (Atom)