වඩදිය ඇති වන්නේ හඳ නිසා ද?
- තමලු මලිත්ත පියදිගම
"මගේ අදහසට අනුව මීට පෙර සියල්ලන් ම උදම් රළ ගැන ප්‍රකාශ කොට තිබෙන අදහස් සාවද්‍ය ය. මේ අරුම පුදුම අදහස් පිළිගන්නා අය අතුරින් මා වඩාත් ම පුදුම වන්නේ කෙප්ලර් ගැන ය. ඔහු අන් බොහෝ අයට වඩා තීක්ෂ්ණ හා ස්වාධීන බුද්ධිමතෙකි. ඔහු පොළොවේ චලනය පිළිබඳව ද පිළිගත්තේ ය. එහෙත් පසුකාලීනව ඔහු සඳ මඟින් ජලයට බලපෑම් ඇති වන්නේ ය යන්න ඇතුළු ගුප්ත ප්‍රපංචයන්ට හා ළාමක මතවාදයන්ට කන් යොමා ඒවාට ආශක්ත විය."
- ගැලීලියෝ 1632 දී.
ඉහත ඡේදය උපුටා ගන්නා ලද්දේ සාධාරණ සාපේක්ෂතාවාදය පිළිබඳව ඇති වැදගත් ම පාඨ ග්‍රන්ථයක් වන චාල්ස් මිස්නර්, කිප් තෝර්න් හා ජෝන් වීලර් යන විද්‍යාඥයන් තිදෙනා ලියූ Gravitation නම් ග්‍රන්ථයෙනි. කොවුර්ට අභියෝග කළ ලිපි පෙළ අතරතුර දී ද මම මේ ග්‍රන්ථය ගැන සඳහනක් කළෙමි. මෙහි දී විශේෂයෙන් පැවසිය යුතු කරුණ වන්නේ මෙයින් කිප් තෝර්න් හට මෙම වසරේ භෞතික විද්‍යා නොබෙල් ත්‍යාගය හිමි වූ බව ය.
ගැලීලියෝ වඩදිය බාදිය ඇති වෙන්නේ සඳ නිසා ය යන්න තරයේ ප්‍රතික්ෂේප කළේ ය.
බේසමකට ජලය පුරවා එය එක්වර ම වේගයෙන් පසෙකට අදින්න. එවිට විරුද්ධ පැත්තේ ජලය ඉහළට යනු ඇත. ගැලීලියෝ පැවසූයේ පොළොව හිරු වටා යන විටත් මෙලෙස ම විරුද්ධ අතට ජලය තල්ලු වී එම පෙදෙසේ ජල මට්ටම ඉහළ යන බවයි. පොළොව තමා වටා කැරකීමේ දී මේ ජල මට්ටම ඉහළට ගිය පෙදෙස පොළොවේ විවිධ ප්‍රදේශ පසුකොට යයි. මෙවිට දිනකට වරක් ජල මට්ටටම ඉහළ යාමක් දක්නට ලැබෙන අතර විරුද්ධ දිශාවේ ජල මට්ටම පහළ යෑමක් දක්නට ලැබෙනු ඇත. මෙය වඩදිය හා බාදිය නම් වේ.
එහෙත් ගැලීලියෝට වැරදුණු බව පෙනී ගියේ වැනීසියට දිනකට වඩදිය දෙකක් හා බාදිය දෙකක් බැගින් එන බැවිනි. ගැලීලියෝට අනුව වඩදිය ඇති වන්නේ දිනකට වරකි.
අතීතයේ සිට ම වඩදිය හඳ සමඟ සම්බන්ධ කොට තිබුණි. මීට හේතුව වන්නේ අමාවක හා පසළොස්වක දිනවල වඩදිය වඩාත් උස් වීම හා පුර අටවකෙහි හා අව අටවකෙහි වඩදියේ උස වඩාත් අඩු වීමත් ය.
පළමුවරට වඩදිය බාදිය ඇතිවීම පිළිබඳව යාන්ත්‍රණයක් ලබා දෙන්නේ අයිසෙක් නිවුටන් ය. බොහෝ දෙනා ඒ යාන්ත්‍රණය සාවද්‍ය ලෙස අවබෝධ කරගෙන තිබේ. සමහරුන් සිතන්නේ චන්ද්‍රයා මුහුදු වතුර ඉහළට ඇදගන්නා බව ය. එහෙත් හඳට මුහුණලා ඇති පැත්තේ පමණක් නොව හඳට විරුද්ධ පැත්තේ ද වඩදිය ඇති වේ. බාදිය ඇති වන්නේ ඒ අතර ප්‍රදේශ දෙකෙහි ය. පෘථිවිය භ්‍රමණය වන විට මේ වඩදිය ප්‍රදේශ දෙක ම විවිධ වෙරළාසන්න රටවල් දිනක් තුළ පසු කරයි. මේ නිසා දිනකට වඩදිය දෙකක් ඇති වේ. මේ වඩදිය දෙක අතර කාල පරතරය පැය 12 මිනිත්තු 25ක් පමණ වේ. මේ අමතර මිනිත්තු 25ට හේතු වන්නේ පෘථිවිය භ්‍රමණය වන අතරතුරේ දී සඳ ද තමාගේ පිහිටීම වෙනස් කර ගැනීමයි. සඳට මුහුණලා තිබූ පොළොව මත ලක්ෂ්‍යයක් භ්‍රමණය වී නැවත එතැනට ම එන විට ඒ අතරතුර දී හඳ එතැන පසු කොට මද දුරක් ඉදිරියට ගමන් කොට ඇත. නැවත හඳ 'අල්ලා ගැනීමට' තවත් මිනිත්තු 50ක් පමණ ගමන් කළ යුතු ය. දිනකට වඩදිය දෙකක් ඇතිවන නිසා මෙය දෙකට බෙදීමෙන් වඩදිය දෙකක් අතර කාලයට අමතර මිනිත්තු 25ක් එකතු වේ.
දැන් ඔබට කුතුහලයක් ඇතිවනු ඇත්තේ පොළොවේ හඳට ප්‍රතිවිරුද්ධ පැත්තේ ද වඩදිය ඇති වන්නේ කෙසේ ද යන්නයි. මේ ගැන පැහැදිලි කිරීමට අපි නිවුටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ප්‍රවාදය භාවිත කරමු. නිවුටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ ප්‍රවාදය අනුව විශ්වයේ පවතින ඕනෑ ම වස්තු දෙකක් අතර ආකර්ෂණ බලයක් ඇති වේ. ඒය වස්තුවල ස්කන්ධ දෙකේ ගුණිතයට අනුරූපීව වැඩි වේ. දුරට (දුරේ වර්ගයට) අනුරූපීව අඩු වේ. මේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ තවත් විශේෂයක් වන්නේ එම අන්තර්ක්‍රියාවට ලක්වන වස්තු දෙක එකිනෙකා සමාන බලයකින් ඇදගැනීමයි. පොළොව ඇපල් ගෙඩියක් ඇදගන්නා බලයට සමාන බලයකින් ඇපල් ගෙඩිය විසින් පොළොව ද තමා වෙත ඇද ගනී. එක හා සමාන බලයකින් ඇදගත්ත ද පොළොවේ ස්කන්ධය ඇපල් ගෙඩියට වඩා බොහෝ වැඩි නිසා එම බලයට පොළොව දක්වන ප්‍රතිචාරය ඉතා සුළු ය. අප හඳ හා පොළොව පිළිබඳව සිතුවහොත් හඳත් පොළොවත් සමාන බලයකින් එකිනෙකා ඇදගනී.
මෙහි දී මේ 'බලය' යනුවෙන් භෞතික විද්‍යාවේ අදහස් වන්නේ කුමක් දැයි පැහැදිලි කළ යුතු ය. කොළඹ විශ්වවිද්‍යාලයේ ඉගැන්වූ කීර්තිමත් ව්‍යවහාරික ගණිතය මහාචාර්යවරයකු වන වැලන්ටයින් ජෝසප් මහතාගේ 'ගතිකය' ග්‍රන්ථයට අනුව බලයක් යනු වස්තු දෙකක් අතර සිදුවන බලපෑමකි, අන්තර්ක්‍රියාවකි. කේන්ද්‍රාපසාරී බලය යනුවෙන් බලයක් පිළිබඳව ඔබ අසා ඇති. බොහෝ 'විද්‍යාත්මක හේතු' ඉදිරිපත් කරන ලේඛකයෝ දැනුවත්ව හෝ නො දැනුවත්කම නිසා හෝ නිතර නිතර කේන්ද්‍රාපසාරී බලය යන සංකල්පය භාවිත කරති. කේන්ද්‍රාපසාරී බලය යනු සැබෑ බලයක් නො වේ. එය එක් වස්තුවකින් තවත් වස්තුවකට යෙදෙන බලයක් නොවේ. එය ගණිතමය සංකල්පයක් පමණි. වතුර බාල්දියක් වේගයෙන් හිස වටා සිරස් වෘත්තයක කැරකැවූ විට වතුර පහළට නො වැටෙන්නේ කේන්ද්‍රාපසාරී බලය නිසා ය යනුවෙන් කරන ප්‍රකාශවල ගත යුත්තක් නැත. කේන්ද්‍රාපසාරී බලය සංකල්පය ගොඩනඟන්නේ ම චලනය වන දෙයක් නිශ්චලව සැලකීම නිසා ය. මේවාට කල්පිත බල, භූත බල යැයි කියනු ලැබේ. (කේන්ද්‍රාභිසාරී බලයන් සත්‍ය බල වේ.)
වස්තුවක් තවත් වස්තුවක් මඟින් ආකර්ෂණය වී ඇති විට මුල් වස්තුව දෙවනි වස්තුව මතට නො වැටී සිටීමට නම් දෙවැනි වස්තුව වටා එය සුදුසු වේගයකින් පරිභ්‍රමණය විය යුතු ය. අප අහසට යවන චන්ද්‍රිකාත් පොළොවත් එකිනෙකා ඇදගත්ත ද එකිනෙක මතට නො වැටී සිටින්නේ මේ පරිභ්‍රමණය නිසා ය.
හඳ ද පොළොව ද එකිනෙකා ආකර්ෂණය කරන අතර හඳ හා පොළොව එකිනෙක මතට නො වැටී සිටින්නේ ස්කන්ධවල පොදු කේන්ද්‍රය වටා එක ම කෝණික ප්‍රවේගයෙන් පරිභ්‍රමණය වීමෙනි. මේ කේන්ද්‍රය ඇත්තේ පෘථිවි කේන්ද්‍රයේ සිට පෘථිවි අරයෙන් 3/4 ක් පමණ හඳ දෙසට වන්නට ය. සඳත් පෘථිවියත් දෙක ම මෙය වටා එක ම කෝණික වේගයෙන් පරිභ්‍රමණය වේ. මේ අතරතුර දී පෘථිවිය සිය අක්ෂය වටා ද කැරකැවෙයි. පොළොවේ හඳට ආසන්නව ඇති කොටස්වලට බලපාන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය හඳට ඈතින් ඇති කොටස්වලට දැනෙන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට වඩා වැඩි ය. පොළොව ඉහත පොදු කේන්ද්‍රය වටා කැරකෙන්නේ මේ අගයන් දෙක අතර මැද ඇති සමස්ත පොළොවට බලපාන සාමාන්‍ය අගයට අනුරූපී වේගයකිනි. මෙහි අවසන් ප්‍රතිඵලය වන්නේ හඳට ආසන්නයේ ඇති ස්ථාන වැඩියෙනුත් හඳට ඈතින් ඇති ස්ථාන අඩුවෙනුත් හඳ වෙත ආකර්ෂණය වීම ය. මේ නිසා පොළොවට සාපෙක්ෂව ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයේ ඒකාකාරී බව නැති වී යයි. මේ නිසා උදම් බල නමින් හඳුන්වන සංසිද්ධිය ඇති වේ. ජල පෘෂ්ඨයක් (ජලයේ මතුපිට) හැම විට ම පිහිටන්නේ එහි විභවය (ස්කන්ධය එකක් වූ අංශුවකට කිසියම් තැනක දී විභව ශක්තිය) ජල පෘෂ්ඨය මත සෑම ලක්ෂ්‍යක දී ම සමාන අගයක් ගන්නා පරිදි ය. මේ උදම් බල හේතුවෙන් සම විභව පෘෂ්ඨ ඇති වන්නේ දෙපසින් පිටතට නෙරා ගිය ආකාරයෙනි. සාගර ජලය ද මේ අනුව හැසිරේ. දෙපසේ ම වඩදිය ඇති වන්නේ මෙ නිසා ය.
එහෙත් ඉහත ඉදිරිපත් කළේ දළ විවරණයකි. පෘථිවිය සාගර ජලයෙන් සම්පූර්ණයෙන් ම වැසී නැති නිසාත් මුහුදු පතුළේ ගැඹුර තැනින් තැනට වෙනස් වන නිසාත් පෘථිවි භ්‍රමණය ද ඇතුළුව තවත් සාධක කිහිපයක් ම වඩදිය බාදිය සඳහා බලපායි. මේ හේතුකොට ගෙන රටින් රටට දිනකට වඩදිය ඇති වන වාර ගණන මෙන් ම වඩදිය බාදියේ උස ප්‍රමාණ ද වෙනස් වේ.
මෙම බලපෑම් නිසා පොළොවේ සමහර ස්ථානවල චන්ද්‍රයා නිසා ඇති වන වඩදිය බාදිය මට්ටම් ශූන්‍ය වන අතර මෙවන් ලක්ෂ්‍ය අසළ දී වඩදිය හා බාදිය තරංගයක් මෙන් අදාළ ලක්ෂ්‍යය වටා වමට හෝ දකුණට සෙමෙන් භ්‍රමණය වේ. ලංකාව ආසන්නයේ මුහුදේ ද මෙවන් ලක්ෂ්‍යයක් ඇත.
පෘථිවිය මත දී සූර්යයාගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය චන්ද්‍රයාට වඩා වැඩි වුව ද උදම් බලය චන්ද්‍රයාට වඩා අඩු ය. එසේ වුවත් එය ද සැලකිය යුතු අගයකි. අමාවක හා පසළොස්වක දිනවල දී චන්ද්‍රයා හා සූර්යයා පෘථිවිය දෙපස හෝ එක ම පස පිහිටන බැවින් වඩදිය බාදිය වඩාත් හොඳින් ඇති වේ. අටවක දිනවල දී සඳේ බලපෑම හිරුගේ බලපෑමෙන් කැපී යාම නිසා වඩදියෙහි උස අඩු වේ.
මේ උදම් බලවල එක ම ප්‍රතිඵලය වඩදිය බාදිය පමණක් නො වේ. වායු ගෝලය මෙන් ම ශිලා ගෝලය (ඝන කොටස) ද මෙසේ හැඩය වෙනස් වීමට ලක්වේ. වායුගෝලය කිලෝමීටර ගණනකින් ද ශිලාගෝලය සෙන්ටිමීටර ගණනකින් ද මෙසේ හැඩය විකෘති වීමට ලක් වේ.
හඳේ හා පෘථිවියේ භ්‍රමණයට බාධා කිරීම ද මේ උදම් බල නිසා සිදු වේ. හඳේ එක ම පැත්තක් පොළොව දෙසට හැරී ඇත්තේ මේ උදම් බල මඟින් හඳේ භ්‍රමණයට බාධා වූ නිසා ය. (පොළොවේ හැම තැනට ම පෙනෙන්නේ හඳේ එක ම පැත්තකි.) පෘථිවියේ දවස ද කෙමෙන් දිගු වී යාමට උදම් බල බලපායි. ඩයිනෝසරයන් හිටි යුගයේ දවසකට තිබුණේ පැය 18කි. හඳ පෘථිවියෙන් ඈත් වී යාමට ද මේ උදම් බල බලපෑවේ ය.
මෙහි දක්වා ඇති විවරණයේ හඳ හා පොළොව මෙසේ චලනය වන්නේ යැයි කී පමණින් එසේ ම චලනය වන්නේ යැයි නො සැලකිය යුතු ය. නිවුටන්ගේ පද්ධතියේ මෙසේ ගත යුතු වුවද (එයත් ආසන්න කිරීමක් පමණි.) අයින්ස්ටයින්ගේ පද්ධතියේ දී ඕනෑ ම වස්තුවකට සාපේක්ෂ චලිතය සැලකිය හැකි ය. අයින්ස්ටයින්ගේ පද්ධතියේ දී ගුරුත්වාකර්ෂණය ද භූත/ කල්පිත බලයකි.
- තමලු මලිත්ත පියදිගම
