गुरुत्वाकर्षण म्हणजे काय व याचे नियम कोणते ?

गुरुत्वाकर्षण हे निसर्गाच्या मूलभूत बलांपैकी एक आहे, जे विश्वातील प्रत्येक वस्तूवर परिणाम करते. ही एक अदृश्य शक्ती आहे, जी खगोलीय पिंडांना बांधून ठेवते, ब्रह्मांडाला आकार देते आणि सर्वात लहान कणांपासून ते सर्वात मोठ्या आकाशगंगेपर्यंत सर्व गोष्टींच्या हालचालींवर प्रभाव टाकते.

17 व्या शतकात सर आयझॅक न्यूटन यांनी प्रथम वर्णन केले होते, गुरुत्वाकर्षण तेव्हापासून विश्वाबद्दलच्या आपल्या आकलनाचा आधारशिला बनले आहे.

सदर लेखात आपण गुरुत्वाकर्षण बल या घटका विषयी विविध माहितीचा आढावा सविस्तर रित्या घेणार आहोत,


गुरुत्वाकर्षण म्हणजे काय ?

गुरुत्वाकर्षण ही भौतिकशास्त्रातील एक मूलभूत बल आहे, जी वस्तुमान किंवा ऊर्जा असलेल्या वस्तूंमधील परस्परसंवाद नियंत्रित करते. गुरुत्वाकर्षण हे वस्तूंमधील आकर्षणासाठी जबाबदार आहे, ज्यामुळे वस्तू एकमेकांकडे खेचल्या जातात.

अल्बर्ट आइनस्टाइनच्या सापेक्षतेच्या सिद्धांतानुसार, गुरुत्वाकर्षण हे बल मानले जात नाही, तर वस्तुमान आणि उर्जेच्या उपस्थितीमुळे अवकाश काळाची वक्रता मानली जाते. ग्रह, तारे आणि आकाशगंगा यासारख्या प्रचंड वस्तू, त्यांच्या सभोवतालच्या अंतराळ काळाचे रचना बदलतात आणि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र तयार करतात. इतर आजूबाजूच्या वस्तू नंतर या वक्रतेने ठरवलेल्या वक्र मार्गाने पुढे जातात, परिणामी आपल्याला गुरुत्वाकर्षण दिसून येते.

गुरुत्वाकर्षण हे एक सार्वत्रिक बल आहे, जे वस्तुमान किंवा उर्जेसह सर्व वस्तूंवर परिणाम करते, मग वस्तूंचा आकार कितीही लहान असो वा मोठा. दोन वस्तूंमधील गुरुत्वाकर्षण बल त्यांच्या वस्तुमानावर आणि त्यांच्यातील अंतरावर अवलंबून असते. एखाद्या वस्तूचे वस्तुमान जितके जास्त तितके त्याचे गुरुत्वाकर्षण बल जास्त. त्याचप्रमाणे, दोन वस्तू एकमेकांच्या जितक्या जवळ असतील तितके त्या वस्तूंमधील गुरुत्वाकर्षण बल जास्त असते.

गुरुत्वाकर्षणाच्या आकलनाने आपल्याला खगोलीय प्रक्रिया समजण्यात, ग्रहांची गती, चंद्राच्या कक्षा आणि आकाशगंगेतील ताऱ्यांचे वर्तन स्पष्ट करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावली आहे. खगोल भौतिकशास्त्र, विश्वविज्ञान आणि अंतराळ संशोधन यासारख्या विविध क्षेत्रांमध्ये देखील गुरुत्वाकर्षण हा एक महत्वाचा घटक आहे.


गुरुत्वीय बल म्हणजे काय ?

गुरुत्वाकर्षण बल म्हणजे वस्तुमान किंवा ऊर्जा असलेल्या वस्तूंमधील आकर्षण शक्ती होय. हे भौतिकशास्त्रातील मूलभूत बलांपैकी एक आहे, व खगोलीय पिंडांची तसेच पृथ्वीवरील वस्तूंची गती आणि वर्तन निश्चित करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते.

गुरुत्वाकर्षण बलाचे वर्णन आयझॅक न्यूटनच्या सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमाद्वारे केले गेले आहे, ज्यामध्ये असे म्हटले आहे की वस्तुमान असलेला प्रत्येक कण वस्तुमान असलेल्या प्रत्येक कणाला त्यांच्या वस्तुमानाच्या उत्पादनाशी थेट प्रमाणात असलेल्या बलाने आकर्षित करते आणि त्यांच्यातील अंतर वस्तूच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

गणितीयदृष्ट्या, दोन वस्तूंमधील गुरुत्वाकर्षण बल (F) खालील समीकरण वापरून मोजले जाऊ शकते:

F = (G * M₁ * M₂) / R²

येथे G गुरुत्वीय स्थिरांक आहे, m₁ आणि m₂ हे दोन वस्तूंचे वस्तुमान आहेत आणि r हे त्यांच्या वस्तुमान केंद्रांमधील अंतर आहे.

गुरुत्वाकर्षण बल नेहमीच आकर्षक असते, म्हणजे ते वस्तूंना एकमेकांकडे खेचते. गुरुत्वाकर्षण बल हे नेहमी वस्तूंच्या वस्तुमानावर आणि त्यांच्यातील अंतरावर अवलंबून असते. मोठ्या वस्तुमानाचा परिणाम मजबूत गुरुत्वाकर्षण बलामध्ये होतो, तर वस्तूंमधील अंतर वाढल्याने शक्ती कमकुवत होते.

गुरुत्वाकर्षण बल भरती आणि आकाशगंगांची निर्मिती यांसारख्या विश्वातील विविध घटनांसाठी जबाबदार असते, जसे की सूर्याभोवती त्यांच्या कक्षेतील ग्रहांची गती, पृथ्वी आणि त्याच्या पृष्ठभागावरील वस्तू यांच्यातील गुरुत्वाकर्षण. सूक्ष्म स्तरावर विश्वाची रचना आणि गतिशीलता समजून घेण्यासाठी आणि स्पष्ट करण्यासाठी गुरुत्वाकर्षण बल हे एक महत्त्वाचे बल आहे.


नियम

गुरुत्वाकर्षणाचे नियम हे, तत्त्वे आणि समीकरणांचा संदर्भ देतात जे गुरुत्वाकर्षणाचे वर्तन आणि वस्तूंवर होणारे परिणाम यांचे वर्णन करतात. गुरुत्वाकर्षणाचे दोन सर्वात प्रसिद्ध नियम खालीलप्रमाणे:

1. न्यूटनचा सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम

सर आयझॅक न्यूटन यांनी तयार केलेला हा नियम वस्तुमानाच्या दोन वस्तूंमधील गुरुत्वाकर्षण बलाचे गणितीय वर्णन देतो. न्यूटन यांच्या सिद्धांतात असे नमूद केले आहे की, वस्तुमान असलेला प्रत्येक कण वस्तुमान असलेल्या प्रत्येक कणाला अशा बलाने आकर्षित करतो, जो त्यांच्या वस्तुमानाच्या गुणाकाराच्या थेट प्रमाणात आणि त्यांच्यामधील अंतराच्या वर्गाच्या व्यस्त प्रमाणात असतो.

गणितीय समीकरण,

F = (G * M₁ * M₂) / R²

येथे F हे गुरुत्वाकर्षण बल आहे, G हे गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक आहे, m₁ आणि m₂ हे दोन वस्तूंचे वस्तुमान आहेत आणि r हे त्यांच्या वस्तुमानाच्या केंद्रांमधील अंतर आहे.

न्यूटनचा सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षणाचा नियम आपल्याला कोणत्याही दोन वस्तूंमधील गुरुत्वाकर्षण बलाची गणना करण्यास आणि त्यांच्या गुरुत्वाकर्षणाचा परस्परसंवाद समजून घेण्यास अनुमती देतो.

2. आइन्स्टाईनचा सामान्य सापेक्षतेचा सिद्धांत

अल्बर्ट आइन्स्टाईनच्या सामान्य सापेक्षतेच्या सिद्धांताने गुरुत्वाकर्षणाबद्दल आपल्या समजात क्रांती घडवून आणली. या सिद्धांतात, वस्तुमान आणि उर्जेच्या उपस्थितीमुळे अवकाश काळाची वक्रता म्हणून गुरुत्वाकर्षणाचे वर्णन करते. सामान्य सापेक्षतेनुसार, ग्रह किंवा तारे यांसारख्या प्रचंड मोठ्या वस्तू, त्यांच्या सभोवतालच्या अवकाशाच्या रचनेला वाकवून गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र तयार करतात. इतर वस्तू या वक्र अवकाश काळात वक्र मार्गांवर फिरतात, ज्याकडे आपण गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव म्हणून पाहतो.

खूप जास्त वस्तुमान किंवा ऊर्जा असलेल्या वस्तूंशी व्यवहार करताना सामान्य सापेक्षता गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत अधिक व्यापक आणि अचूक वर्णन प्रदान करतो.


तथ्य

  • गुरुत्वाकर्षण हे एक सार्वत्रिक बल आहे, जे वस्तुमान किंवा उर्जेसह सर्व वस्तूंवर परिणाम करते, मग त्या वस्तू अथवा ऊर्जेचा आकार किंवा रचना  कशीही असो.
  • लहान कणांपासून ते प्रचंड ग्रह आणि आकाशगंगांपर्यंत, विश्वाची रचना आणि गतिशीलता तयार करण्यात गुरुत्वाकर्षण महत्वाची भूमिका बजावते.
  • मुक्त वातावरणात, सर्व वस्तू, त्यांच्या वस्तुमानाकडे दुर्लक्ष करून, गुरुत्वाकर्षणामुळे समान प्रवेग अनुभवतात.
  • गुरुत्वाकर्षण हे निसर्गाच्या चार मूलभूत बलांपैकी सर्वात कमकुवत बल आहे. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक बल, कमकुवत आण्विक बल आणि मजबूत आण्विक बल यांच्या तुलनेत गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव खूपच कमी आहे.
  • आइन्स्टाईनच्या सामान्य सापेक्षतेच्या सिद्धांतानुसार, गुरुत्वाकर्षण काळाच्या प्रवाहावर परिणाम करू शकते.
  • मजबूत गुरुत्वाकर्षणाच्या क्षेत्रांमध्ये, कमकुवत गुरुत्वाकर्षणाच्या क्षेत्रांपेक्षा वेळ अधिक हळूहळू प्रवास करतो. हा परिणाम प्रयोग आणि उपग्रह-आधारित अणु घड्याळांद्वारे पाहिला आणि पुष्टी करण्यात आला आहे.
  • गुरुत्वीय लहरी म्हणजे न्यूट्रॉन तार्‍यांच्या विलीनीकरणासारख्या प्रचंड वस्तूंच्या प्रवेगामुळे तयार होणाऱ्या अवकाश-काळातील लहरी होय. गुरुत्वीय लहरी विश्वाचे निरीक्षण आणि अभ्यास करण्याचा एक नवीन मार्ग प्रदान करतात.
  • खगोलीय पिंडांसाठी बंधनकारक शक्ती: गुरुत्वाकर्षण ही एक शक्ती आहे जी खगोलीय पिंडांना एकत्र बांधण्यासाठी जबाबदार असते. ते ताऱ्यांभोवती ग्रह, ग्रहांभोवती चंद्र आणि आकाशगंगा एकत्र ठेवतात. गुरुत्वाकर्षणाशिवाय, आकाशीय पिंड अवकाशात पसरतील.
  • पृथ्वी, चंद्र आणि सूर्य यांच्यातील गुरुत्वाकर्षणाच्या परस्परसंवादामुळे भरती-ओहोटी निर्माण होतात.
  • खगोलीय पिंडांच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे महासागर उफाळून येतात, परिणामी समुद्राच्या पातळीत वाढ आणि घट होते.

FAQ

1. वजन आणि वस्तुमान यात काय फरक आहे ?

उत्तर : वस्तुमान म्हणजे वस्तूतील पदार्थाचे प्रमाण आणि ते किलोग्रॅम (किलो) मध्ये मोजले जाते. दुसरीकडे, वजन हे गुरुत्वाकर्षणामुळे एखाद्या वस्तूवर लावलेले बल असते आणि ते न्यूटन (N) मध्ये मोजले जाते. वजन वस्तूच्या वस्तुमानावर आणि गुरुत्वाकर्षण क्षेत्राच्या सामर्थ्यावर अवलंबून असते.

2. अंतराळात गुरुत्वाकर्षण अस्तित्वात आहे का ?

उत्तर : होय, अंतराळात गुरुत्वाकर्षण अस्तित्वात आहे. अंतराळातील वस्तूंवर गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम होतो. ग्रह, तारे आणि आकाशगंगा यासारख्या खगोलीय वस्तू एकमेकांवर गुरुत्वाकर्षण शक्तींचा प्रभाव पाडत असतात.

3. गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव कमी करता येतो का ?

उत्तर : गुरुत्वाकर्षण हे एक मूलभूत बल आहे, जे रद्द किंवा त्याचा प्रभाव कमी करता येऊ शकतं नाही. हे बल वस्तुमान आणि उर्जेचा जन्मजात गुणधर्म आहे आणि वस्तुमान किंवा ऊर्जा असलेल्या सर्व वस्तू गुरुत्वाकर्षण बल वापरतात.

4. अंतराळवीर अंतराळात का तरंगतात ?

उत्तर : अंतराळवीर अंतराळात तरंगताना दिसतात, कारण ते मुक्त अवस्थेत असतात. पृथ्वीच्या कक्षेत, अंतराळयान आणि अंतराळवीर गुरुत्वाकर्षणामुळे सतत ग्रहाकडे आकर्षिले जातात, परंतु स्थिर कक्षा राखण्यासाठी ते पुरेशा वेगाने प्रवास करत असतात. सतत प्रवासाच्या स्थितीत असल्यामुळे वजनहीनतेची किंवा “शून्य गुरुत्वाकर्षणाची” भावना निर्माण होते.

5. इतर ग्रहांवर गुरुत्वाकर्षण अधिक मजबूत किंवा कमकुवत असते का ?

उत्तर : होय, इतर ग्रहांवर किंवा खगोलीय पिंडांवर गुरुत्वाकर्षण अधिक मजबूत किंवा कमकुवत असू शकते. गुरुत्वाकर्षण शक्ती वस्तूच्या वस्तुमानावर आणि केंद्रापासूनच्या अंतरावर अवलंबून असते. जास्त वस्तुमान असलेल्या ग्रहांमध्ये सामान्यतः मजबूत गुरुत्वाकर्षण असते, तर कमी वस्तुमान असलेल्या लहान ग्रहांवर गुरुत्वाकर्षण प्रभाव कमी असतो.

6. गुरुत्वाकर्षण प्रकाश वाकवू शकते का ?

उत्तर : होय, गुरुत्वाकर्षण प्रकाश वळवू शकते. सामान्य सापेक्षतेनुसार, विशाल वस्तू त्यांच्या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रातून जाताना प्रकाशाचा मार्ग वक्र होऊ शकतो.

7. गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा स्रोत म्हणून वापरले जाऊ शकते ?

उत्तर : गुरुत्वाकर्षण हे एक बल आहे, जे वस्तू हलवू शकते, परंतु गुरुत्वाकर्षणाचा थेट उर्जा स्त्रोत म्हणून वापर करणे कठीण आहे. तथापि, गुरुत्वाकर्षण संभाव्य ऊर्जेचे विविध मार्गांनी वापर करण्यायोग्य उर्जेमध्ये रूपांतर केले जाऊ शकते.

8. गुरुत्वाकर्षणाचा वेळेवर कसा परिणाम होतो ?

उत्तर : मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र असलेल्या प्रदेशांमध्ये, कमकुवत गुरुत्वाकर्षण असलेल्या प्रदेशांपेक्षा वेळ अधिक हळू जातो. वेळ विस्तार म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या या घटनेचे निरीक्षण आणि मोजमाप अचूक घड्याळांच्या प्रयोगांद्वारे केले गेले आहे.

अधिक लेख –

1. खनिजे म्हणजे काय व याचे प्रकार कोणते ?

2. विकिपीडिया म्हणजे काय ?

3. अवकाश तंत्रज्ञान म्हणजे काय ?

Leave a Comment