శాస్త్ర విజ్ఞానము

http://www.andhrabhoomi.net/sisindri/lokam-333

http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/bruhaspati-733

పద్దెమినిదవ శతాబ్దపు చివరి దశ కల్లా ఎన్నో వాయువులు కనుక్కోబడ్డాయి. వాటి మీద రకరకాల అధ్యయనాలు జరిగాయి. అయితే అలా పోగైన సమాచారాన్ని అంతటినీ సమీకరించి ఓ సామాన్య వేదిక మీద నిలబెట్టగల సిద్ధాంతం యొక్క వెలితి కనిపించింది. అలాంటి సిద్ధాంతానికి ప్రాణం పోయగల ఓ మేధావి ఆ దశలో రంగప్రవేశం చేశాడు. అతడే ఫ్రెంచ్ రసాయన వేత్త ఆంట్వాన్ లోరాన్ లెవోషియే (1743-1794).

తన అధ్యయనాలు మొదలెట్టిన తొలి దశల నుండి కూడా లెవోషియే కచ్చితమైన కొలత పద్ధతుల ప్రాముఖ్యతని గుర్తించాడు. ఆ గుర్తింపుతోనే 1764 లో ముఖ్యమైన అధ్యయనాన్ని ప్రారంభించాడు. జిప్సమ్ అనే ఖనిజం లోని అంశాలని విశ్లేషించడమే ఆ అధ్యయనం యొక్క లక్ష్యం. జిప్సమ్ ని వేడి చేసి ఆ చర్య ఫలితంగా అందులోంచి వెలువడ్డ నీటిని కొలిచాడు. ఆ విధంగా కొలమాన పద్ధతులని రసాయన చర్యలలో వాడి కావెండిష్, బ్లాక్ మొదలైన వారి కోవలో చేరిపోయాడు లెవోషియే. అయితే వారి కన్నా లెవోషియే ఈ పద్ధతులని క్రమబద్ధంగా వాడాడు. వాటినిక ఆయుధంగా వాడి పనికిమాలిన, పాత తప్పుడు సిద్ధాంతాలని కూలదోయడానికి వినియోగించాడు. రసాయన శాస్త్ర పురోగతికి అడ్డుపడుతున్న పాత సిద్ధాంతాలని మట్టుబెట్టడానికి ప్రయత్నించాడు.

లెవోషియే ధ్వజమెత్తిన పాత సిద్ధాంతాలలో రూపాంతరీకరణ (transmutation) ఒకటి. విశ్వంలోని పదార్థం అంతా ఐదు మూలతత్వాల సంయోగమే నని ప్రాచీన గ్రీకులు భావించేవాళ్లు. పైగా ఆ మూలతత్వాలు ఒకటి మరొకదానిగా మారగలవని కూడా నమ్మేవాళ్లు. 1770 కాలానికి కూడా ఇలాంటి భావాలని సమ్మతించిన వాళ్ళు ఉండేవారు. ఉదాహరణకి నీరు మట్టిగా మారగలదని ఒక తప్పుడు నమ్మకం ఉండేది. (లెవోషియే కూడా మొదట్లో ఈ విషయాన్ని నమ్మాడు.) ఒక పాత్రలో కాస్తంత నీరు తీసుకుని ఆరుబయట విడిచిపెట్టి తగినంత కాలం వేచి ఉంటే, లోన నీరంగా ఇగిరిపోయి అడుగున కాస్తంత మట్టి మిగులుతుంది. నీరే ఆ మురికిగా మారిందని ఆ రోజుల్లో భ్రమపడేవారు.

ఈ ప్రతిపాదనని గుడ్డిగా నమ్మకుండా లెవోషియే ఆ విషయాన్ని నిశితంగా పరీక్షించదలచాడు. ఒక పాత్రలో తగినంత నీరు తీసుకుని దాన్ని 101 రోజుల పాటు మరిగించాడు. అలా మరిగించగా వచ్చిన ఆవిరిని మరో పాత్రలో పట్టి స్వేదనం చేత తిరిగి నీటిగా మారేలా చేశాడు. నీటి నుండి పుట్టిన అంశాలేవీ ఎక్కడా బయటికి పోకుండా జాగ్రత్త పడ్డాడు. అంతే కాక ఈ విషయాన్ని పూర్తిగా నిర్ధారించుకోడానికి వేడి చేయక ముందు, వేడి చేసిన తరువాత పాత్రలోని నీటి బరువునే కాక, పాత్ర బరువు కూడా కొలిచాడు.

ఈ సారి కూడా నీరు ఆవిరి అయ్యాక అడుగున అవక్షేపం కనిపించింది. కాని మరిగించడం వల్ల నీటి బరువు మాత్రం మారలేదు. కనుక అవక్షేపం నీటి నుండి అంటే నీరు “రూపాంతరీకరణ” చెందగా వచ్చింది కాదని తేలిపోయింది. కాని పాత్ర అడుగున పేరుకున్న అవక్షేపాన్ని గోకి తొలగించిన తరువాత పాత్ర బరువు కాస్త తగ్గినట్టు తెలిసింది. పాత్ర బరువులో వచ్చిన వెలితి, అవక్షేపం యొక్క బరువుతో సమానం అయ్యింది. కనుక అవక్షేపం నీటి నుండి, అంటే నీరు “రూపాంతరీకరణ” చెందగా, వచ్చింది కాదని, దీర్ఘకాలం నీరు పోసి మరిగించడం వల్ల పాత్ర గోడలలోని పదార్థం నీట్లో కలియగా ఏర్పడినదేనని తేలిపోయింది. ఆ విధంగా కంటితో చూసి భ్రమించే పరిస్థితుల్లో కూడా, కచ్చితమైన కొలతల సహాయంతో సత్యాన్ని నిరూపించడానికి సాధ్యమవుతుందని నిరూపించాడు లెవోషియే.
(సశేషం…)

http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/motor-340



మోటారు యంత్రాలు లేని పాత రోజుల్లో పడవలని అదిలించడానికి తెరచాపలు, తెడ్లు వాడేవారు. గాలి వీచినప్పుడు అది తెరచాపల మీద చేసే ఒత్తిడి వల్ల పడవ కదులుతుంది. కాని ఈ ఇరవై ఒకటవ శతాబ్దంలో అదీ అంతరిక్ష యాత్రలో అంతరిక్షనౌకల్లో తెరచాపలు వాడొచ్చన్న భావన కొంత కాలంగా ఉంది. భావనగా ఉండడమే కాక ఆ దిశలో కొన్ని ప్రయత్నాలు కూడా జరిగాయి.

భూమి మీద అయితే గాలి ఉంటుంది కనుక పడవలకి తెరచాపలు కట్టడంలో అర్థం ఉంది గాని, గాలి లేని శూన్యసీమ అయిన అంతరిక్షంలో తెరచాపలు కట్టడం ఏంటండీ వెర్రి కాకపోతేనూ? అంటారేమో! ఇక్కడ విశేషం ఏంటంటే ఈ తెరచాపలు మాములుగా గాలి మీద పనిచేసే తెరచాపలు కావు. అవి కాంతి మీద, అంటే సూర్యకాంతి మీద, పనిచేసే సౌరతెరచాపలు.

ఈ సౌరతెరచాపలు అన్న భావన వెనుక ఓ ఆసక్తికరమైన భతిక ధర్మం ఉంది. వాయువులకి, ద్రవాలకి ఒత్తిడి ఉన్నట్టే కాంతికి కూడా ఒత్తిడి ఉంటుంది. అయితే అది చాలా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది కనుక మనకు మామూలుగా అనుభవం కాదు. కాంతి అంటే ఫోటాన్లు అనబడే రేణువుల ప్రవాహం. ఒక్కొక్క ఫోటాన్ కి కొంత శక్తి ఉంటుంది. ఆ శక్తి కాంతి యొక్క పౌనఃపున్యం (frequency) మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. అందుకే అధిక పౌనఃపున్యం గల ఎక్స్-రే లకి అంత ఎక్కువ శక్తి. ఈ ఫోటాన్లు కాంతి వేగంతో అంటే 300,000 km/sec వేగంతో శూన్యం లో ప్రయాణిస్తాయి. అలా ప్రచండ వేగంతో కదిలే ఫోటాను ఓ తలాన్ని ఢీకొన్నప్పుడు దాని మీద కాస్తంత ఒత్తిడి చేస్తుంది.

ఆ విధంగా భూమి మీద పడే సూర్య కాంతి చేసే ఒత్తిడి (పీడనం) విలువ = 4.6 micro Pascals.
వాతావరణ పీడనం విలువ (101.3 kilo Pascals) తో పోల్చితే ఇది చాలా చిన్న విలువ అని స్పష్టంగా తెలుస్తోంది. ఇక బలమైన రాకెట్ ఇంజెన్ల పీడనంతో పోల్చితే ఇది మరీ తక్కువ. కాని ఆ కాస్త పీడనం చాలు అంతరిక్షంలో కదిలే వ్యోమనౌకని అత్యధిక వేగాలకి చోదించడానికి!

రాకెట్ ఇంజెన్ల ధాటి (thrust) చాలా ఎక్కువే. అయితే వాటిని తక్కువ సేపు మాత్రమే వాడుకోవచ్చు. ముఖ్యంగా గ్రహం యొక్క గురుత్వాకర్షణ నుండి బయట పడడానికి రాకెట్ ఇంజెన్ లని వాడొచ్చు. కాని అంతరిక్షంలో ప్రవేశించాక, ఇరుగుపొరుగు గ్రహాల గురుత్వం నుండి దూరం అయ్యాక, వ్యోమనౌక గతిని అవరోధించే శక్తులు ఏవీ ఉండవు కనుక, సూర్య కాంతి అనుక్షణం చేసే సున్నితమైన ఒత్తిడి వల్ల నౌక మెల్లగా వేగం పుంజుకునే అవకాశం వుంది. అలా కొన్ని నెలల పాటు సౌర కాంతి ఒత్తిడికి గురైన నౌక అధిక వేగాలని అందుకుంటుంది.

సౌర తెరచాపలకి కొన్ని కనీస అర్హతలు ఉండాలి. వీటి వైశాల్యం వీలైనంత ఎక్కువగా ఉండాలి. ఎందుకంటే వైశాల్యం ఎంత ఎక్కువ ఉంటే, తెరచాప మీద కాంతి చూపించే బలం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. బరువు తక్కువగా ఉండాలి. వీటి బరువే ఎక్కువ ఉంటే, ఇక వీటిని కదిలించే సరికే సరిపోతుంది. ఇవి ధృఢంగా ఉండాలి. దారే పోయే ఉల్కల నుండి రాలే రేణువుల తాకిడికి దెబ్బతినకుండా ఉండాలి. అలాగే అంతరిక్షంలో ఉష్ణోగ్రతలలో వచ్చే మార్పులకి తట్టుకోగలిగేలా ఉండాలి.

సౌర తెరచాపలలో మూడు రకాలు ఉన్నాయి:
1. చదరపు తెరచాపలు: ఇవి గాలిపటాల్లా ఉంటాయి. వీటిలో ’తెర’ మడత పడకుండా చట్రం లాంటిది ఉంటుంది.
2. హీలియో జైరో తెరచాప: ఇందులో హెలికాప్టర్ రెక్కల్లాంటివి ఉంటాయి. ఆ రెక్కలు వంగ కుండా ఉండాలంటే ఆ రెక్కలు కేంద్రం చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూ ఉండాలి.
3. వృత్తాకార తెరచాప: ఇది కూడా చదరపు తెర చాప లాంటిదే కాని తెరచాప వృత్తాకారంలో ఉంటుంది.

సౌర తెరచాపలు ఎలా పని చేస్తాయో పరీక్షించడానికి ’కాస్మాస్-1' అనే వ్యోమనౌకని 2005, జూన్ 21 నాడు లాంచ్ చేశారు. ఈ కాస్మాస్ నౌక నిర్మాణంలో, లాంచ్ లో ’ప్లానెటరీ సొసైటీ’ అనే ప్రయివేట్ సంస్థ, రష్యాకి చెందిన అంతరిక్ష సంస్థ ’బాబాకిన్ స్పేస్ సెంటర్’ యొక్క సేవలు తీసుకుంది. ఈ ప్రాజెక్ట్ ఖరీదు $4 మిలియన్లు. ఈ నౌకలో వాడిన హీలియో జైరో రకం సౌర తెరచాపలో 8 రెక్కలు ఉన్నాయి. త్రికోణాకారంలో ఉన్న ఆ రెక్కల పొడవు 15 మీటర్లు ఉంటుంది. ఆర్కిటిక్ మహా సముద్రంలో భాగం అయిన బారెంట్స్ సముద్రంలో ఒక సబ్మెరిన్ నుండి, ఓ ఇంటర్ కాంటినెంటల్ బాలిస్టిక్ మిసైల్ ద్వారా 100 kg లు బరువు ఉన్న ఈ వ్యోమనౌకని లాంచ్ చేశారు.

అంతా బాగానే ఉంది గాని దురదృష్టవశాత్తు ఈ మిషన్ విఫలం అయ్యింది. రాకెట్ విఫలం కావడం వల్ల ముందు అనుకున్న కక్ష్యలోకి చేరలేకపోయింది. అనుకున్నట్టుగా పని చేసుంటే ఈ నౌక వేగంలో గత నౌకల రికార్డుని బద్దలు కొట్టేది. భూమికి దరిదాపుల్లో అంతరిక్షంలో ఉండే సౌరకాంతి వల్ల నౌకలో కలిగే త్వరణం 5 X 10-4 m/s2 అవుతుంది. అంతతక్కువ త్వరణంతో నిశ్చల స్థితి నుండి ఓ వ్యోమనౌక బయలుదేరినా ఒక్క రోజులో దాని వేగం 100 mph అవుతుంది. 100 రోజుల్లో దాని వేగం 10,000 mph అవుతుంది. అలాగే 2.74 ఏళ్లలో 100,000 mph ని అందుకుంటుంది. అంత వేగం వద్ద నౌక ఐదేళ్ళలో ప్లూటోని చేరుకోగలదు. అయితే వాస్తవంలో సూర్యుడికి దూరం అవుతున్న కొలది కాంతి శక్తి సన్నగిల్లుతుంది కనుక త్వరణం భూమి దగ్గర ఉన్నంత ఎక్కువ ఉండదు.

కాస్మాస్ మిషన్ విఫలం అయినా ఈ రంగంలో ప్రయోగాలు కొనసాగుతున్నాయి. గత ఏడాది మే నెలలో జపాన్ దేశం సౌర తెరచాపల మీద పని చేసే ఓ నౌకను పంపింది. వీనస్ గ్రహం గమ్యంగా గల ఈ నౌక సౌరతెరచాపల మీద పని చేసే మొట్టమొదటి గ్రహాంతరయాన నౌక అన్న ఘనత దక్కించుకుంది.

ఏదేమైనా అంతరిక్షంలో కోటానుకోట్ల కిలోమీటర్లు ప్రయాణించగోరే బహుదూరపు బాటసారులకి కాంతి శక్తి చేత చోదించబడే ఈ సౌర తెరచాపలు ఓ గొప్ప వరమే అవుతాయి.

http://www.andhrabhoomi.net/sisindri/lokam-chuttina-veerudu-886

(రసాయన శాస్త్ర చరిత్ర అనువాదం ఆ మధ్యన అర్థాంతరంగా ఆగిపోయింది. దాన్ని మళ్లీ కొనసాగిస్తున్నాను…)

ఊదుడు గొట్టం లాంటి నూతన పద్ధతుల వల్ల రసాయన విజ్ఞానంలో ఎన్నో కొత్త రహస్యాలు బయటపడ్డాయి. అలా కొత్తగా లభ్యమైన పరిజ్ఞానాన్ని ఆధారంగా చేసుకుని క్రాన్స్టెడ్ ఓ నిర్ణయానికి వచ్చాడు. ఖనిజాలని కేవలం వాటి బాహ్య రూపురేఖల ఆధారంగానే కాక వాటి రసాయనిక లక్షణాల బట్టి కూడా వర్గీకరించొచ్చని భవించాడు. ఈ విధమైన వర్గీకరణ గురించి విపులంగా వివరిస్తూ అతడు 1758 లో ఓ పుస్తకాన్ని ప్రచురించాడు.

స్వీడెన్ కి చెందిన టోబెర్న్ ఓలోఫ్ బెర్గ్మన్ (1735-1784) అనే ఖనిజవేత్త ఈ కొత్త దిశలో కృషిని కొనసాగించాడు. రసాయనిక చర్యలు కొన్ని ఖనిజాల మధ్య జరుగుతాయి గాని మరి కొన్ని ఖనిజాల మధ్య ఎందుకు జరగవు అన్న విషయం గురించి బెర్గ్మన్ ఓ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. వివిధ పదార్థాల మధ్య వివిధ స్థాయిలలో “సంగత్వం” (affinities), అంటే ఆకర్షణ, ఉంటుందని అతడు తలపోశాడు. పదార్థాల జతల మధ్య “సంగత్వాలని” వివరిస్తూ అతడు పెద్ద పెద్ద పట్టికలు తయారుచేశాడు. అతడి జీవిత కాలలోనే కాక అతడి మరణానంతరం కొన్ని దశాబ్దాల వరకు ఆ పట్టికలు బాగా ప్రాచుర్యం పొందాయి.

అంతకు ముందు మనం ప్రస్తావించిన మేటి స్వీడిష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త షీలే నిజానికి ఓ మందుల అంగడిలో పనివాడిగా తన వృత్తి జీవితాన్ని ప్రారంభించాడు. ఇతడిలోని సహజ ప్రతిభని గుర్తించిన బెర్గ్మన్ అతడిని చేరదీసి ప్రోత్సహించాడు. షీలే ఎన్నో కొత్త ఆసిడ్లని కనుక్కున్నాడు. వృక్ష లోకం నుండి – టార్టారిక్ ఆసిడ్, సిట్రిక్ ఆసిడ్, బెంజాయిక్ ఆసిడ్, ఆక్సాలిక్ ఆసిడ్, మాలిక్ ఆసిడ్, గాలిక్ ఆసిడ్ మొదలైన ఆసిడ్లని; జంతు లోకం నుండి
లాక్టిక్ ఆసిడ్, యూరిక్ ఆసిడ్ మొదలైన ఆసిడ్లని; ఖనిజ లోకం నుండి మాలిబ్డిక్ ఆసిడ్, ఆర్సీనియస్ ఆసిడ్ మొదలైన ఆసిడ్లని అతడు కనుక్కున్నాడు.

అతడు మూడు అత్యంత విషపూరితమైన వాయువులని తయారు చేసి శోధించాడు. అవి – హైడ్రోజెన్ ఫ్లోరైడ్, హైడ్రోజెన్ సల్ఫైడ్, హైడ్రోజెన్ సయనైడ్. (అతడు తయారు చేసే రసాయనాల పరీక్షలో భాగంగా ఎన్నో సార్లు వాటిని రుచి చూసేవాడు కూడా. చిన్న వయసులోనే అతడు మరణించడానికి కారణం కూడా ఈ ‘విషాహారమే’ నని చెప్పుకుంటారు).

ఎన్నో మూలకాల అన్వేషణలో కూడా అతడు ముఖ్యమైన పాత్ర వహించాడు. అయితే చివరికి ఆ మూలకాలని కనుక్కున్న ఘనత స్వీడెన్ కి చెందిన తన సహోద్యోగులకే దక్కింది. అన్నిటికన్నా ముఖ్యంగా అతడు 1771 లో ఆక్సిజన్ ని, 1772 లో నైట్రోజెన్ ని తయారుచేశాడు. ఆక్సిజన్ తో అంత గాఢంగా కలవని ఎన్నో పదార్థాలని అతడు వేడి చేసి ఆక్సిజన్ తయారుచేశాడు. అలంటి పదార్థాలలో మెర్క్యురిక్ ఆక్సయిడ్ కూడా ఉంది. ఈ మెర్క్యురిక్ ఆక్సయిడ్ ని వాడి మరో రెండేళ్ల తరువాత ప్రీస్లీ ఆక్సిజన్ తయారుచేశాడు.

షీలే తన ప్రయోగాలన్నీ చాలా జాగ్రత్తగానే వర్ణించాడు. కాని ప్రచురణ కర్త చేసిన అశ్రద్ధ వల్ల 1777 వరకు కూడా ఆ వివరణలు అచ్చు కాలేదు. కాని అప్పటికే రూథర్ఫర్డ్, ప్రీస్లీ తదితరుల కృషి గురించిన వార్త ప్రచురితం అయ్యింది. కనుక ఆ ఆవిష్కరణలు చేసిన ఘనత అంతా వారికే దక్కింది.

(సశేషం…)

ఉమర్ ఖయ్యాం గొప్ప గణితవేత్త కూడా

http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/umar-293

http://www.andhrabhoomi.net/sisindri/lokam-chuttina-veerudu-008

http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/helicaptor-119

http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/ganita-142