Showing posts with label ఖగోళం. Show all posts
Showing posts with label ఖగోళం. Show all posts
భూమికి మల్లె అక్కడా దట్టమైన వాతావరణం ఉంటుంది. ఆ వాతావరణంలో పుష్కలంగా నైట్రోజెన్ ఉంటుంది. అక్కడా ఆకాశంలో మబ్బులు ఉంటాయి. ఆ మబ్బులు వర్షిస్తుంటాయి. చక్రికంగా మారే ఋతువులు ఉంటాయి. నదులు, సముద్రాలు ఉంటాయి. ఎత్తైన తిన్నెలు, పర్వతాలు ఉంటాయి. కాని పోలిక అక్కడితో ఆగిపోతుందండోయ్! ఎందుకంటే అక్కడి మబ్బులు వర్షించేది నీరు కాదు. ద్రవ రూపంలోని మీథేన్. అక్కడి పర్వతాలలో ఉండేది రాయి కాదు, రాతి కన్నా కఠినమైన ఘనీభవించిన నీరు. మనం ప్రస్తావించే విచిత్ర లోకం పేరు – టైటన్.
టైటన్ శనిగ్రహం యొక్క ఉపగ్రహాల్లో అతి పెద్ద ఉపగ్రహం. మనకి కచ్చితంగా తెలిసినంత మేరకు ఉపరితలం మీద ద్రవరూపంలో పదార్థం ఉన్న మరో లోకం ఇదే. సౌరమండలంలో ఇది రెండవ అతి పెద్ద సహజ ఉపగ్రహం. (అతి పెద్ద ఉపగ్రహం జూపిటర్ ఉపగ్రహమైన గానిమీడ్). 1655 లో డచ్ ఖగోళశాస్త్రవేత్త క్రిస్టియన్ హయ్గెన్స్ దీన్ని కనుక్కున్నాడు.
టైటన్ లో ఒక ప్రత్యేకత దాని వాతావరణం. మొత్తం సౌరమండలంలో కెల్లా వాతావరణం గల సహజ ఉపగ్రహం ఇదే. అయితే భూమి వాతావరణం కన్నా ఇక్కడి వాతావరణం చాలా దట్టంగా ఉంటుంది. దీని ఉపరితలం వద్ద వాయుపీడనం భూమి మీద కన్నా 1.45 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఉపగ్రహం అంతా ఎప్పుడూ ముసురు కప్పినట్టు ఉంటుంది. ఆ కారణం చేతనే అంతరిక్షం నుండి చూస్తున్నప్పుడు ఉపగ్రహం ఉపరితలం మీద విశేషాలు స్పష్టంగా కనిపించవు. సూర్యకాంతిలోని అతినీలలోహిత (అల్ట్రావయలెట్) కాంతి ఆ వాతావరణంలోని మీథేన్ వాయువు మీద జరిపే చర్యవల్ల ఆ ముసురు పుడుతోంది. అందుకే 1980 లలో వాయేజర్ 1,2 వ్యోమనౌకలు దీని పక్కగా ప్రయాణిస్తూ ఫోటోలు తీసినప్పుడు పెద్దగా సమాచారం బయటపడలేదు.
టైటన్ శనిగ్రహం యొక్క ఉపగ్రహాల్లో అతి పెద్ద ఉపగ్రహం. మనకి కచ్చితంగా తెలిసినంత మేరకు ఉపరితలం మీద ద్రవరూపంలో పదార్థం ఉన్న మరో లోకం ఇదే. సౌరమండలంలో ఇది రెండవ అతి పెద్ద సహజ ఉపగ్రహం. (అతి పెద్ద ఉపగ్రహం జూపిటర్ ఉపగ్రహమైన గానిమీడ్). 1655 లో డచ్ ఖగోళశాస్త్రవేత్త క్రిస్టియన్ హయ్గెన్స్ దీన్ని కనుక్కున్నాడు.
టైటన్ లో ఒక ప్రత్యేకత దాని వాతావరణం. మొత్తం సౌరమండలంలో కెల్లా వాతావరణం గల సహజ ఉపగ్రహం ఇదే. అయితే భూమి వాతావరణం కన్నా ఇక్కడి వాతావరణం చాలా దట్టంగా ఉంటుంది. దీని ఉపరితలం వద్ద వాయుపీడనం భూమి మీద కన్నా 1.45 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఉపగ్రహం అంతా ఎప్పుడూ ముసురు కప్పినట్టు ఉంటుంది. ఆ కారణం చేతనే అంతరిక్షం నుండి చూస్తున్నప్పుడు ఉపగ్రహం ఉపరితలం మీద విశేషాలు స్పష్టంగా కనిపించవు. సూర్యకాంతిలోని అతినీలలోహిత (అల్ట్రావయలెట్) కాంతి ఆ వాతావరణంలోని మీథేన్ వాయువు మీద జరిపే చర్యవల్ల ఆ ముసురు పుడుతోంది. అందుకే 1980 లలో వాయేజర్ 1,2 వ్యోమనౌకలు దీని పక్కగా ప్రయాణిస్తూ ఫోటోలు తీసినప్పుడు పెద్దగా సమాచారం బయటపడలేదు.
దూరం నుండి ఫోటోలు తీసే పద్ధతి లాభం లేదని, ఏకంగా టైటన్ మీద వాలి అధ్యయనాలు చేసేందుకు గాను హైగెన్స్-కాసినీ అనే వ్యోమనౌక పంపబడింది. ఈ నౌక జులై 1, 2004, లో సాటర్న్ సమీప ప్రాంతాన్ని చేరుకుంది. ఉపగ్రహం చుట్టూ కక్ష్యలో తిరుగుతూ త్వరలోనే ఫోటోలు తీసుకోవడం మొదలెట్టింది. అదే ఏడాది అక్టోబర్ లో హైగెన్స్-కాసినీ వ్యోమనౌక నుండి కాసినీ అనే ప్రోబ్ (సర్వే చేసే చిన్న నౌక) వేరు పడి, ఉపగ్రహం నుండి 1,200 కి.మీ.ల దూరానికి సమీపించి ఎన్నో స్పష్టమైన ఫోటోలు తీసి భూమికి పంపింది. జనవరి 2005 లో, హైగెన్స్ అనే ప్రోబ్ కూడా వేరుపడి, టైటన్ ఉపరితలం మీద వాలి ఎంతో విలువైన సమాచారాన్ని సేకరించింది. మనం పంపిన వ్యోమనౌకలు వాలిన లోకాలు అన్నిట్లోకి అతి దూరమైన లోకం ఈ టైటన్.
'కాసినీ' ప్రోబ్ టైటన్ మీద అధ్యయనాలు జరుపుతున్నప్పుడు దక్షిణధృవం వద్ద నల్లగా, ఓ చిక్కని నీడలాంటి ప్రాంతం కనిపించింది. తదనంతరం అదొక పెద్ద సరస్సు అని తేలింది. దానికి ఒంటారియో లాకస్ అని పేరు పెట్టారు. అయితే అది నీటి సరస్సు కాదు. హైడ్రోకార్బన్ల సరస్సు! తదనంతరం కాసినీ వ్యోమనౌక తీసిన రాడార్ చిత్రాల బట్టి ఉపగ్రహం యొక్క ఉత్తర ధృవం వద్ద కూడా అలాంటి ఎన్నో ‘మచ్చలు’ కనిపించాయి. ఉత్తర గోళార్థంలో ఏకంగా సముద్రాలు అని చెప్పుకోదగినంత పెద్ద మీథేన్ సరస్సులు కొన్ని కనుక్కోబడ్డాయి. వీటి పరిమాణం ఒక కిమీ నుండి కొన్ని వందల కిమీల వరకు ఉంటుంది. ఈ పరిశీలనలు అన్నిటి ఆధారంగా టైటన్ మీద నిశ్చయంగా మీథేన్ సరస్సులు ఉన్నాయని 2007 లో శాస్త్రవేత్తలు ప్రకటించారు. ఎంతో కాలంగా టైటన్ గురించి తెగని రహస్యంగా ఉన్న విషయం చివరికి నిజమని తేలింది.
ఆ విధంగా 2008 వరకు కాసినీ నుండి పోగైన సమాచారాన్ని బట్టి భూమి మీద ఉన్న మొత్తం చమురు నిలువల కన్నా కొన్ని వందల రెట్లు ఎక్కువ హైడ్రోకార్బన్ల నిలువలు టైటన్ మీద ఉన్నాయని రూఢిగా తెలిసింది. అపారమైన చమురు నిలువలు ఉండడంతో భవిష్యత్తులో అంతరిక్ష యాత్రలకి గమ్యంగా టైటన్ ప్రాముఖ్యత పెరిగింది. పుష్కలమైన ఇంధనపు వనరులు జూపిటర్ పరిసరాలలో కూడా ఉన్నా ఆ గ్రహం చుట్టూ ఉండే తీవ్రమైన రేడియేషన్ దృష్ట్యా అక్కడ మకాం పెట్టి ఇంధనాలని తవ్వితీసే ప్రయత్నం మరింత కష్టం అవుతుంది. మహావాయు గ్రహాలైన (gas giants) జూపిటర్, సాటర్న్, యురేనస్, నెప్ట్యూన్ ల నాలుగింటిలోను సాటర్న్ చుట్టూ ఉన్న ఇంధనపు వనరులని కొల్లగొట్టడం మరింత సులభం అంటాడు రాబర్ట్ జుబ్రిన్ అనే అమెరికన్ ఎయిరోస్పేస్ ఇంజినీరు. ఎందుకంటే సాటర్న్ జూపిటర్ కన్నా దూరమే కాని, తక్కిన రెండు మహావాయుగ్రహాల కన్నా చాలా దగ్గర. సాటర్న్ చుట్టూ సులభంగా ఆవాసాలు ఏర్పాటు చేసుకోదగ్గ ఉపగ్రహాలు ఉన్నాయి. రేడియేషన్ కూడా తక్కువే.
కేవలం చమురు కోసమే కాక ఉండడానికి కూడా భూమి తరువాత సౌరమండలంలో ఓ ముఖ్యమైన ప్రదేశంగా టౖటన్ ప్రాముఖ్యతని సంతరించుకుంది. ఉపగ్రహపు ఉపరితలం మీద మీథేన్ ఉన్నా, భూగర్భంలో ద్రవరూపంలో నీరు, అమోనియా లు ఉన్నాయని తెలిపే ఆధారాలు ఉన్నాయి. ఆ నీటిని పైకి తీసి మానవ అవసరాలకి వాడుకోవచ్చు. అలాగే అక్కడ సులభంగా దొరికే ఇంధన వనరులలోని శక్తిని ఉపయోగించి, నీటిని భేదించి, ఆక్సిజన్ తయారుచేసుకోవచ్చు. అక్కడ దొరికే హైడ్రోకార్బన్లని పంటలకి ఫెర్టిలైజర్లుగా వాడుకోవచ్చు. ఇన్ని ఆకర్షణలు ఉన్న ఆ లోకం మీద ఈ శతాబ్దంలో ఏదో ఒక దశలో మనిషి పాదం మోపే అవకాశం తప్పకుండా ఉంది.
అంతరిక్షం నుండి భూమి ఫోటోలు తియ్యాలంటే ఏ శాటిలైట్ ద్వారానో సాధ్యం అవుతుంది. లేదాఓ రాకెట్ నుంచో, షటిల్ నుంచో తియ్యాలి. కాని కేవలం $150 (Rs 7500) ఖర్చుతోఅంతరిక్షం నుండి భూమిని ఎలా ఫోటోలు తియ్యారో కనిపెట్టారు. ఆ కనిపెట్టింది ఏ తలలు పండినశాస్త్రవేత్తలో కారు. అమెరికాలో ఎమ్. ఐ.టి విశ్వవిద్యాలయంలో చదువుకునే ఇద్దరు విద్యార్థులు.
జస్టిన్ లీ, ఆలివర్ యే అనే ఆ విద్యార్థులు రూపొందించిన విధానానికి కావలసిన సరంజామా చాలాసింపుల్! సాఫ్ట్ డ్రింక్స్ చల్లగా ఉంచుకోవడానికి వాడే స్టైరోఫోమ్ పెట్టె, ఓ సాధారణ కెమేరా (Canon A470),జి.పి.ఎస్. సౌకర్యం ఉన్న ఓ ప్రీపెయిడ్ సెల్ ఫోన్. పబ్లిక్ టాయిలెట్ లలో వాడే చేతులు డ్రై చేసుకునేడ్రయర్ కూడా ఆ పెట్టెలో ఉంచారు. పైన చలికి బ్యాటరీలు పనిచెయ్యడం ఆగిపోకుండా ఆడ్రయర్ కాపాడుతుంది. ఇవన్నీ కాకుండా ముఖ్యంగా కావలసినది ఓహీలియం బెలూన్. వాతావరణ పరిశోధనల్లో ఇలాంటి బెలూన్ లని వాడతారు.ఈ మొత్తం సరంజామాకి అయిన ఖర్చు కేవలం $150 (Rs 7500).
2009, సెప్టెంబర్ 2 నాడు బెలూన్ కి ఆ పెట్టెను కట్టి ఆకాశంలోకి వదిలేశారు.మసాచుసెట్స్ రాష్ట్రంలో, స్టర్ బ్రిడ్జ్ అనే ఊరి నుంచి బెలూన్ ని వదిలారు. మరి కాస్త తూర్పు దిశగా జరిగి బెలూన్ ని వదిలి వుంటే అది కింద పడేటప్పుడు అట్లాంటిక్ సముద్రంలో పడిపోయేది.కనుక కాస్త రాష్ట్రం లోపలికి, తీరానికి దూరంగా వచ్చి బెలూన్ ని వదలవలసి వచ్చింది.
వదిలిన బెలూన్ ఎలా కదులుతుందో, ఎక్కడ తిరిగి భూమిని చేరుకుంటుందో తెలుసుకోడానికియూనివర్సిటీ ఆఫ్ వయోమింగ్ కి చెందిన బెలూన్ ట్రాజెక్టరీ వెబ్ సైట్ ని సంప్రదించారు. బెలూన్ల కదలికలకి సంబంధించిన సమాచారం ఈ వెబ్ సైట్ లో ఉంటుంది.
Canon Hacker’s Development Kit ని వాడి కెమేరాని తమకి అవసరమైన విధంగా ప్రోగ్రాం చేసుకున్నారు జస్టిన్, ఆలివర్ లు. ఐదు నిముషాలకి ఒక సారికెమేరా దానికదే ఫోటోలు తీసేలా ప్రోగ్రాం చేశారు. పైగా ఐదు గంటల సేపు తీసే ఫోటోలు సరిపోయేలాఅదనంగా ఓ 8-GB మెమరీ కార్డ్ కూడా కెమెరాలో జత చేశారు.
పైన కనిపిస్తున్న చిత్రం ఈ 93,000 అడుగుల ఎత్తు నుండి, అంటే 18 మైళ్లకి కాస్త తక్కువఎత్తు నుండి తీయబడింది. (అంతర్జాతీయ విమానాలు ఎగిరే ఎత్తు కేవలం 30-35 వేల అడుగులే.) లెక్క ప్రకారం అంతరిక్షం లోకి ప్రవేశించాలంటే 100 km ఎత్తు చేరాలి.ఆ అంతరిక్షపు సరిహద్దుని కార్మన్ రేఖ అంటారు. అంత తక్కువ ఎత్తు నుండి తీసినాగోళాకారపు భూమి యొక్క అందంగా కనిపిస్తోంది.
కాని ఆ ఎత్తులో పీడనం తక్కువ కనుకబెలూన్ పేలిపోయి కెమేరా ఉన్న పెట్టె కింద పడిపోయింది. ఓ నలభై నిముషాల పాటు భద్రంగా ప్రయాణించినకెమేరా పెట్టె భూమికి తిరిగొచ్చింది.
ఈ ప్రయోగం పేరు ప్రాజెక్ట్ ఐకరస్. ఈ ఐకరస్ ఓ గ్రీకు పౌరాణిక పాత్ర పేరు. రెక్కలు కట్టుకుని ఆకాశంలో ఎగరడానికి ప్రయత్నించి, చివరికి ప్రాణాలు కోల్పోతాడు.
http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/bruhaspati-733
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/intelligent/k-648
కర్డషేవ్ ఊహించిన నాగరికతలు 0, 1, 2, 3 రకం నాగరికతలుగా వర్గీకరించబడ్డాయని క్రిందటి వారం వ్యాసంలో చెప్పుకున్నాం. నాగరికతల లోని ఈ స్థాయి ఆ నాగరికత యొక్క శక్తివినియోగం మీద ఆధారపడుతుంది. ప్రస్తుతం మనం ఉన్న నాగరికత యొక్క శక్తి వినియోగం సాధ్యమైన భావి నాగరికతలతో పోల్చితే అంత ఎక్కువ కాదు గనుక మన నాగరికతని 0 రకం నాగరికతగా కర్డషేవ్ వర్గీకరిస్తాడు. శక్తి వినియోగం లోని ఆధిక్యతని సంఖ్యాత్మకంగా వ్యక్తం చెయ్యడానికి కర్డషేవ్ ఒక కొలమానాన్ని ప్రతిపాదించాడు. దీన్ని 'కర్డషేవ్ స్థాయి' (Kardashev scale) అంటారు. ఈ స్థాయి 0 తో మొదలై 4 వరకు పోవచ్చు. ఒక నాగరికత యొక్క శక్తి వినియోగంలో కొన్ని మైలురాళ్లని కర్షషేవ్ పేర్కొంటాడు. ఒక్కొక్క మైలురాయిని దాటుకుంటూ మానవనాగరికత మరింత ఉన్నత రకం నాగరికతగా పరిణామం చెందుతుంటుంది.
ఒక గ్రహం మీద సాధ్యమైన గరిష్ఠ శక్తివినియోగ స్థాయిని చేరుకున్న నాగరికత 1 వ రకం నాగరికత స్థాయికి ఎదుగుతుంది. మన భూమినే తీసుకుంటే ఆ సాధ్యమైన గరిష్ఠ శక్తి వినియోగ స్థాయి 1.74 X 10^17 watts అని చెప్పుకుంటారు. ఇది భూమి మీద పడే మొత్తం సౌరశక్తి విలువ. మనం వినియోగించే శక్తి వనరులలో అధిక శాతం ప్రత్యక్షంగానో, పరోక్షంగానో సూర్యుడి మీద ఆధారపడ్డవే కనుక భూమి మీద ప్రసారమయ్యే మొత్తం సౌరశక్తి విలువని ఆ గరిష్ఠవిలువగా తీసుకున్నారు. ప్రస్తుతం భూమి మీద మన మొత్తం శక్తి వినియోగం 10^12 watts దరిదాపుల్లో ఉంటుంది. కనుక ప్రస్తుత నాగరికత యొక్క కర్డషేవ్ స్థాయి 0.71 గా శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేస్తారు.
మన శక్తి వినియోగం 1.74 X 10^17 watts చేరుకున్నప్పుడు మన నాగరికత కర్డషేవ్ స్థాయి 1 ని చేరుకుంటుంది. ప్రస్తుతం భూమి మీద మన శక్తి వినియోగం పెరుగుతున్న వేగం బట్టి ఆ స్థాయిని మనం మరో 100 ఏళ్లలో చేరుకుంటామని నిపుణుల నమ్మకం. ఆ దశలో ఇక మనం భూమి మీద పడే సౌరశక్తిలో అధిక భాగాన్ని గ్రహించి మానవవ్యవహారాలలో వినియోగించుకుంటాం అన్నమాట.
తీవ్రవిభజనలతో సంక్షోభంగా ఉండే 0 రకం నాగరికత క్రమంగా తన అంతరంగ సంఘర్షణలని పరిష్కరించుకుంటూ ఏకత్వం దిక్కుగా వికాసం చెందుతుంది. అలాంటి ఏకీకరణకి చక్కని తార్కాణాలు గత శతాబ్దంలో ఏర్పడ్డ ఐక్యరాజ్యసమితి మొదలైన అంతర్జాతీయ వ్యవస్థలే. మానవ జాతి యొక్క వికాసక్రమంలో ఏదో దశలో ఇలాంటి సమైక్యత ఏర్పడవలసిందే. వైవిధ్యం మానవ సహజం కావచ్చు కాని, విభేదం, విభజన, మానవ సమాజాల సుదీర్ఘవృధ్ధికి హానికరం. అలాంటి సమైక్యతకి, సామరస్య జీవనానికి దొహదం చేసే రాజకీయ వ్యవస్థని ఏర్పరచుకుంటూ, శక్తి వనరుల వినియోగాన్ని క్రమంగా పెంచుకుంటూ 1 వ రకం నాగరికత పురోగమిస్తుంది.
ఇలాంటి పురోగమన క్రమంలో ఒక దశలో, ఇక గ్రహం మీద హరించడానికి పెద్దగా శక్తి వనరులు మిగలని దశలో, గ్రహాన్ని వొదిలి గ్రహానికి బయట అంతరిక్షంలో గాని, ఇతర గ్రహాల మీద గాని, లభ్యమయ్యే శక్తివనరుల కోసం ఆ జాతి అన్వేషణ మొదలెడుతుంది. ఏ తారా వ్యవస్థలో అయినా, గ్రహాల మీద కన్నా ఆ గ్రహాలు ప్రదక్షిణ చేస్తున్న తారలోనే అధిక శాతం శక్తి వనరులు ఉంటాయి. కనుక ఆ తార నుండి వెలువడే మొత్తం శక్తిని గ్రహించి వినియోగించగల నాగరికత 2 రకం నాగరికతగా ఎదుగుతుంది.
మరి సూర్యుడి నుండి వచ్చే కాంతిలో అతి చిన్న భాగం మాత్రమే భూమి మీద పడుతుంది. మరి సూర్యుడి నుండి వెలువడే మొత్తం కాంతి శక్తిని గ్రహించేదెలా? అందుకు ఫ్రీమాన్ డైసన్ అనే ఖగోళశాస్త్రవేత్త ఓ బ్రహాండమైన ఆలోచనని ప్రతిపాదించాడు. తన ఊహాగానం ప్రకారం సూర్యుడి చుట్టూ సుమారు 150 మిలియన్ కిమీ.ల దూరంలో పెద్ద సంఖ్యలో సౌర శక్తిని సౌరఫలకాల సహాయంతో గ్రహించే ఉపగ్రహాలు కక్ష్యలో తిరుగుతుంటాయి. ఒక్కొ
క్క ఉపగ్రహం యొక్క వ్యాసం 10^7 కిమీలు (ఇది భూమికి చంద్రుడికి మధ్య ఉన్నంత దూరం) ఉంటుంది. ఇలాంటి ఊహాతీతమైన ఉపగ్రహాల మహావలయాన్ని 'డైసన్ వలయం' (Dyson ring) అంటారు (కింది చిత్రం). ఈ స్థాయిలో పితృ తార నుండి శక్తిని రాబట్టే సాంకేతిక సత్తా ఉన్న నాగరికత 2 వ రకం నాగరికతగా పరిణమిస్తుంది. ఈ దశలో దాని శక్తి వినియోగం 4 X 10^26 watts ఉండొచ్చని కర్డషేవ్ విశ్లేషణ చెప్తుంది.
కాని ఏదో ఒక దశలో అలా బృహత్ స్థాయిలో జరిగే శక్తి వినియోగం కూడా పెరుగుతున్న నాగరిక అవసరాలకి సరిపడకపోవచ్చు. పితృతార నుండి వచ్చే శక్తిలో అధిక భాగం వాడుకుంటున్నా ఇంకా ఇంధనం కోసం ఆకలి తీరకపోవచ్చు. అలాంటి నాగరికత తన పితృతారకి చెందిన తారావ్యవస్థని వదిలి ఇతర తారావ్యవస్థలలో శక్తి వనరుల కోసం వేట మొదలుపెడుతుంది. ఇతర తారల పరిసరాలలో నివాసయోగ్యమైన గ్రహాలని కనుక్కుని అక్కడ నివాసాలు ఏర్పరుచుకుంటుంది. అలా ఒక గ్రహం మీద ఆవిర్భవించిన జాతి, క్రమంగా ఇతర తారావ్యవస్థలకి వ్యాపించి గెలాక్సీ మొత్తం విస్తరించిన ఓ అద్భుత మహాసామ్రాజ్యాన్ని స్థాపించే పరిణామాన్ని ఎంతో మంది ఊహించారు. కర్డషేవ్ విశ్లేషణ ప్రకారం అలాంటి నగరికత యొక్క శక్తివినియోగం రమారమి 10^37 watts ఉండొచ్చు. అలాంటి బ్రహ్మాండమైన నాగరికత అసిమోవ్ ఫౌండేషన్ నవలామాలికలో వర్ణించబడుతుంది. అయితే వాస్తవంలో మన ప్రస్తుత నాగరికత ఆ దిశలో పరిణామం చెందుతుందా, చెందితే ఆ స్థితిని చేరుకోడానికి ఎన్ని సహస్రాబ్దాలు, ఎన్ని లక్షల ఏళ్లు పడుతుంది? మొదలైన ప్రశ్నలకి కచ్చితమైన సమాధానాలు ప్రస్తుతం లేవు.
ఈ రోజు ఆంధ్రభూమిలో అచ్చయిన ఓ "బాల" వ్యాసం -
http://www.andhrabhoomi.net/sisindri/pluto-752
నిన్న ఆంధ్రభూమిలో అచ్చయిన వ్యాసం- http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/grahalanu-243
ఇతర గ్రహాల మీద మనిషిని పోలిన ప్రజ్ఞావంతులైన జీవుల కోసం వేట, చింతన ఎంతో కాలంగా సాగుతోంది. మన సౌరమండలంలో (భూమి కాని) ఇతర గ్రహాల మీద, ఉపగ్రహాల మీద జీవరాశులు – అదీ ప్రజ్ఞ గల జీవరాశులు - ఉండే అవకాశం బహు తక్కువ. కనుక ఇతర తారల పరిసర గ్రహాల మీద అలాంటి జీవులు ఉండొచ్చనే ఆలోచన సహజంగా స్పురిస్తుంది. ఆ ఆలోచనే సౌరమండలానికి బయట గ్రహాల కోసం అన్వేషణకి స్ఫూర్తి నిచ్చింది. అయితే మనకి అతి దగ్గరలో ఉండే సౌరమండలంలోనే దూర గ్రహాలైన యురేనస్, నెప్ట్యూన్ల ఆవిష్కరణ అంత సులభంగా జరగలేదు. స్థిరతారల నేపథ్యం మీద నెమ్మదిగా సంచరించే సన్నని చుక్కల కోసం విశ్వయవనికని అణువణువూ పరిశీలించిన మీదటే దూర గ్రహాలైన నెప్ట్యూన్, ప్లూటోలు దొరికాయి. గ్రహాలకి సహజ ప్రకాశం ఉండదు కనుక, సూర్యుడి నుండి ప్రతిబింబిత కాంతి సహాయంతో వాటిని కనుక్కోవడం దూర గ్రహాల విషయంలో కష్టం అవుతుంది. ఇక అలాంటప్పుడు ఎన్నో కాంతిసంవత్సరాల దూరంలో ఇతర తారావ్యవస్థలలో ఉండే గ్రహాలని కనుక్కోవడం దుస్సాధ్యం అనిపిస్తుంది.
అయితే అలాంటి లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి కొన్ని పరోక్ష పద్ధతులని కనిపెట్టారు శాస్త్రవేత్తలు. వాటిలో మూడు ముఖ్యమైనవి –
• కోణీయ వేగ పద్ధతి (Method of angular velocity)
• ఖగోళ మాన పద్ధతి (Method of Astrometry)
• గోచార పద్ధతి (The Transit Method)
పరోక్ష పద్ధతులు అన్నిటిలోను మూలసూత్రం ఒక్కటే. ఒక తార చుట్టూ ఒక గ్రహం తిరుగుతున్నప్పుడు, ఆ గ్రహానికి (ముఖ్యంగా అది భారీ గ్రహం అయితే) తార మీద కొంత ప్రభావం ఉంటుంది. ఆ కారణం చేత తార నుండి వచ్చే సమాచారంలో కొన్ని ఆటుపోట్లు కనిపిస్తాయి. వాటిని బట్టి గ్రహం యొక్క ఉన్కిని తెలుసుకోవడానికి వీలవుతుంది.
ఒక తార చుట్టూ ఓ భారీ గ్రహం తిరుగుతున్నప్పుడు, కోణీయ ద్రవ్యవేగ నిత్యత్వ సూత్రం (conservation of angular momentum) వల్ల తార కూడా నెమ్మదిగా అటుఇటు ఊగిసలాడుతుంది. దీని సారూప్యంగా షాట్ పుట్ బంతిని విసిరే ఓ క్రీడాకారుణ్ణి ఊహించుకుందాం. గొలుసు కట్టి ఉన్న షాట్ 
పుట్ ని విసరడానికి ముందు క్రీడాకారుడు ఆ గొలుసు పట్టుకుని గిరగిరా తిరుగుతాడు. షాట్ పుట్ కి, దాన్ని తిప్పుతున్న క్రీడాకారుడికి మధ్య ఉండే సామాన్య గురుత్వ కేంద్రం చుట్టూ ఇద్దరూ తిరుగుతుంటారు. అదే విధంగా ఓ తార చుట్టూ ఓ భారమైన గ్రహం ప్రదక్షిణ చేస్తున్నప్పుడు, గ్రహం ప్రభావం వల్ల తార కూడా చిన్న కక్ష్యలో తిరుగుతుంటుంది. అయితే సాధారణంగా గ్రహంతో పోల్చితే తార బరువు బాగా ఎక్కువగా ఉంటుంది కనుక, తార తిరిగే కక్ష్య చిన్నదిగా ఉంటుంది. దూరం నుండి చూసే పరిశీలకులకి ఆ తార స్థిరంగా ఉండక ఒక కేంద్ర బిందువు చుట్టూ చిన్నగా కదులుతున్నట్టు ఉంటుంది. ఈ కదలికని ఆధారంగా చేసుకుని పై పద్ధతులలో మొదటి రెండు పని చేస్తాయి.
పుట్ ని విసరడానికి ముందు క్రీడాకారుడు ఆ గొలుసు పట్టుకుని గిరగిరా తిరుగుతాడు. షాట్ పుట్ కి, దాన్ని తిప్పుతున్న క్రీడాకారుడికి మధ్య ఉండే సామాన్య గురుత్వ కేంద్రం చుట్టూ ఇద్దరూ తిరుగుతుంటారు. అదే విధంగా ఓ తార చుట్టూ ఓ భారమైన గ్రహం ప్రదక్షిణ చేస్తున్నప్పుడు, గ్రహం ప్రభావం వల్ల తార కూడా చిన్న కక్ష్యలో తిరుగుతుంటుంది. అయితే సాధారణంగా గ్రహంతో పోల్చితే తార బరువు బాగా ఎక్కువగా ఉంటుంది కనుక, తార తిరిగే కక్ష్య చిన్నదిగా ఉంటుంది. దూరం నుండి చూసే పరిశీలకులకి ఆ తార స్థిరంగా ఉండక ఒక కేంద్ర బిందువు చుట్టూ చిన్నగా కదులుతున్నట్టు ఉంటుంది. ఈ కదలికని ఆధారంగా చేసుకుని పై పద్ధతులలో మొదటి రెండు పని చేస్తాయి. కోణీయ వేగ పద్ధతి తార నుండి వచ్చే కాంతి విశ్లేషణ మీద ఆధారపడుతుంది. చిన్న కక్ష్య మీదుగా కదులుతున్న తార, భూమి నుండి చూస్తున్న పరిశీలకులకి, కొంత కాలం భూమిని సమీపిస్తూ, కొంత కాలం భూమికి దూరంగా జరుగుతూ కదలడం కనిపిస్తుంది. భూమి దిశగా వస్తున్నప్పుడు డాప్లర్ ప్రభావం వల్ల దాని నుండి వచ్చే కాంతి కాస్త నీలి ఛాయని సంతరించుకుంటుంది. భూమికి దూరంగా జరుగుతున్నప్పుడు ఆ కాంతి కాస్తంత ఎర్ ర బారుతుంది. ఆ విధంగా తార నుండి వచ్చే కాంతి యొక్క వర్ణంలో లయబద్ధమైన మార్పులు వస్తున్నప్పుడు, దాని చుట్టూ ఏదైనా భారమైన గ్రహం ఉందేమో నని అనుమానించవలసి వస్తుంది.
ఇక రెండవదైన ఖగోళమాన పద్ధతిలో తార యొక్క కదలికలని నేరుగా దూరదర్శినిలో చూసి కొలుస్తారు. అయితే భూమి మీద ప్రతిష్ఠించబడ్డ దూరదర్శినిల సహాయంతో, పృథ్వీ వాతావరణం అడ్డురావడం వల్ల, అంత చిన్న చలనాలని కొలవడం కష్టం. కాని అంతరిక్షంలో సంచరించే దూరదర్శినులతో ఈ ఇబ్బంది ఉండదు. ప్రఖ్యాత 'హబుల్ అంతరిక్ష దూరదర్శిని' సహాయంతో అలాంటి పరిశీలనలు విజయవంతంగా జరిగాయి. అలాగే యూరొపియన్ స్పేస్ ఏజెన్సీ 2012 లో పంపబోయే ‘గయా’ అనబడే వాతావరణ ఉపగ్రహం సహాయంతో సౌరమండలానికి బయట పది నుండి యాభై వేల బృహద్ గ్రహాలని కనుక్కునే ఆస్కారం ఉందని నిపుణులు అంటున్నారు.
ఓ గ్రహం దాని పితృ తార ముందు నుంచి దానికి అడ్డుగా ప్రయాణం చేసినప్పుడు, ఆ గ్రహం తార ముఖం మీద ఓ కదిలే నల్లని చుక్కలా కనిపిస్తుంది. అలాంటి కదలికనే గోచారం (transit) అంటారు. ఉదాహరణకి సూర్యుడికి అడ్డుగా వీనస్ కదలికని ‘వీనస్ గోచారం’ అంటారు. ఆ పద్ధతిలోనే మొట్టమొదట భూమి నుండి సూర్యుడి దూరం కొలవగలిగారు. ఈ గోచార పద్ధతితో ఇతర తార
ల వద్ద గ్రహాల ఉన్కిని తెలుసుకోవచ్చు. ఓ తార ముందు నుండి దానికి అడ్డుగా ఓ బృహద్ గ్రహం ప్రయాణం చేసినప్పుడు పరిశీలకులకి ఆ తారా కాంతి కాస్తంత తగ్గినట్టు కనిపిస్తుంది. ఉదాహరణకి దూరానున్న ఓ తార ముందు నుండి మన బృహస్పతి అంత పెద్ద గ్రహం ప్రయాణిస్తే ఆ తారాకాంతిలో 1% తగ్గుదల కనిపిస్తుంది. అది చాలా చిన్న మార్పు కనుకే ఈ పద్ధతితో పాటు కోణీయ వేగ పద్ధతిని కూడా వినియోగించి నిర్ధారణ చేసుకుంటారు. కాంతిలో ఇంత తక్కువ మార్పును కనుక్కోగల పరికరాలు ఉన్నా, ఈ పద్ధతిలో చాలా పెద్ద గ్రహాలనే కనుక్కోవడానికి వీలవుతుంది. భూమి లాంటి చిన్న గ్రహాలు ఈ పద్ధతిలో పట్టుబడవు.
ల వద్ద గ్రహాల ఉన్కిని తెలుసుకోవచ్చు. ఓ తార ముందు నుండి దానికి అడ్డుగా ఓ బృహద్ గ్రహం ప్రయాణం చేసినప్పుడు పరిశీలకులకి ఆ తారా కాంతి కాస్తంత తగ్గినట్టు కనిపిస్తుంది. ఉదాహరణకి దూరానున్న ఓ తార ముందు నుండి మన బృహస్పతి అంత పెద్ద గ్రహం ప్రయాణిస్తే ఆ తారాకాంతిలో 1% తగ్గుదల కనిపిస్తుంది. అది చాలా చిన్న మార్పు కనుకే ఈ పద్ధతితో పాటు కోణీయ వేగ పద్ధతిని కూడా వినియోగించి నిర్ధారణ చేసుకుంటారు. కాంతిలో ఇంత తక్కువ మార్పును కనుక్కోగల పరికరాలు ఉన్నా, ఈ పద్ధతిలో చాలా పెద్ద గ్రహాలనే కనుక్కోవడానికి వీలవుతుంది. భూమి లాంటి చిన్న గ్రహాలు ఈ పద్ధతిలో పట్టుబడవు. ఇవి కాకుండా కాంతి యొక్క ధృవీకరణ (polarization) మీద ఆధారపడే పద్ధతులు, అనేక దూరదర్శినులని కలిపి ఓ పెద్ద దూరదర్శినిలా ప్రయోగించే పద్ధతులు మొదలైన ఎన్నో అధునాతన పద్ధతులని ఈ సౌరేతర గ్రహ (extrasolar planets) అన్వేషణలో వినియోగిస్తున్నారు. గత వారం నాటికి ఐదొందలకి పైగా సౌరేతర గ్రహాలు కనుక్కోబడ్డాయి. ఇంత భారీ ప్రయత్నం జరుగుతున్నా ప్రజ్ఞావంతులైన జీవుల ఉన్కిని పసిగట్టే సుముహూర్తం మనకి దగ్గరి భవిష్యత్తులో ఉన్నట్టు కనిపించడం లేదు.
మొన్న సోమవారం ఆంధ్రభూమిలో అచ్చయిన వ్యాసం -
http://www.andhrabhoomi.net/intelligent/sowramandalaniki-397
రెండు శతాబ్దాల క్రితం వరకు కూడా సూర్యుడి చుట్టూ ఆరు గ్రహాలే (భూమితో కలుపుకుని) తిరుగుతున్నాయని అనుకునేవారు. ఆ గ్రహాలు – మెర్క్యురీ, వీనస్, భూమి, మార్స్, జూపిటర్, సాటర్న్. అంటే నాటి చింతన ప్రకారం సౌరమండలానికి పొలిమేరలు సాటర్న్ యొక్క కక్ష్య వద్ద ఉన్నాయన్నమాట. సౌరమండలం గురించి ఇలాంటి దృక్పథం కొన్ని వేల ఏళ్ల కాలంగా చలామణిలో ఉంది. అటు ప్రాచీన గ్రీకు విజ్ఞానంలోను, ఇటు సాంప్రదాయక భారతీయ ఖగోళవిజ్ఞానంలోను కూడా సౌరమండలం పట్ల అలాంటి అవగాహనే ఉండేది. 1781 లో విలియమ్ హెర్షెల్ అనే ఖగోళశాస్త్రవేత్త సాటర్న్ కి ఆవల యురానస్ అనే కొత్త గ్రహాన్ని కనుక్కోవడంతో సౌరమండలం పొలిమేరలు గణనీయంగా విస్తరించాయి. సూర్యుడి నుంచి గ్రహాల దూరాలని ఖగోళఏకాంకంతో (Astronomical Unit – A.U.) కొలుస్తారు. సూర్యుడికి భూమికి మధ్య దూరంతో సమానమైన ఈ కొలమానం విలువ సుమారు 93 మిలియన్ మైళ్లు. అంతవరకు సూర్యుడికి అతి దూరమైన సాటర్న్ దూరం 10 ఏ.యు.లు అయితే, యురేనస్ దూరం 20 ఏ.యు.లు అని తేలింది. ఆ దెబ్బతో మనకు తెలిసిన సౌరమండలం యొక్క వ్యాసం ఒక్కసారిగా రెండింతలు అయ్యింది.
న్యూటన్ కనిపెట్టిన మెకానిక్స్ సహాయంతో యురేనస్ కక్ష్యని విశ్లేషిస్తే, పరిశీలించబడ్డ కక్ష్యకి, గణించిన కక్ష్యకి మధ్య కొన్ని తేడాలు కనిపించాయి. దానికి కారణం యురేనస్ కి ఆవల, అంతవరకు తెలీని గ్రహమేదో, యురేనస్ మీద చూపుతున్న గురుత్వ ప్రభావమే కావచ్చునని కొందరు ఖగోళశాస్త్రవేత్తలు సూచించారు. ఆ సూచన మేరకే తదనంతరం 1846 లో 30 ఏ.యూ. ల దూరంలో నెప్ట్యూన్ గ్రహాన్ని కనుక్కోవడంతో సౌరమండలపు సరిహద్దులు మరింత విస్తరించాయి. కాని నెప్ట్యూన్ ఆవిష్కరణ తరువాత కూడా యురేనస్ కక్ష్యకి సంబంధించిన సమస్యలు పూర్తిగా తేలలేదు. కనుక నెప్ట్యూన్ కి ఆవల మరేదైనా గ్రహం ఉండొచ్చుననే ఆలోచనతో కొత్త గ్రహం కోసం వేట మొదలయ్యింది. ఆ వేటకి ఫలితంగా 1930 లో ప్లూటోని కనుక్కున్నారు. అయితే ఇతర గ్రహాలతో పోలిస్తే ప్లూటో కక్ష్య బాగా దీర్ఘవృత్తీయంగా (elliptical) ఉంటుంది. సూర్యుడికి అతి దగ్గరగా వచ్చినప్పుడు (perihelion) దాని దూరం 29 ఏ.యూ,లు అయితే, అతి దూరంగా పోయినప్పుడు (aphelion) 49 ఏ.యూ.లు. ఆ విధంగా సౌరమండలం యొక్క వ్యాసార్థం ఇంచుమించు 50 ఏ.యూ.ల మేరకు విస్తరించింది.
ప్లూటో ఆవిష్కరణ తరువాత, సూర్యుడు కేంద్రంగా ప్రదక్షిణ చేసే నవగ్రహాల కూటమే సౌరకుటుంబం అన్న భావన కొంత కాలం స్థిరంగా నిలిచింది. ఇలా ఉండగా 1970 లో సాటర్న్ కి యురేనస్ కి నడిమి ప్రాంతంలో 2060 కైరన్ అనే ఓ బుల్లి గ్రహం కనుక్కోబడింది. ఇది ప్లూటో కన్నా బాగా చిన్నది. కనుక దీన్ని ‘లఘు గ్రహం’ (minor planet) కింద జమకట్టారు. తదనంతరం నెప్ట్యూన్ కి ఆవల, అంటే 30 ఏ.యూ.లకి 55 ఏ.యూ.లకి నడిమి ప్రాంతంలో అలాంటి ఎన్నో చిన్న వస్తువులు కనుక్కోబడ్డాయి. ఆ ప్రాంతానికి దాన్ని కనుక్కున్న నిపుణుడి పేరిట కైపర్ వలయం (Kuiper belt) అని పేరు పెట్టారు. 1992 లో దీన్ని గుర్తించిన నాటి నుండి జరిగిన అధ్యయనాల వల్ల ప్రస్తుతానికి ఈ ప్రాంతంలో 100 కిమీల పైగా వ్యాసం ఉన్న వస్తువుల సంఖ్య 70,000 పైచిలుకు ఉన్నట్టు తెలుస్తోంది. ప్లూటో లాంటి మరెన్నో లఘుగ్రహాలకి ఈ కైపర్ వలయమే పుట్టినిల్లు అని అర్థమయ్యింది.
అయితే కైపర్ వలయానికి అవతల అంటే 55 ఏ.యూ.ల కన్నా దూరంలో ఎన్నో పెద్ద పెద్ద వస్తువులు ఉన్నట్టు గత ఒకటి రెండు దశాబ్దాల పరిశోధనల్లో తేలింది. జనవరి 2005 లో ప్లూటో కన్నా భారమైన ఓ లఘుగ్రహం కనుక్కోబడింది. ఎరిస్ (Eris) అనబడే ఈ వస్తువు సూర్యుడి నుండి సుమారు 100 ఏ.యూ. ల దూరంలో ఉంది. అసలు 1996 నుండే ఇంత దూరాలలో ఉండే వస్తువులని కనుక్కోవడం మొదలెట్టారు. ఈ వస్తువులన్నిటికీ పుట్టినిల్లయిన మరో ప్రాంతం కైపర్ వలయానికి అవతల ఉందని తెలుసుకుని దానికి ఛిద్ర వర్తులం (scattered disc) అని పేరు పెట్టారు. 4.5 బిలియన్ సంవత్సరాల క్రితం, సౌరమండలం యొక్క తొలిదశలలో ఉన్నది కేవలం విస్తృతంగా వ్యాపించిన తారాధూళి మాత్రమే. ఆ విశాల సౌరనీహారిక దాని కేంద్రం చుట్టూ నెమ్మదిగా పరిభ్రమిస్తుండగా, కేంద్రంలోని పదార్థం సాంద్రమై సూర్యుడుగా రూపొందింది. కేంద్రానికి దూరంగా ఉండే పదార్థం కూడా సంఘననం చెంది గ్రహాలు ఏర్పడ్డాయి. అయితే సూర్యుడి నుండి మరీ ఎక్కువ దూరంగా ఉన్న ప్రాంతాల్లో ఆ సంఘననం పూర్తిగా జరగలేదు. అలాంటి ప్రాంతానికి చెందినదే ఈ ఛిద్ర వర్తులం.
మరి 100 ఏ.యూ. ల దూరం వరకు వ్యాపించిన ఈ ఛిద్ర వర్తులం కన్నా దూరంలో ఇంకా ఏవైనా ఉందా? ఈ ప్రశ్నకి సమాధానం కావాలంటే మనం తోకచుక్కల జన్మస్థానం గురించి ఆలోచించాలి. హాలీ తోకచుక్క లాంటి తోకచుక్కలు ఎంతో దూరం నుండి వచ్చి సూర్యుడి చుట్టూ ఓ “యూ టర్న్” చేసి వెనక్కు వెళ్లిపోతుంటాయని మనం వింటూంటాం. అయితే ఇవి ఇంతకీ ఎక్కణ్ణుంచి వస్తాయి? తోకచుక్కల ద్రవ్యరాశి ఎంత? అవి ఎన్నేళ్ళకి ఒకసారి వస్తుంటాయి? మొదలైన విషయాలని విశ్లేషించి ఇవి కైపర్ వలయానికి, ఛిద్ర వర్తులానికి ఆవల ఎంతో దూరంలో ఉన్నఓ విశాల ప్రాంతం నుండి వస్తుంటాయని శాస్త్రవేత్తలు తెలుసుకున్నారు.
ఆ ప్రాంతం యొక్క అంచులు సూర్యుడి నుండి 50,000 ఏ.యూ.ల దూరంలో ఉంటాయని అంచనా. అంటే ఇంచుమించు ఓ కాంతిసంవత్సరం అన్నమాట! అంతకు నాలుగు రెట్లు దూరం వరకు పోతే మనకి అతిదగ్గరి తార అయిన ప్రాక్సిమా సెంటారీని చేరుకుంటాం! అంటే సూర్యుడికి ఓ కాంతిసంవత్సరం దూరంలో, గ్రహాలు కదిలే తలంలోనే కాక, అన్ని పక్కలా ద్రవ్యరాశి విస్తరించిన ఓ విశాల ప్రాంతం ఉందన్నమాట. దీని ఉన్కిని ప్రతిపాదించిన శాస్త్రవేత్త పేరిట దీన్ని ఒర్ట్ మేఘం (Oort cloud) అంటారు. అక్కడి నుండి సూర్యుడు ఓ చిన్న చుక్కలా కనిపిస్తాడు. సూర్యకాంతి సోకని ఆ పరమశీతల ప్రాంతంలో ఉన్నవి కేవలం నీరు, మీథేన్, అమ్మోనియా మొదలైన వాయువుల మంచుగడ్డలు. సౌరమండలంలో మనకు తెలిసిన గ్రహాలు ఉన్న ప్రాంతానికి అంచుల నుండి (50 ఏ.యూ.లు) ఈ ఒర్ట్ మేఘం వరకు (50,000 ఏ.యూ.లు) విస్తరించిన బృహత్తర ప్రాంతంలో శాస్త్రవేత్తలకి ఇంకా తెలీని రహస్యాలు వేలకి వేలు.
References:
http://en.wikipedia.org/wiki/Kuiper_belt
http://en.wikipedia.org/wiki/Scattered_disc
http://en.wikipedia.org/wiki/Oort_cloud
స్నేహగారు వాళ్ల ఆరేళ్ల అబ్బాయి గ్రహాల గురించి అడుగుతున్నాడని అడిగారు. అందుకు నాకు తోచిన వివరణ ఇస్తున్నాను. ఇంకా ఏవైనా సంగతులు ఉంటే ఇతర బ్లాగర్లకి కూడా సూచించమని మనవి. గ్రహాలు పెద్ద మట్టి బంతులు అని మొదలు పెట్టొచ్చు. భూమి అనే మట్టి బంతి మీద మనం ఉన్నామని చెప్పొచ్చు. ఓ గ్లోబ్ తెచ్చి దాని మీద మనం ఎక్కడ ఉన్నామో చూపించొచ్చు. మరి భూమి బంతిలాగా కనిపించదే? అన్న ప్రశ్న రావచ్చు. దాని బదులుగా కొన్ని వివరణలు ఇవ్వొచ్చు.
భూమి మన కన్నా చాలా పెద్దది కనుక, మన చుట్టూ ఉండే ప్రదేశం చదునుగా కనిపిస్తుంది గాని, తగినంత ఎత్తు నుండి చూస్తే వంపు తిరిగినట్టు కనిపిస్తుంది. భూమి యొక్క ఆత్మప్రదక్షణ గురించి చెప్పి, రాత్రి పగలు ఎలా వస్తాయో చెప్పాలి. భూమి చదునుగా పళ్లెంలా ఉంటే అన్ని దేశాల వాళ్లకి ఒక్కసారే పగలు రావాలి. కాని అలా జరగదని నిరూపించడానికి (మీరు ఇండియాలో ఉన్నట్లయితే) అమెరికాలో ఉన్న బంధువులకి పగటి (రాత్రి) పూట ఫోన్ చేసి అప్పుడు వాళ్లకి రాత్రి (పగలు) అవుతుందని వాళ్ల చేత మీ పిల్లవాడికి చెప్పించాలి.
భూమి స్థానికంగా చదునుగా కనిపించినా విస్తృత స్థాయిలో గోళాకారంలో ఉంటుందని చూపించడానికి “గూగుల్ ఎర్త్” 
బాగా పనికొస్తుంది. అందులో మీరు ఉంటున్న ప్రాంతంతో మొదలుపెట్టి క్రమంగా ‘జూమ్ అవుట్’ చేస్తే భూమి గోళంలా ఎలా ఉందో మీ అబ్బాయికి చూపించొచ్చు. (Google.Earth-2011.com)
బాగా పనికొస్తుంది. అందులో మీరు ఉంటున్న ప్రాంతంతో మొదలుపెట్టి క్రమంగా ‘జూమ్ అవుట్’ చేస్తే భూమి గోళంలా ఎలా ఉందో మీ అబ్బాయికి చూపించొచ్చు. (Google.Earth-2011.com) సముద్రం తీరం దగ్గర్లో ఉంటే సముద్రం వద్ద, తీరం నుం
డి దూరం అయ్యే ఓడలు కనుమరుగయ్యే తీరు గురించి వివరించవచ్చు. ఆ విధంగా పిల్లవాడికి భూమి ఓ పెద్ద మట్టి బంతిలా ఉందని కొంత అవగాహన కలిగాక భూమి లాంటివే ఇతర (ఉప) గ్రహాలు ఎన్నో ఉన్నాయని చెప్పొచ్చు.
డి దూరం అయ్యే ఓడలు కనుమరుగయ్యే తీరు గురించి వివరించవచ్చు. ఆ విధంగా పిల్లవాడికి భూమి ఓ పెద్ద మట్టి బంతిలా ఉందని కొంత అవగాహన కలిగాక భూమి లాంటివే ఇతర (ఉప) గ్రహాలు ఎన్నో ఉన్నాయని చెప్పొచ్చు. * ఉదాహరణకి చందమామని చూపించొచ్చు. మనకి పగలు, రాత్రి ఉన్నట్టే చందమామ మీద నల్లగా ఉన్న భాగం అక్కడి రాత్రి అని, ప్రకాశంగా (పసుపు పచ్చగా) ఉన్న భాగం అక్కడి పగలు అని చెప్పొచ్చు.
* మంచి బైనోక్యులర్ల్స్ ఉంటే చందమామ మీద విశేషాలు బాగా చూపించొచ్చు. చందమామని చూపించినప్పుడు, భూమి లాగానే అది కూడా అదో పెద్ద మట్టి గడ్డ అన్నప్పుడు మరో సందేహం కలగొచ్చుః 'చందమామ ఎందుకు కిందపడదు?'
*అప్పుడు 'కిందపడడం' అంటే ఏంటో వివరించాలి. పెద్దగా పరిభాషని వాడకుండా వస్తువులన్నీ ఒకదాన్నొకటి ఆకర్షించుకుంటాయని, వస్తువు పెద్దదైన కొద్ది ఆకర్షణ పెరుగుతుందని, దూరం ఎక్కువైన కొద్ది ఆకర్షణ తగ్గుతుందని చెప్పాలి.
* అయస్కాంతం ఇనుప రజనుని ఆకర్షించినట్టే భూమి కూడా తన చుట్టూ ఉన్న వస్తువులని ఆకర్షిస్తుందని, అదే 'కిందపడడం' అని చెప్పొచ్చు. అయస్కాంతం కూడా కనీస దూరంలో ఉంటే తప్ప ఇనుప రజనుని ఆకర్షించనట్టే, చందమామ భూమికి కాస్త దూరంలో ఉంది కనుక భూమి మీద 'పడిపోద'ని చెప్పొచ్చు. (అయితే భూమి చుట్టూ కక్ష్యలో తిరగడం మొదలైనవి మరి కాస్త కఠినమైన విషయాలు. అవన్నీ అడిగినప్పుడు చూద్దాం!!!) అలా చందమామ కూడా ఓ పెద్ద మట్టి గడ్డ అని అర్థమయ్యాక, ఇతర గ్రహాల విషయానికి రావచ్చు.
* వీనస్ ని సులభంగా చూపించొచ్చు. తెల్లవారు జామున గాని (వేగుచుక్క), సాయంకాలం గాని అత్యంత ప్రకాశవంతమైన తారగా కనిపిస్తుంది. http://en.wikipedia.org/wiki/Venus_(planet) * వీనస్ కాకుండా, మార్స్, జూపిటర్, సాటర్న్ లని కచ్చితంగా ఏ దిశలో చూడాలో తెలిస్తే కంటితోనే చూడొచ్చు. ఈ సంవత్సరం ఏ ఏ కాలాలలో ఏఏ గ్రహాలు ఎక్కడ కనిపిస్తాయో ఆ
వివరాలు ఈ సైట్ లో http://stardate.org/nightsky/planets
వివరాలు ఈ సైట్ లో http://stardate.org/nightsky/planets * ఇతర గ్రహాల కోసం టెలిస్కోప్ అవసరం అవుతుంది.
* దగ్గర్లో ఏదైనా ప్లానెటేరియమ్ ఉంటే, అక్కడ టెలిస్కోప్ లోంచి చూసే అవకాశం ఉంటే సాటర్న్ ని చూపించడానికి ప్రయత్నించండి. సాటర్న్ రింగ్స్ చూడడానికి మహా సొగసుగా ఉంటాయి!
http://www.lpi.usra.edu/education/skytellers/solar_system/activities/planet_viewing.shtml
చందమామ మీద నీరు, ఆక్సిజన్
కాని ఇవన్నీ సాధ్యం కావాలంటే మనం ముఖ్యంగా సమకూర్చుకోవలసినది ఆక్సిజన్, నీరు. చంద్రుడి మీద వీటి కోసం ఎక్కడ వెతకాలో చెప్తాడు క్లార్క్.
చంద్రుడి మీద ఆక్సిజన్ శుద్ధ రూపంలో దొరక్క పోవచ్చు. కాని ఒక విషయం గుర్తుంచుకోవాలి. మన భూమిలో కూడా పైపొర (crust) లో బరువు బట్టి చూస్తే సగం భాగం ఆక్సిజనే (ఆక్సైడ్ల రూపంలో, ఉదాహరణకి సిలికాన్ డయాక్సయిడ్ – SiO2) ఉంటుంది. కనుక చందమామ మీద ఉండే మట్టి కూడా ఇందుకు పూర్తిగా ఉండే అవకాశం తక్కువ. కనుక అక్కడ మట్టిలో కూడా తగినంత ఆక్సిజన్ ఉంటుందని ఆశించవచ్చు. తగినంత శక్తి లభ్యమై ఉంటే, ఆ ఆక్సిజన్ ని వెలికితీయవచ్చని సైద్ధాంతికంగా నిశ్చయంగా చెప్పొచ్చు.
మట్టిలో ఉండే ఎన్నో పదార్థాలలో నీరు కలిసి ఉంటుంది. (ఉదాహరణకి ఇనుము తుప్పు పట్టినప్పుడు ఆ ఫెర్రిక్ ఆక్సయిడ్ అణువు తో పాటు కొన్ని నీటి అణువులు కలిసి ఉంటాయి – Fe2O3 . x H20. అలా కలిసిన నీటిని water of hydration అంటారు.) ఆ పదార్థాన్ని వేడి చేసి ఆ నీటిని వెలికి తీయవచ్చు. అయితే అందుకు తగినంత వేడిమి కావాలి. చందమామ మీద వేడిమి కేం కొదవ లేదు. పగటి పూట సూర్యకిరణాలని ఓ నతాకార దర్పణం (concave mirror) తో కేంద్రీకరిస్తే చాలు, కావలసినంత వేడి...
చంద్రుడి మీద నీరు శుద్ధ రూపంలో గాని దొరికితే ఇలాంటి తిప్పలనీ తప్పుతాయి అంటాడు క్లార్క్. బహుశా గుహలలో, లేదా ఉపరితలం మీదనే తాత్కాలిక రూపాలలో నీరు గడ్డకట్టిన మంచు రూపంలో ఉండొచ్చన్న ఆశాభావం వ్యక్తం చేస్తాడు, (ఇటీవల చంద్రయాన్ మిషన్ వల్ల చందమామ మీద నీరు కనుక్కోబడ్డ విషయం అందరికీ తెలిసినదే.)
చందమామ మీద నీరు శుద్ధ రూపంలో దొరికితే రెండు ముఖ్యమైన సమస్యలు ఒకే దెబ్బకి తీరుతాయి. సూర్యతాపాన్ని ఉపయోగించి ఆ మంచుని నీటిగా మార్చుకోవచ్చు. ఆ నీటిని విద్యుత్ విశ్లేషించి (electrolyse) అందు లోంచి ఆక్సిజన్ ని వెలికి తీయొచ్చు. భవిష్యత్తులో కేంద్రక శక్తి మీద పని చేసే రాకెట్ల వినియోగం పెరుగుతుంది కనుక, చందమామ వద్దకి వచ్చే రాకెట్ల నుండి వచ్చే విద్యుచ్ఛక్తిని వాడి ఇవన్నీ చేసుకోవచ్చు ఆని ఊహిస్తాడు క్లార్క్. కాని కేంద్రక శక్తి మీద పని చేసే రాకెట్లు ఇప్పటికీ కేవలం సైన్స్ ఫిక్షన్ నవళ్లకే పరిమితం అని మనకి తెలుసు,
చందమామ లాంటి అపరిచిత లోకం మీద ఏం చెయ్యాలన్నా శక్తి అవసరం అవుతుంది కనుక, శక్తిని కాస్త పొదుపుగా వాడాల్సి ఉంటుంది. ఆ దృష్టితో చూస్తే ఇళ్లు కట్టే పద్ధతి కూడా మార్చుకోవాలంటాడు క్లార్క్. చందమామ మీద మొట్టమొదటి ఇళ్లు ఉపరితలం మీద కట్టుకోవడం ఒక పద్ధతి. అలా కాకుండా మట్టి లోపల నేల మాళిగలో కట్టుకొవడం వల్ల మరిన్ని లాభాలు ఉంటాయంటాడు క్లార్క్. అంతకు ముందు మార్స్ గ్రహం మీదకి వల వృత్తాంతం గురించి చర్చిస్తూ ఒక పోస్ట్ లో మార్స్ లో కూడా అలా నేల మాళిగలో ఇళ్లు కట్టే పథకాల గురించి చర్చించుకున్నాం. నేల లోపల ఇళ్లు కట్టుకుంటే నిర్మాణానికి ప్రత్యేకమైన పదార్థాలు భూమి నుండి మోసుకు రావలసిన పని ఉండదు. కేవలం మట్టిలో తీరుగా గోతులు తవ్వుకుంటే చాలు! పైగా మట్టి లోపల నివాసాలు ఉంటే, అక్కడ గాలి, ఉష్ణోగ్రత మొదలైన వాటిని నియంత్రించడం కూడా సులభం అవుతుంది.
చందమామ మీద నీరు తగినంత మోతాదులో ఉంటే మరో ముఖ్యమైన సమస్య కూడా తీరుతుంది. రాకెట్ల ఇంధనంగా కూడా అది పనికొస్తుంది. నీటిని విద్యుత్ విశ్లేషించినప్పుడు ఆక్సిజన్ తో పాటు హైడ్రోజెన్ కూడా వస్తుంది. ఈ పదార్థాలని రాకెట్ ఇంధనంలో వాడు
కోవచ్చు. అప్పుడు దారే పోయే రాకెట్లు చందమామ మీద ఓసారి దిగి అక్కడ “రీఫ్యూయెలింగ్” చేసుకునే అవకాశం ఉంటుంది. అదే నిజం అయితే అంతరిక్షయానం యొక్క ఖర్చు గణనీయంగా తగ్గుతుంది.
ఉదాహరణకి ఒక వ్యోమ నౌక భూమి వాతావరణాన్ని వదిలి, మార్గ మధ్యలో ఇంధనం వాడకుండా సునాయాసంగా వీనస్ గ్రహాన్ని చేరుకోవాలంటే భూమిని వొదిలే సమయానికి 26,ooo mph వేగాన్ని చేరుకోవాలి. అదే చందమామ నుండి వీనస్ కి బయలుదేరిన నౌక కేవలం 7000 mph వేగాన్ని చేరుకుంటే చాలు. దానికి కారణం మన సహజ ఉపగ్రహానికి ఉండే అతి తక్కువ గురుత్వమే. అందుకే చందమామ మీద గాని ఏ కారణం చేతనైన అధిక మొత్తంలో శక్తి వనరులు దొరికాయంటే మాత్రం, మన అంతరిక్ష యానపు కార్యక్రమాలు బాగా పుంజుకుంటాయి. ముఖ్యంగా మన గ్రహాంతర యానం మరింత సులభతరం అవుతుంది. భూమి నుండి బయలుదేరే నౌకలు, భూమికి తిరిగొచ్చే నౌకలు కూడా చందమామ మీద ఆగడం ఆర్థికంగా లాభసాటి అవుతుంది. అయితే ఆ నౌకలు కూడా పూర్తిగా చందమామ మీద దిగవలసిన అవసరం ఉండదు. చంద్రుడికి దగ్గరిగా వచ్చి, చంద్రుడి చుట్టూ కక్ష్యలో ప్రవేశిస్తే చాలు. చంద్రుడి చుట్టూ తిరిగే రవాణానౌకలు, చందమామ ఉపరితలం నుండి పైన ప్రదక్షిణ చేస్తున్న నౌకకి ఇంధనం చేరవేయగలవు.
చందమామ మీద రైళ్లూ, బస్సులూనా?
అయితే చందమామని ఓ వీలైన అంతరిక్ష నౌకాశ్రయంగా పరిగణించడమే తప్ప, అక్కడ ఇక వేరే జీవితమే ఉండదా?
లేకనేం? తప్పకుండా ఉంటుంది అంటాడు ఆర్థర్ క్లార్క్.
కాని ఇవన్నీ సాధ్యం కావాలంటే మనం ముఖ్యంగా సమకూర్చుకోవలసినది ఆక్సిజన్, నీరు. చంద్రుడి మీద వీటి కోసం ఎక్కడ వెతకాలో చెప్తాడు క్లార్క్.
చంద్రుడి మీద ఆక్సిజన్ శుద్ధ రూపంలో దొరక్క పోవచ్చు. కాని ఒక విషయం గుర్తుంచుకోవాలి. మన భూమిలో కూడా పైపొర (crust) లో బరువు బట్టి చూస్తే సగం భాగం ఆక్సిజనే (ఆక్సైడ్ల రూపంలో, ఉదాహరణకి సిలికాన్ డయాక్సయిడ్ – SiO2) ఉంటుంది. కనుక చందమామ మీద ఉండే మట్టి కూడా ఇందుకు పూర్తిగా ఉండే అవకాశం తక్కువ. కనుక అక్కడ మట్టిలో కూడా తగినంత ఆక్సిజన్ ఉంటుందని ఆశించవచ్చు. తగినంత శక్తి లభ్యమై ఉంటే, ఆ ఆక్సిజన్ ని వెలికితీయవచ్చని సైద్ధాంతికంగా నిశ్చయంగా చెప్పొచ్చు.
మట్టిలో ఉండే ఎన్నో పదార్థాలలో నీరు కలిసి ఉంటుంది. (ఉదాహరణకి ఇనుము తుప్పు పట్టినప్పుడు ఆ ఫెర్రిక్ ఆక్సయిడ్ అణువు తో పాటు కొన్ని నీటి అణువులు కలిసి ఉంటాయి – Fe2O3 . x H20. అలా కలిసిన నీటిని water of hydration అంటారు.) ఆ పదార్థాన్ని వేడి చేసి ఆ నీటిని వెలికి తీయవచ్చు. అయితే అందుకు తగినంత వేడిమి కావాలి. చందమామ మీద వేడిమి కేం కొదవ లేదు. పగటి పూట సూర్యకిరణాలని ఓ నతాకార దర్పణం (concave mirror) తో కేంద్రీకరిస్తే చాలు, కావలసినంత వేడి...
చంద్రుడి మీద నీరు శుద్ధ రూపంలో గాని దొరికితే ఇలాంటి తిప్పలనీ తప్పుతాయి అంటాడు క్లార్క్. బహుశా గుహలలో, లేదా ఉపరితలం మీదనే తాత్కాలిక రూపాలలో నీరు గడ్డకట్టిన మంచు రూపంలో ఉండొచ్చన్న ఆశాభావం వ్యక్తం చేస్తాడు, (ఇటీవల చంద్రయాన్ మిషన్ వల్ల చందమామ మీద నీరు కనుక్కోబడ్డ విషయం అందరికీ తెలిసినదే.)
చందమామ మీద నీరు శుద్ధ రూపంలో దొరికితే రెండు ముఖ్యమైన సమస్యలు ఒకే దెబ్బకి తీరుతాయి. సూర్యతాపాన్ని ఉపయోగించి ఆ మంచుని నీటిగా మార్చుకోవచ్చు. ఆ నీటిని విద్యుత్ విశ్లేషించి (electrolyse) అందు లోంచి ఆక్సిజన్ ని వెలికి తీయొచ్చు. భవిష్యత్తులో కేంద్రక శక్తి మీద పని చేసే రాకెట్ల వినియోగం పెరుగుతుంది కనుక, చందమామ వద్దకి వచ్చే రాకెట్ల నుండి వచ్చే విద్యుచ్ఛక్తిని వాడి ఇవన్నీ చేసుకోవచ్చు ఆని ఊహిస్తాడు క్లార్క్. కాని కేంద్రక శక్తి మీద పని చేసే రాకెట్లు ఇప్పటికీ కేవలం సైన్స్ ఫిక్షన్ నవళ్లకే పరిమితం అని మనకి తెలుసు,
చందమామ లాంటి అపరిచిత లోకం మీద ఏం చెయ్యాలన్నా శక్తి అవసరం అవుతుంది కనుక, శక్తిని కాస్త పొదుపుగా వాడాల్సి ఉంటుంది. ఆ దృష్టితో చూస్తే ఇళ్లు కట్టే పద్ధతి కూడా మార్చుకోవాలంటాడు క్లార్క్. చందమామ మీద మొట్టమొదటి ఇళ్లు ఉపరితలం మీద కట్టుకోవడం ఒక పద్ధతి. అలా కాకుండా మట్టి లోపల నేల మాళిగలో కట్టుకొవడం వల్ల మరిన్ని లాభాలు ఉంటాయంటాడు క్లార్క్. అంతకు ముందు మార్స్ గ్రహం మీదకి వల వృత్తాంతం గురించి చర్చిస్తూ ఒక పోస్ట్ లో మార్స్ లో కూడా అలా నేల మాళిగలో ఇళ్లు కట్టే పథకాల గురించి చర్చించుకున్నాం. నేల లోపల ఇళ్లు కట్టుకుంటే నిర్మాణానికి ప్రత్యేకమైన పదార్థాలు భూమి నుండి మోసుకు రావలసిన పని ఉండదు. కేవలం మట్టిలో తీరుగా గోతులు తవ్వుకుంటే చాలు! పైగా మట్టి లోపల నివాసాలు ఉంటే, అక్కడ గాలి, ఉష్ణోగ్రత మొదలైన వాటిని నియంత్రించడం కూడా సులభం అవుతుంది.
చందమామ మీద నీరు తగినంత మోతాదులో ఉంటే మరో ముఖ్యమైన సమస్య కూడా తీరుతుంది. రాకెట్ల ఇంధనంగా కూడా అది పనికొస్తుంది. నీటిని విద్యుత్ విశ్లేషించినప్పుడు ఆక్సిజన్ తో పాటు హైడ్రోజెన్ కూడా వస్తుంది. ఈ పదార్థాలని రాకెట్ ఇంధనంలో వాడు
కోవచ్చు. అప్పుడు దారే పోయే రాకెట్లు చందమామ మీద ఓసారి దిగి అక్కడ “రీఫ్యూయెలింగ్” చేసుకునే అవకాశం ఉంటుంది. అదే నిజం అయితే అంతరిక్షయానం యొక్క ఖర్చు గణనీయంగా తగ్గుతుంది.ఉదాహరణకి ఒక వ్యోమ నౌక భూమి వాతావరణాన్ని వదిలి, మార్గ మధ్యలో ఇంధనం వాడకుండా సునాయాసంగా వీనస్ గ్రహాన్ని చేరుకోవాలంటే భూమిని వొదిలే సమయానికి 26,ooo mph వేగాన్ని చేరుకోవాలి. అదే చందమామ నుండి వీనస్ కి బయలుదేరిన నౌక కేవలం 7000 mph వేగాన్ని చేరుకుంటే చాలు. దానికి కారణం మన సహజ ఉపగ్రహానికి ఉండే అతి తక్కువ గురుత్వమే. అందుకే చందమామ మీద గాని ఏ కారణం చేతనైన అధిక మొత్తంలో శక్తి వనరులు దొరికాయంటే మాత్రం, మన అంతరిక్ష యానపు కార్యక్రమాలు బాగా పుంజుకుంటాయి. ముఖ్యంగా మన గ్రహాంతర యానం మరింత సులభతరం అవుతుంది. భూమి నుండి బయలుదేరే నౌకలు, భూమికి తిరిగొచ్చే నౌకలు కూడా చందమామ మీద ఆగడం ఆర్థికంగా లాభసాటి అవుతుంది. అయితే ఆ నౌకలు కూడా పూర్తిగా చందమామ మీద దిగవలసిన అవసరం ఉండదు. చంద్రుడికి దగ్గరిగా వచ్చి, చంద్రుడి చుట్టూ కక్ష్యలో ప్రవేశిస్తే చాలు. చంద్రుడి చుట్టూ తిరిగే రవాణానౌకలు, చందమామ ఉపరితలం నుండి పైన ప్రదక్షిణ చేస్తున్న నౌకకి ఇంధనం చేరవేయగలవు.
చందమామ మీద రైళ్లూ, బస్సులూనా?
అయితే చందమామని ఓ వీలైన అంతరిక్ష నౌకాశ్రయంగా పరిగణించడమే తప్ప, అక్కడ ఇక వేరే జీవితమే ఉండదా?
లేకనేం? తప్పకుండా ఉంటుంది అంటాడు ఆర్థర్ క్లార్క్.
(రైనా హువాంగ్ వేసిన చిత్రం – నాసా వెబ్ సైట్ నుండి)
భవిష్యత్తులో చందమామ మీద జీవనం కేవలం కొద్ది పాటి శాస్త్రవేత్తలు, మొదలైన సాంకేతిక సిబ్బందికి మాత్రమే పరిమితం అవుతుందా, లేక కోట్ల కొద్ది స్త్రీపురుషులతో, గొప్ప వృక్ష సంపదతో చంద్ర గ్రహం అలరారుతుందా అన్నది కచ్చితంగా చెప్పడం కష్టం. ఏదేమైనా పలు దేశాలు చందమామ మీద పలు చోట్ల స్థావరాలు స్థాపించి, అక్కణ్ణుంచి తమ వ్యవహారాలు నడిపించే రోజు రాకమానదు. అలాంటి పరిస్థితుల్లో చందమామ మీద వివిధ ప్రాంతాలని కలుపుతూ ఏవో రవాణా సౌకర్యాలు తప్పకుండా ఉండాలి. ఆ నిర్వాతమైన లోకంలో విమానాలు ఎగరలేవు కనుక ఆ సౌకర్యం వీలుపడదు. అలాగని అందుకు రాకెట్లు వాడదామా అంటే అది మరీ ఎక్కువ వ్యయంతో కూడుకున్న వ్యవహారం అవుతుంది. కనుక చందమామ మీద రైల్వేల సంస్థాపన చాలా మేలైన పని అని సూచిస్తాడు క్లార్క్. అవి కాకుండా పెద్ద పెద్ద టైర్లు కలిగిన రోడ్డు వాహనాలు కూడా వాడబడతాయేమో నంటాడు.
ఆ రోజు రానే వస్తే ఇక అప్పుడు సెలవలకని, శ్రీహరి కోటలో రాకెట్ ఎక్కి, చందమామ మీద భారతీయ స్థావరం వద్ద దిగి, అక్కణ్ణుంచి ఓ రైలెక్కి, ఓ బస్సెక్కి, ఓ పేద్ద ఉల్కాబిలం సమీపం లో ఉండే ఓ రిసార్ట్ లో దిగి, మీరు మీ గర్ల్ ఫ్రెండ్ తో పాటు హాయిగా ఓ వారం రోజులు విశ్రాంతి తీసుకోవచ్చు. అయితే కవితావేశం పెల్లుబికి ఆ సమయంతో ప్రియురాలి ముఖాన్ని చందమామతో పోల్చకండేం! పళ్లు రాలే ప్రమాదం ఉంది. కావాలంటే చందమామ మీద చీకటి ఆకాశంలో పలచని నీలి కాంతితో మెరిసే పృథ్వితో పోల్చుకోండి...
(సమాప్తం)
ఆ రోజు రానే వస్తే ఇక అప్పుడు సెలవలకని, శ్రీహరి కోటలో రాకెట్ ఎక్కి, చందమామ మీద భారతీయ స్థావరం వద్ద దిగి, అక్కణ్ణుంచి ఓ రైలెక్కి, ఓ బస్సెక్కి, ఓ పేద్ద ఉల్కాబిలం సమీపం లో ఉండే ఓ రిసార్ట్ లో దిగి, మీరు మీ గర్ల్ ఫ్రెండ్ తో పాటు హాయిగా ఓ వారం రోజులు విశ్రాంతి తీసుకోవచ్చు. అయితే కవితావేశం పెల్లుబికి ఆ సమయంతో ప్రియురాలి ముఖాన్ని చందమామతో పోల్చకండేం! పళ్లు రాలే ప్రమాదం ఉంది. కావాలంటే చందమామ మీద చీకటి ఆకాశంలో పలచని నీలి కాంతితో మెరిసే పృథ్వితో పోల్చుకోండి...
(సమాప్తం)
చంద్రుడిపై కట్టబోయే మొట్టమొదటి ఇళ్లు తప్పనిసరిగా చాలా చిన్నవిగానే ఉంటాయని సులభంగా ఊహించొచ్చు. దాన్ని ఇల్లు అనే కన్నా ఓ అధునాతన గుడిసె అని అనుకోవచ్చేమో! పునశ్శక్తివంతమైన బట్ట (reinforcement fabric) చేతగాని, ప్లాస్టిక్ పొర చేత గాని నిర్మించబడి, అర్థగోళాకారంలో ఉన్న చిన్న మందిరం లాంటిది నిర్మించుకోవాలి. అందులో అధికపీడనం వద్ద గాలి పూరించి అది ఉబ్బెత్తుగా పొంగి ఉండేట్టు చెయ్యాలి. దానికి ద్వారంలా పనిచేసే ఓ ఎయిర్లాక్ ని ఏర్పాటు చెయ్యాలి. దాని మీద పడ్డ సూర్యకిరణాల వల్ల మందిరం లోపలి భాగం వేడెక్కిపోకుండా, దాని మీద సిల్వర్ పూత వేసుకోవచ్చు. ఆ పూత వల్ల మీద పడ్డ కాంతి ప్రతిబింబితమై తిరిగి అంతరిక్షంలోకి పోతుంది. చూడడానికి ఇలాంటి మందిరం ఎస్కి
మోల “ఇగ్లూ” లాగా ఉంటుందేమో. మన మొట్టమొదటి చంద్ర స్థావరం (Lunar Base) అలా ఉండొచ్చు.(చంద్ర గ్రామాన్ని ప్రదర్శించే ఓ ఆధునిక ఊహాచిత్రం)
తొలి దశల్లో చంద్రుడికి ప్రయాణమయ్యే రాకెట్లు అధికశాతం ఆ చంద్ర స్థావరం దరిదాపుల్లోనే వాలే అవకాశం ఉంది. స్థావరాన్ని విస్తరించ డానికి అవసరమయ్యే పదార్థాలని భూమి నుండి బట్వాడా చేసే రాకెట్లు ఆ ప్రదేశంలోనే ఆగుతాయి. అలాంటి ఏర్పాటు వల్ల భూమి నుండి వచ్చే వనరులన్నీ ఒక్కచోటే పోగవుతాయి. అలా కాకుండా తొలిదశల్లోనే భూమి నుండి రవాణా అయ్యే వనరులు మొత్తం చందమామ ఉపరితలం అంతా విస్తరింపజేయడం మంచిది కాదు. ఇంచుమించు ఆఫ్రికా ఖండం అంత పెద్ద చంద్ర ఉపరితలం మీద వనరులని సమంగా పంచడం ఇంచుమించు అసంభవం. కనుక ఆ మొట్టమొదటి స్థావరం ఎక్కడ ఉండాలి అన్న నిర్ణయం చెయ్యడానికి చందమామ ఫోటోల మీద, అధిక సంఖ్యలో మనుషులు చందమామ వద్దకి ప్రయాణించక ముందు రోబో బృందాలు చేసిన పర్యవేక్షణల మీద, ఆధారపడవలసి ఉంటుంది. భూమి నుండి చూసినప్పుడు చందమామకి ఒక పక్కే మనకి కనపిస్తుందని బాగా తెలిసిన విషయమే. ఈ మొట్టమొదటి స్థావరం భూమినుండి కనిపించే ప్రాంతంలోనే ఏర్పాటు చెయ్యడం మంచిది. ఆ విధంగా అయితే స్థావరానికి భూమికి మధ్య సమాచార ప్రసారాలు నిరంతరాయంగా జరిగే అవకాశం ఉంటుంది.
చందమామ మీద స్థావరాన్ని ఏర్పాటు చేశాక అక్కడ మొట్టమొదట తలపెట్టదగ్గ ఓ కార్యక్రమం ఓ వేధశాల (observatory) ని నర్మించడం. కనీసం ఓ 20 ఇంచిల వ్యాసం ఉన్న పరావర్తనపు దూరదర్శిని (reflecting telescope) అక్కడ స్థాపించాలి. దాని కోసమని ప్రత్యేకంగా ఓ వ్యోమనౌకని ఉపయోగించినా నష్టమేం లేదు. చందమామ మీద ఉండే వేధశాల వల్ల కొన్ని ప్రత్యేక లాభాలు ఉన్నాయి. భూమి మీద నుండి ఖగోళాన్ని చూసినప్పుడు వాతావరణం ఓ ఆచ్ఛాదనలా అడ్డొచ్చి దృశ్యాన్ని కలుషితం చేస్తుంది. కాని చందమామ మీద అలంటి సమస్య లేదు కనుక మరింత మేలైన పరిశీలనలు చేసుకోవచ్చు. తరువాత చందమామ మీద రాత్రి 14 (భూమి) రోజులు, పగలు 14 (భూమి) రోజులు ఉంటుంది కనుక వరుసగా 14 రోజుల పాటు రాత్రి పూట హాయిగా రోదసిలోకి తొంగిచూడొచ్చు. అలాంటి అద్భుతమైన వేధశాల వల్ల ఖగోళశాస్త్రంలో ఎంతో కాలంగా తేలని సమస్యలకి పరిష్కారం దొరికే అవకాశం ఉంటుందన్న ఆశాభావం వ్యక్తం చేస్తాడు క్లార్క్. ఉదాహరణకి మార్స్ గ్రహం మీద వెనకటికి కొన్ని “కాలువలు” ఉన్నాయని, అవన్నీ అక్కడి నాగరిక జీవుల ఉన్కికి ఆనవాళ్ళు అని కొందరు పరిశీలకులు పొరబడ్డారు. చందమామ మీద వేధశాల నిర్మిస్తే అలంటి మార్స్ ఉపరితలాన్ని మరింత స్పష్టంగా చూడొచ్చని, ఆ “కాలువల” సంగతేంటో తేల్చుకోవచ్చని అంటాడు క్లార్క్. అయితే చందమామ మీద వేధశాలతో పని లేకుండానే 1965 లో అమెరికా పంపిన మారినర్-4 నౌక తీసిన మార్స్ చిత్రాల వల్లను, ఆ తరువాత విలియమ్ హార్ట్ మన్ అనే శాస్త్రవేత్త తీసిన చిత్రాల వల్లను ఈ “కాలువల” సమస్య విడిపోయింది. అవి కాలువలు కావని, మార్స్ గాలులు మట్టిలో గీసిన బాటలని ఆ పరిశీలనల వల్ల తేలింది.
చందమామ మీద వేధశాల వల్ల లాభాల్లో మరొకటి కూడా పేర్కొంటాడు క్లార్క్. వాటి వల్ల మరింత మెరుగైన సమాచారం అందడమే కాదు. చందమామ మీద గురుత్వం తక్కువ కావడంతో అక్కడ పెద్ద పెద్ద నిర్మాణాలుచెయ్యడం భూమి మీద కన్నా కొంచెం సులభం. అయితే తొలి దశల్లో అలాంటి పెద్ద పెద్ద వేధశాలల నిర్మాణం జరిగే అవకాశం తక్కువ. ఎందుకంటే అంత పెద్ద నిర్మాణాల జరగడానికి ముందు అక్కడ ఊరికే స్థావరం ఉంటే సరిపోదు. ఓ పూర్తి గ్రామాన్ని, అంటే ఓ చంద్రగ్రామాన్ని (moon colony) నిర్మించుకోవాలి. అక్కడ తగిన సంఖ్యలో సిబ్బందిని పోగుచేసుకోవాలి.
కాని ఇవన్నీ సాధ్యం కావాలంటే మనం ముఖ్యంగా సమకూర్చుకోవలసినది ఆక్సిజన్, నీరు. చంద్రుడి మీద వీటి కోసం ఎక్కడ వెతకాలో చెప్తాడు క్లార్క్.
(సశేషం...)
Image credits:
http://www.planit3d.com/source/gallery_files/lyne/moonbase.jpg
పాపులర్ సైన్స్ అనే అమెరికన్ పత్రిక గురించి చాలా మంది వినే ఉంటారు. చాలా కాలంగా దీని గురించి విని ఉండడంతో ఇది పాత పత్రిక అని తెలుసుగాని మరీ ఇంత పాతదని ఇవాళే తెలిసింది. ఆ మాగజైన్ కి చెందిన గత 138 (అవును అంకెలో దోషం లేదు!) ఏళ్లనాటి పాత ప్రతులు ఇప్పుడు నెట్ లో పెట్టారు (గూగుల్ వారి సౌజన్యంతో). అదో మహా విజ్ఞాన భాండారం అని వేరే చెప్పనక్కర్లేదు. అమెరికాలో కొన్ని తరాల వారు పాపులర్ సైన్స్ చదువుతూ, స్టార్ స్ట్రెక్ చూస్తూ, అసిమోవ్, క్లార్క్ నవళ్లు చదువుతూ, స్టాన్లీ కుబ్రిక్ సినిమాలు చూస్తూ పెరిగిన వాళ్లు ఉన్నారు. లక్షలాది మందికి ఈ సీరియళ్లు, పత్రికలు, పుస్తకాలు స్ఫూర్తి నిచ్చి సైన్సు దిక్కుగా మరల్చాయి.
పాపులర్ సైన్స్ archives ని ఊరికే తిరగేస్తుంటే ఒక చోట ఆర్థర్ క్లార్క్ రాసిన వ్యాసం ఒకటి కనిపించింది.
http://www.popsci.com/technology/gallery/2010-10/archive-gallery-space-colonies
ఏప్రిల్ 1952 నాటి సంచిక అది. చందమామ మీద స్థావరాలు ఎలా ఏర్పాటుచేసుకోవాలో వివరంగా ఏకరువు పెడుతున్నాడు మహానుభావుడు! (మనిషి చంద్రుడి మీద పాదం మోపడానికి 16 ఏళ్లకి ముందు). వ్యాసం చాలా ఆసక్తికరంగా అనిపించింది. అందులో కొన్ని విశేషాలు.
కొత్తగా చంద్రుడి మీద మనిషి పాదం మోపిన దశలో ఇంకా స్థావరాలు, సొరంగాలు ఉండవు కనుక ఆ తొలి దశల్లో మనిషిని అక్కడికి మోసుకెళ్లే వ్యోమనౌకే తాత్కాలిక స్థావరంగా పనిచేస్తుంది. ఆ నౌకనే ఇల్లుగా చేసుకుని చుట్టు పక్కల ప్రాంతాలని స్పేస్ సూట్ లలో పర్యవేక్షించి రావలసి ఉంటుంది. బయట గాలి ఉండదు కనుక, స్పేస్ సూట్ లోపల పీడనం హెచ్చుగా ఉంటుంది. ఆ కారణం చేత సూట్ బిగుతుగా, వాహనపు టైర్లలా ఉండక తప్పదు. ఒక్క కీళ్ల దగ్గర మాత్రం సులభంగా వంగే వెసులుబాటు ఉంటుంది. ఇంచుమంచు కవచంలా ఉండే ఈ సూట్ల మరి భారీగానే ఉంటాయి. అయినా చందమామ మీద గురుత్వం తక్కువ కనుక భారీ సూట్లయినా సునాయాసంగా మోసేయొచ్చు అనుకుంటారేమో. బరువు వరకు అది నిజమే కావచ్చు గాని, భారీ సూట్ల ద్రవ్యరాశి ఎక్కువ కనుక వాటి జడత్వం (inertia) మాత్రం ఎక్కువగానే ఉంటుంది. ఆ సమస్య ఏంటో చెయ్యి విదిలించినప్పుడో, కాలు వేగంగా పైకెత్తినప్పుడో స్పష్టంగా తెలిసొస్తుంది.
ప్రస్తుతం వ్యోమగాములు వాడే స్పేస్ సూట్లు ఇంచుమించు పైన క్లార్క్ చెప్పినట్టే ఉంటాయి. కాని వ్యాసంలో క్లార్క్ మరి కొన్ని రకాల స్పేస్ సూట్లని కూడా ఊహిస్తాడు. స్పేస్ సూట్లు మెత్తగా, శరీరం యొక్క రూపానికి అతుక్కునేట్టుగా ఉండాలంటే పైన చెప్పుకున్న స్పేస్ సూట్ లాంటిది తప్పని సరి అవుతుంది. దాంతో పాటు వచ్చే సమస్యలు కూడా తప్పవు. అలా కాకుండా కఠినంగా ఉండే లోహపు సూట్లు ఫరవాలేదు అనుకుంటే మరో రకం సూట్లని ఊహించుకోవచ్చు. సిలిండర్ లాంటి లోహపు సూట్ లో ముందు దృశ్యం కనిపించడానికి కిటికీ లాంటిది ఉంటుంది. కింద ప్రత్యేకంగా అమర్చిన లోహపు కాళ్లు ఉంటాయి. ఆ కాళ్లని మోటార్లతో/బ్యాటరీ శక్తితో నడిపించాలి. అసలు “కాళ్లు” ఉండే స్పేస్ సూట్లు సర్వశ్రేష్ఠం అనుకోవాల్సిన పని లేదంటాడు క్లార్క్. పోగో స్టిక్ (pogo stick) లాంటి సాధనం మీద కంగారూలలా గెంతుతూ పొవచ్చు అంటాడు. అలాంటి పోగో స్టిక్ ల మీద భవిష్యత్తులో “చందమామ మీద కుందేళ్ల” లా వ్యోమగామలు గెంతుతూ తిరిగే దృశ్యం ఊహించుకోడానికి గమ్మత్తుగా ఉంటుంది.
స్పేస్ సూట్లలో ఓ 12 గంటల పాటు వచ్చే ఆక్సిజన్ సిలిండర్లు తీసుకెళ్ళడం పెద్ద కష్టం కాదు. కాని అంతకన్నా పెద్ద సమస్య సూట్ లోని ఉష్ణోగ్రతని నియంత్రించడం. చందమామ మీద ఇది చాలా పెద్ద సమస్య. ఎందుకంటే పగటి వైపు నుండి చీకటి వైపుకి వెళ్లగానే కొద్ది సెకన్లలోనే ఉష్ణోగ్రత 400 C కింద పడుతుంది. బాహ్య ఉష్ణోగ్రతలో ఈ విపరీతమైన మార్పులకి తట్టుకోవడానికి ఓ సులభమైన ఉపాయం ఉంది – దేహానికి, బహిరంగానికి మధ్య సూట్లో ఓ శూన్యపు పొర ఏర్పాటు చేసుకుంటే చాలు. చందమామ మీద గాలి పెద్దగా ఉండదు కనుక శూన్యాన్ని ఏర్పాటు చేసుకోవడం పెద్ద కష్ట కాదు. కాని దీని వల్ల మరో సమస్య వస్తుంది. దేహం లోంచి పుట్టుకొచ్చే వేడి బయటికి పోలేక దేహం వేగంగా విపరీతంగా వేడెక్కిపోయే ప్రమాదం ఉంటుంది. కనుక సూట్ లో పగటి పూట ఏ.సీ. వాడుకోక తప్పదు.
వాతావరణం లేకపోవడం వల్ల మాట్లాడుకోవడానికి రేడియో వాడడం తప్పదు. కాని ఈ రేడియోల రేంజి తక్కువ. చంద్రుడి వ్యాసం తక్కువ కనుక, రడియో తరంగాలు సరళ రేఖల్లో ప్రసారం అవుతాయి కనుక ఆరడుగుల ఎత్తు మనిషి నుండి ప్రసారం అయ్యే సంకేతాలు రెండు మైళ్లు మించి చేరవు... ఆ సహజ ఉపగ్రహం చుట్టూ, మనం కృత్రిమ ఉపగ్రహాలని స్థాపిస్తే తప్ప.
ఆ విధంగా వ్యోమనౌకే ఇల్లుగా, స్పేస్ సూటే వాహనంగా కొంత కాలం వ్యవహారం నడిపించొచ్చు. కాని ఏదో ఓ నాటికి ఇల్లు కట్టుకోవాలిగా? మరి ఆ ఇల్లు ఎలా ఉండాలి?
(సశేషం...)
సైన్స్ ఫిక్షన్ కథలలో రచయితలు ఏవేవో సాంకేతిక పదాలు అలవోకగా పాఠకుల మీదకి విసుర్తుంటారు. అసలే అగమ్య గోచరంగా తోచే కథలో ఈ ’గుగ్లీ’లు పాఠకులని మరింత ఇబ్బంది పెడతాయి. కొన్ని సార్లు సైన్స్ ఫిక్షన్ కథలలోని సాంకేతిక నేపథ్యాన్ని వివరిస్తూ ప్రతీ కథకి ఓ చిన్న ’గైడ్’ ఉంటే బావుంటుందని అనిపిస్తుంది. కాని తీరా గైడ్ పట్టుకుని ఓ ఎంసెట్ పరీక్షకి చదివినట్టు కథలు చదివితే అది ... కొంచెం ఏడ్చినట్టే ఉంటుంది.
ఏదేమైనా ఎలాగూ ఇది ’శాస్త్రవిజ్ఞానం’ బ్లాగే కనుక, ప్రస్తుతం ధారావాహికగా సాగుతున్న కథలో కిందటి సారి దొర్లిన ఒక సాంకేతిక అంశం గురించి చర్చించుకుంటే బావుంటుంది అనిపించింది.
కథలో ఒక చోట కాప్టెన్ వర్ధమాన్ ’కక్ష మార్పిడి కోసం జూపిటర్ కి అవతలి వైపుకి వెళ్లాలని, అలా చేస్తే ఇంధనం ఆదా అవుతుందని అంటాడు. ఆ కక్ష్య మార్పిడి (transfer orbit) ఏంటో దాని భాగోతం ఏంటో ఓ సారి చూద్దాం.
ఈ transfer orbit కి Hohman transfer orbit అని మరో పేరు కూడా ఉంది. జర్మన్ శాస్త్రవేత్త వాల్టర్ హోహ్మన్ దీనిగురించి అధ్యయనం చేసి ఆ వివరాలని 1925 లో ప్రచురించాడు. అందుకే అతని పేరే పెట్టారు,
ఒక గ్రహం నుండి మరో గ్రహానికి ప్రయాణించేటప్పుడు అతి తక్కువ ఇంధనం ఖర్చుతో ఆ ప్రయాణం చెయ్యాలంటే తీసుకోవాల్సిన పథమే ఈ హోహ్మన్ కక్ష్య. అలా ప్రయాణిస్తే సమయం ఎక్కువ పట్టొచ్చు గాని ఇంధనం చాలా తక్కువ అవుతుంది.
ఉదాహరణకి భూమి నుండి జూపిటర్ కి ప్రయాణించాలని అనుకుందాం. (నిజానికైతే కథలో ఈ సందర్భంలో జూపిటర్ నుండి భూమికి ప్రయాణించడానికి సిద్ధం అవుతున్నారు. కాని నాకు భూమి నుండి జూపిటర్ కి ప్రయాణించడానికి సంబంధించిన చిత్రాలే నెట్ లో దొరికాయి. ఈ సూత్రం వ్యతిరేక దిశలో ప్రయాణానికి కూడా వర్ర్తిస్తుంది. కనుక ప్రత్యేకించి కథలో సందర్భానికి తగ్గ బొమ్మ వెయ్యడానికి కొంచెం బద్ధకించాను. సద్దుకుపోదురూ!)
కింద చిత్రంలో సూర్యుడి చుట్టూ భూమి కక్ష్య, జూపిటర్ కక్ష్య కనిపిస్తున్నాయి. భూమి నుండి బయలుదేరబోతున్న వ్యో
మనౌక భూమితో పాటు సూర్యుడి చుట్టు 1 AU (astronomical unit, ఖగోళ ఏకాంకం=93 మిలియన్ మైళ్లు) దూరంలో తిరుగుతోంది. అలాగే జూపిటర్ ని చేరి అక్కడ వాలిన నౌక జూపిటర్ లాగే సూర్యుడి చుట్టు 5.2 AU దూరంలో సూర్యుడి చుట్టు తిరుగుతుంటుంది. ఇక్కణ్ణుంచి అక్కడికి చేరుకోడానికి ఏంటి మార్గం?అందుకు ముందు భూమి వద్ద నుండి బయలుదేరేటప్పుడు మన రాకెట్లని మండించి మన నౌక వేగం పెంచుకోవాలి. దాంతో మన నౌక భూమి కక్ష్య నుండి బయటపడి ఓ కొత్త దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్యలోకి (elliptical orbit) ప్రవేశిస్తుంది. ఈ కొత్త కక్ష్య ఎలా ఉండాలంటే, దాని perihelion (సూర్యుడికి అతి దగ్గరి బిందువు) 1 AU దూరంలో ఉంటే దాని aphelion (సూర్యుడికి అతి దూరపు బిందువు) 5.2 AU దూరంలో ఉండాలి. అలా భూమిని, భూమి కక్ష్యని వదిలిన నౌక ఆ తరువాత ఇంధనం వాడకుండానే జూపిటర్ (కక్ష్య) వరకు ప్రయాణిస్తుంది. (వైజాగ్
లో ’కేజీహెచ్ డౌన్’ లో ఇంజెన్ ఆఫ్ చేసి కిందికి దూసుకుపోయే స్కూటర్ల లా!!!)జూపిటర్ కక్ష్యని చేరుకున్న నౌక ఆ కక్షలో స్థిరంగా ప్రయాణించాలంటే దాని వేగాన్ని పెంచుకోవాలి, అంటే దాని వేగం జూపిటర్ వేగంతో సమానం అయ్యేట్టు చూసుకోవాలి. గ్రహం వేగంతో నౌక వేగం match కావాలన్నమాట. అలా వేగం పెంచుకోకపోతే, నౌక తిరిగి బుద్ధిగా ఇంటికి తిరిగొచ్చేస్తుంది. కనుక ఆ సందర్భంలో వేగం పెంచుకోడానికి రాకెట్లని మండిస్తే చాలు. అదీ సరిగ్గా తగినంత సేపే మండించాలి. వేగం మరీ ఎక్కువైతే జూపిటర్ కక్ష్యని దాటి పోయే ప్రమాదం ఉంది.
References:
http://en.wikipedia.org/wiki/Hohmann_transfer_orbit
http://www.polaris.iastate.edu/EveningStar/Unit6/unit6_sub2.htm
http://www.polaris.iastate.edu/EveningStar/Unit6/unit6_sub2.htm
కనుక ఖగోళశాస్త్రవేత్తలు ఉపద్రవాలని పక్కన పెట్టి మళ్లీ పరిణామాత్మక సిద్ధాంతాల వైపు మొగ్గు చూపారు. లాప్లాస్ ప్రతిపాదించిన నీహారికా సిద్ధాంతాన్ని మరొక్కసారి పరిశీలించసాగారు.
అయితే అప్పటికే విశ్వం గురించిన వాళ్ల అవగాహన గణనీయంగా విస్తరించింది. గెలాక్సీల ఆవిర్భవాన్ని అర్థం చేసుకోడానికి ప్రయత్నాలు జరుగుతున్నాయి. అంటే మన సౌరమండలం యొక్క ఆవిర్భవానికి అవసరమైన వాయు రాశుల కన్నా బృహత్తరమైన వాయు రాశుల గురించి మాట్లాడుతున్నాం అన్నమాట. అంత విస్తారమైన వాయురాశులు ఉన్నప్పుడు, ఆ వాయుప్రవాహంలో సంక్షోభం (turbulence) పుట్టి, అందులో చిన్న చిన్న సుడిగుండాలు ఏర్పడి, ఆ సుడిగుండాలే వివిధ ప్రత్యేక, సంఘనిత రాశులుగా ఏర్పడతాయని అర్థమయ్యింది.
1944 లో జర్మన్ ఖగోళశాస్త్రవేత్త కార్ల్ ఫాన్ వైత్సాకర్ ఈ భావనని చాలా లోతుగా శోధించాడు. అలాంటి బృహత్తరమైన ఖగోళవాయు రాశులలోని అతి పెద్ద రాశులలో గెలాక్సీలు రూపొందడానికి కావలసినంత పదార్థం ఉంటుందని అతడి విశ్లేషణలో తేలింది. అలాంటి సుడిగుండం ఒకటి సంక్షోభంగా సంకోచిస్తున్నప్పుడు, అందులో మరిన్ని చిన్న సుడిగుండాలు ఏర్పడతాయి. అలాంటి చిన్న సుడిగుండాలలో సౌరమండలాల రూపకల్పనకి కావలసినంత పదార్థం ఉండొచ్చు. అలా సౌరమండలాలని ఏర్పరచిన చిన్న సుడిగుండాల అంచులలో ఉండే మరింత చిన్న సుడిగుండాలలోంచి గ్రహాలు ఏర్పడవచ్చు. దగ్గర దగ్గరగా ఉన్న సుడిగుండాలు ఒకదాన్నొకటి తాకుతూ, మరలో చక్రాలలా ఒక దాన్నొకటి రాసుకుంటూ పరిభ్రమించవచ్చు. అలాంటి ప్రదేశంలో రేణువులు ఒకదాన్నొకటి ఢీకొంటూ ఒక సంఘటిత రాశిగా ఏర్పడవచ్చు. అక్కణ్ణుంచే గ్రహాలు, గ్రహశకలాలు పుడతాయి.
వైత్సాకర్ ప్రతిపాదించిన ఈ సిద్ధాంతం సమంజసంగానే ఉన్నా, లాప్లాస్ సిద్ధాంతం ఏ సమస్యనైతే ఎదుర్కుందో, ఇది కూడా అదే సమస్యని ఎదుర్కుంది. గ్రహాల కోణీయ ద్రవ్యవేగానికి సంబంధించిన సమస్యని ఇది కూడా తీర్చలేకపోయింది. అప్పుడు స్వీడెన్ కి చెందిన హానెస్ ఆల్ఫెన్ అనే ఖగోళశాస్త్రవేత్త సూర్యుడి యొక్క అయస్కాంత శక్తిని పరిగణన లోకి తీసుకుంటూ ఓ కొత్త సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించాడు. యవ్వన దశలో ఉన్న సూర్యుడు గిర్రున పరిభ్రమిస్తున్నప్పుడు దాని అయస్కాంత క్షేత్రం దాని కదలికకి కళ్లెం వేసింది. ఆ విధంగా సూర్యుడు నెమ్మదించి, తన కోణీయ ద్రవ్యవేగాన్ని గ్రహాలకి ఆపాదించాడు. ఈ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ప్రభావాన్ని ప్రవేశపెడుతూ ఖగోళశాస్త్రవేత్త ఫ్రెడ్ హొయల్ పైన చెప్పుకున్న వైజ్క్రాకర్ చెప్పిన సిద్ధాంతాన్ని మరింత విస్తరింపజేశాడు. ఆ విధంగా గురుత్వ, అయస్కాంత బలాలని కలగలిపి రూపొందించబడ్డ ఈ సిద్ధాంతం అప్పట్లో సౌరమండలం యొక్క ఆవిర్భవానికి సంబంధించిన అత్యంత శ్రేష్టమైన సిద్ధాంతంగా పేరుపొందింది.
అయితే అప్పటికే విశ్వం గురించిన వాళ్ల అవగాహన గణనీయంగా విస్తరించింది. గెలాక్సీల ఆవిర్భవాన్ని అర్థం చేసుకోడానికి ప్రయత్నాలు జరుగుతున్నాయి. అంటే మన సౌరమండలం యొక్క ఆవిర్భవానికి అవసరమైన వాయు రాశుల కన్నా బృహత్తరమైన వాయు రాశుల గురించి మాట్లాడుతున్నాం అన్నమాట. అంత విస్తారమైన వాయురాశులు ఉన్నప్పుడు, ఆ వాయుప్రవాహంలో సంక్షోభం (turbulence) పుట్టి, అందులో చిన్న చిన్న సుడిగుండాలు ఏర్పడి, ఆ సుడిగుండాలే వివిధ ప్రత్యేక, సంఘనిత రాశులుగా ఏర్పడతాయని అర్థమయ్యింది.
1944 లో జర్మన్ ఖగోళశాస్త్రవేత్త కార్ల్ ఫాన్ వైత్సాకర్ ఈ భావనని చాలా లోతుగా శోధించాడు. అలాంటి బృహత్తరమైన ఖగోళవాయు రాశులలోని అతి పెద్ద రాశులలో గెలాక్సీలు రూపొందడానికి కావలసినంత పదార్థం ఉంటుందని అతడి విశ్లేషణలో తేలింది. అలాంటి సుడిగుండం ఒకటి సంక్షోభంగా సంకోచిస్తున్నప్పుడు, అందులో మరిన్ని చిన్న సుడిగుండాలు ఏర్పడతాయి. అలాంటి చిన్న సుడిగుండాలలో సౌరమండలాల రూపకల్పనకి కావలసినంత పదార్థం ఉండొచ్చు. అలా సౌరమండలాలని ఏర్పరచిన చిన్న సుడిగుండాల అంచులలో ఉండే మరింత చిన్న సుడిగుండాలలోంచి గ్రహాలు ఏర్పడవచ్చు. దగ్గర దగ్గరగా ఉన్న సుడిగుండాలు ఒకదాన్నొకటి తాకుతూ, మరలో చక్రాలలా ఒక దాన్నొకటి రాసుకుంటూ పరిభ్రమించవచ్చు. అలాంటి ప్రదేశంలో రేణువులు ఒకదాన్నొకటి ఢీకొంటూ ఒక సంఘటిత రాశిగా ఏర్పడవచ్చు. అక్కణ్ణుంచే గ్రహాలు, గ్రహశకలాలు పుడతాయి.
వైత్సాకర్ ప్రతిపాదించిన ఈ సిద్ధాంతం సమంజసంగానే ఉన్నా, లాప్లాస్ సిద్ధాంతం ఏ సమస్యనైతే ఎదుర్కుందో, ఇది కూడా అదే సమస్యని ఎదుర్కుంది. గ్రహాల కోణీయ ద్రవ్యవేగానికి సంబంధించిన సమస్యని ఇది కూడా తీర్చలేకపోయింది. అప్పుడు స్వీడెన్ కి చెందిన హానెస్ ఆల్ఫెన్ అనే ఖగోళశాస్త్రవేత్త సూర్యుడి యొక్క అయస్కాంత శక్తిని పరిగణన లోకి తీసుకుంటూ ఓ కొత్త సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించాడు. యవ్వన దశలో ఉన్న సూర్యుడు గిర్రున పరిభ్రమిస్తున్నప్పుడు దాని అయస్కాంత క్షేత్రం దాని కదలికకి కళ్లెం వేసింది. ఆ విధంగా సూర్యుడు నెమ్మదించి, తన కోణీయ ద్రవ్యవేగాన్ని గ్రహాలకి ఆపాదించాడు. ఈ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క ప్రభావాన్ని ప్రవేశపెడుతూ ఖగోళశాస్త్రవేత్త ఫ్రెడ్ హొయల్ పైన చెప్పుకున్న వైజ్క్రాకర్ చెప్పిన సిద్ధాంతాన్ని మరింత విస్తరింపజేశాడు. ఆ విధంగా గురుత్వ, అయస్కాంత బలాలని కలగలిపి రూపొందించబడ్డ ఈ సిద్ధాంతం అప్పట్లో సౌరమండలం యొక్క ఆవిర్భవానికి సంబంధించిన అత్యంత శ్రేష్టమైన సిద్ధాంతంగా పేరుపొందింది.
సమాప్తం
1905 లో థామస్ క్రౌడర్ చాంబర్లేన్ మరియు ఫారెస్ట్ రే మౌల్టన్ అనే ఇద్దరు అమెరికన్ శాస్త్రవేత్తలు ఓ కొత్త సిద్ధాంతాన్ని రూపొందించారు. మన సూర్యుడితో మరో తార ఇంచుమించు ఢీ కొన్న పరిస్థితి ఏర్పడ్డప్పుడు, గ్రహాలు ఉద్భవించాయని వారి సిద్ధాంతం. ఆ సమాగామం వల్ల రెండు తారల నుండి ద్రవ్యరాశి బయటికి లాగబడింది. తదనంతరం మన సూర్యుడి చుట్టూ మిగిలిన ధూళిసందోహాలు సంఘనితమై అల్పగ్రహాలుగా (planetesimals) గా ఏర్పడి, తరువాత అవి గ్రహాలుగా ఏర్పడ్డాయి. దీన్నే ’అల్పగ్రహ ప్రతిపాదన’ (planetesimal hypothesis) అంటారు. ఇక కోణీయ ద్రవ్యవేగం సమస్యకి వస్తే, జేమ్స్ హాప్వుడ్ జీన్స్, మరియు హరోల్డ్ జెఫ్రీస్ అనే ఇద్దరు బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్తలు 1918 లో తరంగ ప్రతిపాదన (tidal hypothesis) ని ప్రకటించారు. మన సూర్యుడి దరిదాపుల నుండి సాగిపోతున్న ఆ తార యొక్క గురుత్వాకర్షణ వల్ల, సూర్యుడి నుండి బయటకు లాగబడ్డ ద్రవ్యరాశిని కొంత పక్కకి నెట్టడం వల్ల వాటికి కోణీయద్రవ్యవేగం అబ్బిందని ఈ సిద్ధాంతం చెప్తుంది.
ఈ ఉపద్రవాత్మక సిద్ధాంతం నిజమే అయితే గ్రహవ్యవస్థలు చాలా అరుదుగా మాత్రమే కనిపించాలి. తారల మధ్య దూరాలు ఎంత ఎక్కువ అంటే వాటి మధ్య అభిఘాతాలు (collisions) చాలా అరుదుగా మాత్రమే జరగాలి. సూపర్నోవాలు ఎంత సామాన్యంగా ఉంటాయో, అందులో 1/10,000 వంతు సామాన్యంగా ఇలా తారల మధ్య అభిఘాతాలు జరుగుతాయి. ఒక గెలాక్సీ జీవితకాలం మొత్తంలో అలాంటి అభిఘాతాలు పది కన్నా ఎక్కువ జరిగే అవకాశం లేదని అంచనా.
ఆ విధంగా ఉపద్రవాల సహాయంతో గ్రహాల ఆవిర్భవాన్ని వివరించడానికి చేసిన ప్రయత్నాలన్నీ తప్పని మరింత లోతైన గణితపరమైన శోధనలో తేలింది. సూర్యుడు పక్క నుండి ఓ తార పోవడం అంటూ జరిగితే ఆ పరిణామానికి ఫలితంగా గ్రహాలు సూర్యుడు నుండి ప్రస్తుత దూరాల కన్నా వెయ్యి రెట్లు దూరంలో ఉండాలని నిరూపించాడు రసెల్ అనే శాస్త్రవేత్త. పోనీ తారలు పక్క పక్క నుండి దాటిపోవడం కాకుండా, రకరకాలుగా ఢీకొనడమే జరిగి ఉంటుంది అనుకున్నా ఆశించిన ఫలితాలు రాలేదు. 1930 లలో లిటిల్టన్ అనే శాస్త్రవేత్త రెండు తారలకి బదులుగా, మూడు తారలు ఢీకొని ఉంటాయని సూచించాడు. తదనంతరం ఖగోళశాస్త్రవేత్త ఫ్రెడ్ హొయల్ సూర్యుడికి తోడుగా మరో సహతార ఉండి ఉంటుందని, అది ఒక దశలో సూపర్నోవాగా మారిపోతూ బహుమానంగా మన సూర్యుడికి ఈ గ్రహాలని విడిచిపెట్టి పోయిందని సూచించాడు.
అయితే 1939 లో అమెరికన్ ఖగోళశస్త్రవేత్త లైమన్ స్పిట్జర్ మరో ముఖ్యమైన విషయాన్ని నిరూపించాడు. సూర్యుడి నుండి వెలువడ్డ ఏ పదార్థమైనా ఎంత వేడిగా ఉంటుందంటే అది విరళమైన వాయువుగానే మిగిలిపోతుందని, ఘనీభవించి గ్రహశకలాలుగా మారదని నిరూపించాడు. కాని తదనంతరం 1965 లో బ్రిటిష్ ఖగోళశాస్త్రవేత్త ఎమ్.ఎమ్. వూల్ఫ్ సన్ ఈ నిర్బంధాన్ని తొలగిస్తూ మరో చక్కని సూచన చేశాడు. సూర్యుడి చుట్టూ గ్రహాలు ఏర్పడడానికి వాడబడ్డ పదార్థం, చెల్లాచెదురై, చల్లగా ఉన్న ఓ తార నుండి వచ్చి ఉంటుందని, కనుక అది అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పుట్టిన పదార్థం కానక్కర్లేదని అతడు సూచించాడు. ఏదేమైనా ఉపద్రవం మీద ఆధారపడ్డ సిద్ధాంతాలన్నిటికి చివరికి చుక్కెదురే అయ్యింది.
కనుక ఖగోళశాస్త్రవేత్తలు ఉపద్రవాలని పక్కన పెట్టి మళ్లీ పరిణామాత్మక సిద్ధాంతాల వైపు మొగ్గు చూపారు. లాప్లాస్ ప్రతిపాదించిన నీహారికా సిద్ధాంతాన్ని మరొక్కసారి పరిశీలించసాగారు.
(సశేషం…)
image credits:
సౌరమండలం యొక్క ఆవిర్భావాన్ని గురించిన సిద్ధాంతాల తీరు ఆ విధంగా ఉండేది. కాని ఈ సిద్ధాంతాలతో ఎన్నో చిక్కు సమస్యలు తలెత్తాయి. ఉదాహరణకి అత్యంత బలహీనమైన గురుత్వాకర్షణ యొక్క ప్రభావం వల్ల అంత విరళమైన వాయు రాశి సంఘనితం కావడం ఎలా సాధ్యమో అర్థం కాలేదు. తదనంతర కాలంలో ఈ సంఘననానికి కారణమైన మరో ప్రక్రియని కూడా శాస్త్రవేత్తలు ప్రతిపాదించారు. అదే కాంతి చేసే ఒత్తిడి. అంతరిక్షంలో ఉండే రేణువుల మీద అన్ని దిశల నుండి కిరణాలు పడుతుంటాయి. ఇప్పుడు రెండు రేణువులు ఒక దాని నీడ మరో దాని మీద పడేటంతగా సన్నిహితం అయ్యాయి అనుకుందాం. ఇప్పుడు ఆ రేణువులకి "బయటి" వైపున కాంతి ఒత్తిడి, "లోపలి" వైపున కాంతి ఒత్తిడి కన్నా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఆ కారణం చేత అవి ఇంకా దగ్గరగా వస్తాయి. అలా దగ్గరవుతున్న కొలది వాటి మధ్య గురుత్వాకర్షణ పెరిగి వాటి సమాగమనం మరింత వేగవంతం అవుతుంది.
సూర్యుడు ఆ విధంగా రూపొందితే, మరి గ్రహాల మాటేమిటి? అవి ఎలా పుట్టాయి? 1755 లో ఇమాన్యుయెల్ కాంట్ , మరియు 1796 లో పియర్ సిమొన్ ద లాప్లాస్ లు ఈ ప్రశ్నకి సమాధానాల కోసం తొలి ప్రయత్నాలు చేశారు. ఇద్దరిలో లాప్లాస్ వర్ణన మరింత వివరంగా ఉంది.
లాప్లాస్ వర్ణన ప్రకారం ఆరంభ దశలోనే విశాల ధూళి మేఘం పరిభ్రమిస్తూ ఉంటుంది. అది కుంచించుకుంటున్న కొలది దాని పరిభ్రమణ వేగం హెచ్చవుతూ ఉంటుంది. దానికి సారూప్యంగా స్కేటింగ్ చేస్తున్న వ్యక్తిని తీసుకుందాం. ఒక వ్యక్తి స్కేటింగ్ చేస్తూ చేతులు చాచి తన చుట్టూ తాను గిర్రున తిరుగుతున్నాడు అనుకుందాం. ఇప్పుడు మెల్లగా చేతులు దగ్గరికి తీసుకుని ఛాతీకి ఆనించుకుంటే, అతడి ఆత్మభ్రమణ వేగం పెరుగుతుంది. దానికి కారణం కోణీయ ద్రవ్య వేగం యొక్క నిత్యత్వమే (conservation of angular momentum). కోణియ ద్రవ్యవేగం వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి మీద, దాని వేగం మీద, భ్రమణాక్షం నుండి దాని దూరం మీద ఆధారపడుతుంది. భ్రమణాక్షం నుండి దూరం తగ్గినప్పుడు, ఆ తగ్గుదలని పరిపూరించడానికి (compensate) వేగం పెరుగుతుంది. ఆ విధంగా తన అక్షం మీద ధూళి మేఘం వేగంగా పరిభ్రమిస్తున్నప్పుడు, దాని భూమధ్య రేఖ నుండి పదార్థం విసరివేయబడసాగంది, పదార్థం నష్టం కావడం వల్ల కొంత కోణీయద్రవ్యవేగం తగ్గింది. అందువల్ల ఆ ధూళిమేఘం మరి కొంచెం నెమ్మదించింది. దాని గురుత్వాకర్షణకి లోనై మరింత కుంచించుకుంది, దాంతో మళ్లీ వేగం పెరిగి మళ్లీ కొంత ద్రవ్యరాశిని బయటికి విసిరేసింది.ఆ విధంగా కుంచించుకుంటున్న సూర్యుడి చుట్టూ వలయాలుగా ద్రవ్యరాశి విస్తరంచింది. ఆ వలయాలు ఇంకా ఇంకా కుంచించుకుని గ్రహాలుగా మారాయి. ఆ గ్రహాల నుంచి కూడా అదే విధంగా పదార్థం వెలువడి వలయాలుగా మారి, దాని నుండి ఉపగ్రహాలు ఏర్పడ్డాయి. ఇదీ లాప్లాస్ సిద్ధాంతం.
లాప్లాస్ ప్రతిపాదించిన ఈ ’నీహారికా సిద్ధాంతం’ (nebular hypothesis) సౌరమండలం యొక్క ప్రధాన రూపురేఖలని బాగానే వివరిస్తున్నట్టు అనిపించింది. కొన్ని చిన్నచిన్న విషయాలని కూడా ఆ సిద్ధాంతం వివరించగలిగింది.
ఉదాహరణకి సాటర్న్ చుట్టూ ఉండే ధూళి వలయాలు ఆ విధంగా ఏర్పడినవే కావచ్చు. వాటిలోని ద్రవ్యరాశి మొత్తాన్ని కలుపుకుంటే పెద్ద ఉపగ్రహమే ఏర్పడుతుంది. అలాగే మార్స్, జూపిటర్ కక్ష్యల మధ్య స్థిరకక్ష్యలో సూర్యుడి చుట్టు తిరిగే గ్రహశకల వలయం (asteroid belt) ఒకటి ఉంది. అందులోని పదార్థం కూడా గ్రహంగా ఏర్పడకుండా మిగిలిపోయిన పదార్థం యొక్క అవశేషమే కావచ్చు. ఇక వీటికి తోడు సూర్యుడి శక్తికి మూలం నెమ్మదిగా సాగే దాని సంకోచమే ననే హెల్మ్ హోల్జ్, కెల్విన్ మొదలైన వారి భావనలు కూడా ఈ రకమైన చింతనకి వత్తాసు పలుకుతున్నట్టు ఉన్నాయి.
పందొమ్మిదవ శతాబ్దంలో అధికభాగం ఈ నీహారికా సిద్ధాంతమే చలామణి అయ్యింది. కాని శతాబ్దం ముగిసే లోపే ఆ సిద్ధాంతంలో దోషాలు కనిపించసాగాయి. 1850 లో జేమ్స్ క్లార్క్ మాక్స్వెల్ అనే భౌతిక శాస్త్రవేత్త సాటర్న్ చుట్టూ ఉండే వలయాలని గణితపరంగా విశ్లేషిస్తూ ఓ కొత్త విషయాన్ని కనుక్కున్నాడు. ఒక వస్తువు నుండి విసిరివేయబడ్డ వాయుపదార్థం ఎప్పుడూ చిన్న చిన్న రేణువుల్లా మాత్రమే ఘనీభవించగలదని నిరూపించాడు. సాటర్న్ చుట్టూ ఏర్పడ్డ వలయాలు అలంటివే నన్నాడు. అవన్నీ కలిసి ఓ సంఖనిత రాశిగా, ఓ కఠినమైన పెద్ద వస్తువుగా ఎన్నటికీ మారలేవని, అలా మారక ముందు ఆ పదార్థాన్ని విక్షేపించిన వస్తువు యొక్క గురుత్వాకర్షణ కొత్తగా ఏర్పడుతున్న వస్తువుని ఛిన్నాభిన్నం చేస్తుందని సిద్ధాంతీకరించాడు.
ఈ పరిణామాలలో కోణీయ ద్రవ్యవేగానికి (angular momentum) కూడా ఓ ముఖ్యపాత్ర ఉంది. ద్రవ్య రాశి దృష్ట్యా చూస్తే సౌరమండలంలో ఒక 0.1% మాత్రమే ఉండే గ్రహాల కోణీయద్రవ్యవేగం మాత్రం సౌరమండలం యొక్క మొత్తం కోణీయద్రవ్యవేగంలో 98% కలిగి ఉంటాయట! సౌరమండలంలో మొత్తం కోణీయద్రవ్యవేగంలో జూపిటర్ కోణీయద్రవ్యవేగమే 60% ఉంటుంది. సౌరమండలానికి మూలమైన ఆదిమ నీహారిక యొక్క కోణీయద్రవ్యవేగంలో చాలా చిన్న భాగం మాత్రమే సూర్యుడిలో మిగిలి ఉంది. ఆ నీహారిక యొక్క కోణీయద్రవ్యవేగంలో ఇంచుమించు అంతా ఆ విధంగా దాని నుండి వెలువడ్డ వలయాలలోకి ఎలా ప్రవేశించింది? ఇది ఇలా ఉండగా జూపిటర్, సాటర్న్ గ్రహాల విషయంలో ఈ సమస్య మరింత విడ్డూరంగా కనిపించింది. చుట్టూ బోలెడు ఉపగ్రహాలు తిరుగుతూ, చిన్న తరహా సౌరమండలాలలా విలసిల్లే ఈ రెండు గ్రహాలూ, సౌరమండలం లాగానే రూపొందాయి అనుకుంటే, మరి ఈ గ్రహాల విషయంలో, అధిక శాతం కోణీయద్రవ్యవేగం గ్రహంలోనే ఉంటూ, ఉపగ్రహాలలో చాలా తక్కువ భాగమే ఉండడం కనిపిస్తుంది. ఈ విచిత్రానికి కారణం ఎవరికీ అర్థం కాలేదు.
1900 కల్లా ఈ నీహారికా సిద్ధాంతం ఇంచుమించు పూర్తిగా మట్టిగలిసి పోయినట్టే. క్రమ పరివర్తన చేత సౌరమండలం ఏర్పడి ఉంటుందన్న ఆలోచనకి తిలోదకాలు వొదిలేశారు. దాని స్థానంలో మునుపటి ఉపద్రవాత్మక సిద్ధాంతానికి (catastrophic theory) ఊపిరిపోసే ప్రయత్నం మొదలయ్యింది.
(సశేషం…)
సూర్యుడు ఆ విధంగా రూపొందితే, మరి గ్రహాల మాటేమిటి? అవి ఎలా పుట్టాయి? 1755 లో ఇమాన్యుయెల్ కాంట్ , మరియు 1796 లో పియర్ సిమొన్ ద లాప్లాస్ లు ఈ ప్రశ్నకి సమాధానాల కోసం తొలి ప్రయత్నాలు చేశారు. ఇద్దరిలో లాప్లాస్ వర్ణన మరింత వివరంగా ఉంది.
లాప్లాస్ వర్ణన ప్రకారం ఆరంభ దశలోనే విశాల ధూళి మేఘం పరిభ్రమిస్తూ ఉంటుంది. అది కుంచించుకుంటున్న కొలది దాని పరిభ్రమణ వేగం హెచ్చవుతూ ఉంటుంది. దానికి సారూప్యంగా స్కేటింగ్ చేస్తున్న వ్యక్తిని తీసుకుందాం. ఒక వ్యక్తి స్కేటింగ్ చేస్తూ చేతులు చాచి తన చుట్టూ తాను గిర్రున తిరుగుతున్నాడు అనుకుందాం. ఇప్పుడు మెల్లగా చేతులు దగ్గరికి తీసుకుని ఛాతీకి ఆనించుకుంటే, అతడి ఆత్మభ్రమణ వేగం పెరుగుతుంది. దానికి కారణం కోణీయ ద్రవ్య వేగం యొక్క నిత్యత్వమే (conservation of angular momentum). కోణియ ద్రవ్యవేగం వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి మీద, దాని వేగం మీద, భ్రమణాక్షం నుండి దాని దూరం మీద ఆధారపడుతుంది. భ్రమణాక్షం నుండి దూరం తగ్గినప్పుడు, ఆ తగ్గుదలని పరిపూరించడానికి (compensate) వేగం పెరుగుతుంది. ఆ విధంగా తన అక్షం మీద ధూళి మేఘం వేగంగా పరిభ్రమిస్తున్నప్పుడు, దాని భూమధ్య రేఖ నుండి పదార్థం విసరివేయబడసాగంది, పదార్థం నష్టం కావడం వల్ల కొంత కోణీయద్రవ్యవేగం తగ్గింది. అందువల్ల ఆ ధూళిమేఘం మరి కొంచెం నెమ్మదించింది. దాని గురుత్వాకర్షణకి లోనై మరింత కుంచించుకుంది, దాంతో మళ్లీ వేగం పెరిగి మళ్లీ కొంత ద్రవ్యరాశిని బయటికి విసిరేసింది.ఆ విధంగా కుంచించుకుంటున్న సూర్యుడి చుట్టూ వలయాలుగా ద్రవ్యరాశి విస్తరంచింది. ఆ వలయాలు ఇంకా ఇంకా కుంచించుకుని గ్రహాలుగా మారాయి. ఆ గ్రహాల నుంచి కూడా అదే విధంగా పదార్థం వెలువడి వలయాలుగా మారి, దాని నుండి ఉపగ్రహాలు ఏర్పడ్డాయి. ఇదీ లాప్లాస్ సిద్ధాంతం.
లాప్లాస్ ప్రతిపాదించిన ఈ ’నీహారికా సిద్ధాంతం’ (nebular hypothesis) సౌరమండలం యొక్క ప్రధాన రూపురేఖలని బాగానే వివరిస్తున్నట్టు అనిపించింది. కొన్ని చిన్నచిన్న విషయాలని కూడా ఆ సిద్ధాంతం వివరించగలిగింది.
ఉదాహరణకి సాటర్న్ చుట్టూ ఉండే ధూళి వలయాలు ఆ విధంగా ఏర్పడినవే కావచ్చు. వాటిలోని ద్రవ్యరాశి మొత్తాన్ని కలుపుకుంటే పెద్ద ఉపగ్రహమే ఏర్పడుతుంది. అలాగే మార్స్, జూపిటర్ కక్ష్యల మధ్య స్థిరకక్ష్యలో సూర్యుడి చుట్టు తిరిగే గ్రహశకల వలయం (asteroid belt) ఒకటి ఉంది. అందులోని పదార్థం కూడా గ్రహంగా ఏర్పడకుండా మిగిలిపోయిన పదార్థం యొక్క అవశేషమే కావచ్చు. ఇక వీటికి తోడు సూర్యుడి శక్తికి మూలం నెమ్మదిగా సాగే దాని సంకోచమే ననే హెల్మ్ హోల్జ్, కెల్విన్ మొదలైన వారి భావనలు కూడా ఈ రకమైన చింతనకి వత్తాసు పలుకుతున్నట్టు ఉన్నాయి.
పందొమ్మిదవ శతాబ్దంలో అధికభాగం ఈ నీహారికా సిద్ధాంతమే చలామణి అయ్యింది. కాని శతాబ్దం ముగిసే లోపే ఆ సిద్ధాంతంలో దోషాలు కనిపించసాగాయి. 1850 లో జేమ్స్ క్లార్క్ మాక్స్వెల్ అనే భౌతిక శాస్త్రవేత్త సాటర్న్ చుట్టూ ఉండే వలయాలని గణితపరంగా విశ్లేషిస్తూ ఓ కొత్త విషయాన్ని కనుక్కున్నాడు. ఒక వస్తువు నుండి విసిరివేయబడ్డ వాయుపదార్థం ఎప్పుడూ చిన్న చిన్న రేణువుల్లా మాత్రమే ఘనీభవించగలదని నిరూపించాడు. సాటర్న్ చుట్టూ ఏర్పడ్డ వలయాలు అలంటివే నన్నాడు. అవన్నీ కలిసి ఓ సంఖనిత రాశిగా, ఓ కఠినమైన పెద్ద వస్తువుగా ఎన్నటికీ మారలేవని, అలా మారక ముందు ఆ పదార్థాన్ని విక్షేపించిన వస్తువు యొక్క గురుత్వాకర్షణ కొత్తగా ఏర్పడుతున్న వస్తువుని ఛిన్నాభిన్నం చేస్తుందని సిద్ధాంతీకరించాడు.
ఈ పరిణామాలలో కోణీయ ద్రవ్యవేగానికి (angular momentum) కూడా ఓ ముఖ్యపాత్ర ఉంది. ద్రవ్య రాశి దృష్ట్యా చూస్తే సౌరమండలంలో ఒక 0.1% మాత్రమే ఉండే గ్రహాల కోణీయద్రవ్యవేగం మాత్రం సౌరమండలం యొక్క మొత్తం కోణీయద్రవ్యవేగంలో 98% కలిగి ఉంటాయట! సౌరమండలంలో మొత్తం కోణీయద్రవ్యవేగంలో జూపిటర్ కోణీయద్రవ్యవేగమే 60% ఉంటుంది. సౌరమండలానికి మూలమైన ఆదిమ నీహారిక యొక్క కోణీయద్రవ్యవేగంలో చాలా చిన్న భాగం మాత్రమే సూర్యుడిలో మిగిలి ఉంది. ఆ నీహారిక యొక్క కోణీయద్రవ్యవేగంలో ఇంచుమించు అంతా ఆ విధంగా దాని నుండి వెలువడ్డ వలయాలలోకి ఎలా ప్రవేశించింది? ఇది ఇలా ఉండగా జూపిటర్, సాటర్న్ గ్రహాల విషయంలో ఈ సమస్య మరింత విడ్డూరంగా కనిపించింది. చుట్టూ బోలెడు ఉపగ్రహాలు తిరుగుతూ, చిన్న తరహా సౌరమండలాలలా విలసిల్లే ఈ రెండు గ్రహాలూ, సౌరమండలం లాగానే రూపొందాయి అనుకుంటే, మరి ఈ గ్రహాల విషయంలో, అధిక శాతం కోణీయద్రవ్యవేగం గ్రహంలోనే ఉంటూ, ఉపగ్రహాలలో చాలా తక్కువ భాగమే ఉండడం కనిపిస్తుంది. ఈ విచిత్రానికి కారణం ఎవరికీ అర్థం కాలేదు.
1900 కల్లా ఈ నీహారికా సిద్ధాంతం ఇంచుమించు పూర్తిగా మట్టిగలిసి పోయినట్టే. క్రమ పరివర్తన చేత సౌరమండలం ఏర్పడి ఉంటుందన్న ఆలోచనకి తిలోదకాలు వొదిలేశారు. దాని స్థానంలో మునుపటి ఉపద్రవాత్మక సిద్ధాంతానికి (catastrophic theory) ఊపిరిపోసే ప్రయత్నం మొదలయ్యింది.
(సశేషం…)
సౌరమండలం ఆవిర్భావాన్ని గురించిన మొట్టమొదటి ఊహాగానాల గురించి ఈ వ్యాసం. ఈ విషయం గురించి రెండు విభిన్న సిద్ధాంతాల మధ్య సంఘర్షణని వర్ణిస్తుంది ఈ వ్యాసం. సౌరమండలం, అందులోని వివిధ అంశాలు ఉపద్రవాత్మకంగా పుట్టుకొచ్చాయని ఒక సిద్ధాంతం, కాదు క్రమమైన పరిణామానికి ఫలితంగా పుట్టాయని మరొక సిద్ధాంతం అంటుంది. భౌతిక శాస్త్రం అభివృద్ధి చెందుతున్న కొద్ది, సౌరమండలం గురించి మరింత సమాచారం పోగవుతున్న కొద్ది ఈ సిద్ధాంతాలలో స్పష్టత వచ్చిన తీరు ఇక్కడ వర్ణించబడుతుంది.
ఐసాక్ అసిమోవ్ రాసిన “Guide to Science” లో,’భూమి’ అనే అధ్యాయం, ఈ వ్యాసానికి మూలం.
సౌరమండలం యొక్క ఆవిర్భావం
విశాల విశ్వానికి ఎల్లలు లేకపోవచ్చు గాక. దాని బృహత్తు ముందు భూమి అత్యల్పంగా కనిపించొచ్చు గాక. కాని ఈ భూమే మనిషికి ఇల్లు. ఇదే మన ఇల్లు. మానవుడు అధునాతన వ్యోమనౌకలలో ఇరుగు పొరుగు గ్రహాలన్నీ ఎంత కలయదిరిగినా చిట్టచివరికి ఈ ఇంటికి తిరిగి రావాలసిందే.
న్యూటన్ కాలం నుండే విశ్వారంభానికి సంబంధించిన సమస్య గురించి, భూమి పుట్టుకకి సంబంధించిన సమస్య గురించి వేరువేరుగా ఆలోచించడం మొదలెట్టారు. అప్పటికే సౌరమండలానికి సంబంధించిన పరిశీలనల దృష్ట్యా సౌరమండలం యొక్క విన్యాసం గురించి, గ్రహ చలనాల గురించి కొన్ని సామాన్య విషయాలు బయటపడ్డాయి.
1. ముఖ్య గ్రహాలన్నీ సూర్యుడి సూర్యమధ్యరేఖ (sun's equator) ఉన్న తలంలోనే సూర్యుడి చుట్టూ వృత్తాకార కక్ష్యలో తిరుగుతాయి. అంటే సూర్యుడు, గ్రహాలు అన్నీ ఇంచుమించు ఓ సమతలం మీద ఇమిడిపోతాయి అన్నమాట.
2. ముఖ్య గ్రహాలన్నీ సూర్యుడి చుట్టూ ఒకే దిశలో తిరుగుతుంటాయి. సౌరమండలం పై నుండి అంటే ధృవనక్షత్రం ఉన్న వైపు నుండి సౌరమండలం కేసి చూస్తే గ్రహాలన్నీ అపసవ్య దిశలో తిరుగుతూ కనిపిస్తాయి.
3. ప్రతీ ముఖ్య గ్రహం (కొన్ని మినహాయింపులని పక్కన పెడితే) సూర్యుడి చుట్టూ అపసవ్య దిశలో తిరిగినట్టే దాని అక్షం మీద అది (ఆత్మభ్రమణం) అపసవ్యదిశలో తిరుగుతుంటుంది. సూర్యుడి ఆత్మభ్రమణం కూడా అపసవ్య దిశలోనే జరుగుతుంది.
4. సూర్యుడి నుండి గ్రహాల దూరం క్రమంగా పెరుగుతుంది. గ్రహ కక్ష్యలు ఇంచుమించు వృత్తాకారంలోనే ఉంటాయి.
5. ఉపగ్రహాలన్నీ (కొన్ని మినహాయింపులని పక్కన పెడితే) వాటి సంబంధిత గ్రహాల చుట్టూ ఇంచుమించు వృత్తాకార కక్ష్యలలో ఆయా గ్రహాల గ్రహమధ్య రేఖ ఉన్న తలంలో, అపసవ్య దిశలో తిరుగుతుంటాయి.
గ్రహాల, ఉపగ్రహాల చలనాలలో కనిపించే ఇంత క్రమబద్ధతని గమనిస్తే మొత్తం సౌరమండలం ఓ ఏకైక మూలం నుండి ఉద్భవించి ఉండొచ్చు ననిపిస్తుంది. ఇంతకీ ఏంటా మూలం? సౌరమండలాన్ని పుట్టించిన ఆ ప్రక్రియ ఎటువంటిది? సౌరమండలం యొక్క ఆవిర్భావాన్ని వర్ణించే సిద్ధాంతాలు రెండు రకాలు. 1) ఉపద్రవాత్మక సిద్ధాంతం, 2) పరిణామాత్మక సిద్ధాంతం. వీటిలో మొదటిదైన ఉపద్రవాత్మక సిద్ధాంతం ప్రకారం సూర్యుడు తటాలున ఏమీ లేని శూన్యంలో ఒక్కసారిగా ప్రత్యక్షం అయ్యాడు; అదే విధంగా మరో విస్ఫోటాత్మక ప్రక్రియ లోంచి గ్రహాలు ఉద్భవించాయి. ఇక రెండవదైన పరిణామాత్మక సిద్ధాంతం ప్రకారం మొత్తం సౌరమండలం అంతా ఓ క్రమపద్ధతిలో కొన్ని మూలాంశాల నుండి ఆవిర్భవించింది.
పద్దెనిమిదవ శతాబ్దంలో కూడా ప్రళయానికి సంబంధించిన బైబిల్ కథల ప్రభావం శాస్త్రవేత్తల మనసుల మీద బలంగా ఉండేది. అందుకే కాబోలు భూమి చరిత్ర అంతా పెద్ద పెద్ద ఉపద్రవాలతో కూడుకుని ఉన్నట్టుగా ఊహించుకునేవారు. మరి చరిత్ర పొడవునా ఎన్నో ఉపద్రవాలు ఉన్నప్పుడు, చరిత్ర ఆరంభంలో ఓ మహా ఉపద్రవం జరిగినట్టు ఊహించుకోవడంలో ఆశ్చర్యం లేదు. అలాంటి ఊహాగానాలలో ఒకటి ఫ్రాన్స్ కి చెందిన ప్రకృతి శాస్త్రవేత్త జార్జ్ లూయీ లెక్రెక్ ద బఫాన్ ప్రతిపాదించిన సిద్ధాంతం. సూర్యుడితో ఓ పెద్ద తోకచుక్క ఢీకొన్నప్పుడు సౌరమండలం పుట్టిందని ఇతడు ప్రతిపాదించాడు. అయితే సూర్యుడితో పోల్చితే తోకచుక్కలు అత్యల్పమైన మట్టిగడ్డలని తదనంతరం తెలిసొచ్చాక సిద్ధాంతం మూలనపడింది.
ఇక పందొమ్మిదవ శతాబ్దంలో ఉపద్రవాలకి బదులు, నెమ్మదిగా పని చేసే దీర్ఘకాలిక ప్రకృతి చర్యలలో సమాధానాలు వెతకడం మొదలెట్టారు శాస్త్రవేత్తలు. ఈ కోవకి చెందిన సిద్ధాంతాలలో ఒకటి హటన్ ప్రతిపాదించిన సమనిర్మాణ సిద్ధాంతం (Hutton’s uniformitarian principle). (దీని విషయానికి మళ్లీ వద్దాం). కనుక శాస్త్రవేత్తలు వైజ్ఞానిక స్ఫూర్తి కోసం బైబిల్ ని ఆశ్రయించడం మానేసి న్యూటన్ సిద్ధాంతాలని, ప్రకృతి సహజ చర్యలని ఆశ్రయించడం ఆరంభించారు. ఓ పలుచని వాయు, ధూళి రాశి దాని అంతరంగ గురుత్వాకర్షణ ప్రభావం వ
ల్ల క్రమంగా సంఘనితమై సౌరమండలం రూపొంది ఉంటుందని న్యూటనే సూచించాడు. ద్రవ్యరాశిలోని రేణువులు దగ్గర పడుతున్న కొద్దీ గురుత్వాకర్షణ పెరిగి, ద్రవ్యరాశి మరింత వేగంగా దగ్గర పడుతూ ఉంటుంది. చివరికి మొత్తం ద్రవ్యరాశి మన సూర్యుడి లాంటి సాంద్రమైన వస్తువుగా మారిపోతుంది. ఆ సంఘనన శక్తే కాంతి శక్తిగా మారి సూర్యుణ్ణి ప్రజ్వలింపజేస్తుంది. 
న్యూట్రాన్ తారలకి, మైక్రోవేవ్ తరంగాలకి మధ్య సంబంధం ఉండొచ్చన్న ఆలోచన మొట్టమొదటి సారిగా 1964 లో జరిగిన ఒక పరిశీలనతో మొదలయ్యింది. అంతరిక్షంలో కొన్ని దిశల నుండి వస్తున్న రేడియో తరంగాలలో అత్యంత వేగవంతమైన ఆటుపోట్లు (fluctuations) ఉండడం కనిపించింది. ఆకాశంలో అక్కడక్కడ కనిపించే ఈ “రేడియో తళుకుల” గురించి అప్పట్నుంచి చాలా పరిశీలనలు జరిగాయి. బ్రిటిష్ ఖగోళశాస్త్రవేత్త ఆంటొనీ హెవిష్ నిర్మించిన ఒక ప్రత్యేకమైన రేడియో దూరదర్శినితో మైక్రోవేవ్ తరంగాలలోని వేగవంతమైన మార్పులని మరింత నిశితంగా పరిశీలించడానికి వీలయ్యింది. మూడు ఎకరాల మైదానంలో 2,048 విభిన్న ’డిష్’ లని ఏర్పాటు చేయించాడు. జులై 1967 లో ఈ మహా (ఆరోజుల్లో) రేడియో టెలిస్కోప్ వినియోగం మొదలయ్యింది.
కొత్త దూరదర్శిని ప్రారంభోత్సవం జరిగి నెల కూడా తిరక్క ముందే జోసెలిన్ బెల్ అనే పీజీ విద్యార్థి ఓ ఆసక్తికరమైన విషయాన్ని కనుక్కుంది. వేగా (Vega, ఇదే భారతీయ సంప్రదాయంలోని ’అభిజిత్’ నక్షత్రం), ఆల్టెయిర్ (Altair) నక్షత్రాలకి మధ్యగా ఒక చోటి నుండి మైక్రోవేవ్ తరంగాల స్ఫోటాలు (bursts) రావడం కనిపించింది. ఇవి చాలా క్లుప్తమైన స్ఫోటాలు. ఒక్కొక్కదాని వ్యవధి సెకనులో ముప్పై వంతు మాత్రమే. ఈ స్ఫోటాలు ఆగాగి వస్తున్నాయి. స్ఫోటాలు- నిశ్శబ్దం- స్ఫోటాలు-నిశ్శబ్దం- ఇలా వస్తున్నాయి. కచ్చితమైన క్రమంతో వస్తున్నాయి. ఈ సందేశం యొక్క ఆవృత్తి కాలాన్ని చాలా కచ్చితంగా 1.33730109 సెకనులు అని నిర్ణయించారు.
అంత కచ్చితమైన ఆవృత్తితో విశ్వంలో ఒక మూలం నుండి సందేశాలు రావడం చూసి మొదట శాస్త్ర ప్రపంచం ఆశ్చర్యపోయింది. అవి ఏ నాగరక జీవులో పంపిస్తున్న సందేశాలేమోనని ఊహాగానాలు కూడా బయలుదేరాయి. (ఆ ఊహాగానం కార్ల్ సాగన్ మేధస్సులో ’కాంటాక్ట్’ అనే నవలగా, తదనంతరం అదే పేరుతో సినిమాగా కూడా వెలువడింది. ఆ నవలలో కథానాయిక డా ఎల్లీ ఆరోవే కి స్ఫూర్తి పైన చెప్పుకున్న జోసెలిన్ బెల్ కావడం విశేషం!) కనుక ప్రకృతిలోని ఒక సహజ మూలం నుండి అంత కచ్చితమైన ఆవృత్తితో కూడుకున్న సందేశం ఏమయ్యుంటుందో అర్థం కాలేదు. స్ఫోటాలుగా (pulses) శక్తిని విడుదల చేస్తున్న వస్తువు తార అయ్యుంటుందని హెవిష్ భావించాడు. అలాంటి తారలకి పల్సార్ (pulsar) అని పేరు పెట్టాడు.
ఈ పల్సార్ తారలన్నిటికీ ఓ సామాన్య లక్షణం కచ్చితమైన ఆవృత్తితో స్ఫోటాలని వెలువరించడం. ఆ ఆవృత్తి కాలం తారకి తారకి మారడం కనిపించింది. నవంబర్ 1968 లో ఆవృత్తి కాలం 0.033089 సెకనులు ఉన్న పల్సార్ కనుక్కోబడింది. అంటే సెకనుకి ముప్పై సార్లు స్ఫోటాలని వెలువరిస్తోందన్నమాట. తదనంతరం సెకనుకి కొన్ని వందల స్ఫోటాలని వెలువరించే పల్సార్లు కూడా కనుక్కోబడ్డాయి.
కాని అంత కచ్చితమైన ఆవృత్తితో అంత క్లుప్తమైన స్ఫోటాలని వెలువరించే తారలు ఏమై ఉంటాయి? అవి ఎలా ఉంటాయి అన్న ఆలోచన బయలుదేరింది. బహుశ ఆ తార వేగంగా పరిభ్రమిస్తోందేమో? అలా గిర్రున తిరుగుతూ, ఒక్కొక్క చుట్టుకి ఒక్కొక్క స్ఫోటాన్ని వెలువరిస్తోందేమో? కాని అంత తక్కువ కాలం (సెకనులో నూరో వంతు) లో ఒక సారి ఆత్మప్రదక్షిణ చెయ్యాలంటే ఆ తార చాలా చిన్నదై ఉండాలి. తారలలో బాగా చిన్న పరిమాణం గల తార తెల్ల మరుగుజ్జు తార (white drawf). దీని గురించి అప్పటికే తెలుసు. కాని ఈ తారలు తెల్ల మరుగుజ్జు తారలు కాలేవని త్వరలోనే అర్థమయ్యింది. ఎందుకంటే అంత వేగంగా తిరిగే తారకి బలమైన గురుత్వాకర్షణ ఉండాలి. లేకపోతే ఆ వేగానికి తెల్ల మరుగుజ్జు తార అంత పెద్ద తార అయితే తునాతునియలై పేలిపోతుంది. పైగా తెల్ల మరుగుజ్జు తారల యొక్క గురుత్వం కూడా మరీ అంత ఎక్కువ కాదు.
ఇదిలా ఉండగా థామస్ గోల్డ్ అనే ఓ ఆస్ట్రియన్-అమెరికన్ ఖగోళ వేత్త ఈ పల్సార్ తారలు న్యూట్రాన్ తారలు కావచ్చని సూచించాడు. న్యూట్రాన్ తారలు పరిమాణంలో చాలా చిన్నవి. పైగా వాటికి విపరీతమైన సాంద్రత ఉండడంతో వాటి ఉపరితలం మీద ఉండే గురుత్వం చాలా ఎక్కువ. న్యూట్రాన్ తారలకి అపారమైన అయస్కాంత క్షేత్రం ఉంటుందని అంతకు ముందే చెప్పుకున్నాం. పైగా న్యూట్రాన్ తార యొక్క ఆత్మభ్రమణ అక్షం, ఈ అయస్కాంత అక్షం ఒక్కటి కానక్కర్లేదు. కనుక పరిభ్రమిస్తున్న న్యూట్రాన్ తార వేగంగా తిరుగుతున్న అయస్కాంతం లాంటిది అన్నమాట. అలా వేగంగా మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం నుండి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు జనిస్తాయి. అలా పుట్టినవే పల్సార్ ల నుండి వెలువడే రేడియో తరంగాలు.
థామస్ గోల్డ్ మరో విషయాన్ని కూడా సిద్ధాంతీకరించాడు. మైక్రోవేవ్ తరంగాలని వెలువరిస్తున్న న్యూట్రాన్ తార క్రమంగా శక్తిని కోల్పోవడం వల్ల దాని భ్రమణ వేగం తగ్గుతూ రావాలి. అంటే దాని ఆవృత్తి కాలం పెరుగుతూ రావాలి. క్రాబ్ నెబ్యులా కి చెందిన ఒక ప్రత్యేకమైన పల్సార్ మీద చేసిన పరిశీలనలో ఈ విషయం నిజమని నిర్ధారించబడింది. ఆ తార నుండి వచ్చే స్ఫోటాలు ఒక్క రోజులో సెకనులో 36.48 బిలియన్ల వంతు కాలం నెమ్మదిస్తూ వస్తున్నాయి.
విపరీతమైన భారం, అతి చిన్న పరిమాణం, గడియరంలా కచ్చితమైన ఆవృత్తితో వెలువడే సంకేతాలు – ఈ లక్షణాలు గల పల్సార్ లు ఖగోళ విజ్ఞానంలో అత్యంత ఆసక్తికరమైన అంశాలు. ఈ న్యూట్రాన్ తారలకి తోబుట్టువులే నల్లబిలాలు (blackholes). వాటి గురించి మరో సారి...
References:
Isaac Asimov, Guide to Earth and Space.
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/pulsars.html
కొత్త దూరదర్శిని ప్రారంభోత్సవం జరిగి నెల కూడా తిరక్క ముందే జోసెలిన్ బెల్ అనే పీజీ విద్యార్థి ఓ ఆసక్తికరమైన విషయాన్ని కనుక్కుంది. వేగా (Vega, ఇదే భారతీయ సంప్రదాయంలోని ’అభిజిత్’ నక్షత్రం), ఆల్టెయిర్ (Altair) నక్షత్రాలకి మధ్యగా ఒక చోటి నుండి మైక్రోవేవ్ తరంగాల స్ఫోటాలు (bursts) రావడం కనిపించింది. ఇవి చాలా క్లుప్తమైన స్ఫోటాలు. ఒక్కొక్కదాని వ్యవధి సెకనులో ముప్పై వంతు మాత్రమే. ఈ స్ఫోటాలు ఆగాగి వస్తున్నాయి. స్ఫోటాలు- నిశ్శబ్దం- స్ఫోటాలు-నిశ్శబ్దం- ఇలా వస్తున్నాయి. కచ్చితమైన క్రమంతో వస్తున్నాయి. ఈ సందేశం యొక్క ఆవృత్తి కాలాన్ని చాలా కచ్చితంగా 1.33730109 సెకనులు అని నిర్ణయించారు.
అంత కచ్చితమైన ఆవృత్తితో విశ్వంలో ఒక మూలం నుండి సందేశాలు రావడం చూసి మొదట శాస్త్ర ప్రపంచం ఆశ్చర్యపోయింది. అవి ఏ నాగరక జీవులో పంపిస్తున్న సందేశాలేమోనని ఊహాగానాలు కూడా బయలుదేరాయి. (ఆ ఊహాగానం కార్ల్ సాగన్ మేధస్సులో ’కాంటాక్ట్’ అనే నవలగా, తదనంతరం అదే పేరుతో సినిమాగా కూడా వెలువడింది. ఆ నవలలో కథానాయిక డా ఎల్లీ ఆరోవే కి స్ఫూర్తి పైన చెప్పుకున్న జోసెలిన్ బెల్ కావడం విశేషం!) కనుక ప్రకృతిలోని ఒక సహజ మూలం నుండి అంత కచ్చితమైన ఆవృత్తితో కూడుకున్న సందేశం ఏమయ్యుంటుందో అర్థం కాలేదు. స్ఫోటాలుగా (pulses) శక్తిని విడుదల చేస్తున్న వస్తువు తార అయ్యుంటుందని హెవిష్ భావించాడు. అలాంటి తారలకి పల్సార్ (pulsar) అని పేరు పెట్టాడు.
ఈ పల్సార్ తారలన్నిటికీ ఓ సామాన్య లక్షణం కచ్చితమైన ఆవృత్తితో స్ఫోటాలని వెలువరించడం. ఆ ఆవృత్తి కాలం తారకి తారకి మారడం కనిపించింది. నవంబర్ 1968 లో ఆవృత్తి కాలం 0.033089 సెకనులు ఉన్న పల్సార్ కనుక్కోబడింది. అంటే సెకనుకి ముప్పై సార్లు స్ఫోటాలని వెలువరిస్తోందన్నమాట. తదనంతరం సెకనుకి కొన్ని వందల స్ఫోటాలని వెలువరించే పల్సార్లు కూడా కనుక్కోబడ్డాయి.
కాని అంత కచ్చితమైన ఆవృత్తితో అంత క్లుప్తమైన స్ఫోటాలని వెలువరించే తారలు ఏమై ఉంటాయి? అవి ఎలా ఉంటాయి అన్న ఆలోచన బయలుదేరింది. బహుశ ఆ తార వేగంగా పరిభ్రమిస్తోందేమో? అలా గిర్రున తిరుగుతూ, ఒక్కొక్క చుట్టుకి ఒక్కొక్క స్ఫోటాన్ని వెలువరిస్తోందేమో? కాని అంత తక్కువ కాలం (సెకనులో నూరో వంతు) లో ఒక సారి ఆత్మప్రదక్షిణ చెయ్యాలంటే ఆ తార చాలా చిన్నదై ఉండాలి. తారలలో బాగా చిన్న పరిమాణం గల తార తెల్ల మరుగుజ్జు తార (white drawf). దీని గురించి అప్పటికే తెలుసు. కాని ఈ తారలు తెల్ల మరుగుజ్జు తారలు కాలేవని త్వరలోనే అర్థమయ్యింది. ఎందుకంటే అంత వేగంగా తిరిగే తారకి బలమైన గురుత్వాకర్షణ ఉండాలి. లేకపోతే ఆ వేగానికి తెల్ల మరుగుజ్జు తార అంత పెద్ద తార అయితే తునాతునియలై పేలిపోతుంది. పైగా తెల్ల మరుగుజ్జు తారల యొక్క గురుత్వం కూడా మరీ అంత ఎక్కువ కాదు.
ఇదిలా ఉండగా థామస్ గోల్డ్ అనే ఓ ఆస్ట్రియన్-అమెరికన్ ఖగోళ వేత్త ఈ పల్సార్ తారలు న్యూట్రాన్ తారలు కావచ్చని సూచించాడు. న్యూట్రాన్ తారలు పరిమాణంలో చాలా చిన్నవి. పైగా వాటికి విపరీతమైన సాంద్రత ఉండడంతో వాటి ఉపరితలం మీద ఉండే గురుత్వం చాలా ఎక్కువ. న్యూట్రాన్ తారలకి అపారమైన అయస్కాంత క్షేత్రం ఉంటుందని అంతకు ముందే చెప్పుకున్నాం. పైగా న్యూట్రాన్ తార యొక్క ఆత్మభ్రమణ అక్షం, ఈ అయస్కాంత అక్షం ఒక్కటి కానక్కర్లేదు. కనుక పరిభ్రమిస్తున్న న్యూట్రాన్ తార వేగంగా తిరుగుతున్న అయస్కాంతం లాంటిది అన్నమాట. అలా వేగంగా మారుతున్న అయస్కాంత క్షేత్రం నుండి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు జనిస్తాయి. అలా పుట్టినవే పల్సార్ ల నుండి వెలువడే రేడియో తరంగాలు.
థామస్ గోల్డ్ మరో విషయాన్ని కూడా సిద్ధాంతీకరించాడు. మైక్రోవేవ్ తరంగాలని వెలువరిస్తున్న న్యూట్రాన్ తార క్రమంగా శక్తిని కోల్పోవడం వల్ల దాని భ్రమణ వేగం తగ్గుతూ రావాలి. అంటే దాని ఆవృత్తి కాలం పెరుగుతూ రావాలి. క్రాబ్ నెబ్యులా కి చెందిన ఒక ప్రత్యేకమైన పల్సార్ మీద చేసిన పరిశీలనలో ఈ విషయం నిజమని నిర్ధారించబడింది. ఆ తార నుండి వచ్చే స్ఫోటాలు ఒక్క రోజులో సెకనులో 36.48 బిలియన్ల వంతు కాలం నెమ్మదిస్తూ వస్తున్నాయి.
విపరీతమైన భారం, అతి చిన్న పరిమాణం, గడియరంలా కచ్చితమైన ఆవృత్తితో వెలువడే సంకేతాలు – ఈ లక్షణాలు గల పల్సార్ లు ఖగోళ విజ్ఞానంలో అత్యంత ఆసక్తికరమైన అంశాలు. ఈ న్యూట్రాన్ తారలకి తోబుట్టువులే నల్లబిలాలు (blackholes). వాటి గురించి మరో సారి...
References:
Isaac Asimov, Guide to Earth and Space.
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/pulsars.html
బలహీనమైన మైక్రోవేవ్ తరంగాలని ఎలా గ్రహించాలో తెలుసుకున్న శాస్త్రవేత్తలకి ఆ తరంగాలకి రెండు అనువైన లక్షణాలు ఉన్నాయని తెలిసింది.
మొదటి లక్షణం ఏంటంటే ఆ తరంగాలు భూ వాతావరణ పొరని భేదించగలవు. మొత్తం విద్యుదయస్కాంత వర్ణమాలలో రెండు రకాల తరంగాలకి మాత్రమే పృథ్వీ వాతావరణం పారదర్శకంగా ఉంటుంది. అవి – కాంతి తరంగాలు, మైక్రోవేవ్ తరంగాలు. అంటే వాతావరణాకికి ఒక ’కాంతి గవాక్షం’ (light window), ఒక మైక్రోవేవ్ గవాక్షం (microwave window) ఉన్నాయన్నమాట.
రెండవ లక్షణం ఏంటంటే, ఈ మైక్రోవేవ్ తరంగాలు మామూలు కాంతి చొరబడలేని పొగమంచు, ముసురు, ధూళి మేఘాలు మొదలైన వాటిని దాటుకుని ముందుకుపోగలవు. ఈ లక్షణం వల్లనే మబ్బుల మాటున ఉన్న విమానాన్ని కూడా రాడార్ సహాయంతో కనుక్కోవడానికి వీలవుతుంది. అదే విధంగా విశ్వంలో కొన్ని సుదూర భాగాల నుండి వచ్చే కాంతి, వాతావరణంలోకి చొరబడలేక పోయినా, అక్కడి నుండి వచ్చే మైక్రోవేవ్ తరంగాల సహాయంతో ఆయా ప్రాంతాల గురించి తెలుసుకోడానికి వీలవుతుంది. ఆ విధంగానే తారాధూళి మేఘాల వెనుక దాగి వున్న మన పాలపుంత గెలాక్సీ కేంద్ర ప్రాంతాన్ని మైక్రోవేవ్ తరంగాల సహాయంతో పరిశీలించడానికి వీలయ్యింది.
ఇక మరింత సమీపంలో మన సౌరమండలంలోనే మైక్రోవేవ్ తరంగాలతో మునుపు చూడలేని కొత్త విషయాలని తెలుసుకోడానికి వీలయ్యింది. వీనస్ నుండి మైక్రోవేవ్ తరంగాలు వెలువడుతున్నాయన్న విషయం 1956 లో తెలిసింది. వాటి సహాయంతో వీనస్ గ్రహోపరితలం ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువని తెలిసింది. అంతేకాక వీనస్ కి పంపబడ్డ ’ప్రోబ్’ లు మైక్రోవేవ్ తరంగాలని వీనస్ ముఖం మీదకి ప్రసరించి, వాటి సహాయంతో వీనస్ చుట్టూ దట్టంగా అలముకుని వున్న మబ్బుతెర మాటున ఉన్న కఠిన ఉపరితలాన్ని శోధించగలిగాయి. ఆ విధంగా అంతవరకు సౌరమండలంలో రహస్యంగా ఉండిపోయిన వీనస్ ఉపరితల విశేషాలు 1962 లో బట్టబయలు అయ్యాయి.
రాడార్ సహాయంతో వీనస్, మెర్క్యురీ గ్రహాల ఆత్మభ్రమణ వేగాల గురించి కూడా తెలుసుకోడానికి వీలయ్యింది. వీనస్ అనుకున్న దాని కన్నా చాలా నెమ్మదిగా తిరుగుతుందని (దాని సంవత్సర కాలం, దిన కాలం రెండూ ఇంచుమించు ఒక్కటే) తెలిసింది. తక్కిన గ్రహాలతో పోల్చితే వీనస్ ఆత్మభ్రమణ దిశ కూడా వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది. మెర్క్యురీ ఆత్మభ్రమణ వేగం అనుకున్న దాని కన్నా తక్కువని తేలింది.
1955 లో అమెరికన్ ఖగోళవేత్త కెన్నెత్ ఫ్రాంక్లిన్ జూపిటర్ గ్రహం నుండి భారీ ఎత్తున మైక్రోవేవ్ తరంగాలు వెలువడుతున్నాయని తెలుసుకున్నాడు. దానికి కారణం జూపిటర్ కి చెందిన అయస్కాంత క్షేత్రమేనని 1960 లో తెలిసింది. భూమి అయస్కాంత క్షేత్రం కన్నా ఇది చాలా శక్తివంతమైనది. 1970 లలో జూపిటర్ ని దాటి పోయిన అంతరిక్ష ప్రోబ్ లు ఈ విషయాన్ని నిర్ధారించాయి.
అయితే రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానం చేసిన అత్యంత ఆసక్తికరమైన ఆవిష్కరణలు సౌరమండలానికి చెందినవి కావు. దాని బయట ఉన్న విశాల విశ్వానికి చెందినవి. వాటిలో అత్యంత ముఖ్యమైన విషయాలు న్యూట్రాన్ తారల నుండి తెలిశాయి.
న్యూట్రాన్ తారలు:
ఈ న్యూట్రాన్ తారలు అత్యంత సాంద్రమైన తారలు. సూర్యుడి కన్నా 4 నుండి 8 రెట్లు ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి గల తారల వికాస క్రమం యొక్క అంతంలో ఈ న్యూట్రాన్ తారలు ఏర్పడతాయి. ఈ బృహత్తారలలోని కేంద్రక సంయోగ (nuclear fusion) చర్యల నుండి వచ్చే శక్తి వనరులు మొత్తం హరించుకుపోయినప్పుడు, ఒక దశలో బృహత్తారలు ’సూపర్నోవాలు’ గా విస్ఫోటం చెందుతాయి. ఆ సమయంలో తార యొక్క పైపొరలకి చెందిన పదార్థం విస్ఫోటాత్మకంగా బయటికి విసిరివేయబడుతుంది. కొద్ది నెలల పాటు ఉండే ఈ దశలో తారల ప్రకాశం విపరీతంగా పెరుగుతుంది. సూపర్నోవా దశలో ఉన్న తారలని భూమి నుండి పగటి పూట కూడా చూడొచ్చు. అంతరిక్షంలో కనిపించే అత్యంత సుందరమైన దృశ్యాలలో ఒకటి ఈ సూపర్నోవా (చిత్రం చూడండి). అలా కొంత పదార్థం బయటికి విసరివేయబడగా, ఆ బృహత్తారల అంతరంగంలో మిగిలిపోయిన పదార్థం గురుత్వాకర్షణ ప్రభావానికి లోనై అంతకంతకు సాంద్రంగా మారుతూ ఉంటుంది. అలాంటి పదార్థంలోని పరమాణువులలో ప్రతీ ప్రోటాన్, ఒక ఎలక్ట్రాన్ తో కలిసి ఒక న్యూట్రాన్ ఏర్పడుతుంది. అలా పదార్థమంతా న్యూట్రాన్ ల మయం అవుతుంది. తార మొత్తం ఓ మహా కేంద్రకంలాగా తయారవుతుంది.
న్యూట్రాన్ తారల ప్రత్యేకత ఇదే. విశ్వంలో మనకి తెలిసిన అత్యంత సాంద్రమైన వస్తువులు ఇవే. సగటు న్యూట్రాన్ తార వ్యాసం 10 మైళ్లే ఉంటుంది. కాని ఒక సగటు న్యూట్రాన్ తార ద్రవ్యరాశి మన సూర్యుడి ద్రవ్యరాశి కన్నాచాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఒక ఘన సెంటీమీటరు (మన కాఫీలో వేసుకునే ’షుగర్ క్యూబ్’ అంతది) పదార్థం యొక్క ద్రవ్యరాశి 100,000,000 టన్నులు ఉంటుంది. అంటే ఇంచుమించు ఓ కొండంత బరువు అన్నమాట! న్యూట్రాన్ తారలకి అత్యంత శక్తివంతమైన అయస్కాంత క్షేత్రం కూడా ఉంటుంది. భూమి మీద మనం కృత్రిమంగా పుట్టించగలిగే అయస్కాంత క్షేత్రాలు (ఉదాహరణకి మన MRI లలో వాడే 2 Tesla, 3 Tesla మొదలైనవి) భూమి యొక్క సహజ అయస్కాంత క్షేత్రం కన్నా ఇంచుమించు ఓ మిలియన్ రెట్లు శక్తివంతమైనవి. ఇక న్యూట్రాన్ తారల అయస్కాంత క్షేత్రాలు మన కృత్రిమ అయస్కాంత క్షేత్రాల కన్నా కొన్ని మిలియన్ల రెట్లు శక్తివంతమైనవి.
శక్తివంతమైన రేడియో తరంగాలని వెలువరిస్తాయి కనుక ఈ న్యూట్రాన్ తారలు రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానంలో ఓ ముఖ్య స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తాయి.
(సశేషం...)
రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానం అంటే ఏమిటి?
తారల ఉన్కి తెలిపేది వాటి నుండి వెలువడే కాంతి మాత్రమే కాదు. తారలు శక్తివంతమైన రేడియో తరంగాలని కూడా వెలువరిస్తాయి. వాటి సహాయంతో తారల గురించి ఎన్నో విషయాలు తెలుసుకోవచ్చు. తారలు రేడియోతరంగాలని వెలువరిస్తాయన్న విషయం యాదృచ్ఛికంగా తెలిసింది.
1931 లో అమెరికాలో బెల్ టెలిఫోన్ లాబొరేటరీస్ కి చెందిన కార్ల్ గూథ్ జాన్స్కీ అనే రేడియో ఇంజినీరు ఒక ఆసక్తికరమైన విషయాన్ని కనుక్కున్నాడు. రేడియో తరంగాలని ఉపయోగించి సమాచార ప్రసారం చేసే పద్ధతి అప్పటికే కొన్ని దశాబ్దాలుగా ఉంది. సామాన్యంగా ఆ ప్రసారం అయ్యే రేడియో సంకేతాలలో కొంత రొద (noise ) జోడు అవుతుంది. ఆ సంకేతాలలోని సమాచారాన్ని వెలికితీసేటప్పుడు ఈ రొద ఒక తలనొప్పిగా పరిణమిస్తుంది. ఈ రొదకి ఎన్నో మూలాలు ఉన్నాయి. పిడుగుపడ్డప్పుడు, పరిసరాలలో ఉండే ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల నుండి, గాల్లో కాస్త కిందుగా ఎగిరే విమానాల వల్ల ఈ రొద పుడుతుంది. ఈ రొదని గుర్తించడానికి జాన్స్కీ ఒక పరికరాన్ని తయారు చేశాడు. ఆ పరికరాన్ని వాడి రొదకి మూలాలని శోధిస్తుండగా జాన్స్కీకి మరో కొత్త రకమైన రొద తారసపడింది. అయితే మొదట దాని మూలం ఏంటో అర్థం కాలేదు. ఎక్కడో పైనుండి వస్తోందని మాత్రం అర్థమయ్యింది. నానాటికి దాని దిశ నెమ్మదిగా జరుగుతన్నట్టు కనిపించింది. మొదట్లో ఆ మూలం సూర్యుడితో పాటు పక్కకి జరుగుతున్నట్టు తోచింది. కాని ఇంకా లోతుగా పరిశీలిస్తే, సూర్యుడి కన్నా మరింత వేగంగా దాని దిశ మారుతున్నట్టు కనిపించింది. బహుశ ఆ మూలం తారలు కావచ్చు ననిపించింది.
అలా ఆ రొదకి మూలం గురించి ఇంకా వివరాలు సేకరించిన జాన్స్కీ 1932 లో ఆ మూలం సాజిటేరియస్ రాశి దిశ నుండి వస్తొందని కనుక్కున్నాడు. మన పాలపుంత గెలాక్సీకి కేంద్రం సాజిటేరియస్ రాశి దిశలోనే ఉందని అప్పటికే తెలుసు. జాన్స్కీ తన పరిశీలనా ఫలితాలని ఒక పత్రికలో ప్రచురించాడు. అయితే ఆ సమయంలో ఆ విషయాలని ఎవరూ పట్టించుకోలేదు. అయినా ఆ పరిశీలనలే రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానానికి ప్రాణం పోశాయి.
జాన్స్కీ కృషి ఆ రోజుల్లో ఎక్కువ మందిని ఆకట్టుకోకపోవడానికి కారణం ఆ రోజుల్లో రేడియో తరంగాలు కేవలం మనిషి కృత్రిమంగా తయారుచేసే తరంగాలు అనుకునేవారు. కనుక అవి ఆకాశం నుండి వస్తాయని ఎవరూ ఊహించలేదు. పైగా అలంటి కిరణాలని పట్టి, విశ్లేషించే పరికరాలు కూడా ఆ రోజుల్లో లేవు.
ఇలా ఉండగా 1937 లో గ్రోట్ రెబర్ అనే అమెరికన్ ఇంజినీరు జాన్స్కీ కృషి గురించి విని, రేడియో తరంగాలని గ్రహించగల (ఈ రోజుల్లో మనం వాడే టీవీ ’డిష్’ లాంటి) పరికరాన్ని తయారుచేశాడు. 31 అడుగుల వ్యాసం గల ఈ ’డిష్’ చాలా బలహీనమైన రేడియో తరంగాలని గ్రహించి వాటిని ఒక బిందువు వద్ద కేంద్రీకరించగలదు. అదే మొట్టమొదటి రేడియో దూరదర్శిని (radio telescope) అయ్యింది. అతడే ప్రప్రథమ రేడియో ఖగోళశాస్త్రవేత్త (radio astronomer) కూడా అయ్యాడు.
తన కొత్త పరికరాన్ని ఉపయోగించి రెబర్ ఆకాశాన్ని శోధించసాగాడు. అంతరిక్షంలో కొన్ని కొన్ని ప్రాంతాల నుండి మామూలుగా కన్నా మరింత శక్తివంతమైన రేడియో తరంగాలు వెలువడుతున్నాయని గ్రహించాడు. ఆ తరంగాలని వెలువరిస్తున్న తారలని ’రేడియో తారలు’ అన్నాడు. ఆ విధంగా రూపొందిన అంతరిక్ష మ్యాపులు ’రేడియో మ్యాపులు’ అయ్యాయి. తన పరిశోధనలని రెబర్ 1942 ప్రాంతాల్లో ప్రచురించాడు. అయితే ఆ సమయంలో రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం జరుగుతూ ఉండడంతో ఆ విషయాలని ఎవరూ పట్టించుకోలేదు.
విశేషం ఏంటంటే రేడియో తరంగాలలో అతి తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం (wavelength) గలవాటిని (ఇవి పరారుణ తరంగాల కన్నా కాస్తే పొడవైనవి) యుద్ధంలో వాడసాగారు. ఇలాంటి తరంగాలనే మైక్రో తరంగాలు (microwaves) అంటారు. ఇలాంటి తరంగాలని స్పందనలుగా (impulses) పంపిస్తే, అవి ఆకాశంలో ఎగురుతున్న ఏ విమానాన్నో ఢీకొని, పరావర్తనం చెంది తిరిగి భూమికి వచ్చినప్పుడు, వాటి సహాయంతో విమానం ఉన్కి గురించి, దాని వేగం, గమన దిశ మొదలైన వాటి గురించి కనుక్కోవడానికి వీలవుతుంది. RAdio Detection And Ranging అనబడే ఈ పద్ధతిని సంక్షిప్తంగా RADAR అని పిలవడం మొదలెట్టారు.
బ్రిటన్ లో రాడార్ వినియోగం వేగంగా పుంజుకుంది. ఈ రాడార్ వల్లనే రెండవ ప్రపంచ యుద్ధంలో సంఖ్యలో జర్మనీ కన్నా నిమ్న స్థితిలో ఉన్న బ్రిటిష్ రాయల్ వైమానిక దళం జర్మనీకి చెందిన భయంకరమైన ’లుఫ్ట్ వాఫే’ (Luftwaffe) వైమానిక దళాన్ని మట్టికరిపించ గలిగింది.
యుద్ధం ముగిశాక ఈ రాడార్ సాంకేతికతకి కొత్త ప్రయోజనాలు దొరికాయి, వాటిలో ముఖ్యమైనది అంతరిక్ష పరిశోధన/పరిశీలన.
చిత్రం 1: రేడియో దూరదర్శినిలోని భాగాలు
పెద్ద పెద్ద రేడియో దూరదర్శినుల నిర్మాణం మొదలయ్యింది (చిత్రం 2: ప్యూర్టో రికోలోని అరెసీబో వేధశాలలో రెండు కొండల మధ్య కట్టిన ఓ పెద్ద రేడియో దూరదర్శిని ).
తారల ఉన్కి తెలిపేది వాటి నుండి వెలువడే కాంతి మాత్రమే కాదు. తారలు శక్తివంతమైన రేడియో తరంగాలని కూడా వెలువరిస్తాయి. వాటి సహాయంతో తారల గురించి ఎన్నో విషయాలు తెలుసుకోవచ్చు. తారలు రేడియోతరంగాలని వెలువరిస్తాయన్న విషయం యాదృచ్ఛికంగా తెలిసింది.
1931 లో అమెరికాలో బెల్ టెలిఫోన్ లాబొరేటరీస్ కి చెందిన కార్ల్ గూథ్ జాన్స్కీ అనే రేడియో ఇంజినీరు ఒక ఆసక్తికరమైన విషయాన్ని కనుక్కున్నాడు. రేడియో తరంగాలని ఉపయోగించి సమాచార ప్రసారం చేసే పద్ధతి అప్పటికే కొన్ని దశాబ్దాలుగా ఉంది. సామాన్యంగా ఆ ప్రసారం అయ్యే రేడియో సంకేతాలలో కొంత రొద (noise ) జోడు అవుతుంది. ఆ సంకేతాలలోని సమాచారాన్ని వెలికితీసేటప్పుడు ఈ రొద ఒక తలనొప్పిగా పరిణమిస్తుంది. ఈ రొదకి ఎన్నో మూలాలు ఉన్నాయి. పిడుగుపడ్డప్పుడు, పరిసరాలలో ఉండే ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల నుండి, గాల్లో కాస్త కిందుగా ఎగిరే విమానాల వల్ల ఈ రొద పుడుతుంది. ఈ రొదని గుర్తించడానికి జాన్స్కీ ఒక పరికరాన్ని తయారు చేశాడు. ఆ పరికరాన్ని వాడి రొదకి మూలాలని శోధిస్తుండగా జాన్స్కీకి మరో కొత్త రకమైన రొద తారసపడింది. అయితే మొదట దాని మూలం ఏంటో అర్థం కాలేదు. ఎక్కడో పైనుండి వస్తోందని మాత్రం అర్థమయ్యింది. నానాటికి దాని దిశ నెమ్మదిగా జరుగుతన్నట్టు కనిపించింది. మొదట్లో ఆ మూలం సూర్యుడితో పాటు పక్కకి జరుగుతున్నట్టు తోచింది. కాని ఇంకా లోతుగా పరిశీలిస్తే, సూర్యుడి కన్నా మరింత వేగంగా దాని దిశ మారుతున్నట్టు కనిపించింది. బహుశ ఆ మూలం తారలు కావచ్చు ననిపించింది.
అలా ఆ రొదకి మూలం గురించి ఇంకా వివరాలు సేకరించిన జాన్స్కీ 1932 లో ఆ మూలం సాజిటేరియస్ రాశి దిశ నుండి వస్తొందని కనుక్కున్నాడు. మన పాలపుంత గెలాక్సీకి కేంద్రం సాజిటేరియస్ రాశి దిశలోనే ఉందని అప్పటికే తెలుసు. జాన్స్కీ తన పరిశీలనా ఫలితాలని ఒక పత్రికలో ప్రచురించాడు. అయితే ఆ సమయంలో ఆ విషయాలని ఎవరూ పట్టించుకోలేదు. అయినా ఆ పరిశీలనలే రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానానికి ప్రాణం పోశాయి.
జాన్స్కీ కృషి ఆ రోజుల్లో ఎక్కువ మందిని ఆకట్టుకోకపోవడానికి కారణం ఆ రోజుల్లో రేడియో తరంగాలు కేవలం మనిషి కృత్రిమంగా తయారుచేసే తరంగాలు అనుకునేవారు. కనుక అవి ఆకాశం నుండి వస్తాయని ఎవరూ ఊహించలేదు. పైగా అలంటి కిరణాలని పట్టి, విశ్లేషించే పరికరాలు కూడా ఆ రోజుల్లో లేవు.
ఇలా ఉండగా 1937 లో గ్రోట్ రెబర్ అనే అమెరికన్ ఇంజినీరు జాన్స్కీ కృషి గురించి విని, రేడియో తరంగాలని గ్రహించగల (ఈ రోజుల్లో మనం వాడే టీవీ ’డిష్’ లాంటి) పరికరాన్ని తయారుచేశాడు. 31 అడుగుల వ్యాసం గల ఈ ’డిష్’ చాలా బలహీనమైన రేడియో తరంగాలని గ్రహించి వాటిని ఒక బిందువు వద్ద కేంద్రీకరించగలదు. అదే మొట్టమొదటి రేడియో దూరదర్శిని (radio telescope) అయ్యింది. అతడే ప్రప్రథమ రేడియో ఖగోళశాస్త్రవేత్త (radio astronomer) కూడా అయ్యాడు.
తన కొత్త పరికరాన్ని ఉపయోగించి రెబర్ ఆకాశాన్ని శోధించసాగాడు. అంతరిక్షంలో కొన్ని కొన్ని ప్రాంతాల నుండి మామూలుగా కన్నా మరింత శక్తివంతమైన రేడియో తరంగాలు వెలువడుతున్నాయని గ్రహించాడు. ఆ తరంగాలని వెలువరిస్తున్న తారలని ’రేడియో తారలు’ అన్నాడు. ఆ విధంగా రూపొందిన అంతరిక్ష మ్యాపులు ’రేడియో మ్యాపులు’ అయ్యాయి. తన పరిశోధనలని రెబర్ 1942 ప్రాంతాల్లో ప్రచురించాడు. అయితే ఆ సమయంలో రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం జరుగుతూ ఉండడంతో ఆ విషయాలని ఎవరూ పట్టించుకోలేదు.
విశేషం ఏంటంటే రేడియో తరంగాలలో అతి తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం (wavelength) గలవాటిని (ఇవి పరారుణ తరంగాల కన్నా కాస్తే పొడవైనవి) యుద్ధంలో వాడసాగారు. ఇలాంటి తరంగాలనే మైక్రో తరంగాలు (microwaves) అంటారు. ఇలాంటి తరంగాలని స్పందనలుగా (impulses) పంపిస్తే, అవి ఆకాశంలో ఎగురుతున్న ఏ విమానాన్నో ఢీకొని, పరావర్తనం చెంది తిరిగి భూమికి వచ్చినప్పుడు, వాటి సహాయంతో విమానం ఉన్కి గురించి, దాని వేగం, గమన దిశ మొదలైన వాటి గురించి కనుక్కోవడానికి వీలవుతుంది. RAdio Detection And Ranging అనబడే ఈ పద్ధతిని సంక్షిప్తంగా RADAR అని పిలవడం మొదలెట్టారు.
బ్రిటన్ లో రాడార్ వినియోగం వేగంగా పుంజుకుంది. ఈ రాడార్ వల్లనే రెండవ ప్రపంచ యుద్ధంలో సంఖ్యలో జర్మనీ కన్నా నిమ్న స్థితిలో ఉన్న బ్రిటిష్ రాయల్ వైమానిక దళం జర్మనీకి చెందిన భయంకరమైన ’లుఫ్ట్ వాఫే’ (Luftwaffe) వైమానిక దళాన్ని మట్టికరిపించ గలిగింది.
యుద్ధం ముగిశాక ఈ రాడార్ సాంకేతికతకి కొత్త ప్రయోజనాలు దొరికాయి, వాటిలో ముఖ్యమైనది అంతరిక్ష పరిశోధన/పరిశీలన.
చిత్రం 1: రేడియో దూరదర్శినిలోని భాగాలు
పెద్ద పెద్ద రేడియో దూరదర్శినుల నిర్మాణం మొదలయ్యింది (చిత్రం 2: ప్యూర్టో రికోలోని అరెసీబో వేధశాలలో రెండు కొండల మధ్య కట్టిన ఓ పెద్ద రేడియో దూరదర్శిని ).
దృశ్య దూరదర్శినుల (optical telescopes) కన్నా వీటిని మరింత సులభంగా నిర్మించవచ్చని తెలిసింది. పైగా మైక్రో తరంగాల తరంగ దైర్ఘ్యం కాంతి తరంగాల పొడవు కన్నా మరింత ఎక్కువ కావడంతో లక్ష్యం మరింత ’మసక’గా కనిపించేది. ఈ సమస్యని సరిదిద్దడానికి పెద్ద సంఖ్యలో రేడియో దూరదర్శినులని, ఓ పెద్ద మైదానంలో, ఒక గడికట్టులో అమరుస్తారు. అన్ని రేడియోదర్శినుల యొక్క ’డిష్’ లు ఒకే విధంగా తిరిగేట్టుగా, ఒకే దిశలో తిరిగేట్టుగా కంప్యూటర్ల సహాయంతో నియంత్రిస్తారు. ఆ విధంగా అంత పెద్ద వైశాల్యం మీద విస్తరించబడ్డ అన్ని ’డిష్’ లు ఒక్క తీరులో పని చెయ్యడం వల్ల ఆ దూరదర్శినుల కూటమి కొన్ని కిలోమీటర్ల వ్యాసం ఉన్న ఒక మహా రేడియో దూరదర్శిని లాగా పనిచేసేది. ఆ విధంగా రేడియో దూరదర్శిని ఇ
చ్చే చిత్రాలు దృశ్య దూరదర్శిని ఇచ్చే చిత్రాల కన్నా మరింత స్పష్టంగా రూపొందసాగాయి. చిత్రం 3: ఇటీవలి కాలంలో మన దేశంలో పూనే వద్ద నెలకొల్పబడ్డ ప్రతిష్ఠాత్మకమైన Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT). ఇందులో 30 పారబోలిక్ డిష్ లు ఉన్నాయి. ఒక్కొక్క దాని వ్యాసం 45 m. మొత్తం 25 km ల వ్యాసం గల భూభాగం మీద ఈ డిష్ లు విస్తరించబడి ఉన్నాయి.
ఆ విధంగా రేడియో ఖగోళ విజ్ఞానం సహాయంతో అంతరిక్షం గురించి మునుపు ఎన్నడూ తెలియని విషయాలని తెలుసుకోవడానికి వీలయ్యింది. ముఖ్యంగా పల్సార్ (pulsar) అనబడే ఓ కొత్తరకం తార యొక్క ఆవిష్కరణతో ఖగోళవిజ్ఞానంలో ఓ కొత్త అధ్యాయం తెరుచుకుంది...
Reference:
Isaac Asimov, Guide to Earth and Science.
http://gmrt.ncra.tifr.res.in/gmrt_hpage/GMRT/intro_gmrt.html
http://www.naic.edu/
(పల్సార్ ల గురించి మరో పోస్ట్ లో...)
