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गुरुत्वाकर्षण


क्या आपने कभी सोचा है कि आप हमेशा एक टक्कर के साथ जमीन पर क्यों गिरते हैं, चाहे आप कितनी भी ऊंची छलांग लगा लें? कई साल पहले लोगों ने यही सवाल पूछा था। तब आइजैक न्यूटन नाम के एक ब्रिटिश वैज्ञानिक ने गुरुत्वाकर्षण बल की खोज की।

एक लोकप्रिय कहानी, या किंवदंती, कहती है कि आइजैक न्यूटन एक बगीचे में थे जब एक सेब उनके सिर पर गिरा और उन्हें आश्चर्य होने लगा कि सेब नीचे क्यों गिर गया और इसके बजाय ऊपर की ओर नहीं गिरा। वह इस विचार के साथ आया कि कोई अदृश्य शक्ति सेब को पृथ्वी की ओर आकर्षित कर रही होगी। उन्होंने इस बल का नाम "गुरुत्वाकर्षण" रखा - लैटिन शब्द "ग्रेविटास" से जिसका अर्थ है "वजन"।

न्यूटन ने महसूस किया कि ब्रह्मांड में प्रत्येक वस्तु ब्रह्मांड में हर दूसरी वस्तु को आकर्षित करती है। एक सेब भी अपने आस-पास की हर चीज को थोड़ा सा खींच लेता है। विशाल पृथ्वी के आकर्षण को दूर करने के लिए छोटे सेब का गुरुत्वाकर्षण बहुत कमजोर है, इसलिए यह ग्रह के केंद्र की ओर गिरता है।

गुरुत्वाकर्षण क्या है?

गुरुत्वाकर्षण एक बल है जो दो वस्तुओं को एक दूसरे की ओर खींचने की कोशिश करता है। जिस किसी चीज में द्रव्यमान होता है, उसमें भी गुरुत्वाकर्षण खिंचाव होता है। गुरुत्वाकर्षण की शक्ति किसी वस्तु के आकार और घनत्व पर निर्भर करती है - जिसे हम "द्रव्यमान" कहते हैं। कोई वस्तु जितनी अधिक विशाल होती है, उसका गुरुत्वाकर्षण खिंचाव उतना ही अधिक होता है।

किसी चीज में जितना अधिक पदार्थ होता है, उसके गुरुत्वाकर्षण का बल उतना ही अधिक होता है। इसका मतलब है कि वास्तव में ग्रहों और सितारों जैसी बड़ी वस्तुओं का गुरुत्वाकर्षण बल अधिक होता है। पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण वह है जो आपको जमीन पर रखता है और जिसके कारण वस्तुएँ गिरती हैं। यह गुरुत्वाकर्षण है जो चंद्रमा को पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में रखता है, और यह गुरुत्वाकर्षण बल है जो सभी ग्रहों को सूर्य के चारों ओर कक्षा में रखता है।

किसी वस्तु द्वारा गुरुत्वाकर्षण का खिंचाव उससे दूरी के साथ घटता जाता है। आप किसी वस्तु के जितने करीब होंगे, उसका गुरुत्वाकर्षण खिंचाव उतना ही मजबूत होगा। गुरुत्वाकर्षण वह है जो आपको वजन देता है। माउंट एवरेस्ट की चोटी पर एक पर्वतारोही का वजन समुद्र तल से थोड़ा कम होता है। यदि कोई अंतरिक्ष यान पृथ्वी से काफी दूर तक जाता है, तो वह अंततः ग्रह के खिंचाव से पूरी तरह बच जाएगा।

किसी वस्तु का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव इस बात पर निर्भर करता है कि वह कितना विशाल है और दूसरी वस्तु के कितना करीब है। उदाहरण के लिए, सूर्य में पृथ्वी की तुलना में बहुत अधिक गुरुत्वाकर्षण है लेकिन हम सूर्य की ओर खिंचे जाने के बजाय पृथ्वी की सतह पर बने रहते हैं क्योंकि हम पृथ्वी के बहुत करीब हैं।

गुरुत्वाकर्षण क्यों महत्वपूर्ण है?

गुरुत्वाकर्षण के बिना, हम पृथ्वी की सतह पर बने रहने में सक्षम नहीं होंगे। यदि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण मौजूद नहीं होता तो वस्तुएँ आसानी से तैर जातीं।

गुरुत्वाकर्षण वह बल भी है जो पृथ्वी को सूर्य के चारों ओर कक्षा में रखता है, साथ ही अन्य ग्रहों को कक्षा में बने रहने में मदद करता है।

यहाँ तक कि किसी वस्तु का भार भी गुरुत्वाकर्षण पर आधारित होता है। भार वास्तव में किसी वस्तु पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल का माप है। उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर आपका भार कितना कठिन गुरुत्वाकर्षण आपको पृथ्वी की सतह की ओर खींच रहा है। यदि हम अन्य ग्रहों की यात्रा करते हैं, तो हमारा वजन इस आधार पर कम या ज्यादा होगा कि उन ग्रहों में पृथ्वी की तुलना में अधिक या कम गुरुत्वाकर्षण है या नहीं। चूंकि गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान से संबंधित है, इसलिए हम छोटे ग्रहों पर कम और बड़े ग्रहों पर अधिक वजन करेंगे।

उदाहरण के लिए, चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का 1/6 है, इसलिए चंद्रमा पर मौजूद वस्तुओं का वजन पृथ्वी पर उनके वजन का केवल 1/6 होगा। इसलिए, यदि आप यहां पृथ्वी पर 60 पाउंड वजन करते हैं, तो आप चंद्रमा पर लगभग 10 पाउंड वजन करेंगे।

समुद्र में उच्च और निम्न ज्वार चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण के कारण होते हैं। चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव कुछ ऐसा उत्पन्न करता है जिसे ज्वारीय बल कहा जाता है। ज्वारीय बल पृथ्वी और उसके पानी को चंद्रमा के सबसे करीब और चंद्रमा से सबसे दूर की तरफ उभारने का कारण बनता है। पानी के ये उभार उच्च ज्वार हैं। जैसे-जैसे पृथ्वी घूमती है, आपकी पृथ्वी का क्षेत्र प्रत्येक दिन इन दोनों उभारों से होकर गुजरता है। जब आप उभार में होते हैं, तो आप एक उच्च ज्वार का अनुभव करते हैं। जब आप उभार में नहीं होते हैं, तो आप कम ज्वार का अनुभव करते हैं। दो उच्च ज्वार और दो निम्न ज्वार का यह चक्र दुनिया के अधिकांश समुद्र तटों पर अधिकांश दिनों में होता है।

बाह्य अंतरिक्ष में शून्य गुरुत्वाकर्षण है, इसलिए यदि हम अंतरिक्ष में तैर रहे होते तो हम भारहीन हो जाते।

पहाड़ की चोटी की तुलना में वस्तुओं का वजन समुद्र के स्तर पर थोड़ा अधिक होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आप अपने और पृथ्वी के द्रव्यमान के बीच जितनी अधिक दूरी रखते हैं, पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण बल उतना ही कम होता है। तो, जितना अधिक आप जाते हैं, उतना ही कम गुरुत्वाकर्षण आप पर खींचता है, और जितना कम आप वजन करते हैं।

यदि आप पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव से बचना चाहते हैं, तो आपको प्रति सेकंड सात मील (लगभग 11 किलोमीटर) की यात्रा करनी होगी। इस संख्या को पृथ्वी का "एस्केप वेलोसिटी" कहा जाता है।

हमारे ब्रह्मांड में गुरुत्वाकर्षण

गुरुत्वाकर्षण वह है जो ग्रहों को सूर्य के चारों ओर कक्षा में रखता है और जो चंद्रमा को पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में रखता है। चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव समुद्रों को अपनी ओर खींचता है, जिससे समुद्र में ज्वार-भाटा आता है। गुरुत्वाकर्षण उस सामग्री को एक साथ खींचकर तारे और ग्रह बनाता है जिससे वे बने हैं।

ब्लैक होल ब्रह्मांड में सबसे अजीब वस्तु हैं। ब्लैक होल की कोई सतह नहीं होती, जैसे कोई ग्रह या तारे। इसके बजाय, यह अंतरिक्ष का एक क्षेत्र है जहां मामला अपने आप में ढह गया है। इस विनाशकारी पतन के परिणामस्वरूप अविश्वसनीय रूप से छोटे क्षेत्र में भारी मात्रा में द्रव्यमान केंद्रित हो रहा है। इस क्षेत्र का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव इतना अधिक है कि कुछ भी नहीं बच सकता - प्रकाश भी नहीं।

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