Header Ads

পৃথিবী কেন ঘোরে?

পৃথিবী কেন ঘোরে?

পৃথিবী ঘোরে সেটা আমরা সবাই জানি। কিন্তু কেন ঘোরে? কখনো কি মনে সেই প্রশ্ন জেগেছে? তাহলে জেনে নিন এই আর্টিকেল থেকে।

পৃথিবী কেন ঘোরে?

মহাবিশ্বের প্রাথমিক পর্যায়ে শুধুমাত্র গ্যাস এবং ধূলিকণার (আকারে অত্যন্ত ক্ষুদ্র কণা) অস্তিত্ব ছিলো। যেহেতু ভরসম্পন্ন কণাগুলির মধ্যে একটি আকর্ষণ বল কাজ করে তাই এরা নিজেদের সাথে যুক্ত হয়ে বৃহৎ আকার ধারণ করে যেমনঃ নক্ষত্র, গ্রহ, গ্রহাণু ইত্যাদি। নিজেদের মধ্যে সংঘর্ষের ফলে এদের ঘূর্ণন শুরু হয়। অসংখ্য সংঘর্ষ এই ঘূর্ণন গতিকে আরও বৃদ্ধি করে সময়ের সাথে সাথে এবং একসময় গ্রহগুলি (যেমনঃ পৃথিবী) নক্ষত্রকে ঘিরে একটি নির্দিষ্ট কক্ষপথে সমান গতিতে ঘুরতে শুরু করে।

বিষয়টাকে আরও বিস্তারিতভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছে নীচের অংশেঃ 

সৌরজগত মূলত গ্যাস ও ধূলোর ঘূর্ণায়মান অবস্থা থেকে আজকের রূপ লাভ করে।  সহজভাবে ব্যাখ্যা করার জন্য আমরা ধরে নিতে পারি পৃথিবী ঘূর্ণায়মান সূর্য থেকে ছিটকে বের হয়ে যাওয়া একটি বস্তু খণ্ড। নেয়া যাক লাল বৃত্ত হল সূর্য এবং সবুজ বৃত্ত হল পৃথিবী। খয়েরী রেখাটি পৃথিবীর কক্ষপথ।

পৃথিবী কেন ঘোরে?

এখন, সূর্যের আকর্ষণের ফলে সূর্যের দিকের পৃথিবীর বেগ লাল ভেক্টর দ্বারা নির্দেশ করা হল। আর পৃথিবীর নিজের 'ছিটকে যাওয়ার' বেগ কে নীল ভেক্টর দ্বারা নির্দেশ করা হল। পৃথিবীর কক্ষপথ কে খয়েরি বৃত্তাকার রেখা দ্বারা চিহ্নিত করা হল।
প্রকৃত ক্ষেত্রে লাল ও নীল ভেক্টর এর মান এমন যে তাদের ভেক্টর যোগফল (বেগুনী ভেক্টর) সবসময় খয়েরি বৃত্তাকার রেখার স্পর্শক হবে। এই বেগুনি ভেক্টরই পৃথিবীর গতির দিক নির্দেশ করে। অর্থাৎ পৃথিবীর গতিপথ বৃত্তাকার। এজন্যই পৃথিবী সূর্যের চারদিকে ঘোরে।
                                        
সূর্যের চারদিকে ঘোড়া ছাড়াও পৃথিবী তার নিজ অক্ষে ঘুর্ণায়মান। সৌরজগত গ্যাস ও ধূলোর ঘূর্ণায়মান অবস্থা থেকে সৃষ্ট হওয়ার ফলে গ্রহ গুলোর নিজেদের কৌণিক ভরবেগ রয়েছে। এই কৌণিক ভরবেগের ফলেই পৃথিবী তার নিজ অক্ষে ঘোরে। পৃথিবীর ঘোরা কেন থেমে যাচ্ছে না তার কারণ কৌণিক ভরবেগ এর সংরক্ষণ নীতি।

গাণিতিক ব্যাখ্যাঃ

(Bold letter দিয়ে Vector আর Normal letter দিয়ে Scalar রাশি বোঝানো হল। time derivative বা td দ্বারা calculus এর d/dt বোঝানো হল। X দ্বারা ভেক্টর ক্রস গুণ প্রকাশ করা হচ্ছে)

ধরা যাক পৃথিবীর ঘূর্ণন অক্ষ থেকে পৃথিবীর কোন বস্তুর দূরত্ব R, এবং ঐ বস্তুর ভর m, ও বেগ V, ও সাধারণ ভরবেগ P = mV
কৌণিক ভরবেগ L = R X P, এবং N হল বলের ভ্রামক (Torque)

N = time-derivative (L) = time-derivative (R X P) = td (R) X P + R X td (P) = td (R) X mV + R X F   [ আমি জানি যে, time-derivative (P) = F ]
বা, N = V X mV + R X F   [ যেহেতু, td (R) = V ]
বা, N = R X F   [ যেহেতু, V X V = 0 ]

পৃথিবীর ক্ষেত্রে ধরে নেওয়া যায় R X F = 0 (অর্থাৎ বাইরে থেকে কোন বল প্রযুক্ত হচ্ছে না।)

সুতরাং, N = 0
অর্থাৎ, time-derivative (L) = 0
Integrate করলে পাই,
L = constant (ধ্রুবক)

এই হিসাব পৃথিবীর অক্ষের সাপেক্ষে পৃথিবীর উপরের যে কোন বস্তুর জন্যই প্রযোজ্য। কাজেই আমরা বলতে পারি " পৃথিবীর অক্ষের সাপেক্ষে " পৃথিবীর উপরের যে কোন বস্তুর কৌণিক ভরবেগ পরিবর্তিত হয় না। পৃথিবীর সব বস্তুর সমষ্টি পৃথিবী নিজেই। অর্থাৎ পৃথিবীর ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে তার নিজের কৌণিক ভরবেগ পরিবর্তিত হবে না।

কোন অক্ষের সাপেক্ষে কোন বস্তুর কৌণিক ভরবেগ পরিবর্তিত না হলে বস্তুটি ওই অক্ষের সাপেক্ষে ঘুরতে থাকে। এজন্য বাইরের বলের সাহায্য ছাড়াই পৃথিবী তার নিজ অক্ষের সাপেক্ষে ঘুরতে থাকে।

নোটঃ
প্রকৃতক্ষেত্রে পৃথিবীর জন্য N = R x F = 0 সম্পূর্ণ সঠিক নয়। চাঁদ এর আকর্ষণ ও অন্যান্য কারণে N পুরপুরি শূন্য হয় না। কিন্তু এই প্রভাব অতি নগণ্য বলে আমরা পৃথিবীর N = 0 বিবেচনা করি। এছাড়া বাইরের এই বল পৃথিবী কে ঘুরতে সাহায্য করে না, বরং বাধা দেয়।

লিখাটি ভালো লেগে থাকলে শেয়ার করুন অন্যদের সাথে। এমন আরও প্রশ্নের উত্তর পেতে নিয়মিত ভিজিট করুন EduQuarks ব্লগ। সবাইকে অনেক অনেক ধন্যবাদ।

No comments: