ஆப்பிள் விழுந்ததால் ஐசக் நியூட்டன் ஈர்ப்பு விசையைக் கண்டறிந்தார் என்று படித்திருப்போம். உண்மையில் நியூட்டன் வாழ்ந்ததற்கு இரண்டாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே பண்டைய கிரேக்கத்தில் வாழ்ந்த அரிஸ்டாட்டில், இந்தியாவின் பிரம்மகுப்தர் ஆகியோர் கனமான பொருள்கள் விழுவதற்குப் பின் ஏதோ இயற்கை விதி இருப்பதாகக் கூறினர்.
பெர்சியாவின் (இன்றைய ஈரான்) அபு மஷார் அல் பல்கி, கடலில் ஓதங்கள் உருவாவதற்கு நிலவின் இருப்பிடம் முக்கியம் என்றார். இப்படி உலகின் பல அறிஞர்களும் ஈர்ப்பு விசை என்கிற இயற்கை விதி ஒன்று இருப்பதை ஒருவாறு கணித்திருந்தனர்.
இதன்பின் கோபர்நிகஸ், கெப்லர் போன்றோர் கோள்கள் சூரியனைக் குறிப்பிட்ட சுற்றுப்பாதையில் சுற்றுகின்றன என்று சொன்னவுடன், அவை ஏன் அவ்வாறு சுற்றுகின்றன என்கிற கேள்வி எழுந்தது.
கலிலியோ கீழ்நோக்கி விழும் பொருள்களைக் கணித விதிகளின் கீழ் விளக்க முடியுமா என்று ஆராய்ந்தார். இப்படி ஆய்வுகள் சென்றுகொண்டிருந்தபோது ஈர்ப்புவிதி குறித்த முக்கியப் பங்களிப்பு வழங்கியவர்களில் ஒருவர் ராபர்ட் ஹூக்.
கலிலியோ இறப்பதற்கு ஏழு ஆண்டுகளுக்கு முன் பிறந்தவர் ஹூக். கருவிகளை உருவாக்கும் வேலைகளில் ஈடுபட்டு, பின் பிரிட்டனின் அறிவியல் நிறுவனமான ராயல் கழகத்தில் முக்கியப் பொறுப்பில் இணைந்தார். நுண்ணோக்கி, ஒளியியல் போன்ற ஆய்வுகளில் ஈடுபட்டார். ஈர்ப்புவிசை குறித்தும் ஆராயத் தொடங்கினார்.
ஹூக்கின் ஆய்வுக்கு முன்புவரை கார்டிசியன் கோட்பாடு என்பதுதான் பிரபலமாக இருந்தது. விண்வெளியில் ஏதர் எனும் கண்ணுக்குத் தெரியாத பொருள் இருப்பதாகவும், அதில் ஏற்படும் சுழற்சிகளால் கோள்கள் சூரியனைச் சுற்றுவதாகவும் சொன்னது அந்தக் கோட்பாடு.
ஹூக் இதை மறுத்தார். விண்வெளியில் இருக்கும் ஒவ்வொரு பொருளும் மற்றொரு பொருளை ஈர்ப்புவிசையால் ஈர்க்கிறது. ஒரு பொருள் இயக்கத்தில் இருக்கும்போது, இடையூறாக வேறு ஓர் ஆற்றல் வரும்வரை அது நேர்கோட்டில்தான் செல்லும். இதுதான் பின்னாளில் நியூட்டனின் முதல் விதியாகச் செழுமைப்படுத்தப்பட்டது,
அதேபோல் இரண்டு பொருள்கள் அருகில் செல்லச் செல்ல ஈர்ப்பு அதிகமாக இருக்கும் என்றார் ஹூக். இதன்படி சூரியனைச் சுற்றும் கோள்கள் அனைத்தும் நேர்கோட்டில்தான் செல்ல முயல்கின்றன.
ஆனால், ஈர்ப்புவிசை சூரியனை நோக்கி இழுக்கிறது. இந்த இரண்டு இயக்கத்தாலும் கோள்கள் சுற்றுப்பாதையில் பயணிப்பதாக அமைகிறது என்றார்.
இதனைக் கடிதமாகவே நியூட்டனுக்கு எழுதினார். அதேபோல் ஈர்ப்புவிசை எல்லா இடங்களிலும் ஒன்றுபோலவே செயல்படுகிறது என்று நியூட்டன் சொல்ல, அதையும் ஹூக் மறுத்தார்.
எதிர்த்தகவு இருமடி விதியின்படி (Inverse Square law) இரு பொருள்களுக்கு இடையிலான தொலைவு இருமடங்கானால், ஈர்ப்பு விசை நான்கில் ஒரு பங்காகக் குறையும் என்றார்.
இப்படி ஹூக்கே எல்லாவற்றையும் கண்டறிந்துவிட்டதாகத் தோன்றும்போது, நியூட்டனுக்கு ஏன் எல்லாப் பெருமையும்? காரணம் இருக்கிறது. ஹூக்கின் சில கண்டறிதல்களில் குறைபாடுகள் இருந்தன. அத்துடன், அறிவியலின்படி ஒரு விஷயத்தைச் சொன்னால் மட்டும் போதாது. அதனை நிரூபிக்க வேண்டும்.
ஹூக்கும் பிறரும் கண்டறிந்த விஷயங்கள் அனைத்தையும் கணிதத்தின்படி விளக்க வேண்டும். அதைத்தான் செய்தார் நியூட்டன். நியூட்டன் தனக்கு முன் பலரும் சொன்ன விஷயங்களை எல்லாம் உலகம் முழுவதும் பெற்ற தரவுகளில் இருந்து பரிசோதித்துப் பார்த்தார். குறிப்பாக நியூட்டன் அப்போதுதான் நுண்கணிதத்தை (Calculus) கண்டறிந்திருந்தார்.
ஒரு பொருள் காலப்போக்கில் எப்படி எல்லாம் மாறுகிறது என்பதைக் கணிக்க உதவும் கணிதம் அது. எடுத்துக்காட்டாக, கோள்களின் நிலை எப்படி மாறிக்கொண்டிருக்கும், கீழே விழும் பொருள்களின் வேகம் எவ்வாறு மாறுபடும்... இப்படிப் பலவற்றைக் கணக்கிடலாம்.
இதனால் நியூட்டனால் துல்லியமாக வானியலில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கணக்கிட முடிந்தது. இதற்கு வேண்டிய தரவுகள் அவருக்கு உலகம் முழுவதும் பயணித்த கப்பல்களில் இருந்து கிடைத்தன.
அப்போது பிரிட்டிஷ் கிழக்கிந்திய கம்பெனி, ஆப்ரிக்க அடிமைகளை ஏற்றிச் செல்லும் தெற்குக் கடல் நிறுவனம் ஆகியவற்றில் முதலீடு செய்திருந்தார் நியூட்டன். இந்த நிறுவனங்களுக்குச் சொந்தமான கப்பல்கள் காலனி நாடுகளை அடிமைப்படுத்தச் சென்றன.
அதற்குக் கடல்களை அளவிடுவது, வரைபடம் தயாரிப்பது, அயல்நாடுகளில் காணப்படும் தாவரங்கள், விலங்குகள், கனிம வளங்களை ஆய்வு செய்வது போன்ற உலகப் புவியியல் நிலப்பரப்பை அறிவது அவசியம் என்பதால் அறிவியலையும் ஊக்குவித்தன. இந்தக் கப்பலில் பயணித்தவர்கள் சேகரித்த தரவுகள் நியூட்டனுக்கு உதவின.
எடுத்துக்காட்டாக, பிரான்ஸில் இருந்து சென்ற ஜீன் ரிச்சரின் தரவுகள் பூமியின் வடிவம், ஈர்ப்பு விசையின் மாறுபாட்டைப் புரிந்துகொள்ள நியூட்டனுக்கு உதவின. நிலநடுக்கோட்டின் அருகே இருந்து கோள்கள், நட்சத்திரங்களின் நகர்வை ஆய்வு செய்யச் சென்றவர் ரிச்சர்.
அதற்குத் தனி ஊசல் (pendulum) கருவிதான் அப்போது பயன்படுத்தப்பட்டது. ஒரு மீட்டர் நீளம் உள்ள ஊசல் ஓர் அலைவுக்கு ஒரு நொடி எடுத்துக்கொள்ளும் என்பது கணக்கு. ஆனால், ரிச்சர் தென் அமெரிக்காவின் கயேன் பகுதியில் இருந்தபோது ஒரு மீட்டர் அளவு உள்ள ஊசல் ஓர் அலைவுக்கு ஒரு நொடிக்கும் மேல் எடுத்தது.
ஆனால், பாரிஸில் பரிசோதித்தபோது சரியாக வேலை செய்தது. இதே சோதனையை அவர் மேற்கு ஆப்ரிக்காவின் செனகலில் சோதித்தார். அங்கேயும் ஊசல் மெதுவாக இருந்தது.
இயற்பியல் விதி என்பது எல்லா இடங்களிலும் ஒன்றுபோலவே இருக்க வேண்டும் என்றால், தென் அமெரிக்காவிலும் ஆப்ரிக்காவிலும் மட்டும் ஏன் வித்தியாசமாக செயல்படுகிறது எனக் கேள்வி எழுப்பினார்.
நியூட்டனுக்கு இந்தத் தரவைப் பார்த்ததும் பதில் தெரிந்தது. ஊசலின் அலைவு நேரம் அங்குள்ள ஈர்ப்பு விசையின் வலிமையைப் பொறுத்தது எனும்போது, நிலநடுக்கோட்டின் அருகே மட்டும் அலைவு மாறுபடுகிறது என்றால், எல்லா இடங்களிலும் ஈர்ப்புவிசை சமமாக இல்லை என்றார் நியூட்டன். பூமி மையத்தில் கொஞ்சம் உப்பி இருப்பதால், நிலநடுக்கோடு பூமியின் மையத்தில் இருந்து கொஞ்சம் தூரத்தில் இருக்கிறது.
இருமடிவிதிப்படி தொலைவு அதிகரிப்பதால் ஈர்ப்புவிசை பலவீனமாக இருக்கிறது என்றார். இப்படியாக நியூட்டன் ஈர்ப்புவிசையின் விதிகளையும், இயக்க விதிகளையும் தன் நூலில் கணிதரீதியாக நிறுவினார்.
இதன் மூலம் அண்டமும் இயற்கையும் மாயாஜாலத்தால் அல்ல; குறிப்பிட்ட கணிதவிதிகளின் கீழ் இயங்குகின்றன எனச் சொல்லி நவீன இயற்பியலுக்கு அடித்தளமிட்டார்.
ஆப்பிள் கதை உண்மையா என்று தெரியவில்லை. ஆனால், ஆப்பிள் கீழே விழுவதும், நிலவு பூமியைச் சுற்றுவதும், கோள்கள் சூரியனைச் சுற்றுவதும் வெவ்வேறு நிகழ்வுகள் அல்ல. ஒரே இயற்கை விதியின் வெவ்வேறு வெளிப்பாடுகள் என்பதை நிறுவினார் நியூட்டன்.
(திருப்புமுனையைக் காண்போம்)
- tnmaran25@gmail.com