Sunday, January 25, 2015

બ્રહ્માંડમાં લોહચુંબકની માયા અને મહિમા --- ડૉ. જે. જે. રાવલ

http://www.bombaysamachar.com/frmStoryShow.aspx?sNo=111259


જો પૃથ્વીને ચુંબકીયક્ષેત્ર ન હોત તો પૃથ્વી પર જીવન ઉદ્ભવ્યું જ ન હોત

સુમારે ર૮૦૦ વર્ષ પહેલા ગ્રીસમાં એક ભરવાડ હતો. તે તેના ઘેટા-બકરાં ચરાવતો. ઘેટા-બકરાં ચરાવવા તેની પાસે લાકડી હતી. એ લાકડીને છેડે પતરાની કડી મારી હતી. એક દિવસ એક જગ્યાએ તે ગયો ત્યાં તેની લાકડી સાથે નાનાં નાનાં પથરા ચોંટી ગયાં. તે પ્રદેશનું નામ મેગ્નેશિયા હતું તેથી તે નાનાં નાનાં ટુકડા મેગ્નેટ કહેવાયાં. ત્યાં પછી મોટા મેગ્નેટવાળા પથ્થરો પણ તેને મળી આવ્યા. મેગ્નેટને આપણે ચુંબક અથવા લોહચુંબક કહીએ છીએ અને તેની સાથે લોખંડના ટુકડાં ચોંટી જાય તેના એ ગુણને ચુંબકત્વ (મેગ્નેટિઝમ) કહીએ છીએ. મેગ્નેટના દર્શનની આ પ્રથમ વાર્તા હતી. એશિયા માયનોરના ઈડા પર્વતની આજુબાજુ આ મેગ્નેટિઝમવાળા પથ્થરો પ્રથમ મળ્યાં હતાં. શું તે આકાશમાંથી આવી પડેલી ઉલ્કાના ટુકડા હતાં? કદાચ હોય. કોઈ વળી કહે છે કે એ મેગ્નેટિઝમવાળા પથ્થરને જ મેગ્નેશિયા કહેવામાં આવતાં. તેના પરથી તેમને મેગ્નેટ કહેવામાં આવ્યાં હતાં. આપણા વેદોમાં પણ ચુંબકત્વનાં સંદર્ભો છે. 

ઈ. સ. પૂર્વ ત્રીજી-ચોથી સદીમાં થયેલ ચાણક્યે તેના અર્થશાસ્ત્રમાં ચુંબક વિષે લખ્યું છે. તેણે લખ્યું છે કે લોકોને વજન કરીને ઓછું આપવા ત્રાજવા નીચે વેપારીઓ લોહ ચુંબક રાખતાં. એરિસ્ટોટલ, પ્લેટો, હોય વગેરે ગ્રીક વિદ્વાનોએ પણ તેમના પુસ્તકોમાં લોહચુંબકનો ઉલ્લેખ કર્યોં છે. ચીનાઓ લોહચુંબકને પ્રેમ કરતો પથ્થર કહેતાં. આજે પણ કોઈ આકર્ષે તો તેને લોહચુંબક કહેવામાં આવે છે. 

એક બહુ રસપ્રદ વાત છે. ચીનાઓએ એક ગામ એવું બનાવેલું કે તેમાં શસ્ત્રધારી દુશ્મનનું સૈન્ય પ્રવેશ જ ન કરી શકે. કારણ કે તેના દરવાજે મોટા મોટા લોહચુંબક રાખેલાં. જેથી ત્યાંથી પ્રવેશ કરતાં શસ્ત્રધારીઓના શસ્ત્રો દરવાજા સાથે સજ્જડ ચોંટી જતાં. ઉખાડવા જાય તો ફરી પાછા ચોંટી જતાં. ચીનાઓએ તેમના શહેરના રસ્તા લોહચુંબક પથ્થરોનાં બનાવેલાં જેથી દુશ્મન સૈન્યના રથ તેની સાથે ચીટકી જતાં, ઘોડાના ડાબલા પણ એ લોહચુંબક પાષાણના રસ્તા સાથે ચોંટી જતાં. તેથી ઘોડા પણ તે રસ્તા પર ચાલી શકતાં નહીં. ચુંબક માત્ર લોખંડને જ આકર્ષે તેવું નથી. બળવાન ચૂંબક બધી જ ધાતુને આકર્ષે છે. તેથી શરીર પર પહેરેલા આભૂષણો પણ લોહચુંબકવાળા પથ્થરોનાં રસ્તા સાથે ચોંટી જતાં. છે ને કમાલ?

બળતી મીણબત્તીની જ્યોત પણ લોહચુંબકથી આકર્ષાય છે. લોકોને ખબર પડતી ન હતી કે લોહચુંબકવાળા પથ્થરો આમ કેમ વર્તે છે. તેમાં શું છે? બધા જ પથ્થરો તો એવાં નથી. પછી લોકોને માલૂમ પડ્યું કે દોરીથી લટકાવેલો ચુંબકત્વવાળો પથ્થર ઉત્તર-દક્ષિણ દિશા બતાવે છે. લોહચુંબકત્વનો આ બીજો ગુણ વિજ્ઞાનીઓ અને માણસોને દેખાયો. તેમણે એ પણ જોયું કે બે આવા પથ્થરો વચ્ચે આકર્ષણ પણ છે અને અપાકર્ષણ પણ છે. આ તેનો ત્રીજો ગુણ અસ્તિત્વમાં આવ્યો. તો વિચારવંતોને પ્રશ્ર્ન ઊઠ્યો કે શું પૃથ્વી પણ એક ચુંબક છે જેનો ઉત્તરધ્રુવ તેની ભૌગોલિક દક્ષિણ દિશામાં છે અને દક્ષિણધ્રુવ ભૌગોલિક દક્ષિણ દિશામાં છે!

વહાણવટુ કરતા સાહસિકો કે રણમાં મુસાફરી કરતા મુસાફરો દિવસે તો સૂર્યના સ્થાન પરથી ઉત્તર દિશા નક્કી કરતાં અને રાતે ધ્રુવના તારા પરથી. પણ જ્યારે આકાશમાં વાદળો હોય ત્યારે ઉત્તર દિશા કેવી રીતે નક્કી કરવી. તે માટે તેઓ લોહચુંબકવાળા પથ્થરોનો ઉપયોગ કરવા લાગ્યાં. આ શોધ ઘણી મોટી ગણાય. તેને પછી હોકાયંત્ર કહેવામાં આવ્યું. ચુંબકના બે ધ્રુવો ઉત્તર અને દક્ષિણ વચ્ચે જબ્બર દોસ્તી છે. તે છૂટ્ટા પડતાં જ નથી. લોહચુંબકને બે ધ્રુવો હોય છે તેથી પ્રથમ વાત ફ્રેન્ચ શાસ્ત્રજ્ઞ પેટ્રસ પેરગ્રિનસ-દ મેરીકોર્ટે ૧૨૬૯માં કરી હતી. ચૂંબકત્વનો પછી રમકડા બનાવવામાં ઉપયોગ થયો. લોખંડના ટુકડાને દોરીથી લટકાવી દૂરથી લોહચુંબકને ગોળ ગોળ ફેરવીને તે લોખંડના ટુકડાંને ગોળ ગોળ ફેરવવામાં આવતો. 

વિજ્ઞાનીઓએ પછી પ્રશ્ર્ન કર્યો કે શું લોહચુંબકનાં બે ધ્રુવો અલગ અલગ મળી શકે? હજુ સુધી આ શક્ય બન્યું નથી. સજાતીય લોહચુંબકના ધ્રુવો અને વિજાતીય લોહચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચેના ગુણધર્મો સ્થાપનાર વિજ્ઞાની ચાર્લ્સ કુલમ્બ હતા તેને આ નિયમો ૧૭૮૫માં પ્રસ્થાપિત કર્યા હતાં. લોહચુંબકની સાચી પરીક્ષા અપાકર્ષણ છે. આકર્ષણ નહીં. કારણ કે લોહચુંબક બીજી કોઈ ધાતુને પણ આકર્ષે છે. હવે તો લોહચુંબકના ઉપયોગ પર કલાકના પ૦૦ કિલોમીટરની ગતિ પર ચાલતી રેલવે ટ્રેઈનો બની છે. જેને મેગ્લેવ ટ્રેઈન (મેગ્નેટિક લેવીટેશન ટ્રેઈન) કહે છે. 

૧૬૦૦ની સાલમાં અંગ્રેજ વિજ્ઞાની વિલિયમ ગિલ્બર્ટે ‘ડી મેગ્નેટ’ નામનું પુસ્તક લખ્યું. તે મેગ્નેટિઝમ પર પ્રથમ મહાન પુસ્તક હતું તે મેગ્નેટિઝમનું બાયબલ ગણાય છે. ગિલ્બર્ટે જ સાબિત કર્યું કે પૃથ્વી એક લોહચુંબક છે જેનો ઉત્તરધ્રુવ પૃથ્વીના ભૌગોલિક દક્ષિણધ્રુવની દિશામાં છે અને દક્ષિણધ્રુવ પૃથ્વીના ભૌગોલિક ઉત્તરધ્રુવની દિશામાં છે. પછી વર્ષો જતાં ખબર પડી કે પૃથ્વીના મેગ્નેટની દિશા ધીરે ધીરે બદલાય છે. હાલમાં તે ભૌગોલિક ધ્રુવબિન્દુઓ સાથે લગભગ ૮ અંશનો ખૂણો બનાવે છે. ૧૪૯૨માં જ્યારે કોલંબસ અમેરિકા પહોંચ્યો ત્યારે રસ્તામાં તેને માલૂમ પડ્યું હતું કે મેગ્નેટના ધ્રુવોની દિશામાં ગડબડ છે. તે ભૌગોલિક ધ્રુવોની દિશા સાથે બંધબેસતી નથી. પૃથ્વીના લોહચુંબકની ખરી દિશા ચોક્કસ કરનાર કેપ્ટન જેમ્સ હોસ હતો. તેણે ૧૮૩૧ના વર્ષમાં આ શોધ કરી હતી. રોસા પૃથ્વીના ચુંબકીય ઉત્તરધ્રુવ પર પહોંચનાર પ્રથમ માનવી હતો. પૃથ્વીના ચુંબકીય દક્ષિણધ્રુવ પર પહોંચનાર પ્રથમ માનવી ઓસ્ટ્રેલિયાનો ડગ્લાસ માર્સન હતો. તે ૧૯૦૮માં ત્યાં પહોંચ્યો હતો. 

વિજ્ઞાનીઓ સામે પ્રશ્ર્ન એ હતો કે પૃથ્વીનું ચુંબકત્વ ક્યાં અને કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે? ૧૮૩૮માં મહાન વિજ્ઞાની કાર્લ ફ્રેડ્રીક ગૉસે દર્શાવ્યું કે પૃથ્વીનું ચુંબકત્વ તેના ગર્ભભાગમાં ઉત્પન્ન થાય છે. પછી વિજ્ઞાનીઓએે સાબિત કર્યું કે પૃથ્વીનું ચુંબકત્વ તેના ગર્ભભાગમાં રહેલા પ્રવાહી ધાતુનું પરિણામ છે. રેડિયોએક્ટિવિટીનુંં પરિણામ છે. પૃથ્વી તેની ધરી પર ગોળ ગોળ ફરે છે. પૃથ્વીના ગર્ભભાગમાં જે પ્રવાહી ધાતુ છે તે વલોવાય છે અને તેથી ગ્રહનું કે પૃથ્વીનું ચુંબકત્વ ઉત્પન્ન થાય છે. આપણાં ધ્રુવ પ્રદેશ પર જઈએ તો હોકાયંત્ર કોઈ પણ દિશા બતાવે નહીં. જ્યાં તે સ્થિર હોય ત્યાં જ રહે.

પૃથ્વી ફરતે તેનું ચુંબકીયક્ષેત્ર છે. તેમાં જ્યારે સૂર્યમાંથી આવતા વિદ્યુતભારવાહી પદાર્થકણો પ્રવેશે છે ત્યારે તે પ્રવર્ગી થાય છે અને તેમની શક્તિ પ્રમાણે રંગબેરંગી પ્રકાશ છોડે છે અને રંગીન પ્રકાશના પર્દા બનાવે છે. તેને ધ્રુવીપ્રકાશ (અરોરા) કહે છે. તે પૃથ્વીના ઊંચા અક્ષાંશે દેખાય છે. પણ જ્યારે સૂર્ય બહુ ક્રિયાશીલ થઈ જાય છે ત્યારે આ ધ્રુવીય પ્રકાશ પૃથ્વીના નીચા અક્ષાંશે નજરે પડે છે. એટલે કે ૬૦.૭૦ અંશ અક્ષાંશે પણ સૂર્ય જો અતિશય ક્રિયાશીલ હોય તો આ ધ્રુવીય પ્રકાશ ૪૦ કે પ૦ અંશ અક્ષાંશે દૃશ્યમાન થાય છે. ભૂતકાળમાં એક વખત તે મુંબઈના ૧૮, ૧૯ અને ર૦ અંશ અક્ષાંશે દૃશ્યમાન થયો હતો. ત્યારે સૂર્ય કેટલો બધો ક્રિયાશીલ થઈ ગયો હશે તેની કલ્પના થઈ શકે છે. 

પૃથ્વીનું ચુંબકીયક્ષેત્ર આપણા બધાનું ખૂબ જ રક્ષણ કરે છે. જો પૃથ્વીને ચુંબકીયક્ષેત્ર ન હોત તો પૃથ્વી પર જીવન ઉદ્ભવ્યું જ ન હોત. સૂર્યમાંથી બહાર પડતા શક્તિશાળી વિદ્યુતભારવાહી પદાર્થકણોએ પૃથ્વી પરના જીવનનો નાશ કર્યો હોત. દરેકે દરેક ગ્રહને ઓછે વધતે અંશે ચૂંબકીયક્ષેત્ર હોય જ છે. ગુરુ, શનિ, યુરેનસ, નેપ્ચ્યૂનને વધારે શક્તિશાળી ચુંબકીયક્ષેત્રો છે. ચુંબકીયક્ષેત્ર ગૉસ નામના એકમમાં મપાય છે. વિજ્ઞાની ગોસે આ ક્ષેત્રે પાયાનું કાર્ય કર્યું હતું માટે તેને માન આપવા ચુંબકીયક્ષેત્રના એકમનું નામ ગૉસ રાખવામાં આવ્યું છે. સૂર્યને તો ખૂબ જ શક્તિશાળી ચૂંબકીયક્ષેત્ર છે અને તે સૂર્યમાં જબ્બર ઊથલ-પાથલ કરે છે. ચુંબકીય તોફાનો સૂર્ય પર, પૃથ્વી પર, ગુરુ પર અને બધા જ ગ્રહો પર થાય છે.

પૃથ્વીનું ચુંબકીયક્ષેત્ર દિશાઓ જાણવા આપણને મદદરૂપ થાય છે. પહેલાં આપણને ખબર ન હતી કે ચુંબકીયક્ષેત્ર (ચૂંબકત્વ) શું છે. હવે ધાતુના ચુંબકીયક્ષેત્ર વિષે ઊંડો અભ્યાસ થયો છે. ચુંબકીયક્ષેત્રની જેમ આપણી પાસે વિદ્યુતક્ષેત્ર છે. પહેલાં એમ લાગતું હતું કે ચુંબકીયક્ષેત્ર (ચૂંબકત્વ, મેગ્નેટ, લોહચુંબક) અને વિદ્યુતક્ષેત્ર (વિદ્યુતભાર)નેે કોઈ સંબંધ નથી. પણ ફેરેડે, ઓઈર્સ્ટર્ડ,મેક્ષવેલ,આઈન્સ્ટાઈન અને બીજા વિજ્ઞાનીઓએ દર્શાવ્યું કે ચુંબકત્વ અને વિદ્યુતભાર એકના એક જ છે. તે એક જ વસ્તુના બે અલગ અલગ દેખાતા સ્વરૂપો છે. મેગ્નેટને ફેરવો એટલે વિદ્યુત ઉત્પન્ન થાય અને વિદ્યુતમાં ફેરફાર કરો એટલે ચુંબકત્વ ઉત્પન્ન થાય. એટલું જ નહીં પણ પ્રકાશ પોતે વિદ્યુત-ચુંબકીયક્ષેત્ર છે. 

સૂર્ય અને ગ્રહોને ચુંબકીયક્ષેત્ર છે તેમ દરેકે દરેક મંદાકિની (ગેલેક્સી)ને પણ ચુંબકીયક્ષેત્ર છે. મંદાકિનીનું ચુંબકીયક્ષેત્ર અને વિદ્યુતક્ષેત્ર વચ્ચે ખૂણો બને છે તેથી મંદાકિનીનું ધરીભ્રમણ ઉત્પન્ન થાય છે. પૂરી મંદાકિની ચુંબકીયક્ષેત્રના જાળામાં (નેટવર્ક)માં છે. સૂર્યમાળાની ઉત્પત્તિમાં પણ નિયંત્રણ ચુંબકીયક્ષેત્રનું છે. આમ ચુંબકીયક્ષેત્ર સર્વવ્યાપી છે. તે ગ્રહોના ધરીભ્રમણને પણ અસર કરે છે. આપણે બધા ચુંબકીયક્ષેત્રના જાળામાં ફસાયેલાં છીએ. પૂરા બ્રહ્માંડમાં ચુંબકીયક્ષેત્રની માયા પથરાયેલી છે અને તેટલો જ તેનો ઉમદા મહિમા છે. બધી જ ઉલ્કામાં ચુંબકત્વ હોય છે, ચુંબકત્વ હકીકતમાં બ્રહ્માંડીય તત્ત્વ છે. જોકે હવે કૃત્રિમ લોહચુંંબકો બનાવવામાં આવે છે અને તેને મોટા મોટા કામે લગાડવામાં આવે છે. તે તબીબીશાસ્ત્રમાં લગભગ દરેકે દરેક ઈલેક્ટ્રોનિક યંત્રમાં કે યંત્રમાં રીમરીંગ એઈડ મેગ્નેટીક રેસોનન્સ ઈમેજિંગ, સુપરક્ધડક્ટીંગ મેગ્નેટ બનાવવામાં વપરાય છે. તે આપણા શરીરમાં પણ મોજૂદ છે. ચુંંબકીય અને વિદ્યુત અણુએ અણુમાં વ્યાપ્ત છે. આપણું શરીર એ બળ પર આધારિત છે. ગુરુત્વાકર્ષણબળનો જેટલો મહિમા છે અને માયા છે તેટલો જ મહિમા અને માયા વિદ્યુત-ચુંબકીયક્ષેત્રની છે. પ્રકાશ તેનું જ સ્વરૂપ છે.

No comments:

Post a Comment