పార్లమెంటులో భూభ్రమణం!

ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌ ఊగే మార్గం మారుతున్నట్టు మనకు వెంటనే అవగతం కాదు. రోజులో గంటలు గడుస్తున్నకొద్దీ పెండ్యులమ్‌ ఊగే స్థానం మారినట్టు కనిపిస్తుంది. కొత్త పార్లమెంట్‌ భవనం. ప్రాచీన, ఆధునిక వాస్తుకళ సమ్మేళనంతో ఆకట్టుకోవటమే కాదు.. శాస్త్రీయ అంశాల  ప్రదర్శనశాలగానూ భాసిల్లుతోంది. రాజ్యాంగ ప్రాంగణంలో నెలకొల్పిన ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమే దీనికి నిదర్శనం. మనదేశంలో ఇలాంటి లోలకాల్లో ఇదే అతి పెద్దది. కోల్‌కతాలోని నేషనల్‌ కౌన్సిల్‌ ఆఫ్‌ సైన్స్‌ మ్యూజియమ్స్‌ (ఎన్‌సీఎస్‌ఎం) దీన్ని రూపొందించి, ఇక్కడ స్థాపించింది. ఇంతకీ దీన్ని ఎందుకు నెలకొల్పారో తెలుసా? భూమి తనచుట్టూ తాను తిరుగుతున్న తీరును అర్థం చేసుకోవటానికి. ప్రపంచంలో వివిధ ప్రయోగశాలలు, వేధశాలల్లో ఇలాంటి లోలకాలు చాలానే ఉన్నాయి. చూడటానికి చిత్రంగా అనిపించే ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌ కథేంటో తెలుసుకుందామా!

జీన్‌ బెర్నార్డ్‌ లియోన్‌ ఫొకాల్ట్‌

భూమి తన చుట్టూ తాను తిరుగుతుంది. ప్రతి 24 గంటలకు.. మరీ కచ్చితంగా చెప్పాలంటే 23 గంటల, 56 నిమిషాల, 4.09053 సెకండ్లకు ఒకసారి ఒక భ్రమణాన్ని పూర్తి చేస్తుంది. భూమధ్యరేఖ వద్ద భూమి చుట్టుకొలత సుమారు 40,075 కిలోమీటర్లు. దీని ప్రకారం లెక్కిస్తే భూమధ్యరేఖ వద్ద భూమి గంటకు సుమారు 1,670 కిలోమీటర్ల వేగంతో తిరుగుతోంది. ఇంత వేగంగా తిరుగుతున్నా మనకు ఆ సంగతే తెలియదు. భూమి నిశ్చలంగా ఉన్నట్టే అనిపిస్తుంది. అంతరిక్షంలోంచి చూస్తే తప్ప భూమి తిరుగుతున్న తీరు అర్థం కాదు. మరి భూమి మీద గుర్తించేదెలా? దీన్ని అర్థం చేసుకోవటానికి తోడ్పడే పరికరమే ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌. దీన్ని ఫ్రెంచి శాస్త్రవేత్త జీన్‌ బెర్నార్డ్‌ లియోన్‌ ఫొకాల్ట్‌ ఆవిష్కరించారు.

ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌ మామూలు లోలకం. పొడవుగా, బరువుగా ఉండే దీన్ని పైకప్పునకు వేలాడదీసి, కదిలిస్తే ముందుకూ వెనక్కూ నియమబద్ధంగా ఊగుతుంది. గురుత్వాకర్షణ బలం లోలకాన్ని కిందికి లాగుతున్నప్పటికీ వేలాడదీసిన తీగలోని బిగువు దాన్ని పట్టి ఉంచుతుంది. లోలకం దిశను మార్చటానికి ఇతర బలాలేవీ ఉండవు కాబట్టి అది అలాగే ఊగుతుంది. మొదట్లో చూసినప్పుడు పెండ్యులమ్‌ ఒకే దిశలో అటూఇటూ ఊగుతున్నట్టు అనిపిస్తుంది. కొద్ది గంటల తర్వాత చూస్తే పూర్తిగా వేరే దిశలో ఊగుతున్నట్టు, వృత్తాకారంలో పక్కలకు కదులుతున్నట్టు కనిపిస్తుంది. నిజానికి లోలకం తన స్థానంలోనే ఊగుతూ ఉంటుంది.

ఏంటీ విచిత్రం?

భూమి మీద ఉండటం వల్ల మనం స్థిరంగా ఉన్నట్టు, లోలకం దిశ మారినట్టు కనిపిస్తుంది. దీనికి కారణం భూభ్రమణమే. చిన్న ఉదాహరణ ద్వారా దీన్ని తేలికగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. తిరిగే వృత్తాకార బల్లకు స్టాండును బిగించి, దానికి పెండ్యులాన్ని వేలాదీశామనుకోండి. బల్ల మీద ఎవరైనా నిల్చొని, దాంతో పాటే తిరుగుతున్నారనుకోండి. దూరం నుంచి చూసేవారికి పెండ్యులమ్‌ అక్కడే ఊగుతున్నట్టు.. స్టాండు, మనిషి దాని చుట్టూ తిరుగుతున్నట్టు కనిపిస్తుంది. అదే బల్ల మీద నిల్చున్న మనిషి దృష్టితో చూస్తే తాను, బల్ల స్థిరంగా ఉన్నట్టు, ఊగే లోలకమే భ్రమిస్తున్నట్టు కనిపిస్తుంది. భూమి మీద నిల్చున్న మనం స్థిరంగా ఉన్నట్టు, ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమే దిశను మార్చుకున్నట్టు కనిపించటానికి కారణం ఇదే. లోలకాన్ని వేలాడదీసిన పైకప్పు భూమితో పాటే తిరుగుతుంది. మనం కూడా భూమితో పాటే తిరుగుతుంటాం. లోలకం మాత్రం అదే దిశలో ఊగుతుంటుంది. కింద భూమి స్థానమే మారుతుంది.

నిబంధనలకు అనుగుణంగా..

ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌ సరిగా పనిచేయటానికి కొన్ని నిబంధనలు పాటించాల్సి ఉంటుంది. పెండ్యులమ్‌ మీద ఎలాంటి ఇతర బలాల ప్రభావం పడకూడదు. స్వేచ్ఛగా ఊగేలా చూడాలి. తీగకు చివర వేలాడదీసే బంతి బరువుగా ఉండాలి. తీగ కూడా గాలి నిరోధకతను తట్టుకునేంత పొడవుగా ఉండాలి. అందుకే పార్లమెంటు భవనంలో ఏర్పాటు చేసిన పెండ్యులాన్ని పూర్తిగా ఫిరంగి లోహంతో తయారుచేశారు. దీని బరువు సుమారు 36 కిలోలు. తీగ పొడవు 22 మీటర్లు. ఇలాంటి జాగ్రత్తలెన్నో తీసుకొని దీన్ని రూపొందించారు.

నిరంతరం ఎలా ఊగుతుంది?

మామూలుగా ఊగే వస్తువు ఏదైనా గాలి ప్రవాహ ఘర్షణ ప్రభావం, తీగ లేదా తాడు కంపనాల వంటి వాటి మూలంగా అటు నుంచి ఇటు కదులుతున్న ప్రతిసారీ ఎంతో కొంత శక్తిని కోల్పోతుంది. ఇలా చివరికి నిశ్చల స్థితికి చేరుకుంటుంది. మరి ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌ ఆగకుండా నిరంతరం అలాగే ఎలా ఊగుతుంది? కోల్పోయిన శక్తి ఎప్పటికప్పుడు భర్తీ కావటమే దీనిలోని రహస్యం. ఇందుకోసం తీగ పైభాగాన రెండు ఇనుప పట్టీలు, పైకప్పునకు విద్యుదయస్కాంతం అమరుస్తారు. పెండ్యులమ్‌ను వేలాడదీసిన తీగ ఒక ప్రత్యేక బిందువు దగ్గరకి వచ్చినప్పుడు విద్యుత్‌ పరికరం దాన్ని గుర్తిస్తుంది. అయస్కాంతం పని చేయటం మొదలెడుతుంది. అప్పుడు ఇనుప పట్టీ లోలకం తీగను కొద్దిగా నెడుతుంది. కోల్పోయిన శక్తి భర్తీ అవుతుంది. ఇలా భూమి గురుత్వాకర్షణ ప్రభావం నుంచి తప్పించుకుంటుంది. ఫలితంగా పెండ్యులమ్‌ ఆగకుండా, నిరంతరం అదే వేగంతో ఊగుతుంది.

యాదృచ్ఛికంగానే..

ఫొకాల్ట్‌ ఒకసారి సానపట్టే పరికరంతో ఏదో పనిచేస్తున్నారు. అది గుండ్రంగా తిరుగుతున్నప్పుడు ఓ పొడవైన, పలుచటి లోహపు కడ్డీని దానిలోంచి తీసేశారు. అప్పుడు కడ్డీ ఒక చివర ఒకే దిశలో కంపించగా.. పరికరానికి బిగించిన వైపు భాగం గుండ్రంగా తిరుగుతున్నట్టు గమనించారు. ఇదే ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌ ఆవిష్కరణకు దారితీసింది. ముందు ఆయన ఒక డ్రిల్‌ ప్రెస్‌కు చిన్న పెండ్యులాన్ని వేలాడదీసి ఊపారు. డ్రిల్‌ ప్రెస్‌ను తిప్పారు. డ్రిల్‌ ప్రెస్‌కు కట్టిన తీగ భాగం గుండ్రంగా తిరుగుతున్నప్పటికీ పెండ్యులమ్‌ ఒకే దిశలో ఊగటం ఆశ్చర్యం కలిగించింది. ఇందులో ఏదో కొత్త విషయం దాగుందని అనిపించింది. అనంతరం పారిస్‌ అబ్జర్వేటరీలో 11 మీటర్ల పొడవైన తీగను వేలాడదీసి పరీక్షించారు. అదీ అలాగే సవ్యదిశలో తిరగటం గమనార్హం. ఇత్తడి గోళంలో సీసాన్ని నింపి 28 కిలోల బరువు ఈ పెండ్యులాన్ని తయారుచేశారు. 67 మీటర్ల పొడవైన తీగతో దాన్ని వేలాడదీశారు. దీని ద్వారా భూభ్రమణాన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చని, గమనించొచ్చని నిరూపించారు.

ధ్రువాలు, భూమధ్యరేఖ వద్ద వేర్వేరుగా..

ధ్రువాల వద్ద

ఫొకాల్ట్‌ పెండ్యులమ్‌తో భూభ్రమణాన్ని ధ్రువాల వద్ద తేలికగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఉత్తర ధ్రువం వద్ద పెండ్యులమ్‌ ప్రతి 24 గంటలకు ఒకసారి సవ్యదిశలో పూర్తిగా వృత్తాకారంలో భ్రమిస్తుంది. దీనికి కారణం అక్కడ పెండ్యులమ్‌, భూమి ఒకదానిపై మరోటి అంత ఎక్కువగా ప్రభావాన్ని చూపవు. ఉత్తర ధ్రువం నుంచి కిందికి వస్తున్నకొద్దీ పెండ్యులమ్‌ భ్రమణ వేగం తగ్గుతుంది. భూమధ్యరేఖ వద్ద భూమి ఎక్కువ వేగంతో భ్రమిస్తుంది. ధ్రువాల వద్ద కన్నా పెద్దగా ఉంటుంది. అందువల్ల పెండ్యులమ్‌ ఒకే మార్గంలో ఊగుతుంది. దక్షిణ ధ్రువం దగ్గరకు వచ్చేసరికి అపసవ్య దిశలో భ్రమించటం మొదలవుతుంది.

భూమధ్యరేఖ వద్ద