Light: కాంతి రహస్యం!

మన జీవితమంతా కాంతి మీద ఆధారపడిందే. ఆరోగ్యమైనా, ఆర్థికమైనా అంతా కాంతితో ముడిపడిందే. వెలుగు లేకపోతే ఒక్క అడుగైనా ముందుకు వేయలేం. భూమి మీద సహజకాంతి ప్రదాత సూర్యుడే. క్రమంగా మంట నుంచి వెలువడే కాంతితో మనిషి వెలుగు ప్రస్థానం ఆరంభించాడు. పురాతనకాలంలో కట్టెలు పోగేసి కాల్చటం దగ్గర్నుంచి కిరోసిన్‌ లాంతర్ల వరకూ అన్నీ మంటతో వెలుగును ప్రసాదించినవే. విద్యుత్తు తయారీతో బల్బులు ప్రపంచాన్ని దేదీప్యమానం చేయటం ఆరంభించాయి. వీటన్నింటి ఉద్దేశం ఒక్కటే. అదే కాంతి మార్గ నిర్దేశం. ఇంతకీ కాంతి అంటే?

అందమైన పువ్వును చూసి ఆనందిస్తాం. పచ్చటి చెట్టుని చూసి పరవశిస్తాం. నీలి సముద్రాన్ని చూసి నివ్వెరపోతాం. ఇవన్నీ మన కంటికి ఎలా కనిపిస్తాయి? కాంతి మూలంగానే. కాంతి వాటి మీద ప్రకాశించి, మన కంటికి చేరుకుంటుంది. మన కళ్లు దృశ్యకాంతిని.. అంటే ఎరుపు, పసుపు, నీలం వంటి అన్ని రంగులు కలిసిన కాంతిని పసిగడతాయి. దీని మూలంగానే ఆయా వస్తువులు, దృశ్యాలు మనకు కనిపిస్తాయి. నిజానికి కాంతి మొదట్నుంచీ శాస్త్రవేత్తలకు అంతుపట్టకుండా, ఆశ్చర్యపరుస్తూనే వస్తోంది. ఇది కిరణమా? రేణువుల ప్రవాహమా? తరంగంలా ప్రవహిస్తుందా? అనే దానిపై రకరకాల ప్రయోగాలు నిర్వహించారు.

పురాతన గ్రీకుల సిద్ధాంతాలు చాలావరకు కాంతిని కిరణంగా అభివర్ణించాయి. మనుషుల కంటి నుంచి వెలువడే కాంతి కిరణాలు వస్తువును తాకటం వల్ల అవి కనిపిస్తాయన్నది పైథాగరస్‌ ఆలోచన. ఎపిక్యూరస్‌ దీనికి పూర్తి విరుద్ధంగా ఆలోంచించారు. వస్తువులు కాంతి కిరణాలను వెలువరిస్తాయని, ఇవి ప్రయాణించి కంటికి చేరుకుంటాయని భావించారు. ఇతర గ్రీకు తత్వవేత్తలు.. ముఖ్యంగా యూక్లిడ్‌, టోలెమీలు సైతం కాంతి రహస్యాన్ని కనుక్కోవటానికి ప్రయత్నించారు. ఒక పారదర్శక మాధ్యమం నుంచి మరో దానికి ప్రసరిస్తున్నప్పుడు నున్నటి ఉపరితలాల పైనుంచి కాంతి ఎలా గెంతుతుందో, వంగుతుందో కిరణ పటాలతో విజయవంతంగా నిరూపించారు. అరబ్‌కు చెందిన ఐబున్‌ అల్‌-హైతమ్‌ మనిషి కంటికి సంబంధించిన దృశ్య భాగాలను గుర్తించారు. వస్తువులను తాకి వచ్చే కాంతి కిరణాలు మనిషి కంటికి చేరుకోవటం ద్వారా అవి కనిపిస్తాయని సరిగ్గా వర్ణించారు. అరబ్‌ శాస్త్రవేత్తలు పిన్‌హోల్‌ కెమెరానూ ఆవిష్కరించారు. కాంతి వక్రీకరణ సూత్రాలనూ కనుగొన్నారు. యూరప్‌ శాస్త్రవేత్తలు మరింత భిన్నంగా ఆలోచించటం ఆరంభించారు. డచ్‌కు చెందిన గణిత-ఖగోళ శాస్త్రవేత్త క్రిస్టియాన్‌ హూగేన్స్‌ తరంగ సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించారు. వస్తువుల మధ్య ఖాళీలో కొంత అదృశ్య మాధ్యమం (ఆకాశం) నిండి ఉంటుందన్నది ఆయన ఊహ. ఈ మాధ్యమంలో ప్రకాశించే వస్తువు కొన్ని తరంగాలను లేదా కంపనాలను సృష్టించటం వల్ల కాంతి పుడుతుందనీ భావించారు. ఈ తరంగాలు వస్తువును తాకేంతవరకు ముందుకు సాగుతూ వస్తుంటాయని, ఒకవేళ ఇవి కంటిని తాకితే చూపు ప్రేరేపితమవుతుందని పేర్కొన్నారు. కాంతి తరంగ సిద్ధాంతాల్లో ఇదే మొట్టమొదటిదని అనుకోవచ్చు. అయితే చాలామంది దీన్ని వ్యతిరేకించారు. న్యూటన్‌ దీనికి భిన్నమైన సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించారు. కాంతిని ఆయన అణువులు, కణాలు లేదా రేణువులుగా వర్ణించారు. మొత్తమ్మీద కాంతి సరళ రేఖా మార్గంలో ప్రయాణిస్తుంది. బంతి గోడను తాకి వెనక్కి వచ్చినట్టుగా కాంతి వస్తువులను తాకి ప్రతిఫలిస్తుంది. ఇప్పటివరకు ఎవరూ నిజంగా కాంతి రేణువులను చూడలేదు. ఇవి మన కంటికి కనిపించనంత చిన్నగా ఉండి ఉండొచ్చు. లేదూ అతివేగంగా ప్రయాణిస్తూ ఉండొచ్చు. ఏదేమైనా అన్ని సిద్ధాంతాలూ కాంతి తీరుతెన్నులను అర్థం చేసుకోవటానికి ఉపయోగపడ్డవే.

అంతా కనిపించదు

మనం చూడలేని కాంతి రకాలు కూడా ఉన్నాయి. రేడియో తరంగాలు అచ్చం కాంతి వంటివే. రేడియో ఇలాంటి కాంతిని గ్రహించే శబ్దాలుగా మారుస్తుంది. ఎక్స్‌-రేస్‌  సైతం ఒక రకం కాంతే. ఇవి శరీరం గుండా ప్రసరిస్తున్నప్పుడు ప్రకాశిస్తాయి. వీటిని ప్రత్యేకమైన పొర సాయంతోనే చూడగలం. తేనెటీగల వంటి కొన్ని జీవులు అతి నీలలోహిత కాంతిని చూడగలవు. ఇది నల్లటి కాంతి నుంచి వచ్చే ఒకరకం కాంతి కావటం గమనార్హం.

విచిత్ర తరంగం

కాంతి ఒక తరంగం. ఒకరకరంగా దీన్ని సముద్రపు అలలు, శబ్ద తరంగాలతో పోల్చుకోవచ్చు. తరంగాలు శక్తిని ఒక చోటు నుంచి మరో చోటుకు మోసుకెళ్తాయి. కానీ కాంతి ప్రయాణించటానికి నీరు, గాలి వంటివేవీ అవసరం లేదు. ఇది శూన్యంలోంచీ ప్రయాణించగలదు. కాంతి తరంగాలు విద్యుత్తు, అయస్కాంత మిశ్రమంతో కూడుకొని ఉంటాయి. అందుకే వీటిని విద్యుదయస్కాంత తరంగాలని అంటారు. కాంతి తరంగాలు సెకండుకు 3లక్షల కిలోమీటర్ల వేగంతో ప్రయాణిస్తాయి. అంటే ఒక కాంతి పుంజం ప్రపంచం మొత్తాన్ని ఒక సెకండులో 7.5 సార్లు చుట్టి రాగలదన్నమాట. ఈ విశ్వంలో కాంతి కన్నా వేగంగా ప్రయాణించేదేదీ లేదు. అయితే దీని వేగాన్ని తగ్గించటం సాధ్యమేననీ హార్వర్డ్‌ యూనివర్సిటీ శాస్త్రవేత్తలు నిరూపించారు. బోస్‌-ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్సేట్‌ అనే పదార్థ స్థితి గుండా పంపించటం ద్వారా కాంతి వేగాన్ని గంటకు 61 కిలోమీటర్ల వరకు తగ్గించగలిగారు. ఇది కాంతి మామూలు వేగం కన్నా 1.8 కోట్ల రెట్లు తక్కువ!

కలుషితం చేసేస్తున్నాం

మన వెలుగు రేఖల ప్రస్థానం గణనీయంగా మారిపోయింది. అగ్గిపుల్ల గీరే రోజులు పోయాయి. చిన్న మీట నొక్కితే చాలు. ఇల్లంతా వెలుగులే. మనకు తెలియకుండానే కొత్త కొత్త ఆవిష్కరణలెన్నో మన జీవితాలను కాంతిమయం చేస్తూ వస్తున్నాయి. నిజానికి చీకటిని జయించాలనే కోరిక ఈనాటిది కాదు. గుహలో నివసించటం ఆరంభించినప్పట్నుంచే మనిషి మనసును తొలవటం మొదలెట్టింది. జంతు కొవ్వుకు మండే గుణమందని ఆనాడే గ్రహించాడు. జంతు కొవ్వులో నాచును నానబెట్టి, దాన్ని గవ్వల్లోనో రాతి గుంతల్లోనో వేసి వెలిగించాడు. అలా మొదలైన కృత్రిమ కాంతి ప్రస్థానం మున్ముందుకు సాగుతూనే వచ్చింది. క్రీస్తు పూర్వం 5వేల ఏళ్ల కిందట దీపాలు ధనవంతులకే సొంతం. చేపలు, ఆలివ్‌, గింజపప్పులు, నువ్వుల నుంచి తీసిన కొవ్వులు, నూనెలను దీపాలు వెలిగించటానికి వాడుకునేవారు. ప్రస్తుత దక్షిణ అమెరికా, జపాన్‌ వంటి ప్రాంతాల్లో మిణుగురు పురుగులను చిన్న పంజరంలో బంధించి, వెలుగు కోసం వాడుకునేవారు కూడా. ప్రమిదల తయారీ పుంజుకున్న తర్వాతే పేదవాళ్లకు దీపాలు తొలిసారిగా అందుబాటులోకి వచ్చాయి. కొవ్వత్తుల రాకతో వెలుగును ఎక్కడికంటే అక్కడికి మోసుకెళ్లటమూ సాధ్యమైంది. తొలితరం కొవ్వత్తుల వాడకం చైనాలో ఆరంభమైంది. అలా క్రమంగా నూనె దీపాలు, కాగడాలు, కిరోసిన్‌ లాంతర్లు, గ్యాస్‌లైట్లు, విద్యుద్దీపాల దాకా కృత్రిమ వెలుగుల ప్రస్థానం దేదీప్యమానంగా సాగుతూ వచ్చింది. ఎల్‌ఈడీల ఆవిష్కరణతో విప్లవాత్మక మలుపు తిరిగింది. అయినా మనిషి తృష్ణ ఆగలేదు. కొత్త కాంతుల వైపు దృష్టి సారించటం మానలేదు. ఇంతవరకూ బాగానే ఉంది గానీ విద్యుద్దీపాల వాడకం కాంతి కాలుష్యానికీ దారితీస్తోంది.

కాలుష్యం అనగానే ముందుగా గాలి కాలుష్యం, నీటి కాలుష్యం వంటివే గుర్తుకొస్తాయి. కానీ కాంతి కాలుష్యమూ తక్కువేమీ కాదు. ఇదీ పర్యావరణం మీద, మన ఆరోగ్యం మీద తీవ్రమైన ప్రభావమే చూపుతుంది. ఇంతకీ కాంతి కాలుష్యం (ఫొటోపొల్యూషన్‌) అంటే ఏంటి? ఒక్కమాటలో చెప్పాలంటే- చుట్టుపక్కల పరిసరాల్లో కృత్రిమ కాంతి పెద్ద మొత్తంలో ఉండటం. పట్టణీకరణ, పారిశ్రామికీకరణ దీనికి మూలం. వీధిలో, ఇంట్లో, పరిశ్రమలు, దుకాణాలు, కార్యాలయాల్లో వెలిగే బల్బులు, వాహనాల లైట్ల వంటివన్నీ కాంతి కాలుష్యానికి దారితీసేవే. వీటి నుంచి వెలువడే కాంతి ఆకాశంలో గుమ్మటం మాదిరి పొరగా ఏర్పడతాయి (స్కైగ్లో). అంతేకాదు, ఇది కళ్లు మిరుమిట్లు గొలిపేలా చేస్తుంది. కిటికీల వంటి వాటి నుంచి బయటకు చొచ్చుకొని వస్తుంది. వివిధ వైపుల నుంచి వచ్చే కాంతులన్నీ కలగలసి పోతుంటాయి. వాయు కాలుష్యంతోనూ కాంతి కాలుష్యం తీవ్రం అవుతుంది. ఎందుకంటే దుమ్ము ధూళి వంటివి కాంతిని వివిధ దిక్కులకు చెల్లాచెదరయ్యేలా చేస్తాయి. దీంతో ఆకాశం మరింత కాంతిమయం అవుతుంది.

రాత్రి ఆకాశం అస్పష్టం
కాంతి కాలుష్యంతో పర్యావరణం మీద పడే ప్రభావాల్లో ప్రధానమైంది రాత్రిపూట ఆకాశం అస్పష్టంగా కనిపించటం. కృత్రిమ కాంతి అంతగా లేని గ్రామాల్లోకి వెళ్లి రాత్రిపూట ఆకాశాన్ని చూస్తే ఈ విషయం స్పష్టంగా బయటపడుతుంది. ఎన్నెన్నో నక్షత్రాలు, నక్షత్ర మండలాలు కంటికి గోచరిస్తాయి. అదే పట్టణాల్లోనైతే మినుకు మినుకుమంటూ ఏవో కొద్ది నక్షత్రాలే కనిపిస్తాయి. చాలా నగరాల్లో ప్రజలు సహజకాంతి కన్నా 99% ఎక్కువ కాంతితో కూడిన రాత్రుల్లోనే జీవిస్తున్నారు. అంటే చాలామంది కళ్లను పూర్తిస్థాయిలో వాడుకోలేకపోతున్నారనే అర్థం. మన కంట్లోని రెటీనాలో కాంతిని గ్రహించే కణాలుంటాయి. ఇవి తక్కువ కాంతికి అనుగుణంగా సరిదిద్దుకుంటుంటాయి. ఇలా కొంతవరకు రాత్రి చూపును ప్రసాదిస్తాయి. కానీ కాంతి కాలుష్యం మూలంగా చాలామంది దీన్ని అసలే వినియోగించుకోవటం లేదు.

ఆరోగ్యానికీ హానే
రాత్రి ఆకాశం స్పష్టంగా కనిపించకపోవటమే కాదు, కాంతి కాలుష్యం మన నిద్ర, మెలకువలను నియంత్రించే ఒంట్లోని జీవ గడియారాన్నీ అస్తవ్యస్తం చేస్తుంది. సూర్యుడు అస్తమించిన తర్వాత కాంతి తగ్గుతుంది కదా. అప్పుడు మన మెదడులోని పీయూష గ్రంథి మెలటోనిన్‌ అనే హార్మోన్‌ను విడుదల చేస్తుంది. ఇది అలసటను పెంచి, నిద్ర బాగా పట్టేలా చేస్తుంది. సూర్యుడు ఉదయించే ముందు మెలటోనిన్‌ ఉత్పత్తి తగ్గుతుంది. దీంతో మెలకువ వస్తుంది. హుషారు పెరుగుతుంది. కాంతి కాలుష్యంతో ఈ మెలటోనిన్‌ ఉత్పత్తి తగ్గుతుంది. ఫలితంగా నిద్ర అస్తవ్యస్తమవుతుంది. రోగనిరోధక వ్యవస్థ, ఒత్తిడికి ప్రతిస్పందించే తీరు కూడా దెబ్బతింటాయి. మెలటోనిన్‌ పనితీరు అస్తవ్యస్తం కావటం వల్ల రొమ్ము, ప్రోస్టేట్‌ క్యాన్సర్ల వంటి హార్మోన్‌ సంబంధ క్యాన్సర్ల ముప్పు పెరుగుతున్నట్టూ అధ్యయనాలు చెబుతున్నాయి. కాంతి కాలుష్యంతో మనలోనే కాదు, జీవజాతుల్లోనూ జీవ గడియారం దెబ్బతింటుంది. దీంతో కొన్ని జీవులు ముందుగానే సంతానాన్ని కంటున్నట్టు పరిశోధకులు గుర్తించారు. కాంతి కాలుష్యంతో వన్య ప్రాణుల ప్రవర్తన సైతం అస్తవ్యస్తమవుతుంది. దీని మూలంగా గబ్బిలాలు కీటకాలను వేటాడటంలో విఫలమవుతున్నాయి. నదులు, సముద్ర తీరాల్లో తాబేలు పిల్లలు సమీపంలోని లైట్లకు ఆకర్షితమై బయటకు రావటం వల్ల ఇతర జంతువులకు బలైపోతున్నాయి.

తగ్గించేదెలా?
* అవసరమైనప్పుడే లైట్లు వేసుకోవాలి. వీలుంటే అవసరమున్నప్పుడే లైట్లు వెలిగేలా చేసే ఆటోమేటిక్‌ లైటింగ్‌ వ్యవస్థను ఏర్పాటు చేసుకోవాలి.
* నీలి కాంతి కన్నా తక్కువ కాలుష్యాన్ని కలగజేసే నారింజ కాంతి లైట్లు వాడుకోవాలి.
* చెరువులు, సరస్సుల వంటి కాంతిని ప్రతిఫలించే చోట్ల ఆకాశం వైపు కాంతిని వెదజల్లే లైట్లు వాడకుండా చూసుకోవాలి.

ఇలా లెక్కిస్తారు

కాంతి కాలుష్యాన్ని లెక్కించటానికి అమెరికా ఖగోళ శాస్త్రవేత్త జాన్‌ ఇ.బోర్టల్‌ ఒక కొలమానాన్ని రూపొందించారు. దీన్ని బోర్టల్‌ డార్క్‌-స్కై స్కేల్‌ అంటారు. రాత్రిపూట వివిధ ప్రాంతాల్లో ఆకాశంలో ప్రకాశాన్ని లెక్కించటానికిది ఉపయోగపడుతుంది.