विनोद आणि विज्ञान : भाग २ : भौतिकशास्त्र- भौतिक (जगाचे) शास्त्र

‘अहो, ऐकलंत का? मला जरा माळ्यावरचा डब्बा काढून देता का?’ अशी जुन्या काळातल्या स्त्रियांची हाक असो, ‘मला किनई अंजिरी काठांची ‘कलादालन’मध्ये लावल्ये तशी पैठणी घ्यायची आहे. आपण कधी जाऊ या?’ अशी नाजुक मागणी असो किंवा ‘Let’s go shopping today-want to get some perfumes, dresses and might as well get some groceries and essentials’ अशी नवीन पिढीच्या बायको-कम-मैत्रिणीची आज्ञा असो, समस्त नवरे मंडळी ऐकून न ऐकल्यासारखे करतात आणि तेव्हा प्रत्येक बाईला भौतिकशास्त्रातील ‘कृष्ण विवराची’ (black hole) संकल्पना बरोब्बर समजते. कृष्णविवरातील गुरुत्वाकर्षण इतके प्रचंड असते की कोणताही पदार्थ, विद्युत-चुंबकीय लहरी किंवा प्रकाश त्यामधून आरपार जाऊ शकत नाही. मग बायकांचे शब्द कसे जातील? पण हार मानतील तर त्या बायका कसल्या ? शब्द-बाणांच्या फैरी इतक्या वेगाने झाडल्या जातात की सगळे शब्द कृष्णविवरात न जाता काही त्या मार्गातून निसटतात, प्रसंगी आरपार जातात आणि अचूक नवरोबांच्या कानावर आदळतात.

आर्किमिडीज आजोबांची ओळख आजीच्या कावळ्याच्या गोष्टीतून लहानपणी होते. पण आपल्याला माहीत नसतं त्यात किती मोठा सिद्धांत दडलाय ते! कावळा नाही का मडक्यामध्ये खोल गेलेलं पाणी पिण्यासाठी आत दगड टाकतो. आर्किमिडीज आजोबांनी सगळ्या काक जातीला आधीच सांगितलंय की द्रव पदार्थात एखादी वस्तु टाकली तर तिच्या वजनाच्या प्रमाणात द्रवाची पातळी वर येते. ग्लासात बर्फाचे तुकडे टाकल्यावर येते, तश्शी! समुद्रात जहाजे तरंगतात, आपण पोहू शकतो, या आजोबांच्या कृपेने. कधी श्रीमंत लोकांसारखी बाथटबमधे अंघोळ करायची संधी मिळाली, तर आर्किमिडीज आजोबा सांगतील कानात – बघ, तू आता टबमध्ये उतरशील, तेव्हा तुझ्या वजनाइतकी पाण्याची पातळी वर येईल.

Projectile motion आपल्याला शाळेतच कळते. गुरुजींनी मारलेला खडू किंवा डस्टर किती वेगाने आपल्यावर येऊन आदळणार आहे आणि किती नुकसान करणार आहे, त्यातून वाचण्यासाठी किती नम्र व्हावे लागणार; म्हणजे वाकावे लागणार ते क्षणार्धात कळते आपल्याला. त्यात पदवी मिळते, लग्न झाल्यावर. प्रिय पत्नीने फेकलेले क्षेपणास्त्र, तिला आलेल्या रागाच्या प्रमाणात, किती वेग धारण करेल, याचा अंदाज घेता येतो. अशी किती क्षेपणास्त्र आपला वेध घेणार आहेत, हा मारा चुकविण्यासाठी घरातील आपली सेफ जागा कोणती याचे धडे शाळेत मिळतात. आत्ताच व्हॉट्सअप्पवर वाचलं, लाटणं हे असं यंत्र आहे की जे पोळीला गोल करतं आणि नवर्‍याला सरळ! स्वयंपाकघरातल्या अशा अनेक यंत्रांबद्दल पुढे लिहिणार आहेच.       

आपल्या घरात जर तीन पिढ्या गुण्यागोविंदाने नांदत असतील, तर friction म्हणजे काय वेगळे सांगण्याची गरज नाही. सकाळी उठल्यापासून चकमकी सुरू होतात. नाश्त्याला काय हवे यावर कॉर्नफ्लेक्स, ओट्स, म्युसेली की पोहे, उपमा, थालीपीठ. नातीचे छोटे, अपरे कपडे पाहिले की आजीला मस्तकशूळ होतो – आमच्या वेळेस चालत नव्हतं असं काही – इति आजी. नातवाची केसांची स्टाइल बघून आजोबा उचकतात. मोबाइल फोन हा एका पिढीचा जिवलग मित्र आणि दुसर्‍या पिढीचा साता जन्माचा वैरी! महाभारतामध्ये कौरव आणि पांडव युद्धात जसं दोन बाण पडद्यावर एकत्र येतात आणि ठिणग्या उडतात, तसं शाब्दिक घर्षण (friction) होऊन कोणत्याच पिढीचा शब्द खाली पडत नाही; कारण ते वरचेवर झेलण्याची सवय करून घेते मधली पिढी. शिवाय आजकाल घराघरांमध्ये गुळगुळीत फरशी असल्याने या दोन्ही पिढ्यांना सपशेल लोटांगण घालण्यापासून वाचविण्यासाठी मधल्या पिढीला थोडे friction तयार करावेच लागते. यालाच good friction म्हणतात. खूप थंडीमध्ये आपण हातावर हात घासून नाही का थोडीशी ऊब आणत? good friction मधून  निर्माण होणारी ही उष्णता .

Frame of reference म्हणजे भौतिकशास्त्रामध्ये X आणि Y अक्ष यांचे संदर्भ बदलले की ही फ्रेम बदलते. आपण रेल्वे फलाटावर उभे असू तर समोरून धडधडत जाणार्‍या आगगाडीचा वेग आपल्याला कळतो. तेच जर आपण चालत्या गाडीत असू, तर आपल्या दिशेने येणारी गाडी आणि विरुद्ध बाजूने येणारी गाडी यांच्या वेगामधील फरक आपल्याला जाणवतो. सोप्या भाषेत सांगायचं, तर आपल्या दृष्टीकोनातील फरक; ही एक अत्यंत फसवी संकल्पना आहे, रोजच्या आयुष्यातली. सासूला मुलगा सर्वगुणसंपन्न वाटतो आणि सून मूर्ख, बावळट. वडिलांना मुलांमध्ये creativity दिसते आणि आईला मुलांनी केलेला पसारा दिसतो. त्यामुळे दुसर्‍याच्या दृष्टीकोनातून जरूर पहावे; पण म्हणतात ना – ऐकावे जनाचे करावे मनाचे! कधीमधी दुसर्‍याच्या फ्रेम ऑफ रेफरन्समध्ये आपण चुकलो असू, तर मोठ्या मनाने ती मान्य करावी. मग आपल्या प्रेमाची माणसे ती पोटात घालतात आणि आपण नवीन चुका करायला मोकळे!

किचनमध्ये काम करणार्‍या प्रत्येक माणसाला नेहमी पाणी आणि दूध उकळवण्याची वेळ येते. पाण्याचा उत्कलन बिन्दु नक्की माहीत असतो, दुधाचा नाही. कारण आपण खूप वाट बघतो, दूध आत्ता उकळेल, मग उकळेल. कंटाळा येऊन आपण ज्या क्षणी स्वयंपाकघराच्या बाहेर जातो, त्या क्षणी दूध उतू जाते. नवर्‍याला बायकोचा आणि बायकोला नवर्‍याचा राग हळूहळू कसा दुधाप्रमाणे अनावर होतो ते जाणणे फार महत्वाचे. तसेच तो काय केल्यावर वितळतो, हे समजलं की boiling आणि melting पॉइंट बरोबर समजतात. 

घरातल्या कर्त्या पुरुषाला जेव्हा कळते की आपल्या कुटुंबातील सदस्य आपण कमावलेल्या पैशांवर मजा मारत आहेत, आपली कोणालाही काडीची किम्मत नाही; तेव्हा त्याला जग मिथ्या आहे असं वाटतं, त्याच्या छोट्याशा जगात एक पोकळी निर्माण होते. तीच अवस्था कुटुंबासाठी खस्ता खाणार्‍या गृहिणीची असू शकते. दोन प्रेमी जीवांमध्ये हल्लीच्या भाषेत ‘ब्रेकअप’ झाल्यावर तसं वाटतं ते व्हॅक्युम. व्हॅक्युम म्हणजे निर्वात पोकळी. रोजच्या आयुष्यात अजून एक आहे – व्हॅक्युम क्लीनर. त्याविषयी पुढे कधीतरी लिहिन, घरगुती उपकरणांविषयी लिहायचे आहे तेव्हा.               

गम्मत म्हणजे Ig नोबेल पारितोषिके देणारी ‘Improbable Research’ नावाची संस्था आहे, जिचे ध्येय आहे – अशा विचित्र, कल्पनातीत, अतरंगी शोधाची ओळख करून घेणे, ज्याने प्रथम लोकांना हसू येईल आणि नंतर ते त्यावर नक्की विचार करतील. लोकांना विज्ञान आणि तंत्रज्ञान याविषयी उत्सुकता वाढेल. १९९१ पासून ही पारितोषिके दिली जातात, ती नोबेल परितोषिक विजेत्यांच्या हस्ते. दरवर्षी, हार्वर्ड यूनिवर्सिटीच्या सॅंडर्स सभागृहामध्ये, सप्टेंबर मध्ये हा सोहळा संपन्न होतो. यावर्षी कोविड साथीमुळे, १७ सप्टेंबर २०२०, रोजी तो ऑनलाइन झाला. या सोहळ्यात दिली गेलेली पारितोषिके सांगितली, तर असे वाटेल की विज्ञानाची खिल्ली उडवली जात आहे की काय, पण नाही, कारण चांगला, उपयोगी शोध सुद्धा कधी कधी विचित्र, खूळचट, हास्यास्पद असू शकतो.

२०१९ मध्ये भौतिकशास्त्र या शाखेत दिलेला पुरस्कार ‘wombat नावाच्या प्राण्याला चौकोनी आकाराची शी कशी होते?’ असा होता. Wombat हा ऑस्ट्रेलियात आढळणारा अस्वलासारखा सस्तन प्राणी आहे, त्याचे पाय छोटे असतात आणि कांगारूसारखी पिलू ठेवायला पोटाशी पिशवी असते. असं म्हणतात की ही चौकोनी ठोकळेबाज शी एकावर एक रचून हा प्राणी आपले क्षेत्र, आणि त्यावर आपले वर्चस्व राखतो. आता याचा भौतिकशास्त्राशी काय संबंध? तर त्याचे आतडे शी होताना विशिष्ठ प्रकारे ताणले जाते, तशा प्रकारे काही नवीन मॅन्युफॅक्चरिंग पद्धती विकसित करता येतील का यावर संशोधन सुरू आहे! आहे की नाही मजेशीर?

२०१४ साली Ig नोबेल परितोषिक दिले होते, आपली चप्पल आणि केळ्याची साल आणि केळ्याची साल आणि रस्ता यातील friction मोजणार्‍या शास्त्रज्ञांना.

सेलिब्रेशन म्हणजे बीयर, बरोबर? बीयर ओतताना ग्लास साधारण ४५ अंशामध्ये कलता धरतात आणि ओतल्यावर त्यावर फेस येतो. असे केल्याने बीयरची चव आणि वास, पिणार्‍याला एक प्रकारचा आनंद देतात. हा फेस बीयरवर जो थर तयार करतो, तो बीयरमधील कार्बन डाय ऑक्साइड उडू देत नाही आणि बीयरची चव ग्लास संपेपर्यंत टिकवतो. हा फेस विरत जाताना एक्सपोनेन्शियल र्‍हासाचा नियम पाळतो, या शोधाला २००२ साली Ig नोबेल परितोषिक मिळाले.

चहा कॉफी आणि बिस्किट यांचं अतूट नातं आहे. तरीपण चहात बुडविल्यावर बिस्किट तुटतंच. आपण गरम चहात बिस्किट बुडवतो आणि ते खायला तोंडापर्यंत नेतो. पण होतं काय, कधीतरी ते चहात गटांगळी खातं नाहीतर कावळा शिटल्यासारखं पचकन मांडीवर पडतं. फजिती तर होतेच, आपला चहा आणि बिस्किट दोन्ही वाया जातं. बिस्किट किती वेळ बुडवावं बरं? ही बिस्किट बुडवण्याची योग्य वेळ शोधून काढणार्‍या लेन फिशर या शास्त्रज्ञाला १९९९ साली Ig नोबेल परितोषिक मिळालं. वॉशबर्न समीकरण वापरुन तुम्हीही शोधून काढू शकता – बिस्किटची लांबी/गोल असेल तर व्यास, बिस्किटच्या छिद्राची लांबी (जी १ मिमी पेक्षा कमी असते), चहाचे तपमान, viscosity (द्रवाचा घट्टपणा), पृष्ठिय ताण (Surface tension) माहीत पाहिजे. चला, लागा कामाला, घ्या गुड-डे, टायगर, मारी आणि बुडवा चहात!       

हायझेनबर्ग काकांचा अनिश्चितता सिद्धांत (uncertainity principle) फक्त भौतिकशास्त्र नाही, तर अखिल जगाचा प्रॉब्लेम आहे. माणसाला नेहमी अज्ञात आणि अनिश्चित गोष्टींची भीती वाटते. मला सुख, पैसा, कीर्ती, यश मिळेल की नाही इथपासून ते कोणत्या शाखेत प्रवेश घेऊ, जॉब बदलू का, नवीन जॉब कसा असेल, लग्न कोणाशी करू हे प्रश्न पार जागतिक अर्थव्यवस्थेपर्यंत जातात. पुढे काय होणार ही ती अनिश्चितता! क्वांटम भौतिकीमध्ये एखाद्या कणाचा संवेग त्याच्या जागेवरून सुनिश्चित करता येत नाही. हे स्थान जितक्या अचूकतेने निश्चित करू, तितका संवेग जास्त अनिश्चित होतो. हे म्हणजे असं झालं की आपण भविष्याची तरतूद करावी, बचत करावी आणि बँकच डुबावी. भविष्य अस्पष्ट, धूसर आहे हे या काकांनी पाऽऽर १९२७ साली सांगितले होते.

न्यूटनच्या भौतिकशास्त्रातील नियमांप्रमाणे घरातील आवराआवरीचे तीन नियम आहेत – पहिला – पसारा तयार करता येत नाही किंवा नष्ट करता येत नाही. तो फक्त एका ठिकाणाहून दुसर्‍या ठिकाणी स्थलांतरित होतो. दुसरा – पसारा आवरणारे हात पसारा करणार्‍या हातांपेक्षा कमी असतील तर पसारा कधीच आवरला जात नाही. तिसरा – घरातील लोकांनी केलेला पसारा हा त्या लोकांच्या आळशीपणावर आणि घराच्या स्क्वेअर फुटावर अवलंबून असतो. जितका आळशीपणा जास्त, तितका पसारा जास्त. पसारा नेहमी आतल्या खोल्या किंवा बाल्कन्यांमध्ये, पाहुण्यांपासून लपवून ठेवला जातो. काय गृहिणींनो, पटतंय ना?              

कोरोना येण्यापूर्वी जग गतिमान होते, ते तसेच गतिमान राहिले असते; पण कोरोना नावाचा अतिसूक्ष्म असंतुलित फोर्स आला, त्याने जगावर जणू आक्रमण केले आणि जग ठप्प झाले. हे झालं न्यूटनच्या पहिल्या नियमाप्रमाणे. भौतिकशास्त्रामध्ये न्यूटन म्हणजे बापमाणूस. इतका की त्याचा नियम कोरोनाने पण पाळला. आता आपण न्यूटनच्या तिसर्‍या नियमानुसार कोरोना नावाच्या फोर्सला समान आणि विरुद्ध फोर्स लावूया आणि त्याला पळवून लावूया.

जाताजाता शेवटी – अमेरिकन फिजिकल सोसायटीचे मासिक न्यूजलेटर आहे; त्यात ‘Zero Gravity’ नावाचं सदर आहे. त्यात भौतिकशास्त्रावर आधारित व्यंगचित्रे, वात्रटिका, मस्करीयुक्त चुटकुले आणि एक-वाक्य विनोद असतात. ज्यांना भौतिकशास्त्राची आवड आहे, त्यांच्यासाठी .

क्रमश :  

वैज्ञानिक संदर्भ :

https://physicsworld.com/a/so-you-think-physics-is-funny/

https://www.improbable.com/ig-about/

Image by Pete Linforth from Pixabay 

• Author
• Recent Posts

Supriya Waray

Supriya Waray is an electrical Engineer, with 35 years of rich experience in fields such as education, content development and mentoring on life skills. She loves interacting with young minds and takes great pleasure in teaching concepts through fun games and activities. She has passion for writing and writes in Marathi and English. She likes to translate interesting English articles into Marathi.

Latest posts by Supriya Waray (see all)

• कोई जब राह दिखाये….भाग १ - December 15, 2021
• Operation Vijay - August 19, 2021
• विनोद आणि विज्ञान : भाग ३ : रसायनशास्त्र-केमिकल झोल - June 22, 2021