5. ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವ ಬಲವು ಅತ್ಯಂತ ದುರ್ಬಲವಾದದ್ದು ಎಂದು ಕರೆಯುವುದೇಕೆ?
ಪ್ರೊ. ಪಿ. ವೆಂಕಟರಾಮಯ್ಯ, ಅಧ್ಯಕ್ಷರು, ಶಾಲೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಾಭಿವೃದ್ಧಿ ಸಮಿತಿ, ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ

ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ನಮಗೆ ಕಂಡು ಬಂದಿರುವ ಬಲಗಳು ನಾಲ್ಕು. ಅವುಗಳೆಂದರೆ

1. ಗುರುತ್ವ ಬಲ (Gravitational force)

2. ವಿದ್ಯತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲ (Electro magnetic force)

3. ಕ್ಷೀಣ ಬಲ (weak force)

4. ಶಕ್ತಿಯುತ ಬಲ (ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬಲ, Nuclear force).



1. ಇಡೀ ಸೌರಮಂಡಲದ ಚಲನೆಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಬೃಹತ್ ಕಾಯಗಳಲ್ಲಿ ಜರುಗುತ್ತಿರುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ನಮ್ಮನ್ನೆಲ್ಲಾ ಭೂಮಿಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವ ಬಲದ ಪಾತ್ರ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ. ದ್ರವ್ಯಾಂಶವಿರುವ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಗುರುತ್ವ ಬಲ ಸದಾ ಇರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಎಷ್ಟು ದೂರದಲ್ಲಿದ್ದರೂ ಕೂಡ (ಅನಂತವಾಗಿದ್ದರೂ) ಅದು ಇರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತ ಭೂಮಿಯನ್ನು ಹಿಡಿದಿರುವುದರ ಜೊತೆಗೆ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಾ ನಕ್ಷತ್ರಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುವುದೂ ಗುರುತ್ವ ಬಲವೆ. ಇದು ಆಕರ್ಷಣಾ ಬಲ.

2. ಎರಡು ವಿದ್ಯುದಂಶವಿರುವ ಕಣಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಏರ್ಪಡುವ ಬಲವೇ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲ. ವಿದ್ಯುದಂಶ ಇರುವ ಕಣ ನಿಶ್ಚಲವಾಗಿದ್ದರೆ ಅದು ಕೇವಲ ವಿದ್ಯುತ್ಬಲವನ್ನು (Electric force) ಮಾತ್ರ ಆರೋಪಿಸಬಲ್ಲುದು. ಆದರೆ ಅದು ಚಲನೆಯಲ್ಲಿದ್ದರೆ ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಲ್ಲುದು. ಚಲನೆಯಲ್ಲಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ಕಣವು ಆರೋಪಿಸುವ ಮತ್ತು ಅನುಭವಿಸುವ ಬಲವು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣುವಿನಲ್ಲಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನು ಕಣವು ಪರಮಾಣುವಿನ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿರುವ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯದೊಡನೆ ಬಂಧನಗೊಳ್ಳಲು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲ ಕಾರಣ. ಇದು ಕೂಡ ಗುರುತ್ವದಂತೆ ಬಹುದೂರದವರೆಗೆ, ಅನಂತವಾದಾಗ್ಯೂ, ಕೂಡ ಇರುತ್ತದೆ.

3. ನಿಸರ್ಗದಲ್ಲಿ ಸಿಗುವ ಕೆಲವು ಭಾರವಾದ ಧಾತುಗಳ ಪರಮಾಣುಗಳ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳು ಅಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದು ವಿಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹೊರಚೆಲ್ಲುತ್ತಿರುವುವು. ಈ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ರೇಡಿಯೋ ವಿಕಿರಣಗಳೆಂದು ಹೇಳುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ರೇಡಿಯೋ ವಿಕಿರಣತ್ವವೆಂದು ಕರೆಯುವೆವು. ರೇಡಿಯೋ ವಿಕಿರಣಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು ಬಗೆ; ಆಲ್ಫ, ಬೀಟ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಮ ವಿಕಿರಣಗಳು. ಬೀಟ ವಿಕಿರಣತ್ವದಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಗಳಲ್ಲಿರುವ ನ್ಯೂಟ್ರಾನು ಒಂದು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದಂಶ ರಹಿತ ಆಂಟಿ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೋ (Anti neutrino) ಎಂಬ ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣ ಕಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತಾ ಪ್ರೋಟಾನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುವುದು, ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟಾನು ಒಂದು ಪಾಸಿóಟ್ರಾನು (ಧನವಿದ್ಯುದಂಶ ಪಡೆದಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನು) ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಿನೋ ಎಂಬ ವಿದ್ಯುದಂಶರಹಿತ ಕಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತಾ ನ್ಯೂಟ್ರಾನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಬೀಟ ವಿಕಿರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಬಲವನ್ನು ‘ಕ್ಷೀಣ ಬಲ’ (weak force) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಈ ಬಲವು ಅತ್ಯಂತ ಅಲ್ಪದೂರದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ವ್ಯಾಪ್ತಿ 10 ಘಾತ-15 ಮೀಟರ್ಗಿಂತ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ. ಇಲ್ಲಿ 10 ಘಾತ-15 ಮೀಟರ್ ಎಂಬುದು ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯದ ಅಳತೆ. ಮೂಲ ಕಣಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಈ ಬಲವು ಅತ್ಯಂತ ಉಪಯುಕ್ತ.

4. ಸುಮಾರು 10 ಘಾತ -15 ಮೀಟರ್ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯದ ಎಲ್ಲಾ ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಅಡಕವಾಗಿವೆ. ಇಷ್ಟು ಅಲ್ಪದೂರಗಳಲ್ಲಿ ಧನ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿರುವ ಎರಡು ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಕೂಲಂಬ್ ನಿಯಮದ ಪ್ರಕಾರ ಎಷ್ಟು ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ವಿಕರ್ಷಿಸುವುವು ಎಂಬುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು. ಕೇವಲ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾಂತೀಯ ಬಲವೊಂದಿದ್ದರೆ ಆ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ವಿಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ದಿಕ್ಕಾಪಾಲಾಗಿ ಹರಡಿ ಹೋಗಬೇಕಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಅವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿವೆ ಎಂದ ಮೇಲೆ ಅವು ಯಾವುದೋ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಆಕರ್ಷಣ ಬಲಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗಿರಲೇಬೇಕು. ಈ ಆಕರ್ಷಣಾ ಬಲಕ್ಕೆ ನಾವು ‘ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬಲ’ ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿಯುತ ಬಲ (strong force) ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತೇವೆ. ಈ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬಲವು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯದಿಂದಾಚೆ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂದರೆ ಅದರ ವ್ಯಾಪ್ತಿ ಕೇವಲ ಸುಮಾರು 10 ಘಾತ -15 ಮೀಟರ್ ವರೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಸೀಮಿತ.

ಬಲಗಳ ಪ್ರಮಾಣ: ಶಕ್ತಿಯುತ ಬಲವು 10 ಘಾತ -15 ಮೀಟರ್ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ವರ್ತಿಸಿ, ಅದರ ದೂರದಿಂದಾಚೆ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಕ್ಷೀಣ ಬಲವು 10 ಘಾತ -15 ಮೀಟರ್ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಅಂದರೆ ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿರುವ ಪ್ರಕಾರ 10 ಘಾತ -18 ಮೀಟರ್ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಸಿಂಧುವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದರಾಚೆ ಅದು ಶೂನ್ಯ. ಆದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವ ಬಲಗಳು ಅನಂತ ದೂರದ ವರೆಗೂ ವ್ಯಾಪಿಸುವುವು. ಅಂದರೆ ಕೊನೆಯ ಎರಡು ಬಲಗಳು 10 ಘಾತ -18 ಮೀಟರ್ ಅಳತೆಯಲ್ಲೂ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರೋಟಾನುಗಳ ದ್ರವ್ಯಾಂಶ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದಂಶ ನಮಗೆ ನಿಖರವಾಗಿ ಗೊತ್ತು. ಸುಮಾರು 10 ಘಾತ -18 ಮೀಟರ್ ಅಂತರದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಪ್ರೋಟಾನುಗಳಿದ್ದರೆ ಗುರುತ್ವ ಬಲ ಎಷ್ಟು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಂದರೆ ಕೂಲಂಬ್ ವಿಕರ್ಷಣಾ ಬಲ ಎಷ್ಟು ಎಂದು ಸಂಬಂಧಪಟ್ಟ ಸೂತ್ರಗಳನ್ನುಪಯೋಗಿಸಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲಕ್ಕಿಂತ ‘ಶಕ್ತಿಯುತ ಬಲ’ ಅಧಿಕವಾಗಿರಬೇಕು. ಈ ಬಲ ಕೇವಲ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳ ಮಧ್ಯೆ ಮಾತ್ರ ಇದೆ ಎಂದಲ್ಲ. ಇದು ಪ್ರೋಟಾನು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳ ನಡುವೆ ಕೂಡ ಇರುತದೆ. ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ತಿಳಿದಿರುವ ಪ್ರಕಾರ ವಿವಿಧ ಬಲಗಳ ಪ್ರಮಾಣ ಈ ಕೆಳಕಂಡಂತೆ ಇದೆ. ಗುರುತ್ವ ಬಲವು 1 ಎಂದು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಕ್ಷೀಣ ಬಲವು (Weak force) ಸುಮಾರು 10 ಘಾತ 25 ಅಂದರೆ ಗುರುತ್ವ ಬಲದ ಸಾವಿರ ಕೋಟಿ ಕೋಟಿ ಕೋಟಿಯಷ್ಟು. ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲ ಸುಮಾರು 10 ಘಾತ 36 ಅಂದರೆ ಕ್ಷೀಣ ಬಲದ ಹತ್ತು ಸಾವಿರ ಕೋಟಿಯಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಅದೇ ರೀತಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬಲ ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿಯುತ ಬಲ ಸುಮಾರು 10 ಘಾತ 38 ಅಂದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲದ 100 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಇದೆ. ಈ ಹೋಲಿಕೆಗಳಿಂದ ಗುರುತ್ವ ಬಲವು ಅತ್ಯಂತ ‘ದುರ್ಬಲ’ ಎಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳಬಹುದು.