মহাকাশ

পৃথিবী ও সৌরজগতের গ্রহগুলো কি আসলেই সূর্যকে কেন্দ্র করে ঘোরে?

কোপার্নিকাসের হেলিও-সেন্ট্রিক মডেল বলে,  স্থির সূর্যকে কেন্দ্র করে ভূলোক অনবরত ঘুরছে। কিন্তু সূর্যমামাও যে স্থির নন, সেটাও আমরা এতদিনে জানি। তবে অনেকের কমবেশি স্বাভাবিক ধারণা, সৌরজগতের কেন্দ্রে আছে সূর্য যাকে কেন্দ্র করে সব গ্রহের আবর্তন। কিন্তু এ ধারণা আদৌ সত্য নয় !
এককথায়, পৃথিবী সহ অন্যান্য গ্রহগুলি সূর্যকে কেন্দ্র করে ঘোরে না, বরং সূর্য-ও এই সকল গ্রহের সাথে সৌরজগতের এক নির্দিষ্ট বিন্দুকে কেন্দ্র করে প্রতিনিয়ত ঘুরছে।  সেই বিন্দুটি খোঁজার আগে আমরা ভরকেন্দ্র সম্পর্কে জেনে আসি।

Center of Mass বা ভরকেন্দ্র 
এ সম্পর্কে আমরা কমবেশি সবাই জানি। জ্যামিতিতে আমরা পড়ে এসেছি ত্রিভুজের মধ্যমাত্রয়ের ছেদবিন্দুটিই হল তার ভরকেন্দ্র। এখন এ কেন্দ্রটিকে আমরা বিভিন্ন ভরের বস্তুর সাপেক্ষে একটু সহজভাবে দেখব।

একটি স্কেলের ভরকেন্দ্র 

এই ছবিটি খেয়াল করুন। স্কেলটির ভরকেন্দ্র কোথায় ? বলাটা খুবই সোজা। এর ভরকেন্দ্র এমন এক জায়গায় অবস্থান করবে যেখানে নিচ থেকে আঙ্গুল দিয়ে ধরে রাখলে এর  ভারসাম্য বজায় থাকবে, কোন একদিকে হেলে পড়ে যাবে না। এ অবস্থানটি হল স্কেলটির ঠিক মাঝখানের অংশটি। সোজা কোথায় ভরকেন্দ্র হল কোন বস্তুর ভারসাম্য রক্ষার কেন্দ্র। 

এখন নিচের ছবিতে দেওয়া হাতুড়িটি লক্ষ্য করুন। অনুমান কর যে এই হাতুড়িটির ভরকেন্দ্র কোথায় অবস্থিত হবে ? 

একটি হাতুড়ির ভরকেন্দ্র 

যে কেউ প্র্যাক্টিক্যালি চিন্তা করলেই উত্তর বলে দিতে পারবে। যেহেতু ডানপাশের অংশটি ভারি (লৌহ-অংশের কারণে) এবং বামপাশ হাল্কা, অতএব, ভরকেন্দ্র অবশ্যই হাতুড়ির মধ্যবিন্দু থেকে ডানে গঠিত হবে।

 Barycenter বা সাধারণ কেন্দ্র  
এবার আসি ঘূর্ণায়মান বস্তুর ক্ষেত্রে। সৌরজগতের চন্দ্র-সূর্য-গ্রহ-নক্ষত্র-উপগ্রহ সব ভাসমান বস্তুই একটা নির্দিষ্ট ভারসাম্য বজায় রেখে চলে। আমরা এবার এদের সেই ভারসাম্য বিন্দু খুঁজে বের করব। এই কেন্দ্র-বিন্দুটির আমরা দিলাম ‘Barycenter ‘ ।      তার আগে কয়েকটা বিষয় অনুধাবনের চেষ্টা করি। 

বাইনারি-স্টার ও Barycenter 
মনে করি, দুটি আবর্তনশীল বস্তুর ভর সমান। তাহলে তাদের ভরকেন্দ্র কোথায় স্থাপিত হবে ? অর্থাৎ, দুটি সমভর বিশিষ্ট নক্ষত্র উভয়ে একটি নির্দিষ্ট বিন্দুকে (Barycenter) কেন্দ্র করে ঘুরছে। তাহলে ঘুর্নায়মান নক্ষত্রদ্বয় ঐ বিন্দু থেকে এমন দূরত্বে থাকবে, যাতে দূরত্বের সমতা থাকে। সেটা হবে অনেকটা নিচের চিত্রের মত।

বৃত্তাকার কক্ষপথের জন্য 
উপবৃত্তাকার কক্ষপথের জন্য 

সাধারণত, বাইনারি-স্টার গুলোর ক্ষেত্রে এমন ঘটনা ঘটে। 

Pluto-Charon system’s Barycenter 

তাত্ত্বিক অংশঃ 
এবার আমরা অসম ভরের ক্ষেত্রে দেখব। একটা গ্রহ অন্য গ্রহটির তুলনায় আকারে বেশ বড়-সড়। পূর্বে আমরা হাতুড়ির উদাহরণটি দেখে এসেছি। খুব সহজেই আমরা বলতে পারি, বেশি ভরবিশিষ্ট অবজেক্টটির নিকটেই তাদের সেই সাধারণ কেন্দ্র গঠিত হবে। ঠিক নিচের চিত্রটির মতঃ 

বৃত্তাকার কক্ষপথের জন্য 
উপবৃত্তাকারে কক্ষপথের জন্য

বাস্তবের প্লুটো ও চেরনঃ  

Earth-Moon system’s Barycenter 

এখন ধরা যাক, একটি গ্রহ থেকে অন্য গ্রহটি সাইজে অনেক বেশি বড়। তাহলে দেখা যাবে এদের Barycenter টি বড় গ্রহটির এতটাই নিকটে যে সেটি হয়ত বড় অবজেক্টির অভ্যন্তরেই কোথাও অবস্থান করছে। যার মানে দাঁড়ায়, বৃহত্তর অবজেক্টির সারফেসের ভিতরে সেই ভরকেন্দ্র বা Barycenter টি বিদ্যমান থাকবে। 

এখন আমরা অনেকে জানি, চাঁদ পৃথিবীকে কেন্দ্রে রেখে নিজ কক্ষপথে চক্কর দিচ্ছে। আসলে বাস্তবিক পক্ষে এ ধারণায় কিছু ত্রুটি আছে। মজার বিষয় হল, চাঁদ এবং পৃথিবীর Barycenter এর অবস্থান পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে গড়ে ৪৬৭১ কিমি দূরে অবস্থিত, যেটা পৃথিবীর ব্যাসার্ধের (৬৪০০ কিমি প্রায়) ৭৫ শতাংশ। অর্থাৎ, পৃথিবী ও চন্দ্রের Barycenter পৃথিবীর অভ্যন্তরেই বিরাজ করে। মূল কথায়, পৃথিবী ও চন্দ্র উভয়ই এই Barycenter কে কেন্দ্র করে ঘুরছে। 

পৃথিবী-সূর্য-বৃহস্পতি 
সূর্য পৃথিবী থেকে প্রায় ১৫ কোটি কিলোমিটার দূরে অবস্থিত, কম-সে-কম ১৩ লক্ষ গুণ বড়। অর্থাৎ একটা সূর্যের ভিতরে ১৩ লাখ পৃথিবী এঁটে যাবে!! এখান থেকে এদের Barycenter এর অবস্থান সহজেই অনুমান করা যায়। বাস্তবে এর অবস্থান হয় সূর্যের অভ্যন্তরে।

পৃথিবীর ও সূর্যের মধ্যকার ক্ষেত্রের ভরকেন্দ্র 

অন্যদিকে সূর্যকে জুপিটার বা বৃহস্পতি গ্রহের সাথে তুলনা করা যাক। বৃহস্পতি পৃথিবী থেকে ৩১৮ গুণ বড়, এবং পৃথিবীর তুলনায় সূর্যের দূরে অবস্থিত। এইজন্য, সূর্য ভরের দিক থেকে অনেক বৃহৎ হওয়া সত্বেও এদের ভরকেন্দ্র বা Barycenter এর অবস্থান সূর্যের পরিসীমা বা সারফেসের বাইরে হয়ে থাকে।

 

সূর্য ও বৃহস্পতির মধ্যকার ক্ষেত্রের ভরকেন্দ্র 

সৌরজগতের কেন্দ্র

একটি রেখাংশের ভরকেন্দ্র হল তার ঠিক মধ্যের বিন্দুটি। কিন্তু, তিনটি রেখাংশের দ্বারা একটি ত্রিভুজ গঠিত হলে, এর ভরকেন্দ্র এদের মধ্যমাত্রয়ের ছেদবিন্দুতে চলে আসে (কারণ তখন সেখানেই পুরো ব্যবস্থাটির ভারসাম্য বিন্দুটি অবস্থান করে)। ঠিক একইভাবে, আমরা এতক্ষণ দুটি অবজেক্টের ভরকেন্দ্র নিয়ে জানলাম, এখন সমগ্র সৌরজগতের কথা বিবেচনা করলে এর-ও একটি স্বতন্ত্র ভরকেন্দ্র থাকবে, সেটাই হল আমাদের এই সৌরজগতের কেন্দ্র বা সৌরজগতের Barycenter ।
এখন কথা হল, সৌরজগতের এই কেন্দ্রটা কোথায় অবস্থিত? সূর্যই কি সৌরজগতের কেন্দ্র ? এই কেন্দ্র কি স্থির থাকে নাকি বদলায়? ইত্যাদি। 
আবার বলি, সৌরজগতের কেন্দ্র হল সৌরজগতের একটি-দুটি নয়, বরং সমগ্র অবজেক্ট এর মিলিত ভরকেন্দ্র। এই সৌরজগতের সকল গ্রহ-নক্ষত্র সেই Barycenter কে কেন্দ্র করে আবর্তন করছে। তাহলে প্রশ্ন হচ্ছে, এই সৌরজগতের কম্বাইন্ড Barycenter এর অবস্থানটা কোথায় ?  

মূলত, সূর্য সৌরজগতের সিংহভাগ ভর ধারণ করে আছে। মোটামুটি সমগ্র সৌরজগতের ৯৯.৮% এর মত ভর সূর্যের দখলে। বাকি ভরগুলো বিভিন্ন গ্রহ-উপগ্রহ-ধুমকেতু-নক্ষত্র-গ্যাস-ডাস্ট-উল্কাপিন্ড ধারণ করে। প্রায় সমগ্র ভরই যেহেতু সূর্য ধারণ করে থাকে, তাই নিশ্চিত হয়ে বলা যায়, এই সৌরজগতের গড়  Barycenter টি সূর্যের আশেপাশেই অবস্থান করে। এখন প্রশ্ন আসতে পারে, এখানে সাধারণ ভরকেন্দ্রের গড় বলতে কি বোঝায় ? এই ভরকেন্দ্র বা Barycenter কি জায়গা বদল করে? উত্তর হল, হ্যাঁ করে। Barycenter সদা পরিবর্তনশীল, অনবরত জায়গা পরিবর্তন করে। তাই মূলত এর গড়মানকে বুঝানো হয়েছে। এটা মূলত গ্রহ-নক্ষত্র গুলোর আবর্তন ও ঘুর্ণায়নের কারণে পরিবর্তিত হয়। Barycenter এর অবস্থান নির্ভর করে গ্রহগুলি তাদের কক্ষপথের কোথায় বিরাজ করছে তার উপর। সৌরজগতের Barycenter এর রেঞ্জ সূর্যের কেন্দ্রের খুব-নিকট থেকে সুর্যের পরিসীমার বাহির পর্যন্ত যেতে পারে। এটা এভাবে কন্সট্যান্টলি বদলাতে থাকে কক্ষে গ্রহের অবস্থান গতির ইত্যাদির উপর ভিত্তি করে। নিচের চিত্রটি একটি সম্যক ধারণা দিবে।

সৌরজগতের ভরকেন্দ্র 

এই Barycenter যেহেতু সূর্যের খুবই নিকটে পরিবর্তনশীল হতে থাকে, তাই সূর্য-ও একে কেন্দ্র করে আবর্তিত হয়। পৃথিবী সহ সকল গ্রহই এই নির্দিষ্ট Barycenter কে ঘিরে আবর্তিত হয়। এটা সূর্যের এতই নিকটে থাকে যে (অনেক সময় সূর্যের surface এর ভিতরে), আমাদের সূর্যকেই কেন্দ্র হিসেবে ভ্রম হয়। তাই আমরা মনে করি সূর্যই হল সৌরজগতের কেন্দ্র। এবং, একেই আপাতভাবে ধরে নিয়ে আমাদের বইতে তাই পড়ানো হয়। কিন্তু পরম সত্য হল এই যে, পৃথিবী ও অন্যান্য গ্রহগুলি কখনো সূর্যকে কেন্দ্র করে ঘোরে না। বরং, সূর্য ও সৌরজগতের গ্রহগুলো সকলেই একটি কেন্দ্রকে ঘিরে উপবৃত্তাকার কক্ষপথে আবর্তন করে, সেই কেন্দ্রটিই হল সৌরজগতের কেন্দ্র বা Barycenter । (কিন্তু হ্যাঁ, সেটা অবশ্য সূর্যের খুউব কাছাকাছি অবস্থান করে!

তথ্যসূত্রঃ

amazing-space.stsci.edu, astro.cornell.edu, spaceplace.nasa.gov

তথ্যসূত্রঃ

https://amazing-space.stsci.edu/resources/explorations/groundup/lesson/basics/g37/
http://curious.astro.cornell.edu/about-us/57-our-solar-system/planets-and-dwarf-planets/orbits/243-why-do-the-planets-orbit-the-sun-beginner

আপনার মতামত লিখুন :

ট্যাগ
Back to top button
Close