कोजागरी विशेष : चंद्र समजून घेताना...!

हे सुरांनो चंद्र व्हा, चांदण्यांचे कोष माझ्या प्रियकराला पोचवा.... निंबोणीच्या झाडामागे चंद्र झोपला ग बाई.... अशा अनेक मराठी गीतांमध्ये चंद्राचे लालित्यपुर्ण वर्णन वाचायला किंवा ऐकायला मिळते. मराठीसह जगभरातील साहित्यिकांना त्याहीपेक्षा वैमानिकांना चंद्राने आणि त्याच्या चंद्रकलांनी भूरळ घातली आहे. मराठी जनमानसांसाठी चंद्र महत्त्वपूर्ण ठरतो तो कोजागरी पौर्णिमेला ! रात्रभर आटवलेले दुधात जेंव्हा चंद्राचे प्रतिरूप पाहत नाही. तो पर्यंत त्याची कोजागरी अपूर्णच राहते. आज कोजागरीनिमित्त चंद्राला समजून घेण्याचा हा प्रयत्न.....

चंद्र पृथ्वीचा एकमेव नैसर्गिक उपग्रह आहे. पृथ्वीवरील रोजच्या व्यवहारांवर त्याचा चांगलाच परिणाम आहे. कारण पृथ्वीवरील महासागरांमध्ये भरती-ओहोटी त्याच्यामुळेच घडते. या चंद्राला जवळून पाहण्यासाठी आणि त्याचे अंतरंग जाणून घेण्यासाठी आतापर्यंत भारतासह जगभरातील देशांनी 70 याने सोडली आहेत. बारा अंतराळवीर आतापर्यंत चंद्राच्या पृष्ठभागावर उतरले आहेत. या सगळ्यांनी मिळून चंद्रावरील ३८२ किलो दगड आणि माती अभ्यासासाठी पृथ्वीवर आणली आहे. पृथ्वीच्या परिवलनाच्या स्थिरतेसाठीही चंद्राचे अस्तित्व महत्त्वाचे आहे. त्याच्यामुळेच पृथ्वीवर वातावरणाची निर्मिती होऊ शकली. जीवसृष्टीचा विकास झाला.

- हा चंद्र मग केव्हा अस्तित्वात आला असावा?

पूर्वी मंगळाच्या आकाराचा एक ग्रह पृथ्वीला धडकला. त्यातून पृथ्वीचा काही भाग आणि त्या ग्रहाचा काही भाग मिळून पृथ्वीचा चंद्र तयार झाला. साडेचार अब्ज वर्षांपूर्वी ही घटना घडली असावी. चंद्रावरच्या दगडांच्या अभ्यासावरून हा काळ ठरविण्यात आला आहे. चंद्र तयार झाला, त्याचवेळी उच्च तापमानामुळे त्याची बाह्यकक्षा वितळून गेली. त्यातूनच चंद्राचा कठीण थर तयार झाला.

पृथ्वीवरून पाहताना चंद्राची एकच बाजू आपल्याला दिसते. कारण चंद्र आपल्या एकाच अक्षाभोवती आणि पृथ्वीभोवती एकाच वेळी फिरतो. त्यामुळे त्याची दुसरी बाजू आपल्याला दिसतच नाही. चंद्रावर टेकड्याही आहेत नि खळगीही. चार ते अडीच अब्ज वर्षांपूर्वी ज्वालामुखीने तयार झालेला लाव्हा आता घट्ट रूपात त्यात आहे. त्यानंतर त्याच्या रूपात आजतागायत बदल झालेला नाही. तारे आणि धुमकेतूंचे आदळणे एवढाच काय तो तिथल्या निवांत आणि निर्वात आयुष्यातला बदल. चंद्राचा पृष्ठभाग करडा आणि वालुकामय आहे. चंद्राच्या दगडी पृष्ठभागावर पावडरसारखी माती आहे. काही ठिकाणी ती दोन मीटर जाडीची तर काही ठिकाणी वीस मीटर इतकी जाड आहे.

चंद्राचा पृष्ठभाग पृथ्वीसारखा थरथरत नाही किंवा तिथे जिवंत ज्वालामुखीही नाहीत. अर्थात यापूर्वी तिथे गेलेल्या अपोलो यानाने तिथे चंद्राच्या शेकडो किलोमीटर आत भूकंपाचे धक्के जाणवत असल्याचे नोंदवले होते. पण पृथ्वीच्या गुरूत्वाकर्षणाने चंद्रावर हे धक्के बसत असावेत, असा अंदाज आहे.

असा आहे चंद्र

चंद्राचे पृथ्वीपासून अंतर- ३ लाख ८४ हजार ४०० किलोमीटर

त्रिज्या- १७३७.४ किलोमीटर

आकार- 21,970,000,000 km3

वजन- 73,483,000,000,000,000,000,000 kg

घनता- 3.341 g/cm3

गुरूत्वाकर्षण- 1.622 m/s2

चंद्रावरचा एक दिवस- पृथ्वीवरचे 27.321661 दिवस.चंद्रावरचे एक वर्ष- पृथ्वीवरील 0.075 वर्षे

चंद्रावरील किमान व कमाल तापमान- उणे 233 व 123 °C

सर्व धर्मांत चंद्राबद्दल काही संकेत रूढ झालेले दिसतात. ‘ईद’ च्या चंद्राबद्दल मुस्लिमांना वाटणारे महत्त्व, अमावास्या व पौर्णिमा यांना असणारे हिंदूंमधील विशेष स्थान सर्वश्रुत आहे. फलज्योतिषातही चंद्राला फार महत्त्वाचे स्थान दिले आहे. चंद्राच्या उपपत्तीबद्दल, त्याच्या आकाशातील मार्गक्रमणावर, त्याचप्रमाणे त्याच्या कलांबद्दल आणि त्याच्यावरील डागांबद्दल संस्कृतात वेगवेगळ्या कथा प्रचलित आहेत. विराटपुरुषाच्या मनापासून चंद्रमा उत्पन्न झाला (चंद्रमा मनसो जातः) असे पुरुषसूक्तात म्हटले आहे. २७ नक्षत्रे (या प्रजापतीच्या कन्या) चंद्राच्या बायका होत. त्यांत फक्त रोहिणीवरच तो फार प्रेम करी म्हणून त्याला प्रजापतीचा शाप मिळाला व क्षयरोग जडला, म्हणून कृष्ण पक्षात तो कमी कमी होत जातो. पुढे त्याला उःशाप मिळाला त्यामुळे तो शुक्ल पक्षात वृद्धिंगत होत जातो. अशा अनेक कथा पुराणांत आढळतात. हिंदू धर्मात चंद्राला देवतारूप दिले आहे. शुद्ध द्वितीयेला चंद्रदर्शन घेणे, भाऊबीजेच्या दिवशी चंद्राला ओवाळणे इ. प्रथा हिंदू लोकांत प्रचलित आहेत.

चंद्राच्या ग्रहणांबद्दल मानवाला प्राचीन कालापासून कुतूहल वाटत आले आहे. चंद्राची फलज्योतिषाशी सांगड घातली गेल्याने, पौर्णिमा किंवा अमावास्या नेमकी केव्हा येईल, ग्रहण केव्हा होईल, यांचे आगाऊ अंदाज करण्याच्या प्रयत्नातून चंद्राच्या गतीचा अभ्यास प्राचीन काळापासून सुरू झाला. मुख्यतः चंद्राच्या गतीच्या अभ्यासावरूनच न्यूटन यांना त्यांचा वैश्विक गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत मांडता आला आणि या सिद्धांताच्या आधारानेच पुढे चंद्राची स्थाने अधिक अचूकपणे वर्तविता येऊ लागली. दिवस-रात्र हा आविष्कार मानवाला कालमापनाचे नैसर्गिक माप म्हणून लक्षात आला. त्याच्यापेक्षा मोठे काळाचे माप जे महिना ते चंद्राच्या कलांवरून मनुष्याच्या लक्षात आले. त्याहून मोठे माप जे वर्ष, ते ऋतुचक्राच्या पुनरावृत्तीवरून पुष्कळच उशिरा लक्षात आले. अत्याधुनिक आणवीय घड्याळ सोडल्यास चंद्र हा कालमापनाचे सर्वांत अधिक अचूक साधन मानले जाते, म्हणजे चंद्राची गती आता आपणाला अत्यंत अचूकपणे माहीत झालेली आहे.

भारतीय, रोमन, ग्रीक व चिनी प्राचीन ग्रंथांवरून चंद्राबद्दलचे शास्त्रीय ज्ञान सु. ४,००० वर्षांपूर्वीपासून मिळविण्याचे प्रयत्न चालू आहेत असे दिसते. चंद्राच्या गतीचा अभ्यास प्रथम बॅबिलोनियन लोकांनी सुरू केला व प्राचीन ग्रीक तत्त्वज्ञांनी काही महत्त्वाचे सिद्धांत मांडले. चंद्राची एकच बाजू पृथ्वीवरून दिसते हे प्राचीन ग्रीकांना माहीत होते. चंद्राच्या कला व ग्रहणे यांचे वास्तविक कारण ॲनॅक्सॅगोरस (इ. स. पू ५००? — ४२८) यांना समजले होते. हिपार्कस यांनी इ. स. पू. १५०—१३० या सुमारास चंद्राचे पृथ्वीपासूनचे अंतर पृथ्वीच्या त्रिज्येच्या ५९ पट आहे असे भूमितीच्या साहाय्याने निश्चित केले. त्याचप्रमाणे चंद्रकक्षा पृथ्वीच्या सूर्याभोवतीच्या कक्षेशी ५ अंशांचा कोन करते हेही त्यांनी शोधून काढले व ही मूल्ये, प्रचलित मूल्यांशी चांगलीच जुळतात. चंद्राच्या गतीच्या अभ्यासात टॉलेमी (इ. स. दुसरे शतक) व ट्यूको ब्राए (१५४६—१६०१) यांनी आणखी सुधारणा केल्या. त्यानंतर ग्रहगतीबद्दल केप्लर (१५३१—१६३०) यांनी आपले विख्यात तीन नियम मांडले. न्यूटन (१६४२—१७२७) यांनी गुरुत्वाकर्षणाचा सिद्धांत मांडल्यानंतर सर्वच खगोल गणिताला सैद्धांतिक बैठक प्राप्त झाली आणि आणि त्याबरोबर चंद्राच्या गतीची छाननी शास्त्रीय दृष्ट्या सुरू झाली. भरती-ओहोटीच्या आविष्काराचा चंद्राशी घनिष्ट संबंध असल्याचे मानवाला फार पूर्वीपासून माहीत आहे. त्याचाही खुलासा गुरुत्वाकर्षणाच्या सिद्धांतावरून करता येऊ लागला.

चंद्राचा आकार : चंद्राचा आकार इतर ग्रहांप्रमाणे स्थूल मानाने गोलाकार आहे. परंतु निरीक्षणांवरून व प्रयोगांवरून असे आढळून आले की, चंद्राची विषुववृत्तीय त्रिज्या त्याच्या ध्रुवीय त्रिज्येपेक्षा काहीशी जास्त आहे. चंद्राची सरासरी त्रिज्या १,७३८ किमी. आहे. पृथ्वीच्या आकर्षणामुळे चंद्रगोलाचा पृथ्वीसमोरचा भाग काहीसा जास्त फुगीर झाला आहे. त्यामुळे या भागाची त्रिज्या २ किमी. ने जास्त आहे आणि उलट बाजूची तेवढीच कमी आहे. यामुळे चंद्राचा गुरुत्वमध्यही त्याच्या दर्शनी मध्यापासून बाजूला सरकला आहे. इतके सूक्ष्म फरक चंद्रावर पाठविलेल्या चांद्रयानांतील उपकरणांनी केलेल्या प्रयोगावरून निश्चित करता आले. हे फरक फार थोडे वाटले तरी त्यांचा चंद्रगतीवर परिणाम होतो. दुसरी गोष्ट, या फरकांवरून चंद्राच्या उत्पत्तिकालाबद्दल काही तर्क करता येतात, या दृष्टीने ते महत्त्वाचे आहेत. त्रिज्येवरून चंद्राचे आकारमान व चंद्रपृष्ठाचे क्षेत्रफळ काढता येते. चंद्राचे आकारमान पृथ्वीच्या १/९४ आहे व त्रिज्या पृथ्वीच्या त्रिज्येच्या सु. ३/११ आहे.

वस्तुमान : आकाशस्थ ग्रहगोलांचे वस्तुमान न्यूटन यांच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या नियमावरून काढता येते. आपल्या गुरुत्वाकर्षणामुळे एखादा ग्रहगोल नजीकच्या दुसऱ्या गोलाच्या गतीत कितपत फेरबदल करू शकतो, हे निरीक्षणाने पाहून त्यावरून त्याच्या गुरुत्वाकर्षणाची प्रेरणा काढता येते. त्यावरून त्या गोलाचे वस्तुमान काढतात. या पद्धतीने पूर्वीं चंद्राचे वस्तुमान काढले होते. यापेक्षा जास्त अचूक आणि सरळ पद्धत म्हणजे सरळ सोडलेली वस्तू त्या गोलावर किती प्रवेगाने आपटते, त्याचे मापन करणे व त्यावरून गोलाचे वस्तुमान काढणे. चंद्रावर गेलेल्या अंतराळवीरांनी या पद्धतीने चंद्राचे निश्चित केलेले वस्तुमान ७·३५३ X १०२२ किग्रॅ. म्हणजेच पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या १/८१·३०२ आहे. चंद्रगतीच्या गणितात त्याचे वस्तुमान विचारात घेणे अर्थातच आवश्यक आहे.

गुरुत्व प्रवेग व मुक्तिवेग : उंचावरून सोडलेली वस्तू ९·८ मी./से.२ या सरासरी प्रवेगाने पृथ्वीवर पडते. हा पृथ्वीवरील गुरुत्व प्रवेग होय. कोणत्याही ग्रहगोलावरील गुरुत्व प्रवेग त्या गोलाचे वस्तुमान व त्रिज्या यांवर अवलंबून असतो. चंद्रावरील गुरुत्व प्रवेग १·६२ मी./से.२ म्हणजे पृथ्वीच्या १/६ हून थोडा कमी आहे. यामुळे चंद्रावरील एखाद्या वस्तूचे वजन पृथ्वीवरील वजनाच्या सु. १/६ भरेल.

(आभार ः मराठी विश्वकोष आणि इंटरनेट)