စကြဝဠာ၏ ကကွက်များ: ဆွဲငင်အားနှင့် ပတ်လမ်းကြောင်းများ (Gravitational Orbits)

မမြင်ရသော ကြိုးတစ်ချောင်း

မိတ်ဆွေအနေနဲ့ ကောင်းကင်ကို မော့ကြည့်ပြီး "လ (The Moon) က ကမ္ဘာကြီးပေါ်ကို ဘာကြောင့် ပြုတ်မကျတာလဲ" လို့ စဉ်းစားဖူးပါသလား။ တကယ်တော့ လဟာ ကမ္ဘာ့ဆွဲငင်အားကြောင့် ပြုတ်ကျနေတာပါ။ ဒါပေမဲ့ သူက မြေကြီးပေါ်ကို တန်းတန်းမတ်မတ် ပြုတ်ကျတာမဟုတ်ဘဲ ကမ္ဘာ့အနားကနေ "လွဲချော်ပြီး" ပြုတ်ကျနေတာ (Falling around the Earth) ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီသဘောတရားဟာ Orbit သို့မဟုတ် ပတ်လမ်းကြောင်းတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းရဲ့ အဓိက သော့ချက်ပါပဲ။ ကျွန်တော် ဒီဆောင်းပါးမှာ ဒီသဘောတရားကို သိပ္ပံနည်းကျ ရှင်းပြပေးပါ့မယ်။

အဓိက သုံးသပ်ချက် (Key Analysis)

၁။ နယူတန်၏ အမြောက်ဆံ စမ်းသပ်ချက် (Newton's Cannonball)

ပတ်လမ်းကြောင်းတစ်ခု ဘယ်လိုဖြစ်လာသလဲဆိုတာကို နားလည်ဖို့ Isaac Newton ရဲ့ ကျော်ကြားလှတဲ့ စိတ်ကူးယဉ်စမ်းသပ်ချက်တစ်ခုကို ကျွန်တော် တင်ပြလိုပါတယ်။

မြင့်မားတဲ့ တောင်ထိပ်တစ်ခုပေါ်မှာ အမြောက်ကြီးတစ်လက် ရှိတယ်လို့ မိတ်ဆွေ မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။ အမြောက်ကို အားနည်းနည်းနဲ့ ပစ်လိုက်ရင် အမြောက်ဆံဟာ ခပ်နီးနီးမှာပဲ မြေပေါ် ပြုတ်ကျပါမယ်။ အားပိုစိုက်ပြီး ပစ်လိုက်ရင် ပိုဝေးဝေးကို ရောက်ပြီးမှ ပြုတ်ကျပါမယ်။

အကယ်၍သာ အမြောက်ဆံရဲ့ အလျင် (Velocity) ဟာ လုံလောက်တဲ့ ပမာဏတစ်ခု (ဥပမာ - တစ်စက္ကန့်ကို ၈ ကီလိုမီတာခန့်) ရှိမယ်ဆိုရင်တော့ ကမ္ဘာကြီးက အလုံးဖြစ်တဲ့အတွက် အမြောက်ဆံ ကျဆင်းသွားတဲ့ နှုန်းထားအတိုင်း ကမ္ဘာမြေမျက်နှာပြင်ကလည်း ကွေးဆင်းသွားပါလိမ့်မယ်။ ဒီအခါမှာ အမြောက်ဆံဟာ မြေကြီးနဲ့ ဘယ်တော့မှ မထိတော့ဘဲ ကမ္ဘာကို တစ်ပတ်ပြီးတစ်ပတ် ပတ်နေပါလိမ့်မယ်။ ဒါကိုပဲ Orbit (ပတ်လမ်းကြောင်း) လို့ ခေါ်တာပါ။

၂။ ဆွဲငင်အားနှင့် အလျင်တို့၏ ဟန်ချက် (The Balance of Forces)

သိပ္ပံနည်းကျ ပြောရရင် ပတ်လမ်းကြောင်းတစ်ခု တည်မြဲနေဖို့ အားနှစ်ခု မျှခြေဖြစ်နေဖို့ လိုပါတယ်။

Inertia (အီနားရှား/အဟုန်): ဝတ္ထုတစ်ခုဟာ အာကာသထဲမှာ တည့်တည့်သွားချင်တဲ့ သဘောသဘာဝ ရှိပါတယ်။ (ဒါက အမြောက်ဆံရဲ့ အလျင်ပါ)။

Gravity (ဆွဲငင်အား): ကမ္ဘာ (သို့မဟုတ် နေ) က ဝတ္ထုကို သူ့ဗဟိုဆီ ဆွဲယူနေတဲ့ အားဖြစ်ပါတယ်။

ဒီအားနှစ်ခု မျှတသွားတဲ့အခါ ဂြိုဟ်တုတွေ၊ လတွေဟာ ပတ်လမ်းကြောင်းထဲမှာ တည်မြဲနေနိုင်တာ ဖြစ်ပါတယ်။ အကွာအဝေး ဝေးလေ ဆွဲငင်အား နည်းလေ ဖြစ်ပေမယ့် လုံးဝ ပျောက်ကွယ်သွားခြင်း မရှိပါဘူး။

၃။ ကပ္ပလာ၏ နိယာမများ (Kepler's Laws)

ဂြိုဟ်တွေဟာ နေကို လှည့်ပတ်တဲ့အခါ စက်ဝိုင်းပုံ (Circle) အတိအကျ မဟုတ်ဘဲ ဘဲဥပုံစံ (Ellipse) လှည့်ပတ်တယ်ဆိုတာကို Johannes Kepler က တွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ ဒါကြောင့် ပတ်လမ်းကြောင်းတိုင်းဟာ ပြီးပြည့်စုံတဲ့ စက်ဝိုင်းမဟုတ်နိုင်ပါဘူး။ ဂြိုဟ်တစ်ခုဟာ နေနဲ့ နီးတဲ့နေရာ (Perihelion) မှာ ပိုမြန်မြန်ရွေ့ပြီး၊ ဝေးတဲ့နေရာ (Aphelion) မှာ နှေးနှေးရွေ့ပါတယ်။ ဒါဟာ စွမ်းအင်တည်မြဲမှု နိယာမ (Conservation of Energy) ရဲ့ သဘောတရားပါပဲ။

နိဂုံး: အာကာသထဲက စည်းချက်ညီ ကကွက်များ

ကျွန်တော် အနှစ်ချုပ် တင်ပြရရင် Orbit သို့မဟုတ် ပတ်လမ်းကြောင်းဆိုတာ "ဆွဲငင်အားကြောင့် ပြုတ်ကျနေခြင်း" (Free fall) တစ်မျိုးပါပဲ။ ဒါပေမဲ့ ဘေးတိုက်ရွေ့လျားတဲ့ အလျင် (Tangential Velocity) လုံလောက်စွာ ရှိနေတဲ့အတွက် ဗဟိုကို ဝင်မတိုးဘဲ ဘေးကနေ ဝိုက်ပြီး လှည့်ပတ်နေခြင်း ဖြစ်ပါတယ်။

ဒီသဘောတရားကြောင့်သာလျှင် ကျွန်တော်တို့ဟာ GPS စနစ်တွေ၊ ဂြိုဟ်တု ဆက်သွယ်ရေးစနစ်တွေကို အသုံးပြုနိုင်ပြီး နေအဖွဲ့အစည်းကြီးလည်း တည်မြဲနေနိုင်တာ ဖြစ်ပါတယ်။ မိတ်ဆွေ အနေနဲ့ ကောင်းကင်ကို မော့ကြည့်တဲ့အခါ မြင်ရတဲ့အရာတွေဟာ ငြိမ်သက်နေတာ မဟုတ်ဘဲ ရူပဗေဒ နိယာမတွေအောက်မှာ အင်မတန် စည်းချက်ညီညီ ကခုန် လှုပ်ရှားနေကြတယ်ဆိုတာကို သတိရစေချင်ပါတယ်။

ဒီအကြောင်းအရာများသည် သီအိုရီသက်သက်မဟုတ်ဘဲ ၁၇ ရာစုတွင် Isaac Newton ပြုစုခဲ့သော "Principia Mathematica" ကျမ်းမှစ၍ ခိုင်မာခဲ့ပြီးဖြစ်ပါသည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် NASA (အမေရိကန်)၊ ESA (ဥရောပ)၊ JAXA (ဂျပန်) နှင့် နိုင်ငံတကာ နက္ခတ္တဗေဒသမဂ္ဂ (IAU) တို့အပါအဝင် ကမ္ဘာ့သိပ္ပံအဖွဲ့အစည်းအားလုံးက ဤနိယာမများကို အပြည့်အဝ အသိအမှတ်ပြုထားပြီး ယင်းတို့ကို အခြေခံ၍သာ ဂြိုဟ်တုလွှတ်တင်ခြင်းနှင့် အာကာသစူးစမ်းမှုများ ပြုလုပ်နေကြခြင်း ဖြစ်ပါသည်။

မိတ်ဆွေအနေဖြင့် ဤအကြောင်းအရာကို ပိုမို လွယ်ကူစွာ နားလည်သဘောပေါက်လိုပါက "နယူတန်၏ ရွေ့လျားမှု နိယာမများ (Newton's Laws of Motion)" နှင့် "ဆွဲငင်အား (Gravity)" တို့၏ အခြေခံသဘောတရားကို လေ့လာထားလျှင် အလွန်အထောက်အကူ ဖြစ်စေပါလိမ့်မည်။ အထူးသဖြင့် အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ "အလျင် (Velocity)" နှင့် "ဆွဲအား" တို့အကြား အားပြိုင်မှုကို သဘောပေါက်ထားပါက ပတ်လမ်းကြောင်းတစ်ခု မည်သို့ဖြစ်ပေါ်လာသည်ကို ရှင်းလင်းစွာ မြင်သာလာပါလိမ့်မည်။

ScienceInBurmese #PhysicsKnowledge #GravitationalOrbits #Astronomy #SpaceEducation #MyanmarScholar #LearningIsFun #PhysicsLovers