నక్షత్రకాంతి మర్మమేమిటి?

నక్షత్రకాంతి మర్మమేమిటి?

వాయుగోళాలు నక్షత్రాలుగా మారేదశలో వాయుగోళంలో సంభవించే కొన్ని విశేషాలు విపులంగా తెలుసుకునేముందు ఆణువును గురించి ఒక చిన్న ఉపాఖ్యానం చెప్పాలి.

ఎందుచేతనంటే: నక్షత్రాలు మండడానికీ మనకు తెలిసిన కట్టె పుల్లలూ, బొగ్గులూ మండడానికీ పూర్తిగా భేదం ఉంది. ఉదాహరణకు సూర్యగోళాన్ని తీసుకుంటే బాహ్య ప్రదేశంమీద 6000°C ఉష్ణోగ్రతనించీ కేంద్రంలో 20000000°C వరకూ ఉష్ణోగ్రత ఉంది. ఇది మామూలుగా మనకు పరిచితమైన అగ్ని యొక్క దృశ్యం కాదు. మనకు తెలిసిన మామూలు ఆగ్ని వంటగదిలో కాఫీ కాచుకునేప్పుడు వగైరా సందర్భాల్లో చూచేది – అది ఒక పదార్థం విడిపోయి మరొక పదార్థంలో కలిసి మిశ్ర రసాయనిక పదార్థాలుగా ఏర్పడడంలో సంభవించే ఉష్ణోగ్రత. కట్టెపుల్లలు కాలడం అంటే వాటిలోని సెల్యులోజ్‌ పదార్థం విచ్ఛిన్నమై కార్బనూ, వాతావరణంలోని ప్రాణవాయువు కలియడం మొదలైన స్వల్ప మార్పులు సంభవించడంలో ఉదయించే ఉష్ణము. కానీ ఈ ఉష్ణోగ్రతకూ, నక్షత్రాల ఉష్ణోగ్రతకూ హస్తిమశకాంతరం ఉంటుంది. సూర్యగోళంలో పడేస్తే మనకట్టెపుల్లల్లో భస్మీపటలం కూడా మిగలదు. అంటే కట్టెపుల్లల మూల పదార్థమయిన సెల్యులోజ్‌ వగైరాలు వాటి మూలపదార్థాలయిన ఉదజని, ప్రాణవాయువు, కార్బనులుగా విడిపోతాయి. ఇది గోళపు బాహ్య ప్రదేశం మీద అయితేనే. ఇంక కొంచె లోనికిపోతే ఆ అణువులు కూడా విడిపోయి ఎలెక్ట్రాన్లు ప్రోటాన్లుగా విచ్ఛిన్నం అయిపోతాయి. ఆ విధంగా అణువులు విచ్ఛిన్నం అవడమే నక్షత్రం యొక్క అనంతకాంతికి ఉష్ణోగ్రతకు కారణం.

అసలు ఈ నక్షత్రాలు (అంటే సూర్యగోళం కూడా) ఎట్లా ఇంత కాంతినీ, యింత వేడినీ అనంతంగా అనాదినించీ ప్రసరింపజేస్తున్నాయి అనే ప్రశ్నకు ఆధునిక యుగంలో రేడియం మొదలైన కాంతి ప్రసార పదార్థాలను కనిపెట్టడమూ, ఒక మూలపదార్థాన్ని మరొక మూలపదార్థంగా మార్చగలగడమూ అనే విజ్ఞానంవల్ల అని సమాధానం వచ్చింది. విశ్వంలోని పదార్థం అంతా ఏ అణువుల యొక్క సమ్మేళన మీద ఆధారపడి ఉందో ఆ ఆణువుల యొక్క గర్భకుహరంలో అపారశక్తి నిద్రిస్తూ ఉందని తెలిసింది. రేడియం లాంటి కాంతి ప్రసార పదార్థాలనించి కొంచెం కొంచెంగా బయటకు ఎప్పుడూ కారిపోతూ ఉన్న కాంతిని శాస్త్రజ్ఞులు చూచిననాడు నక్షత్రాల అనంత కాంతిమర్మం ఆవిష్కృతం అయింది.

ఈ అణుగర్భ కుహరంలోని శక్తిని గూర్చి యింకా తెలుసుకొనటం అవసరం. విశ్వంలో ఉన్న పదార్థ మంతా అణువుల సముదాయం యొక్క కలయిక అని ఇంతకు ముందే చెప్పాను. ఘన పదార్థాలలో అణువులు దగ్గర దగ్గరగా బంధనశక్తిచే బంధింపబడి ఉంటాయి; ద్రవ పదార్థాలలో బంధనశక్తి (ఇది భూమ్యాకర్షణ శక్తి యొక్క అనేక రూపాంతరాల్లో ఒకటి) కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది. వాయు పదార్థాలలో చాలా తక్కువ. కానీ పదార్థము యొక్క ఈ మూడుదశలు దాని యొక్క ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితి మీద ఆధారపడి ఉంటాయి. ఇనుములో అణువులు ఎంత దృఢంగా బంధన శక్తి చేత బంధింపబడి ఉన్నప్పటికీ అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలో అణువులు దూరదూరమైపోయి ఇనుము ద్రవంగాను తర్వాత వాయువు (అవిరి) గాను మారుతుంది. అట్లాగే యే వాయువునైనా అత్యధిక శీతలస్థితికి తీసుకుని వచ్చినప్పుడు ఆ వాయువు ఘనీభవిస్తూ ఉంది. అంటే ఇనుము వాయువు అవుతుంది. ఆ వాయువు ఘన పదార్థం అవుతుంది. అదంతా ఉష్ణోగ్రత మీద ఆధారపడి ఉంది. అయితే ఈ ఉష్ణం అనేదేమిటి? అంటే-ప్రతి పదార్థంలోనూ దాని అణువులు నిరంతర గమనంలో ఉంటాయి. ఆ గమన వేగం మామూలు స్థాయిని మించినప్పుడు అదే ఉష్ణం అనిపించుకుంటుంది. అణువుల గమన వేగాన్ని అధికం చేయటానికి ఘర్షణగానీ మరొక వేడి వస్తువును తాకించినప్పుడుగానీ, ఆ వేగంగా గమించే అణువుల తాకిడికి చల్లని వస్తువులోని అణువుల మామూలు గమనవేగం అధికమవుతుంది. అదే వేడి ప్రసరించడం. ఆ విధంగా అణువుల గమనవేగం అధికమయ్యే కొలదీ బంధనశక్తి సడలిపోవడం అణువులు దూరదూరమై పోవడం ప్రారంభించి ఘనపదార్థం ద్రవ పదార్థంగాను, అణువులు ఒక దానినుంచి ఒకటి పూర్తిగా తెగిపోయి విడిపోయి ద్రవపదార్థం వాయు పదార్థంగాను పరిణామం ఏర్పడుతూంది. అణువులలో ఒక దాని నుంచి ఒకటి విడిపోవుటకు ఉదాహరణ-హైడ్రోజన్‌ పెరాక్సయిన్‌ అనే ద్రవంలో రెండు హైడ్రోజన్‌ అణువులు రెండు ప్రాణవాయువు అణువులు కలపి బంధింపబడి ఉన్నాయి. (స్వల్పమైన) వేడి చేత ఒక ప్రాణవాయువు అణువు విడిపోతుంది. ఇట్లాగే అనేక ఉదాహరణ లివ్వవచ్చును. ఇక్కడ మరొక విషయాన్ని ప్రస్తా వించాలి. పదార్థమంతా అణువుల సమ్మేళన మన్నాను. విశ్వసష్టినంతా పరిశీలిస్తే వివిధ గుణాలతో విలసిల్లే వివిధ పదార్థాలన్నీ – కుర్చీ, కలం, ఇనుము, గాలి, అన్నం, రాయి ఇట్లా- తొంభయి రెండు మూలపదార్థాల యొక్క నానావిధ సమ్మేళన నుంచి వచ్చాయని సిద్ధాంతం అయింది. అందుచేత విశ్వంలోని వివిధ పదార్థాలకు ఈ తొంభయి రెండు మూలపదార్థ అణువులే మూల స్తంభాలన్న మాట. అన్నీ వాటి నించే వచ్చాయి. కనుక విశ్వంలోని వస్తుజాలంలో కనిపించే విభిన్నత్వం వాస్తవంగాలేదు. మూలపదార్థాలు H, CI, S, O అనే మొదలైనవి; H2O, Hcl, H2SO4,S2O, H2O2 ఇట్లా అనేక మిశ్ర పదార్థలు వచ్చాయి.

విశ్వ పదార్థానికి మూలకందాలయిన ఈ తొంభయి రెండు అణువులు ఎందుచేత ఒకదాని నొకటి పోలక విభిన్నంగా ఉన్నాయి? అనే ప్రశ్న వేసుకుంటే అదే మనల్ని అణు నిర్మాణ కథకు తీసుకుపోతుంది? ఆణుగర్భ రహస్యాలకు అదే దారితీస్తుంది. అందుచేత కథ ఈ విధంగా ప్రారంభించాను-మరి యెందుచేత అణువులు విభిన్నంగా ఉన్నాయి, ఒక్కొక్క అణువు ఒక్కొక్క విధమైన నిర్మాణం కలిగిఉండడం చేత. అంటే అణువులు పదార్థం యొక్క ఆఖరు భాగాలుకావు. అణువుకూడా, కొన్ని భాగాలు కలిపి రూపొందిన నిర్మాణం-అవే ఎలెక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు ఈ ఎలెక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు వాటి పరస్పరాకర్షణ, భ్రమణము మొదలైన గుణాలను గురించి ముందు భాగంలో వివరించాను. కానీ, ఎలెక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్ల యొక్క వివిధ సంఖ్యా సమ్మేళనంచేత ఉద్భవించే వివిధ అణువులయొక్క రసాయనిక భౌతిక గుణాలలోని వైవిధ్యాన్ని గూర్చి చెప్పలేదు. కేంద్రంలో ప్రోటాన్లు, చుట్టూ ఎలెక్ట్రాన్లు పరిభ్రమించేది అణువు అన్నాము.

ఉదా|| కేంద్రం చుట్టూ మూడు ఎలెక్ట్రాన్లు పరిభ్రమిస్తూ ఉంటే అది ఒక పదార్థామూ దాని గుణాలు ఒక రకంగానూ ఉంటాయి. కేంద్రం చుట్టూ రెండు ఎలెక్ట్రాన్లు తిరుగుతూ ఉంటే అది మరొక పదార్థము అవుతూంది. దాని గుణాలు మరొక రకంగా ఉంటాయి. ఈ విధంగాఉన్న అణు నిర్మాణాల్ని పరిశోధించి తెలుసుకున్న తర్వాత ఉత్పన్నమైన ప్రశ్న యేమిటంటే ఒక మూల పదార్థాన్ని మరొక మూల పదార్థంగా మార్చవచ్చును గదా? పై ఉదాహరణాన్ని తీసుకుంటే మూడు ఎలెక్ట్రాన్లు ఉన్న మొదటి అణువులోని ఒక ఎలక్ట్రాను తొలగించివేసి నట్లయితే ఆ మొదటి ఆణువు, పైన చెప్పిన రెండవ అణువుగా మారాలిగదా? రూథర్‌ఫర్డ్‌ అనే శాస్త్రజ్ఞుడు ఈ సత్యాన్ని అనేక ప్రయోగాలతో ఋజువు చేశాడు. ఆయన తన శాస్త్ర పరిశోధనా లయంలో బోరాన్‌ అనే మూల పదార్థాన్ని కార్బన్‌ అనే మూలపదార్థంగా మార్చాడు. సోడియంను మెగ్నీషియంగాను, అల్యూమినియంను సిలికాన్‌గాను మార్చాడు. అయితే ఆ ఎలెక్ట్రానేమిటి? దాన్ని ఎట్లా తొలగించాడు? అనే విషయాలు తెలుసుకోవాలని కుతూహలమున్న ప్రతివాడికీ ఉంటుంది.

ఇంతకు ముందు ఎలెక్ట్రాను ప్రొటాను విద్యుత్కణాలని చెప్పాను. విద్యుత్తు యొక్క ధనముఖ ఋణ ముఖాలను గురించికూడా వివరించాను. అది ఇప్పుడు ఒక్కసారి నెమరు వేసుకోవాలి. (ఋణముఖ కణాలు ఎలెక్ట్రాన్లు, ధనముఖ కణాలు ప్రొటాన్లు) అయితే ఈ విడివిడిగాఉన్న విద్యుత్కణాలకు ముఖ్యంగా ఎలెక్ట్రాన్లకు ఏదయినా ప్రస్తుతము అంటే పదార్థత్వము ఉందా లేక కేవలం నామమాత్రాలేనా? ఎలెక్ట్రాన్లకు పదార్థత్వం ఉంది. (అంటే పదార్థమూ శక్తి ఒకటేనన్నమాట:) వాటికి బరువూ మొదలైన సర్‌ జోసెఫ్‌ జాన్‌ థాంసన్‌ అనే శాస్త్రవేత్త 19వ శతాబ్దంలో కనుక్కున్నాడు. ఆయన తన పరిశోధనా ఫలితంగా ఎలెక్ట్రాను యొక్క పదార్థత ఉదజని అణువుయొక్క పదార్థత కంటే 1840 రెట్లు చిన్నదని చూపించాడు. పదార్థత్వ విద్యుచ్ఛక్తులు, ఎలెక్ట్రాన్ల కంటే అణుకేంద్రంలో ప్రోటాన్ల కూటమికి అత్యధికంగా ఉన్నాయి.

రూథర్‌ఫర్డ్‌ అణుశాస్త్ర పితామహుడు. ఆయన అణు నిర్మాణాన్ని పరిశీలించడానికి అణువును ఆల్ఫా కణాల ప్రయోగంతో భేదించాడు. (ఆల్ఫకణం అంటే కాంతి ప్రసార పదార్థాలు ఉమిసే ఒకరకపు ప్రోటాన్లు) ఆ ప్రయోగంలో రూథర్‌ఫర్డ్‌ చూచిందేమి టంటే ప్రయోగింపపడిన ఆల్ఫా కణం అణువు యొక్క కేంద్రం వరకూ సులభంగా పోయి కేంద్రం దగ్గర నుంచి మాత్రం దేనితోనో ఢీకొని కొద్దిగా మొదటి దారి తొలగి పోయినట్లుగా కనిపించింది. అందుచేత అణు కేంద్రానికి బయట ఉన్న విద్యుచ్ఛక్తి కొద్దిదనీ, అణు కేంద్రంలో ఉన్న విద్యుచ్ఛక్తి బలవత్తర మయిందనీ తెలిసింది. (లేకపోతే ఎలెక్ట్రాన్లలో ఆల్ఫాకణం సులువుగా పోయి కేంద్రం దగ్గర మటుకు ఒక అభేద్య దుర్గానికి గుద్దుకున్నట్లు ప్రక్కకు తొలగిపోవడం అనే దృశ్యం ఉండదుగదా) ఈ ఆణు కేంద్రం ఈ బలవత్తర విద్యుద్దుర్గం మొత్తం అణువు కంటే 10000 రెట్లు చిన్నదట. అణు కేంద్రంలో ”ప్రొటాన్లయిన ఆల్ఫాకణాలు”, ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు అనే కణాలున్నాయి. (న్యూట్రాన్లు విద్యుద్విహీన కణాలు) ఈ వివిధ కణాల కూటమి అయిన అణు కేంద్రాన్ని భేదించటాని తగిన శతఘ్నులుగా ఆల్ఫా కణాలను, ప్రోటాన్లనూ, న్యూట్రాన్లనూ అవలం బించారు. అసలే అణువు, దానికంటే 10000 రెట్లు చిన్నదయిన అణుగర్భాన్ని భేదించడానికి గదలూ ఫిరంగులూ పనికి వస్తాయా? లేక బ్రహ్మాండమైన దుర్గాన్ని భేదించడానికి చాలుతాయా? అందుచేత అణుగర్భాన్ని భేదించడానికి ప్రోటాన్లు న్యూట్రాన్లు అనుగుణమైన శతఘ్నులుగా మొదట ఆల్పా కణాల్ని, తర్వాత ప్రోటాన్లనీ తర్వాత న్యూట్రాన్లనీ తీసుకున్నారు. ఈ అణుకేంద్రం చుట్టూ తిరిగే ఎలెక్ట్రాన్ల సంఖ్యే అణువుల యొక్క వివిధత్వానికి కారణం అవుతూ ఉంది. ఉదజని అణువులో ఒకటి, హీలియం అణువులో రెండు, ఇట్లా అన్నిటికంటే ఎక్కువ బరువైన యూరేనియం అణువులో తొంభయి రెండు ఎలక్ట్రాన్లు ఉన్నాయి. కేంద్రానికి బయట ఎలెక్ట్రాన్లు రెండు మూడు వలయాల్లో పరిభ్రమిస్తూ ఉండవచ్చును. కేంద్రానికి తర్వాత మొదటి వలయంలో కొన్ని ఎలెక్ట్రాన్లూ, తర్వాత వలయంలో మరికొన్ని ఉంటాయి. రష్యన్‌ శాస్త్రవేత్త డ్మిట్రీమెండలీవ్‌ పరిశోధనా ఫలితంగా ఒక అణువుకు మొదటి వలయంలో రెండు ఎలక్ట్రాన్లు, రెండో మూడో వలయాలు ఉంటే వాటిలో ఎనిమిది, ఆ ఎనిమిది, తర్వాత నాల్గవది ఉంటే అందులోకూడా ఎనిమిది, ఆ తర్వాత ఐదు ఆరు వలయాలు ఇట్లా ఎన్ని ఉన్నా ప్రతిదానిలోనూ పద్ధెనెమిది చొప్పున ఎలెక్ట్రాన్లు ఉంటేనే ఆ అణువు స్థిరంగా ఉండగలదని ఋజువు చేశాడు. ఉదా|| క్లోరిన్‌ అనే వాయువు యొక్క అణువుకు మూడు వలయాలున్నాయి.

 – గుంటూరు శేషేంద్రశర్మ

తరువాయి వచ్చేవారం..

గుంటూరు శేషేంద్రశర్మ ఇతర పుస్తకాల వివరాలకు :

Saatyaki S/o Seshendra Sharma , saatyaki@gmail.com ,

9441070985 , 7702964402

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *