विज्ञान / तंत्रज्ञान

दक्षिण अमेरिकेतील अँडिज पर्वत ही एक लांबलचक पर्वतरांग आहे. जवळपास नऊ हजार किलोमीटर लांबीची ही उत्तर-दक्षिण पर्वतरांग सव्वातीनशे किलोमीटर रुंद असून, तिची सरासरी उंची चार हजार मीटर इतकी आहे. या पर्वताची निर्मिती सहा ते सात कोटी वर्षांपूर्वी झाली. या अँडिज पर्वताच्या मधल्या भागात सेंट्रल अँडिअन प्लेटो नावाचं पठार आहे.

सौरऊर्जेशी आपला व्यवस्थित परिचय आहेच. यात सूर्यकिरण विशिष्ट प्रकारच्या पट्ट्यांवर पडल्यावर वीज निर्माण होते. पण आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे आता सावलीपासून अशी ऊर्जा निर्माण करणे शक्य झाले आहे. अर्थात अशा प्रकारे ऊर्जा निर्माण करण्यासठी सावलीबरोबरच प्रकाशाचीही गरज असते. सावलीपासून ऊर्जा निर्माण करणाऱ्या या साधनाचा काही भाग हा सावलीत ठेवलेला असतो, तर काही भाग हा प्रकाशात असतो.

सौरऊर्जा निर्माण करणाऱ्या साधनाप्रमाणेच, सावलीपासून ऊर्जा निर्माण करणाऱ्या या साधनातही सिलिकॉन या मूलद्रव्याचा वापर केलेला असतो. हे सिलिकॉन अतिशय पातळ अशा थराच्या स्वरूपात असते व त्यावर सोन्याचा थर दिलेला असतो. जेव्हा या साधनाचा काही भाग उजेडात आणि काही भाग सावलीत असतो, तेव्हा उजेडात सिलिकॉनच्या थरातून इलेक्ट्रॉनची निर्मिती होते व हे इलेक्ट्रॉन सोन्याच्या थराद्वारे टिपले जाऊन विद्युतप्रवाहाची निर्मिती होते. (विद्युतप्रवाह म्हणजे काय तर अखेर इलेक्ट्रॉनचा प्रवाह!) सौरऊर्जेच्या बाबतीत, सूर्यकिरण जितके प्रखर, तितकी विद्युतनिर्मिती अधिक. सावलीतून वीज निर्माण करणाऱ्या साधनात मात्र , आता प्रकाशित भाग आणि सावलीचा भाग यातील फरक जितका जास्त तितकी विद्युतनिर्मिती अधिक.

सिंगापूरच्या राष्ट्रीय विद्यापीठातील टॅन स्वी चिंग यांच्या नेतृत्वाखालील संशोधकांच्या चमूने हे विजनिर्मितीचे साधन निर्माण केले आहे. अशा प्रकारच्या आठ साधनांचा वापर करून या संशोधकांनी अंधूक प्रकाशातसुद्धा इलेक्ट्रॉनिक घड्याळ चालवण्यास लागते तितकी ऊर्जा निर्माण करून दाखवली. टॅन स्वी चिंग आणि त्यांचे सहकारी आता अशा प्रकारचे अधिक कार्यक्षम साधन बनवण्याच्या प्रयत्नात आहेत. टॅन स्वी चिंग यांच्या मते हे साधन पृथ्वीच्या पाठीवर कुठेही उपयोगात येऊ शकते. यावरचे टॅन स्वी चिंग यांचे भाष्य गमतीशीर आहे. ते म्हणतात, “लोकांच्या मते सावली ही निरुपयोगी गोष्ट आहे… परंतु प्रत्येक गोष्ट ही उपयोगाची असते, अगदी सावलीसुद्धा!”.

चित्रवाणी:

https://www.youtube.com/embed/69qm028vwqY?rel=0

-- डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: pxhere.com

इतिहासाचा शोध घेताना त्यासंबंधीच्या प्रत्येक वस्तूला महत्त्व द्यावं लागतं. कारण, ती वस्तू म्हणजे भूतकाळ आणि भविष्यकाळ यांना जोडणारा दुवा असते. एका संशोधकाला, चोवीस शतकांपूर्वीच्या इतिहासाशी नातं सांगणारा एक दुवा सापडला आहे. हा दुवा म्हणजे चक्क एक थडगं आहे. पण हे थडगं सामान्य व्यक्तीचं नाही. हे थडगं आहे ते पुरातन काळच्या ग्रीक साम्राज्यातल्या ॲथेन्सचा प्रख्यात तत्त्वज्ञ ॲरिस्टोटल याचं!

आजचा माणूस सुमारे तीन लाख वर्षांपूर्वी जन्माला आला. या माणसाचं वैशिष्ट्य म्हणजे तो दोन पायांवर चालू शकत होता. पण तेव्हा माणूस हाच फक्त काही द्विपाद प्राणी नव्हता. माणूस जन्माला येण्याच्या सुमारे एक लाख वर्षं अगोदर जन्माला आलेल्या निअँडरटालसारखे, माणसाचे इतर भाऊबंदसुद्धा दोन पायांवर चालू शकत होते. इतकंच काय, पण त्या अगोदर चाळीस लाख वर्षांपूर्वी अस्तित्वात आलेल्या ऑस्ट्रॅलोपिथेकससारख्या मानवपूर्व प्रजातीही द्विपाद होत्या. माणसाच्या पूर्वजांचं हे ‘दोन पायांवर चालणं’, हा मानवी उत्क्रांतीतला एक अतिशय महत्त्वाचा टप्पा आहे. त्यामुळेच उत्क्रांतीशास्त्रात एक महत्त्वाचा प्रश्न निर्माण झाला आहे – ‘सर्वात प्रथम दोन पायांवर चालणारा माणसाचा पूर्वज कोणता?’. अलीकडेच केल्या गेलेल्या एक नव्या संशोधनानं याबद्दलच्या माहितीत भर टाकली आहे. फ्रान्समधील प्वाट्ये विद्यापीठातील फ्रँक गाय आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांनी केलेलं हे संशोधन ‘नेचर’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झालं आहे.

सूर्याच्या पृष्ठभागाचं तापमान सुमारे सहा हजार अंश सेल्सियस इतकं असतं, तर सौरडागांचं तापमान हे सुमारे तीन हजार सेल्सियस इतकं असतं. हे सौरडाग जरी सूर्याच्या इतर पृष्ठभागाच्या तुलनेत थंड असले तरी, हे सौरडाग म्हणजे अतितीव्र चुंबकीय क्षेत्राची ठिकाणं आहेत. सूर्यावरून उफाळणाऱ्या सौरज्वाला या, याच डागांच्या परिसरात निर्माण होतात.

दिनांक ३१ ऑक्टोबर २०१८ रोजी कडाडलेल्या या विजेची, आकाशातली लांबी सुमारे ७०९ किलोमीटर इतकी प्रचंड होती. ही वीज दक्षिण ब्राझिलच्या पूर्वेकडील अटलांटिक महासागराच्या किनाऱ्यापासून ते पश्चिमेकडील अर्जेंटिनाच्या सीमेपर्यंत पसरली होती. जागतिक हवामान संघटनेनं केलेल्या एका विश्लेषणात या महाविजेचं अस्तित्व स्पष्ट झालं.

आपली घड्याळं ही दिवसाच्या या चोवीस तासांच्या कालावधीवर आधारलेली आहेत. पृथ्वीच्या प्रदक्षिणा काळातील बदलामुळे आपली घड्याळं ही अधूनमधून पृथ्वीप्रदक्षिणेशी जुळवून घ्यावी लागतात. पृथ्वीचा वेग बहुधा कमी होत असल्यानं, दिवसाचा कालावधी वाढत असतो. दिवस चोवीस तासांचाच असण्यासाठी आपल्याला आपली घड्याळं मागे न्यावी लागतात. यासाठी घड्याळ किंचितसं थांबल्याचं मानलं जात.

काही प्राणी उष्ण रक्ताचे असतात, तर काही प्राणी थंड रक्ताचे असतात. उष्ण रक्ताचे प्राणी आपल्या शरीराचं तापमान नियंत्रित करू शकतात. त्यामुळे उष्ण रक्ताचे प्राणी तापमानातील बदलांना अधिक समर्थपणे तोंड देऊ शकतात. थंड रक्ताच्या प्राण्यांना मात्र शरीराचं तापमान नियंत्रित करता येत नसल्यानं, या थंड रक्ताच्या प्राण्यांची बदलत्या तापमानाला तोंड देण्याची क्षमता मर्यादित असते.

गॅलिलिओनं सोळाव्या शतकाच्या अखेरीस, पिसा इथल्या झुकलेल्या मनोऱ्यावरून केलेला एक कथित प्रयोग सर्वपरिचित आहे. या प्रयोगात गॅलिलिओनं वेगवेगळ्या वजनाचे दोन गोळे पिसाच्या झुकलेल्या मनोऱ्यावरून खाली टाकले व हे गोळे जमिनीवर पोचायला लागणारा वेळ मोजला

पावसाळी ढगांतील पाण्याचे थेंब हे विद्युतभारित असतात. किंबहुना, धूळ किंवा हवेतील तत्सम पदार्थांवरील विद्युतभार पावसाळी ढगांच्या निर्मितीत महत्त्वाची भूमिका बजावतो. तसंच ढगातील पाण्याच्या थेंबांच्या आकारावरही या विद्युतभाराचा परिणाम होत असल्यानं, या विद्युतभारावर पावसाची तीव्रता अवलंबून असते. हवामानाचा अभ्यास करणारे संशोधक या विद्युतभाराचा आणि पावसाचा संबंध स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न पूर्वीपासून करीत आहेत. अलीकडेच केल्या गेलेल्या एका संशोधनासाठी, इंग्लंडमधील बर्कशायर येथील रीडिंग विद्यापीठातील संशोधकांनी वेगळाच मार्ग अवलंबला. या संशोधकांनी आधार घेतला, तो शीतयुद्धाच्या काळातील अणुचाचण्यांचा.

शीतयुद्धाच्या काळात मोठ्या प्रमाणात अण्वस्त्रांच्या चाचण्या केल्या गेल्या. अशा चाचण्यांच्या मुख्य जागा म्हणजे अमेरिकेतलं नेवाडा किंवा त्याकाळच्या रशियातलं कझाकस्तान. जेव्हा अणुस्फोट घडवला जातो, तेव्हा त्यातून मोठ्या प्रमाणावर किरणोत्सर्ग निर्माण होऊन विद्युतभारित कणांची निर्मिती होते. हे विद्युतभारित कण वातावरणात पसरून दूरपर्यंत पोचतात. धूळीप्रमाणेच हे कणसुद्धा, पावसाच्या थेंबांच्या आकारावर परिणाम घडवून असण्याची शक्यता वर्तवली गेली आहे. रीडिंग विद्यापीठातील संशोधकांनी या परिणामाचा अभ्यास करण्यासाठी १९६२-६४ हा काळ निवडला. स्कॉटलंडच्या उत्तरेकडील, शेटलँड या दूरच्या बेटावरील लेरविक येथील हवामानाच्या नोंदींचा त्यांनी अभ्यास केला. प्रदूषणात निर्माण होणारी धूळ व इतर पदार्थ हे ढगाच्या निर्मितीला हातभार लावतात. शेटलँड हे बेट मानवी दळणवळमापासून दूर असल्यामुळे, इथल्या पावसाच्या निर्मितीचा मानवी प्रदूषणाशी संबंध नव्हता. याच काळात लंडन जवळच्या क्यू येथील वेधशाळेतल्या, वातावरणातील विद्युतभाराच्या नोंदीही त्यांनी तपासल्या. लंडनजवळची ही जागा काय किंवा शेटलँड बेट काय, ही दोन्ही ठिकाणं अणुस्फोटाच्या जागांपासून खूप दूर असल्यानं अणुस्फोटामुळे निर्माण झालेला विद्युतभार हा या दोन्ही ठिकाणी सारखाच असणं, अपेक्षित होतं.

या संशोधकांनी अणुस्फोटामुळे निर्माण झालेला वातावरणातील विद्युतभार आणि शेटलँड बेटावरील पावसाच्या प्रमाणाची सांगड घातली. या सांगडीद्वारे त्यांना त्यांतील अन्योन्यसंबध स्पष्टपणे दिसून आला. अणुस्फोटामुळे जेव्हा वातावरणातील विद्युतभाराचं परिणाम वाढलं होतं, तेव्हा शेटलँड बेटावरील ढगांचं आच्छादन अधिक दाट झालं होतं. इतकंच नव्ह तर, त्यावेळी तिथल्या पावसाचं प्रमाणसुद्धा सरासरीपेक्षा चोवीस टक्क्यांनी वाढलं होतं. म्हणजे वातावरणातील वाढलेला विद्युतभार पावसाचं प्रमाण निश्चितपणे वाढवत होता. इतकंच नव्हे तर, अणुस्फोटामुळे दूरवरच्या ठिकाणच्या हवामानातसुद्धा बदल होऊ शकतो हे या संशोधनावरून दिसून आलं.

रीडींग विद्यापीठातील संशोधकांचं हे संशोधन भविष्यात अत्यंत उपयुक्त ठरू शकतं. कारण, विद्युतभार निर्माण करणाऱ्या एखाद्या साधनाद्वारे जर ढगांतील विद्युतभार वाढवला, तर त्याची कृत्रिम पाऊस पाडण्यासही मदत होऊ शकेल.

-- डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: Federal Government of the United States