प्रकाशाची क्षीणता

या काळात न्यूटनच्या 'दैवीसाक्षात्कारा'च्या समजुतीला तडा देणारी गोष्ट त्याच्या आयुष्यात घडली. त्या काळातील एक प्रसिद्ध वैज्ञानिक, रॉबर्ट हूक यांचे त्याला पत्र मिळाले. न्यूटनच्या गुरुत्व बळाविषयीच्या विधानांचे कौतुक करत असतानाच या विषयी संयुक्तपणे प्रबंध सादर करण्याचा प्रस्ताव त्या पत्रात होता. ज्याप्रमाणे मेणबत्तीसारख्या प्रकाशस्रोतापासून दूर दूर गेल्यावर प्रकाश क्षीण होण्याचा अनुभव येतो त्याप्रमाणे पृथ्वीच्या मध्यापासून लाब लांब जाताना गुरुत्वबळही त्याच प्रमाणात कमी कमी होत असावे, असे त्या पत्रात हूक यांनी नमूद केले होते. न्यूटनला पत्र वाचून आश्चर्य वाटले. जी गोष्ट 14 वर्षापूर्वीच न्यूटनला माहित होती, तीच गोष्ट आज हूक सांगत आहे, असे म्हणत त्या पत्राला त्यानी केराची टोपली दाखविली. परंतु तो केवळ देवाची करणी म्हणून या विषयाकडे न बघता यासंबंधी आणखी विचार करू लागला. पृथ्वीच्या तुलनेने सफरचंद अगदीच लहान असल्यामुळे ते जमीनीवर पडते. जर सफरचंदाच्याच आकाराची पृथ्वी असती तर काय काय घडू शकले असते हा विचार त्याच्या मनात आला. त्या एकमेकांना आकर्षित करतील याची त्याला खात्री पटली. त्यामुळे पृथ्वीचे गुरुत्व बळ फक्त पृथ्वीचेच नसून परस्परांना आकर्षित करून घेणारे हे बळ प्रत्येक वस्तूच्या कणा-कणामध्ये असावी, असा तर्क त्यानी मांडला. हा नवीन 'साक्षात्कार' या पूर्वीच्या गुरुत्वबळाच्या समीकरणाला छेद देणारे नव्हते हेही त्याच्या लक्षात आले. या सूत्रात थोडीशी दुरुस्ती करण्याची गरज होती. पूर्वीच्या सूत्रात फक्त पृथ्वी बळप्रयोग करते असे ध्वनित होत होते. परंतु या बदललेल्या सूत्रात पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाबरोबरच त्याच्या वस्तुभाराविषयी भाष्य करणे आवश्यक आहे, असे त्याला वाटले. त्यानुसार

पृथ्वीचे गुरुत्व बळ = स्थिरांकx M x m/d²
( M - पृथ्वीचे वस्तुमान व m - दुसर्‍या ग्रहाचे वा उपग्रहाचे वस्तुमान )

न्यूटनच्या मृत्युनंतर 78 वर्षानी या स्थिरांकाचे मूल्य शोधण्यात वैज्ञानिक यशस्वी झाले. त्यासाठी G हे अक्षर वापरले जात असून गुरुत्व स्थिरांक म्हणून ते ओळखले जाते.
यावरून
पृथ्वीचे गुरुत्व बळ = G x M x m/d²
काढता येते.

प्रिन्सिपिया मॅथेमॅटिका

न्यूटनच्या विक्षिप्तपणामुळे हे समीकरण व त्याचे इतर संशोधन जगासमोर येण्यासाठी सुमारे वीस वर्षे लागली. प्रिन्सिपिया मॅथेमॅटिका हा ग्रंथ लिहून वैज्ञानिक जगाला त्यानी थक्क केले. ज्ञानाच्या संदर्भातील यापूर्वीच्या कोत्या विचारांना या पुस्तकाने जबरदस्त धक्का दिला. बुध्दीचा वापर करून तर्कनिष्ठ मांडणी करत जगाकडे पाहण्याची नवीन दृष्टी या पुस्तकामुळे मिळाली. सृष्टीतील क्रिया-प्रक्रियांचे वर्णन गणितीय समीकरणांच्या आधारे अचूकपणे करता येते, हे या पुस्तकाने दाखवून दिले. वैज्ञानिक पध्दत म्हणजे नेमके काय याची स्पष्ट कल्पना य पुस्तकाने दिली. या पुस्तकामुळेच प्रत्येक सिध्दांत, नियम वा तत्त्व यांना वैज्ञानिक कसोटीला उतरल्यानंतरच त्यांचा स्वीकार करावा हा संकेत रूढ झाला. जगात घडत असलेल्या नैसर्गिक घटनांच्यामागे कुठलीही दैवीशक्ती नसून नैसर्गिक नियमानुसार त्या घडत असतात व त्यांचा अंदाज घेणे शक्य आहे हे सप्रमाण न्यूटननी दाखवून दिले. अवकाशातील ग्रहांचा भ्रमण काळ, त्यांचे स्थान-मान शोधण्यासाठी न्यूटनचे नियम उपयोगी पडू लागले. फलजोतिषाचे दावे खोटे पडले. न्यूटन हा स्वत: आस्तिक होता. परंतु त्याच्या सत्यान्वेषणात ईश्वराचा मागमूसही नव्हता. या जगातल्या घडामोडी नैसर्गिक नियमानुसार घडत असून त्यासाठी ईश्वराच्या कुबडींची गरज नाही, हेच या पुस्तकाने दाखवून दिले. हे सुंदर जग देवाची सृष्टी आहे, स्वर्ग-नरक अशा गोष्टी विश्वात आहेत, ग्रहांच्या भ्रमणांचे नियंत्रण जगन्नियंता करतो, पापाचा घडा पूर्ण भरल्यानंतर धूमकेतूना ईश्वर पाठवतो, इत्यादी भाकड कल्पनांना न्यूटनच्या या पुस्तकाने बाद ठरविले.

एड्मंड हॅली या अंतरिक्ष नीरिक्षकाने ग्रह व धूमकेतूंच्या अभ्यासावरून काही अंदाज वर्तविले होते. न्यूटनच्या समीकरणामुळे त्याच्या प्रायोगिक नीरिक्षणांना सैद्धांतिक पाठिंबा मिळाला. धूमकेतू म्हणजे केव्हाही उगवणारा व नाहिसा होणारा या कल्पनेला धक्का बसला. आता दिसलेला धूमकेतू पुन्हा कधी दिसेल याचे अचूकपणे गणित करता येऊ लागले. या सर्व गणीतीय व्यवहारात ईश्वर या संकल्पनेचा कुठेही संदर्भ नव्हता. अंतराळातील घटना आपोआपच नैसर्गिकरित्या घडत असून यास ईश्वराच्या कुबडीची गरज नाही, हे हळू हळू समाजाला पटू लागले. धर्माच्या शिकवणीबद्दल, बायबलमधील (अतर्क्य) विधानांबद्दल संशयाचे धुके निर्माण झाले. न्यूटनचा यात प्रत्यक्ष सहभाग नसला तरी अप्रत्यक्षपणे ईश्वरी साक्षात्कार व धर्माच्या विश्वाविषयीच्या कल्पनांना फार मोठा धक्का बसला. न्यूटनच्या गतिनियमांच्या अभ्यासातून रॉकेट व अवकाश तंत्रज्ञानाचा विकास झाला. याचीच फलश्रुती म्हणजे मानवाने चंद्रावर पाऊल ठेवण्याचा नासा या संशोधन संस्थेचा 1960 सालचा प्रकल्प!
नासा प्रकल्प

न्यूटनच्या समीकरणाचा वापर करून विशिष्ट क्षणी चंद्राचे स्थान अंतराळात कुठे असेल याचे अचूक गणीत ज्योतिर्वैज्ञानिक करत आले होते. त्याच्याच आधारे नासाच्या वैज्ञानिकांनी मानवाला घेऊन जाणार्‍या अंतरिक्षयानाच्या भ्रमण मार्गाचे, व भ्रमण काळाचे अचूक निदान करू शकले. त्याप्रमाणे त्यांनी योजना आखल्या. अंतरिक्षयानातून एवढ्या दूर मानवाला पाठवणे व त्याचे सर्व नियंत्रण पृथ्वीवरून करणे अत्यंत जिकिरीचे व गुंतागुंतीचे काम होते. मुळात न्यूटनच्या समीकरणात उल्लेख केल्याप्रमाणे दोन वस्तूंच्याऐवजी पृथ्वी, चंद्र व अंतरिक्षयान यांच्या गतींचा वेध घेणे ही three body समस्या होती. अंतरिक्षयानाच्या प्रत्यक्ष प्रवासाच्या वेळी यानापासून चंद्र व पृथ्वी यांचे अंतर बदलत जाणार होते; चंद्रापासून पृथ्वीचे अंतर बदलणार होते. त्यामुळे गुरुत्व बळही बदलत गेले असते. या सर्व गोष्टी समजून, उमजून भ्रमण मार्ग ठरवणे, यानासाठी लागणार्‍या ऊर्जेचा अंदाज घेणे, परतीचा मार्ग ठरविणे, काही अनपेक्षित घडल्यास त्यासाठी तातडीचे सुरक्षा उपायासाठी तजवीज करणे, अशा अनेक बारीक सारीक गोष्टीवर नासा तंत्रज्ञानी विचारपूर्वक कृती केली. कारण यात तीन अंतरिक्षयात्रींच्या जीवन मरणाचा प्रश्न होता; व काही अघटित घडल्यास अमेरिकेची नाचक्की झाली असती. रॉकेट इंधनाची बचत करून यान जितके हलके करता येईल तेवढे हलके करण्यात आले. अशा प्रकारच्या प्रकल्प योजनांसाठी न्यूटनच्या नियमांच्या आधाराशिवाय पुढे जाणे कधीच शक्य झाले नसते.

जुलै 20, 1969 रोजी नील आर्मस्टॉंग या यात्रीचे चंद्राच्या पृष्ठभागावर पाऊल उमटले. 60 कोटी जनता हे दृष्य टीव्हीवरून डोळे भरून पाहू शकली. याच जनतेबरोबर न्यूटन असता तर त्या ऐतिहासिक क्षणाचा आनंद लुटला असता. हे सर्व घडवून आणणार्‍या त्याच्या समीकरणाला त्यानी मनापासून दादही दिली असती!