કૉલમ : એક કિલોનું વજન વધી ગયું છે ત્યારે...
વજન કાંટો
એક કિલો એટલે એક કિલો. એમાં ગણતરી શું કરવાની? ખોટું, વિશ્વના સો જેટલા દેશોએ વર્લ્ડ મેટ્રોલોજી ડેના દિવસથી કિલોગ્રામના વજનના ૧૩૦ વર્ષ જૂના માપને ગુડબાય કહી દીધું છે. માપદંડના વિવિધ એકમોમાં ફેરબદલ એ બેન્ચમાર્ક ઘટના છે. ઇન્ટરનૅશનલ સિસ્ટમ ઑફ યુનિટ્સ (એસઆઇ યુનિટ્સ)ને રી-ડિફાઇન કરવામાં આવતાં કિલોગ્રામની મૂળ વ્યાખ્યા સંપૂર્ણપણે બદલાઈ ગઈ છે. ભારતની નૅશનલ ફિઝિકલ લૅબોરેટરી (એનપીએલ)એ ૨૦૧૯ની ૨૦મેએ પાયાના સાત એકમોમાંથી કિલોગ્રામ, કેલ્વિન, મોલ અને એમ્પિયર એમ ચાર એકમો માટે નવાં ધોરણ અપનાવવાના વૈશ્વિક પ્રસ્તાવનો સ્વીકાર કરતાં આગામી શૈક્ષણિક વર્ષમાં આઇઆઇટી, એનઆઇટી, એનસીઆરટી, એન્જિનિયરિંગ અને અન્ય શૈક્ષણિક સંસ્થાઓમાં ભૌતિકશાસ્ત્ર અને મેટ્રોલોજીને લગતા અભ્યાસક્રમનાં પાઠ્યપુસ્તકોમાં વૈજ્ઞાનિક સમીકરણોમાં પરિવર્તન જોવા મળી શકે છે.
કિલોગ્રામ, કેલ્વિન (તાપમાન), મોલ (અણુ જેવા પદાર્થની માત્રા), એમ્પિયર (ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ), ટાઇમ, મીટર (લંબાઈ) અને કેન્ડીલા (તીવ્રતા) આ સાત મૂળ એકમો છે. નવેમ્બર, ૨૦૧૮માં ફ્રાન્સના વર્સેલ્સમાં આયોજિત ધ ઇન્ટરનૅશનલ બ્યુરો ઑફ વેઇટ ઍન્ડ મેઝર્સ (બીઆઇપીએમ)ની સામાન્ય પરિષદમાં વજનના એકમને બદલવાના નિર્ણય પર ભારત સહિત વિશ્વના સાઠ દેશોએ મહોર લગાવી હતી. ભારત ૧૯૫૭થી બીઆઇપીએનું સભ્ય છે. અત્યાર સુધી ફ્રાન્સની રાજધાની પૅરિસમાં હાઇ સિક્યૉરિટી વૉલ્ટ મૂકવામાં આવેલા પ્લૅટિનમ ઇરિડિયમ ધાતુનાં સિલિન્ડરને કિલોગ્રામના માપ તરીકે માન્યતા પ્રાપ્ત હતી. ૧૮૮૯ની સાલથી સાચવીને રાખવામાં આવેલા લા ગ્રાન્ડ કે સિલિન્ડરની જગ્યાએ હવે કિલોગ્રામને સિલિન્ડર ઇલેક્ટ્રોન પંપથી માપવામાં આવશે. પ્લૅટિનમ ઇરિડયમ ધાતુમાંથી બનાવેલો આ પંપ ઇલેક્ટ્રિક અને મૅગ્નેટિક એનર્જી મુજબ કામ કરશે. એને પ્લેન્ક કૉન્સ્ટન્ટ નામ આપવામાં આવ્યું છે. નવાં ધોરણો કૉન્સ્ટન્ટ ઑફ નેચર (કૉન્ટમ સ્ટાન્ડર્ડ) આધારિત હશે.
ADVERTISEMENT
કિલોગ્રામના નવા સ્ટાન્ડર્ડથી વિજ્ઞાન અને ઉદ્યોગજગતને ઘણો ફરક પડશે એવું ચર્ચાઈ રહ્યું છે. કિચનની સામગ્રીથી લઈને જિમમાં મૂકવામાં આવેલા વજનના કાંટા સુધી તમામ વસ્તુઓ ‘લા ગ્રાન્ડ કે’ ના વજન સાથે સરખાવવામાં આવતી હતી. આ પ્રમાણભૂત વજન માનવામાં આવતું હતું. એસઆઇમાં પરિવર્તન બાદ વજનની ગણતરીની જટિલ પ્રક્રિયા અને નવી સિસ્ટમને સામાન્ય વ્યક્તિ કઈ રીતે સમજી શકશે? માપની જૂની પદ્ધતિને બદલવાની આવશ્યકતા કેમ પડી? એનાં દૂરંદેશી પરિણામો અને સામાન્ય જનજીવન પર એની કેવી અસર પડશે વગેરે બાબતોને સાદી ભાષામાં સમજવા માટે જાણીતા ખગોળશાસ્ત્રી ડૉ. જે. જે રાવલ સાથે થયેલી વાતચીતના અંશો અહીં પ્રસ્તુત કર્યા છે:
જેમ જેમ વિજ્ઞાન આગળ વધે એમ નવાં ધોરણો વિશ્વના સમસ્ત દેશોને અપનાવવાં પડે એવો અભિપ્રાય આપતાં ડૉ. જે. જે. રાવલ કહે છે, ‘નવાં ધોરણોથી વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રે આખા વિશ્વને લાભ થશે. વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગોની ચોક્કસતા માટે આ ફેરફાર અત્યંત જરૂરી હતો. હાઈ લેવલનાં સાયન્ટિફિક રિસર્ચ નેનો સેકન્ડમાં થતાં હોય છે. વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગો અને સંશોધનોમાં યુરેનિયમ, ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોનનાં વજનને માપવાનાં હોય ત્યારે અક્યુરસી ખૂબ જ જરૂરી હોય, નહીં તો જવાબ ખોટો આવે. વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગોમાં માઇનસ ૨૭ ગ્રામનું વજન અને સેકન્ડના દસમા મિલિયન પાર્ટ સુધી મપાતું હોય છે. સાયન્ટિફિક રિસર્ચમાં એક અણુ જેટલા વજનનું પણ ખૂબ મહત્વ હોય છે તેથી કિલોગ્રામના માપને રી-ડિફાઇન કરવાની આવશ્યકતા પડી છે. અત્યાર સુધી આપણે આલ્બર્ટ આઇનસ્ટાઇનની કૉન્ટમ થિયરી સ્પીડ ઑફ લાઇટને અનુસરતા હતા. હવે પછીનાં રિસર્ચ પ્લેન્ક કૉન્ટમ થિયરીના સમીકરણ E = hv = hc /? (h= પ્લેન્ક કૉન્સ્ટન્ટ, E = એનર્જી, v = વેલોસિટી ઑફ લાઇટ, ? = વેવલેન્થ ઑફ લાઇટ) મુજબ કરવાં પડશે. નવા માસ પ્રમાણે એક ગ્રામનો એક અબજમો, અબજમો, અબજમો ભાગ પણ માપી શકાશે તેથી વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગોની વિશ્વસનીયતા વધશે.’
અગાઉની થિયરી વિશે સમજાવતાં ડૉ. રાવલ કહે છે, ‘વજનનાં યુનિવર્સલ સ્ટાન્ડર્ડ માટે પૅરિસમાં એક કિલોની ધાતુને રૉડના રૂપમાં રાખતા હતા. આ રૉડના વજનમાં હવામાનની અસરથી વધ-ઘટ ન થાય એ રીતે એને સ્પેશ્યલ કન્ડિશનમાં સાચવવામાં આવ્યું હતું. વિશ્વમાં કોઈ પણ વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગો થાય એને આ ધાતુના વજન સાથે સરખાવીને જોવામાં આવતું, પરંતુ છેલ્લા કેટલાક દાયકામાં આ ધાતુના વજનમાં સૂક્ષ્મદર્શક ફેરફારો નોંધવામાં આવ્યા હતા. હવામાનની અસરના કારણે એમાં પચાસ માઇક્રોગ્રામ જેટલો ફેરફાર થયો છે. ભૌતિકશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતો અનુસાર જરાતરા ફેરફારને પણ નજરઅંદાજ કરી ન શકાય. સચોટ પરીક્ષણ માટે સ્ટાન્ડર્ડ માપ નક્કી કરવાં નવા કૉન્ટમ મેકૅનિક્સનો ઉપયોગ કરવાનું નક્કી થયું છે. પ્લેન્કની કૉન્સ્ટન્ટ થિયરીને અનુસરવાથી હવે સેકન્ડમાં કેટલી લાઇટ વેવ પસાર થાય છે એ પણ માપી શકાશે. અન્ય બેઝ એકમો ભારતે પહેલેથી જ અપનાવેલા છે.’
વજનના માપમાં સૂક્ષ્મદર્શક ફેરફારથી વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રે કેવાં ભયંકર પરિણામો આવી શકે એનું ઉદાહરણ આપતાં ડૉ. રાવલ કહે છે, ‘અગાઉ આપણે અંતર માપવા માઈલનો ઉપયોગ કરતા હતા. પછી આવ્યું કિલોમીટર. એક માઈલ એટલે ૧.૬ કિલોમીટર થાય છે. આજે આપણે ડિસ્ટન્સને કિલોમીટરમાં માપીએ છીએ. અમેરિકાએ માઈલ, પાઉન્ડ અને ઔંસ જેવા પરંપરાગત એકમોને બદલવા વર્ષો પહેલાં સંધિ કરી હતી, પરંતુ વાસ્તવમાં એને અમલમાં મૂકી નહોતી. આજે પણ યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ઘણી જગ્યાએ જૂની પદ્ધતિ ચાલે છે, જે ખોટી જ છે. નાસાના વૈજ્ઞાનિકો કન્વર્ઝનમાં થાપ ખાઈ ગયા અને તેમની વર્ષોની મહેનત પર પાણી ફરી વળ્યું હતું. નાસાના વૈજ્ઞાનિકોએ પાંચ વર્ષની જહેમત અને અબજો રૂપિયાના ખર્ચે મંગળ યાન બનાવ્યું. આ યાનને મંગળ ગ્રહની નજીક પહોંચતાં એક વર્ષનો સમય લાગ્યો, પણ બ્રહ્માંડમાં જ ક્રેશ થઈ ગયું. મંગળના વાતાવરણમાં અવકાશયાન ગુમાવવાનું કારણ યાન યોજના કરતાં નીચલી ભ્રમણકક્ષામાં પ્રવેશી ગયું હતું. હવે તમે સમજી શકો કે વૈજ્ઞાનિકો માટે સેકન્ડના અબજમા ભાગનું પણ કેટલું મહત્વ છે. ૧૯૯૯માં બનેલી આ દુર્ઘટના બાદ નાસાના વૈજ્ઞાનિકોએ નિયમોને અનુસરવાનું શરૂ કર્યું હતું. માસ, વજન, ટાઇમ આ બધા એકબીજાના પર્યાય છે. એમાં જરાસરખી ચૂક ન થવી જોઈએ.’
અત્યાર સુધી આપણે દરેક જગ્યાએ સરળ પદ્ધતિથી માપતાં આવ્યા છીએે. ચીજવસ્તુ ખરીદવી હોય તો કિલોગ્રામમાં, દૂધ લેવાનું હોય તો લિટરમાં, માઇક્રોવેવમાં રસોઈ કરતી વખતે તાપમાન અને ઍરકન્ડિશન્ડ ચાલુ કરતી વખતે કૂલિંગનું ટેમ્પરેચર, કાપડની લંબાઈ વગેરે. શું એમાં પણ પરિવર્તન જોવા મળશે? આ પ્રશ્નનો પ્રત્યુત્તર આપતાં ડૉ. જે. જે. રાવલ કહે છે, ‘સામાન્ય વ્યક્તિને એનાથી કંઈ ફરક પડશે નહીં. કિલોગ્રામની વ્યાખ્યા બદલાઈ છે, વાસ્તવિક માપ બદલાયું નથી. આપણે ત્યાં વપરાતાં કિલોનાં વજન માપવાનાં સાધનોમાં વર્ષો બાદ સહેજ ફરક પડે તો જીવનજરૂરિયાતની ચીજવસ્તુના વજનમાં કોઈ તફાવત જોવા નહીં મળે, પણ વિજ્ઞાન માટે આટલો અમથો ફરક પણ અસ્વીકાર્ય છે. જોકે, આ ઐતિહાસિક પરિવર્તનને નવા અભ્યાક્રમમાં સમાવેશ કરવો પડશે.’
આ પણ વાંચો : યુવાનીમાં શરૂ કરેલો વૉલીબૉલ રમવાનો નિયમ આ વડીલોએ હજી સુધી તોડ્યો નથી
કોણ છે પ્લેન્ક?
૧૮૫૮માં જર્મનીમાં જન્મેલા ભૌતિકશાસ્ત્રી મેક્સ પ્લેન્ક એનર્જી (ઊર્જા) કૉન્ટમ થિયરીના પ્રણેતા છે. ૧૯૧૮માં આ થિયરી માટે તેમને નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. પોતાના કાર્યકાળ દરમ્યાન અણુ અને પરમાણુની પ્રક્રિયાઓ સમજવામાં તેમણે નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું હતું. તેમના સિદ્ધાંતો તાપમાન અને પર્યાવરણની વચ્ચે દ્રવ્ય, ઊર્જા અને પ્રવાહીની ઘનતા વર્ણવે છે. ક્લાયમેટ ચેન્જ અને આજના જેટ યુગમાં એમના સિદ્ધાંતો વધુ વિશ્વસનીય બન્યા છે.
