ભૌતિક વિજ્ઞાનની શોધખોળ

(અંગ્રેજી અનુવાદ નીચે આપ્યો છે)

તરલતાનો સિધ્ધાંત અને ઉચ્ચાલકનો સિધ્ધાંત

ઈ.સ. પૂર્વે ૨૬૦માં આર્કિમીડીઝએ ભૌતિક વિજ્ઞાન અને ઇજનેરીના પાયામાં રહેલા બે મૂળભૂત સિધ્ધાંતની શોધ કરી.

તરલતાનો સિધ્ધાંત - પાણીમાં રહેલો પદાર્થ જેટલા બળથી પાણી ખસેડે છે તેટલા બળથી પાણી તે પદાર્થને ઉપર ઊંચકે છે. ઉચ્ચાલકનો સિધ્ધાંત - લીવર / ભાર ઉંચકવાના સાધનની એક બાજુને જેટલું બળ આપીને નીચે દબાવવામાં આવે તેટલા બળથી તેની બીજી બાજુ ઉંચકાય છે જે આ લીવરની બે બાજુઓની લંબાઈના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

આ બે સિદ્ધાંતો પરિમાણવાચક વિજ્ઞાન અને ઇજનેરીના પાયારૂપ ગણાય છે.

આ શોધ દ્વારા આર્કીમીડીઝે દુનિયાને એક ઘણો જ પ્રખ્યાત શબ્દ આપ્યો - "યુરેકા!”!!

હવાનું દબાણ

૧૬૪૦માં ઇવાનજેલીસ્ટા ટોરીસેલીએ શોધ કરી કે હવા - વાતાવરણને પણ ભાર હોય છે જે આપણા પર દબાણ કરે છે.

આ શોધ દ્વારા આપણને વાતાવરણ વિષે જાણકારી મળી. આના દ્વારા જ ન્યુટન અને અન્ય વૈજ્ઞાનિકો ગુરુત્વાકર્ષણ વિષે વિચારવા પ્રેરાયા. પાછળથી ઇવાનજેલીસ્ટાએ શૂન્યાવકાશનો સિધ્ધાંત શોધ્યો અને બેરોમીટરની રચના કરી.

ગુરુત્વાકર્ષણ

૧૬૬૬માં આઈઝેક ન્યુટનએ શોધ કરી કે ગુરુત્વાકર્ષણ એ એક એવું આકર્ષણ બળ છે જે કોઈ પણ પદાર્થ દ્વારા અન્ય કોઈ પણ પદાર્થ ઉપર ક્રિયાશીલ થાય છે. સફરજન ઝાડ પરથી નીચે પડે છે, માણસોને વજન હોય છે, ચંદ્ર પૃથ્વીની પ્રદક્ષિણા કરે છે - આ બધું જ, ગુરુત્વાકર્ષણને લીધે જ થાય છે.

આપણા ભૌતિકશાસ્ત્રની મોટા ભાગની શોધો ન્યુટનના આ ગુરુત્વાકર્ષણના સિધ્ધાંત પર જ આધારિત છે જેમાં એણે સમજાવ્યું છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ એ દરેક પદાર્થનો પાયારૂપ ગુણધર્મ છે.

ગતિના નિયમો

૧૬૮૭માં આઈઝેક ન્યુટનએ પદાર્થ, બળ અને ગતિ વચ્ચેનો પાયારૂપ સંબંધ શોધ્યો જેના પર ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ઇજનેરી વિજ્ઞાન ખુબ જ આધારિત છે.

ન્યુટને ગતિના ત્રણ નિયમો આપ્યા જેનાથી ભૌતિકશાસ્ત્ર અને તકનીકી વિજ્ઞાનનો પાયો નંખાયો. આ નિયમો ભૌતિકશાસ્ત્રના મૂળભૂત પ્રમેય-સિધ્ધાંત છે. ન્યુટન ૨૦મી સદીના એક શ્રેષ્ઠ વૈજ્ઞાનિક ગણાય છે.

વીજળીનો ગુણધર્મ

૧૭૫૨માં બેન્જામીન ફ્રેન્કલીનએ શોધ કરી કે કોઈ પણ સ્વરૂપે વીજળી એક સમાન જ હોય છે.

વીજળી એ આપણા માટે કુદરતી ઊર્જાની બહુ મોટી સંપત્તિ છે. આ શોધ દ્વારા જ ૧૯મી સદીમાં મોટા ભાગના વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી સાધનો બની શક્યા. જેના લીધે બેટરી, ઇલેક્ટ્રિક મોટર, જનરેટર, લાઈટ બલ્બ જેવા ઉપકરણો અસ્તિત્વમાં આવ્યા.

ઉષ્માનો ગુણધર્મ

૧૯૭૦માં કાઉન્ટ રમ્ફોર્ડએ શોધ કરી કે ઉષ્મા, પદાર્થના કોઈ ભાગના રાસાયણિક ગુણધર્મને કારણે નહીં પરંતુ ઘર્ષણથી ઉત્તપન્ન થાય છે.

વૈજ્ઞાનિકો તો એવું માનતા હતા કે ઉષ્મા તો કેલોરિક નામનું અદ્રશ્ય, ભારવિહીન પ્રવાહી છે. આ ભૂલભરેલી માન્યતાને લીધે વૈજ્ઞાનિકો ઉષ્માના ગુણધર્મો સમજી શક્યા નહોતા. ઉપચયન (ઓક્સીડેશન), જવલન જેવી પ્રક્રિયાની સમજણ પણ નહોતી જેને લીધે ઘણી વૈજ્ઞાનિક બાબતો અટકી પડી હતી. બેન્જામીન થોમ્પસન કે જે પોતાને કાઉન્ટ રમ્ફોર્ડ તરીકે ઓળખાવતા હતા એમણે ઘર્ષણના સિધ્ધાંતની શોધ કરી અને ઉષ્માના ગુણધર્મની સાચી સમજ મેળવવાના દ્વાર ઉઘાડી આપ્યા.

અણુ

૧૮૦૨માં જોહન ડાલ્ટનએ શોધ કરી કે અણુ એ કોઈ પણ રાસાયણિક ઘટકમાં રહેલો સૌથી સુક્ષ્મ કણ છે.

જોહન ડાલ્ટનએ અણુની વ્યાખ્યા આપી અને વૈજ્ઞાનિકોને અણુશક્તિ પર સંશોધન કરવાની તક પૂરી પાડી. બધા જ રાસાયણિક મિશ્રણ અણુઓના સંયોજનથી જ બને છે. આ શોધ માટે ડાલ્ટન આધુનિક ભૌતિક વિજ્ઞાનના પિતામહ કહેવાય છે.

વિદ્યુતચુંબકીય બળ

૧૮૨૦માં હાન્સ ઓએરસ્ટેડએ શોધ કરી કે વીજપ્રવાહ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્તપન્ન કરે છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા વીજપ્રવાહ ઉત્તપન્ન થાય છે.

આ શોધે આપણા અત્યારના આધુનિક જીવનને ઘડવામાં ઘણો જ મહત્વનો ભાગ ભજવ્યો છે. આપણા ઘર, ઉદ્યોગો, અને રોજીન્દી જીન્દગીમાં ઇલેક્ટ્રિક મોટરનો ઘણો જ વપરાશ થાય છે જે વિદ્યુતચુંબકીય બળ પર આધારિત છે.

ઊર્જાનો એકમ કેલરી

૧૮૪૩માં જેમ્સ જુલએ શોધ કરી કે દરેક પ્રકારની ઊર્જા અને યાંત્રિક કાર્ય એક સરખા જ છે અને એકબીજામાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે.

આ શોધ થયાના ૪૦ વર્ષ બાદ તે ઊર્જાના સંરક્ષણ માટેના નિયમો શોધવામાં ખુબ જ પાયારૂપ બની. ઉષ્માગતિ વિદ્યા (થર્મોડાયનેમિક્સ) નું ક્ષેત્ર વિકસાવવામાં આ શોધ ઘણી મહત્વની સાબિત થઇ.

ઊર્જાનું સંરક્ષણ

૧૮૪૭માં હર્મન વોન હેલ્મહોલ્ટ્ઝએ શોધ કરી કે ઊર્જા ક્યારેય ઉત્તપન્ન નથી કરી શકાતી કે તેનો નાશ પણ નથી થતો. તે એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે પરંતુ ઊર્જાનો કુલ જથ્થો તો અચળ જ રહે છે.

આ શોધ થર્મોડાયનેમિક્સ (ઉષ્માગતિ વિદ્યા)નો પ્રથમ નિયમ બનાવે છે. ઊર્જાના વિવિધ સ્વરૂપના રૂપાંતર અને પરસ્પરના આદાનપ્રદાન વિષે સમજવામાં આ શોધ ચાવીરૂપ સાબિત થઇ છે. હર્મને વિજ્ઞાન અને તકનીકી સમજવામાં ઘણા બદલાવ લાવી આપ્યા.

વીજચુંબકીય વિકિરણ / ધ્વની તરંગો

૧૮૬૪માં જેમ્સ ક્લાર્ક મેકસવેલએ શોધ કરી કે દરેક પ્રકારના વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઊર્જા તરંગો એ એક જ વીજચુંબકીય વર્ણપટના ભાગ છે અને સરળ ગાણિતિક નિયમોનું પાલન કરે છે.

મક્સ્વેલએ વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઊર્જાને સંગઠિત કરીને વીજચુંબકીય વિકિરણની વ્યાખ્યા આપી તેમજ વિધુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના આચરણને નિયંત્રિત કરતા ચાર સરળ સુત્રોની શોધ કરી. આ સુત્રો બનાવતી વખતે મક્સ્વેલએ એ પણ શોધ્યું કે પ્રકાશ એ વીજચુંબકીય વર્ણપટનો જ એક ભાગ છે અને તે દ્વારા એણે ધ્વની તરંગો, ક્ષ કિરણો અને ગેમા કિરણોનું પણ અનુમાન કર્યું.

ઈલેક્ટ્રોન (વીજાણુ)

૧૮૯૭માં જે.જે. થોમસનએ ઈલેક્ટ્રોન (વીજાણુ)ની શોધ કરી. અણુ કરતાંય સુક્ષ્મ હોય એવો આ સૌપ્રથમ કણ શોધાયો હતો.

ઈલેક્ટ્રોન (વીજાણુ) એ પદાર્થનો એવો કણ છે જે અણુ કરતાંય નાનો હોય. આ શોધથી વિદ્યુત પરિવહન કરતા એકમનો સૌપ્રથમ પુરાવો મળ્યો અને એનું વર્ણન કરી શકાયું. થોમસનના પ્રયોગોથી વિજ્ઞાનની એક નવી જ શાખાનો ઉદભવ થયો.

કિરણોત્સર્ગ

૧૯૦૧માં મેરી ક્યુરીએ શોધ કરી કે અણુઓ એ ઘન ગોળા કે પદાર્થના સૌથી સુક્ષ્મ કણો નથી પરંતુ તેમાં અસંખ્ય સુક્ષ્મ કણો રહેલા છે.

આ શોધ વિજ્ઞાનના મહત્વના બદલાવ માટે ચાવીરૂપ બની. ભૌતિક વિજ્ઞાનનું જાણે કે સ્વરૂપ જ બદલાઈ ગયું. મેરી ક્યુરીની આ શોધ પછીનું ભૌતિક વિજ્ઞાન પહેલાં કરતાં સાવ જ અલગ હતું અને તેમાં અણુ કરતાંય સુક્ષ્મ કણોની વણશોધાયેલી દુનિયાનો સમાવેશ થયો. કિરણોત્સર્ગના ભય વિષે કોઈ સમજ મળી તે પહેલાં જ ક્યુરીએ રેડીયમ જેવા કિરણોત્સર્ગી તત્વના સંશોધન પર કામ કર્યું હતું. એમના મૃત્યુ બાદ અનેક વર્ષો પછી પણ એમની નોંધપોથીઓમાં ઘણા પ્રમાણમાં કિરણોત્સર્ગની અસર હતી.

E = mc²

૧૯૦૫માં આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇનએ પદાર્થ અને ઊર્જા વચ્ચેના સંબંધની સચોટ માહિતી આપી.

આઇન્સ્ટાઇનએ માનવીય ઈતિહાસના પ્રખ્યાત સૂત્ર E = mc² દ્વારા પદાર્થ અને ઊર્જા વચ્ચેનો સંબંધ સમજાવ્યો. પદાર્થ અને ઊર્જા અલગ છે એવી માન્યતા હતી પરંતુ આઇન્સ્ટાઇનએ સમજાવ્યું કે આ બંને વચ્ચે પરસ્પર આદાનપ્રદાન થઇ શકે છે. આ એક સૂત્રએ ભૌતિક વિજ્ઞાનના સંશોધનને નવી દિશા આપી. આ સૂત્રને આધારે માઈકલસનએ ૧૯૨૮માં પ્રકાશના વેગની ગણતરી આપી અને તેના દ્વારા અણુબોંબ અને અણુઊર્જા વિકસાવવામાં આવ્યા.

સાપેક્ષતાવાદ

૧૯૦૫માં આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇનએ શોધ કરી કે સમય અને અવકાશ ભેગા મળીને બ્રહ્માંડની એક ગુંથેલી ચાદર બનાવે છે જેને ગુરુત્વાકર્ષણથી આકાર મળે છે. સાપેક્ષતાવાદથી આઇન્સ્ટાઇને સમજાવ્યું કે ગતિ માત્ર સાપેક્ષ છે અને નિર્વાત સ્થાન કે અવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ સ્થિર હોયછે.

આઇન્સ્ટાઇનના સાપેક્ષતાવાદથી આપણી બ્રહ્માંડ બાબતની માન્યતા તેમજ પૃથ્વી અને મનુષ્યનું બ્રહ્માંડમાં શું સ્થાન છે તેની સમજ બદલાઈ ગઈ. ૨૦મી સદીમાં વિજ્ઞાન, તકનીકી અને ગણિતમાં જે પ્રગતિ થઇ છે તેનો પાયો આઇન્સ્ટાઇનની શોધોને આભારી છે.

કદાચ બીજા કોઈ પણ વૈજ્ઞાનિક કરતાં આઇન્સ્ટાઇને આપણી જીન્દગી પર સૌથી વધુ અસર કરી છે.

સુપર કંડકટીવીટી

૧૯૧૧માં હિક કામેરલીંઘ ઓનેસએ શોધ કરી કે અતિ નીચા તાપમાને કેટલાક પદાર્થ વીજપ્રવાહ સામે પ્રતિકારકતા ગુમાવી દે છે.

સુપર કંડકટીવીટીની શોધ થકી ખુબ જ કાર્યક્ષમ ઇલેક્ટ્રિક અને મેગ્નેટિક મોટર્સની ઉપલબ્ધી શક્ય બની. હજારો માઈલ સુધી અંતરાય વગરનો વીજપ્રવાહ શક્ય બન્યો અને સૌને સસ્તો અને કાર્યક્ષમ વીજપ્રવાહ આપવાનું સ્વપ્ન સાકાર થયું.

અણુઓનું બંધારણ

૧૯૧૩માં નીલ બોહરએ સૌપ્રથમ રજૂઆત કરી કે વિજાણુ કેવી રીતે ઊર્જા પ્રાપ્ત કરે છે, તેને સાચવી રાખે છે કે ગુમાવે છે તેમજ તે અણુના કેન્દ્ર ફરતે કેવી રીતે પરિભ્રમણ કરે છે.

આ શોધ પહેલાં એ નક્કી થઇ શકતું નહોતું કે અણુના બંધારણમાં શું રહેલું છે અને તેનું કાર્ય કેવી રીતે થાય છે. આ શોધ દ્વારા અણુના કેન્દ્ર ફરતે રહેલા વિજાણુ વિષે જાણી શકાયું. તેમનું સ્થાન, ગતિ, તેમાંથી કેવી રીતે વિકિરણો નીકળે છે, તેમાંથી કેવી રીતે ઊર્જા સ્થળાંતર કરે છે આ તમામ હકીકતો સ્પષ્ટ બની. અણુયુગમાં આગળ વધવા માટે આ શોધ આશીર્વાદરૂપ સાબિત થઇ.

ક્વોન્ટમ પ્રક્રિયા

૧૯૨૫માં મેક્સ બોર્નએ અણુઓની વર્તણુકને ચોકસાઈપૂર્વક સમજાવી શકાય એવી ગાણિતિક પધ્ધતિની શોધ કરી.

ક્વોન્ટમ પ્રક્રિયાની આ શોધથી અણુવિજ્ઞાન અને ભૌતિકશાસ્ત્રને એક નવી જ દિશા મળી. આ શોધની મદદથી જ આપણે પધ્ધતિસર અણુઓની વર્તણુક દર્શાવી શક્યા.

પ્રકાશનો વેગ

૧૯૨૮માં આલ્બર્ટ માઈકલસનએ પ્રકાશનો વેગ શોધી કાઢ્યો જે એક સર્વમાન્ય અચળાંક છે.

આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇનએ એમનું પ્રખ્યાત સૂત્ર E = mc² આપ્યું તે પછી એમાં આવતો અચળાંક "c", અનેક ગણતરીઓ માટે અત્યંત આવશ્યક બની ગયો. તાત્કાલિક એનું સચોટ મૂલ્ય શોધવાની જરૂર ઉભી થઇ. ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે આ અચળાંક ખુબ જ મહત્વનો છે. એની ગણતરીમાં ૧૦૦માં ભાગની ભૂલ આવે તો પણ પરિણામમાં ઘણો ફરક આવી જાય.

૫૦ વર્ષો સુધીના અથાક પ્રયત્નો અને કેટલાય સાધનો બનાવ્યા પછી આલ્બર્ટ માઈકલસનને પ્રકાશનો વેગ ચોકસાઈપૂર્વક માપવામાં સફળતા મળી. આ શોધ બદલ એમને પ્રખ્યાત નોબેલ ઇનામ મળ્યું. આ ઇનામ મેળવનાર તે સૌપ્રથમ અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક હતા.

ન્યુટ્રોન

૧૯૩૨માં જેમ્સ ચેડવિકએ અણુના કેન્દ્રમાં રહેતા પ્રોટૉન જેટલા જ દ્રવ્યવાળા પણ વિદ્યુતભાર વિનાના પ્રાથમિક સ્થિતિના કણની શોધ કરી જે ન્યુટ્રોન તરીકે ઓળખાય છે.

આ શોધથી અણુઓની રચના વિષે સમજ મળી. વિદ્યુતભાર ન હોવાને લીધે ન્યુટ્રોન, પરમાણુભંજનની પ્રક્રિયા સમજવા માટે અને અણુઓની રચના સમજવા માટે ઘણા જ ઉપયોગી કણો છે. અણુ વિભાજન અને અણુ બોમ્બ બનાવવા માટે તે ઘણા જ ઉપયોગી થયા છે.

અણુ વિભાજન

૧૯૩૯માં લીસ મેઈટનરએ યુરેનિયમનું વિભાજન કરીને એમાંથી વિપુલ માત્રામાં ઊર્જા મેળવવાની પ્રક્રિયા શોધી.

અણુ વિભાજનની આ પ્રક્રિયા કે જેમાં યુરેનિયમનું વિભાજન કરીને ઊર્જા ઉત્તપન્ન કરવામાં આવે છે તે ૨૦મી સદીની ભૌતિકવિજ્ઞાનની ઘણી મોટી શોધ છે. આ શોધ અણુ ઊર્જા અને અણુ શસ્ત્રો માટે પાયારૂપ બની. આ શોધ બદલ લીસને ૨૦મી સદીની "સૌથી મહાન સ્ત્રી વૈજ્ઞાનિક" માનવામાં આવે છે.

  

સેમીકન્ડક્ટર ટ્રાન્ઝીસ્ટર

૧૯૪૭માં જોહન બર્ડીનએ શોધ કરી કે ટ્રાન્ઝીસ્ટરની મદદથી અમુક સ્થિતિમાં જ વીજળી પસાર કરનાર પદાર્થ - સેમીકન્ડક્ટરને થોડી ક્ષણો માટે સુપરકન્ડક્ટર એટલે કે ઉત્તમ વીજવાહક બનાવી શકાય છે.

કોમ્પ્યુટર, કેલ્ક્યુલેટર, સંદેશવાહક સાધનોમાં વપરાતી ઈલેક્ટ્રોનિક ચીપમાં ટ્રાન્ઝીસ્ટર ઘણા જ આધારરૂપ છે. ટ્રાન્ઝીસ્ટરએ ઈલેક્ટ્રોનિકસની દુનિયામાં ક્રાંતિ લાવી દીધી. ઈલેક્ટ્રોનિકસ સાધનોમાં એનો વપરાશ અત્યંત આવશ્યક બની ગયો. આ શોધે વિજ્ઞાનના દરેક ક્ષેત્રમાં મહત્વનું પ્રદાન આપ્યું છે.

અણુકેન્દ્રનું સંયોજન - ફ્યુઝન ઊર્જા

૧૯૫૧માં લીમેન સ્પીત્ઝરએ અણુવિભાજનથી વિરુદ્ધની પ્રક્રિયા અણુકેન્દ્રના સંયોજનની શોધ કરી કે જેમાં બે અણુઓ ભેગા મળીને એક વિશાળ અણુ બને છે અને વિપુલ પ્રમાણમાં ઊર્જા - ફ્યુઝન ઊર્જા છૂટે છે.

ફ્યુઝન ઊર્જા એ સૂર્યની શક્તિ છે. આ ઊર્જા અખૂટ છે કારણકે તે હાઈડ્રોજન અને લીથીયમમાંથી ઉત્તપન્ન કરી શકાય છે. આ બે તત્વો પૃથ્વી પરના ખડકોમાંથી સરળતાથી મેળવી શકાય છે. ફ્યુઝન ઊર્જા સ્વચ્છ, પ્રદુષણરહિત છે અને પર્યાવરણને નુકસાન નથી કરતી.

પરંતુ આ અણુ સંયોજનની પ્રક્રિયા ઊર્જા સ્ત્રોત માટે ઉપયોગમાં લેવાને બદલે હાઈડ્રોજન બોમ્બ બનાવવા વપરાઈ. ઊર્જા તરીકેના ઉપયોગ માટે હજી સુધી માત્ર પ્રયોગશાળા સુધી જ સીમિત રહી છે.

જો તેને ઊર્જાના રોજીન્દા સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય તો હજારો વર્ષો સુધી અખૂટ ઊર્જા મળતી રહે.

પ્રાથમિક કણમાં રહેલા ઘટક તત્વો

૧૯૬૨માં મુરે ગેલ-મેનએ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન બનાવતા સુક્ષ્મ અણુ કણો શોધ્યા. તેને કવાર્ક નામ આપ્યું.

આ શોધ વિજ્ઞાનને, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનમાં રહેલી વિક્ષિપ્ત અને અજાણી એવી ક્વોન્ટમની દુનિયામાં લઇ ગઈ. એવી વિચિત્ર દળવાળી દુનિયા કે જેમાં દળ નથી અને જેમાં દળ અને ઊર્જા મુક્તપણે અદલબદલ થાય છે!

ગુરુત્વાકર્ષણના તરંગો

૧૯૧૫માં આલ્બર્ટ આઇન્સ્ટાઇનએ ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગોની શોધ કરી જે સમય-અવકાશ રૂપી ચાદરમાં સળ-લહેર જેવા છે. એમણે બ્રહ્માંડની એવી કલ્પના કરી કે જેમાં સમય અને અવકાશ એકબીજામાં ગૂંથાયેલા અને ગતિશીલ છે તેમજ તણાઈ શકે છે, સંકોચાઈ શકે છે અને ધીમા આંચકા પણ ખાઈ શકે છે.

૧૦૦ વર્ષો સુધી આ શોધ માત્ર એક સિધ્ધાંતરૂપે જ હતી. દુનિયાભરના વૈજ્ઞાનિકોએ સાથે મળીને એક પ્રયોગ શરૂ કર્યો જેને લીગો - LIGO એવું નામ આપ્યું અને આ શોધ વિષે વધુ જાણવા પ્રયત્ન કર્યો. ફેબ્રુઆરી ૨૦૧૬માં આ શોધની એક સદી વીતી ગયા બાદ, આ વૈજ્ઞાનિકોએ જાહેર કર્યું કે એમણે અબજો પ્રકાશવર્ષ દુર રહેલા બે બ્લેક હોલની અથડામણથી ઉત્તપન્ન થયેલા અવાજને રેકોર્ડ કર્યો છે. જો સમય-અવકાશની જે ચાદરની કલ્પના કરી છે તેમાં સળ-લહેરો હોય તો જ આવું શક્ય બને. આમ આઇન્સ્ટાઇને શોધેલા ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગોનો સૌપ્રથમ પુરાવો મળ્યો.

ભારત દેશ માટે પણ આ એક ગૌરવની ક્ષણ છે કારણકે આ પ્રયોગમાં લગભગ ૬૦ ભારતીય વૈજ્ઞાનિકો પણ સંકળાયેલા છે. આ શોધ દ્વારા આપણે બ્રહ્માંડ અને બ્લેક હોલ્સ વિષે વધારે જાણકારી પ્રાપ્ત કરી શકશું.

Discoveries in Physics

Lever and Buoyancy

In 260 B.C., Archimedes discovered two fundamental principles underlying all physics and engineering.

The concepts of buoyancy (water pushes up on an object with a force equal to the weight of water that the object displaces) and of levers (a force pushing down on one side of a lever creates a lifting force on the other side that is proportional to the lengths of the two sides of the lever) lie at the foundation of all quantitative science and engineering.

This discovery also gave a famous word to the world – EUREKA!!!

Air Pressure

In 1640, Evangelista Torricelli discovered that Air (the atmosphere) has weight and presses down on us.

This discovery launched our understanding of the atmosphere. This discovery helped lay the foundation for Newton and others to develop an understanding of gravity. Later Evangelista also discovered the concept of vacuum and invented the barometer.

Gravitation

In 1666, Isaac Newton discovered that Gravity is the attractive force exerted by all objects on all other objects. An apple falls; people have weight; the moon orbits Earth—all for the same reason.

Most of our Physics has been built upon Newton’s concept of universal gravitation and his idea that gravity is a fundamental property of all matter.

Laws of Motion

In 1687, Isaac Newton discovered the fundamental relationships of matter, force, and motion upon which are built all physical science and engineering.

Newton’s three laws of motion form the very foundation of physics and engineering. They are the underlying theorems of our physical sciences. Newton is considered the preeminent scientific intellect of the last millennium.

The Nature of Electricity

In 1752, Benjamin Franklin discovered that all forms of electricity are the same.

Electricity is one of our greatest energy resources and one of the few natural energy sources. This discovery set the stage for much of the scientific and engineering development in the nineteenth century and for the explosion of electrical development — batteries, motors, generators, lights, etc.

The Nature of Heat

In 1790, Count Rumford discovered that Heat comes from friction, not from some internal chemical property of each substance.

Scientists believed that heat was an invisible, weight less liquid called caloric. This erroneous belief kept scientists from understanding the nature of heat and of oxidation (including combustion), and stalled much of the physical sciences. Benjamin Thompson, who called himself Count Rumford, discovered the principle of friction and opened the door to a true understanding of the nature of heat.

Atoms

In 1802, John Dalton discovered that an atom is the smallest particle that can exist of any chemical element.

John Dalton defined the atom, allowing scientists to do serious study at the atomic level. All chemical compounds are built from combinations of atoms. Because of this discovery, Dalton is often called the father of modern physical science.

Electromagnetism

In 1820, Hans Oersted discovered that an electric current creates a magnetic field and vice versa.

This discovery has become one of the most important for defining the shape of modern life. Our industry, homes, and lives depend on electric motors - which all depend on electromagnetism.

Calories – Units of Energy

In 1843, James Joule discovered that all forms of energy and mechanical work are equivalent and can be converted from one form to another.

40 years later, Joule’s discovery was an essential foundation for the discovery of the law of conservation of energy and for the development of the field of thermodynamics.

Conservation of Energy

In 1847, Hermann von Helmholtz discovered that Energy can neither be created nor lost. It may be converted from one form to another, but the total energy always remains constant within a closed system.

This discovery forms the first law of thermodynamics. It is the key to understanding energy conversion and the interchangeability of different forms of energy. Hermann changed science and engineering forever.

Electromagnetic Radiation / Radio Waves

In 1864, James Clerk Maxwell discovered that all electric and magnetic energy waves are part of the one electro-magnetic spectrum and follow simple mathematical rules.

Maxwell unified magnetic and electrical energy, created the term electromagnetic radiation, and discovered the four simple equations that govern the behavior of electrical and magnetic fields. While developing these equations, Maxwell discovered that light was part of the electromagnetic spectrum and predicted the existence of radio waves, X-rays, and gamma rays.

Electron

In 1897, J.J. Thomson discovered Electron - the first subatomic particle ever discovered.

Electrons were the first subatomic particles to be discovered, the first particle of matter identified that was smaller than an atom. This discovery also finally provided some physical proof of, and description of, the basic unit that carried electricity. Thomson’s experiments and discovery began a new field of science - particle physics.

Radioactivity

In 1901, Marie Curie discovered that atoms are not solid balls and the smallest possible particles of matter, but contain a number of smaller particles within them.

This discovery was one of the great turning points of science. Physics after Curie was completely different than before and focused on the undiscovered subatomic world. Curie carried out her research with radio active elements before the dangers of radio activity were understood. Even, for many years after her death, her note books were still highly radioactive.

E = mc²

In 1905, Albert Einstein discovered the first established relationship between matter and energy.

Einstein established the relationship between matter and energy by creating the most famous equation in the history of human kind, E = mc². It meant that these two aspects of the universe that had always been thought of as separate were really interchangeable. This one equation altered the direction of physics research, made Michelson’s calculation of the speed of light (1928) critical, and led directly to the nuclear bomb and nuclear energy development.

Relativity

In 1905, Albert Einstein discovered a theory that space and time merge to form the fabric of the universe that is warped and molded by gravity.

Einstein’s theory of relativity changed humankind’s core assumptions concerning the nature of the universe and of Earth’s and of humans’ place in it. The twentieth century’s developments in technology, science, and math owe their foundation to this unassuming scientist in a deep and fundamental way. He has touched our lives probably more than any other scientist in history.

Super conductivity

In 1911, Heike Kamerlingh Onnes discovered that some materials lose all resistance to electrical current at super-low temperatures.

Super conductivity holds the promise of super efficient electrical and magnetic motors, of electrical current flowing thousands of miles with no loss of power, and of meeting the dream of cheap and efficient electricity for everyone.

Atomic Bonding

In 1913, Niels Bohr discovered the first working theory of how electrons gain, lose, and hold energy and how they orbit the nucleus of an atom.

Before this discovery it was undecided what lurked within an atom’s shell, and what governed its behaviour.  It gave the first concrete model of the electrons surrounding an atom’s nucleus - their placement, motion, radiation patterns, and energy transfers. It was an essential step in science’s march into the nuclear age.

Quantum Theory

In 1925, Max Born discovered a mathematical system that accurately describes the behavior of the subatomic world.

This discovery was a brand-new field of study we call “quantum mechanics” that is the basis of all modern atomic and nuclear physics and solid state mechanics. It is because of Max Born that we are now able to quantitatively describe the world of subatomic particles.

Speed of Light

In 1928, Albert Michelson discovered the speed at which light travels - a universal constant.

After Albert Einstein created his famed energy-matter equation, E = mc², instantly the speed of light, “c,” became critical to a great many calculations. Discovering its true value jumped to the highest priority. Light speed became one of the two most important constants in all physics. Even a 0.1 percent error, in “c” was suddenly unacceptably large.

Albert Michelson invented half a dozen new precision devices and, after 50 years of attempts, was the first human to accurately measure light speed. His discovery earned Michelson the first Nobel Prize to be given to an American physicist.

Neutron

In 1932, James Chadwick discovered a subatomic particle located in the nucleus of an atom with the mass of a proton but no electrical charge.

This discovery completed our understanding of the structure of atoms.  Because they have no electrical charge, neutrons have been by far the most useful particles for creating nuclear collisions and reactions and for exploring the structure and reaction of atoms. Neutrons were essential to the creation of nuclear fission and to the atomic bomb.

Nuclear Fission

In 1939, Lise Meitner discovered how to split uranium atoms apart and produce vast amounts of energy.

Nuclear fission - the splitting of uranium atoms to produce energy - was one of the great physics advances of the twentieth century.  This discovery is the basis for nuclear power and nuclear weapons. For her discoveries, Lise Meitner has been called ‘the most significant woman scientist of this century’.

Semiconductor Transistor

In 1947, John Bardeen discovered that Semiconductor material can be turned, momentarily, into a superconductor.

The transistor has been the backbone of every computing, calculating, communicating, and logic electronics chip. The transistor revolutionized the worlds of electronics and made most of the modern pieces of essential electronic and computing hardware possible. There is no area of life or science that has not been deeply affected by this one discovery.

Fusion

In 1951, Lyman Spitzer discovered that the opposite of fission, fusion fuses two atomic nuclei into one, larger atom, releasing tremendous amounts of energy.

Fusion energy is the power of the sun. It is a virtually unlimited power source that can be created from hydrogen and lithium - common elements in the earth’s crust. Fusion is clean, environmenttally friendly, and nonpolluting.  Fusion’s technology was turned into the hydrogen bomb shortly thereafter.

But fusion has not yet been converted into its promised practical reality. It still works only in the lab. If this discovery can be converted into a working reality, it will end energy shortages for thousands of years.

Quarks

In 1962, Murry Gell-Mann discovered Subatomic particles that make up protons and neutrons.

The discovery of quarks (fundamental particles that make up protons and neutrons) led science into the bizarre and alien quantum world inside protons and neutrons, a world of mass with no mass and where mass and energy are freely exchanged.

Gravitational Waves

In 1915, Albert Einstein discovered gravitational waves, the ripples in the fabric of space-time. He gave a vision of a universe in which space and time are interwoven and dynamic, able to stretch, shrink and jiggle.

However this was only in theory. The world scientists worked together in an experiment called LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) to know more about this. In February 2016, a century after the discovery of Einstein, the LIGO scientists declared they had heard and recorded the sound of two black holes colliding a billion light-years away. This is due to the ripples in the fabric of space-time. This is the first ever evidence of Einstein’s discovery of gravitational waves.

It is also a proud moment for India as about 60 Indian scientists have also contributed on this project. This discovery will help us to know more about our universe and black holes.

અંગ્રેજી શીખી રહેલા બાળકો માટે (અંગ્રેજી ઉચ્ચાર કૌંસમાં આપેલા છે)

ભૌતિક વિજ્ઞાન = Physics (ફિઝીક્સ). ઇજનેરી = Engineering (એન્જીનીયરીંગ). સિધ્ધાંત = Principle (પ્રિન્સિપલ). તરલતા = Buoyancy (બોયન્સી). ઉચ્ચાલક = Lever (લીવર). પરિમાણવાચક વિજ્ઞાન = Quantitative Science = (ક્વોન્ટીટેટીવ સાયન્સ). દબાણ = Pressure (પ્રેસર). શૂન્યાવકાશ = Vacuum (વેક્યૂમ). ગુરુત્વાકર્ષણ = Gravitation (ગ્રેવીટેશન). પદાર્થ = Matter (મેટર). ગુણધર્મ = Property (પ્રોપર્ટી). ગતિ = Motion (મોશન). નિયમ = Law (લો). પ્રમેય = Theorem (થિઅરમ). વીજળી = Electricity (ઈલેક્ટ્રીસીટી). ઊર્જા = Energy (એનર્જી). ઉષ્મા = Heat (હીટ). ઘર્ષણ = Friction (ફ્રીકશન). ઉપચયન = Oxidation (ઓક્સીડેશન). જવલન = Combustion (કમ્બશન). અણુ = Atom (એટમ). ઘટક = Element (એલિમેન્ટ). કણ = Particle (પાર્ટીકલ). અણુશક્તિ = Atomic Energy (એટમિક એનર્જી). સંશોધન = Research (રીસર્ચ). સંયોજન = Combination (કોમ્બીનેશન). વિદ્યુતચુંબકીય બળ = Electromagnetism (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નીટીઝમ).

વીજપ્રવાહ = Current (કરન્ટ). ચુંબકીય ક્ષેત્ર = Magnetic Field (મેગ્નેટિક ફિલ્ડ). વિકિરણ = Radiation (રેડીએશન). વીજચુંબકીય વિકિરણ = Electromagnetic Radiation (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડીએશન). કિરણોત્સર્ગ = Radioactivity (રેડીઓ એક્ટીવીટી). સાપેક્ષતાવાદ = Theory of Relativity (થીઅરી ઓફ રીલેટીવીટી). અણુ બંધારણ = Atomic Bonding (એટમિક બોન્ડીંગ). વિદ્યુતભાર = Electrical Charge (ઈલેક્ટ્રીકલ ચાર્જ).અણુ વિભાજન = Nuclear Fission (ન્યુક્લિઅર ફિશન). વીજવાહક = Conductor (કન્ડક્ટર). અણુકેન્દ્રનું સંયોજન = Nuclear Fusion (ન્યુક્લિઅર ફ્યુઝન). ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગો = Gravitational Waves (ગ્રેવીટેશનલ વેવ્ઝ).

ગુજરાતી બાળ વાર્તાઓ