ज्ञानमित्र | ज्ञानविज्ञान | आश्विन २६, २०७७
चर्चा पदार्थको तीन स्वरुपबारे भइरहेको थियो। यी तीनवटै स्वरुपको निर्धारण एटमको आपसी संयोजनबाट हुन्छ। एटम जति जति खादिएर रहेका हुन्छन् । यस खदिलोपनले नै पदार्थको अवस्था निर्धारण हुन्छ। बुझ्नु र बुझाएर लेख्नुमा फरक हुन्छ, अहिले यो कुरा थाहा हुँदैछ। कसरी र कुन 'ऐंगल' ले लेखौं ? मस्तिष्क रन्थनिएको छ। ठोस, द्रव्य र ग्यासको मात्रै नभइ कुरा 'डेन्सिटी' (घनत्व ), 'मास' (द्रव्यमान),'भाल्युम' (आयतन ) सँग सम्बन्धित छ । सम्बन्ध त इलेक्ट्रोन, प्रोटोन र न्यूट्रॉनको संख्यासम्मै पुग्छ।
एक गहन (क्यूब) सेन्टीमीटर ( १ घन सेन्टीमीटर = १ सेन्टीमीटर लामो ,१ सेन्टीमीटर चौड र १ सेन्टीमीटर अग्लो ) फलामको टुक्रा लिनुस। यसको तौल जोख्नुस। यसैगरी यसै आकारको ऐलुमिनियम र सुनको टुक्राको पनि तौल जोख्नुस। ३ वटै तौलमा भिन्नता पाउनु हुन्छ। किन होला यो भिन्नता ? ऐलुमिनियमको तौल ८ ग्राम ,फलामको तौल २२ ग्राम र सुनको टुक्राको तौल ५७ ग्राम पाउनु हुन्छ। कतिको फरक ८ ग्रामदेखि ५७ ग्राम सम्म १ घन सेंटीमीटर कै टुक्रामा ।
अब अर्को काम गर्नुस तीन वटै टुक्रालाइ पगाल्ने प्रयास गर्नुस। ऐलुमिनियम ६६० डिग्री सेन्टीग्रेडमै पगलिन्छ, सुन पग्लिन तापमान १०६४ डिग्री सेन्टीग्रेड पुग्नु पर्छ र फलामलाई पग्लिन १५३८ डिग्री सेन्टीग्रेडको तापमान चाहिन्छ। यसैगरी यी तीनवटैको 'भेपुराइजिंग प्वाइन्ट' पनि फरक फरक रहेको छ। मलाई लाग्दैन म राम्ररी बुझाउन सकीरहेको छु, तपाईँले बुझ्नु भयो भने त्यों तपाईँको बुद्धिमत्ता हो। बुझ्नु भएन भने तपाई र मेरो बुद्धिमत्ता उस्तै उस्तै हुन आउँछ।
उपरोक्त तीनवटै वस्तुको उस्तै आकारको टुक्राको तौलमा फरक किन ? र, तीनवटै वस्तुको पग्लिने र 'भेपुराइजिंग प्वाइन्ट'मा भिन्नता किन ?
हामीलाई थाहा छ, 'सब एटमिक' स्तरमा अणु भित्रका सूक्ष्तम कण इलेक्ट्रोन, प्रोटोन, न्यूट्रॉन, न्यूक्लियसको संरचना सबै तत्वका अणुका लागि सामान हुन्छ। अणुभित्र इलेक्ट्रोन, प्रोटोन र न्यूट्रॉनको संख्या भने फरक फरक भएकाले एटमको स्वरुप परिवर्तित भइ विभिन्न तत्व बनेका हुन। एटम भित्रका सूक्ष्म कण प्रोटोन र न्यूट्रॉनको 'मास' झण्डै बराबरी १ दशमलब ६७× १० को घात माइनस २४ ग्राम हुन्छ। इलेक्ट्रोनको 'मास' भने प्रोटोनभन्दा १८०० गुना कम ९ दशमलब ११ × १० को घात माइनस २८ ग्राम हुन्छ। वैज्ञानिकहरुले एटमको'मास'मा इलेक्ट्रोनको 'मास' जोड्दैनन। प्रोटोन र न्यूट्रॉनको 'मास' मात्रै जोडिछन। 'एटमिक मास यूनिट' भनेको प्रोटोन अथवा प्रोटोन र न्यूट्रॉनको ' सयुक्त 'मास' हो। हाइड्रोजन तत्वको एटममा जम्मा एउटा इलेक्ट्रोन र एउटा प्रोटोन हुन्छ, न्यूट्रॉन हुन्न। यसको एटमिक 'मास'१ दशमलब ००८ एएमयू हुन्छ। २ इलेक्ट्रोन र २ न्यूट्रॉन हुने हीलियमको एटमिक 'मास' ४ प्लस एएमयू र ८ प्रोटोन र ८ न्यूट्रॉन हुने ऑक्सीजनको एटमिक मास झण्डै १६ एएमयू हुन्छ। ऑक्सीजनसम्मका ८ वटा प्राथमिक तत्वमा प्रोटोन र न्यूट्रॉनको संख्या बराबरी हुन्छ। तर ऑक्सीजन पछिका तत्वका एटमभित्र प्रोटोन र न्यूट्रनको संख्यामा भिन्नता आउँछ।
यो सबै माथी गरिएको चर्चाको अर्थ यति नै हो , ठोस, द्रव्य र ग्यास तीनवटै अवस्थाका तत्वको निर्माण एटमबाटै भएको हुन्छ। एटममा केही न केही भार हुन्छ तसर्थ कुनै पनि अवस्थाका तत्वलाई प्रकाशको गति प्रदान गर्न सकिदैन। तत्वलाइ सकिदैन, तत्वका एटमलाइ सकिदैन, एटमभित्रका सूक्ष्म कण इलेक्ट्रोन, प्रोटोन न्युट्रोनलाइ सकिदैन, कारण त्यही हो सबैमा केही न केही भार हुन्छ।
जस्तो कि फलाम तत्वको एटमभित्र प्रोटोन संख्या २६ हुन्छ भने न्यूट्रॉन संख्या ३० हुन्छ। सुनको एटममा प्रोटोन संख्या ७९ हुन्छ भने न्यूट्रॉन संख्या ११८ हुन्छ। अब हेरौ त फलामको एउटा अणुको 'मास' कति हुन्छ । फलामको एटममा प्रोटोन संख्या २६ न्यूट्रॉन संख्या ३० को संयुक्त 'मास' गरेर फलामको 'एटमिक मास' ५५ दशमलब ८४५ एएमयू हुन्छ। यसै गरी सुनको हिसाब गरी हेरौ। सुन को एटममा प्रोटोन संख्या ७९ न्यूट्रॉन संख्या ११८ दुबैको 'मास' संयुक्त गरेर सुनको 'एटमिक मास' १९६ दशमलब ९६एएमयू हुन्छ। स्पष्ट भयो सुनको एउटा एटमको 'मास' फलामको एउटा एटमको तीन गुनाभन्दा बढ़ी हुन्छ।
१ घन सेन्टीमीटरको फलामको टुक्राभन्दा सुनको टुक्राको तौल बढी हुने कारण यही हो। सुनको एटमको 'मास' फलामको एटमको 'मास' भन्दा बढी हुन्छ।
अब अगाडि बढ़न एउटा अर्को 'साइन्टिफिक' तथ्यको सहारा लिनु पर्ने हुन्छ। १ घन सेन्टीमीटरको ऐलुमिनियम ,फलाम र सुनको टुक्रामा एटम संख्या कति हुन्छ ? यसले यी मध्ये कुन वस्तु बढ़ी ठोस अथवा कड़ा हुने स्पष्ट गर्छ।
ऐलुमिनियमको 'मोलर मास' २६ दशमलब ९८२१ मोलमा एटम संख्या ६.०२२२*१०२३ (अभोगार्डो नियतान्क ) बाट हिसाब गर्दा ऐलुमिनियम को १ घन सेन्टीमीटर टुक्राको तौल ८ ग्राममा अलुमिनियमका एटमको संख्या हुन आउँछ १.७८ *१०२३।
फलामको यसै आकारको टुक्रा जसको तौल २२ ग्राम हुन्छ त्यसमा फलाम तत्वको एटम संख्या २.३७ *१०२३ हुन्छ। यसै गरी सुनको यसै आकारको टुक्रा जसको तौल ५७ ग्राम हुन्छ र यसमा एटम संख्या १.७४ *१०२३ हुन्छ।
सामान आकार कै टुक्रामा सबैभन्दा कम एटम सुनमा हुन्छन्। भनौ सबैभन्दा खदियेका एटम फलाममा रहेका हुन्छन्।
यी तीनवटै तत्वलाइ तताउदा के हुन्छ ? कुनै पनि ठोस वस्तुलाइ तताउदा त्यों पग्लिनु भनेको त्यस तत्वको एटमको 'बाइंडिंग लूज' हुनु हो अर्थात अब एटम ठोस अवस्थाभन्दा खुकुलो हुन पुग्छन र ठोस वस्तु द्रव्य रूपमा परिवर्तित हुन्छ। तताउदा उत्पन्न भएको एनर्जीले यिनको 'बाइंडिंग' खुकुलो हुन पुग्छ । 'भेपुराइजिंग पइन्ट'मा एटम झनै खुकुलो हुँदै वाष्पीकृत हुन्छन् । ठोसबाट द्रव्यमा अथवा वाष्प (ग्यास अवस्था ) मा रूपान्तरित हुँदा एटमको संरचनामा कुनै परिवर्तन आएको हुन्न। कुनै पनि अवस्थाको तत्वलाई अर्को कुनै अवस्थामा रूपान्तरित गर्न सकिन्छ। यसरी एक अवस्थाबाट अर्को अवस्थामा रूपान्तरित हुँदा तत्वको एटमिक संरचनामा परिवर्तन आएको हुन्न।
यो सबै माथी गरिएको चर्चाको अर्थ यति नै हो , ठोस, द्रव्य र ग्यास तीनवटै अवस्थाका तत्वको निर्माण एटमबाटै भएको हुन्छ। एटममा केही न केही भार हुन्छ तसर्थ कुनै पनि अवस्थाका तत्वलाई प्रकाशको गति प्रदान गर्न सकिदैन। तत्वलाइ सकिदैन, तत्वका एटमलाइ सकिदैन, एटमभित्रका सूक्ष्म कण इलेक्ट्रोन, प्रोटोन न्युट्रोनलाइ सकिदैन, कारण त्यही हो सबैमा केही न केही भार हुन्छ।
सामान्यजनलाई थाहा नभए पनि र पृथ्वीमा सामान्यतया उपलब्ध नभए पनि पदार्थको ठोस, द्रव्य र ग्यास बाहेक एउटा अन्य स्वरुप पनि हुन्छ। विज्ञानले यसलाई पदार्थको चौथो अवस्था भन्छ। हुन त वास्तवमा यो पदार्थको पहिलो अवस्था हो। सबैभन्दा पहिला पदार्थको यही स्वरुप अस्तित्वमा आएको थियो। हाम्रो सौर्यमण्डलमा सबैभन्दा बढी पदार्थ यसै अवस्थाको छ। सौर्यमण्डल मात्रै किन यस ब्रह्माण्डमा सबै भन्दा बढी पदार्थ यसै अवस्थाको छ। सम्पूर्ण सौर्यमण्डलमा ठोस, द्रव्य र ग्यास अवस्थाका पदार्थ (तत्व ) उपलब्ध पदार्थको १ प्रतिशत पनि छैन। सौर्यमण्डडलमा मात्रै होइन ब्रह्माण्डमै सबैभन्दा बढी पदार्थ यसै अवस्थाको रहेको छ।
वैज्ञानिक भन्छन सृष्टि उत्पत्ति प्रक्रियामा सबैभन्दा पहिला पदार्थको यही अवस्था अस्तित्वमा आयो। पदार्थको यस अवस्थालाई ' प्लाजमा' भनिन्छ।'प्लाज्मा' अवस्थाका पदार्थको एटममा इलेक्ट्रोन अन्य अवस्थाका इलेक्ट्रोन झै अनुशासित नभएर मुक्त रहेका हुन्छन्। एटमभित्र रहेका प्रोटोन पोजिटिभ चार्ज भएकाले र इलेक्ट्रोन निगेटिभ चार्ज भएकाले उत्पन्न भएको 'इलेक्ट्रोमयाग्नेटिक फ़ोर्स'का कारण इलेक्ट्रोन एटमको परिधिमा बाँधिएको हुन्छ। अत्यधिक तापमा यो 'इलेक्ट्रोमयाग्नेटिक फ़ोर्स' समाप्त भएर इलेक्ट्रोन मुक्त हुन पुग्छन।
सृष्टि आरम्भ ताका अत्यधिक तापका कारण (जस्ट आफ्टर बिग बैंग ) ४ वटै 'फंडामेण्टल फ़ोर्स' ( ग्रेभिटी, इलेक्ट्रोमयाग्नेटिक ,स्ट्रांग न्यूक्लियर ,वीक न्यूक्लियर ) गुजुल्टिएर रहेका थिए। क्रमशः ताप कम हुँदै जादा 'फ़ोर्स'हरु बेग्लै हुने जाने क्रममा विभिन्न 'चार्ज'को उतपत्ति हुँदै क्वार्क -ग्लुआनको ब्युतपत्ति हुँदै इलेक्ट्रोन, प्रोटोन न्यूट्रॉन अस्तित्वमा आएका थिए।
सृष्टि निर्माण क्रममा बनेको पहिलो पदार्थको स्वरुप 'प्लाज्मा' अवस्थाको थियो। विज्ञानले ठोस, द्रव्य र ग्यास पछि मात्रै यस अवस्थाका पदार्थबारे जानेकोले यसलाई चौथो अवस्थाको पदार्थ भनिएको हो। सूर्य, ब्रह्माण्डमा रहेका सबै किसिमका तारा दृश्य ब्रह्माण्डमा रहेको रिक्त स्थान यसै 'प्लाज्मा' अवस्थाका पदार्थले भरीभराउ छ।
अब चर्चा गरौ प्रकाश को ? प्रकाश के हो ?
हामी सबैले जानेको प्रकाशको एकमात्र प्राकृतिक श्रोत सूर्य हो। सूर्यमा प्रकाश कसरी उत्पन्न हुन्छ ? प्रकाशको स्वरुप, उत्पत्ति र प्रकाशको 'रेंज' (स्वरुप विषयक रेन्ज) जान्नु आवश्यक छ।