पृथ्वी की गतियों का विज्ञान
पृथ्वी का कोणीय संवेग
पृथ्वी की धुरी और संवेग
पृथ्वी लगातार घूम रही है, लेकिन क्या आपने कभी सोचा है कि इसे कौन सी चीज़ घुमाती रहती है? इसका उत्तर भौतिकी के एक मूलभूत सिद्धांत में छिपा है: कोणीय संवेग। यह किसी घूमती हुई वस्तु की गति को जारी रखने की प्रवृत्ति है।
इसे एक विशाल, घूमते हुए शीर्ष (लट्टू) के रूप में सोचें। एक बार जब आप इसे घुमा देते हैं, तो यह तब तक घूमता रहता है जब तक कि घर्षण जैसी कोई बाहरी शक्ति इसे धीमा न कर दे। पृथ्वी के लिए, अंतरिक्ष में बहुत कम घर्षण है, इसलिए यह अरबों वर्षों से घूम रही है।
जड़त्व आघूर्ण द्रव्यमान और घूर्णन अक्ष से इसकी दूरी पर निर्भर करता है ()। इसलिए, कोणीय संवेग वस्तु के द्रव्यमान, त्रिज्या और वेग पर निर्भर करता है। [{<कोणीय संवेग संरक्षण>] का सिद्धांत कहता है कि जब तक कोई बाहरी बलाघूर्ण (टॉर्क) काम नहीं करता, तब तक किसी सिस्टम का कुल कोणीय संवेग स्थिर रहता है।
घूर्णन की शुरुआत
पृथ्वी का घूर्णन हमारे सौर मंडल के जन्म के साथ शुरू हुआ। सौर निहारिका परिकल्पना (Solar Nebula Hypothesis) के अनुसार, हमारा सौर मंडल लगभग 4.6 अरब साल पहले गैस और धूल के एक विशाल, घूमते हुए बादल से बना था, जिसे निहारिका (नेबुला) कहा जाता है।
जैसे ही इस बादल पर गुरुत्वाकर्षण हावी हुआ, यह ढहने लगा। जैसे-जैसे बादल सिकुड़ता गया, इसका आकार (त्रिज्या) कम होता गया। कोणीय संवेग के संरक्षण के कारण, इसकी घूर्णन गति बढ़ गई। यह एक स्केटिंग करने वाले एथलीट की तरह है जो अपनी बाहों को अंदर खींचकर तेजी से घूमने लगता है। केंद्र में सूर्य बना, और बाकी सामग्री एक चपटी, घूमती हुई डिस्क में जमा हो गई, जिससे ग्रहों, चंद्रमाओं और क्षुद्रग्रहों का निर्माण हुआ। पृथ्वी को अपनी प्रारंभिक घूर्णन गति इसी प्रक्रिया से विरासत में मिली।
धीमी होती पृथ्वी
हालांकि पृथ्वी का घूर्णन बहुत स्थिर है, लेकिन यह हमेशा एक जैसा नहीं रहा है। वास्तव में, हमारी पृथ्वी की गति धीरे-धीरे कम हो रही है। इसका मुख्य कारण चंद्रमा के साथ इसका गुरुत्वाकर्षण संपर्क है, एक घटना जिसे ज्वारीय घर्षण के रूप में जाना जाता है।
चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के महासागरों पर खिंचाव डालता है, जिससे ज्वार-भाटा उत्पन्न होता है। चूंकि पृथ्वी चंद्रमा की परिक्रमा से कहीं अधिक तेजी से घूमती है, इसलिए यह इन ज्वारीय उभारों को अपने साथ आगे खींचती है। चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण इन उभारों पर वापस खींचता है, जिससे एक छोटा सा ब्रेकिंग प्रभाव या टॉर्क पैदा होता है। यह घर्षण पृथ्वी के घूर्णन को धीमा कर देता है।
इस प्रक्रिया में कोणीय संवेग गायब नहीं होता है। यह पृथ्वी से चंद्रमा में स्थानांतरित हो जाता है। जैसे-जैसे पृथ्वी का घूर्णन धीमा होता है, चंद्रमा धीरे-धीरे हमसे दूर जा रहा है, लगभग 3.8 सेंटीमीटर प्रति वर्ष की दर से। यह ऊर्जा और संवेग के संरक्षण का एक आदर्श उदाहरण है।
अब जब आप पृथ्वी के कोणीय संवेग के बारे में जान गए हैं, तो आइए कुछ प्रश्नों के साथ अपनी समझ का परीक्षण करें।
पृथ्वी अरबों वर्षों से क्यों घूम रही है?
सौर निहारिका परिकल्पना के अनुसार, जब गैस और धूल का बादल सिकुड़ा, तो उसकी घूर्णन गति का क्या हुआ?
पृथ्वी का घूर्णन एक जटिल लेकिन आकर्षक विषय है जो हमारे सौर मंडल के निर्माण से लेकर चंद्रमा के साथ इसके नाजुक गुरुत्वाकर्षण नृत्य तक, भौतिकी के कुछ सबसे मौलिक सिद्धांतों को दर्शाता है।