পৃথিবী কেন ঘোরে? এর কারন কি?

আমরা জানি যে পৃথিবী সূর্যকে কেন্দ্র করে প্রতিনিয়ত ঘুরে চলেছে। কিন্তু আমাদের মনে প্রশ্ন জাগে, পৃথিবী এই ভাবে ঘুরে চলেছে কিভাবে? কোনো দিকে ছিটকে চলে যায় না কেন? বা অন্যান্য গ্রহগুলির সাথে সংঘর্ষ বাধেনা কেন? এইসব প্রশ্নের একটি উত্তর দেবার চেষ্টা করলাম।

আজ থেকে প্রায় কয়েক'শ বিলিয়ন বছর পূর্বে এক অতি অতিকায় বৃহৎ বস্তু পৃথিবীপিণ্ড থেকে মহাবিশ্বের সকল পদার্থের সৃষ্টি । সৃষ্টি থেকে প্রত্যেক পদার্থই একে অপরের সাথে এক অবিচ্ছেদ্য আকর্ষণ বলে আকর্ষিত । এক পদার্থের সাথে অন্য একটি বস্তুর আকর্ষণকে "মধ্যাকর্ষণ বল" বলে । আর একটি বস্তুর সাথে অন্য একটা বস্তুর টান জনিত force কে "মধ্যাকর্ষণ শক্তি" বলে । একটি বড় বস্তুর সাথে ছোট একটা বস্তুর আকর্ষণ হয় শক্তিমুখী । অর্থ্যাৎ যার শক্তি যতটুকু সে ততটুকুই স্থির থাকার প্রাবল্যতা থাকে । আর অন্যান্যরা বড় বস্তুর সাথে যোগাযোগটা অবিচ্ছিন্ন রাখতে নির্দিষ্ট অরবিটে একটা গোলাকার কক্ষপথে নির্দিষ্ট বেগে ঘুরে চলে । পৃথিবীও তার ব্যতিক্রম নয় । সৃষ্টি থেকেই স্রষ্ট্রা মেনেই প্রতি ৩৬৫ দিনে একবার সূর্য নামের মাঝারি নক্ষত্রটিকে নির্দিষ্ট একটা বেগে ঘুরেয় চলেছে ।

সৌরজগত মূলত গ্যাস ও ধূলোর ঘূর্ণায়মান অবস্থা থেকে আজকের রূপ লাভ করে।  সহজভাবে ব্যাখ্যা করার জন্য আমরা ধরে নিতে পারি পৃথিবী ঘূর্ণায়মান সূর্য থেকে ছিটকে বের হয়ে যাওয়া একটি বস্তু খণ্ড। নেয়া যাক লাল বৃত্ত হল সূর্য এবং সবুজ বৃত্ত হল পৃথিবী। খয়েরী রেখাটি পৃথিবীর কক্ষপথ।

এখন, সূর্যের আকর্ষণের ফলে সূর্যের দিকের পৃথিবীর বেগ লাল ভেক্টর দ্বারা নির্দেশ করা হল। আর পৃথিবীর নিজের 'ছিটকে যাওয়ার' বেগ কে নীল ভেক্টর দ্বারা নির্দেশ করা হল। পৃথিবীর কক্ষপথ কে খয়েরি বৃত্তাকার রেখা দ্বারা চিহ্নিত করা হল।

প্রকৃত ক্ষেত্রে লাল ও নীল ভেক্টর এর মান এমন যে তাদের ভেক্টর যোগফল (বেগুনী ভেক্টর) সবসময় খয়েরি বৃত্তাকার রেখার স্পর্শক হবে। এই বেগুনি ভেক্টরই পৃথিবীর গতির দিক নির্দেশ করে। অর্থাৎ পৃথিবীর গতিপথ বৃত্তাকার। এজন্যই পৃথিবী সূর্যের চারদিকে ঘোরে।

সূর্যের চারদিকে ঘোড়া ছাড়াও পৃথিবী তার নিজ অক্ষে ঘুর্ণায়মান।

সৌরজগত গ্যাস ও ধূলোর ঘূর্ণায়মান অবস্থা থেকে সৃষ্ট হওয়ার ফলে গ্রহ গুলোর নিজেদের কৌণিক ভরবেগ রয়েছে। এই কৌণিক ভরবেগের ফলেই পৃথিবী তার নিজ অক্ষে ঘোরে। পৃথিবীর ঘোরা থেমে যাচ্ছে না তার কারণ কৌণিক ভরবেগ এর সংরক্ষণ নীতি।

************************************************************************************************************************

( Bold letter দিয়ে Vector আর normal letter দিয়ে Scaler রাশি বোঝানো হল। time defivative বা td দ্বারা calculus এর d/dt বোঝানো হল। X দ্বারা ভেক্টর ক্রস গুণ প্রকাশ করা হচ্ছে।)

ধরা যাক পৃথিবীর ঘূর্ণন অক্ষ থেকে পৃথিবীর কোন বস্তুর দূরত্ব R, এবং ঐ বস্তুর ভর m, ও বেগ V, ও সাধারণ ভরবেগ P = mV
কৌণিক ভরবেগ L = R X P, এবং N হল বলের ভ্রামক (Torque)

N = time-derivative (L) = time-derivative (R X P) = td (R) X P + R X td (P) = td (R) X mV + R X F   [ we know, time-derivative (P) = F ]
or N = V X mV + R X F   [ we know td (R) = V ]
or N = R X F   [ we know V X V = 0 ]

পৃথিবীর ক্ষেত্রে ধরে নেওয়া যায় R X F = 0 (অর্থাৎ বাইরে থেকে কোন বল প্রযুক্ত হচ্ছে না।)

So N = 0
Meaning, time-derivative (L) = 0
Intrgrate to get,
L = constant

এই হিসাব পৃথিবীর অক্ষের সাপেক্ষে পৃথিবীর উপরের যে কোন বস্তুর জন্যই প্রযোজ্য। কাজেই আমরা বলতে পারি " পৃথিবীর অক্ষের সাপেক্ষে " পৃথিবীর উপরের যে কোন বস্তুর কৌণিক ভরবেগ পরিবর্তিত হয় না। পৃথিবীর সব বস্তুর সমস্টি পৃথিবী নিজেই। অর্থাৎ পৃথিবীর ঘূর্ণন অক্ষের সাপেক্ষে তার নিজের কৌণিক ভরবেগ পরিবর্তিত হবে না।

কোন অক্ষের সাপেক্ষে কোন বস্তুর কৌণিক ভরবেগ পরিবর্তিত না হলে বস্তুটি ওই অক্ষের সাপেক্ষে ঘুরতে থাকে। এজন্য বাইরের বলের সাহায্য ছাড়াই পৃথিবী তার নিজ অক্ষের সাপেক্ষে ঘুরতে থাকে।

---

প্রকৃতক্ষেত্রে পৃথিবীর জন্য N = R x F = 0 সম্পূর্ণ সঠিক নয়। চাঁদ এর আকর্ষণ ও অন্যান্য কারণে N পুরপুরি শূন্য হয় না। কিন্তু এই প্রভাব অতি নগণ্য বলে আমরা পৃথিবীর N = 0 বিবেচনা করি। এছাড়া বাইরের এই বল পৃথিবী কে ঘুরতে সাহায্য করে না, বরং বাধা দেয়।