200 سال سے زیادہ پہلے زمین کا 'وزن' کرنے کا تجربہ کیا گیا۔

1798 میں، سائنسدان ہنری کیوینڈش نے ایک تاریک، سیل بند کمرے میں کرہوں کے ساتھ تجربات کیے، اور زمین کی تخمینی کثافت کا حساب لگایا۔

زمین اور چاند۔ تصویر: ناسا — زمین اور چاند۔ تصویر: *ناسا*

1600 کی دہائی کے آخر میں، سائنسدان آئزک نیوٹن نے آفاقی کشش ثقل کا قانون تجویز کیا: ہر ذرہ کائنات کے ہر دوسرے ذرے کو ایک قوت (F) کے ساتھ اپنی طرف متوجہ کرتا ہے جس کا تعین ان کی کمیت (M) اور اشیاء کے مراکز کے درمیان فاصلے کے مربع (R) سے ہوتا ہے۔ G کے کشش ثقل مستقل ہونے کے ساتھ، اس قانون کی مساوات یہ ہے: F = G(M1xM2/R ² )۔

اس طرح، اگر کوئی ایک شے کی کمیت اور مساوات میں موجود دوسری معلومات کو جانتا ہے، تو کوئی دوسری چیز کی کمیت کا حساب لگا سکتا ہے۔ فرض کریں کہ ایک شخص جس کی کمیت معلوم ہے، یہ شخص زمین کی کمیت کا حساب لگا سکتا ہے اگر اسے معلوم ہو کہ وہ زمین کے مرکز سے کتنا دور ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ نیوٹن کے زمانے میں سائنس دانوں نے ابھی تک G کا تعین نہیں کیا تھا، اس لیے زمین کا وزن کرنا ناممکن تھا۔

زمین کی کمیت اور کثافت کو جاننا ماہرین فلکیات کے لیے انتہائی مفید ہو گا کیونکہ اس سے انہیں نظام شمسی میں موجود دیگر اشیاء کی کمیت اور کثافت کا حساب لگانے میں مدد ملے گی۔ 1772 میں لندن کی رائل سوسائٹی نے اس کا مطالعہ کرنے کے لیے ’’گریویٹیشنل کمیٹی‘‘ قائم کی۔

1774 میں، ماہرین کے ایک گروپ نے سکاٹ لینڈ میں Schiehalion Mountain کا استعمال کرتے ہوئے زمین کی اوسط کثافت کی پیمائش کرنے کی کوشش کی۔ انہوں نے ظاہر کیا کہ شیہالیون کے بڑے پیمانے پر پینڈولم کو اس کی طرف راغب کیا۔ لہذا انہوں نے پینڈولم کی حرکت کی پیمائش کرکے اور پہاڑ کا سروے کرکے زمین کی کثافت کا حساب لگایا۔ تاہم، یہ پیمائش بہت درست نہیں تھی۔

سائنسدان ہنری کیوینڈش اور اس کے زمینی وزن کے تجربے کی مثال۔ تصویر: وکی میڈیا — سائنسدان ہنری کیوینڈش اور اس کے تجرباتی سیٹ کی مثال زمین کا "وزن"۔ تصویر: *وکی میڈیا*

ماہر ارضیات ریورنڈ جان مشیل نے بھی زمین کے بڑے پیمانے کا مطالعہ کیا لیکن وہ اپنی موت سے پہلے اسے مکمل کرنے سے قاصر تھے۔ انگریز سائنسدان ہنری کیوینڈش نے تجربہ کرنے کے لیے مشیل کے آلات کا استعمال کیا۔

اس نے ایک بڑا ڈمبل بنایا، جس میں 183 سینٹی میٹر لمبی لکڑی کی چھڑی کے سروں پر 5 سینٹی میٹر چوڑے سیسہ کے گولے لگے تھے۔ لکڑی کی چھڑی مرکز میں ایک تار سے لٹکی ہوئی تھی اور آزادانہ طور پر گھوم سکتی تھی۔ پھر ایک دوسرا ڈمبل جس میں دو 30 سینٹی میٹر چوڑے سیسہ کے دائرے تھے، جن میں سے ہر ایک کا وزن 159 کلوگرام تھا، کو پہلے ڈمبل کے قریب لایا گیا تاکہ بڑے گولے لٹکنے والی چھڑی پر ہلکی سی طاقت کا استعمال کرتے ہوئے چھوٹے کو اپنی طرف متوجہ کریں۔ کیونڈش نے کئی گھنٹوں تک چھڑی کو ہلتے ہوئے دیکھا۔

کرہوں کے درمیان کشش ثقل کی کشش اتنی کمزور تھی کہ ہوا کا ذرا سا کرنٹ بھی اس نازک تجربے کو برباد کر سکتا تھا۔ Cavendish نے باہر کی ہوا کے دھاروں سے بچنے کے لیے آلات کو ایک مہر بند چیمبر میں رکھا۔ اس نے کھڑکی کے ذریعے تجربے کا مشاہدہ کرنے کے لیے ایک دوربین کا استعمال کیا اور وزن کو باہر سے منتقل کرنے کے لیے ایک گھرنی کا نظام قائم کیا۔ کمرے کے مختلف حصوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق سے بچنے کے لیے کمرے کو تاریک رکھا گیا تھا جو تجربے کو متاثر کر سکتا ہے۔

جون 1798 میں، کیونڈیش نے اپنے نتائج کو جرنل ٹرانزیکشنز آف دی رائل سوسائٹی میں "زمین کی کثافت کے تعین پر ایک تجربہ" کے عنوان سے شائع کیا۔ اس نے پیش کیا کہ زمین کی کثافت پانی سے 5.48 گنا، یا 5.48 جی/سینٹی میٹر ہے، جو کہ 5.51 جی/سینٹی میٹر کی جدید قدر کے بالکل قریب ہے۔

Cavendish کا تجربہ نہ صرف زمین کی کثافت اور بڑے پیمانے پر پیمائش کرنے کے لیے اہم تھا (جس کا تخمینہ 5.974 quadrillion کلوگرام ہے) بلکہ یہ ظاہر کرنے کے لیے بھی تھا کہ نیوٹن کا آفاقی کشش ثقل کا قانون نظام شمسی کے پیمانے سے بہت چھوٹے پیمانے پر بھی ہے۔ 19 ویں صدی کے آخر سے، کیوینڈیش تجربے کے بہتر ورژن G کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیے گئے ہیں۔

تھو تھاو ( آئی ایف ایل سائنس کے مطابق، اے پی ایس )

ماخذ لنک