जुन्या एककांच्या नवीन व्याख्या

किराणा सामान किंवा भाजी घेताना कधीतरी नकळतपणे आपल्या मनात शंका येते की वजन बरोबर केलं जातंय ना, तराजूच्या पारड्यात टाकलेलं वजन बरोबर आहे ना? नेमकी अशीच शंका शास्त्रज्ञांच्याही मनात आली.

- हेमंत लागवणकर (विज्ञान प्रसारक)

किराणा सामान किंवा भाजी घेताना कधीतरी नकळतपणे आपल्या मनात शंका येते की वजन बरोबर केलं जातंय ना, तराजूच्या पारड्यात टाकलेलं वजन बरोबर आहे ना? नेमकी अशीच शंका शास्त्रज्ञांच्याही मनात आली. ज्याला आपण एक किलोचं वजन म्हणतो आहोत ते खरोखरच ‘एक किलो’ आहे का? अर्थात, त्याला कारणही तसंच होतं. हे कारण समजून घेण्यासाठी थोडं इतिहासात डोकावू या.
मानवाने मोजमापन करायला जेव्हा सुरुवात केली तेव्हा मोजमापनासाठी स्वत:च्या अवयवांचा वापर केला. उदाहरणार्थ, लांबी मोजण्यासाठी हाताच्या वितीचा वापर केला गेला. पण प्रत्येक व्यक्तीच्या वितीची लांबी एकसारखी असणं शक्य नाही. त्यामुळे अशा प्रकारे मोजलेलं अंतर अचूक म्हणता येणार नाही. त्यामुळे मोजमापनामध्ये जगभरातून सुसूत्रता यावी यासाठी फ्रेंच अ‍ॅकॅडमी आॅफ सायन्सेस या संस्थेत अ‍ॅन्तोनी लॅव्हाझिये, लॅपलास, लिजांड्रे यांसारख्या संशोधकांचा समावेश असलेल्या समितीने मेट्रिक मापन पद्धतीचा विकास केला. ३0 मार्च १८९१ या दिवसापासून जगभरात ही मापन पद्धती वापरण्यास सुरु वात झाली.
या मापन पद्धतीनुसार लांबीच्या प्रमाणित मापनासाठी प्लॅटिनम आणि इरिडिअमपासून केलेली मिश्रधातूची एक मीटर लांबीची पट्टी तयार केली गेली. या पट्टीची लांबी जेवढी आहे तेवढे एक मीटर असे जगभरात सर्वमान्य झाले.
त्याचप्रमाणे, एक किलोग्रॅम वस्तुमान म्हणजे नेमके किती, हे प्रमाणित करण्यासाठी १८९१ साली प्लॅटिनम आणि इरिडिअमपासून मिश्रधातूचा एक दंडगोल तयार करण्यात आला. त्याला ‘ग्रँड के’ असं म्हटलं जातं. पॅरिसमध्ये ठेवण्यात आलेल्या या दंडगोलाचं वस्तुमान ‘एक किलोग्रॅम’ आहे असं मानलं गेलं. या दंडगोलाच्या सहा हुबेहूब प्रतिकृती करण्यात आल्या. सर्व देशांनी तंतोतंत त्यानुसार आपापली एक किलोची वजनं तयार केली. काही वर्षांनी सगळ्या देशांना आपापली एक किलोची वजनं त्या मूळ एक किलोच्या वजनाशी जुळवून तपासण्यासाठी पाठवावी लागतात. प्रमाणित एककांचे हे मापदंड सव्वाशे वर्षांपूर्वी ठरविण्यात आलेले आहेत. या कालावधीत त्यांच्या अचूकतेत फरक पडू शकतो. आजूबाजूला असलेले सूक्ष्म कण चिकटून किंवा विघटन प्रक्रि या होऊन ‘ग्रँड के’चं वस्तुमान सव्वाशे वर्षांत अचूक एक किलोच असेल असं नाही. अर्थात, हा फरक एक अब्ज भागांत केवळ ५0 भागांइतका म्हणजे पापणीच्या केसापेक्षा कमी वजनाचा असेल. साहजिकच, वैज्ञानिक अचूकतेच्या दृष्टीने ‘एक किलो’चे नवीन प्रमाण ठरवण्याची गरज निर्माण झाली. विद्युतचुंबकाच्या मदतीने लोखंडाचे भंगार उचलण्यासाठी ठरावीक मूल्याची विद्युतधारा प्रवाहित केली जाते. म्हणजेच विद्युतधारा आणि वजनाचा संबंध आहे. या तत्त्वावरूनच किलोग्रॅमची नवी व्याख्या केली गेली आहे. विद्युतचुंबकाच्या मदतीने एक किलो धातूच्या ठोकळ्याचे नेमके वजन मोजण्यासाठी डॉ. ब्रायन किबल यांनी तराजू तयार केला आहे. त्याला ‘किबल बॅलन्स’ म्हणतात. एक किलोचा धातूचा ठोकळा उचलण्यासाठी नेमकी किती विद्युतधारा लागते, हे पाहिले जाते. विद्युतधारा आणि वजन यातला हा संबंध ठरवताना ‘प्लँक कॉन्स्टंट’ नावाचा वैश्विक स्थिरांक वापरतात. आता विविध देशांना त्यांची एक किलोची वजनं फ्रान्समधल्या धातूच्या ठोकळ्याशी ताडून पाहावी लागणार नाहीत. तर किबल बॅलन्सच्या आधारे कोणताही देश आपली एक किलोची वजनं तपासून पाहू शकेल.