ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಪ್ರಯೋಗ – ಗುರುಪ್ರಸಾದ್ ಅಥಣಿ (ಹಿರಿಯ ಅಧ್ಯಾಪಕರು, ಭೌತವಿಜ್ಞಾನ)

ಭೂಮಿಯ ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆದ ಕೆವೆಂಡಿಶ್ ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಕ್ಕಡಿಯಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟು ಅದರ ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ಸಾಧ್ಯವೇ? ಅದು ಆಗದ ಮಾತು. ಹಾಗಾದರೆ ಭೂಮಿಯ ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆಯುವುದು ಹೇಗೆ? ಇದು 18ನೇ ಶತಮಾನದ ಭೂವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರನ್ನು ಬಹಳವಾಗಿ ಕಾಡುತ್ತಿದ್ದ ಪ್ರಶ್ನೆಯಾಗಿತ್ತು. 1687 ರಲ್ಲೇ ನ್ಯೂಟನ್ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದ ಮತ್ತು ಅದರ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದ್ದ. ಅವನ ಪ್ರಕಾರ ಕೇವಲ ಭೂಮಿ ಮಾತ್ರವಲ್ಲ, ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಸ್ತುವೂ ಮತ್ತೊಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (mass) ಹೆಚ್ಚಿದಷ್ಟೂ ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಆಕರ್ಷಣೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ದೂರ ಹೆಚ್ಚಿದಷ್ಟೂ ಆಕರ್ಷಣೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ಭೂಮಿಯ ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆಯಲು 18 ನೆಯ ಶತಮಾನದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದರು. ಈ ಪ್ರಯತ್ನಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಸಫಲವಾದ ಮೊತ್ತಮೊದಲ ಪ್ರಯೋಗವೆಂದರೆ ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಪ್ರಯೋಗ. ಈ ಪ್ರಯೋಗ ನಡೆದ್ದು 1774 ರಲ್ಲಿ. ಸ್ಕಾಟ್ ಲಾಂಡ್ ನ ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್  ಬೆಟ್ಟದ ಮೇಲೆ ನಡೆದ ಈ ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ಭೂಮಿಯ ಅಂದಾಜು ಭಾರ ತಿಳಿಯಿತಲ್ಲದೆ ಗಣಿತ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೊಸ  ಆವಿಷ್ಕರಗಳಾದವು. ಆದರೆ ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ದೊರೆತ ಅಳತೆಯ ನಿಖರತೆ ಸಾಲದು ಎಂದು ಜಾನ್ ಮಿಷೆಲ್ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಒಂದು ಹೊಸ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಅದರ ಮೂಲಕ ಭೂಮಿಯ ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಹೊರಟ. ಆದರೆ ಅವನು ತನ್ನ ಕೆಲಸ ಮುಗಿಸುವ ಮೊದಲೇ ಮರಣ ಹೊಂದಿದ. ನಂತರ 67 ವರ್ಷ ವಯಸ್ಸಿನ ವಿಚಿತ್ರ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಕೆವೆಂಡಿಶ್ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ವಹಿಸಿಕೊಂಡ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಯಶಸ್ವಿಯೂ ಆದ. ಭೂಮಿಯ ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪಟ್ಟ ಕಷ್ಟಗಳ  ರೋಚಕ ಕಥೆ ಇಲ್ಲಿದೆ. ಬ್ರಿಟನ್ ನ ರಾಯಲ್ ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಮಾಸ್ಕಲೈನ್ ಆಕಾಶದಲ್ಲಿ ಚಂದ್ರನ ಚಲನೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸಿ ಆ ಸ್ಥಳದ ರೇಖಾಂಶವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿ ಖ್ಯಾತಿ ಗಳಿಸಿದ.

ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ ಬಲವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಭೂಮಿಯ ಭಾರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ವಿಧಾನ ಆಗಲೇ ಪ್ರಚಲಿತವಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಆ ವಿಧಾನವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಭೂ-ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಫಲ ಕಂಡಿರಲಿಲ್ಲ. ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾದ, ಸಮಯ ಹಿಡಿಯುವ ಕೆಲಸವಾಗಿತ್ತು. ಮಾಸ್ಕಲೈನ್, ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ರಾಯಲ್ ಸೊಸೈಟಿ  ಕೈಗೆತ್ತಿಕೊಳ್ಳಬೇಕೆಂದು ಮೀಟಿಂಗ್ ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ. 1772 ರಲ್ಲಿ ರಾಯಲ್ ಸೊಸೈಟಿ ಇದಕ್ಕೆ ಒಪ್ಪಿಗೆ ನೀಡಿತು. ಒಂದು ದಾರದ ತುದಿಗೆ ಒಂದು  ಕಲ್ಲು ಕಟ್ಟಿ ನೇತು ಹಾಕಿದರೆ ಅದು ಭೂಮಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ  ಎಂಬುದು ನಮಗೆಲ್ಲ ತಿಳಿದಿರುವ ವಿಷಯ. ಹಾಗೆ ನೇತು ಹಾಕಿರುವ ಕಲ್ಲಿನ ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ, ಸ್ವಲ್ಪ ದೂರದಲ್ಲಿ, ಒಂದು ಅತ್ಯಂತ ಭಾರವಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು ತಂದು ನಿಲ್ಲಿಸಿದರೆ ಏನಾಗುತ್ತದೆ? ನ್ಯೂಟನ್ ನ ಪ್ರಕಾರ ಆ ಭಾರವಾದ ವಸ್ತು ಕಲ್ಲನ್ನು  ತನ್ನ ಕಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ನೇತು ಹಾಕಿರುವ ದಾರ ಲಂಬವಾಗಿ ನಿಲ್ಲದೆ ಓರೆಯಾಗಿ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ. ಅದು ಎಷ್ಟು ಓರೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಕೋನವನ್ನು ಅಳೆದರೆ ಆ ಭಾರವಾಗಿರುವ ವಸ್ತು ಎಷ್ಟು ಬಲದಿಂದ ಕಲ್ಲನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ  ಸೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ ತಿಳಿಯಬಹುದು. ಭೂಮಿಯೂ ಸಹ ಎಲ್ಲಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಅದು ಎಷ್ಟು ಬಲದಿಂದ ಕಲ್ಲನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ತುಂಬಾ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್ ತ್ರಾಸದಿಂದ ಅಳೆಯಬಹುದು. ಈಗ ನೋಡಿ, ನಾವು ಉಪಯೋಗಿಸಿದ “ಅತ್ಯಂತ ಭಾರವಾದ ವಸ್ತು”ವಿನ ಭಾರ ತಿಳಿದರೆ ಸಾಕು. ಭೂಮಿಯ ಭಾರವನ್ನು ನೇರ ಅನುಪಾತದಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿರುವ ಒಂದೇ ತೊಂದರೆ ಎಂದರೆ ನಾವು ಎಷ್ಟೇ ಭಾರವಾದ ವಸ್ತು ತಂದಿಟ್ಟರೂ ಕಲ್ಲನ್ನು ಸೆಳೆಯುವ ಬಲ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಕಾರಣ ನೇತು ಹಾಕಿರುವ ದಾರ ಮೂಡಿಸುವ ಕೋನ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಅಷ್ಟೊಂದು ಸಣ್ಣ ಕೋನವನ್ನು ಕರಾರುವಕ್ಕಾಗಿ ಅಳೆಯುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಭಾರವಾದ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಬೆಟ್ಟವನ್ನೇ ಬಳಸಿದರೆ? ಅದು ಮೂಡಿಸುವ ಕೋನ ಸ್ವಲ್ಪ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಕರಾರುವಕ್ಕಾಗಿ ಅಳೆಯಬಹುದಲ್ಲವೇ? ಎಂದು ಯೋಚಿಸಿ ಮಾಸ್ಕಲೈನ್ ತನ್ನ ಸಂಗಡಿಗರೊಡನೆ ಚರ್ಚಿಸಿದ. ಆದರೆ ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಆ ದೊಡ್ಡ ಬೆಟ್ಟದ ಭಾರವನ್ನು ಕೂಡ ಅಳೆಯಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾಸ್ಕಲೈನ್ ಗೆ ಹೇಗಾದರೂ ಮಾಡಿ ಬೆಟ್ಟದ ಭಾರವನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದೆಂಬ ವಿಶ್ವಾಸವಿತ್ತು.

ಅವನು ಭೂವಿಜ್ಞಾನಿಯಾದ ಮೇಸನ್ ನನ್ನು ಕರೆದು ಒಂದು ಒಳ್ಳೆಯ ಬೆಟ್ಟ ಹುಡುಕಲು ಹೇಳಿದ. ಆ ಬೆಟ್ಟದ ಸುತ್ತ ಮುತ್ತ ಬೇರೆ ಯಾವುದೇ ಬೆಟ್ಟ ಇರಬಾರದು. ಅದು ಒಂದು ಕ್ರಮವಾದ ಶಂಖಾಕೃತಿಯನ್ನು (Right circular cone) ಹೊಂದಿರಬೇಕು, ಮುಂತಾದ ಕರಾರುಗಳನ್ನು ಹಾಕಿದ ಮೇಸನ್ ಎಲ್ಲಾ ಕಡೆಯೂ ಹುಡುಕಿ ಕಡೆಗೆ ಸ್ಕಾಟ್ ಲ್ಯಾಂಡಿನಲ್ಲಿರುವ ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಎಂಬ ಬೆಟ್ಟ ಎಲ್ಲಾ ರೀತಿಯಲ್ಲೂ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಿದ.

ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಬೆಟ್ಟದ ಎತ್ತರ ಸುಮಾರು ೧ ಕಿ.ಮೀ. ಸುತ್ತಮುತ್ತಲೂ ಯಾವುದೇ ಬೆಟ್ಟಗಳಿಲ್ಲದೆ ಒಂಟಿಯಾಗಿ ನಿಂತಿತ್ತು. ಅದರ ಬುಡದ ತನಕ ಹೋಗಲು ಯಾವುದೇ ರಸ್ತೆಗಳಿರಲಿಲ್ಲ. ಮಾಸ್ಕಲೈನ್ ತನ್ನ ಸ್ನೇಹಿತ ಚಾರ್ಲ್ಸ್ ಹಟ್ಟನ್ ಎಂಬ ಗಣಿತಜ್ಞ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಕೆಲಸಗಾರರನ್ನು ಕರೆದುಕೊಂಡು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ದೋಣಿಯಲ್ಲಿ ಅಲ್ಲಿಗೆ ಹೊರಟ. ಅವರು ದೋಣಿಯಿಂದ ಇಳಿದು ಕಡೆಯ ೨೦ ಕಿ.ಮೀ ಗಳಷ್ಟು ದೂರ ನಡೆದು ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಬೆಟ್ಟದ ಬುಡವನ್ನು ತಲುಪಿದರು. ಅವರು ಒಟ್ಟು ಎರಡು ಬಗೆಯ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಬೇಕಿತ್ತು. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ ದಾರದಿಂದ ನೇತು ಹಾಕಿದ ಲೋಲಕದ ಕೋನವನ್ನು ಕರಾರುವಕ್ಕಾಗಿ ಅಳೆಯಬೇಕಿತ್ತು. ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಸ್ಕಲೈನ್ ವಹಿಸಿಕೊಂಡ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ ಇಡೀ ಬೆಟ್ಟದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅಳೆಯಬೇಕಿತ್ತು. ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಹಟ್ಟನ್ ವಹಿಸಿಕೊಂಡ. ಅವರು ಆ ಬೆಟ್ಟದ ದಕ್ಷಿಣ ಇಳಿಜಾರಿನಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಉತ್ತರದ ಇಳಿಜಾರಿನಲ್ಲಿ ಮರದ ಕುಟೀರಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟಿ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯುವ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದರು. ಆ ಕುಟೀರಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ಕೆಲಸಗಾರರಿಗಾಗಿ ಟೆಂಟ್ ಗಳನ್ನು ಹಾಕಲಾಯಿತು. ಗಾಳಿ ಮಳೆಗಳ ನಡುವೆ ಸುಮಾರು ೧೭ ವಾರಗಳ ಕಾಲ ಸತತವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಗದ ಕೆಲಸ ನಡೆಯಿತು.

ಮಾಸ್ಕಲೈನ್ ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞನಾಗಿದ್ದ ಕಾರಣ ಅವನಿಗೆ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಕೋನಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುವುದರಲ್ಲಿ ಪರಿಣಿತಿ ಇತ್ತು. ಇದನ್ನು ಅವನು ಲೋಲಕವು ಲಂಬದ ಜೊತೆ ಮಾಡುವ ಕೋನವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡ. ಬೆಟ್ಟದ ದಕ್ಷಿಣ ಇಳಿಜಾರಿನಲ್ಲಿ ಇರುವ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಲೋಲಕದ ನೇತು ಬಿದ್ದಿರುವ ದಾರದ ನೇರಕ್ಕೆ ಆಕಾಶವನ್ನು ನೋಡಿದರೆ ಉತ್ತುಂಗದಲ್ಲಿ ಇರುವ (Zenith) ನಕ್ಷತ್ರಗಳು ಕಾಣುತ್ತವೆ. ಆ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಮಾಸ್ಕಲೈನ್ ನಿಖರವಾಗಿ ದಾಖಲಿಸಿಕೊಂಡ. ನಂತರ ಅವನು ಉತ್ತರ ಇಳಿಜಾರಿನ ಕುಟೀರಕ್ಕೆ ಹೋಗಿ ಅಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಇದೇ ರೀತಿಯಾಗಿ ಉತ್ತುಂಗದಲ್ಲಿರುವ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ದಾಖಲಿಸಿಕೊಂಡ. ಅವನು ಸುಮಾರು ೭೦ ನಕ್ಷತ್ರಗಳ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಎರಡೂ ಬದಿಯಿಂದ ದಾಖಲಿಸಿಕೊಂಡ. ನಂತರ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಿ ಲೋಲಕದ ದಾರದ ಕೋನವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಿದ.

ಹಟ್ಟನ್ ನ ತನ್ನ ಕೆಲಸ ಇನ್ನೂ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿತ್ತು. ಅವನು ಕೆಲಸಗಾರರನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ಇಡೀ ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಬೆಟ್ಟದ ಸರ್ವೆ ಮಾಡಿದ. ಸಾವಿರಾರು ಜಾಗಗಳ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಅಳೆದು ಇಡೀ ಬೆಟ್ಟದ ನಿಖರವಾದ ಭೂಪಟವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ. ಆದರೆ ಈ ಭೂಪಟವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ಶಿಹ್ಯಾಲಿಯನ್ ಬೆಟ್ಟದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವುದು ಅಷ್ಟು ಸುಲಭವಾದ ಕೆಲಸವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಮುಂದಿನ ಎರಡು ವರ್ಷಗಳ ಕಾಲ ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಹೋದ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹಟ್ಟನ್ ಗಣಿತದ ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನೇ ಕಂಡುಹಿಡಿದ. ಭೂಪಟದಲ್ಲಿರುವ ಸಮಾನ ಎತ್ತರದ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ಗೆರೆಗಳನ್ನು ಎಳೆದು ಅಡ್ಡಲಾದ ಸಮತಲಗಳನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು. ಒಂದರ ಮೇಲೊಂದರಂತೆ ಕೂಡುವ ಈ ಸಮತಲಗಳ ನಡುವಿನ ಹಲ್ಲೆಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟ. ಇದನ್ನು ಕಂಟೋರ್ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ಇಬ್ಬರೂ ನಡೆಸಿದ ಪ್ರಯೋಗದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಿದಾಗ ಭೂಮಿಯ ತೂಕವನ್ನು ೪೮೭೩,೫೦೦, ೦೦೦, ೦೦೦, ೦೦೦, ೦೦೦, ೦೦೦, ೦೦೦ ಕಿಲೋಗ್ರಾಂ ಎಂದು ದಾಖಲಿಸಲಾಯಿತು. ಈಗಿನ ಹೊಸ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಮಾಡಿದ ಅಳತೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಇವರು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಿದ ಭೂಮಿಯ ತೂಕ ಸುಮಾರು ೨೦% ಕಡಿಮೆ ಇದೆ. ಆದರೂ ಸಹ ಅಂದಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಇದೊಂದು ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಸಾಧನೆ ಎಂದೇ ಹೇಳಬಹುದು.