બ્રહ્માંડમાં લાખો વર્ષો પહેલાં એવું શું થયું હતો કે ચંદ્ર અસ્તિત્વમાં આવ્યો?

    • લેેખક, ડૉ. ટી.વી. વેંકટેશ્વરન
    • પદ, વરિષ્ઠ વૈજ્ઞાનિક, સાયન્ટિફિક પ્રેસ ઑર્ગેનાઇઝેશન

ચંદ્રએ માનવઇતિહાસમાં એક મહત્ત્વની ભૂમિકા અદા કરી છે. એક સમયે આપણે ચંદ્રને જોઇને સમયનું અનુમાન કરતા હતા અને આજે આપણે એ જ ચંદ્ર પર રહેવા જવાની સંભાવનાઓ તલાશી રહ્યા છીએ.

આ ચંદ્ર આપણને કઈ રીતે પ્રભાવિત કરે છે તેના પર આ લેખ નજર દોડાવે છે.

ચંદ્રનું નિર્માણ કેવી રીતે થયું?

આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે વૈજ્ઞાનિકો ત્રણ મહત્ત્વની પૂર્વધારણાઓ સૂચવે છે.

આ પૂર્વધારણાઓ આંશિક રીતે ચંદ્રની ઉત્પત્તિને સમજાવે છે. સંશોધકો અને વૈજ્ઞાનિકો સૂચવે છે કે આ ત્રણ પૂર્વધારણાઓમાંથી કોઈ એક જ ચંદ્રની ઉત્પત્તિનું મૂળ કારણ હોઈ શકે છે.

  • ચંદ્ર એ પૃથ્વીની બહેન છે.
  • પૃથ્વી અને ચંદ્ર બંને પ્રેમી છે.
  • ચંદ્ર એ પૃથ્વીનું સંતાન છે.

ચંદ્ર એ પૃથ્વીની બહેન છે

આ પ્રથમ પૂર્વધારણા છે. ચંદ્ર અને પૃથ્વી જોડિયાં બાળકો હોઈ શકે છે.

લગભગ 450 મિલિયન વર્ષો પહેલાં સૂર્ય અને એના ગ્રહો આજની જેમ અસ્તિત્વમાં નહોતા. તે સમયે જ્યાં સૌરમંડળ હતું ત્યાં વાયુનો વિશાળ ગોળો હતો. તેને ‘વેન મુગિલ’ કહેવામાં આવતો હતો, જે સૂર્ય કરતાં હજારો ગણો મોટો હતો. એવું લાગતું હતું કે જાણે આકાશ આપોઆપ ફરી રહ્યું છે.

તે આ રીતે ફરવાનું ચાલુ રાખે છે. તેથી જો વસ્તુઓને કોઈ કેન્દ્રમાં એકત્રિત કરવામાં આવે તો ગુરુત્વાકર્ષણનું ખેંચાણ ફક્ત તે કેન્દ્ર પર ખૂબ જ વધારે હોય છે. જ્યારે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ખૂબ જ પ્રબળ હોય છે ત્યારે તે અન્ય અવકાશી પદાર્થોને પોતાની તરફ ખેંચે છે.

સૂર્યની રચના વાયુના એ વિશાળ ગોળાના કેન્દ્રમાં રહેલી એ હવા દ્વારા થઈ હતી. સૂર્યની આસપાસ એક પ્લૅનેટરી ડિસ્કનું નિર્માણ થયું હતું. એ ક્લસ્ટર ડિસ્કમાં બનેલા અન્ય ગ્રહો હતા. એ ડિસ્કને ‘ગૅસિયસ ઍક્રેશન ડિસ્ક’ કહેવાય છે.

જો દહીંને ઉદાહરણ તરીકે લઈએ તો આ વાતને વધુ સરળતાથી સમજી શકાય છે. જેમજેમ દહીં જામતું જશે તેમ માખણ મધ્યમાં એકત્રિત થશે. માખણ ભલે મધ્યમાં ચોંટી જાય છે, પરંતુ માખણ નાના ટુકડાઓમાં આજુબાજુ પણ ચોંટી રહે છે.

તેવી જ રીતે સૂર્ય અને ગ્રહોને જો માખણ ધારી લઈએ એ ગ્રહોની સાથે અનેક ઉલ્કાઓ પણ બની.

જોડિયાં બહેનોની પૂર્વધારણા સૂચવે છે કે જ્યારે પૃથ્વીની રચના થઈ હતી, ત્યારે ચંદ્ર પણ તેની સાથે રચાયો હતો. પરંતુ આ પૂર્વધારણામાં એક સમસ્યા છે. પૃથ્વીની ધરી 23.5 ડિગ્રીએ ઢળેલી છે. જ્યારે ચંદ્રની ધરી માત્ર 6.7 ડિગ્રીએ ઢળેલી છે.

જો બંને એક સાથે જન્મ્યાં હોત તો પૃથ્વી અને તેના આ ઉપગ્રહની ધરીનો ઝુકાવ લગભગ સમાન હોત. તેથી એવી સંભાવના નથી કે પૃથ્વી એ ચંદ્રની જોડકી બહેન હોય.

પૃથ્વી અને ચંદ્ર બંને પ્રેમી છે

આપણે સૂર્યનું નિર્માણ, તેનાથી બનેલા ગ્રહો અને ઉલ્કાઓ વિશે પહેલી પરિકલ્પનામાં સમજ્યું. આ ગ્રહો અને ઉલ્કાઓમાંથી જે નજીક આવ્યાં એને પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણે પકડી લીધાં અને તેની દિશા બદલી નાખી.

એ જ રીતે પૃથ્વી કે જે અન્ય જગ્યાએ જન્મેલ ગ્રહ હોય તો તેણે ભૂલથી આ ચંદ્રને તેના ગુરુત્વાકર્ષણ બળથી પકડી લીધો અને તેને પોતાની સાથે રાખ્યો. આ બીજી પૂર્વધારણામાં આપવામાં આવેલ સમજૂતી છે.

આ રીતે સૌરમંડળમાં આ કોઈ અપવાદ નથી. તેની સરખામણી માટે તમે જુઓ તો મંગળને બે ચંદ્ર છે.

મંગળ ગ્રહને બે ઉપગ્રહો છે અને એ બન્ને સૌરમંડળમાં અન્યત્ર રચાયા હતા. જ્યારે તેઓ આકસ્મિક રીતે મંગળ ગ્રહની નજીક આવ્યા, ત્યારે તેઓ તેના ગુરુત્વાકર્ષણથી આકર્ષાયા અને મંગળના પ્રેમી બન્યા અને તેની પ્રદક્ષિણા કરવા લાગ્યા.

આ પૂર્વધારણા સૂચવે છે કે આ જ વસ્તુ પૃથ્વી સાથે પણ બની હોઈ શકે. પરંતુ તેને સ્વીકારવામાં કેટલીક શંકાઓ રહેલી છે.

શું ચંદ્ર પૃથ્વીનો પ્રેમી નથી?

એ શંકાને ધ્યાનમાં લેતા પહેલાં ચાલો ઈડલી વિશે થોડું સંશોધન કરીએ. ચાલો તમારા ઘરે બનાવેલી એક ઈડલી અને તમારા પાડોશીનાં ઘરે બનેલી એક ઈડલી લઈએ.

આપણે આ બંનેનો પ્રયોગશાળામાં અભ્યાસ કરીએ. આપણે તમારા ઘરની ઈડલીમાં ચોખા અને અડદના જથ્થાને તમારા પાડોશીની ઈડલીમાંના ચોખા અને અડદના જથ્થા સાથે સરખાવીએ. જો બંને ઈડલીમાં પ્રમાણ બરાબર સરખું હોય તો તેનો અર્થ એ છે કે તમે બંનેએ એક જ દુકાનમાંથી ઈડલીનું ખીરું ખરીદ્યું છે.

હવે આવીએ ચંદ્રની વાત પર. ઈડલીની જેમ ચંદ્ર પર મળેલા ખડકો અને માટીના નમૂનાઓની તપાસ કરવામાં આવી હતી અને તેમાં પૃથ્વી જેવી જ લાક્ષણિકતાઓ હોવાનું જાણવા મળ્યું હતું. તેથી પૃથ્વી અને ચંદ્રની રચના અલગ-અલગ જગ્યાએ થઈ હોવાની કોઈ શક્યતા નથી.

પ્રકૃતિમાં ઓક્સિજન ત્રણ 'આઇસોટોપ્સ'માં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ઓક્સિજન 16, 17 અને 18. ઓક્સિજન 18 એ ઓક્સિજન 17 કરતાં ભારે છે. એ જ રીતે, ઓક્સિજન 17 એ ઓક્સિજન 16 કરતાં ભારે છે.

સૂર્ય અને તેના તમામ ગ્રહો ‘ગૅસિયસ ઍક્રેશન ડિસ્ક’ માંથી બનેલા છે.

જ્યારે ડાંગરને કૂટવામાં આવે છે ત્યારે ચોખા એકબાજુ પડે છે અને તેમાંથી ભૂંસું દૂર થાય છે. એ જ રીતે જ્યારે સૂર્યની આસપાસ ગ્રહોની રચના થઈ ત્યારે સૂર્ય પાસે વધુ સાંદ્રતાવાળો ઓક્સિજન-18 વાયુ હતો. સૂર્યથી અંતર વધે તેમ ઓક્સિજન વાયુઓની સાંદ્રતા સાથે ઘટતી જાય છે.

હવે ચંદ્ર અને પૃથ્વીને ધ્યાને લઈએ. આ બંનેમાં ઓક્સિજન અવશોષણનો દર લગભગ સમાન છે. તેથી ચંદ્ર ક્યાંક રચાયો હતો અને પૃથ્વી દ્વારા આકર્ષાયો હતો તે પૂર્વધારણા સંપૂર્ણપણે સત્ય નથી એવું કહી શકાય.

ચંદ્ર એ પૃથ્વીનું સંતાન છે

અત્યાર સુધી આપણે જે બે પરિકલ્પનાઓ પર ભાર મૂક્યો છે તેમાંથી આપણને બે વાતો ચોક્કસપણે જાણવા મળે છે.

  • ચંદ્ર અને પૃથ્વી બંને જગ્યાએ ઓક્સિજન આઇસોટ્રોપની સાંદ્રતા સમાન છે.
  • પૃથ્વીનો ઝુકાવ એ 23.5 ડિગ્રી છે જ્યારે ચંદ્રનો ઝુકાવ માત્ર 6.7 ડિગ્રી છે.

ત્રીજી પરિકલ્પના એ સમજાવવા માટે છે કે આ બંને કારકોના આધારે ચંદ્રનું નિર્માણ કઈ રીતે થયું.

સૂર્ય અને પૃથ્વીની રચનાના લગભગ 4.5 અબજ વર્ષો પહેલાં સૂર્યમંડળમાં વિવિધ કદ અને આકારોનાં ઉલ્કાપિંડ હતાં. આ ઉલ્કાઓ આમતેમ અનિયમિત રીતે ચક્કર લગાવી રહી હતી. જોકે આમાંની કેટલીક ઉલ્કાઓ ખૂબ નાની હતી તો કેટલીક ઉલ્કાઓ મંગળ જેટલી મોટી હતી.

આવી પરિસ્થિતિમાં એક વિશાળ ગ્રહ કે જેને વૈજ્ઞાનિકોએ 'થિયા' નામ આપ્યું છે એ પૃથ્વી સાથે ટકરાયો. આ ત્રીજો સિદ્ધાંત સૂચવે છે કે આજે આપણી પાસે જે પૃથ્વી અને ચંદ્ર છે તે એ જ અથડામણથી રચાયાં હતાં.

એવું અનુમાન છે કે આ ઘટના સૂર્ય અને પૃથ્વીના પ્રગટ થયાનાં 60 મિલિયન વર્ષો પછી બની હોવી જોઈએ. ત્યારે પૃથ્વી આજની જેમ નક્કર નહોતી. તે પ્રવાહી સ્થિતિમાં હતી. આ જ રીતે 'થિયા' નામનો એક મોટો ગ્રહ પણ હતો જેનું કદ લગભગ મંગળ જેવડું જ હતું. જ્યારે આ બંને એકબીજા સાથે અથડાયાં ત્યારે અથડામણને બદલે તેઓ અથડાવાથી પેદા થયેલી ગરમીને કારણે એકબીજામાં ભળી ગયાં અને પછી બે ભાગમાં વહેંચાઈ ગયાં.

આ વિભાજનને કારણે પૃથ્વી અને ચંદ્ર પર ઓક્સિજન આઇસૉટોપ્સની સાંદ્રતા લગભગ સમાન છે. પરંતુ આ અથડામણના પરિણામે એવું માનવામાં આવે છે કે પૃથ્વીની ધરી એક અલગ ઝુકાવ પર છે અને ચંદ્રની ધરી એક અલગ ઝુકાવ પર છે.

આ વાત વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા વ્યાપકપણે સ્વીકારવામાં આવી છે. આ રીતે ચંદ્રની રચના થવાની શક્યતા વધુ છે. હવે, ચાલો આ ત્રીજી પૂર્વધારણાને થોડી વધુ વિગતવાર જોઈએ.

પૃથ્વી અને ચંદ્ર, અને બટાકાવડાં

આયર્ન અને નિકલ જેવી ધાતુઓ પૃથ્વીના ગર્ભમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે. પણ, ચંદ્રના કિસ્સામાં આવું નથી. તેને કારણે આ પૂર્વધારણા પર શંકા ઊભી થઈ શકે છે.

તે સ્પષ્ટ કરવા માટે ચાલો આપણે બટાટાવડાનું ઉદાહરણ લઈએ. વડાની અંદર બટાટાનું મિશ્રણ હોય છે. ટોચ પર મગફળીના લોટનું આવરણ છે. જ્યારે પૃથ્વી આવી સ્થિતિમાં હતી ત્યારે થિયા ગ્રહ આવ્યો અને તેની સાથે ટકરાયો.

પૃથ્વી ઉપરનાં સ્તરો ઉપર રહેલી મગફળીની જેમ થિયા ગ્રહ સાથે જોડાઈ અને પછી અલગ થઈ. હવે પૃથ્વીનો ઉપરનો પોપડો અને થિયાનો ઉપરનો પોપડો એકબીજા સાથે ભળી ગયો છે.

તેથી જ પૃથ્વી અને ચંદ્ર બંનેની સપાટી લગભગ એકસમાન છે. પરંતુ પૃથ્વીનાં પેટાળનો મુખ્ય ભાગ(કોર) અલગ છે.

પૃથ્વીની ધરી ચંદ્રની ધરીથી અલગ ડિગ્રીએ નમેલી છે. પરંતુ બંને સપાટી પર આઇસૉટોપ્સની સાંદ્રતા લગભગ સમાન છે. પૃથ્વીના પેટાળમાં લોખંડ, નિકલ વગેરેનો ભંડાર છે, પરંતુ ચંદ્ર પર નથી.

આ ત્રણેયને સાથે રાખીને તેનું વિશ્લેષણ કરતાં એવું ફલિત થાય છે કે એક ગ્રહ આવ્યો અને પૃથ્વી સાથે ટકરાયો અને તેમાંથી ચંદ્રની રચના થઈ. આનો અર્થ એ થયો કે ચંદ્ર પૃથ્વી પર જન્મેલું જ સંતાન છે. આ પૂર્વધારણા વધુ સાચી હોય તેવી સંભાવના છે.

તેથી ચંદ્ર એ પૃથ્વીથી જન્મેલ જોડિયું બાળક નથી કે નથી પૃથ્વીનો પ્રેમી! તેના બદલે વૈજ્ઞાનિકોએ એવી પૂર્વધારણા સ્વીકારી છે કે તે પૃથ્વીનું જ જન્મજાત બાળક છે.