पदार्थाच्या अवस्था (घन, द्रव, वायू)

तुम्ही कधी तुमच्या सभोवतालच्या जगाबद्दल विचार केला आहे का?. तुम्ही ज्या खुर्चीवर बसला आहात, जे पाणी तुम्ही पिता, आणि जी हवा तुम्ही श्वासावाटे घेता?. त्या सर्व गोष्टी खूप वेगळ्या वाटतात, पण त्या सर्व म्हणजे मीच आहे. मी प्रत्येक गोष्टीत आहे, पण माझी अनेक व्यक्तिमत्त्वे आहेत. कधीकधी मी बर्फाच्या तुकड्यासारखा किंवा मजबूत खुर्चीसारखा घट्ट आणि अचल असतो. माझे छोटे कण इतके घट्ट एकत्र बांधलेले असतात की ते फक्त जागेवर थरथरू शकतात. तुम्ही मला धरू शकता, माझ्यापासून काहीतरी बनवू शकता आणि मी जागेवर स्थिर राहीन यावर अवलंबून राहू शकता. तर कधीकधी मी नदीतील पाण्यासारखा किंवा कपातील रसासारखा वाहता आणि प्रवाही असतो, जो मला ठेवलेल्या भांड्याचा आकार घेतो. मी समुद्रातील लाटेचा शिडकावा, तुमच्या कपातील रस किंवा आकाशातून पडणारा पाऊस असू शकतो. माझे छोटे कण एकमेकांवरून घसरत जातात, नेहमी हलत असतात, प्रवाहाबरोबर जाण्यासाठी नेहमी तयार असतात. आणि मग, असेही काही वेळा असतात जेव्हा मी पूर्णपणे अदृश्य असतो, तुमच्या सभोवताली एक गुप्त उपस्थिती. मी तुमच्या फुफ्फुसात भरणारी हवा आहे, फुग्याला छतापर्यंत तरंगायला लावणारा हेलियम वायू आहे. या रूपात, माझे कण खूप उत्साही आणि ऊर्जेने भरलेले असतात, ते कोणत्याही नियमांशिवाय वेगाने फिरतात आणि मिळेल तेवढी जागा व्यापतात. मी एकाच वेळी इतका घन, इतका द्रव आणि इतका मुक्त कसा असू शकतो?. हे माझे मोठे रहस्य आहे, एक कोडे जे जिज्ञासू मनाने शतकानुशतके सोडवण्याचा प्रयत्न केला आहे.

हजारो वर्षांपासून, लोक माझ्या वेगवेगळ्या रूपांकडे पाहून गोंधळून जात होते. त्यांना माझे रहस्य जाणून घ्यायचे होते. प्राचीन ग्रीसमधील एक अतिशय हुशार विचारवंत, डेमोक्रिटस नावाच्या माणसाने, सुमारे ४०० ईसापूर्व काळात एक क्रांतिकारी कल्पना मांडली. त्याने कल्पना केली की जर तुम्ही एखाद्या गोष्टीचे तुकडे करत राहिलात, तर शेवटी तुम्हाला एक असा छोटा, अविभाज्य तुकडा मिळेल ज्याचे आणखी तुकडे करता येणार नाहीत. त्याने या लहान कणांना 'अणू' म्हटले. त्याचा विश्वास होता की जगातील प्रत्येक गोष्ट, दगडांपासून पाण्यापर्यंत आणि हवेपर्यंत, याच अणूंनी बनलेली आहे, फक्त त्यांची रचना वेगळी आहे. हा एक हुशार अंदाज होता, पण ती फक्त एक कल्पना होती. हे सिद्ध करण्यासाठी अनेक शतके जावी लागली. मग, खूप नंतर, १७८० च्या दशकात, अँटोइन लॅव्हाझियर नावाचा एक सूक्ष्म निरीक्षण करणारा फ्रेंच शास्त्रज्ञ आला. तो फक्त विचारवंत नव्हता, तर तो कृती करणारा होता. त्याने काळजीपूर्वक प्रयोग केले, विशेषतः माझ्या अदृश्य, वायुरूप स्वरूपावर. तो वायूला भांड्यात बंद करायचा, त्याचे अचूक वजन करायचा, वस्तू जाळायचा आणि परिणामांचे वजन करायचा. त्याने एक विलक्षण शोध लावला: जरी मी माझे रूप बदलले, उदाहरणार्थ द्रवातून वायूत, तरीही मी कधीच नाहीसा होत नाही. माझे एकूण प्रमाण नेहमी सारखेच राहिले. लॅव्हाझियरने हे सिद्ध केले की माझे बदल म्हणजे फक्त माझ्या लहान कणांची पुनर्रचना आहे. त्याने आणि त्याच्या नंतरच्या शास्त्रज्ञांनी हे सर्व उलगडले. त्यांना समजले की माझे रहस्य माझ्या कणांची ऊर्जा आणि रचनेमध्ये दडलेले आहे. माझ्या घन रूपात, त्या मजबूत खुर्चीप्रमाणे, माझे अणू एका घट्ट, सुव्यवस्थित जाळीत अडकलेले असतात, फक्त थोड्या ऊर्जेने कंप पावत असतात. जेव्हा तुम्ही अधिक ऊर्जा टाकता - उदाहरणार्थ, उष्णता - तेव्हा ते अधिक कंप पावू लागतात आणि अखेरीस ते बंध तोडून मोकळे होतात. जणू काही ते ओरडतात, "आम्हाला फिरायचे आहे!". तेव्हाच मी द्रव बनतो. माझे कण आता एकमेकांवरून घसरू शकतात. जर तुम्ही आणखी ऊर्जा दिली, तर ते इतके उत्साहित होतात की त्यांना आवरणे शक्य होत नाही. "आम्ही मुक्त झालो!" असे ओरडत ते सर्व दिशांना वेगाने निघून जातात. ते माझे वायुरूप आहे, जे जंगली, उत्साही कणांनी भरलेले आहे. तर, तुम्ही पाहिलंत, हे रहस्य तितकेसे रहस्यमय नव्हते. ते फक्त ऊर्जेचा खेळ होते.

जेव्हा तुम्हाला वाटते की तुम्ही मला पूर्णपणे समजून घेतले आहे - घन, द्रव, वायू - तेव्हा माझ्याकडे तुमच्यासाठी एक आश्चर्य आहे. माझे आणखी एक रूप आहे, एक सुपर-चार्ज्ड, विद्युतीय चुलत भाऊ ज्याबद्दल तुम्हाला कदाचित माहिती नसेल. कल्पना करा की माझे वायुरूप, जे आधीच खूप ऊर्जेने वेगाने फिरत आहे. आता, जर तुम्ही त्याला सूर्यापेक्षा जास्त तापमानावर गरम केले तर काय होईल?. तेव्हा गोष्टी खरोखरच विलक्षण होतात. अणू स्वतःच तुटतात आणि चार्ज केलेल्या कणांचा एक चमकणारा, झगमगणारा सूप तयार होतो. ही माझी चौथी अवस्था आहे: प्लाझ्मा. सर विल्यम क्रुक्स नावाच्या एका ब्रिटिश शास्त्रज्ञाने १८७९ मध्ये प्रयोगशाळेत ते प्रथम ओळखले, परंतु ते पाहण्यासाठी तुम्हाला प्रयोगशाळेची गरज नाही. प्लाझ्मा सर्वत्र आहे!. खरं तर, संपूर्ण विश्वातील ते माझे सर्वात सामान्य रूप आहे. रात्री तुम्ही जे चमकणारे तारे पाहता?. ते प्लाझ्माचे मोठे गोळे आहेत. वादळाच्या वेळी आकाशात चमकणारी तेजस्वी वीज?. तो प्लाझ्माचा एक पट्टा आहे. अगदी निऑन साइनमधील रंगीबेरंगी दिवेसुद्धा वायूतून वीज प्रवाहित करून त्याला चमकणाऱ्या प्लाझ्मामध्ये बदलून तयार केले जातात. म्हणून पुढच्या वेळी जेव्हा तुम्ही रात्रीच्या आकाशाकडे पाहाल, तेव्हा माझ्या सर्वात उत्साही आणि चमकदार व्यक्तिमत्त्वाची आठवण ठेवा.

तर, मी घन, द्रव, वायू आणि प्लाझ्मासुद्धा आहे. पण याचा काय उपयोग?. माझ्या वेगवेगळ्या अवस्था समजून घेणे हे मानवाच्या काही महान शोधांची गुरुकिल्ली आहे. एकेकाळी खंडांमध्ये रेल्वे चालवणारे शक्तिशाली वाफेचे इंजिन माझ्या द्रव रूपाचे (पाणी) माझ्या वायू रूपात (वाफ) रूपांतर करून प्रचंड दाब निर्माण करण्याच्या तत्त्वावर चालते. अवकाशात झेपावणारे रॉकेट माझ्या घन आणि द्रव रूपांचे मिश्रण इंधन म्हणून वापरतात, जे नंतर एका शक्तिशाली वायूमध्ये स्फोट होऊन त्यांना वर ढकलते. तुमच्या सायकलच्या घन धातूपासून ते गाडीतील द्रव पेट्रोलपर्यंत आणि तिच्या टायरमधील हवेपर्यंत, मी सर्वत्र आहे, वेगवेगळ्या प्रकारे काम करत आहे. मी पदार्थ आहे. माझी रहस्ये ही विश्वाची रहस्ये आहेत. आणि सर्वात चांगली गोष्ट म्हणजे, अजूनही अनेक रहस्ये उलगडायची आहेत. जिज्ञासू राहून, प्रश्न विचारून आणि तुमच्या सभोवतालच्या जगाचा शोध घेऊन, तुम्ही माझ्या विविध रूपांचा वापर करून काहीतरी नवीन निर्माण करू शकता आणि जगाला एक चांगले स्थान बनविण्यात मदत करू शकता. तुम्ही कोणती रहस्ये उलगडणार आहात?.