உலகைப் புரட்டிப் போட்ட 100 அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள் - 23

23. கண்டுபிடிப்பு: வெப்பத்தின் இயல்பு (The Nature of Heat)

கண்டுபிடித்தவர்: கௌண்ட் ரம்ஃபோர்டு (Count Rumford)

காலம்: 1790

தீயைப் பற்றியும் வெப்பத்தைப் பற்றியும் பலவித நம்பிக்கைகள் விஞ்ஞானிகள் இடையே உலவிய காலம் அது. வெப்பம் என்பது கண்ணுக்குத் தெரியாத, எடையில்லா கலோரிக் (Caloric) எனும் திரவம் என்று கற்பனை செய்திருந்தார்கள். சூடாக இருக்கும் பொருட்கள் கலோரிக்கால் நிரம்பி வழிந்ததாகக் கொள்ளப்பட்டது. அவ்வாறு வழிந்து விடுவதால் பொருட்கள் எப்போதும் சூட்டிலிருந்து குளிர்வதாக நம்பப்பட்டது! எரிவதோ ஃப்ளோஜிஸ்டன் (Phlogiston) எனும் மற்றுமொரு கண்ணுக்குத் தெரியாத பொருளினால் ஏற்படுவதாகக் கொள்ளப்பட்டது. எரியக் கூடிய பொருட்களுள் இது நிறைந்திருப்பதாகக் கருதப்பட்டது. ஒரு பொருள் எரியும் போது அது தன்னிடமிருக்கும் ஃப்ளோஜிஸ்டனை இழந்து காற்றில் கலப்பதாக நம்பினார்கள். மொத்த ஃப்ளோஜிஸ்டனையும் ஒரு பொருள் இழந்து விட்டால் எரிவதும் நின்று விடுவதாக நம்பப்பட்டது.

இத்தனை நம்பிக்கைகளும் ஒன்று சேர்ந்து யாருக்கும் அத்தனை எளிதாக தீ, வெப்பம் மற்றும் எரிதல் குறித்த ஆராய்ச்சியை நடத்துவதற்குத் தடைகற்களாக இருந்தன. ஆனால் இக்கற்களைத் தாண்டியவர் கௌண்ட் ரம்ஃபோர்டு என்று தன்னைத் தானே அழைத்துக் கொண்ட பெஞ்சமின் தாம்ஸன். எவ்வாறு அவர் எளிமையான வெப்பத்தின் இயல்பைக் கண்டறிந்தார் என்று காண்போமா?

1790 ல் 37 வயதான கௌண்ட் பவாரியா (Bavaria) அரசருக்கு ராணுவ ஆலோசகராகப் பணியாற்றினார். இது தவிர பீரங்கி உற்பத்தியையும் மேற்பார்வை செய்து கொண்டிருந்தார். பெஞ்சமின் தாம்ஸன் என்ற இயற்பெயரைக் கொண்ட இவருக்கு பிரிட்டன் உளவாளியாகச் சவாலான வேலை பார்த்த அனுபவமும் இருந்தது! 1790ல் பவாரியா அரசரிடம் பணி புரிய ஆரம்பித்தார். 

பீரங்கி உற்பத்தித் தொழிற்சாலை ஒரு சகிக்க முடியாத இரைச்சல் கொண்டதாகும். ஒருபக்கம் மரச் சக்கரங்களின் மேல் உலோகப் பட்டைகளைப் (Rim) பொருத்துவதற்காக அடிக்கப்படும் சுத்தியல் சத்தம் கேட்டுக் கொண்டே இருக்கும். தக தகவென்று வெப்பத்தின் உச்ச நிலையில் இருக்கும் இரும்பை நீரில் அழுத்திக் குளிர்விக்கும் போது எழும் நீராவி அறையையே முழுதும் ஆக்கிரமிப்பதாக இருக்கும். 

இன்னொரு புறத்தில் பீரங்கிக் குழாயை உருவாக்கும் பணி நடைபெறும். உருகிய உலோகக் குழம்பை பெரிய வார்ப்புகளில் (12 அடிக்கு 4 அடி நீளமுள்ளவை) ஊற்றப்பட்டன. பின்னர் அவ்வுலோகத் தண்டில் துளை போடும் இயந்திரத்தைக் கொண்டு துருவிக் குடையப்பட்டு பீரங்கிக் குழல்கள் உருவாக்கப்பட்டன. அவ்வாறு சுழன்று துருவும் போது அளவிட முடியாத வெப்பம் வெளிப்பட்டது! அவ்வாறு துளையிடும் போது உருகிவிடாமல் இருக்க நீரை எப்போதும் அதன் மேல் ஊற்றிக் கொண்டே இருந்தனர். அப்போது சப்தத்தோடு எழும் நீராவி தொழிற்சாலைக் கூரை வரை சென்று அங்கே குளிர்ந்து செயற்கை மழையாக உருவாகித் தொழிலாளர்களின் மேல் பொழிந்து கொண்டிருந்தது!

இவற்றையெல்லாம் பார்வையிட்டுக் கொண்டிருந்த ரம்ஃபோர்டு இத்துளையிடும் பணியில் அதிக வெப்பம் வெளியாவதைக் கவனித்தார். அன்றைய நம்பிக்கையோ, துளையிடும் போது அதிகபட்ச கலோரிக் வழிந்து ஓடுவதால் வெப்பம் அதிகம் இருப்பதாகத் தான் இருந்தது. ஆனால் ரம்ஃபோர்டால் அதை நம்ப முடியவில்லை. துளையிட ஆரம்பிக்கும் முன் குளிர்ச்சியாக இருக்கும் உலோகத் தண்டில் துளையிட ஆரம்பித்ததும் அப்படி எவ்வளவு தான் கலோரிக் வெளியேறி ஓடும் என்று கணக்கிட்டு விட வேண்டும் என்று முடிவெடுத்தார். இவ்வளவு கலோரிக்கும் அந்த உலோகத்துள் எங்கே இருந்தது என்றும் யோசிக்க ஆரம்பித்தார்.

ரம்ஃபோர்டு ஒரு மிகப் பெரிய தொட்டி ஒன்றைக் கட்டினார். உலோகக் குழாய் உருவாகும் போது வெளிவரும் நீரை முழுதும் பிடித்து அதில் ஏற்படும் வெப்பநிலை அதிகரித்தலைக் கணக்கிட வெப்பமானிகளையும் நிறுவினார். நீராவியே உருவாகாதவாறு அதிகமான நீரைப் பீய்ச்சி அடிக்கவும் ஏற்பாடுகளைச் செய்தார். ஒரு பொட்டு நீராவி கூட உருவாகி வெளியே தப்பித்து விடக் கூடாது (!) என்பதில் மிகவும் உறுதியாக இருந்தார். 

இப்போது கிரீச் எனும் சப்தத்துடன் துளையிடும் பணி ஆரம்பித்தது. வெப்பத்தால் உலோகம் ஜொலிக்க ஆரம்பித்தது. உடனே அதன் மேல் நீர் ஊற்றப்பட்டது. நீரனைத்தும் கீழே இருந்த தொட்டியில் விழுந்து வெப்பமானியில் வெப்பம் அளக்கப்பட்டது. அவர் கனவில் கூடக் கண்டறியாத அளவு கலோரிக் வழிந்தோடியது! அவ்வளவு நீரும் 50 டிகிரி செல்சியஸுக்கும் மேல் வெப்பமடைந்து ஓடியது. 

கௌண்ட்டின் முகமோ குழப்பத்தால் இருண்டது. எங்கோ மாபெரும் தவறு இருக்கின்றது என்று நினைத்தார். ஏற்கனவே உலோகத்தை உருக்கும் போதே அதிலிருக்கும் கலோரிக் அனைத்தும் வழிந்து ஓடிவிட்டது! அதன் பின் அக்குழம்பு குளிர்ந்து இந்த உலோகத் துண்டு உருவாகி இருக்கின்றது. ஆனால், அதைத் துளையிடும் போது அதனுள்ளிருந்து மேலும் எங்கிருந்து இவ்வளவு கலோரிக் வர முடியும்?

இக்கேள்வியில் அவர் ஆழ்ந்திருக்கும் போதே தொழிலாளிகள் அடுத்த குழாயைத் துளையிட ஆரம்பித்தனர். அப்போது தான் அவருக்குச் சட்டென்று அவரது கேள்விக்குப் பதில் உதித்தது! துளையிடும் காரியமே வெப்பத்தை உருவாக்குவதாக ஏன் இருக்கக் கூடாது என்ற கேள்வி தான் அந்தப் பதில். துளையிடும் கருவி உலோகத்தைத் துருவும் போது ஏற்படும் அசைவே வெப்பமாக உருவெடுக்கின்றது என்பதைக் கண்டறிந்தார் ரம்ஃபோர்டு.

இன்று நாம் அதனை உராய்வு என்று எளிதாகக் கூறினாலும், உராய்வு வெப்பத்தினை உருவாக்கும் வழிகளில் ஒன்று என்று நம்பினாலும், ரம்ஃபோர்டின் காலமான 1790ல் அவரை யாரும் நம்பவில்லை. அடுத்த 50 ஆண்டுகளுக்கு கலோரிக் தான் வெப்பத்தின் காரணம் என்றே நம்பிக் கொண்டிருந்தனர்.

காற்று மண்டலத்துடன் உராய்வதாலேயே எரிகற்கள் உருவாகின்றன என்பதை விண்வெளி அறிஞர்கள் கண்டறிந்திருக்கின்றனர். இதனால் ஏற்படும் வெப்பத்தைத் தடுக்கவே விண்ணூர்திகளின் அடிப்புறம் செராமிக் கற்களைக் கொண்டு அடுக்குகள் உருவாக்கியிருக்கின்றனர். அக்கற்களில் ஏற்பட்ட பிரச்னையால் தான் கொலம்பியா வெடித்துச் சிதறி கல்பனா சாவ்லாவுடன் இன்னும் சிலரது உயிரையும் உராய்வு பறித்தது என்பது கூடுதல் தகவல்.