एका साध्या सावलीपासून सुरू झालेली वेळ मोजण्याची कहाणी!
आपण रोज घड्याळ पाहतो.
१२ वाजता → १ → २ → ३ → ४ → … → १२
घड्याळाचे काटे नेहमी Clockwise म्हणजेच घड्याळाच्या दिशेने फिरतात.
पण कधी तुम्ही विचार केला आहे का—
घड्याळाचे काटे उलट दिशेने, म्हणजे Anticlockwise का फिरत नाहीत?
याचे उत्तर थोडे आश्चर्यकारक आहे.
घड्याळाच्या काट्यांची दिशा ठरवणारा कोणताही भौतिकशास्त्रीय नियम नाही. ही दिशा इतिहासातून आलेली एक परंपरा आहे.
आणि या कहाणीची सुरुवात होते…
सूर्य आणि सावलीपासून!
घड्याळाच्या आधी वेळ कशी मोजली जात होती?
आज आपल्याकडे मोबाईल, डिजिटल घड्याळे आणि स्मार्टवॉच आहेत.
पण हजारो वर्षांपूर्वी माणसाकडे अशी कोणतीही साधने नव्हती.
मग वेळ कशी मोजायची?
माणसाने निसर्गाचे निरीक्षण केले.
सूर्य उगवतो → आकाशात सरकतो → सावलीची दिशा बदलते → सूर्य मावळतो.
यातून एक साधी कल्पना आली.
जमिनीत एक काठी उभी करायची.
सूर्यप्रकाशामुळे तिची सावली जमिनीवर पडते. सूर्याची आकाशातील स्थिती बदलत जाते तसे सावलीचे टोकही सतत बदलत जाते.
या तत्त्वावर तयार झालेले उपकरण म्हणजे—
सूर्यघड्याळ — Sundial
सूर्यघड्याळामध्ये एक काठी किंवा उभा भाग असतो. त्याला Gnomon असे म्हणतात.
सूर्याच्या प्रकाशामुळे Gnomon ची सावली सूर्याच्या स्थितीनुसार वेगवेगळ्या ठिकाणी पडते.
त्या सावलीच्या स्थितीवरून वेळेचा अंदाज घेता येतो.
म्हणजेच—
सूर्य → सावली → वेळ
हीच वेळ मोजण्याच्या इतिहासातील अत्यंत महत्त्वाची कल्पना होती.
भारतातही सूर्य आणि सावलीच्या साहाय्याने वेळ मोजण्याची परंपरा
भारतात प्राचीन काळापासून खगोलशास्त्राचा अभ्यास केला जात होता.
सूर्य, चंद्र, ग्रह, नक्षत्रे, ऋतू, दिवस-रात्र आणि वेळ यांचा अभ्यास करण्यासाठी आकाशाचे बारकाईने निरीक्षण केले जात असे.
या परंपरेला पुढे मोठ्या आणि अत्यंत कल्पक वास्तुरचनांची जोड मिळाली.
त्यातील सर्वात प्रसिद्ध उदाहरण म्हणजे—
जंतरमंतर!
अठराव्या शतकात महाराजा जयसिंह द्वितीय यांनी खगोलशास्त्रीय निरीक्षणांसाठी भारतातील विविध शहरांमध्ये मोठ्या आकाराची वेधशाळा उभारली.
दिल्ली, जयपूर, उज्जैन, वाराणसी आणि मथुरा येथे जंतरमंतर वेधशाळा उभारण्यात आल्या.
यातील जयपूरचे जंतरमंतर आजही सर्वाधिक प्रसिद्ध आणि चांगल्या स्थितीत जतन झालेले आहे.
जंतरमंतर म्हणजे फक्त मोठे बांधकाम नव्हे!
जंतरमंतरमधील दगड, विटा आणि चुन्याच्या भव्य रचना प्रत्यक्षात वैज्ञानिक उपकरणे होती.
त्यांचा उपयोग सूर्याची स्थिती, वेळ, ग्रह-ताऱ्यांची स्थिती, दिशा, उंची आणि इतर खगोलीय मोजमाप करण्यासाठी केला जात असे.
वेळ मोजण्यासाठी सूर्याचा उपयोग
जंतरमंतरमधील सूर्यघड्याळाच्या तत्त्वावर काम करणाऱ्या यंत्रांद्वारे सूर्याच्या सावलीच्या स्थितीवरून स्थानिक सौर वेळ मोजता येत असे.
जयपूरच्या जंतरमंतरमधील प्रसिद्ध सम्राट यंत्र हे जगातील सर्वात मोठ्या दगडी सूर्यघड्याळांपैकी एक आहे.
यामुळे विद्यार्थ्यांना एक महत्त्वाची गोष्ट समजते—
मोठे यंत्र असणे म्हणजेच आधुनिक तंत्रज्ञान असणे नव्हे; योग्य वैज्ञानिक तत्त्व समजून घेतले तर दगडातूनही अचूक मोजमाप करणारे उपकरण तयार करता येते!
जंतरमंतरचे वेगवेगळे केंद्र आणि त्यांचे वैज्ञानिक महत्त्व
जयसिंहांनी उभारलेल्या या वेधशाळांचा उद्देश केवळ वेळ पाहणे नव्हता.
त्यांच्या साहाय्याने खगोलशास्त्रीय निरीक्षणे आणि मोजमाप केली जात.
📍 दिल्ली
दिल्लीतील जंतरमंतर हे जयसिंहांनी उभारलेल्या प्रमुख वेधशाळांपैकी एक आहे. येथे सूर्याची स्थिती, वेळ आणि खगोलीय वस्तूंचे निरीक्षण करण्यासाठी विविध उपकरणे आहेत.
📍 जयपूर
जयपूरचे जंतरमंतर सर्वात मोठे आणि प्रसिद्ध आहे. येथील सम्राट यंत्र सूर्याच्या सावलीच्या साहाय्याने वेळ मोजण्यासाठी वापरले जात असे. येथे खगोलशास्त्रीय मोजमापांसाठी अनेक भव्य उपकरणे आहेत.
📍 उज्जैन
उज्जैनला भारतीय खगोलशास्त्रीय परंपरेत विशेष महत्त्व आहे. येथेही आकाशातील वस्तूंचे स्थान आणि वेळ यांसारख्या खगोलीय मोजमापांसाठी वेधशाळा उभारण्यात आली.
📍 वाराणसी
गंगेच्या काठी उभारलेले वाराणसीचे जंतरमंतरही खगोलीय निरीक्षणांच्या इतिहासातील महत्त्वाचे केंद्र होते.
📍 मथुरा
मथुरेतही जयसिंहांनी वेधशाळा उभारली होती. मात्र आज तिची मूळ वेधशाळा अस्तित्वात नाही.
पण मग Clockwise कुठून आले?
आता पुन्हा आपल्या मूळ प्रश्नाकडे येऊया.
सूर्यघड्याळावर सावलीची हालचाल पाहताना उत्तर गोलार्धात तिची दिशा आजच्या घड्याळाच्या काट्यांच्या दिशेशी साधर्म्य दाखवते.
याच प्रकारच्या सूर्यघड्याळांवर वेळ मोजण्याची पद्धत लोकांना परिचित झाली.
नंतर यांत्रिक घड्याळे तयार झाली तेव्हा घड्याळाच्या काट्यांना कोणत्या दिशेने फिरवायचे हा प्रश्न निर्माण झाला.
Clockwise दिशा आधीपासून सूर्यघड्याळाच्या हालचालीशी परिचित असल्यामुळे तीच दिशा स्वीकारली गेली आणि हळूहळू ती प्रमाण बनली.
म्हणजे Anticlockwise घड्याळ बनवता आले नसते का?
अगदी सहज बनवता आले असते!
Clockwise ही भौतिकशास्त्राची सक्ती नाही.
घड्याळातील gears आणि यंत्रणा अशा प्रकारे बनवली तर काटे Anticlockwise देखील फिरू शकतात.
म्हणून लक्षात ठेवा—
घड्याळाचे काटे Clockwise फिरतात कारण वेळ तशीच “फिरते” म्हणून नाही; तर माणसाने इतिहासात ती दिशा प्रमाण म्हणून स्वीकारली म्हणून!
मग दक्षिण गोलार्धाचे काय?
इथे आणखी एक मजेदार विज्ञानविचार आहे.
सूर्यघड्याळाच्या सावलीची दिशा स्थान आणि सूर्यघड्याळाची रचना यावर अवलंबून असते.
विशेषतः उत्तर व दक्षिण गोलार्धातील सूर्याच्या आकाशातील दिसणाऱ्या मार्गातील फरकामुळे सूर्यघड्याळाच्या रचनांमध्येही फरक पडतो.
म्हणून जर घड्याळाच्या इतिहासाची परंपरा वेगळ्या ठिकाणी आणि वेगळ्या प्रकारच्या सूर्यघड्याळापासून विकसित झाली असती, तर आजची परिचित दिशा वेगळी असण्याची शक्यता होती.
यातून एक सुंदर वैज्ञानिक धडा मिळतो—
आपल्या रोजच्या आयुष्यातील अनेक गोष्टी निसर्गाच्या नियमांपेक्षा मानवी इतिहास आणि परंपरेमुळे ठरलेल्या असतात.
एक छोटा Science Experiment
“आपले स्वतःचे सूर्यघड्याळ बनवा!”
साहित्य:
एक पेन्सिल किंवा काठी
जाड कागद किंवा कार्डबोर्ड
मार्कर
सूर्यप्रकाश
कृती:
कार्डबोर्डवर पेन्सिल उभी ठेवा.
तो सूर्यप्रकाशात ठेवा.
प्रत्येक तासाला सावलीच्या टोकाची जागा चिन्हांकित करा.
त्या ठिकाणी वेळ लिहा.
दिवसभरातील चिन्हे जोडून पाहा.
आता स्वतःला प्रश्न विचारा—
सावली का सरकते?
कारण पृथ्वी स्वतःभोवती फिरत असते आणि आपल्याला सूर्य आकाशात सरकत असल्यासारखा दिसतो.
विज्ञानकट्टा प्रश्न
समजा तुमच्याकडे घड्याळ नाही, मोबाईल नाही आणि इंटरनेटही नाही.
तुम्ही फक्त सूर्य, सावली आणि एक काठी वापरून अंदाजे वेळ कशी ठरवाल?
तुमची पद्धत काय असेल?
विचार करा…
निरीक्षण करा → प्रश्न विचारा → प्रयोग करा → विज्ञान समजून घ्या!
चला आज घरात जगभराचे सावलीचे घड्याळ करू घरातल्या मोठ्या हॉलमध्ये!
उत्तर द्याहटवासाहित्य - खडू किंवा रांगोळी, 15-20 सेंटीमीटर लांबीच्या काड्या किंवा पेन्सिली, एक चांगली बॅटरी किंवा दिवा.
कृती - मोठ्या हॉलच्या मध्यभागी पूर्व ते पश्चिम अशी एक रेघ ओढा. हे झाले विषुववृत्त! या रेषेवरून पूर्व ते पश्चिम जाताना उजवीकडे उत्तर गोलार्ध असेल तर डावीकडे दक्षिण गोलार्ध असेल.
उत्तर गोलार्धात असणारे देश लक्षात घ्या. त्यांचा नकाशा उत्तरेकडे काढा. दक्षिण गोलार्धात असणारे देश लक्षात घ्या. त्यांचा नकाशा दक्षिणेकडे काढा. दोन्ही बाजूंचे नकाशे एवढे मोठे काढा की ते हॉलच्या त्या त्या बाजूच्या भिंती पर्यंत पोचतील. आता त्या त्या देशांच्या मोठ्या शहरांच्या ठिकाणी १५-२० सेंटीमीटर उंचीच्या काड्या किंवा पेन्सिली उभ्या करा. कशा उभ्या करायच्या त्यासाठी तुमच्या कल्पना वापरा. आता चांगला प्रकाश जमिनीवर सगळीकडे पाडणारा एक दिवा किंवा बॅटरीचा सूर्य बनवायचा. तो हातात उंचावून तुमच्यापैकी एकाने सर्वात पूर्वेकडे थांबायचे. बाकीच्यांपैकी काहींनी उत्तर दिशेकडील भिंतीपाशी थांबायचे. काहींनी दक्षिण दिशेकडील भिंतीपाशी थांबायचे. सूर्य घेतलेल्या व्यक्तीने विषुववृत्ताच्या रेषेवरून हळूहळू पश्चिमेकडे सरकायचे. बाकीच्यांनी कोणत्या गावावर ठेवलेल्या काठ्यांच्या सावल्या कशा चालतात यांचे निरीक्षण करायचे. सूर्य घेतलेली व्यक्ती बदलून तिला विषुववृत्तावरून चालायला सांगून पुन्हा पुन्हा निरीक्षणे करायची.
उत्तर गोलार्धात या सावल्या घड्याळाच्या काट्यांच्या दिशेने हलतात आणि दक्षिण गोलार्धात सावल्या घड्याळाच्या काट्यांच्या विरुद्ध दिशेने हालतात असे तुम्हाला दिसले का?
आता पुढची निरीक्षणे - सावली पश्चिमेकडे असेल तर सकाळ, सावली पूर्वेकडे असेल तर दुपार उलटून गेलेली. कोणत्या गावी सकाळ असेल तेव्हा कोणत्या दुपार उलटून गेलेली असेल?
आता आणखी पुढची निरीक्षणे - सर्वात लहान सावली केव्हा दिसते? त्यावेळी मध्यान्ह झालेली असते. एकाचवेळी कोणकोणत्या गावात मध्यान्ह झालेली आढळते?
आणखीही पुढची निरीक्षणे करायची? सावली वरून त्या त्या गावात किती वाजले असतील ते ओळखायचे. सर्वात लहान सावली तेव्हा मध्यान्ही चे बारा वाजले. सूर्य पूर्वेकडून पश्चिमेकडे जायला बारा तास लागतात असे गृहीत धरू. आता थोडं डोकं चालवून कोणत्या गावी किती वाजले आहेत ते शोधता येईल?
हा खेळ खेळतानाचे आपल्या हॉलमधले जग सपाट आहे. पण खरे जग गोलाकार आहे. एवढे लक्षात ठेवा नाहीतर गावांच्या वेळांची गडबड होईल. आणखी एक म्हणजे एकाच देशात अनेक गावांत सावली नुसार वेगवेगळ्या वेळी 'बारा' वाजतात पण देशाच्या प्रमाणे तसे वाजतात का?