গ্রহদের অদ্ভুত উল্টো গতি

প্রতি দিন রাতের আকাশের দিকে নজর রাখলে একটি বিশেষ জিনিস চোখে পড়বে। প্রত্যেক রাতের একই সময়ে আকাশের তারাগুলো আগের রাতের চেয়ে একটু পশ্চিমে চলে আসে। এটা হয় সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর ঘূর্ণনের কারণে। পৃথিবী প্রতিনিয়ত কক্ষপথে অবস্থান বদল করার কারণে একেক সময় সূর্যকে আকাশের একেক দিকে অবস্থিত মনে হয়। সূর্যের এ আপাত অবস্থান যখন যে দিকে থাকে, সেদিকের তারাগুলো সে সময় সূর্যের প্রায় সাথে সাথে ডুবে যায়। তাই এ সময় তাদেরকে দেখ যায় না। কিছু দিন পর এ জায়গায় চলে আসে অন্য তারা। এভাবে এক বছর পর আবার একই সময়ে একই তারাদের দেখা মেলে রাতের আকাশে।

 গ্রহদের উল্টো গতি

সাধারণত তারকাদের এই চলাচলের কোনো ব্যতিক্রম নেই। কিন্তু গ্রহরা এই নিয়ম মানে না। দূরবর্তী আপাত স্থির নক্ষত্রেদের তুলনায় রাতের আকাশে এদের গতি সাধারণত পূর্ব দিকে। চাঁদও কিন্তু গ্রহদের মতো প্রতি রাতে আগের রাতের তুলনায় পূর্ব দিকে চলে আসে। কিন্তু মাঝে মাঝে দেখা যায়, গ্রহরা স্বাভাবিক পূর্ব দিকের বদলে নক্ষত্রদের সাথে সাথে পশ্চিম দিকে চলছে। এই ঘটনা সবচেয়ে সহজে চোখে পড়ে বুধ, মঙ্গল ও শুক্র গ্রহের ক্ষেত্রে। বৃহস্পতি বা শনি তুলনামূলক দূরে হওয়াতে এই উল্টো গতি (retrograde motion) দেখতে অনেক দিন অপেক্ষা করতে হয়। 

প্রাচীন কালের মানুষ এই উল্টে গতির ব্যাখ্যা জানত না। তখন মহাবিশ্ব সম্পর্কে অ্যারিস্টটলের ধারণা প্রচলিত। পৃথিবীকে মানে করা হত মহাবিশ্বের কেন্দ্র। এই মতবাদের ওপর ভিত্তি করেই টলেমি মহাবিশ্বের একটি মডেল দাঁড় করান। সেই মডেলে পৃথিবীর চারদিকে আটটি গোলক কল্পনা করা হলো। চাঁদ ও সূর্যের জন্যে ছিল একটি করে কক্ষপথ। সেই সময়ে জানা পাচঁটি গ্রহের জন্যে (বুধ, শুক্র, মঙ্গল, বৃহস্পতি ও শনি) ছিল আরও পাঁচটি কক্ষপথ। আরেকটি কক্ষপথ ছিল দূরবর্তী নক্ষত্রদের জন্যে। সময় সময় গ্রহদের উল্টো গতির ব্যাখ্যা দেবার জন্যে বলা হলো, পৃথিবীর চারদিকের কক্ষপথে ঘোরার পাশাপাশি এরা কক্ষপথের মধ্যেই আরেকটি বৃত্তপথে চলাচল করে। এই বৃত্ত পথের নাম ছিল মন্দবৃত্ত (epicycle)। এই চিত্রের মাধ্যমে গ্রহদের এলোমেলো চলনের ব্যাখ্যা পাওয়া গেলেও ত্রুটি ছিল এতে। এই নমুনা সঠিক হলে চাঁদ মাঝে মাঝে পৃথিবীর অর্ধেক দূরত্বে চলে আসার কথা, যা বাস্তবে ঘটে না।

টলেমির মহাবিশ্ব

এখন আমরা জানি, টলেমির মডেল ভুল ছিল। গ্রহদের চলাচলের সঠিক ব্যাখ্যা দেন জার্মান গণিত ও জ্যোতির্বিদ জোহানেস কেপলার। ব্যবহার করেন ড্যানিশ জ্যোতির্বিদ টাইকো ব্রাহের সংগ্রহ করা তথ্য-উপাত্ত। কেপলারের গ্রহের সূত্র অনুসারে, পৃথিবীসহ অন্য গ্রহরা উপবৃত্তাকার কক্ষপথে সূর্যকে কেন্দ্র করে ঘুরছে। উপবৃত্তের কোনো একটি উপকেন্দ্রকে ঘিরে এর প্রদক্ষিণ চলতে থাকে। মজার ব্যাপার হল, কেপলারের সূত্র থেকে গ্রহদের উল্টো গতির ব্যাখ্যা খুব সহজেই পাওয়া যায়।

উল্টো গতির কারণ কক্ষপথের গ্রহদের আপেক্ষিক অবস্থা 

এটা বোঝার জন্যে ওপরের চিত্রটি দেখুন। মাথায় রাখতে হবে, যে গ্রহরা সূযের অপেক্ষাকৃত কাছে, তাদের বেগ দূরের গ্রহের তুলনায় বেশি। কক্ষপথের পরিধিও ছোট। ফলে কাছের গ্রহরা অপেক্ষাকৃত কম সময়েই সূর্যকে প্রদক্ষিণ করে ফেলে। কোনো নির্দিষ্ট সময়ে মঙ্গল বা বাইরের দিকের কোনো গ্রহ পৃথিবী ও সূর্যের সাথে একই রেখায় অবস্থান করলেও একটু পরেই পৃথিবী চলে যায় সামনে। পৃথিবী থেকে ভেতরের দিকের গ্রহরা আবার এগিয়ে যায় পৃথিবীর চেয়ে। আপাতত পৃথিবীর সাপেক্ষে মঙ্গলের আপেক্ষিক অবস্থানের দিকে লক্ষ করুন। ১ থেকে ৩ নং অবস্থান পর্যন্ত স্বাভাবিক গতি দেখা যাচ্ছে। তবে ৪ নং অবস্থানে গিয়ে পৃথিবী থেকে দেখতে মঙ্গলের অবস্থান পেছনে (পশ্চিমে) সরে এসেছে। ৫নং-এও তাই। তবে তারপর আবার স্বাভাবিক পূর্ব দিকে চলছে।

বোঝাই যাচ্ছে, এরকম গতির পেছনে মূল কারণ হল, পৃথিবীর তুলনায় অন্য গ্রহদের কক্ষপথের পরিধি ও বেগের কম-বেশি।