গ্রহগুলো গোল কেন?

ছোট ছোট বস্তুর আকৃতি যেমন ইচ্ছা হতে পারে। যেমন একটি পাথরকে কেটে যেকোন রূপ দেয়া যায়। কিন্তু বড় বস্তুর ক্ষেত্রে এটা প্রযোজ্য না। যেমন, একটি গ্রহকে কখনোই যেমন ইচ্ছা তেমন রূপ দেয়া যায় না। আমাদের সৌরজগতের সবগুলো গ্রহই একটি নির্দিষ্ট আকৃতির- তা হচ্ছে গোলক। এর কারণ মহাকর্ষ বলের বিশেষ ধর্ম।

নিউটনের মহাকর্ষ সূত্রের কথা ধরা যাক। সূত্রে বলা হয়েছিল, প্রতি বস্তু একে অপরকে আকর্ষণ করে; এই আকর্ষণ বল বস্তু দুটির ভরের গুণফলের সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যকার দূরত্বের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক। অর্থাৎ দূরত্ব যত বাড়ে তাদের মধ্যকার মহাকর্ষ বল তত কমে। প্রশ্ন হচ্ছে এই দূরত্ব কিভাবে পরিমাপ করা হয়। যেমন পৃথিবী এবং চাঁদের দূরত্ব কি হবে?- পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে চাঁদের পৃষ্ঠের দূরত্ব? মোটেই না। দূরত্ব পরিমাপ করা হয় সবসময় কেন্দ্র থেকে। অর্থাৎ পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে চাঁদের কেন্দ্রের দূরত্বই এখানে ধর্তব্য। ভাবখানা এমন যে, পৃথিবীর সকল ভর তার কেন্দ্রে ঘনীভূত আছে এবং সেই কেন্দ্রটিকে মহাকর্ষীয় বলের একটি উৎস হিসেবে বিবেচনা করে তা থেকে অন্য বস্তুর দূরত্ব মাপা হচ্ছে।

ব্যাপারটা আসলেই তাই। মহাকর্ষ বল সবসময় ভরকেন্দ্রে ঘনীভূত থাকে। কেবল পৃথিবী নয়, যেকোন বস্তুর মহাকর্ষ বল তার ভরকেন্দ্র থেকে উৎপন্ন হচ্ছে বলে মনে হয়। এই মহাকর্ষ বল বস্তুটির সকল অংশকে কেন্দ্রের দিকে সমানভাবে আকর্ষণ করে। যার ফলে, গোলকই হয়ে ওঠে সম্ভাব্য একমাত্র আকৃতি। কারণ একমাত্র গোলকের পৃষ্ঠেরই সকল বিন্দু কেন্দ্র থেকে সমান দূরত্বে থাকে।

এখন কথা হচ্ছে, গ্রহের সকল অংশের ভর তো একরকম নাও হতে পারে, সেক্ষেত্রে একেক অংশকে তো কেন্দ্র একেক বলে আকর্ষণ করবে। কিন্তু বাস্তবে তা হয় না। কারণ মহাকর্ষ বলের কাছে গ্রহটি তরল পদার্থের মত আচরণ করে। আমাদের ভূপৃষ্ঠের এই মাটি, পাথর আসলে মহাকর্ষের কাছে তরলসদৃশ। যে কারণে মাটি-পাথর এক জায়গা থেকে আরেক জায়গায় সরতে সরতে শেষ পর্যন্ত একটি গোলক গঠন করে। পদার্থবিজ্ঞানে এই গোলক গঠনের প্রক্রিয়াকে বলে সমস্থৈতিক সমন্বয় (isostatic adjustment)।

কিন্তু লক্ষ্য করলে দেখা যাবে কোন গ্রহই আদর্শ গোলক না। যেমন পৃথিবীর পৃষ্ঠে আছে হিমালয়ের মত পর্বতমালা, বৃহস্পতির আছে অলিম্পাস মন্স। গ্রহের অভ্যন্তরে ঘটতে থাকে অনেক প্রক্রিয়া যেমন প্লেট টেকটোনিক, অগ্ন্যুৎপাত ইত্যাদি। এগুলো যখন মহাকর্ষ বলের চেয়ে শক্তিশালী হয়ে যায় তখনই গোলকাকৃতি থেকে এমন ব্যতয় ঘটে। কিন্তু সে বজ্জাত গঠনটির ভর খুব বেশি হলে আবার মহাকর্ষ বলই বিজয়ী হয়। এজন্যই ভূপৃষ্ঠে ৫০ কিলোমিটার উঁচু কোন পাহাড় নেই, সর্বোচ্চ শৃঙ্গ এভারেস্টের উচ্চতা মাত্র ৮ কিমি। এই সমস্থৈতিক সমন্বয়ের কারণেই কিন্তু ২০০০ তলা কোন দালান নির্মাণ সম্ভব না, সেই দালান মহাকর্ষের চাপে ভূপতিত হবে, জয় হবে গোলকের।

গ্রহের গতির কারণেও আদর্শ গোলক থেকে বিচ্যুতি ঘটে। যেমন ২৪ ঘণ্টায় একবার নিজ অক্ষের চারদিকে আবর্তনের কারণে পৃথিবী উপর-নিচে একটু চ্যাপ্টা, কমলালেবুর মত। পৃথিবীর বিষুব অঞ্চলের ব্যাস, মেরু অঞ্চলের চেয়ে বেশি। তবে ব্যত্যয়টা খুব বেশি না। তবে বস্তুর ভর যদি অনেক কম হয়, তাহলে মহাকর্ষ বল এতই দুর্বল হয় যে সে আর আদর্শ গোলক গঠন করতে পারে না। যেমন মঙ্গল এবং বৃহস্পতি গ্রহের মাঝামাঝি অঞ্চলে থাকা অনেকগুলো গ্রহাণুর আকৃতি ঠিক আদর্শ গোলকের মতন নয়। কারণ তাদের গতিশক্তি ও ঘূর্ণন বল মহাকর্ষের চেয়ে প্রভাবশালী।